JP2022090180A - Magnetic sensor - Google Patents

Magnetic sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2022090180A
JP2022090180A JP2020202394A JP2020202394A JP2022090180A JP 2022090180 A JP2022090180 A JP 2022090180A JP 2020202394 A JP2020202394 A JP 2020202394A JP 2020202394 A JP2020202394 A JP 2020202394A JP 2022090180 A JP2022090180 A JP 2022090180A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetoresistive element
magnetic
detection
current
magnetoresistive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020202394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
舞子 長木
Maiko Nagaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2020202394A priority Critical patent/JP2022090180A/en
Publication of JP2022090180A publication Critical patent/JP2022090180A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

To provide a magnetic sensor capable of reducing the influence of a disturbance magnetic field.SOLUTION: A detection unit 114 is arranged with a predetermined gap from a magnetic material rotor 200 provided with position information, and includes a first magnetoresistive element 115 and a second magnetoresistive element 116 that detect a change in magnetism received from the magnetic material rotor 200 in association with the movement of the magnetic material rotor 200. A power supply unit 120 causes a current that flows through the second magnetoresistive element 116 and is the same as a current whose value fluctuates by the disturbance magnetic field, to flow through the first magnetoresistive element 115 as a drive current of the first magnetoresistive element 115. The first magnetoresistive element 115 generates a detection signal with a waveform corresponding to the position of the magnetic material rotor 200 based on the drive current. A signal processing unit 121 acquires the position information of the magnetic material rotor 200 based on the detection signal of the first magnetoresistive element 115.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor.

従来より、検出対象の運動を検出する磁気センサが、例えば特許文献１で提案されている。磁気センサは、検出対象の運動に伴って磁界の影響を受けたときに抵抗値が変化する磁気抵抗素子を含む。 Conventionally, a magnetic sensor for detecting the motion of a detection target has been proposed, for example, in Patent Document 1. The magnetic sensor includes a magnetoresistive element whose resistance value changes when it is affected by a magnetic field due to the motion of a detection target.

特開２０１９－２７７８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-2778

しかしながら、上記従来の技術では、磁気抵抗素子は検出対象から磁界の影響を受けるだけでなく、地磁気や他の磁気製品等の外乱磁界による影響も受ける。このため、外乱磁界によって、磁気抵抗素子の検出精度が低下してしまう可能性がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, the magnetoresistive element is not only affected by the magnetic field from the detection target, but also by the disturbance magnetic field such as geomagnetism and other magnetic products. Therefore, the disturbance magnetic field may reduce the detection accuracy of the magnetoresistive element.

本発明は上記点に鑑み、外乱磁界の影響を低減することができる磁気センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a magnetic sensor capable of reducing the influence of a disturbance magnetic field.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、磁気センサは、検出部（１１４）、電源部（１２０）、及び信号処理部（１２１）を含む。 In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the magnetic sensor includes a detection unit (114), a power supply unit (120), and a signal processing unit (121).

検出部は、位置情報が設けられた検出対象（２００）に対して所定のギャップを持って配置され、検出対象の運動に伴って検出対象から受ける磁気的変化を検出する第１磁気抵抗素子（１１５）及び第２磁気抵抗素子（１１６）を有する。 The detection unit is arranged with a predetermined gap with respect to the detection target (200) provided with position information, and is a first magnetoresistive element (1st magnetoresistive element) that detects a magnetic change received from the detection target with the movement of the detection target. 115) and a second magnetoresistive element (116).

電源部は、第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子に電流を流す。信号処理部は、検出部の検出結果に基づいて、検出対象の位置情報を取得する。 The power supply unit causes a current to flow through the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element. The signal processing unit acquires the position information of the detection target based on the detection result of the detection unit.

電源部は、第２磁気抵抗素子に流れると共に外乱磁界によって値が変動する電流と同じ電流を、第１磁気抵抗素子の駆動電流として第１磁気抵抗素子に流す。 The power supply unit causes the first magnetoresistive element to flow the same current as the current whose value fluctuates due to the disturbance magnetic field while flowing through the second magnetoresistive element as the drive current of the first magnetoresistive element.

第１磁気抵抗素子は、駆動電流に基づいて、検出対象の位置に対応した波形の検出信号を生成する。信号処理部は、第１磁気抵抗素子の検出信号に基づいて、検出対象の位置情報を取得する。 The first magnetoresistive element generates a detection signal having a waveform corresponding to the position to be detected based on the drive current. The signal processing unit acquires the position information of the detection target based on the detection signal of the first magnetoresistive element.

これによると、第２磁気抵抗素子は、外乱磁界を受けたことにより抵抗値が変化することに伴って、外乱磁界の影響を低下させるように電流の値が変化する。このため、第２磁気抵抗素子に流れる電流を駆動電流として第１磁気抵抗素子に流すことにより、第１磁気抵抗素子に対して外乱磁界の影響を低減させる駆動電流を流すことができる。したがって、第１磁気抵抗素子によって生成される検出信号及び信号処理部によって取得される位置情報について、外乱磁界の影響を低減することができる。 According to this, as the resistance value of the second magnetoresistive element changes due to the disturbance magnetic field, the current value changes so as to reduce the influence of the disturbance magnetic field. Therefore, by passing the current flowing through the second magnetoresistive element as a drive current through the first magnetoresistive element, it is possible to flow a drive current that reduces the influence of the disturbance magnetic field on the first magnetoresistive element. Therefore, it is possible to reduce the influence of the disturbance magnetic field on the detection signal generated by the first magnetoresistive element and the position information acquired by the signal processing unit.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later.

第１実施形態に係る磁気センサと磁性体ロータとの配置関係及び各信号を示した図である。It is a figure which showed the arrangement relation of the magnetic sensor and the magnetic material rotor which concerns on 1st Embodiment, and each signal. 磁気センサの外観図である。It is an external view of a magnetic sensor. 磁気抵抗素子を用いた磁気検出方式を構成する部品の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the component constituting the magnetic detection system using a magnetoresistive element. 検出部、電源部、信号処理部の電気接続を示した図である。It is a figure which showed the electric connection of a detection part, a power source part, and a signal processing part. 各磁気抵抗素子が配置されたセンサチップの一面を示した図である。It is a figure which showed one side of the sensor chip in which each magnetoresistive element is arranged. 検出部に外乱磁界が印加される様子を示した図である。It is a figure which showed the state which the disturbance magnetic field is applied to the detection part. 第１実施形態に係る変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る各磁気抵抗素子が配置されたセンサチップの一面を示した図である。It is a figure which showed one side of the sensor chip which arranged each magnetic resistance element which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る検出部、電源部、信号処理部の電気接続を示した図である。It is a figure which showed the electrical connection of the detection part, the power source part, and the signal processing part which concerns on 2nd Embodiment. 磁性体ロータの位置に対する出力波形を示した図である。It is a figure which showed the output waveform with respect to the position of a magnetic material rotor. 第２実施形態に係る変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る変形例を示した図である。It is a figure which showed the modification which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other are designated by the same reference numerals in the drawings.

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図を参照して説明する。図１に示されるように、磁気センサ１００は、磁性体ロータ２００の外周部２０１に対向するように配置される。磁性体ロータ２００は、歯車型の回転体である。磁性体ロータ２００は、磁性材料によって構成される。 (First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the magnetic sensor 100 is arranged so as to face the outer peripheral portion 201 of the magnetic body rotor 200. The magnetic rotor 200 is a gear-type rotating body. The magnetic material rotor 200 is made of a magnetic material.

