CN104204835A - 磁性传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，在使具有磁性图案的被检测体与磁阻效应元件相隔微小距离的非接触状态下，稳定且灵敏度优异地检测被检测体的磁性图案。磁铁(6)配置于被检测体(5)的传送路径即中空部(2)的一个面，且沿着被检测体(5)的传送方向具有规定长度的磁极。磁性体(8)沿着传送方向与磁铁(6)隔着中空部(2)相对配置，生成与形成于磁性体(8)和磁铁(6)之间的中空部(2)交叉的交叉磁场。各向异性磁阻效应元件(10)配置在磁性体载体(8)的面对中空部(2)的一侧，在传送方向上具有磁敏作用。

Description

磁性传感器装置
技术领域
本发明涉及对纸币等纸片状介质上所形成的微小磁性图案进行检测的磁性传感器装置。
背景技术
磁性传感器装置是使用磁阻效应元件的传感器装置，该磁阻效应元件具有电阻值相对于磁场强度变化的特性。纸币等纸片状介质所包含的磁性图案的磁化量一般较为微小。因此，尤其在多通道同时进行检测的线型磁性传感器装置中，为了以高灵敏度检测磁性图案，较多地使用各向异性磁阻效应元件。各向异性磁阻效应元件大体上灵敏度比半导体磁阻效应元件要高。磁性传感器装置中，需要将各向异性磁阻效应元件均设置在未磁饱和而灵敏度较高的磁场强度区域，之后使纸币等纸片状介质通过强磁场范围。
然而，在使用各向异性磁阻效应元件的磁性传感器装置中，各向异性磁阻效应元件在10mT左右的磁通密度下饱和，因此将多个各向异性磁阻效应元件配置于未磁饱和而灵敏度较高的磁场强度区域较为困难。
为了解决这样的问题，专利文献1中公开了如下的磁性传感器：调整永磁体的位置并将其配置成使得由永磁体产生的检测用磁场同时给予的强磁性体薄膜磁阻元件(各向异性磁阻效应元件)的磁敏方向的偏置磁场强度成为饱和磁场以下的磁通量。
专利文献1的磁性传感器中在磁铁和检测对象之间配置有磁阻元件。此外，具有如下的磁性传感器装置：具有在磁铁和磁阻元件之间移动检测对象的结构(例如参照专利文献2)的磁性传感器装置、或者具有将磁阻元件配置在两个磁铁之间、并在磁阻元件和一个磁铁之间移动检测对象的结构(例如参照专利文献3)的磁性传感器装置。在磁铁和磁阻元件之间移动检测对象的结构中，还具有如下结构：进一步使磁铁和磁性体相对，并将磁阻元件配置在磁性体侧。
例如，专利文献4的磁性传感器装置中，隔着传送空间将下侧的永磁体与上侧的磁轭相对配置。永磁体的相对磁极面形成为相同磁极。在磁轭的相对面侧配置有构成分压电路的磁阻元件。在磁轭的相对面上形成凹槽。永磁体发出的磁力线汇集并进入磁轭的磁极，通过将磁阻元件配置于该磁通的汇集区域，从而提高被检测体的检测分辨率。
此外，在专利文献5的磁性传感器装置中，将磁轭配置在磁铁的上方。磁轭的磁脚部具有抑制磁铁的磁通的发散的形状磁各向异性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-145379号公报
专利文献2：日本专利特开2005-129009号公报
专利文献3：日本专利特开2001-21631号公报
专利文献4：日本专利特开平06-231336号公报
专利文献5：日本专利特开平07-210833号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1记载的磁性传感器并未公开使强磁性体薄膜磁阻元件的磁敏方向的偏置磁场强度成为饱和磁场以下的磁通量的、永磁铁的具体配置方法。此外，为了以多通道进行输出，需要使施加到多个强磁性体薄膜磁阻元件的磁敏方向的偏置磁场强度均匀，但该方法并未被公开。
