CN106461740A - 磁性传感器装置 - Google Patents

磁性传感器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106461740A
CN106461740A CN201580024766.6A CN201580024766A CN106461740A CN 106461740 A CN106461740 A CN 106461740A CN 201580024766 A CN201580024766 A CN 201580024766A CN 106461740 A CN106461740 A CN 106461740A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnet
transfer
magnetic
long side
effect element
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.)
Granted
Application number
CN201580024766.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106461740B (zh
Inventor
尾込智和
下畑贤司
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN106461740A publication Critical patent/CN106461740A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106461740B publication Critical patent/CN106461740B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/096—Magnetoresistive devices anisotropic magnetoresistance sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0005—Geometrical arrangement of magnetic sensor elements; Apparatus combining different magnetic sensor types
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/04—Testing magnetic properties of the materials thereof, e.g. by detection of magnetic imprint

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

本发明的磁性传感器装置包括：磁体(1)，该磁体(1)在与具有磁性体的被检测物(6)的传送方向(10)垂直的方向上具有互不相同的磁极，以与所述传送方向(10)正交的方向为长边方向而沿所述长边方向延伸；以及各向异性磁阻效应元件(5)，该各向异性磁阻效应元件(5)沿所述长边方向呈线状地配置于所述磁体(1)的所述被检测物(6)侧的磁极，在所述磁体(1)中，所述长边方向的端部的与所述传送方向(10)垂直的方向上的长度比所述长边方向的中央部的与所述传送方向(10)垂直的方向上的长度要长，在所述各向异性磁阻效应元件(5)与所述磁体(1)之间具备磁轭(4)。

Description

磁性传感器装置
技术领域
本发明涉及对纸币等纸张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了多个磁阻效应元件的传感器装置，所述磁阻效应元件具有电阻值相对于磁通密度发生变化的特性。在对纸币等纸张状介质所包含的磁性图案多通道同时进行检测的磁性传感器装置中，由于该磁性图案的磁化量微小，因此，为了以良好的灵敏度对磁性图案进行检测，需要使用灵敏度比半导体磁阻效应元件要高的各向异性磁阻效应元件，并设置于多个各向异性磁阻效应元件都不发生磁饱和从而灵敏度较高的磁场强度环境下，然后使纸币等纸张状介质通过强磁场环境。
各向异性磁阻效应元件的检测方向是元件的短边方向，施加沿检测方向灵敏度最高的偏置磁通密度，实施磁性油墨的读取。在专利文献2012-255770号公报(参照专利文献1)中，公开了一种使用各向异性磁阻元件的磁性传感器装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-255770号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的磁性传感器装置中，理想性地采用了在各向异性磁阻效应元件的非磁敏方向(长边方向)上未施加磁通的构造，因此，磁矢量仅相对于检测方向(短边方向)朝向相同方向，但在实际的产品中磁体的长度有限，因此，相对于磁体长边方向，会从磁体的中心分别向外侧方向施加磁通，从而也会沿各向异性磁阻效应元件的非磁敏方向(长边方向)施加磁通密度。此外，产生磁体的磁力的偏差、磁体/磁性体的外形的偏差、组装偏差等也会导致向非磁敏方向(长边方向)施加磁通密度。
