CN102741661A - 磁式位置检测装置 - Google Patents

Abstract

磁式位置检测装置（10）具备磁铁（4）、形成在沿着基板（3）的假想平面上的第1~第4磁电转换元件（1A~1D）、以及由磁性体构成的磁通导向器（5）。磁通导向器（5）包括在与假想平面平行的X轴方向上隔开间隔而设置的第1以及第2突出部（9B、9A）。在从与假想平面垂直的Z轴方向观察时，在第1以及第2突出部之间的中央附近的磁通导向器（5）中设置了凹状地凹陷的中央部（MP）。在从Z轴方向观察时，第1以及第4磁电转换元件（1A、1D）以覆盖中央部（MP）的一部分的方式设置于第1以及第2突出部之间的大致中央。在从Z轴方向观察时，第2磁电转换元件（1B）设置于第1突出部（9B）与中央部（MP）之间。在从Z轴方向观察时，第2磁电转换元件（1B）设置于第2突出部（9A）与中央部（MP）之间。

Description

磁式位置检测装置

技术领域

本发明涉及磁性地检测磁性移动体的移动的磁式位置检测装置。

背景技术

已知使用磁铁和磁电转换元件来检测磁性移动体的旋转位置的检测装置。此处，磁电转换元件是指MR（磁阻：Magneto－Resistance）元件、GMR（巨磁阻：Giant Magneto－Resistance）元件、TMR（隧道磁阻：Tunnel Magneto－Resistance）元件等电阻值根据所施加的磁场而变化的元件。

例如，日本特开2004－109113号公报（专利文献1）记载的磁式位置检测装置具备处理电路部和磁铁。在磁性移动体的平面上从磁性移动体离开地配置有处理电路部，其中，该磁性移动体在周缘部形成有向径向方向突出的多个凸部，并在圆周方向上旋转。处理电路部具有桥电路，其中，该桥电路包括第1磁阻分段（first magnetoresistancesegment）以及第2磁阻分段。磁铁对第1以及第2磁阻分段施加磁场，并且对磁性移动体在磁性移动体的旋转轴线方向上施加磁场。第2磁阻分段在沿着旋转轴线方向观察时，配置在磁铁的圆周方向的宽度尺寸的大致中心线上。第1磁阻分段相对于第2磁电转换元件配置于磁性移动体的变位侧。处理电路部从第1磁阻分段以及第2磁阻分段的输出得到差动输出。

在上述文献的磁式位置检测装置中，还在处理电路部与磁铁之间设置由磁性体构成的磁通导向器。磁通导向器具有在磁性移动体的圆周方向上隔着间隔而相互相向的一对突出部。第2磁电转换元件配置于一对突出部之间的大致中心线上。第1磁电转换元件配置于一方的突出部侧。

专利文献1：日本特开2004－109113号公报

发明内容

在上述日本特开2004－109113号公报（专利文献1）记载的以往的磁式位置检测装置中，构成桥电路的2个磁电转换元件的各自的电阻值根据所施加的磁场而变化。因此，能够利用在各磁电转换元件与磁性移动体的凸部相向时和与凹部相向时在磁电转换元件的电阻值中产生差的现象，来检测磁性移动体的旋转位置。

为了即使磁性移动体与磁式位置检测装置之间的距离大也能够从桥电路得到期望的信号的输出，需要增大在磁电转换元件与磁性移动体的凸部相向时和与凹部相向时对磁电转换元件施加的磁场之差。而且，MR元件、GMR元件、TMR元件等磁电转换元件在特定的磁场区域中灵敏度变高，所以需要使各磁电转换元件在最佳的磁场区域中动作。

但是，在以往的磁式位置检测装置中，即使调整磁电转换元件、磁铁以及磁通导向器的配置，磁式位置检测装置的检测灵敏度的改善也是有限的。例如，优选在同一基板上的所有磁电转换元件与磁性移动体的凹部相向时对这些所有磁电转换元件相等地施加某个期望的磁场，但成为这样的最佳的磁场的配置限于非常窄的范围。即使假设在与磁性移动体的凹部相向时得到了这样的最佳的磁场分布，进一步增大在各磁电转换元件与磁性移动体的凸部相向时和与凹部相向时对各磁电转换元件施加的磁场之差也是非常困难的。

在上述日本特开2004－109113号公报（专利文献1）的磁式位置检测装置中，通过固定磁铁以及磁通导向器的配置来调节磁电转换元件的位置，从而使在与所有磁性移动体的凹部相向时对各磁电转换元件施加的磁场、和在一方的磁电转换元件与磁性移动体的凸部相向时对2个磁电转换元件施加的磁场之差最佳化。但是，难以独立地调节在与磁性移动体的凹部相向时对各磁电转换元件施加的磁场、和在与凸部相向时对各磁电转换元件施加的磁场，所以在以往技术中，磁式位置检测装置的检测灵敏度的改善是有限的。

本发明的目的在于比以往提高磁式位置检测装置的检测灵敏度。

本发明如果概括起来是一种磁式位置检测装置，具备产生磁场的磁铁、第1以及第2磁电转换元件、检测电路、和磁通导向器。第1以及第2磁电转换元件分别配置在第1假想平面上，且电阻值根据与磁性移动体的移动相伴的磁场的变化而变化。检测电路根据第1以及第2磁电转换元件的电阻值的变化，检测磁性移动体的移动。磁通导向器设置于第1以及第2磁电转换元件与磁铁之间，并由磁性体构成。磁通导向器包括在与第1假想平面平行的第1方向上隔开间隔而设置的第1以及第2突出部、和中央部。第1以及第2突出部的各个相比于磁通导向器的其他部分，向接近第1假想平面的方向突出。在从与第1假想平面垂直的第2方向观察时，上述中央部设置于第1以及第2突出部之间的中央附近。在从第2方向观察时，第1磁电转换元件以覆盖上述中央部的一部分的方式设置于第1以及第2突出部之间的大致中央。在从第2方向观察时，第2磁电转换元件以覆盖除了上述中央部以外的磁通导向器的一部分的方式设置于第1磁电转换元件与第1突出部之间。上述中央部是以在磁性移动体移动了时使第1磁电转换元件的位置处的与第1假想平面平行的磁场分量的变化大于第2磁电转换元件的位置处的与第1假想平面平行的磁场分量的变化的方式，在第1以及第2突出部之间相对除了上述中央部以外的磁通导向器的部分使形状或者材质不同的部分。

根据本发明，设置了以在磁性移动体移动了时使第1磁电转换元件的位置处的与第1假想平面平行的磁场分量的变化大于第2磁电转换元件的位置处的与第1假想平面平行的磁场分量的变化的方式相对第1以及第2突出部之间的磁通导向器的其他部分使形状或者材质不同的中央部。其结果，能够比以往提高磁式位置检测装置的检测灵敏度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的磁式位置检测装置10的立体图。