为了提高非接触方式的磁性传感器中的被检测体的检测灵敏度，需要提高偏置磁铁的磁力，对各向异性磁阻效应元件施加适当的偏置磁场，提高传送被检测体的传送路径的磁场强度。在专利文献1的磁性传感器中，被检测体以比各向异性磁阻效应元件距偏置磁铁更远的方式通过偏置磁铁，因此被检测体所引起的磁场强度的变化较小，各个各向异性磁阻效应元件的输出信号变小。
在专利文献2至专利文献5的磁性传感器装置中，在配置磁阻效应元件的区域附近的磁场强度空间变化较大。磁阻效应元件配置在磁敏方向的磁场强度变化较大的区域中，能获得最合适的偏置磁场的范围较窄，难以调整。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在使具有磁性图案的被检测体与磁阻效应元件相隔微小距离的非接触状态下，稳定且灵敏度优异地检测被检测体的磁性图案。
解决技术问题所采用的技术方案
为了达到上述目的，本发明所涉及的磁性传感器装置包括：磁铁，该磁铁配置于被检测体的传送路径的一个面，且沿被检测体的传送方向具有规定长度的磁极；以及磁性体，该磁性体沿着传送方向与磁铁隔着传送路径相对配置。磁性体生成与磁性体和磁铁之间所形成的传送路径交叉的交叉磁场。而且，还具有磁阻效应元件，该磁阻效应元件配置在磁性体的面对传送路径的一侧，在传送方向上具有磁敏作用。
发明效果
根据本发明，施加到各向异性磁阻效应元件的磁敏方向的偏置磁场强度的偏差变小，能稳定且灵敏度优异地检测被检测体的磁性图案。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。
图2是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的剖视图。
图3是表示将基板和AMR元件安装到图1中的磁性体载体的安装状态的放大图。
图4是表示从图1中的中空部观察基板侧而得到的AMR元件的安装状态的俯视图。
图5是表示实施方式1所涉及的磁性传感器装置的AMR元件和外部电路的连接状态的连接图。
图6是表示由实施方式1所涉及的磁性传感器装置中的磁铁、磁轭、磁性体载体生成的磁力线分布的图。
图7A是对实施方式1所涉及的磁性传感器装置的检测原理进行说明的磁力线矢量图。
图7B是被检测体靠近AMR元件时的磁力线矢量图。
图7C是被检测体远离AMR元件时的磁力线矢量图。
图8是表示为了对实施方式1所涉及的磁性传感器的检测原理进行说明而进行计算的方式的图。
图9是表示图8的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。
图10是表示图8的结构中、磁通密度的间隔方向分量在传送方向上的分布的图。
图11是表示AMR元件的施加磁通密度与电阻变化率的示例的图。
图12是具有蜿蜒形状的电阻图案的AMR元件的俯视图。
图13是表示将磁阻图案变更为T字结构时的安装状态的俯视图。
图14是具有图13中的蜿蜒形状的电阻图案的AMR元件的俯视图。
图15是本发明的实施方式2所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。
图16是本发明的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。
图17是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的剖视图。
图18是表示构成实施方式3所涉及的磁性传感器装置的磁路的元器件配置的图。
图19是表示图18的结构中的磁力线分布的图。
图20是表示施加到磁阻效应元件的施加磁通密度与磁阻效应元件的电阻值之间的关系的图。
图21是表示图18的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。
图22是表示构成本发明的实施方式4所涉及的磁路的元器件配置的图。
