JP2000018967A - Magnetic detector - Google Patents

Magnetic detector

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JP2000018967A
JP2000018967A JP10190191A JP19019198A JP2000018967A JP 2000018967 A JP2000018967 A JP 2000018967A JP 10190191 A JP10190191 A JP 10190191A JP 19019198 A JP19019198 A JP 19019198A JP 2000018967 A JP2000018967 A JP 2000018967A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic detection
detection device
magnetic field
generating means
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JP10190191A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyoshi Hatazawa
康善 畑澤
Masahiro Yokoya
昌広 横谷
Izuru Shinjo
出 新條
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic detector, in which the sensitivity of a magnetic detector element is enhanced for improving the signal accuracy and reliability. SOLUTION: In the magnetic detector, comprising a magnet 103 facing a magnetic object 100 to be detected to apply a magnetic field to magnetic detecting elements 20a-d in an integrated circuit device 104 and a signal processor circuit for shaping the waveforms of analog signals which are outputted from the magnetic detecting elements 20a-d according to the movement of the magnetic object 10 to be detected, magnetosensitive faces of the magnetic detecting elements 20a-d are disposed approximately parallel with respect to the direction which faces the magnetic object 100 to be detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、磁性被検出物と
磁気検出装置間の空隙(Gap)の変化により、磁性被
検出物の移動に応じたパルス信号を出力する磁気検出装
置に関するものである。更に詳細には、磁気検出装置の
検出精度を向上させるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic detection device which outputs a pulse signal according to the movement of a magnetic detection object according to a change in a gap (Gap) between the magnetic detection object and the magnetic detection device. . More specifically, it is to improve the detection accuracy of the magnetic detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、磁性被検出物の移動(例えば
内燃機関のクランク軸等の回転)を検出する磁気検出装
置はよく知られており、磁気検出素子として磁気抵抗素
子(以下、MR素子と称する)、また更に検出感度の高
い巨大磁気抵抗素子(以下、GMR素子と称する)を用
いることも知られている。以下の説明では、磁気検出素
子としてGMR素子を使用した従来例について述べる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic detection device for detecting movement of a magnetic object (for example, rotation of a crankshaft of an internal combustion engine) is well known. It is also known to use a giant magnetoresistive element (hereinafter, referred to as a GMR element) having higher detection sensitivity. In the following description, a conventional example using a GMR element as a magnetic detection element will be described.

【0003】この種の磁気検出装置は、磁性被検出物の
移動に伴う、磁性被検出物と磁気検出装置の空隙(Ga
p)変化に対応したパルス信号を出力するために、MR
素子又はGMR素子から出力されるアナログ信号をパル
ス信号に波形整形するための信号処理回路を備えてい
る。
In this type of magnetic detection device, a gap (Ga) between the magnetic detection object and the magnetic detection device accompanying movement of the magnetic detection object is known.
p) To output a pulse signal corresponding to the change, MR
A signal processing circuit is provided for shaping the waveform of an analog signal output from the element or the GMR element into a pulse signal.

【0004】図25は一般的な波形整形処理回路を内蔵
している磁気検出装置、例えば回転検出装置を示す側面
図であり、矢印方向に回転する磁性被検出物100と回
転検出装置101との相対位置関係を概略的に表わした
ものである。
FIG. 25 is a side view showing a magnetic detector, for example, a rotation detector, having a built-in general waveform shaping circuit. 5 schematically shows a relative positional relationship.

【0005】図25において、検出対象となる磁性被検
出物100は、内燃機関の回転軸、例えばクランク軸等
に一体に設けられており、その外周部には、凸部100
aと凹部100bとが交互に形成されている。また、回
転検出装置101は所定の空隙(Gap)を介して磁性
被検出物100に対向するように設置されている。
In FIG. 25, a magnetic object 100 to be detected is provided integrally with a rotating shaft of an internal combustion engine, for example, a crankshaft or the like.
a and the recess 100b are formed alternately. The rotation detecting device 101 is installed so as to face the magnetic detection object 100 via a predetermined gap (Gap).

【0006】図26は、図25の回転検出装置101の
構造を概略的に示す断面図である。図26において、回
転検出装置101は、磁石103及び集積回路装置(以
下、ICと称する)104から成る磁気検出ヘッドによ
り磁気回路を構成している。
FIG. 26 is a sectional view schematically showing the structure of the rotation detecting device 101 shown in FIG. In FIG. 26, a rotation detection device 101 forms a magnetic circuit by a magnetic detection head including a magnet 103 and an integrated circuit device (hereinafter, referred to as an IC) 104.

【0007】IC104はGMR素子および信号処理回
路を一体的に内蔵しており、GMR素子は磁性被検出物
100と対向する位置に配置されている。信号処理回路
はGMR素子から得られるアナログ信号をパルス信号に
変換して出力する。磁石103はIC104の背面側に
配置されており、IC104内のGMR素子にバイアス
磁界を印加している。
The IC 104 incorporates a GMR element and a signal processing circuit integrally, and the GMR element is arranged at a position facing the magnetic object 100. The signal processing circuit converts an analog signal obtained from the GMR element into a pulse signal and outputs the pulse signal. The magnet 103 is disposed on the back side of the IC 104, and applies a bias magnetic field to the GMR element in the IC 104.

【0008】図27は磁性被検出物100と回転検出装
置101の磁気検出ヘッドとの相対位置関係を示す斜視
図である。図27において、IC104に配置されたG
MR素子20は、磁気検出感度を向上させると共に磁性
被検出物100の回転方向を検出するために、二対に分
割されたライン状のセグメント20a〜20dにより構
成されている。
FIG. 27 is a perspective view showing a relative positional relationship between the magnetic detection object 100 and the magnetic detection head of the rotation detecting device 101. In FIG. 27, G arranged on IC 104
The MR element 20 includes two pairs of linear segments 20a to 20d for improving the magnetic detection sensitivity and detecting the rotation direction of the magnetic object 100.

【0009】GMR素子のセグメント20a〜20dの
うち、一対のセグメント20aおよび20bは磁性被検
出物100のL回転方向(矢印L回転参照)の前方に位
置し、他の一対のセグメント20cおよび20dは磁性
被検出物100のL回転方向に対し後方に位置してい
る。
Among the segments 20a to 20d of the GMR element, a pair of segments 20a and 20b are located in front of the magnetic detection object 100 in the L rotation direction (see the arrow L rotation), and the other pair of segments 20c and 20d are It is located rearward with respect to the L rotation direction of the magnetic detection object 100.

【0010】図28はGMR素子20を構成する各セグ
メント20a〜20dの結線状態を示す回路図である。
図28において、各セグメント20a〜20dは分割配
置された上記二対のうちの各1つのセグメントを相互に
含むように二対の直列回路を構成すると共に、各直列回
路が電源Vccとグランドとの間に並列接続されて、ブ
リッジ回路14を構成している。そして、ブリッジ回路
14内の直列回路(セグメント20a及び20d)の中
点14a、及び他方の直列回路(セグメント20c及び
20b)の中点14bは、磁性被検出物100の回転に
伴って、アナログ信号A1およびA2を出力する。
FIG. 28 is a circuit diagram showing a connection state of each of the segments 20a to 20d constituting the GMR element 20.
In FIG. 28, each of the segments 20a to 20d constitutes two pairs of series circuits so as to mutually include one segment of each of the two pairs divided and arranged, and each series circuit includes a power supply Vcc and a ground. The bridge circuit 14 is configured by being connected in parallel between them. The midpoint 14a of the series circuit (segments 20a and 20d) in the bridge circuit 14 and the midpoint 14b of the other series circuit (segments 20c and 20b) are analog signals along with the rotation of the magnetic detection object 100. A1 and A2 are output.

【0011】図29はGMR素子の磁界(エルステッ
ド:Oe)の変化に対する抵抗値(オーム:Ω)の変化
を示す特性図である。図29において、GMR素子の抵
抗値は、印加磁界が変動すると通常の磁気抵抗素子に比
べ著しく大きく変動する。例えば0磁界で2100Ω程
度の抵抗値の場合、飽和磁界では400Ω程度(20%
以上)抵抗値が減少する。また、磁界の印加方向に対し
てヒステリシスを有している。
FIG. 29 is a characteristic diagram showing a change in the resistance value (ohm: Ω) with respect to a change in the magnetic field (Oersted: Oe) of the GMR element. In FIG. 29, the resistance value of the GMR element fluctuates greatly when the applied magnetic field fluctuates as compared with a normal magnetoresistive element. For example, in the case of a resistance value of about 2100Ω at zero magnetic field, about 400Ω (20%
Above) The resistance value decreases. In addition, it has hysteresis in the direction in which the magnetic field is applied.