由于这些原因，存在以下问题：各向异性磁阻效应元件具有朝着沿非磁敏方向(长边方向)施加的磁通密度的朝向倾斜的磁矢量，但非磁敏方向(长边方向)的朝向会随着安装位置而改变(反转)，在对沿平面方向倾斜的磁性图案进行读取的情况下，根据磁性图案所产生的磁矢量的非磁敏方向(长边方向)的朝向与各向异性磁阻效应元件所具有的磁矢量的非磁敏方向(长边方向)的朝向之间的关系，输出的大小会随着安装有各向异性磁阻效应元件的部位而发生变化。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于将施加于各向异性磁阻效应元件的非磁敏方向(长边方向)的偏置磁通密度的朝向设为相同方向，本发明获得一种磁性传感器装置，该磁性传感器装置不受磁性图案的形状影响地从沿线方向排列安装的各向异性磁阻效应元件获得稳定的输出。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明所涉及的磁性传感器装置包括：磁体，该磁体在与具有磁性体的被检测物的传送方向垂直的方向上具有互不相同的磁极，以与所述传送方向正交的方向为长边方向而沿所述长边方向延伸；以及各向异性磁阻效应元件，该各向异性磁阻效应元件沿所述长边方向呈线状地配置于所述磁体的所述被检测物侧的磁极，在所述磁体中，所述长边方向的端部的与所述传送方向垂直的方向上的长度比所述长边方向的中央部的与所述传送方向垂直的方向上的长度要长。
发明效果
根据本发明，在磁体中，长边方向的端部的与传送方向垂直的方向上的长度比长边方向的中央部的与传送方向垂直的方向上的长度要长，因此，能在沿线方向并排安装的各向异性磁阻效应元件的非磁敏方向(长边方向)上强制沿相同方向施加偏置磁通密度，因而，即使对于沿平面方向倾斜的磁性图案也能由多个各向异性磁阻效应元件稳定地获得相同水平的输出。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。
图2是从本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的上表面进行观察的俯视图。
图3是从XZ平面对本发明的实施方式1中的磁性传感器装置进行观察时的磁力线分布的图。
图4是对磁性传感器装置的检测原理进行说明的磁力线矢量图。
图5是图1中的磁力线分布的图。
图6是表示从图1中去除第二磁体2后的磁性传感器的图。
图7是表示图6中的施加于各向异性磁阻效应元件的By分量的图线。
图8是从图6的结构中的上表面进行观察的剖视图、以及表示施加于各向异性磁阻效应元件的偏置磁通矢量的图。
图9是表示图8中的各向异性磁阻效应元件的输出的图。
图10是表示在图6的结构中对在XY平面上沿逆时针方向旋转后的磁性油墨进行传送的情况下的检测磁通矢量的图。
图11是表示图10中的各向异性磁阻效应元件的输出的图。
图12是表示本发明的实施方式1中的施加于各向异性磁阻效应元件的By分量的图线。
图13是表示本发明的实施方式1中的偏置磁通矢量、对与Y方向垂直的磁性油墨进行传送的情况下的检测磁通矢量的图。
图14是表示本发明的实施方式1中的对在XY平面上沿逆时针方向旋转后的磁性油墨进行传送的情况下的检测磁通矢量的图。
图15是将图2中各向异性磁阻效应元件的桥接方法设为T字桥接后的磁性传感器装置的从上表面进行观察的俯视图。
图16是本发明的实施方式2中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。
图17是从上表面对本发明的实施方式3中的磁性传感器装置进行观察的俯视图。
图18是从上表面对本发明的实施方式4中的磁性传感器装置进行观察的俯视图。
图19是本发明的实施方式5中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。
图20是本发明的实施方式6中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。
图21是表示本发明的实施方式6中的施加于各向异性磁阻效应元件的By分量的图线。
图22是表示本发明的实施方式6中的施加于各向异性磁阻效应元件的By分量的图线。
图23是本发明的实施方式7中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。
图24是从XZ平面对本发明的实施方式7中的磁性传感器装置进行观察时的磁力线分布的图。
图25是本发明的实施方式7中的其它磁性传感器装置的长边方向的侧视图。
具体实施方式
实施方式1.
在包含本发明的实施方式1的实施方式中，将被检测物的传送方向即磁性传感器装置的短边方向定义为X方向，将与被检测物的传送方向正交的磁性传感器的长边方向(线方向)定义为Y方向，将与磁性传感器装置的短边方向(传送方向)和长边方向(线方向)正交的方向(与传送方向垂直的方向)定义为Z方向。
图1是本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。图2是从本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的上表面进行观察的俯视图。在图1和图2中，磁性传感器装置包括：第一磁体1，该第一磁体1在与具有磁性体的被检测物6的传送方向10垂直的方向上具有互不相同的磁极，以与传送方向1正交的方向为长边方向，与传送方向10垂直的方向上的长度在整个长边方向上相同，该第一磁体1沿长边方向延伸；各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5，该各向异性磁阻效应元件芯片5从第一磁体1的传送方向10上的中央位置沿传送方向10向规定的位置偏移，且沿长边方向呈线状地配置；以及第二磁体2，该第二磁体2是微小的磁体，所述第二磁体2配置于第一磁体1的长边方向的端部，在与传送方向10垂直的方向上，所述第二磁体2的与第一磁体1相接的面的磁极不同于第一磁体1的磁极，所述第二磁体在与传送方向10垂直的方向上具有互不相同的磁极。
在图1和图2中，各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5配置于第一磁体1的被检测物6侧，第一磁体1和第二磁体2的磁极以各向异性磁阻效应元件芯片5(各向异性磁阻效应元件(AMR)51)侧为N极，以与各向异性磁阻效应元件芯片5(各向异性磁阻效应元件(AMR)51)侧的相反的一侧为S极。