图23是表示图22的结构中的磁力线分布的图。
图24是表示图22的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。图2是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的剖视图。在壳体1的内部形成有中空部2。在壳体1的一个侧面(侧壁)遍及整个读取宽度(与被检测体的传送方向正交的方向)形成有第一切口部3，在另一个侧面(侧壁)与第一切口部3平行地形成有第二切口部4。经由中空部2连接第一切口部3和第二切口部4。例如，包含作为被检测体的磁性图案的被检测体5从第一切口部3插入，将中空部2作为传送路径来进行传送，并从第二切口部4排出。
在中空部2的传送方向的一个面设置有沿着传送方向具有S极N极的磁铁6，该磁铁6在壳体1中与被检测体5分开设置。在中空部2的与磁铁6相对的另一个面，磁性体载体8在壳体1中与被检测体5分开设置。磁性体载体8是铁等软磁性体。在磁铁6的传送方向的两侧面配置有用于提高磁场均匀性的一对磁铁用磁轭7a、7b。将被检测体(例如纸币)5的传送方向设为X轴方向，传送路径的读取宽度方向设为Y轴方向，磁铁6与磁性体载体8相对的方向设为Z轴方向。
在磁性体载体8的传送路径一侧，与被检测体5分开配置有各向异性磁阻效应(Anisotropy MagnetoResistive effect)元件(以下称为AMR元件)10。包围AMR元件10、且由环氧玻璃等树脂形成的基板9放置在磁性体载体8上。AMR元件10在硅、玻璃等基板表面上具有电阻，具有以下特性：即，对应于与流过该电阻的电流方向正交的磁场变化，电阻值发生变化。AMR元件10配置成在被检测体5的传送方向上具有磁敏作用。
基板9和AMR元件10的传送路径一侧被电屏蔽板13所覆盖。电屏蔽板13自身不会发生磁化，并使磁力线透过。壳体1的下部配置有处理电路15。基板9和处理电路15由电缆14连接。
图3是表示将基板和AMR元件安装到图1中的磁性体载体的安装状态的放大图。图4是表示从图1中的中空部观察基板侧而得到的AMR元件的安装状态的俯视图。在图3及图4中，基板9固定于磁性体载体8。该基板9具有孔部9a，在电路规模较大的情况下，有时由多层基板构成。
AMR元件10以被基板9包围的方式利用粘接材料固定于从孔部9a露出的磁性体载体8的表面。AMR元件10的电极101a、101b、101c分别利用金属引线12与设置于基板9的电极111a、111b、111c相连接。电极111a、111b、111c通过传输线路11与设置于基板9外部的背面的外部焊盘112a、112b、112c相连接。外部焊盘112a、112b、112c连接有放大电路、信号处理电路、偏置电压等外部电路。另外，有时为了保护AMR元件10和金属引线12也用树脂等对基板的孔部9a进行密封。
图4中，将AMR元件10的电阻图案102a和102b平行地进行配置，使得矩形形状的长边在读取宽度方向(Y轴方向)上延伸，相邻的电阻图案102a和102b串联连接，该串联连接部与AMR元件10的电极101b相连，电阻图案102a的另一端与电极101a相连，电阻图案102b的另一端与电极101c相连。
图5是表示实施方式1所涉及的磁性传感器装置的AMR元件和外部电路的连接状态的连接图。电极101a通过金属引线12(电连接单元)与电极111a相连接，并经由外部焊盘112a与直流电源电压Vcc相连接。电极101b通过金属引线12与电极111b相连接，并经由外部焊盘112b与对信号进行处理的处理电路15相连接。电极101c通过金属引线12与电极111c相连接，并经由外部焊盘112c进行直流接地(GND)。