【0012】このようなGMR素子は、例えば「人工格
子の磁気抵抗効果」(日本応用磁気学会誌、第15巻、
第51991号、第813頁〜第821頁)に記載され
ている。上記文献によれば、GMR素子20は、数オン
グストローム〜数十オングストロームの厚さの磁性層と
非磁性層とを交互に積層させた積層体(いわゆる人工格
子膜)により構成することができる。また、GMR素子
20の材質としては、(Fe/Cr)n、(パーマロイ
/Cu/Co/Cu)n、(Co/Cu)n等が用いら
れる。なお、nは積層数を示す。
Such a GMR element is described in, for example, "Magnetoresistance effect of artificial lattice" (Journal of the Japan Society of Applied Magnetics, Vol. 15,
No. 51991, pages 813 to 821). According to the above document, the GMR element 20 can be constituted by a laminate (so-called artificial lattice film) in which magnetic layers and non-magnetic layers each having a thickness of several angstroms to several tens angstroms are alternately laminated. As the material of the GMR element 20, (Fe / Cr) n, (Permalloy / Cu / Co / Cu) n, (Co / Cu) n and the like are used. Here, n indicates the number of layers.

【0013】次に一般的な回転検出装置の動作について
説明する。図27に示すように磁性被検出物100の回
転に伴って、磁性被検出物100の凸部100aおよび
凹部100bは交互に磁石103に対向する。その結
果、GMR素子20に印加される磁界は、磁性被検出物
100の回転に伴って増減する。すなわち、GMR素子
20に印加される磁界は凸部100aが接近することに
より増加し、離間することにより減少する。
Next, the operation of a general rotation detecting device will be described. As shown in FIG. 27, with the rotation of the magnetic detection object 100, the convex portions 100 a and the concave portions 100 b of the magnetic detection object 100 face the magnet 103 alternately. As a result, the magnetic field applied to the GMR element 20 increases and decreases as the magnetic detection object 100 rotates. That is, the magnetic field applied to the GMR element 20 increases when the protrusion 100a approaches, and decreases when the protrusion 100a separates.

【0014】このGMR素子20を鎖交する磁束の変化
により、GMR素子の各セグメント20a〜20dの抵
抗値は、印加される磁界の大きさに対応して図29のよ
うに変化する。従って、ブリッジ回路14(図28参
照)の中点電圧14aおよび14bは、磁性被検出物1
00の回転により、図30のようなアナログ信号A1お
よびA2を生成する。ここで、アナログ信号A1,A2
の波形は、磁性被検出物100の凸部100aの端部に
対応して、比較的大きいレベルで且つ傾斜(変化率)が
鋭い山部VHおよび谷部VLが発生する。
Due to the change of the magnetic flux linking the GMR element 20, the resistance of each of the segments 20a to 20d of the GMR element changes as shown in FIG. 29 according to the magnitude of the applied magnetic field. Accordingly, the midpoint voltages 14a and 14b of the bridge circuit 14 (see FIG. 28)
By the rotation of 00, analog signals A1 and A2 as shown in FIG. 30 are generated. Here, the analog signals A1, A2
In the waveform (a), a peak VH and a valley VL having a relatively large level and a sharp slope (change rate) are generated corresponding to the end of the convex portion 100a of the magnetic detection object 100.

【0015】GMR素子20から出力されるアナログ信
号をパルス信号に変換する電気回路のブロック図を図3
1に示す。ブリッジ回路14の中点電圧14aおよび1
4bを差動アンプ40で増幅し、アナログ信号A(=A
1−A2;図30(b)参照)を生成した後、交流結合
(AC結合)し、コンパレータ50によりヒステリシス
を有する所定の電圧と比較して2値化したパルス信号を
出力している。
FIG. 3 is a block diagram of an electric circuit for converting an analog signal output from the GMR element 20 into a pulse signal.
It is shown in FIG. Midpoint voltages 14a and 1 of bridge circuit 14
4b is amplified by the differential amplifier 40, and the analog signal A (= A
1-A2; see FIG. 30 (b)), AC coupling (AC coupling) is performed, and the comparator 50 outputs a binarized pulse signal by comparing with a predetermined voltage having hysteresis.

【0016】図31の信号処理回路においてAC結合を
する理由は、図32に示すように、磁気検出素子と磁石
の組み付け位置や温度変化によってアナログ信号AのD
Cレベルが変化するため、精度良くパルス信号を得るに
はアナログ信号AのDC成分をカットする必要があるか
らである。
The reason why AC coupling is performed in the signal processing circuit shown in FIG. 31 is that, as shown in FIG.
This is because the DC level of the analog signal A needs to be cut to obtain a pulse signal with high accuracy because the C level changes.

【0017】また、GMR素子はヒステリシスを持って
いるため、磁性被検出物の回転方向によりアナログ信号
が反転する。図33は磁性被検出物の回転方向とアナロ
グ信号の関係を示す図である。このため、DC結合方式
の信号処理回路を使用した場合、磁性被検出物の回転方
向が一定でないと、DC結合による信号処理をしても電
源ONの瞬間から磁性被検出物の凹凸を識別することが
できないという問題があり、AC結合方式が主流となっ
ている。
Further, since the GMR element has a hysteresis, an analog signal is inverted depending on the rotation direction of the magnetic object. FIG. 33 is a diagram showing the relationship between the rotation direction of the magnetic detection object and the analog signal. For this reason, when the signal processing circuit of the DC coupling system is used, if the rotation direction of the magnetic detection object is not constant, even if the signal processing by the DC coupling is performed, the unevenness of the magnetic detection object is identified from the moment when the power is turned on. There is a problem that the AC coupling method cannot be performed.

【0018】図30のアナログ信号AはDCレベルでG
ap特性のクロス点がある。このクロス点は、AC結合
後もほとんど変わらない。そのため、精度良く信号を得
るには、そのクロス点に比較レベルを設定する必要があ
る。しかし、磁性被検出物の形状によりこのクロス点の
電圧は変化するため、磁性被検出物の形状により、信号
精度が大きく変わってしまうという問題がある。
The analog signal A shown in FIG.
There is a cross point of the ap characteristic. This cross point hardly changes after AC coupling. Therefore, in order to obtain a signal with high accuracy, it is necessary to set a comparison level at the cross point. However, since the voltage at the cross point changes depending on the shape of the magnetic object, there is a problem that the signal accuracy greatly changes depending on the shape of the magnetic object.

【0019】更に、前述のように磁気検出素子(GMR
素子)と磁石の組み付け位置のばらつきにより、アナロ
グ信号AのDCレベルが大きく変化するため、アンプの
信号増幅率が制限されており、磁性被検出物の凸部10
0aが小さくなると、GMR素子20と鎖交する磁束の
変化量も小さくなり、信号検出が不能となる。
Further, as described above, the magnetic sensing element (GMR
Since the DC level of the analog signal A greatly changes due to a variation in the mounting position of the element) and the magnet, the signal amplification factor of the amplifier is limited, and the protrusion 10 of the magnetic detection object is restricted.
When 0a is small, the amount of change in the magnetic flux linked to the GMR element 20 is also small, and signal detection becomes impossible.

【0020】更に、高温では磁気検出素子(GMR素
子)の抵抗温度係数により、原理的にアナログ信号が半
減するため、Gap特性クロス点と比較電圧がずれ、信
号精度の温度特性が悪い。
Furthermore, at high temperatures, the analog signal is halved in principle due to the temperature coefficient of resistance of the magnetic detection element (GMR element), so that the comparison voltage deviates from the Gap characteristic cross point and the temperature characteristic of signal accuracy is poor.

【0021】また、図30のアナログ信号AをAC結合
すると、低周波数領域は図34に示す微分波形となるた
め、波形整形処理で誤パルスを発生する。このため、低
周波数領域での回転数検出に誤差が生じ、最低始動回転
数が大きくなる。
Further, when the analog signal A of FIG. 30 is AC-coupled, the low frequency region becomes a differential waveform shown in FIG. 34, so that an erroneous pulse is generated in the waveform shaping process. For this reason, an error occurs in the rotation speed detection in the low frequency region, and the minimum starting rotation speed increases.