图2是图1的磁式位置检测装置10的侧面图。

图3是示出图1的第1~第4磁电转换元件1A~1D的配置的一个例子的平面图。

图4是图1的桥电路2以及检测电路30的电路图。

图5是用于说明磁式位置检测装置10的基本原理的图。

图6是用于说明磁通导向器5的突出部9A、9B的效果的图。

图7是用于说明磁通导向器5与基板3的距离的变化所致的磁场的方向的变化的图。

图8是用于说明实施方式1的磁通导向器5的中央部MP（6、7A、7B）的效果的图。

图9是示出磁性移动体20的旋转所致的磁电转换元件1A~1D的电阻值的变化和差动放大电路32的输出电压的变化的图。

图10是示出磁式位置检测装置10的周围的磁场强度的分布的图。

图11是实施方式1的变形例1的磁式位置检测装置110的侧面图。

图12是示出实施方式1的变形例2的第1~第4磁电转换元件41A~41D的具体的配置的平面图。

图13是图12的沿着切断线XIII－XIII的截面图。

图14是示出实施方式2的变形例3的第1~第4磁电转换元件41A~41D的具体的配置的平面图。

图15是图14的沿着切断线XV－XV的截面图。

图16是图14的沿着切断线XVI－XVI的截面图。

图17是示出本发明的实施方式2的磁式位置检测装置111的立体图。

图18是图17的磁式位置检测装置111的平面图。

图19是实施方式2的变形例的磁式位置检测装置112的平面图。

图20是示出本发明的实施方式3的磁式位置检测装置113的立体图。

图21是图20的磁式位置检测装置113的平面图。

图22是用于说明图20、图21所示的磁通导向器107的效果的图。

图23是示出本发明的实施方式4的磁式位置检测装置114的立体图。

图24是图23的磁式位置检测装置114的平面图。

图25是示出本发明的实施方式5的磁式位置检测装置115的立体图。

图26是图25的磁式位置检测装置115的侧面图。

图27是示出图25的磁电转换元件1A、1B的具体的配置的平面图。

图28是图25的桥电路103以及检测电路30的电路图。

图29是示出磁性移动体20的旋转所致的磁电转换元件1A、1B的电阻值的变化和差动放大电路32的输出电压的变化的图。

图30是示出图25的桥电路103的变形例的电路图。

（符号说明）

1A~1D：磁电转换元件；2：桥电路；3：基板；4：磁铁；5：磁通导向器；6、7A、7B、8A、8B：板状部；9A、9B：突出部（板状部）；10：磁式位置检测装置；18：切口部；19：开口部；20：磁性移动体；21：凸部；22：凹部；23：中心轴（旋转轴）；25、26B：中央部；29：磁力线；30：检测电路；32：差动放大电路；71、72：假想平面；101A、101B：电阻元件；103、103A：桥电路；105、107、108：磁通导向器；110~115：磁式位置检测装置；ND1、ND2：连接节点；VCC：电源节点；GND：接地节点。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。另外，对相同或者相当的部分附加同一参照符号，不重复进行其说明。

<实施方式1>

[磁式位置检测装置的结构]

图1是示出本发明的实施方式1的磁式位置检测装置10的立体图。

图2是图1的磁式位置检测装置10的侧面图。参照图1、图2，磁性移动体20是绕旋转轴（中心轴）23进行旋转的大致圆盘状的磁性体。在磁性移动体20的周缘部，形成有向径向方向突出的多个（在图中是2个）凸部21。在磁性移动体20的周缘部中将凸部21与凸部21之间的部分称为凹部22。

磁式位置检测装置10为了检测磁性移动体20的凸部21的位置，在从旋转轴23的方向观察时与磁性移动体20隔开规定的间隔而被配置。以下，将磁性移动体20的旋转轴23的方向设为Z轴方向。以磁式位置检测装置10的位置为基准，将沿着磁性移动体20的旋转方向（圆周方向）的方向设为X轴方向，将磁性移动体20的径向方向设为Y轴方向。在区分沿着Z轴方向的朝向的情况下，如+Z方向、－Z方向那样附加正负的符号。对于X轴方向以及Y轴方向也是同样的。

磁式位置检测装置10包括基板3、桥电路2、检测电路30、磁铁4、以及磁通导向器5。桥电路2具有在基板3上形成的第1~第4磁电转换元件1A~1D。检测电路30的至少一部分形成于基板3上。在图1、图2中，示出第1~第4磁电转换元件1A~1D以及检测电路30的概要的位置。以下，依次说明磁式位置检测装置10的各构成要素。

（1.基板）

基板3与XY平面平行地设置，与磁性移动体20的旋转轴23的方向（Z轴方向）正交。基板3只要是能够将电路进行集成化而形成的基板即可，例如，可以是用于集成MOS（Metal－OxideSemiconductor，金属氧化物半导体）晶体管、双极性晶体管而通常使用的Si（硅）基板。或者，也可以是GaAs（砷化镓）、耐热性高的SiC（碳化硅）基板。

（2.磁铁）

磁铁4对第1~第4磁电转换元件1A~1D施加磁场并且对磁性移动体20施加磁场。在实施方式1的情况下，磁铁4是大致长方体形状，概要地说，在磁性移动体20的旋转轴23的方向（Z轴方向）上被磁化，并配置成在从Z轴方向观察时X轴方向以及Y轴方向与磁铁4的两边分别大致平行。关于磁铁4，只要是能够产生最合适于磁电转换元件1A~1D的动作磁场范围和磁通密度的磁铁，就可以是任意的种类、形状以及尺寸的磁铁。作为磁铁4的种类，还能够使用粘结磁铁(bond magnet)、铁基磁铁（iron-based magnet）、铁氧体磁铁、希土类磁铁、以及非晶态金属磁铁中的任意一个。更具体而言，可以是CoFe（钴铁）、SmCo（钐钴）、NdFeB（钕铁硼）、以及CoFeB（钴铁硼）等中的任意一个。

（3.磁通导向器）

磁通导向器5为了调节来自磁铁4的磁通而设置于基板3与磁铁4之间。对磁电转换元件1A~1D的各个施加的磁场除了磁铁的种类、形状以及尺寸以外，还依赖于磁通导向器5的形状以及尺寸。关于磁通导向器的材料，只要是饱和磁导率高的软磁性材料、例如Fe（铁）、Co（钴）、Ni（镍）或者它们的合金就可以是任意的材料，但优选为Fe。

在磁式位置检测装置10中，通过研究磁通导向器5的形状来进行调整以使磁电转换元件1A~1D附近处的磁通的分布成为最佳。以下，说明实施方式1中的磁通导向器5的形状的特征。

首先，第1，在设想了与X轴方向垂直的假想平面71时，在磁通导向器5中，在关于该假想平面71对称的位置形成突出部9A、9B。当设想了在基板3的一个表面上延伸的假想平面72时，突出部9A、9B向比磁通导向器5的其他部分更接近该假想平面72的方向突出。

第2，在突出部9A、9B之间的中央附近，设置凹状地凹陷的部分（6、7A、7B）。该凹状地凹陷的部分（还称为中央部MP）的底面与基板3之间的沿着Z轴方向的间隔（图2的L1）比磁通导向器5的靠近突出部9A、9B的部分与基板3之间的沿着Z轴方向的间隔（图2的L2）长。

相对上述形状的磁通导向器5，磁电转换元件1A、1D的各个在从Z轴方向观察时覆盖凹状地凹陷的中央部MP（6、7A、7B）的一部分。优选为，磁电转换元件1A、1D的各个设置于接近假想平面71的位置（在从Z轴方向观察时是突出部9A、9B之间的中央）。磁电转换元件1B被设置成在从Z轴方向观察时覆盖突出部9B与凹状地凹陷的中央部MP（6、7A、7B）之间的磁通导向器5的一部分。磁电转换元件1C被设置成在从Z轴方向观察时覆盖突出部9A与凹状地凹陷的中央部MP（6、7A、7B）之间的磁通导向器5的一部分。

更优选为，磁通导向器5具有关于假想平面71对称的形状，磁电转换元件1B、1C设置于关于假想平面71对称的位置。优选为，磁铁4的磁极的中心位于假想平面71上。

作为满足上述特征的一个例子而示出了图1以及图2的磁通导向器5的形状。如果更具体地说明，磁通导向器5由长方形形状的板状部6、7A、7B、8A、8B、9A、9B构成。

板状部6与基板3平行，关于假想平面71是镜像对称。在从Z轴方向观察时，板状部6的各边沿着X轴方向或者Y轴方向而被设置。如图2所示，板状部6与基板3之间的沿着Z轴方向的间隔是L1。

板状部7A、7B与板状部6的X轴方向的两端部分别连接。板状部7A、7B的各个与板状部6成直角地朝向假想平面72延伸。板状部7A、7B关于假想平面71是相互镜像对称。

板状部8A与接近假想平面72的一侧的板状部7A的端部成直角地连接，并与基板3平行地向远离板状部6的方向延伸。板状部8B与接近假想平面72的一侧的板状部7B的端部成直角地连接，并与基板3平行地向远离板状部6的方向延伸。板状部8A、8B关于假想平面71是镜像对称。板状部8A、8B的各个与基板3之间的沿着Z轴方向的间隔是L2（L2<L1）。

相当于突出部9A的板状部9A与远离板状部6的一侧的板状部8A的端部成直角地连接，并朝向假想平面72延伸。相当于突出部9B的板状部9B与远离板状部6的一侧的板状部8B的端部成直角地连接，并朝向假想平面72延伸。板状部9A、9B关于假想平面71是镜像对称。