图6是表示由实施方式1所涉及的磁性传感器装置中的磁铁、磁轭、磁性体载体生成的磁力线分布的图。另外，图6中记载了图1的结构要素中为了说明磁力线分布所需的结构要素，省略了其它的结构要素。
如图6所示，根据磁力线对于磁性体的磁极面垂直(Bz方向)入射这样的特性，在磁性体载体8的表面附近，X轴方向的磁通密度分量(Bx)非常小，而间隔方向(Z轴方向)的磁通密度分量(Bz)为主要分量。AMR元件10设置于该Bx非常小、间隔方向(Z轴方向)的磁通密度分量(Bz)为强磁场强度的磁性体载体8的表面。被检测体5以与间隔方向的磁场交叉的方式通过间隔方向的磁通密度(Bz)是强磁场强度的位置。
优选AMR元件10的传送方向的中心从磁铁6的传送方向的中心偏向传送方向的任意一侧。进一步优选将AMR元件10的传送方向的中心配置在比磁铁6和磁轭7b的接合面更靠近磁铁6外侧的位置。此外，优选磁性体载体8的与磁铁6相对且最接近磁铁6的面在传送方向上的、配置有AMR元件10的一侧(磁轭7b一侧)的端相对于磁铁6在传送方向上的同一侧的端，以超过磁铁6的范围的方式进行延伸。另外，磁性体载体8的配置有AMR元件10的一侧的相反侧(磁轭7a一侧)的端可以位于磁铁6的范围内。
图6中，磁力线20在配置有各向异性磁阻效应元件(AMR元件)10的电阻图案102a、102b的附近，与传送路径交叉的交叉磁场即从磁铁6的N极朝向磁性体载体8的分量成为主要分量。如图7A所示，磁力线20在电阻图案102a、102b上从间隔方向(Z轴方向)稍许向传送方向(X轴方向)倾斜，因此该磁场的传送方向(X轴方向)分量作为AMR元件10的偏置磁场起作用。
具有磁性图案的被检测体(纸币)5若靠近AMR元件10，则如图7B所示，由于磁力线20向磁性图案一侧倾斜，因此传送方向(X轴方向)的磁通密度(Bx)变小。被检测体(纸币)5(磁性图案)若远离AMR元件10，则如图7C所示，由于磁力线20向磁性图案一侧倾斜，因此传送方向(X轴方向)的磁通密度(Bx)变大。因此，对X方向分量进行感磁的AMR元件10的电阻值发生变化，能检测磁性图案。
图8是表示为了对实施方式1所涉及的磁性传感器的检测原理进行说明而进行计算的方式的图。另外，图8中记载了图1的结构要素中为了说明磁力线分布所需的结构要素，省略了其它的部分。
图9是表示图8的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。在图8的结构中，将磁铁6的材质设为钕烧结磁铁，示出了对X轴方向的磁通密度(Bx)在被检测体5的传送方向(X轴方向)上的强度变化进行计算的结果。图9中，使作为参数的相对的磁铁6和磁性体载体8之间的间隔方向(Z轴方向)在Z＝0.1mm～0.6mm之间变化。另外，将X轴方向的原点设为磁铁6的中心，将Z轴方向的原点设为磁性体载体8的表面。
图10是表示图8的结构中、磁通密度的间隔方向分量在传送方向上的分布的图。示出了图8的结构中、对Z轴方向的磁通密度(Bz)在被检测体5的传送方向(X轴方向)上的强度变化进行计算的结果。图10中，使作为参数的相对的磁铁6和磁性体载体8之间的间隔方向(Z轴方向)在Z＝0.5mm～2mm之间变化。另外，将X轴方向的原点设为磁铁6的中心，将Z轴方向的原点设为磁性体载体8的表面。
图11是表示AMR元件的施加磁通密度与电阻变化率的示例的图。在将图11所示的饱和磁通密度为10mT的AMR元件10用作为AMR元件10的情况下，在Bx＝-2～-6mT(偏置磁场范围A)左右和+2～6mT(偏置磁场范围B)左右能获得适当的灵敏度。因此，需要将AMR元件10配置为使得施加到各AMR元件10的电阻图案102a、102b的Bx处于上述偏置磁场范围A或者偏置磁场范围B内。