【0022】更に、磁気検出装置の構造面について以下
の問題がある。図26に示すように、IC104の背面
側に配置してある磁石103を避けるために端子を折り
曲げて構成する必要があるため、チップ部品を含む回路
全体をトランスファーモールド等の一般IC製造工程で
実績のある封止技術でパッケージすることができない。
従って、IC部のみをモールドし、端子と半田等で接続
している。その結果、接合部の増加およびIC端子の曲
げ加工等が必要となり、工程数が増加し且つ信頼性が低
下する。また、磁石のスペース分だけ磁気検出装置の全
長が長くなる。
Further, there are the following problems with respect to the structure of the magnetic detection device. As shown in FIG. 26, it is necessary to bend the terminal in order to avoid the magnet 103 disposed on the back side of the IC 104, so that the entire circuit including the chip component has been used in a general IC manufacturing process such as transfer molding. Cannot be packaged with a reliable sealing technology.
Therefore, only the IC part is molded and connected to the terminals by solder or the like. As a result, it is necessary to increase the number of joints and bend the IC terminals, etc., which increases the number of steps and lowers the reliability. Further, the total length of the magnetic detection device is increased by the space of the magnet.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気検出装置で
は、以上のように磁気検出素子の感磁面が磁性被検出物
と磁石に挟み込まれる位置に配置されているため、磁性
被検出物の凸部100aの端部で山部VHおよび谷部V
Lを持ち、且つDCレベルでGap特性のクロス点が存
在するアナログ信号Aしか得られないため、最も一般的
であるAC結合による波形整形処理との組合わせにおい
て精度の良い信号を得るためには、このクロス点にヒス
テリシスを設定する必要がある。磁性被検出物の形状に
よりGap特性のクロス点が変化すると、信号精度が大
きく変化するという問題がある。
As described above, in the conventional magnetic detecting device, the magnetic sensing surface of the magnetic detecting element is arranged at a position sandwiched between the magnetic detection object and the magnet. Crest VH and valley V at the end of the protrusion 100a
Since only the analog signal A having L and having a cross point of the Gap characteristic at the DC level can be obtained, in order to obtain an accurate signal in combination with the most common waveform shaping processing by AC coupling, It is necessary to set hysteresis at this cross point. When the cross point of the Gap characteristic changes according to the shape of the magnetic detection object, there is a problem that the signal accuracy greatly changes.

【0024】また、アナログ信号Aの増幅率は磁気検出
素子(GMR素子)と磁石の組み付け位置ばらつきによ
るDCレベルの変動で規制されてしまうため、磁性被検
出物の凸部100aが小さくなると、GMR素子20を
鎖交する磁束の変化量も小さくなり、製品個別の調整を
しないと信号が検出不能になる。
Further, since the amplification factor of the analog signal A is regulated by the fluctuation of the DC level due to the variation of the assembling position of the magnetism detecting element (GMR element) and the magnet, when the convex portion 100a of the magnetic detection object becomes small, the GMR becomes small. The amount of change in the magnetic flux linking the element 20 is also small, and the signal cannot be detected unless the product is individually adjusted.

【0025】また、高温でアナログ信号が半減するため
信号精度の温度特性も悪いという問題がある。
Further, there is a problem that the temperature characteristic of signal accuracy is poor because the analog signal is halved at a high temperature.

【0026】GMR素子は図29に示すようにヒステリ
シスを持っているため、磁性被検出物の移動方向が逆転
するとアナログ信号Aが反転し最終出力のHigh/L
owも反転する。磁性被検出物の移動方向が更に反転
(正転に復帰)すると、初めの凹凸変化の時まで誤パル
スが出力される。そのため、低回転からの信号検出を要
求される場合にはこの誤パルスが問題となる。
Since the GMR element has hysteresis as shown in FIG. 29, when the moving direction of the magnetic detection object is reversed, the analog signal A is inverted and the final output High / L
ow is also inverted. When the moving direction of the magnetic detection object is further reversed (returned to normal rotation), an erroneous pulse is output until the first unevenness change. Therefore, this erroneous pulse poses a problem when signal detection from low rotation is required.

【0027】また、低回転領域ではAC結合によりアナ
ログ信号Aは微分波形となるため、図34のように誤検
出をするという問題があり、低回転からの信号検出を要
求される場合にはこの誤パルスも問題となる。
Further, since the analog signal A has a differentiated waveform due to AC coupling in the low rotation region, there is a problem of erroneous detection as shown in FIG. 34. False pulses can also be a problem.

【0028】磁気検出装置の構造面では、従来、磁石1
03がIC104の背面側に位置しているため、この磁
石103を避けてIC104へ配線するため、端子形状
が複雑になる。一般的にはIC104のみをトランスフ
ァーモールド等で封止した後、半田等で端子と接続され
る。この時、IC104の端子を曲げる必要があるこ
と、IC104を端子に接続するため接続点が増加する
ことにより、信頼性が低下する。
With respect to the structure of the magnetism detecting device, the magnet 1
Since 03 is located on the back side of the IC 104, wiring is made to the IC 104 while avoiding the magnet 103, so that the terminal shape becomes complicated. Generally, after only the IC 104 is sealed by transfer molding or the like, it is connected to a terminal by solder or the like. At this time, it is necessary to bend the terminal of the IC 104 and the number of connection points for connecting the IC 104 to the terminal is increased, so that the reliability is reduced.

【0029】また、磁石103の背後には電源、出力端
子のノイズ、サージ保護用フィルタ回路がチップ抵抗、
チップコンデンサ等で構成されている。これらの部品は
磁石103の背後に接続されるため、磁気検出装置の全
長は磁石寸法と、電子部品のスペースで制限される。
Behind the magnet 103, a power supply, noise of an output terminal, and a surge protection filter circuit are provided with a chip resistor,
It is composed of a chip capacitor and the like. Since these components are connected behind the magnet 103, the overall length of the magnetic detection device is limited by the size of the magnet and the space for the electronic components.

【0030】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、磁気検出素子の感度を高めると
共に、検出信号精度及び信頼性の向上した磁気検出装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic detection device in which the sensitivity of a magnetic detection element is improved and the detection signal accuracy and reliability are improved. I do.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、磁性
被検出物に対向配置された磁界発生手段(磁石)と、こ
の磁界発生手段により磁界が印加される磁気検出素子
と、磁性被検出物の移動に応じて磁気検出素子から出力
されるアナログ信号を波形整形する信号処理回路を備え
た磁気検出装置であって、磁性被検出物との距離の変化
に対応して磁界発生手段の生成する磁界の変化が支配的
となる場(例えば磁性被検出物の凹凸のエッジ等に対応
して磁界が変化しない場)に、磁気検出素子の感磁面を
配置したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic field generating means (magnet) disposed opposite to a magnetic object, a magnetic detecting element to which a magnetic field is applied by the magnetic field generating means, and a magnetic element. A magnetic detection device comprising a signal processing circuit for shaping the waveform of an analog signal output from a magnetic detection element in response to movement of a detection object, wherein a magnetic field generation unit responds to a change in a distance from the magnetic detection object. The magnetic sensing surface of the magnetic sensing element is arranged in a field where a change in the generated magnetic field is dominant (for example, a field in which the magnetic field does not change corresponding to the edges of the unevenness of the magnetic object).

【0032】請求項2の発明は、磁性被検出物に対向配
置された磁界発生手段と、この磁界発生手段により磁界
を印加される磁気検出素子と、磁性被検出物の移動に応
じて磁気検出素子から出力されるアナログ信号を波形整
形する信号処理回路を備えた磁気検出装置であって、磁
気検出素子の感磁面が磁性被検出物との対向方向に対し
てほぼ平行に配置されたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a magnetic field generating means arranged to face a magnetic detection object, a magnetic detection element to which a magnetic field is applied by the magnetic field generation means, and a magnetic detection element according to the movement of the magnetic detection object. A magnetic detection device including a signal processing circuit for shaping a waveform of an analog signal output from an element, wherein a magneto-sensitive surface of the magnetic detection element is arranged substantially parallel to a direction facing a magnetic detection object. It is characterized by.

【0033】請求項3の発明は、磁気検出素子を集積回
路装置内に形成し、この集成回路装置に並行して磁性被
検出物に対向する方向に磁化された磁界発生手段を設置
したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, a magnetic detecting element is formed in an integrated circuit device, and a magnetic field generating means magnetized in a direction facing a magnetic detection object is provided in parallel with the integrated circuit device. Features.

【0034】請求項4の発明は、磁界発生手段はトラン
スファモールド成形により位置決め設置されていること
を特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the magnetic field generating means is positioned and installed by transfer molding.

【0035】請求項5の発明は、アナログ信号の波形整
形処理方式としてAC結合方式を採用したことを特徴と
する。
The invention according to claim 5 is characterized in that an AC coupling system is adopted as a waveform shaping processing system for an analog signal.

【0036】請求項6の発明は、磁気検出素子を4個の
ライン状のセグメントにより構成し、各セグメントは二
対の直列回路を構成すると共に各直列回路が並列接続さ
れてブリッジ回路を構成し、各セグメントを磁性被検出
物との対向方向に対して垂直なパターンとし、二対のセ
グメントを対向方向とほぼ平行に所定間隔をおいて配置
したことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the magnetic sensing element is constituted by four linear segments, each segment constituting two pairs of series circuits and each series circuit being connected in parallel to constitute a bridge circuit. Each segment has a pattern perpendicular to the direction facing the magnetic object, and two pairs of segments are arranged at a predetermined interval substantially in parallel with the facing direction.

【0037】請求項7の発明は、磁気検出素子を2個の
ライン状のセグメントにより構成し、各セグメントを直
列回路で接続しブリッジ回路を構成し、各セグメントを
磁性被検出物との対向方向に対して垂直なパターンとし
たことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, the magnetic detecting element is constituted by two linear segments, each segment is connected by a series circuit to form a bridge circuit, and each segment is opposed to the magnetic object. Is characterized by a pattern perpendicular to.