在图1和图2中，第一磁体1向设置于被检测物6上的磁性油墨61a以及设置于各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5上的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)施加偏置磁通。为了吸收第一磁体1的偏差并对各向异性磁阻效应元件(AMR)51施加均匀的偏置磁通，将各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5载放于第一磁轭4，将第一磁轭4设置于第一磁体1的N极侧。为了使第二磁体2施加一定方向的磁通矢量的Y方向分量By，第二磁体2在第一磁体1的S极侧的一个端部具备微小的磁体。此外，第二磁体2的N极与第一磁体1的S极相对。沿图1、图2的X方向对被检测物6进行传送，在被检测物6通过各向异性磁阻效应元件(AMR)51上时，对磁性油墨61a进行检测。此外，将各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5从第一磁体1的X方向的中央向X方向稍稍偏移地进行配置。
此外，在实际产品中，虽然存在保持上述第一磁体1等的壳体、向各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)施加电源或获取输出的基板、为使得在传送被检测物6时不与磁阻效应元件51相接触而设置的屏蔽罩等，但在本图中进行了省略。
图3是从XZ平面对本发明的实施方式1中的磁性传感器装置进行观察时的磁力线分布的图，表示从XZ平面看到的由第一磁体1、第二磁体2、第一磁轭4所产生的磁力线7。在各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的位置上，磁力线向X方向稍稍倾斜，对各向异性磁阻效应元件(AMR)51施加有磁通矢量的X方向分量Bx。这里，磁通矢量的X方向分量Bx是几mT左右的微小磁场。另外，对被检测物6施加以磁通矢量的Z方向分量Bz为主要成分的较大的磁通(几百mT左右)，将磁性油墨61a进行磁化，利用各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)来对其磁化分量进行检测。
利用图3、图4来详细说明被检测物6的检测动作。图4是对磁性传感器装置的检测原理进行说明的磁力线矢量图。在图3中，在磁力线7中，由于各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)比第一磁轭4的传送方向的长度的中心轴要稍向X方向偏离，因此，如图4(a)所示，磁力线7的磁通矢量8从垂直方向(Z方向)稍稍向传送方向(X方向)倾斜，该磁通矢量8的传送方向(X方向)分量Bx起到作为各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的偏置磁通的作用。
若被检测物6靠近，则如图4(b)所示，由于磁通矢量8如被被检测物6所吸引那样向被检测物6侧倾斜，因此，传送方向(X方向)的磁通矢量8分量(Bx)减小，若被检测物6远离，则如图4(c)所示，磁通矢量8如被被检测物6所牵拉那样向被检测物6侧倾斜，因此，传送方向(X方向)的磁通矢量8分量(Bx)增大，从而对X方向分量磁敏的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的磁阻值发生变化，能对被检测物6进行检测。即，由于被检测物6的通过，从而传送方向(X方向)的磁通矢量8分量(Bx)发生变化，因此，对X方向分量磁敏的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的磁阻值发生变化，能对被检测物6进行检测。在图4(b)、图4(c)中，与磁通矢量8交叉的虚线箭头示出图4(a)中的磁通矢量8的位置。
图5是图1中的磁力线分布的图，表示从YZ平面进行观察的第一磁体1、第二磁体2、第一磁轭4所产生的磁力线7。各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的大部分施加有+By方向(磁通矢量的正Y方向分量)的磁通。
这里，使用图6至图11来对一般的磁性传感器的动作进行说明。图6是从图1中去除第二磁体2后的磁性传感器。图7是表示图6中的施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)的By分量(磁通矢量的Y方向分量)的图线。在图7中，单点划线表示磁性传感器装置的长边方向(Y方向)的中心位置。另外，图线的Y轴方向的两端相当于磁性传感器装置的长边方向(Y方向)的两端部。此时，如使用图3所说明的那样，将偏置磁通的X方向分量Bx施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)51。这里，由于第一磁体1具有有限的长度，因此，图7所示的By分量(磁通矢量的Y方向分量)也被施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)51，该By分量具有相对于磁体中心对称且左右相反的极性。此外，各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)上还施加有几百mT左右的Bz分量(磁通矢量的Z方向分量)，但由于Bz分量不会对磁通变化检测造成影响，因此省略说明。
图8是表示从图6的结构中的上表面进行观察的剖视图、以及施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)的偏置磁通矢量的图，表示从图6的结构中的上表面进行观察的俯视图、以及由第一磁体1、第一磁轭4施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)的偏置磁通矢量8。由于By分量(磁通矢量的Y方向分量)的影响，在中心的-Y方向上向-Y方向倾斜的偏置磁通矢量8a、在中心的+Y方向上向+Y方向倾斜的偏置磁通矢量8b被施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)。另外，图9是表示图8中的各向异性磁阻效应元件(AMR)的输出的图，图9中示出了图8中的各向异性磁阻效应元件(AMR)的输出。