根据图9，在例如AMR元件10的厚度为0.3mm(Z＝0.3mm)的情况下，为了将施加到电阻图案102a、102b的Bx控制在偏置磁场范围A内，将AMR元件10配置在X＝3.7mm～4.8mm的位置即可。在Δ1mm以上非常不严的组装位置精度下，能将AMR元件10控制在偏置磁场范围内。尤其在读取宽度方向上配置有多个AMR元件10的线型传感器中，对于使各个AMR元件10的磁敏方向的偏置磁场强度的偏差变小，抑制通道间的偏差非常有效。另外，根据本效果，不仅能缓和AMR元件10的组装精度，也能缓和磁铁6和磁性体载体8的组装精度。
此外，被检测体5(磁性图案)施加于电阻图案102a、102b时的磁场变化与被检测体5的周边磁场(施加到被检测体5的磁场)成比例。在利用AMR元件10检测该磁场变化时，为了高输出化需要向被检测体5施加更大的磁场。实施方式1中，根据图10施加到被检测体5的磁通密度为Bz＝大约180mT，即使AMR元件10与被检测体5分开设置也能灵敏度优异地检测被检测体5的磁性图案。
根据本实施方式1的结构，即使为了高输出化而增大磁铁6的磁力，施加于AMR元件10的电阻图案102a、102b的Bx也较小。因此，不会使组装精度大幅恶化，而能在磁性传感器装置中获得稳定的输出。
此外，若使AMR元件10的厚度变薄，则施加于电阻图案102a、102b的Bx变小，因此也能稳定地使用更高灵敏度(根据图11可知斜率较陡峭)的AMR元件10，能为了提高输出而提高AMR元件10的灵敏度。
同样，即使在使用偏置磁场范围B的情况下，图9中，例如在AMR元件10的厚度为0.3mm(Z＝0.3mm)情况下，将AMR元件10配置在x＝6.2mm～9.8mm的位置即可。此时，根据图10施加于被检测体5的磁通密度为Bz＝大约130mT～170mT。与偏置磁场范围A相比，在AMR元件10与被检测体5分开设置的情况下，输出多少有所下降，但在Δ3mm以上非常不严的组装位置精度下能灵敏度优异地检测被检测体5的磁性图案。
由此，向被检测体5施加有间隔方向(Z轴方向)的强磁场，因此即使AMR元件10与被检测体5分开设置，也能灵敏度优异地检测被检测体5的磁性图案。此外，对于施加于AMR元件10的电阻图案102a、102b的传送方向(X轴方向)的偏置磁场强度，由于X轴方向位置上的变化较小，因此能以一定的要求灵敏度进行组装的区域变宽，减少了灵敏度的偏差。并且，通过使AMR元件10的厚度变薄，为了提高输出，可增大磁铁6的磁力。然后，即使提高AMR元件10的灵敏度，也能在多通道中获得稳定的输出。并且，由于磁铁6和磁性体载体8相对配置，因此形成稳定的磁路，不易受到外部磁性体的影响，能稳定地检测出被检测体5的磁性图案。
图12是具有蜿蜒形状的电阻图案的AMR元件的俯视图。图4中，AMR元件10的电阻图案102a、102b为矩形形状，但也可以是如图12所示那样以长边在读取宽度方向(Y轴方向)上延伸的方式进行配置的蜿蜒形状。在该情况下，电阻图案102a、102b的电阻值相比矩形形状的电阻图案有所增加，成为高电阻值，因此提高了AMR元件10的磁场变化的检测灵敏度，增加了磁性传感器装置的检测灵敏度。
图13是表示将磁阻图案变更为T字结构时的安装状态的俯视图。AMR元件10的电阻图案102a、102b的配置也可如图13所示那样垂直配置。此外，在那样配置的情况下，能将电阻图案102a、102b设为图14所示那样的蜿蜒形状。
实施方式1中，为了提高在传送方向的两侧面的磁场均匀性，采用配置有一对磁轭7a、7b的磁铁6，但也可以没有磁轭7a、7b。
此外，将磁铁6沿着被检测体5的传送方向从第一切口部3一侧起依次配置为S极N极，但也可以配置为N极S极。
另外，本实施方式1中，作为磁阻效应元件使用AMR元件10，但也可以使用巨磁阻效应(GMR)元件或隧道磁阻效应(TMR)元件。
实施方式2.