【0038】請求項8の発明は、一対の磁気検出素子を
磁性被検出物の移動方向に所定の間隔を持って並行して
配置したことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is characterized in that a pair of magnetic detecting elements are arranged in parallel with a predetermined interval in the moving direction of the magnetic detection object.

【0039】請求項9の発明は、請求項8の発明におい
て、磁気検出素子のパターン方向を磁性被検出物と磁界
発生手段の対向方向に対してほぼ垂直な方向に形成した
ことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect of the present invention, the pattern direction of the magnetic sensing element is formed in a direction substantially perpendicular to the direction in which the magnetic object and the magnetic field generating means face each other. .

【0040】請求項10の発明は、磁性被検出物の移動
方向に対して磁気検出素子と離感した位置に磁性体ガイ
ドを設けたことを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, a magnetic body guide is provided at a position separated from the magnetic detection element with respect to the moving direction of the magnetic detection object.

【0041】請求項11の発明は、磁性体ガイドの少な
くとも一部分を磁気検出素子と同一高さ以上に構成した
ことを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, at least a portion of the magnetic body guide is configured to be at least as high as the magnetic detecting element.

【0042】請求項12の発明は、磁性体ガイドの長さ
を磁界発生手段の長さ以上としたことを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, the length of the magnetic material guide is longer than the length of the magnetic field generating means.

【0043】請求項13の発明は、請求項8の発明にお
いて、磁気検出素子のパターン方向を磁性被検出物と磁
界発生手段の対向方向に対してほぼ平行な方向に形成し
たことを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the pattern direction of the magnetic detecting element is formed in a direction substantially parallel to the direction in which the magnetic object and the magnetic field generating means face each other. .

【0044】請求項14の発明は、請求項13におい
て、磁気検出素子と対向する磁界発生手段面に、磁性被
検出物と磁界発生手段との対向方向と平行方向の溝を設
けたことを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, a groove is provided on a surface of the magnetic field generating means facing the magnetic detecting element in a direction parallel to a direction in which the magnetic object and the magnetic field generating means face each other. And

【0045】請求項15の発明は、磁気検出素子の素子
中心を、磁性被検出物と対向した磁界発生手段面の端部
から所定の位置、例えば±1.5(mm)の位置に配置
したことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the center of the magnetic detecting element is arranged at a predetermined position, for example, ± 1.5 (mm) from the end of the surface of the magnetic field generating means facing the magnetic object. It is characterized by the following.

【0046】請求項16の発明は、磁気検出素子として
巨大磁気抵抗素子を使用したことを特徴とする。
The invention of claim 16 is characterized in that a giant magnetoresistive element is used as the magnetic detecting element.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1について説明する。図1は実施の形態1に
よる磁気検出装置、例えば回転検出装置を示す斜視図で
あり、回転検出装置1と磁性被検出物100との相対位
置関係概略的に表わしたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a magnetic detecting device according to the first embodiment, for example, a rotation detecting device, and schematically shows a relative positional relationship between the rotation detecting device 1 and a magnetic detection object 100.

【0048】図1において、磁性被検出物100は例え
ば内燃機関の回転軸(クランク軸等)に一体に設けられ
ており、その外周部には凸部100aと凹部100bと
が交互に形成されている。回転検出装置1は磁性被検出
物100から所定の空隙(Gap)を介して配設されて
おり、磁石103及び集積回路装置(IC)104を備
えている。
In FIG. 1, a magnetic detection object 100 is provided integrally with, for example, a rotating shaft (a crankshaft or the like) of an internal combustion engine, and convex portions 100a and concave portions 100b are alternately formed on the outer peripheral portion. I have. The rotation detecting device 1 is provided from the magnetic detection object 100 via a predetermined gap (Gap), and includes a magnet 103 and an integrated circuit device (IC) 104.

【0049】IC104は磁気検出素子および信号処理
回路を一体的に内蔵しており、この実施の形態1では磁
気検出素子として面内感磁型の磁気抵抗素子(MR素
子)を使用する。このMR素子20は二対に分割された
ライン状のセグメント20a〜20dにより構成されて
おり、図2に示すように、各セグメント20a〜20d
は二対の直列回路を構成すると共に、各直列回路が電源
Vccとグランドとの間に並列接続されてブリッジ回路
14を構成している。
The IC 104 has a built-in magnetic detection element and a signal processing circuit. In the first embodiment, an in-plane magnetoresistive element (MR element) is used as the magnetic detection element. This MR element 20 is composed of line-shaped segments 20a to 20d divided into two pairs, and as shown in FIG.
Form two pairs of series circuits, and each series circuit is connected in parallel between the power supply Vcc and the ground to form the bridge circuit 14.

【0050】実施の形態1では、IC104のMR素子
20の感磁面を、磁性被検出物100と磁石103の対
向する方向に対してほぼ平行な面になるように配置す
る。更に、MR素子20は感磁方向に異方性を持つが、
ここではMR素子の各セグメント20a,20b及び2
0c,20dを、それぞれ磁性被検出物100と磁石1
03の対向方向に対して垂直なパターンとし、上記対向
方向とほぼ平行に所定間隔をおいて配置する。
In the first embodiment, the magnetic sensing surface of the MR element 20 of the IC 104 is arranged so as to be substantially parallel to the direction in which the magnetic object 100 and the magnet 103 face each other. Furthermore, although the MR element 20 has anisotropy in the magnetic sensing direction,
Here, each segment 20a, 20b and 2 of the MR element
0c and 20d are the magnetic object 100 and the magnet 1 respectively.
The pattern is perpendicular to the opposing direction of No. 03, and is arranged at a predetermined interval substantially in parallel with the opposing direction.

【0051】磁石103は、IC104内のMR素子2
0バイアス磁界を印加するためのもので、磁性被検出物
100と対向する方向に磁化されている。
The magnet 103 is the MR element 2 in the IC 104
This is for applying a zero bias magnetic field, and is magnetized in a direction facing the magnetic detection object 100.

【0052】次に、実施の形態1の磁気検出装置の動作
について説明する。磁性被検出物100の回転に伴って
凸部100aおよび凹部100bは交互に磁石103に
対向し、MR素子20に印加される磁界は、磁性被検出
物100の回転に伴って増減する。すなわち、MR素子
20に印加される磁界は凸部100aが接近することに
より増加し、離間することにより減少する。
Next, the operation of the magnetic detection device according to the first embodiment will be described. With the rotation of the magnetic detection object 100, the convex portions 100a and the concave portions 100b alternately face the magnets 103, and the magnetic field applied to the MR element 20 increases and decreases with the rotation of the magnetic detection object 100. That is, the magnetic field applied to the MR element 20 increases when the protrusion 100a approaches, and decreases when the protrusion 100a separates.

【0053】このMR素子20を鎖交する磁束の変化に
より、MR素子20の各セグメント20a〜20dの抵
抗値は、印加される磁界の大きさに対応して変化する。
従って、図2に示すブリッジ回路14の中点電圧14a
および14bは、磁性被検出物100の回転によりアナ
ログ信号A1およびA2を生成する。
Due to the change of the magnetic flux linking the MR element 20, the resistance value of each of the segments 20a to 20d of the MR element 20 changes according to the magnitude of the applied magnetic field.
Therefore, the midpoint voltage 14a of the bridge circuit 14 shown in FIG.
And 14b generate analog signals A1 and A2 by the rotation of the magnetic object 100.

【0054】MR素子20から出力されるアナログ信号
をパルス信号に変換する電気回路のブロック図を図3に
示す。ここでは、ブリッジ回路14の中点電圧14aお
よび14bを差動アンプ40で増幅し、アナログ信号A
(=A1−A2)を生成させる。
FIG. 3 is a block diagram of an electric circuit for converting an analog signal output from the MR element 20 into a pulse signal. Here, the midpoint voltages 14a and 14b of the bridge circuit 14 are amplified by the differential amplifier 40 and the analog signal A
(= A1-A2).

【0055】図4は磁性被検出物100の形状とアナロ
グ信号Aの関係を示す。実施の形態1による磁気検出装
置(回転検出装置)1の構成及び配置では、磁性被検出
物100の凸部100aのエッジ部付近でのアナログ信
号Aに、従来のようなピークが発生しなくなる。
FIG. 4 shows the relationship between the shape of the magnetic object 100 and the analog signal A. In the configuration and arrangement of the magnetic detection device (rotation detection device) 1 according to the first embodiment, the analog signal A near the edge of the convex portion 100a of the magnetic detection object 100 does not have a peak as in the related art.