磁性体ロータ２００の外周部２０１には凸部２０２と凹部２０３とが回転方向に交互に設けられる。凸部２０２は、歯車の歯である。凸部２０２及び凹部２０３は、回転方向における磁性体ロータ２００の位置情報を示す。凸部２０２及び凹部２０３は、回転方向において、一定の幅を持つ。凸部２０２及び凹部２０３は、回転方向において、一定間隔で周期的に設けられる。磁性体ロータ２００は、回転方向に回転運動する。 The outer peripheral portion 201 of the magnetic rotor 200 is provided with convex portions 202 and concave portions 203 alternately in the rotational direction. The convex portion 202 is a tooth of a gear. The convex portion 202 and the concave portion 203 indicate the position information of the magnetic material rotor 200 in the rotation direction. The convex portion 202 and the concave portion 203 have a constant width in the rotation direction. The convex portion 202 and the concave portion 203 are periodically provided at regular intervals in the rotation direction. The magnetic rotor 200 rotates in the rotational direction.

図２に示されるように、磁気センサ１００は、ＰＰＳ等の樹脂材料が樹脂成形されたことによって形成されたケース１０１を備える。ケース１０１は、磁性体ロータ２００の側の先端部１０２、周辺機構に固定されるフランジ部１０３、及び、ハーネスが接続されるコネクタ部１０４を有する。先端部１０２の内部にセンシング部分が設けられる。 As shown in FIG. 2, the magnetic sensor 100 includes a case 101 formed by resin molding a resin material such as PPS. The case 101 has a tip portion 102 on the side of the magnetic rotor 200, a flange portion 103 fixed to a peripheral mechanism, and a connector portion 104 to which a harness is connected. A sensing portion is provided inside the tip portion 102.

ケース１０１は、先端部１０２が磁性体ロータ２００の凸部２０２に対して所定のギャップを持つように、フランジ部１０３を介して周辺機構に固定される。したがって、磁性体ロータ２００が磁気センサ１００に対して移動する。 The case 101 is fixed to the peripheral mechanism via the flange portion 103 so that the tip portion 102 has a predetermined gap with respect to the convex portion 202 of the magnetic rotor 200. Therefore, the magnetic material rotor 200 moves with respect to the magnetic sensor 100.

図３に示されるように、磁気センサ１００は、モールドＩＣ部１０５、磁石１０６、及び保持部１０７を備える。モールドＩＣ部１０５、磁石１０６、及び保持部１０７は、ケース１０１の先端部１０２に収容される。モールドＩＣ部１０５の主な部分は、中空筒状の磁石１０６に差し込まれることで、磁石１０６の中空部に位置する。磁石１０６は有底筒状の保持部１０７に差し込まれる。保持部１０７は、モールドＩＣ部１０５及び磁石１０６の位置を固定する。なお、図１では、磁石１０６の断面が示されている。 As shown in FIG. 3, the magnetic sensor 100 includes a mold IC portion 105, a magnet 106, and a holding portion 107. The mold IC portion 105, the magnet 106, and the holding portion 107 are housed in the tip portion 102 of the case 101. The main portion of the mold IC portion 105 is located in the hollow portion of the magnet 106 by being inserted into the hollow cylindrical magnet 106. The magnet 106 is inserted into the bottomed cylindrical holding portion 107. The holding portion 107 fixes the positions of the mold IC portion 105 and the magnet 106. Note that FIG. 1 shows a cross section of the magnet 106.

図３及び図４に示されるように、モールドＩＣ部１０５は、リードフレーム、センサチップ１０８、処理回路チップ１０９、及びモールド樹脂部１１０を有する。なお、図３及び図４では、リードフレームが省略されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the mold IC unit 105 includes a lead frame, a sensor chip 108, a processing circuit chip 109, and a mold resin unit 110. Note that lead frames are omitted in FIGS. 3 and 4.

リードフレームは、板状のアイランド部及び複数のリード１１１～１１３を有する。アイランド部は、平面部が磁性体ロータ２００の径方向に対して平行に配置される。複数のリード１１１～１１３は、電源電圧が印加される電源端子、グランド電圧が印加されるグランド端子、信号を出力するための出力端子に対応する。各リード１１１～１１３の先端には図示しないターミナルがそれぞれ溶接される。各ターミナルは、ケース１０１のコネクタ部１０４に位置する。また、各ターミナルがハーネスに接続される。 The lead frame has a plate-shaped island portion and a plurality of leads 111 to 113. The flat surface portion of the island portion is arranged parallel to the radial direction of the magnetic rotor 200. The plurality of leads 111 to 113 correspond to a power supply terminal to which a power supply voltage is applied, a ground terminal to which a ground voltage is applied, and an output terminal for outputting a signal. Terminals (not shown) are welded to the tips of the leads 111 to 113. Each terminal is located at the connector portion 104 of the case 101. Also, each terminal is connected to the harness.

センサチップ１０８及び磁石１０６は、検出部１１４を構成する。検出部１１４は、磁気抵抗素子を用いた磁気検出方式を採用する。検出部１１４は、磁性体ロータ２００の回転位置が変化することに伴って磁性体ロータ２００の外周部２０１から受ける磁気的変化を検出する。具体的には、検出部１１４は、磁性体ロータ２００の回転に伴って凹凸の位置に対応する信号を出力する。検出部１１４は、ギャップ方向において磁性体ロータ２００の外周部２０１に対して所定のギャップを持って配置される。つまり、ギャップ方向とは、磁性体ロータ２００の径方向である。 The sensor chip 108 and the magnet 106 form a detection unit 114. The detection unit 114 adopts a magnetic detection method using a magnetoresistive element. The detection unit 114 detects the magnetic change received from the outer peripheral portion 201 of the magnetic material rotor 200 as the rotation position of the magnetic material rotor 200 changes. Specifically, the detection unit 114 outputs a signal corresponding to the position of the unevenness as the magnetic rotor 200 rotates. The detection unit 114 is arranged with a predetermined gap with respect to the outer peripheral portion 201 of the magnetic material rotor 200 in the gap direction. That is, the gap direction is the radial direction of the magnetic material rotor 200.

磁石１０６は、センサチップ１０８にバイアス磁界を印加することによりセンサチップ１０８の磁界の検出感度を一定分だけ上昇させる。磁石１０６は円筒状である。磁石１０６の中空部にはセンサチップ１０８が配置される。 The magnet 106 increases the detection sensitivity of the magnetic field of the sensor chip 108 by a certain amount by applying a bias magnetic field to the sensor chip 108. The magnet 106 has a cylindrical shape. The sensor chip 108 is arranged in the hollow portion of the magnet 106.

なお、磁石１０６は、円筒状に限られず、筒状であれば良い。例えば、磁石１０６は、扁平筒状であっても良い。扁平筒状とは、外周形状が矩形状に形成されると共に、中央部には同じく矩形状の貫通孔が形成された形状を指す。扁平筒状は、扁平角筒状とも言える。 The magnet 106 is not limited to a cylindrical shape, and may be a cylindrical shape. For example, the magnet 106 may have a flat cylindrical shape. The flat tubular shape refers to a shape in which a rectangular outer peripheral shape is formed and a rectangular through hole is also formed in the central portion. The flat tubular shape can also be said to be a flat square tubular shape.