图15是本发明的实施方式2所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。实施方式1中说明了如下结构：磁铁6被配置成沿着被检测体5的传送方向具有S极N极。实施方式2中，沿着传送方向将一个磁极(图15中为N极)配置在传送路径一侧。
对于图15的磁铁6的配置，也在磁铁6和磁性体载体之间形成Z方向的磁场，因此能获得与本发明的实施方式1相同的作用效果。
实施方式3.
图16是本发明的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。图17是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的剖视图。在壳体1的内部形成有中空部2。在壳体1的一个侧面(侧壁)遍及整个读取宽度(与被检测体的传送方向正交的方向)形成有第一切口部3，在另一个侧面(侧壁)与第一切口部3平行地形成有第二切口部4。经由中空部2连接第一切口部3和第二切口部4。例如，包含作为被检测体的磁性图案的被检测体5从第一切口部3插入，将中空部2作为传送路径来进行传送，并从第二切口部4排出。
在中空部2的传送方向的一个面设置有沿着传送方向具有S极N极的磁铁6，该磁铁6在壳体1中与被检测体5分开设置。在中空部2的与磁铁6相对的另一个面，磁性体载体8在壳体1中与被检测体5分开设置。磁性体载体8是铁等软磁性体。在磁铁6的传送方向的两侧面配置有用于提高磁场均匀性的一对磁轭7a、7b。磁性体载体8沿传送方向延伸到磁轭7a、7b的外侧。
在磁性体载体8的传送路径侧表面与被检测体5分开地设有非磁性体载体16。在被磁性体载体16上配置有各向异性磁阻效应元件(以下称为AMR元件)10。包围AMR元件10、且由环氧玻璃等树脂形成的基板9放置在被磁性体载体16上。AMR元件10在硅、玻璃等基板表面上具有电阻，具有以下特性：即，对应于与流过该电阻的电流方向正交的磁场变化，电阻值发生变化。
磁铁6以及磁轭7a、7b的传送路径一侧以及基板9和AMR元件10的传送路径一侧分别被电屏蔽板13所覆盖。电屏蔽板13自身不会发生磁化，并使磁力线透过。壳体1的下部配置有处理电路15。基板9和处理电路15通过电缆14而相连接。
图18是表示构成实施方式3所涉及的磁性传感器装置的磁路的元器件的配置的图。图18中仅记载图16中的动作说明所需的结构要素，而省略其它的结构。AMR元件10与磁性体载体8隔开非磁性体载体16的厚度的距离。
图19是表示图18的结构中的磁力线分布的图。磁力线从磁轭7a、7b开始集中并分布到磁性体载体8。虚线30表示AMR元件10相对于磁性体载体8的位置。从磁性体载体8的表面起到AMR元件10的高度例如为0.4mm左右。AMR元件10在该虚线30上设置在比磁轭7a和磁铁6的接合部更靠近磁铁6外侧的位置。
实施方式1中，AMR元件10配置在从磁铁6的传送方向的中心起的传送路径的排出侧。与此不同的是，实施方式3中，AMR元件10配置在从磁铁6的传送方向的中心起的传送路径的插入侧。磁铁6相对于传送方向的中心对称，因此AMR元件10可以相对于磁铁6位于传送路径的插入侧和排出侧中的任一侧。
AMR元件10在虚线30上配置在比磁轭7a和磁铁6的接合部更靠近磁铁6外侧的位置，放置在由磁铁6、磁轭7a、7b、磁性体载体8形成的磁场中。例如，涂布包含磁性体材料的油墨，使形成在被检测体5等的被检测体上的磁性图案通过该磁场，则磁场分布发生变化，施加到各向异性磁阻元件10的磁场发生变化。因此，可将其作为电阻变化来进行电检测。
图20是表示施加到磁阻效应元件的施加磁通密度与磁阻效应元件的电阻值之间的关系的图。图20中，若磁通密度从磁通密度0的状态变大或者变小，则AMR元件10的电阻值发生变化，在磁通密度达到某值以上或者某值以下的情况下，电阻值基本稳定为固定值。将磁通密度的绝对值变大而电阻值基本固定的状态称为饱和。在相对于磁阻效应元件达到饱和状态的磁通密度的大小、使用该磁阻效应元件要测定的磁通密度变化较小的情况下，若提供例如图20的点划线40所示大小的直流磁通密度，则因要测定的磁通密度的变化而产生的电阻变化会增大，能获得较大的电信号。将如该点划线40所示那样提供直流磁通密度的磁场称为偏置磁场。