在图8中，在对与Y方向平行的磁性油墨61a进行传送的情况下，与Y方向平行的磁性油墨61a会导致产生与磁性油墨61a垂直方向(X方向)的磁通变化611a，向-Y方向倾斜的偏置磁通矢量8a和向+Y方向倾斜的检测磁通矢量8b都会产生X方向的磁通变化，会如向-Y方向倾斜的检测磁通矢量81a、向+Y方向倾斜的检测磁通矢量81b(磁性油墨61a通过时为相反的变化)那样发生矢量的旋转，从各磁阻效应元件51(51a、51b)获得图9所示的输出。
接着，利用图10和图11对传送在XY平面上沿逆时针方向旋转的磁性油墨61b的情况进行说明。图10是表示在图6的结构中传送在XY平面上沿逆时针方向进行旋转的磁性油墨的情况的检测磁通矢量的图，图11是表示图10中的各向异性磁阻效应元件(AMR)的输出的图。
如图10所示，由磁性油墨61b产生与磁性油墨61b垂直方向的磁通变化611b。该磁通变化611b具有与向-Y方向倾斜的偏置磁通矢量8a基本相同的方向，因此，在比中心要向-Y方向进行配置的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)中，向-Y方向倾斜的检测磁通矢量82a与偏置磁通矢量8a之差减小，如图11所示，输出减小。相反，在沿+Y方向进行配置的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)中，向+Y方向倾斜的检测磁通矢量82b与偏置磁通矢量8b之差增大，如图11所示，输出增大。
由此，若Y方向的偏置磁通的朝向在各各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)上不同，则被检测物6的输出相对于每个各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)发生偏差。
利用图12至图15对图1至图3所示的本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的作用/效果进行说明。图12中示出了施加于本发明实施方式1中的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的By分量(磁通矢量的Y方向分量)，图13中示出了本发明实施方式1中的偏置磁通矢量8(8a、8b)、传送与Y方向垂直的磁性油墨61a的情况下的检测磁通矢量81(81a、81b)，图14中示出了传送在XY平面上沿逆时针方向旋转的磁性油墨61b的情况下的检测磁通矢量82(82a、82b)。可知，施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的By分量在大部分的区域中会因第二磁体而朝向一定方向。利用该效果，磁性油墨即使在XY平面上旋转，除了端部部分以外也能稳定地获取各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)的输出。
另外，根据本结构，能沿Y方向施加一定方向的一定以上的偏置磁通。例如，在对强磁性体进行检测的情况下，存在以下问题：各向异性磁阻效应元件(AMR)的非磁敏方向(长边方向，这里为Y方向)的磁化矢量不会发生反转而返回，各向异性磁阻效应元件(AMR)的磁阻值会从初始值发生变化，但是，利用本结构沿Y方向施加一定方向的一定以上的偏置磁通，从而还能抑制磁化矢量发生反转。
另外，根据本结构，将各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)平行排列，但各向异性磁阻效应元件(AMR)51的第二检测元件51b并不一定必须与第一检测元件51a平行地进行排列，如图15所示，将长边方向设为X方向并利用第一检测元件51a和第二检测元件51b进行T型桥接也能获得相同的效果。
此外，在本发明的实施方式1中，为了对各向异性磁阻效应元件(AMR)51施加均匀的偏置磁通而采用了配置第一磁轭4的结构，但在即使在没有第一磁轭的情况下也能对各向异性磁阻效应元件(AMR)51施加足够均匀的偏置磁通的情况下，也可以将第一磁轭4替换成能载放各向异性磁阻效应元件(AMR)51的非磁性金属或基板。
实施方式2.
下面，使用附图对本发明的实施方式2进行说明。图16是本发明的实施方式2中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。在图16中，倾斜磁体3具有以下结构：越是朝向线方向(Y方向)，磁极方向(Z方向)的厚度越是减小。在图16中，呈直线形地倾斜并减小。在图16中，对与图1相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。
在图16中，包括：倾斜磁体3，该倾斜磁体3对被检测物6上所设置的磁性油墨61a和各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5上所设置的各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)施加偏置磁通；以及第一磁轭4，该第一磁轭4用于吸收第一磁体1的偏差并向各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)施加均匀的偏置磁通，被检测物6沿图中的X方向进行传送，在通过各向异性磁阻效应元件(AMR)51(51a、51b)上时，对磁性油墨61a进行检测。
在图16所示的结构中，也能利用磁体3像本发明的实施方式1一样对Y方向施加一定方向的偏置磁通，能获得与本发明实施方式1相同的效果。此外，图16的倾斜磁体3设为直线倾斜形状，但并不一定必须是直线倾斜形状，也可以是阶梯形状。
实施方式3.
