CN110741231A - 位置传感器 - Google Patents

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Abstract

位置传感器具备：检测部(122)，具有产生偏置磁场的磁体(106、120)和被施加所述偏置磁场的检测元件(124)，基于所述检测元件伴随着由磁性体构成的检测对象(200)的移动而从所述检测对象受到的磁场的变化，生成与沿着所述检测对象的移动方向在一个方向上排列的多个范围对应、并且相位差不同的多个检测信号；以及信号处理部(123)，取得所述多个检测信号，将所述多个检测信号与阈值进行比较，基于大小关系的组合，将所述检测对象的位置确定为所述多个范围中的某一范围的位置。所述检测对象具有与所述多个范围对应的多个区域部(201～204)。所述多个区域部构成为，在所述检测对象中的所述检测部所对置的检测面(205)，在所述检测对象的移动方向上阶梯状地连接。

Description

位置传感器
相关申请的相互参照
本申请基于2017年6月16日申请的日本专利申请第2017－118777号，在此援引其记载内容。
技术领域
本公开涉及输出与检测对象的位置对应的信号的位置传感器。
背景技术
以往，例如在专利文献1中提出了一种具备能够对检测对象的接近进行传感检测的传感器部的检测装置。该检测装置构成为，传感器部在检测对象接近时输出规定的电平的信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－178870号公报
发明内容
然而，在上述相关的技术中，在检测对象的移动量变大的情况下，存在检测对象脱离传感器部的可检测范围的可能性。换言之，传感器部能够对检测对象进行检测的范围存在极限。
另外，考虑通过配置多个传感器部来扩宽可检测范围。但是，需要设置多个传感器部的空间。另外，由于是具备多个传感器部的构成，因此检测装置的成本提高。
本公开的目的在于，提供一种即使检测对象的移动量变大，也能够通过一个检测部来对检测对象的移动进行检测的位置传感器。
在本公开的第一方式的位置传感器中，具备检测部，该检测部具有产生偏置磁场的磁体、以及被施加偏置磁场的检测元件，基于检测元件伴随着由磁性体构成的检测对象的移动而从检测对象受到的磁场的变化，生成与沿着检测对象的移动方向在一个方向上排列的多个范围对应、并且相位差不同的多个检测信号。
另外，位置传感器具备信号处理部，该信号处理部从检测部取得多个检测信号，将多个检测信号与阈值进行比较，基于多个检测信号与阈值的大小关系的组合，将检测对象的位置确定为多个范围中的某一范围的位置。
而且，检测对象具有与多个范围对应的多个区域部。并且，多个区域部构成为，在检测对象中的检测部所对置的检测面的面内，在检测对象的移动方向上阶梯状地连接。
本公开的第二方式的位置传感器，在如下点上与本公开的第一方式的位置传感器不同：具备检测部，该检测部基于伴随着包含磁体而构成的检测对象的移动而从检测对象受到的磁场的变化，生成与沿着检测对象的移动方向在一个方向上排列的多个范围对应、并且相位差不同的多个检测信号。
由此，在位于多个范围的端部的范围也存在表示检测对象的位置的区域部。因此，检测部在对端部的区域部的位置进行检测时，能够生成基于从端部的区域部受到的磁场的变化所产生的检测信号。如此，成为检测对象与检测部的可检测范围对应的构成，因此即使检测对象的移动量变大，也能够通过一个检测部来对检测对象的移动进行检测。
附图说明
关于本公开的上述目的及其他目的、特征、优点，通过参照附图和下述的详细的描述而更加明确。其附图为：
图1是本公开的第一实施方式的位置传感器的外观图，
图2是构成使用了磁阻元件的磁检测方式的部件的分解立体图，
图3是图2所示的各部件的俯视图，
图4是图3的IV－IV剖面图，
图5是用于说明基于磁阻元件的检测信号的图，
图6是表示构成使用了霍尔元件的磁检测方式的部件的俯视图，
图7是图6的VII－VII剖面图，
图8是用于说明基于霍尔元件的检测信号的图，
图9是表示位置传感器的电路结构的图，