磁电转换元件1A、1D的各个被设置成在从Z轴方向观察时覆盖板状部6的一部分并且与假想平面71交叉（即，在从Z轴方向观察时板状部7A、7B之间的大致中央）。磁电转换元件1B、1C在从Z轴方向观察时分别覆盖板状部8B、8A的一部分（即，磁电转换元件1B设置于板状部7B、9B之间，磁电转换元件1C设置于板状部7A、9A之间）。优选为，磁电转换元件1A~1D的各中心沿着X轴方向排列，磁电转换元件1A、1D与磁电转换元件1B的沿着X轴方向的间隔、和磁电转换元件1A、1D与磁电转换元件1C的间隔相等。即，磁电转换元件1B、1C设置于相对假想平面71相互对称的位置。

如图2所示，磁铁4的磁极的中心在从Z轴方向观察时位于板状部6的X轴方向的中央（假想平面71上）。磁铁4的磁极的中心在从Z轴方向观察时，从板状部6的Y轴方向的正中央偏离规定的距离而被配置。

图1、图2的磁通导向器5的形状还能够视为使长方形形状的板状部件在长度方向上的多处沿着宽度方向进行弯曲后的形状。具体而言，首先，使矩形形状的板状部件的长度方向对准X轴方向，使宽度方向对准Y轴方向。然后，在从长度方向的中央向两侧离开规定的距离的位置处，使板状部件向+Z方向弯曲90°。接下来，在从各弯曲位置朝向长度方向的端部的规定的位置处，使板状部件向从长度方向的中央远离的方向再次弯曲90°。而且，在第2次从各弯曲位置朝向长度方向的端部的规定的位置处，使板状部件向+Z方向再次弯曲90°。由此，依次形成板状部6、7A、7B、8A、8B、9A、9B。

（4.磁电转换元件）

图3是示出图1的第1~第4磁电转换元件1A~1D的配置的一个例子的平面图。

能够应用针对形成有各元件的基板面内的方向（图1、图2的XY平面内的方向）的磁场具有灵敏度那样的器件来作为磁电转换元件1A~1D。在图3中，示出应用MR元件、人工栅格构造的GMR元件、或者自旋阀型GMR元件作为磁电转换元件1A~1D的例子。除了这些元件以外还能够应用TMR元件。参照图12~图15而在后面叙述使用了TMR元件的例子。在上述磁电转换元件之中，关于GMR元件，与形成有元件的基板垂直的方向的磁场分量的影响小，且元件的电阻主要根据形成有元件的基板面内的磁场分量的大小以及方向而变化，所以作为磁式位置检测装置10用的磁电转换元件是优选的。

MR元件是将几埃至几百埃的磁性体薄膜例如加工为图3那样的线状而得到的元件。在MR元件中，针对线状的图案的各点中流过的电流的朝向和施加于各点的磁场的基板面内方向的分量的朝向所成的角度θ，产生大致与sin2θ成比例的电阻变化。

在图3中，磁电转换元件1A~1D的各个由蜿蜒布线而形成。构成磁电转换元件1A的蜿蜒布线与构成磁电转换元件1D的蜿蜒布线被配置成相互并行。磁电转换元件1A~1D的－Y方向的端部与形成在基板3上的焊盘16A~16D分别连接。磁电转换元件1A、1B的+Y方向的端部经由布线12而相互连接，并且经由布线14而与焊盘16E连接。磁电转换元件1C、1D的+Y方向的端部经由布线13而相互连接，并且经由布线15而与焊盘16F连接。

人工栅格构造的GMR元件是将交替地层叠几埃至几十埃的磁性体薄膜和非磁性体薄膜而得到的层叠体、所谓的人工栅格膜例如加工为图3那样的线状而成的元件。作为人工栅格膜，已知（Fe/Cr）n、（坡莫合金（Permalloy）/Cu/Co/Cu）n、以及（Co/Cu）n等（n表示层叠数、Cu表示铜、Cr表示铬）。在GMR元件中，元件电阻响应于所施加的磁场中的形成元件的基板面内分量而变化。已知GMR元件具有比MR元件显著大的MR效应。因此，针对相同的磁场的变化量，可得到大的电阻变化，所以磁式位置检测装置的SN比得到提高，能够使抗噪性上升。

自旋阀型GMR元件是具有反铁磁性薄膜/铁磁性薄膜（1）/非磁性薄膜/铁磁性薄膜（2）那样的构造的层叠体。关于铁磁性薄膜（1），由于其磁化的方向通过邻接的反铁磁性薄膜而被固定为期望的方向，所以被称为固定层。关于铁磁性薄膜（2），由于其磁化的方向根据外部磁场的方向而变化，所以被称为自由层。具体而言，为了形成图3的构造，首先在基板上形成Ta（钽）/NiFe（镍铁）/IrMn（铱锰）/CoFe/Cu/CoFe/Ta那样的层叠膜。所形成的层叠膜通过一般的光刻和离子束蚀刻而被加工为图3那样的线状。

在将固定层和自由层所成的角设为θ时，自旋阀型GMR元件的电阻R如式（1）那样与cosθ成比例地变化。其中，Ro以及ΔR是常数。

R=Ro+ΔR·cosθ        …（1）

优选在与磁性移动体20的凸部21相向时和与凹部22相向时，固定层的磁化的方向与对各磁电转换元件（自旋阀GMR元件）施加的磁场的方向所成的角度大不相同。例如，将各磁电转换元件的固定层的磁化的朝向设为X轴方向，并设定为在与磁性移动体20的凹部22相向时使对各磁电转换元件（自旋阀GMR元件）施加的磁场的Y轴方向分量尽可能变小，在与凸部21相向时使Y轴方向分量成为最大即可。

（5.检测电路）

图4是图1的桥电路2以及检测电路30的电路图。

参照图4，磁电转换元件1A、1B按照这个顺序在电源节点VCC（第1电源节点）与接地节点GND（第2电源节点）之间相互串联地连接。磁电转换元件1C、1D按照这个顺序在电源节点VCC与接地节点GND之间相互串联地连接，并且与磁电转换元件1A、1B的串联连接体并联地连接。在图3的平面图的情况下，焊盘16A、16C与电源节点VCC连接，焊盘16B、16D与接地节点GND连接。

检测电路30是用于根据桥电路2的输出而对磁性移动体20的移动进行检测的电路。检测电路30包括恒定电压电路31、差动放大电路32、以及信号转换电路33。恒定电压电路31对桥电路2的电源节点VCC施加固定电压。差动放大电路32对磁电转换元件1A、1B的连接节点ND1的电压与磁电转换元件1C、1D的连接节点ND2的电压的差电压（difference voltage）进行放大。连接节点ND1对应于图3的焊盘16E，连接节点ND2对应于图3的焊盘16F。各磁电转换元件的电阻值伴随磁性移动体20的旋转而变化，该电阻值的变化作为连接节点ND1、ND2之间的电压的变化而被检测。

信号转换电路33将差动放大电路32的输出电压转换为期望的输出信号。通过使用针对例如适当地确定的参照电位的比较器，能够产生与磁性移动体20的凸部21、凹部22分别对应的高电平（“1”）以及低电平（“0”）的信号。

构成检测电路30的恒定电压电路31、差动放大电路32、信号转换电路33中的至少一部分、例如差动放大电路32优选设置在与磁电转换元件1A~1D相同的基板3上。更优选为，如图1所示，将所有的检测电路30设置在基板3上。通过将桥电路2和检测电路30设置到同一基板3上，能够得到SN（Signal－to－Noise，信号对噪声）比大且抗噪性大的磁式位置检测装置10。

[磁式位置检测装置的动作]

（1.基本原理－未设置磁通导向器的情况）

图5是用于说明磁式位置检测装置10的基本原理的图。图5的（A）示出在磁式位置检测装置10与磁性移动体20的凹部22相向时由磁铁4产生的磁力线29的分布。图5的（B）示出在磁式位置检测装置10与磁性移动体20的凸部21相向时由磁铁4产生的磁力线29的分布。以下，参照图5的（A）、（B），说明在磁式位置检测装置10中未设置磁通导向器5的最基本的情况下的、通过磁式位置检测装置10检测磁性移动体20的位置的检测原理。