图17是从上表面对本发明的实施方式3中的磁性传感器装置进行观察的俯视图。在图17中，从传送方向所看到的侧视图与图6结构相同。在图17中，对与图1相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。此时设为对第一检测元件52a、第二检测元件52b沿+X方向施加偏置磁通矢量8的X方向分量。在本结构中，在XY平面上安装2列各向异性磁阻效应元件(AMR)52(52a、52b)，使得它们从长边方向(Y方向)向传送方向(X方向)沿相同方向倾斜。在该结构中，利用X方向的偏置磁通，能对第一检测元件52a、第二检测元件52b两者都沿各向异性磁阻效应元件(AMR)的长边+Y方向(非磁敏方向)向一定方向施加磁通，从而能抵消由第一磁体1等所产生的Y方向的磁通密度，朝相同方向施加By。由此，能得到与本发明实施方式1相同的效果。
通过将本发明的实施方式1或实施方式2与本发明的实施方式3进行组合，能实现两个实施方式的相乘效果，沿Y方向向正侧在第一磁体1的整个长边方向上向各向异性磁阻效应元件(AMR)52施加均匀的By，因此，具有以下效果：在整个配置成线状的各向异性磁阻效应元件(AMR)5(52)上，偏置磁通的矢量方向一致，因此能从磁性传感器装置获得稳定的输出。
实施方式4.
图18是从上表面对本发明的实施方式4中的磁性传感器装置进行观察的俯视图。在图18中，从传送方向所看到的侧视图与图6结构相同。在图18中，对与图17相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。此时，设为对第一检测元件52a沿+X方向施加偏置磁通矢量8的X方向分量，对第二检测元件52b沿-X方向施加偏置磁通矢量8的X方向分量。在本结构中，在XY平面上安装2列各向异性磁阻效应元件(AMR)52，使得从长边方向(Y方向)向传送方向(X方向)倾斜，第一检测元件52a与第二检测元件52b相对于Y轴具有线对称的结构。另外，第一检测元件52a与第二检测元件52b的线对称轴即Y轴通过第一磁体1的传送方向(X方向)的中央部。在该结构中，能利用+X方向的偏置磁通对第一检测元件52a沿各向异性磁阻效应元件(AMR)的长边+Y方向(非磁敏方向)向一定方向施加磁通，并利用-X方向的偏置磁通对第二检测元件52b两者都沿各向异性磁阻效应元件(AMR)的长边+Y方向(非磁敏方向)向一定方向施加磁通，从而能抵消由第一磁体1等所产生的Y方向的磁通密度，朝相同方向施加By。由此，能得到与本发明实施方式1相同的效果。
通过将本发明的实施方式1或实施方式2与本发明的实施方式4进行组合，能实现两个实施方式的相乘效果，沿Y方向向正侧在第一磁体1的整个长边方向上向各向异性磁阻效应元件(AMR)52施加均匀的By，因此，具有以下效果：在整个配置成线状的各向异性磁阻效应元件(AMR)5(52)上，偏置磁通的矢量方向一致，因此能从磁性传感器装置获得稳定的输出。
实施方式5.
图19是本发明的实施方式5中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。在图19中，对与图1相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。在本结构中，为了以非接触方式对被检测物6进行传送，在被检测物6的上侧配置第一磁体1和第二磁体2，在下侧配置各向异性磁阻效应元件(AMR)芯片5、用于施加均匀的偏置磁通的磁性体载体9。即使在该结构的情况下，也能通过进行与本发明实施方式1至4相同的磁体的配置、将各向异性磁阻效应元件(AMR)进行倾斜的安装，来获得相同的效果。
实施方式6.
图20是本发明的实施方式6中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。图21是表示本发明的实施方式6中的施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)的By分量的图线。图22是表示本发明的实施方式6中的施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)的By分量的图线。在图20中，对与图1相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。
在本发明的实施方式1中，第一磁体1的一个端部上具备第二磁体2，但在本发明的实施方式6中，小型的第二磁体2a、2b分别设置于第一磁体1的两端部。在图20中，第二磁体2a、2b各自的N极与第一磁体1的S极相对。通过采用该结构，如图21所示，第一磁体1的两端部的磁通矢量的Y方向分量By接近零。在图21中，虚线8c是不具备第二磁体2a、2b的情况下的磁通矢量的Y方向分量By分量，实线8d是具备小型的第二磁体2a、2b的情况下的磁通矢量的Y方向分量By分量。因此，根据本发明的实施方式6，施加于各向异性磁阻效应元件(AMR)51的偏置磁通矢量的磁通矢量的Y方向分量By在整个第一磁体1的长边方向上在零附近得以均匀化。
此外，在图20中，各向异性磁阻效应元件(AMR)5(52)具有如图17所示那样将各向异性磁阻效应元件(AMR)52(52a、52b)在XY平面上向相同方向倾斜的结构，或者具有如图18所示那样使第一检测元件52a和第二检测元件52b相对于Y轴呈线对称地在XY平面上倾斜的结构。
由于像这样配置各向异性磁阻效应元件(AMR)5(52)，因此，如图22所示，沿Y方向向正侧在整个第一磁体1的长边方向上对各向异性磁阻效应元件(AMR)52施加均匀的磁通矢量的Y方向分量By，因此，在所有配置成线状的各向异性磁阻效应元件(AMR)5(52)上，偏置磁通的矢量方向一致，因而能从磁性传感器装置获得稳定的输出。在图22中，虚线8e是未使各向异性磁阻效应元件(AMR)52(52a、52b)倾斜的情况下的By分量(磁通矢量的Y方向分量)，实线8f是使各向异性磁阻效应元件(AMR)52(52a、52b)在XY平面上倾斜的情况下的By分量(磁通矢量的Y方向分量)。
在本发明的实施方式6中，采用了第二磁体2a、2b分别设置于第一磁体1的两端部的构造，但也可以如本发明的实施方式2(图16)那样利用倾斜磁体3，采用倾斜磁体3越是从两端部沿线方向(Y方向)朝向中央部、磁极方向(Z方向)的厚度越是减小的结构。
实施方式7.