图10是表示检测对象的各区域部与检测部的相对位置关系的图，
图11是表示对四个状态进行检测的情况下的检测信号、状态判定、位置信号的图，
图12是表示比较例的图，
图13是表示作为变形例，判定三个状态的情况的图，
图14是表示作为变形例，判定三个状态的情况的图，
图15是表示作为变形例，判定各区域部被构成为空间部分的检测对象的四个状态的情况的图，
图16是表示作为变形例，在各区域部之间设置有过渡部的例子的图，
图17是表示作为变形例，使传感器芯片的芯片面相对于检测对象的移动方向倾斜的例子的图，
图18是表示作为变形例的凹凸形状的检测对象的例子的图，
图19是表示作为变形例的扇形状的检测对象的例子的图，
图20是表示作为变形例的扇形状的检测对象的例子的图，
图21是表示作为变形例的旋转体的检测对象的例子的图，
图22是表示设置于图21的旋转体的各区域部的图，
图23是表示在第二实施方式中，对四个状态进行判定的情况下的离散的脉冲宽度的图，
图24是表示构成使用了第三实施方式的磁阻元件的磁检测方式的部件的俯视图，
图25是图24的XXV－XXV剖面图，
图26是表示构成使用了第三实施方式的霍尔元件的磁检测方式的部件的俯视图，
图27是图26的XXVII－XXVII剖面图，
图28是表示检测对象为磁体的情况下的检测信号的图，
图29是表示对磁体的四个状态进行检测的情况下的检测信号、状态判定、位置信号的图，
图30是表示作为变形例，在板部件上粘附有磁体的检测对象的例子的图，
图31是表示作为变形例，由板部件与橡胶磁体构成的检测对象被磁化的例子的图，
图32是表示作为变形例，在扇形状的检测对象设置有磁体的例子的图，
图33是表示作为变形例，在旋转体的检测对象设置有磁体的例子的图，
图34是表示设置于图33的旋转体的各区域部的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式彼此中，对相互相同或等价的部分，在图中标注相同的附图标记。
(第一实施方式)
以下，参照附图对本公开的第一实施方式进行说明。本实施方式的位置传感器是对检测对象的位置处于哪个范围(状态)进行检测、并输出与该范围对应的信号的传感器。
如图1所示，位置传感器100将与车辆的档位(Shift position)的动作连动的可动部件的位置作为检测对象进行检测。具体而言，位置传感器100通过检测与轴的位置对应的信号，来取得轴的状态。
轴的状态是指，由用户操作档位时的轴的位置。例如，轴与档位中的驻车档连动地移动。在以使档位位于驻车档的方式进行了操作的情况下，轴在轴向上移动。由此，轴反映驻车档的状态。位置传感器100对轴中的与驻车档对应的位置进行检测。
另一方面，在以使档位位于驻车档以外的位置的方式进行了操作的情况下，轴反映驻车档以外的状态。在该情况下，位置传感器100对轴中的与驻车档对应的位置以外的位置进行检测。当然，轴也可以与驻车档以外的位置连动地移动。
轴例如整体由磁性体材料形成。另外，也可以是，轴的与位置传感器100对置的面由磁性体材料形成，其他部分由其它金属材料形成。
位置传感器100具备通过对PPS等树脂材料进行树脂成型而形成的壳体101。壳体101具有轴侧的前端部102、固定于周边机构的凸缘部103、供线束连接的连接器部104。在前端部102的内部设置有传感检测部分。
另外，位置传感器100以前端部102相对于轴的检测面具有规定的间隙的方式，经由凸缘部103固定于周边机构。因而，轴相对于位置传感器100移动。
另外，虽未图示，但位置传感器100也可以以检测与轴连动地动作的阀的位置的方式固定于周边机构。另外，轴的移动方向并不限定于直行、往复，也可以是旋转、在特定的角度内的往复等。如此，位置传感器100能够应用于与车辆的档位的动作连动地移动的可动部件的位置或移动、旋转等的状态检测。
位置传感器100能够采用使用了磁阻元件的磁检测方式、或使用了霍尔元件的磁检测方式。在使用了磁阻元件的磁检测方式的情况下，如图2所示，位置传感器100具备模制IC部105、磁体106、以及保持部107。它们收容于壳体101的前端部102。模制IC部105插入中空筒状的磁体106。磁体106产生偏置磁场，并插入有底筒状的保持部107。