センサチップ１０８は、半導体チップとして構成される。図５に示されるように、センサチップ１０８は、第１磁気抵抗素子１１５、第２磁気抵抗素子１１６、第３磁気抵抗素子１１７、及び第４磁気抵抗素子１１８を有する。 The sensor chip 108 is configured as a semiconductor chip. As shown in FIG. 5, the sensor chip 108 has a first magnetoresistive element 115, a second magnetoresistive element 116, a third magnetoresistive element 117, and a fourth magnetoresistive element 118.

各磁気抵抗素子１１５～１１８は、外部から磁界の影響を受けたときに抵抗値が変化する抵抗素子である。各磁気抵抗素子１１５～１１８は、例えば、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子、ＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistance）素子、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistance）素子である。本実施形態では、ＡＭＲ素子を採用する。なお、ＴＭＲ素子を採用することで他の素子と比較したときに高感度の出力を得ることが可能である。 Each magnetoresistive element 115 to 118 is a resistance element whose resistance value changes when it is affected by a magnetic field from the outside. Each of the magnetoresistive elements 115 to 118 is, for example, a GMR (Giant Magneto Resistance) element, a TMR (Tunneling Magneto Resistance) element, or an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) element. In this embodiment, an AMR element is adopted. By adopting a TMR element, it is possible to obtain a highly sensitive output when compared with other elements.

各磁気抵抗素子１１５～１１８は、センサチップ１０８の一面１１９に配置される。なお、センサチップ１０８の一面１１９に配置される場合とは、センサチップ１０８の一面１１９に直接配置される場合だけでなく、一面１１９に形成された保護膜等の上に配置される場合も含まれる。センサチップの一面１１９は、例えば、磁性体ロータ２００の回転の接線方向及びギャップ方向に平行に配置される。つまり、センサチップの一面１１９は、磁性体ロータ２００の凸部２０２の歯面に対して垂直に配置される。 Each magnetoresistive element 115 to 118 is arranged on one side 119 of the sensor chip 108. The case of being arranged on one side 119 of the sensor chip 108 includes not only the case of being directly arranged on one side 119 of the sensor chip 108 but also the case of being arranged on a protective film or the like formed on one side 119. Is done. One surface 119 of the sensor chip is arranged, for example, in parallel with the tangential direction and the gap direction of the rotation of the magnetic rotor 200. That is, one surface 119 of the sensor chip is arranged perpendicular to the tooth surface of the convex portion 202 of the magnetic rotor 200.

各磁気抵抗素子１１５～１１８の配線パターンは、配線の直線部分がギャップ方向に対して４５°傾斜した方向に沿って形成される。これにより、各磁気抵抗素子１１５～１１８は、印加される磁界の角度が変化するに伴って正弦関数を示す正弦信号を出力する。正弦信号は、例えば電圧信号である。 The wiring pattern of each magnetoresistive element 115 to 118 is formed along the direction in which the linear portion of the wiring is inclined by 45 ° with respect to the gap direction. As a result, each magnetoresistive element 115 to 118 outputs a sine signal indicating a sine function as the angle of the applied magnetic field changes. The sine signal is, for example, a voltage signal.

ここで、第１磁気抵抗素子１１５及び第２磁気抵抗素子１１６の配線パターンは、同じ向きに形成される。具体的には、第１磁気抵抗素子１１５及び第２磁気抵抗素子１１６の磁化容易軸の向きは、同じ向きである。これにより、第１磁気抵抗素子１１５及び第２磁気抵抗素子１１６は、外部から受ける磁界に対する出力変化の方向が同じ方向になる。つまり、第１磁気抵抗素子１１５及び第２磁気抵抗素子１１６は、磁界に対する出力変化の方向が同じになるように配置される。 Here, the wiring patterns of the first magnetoresistive element 115 and the second magnetoresistive element 116 are formed in the same direction. Specifically, the directions of the easy-to-magnetize axes of the first magnetoresistive element 115 and the second magnetoresistive element 116 are the same. As a result, the first magnetoresistive element 115 and the second magnetoresistive element 116 have the same direction of output change with respect to the magnetic field received from the outside. That is, the first magnetoresistive element 115 and the second magnetoresistive element 116 are arranged so that the directions of output changes with respect to the magnetic field are the same.

第１磁気抵抗素子１１５は検出用の素子であり、第２磁気抵抗素子１１６は外乱磁界に対する対策用の素子である。図１に示されるように、ギャップ方向において、第２磁気抵抗素子１１６は、第１磁気抵抗素子１１５よりも遠い位置に配置される。本実施形態では、第１磁気抵抗素子１１５及び第２磁気抵抗素子１１６はギャップ方向に沿って一直線上に配置される。 The first magnetoresistive element 115 is an element for detection, and the second magnetoresistive element 116 is an element for countermeasures against a disturbance magnetic field. As shown in FIG. 1, the second magnetoresistive element 116 is arranged at a position farther than the first magnetoresistive element 115 in the gap direction. In the present embodiment, the first magnetoresistive element 115 and the second magnetoresistive element 116 are arranged in a straight line along the gap direction.

第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８は、磁性体ロータ２００の回転の方向を検出するための素子である。第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８は、ギャップ方向において、第１磁気抵抗素子１１５と同じ位置に配置される。 The third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118 are elements for detecting the direction of rotation of the magnetic material rotor 200. The third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118 are arranged at the same positions as the first magnetoresistive element 115 in the gap direction.

また、第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８は、センサチップ１０８の一面１１９において、ギャップ方向に垂直な垂直方向に沿って配置される。第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８は、第１磁気抵抗素子１１５を挟むように配置されると共に、第１磁気抵抗素子１１５から等距離の位置に配置される。 Further, the third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118 are arranged along the vertical direction perpendicular to the gap direction on one surface 119 of the sensor chip 108. The third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118 are arranged so as to sandwich the first magnetoresistive element 115, and are arranged at equidistant positions from the first magnetoresistive element 115.

処理回路チップ１０９は、電源部１２０及び信号処理部１２１が形成された半導体チップである。電源部１２０は、各磁気抵抗素子１１５～１１８に電流を流す回路部である。なお、図４では、第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８を省略している。 The processing circuit chip 109 is a semiconductor chip on which a power supply unit 120 and a signal processing unit 121 are formed. The power supply unit 120 is a circuit unit that allows a current to flow through the magnetoresistive elements 115 to 118. In FIG. 4, the third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118 are omitted.

特に、電源部１２０は、第２磁気抵抗素子１１６を定電圧駆動する。すなわち、電源部１２０は、第２磁気抵抗素子１１６に一定電圧Ｖｃｃを印加する。また、電源部１２０は、第２磁気抵抗素子１１６に流れる電流Ｉ１と同じ電流Ｉ１を、第１磁気抵抗素子１１５の駆動電流として第１磁気抵抗素子１１５に流す。このため、電源部１２０はカレントミラー回路を有する。なお、電源部１２０は、センサチップ１０８に形成されていても良い。 In particular, the power supply unit 120 drives the second magnetoresistive element 116 at a constant voltage. That is, the power supply unit 120 applies a constant voltage Vcc to the second magnetoresistive element 116. Further, the power supply unit 120 causes the same current I1 as the current I1 flowing through the second magnetoresistive element 116 to flow through the first magnetoresistive element 115 as the driving current of the first magnetoresistive element 115. Therefore, the power supply unit 120 has a current mirror circuit. The power supply unit 120 may be formed on the sensor chip 108.