磁铁4与基板3大致垂直（Z轴方向）地被磁化，所以如图5的（A）那样磁式位置检测装置10未与磁性移动体20的凸部21相向时，关于从磁铁4射出的磁场，与基板3正交的分量大于与基板3平行的分量。换言之，磁力线29相对于基板3以接近垂直的角度进行交叉。

另一方面，如果如图5的（B）那样磁式位置检测装置10与磁性移动体20的凸部21相向，则被引入到磁性移动体20的磁力线29会增加，所以磁场与基板3所成的角变小。在该情况下，虽然作为磁场的大小|B|几乎不会变化，但与基板3平行的分量的大小|Bxy|会增加。即，对形成于基板3的磁电转换元件施加的磁场的与基板3平行的分量的大小|Bxy|在与磁性移动体20的凸部21相向时变大，在与凹部22相向时变小。

GMR元件等磁电转换元件具有电阻随着与形成有磁电转换元件的基板3平行的分量的磁场增加而平稳地减小的特性。其结果，在与磁性移动体20的凸部21相向时，磁电转换元件的电阻值减小。磁式位置检测装置10将该电阻值的变化检测为桥电路2的输出的变化。

（2.磁通导向器的突出部9A、9B的效果）

图6是用于说明磁通导向器5的突出部9A、9B的效果的图。图6示出磁通导向器5虽然具有突出部9A、9B、但突出部9A、9B之间的磁通导向器5的形状平坦的情况（不存在凹状地凹陷的部分的情况）。

磁式位置检测装置10中使用的磁通导向器5相比于磁铁4的尺寸没有那么大，并与磁铁4非常接近地配置。在该情况下，从磁铁4的N极（图6的－Z方向侧）出来的磁通大致全部入射到磁通导向器5，形成经由磁通导向器5进入磁铁的S极那样的磁通分布。此时，磁通导向器相比于空气其相对磁导率成为1000倍以上，所以磁通以尽可能在磁通导向器中流过的方式分布。其结果，如图6所示，磁通集中到突出部9A、9B，所以相比于没有磁通导向器5的情况，磁电转换元件附近的磁通的方向会一致。这样，磁通导向器5的突出部9A、9B以犹如使磁铁的S极的形状发生变化的方式，调节入射到磁铁的S极的磁通分布。

（3.通过磁通导向器的突出部9A、9B之间的形状得到的效果）

图7是用于说明磁通导向器5与基板3的距离的变化所致的磁场的方向的变化的图。在图7中，示出了改变距磁铁4以及磁通导向器5的沿着Z轴方向的距离来配置形成有磁电转换元件的基板3的情况（图7的3A、3B、3C）。但是，在图7的情况下，将磁通导向器5的形状进行简化而设为平坦的板状的形状。

在形成于基板3的磁电转换元件1A~1D的位置与所施加的磁场的大小的关系中有如下的特征。

（1）磁场的大小（|B|）随着基板3远离磁铁4以及磁通导向器5而减小。

（2）在与磁性移动体20的凸部21相向时和未与磁性移动体20的凸部21相向时的、与基板3平行的磁场分量（基板面内方向分量Bxy）的变化率根据磁电转换元件以及磁性移动体20之间的距离D1、和磁电转换元件以及磁铁4（磁通导向器5）之间的距离D2的相对关系而被确定。随着距离D1相比于距离D2变小，与磁性移动体20的移动相伴的磁场分量Bxy的变化率变大。

（3）基板3越是沿着Z轴方向远离磁铁4以及磁通导向器5，与基板3平行的磁场分量Bxy相对与基板3垂直的磁场分量的比率越大（换言之，磁场的方向与基板面内方向所成的角度变小）。

（4）磁通导向器5的附近的磁场分布在平坦的部分中成为相对磁通导向器5的面大致垂直的方向的磁场，但在周缘部中磁场的方向骤变。其结果，关于基板3中的磁场的方向，越接近从Z轴方向观察时的磁通导向器5的周缘部，磁场的方向与基板面所成的角度越小。

在图7的情况下，认为上述特征（2）中的距离D1相比于距离D2几乎不变化，所以认为磁电转换元件与磁铁4（磁通导向器5）之间的距离D2越大，磁场分量Bxy的变化率越大。但是，根据上述特征（1），距离D2越大，磁场的大小（|B|）越减小，所以认为磁场分量Bxy的大小的变化量在距离D2成为规定的距离时（图7的3B的情况）成为极大。

图8是用于说明实施方式1的磁通导向器5的中央部MP（6、7A、7B）的效果的图。图8的（A）示出图1、图2的板状部6与形成在基板3上的磁电转换元件1A、1D的关系。图8的（B）示出图1、图2的板状部8A、8B与形成在基板3上的磁电转换元件1B、1C的关系。

如图8的（A）、（B）所示，磁电转换元件1A、1D和与其最接近的磁通导向器5的面（板状部6）的距离L1大于磁电转换元件1B、1C和与其最接近的磁通导向器的面（板状部8B、8A）的距离L2。如图7中所说明那样，与基板3平行的磁场分量Bxy的大小在从磁通导向器5沿着Z轴方向的某个距离的地方成为最大，所以通过适当地选择距离L1、L2，能够使磁电转换元件1A、1D的位置处的磁场分量Bxy的变动量大于磁电转换元件1B、1C的位置处的磁场分量Bxy的变动量。

检测电路30的输出由与磁性移动体20的凸部21相向时和未与磁性移动体20的凸部21相向时的磁场分量Bxy的变化量而决定。仅通过上述调整，即使在未与磁性移动体20的凸部21相向时，在磁电转换元件1A、1D的位置处的磁场分量Bxy的大小和磁电转换元件1B、1C的位置处的磁场分量Bxy的大小中也产生差，所以作为传感器的结构并非是优选的。因此，通过调整板状部7A、7B的Z轴方向的长度、板状部6、8A、8B的X轴方向的长度，调节成在未与磁性移动体20的凸部21相向时使施加于各磁电转换元件的磁场分量Bxy变得大致相同。

图9是示出磁性移动体20的旋转所致的磁电转换元件1A~1D的电阻值的变化、和差动放大电路32的输出电压的变化的图。图9的（A）是示出在磁通导向器5中未设置凹状地凹陷的部分的情况（突出部9A、9B之间平坦的情况）的比较例。图9的（B）示出实施方式1的磁通导向器5的情况。符号1A~1D的曲线分别表示磁电转换元件1A~1D的电阻值，符号OUT的曲线表示图4的差动放大电路32的输出电压。

在磁性移动体20的旋转角是θ1时，磁电转换元件1B从与磁性移动体20的凹部22相向的状态变化为与凸部21相向的状态。由此，磁电转换元件1B的电阻值急剧地减小。

接下来，在旋转角为θ2时，磁电转换元件1A、1D从与磁性移动体20的凹部22相向的状态变化为与凸部21相向的状态。由此，磁电转换元件1A、1D的电阻值急剧地减小。

接下来，在旋转角为θ3时，磁电转换元件1C从与磁性移动体20的凹部22相向的状态变化为与凸部21相向的状态。由此，磁电转换元件1C的电阻值急剧地减小。

接下来，在旋转角为θ4时，磁电转换元件1B从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态。由此，磁电转换元件1B的电阻值急剧地增加。

接下来，在旋转角为θ5时，磁电转换元件1A、1D从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态。由此，磁电转换元件1A、1D的电阻值急剧地增加。

接下来，在旋转角为θ6时，磁电转换元件1C从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态。由此，磁电转换元件1C的电阻值急剧地增加。

如果比较比较例的情况（A）和实施方式1的情况（B），则磁电转换元件1A~1D与磁性移动体20的凹部22相向时的差动放大电路32的输出电压V1大致相同。相对于此，在磁电转换元件1A~1D与磁性移动体20的凸部21相向时，实施方式1的情况（B）下的磁电转换元件1A、1D的电阻值小于比较例的情况（A）的磁电转换元件1A、1D的电阻值。其结果，实施方式1的情况（B）的差动放大电路32的输出电压V3也小于比较例的情况（A）的差动放大电路32的输出电压V2。即，可知在实施方式1的情况（B）下，与磁性移动体20的移动相伴的桥电路2的输出的变化更大。