图23是本发明的实施方式7中的磁性传感器装置的长边方向的侧视图。本发明的实施方式7中的磁性传感器装置在图1所示的本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的第一磁体1的S极的未配置第二磁体2的面上配置有第二磁轭11。在图23中，对与图1相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。
图24是从XZ平面对本发明的实施方式7中的磁性传感器装置进行观察时的磁力线分布的图。在图24中，对与图3相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。在图24中，在磁性传感器装置的第一磁体1的S极上的与传送方向10垂直的方向的面上的、除配置有第二磁体2的面以外的面上，配置有第二磁轭11。来自第一磁体1的S极的磁通(磁力线7)整合于第二磁轭11，形成磁路，在所述磁路中，来自第一磁轭4的磁通(磁力线7)集中并侵入第二磁轭11的长边方向的侧面11a、11b。
即，与本发明的实施方式1中的磁性传感器装置的图1的结构相比，配置于第一磁体1的N极的第一磁轭4与第一磁体1的S极之间的磁路径变短，因此，不需要的漏磁通(磁力线7)减少，其结果是，来自配置于第一磁体1的N极的第一磁轭4的磁通密度(磁力线7的密度)增大，磁通矢量8的Z分量增大，因此，具有以下效果：被检测物6的检测灵敏度提高得比本发明的实施方式1中的磁性传感器装置要高。
同样，在图20所示的本发明的实施方式6中的磁性传感器中，即使在第二磁体2a、第二磁体2b之间的、与第一磁体1的S极的传送方向垂直的方向的面上配置第二磁轭11，也具有同样的作用效果。图25是在本发明的实施方式6中的磁性传感器中在第二磁体2a、第二磁体2b之间的、与第一磁体1的S极的传送方向垂直的方向的面上配置有第二磁轭11的、本发明的实施方式7中的其它磁性传感器装置的长边方向的侧视图。在图25中，对与图20相同或等同的结构要素，标注相同标号，并省略其说明。
此外，对于第一磁体1和第二磁体2的磁极，将各向异性磁阻效应元件芯片5(各向异性磁阻效应元件(AMR)51、52)侧设为N极，将与各向异性磁阻效应元件芯片5(各向异性磁阻效应元件(AMR)51、52)侧相反的一侧设为S极，在本发明的实施方式1至本发明的实施方式7中对上述情况进行了说明，但即使磁体(第一磁体1和第二磁体2)的N极S极的朝向相反即在以下情况下也能获得相同的效果：即，对于第一磁体1和第二磁体2的磁极，将各向异性磁阻效应元件芯片5(各向异性磁阻效应元件(AMR)51、52)侧设为S极，将与各向异性磁阻效应元件芯片5(各向异性磁阻效应元件(AMR)51、52)侧相反的一侧设为N极。
本申请基于2014年5月13日提出申请的日本专利申请特愿2014-99724号。本说明书中参照并引入日本专利申请特愿2014-99724号的说明书、专利权利要求书、及全部附图。
标号说明
1 第一磁体
2 第二磁体
2a 第二磁体
2b 第二磁体
3 倾斜磁体
4 第一磁轭
5 各向异性磁阻效应元件芯片
51 各向异性磁阻效应元件
51a 各向异性磁阻效应元件(第一检测元件)
51b 各向异性磁阻效应元件(第二检测元件)
52 各向异性磁阻效应元件
52a 各向异性磁阻效应元件(第一检测元件)
52b 各向异性磁阻效应元件(第二检测元件)
6 被检测物
61a 磁性油墨
61b 磁性油墨
611a 磁通变化
611b 磁通变化
7 磁力线
8 偏置磁通矢量
8a 偏置磁通矢量
8b 偏置磁通矢量
8c 虚线
8d 实线
8e 虚线
8f 实线
81 检测磁通矢量
81a 检测磁通矢量
81b 检测磁通矢量
82 检测磁通矢量
82a 检测磁通矢量
82b 检测磁通矢量
9 磁性体载体
10 传送方向
11 第二磁轭
11a 侧面
11b 侧面

Claims (12)

1.一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：
磁体，该磁体在与具有磁性体的被检测物的传送方向垂直的方向上具有互不相同的磁极，以与所述传送方向正交的方向为长边方向而沿所述长边方向延伸；以及
各向异性磁阻效应元件，该各向异性磁阻效应元件沿所述长边方向呈线状地配置于所述磁体的所述被检测物侧的磁极，
在所述磁体中，所述长边方向的端部的与所述传送方向垂直的方向上的长度比所述长边方向的中央部的与所述传送方向垂直的方向上的长度要长。
2.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，
在所述各向异性磁阻效应元件与所述磁体之间具有磁轭。
3.如权利要求1或2所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述磁体包括：
第一磁体，该第一磁体的与所述传送方向垂直的方向上的长度在整个所述长边方向上相同；以及
第二磁体，该第二磁体配置于位于所述第一磁体的所述长边方向的端部的、与所述被检测物侧相反的一侧的磁极上，在与所述传送方向垂直的方向上，所述第二磁体的与所述第一磁体相接的面的磁极不同于所述第一磁体的磁极，所述第二磁体在与所述传送方向垂直的方向上具有互不相同的磁极。
4.如权利要求3所述的磁性传感器装置，其特征在于，
在所述第一磁体的与所述被检测物侧相反的一侧的磁极上的、除了配置有所述第二磁体的面以外的面上，具备第二磁轭。
5.如权利要求1或2所述的磁性传感器装置，其特征在于，
越从所述长边方向的端部朝向中央部，所述磁体的沿与所述传送方向垂直的方向上的长度越短。
6.如权利要求1至5的任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述各向异性磁阻效应元件以规定的角度从所述长边方向向所述传送方向侧倾斜。
7.一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：
磁体，该磁体在与具有磁性体的被检测物的传送方向垂直的方向上具有互不相同的磁极，以与所述传送方向正交的方向为长边方向而沿所述长边方向延伸；以及
各向异性磁阻效应元件，该各向异性磁阻效应元件沿所述长边方向呈线状地配置于所述磁体的所述被检测物一侧的磁极，