信号処理部１２１は、第１磁気抵抗素子１１５の検出結果に基づいて、磁性体ロータ２００の位置情報を取得する回路部である。また、信号処理部１２１は、第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８の検出結果に基づいて、磁性体ロータ２００の運動の方向に対応する運動状態情報を取得する。信号処理部１２１は、位置情報及び運動状態情報に基づいて、磁性体ロータ２００の回転の方向を判定する。信号処理部１２１は、位置情報及び運動状態情報を取得するための２値化閾値を有する。 The signal processing unit 121 is a circuit unit that acquires the position information of the magnetic material rotor 200 based on the detection result of the first magnetoresistive element 115. Further, the signal processing unit 121 acquires motion state information corresponding to the motion direction of the magnetic material rotor 200 based on the detection results of the third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118. The signal processing unit 121 determines the direction of rotation of the magnetic rotor 200 based on the position information and the motion state information. The signal processing unit 121 has a binarization threshold value for acquiring position information and motion state information.

なお、信号処理部１２１は、センサチップ１０８に形成されていても良い。つまり、センサチップ１０８及び処理回路チップ１０９は別々ではなく１つの半導体チップとして構成されていても構わない。 The signal processing unit 121 may be formed on the sensor chip 108. That is, the sensor chip 108 and the processing circuit chip 109 may be configured as one semiconductor chip instead of being separate.

センサチップ１０８及び処理回路チップ１０９は、接着剤等によってリードフレームのアイランド部に実装される。リードフレームの各リード１１１～１１３と処理回路チップ１０９とは、図示しないボンディングワイヤを介して電気的に接続される。処理回路チップ１０９とセンサチップ１０８とは、図示しないボンディングワイヤを介して電気的に接続される。 The sensor chip 108 and the processing circuit chip 109 are mounted on the island portion of the lead frame by an adhesive or the like. The leads 111 to 113 of the lead frame and the processing circuit chip 109 are electrically connected via a bonding wire (not shown). The processing circuit chip 109 and the sensor chip 108 are electrically connected via a bonding wire (not shown).

モールド樹脂部１１０は、アイランド部、各リード１１１～１１３の一部、センサチップ１０８、及び処理回路チップ１０９を封止する。モールド樹脂部１１０は、磁石１０６の中空部に固定される形状に成形される。以上が、本実施形態に係る磁気センサ１００の全体構成である。 The mold resin portion 110 seals the island portion, a part of each lead 111 to 113, the sensor chip 108, and the processing circuit chip 109. The mold resin portion 110 is molded into a shape fixed to the hollow portion of the magnet 106. The above is the overall configuration of the magnetic sensor 100 according to the present embodiment.

次に、磁気センサ１００の作動について説明する。まず、電源部１２０は、各磁気抵抗素子１１５～１１８に電流を流す。また、電源部１２０は、第２磁気抵抗素子１１６に流れる電流と同じ電流を、カレントミラー回路によって駆動電流として第１磁気抵抗素子１１５に流す。 Next, the operation of the magnetic sensor 100 will be described. First, the power supply unit 120 passes a current through each of the magnetoresistive elements 115 to 118. Further, the power supply unit 120 causes the same current as the current flowing through the second magnetic resistance element 116 to flow through the first magnetic resistance element 115 as a drive current by the current mirror circuit.

第１磁気抵抗素子１１５は、駆動電流に基づいて、磁性体ロータ２００の位置に対応した波形の検出信号を生成する。図１に示されるように、磁性体ロータ２００が回転すると、凸部２０２及び凹部２０３から受ける磁界の変化に応じて、第１磁気抵抗素子１１５の磁気ベクトルが振れることで抵抗値が変化する。これにより、第１磁気抵抗素子１１５の検出信号Ｍ１が変化する。なお、第２磁気抵抗素子１１６の検出信号Ｍ２は使用しない。 The first magnetoresistive element 115 generates a waveform detection signal corresponding to the position of the magnetic rotor 200 based on the drive current. As shown in FIG. 1, when the magnetic rotor 200 rotates, the resistance value changes due to the fluctuation of the magnetic vector of the first magnetoresistive element 115 according to the change of the magnetic field received from the convex portion 202 and the concave portion 203. As a result, the detection signal M1 of the first magnetoresistive element 115 changes. The detection signal M2 of the second magnetoresistive element 116 is not used.

例えば、第１磁気抵抗素子１１５の検出信号Ｍ１は、磁性体ロータ２００の回転方向における凸部２０２の歯中心で２値化閾値を横切る波形となる。磁性体ロータ２００が正転の場合、検出信号は２値化閾値を下回るように変化する波形となる。磁性体ロータ２００が逆転の場合、検出信号は２値化閾値を上回るように変化する波形となる。 For example, the detection signal M1 of the first magnetoresistive element 115 has a waveform that crosses the binarization threshold at the tooth center of the convex portion 202 in the rotation direction of the magnetic rotor 200. When the magnetic rotor 200 rotates in the normal direction, the detection signal has a waveform that changes so as to fall below the binarization threshold. When the magnetic rotor 200 is reversed, the detection signal has a waveform that changes so as to exceed the binarization threshold.

したがって、信号処理部１２１は、第１磁気抵抗素子１１５の検出信号Ｍ１が２値化閾値を横切る位置を磁性体ロータ２００の位置情報として取得する。位置情報は、凸部２０２の幅中心の中心通過情報と言える。なお、凸部２０２のエッジの部分を位置情報としても良い。この場合、検出信号Ｍ１が凸部２０２のエッジの部分で２値化閾値を横切る波形となるように調整すれば良い。 Therefore, the signal processing unit 121 acquires the position where the detection signal M1 of the first magnetoresistive element 115 crosses the binarization threshold value as the position information of the magnetic material rotor 200. The position information can be said to be center passage information at the center of the width of the convex portion 202. The edge portion of the convex portion 202 may be used as the position information. In this case, the detection signal M1 may be adjusted so as to have a waveform that crosses the binarization threshold value at the edge portion of the convex portion 202.

また、信号処理部１２１は、第３磁気抵抗素子１１７の検出信号Ｈ１、及び、第４磁気抵抗素子１１８の検出信号Ｈ２を取得する。また、信号処理部１２１は、Ｈ１－Ｈ２を演算することにより、磁性体ロータ２００の運動の方向に対応する運動状態情報を取得する。 Further, the signal processing unit 121 acquires the detection signal H1 of the third magnetoresistive element 117 and the detection signal H2 of the fourth magnetoresistive element 118. Further, the signal processing unit 121 acquires motion state information corresponding to the motion direction of the magnetic rotor 200 by calculating H1-H2.

図１に示されるように、運動状態情報を示すＨ１－Ｈ２の波形は、磁性体ロータ２００の凸部２０２に対応する部分が２値化閾値を上回るように変化し、凹部２０３に対応する部分が２値化閾値を下回るように変化する波形となる。つまり、磁性体ロータ２００の凸部２０２または凹部２０３といった歯の状態を検出することができるようになり、磁性体ロータ２００の回転の方向を検知することが可能になる。 As shown in FIG. 1, in the waveform of H1-H2 showing motion state information, the portion corresponding to the convex portion 202 of the magnetic material rotor 200 changes so as to exceed the binarization threshold value, and the portion corresponding to the concave portion 203. Is a waveform that changes so as to fall below the binarization threshold. That is, it becomes possible to detect the state of teeth such as the convex portion 202 or the concave portion 203 of the magnetic material rotor 200, and it becomes possible to detect the direction of rotation of the magnetic material rotor 200.