而且，通过在磁通导向器5的突出部9A、9B之间设置凹状地凹陷的部分，从而能够在将输出的变化确保得较大的状态下，在适合磁电转换元件的磁场区域中动作。例如，能够在未与磁性移动体20的凸部21相向的状态下使施加于磁电转换元件1A~1D的磁场的大小和方向成为大致相同。

图10是示出磁式位置检测装置10的周围的磁场强度的分布的图。图10的（A）用等高线图示出了磁式位置检测装置10的X轴方向的磁场Bx的分布。在图10的（A）中，关于磁场Bx，在附加了+符号的位置附近，在正的值中绝对值成为极大，在附加了－符号的位置附近，在负的值中绝对值成为极大。图10的（B）用等高线图示出了磁式位置检测装置10的Y轴方向的磁场By的分布。在图10的（B）中，关于磁场By，在附加了+符号的位置附近，在正的值中绝对值成为极大，在附加了－符号的位置附近，在负的值中绝对值成为极大。这些图都示出未与磁性移动体20的凸部21相向的状态下的磁场分布。

如从图10的（A）可知，在图1的板状部7A、7B的附近，在X轴方向的磁场分量Bx中产生了变化，但向Y轴方向的磁场分量By的影响小。因此，例如通过在图中用圆圈表示的位置配置磁电转换元件1A~1D，能够使磁场的XY面内方向分量大致相同，而且，使X轴方向的磁场分量Bx大致成为零。

这样，在磁通导向器5的突出部9A、9B之间设置了凹状地凹陷的部分，所以能够在将输出的变化确保得较大的状态下，在未与磁性移动体20的凸部21相向的状态下将磁电转换元件1A~1D的位置处的磁场分量Bx、By设为最适合磁电转换元件的动作的磁场区域。

[磁通导向器5的效果的总结]

以下，总结实施方式1的磁通导向器构造的效果。磁通导向器5的构造的第1特征点在于，设置了一对突出部9A、9B（板状部9A、9B）。从磁铁4产生的磁通集中到突出部9A、9B，所以相比于没有磁通导向器5的情况，能够使磁电转换元件附近的磁通的方向一致。

磁通导向器5的构造的第2特征点在于，在突出部9A、9B之间的中央附近设置了凹状地凹陷的部分（还称为中央部MP）。由此，能够使磁电转换元件1A~1D与磁性移动体20的凹部22相向的状态下的磁电转换元件1A~1D的位置处的磁场分布成为期望的分布，并且在与凸部21相向的状态下使磁电转换元件1A、1D的位置处的与基板3平行的方向的磁场分量的变化量增加。

在磁通导向器5中仅设置突出部9A、9B而未设置凹状地凹陷的中央部MP的情况下，为了使桥电路2的输出成为最大，而需要调整磁电转换元件1A~1D的位置。但是，如果这样，则由于磁电转换元件1A~1D与突出部9A、9B的距离也发生变化，所以施加于磁电转换元件1A~1D的磁场会偏离最佳的动作范围。

另一方面，在实施方式1的磁式位置检测装置10的情况下，调整磁电转换元件1A~1D的位置，以便在磁电转换元件1A~1D与磁性移动体20的凹部22相向时使施加于磁电转换元件1A~1D的磁场成为磁电转换元件1A~1D的最佳动作范围。在该调整后的状态下，如果将图2的距离L1、L2进行最佳化，则能够调整成使磁电转换元件1A~1D与磁性移动体20的移动相伴的桥电路2的输出变化成为最大。

这样，在实施方式1的磁式位置检测装置10中，能够在使磁电转换元件1A~1D的动作磁场区域成为最佳的范围的状态下，增大从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态时的桥电路2的输出电压的变化。其结果，即使磁式位置检测装置10与磁性移动体20之间的距离远离至通过以往的磁式位置检测装置无法检测的程度，也能够辨别与凸部21相向时和与凹部22相向时。

[实施方式1的变形例1]

图11是实施方式1的变形例1的磁式位置检测装置110的侧面图。图11的磁式位置检测装置110在磁通导向器5的板状部6和磁铁4紧贴着的这点上与图2的磁式位置检测装置10不同。图11的其他点与图2的情况相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不重复说明。即使是如图11那样磁通导向器5和磁铁4紧贴着的配置，也能够起到与图2的配置的情况同样的作用效果。

[实施方式1的变形例2]

图12是示出实施方式1的变形例2的第1~第4磁电转换元件41A~41D的具体的配置的平面图。

图13是图12的沿着切断线XIII－XIII的截面图。在图12、图13中，示出磁电转换元件1A~1D的各个由TMR元件构成的情况。

TMR元件是反铁磁性薄膜/铁磁性薄膜（1）/绝缘膜/铁磁性薄膜（2）那样的层叠体。铁磁性薄膜（1）的磁化的方向通过相接的反铁磁性薄膜而被固定为期望的方向，并被称为固定层。铁磁性薄膜（2）的磁化的方向根据外部磁场的方向而旋转，并被称为自由层。关于TMR元件，在上下的电极之间流过电流时，将固定层的磁化方向与自由层的磁化方向所成的角设为θ，呈现与上述式（1）同样的与cosθ成比例的电阻变化。

在图12、图13中，作为磁电转换元件1A的TMR元件41A形成在下部电极42A上，经由接触孔43A而与上部电极45E连接。作为磁电转换元件1B的TMR元件41B形成在下部电极42B上，经由接触孔43B而与上部电极45E连接。作为磁电转换元件1C的TMR元件41C形成在下部电极42C上，经由接触孔43C而与上部电极45F连接。作为磁电转换元件1D的TMR元件41D形成在下部电极42D上，经由接触孔43D而与上部电极45F连接。

下部电极42A经由接触孔44A而与上部布线45A连接，下部电极42B经由接触孔44B而与上部布线45B连接。下部电极42C经由接触孔44C而与上部布线45C连接，下部电极42D经由接触孔44D而与上部布线45D连接。上部布线45A~45D与焊盘46A~46D分别连接，上部电极45E、45F与焊盘46E、46F分别连接。

图12的焊盘46A、46C与电源节点VCC连接，焊盘46B、46D与接地节点GND连接，从而构成桥电路102A。焊盘46E对应于图4的桥电路2的连接节点ND1，焊盘46F对应于连接节点ND2。

具体而言，为了形成图12、图13的构造，形成例如Ta/NiFe/IrMn/CoFe/AlOx（铝氧化物）/CoFe/Ta那样的层叠体。接下来，通过公知的光刻和离子束蚀刻，将该层叠体加工为图12、图13所示的下部电极42A~42D的构造和TMR元件41A~41D的构造。之后，对层间绝缘膜进行制膜之后形成接触孔，进而在其上层形成上部电极45E、45F以及上部布线45A~45D。

优选在与磁性移动体20的凹部22相向时和与凸部21相向时，使固定层的磁化的方向与施加于各磁电转换元件（TMR元件）的磁场的方向所成的角度大不相同。例如，设固定层的磁化的朝向为X轴方向，并设定为在与磁性移动体20的凹部22相向时以期望的角度对各磁电转换元件（TMR元件）施加磁场、在与凸部21相向时在大致Y轴方向上对各磁电转换元件（TMR元件）施加磁场即可。

[实施方式1的变形例3]

图14是示出实施方式2的变形例3的第1~第4磁电转换元件41A~41D的具体的配置的平面图。

图15是图14的沿着切断线XV－XV的截面图。图16是图14的沿着切断线XVI－XVI的截面图。在图14~图16中，示出了由从属连接的8个TMR元件构成磁电转换元件1A~1D的各个的例子。例如，各TMR元件41C形成于在基板3上形成的下部电极52C上。TMR元件41C进而经由接触孔53而与上部布线55C或者55F连接。

[其他变形例]

图4的信号转换电路33也可以如上述日本特开2004－109113号公报（专利文献1）记载那样，通过与触发器电路的组合来表示旋转方向。另外，也可以通过与其他信号的组合，将旋转方向、旋转速度等作为信号来输出。

在上述中，磁电转换元件1A~1D的中心位置成为沿着X轴方向排列的配置。相对于此，通过使磁电转换元件1A、1D与磁电转换元件1B、1C在Y轴方向上错开，能够进一步增大从与磁性移动体20的凹部22相向的状态变化为凸部21相向的状态时的桥电路2的输出电压的变化量。