【0056】ここで、上記アナログ信号Aにピークが発
生しない理由を簡単に説明する。従来例では図5(a)
に示すように、磁気抵抗素子Ra,Rbの感磁面が磁性
被検出物100との対向方向に対して垂直方向に配置さ
れており、磁性被検出物100の回転方向の磁界変化の
影響を受ける構成となっている。すなわち、磁石103
が生成する磁束線は、磁性被検出物100の接近及び離
間に伴い凸部のエッジに大きく引寄せられる(集中す
る)こととなり、図5(c)に示すように磁気抵抗素子
Ra,Rbの抵抗値はエッジで極大、極小となり、図5
(b)の出力電圧は、図6に示すように磁性被検出物の
エッジ付近でピークが発生する結果となる。
Here, the reason why no peak occurs in the analog signal A will be briefly described. In the conventional example, FIG.
As shown in FIG. 3, the magneto-sensitive surfaces of the magneto-resistive elements Ra and Rb are arranged in a direction perpendicular to the direction in which the magnetic detection elements 100 are opposed to each other. It is configured to receive. That is, the magnet 103
Are drawn (concentrated) to the edge of the convex portion as the magnetic detection object 100 approaches and separates from each other, and as shown in FIG. 5C, the magnetic flux lines of the magnetic resistance elements Ra and Rb The resistance value becomes maximum and minimum at the edge, and FIG.
The output voltage of (b) results in a peak occurring near the edge of the magnetic detection object as shown in FIG.

【0057】一方、実施の形態1の磁気検出装置では、
図7(a),(b)に示すように磁気抵抗素子Ra,R
bの感磁面が磁性被検出物100との対向方向に対して
ほぼ平行方向に配置されており、磁性被検出物100と
対向する方向の磁界変化が支配的な構成となっている。
すなわち、磁石103が生成する対向方向の磁束線は、
磁性被検出物100の凸部のエッジによる影響を受ける
ことなく、図7(c)に示すように磁気抵抗素子Raの
抵抗値は磁性被検出物の凸部又は凹部のみに対応して最
大、最小となり、出力される上記アナログ信号として、
磁性被検出物のエッジ付近でのピークが発生しなくな
る。
On the other hand, in the magnetic detection device of the first embodiment,
As shown in FIGS. 7A and 7B, the magnetoresistive elements Ra and R
The magneto-sensitive surface b is arranged in a direction substantially parallel to the direction in which the magnetic object 100 is opposed to the magnetic object 100, and the magnetic field change in the direction facing the magnetic object 100 is dominant.
That is, the magnetic flux lines in the facing direction generated by the magnet 103 are
As shown in FIG. 7C, the resistance value of the magnetoresistive element Ra is not affected by the edge of the convex portion of the magnetic detection object 100, and the resistance value of the magnetoresistive element Ra is maximum corresponding to only the convex portion or concave portion of the magnetic detection object. As the analog signal that is minimized and output,
A peak near the edge of the magnetic detection object does not occur.

【0058】また、実施の形態1の磁気検出装置1で
は、図4に示すようにDCレベルでGap特性のクロス
点がないアナログ波形が得られる。このアナログ信号は
磁性被検出物100の回転方向が逆転しても、磁性被検
出物の凹凸に対応するアナログ信号波形は反転しない。
このため、アナログ信号と所定の比較電圧により波形整
形すれば電源投入直後から磁性被検出物100の凹凸を
識別することができる。
Further, in the magnetic detection device 1 according to the first embodiment, an analog waveform having no Gap characteristic cross point at the DC level can be obtained as shown in FIG. This analog signal does not invert the analog signal waveform corresponding to the unevenness of the magnetic object even if the rotation direction of the magnetic object 100 is reversed.
For this reason, if the waveform is shaped by the analog signal and the predetermined comparison voltage, the irregularities of the magnetic object 100 can be identified immediately after the power is turned on.

【0059】次に、実施の形態1の磁気検出装置1の構
造面の特徴について説明する。図1に示すように、バイ
アス磁界を印加する磁石103は、MR素子20の感磁
面と平行に位置させIC104の背面側に設置すること
ができるため、IC104の端子をフラットに構成でき
るというメリットがある。IC104の端子がフラット
であればチップ部品を含むIC104を一般ICの封止
技術として高い信頼性を持つトランスファーモールドで
封止することが可能であり、製品の信頼性を向上させる
ことができる。
Next, the features of the structure of the magnetic detection device 1 according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the magnet 103 for applying a bias magnetic field can be positioned parallel to the magneto-sensitive surface of the MR element 20 and can be installed on the back side of the IC 104, so that the terminal of the IC 104 can be configured flat. There is. If the terminals of the IC 104 are flat, it is possible to seal the IC 104 including the chip component with transfer molding having high reliability as a general IC sealing technique, and it is possible to improve the reliability of the product.

【0060】図8は実施の形態1の磁気検出装置の構造
を示す断面図である。図8に示すように、磁気検出素子
及び信号処理回路を内蔵したIC104を基板に対して
フラットに搭載し、トランスファーモールド技術により
磁石103の接着台座を形成すれば、磁気検出素子と磁
石の位置精度が向上し、信号検出精度も向上する。
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the magnetic detection device according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, an IC 104 having a built-in magnetic detection element and a signal processing circuit is mounted flat on a substrate, and an adhesive pedestal for the magnet 103 is formed by transfer molding technology. And signal detection accuracy is also improved.

【0061】図9は実施の形態1による他の磁気検出装
置の設置例を示す概略斜視図である。磁気検出素子であ
るMR素子20a〜dの感磁面が磁性被検出物100と
の対向方向に対してほぼ平行方向に配置されているので
あれば、図1の設置例に限らず図9の設置例でも、磁性
被検出物100と対向する方向の磁界変化が支配的な磁
気回路に磁気検出素子の感磁面を配置する構成となるの
で、上記と同様の効果を奏する。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of installation of another magnetic detection device according to the first embodiment. If the magneto-sensitive surfaces of the MR elements 20a to 20d, which are magnetic detecting elements, are arranged in a direction substantially parallel to the direction facing the magnetic detection object 100, not only the installation example of FIG. Also in the installation example, since the magnetic sensing surface of the magnetic detection element is arranged in the magnetic circuit in which the magnetic field change in the direction facing the magnetic detection object 100 is dominant, the same effects as described above can be obtained.

【0062】実施の形態2.実施の形態1の磁気検出装
置により得られたアナログ信号Aを、図3に示す信号処
理回路によりDC成分をカットするためAC結合(例え
ばコンデンサ及び抵抗等で構成される直流成分除去結
合)を行うと、図10に示すようにAC結合後には、ほ
ぼ振幅中心でGap特性がクロスする。その結果、磁性
被検出物100の形状によらず一般的なヒステリシス量
(数十mV)で精度良く波形整形が可能となる。
Embodiment 2 The analog signal A obtained by the magnetic detection device of the first embodiment is subjected to AC coupling (for example, DC component removal coupling composed of a capacitor and a resistor) to cut a DC component by a signal processing circuit shown in FIG. Then, as shown in FIG. 10, after AC coupling, the Gap characteristics cross approximately at the center of amplitude. As a result, the waveform can be accurately shaped with a general hysteresis amount (several tens of mV) regardless of the shape of the magnetic detection object 100.

【0063】また、従来装置の例(図25)とは異なり
アナログ信号Aに凸部のエッジに起因するピークが発生
しないため、図11に示すように、磁性被検出物100
が低回転であっても誤パルスが発生することなく精度の
良い信号検出が可能である。
Unlike the conventional device (FIG. 25), the analog signal A does not have a peak due to the edge of the convex portion.
Even if the rotation speed is low, accurate signal detection is possible without generating erroneous pulses.

【0064】実施の形態3.実施の形態1では磁気検出
素子として磁気抵抗素子(MR素子)を使用した例を示
したが、巨大磁気抵抗素子(GMR素子;Giant Magnet
oresistive Element)としても、実施の形態1と同様に
磁気を検出することが可能である。
Embodiment 3 In the first embodiment, an example is shown in which a magnetoresistive element (MR element) is used as a magnetic sensing element, but a giant magnetoresistive element (GMR element; Giant Magnet)
As in the first embodiment, it is also possible to detect magnetism.

【0065】実施の形態3では、図12に示すように、
一対のGMR素子20のサイズを幅(W)0.3(m
m)×長さ(L)1.35(mm)とし、この中にライ
ン幅10(μm)のGMR膜を2本蛇行させている。G
MR素子のパターンの方向は実施の形態1と同様、磁性
被検出物100と磁石103の対向方向とほぼ垂直な方
向である。このGMR素子をピッチP=0.6(mm)
の間隔で2個配置し、図2のブリッジ回路14を構成し
ている。
In the third embodiment, as shown in FIG.
The size of the pair of GMR elements 20 is set to a width (W) of 0.3 (m).
m) × length (L) 1.35 (mm), in which two GMR films having a line width of 10 (μm) meander. G
The direction of the pattern of the MR element is substantially perpendicular to the direction in which the magnetic object 100 and the magnet 103 face each other, as in the first embodiment. This GMR element has a pitch P = 0.6 (mm).
2 are arranged at the intervals of, to constitute the bridge circuit 14 of FIG.