そして、信号処理部１２１は、位置情報及び運動状態情報に基づいて磁性体ロータ２００の運動の方向を判定する。まず、磁性体ロータ２００の回転方向が正転の場合、検出信号Ｍ１は凸部２０２の歯中心において、２値化閾値を下回るように変化する。このため、検出信号Ｍ１はＨｉからＬｏになる。また、Ｈ１－Ｈ２の信号振幅は２値化閾値よりも大きいので、２値化された信号はＨｉとなる。 Then, the signal processing unit 121 determines the direction of motion of the magnetic rotor 200 based on the position information and the motion state information. First, when the rotation direction of the magnetic material rotor 200 is forward rotation, the detection signal M1 changes so as to be below the binarization threshold value at the tooth center of the convex portion 202. Therefore, the detection signal M1 changes from Hi to Lo. Further, since the signal amplitude of H1-H2 is larger than the binarization threshold value, the binarized signal becomes Hi.

したがって、信号処理部１２１は、検出信号Ｍ１がＨｉからＬｏに立ち下がること、及び、Ｈ１－Ｈ２の信号がＨｉであることの両方を満たすことから、磁性体ロータ２００は正転していると判定する。信号処理部１２１は、凸部２０２の歯中心でＬｏとなる出力信号を外部に出力する。 Therefore, the signal processing unit 121 satisfies both that the detection signal M1 falls from Hi to Lo and that the signals of H1-H2 are Hi, so that the magnetic rotor 200 is rotating in the normal direction. judge. The signal processing unit 121 outputs an output signal that becomes Lo at the tooth center of the convex portion 202 to the outside.

一方、磁性体ロータ２００の回転方向が逆転の場合、時点Ｔ１の前後では、検出信号Ｍ１はＬｏからＨｉになる。また、Ｈ１－Ｈ２の信号振幅は２値化閾値よりも大きいので、２値化された信号はＨｉとなる。 On the other hand, when the rotation direction of the magnetic rotor 200 is reversed, the detection signal M1 changes from Lo to Hi before and after the time point T1. Further, since the signal amplitude of H1-H2 is larger than the binarization threshold value, the binarized signal becomes Hi.

したがって、信号処理部１２１は、検出信号Ｍ１がＬｏからＨｉに立ち上がること、及び、Ｈ１－Ｈ２の信号がＨｉであることの両方を満たすことから、磁性体ロータ２００は逆転していると判定する。信号処理部１２１は、凸部２０２の歯中心でＬｏとなると共に正転の出力信号よりもパルス幅が大きい出力信号を外部に出力する。 Therefore, the signal processing unit 121 determines that the magnetic rotor 200 is reversed because the detection signal M1 rises from Lo to Hi and the H1-H2 signals are both Hi. .. The signal processing unit 121 outputs an output signal that becomes Lo at the tooth center of the convex portion 202 and has a pulse width larger than that of the normal rotation output signal to the outside.

続いて、磁気センサ１００が外部から外乱磁界の影響を受ける場合について説明する。図６に示されるように、外乱磁界がギャップ方向に対して垂直方向に検出部１１４に印加されると、各磁気抵抗素子１１５、１１６は外乱磁界から同等の影響を受けると共に、出力が変動する。また、磁性体ロータ２００に近い第１磁気抵抗素子１１５のほうが第２磁気抵抗素子１１６よりも磁性体ロータ２００の影響を受ける。したがって、第１磁気抵抗素子１１５の磁気ベクトルと第２磁気抵抗素子１１６の磁気ベクトルとの差が大きくなる。 Subsequently, a case where the magnetic sensor 100 is affected by a disturbance magnetic field from the outside will be described. As shown in FIG. 6, when a disturbance magnetic field is applied to the detection unit 114 in the direction perpendicular to the gap direction, the magnetoresistive elements 115 and 116 are equally affected by the disturbance magnetic field and their outputs fluctuate. .. Further, the first magnetoresistive element 115, which is closer to the magnetic rotor 200, is more affected by the magnetic rotor 200 than the second magnetoresistive element 116. Therefore, the difference between the magnetic vector of the first magnetoresistive element 115 and the magnetic vector of the second magnetoresistive element 116 becomes large.

この場合、第２磁気抵抗素子１１６に流れる電流が外乱磁界によって揺れる。これにより、第２磁気抵抗素子１１６は、外乱磁界を受けたことにより抵抗値が変化することに伴って、外乱磁界の影響を低下させるように電流の値が変化する。第２磁気抵抗素子１１６には一定電圧Ｖｃｃが印加されているので、外乱磁界の影響によって抵抗値が上がり、流れる電流Ｉ１の値は下がる。つまり、値が小さくなった電流Ｉ１は、外乱磁界の影響を低下させる効果がある。 In this case, the current flowing through the second magnetoresistive element 116 fluctuates due to the disturbance magnetic field. As a result, the resistance value of the second magnetoresistive element 116 changes due to the disturbance magnetic field, and the current value changes so as to reduce the influence of the disturbance magnetic field. Since a constant voltage Vcc is applied to the second magnetoresistive element 116, the resistance value increases due to the influence of the disturbance magnetic field, and the value of the flowing current I1 decreases. That is, the current I1 having a smaller value has the effect of reducing the influence of the disturbance magnetic field.

そして、電源部１２０は、第２磁気抵抗素子１１６に流れると共に外乱磁界によって値が変動する電流Ｉ１と同じ電流Ｉ１を、第１磁気抵抗素子１１５の駆動電流として第１磁気抵抗素子１１５に流す。これにより、第１磁気抵抗素子１１５には外乱磁界の影響を低下させる駆動電流が流れるので、第１磁気抵抗素子１１５に対して外乱磁界の影響を低減させことができる。 Then, the power supply unit 120 causes the same current I1 as the current I1 which flows through the second magnetoresistive element 116 and whose value fluctuates due to the disturbance magnetic field to flow through the first magnetoresistive element 115 as the driving current of the first magnetoresistive element 115. As a result, a drive current that reduces the influence of the disturbance magnetic field flows through the first magnetoresistive element 115, so that the influence of the disturbance magnetic field can be reduced on the first magnetoresistive element 115.

以上により、第１磁気抵抗素子１１５によって生成される検出信号Ｍ１及び信号処理部１２１によって取得される位置情報について、外乱磁界の影響を低減することができる。すなわち、外乱磁界による検出精度の悪化を解決することができる。 As described above, the influence of the disturbance magnetic field can be reduced on the position information acquired by the detection signal M1 generated by the first magnetoresistive element 115 and the signal processing unit 121. That is, it is possible to solve the deterioration of the detection accuracy due to the disturbance magnetic field.

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、磁性体ロータ２００が特許請求の範囲の「検出対象」に対応する。 Regarding the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the magnetic rotor 200 corresponds to the "detection target" of the claims.