在上述中，磁性移动体20是绕中心轴23旋转的圆盘的形状，但也可以直线状地进行移动。磁式位置检测装置10与磁性移动体20的移动路径隔开规定的间隔而被配置。在该情况下，磁性移动体20的移动方向与图1的X轴方向平行。

图1、图2的磁通导向器5由板状的部件构成，但也可以取而代之是表面形状带有圆的曲面状的结构。只要是以当与磁性移动体20的凸部21相向时在磁电转换元件1A、1D的位置处的与基板平行的磁场分量和磁电转换元件1B、1C的位置处的磁场分量中产生差的方式对磁通导向器5与各磁电转换元件的距离附加差那样的形状，就可以是任意的形状。

<实施方式2>

图17是示出本发明的实施方式2的磁式位置检测装置111的立体图。

图18是图17的磁式位置检测装置111的平面图。图17、图18所示的磁式位置检测装置111在代替磁通导向器5中形成的凹状地凹陷的部分（6、7A、7B）而在磁通导向器105中形成有切口部18的这点上，与图1、图2所示的磁式位置检测装置10不同。切口部18对应于图1、图2所示的中央部MP。切口部18形成为在突出部9A、9B之间的中央附近相+Y方向（接近磁性移动体20的方向）开口。

图17、图18示出上述磁通导向器105的构造的具体的一个例子。在图17、图18中，磁通导向器105由板状部17、9A、9B构成。板状部17与基板3平行，在X轴方向的中央形成向+Y方向开口的切口部18。板状部9A、9B与板状部17的X轴方向的两端部分别连接。板状部9A、9B的各个在与板状部6成直角的方向上，朝向在基板3的一个表面上延伸的假想平面进行延伸。板状部9A、9B相当于突出部9A、9B。磁通导向器105的形状在从Z轴方向观察时关于板状部9A、9B的正中间的对称线而对称。

磁电转换元件1A、1D在从Z轴方向观察时以与切口部18重叠的方式接近上述对称线而配置。因此，从磁电转换元件1A~1D的位置，不会被磁通导向器5的磁性体部分遮挡而能够直视磁铁4。磁电转换元件1B在从Z轴方向观察时设置于切口部18与板状部9B之间，磁电转换元件1C在从Z轴方向观察时设置于切口部18与板状部9C之间。优选为，上述对称线与磁电转换元件1B的间隔等于上述对称线与磁电转换元件1C的间隔。优选为，磁电转换元件1A~1D的各中心配置成沿着X轴方向。

根据上述磁式位置检测装置111的结构，磁电转换元件1A、1D的各个与磁铁4之间的距离比磁电转换元件1B、1C的各个与磁通导向器5之间的距离长。因此，通过与实施方式1的磁式位置检测装置10的情况同样的原理，能够在使磁电转换元件1A~1D的动作磁场区域成为最佳的范围的状态下，增大从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态时的桥电路2的输出电压的变化。其结果，即使磁式位置检测装置10与磁性移动体20之间的距离相隔通过以往的磁式位置检测装置无法检测的程度，也能够辨别与凸部21相向时和与凹部22相向时。

图17、图18的其他点与实施方式1的磁式位置检测装置10相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不重复说明。

图19是实施方式2的变形例的磁式位置检测装置112的平面图。图19是图18的切口部18在Y轴方向上延伸而形成了具有与磁通导向器的Y轴方向的长度相同的长度的开口部19的情况。通过开口部19，板状部17被分割为与板状部9A连接的板状部17A、和与板状部9B连接的板状部17B。开口部19对应于图1、图2的中央部MP。关于磁性地分割的磁通导向器106，优选为通过使用粘接剂等来粘接非磁性材料、例如树脂、陶瓷、铝、铜那样的非磁性金属从而进行固定。

即使是图19所示的磁式位置检测装置112的结构，也能够与图17、图18的磁式位置检测装置111的情况完全同样地，增大从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态时的桥电路2的输出电压的变化。

<实施方式3>

图20是示出本发明的实施方式3的磁式位置检测装置113的立体图。

图21是图20的磁式位置检测装置113的平面图。图20、图21所示的磁通导向器107由板状部17、9A、9B构成。板状部17与基板3平行，+Y方向的端面在突出部9A、9B之间的中央附近向+Y方向（接近磁性移动体20的方向）突出。板状部9A、9B与板状部17的X轴方向的两个端部分别连接。板状部9A、9B的各个在与板状部17成直角的方向上，朝向在基板3的一个表面上延伸的假想平面延伸。板状部9A、9B相当于突出部9A、9B。板状部17中的由于端面向+Y方向突出而使Y轴方向的长度增加的部分即中央部25相当于图1、图2的中央部MP、图17、图18的切口部18或者图19的开口部19。在从Z轴方向观察时，磁通导向器107的形状优选为关于板状部9A、9B的正中间的对称线而成为对称。

在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1A、1D以与中央部25重叠的方式接近上述对称线而配置。在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1B设置于中央部25与板状部9B之间，在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1C设置于中央部25与板状部9C之间。上述对称线与磁电转换元件1B的间隔、和上述对称线与磁电转换元件1C的间隔相等。

在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1A、1D的各个被设置为比磁电转换元件1B、1C都向+Y方向突出（即，接近磁性移动体20）。而且，在从Z轴方向观察时，+Y方向的端面至磁电转换元件1A、1D的各个为止的沿着Y轴方向的间隔L3比+Y方向的端面至磁电转换元件1B、1C的各个为止的沿着Y轴方向的间隔L5长。

图22是用于说明图20、图21所示的磁通导向器107的效果的图。

图22的（A）是示意性地示出磁电转换元件1A、1D的配置的图。磁电转换元件1A、1D的各个在从Z轴方向观察时与磁性移动体20（凸部21）隔开间隔L4而配置，并且与磁通导向器107的+Y方向侧的端面隔开间隔L3而配置。图22的（B）是示意性地示出磁电转换元件1B、1C的配置的图。磁电转换元件1B、1C的各个在从Z轴方向观察时与磁性移动体20（凸部21）隔开间隔L6（L6>L4）而配置，并且与磁通导向器107的+Y方向侧的端面隔开间隔L5（L5<L3）而配置。

如图7中所说明那样，形成于基板3的磁电转换元件1A~1D的位置与所施加的磁场的大小的关系有如下特征。

（1）磁场的大小（|B|）随着基板3远离磁铁4以及磁通导向器107而减小。

（2）在与磁性移动体20的凸部21相向时和未与磁性移动体20的凸部21相向时的、与基板3平行的磁场分量（基板面内方向分量Bxy）的变化率由磁电转换元件以及磁性移动体20之间的距离D1、和磁电转换元件以及磁铁4（磁通导向器107）之间的距离D2的相对关系而决定。随着距离D1变得小于距离D2，与磁性移动体20的移动相伴的磁场分量Bxy的变化率变大。

（3）基板3越是沿着Z轴方向远离磁铁4以及磁通导向器107，与基板3平行的磁场分量Bxy相对与基板3垂直的磁场分量的比率越大（换言之，磁场的方向与基板面内方向所成的角度越小）。

（4）磁通导向器107的附近的磁场分布在平坦的部分中成为相对于磁通导向器107的面大致垂直的方向的磁场，但在周缘部中磁场的方向骤变。其结果，关于基板3中的磁场的方向，越是接近从Z轴方向观察时的磁通导向器107的周缘部，磁场的方向与基板面所成的角度越小。

根据上述（2），磁性移动体20（凸部21）与磁电转换元件1A、1D的各个的距离L4比磁性移动体20（凸部21）与磁电转换元件1B、1C的各个的距离L6短，所以磁电转换元件1A、1D被施加的磁场分量Bxy的变化率更大。

而且，根据上述（4），在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1B、1C与磁电转换元件1A、1D相比，配置于与磁通导向器107的周缘部更接近的位置，所以被施加的磁场的方向与基板面所成的角度更小。即，在磁电转换元件1B、1C中，与磁性移动体20的凹部22相向时的磁场分量Bxy更大，所以与凸部21相向时和与凹部22相向时的磁场分量Bxy的变化率更小。