【0066】GMR素子は、前述したように数〜数十オ
ングストロームの厚さの磁性層(例えばCo)と被磁性
層(例えばCu)とを交互に積層させた積層体(人口格
子)により構成され、MR素子に比べ磁界による抵抗変
化率が巨大である面内感磁型の素子である。なお、GM
R素子はMR素子と異なり一般的には磁界の方向に異方
性を持っていなく、面内磁界であれば磁界の向きには無
関係に抵抗変化を示す。
As described above, the GMR element is composed of a laminated body (artificial lattice) in which magnetic layers (for example, Co) and magnetic layers (for example, Cu) each having a thickness of several to several tens angstroms are alternately laminated. This is an in-plane magneto-sensitive element whose resistance change rate due to a magnetic field is greater than that of an MR element. GM
The R element, unlike the MR element, generally does not have anisotropy in the direction of the magnetic field, and exhibits a resistance change regardless of the direction of the magnetic field if it is an in-plane magnetic field.

【0067】実施の形態3によれば、実施の形態1と同
様に磁性被検出物100の回転方向によらず、図4に示
すと同様のアナログ信号Aが得られる。また、GMR素
子の磁気検出感度はMR素子に比べ高いので、バイアス
用の磁石の小型化が図れ、ひいては磁気検出装置の小型
化が図れる効果がある。
According to the third embodiment, similar to the first embodiment, an analog signal A similar to that shown in FIG. 4 can be obtained regardless of the rotation direction of the magnetic object 100. Further, since the magnetic detection sensitivity of the GMR element is higher than that of the MR element, the size of the bias magnet can be reduced, and the size of the magnetic detection device can be reduced.

【0068】実施の形態4.実施の形態1に示すように
磁気検出素子に磁気抵抗素子を用いた場合、磁界変化に
よる抵抗値の変化量は素子面積の平均値となる。そこ
で、実施の形態4では抵抗数を2素子のブリッジ構成と
し、素子のサイズを半減させ、磁界変化量の大きい位置
に配置することにより磁気検出感度の向上を可能とす
る。
Embodiment 4 In the case where a magnetoresistive element is used as the magnetic sensing element as described in Embodiment 1, the amount of change in resistance due to a change in the magnetic field is an average value of the element area. Therefore, in the fourth embodiment, the number of resistors is set to a bridge configuration of two elements, the size of the elements is reduced by half, and the element is arranged at a position where the amount of change in the magnetic field is large, so that the magnetic detection sensitivity can be improved.

【0069】また、磁気検出素子のサイズが小さくなれ
ば、一体的に構成されたIC104自体の小型化も可能
である。
If the size of the magnetic sensing element is reduced, the size of the integrated IC 104 itself can be reduced.

【0070】実施の形態5.実施の形態1〜4による磁
気検出素子の配置では磁気検出の感度は高いが、磁気検
出素子と磁石位置の組み付けばらつきの許容量が小さい
という問題がある。そこで、実施の形態5では、図13
に示すように、磁性被検出物100の移動方向に所定の
間隔を持って磁気検出素子20a,bを配置とすると、
磁気検出素子20a,bと磁石103の組み付け精度を
緩和できるというメリットがあり、量産性に優れてい
る。
Embodiment 5 FIG. In the arrangement of the magnetic detection elements according to the first to fourth embodiments, the sensitivity of the magnetic detection is high, but there is a problem that the allowable amount of variation in assembling the magnetic detection elements and the magnet positions is small. Therefore, in the fifth embodiment, FIG.
As shown in the figure, when the magnetic detection elements 20a and 20b are arranged at a predetermined interval in the moving direction of the magnetic detection object 100,
There is an advantage that the assembling accuracy of the magnetism detecting elements 20a and 20b and the magnet 103 can be eased, and the mass productivity is excellent.

【0071】実施の形態6.実施の形態6は、実施の形
態5の磁気検出素子の配置を発展させたものであり、磁
性被検出物と磁石の対向方向とほぼ垂直な方向にパター
ン形成された磁気検出素子を用いることにより、AC結
合と相性の良いアナログ信号を得ることを目的とする。
Embodiment 6 FIG. The sixth embodiment is an extension of the arrangement of the magnetic detection elements of the fifth embodiment, and uses a magnetic detection element patterned in a direction substantially perpendicular to the direction in which the magnetic object and the magnet face each other. , And to obtain an analog signal compatible with AC coupling.

【0072】図14は実施の形態6による磁気検出装置
を示す概略斜視図である。実施の形態6では、磁気検出
素子の感磁面を、磁性被検出物100と磁石103の対
向方向に対してほぼ平行な面になるように配置すると共
に、磁気検出素子のセグメント20a,dを磁性被検出
物100の移動方向に所定の間隔を持って配置とする。
更に、磁気検出素子の各セグメント20a,dを磁性被
検出物と磁石の対向方向とほぼ垂直な方向にパターン形
成する。
FIG. 14 is a schematic perspective view showing a magnetic detector according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, the magnetic sensing surface of the magnetic sensing element is arranged so as to be substantially parallel to the facing direction of the magnetic object 100 and the magnet 103, and the segments 20a and 20d of the magnetic sensing element are arranged. The magnetic detection objects 100 are arranged at predetermined intervals in the moving direction.
Further, each of the segments 20a and 20d of the magnetic detection element is patterned in a direction substantially perpendicular to the direction in which the magnetic detection object and the magnet face each other.

【0073】ここでは、磁気検出素子としてGMR素子
を使用し、各セグメント20a,dの寸法は幅0.3
(mm)×長さ0.66(mm)とし、この中にライン
幅10(μm)のGMR膜を蛇行させている。また、セ
グメント20a,dの中心間ピッチは1.0(mm)と
している。
Here, a GMR element is used as a magnetic detecting element, and each of the segments 20a and 20d has a width of 0.3.
(Mm) × length 0.66 (mm), in which a GMR film having a line width of 10 (μm) is meandering. The pitch between the centers of the segments 20a and 20d is 1.0 (mm).

【0074】磁石は磁性被検出物と磁石の対向方向に磁
化された希土類磁石で寸法は5×3×15T(mm)で
ある。
The magnet is a rare earth magnet magnetized in a direction facing the magnetic object and the magnet, and has a size of 5 × 3 × 15 T (mm).

【0075】図15は実施の形態6による磁気検出素子
のパターン方向とアナログ信号波形を示す。磁気検出素
子のパターン方向が磁性被検出物と磁石の対向方向と平
行な場合、アナログ信号(図15の右側信号波形)は従
来装置の信号波形とあまり変わらない。一方、磁気検出
素子のパターン方向が磁性被検出物と磁石の対向方向と
垂直の場合には、アナログ信号(図15の左側信号波
形)は磁性被検出物の凸部エッジでピークの発生がほと
んどなく、低回転から信号検出可能なAC結合向きのア
ナログ信号が得られる。
FIG. 15 shows the pattern direction and the analog signal waveform of the magnetic sensor according to the sixth embodiment. When the pattern direction of the magnetic detection element is parallel to the direction in which the magnetic detection object and the magnet are opposed to each other, the analog signal (the right signal waveform in FIG. 15) is not much different from the signal waveform of the conventional device. On the other hand, when the pattern direction of the magnetic detection element is perpendicular to the facing direction of the magnetic object and the magnet, the analog signal (the left signal waveform in FIG. 15) has almost no peak at the convex edge of the magnetic object. Thus, an AC-coupled analog signal that can be detected from a low rotation can be obtained.

【0076】以上のように実施の形態6による磁気回路
構成によれば、磁石103の組み付け位置のばらつきの
許容量が大きく、低回転から検出可能なアナログ信号を
得ることができる。また、実施の形態6の磁気回路にお
いても磁性被検出物100の回転方向が逆転してもアナ
ログ信号は反転しない。
As described above, according to the magnetic circuit configuration of the sixth embodiment, the allowable amount of variation in the mounting position of the magnet 103 is large, and an analog signal detectable from a low rotation can be obtained. In the magnetic circuit according to the sixth embodiment, the analog signal is not inverted even if the rotation direction of the magnetic detection object 100 is reversed.

【0077】実施の形態7.実施の形態6では、磁性被
検出物100の凸部エッジでのアナログ信号のピークは
ほとんど発生しないが、信号精度に与える影響は大き
い。特に磁気検出素子と磁石位置の組み付け位置が図1
4のX方向にばら付くと、前述したアナログ信号のピー
クの出方が変化し、信号精度が変化する。
Embodiment 7 In the sixth embodiment, the peak of the analog signal at the edge of the convex portion of the magnetic detection object 100 hardly occurs, but the influence on the signal accuracy is large. In particular, the mounting position of the magnetic detection element and the magnet position is shown in FIG.
4, the way of peaking of the analog signal changes, and the signal accuracy changes.