変形例として、図７に示されるように、検出部１１４は、第３磁気抵抗素子１１７及び第４磁気抵抗素子１１８を備えていなくても良い。すなわち、信号処理部１２１は、磁性体ロータ２００の回転の方向を判定する機能を備えていなくても良い。 As a modification, as shown in FIG. 7, the detection unit 114 may not include the third magnetoresistive element 117 and the fourth magnetoresistive element 118. That is, the signal processing unit 121 may not have a function of determining the rotation direction of the magnetic rotor 200.

変形例として、図８に示されるように、第１磁気抵抗素子１１５及び第２磁気抵抗素子１１６は、ギャップ方向に一直線上に配置されていなくても良い。 As a modification, as shown in FIG. 8, the first magnetoresistive element 115 and the second magnetoresistive element 116 do not have to be arranged in a straight line in the gap direction.

変形例として、電源部１２０は、検出部１１４の一部、あるいは、信号処理部１２１の一部として構成されていても構わない。 As a modification, the power supply unit 120 may be configured as a part of the detection unit 114 or a part of the signal processing unit 121.

（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。図９及び図１０に示されるように、第２磁気抵抗素子１１６は、第１の第２磁気抵抗素子１２２と、第１の第２磁気抵抗素子１２２に並列接続される第２の第２磁気抵抗素子１２３と、を有する。 (Second Embodiment)
In this embodiment, a part different from the first embodiment will be mainly described. As shown in FIGS. 9 and 10, the second magnetoresistive element 116 is connected to the first second magnetoresistive element 122 and the first second magnetoresistive element 122 in parallel with the second magnetic resistance element. It has a resistance element 123 and.

図９に示されるように、第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３は、ギャップ方向において、第１磁気抵抗素子１１５よりも遠い位置に配置される。また、第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３は、センサチップ１０８の一面１１９において、ギャップ方向に垂直な垂直方向に沿って配置される。 As shown in FIG. 9, the first magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123 are arranged at positions farther than the first magnetoresistive element 115 in the gap direction. Further, the first magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123 are arranged along the vertical direction perpendicular to the gap direction on one surface 119 of the sensor chip 108.

第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３は、垂直方向において、第１磁気抵抗素子１１５を挟むように配置されると共に、第１磁気抵抗素子１１５から等距離の位置に配置される。すなわち、ギャップ方向に垂直な面を垂直面１２４と定義し、垂直面１２４に投影される磁性体ロータ２００の運動の方向を運動方向と定義する。これによると、第１磁気抵抗素子１１５、第１の第２磁気抵抗素子１２２、及び第２の第２磁気抵抗素子１２３の各位置が垂直面１２４に投影されたとき、第１磁気抵抗素子１１５は、第１の第２磁気抵抗素子１２２と第２の第２磁気抵抗素子１２３との中間に位置することになる。 The first magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123 are arranged so as to sandwich the first magnetoresistive element 115 in the vertical direction, and are equidistant from the first magnetoresistive element 115. Placed in position. That is, the plane perpendicular to the gap direction is defined as the vertical plane 124, and the direction of motion of the magnetic material rotor 200 projected on the vertical plane 124 is defined as the motion direction. According to this, when the positions of the first magnetoresistive element 115, the first second magnetoresistive element 122, and the second second magnetoresistive element 123 are projected onto the vertical surface 124, the first magnetoresistive element 115 Will be located between the first second magnetoresistive element 122 and the second second magnetoresistive element 123.

なお、本実施形態では、運動方向における各磁気抵抗素子１１５、１２２、１２３の幅中心を距離の基準としているが、別の部分を基準として第１の第２磁気抵抗素子１２２と第２の第２磁気抵抗素子１２３とを等距離に配置するように規定しても構わない。 In the present embodiment, the center of the width of each magnetoresistive element 115, 122, 123 in the direction of motion is used as a reference for the distance, but the first second magnetoresistive element 122 and the second second are used as a reference for another portion. 2 It may be specified that the magnetoresistive element 123 and the magnetic resistance element 123 are arranged at the same distance.

電源部１２０は、第１の第２磁気抵抗素子１２２に流れる電流と、第２の第２磁気抵抗素子１２３に流れる電流と、の合計の電流と同じ電流を、駆動電流として第１磁気抵抗素子１１５に流す。 The power supply unit 120 uses the same current as the total current of the current flowing through the first second magnetic resistance element 122 and the current flowing through the second second magnetic resistance element 123 as the driving current of the first magnetic resistance element. Flow to 115.

上記の構成において、発明者らは、第１磁気抵抗素子１１５によって生成される検出信号Ｍ１の出力について調べた。その結果を図１１に示す。なお、図１１では、磁性体ロータ２００の凸部２０２の２つ分に対応する第１磁気抵抗素子１１５の出力波形を示している。 In the above configuration, the inventors investigated the output of the detection signal M1 generated by the first magnetoresistive element 115. The result is shown in FIG. Note that FIG. 11 shows the output waveform of the first magnetoresistive element 115 corresponding to two convex portions 202 of the magnetic rotor 200.

図１１において、（Ａ）は、「２素子ノイズ有り」の場合、すなわち検出部１１４が第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３を有し、かつ、外乱磁界が印加される場合を示す。（Ｂ）は、「２素子ノイズ無し」の場合、すなわち検出部１１４が第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３を有し、かつ、外乱磁界が印加されない場合を示す。（Ｃ）は、「１素子ノイズ有り」の場合、すなわち検出部１１４が第１の第２磁気抵抗素子１２２のみを有し、かつ、外乱磁界が印加される場合を示す。（Ｄ）は、「１素子ノイズ無し」の場合、すなわち検出部１１４が第１の第２磁気抵抗素子１２２のみを有し、かつ、外乱磁界が印加されない場合を示す。（Ｅ）は、「１素子ノイズ有り補正無し」の場合、すなわち検出部１１４が第１の第２磁気抵抗素子１２２のみを有し、かつ、外乱磁界が印加され、かつ、第１の第２磁気抵抗素子１２２の電流を第１磁気抵抗素子１１５に流さない場合を示す。（Ｆ）は、「１素子ノイズ無し補正無し」の場合、すなわち検出部１１４が第１の第２磁気抵抗素子１２２のみを有し、かつ、外乱磁界が印加され、かつ、第１の第２磁気抵抗素子１２２の電流を第１磁気抵抗素子１１５に流さない場合を示す。 In FIG. 11, (A) shows the case of "with two element noise", that is, the detection unit 114 has the first second magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123, and the disturbance magnetic field. Is applied. (B) is the case of "no two-element noise", that is, the case where the detection unit 114 has the first second magnetoresistive element 122 and the second second magnetoresistive element 123, and the disturbance magnetic field is not applied. Is shown. (C) shows the case of "with one element noise", that is, the case where the detection unit 114 has only the first second magnetoresistive element 122 and the disturbance magnetic field is applied. (D) shows the case of "no one element noise", that is, the case where the detection unit 114 has only the first second magnetoresistive element 122 and no disturbance magnetic field is applied. In (E), in the case of "one element with noise and without correction", that is, the detection unit 114 has only the first second magnetoresistive element 122, a disturbance magnetic field is applied, and the first second. The case where the current of the magnetoresistive element 122 is not passed through the first magnetoresistive element 115 is shown. In (F), in the case of "no one element noise correction", that is, the detection unit 114 has only the first second magnetoresistive element 122, a disturbance magnetic field is applied, and the first second magnetic field is applied. The case where the current of the magnetoresistive element 122 is not passed through the first magnetoresistive element 115 is shown.