通过以上的效果的组合，磁电转换元件1A、1D与磁电转换元件1B、1D相比，与磁性移动体20的移动相伴的与基板3平行的磁场分量Bxy的变化量更大。其结果，能够增大从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态时的桥电路2的输出电压的变化。

<实施方式4>

图23是示出本发明的实施方式4的磁式位置检测装置114的立体图。

图24是图23的磁式位置检测装置114的平面图。图23、图24所示的磁通导向器108由板状部26A、26B、26C、9A、9B构成。

板状部26A、26C、26B按照这个顺序在与基板3平行的面内在X轴方向上排列。被板状部26A、26B夹着的板状部26C的磁导率小于板状部26A、26B的磁导率。为了使磁导率变化，例如既可以使磁特性不同的材料（例如Fe、Ni、Co的组成不同的合金等）磁性地接合，也可以通过部分地施加应力而使磁导率变化。或者，既可以利用激光来变更表面的磁区构造从而变更磁特性，也可以使例如Si（硅）等部分地扩散。

板状部9A与远离板状部26C的一侧的板状部26A的端部连接，在与板状部26A成直角的方向上，朝向在基板3的一个表面上延伸的假想平面延伸。板状部9A相当于突出部9A。板状部9B与远离板状部26C的一侧的板状部26B的端部连接，在与板状部26B成直角的方向上，朝向在基板3的一个表面上延伸的假想平面延伸。板状部9B相当于突出部9B。磁通导向器108在从Z轴方向观察时关于板状部9A、9B的正中间的对称线而成为对称。

在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1A、1D以与板状部26C重叠的方式接近上述对称线而配置。在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1B设置于板状部26C与板状部9B之间，在从Z轴方向观察时，磁电转换元件1C设置于板状部26C与板状部9C之间。上述对称线与磁电转换元件1B的间隔、和上述对称线与磁电转换元件1C的间隔相等。

板状部26C相当于图1、图2的中央部MP、图17、图18的切口部18、图19的开口部19、或者图20、图21的中央部25。通过设置板状部26C，磁电转换元件1A、1D相比于磁电转换元件1B、1D，与磁性移动体20的移动相伴的与基板3平行的磁场分量Bxy的变化量更大。其结果，能够增大从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态时的桥电路2的输出电压的变化。

<实施方式5>

在实施方式1~4中，示出了使用4个磁电转换元件1A~1D的桥电路的结构，但即使仅使用磁电转换元件1A、1B、或者仅使用磁电转换元件1C、1D，也能够通过同样的原理来检测磁性移动体20的位置。

图25是示出本发明的实施方式5的磁式位置检测装置115的立体图。

图26是图25的磁式位置检测装置115的侧面图。构成图25、图26所示的磁式位置检测装置115的桥电路103在仅包括磁电转换元件1A、1B而不包括磁电转换元件1C、1D的点上与图1、图2的桥电路2不同。图25、图26的其他点与图1、图2相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不重复说明。

图27是示出图25的磁电转换元件1A、1B的具体的配置的平面图。与图3的情况同样地，能够使用GMR元件等来构成磁电转换元件1A、1B。

图28是图25的桥电路103以及检测电路30的电路图。

参照图28，桥电路103包括磁电转换元件1A、1B、和电阻元件101A、101B。磁电转换元件1A、1B按照这个顺序在电源节点VCC（第1电源节点）与接地节点GND（第2电源节点）之间相互串联地连接。电阻元件101A、101B按照这个顺序在电源节点VCC与接地节点GND之间相互串联地连接，并且与磁电转换元件1A、1B的串联连接体并联地连接。差动放大电路32对磁电转换元件1A、1B的连接节点ND1的电压与电阻元件101A、101B的连接节点ND2的电压的差电压进行放大。其他点与图4的情况相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不重复说明。

图29是示出磁性移动体20的旋转所致的磁电转换元件1A、1B的电阻值的变化与差动放大电路32的输出电压的变化的图。图29的（A）是表示在磁通导向器5中未设置凹状地凹陷的部分的情况（突出部9A、9B之间平坦的情况）的比较例。图29的（B）示出实施方式5的磁通导向器5的情况。符号1A、1B的曲线分别表示磁电转换元件1A、1D的电阻值，符号OUT的曲线表示图28的差动放大电路32的输出电压。

在磁性移动体20的旋转角为θ1时，磁电转换元件1B从与磁性移动体20的凹部22相向的状态变化为与凸部21相向的状态。由此，磁电转换元件1B的电阻值急剧地减小。

接下来，在旋转角为θ2时，磁电转换元件1A从与磁性移动体20的凹部22相向的状态变化为与凸部21相向的状态。由此，磁电转换元件1A的电阻值急剧地减小。

接下来，在旋转角为θ3时，磁电转换元件1B从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态。由此，磁电转换元件1B的电阻值急剧地增加。

接下来，在旋转角为θ4时，磁电转换元件1A从与磁性移动体20的凸部21相向的状态变化为与凹部22相向的状态。由此，磁电转换元件1A的电阻值急剧地增加。

如果比较比较例的情况（A）和实施方式5的情况（B），则磁电转换元件1A、1B与磁性移动体20的凹部22相向时的差动放大电路32的输出电压V1大致相同。相对于此，在磁电转换元件1A、1B与磁性移动体20的凸部21相向时，实施方式5的情况（B）下的磁电转换元件1A的电阻值小于比较例的情况（A）的磁电转换元件1A的电阻值。其结果，实施方式5的情况（B）的差动放大电路32的输出电压V3也小于比较例的情况（A）的差动放大电路32的输出电压V2。即，可知在实施方式5的情况（B）下，与磁性移动体20的移动相伴的桥电路2的输出的变化更大。

图30是示出图25的桥电路103的变形例的电路图。

参照图28，桥电路103A包括磁电转换元件1A、1B和电阻元件101A、101B。磁电转换元件1A以及电阻元件101B按照这个顺序在电源节点VCC（第1电源节点）与接地节点GND（第2电源节点）之间相互串联地连接。电阻元件101A以及磁电转换元件1B按照这个顺序在电源节点VCC与接地节点GND之间相互串联地连接，并且与磁电转换元件1A以及电阻元件101B的串联连接体并联地连接。差动放大电路32对磁电转换元件1A以及电阻元件101B的连接节点ND1的电压、和电阻元件101A以及磁电转换元件1B的连接节点ND2的电压的差电压进行放大。其他点与图28的情况相同，所以对同一或者相当的部分附加同一参照符号而不重复说明。

此次公开的实施方式在所有的点上仅为例示而并非限定本发明。本发明的范围不限于上述说明而通过权利要求书来示出，包括与权利要求书相等的意思以及范围内的所有变更。

Claims (17)

1.一种磁式位置检测装置，其特征在于，具备：

磁铁（4），产生磁场；

第1以及第2磁电转换元件（1A、1B），分别设置在第1假想平面上，且电阻值根据与磁性移动体（20）的移动相伴的所述磁场的变化而变化；

检测电路（30），根据所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）的电阻值的变化，检测所述磁性移动体（20）的移动；以及

磁通导向器（5、105、106、107、108），设置于所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）与所述磁铁（4）之间且由磁性体构成，

所述磁通导向器包括：

第1以及第2突出部（9B、9A），在与所述第1假想平面（72）平行的第1方向上隔开间隔而设置，分别比所述磁通导向器（5、105、106、107、108）的其他部分，向接近所述第1假想平面（72）的方向突出；以及

中央部（MP），在从与所述第1假想平面（72）垂直的第2方向观察时，设置于所述第1以及第2突出部之间的中央附近，

在从所述第2方向观察时，所述第1磁电转换元件（1A）以覆盖所述中央部（MP）的一部分的方式设置于所述第1以及第2突出部之间的大致中央，

在从所述第2方向观察时，所述第2磁电转换元件（2A）以覆盖除了所述中央部（MP）以外的所述磁通导向器的一部分的方式设置于所述第1磁电转换元件（1A）与所述第1突出部（9B）之间，

所述中央部（MP）是以在所述磁性移动体（20）移动了时使所述第1磁电转换元件（1A）的位置处的与所述第1假想平面（72）平行的磁场分量的变化大于所述第2磁电转换元件（1B）的位置处的与所述第1假想平面（72）平行的磁场分量的变化的方式，在所述第1以及第2突出部之间相对除了所述中央部（MP）以外的所述磁通导向器（5）的部分使形状或者材质不同的部分。