由图19所示的磁力线分布可知，磁力线20相对于磁性体载体8垂直入射，因此位于与磁性体载体8稍稍隔开距离的位置的AMR元件10中，磁通密度的X轴方向分量(以下写作Bx。)变得极小。AMR元件10所需的Bx的偏置磁场较小，因此通过将AMR元件10设置在与磁性体载体8距离0.4mm左右的位置，能获得适当的Bx的偏置磁场。要提供给AMR元件10的偏置磁场的绝对值在例如2±0.5mT左右较为适当。
图21是表示图18的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。图21是图19中虚线30上的Bx的分布，图18中是A＝10mm、P＝2.3mm、B＝19mm、Q＝1mm、C＝3.2mm、G＝4.9mm时的Bx的分布。图21中，横轴是将磁性体载体8的左端设为X＝0的距离(m)，纵轴是磁通密度的传送方向分量(T)。Bx的分布由曲线50表示。图21中，以范围51表示适当的偏置磁场-2±0.5mT，以区域52表示与该磁场范围相对应的可设置AMR元件10的位置。
如图21所示，在Bx分布的曲线中，在Bx＝-2mT的部位附近，曲线50的斜率变小，可设置AMR元件10的范围变为0.5mm左右的大小。
由此，通过使磁性体载体8的X轴方向的长度从磁轭7a开始向外侧延伸，从而具有如下效果：相对于Bx的传送方向的斜率变小，AMR元件10的设置位置的自由度增加。另外，N极、S极的排列可以与图16、图18相反。
实施方式4.
图22是表示构成本发明的实施方式4所涉及的磁路的元器件的配置的图。图22的结构元器件与本实施方式3的情况相同，但磁性体载体8的宽度比实施方式3的要小。磁性体载体8的磁轭7a一侧从磁轭7a开始向外侧延伸，但在磁轭7b一侧比磁轭7b要短，更靠近磁铁6一侧。在磁性体载体8的传送方向的中心60和磁铁6的传送方向的中心61不一致的状态下进行配置。
磁铁6相对于传送方向的中心对称，因此AMR元件10可以相对于磁铁6位于传送路径的插入侧和排出侧中的任一侧。磁性体载体8中至少配置有AMR元件10的一侧沿着传送方向延伸到磁轭7a或者7b的外侧即可。
图23是表示图22的结构中的磁力线分布的图。图24是表示图22的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。与磁性体载体8距离0.4mm的位置(以虚线62表示。)的Bx分布成为如图24所示那样。图24是在图22中设为C＝3.2mm、D＝2.8mm时的Bx的分布。图24中，横轴是将磁性体载体8的左端设为X＝0的距离(m)，纵轴是磁通密度的传送方向分量(T)。Bx的分布由曲线50表示。图24中，以范围51表示适当的偏置磁场-2±0.5mT，以区域52表示与该磁场范围相对应的可设置AMR元件10的位置。
根据图24可知本发明的实施方式4中相对于磁通密度的传送方向的斜率也能变小。其结果是，具有如下效果：相对于Bx的传送方向的斜率变小，AMR元件10的设置位置的自由度增加。并且，能使所使用的由铁板等形成的磁性体载体8较小，因此有助于小型化、低成本化。
上述实施方式均可在本发明的要点范围内进行各种变形。上述实施方式用于说明本发明，而并非对本发明的范围作出限定。本发明的范围由所附加的权利要求来表示而并非由实施方式来表示。在权利要求的范围内，以及与发明的权利要求等同的范围内所完成的各种变形均包含在本发明的范围内。
本申请于2012年4月9日提出申请，以包含有说明书、专利权利要求的范围、附图以及摘要的、日本专利申请2012-088502号以及日本专利申请2012-088501号为基础主张优先权。日本专利申请2012-088502号、以及日本专利申请2012-088501号所公开的内容通过参照作为整体包含于本申请中。