図１１に示された結果によると、第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３に流れる電流を、駆動電流として第１磁気抵抗素子１１５に流さない場合、（Ｅ）及び（Ｆ）に示されるように、外乱磁界の影響によって大きなオフセットが生じた。 According to the result shown in FIG. 11, when the current flowing through the first magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123 is not passed through the first magnetoresistive element 115 as a driving current, (E). ) And (F), a large offset occurred due to the influence of the disturbance magnetic field.

しかしながら、（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３を採用した場合、外乱磁界による影響の差は小さくなった。第２磁気抵抗素子１１６の１素子を採用した場合も同様に、（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、外乱磁界による影響の差は小さくなった。 However, as shown in (A) and (B), when the first second magnetoresistive element 122 and the second second magnetoresistive element 123 are adopted, the difference in the influence of the disturbance magnetic field becomes small. Similarly, when one element of the second magnetoresistive element 116 is adopted, the difference in the influence of the disturbance magnetic field becomes small as shown in (C) and (D).

ここで、信号の大きさは、第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３の２素子を採用した場合が、第２磁気抵抗素子１１６の１素子を採用した場合よりも大きくなった。２素子の場合、２素子で位相差をつけることで磁性体ロータ２００の信号を打ち消すことができ、外乱磁界成分の多くを取り出せる。このため、回転検出の信号の振幅を減らすことなく外乱磁界の打消しが可能になる。また、１素子の場合、回転検出の信号の振幅を出すためには、磁性体ロータ２００の信号成分を受けにくくするために、磁性体ロータ２００から離れた位置に第２磁気抵抗素子１１６を設置する必要がある。 Here, the magnitude of the signal is the case where two elements of the first magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123 are adopted, but the case where one element of the second magnetoresistive element 116 is adopted. Became larger than. In the case of two elements, the signal of the magnetic material rotor 200 can be canceled by making a phase difference between the two elements, and most of the disturbance magnetic field components can be taken out. Therefore, it is possible to cancel the disturbance magnetic field without reducing the amplitude of the rotation detection signal. Further, in the case of one element, in order to generate the amplitude of the rotation detection signal, the second magnetoresistive element 116 is installed at a position away from the magnetic material rotor 200 in order to make it difficult to receive the signal component of the magnetic material rotor 200. There is a need to.

以上のように、外乱磁界に対する対策用の素子を２素子とすることで、信号振幅を減らすことなく、外乱磁界の影響を低減することができる。 As described above, by using two elements for countermeasures against the disturbance magnetic field, the influence of the disturbance magnetic field can be reduced without reducing the signal amplitude.

変形例として、図１２に示されるように、検出部１１４は、磁性体ロータ２００の運動の方向を検出するための各磁気抵抗素子１１７、１１８を備えていなくても良い。 As a modification, as shown in FIG. 12, the detection unit 114 may not be provided with the magnetoresistive elements 117 and 118 for detecting the direction of motion of the magnetic rotor 200.

変形例として、図１３に示されるように、第１磁気抵抗素子１１５、第１の第２磁気抵抗素子１２２、及び第２の第２磁気抵抗素子１２３は、ギャップ方向において、同じ位置に配置されても良い。 As a modification, as shown in FIG. 13, the first magnetoresistive element 115, the first magnetoresistive element 122, and the second magnetoresistive element 123 are arranged at the same position in the gap direction. May be.

変形例として、図１４に示されるように、第１の第２磁気抵抗素子１２２及び第２の第２磁気抵抗素子１２３は、ギャップ方向において、第１磁気抵抗素子１１５よりも磁性体ロータ２００の側に位置に配置されても良い。なお、図１３及び図１４では、各磁気抵抗素子１１７、１１８を省略している。 As a modification, as shown in FIG. 14, the first magnetoresistive element 122 and the second magnetoresistive element 123 have a magnetic body rotor 200 rather than the first magnetoresistive element 115 in the gap direction. It may be placed at a position on the side. In FIGS. 13 and 14, the magnetoresistive elements 117 and 118 are omitted.

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された磁気センサ１００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記で示された各磁気抵抗素子１１５～１１８、１２２、１２３は、磁気抵抗素子対として構成されていても良い。すなわち、２つの抵抗体が直列接続された構成である。出力は、２つの抵抗体の中間電位となる。但し、磁界に対する出力変化の方向は、全ての抵抗体で同じになるように配置する。 (Other embodiments)
The configuration of the magnetic sensor 100 shown in each of the above embodiments is an example, and the configuration is not limited to the configuration shown above, and other configurations that can realize the present invention can be used. For example, the magnetoresistive elements 115 to 118, 122, and 123 shown above may be configured as a pair of magnetoresistive elements. That is, the configuration is such that two resistors are connected in series. The output is the intermediate potential of the two resistors. However, the direction of output change with respect to the magnetic field is arranged so that it is the same for all resistors.

上記各実施形態では、検出対象として磁性体ロータ２００が採用されているが、これは検出対象の一例である。例えば、検出対象は、回転体の外周部にＮ極とＳ極とが交互に配置された着磁ロータとして構成されていても良い。あるいは、検出対象は回転体ではなく、シャフトのような直線状のものでも良い。この場合、検出対象は、直線に沿って直線運動する。 In each of the above embodiments, the magnetic rotor 200 is adopted as the detection target, which is an example of the detection target. For example, the detection target may be configured as a magnetizing rotor in which N poles and S poles are alternately arranged on the outer peripheral portion of the rotating body. Alternatively, the detection target may not be a rotating body but a linear object such as a shaft. In this case, the detection target moves linearly along a straight line.

磁性体ロータ２００は、歯ひとつ分の形等の磁性体ターゲットとして構成されていても良い。すなわち、検出対象は、凹部２０３、凸部２０２、凹部２０３を有するものとなる。これにより、磁気センサ１００は、検出対象の検出位置が一方の凹部２０３、凸部２０２、他方の凸部２０２のいずれかの位置に移動したことを検出することができる。検出対象は、回転運動でも直線運動でもどちらでも構わない。 The magnetic material rotor 200 may be configured as a magnetic material target such as the shape of one tooth. That is, the detection target has the concave portion 203, the convex portion 202, and the concave portion 203. As a result, the magnetic sensor 100 can detect that the detection position of the detection target has moved to any of the concave portion 203, the convex portion 202, and the other convex portion 202. The detection target may be either rotary motion or linear motion.