如图3的平面示意图以及图4的剖面示意图所示，模制IC部105、磁体106、以及保持部107被一体化。模制IC部105的主要部分位于磁体106的中空部。保持部107固定模制IC部105以及磁体106的位置。
模制IC部105具有引线框108、处理电路芯片109、传感器芯片110、以及模制树脂部111。引线框108具有板状的岛部112以及多个引线113～115。岛部112以平面部相对于检测对象的移动方向成为垂直的方式配置。
多个引线113～115与被施加电源电压的电源端子113、被施加接地电压的接地端子114、用于输出信号的输出端子115对应。即，各引线113～115为电源用、接地用以及信号用这三根。在各引线113～115的前端分别连接有端子116。端子116位于壳体101的连接器部104。另外，端子116连接于线束。
另外，在本实施方式中，多个引线113～115中的接地用的引线114与岛部112一体化。岛部112也可以与全部的引线113～115完全分离。
处理电路芯片109以及传感器芯片110通过粘合剂等安装于岛部112。处理电路芯片109构成有对传感器芯片110的信号进行处理的电路部。传感器芯片110包括在从外部受到了磁场的影响时电阻值发生变化的磁阻元件。磁阻元件例如为AMR、GMR、TMR。各引线113～115与处理电路芯片109经由线117而电连接。处理电路芯片109与传感器芯片110经由线118而电连接。
模制树脂部111将岛部112、各引线113～115的一部分、处理电路芯片109、以及传感器芯片110密封。模制树脂部111成型为固定于磁体106的中空部的形状。
对基于使用了磁阻元件的磁检测方式的检测信号进行说明。如图5所示，保持部107以相对于检测对象200具有规定的间隙的方式配置。而且，当检测对象200相对于保持部107移动时，在检测对象200的移动方向的中心检测信号成为最大。若间隙变大则检测信号的振幅变小，若间隙变小则检测信号的振幅变大。通过对这样的检测信号设定阈值，能够对检测对象200的位置进行检测。
另外，在图5中，仅示出了检测对象200的移动与基于磁检测元件的检测信号的关系。之后会进行叙述，检测信号根据多个磁阻元件的输出而生成。
在采用使用了霍尔元件的磁检测方式的情况下，如图6的平面示意图以及图7的剖面示意图所示，模制IC部105插入并固定于保持部107。另外，模制IC部105具有引线框108、IC芯片119、磁体120、以及模制树脂部111。
引线框108的岛部112以平面部相对于检测对象200的移动方向成为平行的方式配置。另一方面，各引线113～115以相对于检测对象200的移动方向成为垂直的方式配置。接地用的引线114与岛部112直角地一体化。在各引线113～115的前端分别连接有端子116。
在IC芯片119形成有多个霍尔元件与信号处理电路部。即，在使用了霍尔元件的磁检测方式中，成为单芯片结构。磁体120固定于岛部112中的与IC芯片119相反的一侧的面。各引线113～115与IC芯片119经由线121而电连接。模制树脂部111成型为固定于保持部107的中空部的形状。
对基于使用了霍尔元件的磁检测方式的检测信号进行说明。如图8所示，例如在两个霍尔元件(X、Y)配置于磁体120的上方的情况下，当检测对象200相对于保持部107移动时，对应于各霍尔元件(X、Y)的位置，各检测信号成为最大。间隙与检测信号的振幅的关系与使用了磁阻元件的磁检测方式相同。通过对各检测信号设定阈值，能够对检测对象200的位置进行检测。
在本实施方式中，采用上述的磁检测方式中的使用了磁阻元件的方式。检测磁矢量的磁阻元件具有能够消除因间隙的偏移而导致的精度误差的优点。另外，具有能够减少或消除在传感器芯片110上产生的应力的影响的优点。由此，能够进行高精度的检测。
接下来，对传感器芯片110以及处理电路芯片109中所构成的电路结构进行说明。如图9所示，位置传感器100与控制器300经由线束400而电连接。如上述那样，由于模制IC部105具有三根引线113～115，因此线束400包括三根布线。
控制器300例如是变速器控制器(TCU)。控制器300具备电源部301、控制部302、以及接地部303。电源部301是向位置传感器100供给电源电压的电路部。控制部302是根据从位置传感器100输入的输出信号来进行预先决定的控制的电路部。接地部303是设定位置传感器100的接地电压的电路部。另外，控制器300也可以构成为电子控制装置(ECU)。
位置传感器100具备检测部122以及信号处理部123。检测部122构成为，具有磁体106以及设置于传感器芯片110的检测元件124。信号处理部123设置于处理电路芯片109。检测元件124以及信号处理部123基于从控制器300供给的电源电压以及接地电压而动作。
检测部122基于伴随着检测对象200的移动而从检测对象200受到的磁场的变化，生成与沿着检测对象200的移动方向的多个范围对应、并且相位差不同的多个检测信号。沿着检测对象200的移动方向的多个范围并不是多个范围沿着检测对象200的移动方向并列地排列，而是多个范围沿着检测对象200的移动方向在一个方向上直列地排列。
在此，如图10所示，检测对象200具有与多个范围A～D对应的四个区域部201～204。各区域部201～204由长方形的板部件构成。另外，各区域部201～204构成为，在检测对象200中的检测部122所对置的检测面205的面内，在检测对象200的移动方向上阶梯状地连接。
“阶梯状地连接”是指，一方的区域部201与另一方的区域部202在检测面205的面内相对于移动方向在垂直方向上错开地连接。同样，一方的区域部202与另一方的区域部203在检测面205的面内相对于移动方向在垂直方向上错开地连接。关于一方的区域部203与另一方的区域部204也相同。由此，在各区域部201～204中沿着移动方向的两端部即两条长边部构成了阶梯状的形状。即，在区域部201的旁边，区域部202沿一个方向直列地连接，在区域部202中的与连接有区域部201的一侧相反的一侧，区域部203沿一个方向直列地连接。同样，在区域部203中的与连接有区域部202的一侧相反的一侧，区域部204沿一个方向直列地连接。
传感器芯片110中的设置有检测元件124的芯片面朝向与检测部122的移动方向垂直的方向。而且，当检测对象200相对于位置被固定的检测部122沿移动方向移动时，各区域部201～204相对于检测部122在检测面205的面内沿与移动方向垂直的方向移动。如此，通过检测对象200的移动，使得检测部122与各区域部201～204的位置关系变化。在图10中，通过对各区域部201～204分别配置检测部122，来示出各区域部201～204与检测部122的位置关系。
检测对象200通过对由磁性体材料构成的板部件进行冲压加工等而形成。各区域部201～204的移动方向的长度可以相同，也可以不同。另外，各区域部201～204在检测面205的面内的与移动方向垂直的方向的长度可以相同，也可以不同。另外，检测对象200固定于轴等部件。另外，检测对象200的两端的区域部201、204也可以固定于轴。
图9的检测元件124具有伴随着检测对象200的移动而电阻值变化的第一磁阻元件对、第二磁阻元件对以及第三磁阻元件对这三个元件对。
虽未图示，但在检测对象200的移动方向上，三个元件对分别以第二磁阻元件对位于第一磁阻元件对与第三磁阻元件对之间的方式配置。即，第二磁阻元件对以被第一磁阻元件对与第三磁阻元件对夹着的方式配置。而且，对第二磁阻元件对施加沿着磁体106的中心轴的偏置磁场。另一方面，对第一磁阻元件对以及第三磁阻元件对施加卷入磁体106的端部的偏置磁场。
各磁阻元件对构成为，在电源与接地之间串联连接有两个磁阻元件的半桥电路。各磁阻元件对检测伴随着检测对象200的移动而两个磁阻元件受到了磁场的影响时的电阻值的变化。另外，各磁阻元件对基于该电阻值的变化，将两个磁阻元件的中点的电压作为波形信号而分别输出。另外，在各磁阻元件对由电流源驱动的构成中，各磁阻元件对的两端电压为波形信号。
另外，检测部122除了各磁阻元件对之外，还具备未图示的第一～第四运算放大器。若将第一磁阻元件对的中点的中点电位定义为V1，并且将第二磁阻元件对的中点的中点电位定义为V2，则第一运算放大器为以运算V1－V2并将其结果作为R1而输出的方式构成的差动放大器。另外，若将第三磁阻元件对的中点的中点电位定义为V3，则第二运算放大器为以运算V2－V3并将其结果作为R2而输出的方式构成的差动放大器。
第三运算放大器为以如下方式构成的差动放大器：从第一运算放大器输入R1(＝V1－V2)，并且从第二运算放大器输入R2(＝V2－V3)，运算R2－R1并将其结果作为S1(＝(V2－V3)－(V1－V2))而输出。
第四运算放大器为以如下方式构成的差动放大器：从第一磁阻元件对的中点输入中点电位V1，并且从第三磁阻元件对的中点输入中点电位V3，运算V1－V3并将其结果作为S2而输出。信号S2是相对于信号S1具有相位差的波形的信号。
如此，检测部122构成为，根据各磁阻元件对的输出，生成并取得信号S1(＝V1－V3)以及信号S2(＝2V2－V1－V3)。检测部122将信号S1以及信号S2作为检测信号输出至信号处理部123。
信号处理部123从检测部122取得各检测信号，将各检测信号与阈值进行比较，基于各检测信号与阈值的大小关系的组合，将检测对象200的位置确定为检测对象200中的多个范围中的某一范围的位置。另外，信号处理部123将检测对象200的位置输出至控制器300。信号处理部123具有处理部125以及输出电路部126。
处理部125从检测部122输入各检测信号，并基于各检测信号来确定检测对象200的位置。因此，处理部125对各检测信号具有共用的阈值。
而且，处理部125将作为检测信号的信号S1、S2与阈值进行比较。处理部125将信号S1、S2比阈值大的情况判定为Hi，将信号S1、S2比阈值小的情况判定为Lo。另外，处理部125根据信号S1、S2的Hi/Lo的组合，来判定检测部122检测出了检测对象200的哪个范围。
具体而言，如图11所示，在信号S1为Hi、信号S2为Lo的情况下，检测部122检测出了检测对象200中的区域部201的范围。即，处理部125确定了作为检测对象200的轴的位置。将确定了该范围的位置的情况下的轴的状态设为“状态A”。
在信号S1为Hi的情况、信号S2为Hi的情况下，检测部122检测出了检测对象200的区域部202中的范围。将确定了该范围的位置的情况下的轴的状态设为“状态B”。
在信号S1为Lo的情况、信号S2为Hi的情况下，检测部122检测出了检测对象200的区域部203中的范围。将确定了该范围的位置的情况下的轴的状态设为“状态C”。
而且，在信号S1为Lo、信号S2为Lo的情况下，检测部122检测出了检测对象200中的区域部204的范围。将确定了该范围的位置的情况下的轴的状态设为“状态D”。如此，处理部125将检测对象200的位置确定为沿着检测对象200的移动方向的多个范围中的某一范围的位置。
输出电路部126是基于处理部125的判定结果将表示上述的状态A～D中的某个状态的位置信号输出至控制器300的电路部。首先，输出电路部126从处理部125取得基于检测信号判定出的状态A～D的信息。然后，输出电路部126将对多个范围分别设定的离散值中的与已确定的位置的范围对应的值的位置信号输出至控制器300。
在本实施方式中，离散值的位置信号是电压值不同的电压信号。例如，如状态A为VH、状态B为VM1、状态C为VM2、状态D为VL那样，以表示各状态A～D的电压值在各状态A～D中不重复的方式设定为离散值。电压值的大小关系为VH＞VM1＞VM2＞VL。由于只要离散值在各状态A～D中不重复即可，因此离散值也可以被设定为规定的电压范围内的某电压值。规定的电压范围例如可以如1V以内那样在各状态A～D相同，也可以如在状态A中为1V以内、但在状态B中为2V以内那样不同。
如图11所示，在检测对象200沿着移动方向进行了移动的情况下，位置信号成为阶梯状的离散的电压值。另外，存在位置信号的电压值因噪声而瞬间地上下从而达到表示其他状态的电压值的情况。但是，控制器300的控制部302通过读取规定时间的电压值，能够基本消除噪声的影响。即，位置传感器100能够输出耐噪声性能高的位置信号。以上是本实施方式的位置传感器100的构成。
控制器300的控制部302从位置传感器100输入位置信号，并用于希望的控制。例如，车辆的仪表部的驻车灯的点亮熄灭控制、根据档位是否进入驻车档来许可或不许可其他控制的控制、在位置传感器100故障的情况下不使用位置传感器100的控制、故障灯的点亮控制等。
另外，控制部302还存在输入位置信号以外的信号的情况。该信号是作为位置传感器100的输出原本不可能产生的信号。在该情况下，考虑位置传感器100以外的故障为原因。例如，线束400等通信装置的故障等。因而，控制器300能够检测通信装置的故障。
作为比较例，如图12所示，对块状的检测对象500沿移动方向移动的情况进行说明。在该情况下，当检测对象500从检测部122移动到离开的位置时，检测部122的磁体106不再对检测对象500反应。因此，信号S1收敛于阈值。由此，无法判定检测对象500向移动方向的哪个方向移动。
另外，在检测对象500为在移动方向上具有长度的形状的情况下，检测部122难以检测出检测对象500的移动方向中心。由于检测部122对检测对象500的移动方向的两个边缘进行检测来判定移动方向中心，因此若检测对象500变长、边缘间距离过远，则无法知晓移动方向中心。
与此相对，在本实施方式中，在检测对象200的移动方向的范围内，设置有由检测部122检测的部分即各区域部201～204。由此，如图11所示那样，信号S1、S2不会收敛于阈值，而是相对于阈值明显成为Hi或Lo。当然，通过将中央的区域部202与区域部203的边界设定为检测对象200的中心，还能够检测出检测对象200的移动方向中心。
另外，为了避免发生图12所示的比较例的情况，即使检测对象200进行了移动，也维持检测对象200－检测部122的相对关系。即，在位于多个范围的端部的范围也设置有表示检测对象200的位置的区域部201、204。因此，能够通过检测部122生成基于从区域部201、204受到的磁场的变化产生的检测信号。
因而，相对于比较例，检测部122的可检测范围实质上变宽，因此即使检测对象200的移动量变大，也能够通过一个检测部122对检测对象200的移动进行检测。如以上那样，通过将检测对象200以被划分为想要辨别的位置数的形状来进行分区，能够进行各个分区的判定以及与分区对应的输出。
作为变形例，如图13所示，也能够由三个区域部201～203构成检测对象200。信号处理部123将信号S3为Hi、信号S4为Lo的情况判定为“状态A”，将信号S4为Hi的情况判定为“状态B”，将信号S3为Lo、信号S4为Lo的情况判定为“状态C”。在该情况下，只要如图13所示那样将三个状态设定为三个离散的电压值即可。
作为变形例，如图14所示，也能够生成具有与图13所示的各信号S3、S4不同的相位差的信号S5、S6来作为检测信号。各信号S5、S6能够通过变更使用了各磁阻元件对的输出的运算式来生成。另外，中央的区域部202也可以形成为在移动方向上比图13所示的区域部202短。
另外，通过适当变更区域部201～204的数量、相位差不同的多个检测信号，能够自由地变更能够检测的状态的数量。因而，并不限定于三个状态、四个状态的检测，也能够进行五个状态、七个状态等状态数的检测。
作为变形例，如图15所示，检测对象200的各区域部201～204也可以构成为板部件的一部分被冲裁的空间部。在该情况下，具有相位差的信号S7、S8成为图11所示的信号S1、S2反转后的信号。
因而，信号处理部123将信号S7为Lo、信号S8为Hi的情况判定为“状态A”，将信号S7为Lo、信号S8为Lo的情况判定为“状态B”，将信号S7为Hi、信号S8为Lo的情况判定为“状态C”，将信号S7为Hi、信号S8为Hi的情况判定为“状态D”。如此，检测部122所检测的位置也可以不是检测对象200的原材料部分，而是构成为以窗状构成的空间部分。
作为变形例，如图16所示，还可以在区域部201与区域部202之间以及区域部202与区域部203之间设置有过渡部206。能够与区域部201～204的数量无关地在相邻的区域间设置过渡部206。过渡部206的形状并不限定于直线状、R形状等。另外，过渡部206还能够应用于各区域部201～204构成为空间部分的情况。