所述各向异性磁阻效应元件以规定的角度从所述长边方向向所述传送方向侧倾斜。
8.如权利要求1至7的任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述各向异性磁阻效应元件沿所述长边方向排列成2列。
9.如权利要求8所述的磁性传感器装置，其特征在于，
2列所述各向异性磁阻效应元件的所述传送方向的中心从所述磁体的所述传送方向上的中央位置向所述传送方向的规定的位置偏移。
10.如权利要求8所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述各向异性磁阻效应元件的其中一列从所述磁体的所述传送方向上的中央位置向所述磁体的所述传送方向的一端侧偏移，另一列从所述磁体的所述传送方向的中央位置向所述磁体的所述传送方向的另一端侧偏移。
11.如权利要求6或7所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述各向异性磁阻效应元件沿所述长边方向排列成2列，其中一列从所述磁体的所述传送方向上的中央位置向所述磁体的所述传送方向的一端侧偏移，另一列从所述磁体的所述传送方向上的中央位置向所述磁体的所述传送方向的另一端侧偏移，一列与另一列的所述倾斜的方向互不相同。
12.如权利要求11所述的磁性传感器装置，其特征在于，
所述各向异性磁阻效应元件以通过所述传送方向上的中央位置的所述长边方向为基准，呈线对称地进行配置。
CN201580024766.6A 2014-05-13 2015-05-12 磁性传感器装置 Active CN106461740B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014099724 2014-05-13
JP2014-099724 2014-05-13
PCT/JP2015/063616 WO2015174409A1 (ja) 2014-05-13 2015-05-12 磁気センサ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106461740A true CN106461740A (zh) 2017-02-22
CN106461740B CN106461740B (zh) 2019-03-29

Family

ID=54479947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580024766.6A Active CN106461740B (zh) 2014-05-13 2015-05-12 磁性传感器装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10001532B2 (zh)
JP (1) JP6300908B2 (zh)
CN (1) CN106461740B (zh)
DE (1) DE112015002254T5 (zh)
WO (1) WO2015174409A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110892279A (zh) * 2017-07-19 2020-03-17 三菱电机株式会社 磁传感器装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105488896A (zh) * 2015-12-31 2016-04-13 威海华菱光电股份有限公司 纸币检测装置
US20190377036A1 (en) * 2016-05-06 2019-12-12 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic sensor device
JP2018054460A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 大同特殊鋼株式会社 薄膜磁気センサ
DE102016015559A1 (de) 2016-12-27 2018-06-28 Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Sicherheitsfadens in einem Wertdokument
JP2021047036A (ja) * 2019-09-17 2021-03-25 エイブリック株式会社 磁性体検出センサ
CN115667965A (zh) * 2020-03-30 2023-01-31 三菱电机株式会社 磁传感器装置
JP7492474B2 (ja) 2021-03-04 2024-05-29 株式会社日立製作所 センシング装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07294540A (ja) * 1994-03-02 1995-11-10 Nippondenso Co Ltd 磁気検出装置
JP2012255770A (ja) * 2011-05-16 2012-12-27 Mitsubishi Electric Corp 磁気センサ装置
CN202916902U (zh) * 2012-10-31 2013-05-01 江苏多维科技有限公司 一种被磁偏置的敏感方向平行于检测面的验钞磁头

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5821158A (ja) * 1981-07-30 1983-02-07 Denki Onkyo Co Ltd 多チヤネル磁気センサ
US5644226A (en) 1994-03-02 1997-07-01 Nippondenso Co., Ltd. Magnetic detector having a bias magnet and magnetoresistive elements shifted away from the center of the magnet
US5491632A (en) * 1994-05-26 1996-02-13 General Motors Corporation Rotary encoder with neutral position