2.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述磁式位置检测装置还具备第3以及第4磁电转换元件（1C、1D），该第3以及第4磁电转换元件分别设置在所述第1假想平面上，且电阻值根据与所述磁性移动体（20）的移动相伴的所述磁场的变化而变化，

所述检测电路（30）根据所述第1~第4磁电转换元件（1A、1B、1C、1D）的电阻值的变化，检测所述磁性移动体（20）的移动，

在从所述第2方向观察时，所述第4磁电转换元件（1D）以覆盖所述中央部（MP）的一部分的方式设置于所述第1以及第2突出部之间的大致中央，

在从所述第2方向观察时，所述第3磁电转换元件（1C）以覆盖除了所述中央部（MP）以外的所述磁通导向器（5）的一部分的方式设置于所述第1磁电转换元件（1A）与所述第2突出部（9A）之间。

3.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述中央部（MP）是以比所述第1以及第2突出部之间的除了所述中央部以外的所述磁通导向器（5）的部分远离所述第1假想平面（72）的方式凹状地凹陷的部分。

4.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述磁通导向器（5）包括：

第1板状部（6），与所述第1假想平面（72）平行；

第2以及第3板状部（7B、7A），与所述第1板状部（6）的所述第1方向的两个端部分别连接，并分别与所述第1板状部（6）成直角地朝向所述第1假想平面（72）延伸；

第4板状部（8B），与接近所述第1假想平面的一侧的所述第2板状部（7B）的端部成直角地连接，并与所述第1假想平面（72）平行地向远离所述第1板状部（6）的方向延伸；

第5板状部（8A），与接近所述第1假想平面（72）的一侧的所述第3板状部（7A）的端部成直角地连接，并与所述第1假想平面（72）平行地向远离所述第1板状部（6）的方向延伸；

第6板状部（9B），与远离所述第1板状部（6）的一侧的所述第4板状部（8B）的端部成直角地连接，并朝向所述第1假想平面（72）延伸，相当于所述第1突出部；以及

第7板状部（9A），与远离所述第1板状部（6）的一侧的所述第5板状部（8A）的端部成直角地连接，并朝向所述第1假想平面（72）延伸，相当于所述第2突出部，

所述第1~第3板状部（6、7B、7A）相当于所述中央部（MP），

所述第1板状部（6）关于与所述第1方向垂直的第2假想平面（71）是镜像对称，

所述第2以及第3板状部（7B、7A）关于所述第2假想平面（71）是相互镜像对称，

所述第4以及第5板状部（8B、8A）关于所述第2假想平面（71）是相互镜像对称，

所述第6以及第7板状部（9B、9A）关于所述第2假想平面（71）是相互镜像对称。

5.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述中央部（MP）是以在与所述第1以及第2方向垂直的第3方向的一方的端面开口的方式在所述第1以及第2突出部之间的所述磁通导向器（105）中形成的切口部（18），

在从所述第2方向观察时，所述磁性移动体（20）在与所述一方的端面隔开规定的间隔的区域中移动。

6.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述中央部（MP）是以将所述磁通导向器分割为所述第1突出部侧和所述第2突出部侧的方式在所述第1以及第2突出部之间的所述磁通导向器（106）中形成的开口部（19）。

7.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述中央部（MP）是通过使所述第1以及第2突出部之间的所述磁通导向器（107）中的与所述第1以及第2方向垂直的第3方向的一方的端面的一部分向所述第3方向突出从而相比于所述第1以及第2突出部之间的其他部分使所述第3方向的长度增加的部分（25），

在从所述第2方向观察时，所述磁性移动体（20）在与所述一方的端面隔开规定的间隔的区域中移动。

8.根据权利要求7所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

在从所述第2方向观察时，所述第1磁电转换元件（1A）比所述第2磁电转换元件（1B）接近所述磁性移动体（20）所移动的区域而设置，

在从所述第2方向观察时，所述一方的端面至所述第1磁电转换元件（1A）的沿着所述第3方向的间隔（L3）比所述一方的端面至所述第2磁电转换元件（1B）的沿着所述第3方向的间隔（L5）长。

9.根据权利要求2所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述中央部（MP）是通过使所述第1以及第2突出部之间的所述磁通导向器（107）中的与所述第1以及第2方向垂直的第3方向的一方的端面的一部分向所述第3方向突出从而相比于所述第1以及第2突出部之间的其他部分使所述第3方向的长度增加的部分（25），

在从所述第2方向观察时，所述磁性移动体（20）在与所述一方的端面隔开规定的间隔的区域中移动，

在从所述第2方向观察时，所述第1以及第4磁电转换元件（1A、1D）的各个比所述第2以及第3磁电转换元件（1B、1C）的各个接近所述磁性移动体所移动的区域而设置，

在从所述第2方向观察时，所述一方的端面至所述第1以及第4磁电转换元件（1A、1B）的各个的沿着所述第3方向的间隔（L3）比所述一方的端面至所述第2以及第3磁电转换元件的各个的沿着所述第3方向的间隔（L5）长。

10.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述中央部（MP、26C）的磁导率比所述第1以及第2突出部之间的所述磁通导向器（108）中的除了所述中央部以外的部分的磁导率小。

11.根据权利要求2所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述磁式位置检测装置还具备第1以及第2电源节点（VCC、GND），

所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）按照这个顺序在所述第1以及第2电源节点之间相互串联地连接，

所述第3以及第4磁电转换元件（1C、1D）按照这个顺序在所述第1以及第2电源节点之间相互串联地连接，并且与所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）的串联连接体并联地连接，

所述检测电路（30）根据所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）的连接节点（ND1）的电压与所述第3以及第4磁电转换元件（1C、1D）的连接节点（ND2）的电压的差电压的变化，检测所述磁性移动体（20）的移动。

12.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述磁式位置检测装置还具备：

第1以及第2电源节点（VCC、GND）；以及

第1以及第2电阻元件（101A、101B），

所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）按照这个顺序在所述第1以及第2电源节点之间相互串联地连接，

所述第1以及第2电阻元件（101A、101B）按照这个顺序在所述第1以及第2电源节点之间相互串联地连接，并且与所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）的串联连接体并联地连接，

所述检测电路（30）根据所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）的连接节点（ND1）的电压与所述第1以及第2电阻元件（101A、101B）的连接节点（ND2）的电压的差电压的变化，检测所述磁性移动体（20）的移动。

13.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述磁式位置检测装置还具备：

第1以及第2电源节点（VCC、GND）；以及

第1以及第2电阻元件（101B、101A），

所述第1磁电转换元件（1A）以及所述第1电阻元件（101B）按照这个顺序在所述第1以及第2电源节点之间相互串联地连接，

所述第2电阻元件（101A）以及所述第2磁电转换元件（1B）按照这个顺序在所述第1以及第2电源节点之间相互串联地连接，并且与所述第1磁电转换元件（1A）以及所述第1电阻元件（101B）的串联连接体并联地连接，

所述检测电路（30）根据所述第1磁电转换元件（1A）与所述第1电阻元件（101B）的连接节点（ND1）的电压和所述第2电阻元件（101A）与所述第2磁电转换元件（1B）的连接节点（ND1）的电压的差电压的变化，检测所述磁性移动体的移动。

14.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述磁性移动体（20）是绕与所述第2方向平行的中心轴旋转的圆盘状的形状，

在所述磁性移动体（20）的周缘部形成了向所述圆盘的径向方向突出的1个或者多个凸部（21），

在从所述中心轴的方向观察时，所述磁式位置检测装置与所述磁性移动体（20）隔开规定的间隔而设置，

所述磁铁（4）的磁化方向与所述中心轴平行，

所述第1方向是沿着所述磁性移动体（20）的所述圆盘的圆周方向的方向。

15.根据权利要求14所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

在从所述第2方向观察时，所述磁铁（4）的磁极的中心位于所述第1以及第2突出部之间的大致中央。

16.根据权利要求1所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述第1以及第2磁电转换元件（1A、1B）的各个是巨磁阻效应元件。

17.根据权利要求2所述的磁式位置检测装置，其特征在于，

所述第1~第4磁电转换元件（1A、1B、1C、1D）的各个是巨磁阻效应元件。

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