【0078】この信号精度に大きな影響を与えるピーク
を抑える方法として、図16に示すように、磁性体のガ
イド200を磁性被検出物100の移動方向に対して磁
気検出素子と離間した位置に設けると良い。ここでは磁
性体ガイド200としてSPCCを用いている。
As a method of suppressing the peak which greatly affects the signal accuracy, as shown in FIG. 16, a magnetic guide 200 is provided at a position separated from the magnetic detection element with respect to the moving direction of the magnetic detection object 100. And good. Here, SPCC is used as the magnetic material guide 200.

【0079】実施の形態7の磁性体ガイド200を設け
ることにより、磁石103の位置ずれがX方向に±0.
3(mm)の範囲ではアナログ信号波形のピークは発生
しなくなる。図17は磁性体ガイド200の有無による
アナログ信号波形を示したものであり、磁性体ガイド2
00が無い場合に発生する図示破線のピークが磁性体ガ
イド200を配置することで無くなる様子を示してい
る。その結果、磁気検出素子と磁石の組み付けばらつき
による信号精度が向上する。
By providing the magnetic material guide 200 according to the seventh embodiment, the displacement of the magnet 103 can be reduced by ± 0.
In the range of 3 (mm), the peak of the analog signal waveform does not occur. FIG. 17 shows an analog signal waveform depending on the presence or absence of the magnetic material guide 200.
The state shown by the broken line in the figure, which occurs when there is no 00, disappears when the magnetic material guide 200 is arranged. As a result, the signal accuracy due to the variation in assembling the magnetism detecting element and the magnet is improved.

【0080】実施の形態8.実施の形態8は実施の形態
7の磁性体ガイドの配置高さの改良に関するものであ
り、磁性体ガイド200の少なくとも一部分を磁気検出
素子の感磁面と同一高さ以上に構成することにより、ア
ナログ信号の温度特性を改善する。
Embodiment 8 FIG. The eighth embodiment relates to the improvement of the arrangement height of the magnetic material guide of the seventh embodiment. By configuring at least a part of the magnetic material guide 200 to be at least the same height as the magnetic sensing surface of the magnetic sensing element, Improve the temperature characteristics of analog signals.

【0081】図16に示す磁性体ガイド付きの磁気回路
では、磁石がX軸の+方向にずれる程、高温下でのアナ
ログ信号の減衰が大きくなる。図18は磁性体ガイド2
00の高さと信号検出に適した磁石位置の関係を示した
ものである。図18において、磁性体ガイド200の高
さL1が磁気検出素子20a,dの感磁面と同一高さに
なる程、アナログ信号減衰率が低くなることが示されて
いる(図18(c))。更に、磁性体ガイド200の高
さL1が磁気検出素子と同一高さの時、最適磁石位置と
して磁石中心位置lが0±0.2(mm)の範囲となる
ことがわかる。なお、図18のアナログ減衰率(%)は
{V(25℃)−V(130℃)}/V(25℃)×1
00で計算している。
In the magnetic circuit with a magnetic material guide shown in FIG. 16, the more the magnet is shifted in the + direction of the X axis, the greater the attenuation of the analog signal at high temperatures. FIG. 18 shows the magnetic material guide 2
The relationship between the height of 00 and the magnet position suitable for signal detection is shown. FIG. 18 shows that the analog signal decay rate decreases as the height L1 of the magnetic body guide 200 becomes the same as the magnetic sensing surface of the magnetic detection elements 20a and 20d (FIG. 18C). ). Further, when the height L1 of the magnetic material guide 200 is the same as the height of the magnetic detection element, it can be seen that the magnet center position 1 is in the range of 0 ± 0.2 (mm) as the optimum magnet position. The analog attenuation rate (%) in FIG. 18 is {V (25 ° C.) − V (130 ° C.)} / V (25 ° C.) × 1
00 is calculated.

【0082】また、磁性体ガイド200は、図19に示
すように主に磁気検出素子の側面部のみにおいて、その
高さを磁気検出素子と同一にしても上記と同様の効果が
得られる。
Further, as shown in FIG. 19, the same effect as described above can be obtained even when the height of the magnetic body guide 200 is the same as that of the magnetic detection element mainly only on the side surface of the magnetic detection element.

【0083】実施の形態9.実施の形態9は実施の形態
7の磁性体ガイドの配置長さの改良に関するものであ
る。すなわち、アナログ信号の温度特性を更に改善する
方法としては、磁性体ガイド200の長さを磁石長さ以
上に構成すると良い。図18に磁性体ガイド長さ変更に
よる温度特性改善効果を示す。図18において、磁性体
ガイド200の長さL2が磁石103の長さより長くな
る程、アナログ信号減衰率が低くなることが示されてい
る(図18(c))
Embodiment 9 FIG. The ninth embodiment relates to the improvement of the arrangement length of the magnetic material guide of the seventh embodiment. That is, as a method of further improving the temperature characteristic of the analog signal, it is preferable to configure the length of the magnetic body guide 200 to be longer than the length of the magnet. FIG. 18 shows the effect of improving the temperature characteristics by changing the length of the magnetic material guide. FIG. 18 shows that the analog signal attenuation rate decreases as the length L2 of the magnetic material guide 200 becomes longer than the length of the magnet 103 (FIG. 18C).

【0084】実施の形態10.図19に示す磁気検出装
置の磁気回路は磁性被検出物の凸部の幅が磁気検出素子
に対し十分に広い場合には、前述の通りAC結合処理に
非常に有効である。ところが、磁性被検出物100の形
状が図20に示すような場合、すなわち凸部100aの
幅が磁気検出素子の幅と同じくらい小さく、かつ凸部1
00aの間隔が不等間隔となっており最少間隔が磁気検
出素子と同等な場合には、信号処理回路のアンプの増幅
率を変更しても信号検出ができない。この場合の磁性被
検出物形状とアナログ信号の関係を図21に示す。
Embodiment 10 FIG. The magnetic circuit of the magnetic detection device shown in FIG. 19 is very effective for the AC coupling processing as described above when the width of the convex portion of the magnetic detection object is sufficiently larger than the magnetic detection element. However, when the shape of the magnetic detection object 100 is as shown in FIG. 20, that is, when the width of the projection 100a is as small as the width of the magnetic detection element,
If the interval of 00a is unequal and the minimum interval is equal to that of the magnetic detection element, the signal cannot be detected even if the amplification factor of the amplifier of the signal processing circuit is changed. FIG. 21 shows the relationship between the shape of the magnetic detection object and the analog signal in this case.

【0085】一方、図15の右側パターンに示すように
磁気検出素子のパターン方向が磁性被検出物と磁石の対
向方向と平行な場合、磁性被検出物100の凸部エッジ
でアナログ信号にピークが発生することにより、図22
のように波形整形可能なアナログ信号が得ることができ
る。
On the other hand, when the pattern direction of the magnetic sensing element is parallel to the facing direction of the magnetic object and the magnet as shown in the right side pattern of FIG. By occurring, FIG.
An analog signal whose waveform can be shaped as shown in FIG.

【0086】実施の形態11.実施の形態10の磁気検
出装置では、磁気検出素子を鎖交する磁束の変化量が少
ないため、アンプのゲインを上げる必要がある。そのた
め、前述した磁気回路のように角型磁石では、磁気検出
素子と磁石に組み付けばらつきにより、アナログ信号の
DCレベル変動によりアンプ後の出力が飽和し信号検出
ができなくなる場合がある。
Embodiment 11 FIG. In the magnetic detection device according to the tenth embodiment, since the amount of change in the magnetic flux linking the magnetic detection element is small, it is necessary to increase the gain of the amplifier. For this reason, in the case of a rectangular magnet as in the above-described magnetic circuit, there is a case where the output after the amplifier is saturated due to a variation in the DC level of the analog signal due to a variation in assembling the magnetism detecting element and the magnet, and the signal cannot be detected.

【0087】これを避けるためには、磁石位置を調整す
るか、アンプの回路定数を個別に調整するか、または増
幅前にDC成分をカットすれば良い。しかしながら、こ
れらの方法は製品単価を押し上げてしまうという問題が
ある。
To avoid this, the position of the magnet may be adjusted, the circuit constant of the amplifier may be individually adjusted, or the DC component may be cut before amplification. However, these methods have a problem that the product unit price is increased.

【0088】そこで、実施の形態11では、図23に示
すように磁気検出素子の背面側に設置された磁石103
の、磁気検出素子20a,dと対向する面に溝103a
を設けると、磁気検出素子と磁石の位置ずれ許容量が大
幅に緩和される。この例において、磁気検出素子として
実施の形態5と同一仕様のGMR素子を使用する。磁石
103の溝形状は幅4(mm)、深さ1(mm)であ
る。
Therefore, in the eleventh embodiment, as shown in FIG. 23, the magnet 103 installed on the back side of the magnetic sensing element
Of the groove 103a on the surface facing the magnetic sensing elements 20a and 20d.
Is provided, the allowable amount of displacement between the magnetism detecting element and the magnet is greatly reduced. In this example, a GMR element having the same specifications as in the fifth embodiment is used as the magnetic detection element. The groove shape of the magnet 103 has a width of 4 (mm) and a depth of 1 (mm).