US5739517A (en) * 1995-01-27 1998-04-14 Nhk Spring Co., Ltd. Apparatus and a method for checking an object to be checked for authenticity
US6639399B2 (en) * 2001-02-06 2003-10-28 Delphi Technologies, Inc. Target wheel sensor assembly for determining position and direction of motion of a rotating target wheel
KR100801853B1 (ko) * 2004-02-27 2008-02-11 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 장척형 자기센서
WO2009116365A1 (ja) * 2008-03-17 2009-09-24 三菱電機株式会社 原点位置信号検出器
JP5242698B2 (ja) * 2008-11-10 2013-07-24 グローリー株式会社 磁気質検出装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07294540A (ja) * 1994-03-02 1995-11-10 Nippondenso Co Ltd 磁気検出装置
JP2012255770A (ja) * 2011-05-16 2012-12-27 Mitsubishi Electric Corp 磁気センサ装置
CN202916902U (zh) * 2012-10-31 2013-05-01 江苏多维科技有限公司 一种被磁偏置的敏感方向平行于检测面的验钞磁头

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110892279A (zh) * 2017-07-19 2020-03-17 三菱电机株式会社 磁传感器装置
CN110892279B (zh) * 2017-07-19 2022-03-04 三菱电机株式会社 磁传感器装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10001532B2 (en) 2018-06-19
US20170052233A1 (en) 2017-02-23
DE112015002254T5 (de) 2017-03-02
JP6300908B2 (ja) 2018-03-28
WO2015174409A1 (ja) 2015-11-19
JPWO2015174409A1 (ja) 2017-04-20
CN106461740B (zh) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106461740A (zh) 磁性传感器装置
TWI774189B (zh) 磁阻元件及自旋閥
CN105988092B (zh) 磁传感器
US10989769B2 (en) Magneto-resistive structured device having spontaneously generated in-plane closed flux magnetization pattern
CN102628696B (zh) 传感器
US8269486B2 (en) Magnetic sensor system and method
US10571527B2 (en) Magnetic sensor device and magnetic sensing method
US7839141B2 (en) Method of biasing a magneto resistive sensor element
EP3223028B1 (en) Multiple axis magnetic sensor
US10008225B2 (en) Magnetic sensor device having a magneto-resistive structure that generates a vortex magnetization pattern
WO2011089978A1 (ja) 磁気センサ
US9389286B2 (en) Magnetic sensor with reduced effect of interlayer coupling magnetic field
US9810748B2 (en) Tunneling magneto-resistor device for sensing a magnetic field
EP3229035B1 (en) Magnetic field sensor with permanent magnet biasing
CN106560005B (zh) 磁性传感器装置
CN101958125A (zh) 制造具有改进钉扎的磁换能器的方法与系统
JP6265484B2 (ja) 磁気センサモジュール
CN102564637A (zh) 磁隧道结中偏流/偏压引起的升温的测量方法
US11067378B2 (en) External field robust angle sensing with differential magnetic field
US20140103915A1 (en) Intelligent Field Shaping for Magnetic Speed Sensors
US10852368B2 (en) Magnetic sensor device
JP2004077374A (ja) 磁気センサの配置構造
JP4940565B2 (ja) 磁気センサの製造方法
JP5453198B2 (ja) 磁気センサ
EP2924397B1 (en) Systems and methods for a magnetic target with magnetic bias field

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant