DE112021002070T5

DE112021002070T5 - Magnetsensorvorrichtung

Info

Publication number: DE112021002070T5
Application number: DE112021002070.6T
Authority: DE
Inventors: Tomokazu Ogomi; Kazuki Yamauchi; Kenji Shimohata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2023-01-12
Also published as: JP6980166B1; WO2021199757A1; US11639974B1; US20230118954A1; JPWO2021199757A1; CN115667965A

Abstract

Ein erster Magnetfeldgenerator (1a) erzeugt ein Magnetfeld, das ein entlang eines Transportweges (7) transportiertes Erfassungsobjekt (8) schneidet. Ein zweiter Magnetfeldgenerator (1b), der in Bezug auf den Transportweg (7) gegenüber dem ersten Magnetfeldgenerator (1a) angeordnet ist, erzeugt ein Magnetfeld, welches das Erfassungsobjekt (8) schneidet. Ein erstes magnetoresistives Element (2a) zwischen dem ersten Magnetfeldgenerator (1a) und dem Transportweg (7) gibt als Widerstandsänderung eine Änderung der magnetischen Flussdichte aus, die durch den Transport des Erfassungsobjekts (8) erzeugt wird. Der erste und der zweite Magnetfeldgenerator (1a, 1b) unterscheiden sich in einem dem Transportweg (7) zugewandten Magnetpol, und sind angeordnet, dass ein Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators (1a) in einer Transportrichtung des Erfassungsobjekts (8) und ein Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators (1b) in der Transportrichtung an zueinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind. Das erste magnetoresistive Element (2a) umfasst einen ersten Widerstand (21a) und einen zweiten Widerstand (22a), die mit einem Abstand dazwischen angeordnet sind, und ein Mittelpunkt des Abstandes zwischen dem ersten Widerstand (21a) und dem zweiten Widerstand (22a) in der Transportrichtung liegt an einer Position, die sich von der Position des Zentrums des ersten Magnetfeldgenerators (1a) in der Transportrichtung unterscheidet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Magnetsensorvorrichtung.
Stand der Technik
Eine Magnetsensorvorrichtung umfasst magnetoresistive Elemente mit Widerständen, die sich in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke ändern und ein magnetisches Muster auf einem Erfassungsobjekt wie einem Papierblatt, z.B. einer Banknote, erkennen. Eine solche Magnetsensorvorrichtung hat eine bekannte Struktur, um ein Erfassungsobjekt berührungslos zu transportieren und die Verarbeitungsfähigkeit zu erhöhen. In der Patentliteratur 1 wird eine Magnetsensorvorrichtung für den berührungslosen Transport eines Erfassungsobjekts beschrieben. Die Magnetsensorvorrichtung umfasst Magnetfeldgeneratoren, die sich über einen Transportweg für ein Erfassungsobjekt gegenüberliegen, und magnetoresistive Elemente, die sich über den Transportweg gegenüberliegen.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2001-21631
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in Patentliteratur 1 beschriebenen Magnetsensorvorrichtung legen die einander gegenüberliegenden Magnetfeldgeneratoren jeweils ein Vormagnetisierungsfeld in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung an. Ein Erfassungsobjekt empfängt also ein schwaches, in Transportrichtung angelegtes Magnetfeld. Da die magnetoresistiven Elemente, die in der Magnetsensorvorrichtung umfasst sind, eine Änderung des Magnetfeldes in der Transportrichtung erfassen und dadurch die Ausgabe der magnetoresistiven Elemente gering ist, ist die Erfassung eines magnetischen Musters auf dem Erfassungsobjekt schwierig.
Als Antwort auf das obige Problem besteht ein Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, eine Magnetsensorvorrichtung bereitzustellen, die effizient ein magnetisches Muster auf einem Erfassungsobjekt erfasst.
Lösung des Problems
Eine Magnetsensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen ersten Magnetfeldgenerator zum Erzeugen eines Magnetfelds, das ein entlang eines Transportwegs transportiertes Erfassungsobj ekt schneidet, einen zweiten Magnetfeldgenerator, der in Bezug auf den Transportweg gegenüber dem ersten Magnetfeldgenerator angeordnet ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen, welches das Erfassungsobjekt schneidet, und ein erstes magnetoresistives Element, das zwischen dem ersten Magnetfeldgenerator und dem Transportweg angeordnet ist, um als Widerstandsänderung eine Änderung der magnetischen Flussdichte auszugeben, die durch den Transport des Erfassungsobjekts entlang des Transportwegs erzeugt wird. Der erste Magnetfeldgenerator und der zweite Magnetfeldgenerator unterscheiden sich in einem dem Transportweg zugewandten Magnetpol, und sind angeordnet, dass ein Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators in einer Transportrichtung des Erfassungsobjekts und ein Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung an zueinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind. Das erste magnetoresistive Element umfasst einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, die in der Transportrichtung angeordnet sind. Der erste Widerstand und der zweite Widerstand sind mit einem Zwischenraum dazwischen angeordnet, und ein Mittelpunkt des Zwischenraums in der Transportrichtung befindet sich an einer Position, die sich von der Position des Zentrums des ersten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung unterscheidet.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung sind der erste Magnetfeldgenerator und der zweite Magnetfeldgenerator angeordnet, dass sich das Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung und das Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung an voneinander verschiedenen Positionen liegen, was die Anwendung eines größeren Magnetfeldes in der Transportrichtung auf ein Erfassungsobjekt ermöglicht. So kann eine Magnetsensorvorrichtung erhalten werden, die effizient ein magnetisches Muster auf einem Erfassungsobjekt erfasst.
Figurenliste

1 ist eine Z-X-Querschnittsansicht einer Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 in Y-Richtung gesehen;
2 ist eine Y-Z-Querschnittsansicht der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
3A ist ein Diagramm, das die Position eines zweiten Magnetfeldgenerators relativ zu einem ersten Magnetfeldgenerator in der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 beschreibt;
3B ist ein Diagramm, das die Position des zweiten Magnetfeldgenerators relativ zu dem ersten Magnetfeldgenerator in der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 beschreibt;
3C ist ein Diagramm, das die Position des zweiten Magnetfeldgenerators relativ zu dem ersten Magnetfeldgenerator in der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 beschreibt;
4A zeigt die Verteilung von Magnetfeldern, die von einem ersten Magnetfeldgenerator und einem zweiten Magnetfeldgenerator in einer Magnetsensorvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel erzeugt werden;
4B zeigt die Verteilung von Magnetfeldern, die durch den ersten Magnetfeldgenerator und den zweiten Magnetfeldgenerator in der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 erzeugt werden;
5 ist ein Schaltplan einer Leiterplatte, die in der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 umfasst ist;
6 ist ein Diagramm, das die Positionen eines ersten magnetoresistiven Elements und eines zweiten magnetoresistiven Elements in der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 in X-Richtung zeigt;
7 ist eine Z-X-Querschnittsansicht einer Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 in Y-Richtung gesehen; und
8 ist eine Y-Z-Querschnittsansicht der Magnetsensorvorrichtung gemäß Ausführungsform 2.

Eine Magnetsensorvorrichtung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden wird die X-Richtung als die Transportrichtung eines Erfassungsobjekts oder die seitliche Richtung der Magnetsensorvorrichtung definiert, die Y-Richtung als die Längsrichtung der Magnetsensorvorrichtung orthogonal zur Transportrichtung eines Erfassungsobjekts oder die Richtung der Lesebreite, und die Z-Richtung als die Richtung senkrecht zu einer XY-Ebene, die eine Transportfläche ist. Diese Richtungen werden als geeignet bezeichnet.
Ausführungsform 1
1 ist eine Z-X-Querschnittsansicht einer Magnetsensorvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 in Y-Richtung gesehen. 2 ist eine Y-Z-Querschnittsansicht der Magnetsensorvorrichtung 100. 1 entspricht einem Querschnitt entlang der Linie I-I in 2. 2 entspricht einem Querschnitt entlang der Linie II-II in 1.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst die Magnetsensorvorrichtung 100, die ein magnetisches Muster auf einem Erfassungsobj ekt 8, wie z.B. einem Papierblatt, wie einer Banknote, erfasst, einen ersten Magnetfeldgenerator 1a und einen zweiten Magnetfeldgenerator 1b zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes und ein erstes magnetoresistives Element 2a und ein zweites magnetoresistives Element 2b zur Ausgabe einer Änderung der magnetischen Flussdichte als Widerstandsänderung. Die Magnetsensorvorrichtung 100 umfasst auch ein Gehäuse 3a, in dem der erste Magnetfeldgenerator 1a aufgenommen ist, eine metallische Abschirmplatte 4a, eine Leiterplatte 5a, auf der das erste magnetoresistive Element 2a montiert ist, eine mit der Leiterplatte 5a verbundene Signalverarbeitungsleiterplatte 6a, ein Gehäuse 3b, in dem der zweite Magnetfeldgenerator 1b aufgenommen ist, eine metallische Abschirmplatte 4b, eine Leiterplatte 5b, auf der das zweite magnetoresistive Element 2b montiert ist, und eine mit der Leiterplatte 5b verbundene Signalverarbeitungsleiterplatte 6b.
Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b erzeugen Magnetfelder, die das entlang eines Transportweges 7 transportierte Erkennungsobjekt 8 schneiden. Das Erkennungsobjekt 8 ist ein Blatt, wie z.B. eine Banknote, mit einem magnetischen Muster, das mit magnetischer Tinte, die ein magnetisches Material umfasst, gedruckt ist. Das Erkennungsobjekt 8 wird in der positiven X-Richtung transportiert. Der zweite Magnetfeldgenerator 1b ist in Bezug auf den Transportweg 7 gegenüber dem ersten Magnetfeldgenerator 1a angeordnet. Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b sind Permanentmagnete, die jeweils einen Nordpol und einen Südpol in Z-Richtung haben und rechteckig sind, oder insbesondere lang in Y-Richtung und kurz in X-Richtung. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b Neodym-Verbundmagnete. Der erste Magnetfeldgenerator 1a legt ein Vormagnetisierungsfeld an das erste magnetoresistive Element 2a an. Der zweite Magnetfeldgenerator 1b legt ein Vormagnetisierungsfeld an das zweite magnetoresistive Element 2b an.
Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b sind so angeordnet, dass diese sich in deren dem Transportweg 7 zugewandten Magnetpol unterscheiden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der dem Transportweg 7 zugewandte Magnetpol des ersten Magnetfeldgenerators 1a der Nordpol und der dem Transportweg 7 zugewandte Magnetpol des zweiten Magnetfeldgenerators 1b der Südpol. Die Magnetpole können jedoch auch umgedreht sein.
Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b sind angeordnet, dass sich ein Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung als Transportrichtung und ein Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung an voneinander verschiedenen Positionen befinden. Genauer gesagt, eine Mittellinie 10a als Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung und eine Mittellinie 10b als Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung sind in X-Richtung nicht zueinander ausgerichtet. Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b sind so angeordnet, dass diese sich in X-Richtung über den Transportweg 7 teilweise gegenüberliegen. 3A bis 3C sind Diagramme, die den Bereich für die Position des zweiten Magnetfeldgenerators 1b relativ zum ersten Magnetfeldgenerator 1a beschreiben. 3A zeigt den ersten Magnetfeldgenerator 1a und den zweiten Magnetfeldgenerator 1b, wobei die Mittellinien 10a und 10b zueinander ausgerichtet sind. 3B zeigt den ersten Magnetfeldgenerator 1a und den zweiten Magnetfeldgenerator 1b, wobei die Mittellinie 10b in positiver X-Richtung relativ zur Mittellinie 10a verschoben ist. 3C zeigt den ersten Magnetfeldgenerator 1a und den zweiten Magnetfeldgenerator 1b, wobei die Mittellinie 10b um den maximalen Abstand relativ zur Mittellinie 10a verschoben ist. Da die Mittellinie 10b gegenüber der Mittellinie 10a stärker in positiver X-Richtung verschoben ist als in 3C, stehen sich der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b nicht in X-Richtung über den Transportweg 7 gegenüber. Dadurch wird das in X-Richtung angelegte Magnetfeld reduziert. Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b sind daher so angeordnet, dass die Mittellinie 10b gegenüber der Position in 3A relativ zur Mittellinie 10a verschoben ist. Der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b, bei denen die Mittellinie 10b um den maximalen Abstand verschoben ist, sind an den Positionen in 3C angeordnet.
Die obige Struktur ermöglicht es dem ersten Magnetfeldgenerator 1a und dem zweiten Magnetfeldgenerator 1b, ein verstärktes Magnetfeld in X-Richtung im Transportweg 7 anzulegen. 4A und 4B zeigen jeweils die Verteilung der vom ersten Magnetfeldgenerator 1a und vom zweiten Magnetfeldgenerator 1b erzeugten Magnetfelder. In den 4A und 4B sind die für die Verteilung der Magnetfelder relevanten Komponenten dargestellt, die anderen Komponenten sind nicht dargestellt. 4A zeigt die Verteilung der Magnetfelder im Transportweg 7 in einem Vergleichsbeispiel, in dem das Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung und das Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung ausgerichtet sind. 4B zeigt die Verteilung der Magnetfelder im Transportweg 7 in der Magnetsensorvorrichtung 100. Die Pfeile in den Figuren zeigen Magnetfeldlinien an. Wie in den 4A und 4B dargestellt, wird im Transportweg 7 in 4A ein Magnetfeld in Z-Richtung angelegt. In 4B wird ein Magnetfeld in X- und Z-Richtung an den Transportweg 7 angelegt. Genauer gesagt kann die Struktur der Magnetsensorvorrichtung 100 ein größeres Magnetfeld in X-Richtung anlegen als in dem Fall, in dem das Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung und das Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung ausgerichtet sind.
Zurückgehend auf die 1 und 2 ist das erste magnetoresistive Element 2a zwischen dem ersten Magnetfeldgenerator 1a und dem Transportweg 7 angeordnet. Das erste magnetoresistive Element 2a gibt als Widerstandsänderung eine Änderung der magnetischen Flussdichte aus, die durch den Transport des Erfassungsobjekts 8 entlang des Transportwegs 7 erzeugt wird. Mehrere erste magnetoresistive Elemente 2a sind in Y-Richtung angeordnet. In ähnlicher Weise ist das zweite magnetoresistive Element 2b zwischen dem zweiten Magnetfeldgenerator 1b und dem Transportweg 7 angeordnet. Das zweite magnetoresistive Element 2b gibt als Widerstandsänderung eine Änderung der magnetischen Flussdichte aus, die durch den Transport des Erfassungsobjekts 8 entlang des Transportwegs 7 erzeugt wird. Mehrere zweite magnetoresistive Elemente 2b sind in Y-Richtung angeordnet. Das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b umfassen anisotrope magnetoresistive (AMR) Elemente, riesenmagnetoresistive (GMR) Elemente oder tunnelmagnetoresistive (TMR) Elemente. Um ein großes Vormagnetisierungsfeld zu erhalten, können das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b TMR-Elemente sein. Insbesondere können das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b TMR-Elemente sein, wenn das Erfassungsobjekt 8 ein magnetisches Muster aufweist, das ein binäres Punktmuster umfasst, das darauf basiert, ob das Erfassungsobjekt 8 ein magnetisches Material enthält. Das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b werden später im Detail beschrieben.
Die Gehäuse 3a und 3b sind aus einem nichtmagnetischen Material wie Harz, Keramik oder nichtmagnetischem Metall hergestellt. Bei den Gehäusen 3a und 3b handelt es sich um Kästen, die jeweils eine Öffnung in der oberen Fläche aufweisen. Das Gehäuse 3a nimmt den ersten Magnetfeldgenerator 1a auf. In ähnlicher Weise nimmt das Gehäuse 3b den zweiten Magnetfeldgenerator 1b auf. Die metallische Abschirmplatte 4a deckt die Leiterplatte 6a und die dem Transportweg für das Erfassungsobjekt 8 zugewandten Oberflächen der ersten magnetoresistiven Elemente 2a ab und schützt diese. In ähnlicher Weise bedeckt und schützt die metallische Abschirmplatte 4b die Leiterplatte 6b und die Oberflächen der zweiten magnetoresistiven Elemente 2b, die dem Transportweg für das Erfassungsobjekt 8 zugewandt sind. Die metallischen Abschirmplatten 4a und 4b sind nicht magnetisiert und leiten Magnetfeldlinien weiter.
Die Leiterplatte 5a ist auf der Oberseite des ersten Magnetfeldgenerators 1a angeordnet und umgibt die ersten magnetoresistiven Elemente 2a. Wie in 5 dargestellt, legt die Leiterplatte 5a eine Versorgungsspannung VDD und eine Erdungsspannung GND an die ersten magnetoresistiven Elemente 2a an und gibt Erfassungssignale aus, die Änderungen im Widerstand der ersten magnetoresistiven Elemente 2a anzeigen. Genauer gesagt umfassen die ersten magnetoresistiven Elemente 2a jeweils einen ersten Widerstand 21a und einen zweiten Widerstand 22a, wie später beschrieben. Die Leiterplatte 5a legt die Versorgungsspannung VDD an ein Ende jedes ersten Widerstands 21a an. Die Leiterplatte 5a legt die Erdungsspannung GND an ein Ende jedes zweiten Widerstands 22a an. Die anderen Enden des ersten Widerstands 21a und des zweiten Widerstands 22a sind kurzgeschlossen, um über eine Ausgangssignalleitung, die von jedem der Paare ausgegeben wird, an die Leiterplatte 5a zu gelangen. In dieser Struktur wird die Versorgungsspannung VDD durch das Verhältnis zwischen dem Widerstand des ersten Widerstands 21a und dem Widerstand des zweiten Widerstands 22a geteilt und als Erkennungssignal an die Ausgangssignalleitung ausgegeben. Wenn das Erfassungsobjekt 8, das ein magnetisches Material enthält, den Transportweg 7 entlangläuft, ändert sich das an jeden der ersten Widerstände 21a und j eden der zweiten Widerstände 22a angelegte Magnetfeld. Die Widerstände der ersten Widerstände 21a und die Widerstände der zweiten Widerstände 22a ändern sich entsprechend, wodurch sich das Spannungsteilungsverhältnis jedes Paares und die Spannungen der Erfassungssignale ändern. Die Leiterplatte 5a überträgt die Erkennungssignale an die Signalverarbeitungsleiterplatte 6a. Die Signalverarbeitungsleiterplatte 6a verarbeitet die Erkennungssignale, um das magnetische Muster auf dem Erkennungsobjekt 8 zu erkennen. In ähnlicher Weise ist die Leiterplatte 5b auf der Oberseite des zweiten Magnetfeldgenerators 1b angeordnet und umgibt die zweiten magnetoresistiven Elemente 2b. Die Leiterplatte 5b legt die Versorgungsspannung VDD und die Erdungsspannung GND an die zweiten magnetoresistiven Elemente 2b an und gibt die Erfassungssignale aus, die Änderungen im Widerstand der zweiten magnetoresistiven Elemente 2b anzeigen. Andere Details der Leiterplatte 5b sind ähnlich denen der Leiterplatte 5a.
Die Signalverarbeitungsleiterplatte 6a ist unter dem Gehäuse 3a angeordnet und über ein Kabel 9a mit der Leiterplatte 5a verbunden. Die Signalverarbeitungsleiterplatte 6a verarbeitet die von der Leiterplatte 5a ausgegebenen Erfassungssignale, um das magnetische Muster auf dem Erfassungsobjekt 8 zu erfassen. In ähnlicher Weise ist die Signalverarbeitungsleiterplatte 6b unter dem Gehäuse 3b angeordnet und über ein Kabel 9b mit der Leiterplatte 5b verbunden. Die Signalverarbeitungsleiterplatte 6b verarbeitet die von der Leiterplatte 5b ausgegebenen Erfassungssignale, um das magnetische Muster auf dem Erfassungsobjekt 8 zu erfassen.
Obwohl nicht abgebildet, kann die Magnetsensorvorrichtung 100 Joche umfassen, die weichmagnetische Platten wie Eisenplatten sind. Die Joche sind mit dem ersten Magnetfeldgenerator 1a und dem zweiten Magnetfeldgenerator 1b verbunden. Die Joche übertragen die von dem ersten Magnetfeldgenerator 1a und dem zweiten Magnetfeldgenerator 1b erzeugten Magnetflüsse.
Die ersten magnetoresistiven Elemente 2a umfassen jeweils den ersten Widerstand 21a und den zweiten Widerstand 22a, die in X-Richtung angeordnet sind. Der erste Widerstand 21a und der zweite Widerstand 22a sind mit einem Abstand dazwischen angeordnet, und ein Mittelpunkt des Abstandes in X-Richtung befindet sich an einer Position, die sich von der Position der Mitte des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung unterscheidet. Genauer gesagt ist eine Mittellinie 10d als Mittelpunkt des Abstands zwischen dem ersten Widerstand 21a und dem zweiten Widerstand 22a in X-Richtung weiter von der Mittellinie 10b als Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung entfernt als von der Mittellinie 10a als Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung. In ähnlicher Weise umfassen die zweiten magnetoresistiven Elemente 2b jeweils einen dritten Widerstand 21b und einen vierten Widerstand 22b, die in X-Richtung angeordnet sind. Der dritte Widerstand 21b und der vierte Widerstand 22b sind mit einem Abstand dazwischen angeordnet, und ein Mittelpunkt des Abstands in X-Richtung befindet sich an einer Position, die sich von der Position des Zentrums des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung unterscheidet. Genauer gesagt ist eine Mittellinie 10e als Mittelpunkt des Abstands zwischen dem dritten Widerstand 21b und dem vierten Widerstand 22b in X-Richtung weiter von der Mittellinie 10a als Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators 1a in X-Richtung entfernt als von der Mittellinie 10b als Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in X-Richtung.
Der erste Widerstand 21a und der zweite Widerstand 22a sind auf der Leiterplatte 5a in Brückenschaltung angeschlossen. In ähnlicher Weise sind der dritte Widerstand 21b und der vierte Widerstand 22b auf der Leiterplatte 5b in Brückenschaltung angeschlossen. 6 ist ein Diagramm, das die magnetische Flussdichte Bx in X-Richtung an den Positionen eines ersten magnetoresistiven Elements 2a und eines zweiten magnetoresistiven Elements 2b in X-Richtung zeigt. Die vertikale Achse zeigt die magnetische Flussdichte Bx, welche die Stärke eines Vormagnetisierungsfeldes in X-Richtung darstellt, und die horizontale Achse zeigt die Position jedes magnetoresistiven Elements in X-Richtung. Auf der horizontalen Achse ist die Position einer Mittellinie 10c, die in der Mitte zwischen den Mittellinien 10a und 10b in X-Richtung liegt, auf 0 gesetzt. Die gestrichelte Linie zeigt das an das erste magnetoresistive Element 2a angelegte Vormagnetisierungsfeld an. Die durchgezogene Linie zeigt das Vormagnetisierungsfeld an, das an das zweite magnetoresistive Element 2b angelegt ist. In 6 haben der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b jeweils eine Länge von 6 mm in X-Richtung, die Mittellinie 10a ist von der Mittellinie 10c um -0,5 mm in X-Richtung verschoben, und die Mittellinie 10b ist von der Mittellinie 10c um 0,5 mm in X-Richtung verschoben.
Wie in dem Diagramm in 6 gezeigt, kann sich die Mittellinie 10d in X-Richtung an der durch einen Pfeil A im Diagramm angegebenen Position befinden, um ein positives Magnetfeld an den ersten Widerstand 21a und ein negatives Magnetfeld an den zweiten Widerstand 22a anzulegen. Wenn sich die Mittellinie 10d an der durch den Pfeil A angezeigten Position befindet, ist der erste Widerstand 21a von der durch den Pfeil A angezeigten Position aus in negativer X-Richtung angeordnet und empfängt somit einen angelegten positiven Magnetfluss. In ähnlicher Weise ist der zweite Widerstand 22a in positiver X-Richtung von der durch den Pfeil A angezeigten Position aus angeordnet und empfängt somit einen angelegten negativen Magnetfluss. Um einen dritten Widerstand 21b mit einem negativen magnetischen Fluss und einen vierten Widerstand 22b mit einem positiven magnetischen Fluss zu beaufschlagen, kann sich die Mittellinie 10e in X-Richtung an der durch den Pfeil B in der Grafik angegebenen Position befinden. Wenn sich die Mittellinie 10e an der durch den Pfeil B angegebenen Position befindet, ist der dritte Widerstand 21b von der durch den Pfeil B angegebenen Position aus in negativer X-Richtung angeordnet und empfängt somit einen negativen Magnetfluss. In ähnlicher Weise ist der vierte Widerstand 22b in positiver X-Richtung von der durch den Pfeil B angezeigten Position aus angeordnet und empfängt somit einen angelegten positiven magnetischen Fluss. Mit anderen Worten, wie in der Grafik dargestellt, kann die Mittellinie 10d weiter von der Mittellinie 10b entfernt sein als von der Mittellinie 10a. In ähnlicher Weise kann die Mittellinie 10e weiter von der Mittellinie 10a entfernt sein als von der Mittellinie 10b.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Mittellinie 10a gegenüber der Mittellinie 10c um -0,5 mm in X-Richtung verschoben, und die Mittellinie 10b ist gegenüber der Mittellinie 10c um 0,5 mm in X-Richtung verschoben. Die entsprechenden Positionen der Mittellinien 10d und 10e ändern sich jedoch in Abhängigkeit von den Abständen, um die die Mittellinien 10a und 10b gegenüber der Mittellinie 10c verschoben sind. Daher können die Positionen der Mittellinien 10d und 10e in Abhängigkeit von den Abständen, um die die Mittellinien 10a und 10b von der Mittellinie 10c verschoben sind, angemessen bestimmt werden. Auf diese Weise kann, wenn die Genauigkeit der Abstände, um die die Mittellinien des ersten Magnetfeldgenerators 1a und des zweiten Magnetfeldgenerators 1b verschoben werden, gering ist, die beabsichtigte Ausgabe von den magnetoresistiven Elementen durch Einstellen der Positionen der Mittellinien 10d und 10e erhalten werden.