作为变形例，如图17所示，传感器芯片110中的设置有检测元件124的芯片面也可以不是与检测部122的移动方向垂直的方向，而是相对于检测部122的移动方向倾斜。另外，在图17中，在检测对象200设置有过渡部206，但过渡部206也可以不设置于检测对象200。
作为变形例，如图18所示，各区域部201～204也可以构成为，在板部件设置有块的凹凸形状。
作为变形例，如图19以及图20所示，检测对象200也可以为扇形状的板部件的一部分被冲裁的部件。通过考虑冲裁的形状，例如能够将图10所示的阶梯状的各区域部201～204沿扇形状的周向设置。由此，通过检测对象200以轴为中心旋转或转动，能够对各范围A～D的位置进行检测。
作为变形例，如图21所示，检测对象200也可以构成为转子等旋转体。在该情况下，在图21的虚线部设置与检测范围对应的各区域部201～204。具体而言，如图22所示那样，在旋转角的θ方向上设置有四个区域部201～204。由此，检测部122能够对检测对象200的旋转或转动的状态进行检测。
另外，本实施方式的控制器300与外部装置对应。
(第二实施方式)
在本实施方式中，对与第一实施方式不同的部分进行说明。在本实施方式中，输出电路部126将脉冲宽度不同的脉冲信号作为离散值的信号输出至控制器300。即，离散值的信号是PWM方式的信号。离散值是脉冲宽度的值、信号的周期、占空比等。能够与第一实施方式同样地提高对噪声的耐性。
如图23所示，例如，设定为与状态A对应的信号的脉冲宽度最小、与状态D对应的信号的脉冲宽度最大。与状态B、C对应的信号的脉冲宽度设定在与状态A、D对应的信号的脉冲宽度之间。脉冲宽度可以从状态A至状态D阶段性地变化，也可以随机。
(第三实施方式)
在本实施方式中，对与第一、第二实施方式不同的部分进行说明。在本实施方式中，采用由磁体构成检测对象200的整体或一部分、在位置传感器100中不具备磁体106、120的构成。
如图24以及图25所示，在使用了磁阻元件的磁检测方式中，未设置磁体106。同样，如图26以及图27所示，在使用了霍尔元件的磁检测方式中，未设置磁体120。因而，模制IC部105直接插入并固定于保持部107。
如图28所示，检测对象200构成为，相对于移动方向在传感器芯片110侧具有磁化方向的磁体207。在该情况下，设置于传感器芯片110的检测部122将在磁极的中心处成为最大或最小的信号S9、以及在各磁极的边界处成为最大或最小的信号S10作为检测信号输出至信号处理部123。如此，即使检测对象200由磁体207构成，信号S9、S10也成为具有相位差的信号。
另外，图28所示的磁体207的N极/S极也可以是相反的配置。并且，检测部122还可以构成为，信号S9在各磁极的边界处成为最大或最小、信号S10在磁极的中心处成为最大或最小。另外，构成一个区域部201～204的磁极的极数并不限定于3极，也可以是其他极数。
而且，如图29所示，检测对象200的各区域部201～204构成为，磁体207的N极被两个S极夹着。由此，磁体207的磁化方向成为纸面垂直方向。状态判定与第一实施方式的图11的情况相同。
作为变形例，如图30所示，检测对象200还可以是在板部件之上粘附有构成各区域部201～204的磁体207的部件。磁化方向为与板部件的板面垂直的方向。
作为变形例，如图31所示，检测对象200还可以是，以设置于磁性体的板部件208上的橡胶磁体209的一部分成为磁体207的方式而磁化的部件。磁化方向为与橡胶磁体209的板面垂直的方向。
作为变形例，如图32所示，检测对象200还可以是在扇形状的板部件上粘附或磁化有磁体207的部件。
作为变形例，如图33所示，检测对象200还可以是在转子等旋转体上设置有磁体207的部件。在该情况下，如图34所示，在旋转角的θ方向上将构成四个区域部201～204的磁体207设置于图33的虚线部。磁体207的构成可以与图31所示的构成相同，也可以是在板部件上粘附磁体207的构成。
(其他实施方式)