１００ 磁気センサ
１１４ 検出部
１１５～１１８、１２２、１２３ 磁気抵抗素子
１２０ 電源部
１２１ 信号処理部
１２４ 垂直面
２００ 磁性体ロータ（検出対象） 100 Magnetic sensor 114 Detection unit 115-118, 122, 123 Magneto resistive sensor 120 Power supply unit 121 Signal processing unit 124 Vertical surface 200 Magnetic material rotor (detection target)

Claims (7)

位置情報が設けられた検出対象（２００）に対して所定のギャップを持って配置され、前記検出対象の運動に伴って前記検出対象から受ける磁気的変化を検出する第１磁気抵抗素子（１１５）及び第２磁気抵抗素子（１１６）を有する検出部（１１４）と、
前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子に電流を流す電源部（１２０）と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記検出対象の前記位置情報を取得する信号処理部（１２１）と、
を含み、
前記電源部は、前記第２磁気抵抗素子に流れると共に外乱磁界によって値が変動する電流と同じ電流を、前記第１磁気抵抗素子の駆動電流として前記第１磁気抵抗素子に流し、
前記第１磁気抵抗素子は、前記駆動電流に基づいて、前記検出対象の位置に対応した波形の検出信号を生成し、
前記信号処理部は、前記第１磁気抵抗素子の前記検出信号に基づいて、前記検出対象の前記位置情報を取得する、磁気センサ。 A first magnetoresistive element (115) that is arranged with a predetermined gap with respect to a detection target (200) provided with position information and detects a magnetic change received from the detection target with the movement of the detection target. And the detection unit (114) having the second magnetoresistive element (116),
A power supply unit (120) that allows a current to flow through the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element.
A signal processing unit (121) that acquires the position information of the detection target based on the detection result of the detection unit, and
Including
The power supply unit causes the first magnetoresistive element to flow the same current as the current whose value fluctuates due to the disturbance magnetic field while flowing through the second magnetoresistive element as the drive current of the first magnetoresistive element.
The first magnetoresistive element generates a detection signal having a waveform corresponding to the position of the detection target based on the drive current.
The signal processing unit is a magnetic sensor that acquires the position information of the detection target based on the detection signal of the first magnetoresistive element. 前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子は、外部から受ける磁界に対する出力変化の方向が同じ方向になるように配置される、請求項１に記載の磁気センサ。 The magnetic sensor according to claim 1, wherein the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are arranged so that the directions of output changes with respect to a magnetic field received from the outside are in the same direction. 前記ギャップの方向をギャップ方向と定義すると、前記第２磁気抵抗素子は、前記ギャップ方向において、前記第１磁気抵抗素子よりも遠い位置に配置される、請求項１または２に記載の磁気センサ。 The magnetic sensor according to claim 1 or 2, wherein the direction of the gap is defined as the gap direction, and the second magnetoresistive element is arranged at a position farther than the first magnetoresistive element in the gap direction. 前記第２磁気抵抗素子は、第１の第２磁気抵抗素子（１２２）と、前記第１の第２磁気抵抗素子に並列接続される第２の第２磁気抵抗素子（１２３）と、を有し、
前記ギャップの方向をギャップ方向と定義し、前記ギャップ方向に垂直な面を垂直面（１２４）と定義し、前記垂直面に投影される前記検出対象の運動の方向を運動方向と定義すると、前記第１磁気抵抗素子、前記第１の第２磁気抵抗素子、及び前記第２の第２磁気抵抗素子の各位置が前記垂直面に投影されたとき、前記第１磁気抵抗素子は、前記第１の第２磁気抵抗素子と前記第２の第２磁気抵抗素子との中間に位置し、
前記電源部は、前記第１の第２磁気抵抗素子に流れる電流と、前記第２の第２磁気抵抗素子に流れる電流と、の合計の電流と同じ電流を、前記駆動電流として前記第１磁気抵抗素子に流す、請求項１または２に記載の磁気センサ。 The second magnetoresistive element includes a first second magnetoresistive element (122) and a second second magnetoresistive element (123) connected in parallel to the first second magnetoresistive element. death,
The direction of the gap is defined as the gap direction, the plane perpendicular to the gap direction is defined as the vertical plane (124), and the direction of the motion of the detection target projected on the vertical plane is defined as the motion direction. When the positions of the first magnetic resistance element, the first second magnetic resistance element, and the second magnetic resistance element are projected onto the vertical plane, the first magnetic resistance element is the first. It is located between the second magnetic resistance element and the second magnetic resistance element.
The power supply unit uses the same current as the total current of the current flowing through the first second magnetic resistance element and the current flowing through the second magnetic resistance element as the driving current of the first magnetic field. The magnetic sensor according to claim 1 or 2, which is passed through a resistance element. 前記第１の第２磁気抵抗素子及び前記第２の第２磁気抵抗素子は、前記ギャップ方向において、前記第１磁気抵抗素子よりも遠い位置に配置される、請求項４に記載の磁気センサ。 The magnetic sensor according to claim 4, wherein the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are arranged at positions farther than the first magnetoresistive element in the gap direction. 前記第１磁気抵抗素子、前記第１の第２磁気抵抗素子、及び前記第２の第２磁気抵抗素子は、前記ギャップ方向において、同じ位置に配置される、請求項４に記載の磁気センサ。 The magnetic sensor according to claim 4, wherein the first magnetoresistive element, the first second magnetoresistive element, and the second second magnetoresistive element are arranged at the same position in the gap direction. 前記検出部は、第３磁気抵抗素子（１１７）及び第４磁気抵抗素子（１１８）を有し、
前記信号処理部は、前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子の検出結果に基づいて前記検出対象の運動の方向に対応する運動状態情報を取得すると共に、前記位置情報及び前記運動状態情報に基づいて前記検出対象の運動の方向を判定する、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の磁気センサ。 The detection unit has a third magnetoresistive element (117) and a fourth magnetoresistive element (118).
The signal processing unit acquires motion state information corresponding to the direction of motion of the detection target based on the detection results of the third magnetic resistance element and the fourth magnetic resistance element, and also obtains the position information and the motion state. The magnetic sensor according to any one of claims 1 to 6, which determines the direction of motion of the detection target based on information.
JP2020202394A 2020-12-07 2020-12-07 Magnetic sensor Pending JP2022090180A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020202394A JP2022090180A (en) 2020-12-07 2020-12-07 Magnetic sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020202394A JP2022090180A (en) 2020-12-07 2020-12-07 Magnetic sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022090180A true JP2022090180A (en) 2022-06-17

Family

ID=81990404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020202394A Pending JP2022090180A (en) 2020-12-07 2020-12-07 Magnetic sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022090180A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9719806B2 (en) Magnetic field sensor for sensing a movement of a ferromagnetic target object
US10656170B2 (en) Magnetic field sensors and output signal formats for a magnetic field sensor
US20170276740A1 (en) Magnetic Field Detector
JP5480967B2 (en) Multi-period absolute position detector
KR101354735B1 (en) System for intrinsically safe detection of a wheel rotational speed
US9823090B2 (en) Magnetic field sensor for sensing a movement of a target object
JP4880066B2 (en) Origin position signal detector
US9297635B2 (en) Magnetic sensor system including two detection circuits
JP2009503527A (en) A device for detecting wheel rotation speed with improved intrinsic safety.
WO2008056792A1 (en) Rotation angle determining apparatus
JP2007285741A (en) Rotation detection device
JPWO2018221260A1 (en) Magnetic sensor
JP5013075B2 (en) Magnetic detector
US20220326322A1 (en) Magnetic field sensor with overcurrent detection
JP3888200B2 (en) Rotation detector
JP2019002778A (en) Position sensor
WO2008056793A1 (en) Rotation angle determining apparatus
JP2008506122A (en) Integrated magnetoresistive speed and direction sensor
JP2008008699A (en) Rotation detecting apparatus
JP2742551B2 (en) Rotation sensor
JP2022090180A (en) Magnetic sensor
JP6455314B2 (en) Rotation detector
JPH10197545A (en) Magnetism sensing device
CN114459511B (en) Magnetic encoder and working method thereof
JP4506960B2 (en) Moving body position detection device