标号说明
1  壳体
2  中空部
3  第一切口部
4  第二切口部
5  被检测体(纸币)
6  磁铁
7a、7b 磁轭
8  磁性体载体
9  基板
9a 基板的孔部
10 各向异性磁阻效应元件(AMR元件)
101a、101b、101c AMR元件的电极
102a、102b、102c 电阻图案
11 传输线路
111a、111b、111c 传输线路的电极
112a、112b、112c 传输路线的外部焊盘
12 金属引线(电连接单元)
13 电屏蔽板
14 电缆
15 处理电路
16 非磁性体载体
20 磁力线

Claims (8)

1.一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：
磁铁，该磁铁配置于被检测体的传送路径的一个面，且沿所述被检测体的传送方向具有规定长度的磁极；
磁性体，该磁性体沿着所述传送方向与所述磁铁隔着所述传送路径相对配置，并生成与形成于该磁性体和所述磁铁之间的所述传送路径交叉的交叉磁场；以及
磁阻效应元件，该磁阻效应元件配置在所述磁性体的面对所述传送路径的一侧，在所述传送方向上具有磁敏作用。
2.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述磁阻效应元件在所述传送方向上的中心从所述磁铁在所述传送方向上的中心向所述传送方向任一侧偏移。
3.如权利要求2所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述磁性体的与所述磁铁相对且与所述磁铁最接近的面的、一侧的端相对于所述磁铁在所述传送方向上的同一侧的端，以超过所述磁铁范围的方式进行延伸，其中，所述一侧是所述磁阻元件在所述传送方向上的中心从所述磁铁在所述传送方向上的中心向所述传送方向偏移的一侧。
4.如权利要求3所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述磁性体的与所述磁铁相对且与所述磁铁最接近的面的、一侧的相反侧的端相对于所述磁铁在传送方向上的同一侧的端，位于所述磁铁的范围内，其中，所述一侧是所述磁阻元件在所述传送方向上的中心从所述磁铁在所述传送方向上的中心向所述传送方向偏移的一侧。
5.如权利要求1至4的任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述磁铁沿所述传送方向交替具有不同的磁极。
6.如权利要求5所述的磁性传感器装置，其特征在于，包括：
第一磁轭，该第一磁轭与所述磁铁的与所述传送方向正交的一个侧面相接合；以及
第二磁轭，该第二磁轭与所述磁铁的与所述传送方向正交的另一个侧面相接合。
7.如权利要求6所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述磁阻效应元件配置在比所述磁铁和所述第一磁轭的接合面更靠近所述磁铁外侧的位置，
所述磁性体的与所述磁铁相对且与所述磁铁最接近的面的、配置有所述磁阻效应元件的方向的端部向所述第一磁轭的外侧延伸。
8.如权利要求1至7任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，包括：
壳体，该壳体形成有第一切口部、第二切口部及中空部，所述第一切口部形成于壳体的一个侧壁，用于插入所述被检测体，所述第二切口部与该第一切口部相对，与所述第一切口部平行地形成于另一个侧壁，用于排出所述被检测体，所述中空部与所述第一切口部和所述第二切口部相连接，构成所述被检测体的所述传送路径；
基板，该基板具有将所述磁阻效应元件的电阻值变化输出到外部的连接焊盘；以及
布线，该布线将所述基板的所述连接焊盘与所述磁阻效应元件的输出端子进行电连接。
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