Obwohl die Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowohl die ersten magnetoresistiven Elemente 2a als auch die zweiten magnetoresistiven Elemente 2b umfasst, kann die Struktur je nach Bedarf entweder die ersten magnetoresistiven Elemente 2a oder die zweiten magnetoresistiven Elemente 2b umfassen.
Die Magnetsensorvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 kann im Transportweg 7 ein größeres Magnetfeld in X-Richtung anlegen, wodurch eine Änderung des von einem magnetoresistiven Element ausgegebenen Magnetfeldes in X-Richtung als Transportrichtung verstärkt wird. Die Magnetsensorvorrichtung 100 kann somit das magnetische Muster auf dem Erfassungsobjekt 8 effizient erfassen. Mehrere in Y-Richtung angeordnete Magnetsensorvorrichtungen 100 können ein zweidimensionales magnetisches Muster auf dem Erfassungsobjekt 8 erfassen, das in der positiven X-Richtung transportiert wird.
Ausführungsform 2
Eine Magnetsensorvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 7 ist eine Z-X-Querschnittsansicht der Magnetsensorvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 in Y-Richtung gesehen. 8 ist eine Y-Z-Querschnittsansicht der Magnetsensorvorrichtung 200 der Magnetsensorvorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 2. 7 entspricht einem Querschnitt entlang der Linie I-I in 8. 8 entspricht einem Querschnitt entlang der Linie II-II in 7. Die Magnetsensorvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 ist eine Magnetsensorvorrichtung 100, die ferner eine Halterung 11 umfasst. Die anderen Komponenten sind im Wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 1. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder entsprechende Strukturelemente in der obigen Ausführungsform. Solche Elemente werden nicht wiederholt beschrieben.
Die Halterung 11 ist aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt. Die Halterung 11 ist mit einem Ende des ersten Magnetfeldgenerators 1a in Y-Richtung, welche die X-Richtung schneidet, verbunden. Die Halterung 11 ist mit einem Ende des zweiten Magnetfeldgenerators 1b in Y-Richtung, welche die X-Richtung schneidet, verbunden. Dadurch werden der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b mit der Halterung 11 verbunden. Dies erleichtert die Positionierung des ersten Magnetfeldgenerators 1a und des zweiten Magnetfeldgenerators 1b und reduziert somit Positionierungsfehler bei der Herstellung.
Die Magnetsensorvorrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 kann auch ein größeres Magnetfeld in Transportrichtung (X-Richtung) im Transportweg 7 anlegen, wodurch eine von einem magnetoresistiven Element ausgegebene Änderung des Magnetfeldes in Transportrichtung (X-Richtung) verstärkt wird. Darüber hinaus sind der erste Magnetfeldgenerator 1a und der zweite Magnetfeldgenerator 1b leicht zu positionieren.
Das Vorstehende beschreibt einige beispielhafte Ausführungsformen zu Erklärungszwecken. Obwohl in der vorangegangenen Diskussion spezifische Ausführungsformen vorgestellt wurden, wird der Fachmann erkennen, dass Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom breiteren Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Beschreibung und die Zeichnungen eher in einem illustrativen als in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Diese ausführliche Beschreibung ist daher nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen, und der Umfang der Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche definiert, zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, auf die diese Ansprüche gerichtet sind.
Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-060272 , die am 30. März 2020 eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste

1a: Erster Magnetfeldgenerator
1b: Zweiter Magnetfeldgenerator
2a: Erstes magnetoresistives Element
3a: Gehäuse
3b: Gehäuse
4a: Metallische Abschirmplatte
4b: Metallische Abschirmplatte
5a: Leiterplatte
5b: Leiterplatte
6a: Signalverarbeitungsleiterplatte
6b: Signalverarbeitungsleiterplatte
7: Transportweg
8: Erfassungsobj ekt
9a: Kabel
9b: Kabel
10a: Mittellinie
10b: Mittellinie
10c: Mittellinie
10d: Mittellinie
10e: Mittellinie
11: Halterung
100: Magnetsensorvorrichtung
200: Magnetsensorvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020060272 [0030]

Claims

Magnetsensorvorrichtung, aufweisend: einen ersten Magnetfeldgenerator zum Erzeugen eines Magnetfeldes, das ein entlang eines Transportweges transportiertes Erfassungsobj ekt schneidet; einen zweiten Magnetfeldgenerator, der gegenüber dem ersten Magnetfeldgenerator in Bezug auf den Transportweg angeordnet ist, wobei der zweite Magnetfeldgenerator eingerichtet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches das Erfassungsobjekt schneidet; und ein erstes magnetoresistives Element, das zwischen dem ersten Magnetfeldgenerator und dem Transportweg angeordnet ist, wobei das erste magnetoresistive Element eingerichtet ist, als Widerstandsänderung eine Änderung der magnetischen Flussdichte auszugeben, die durch den Transport des Erfassungsobjekts entlang des Transportwegs erzeugt wird, wobei der erste Magnetfeldgenerator und der zweite Magnetfeldgenerator sich in einem dem Transportweg zugewandten Magnetpol unterscheiden, der erste Magnetfeldgenerator und der zweite Magnetfeldgenerator angeordnet sind, dass ein Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators in einer Transportrichtung des Erfassungsobjekts und ein Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung an zueinander unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, das erste magnetoresistive Element einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand umfasst, die in der Transportrichtung angeordnet sind, und der erste Widerstand und der zweite Widerstand mit einem Abstand dazwischen angeordnet sind und ein Mittelpunkt des Abstands in der Transportrichtung an einer Position liegt, die sich von der Position des Zentrums des ersten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung unterscheidet.
Magnetsensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Magnetfeldgenerator und der zweite Magnetfeldgenerator in der Transportrichtung über den Transportweg teilweise einander gegenüberliegen.
Magnetsensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste magnetoresistive Element angeordnet ist, dass der Mittelpunkt des Abstands zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand in der Transportrichtung weiter von dem Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung entfernt ist als von dem Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung.
Magnetsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: ein zweites magnetoresistives Element, das zwischen dem zweiten Magnetfeldgenerator und dem Transportweg angeordnet ist, wobei das zweite magnetoresistive Element eingerichtet ist, als Widerstandsänderung eine Änderung der magnetischen Flussdichte auszugeben, die durch den Transport des Erfassungsobjekts entlang des Transportwegs erzeugt wird, wobei das zweite magnetoresistive Element einen dritten Widerstand und einen vierten Widerstand umfasst, die in der Transportrichtung angeordnet sind, und der dritte Widerstand und der vierte Widerstand mit einem Abstand dazwischen angeordnet sind, und ein Mittelpunkt des Abstands in der Transportrichtung an einer Position liegt, die sich von der Position des Zentrums des zweiten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung unterscheidet.
Magnetsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite magnetoresistive Element angeordnet ist, dass der Mittelpunkt des Abstands zwischen dem dritten Widerstand und dem vierten Widerstand in der Transportrichtung weiter von dem Zentrum des ersten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung entfernt ist als von dem Zentrum des zweiten Magnetfeldgenerators in der Transportrichtung.
Magnetsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: eine Halterung, die mit einem Ende des ersten Magnetfeldgenerators in einer Richtung, welche die Transportrichtung schneidet, und einem Ende des zweiten Magnetfeldgenerators in der Richtung, welche die Transportrichtung schneidet, verbunden ist, wobei die Halterung ein nichtmagnetisches Material umfasst.