本公开是遵照实施例而描述的，但可理解为本公开并不限定于该实施例及构造。本公开还包括各种变形例及等价范围内的变形。此外，各种组合及方式、进而在它们中仅包含一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合及方式也落入本公开的范畴、思想范围内。例如位置传感器100的用途并不限定于车辆用，能够作为检测可动部件的位置的装置广泛应用于工业用机器人、制造设备等。
另外，上述各实施方式中，示出了在检测对象200中不包含磁体207而在位置传感器100中包含磁体106、120的构成、以及在检测对象200中包含磁体207而在位置传感器100中不包含磁体106、120的构成，但这些组合是一个例子。因而，也可以成为在检测对象200中包含磁体207且在位置传感器100中包含磁体106、120的构成。在该情况下，位置传感器100的动作与第一实施方式相同。

Claims (12)

1.一种位置传感器，其特征在于，具备：
检测部(122)，具有产生偏置磁场的磁体(106、120)和被施加所述偏置磁场的检测元件(124)，该检测部基于所述检测元件伴随着由磁性体构成的检测对象(200)的移动而从所述检测对象受到的磁场的变化，生成与沿着所述检测对象的移动方向在一个方向上排列的多个范围对应、并且相位差不同的多个检测信号；以及
信号处理部(123)，从所述检测部取得所述多个检测信号，对所述多个检测信号与阈值进行比较，基于所述多个检测信号与所述阈值的大小关系的组合，将所述检测对象的位置确定为所述多个范围中的某一范围的位置，
所述检测对象具有与所述多个范围对应的多个区域部(201～204)，
所述多个区域部构成为，在所述检测对象中的所述检测部所对置的检测面(205)的面内，在所述检测对象的移动方向上阶梯状地连接。
2.一种位置传感器，其特征在于，具备：
检测部(122)，基于伴随着包含磁体(207)而构成的检测对象(200)的移动而从所述检测对象受到的磁场的变化，生成与沿着所述检测对象的移动方向在一个方向上排列的多个范围对应、并且相位差不同的多个检测信号；以及
信号处理部(123)，从所述检测部取得所述多个检测信号，对所述多个检测信号与阈值进行比较，基于所述多个检测信号与所述阈值的大小关系的组合，将所述检测对象的位置确定为所述多个范围中的某一范围的位置，
所述检测对象具有与所述多个范围对应的多个区域部(201～204)，
所述多个区域部构成为，在所述检测对象中的所述检测部所对置的检测面(205)的面内，在所述检测对象的移动方向上阶梯状地连接。
3.如权利要求1或2所述的位置传感器，其中，
所述多个区域部由长方形的板部件构成。
4.如权利要求1或2所述的位置传感器，其中，
与所述检测部对置的所述检测面的端部构成为所述阶梯状。
5.如权利要求1所述的位置传感器，其中，
所述检测元件具有多个磁阻元件对，该多个磁阻元件对的电阻值伴随着所述检测对象的移动而发生变化。
6.如权利要求5所述的位置传感器，其中，
所述检测元件基于所述多个磁阻元件对的输出，生成所述多个检测信号。
7.如权利要求2所述的位置传感器，其中，
所述检测对象构成为相对于所述检测部具有磁化方向的所述磁体。
8.如权利要求1或2所述的位置传感器，其中，
所述信号处理部将对所述多个范围分别设定的离散值中的、与由所述信号处理部确定的所述检测对象的位置的范围对应的值的位置信号输出至外部装置(300)。
9.如权利要求1至3中的任一项所述的位置传感器，其中，
所述多个范围是沿着所述检测对象的移动方向在一个方向上直列地排列的多个可检测范围。
10.如权利要求8所述的位置传感器，其中，
所述离散值的位置信号是电压值不同的电压信号。
11.如权利要求8所述的位置传感器，其中，
所述离散值的位置信号是脉冲宽度不同的脉冲信号。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的位置传感器，其中，
所述检测对象是与车辆的档位的动作连动地移动的可动部件。
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