【0089】実施の形態12.上記説明してきた磁気検
出素子(特にGMR素子)を用いた磁気回路(実施の形
態1〜11)において、図24に示すように磁石103
の磁性被検出物側端面と磁気検出素子(特にGMR素
子)20の中心の距離を±1.5(mm)の範囲に設定
すると、磁気検出装置として好適な磁気回路が得られ
る。
Embodiment 12 FIG. In a magnetic circuit (Embodiments 1 to 11) using the above-described magnetic detection element (especially a GMR element), as shown in FIG.
When the distance between the end face of the magnetic object and the center of the magnetic detection element (especially the GMR element) 20 is set in a range of ± 1.5 (mm), a magnetic circuit suitable as a magnetic detection device can be obtained.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上のように請求項1及び請求項2の発
明によれば、磁性被検出物と対向する方向の磁界変化が
支配的な場に磁性検出素子の感磁面を配置したので、例
えば磁性被検出物の凸部のエッジ部によるピークを有す
るアナログ信号が発生しなくなり、DCレベルでGap
特性のクロス点がないアナログ波形が得られる。このア
ナログ信号は磁性被検出物の回転方向が逆転しても、磁
性被検出物の凹凸に対応するアナログ信号波形は反転し
ないため、アナログ信号と所定の比較電圧により波形整
形すれば電源投入直後から磁性被検出物の凹凸を識別す
ることができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the magneto-sensitive surface of the magnetic sensing element is arranged in a field where the magnetic field change in the direction facing the magnetic object is dominant. For example, an analog signal having a peak due to the edge of the convex portion of the magnetic detection object is not generated, and the gap is generated at the DC level.
An analog waveform having no characteristic cross point can be obtained. This analog signal does not invert the analog signal waveform corresponding to the unevenness of the magnetic object even if the rotation direction of the magnetic object is reversed. Therefore, if the waveform is shaped by the analog signal and a predetermined comparison voltage, immediately after the power is turned on. The unevenness of the magnetic detection object can be identified.

【0091】請求項3の発明によれば、磁気検出素子を
集積回路装置内に形成し、この集成回路装置に並行して
磁性被検出物に対向する方向に磁化された磁界発生手段
を設置したので、集成回路装置の端子をフラットに構成
できるというメリットがあり、端子がフラットであれば
チップ部品を含む集成回路装置を一般ICの封止技術と
して高い信頼性を持つトランスファーモールドで封止す
ることが可能であり、製品の信頼性を向上させることが
できる。
According to the third aspect of the present invention, the magnetic detecting element is formed in the integrated circuit device, and the magnetic field generating means magnetized in the direction facing the magnetic detection object is provided in parallel with the integrated circuit device. Therefore, there is an advantage that the terminals of the integrated circuit device can be configured to be flat. If the terminals are flat, the integrated circuit device including the chip component can be sealed with a highly reliable transfer mold as a general IC sealing technology. Is possible, and the reliability of the product can be improved.

【0092】請求項4の発明によれば、磁界発生手段を
トランスファモールド成形により位置決め設置したの
で、磁気検出素子と磁石の位置精度が向上し、信号検出
精度も向上する効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, since the magnetic field generating means is positioned and installed by transfer molding, the positional accuracy of the magnetic detecting element and the magnet is improved, and the signal detecting accuracy is also improved.

【0093】請求項5の発明によれば、アナログ信号の
波形整形処理方式としてAC結合方式を採用したので、
AC結合後の信号波形はほぼ振幅中心でGap特性がク
ロスする。その結果、磁性被検出物の形状によらず一般
的なヒステリシス量(数十mV)で精度良く波形整形が
可能となる。また、磁性被検出物が低回転であっても誤
パルスが発生することなく精度の良い信号検出が可能と
なる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the AC coupling method is employed as the waveform shaping processing method of the analog signal,
In the signal waveform after AC coupling, the Gap characteristic crosses substantially at the center of amplitude. As a result, the waveform can be accurately shaped with a general hysteresis amount (several tens mV) regardless of the shape of the magnetic detection object. In addition, even if the magnetic detection object rotates at a low speed, an accurate signal can be detected without generating an erroneous pulse.

【0094】請求項7の発明によれば、磁気検出素子を
2個のライン状のセグメントにより構成し、各セグメン
トを直列接続してブリッジ回路を構成し、各セグメント
を磁性被検出物との対向方向に対して垂直なパターンと
したので、磁気検出素子のサイズを半減させることがで
き、磁界変化量の大きい位置に配置することにより磁気
検出感度の向上を可能とする。また、磁気検出素子のサ
イズが小さくなれば、磁気検出装置の小型化も可能であ
る。
According to the seventh aspect of the present invention, the magnetic detecting element is constituted by two linear segments, each segment is connected in series to form a bridge circuit, and each segment is opposed to the magnetic object. Since the pattern is perpendicular to the direction, the size of the magnetic sensing element can be reduced by half, and the magnetic sensing sensitivity can be improved by arranging the magnetic sensing element at a position where the amount of change in the magnetic field is large. Also, if the size of the magnetic detection element is reduced, the size of the magnetic detection device can be reduced.

【0095】請求項8の発明によれば、磁性被検出物の
移動方向に対して所定の間隔を持って一対の磁気検出素
子を配置したので、磁気検出素子と磁界発生手段(磁
石)の組み付け精度を緩和でき、量産性に優れている効
果がある。
According to the eighth aspect of the present invention, since the pair of magnetic detecting elements are arranged at a predetermined interval in the moving direction of the magnetic object, the magnetic detecting element and the magnetic field generating means (magnet) are assembled. The effect is that the accuracy can be relaxed and the mass productivity is excellent.

【0096】請求項9の発明は、磁気検出素子を磁性被
検出物の移動方向に所定間隔を持って配置し、かつ磁気
検出素子のパターン方向を磁性被検出物と磁界発生手段
の対向方向に対してほぼ垂直な方向に形成したので、高
い信号精度で低回転から信号検出可能な磁気検出装置を
得られるという効果がある。
According to a ninth aspect of the present invention, the magnetic detecting element is disposed at a predetermined interval in the moving direction of the magnetic detection object, and the pattern direction of the magnetic detection element is set in the direction opposite to the magnetic detection object and the magnetic field generating means. Since it is formed in a direction substantially perpendicular to the direction, there is an effect that a magnetic detection device capable of detecting a signal from a low rotation with high signal accuracy can be obtained.

【0097】請求項10の発明によれば、磁性被検出物
の移動方向に対して磁気検出素子と離感した位置に磁性
体ガイドを設けたことにより、信号精度を向上できると
いう効果がある。
According to the tenth aspect, by providing the magnetic body guide at a position separated from the magnetic detection element in the moving direction of the magnetic detection object, there is an effect that the signal accuracy can be improved.

【0098】請求項11の発明によれば、磁性体ガイド
の少なくとも一部分を磁気検出素子と同一高さ以上に構
成したことにより、アナログ信号振幅の温度特性が小さ
くなり信号精度が向上するという効果がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, at least a portion of the magnetic body guide is formed at the same height or higher than the magnetic detecting element, so that the temperature characteristics of the amplitude of the analog signal are reduced and the signal accuracy is improved. is there.

【0099】請求項12の発明は、磁性体ガイドの長さ
を磁界発生手段の長さ以上としたことにより、アナログ
信号振幅の温度特性が小さくなり信号精度が向上すると
いう効果がある。
The twelfth aspect of the invention has the effect that the temperature characteristic of the amplitude of the analog signal is reduced and the signal accuracy is improved by setting the length of the magnetic material guide to be longer than the length of the magnetic field generating means.

【0100】請求項13の発明によれば、磁気検出素子
を磁性被検出物の移動方向に所定間隔を持って配置し、
かつ磁気検出素子のパターン方向を磁性被検出物と磁界
発生手段の対向方向に対してほぼ平行な方向に形成した
ことにより、磁性被検出物の凸部形状が小さくまた凸部
間隔も小さい場合に精度良く信号検出ができるという効
果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the magnetic detecting elements are arranged at predetermined intervals in the moving direction of the magnetic object,
And, by forming the pattern direction of the magnetic sensing element in a direction substantially parallel to the facing direction of the magnetic object and the magnetic field generating means, when the convex shape of the magnetic object is small and the interval between the convex portions is small, There is an effect that the signal can be detected with high accuracy.

【0101】請求項14の発明によれば、請求項13の
磁界発生手段(磁石)の磁気検出素子と対向する面に、
磁性被検出物と磁石との対向方向と平行方向の溝を設け
たことにより、磁気検出素子と磁界発生手段(磁石)の
組み付け位置ばらつきを緩和できるという効果がある。
According to the fourteenth aspect, the surface of the magnetic field generating means (magnet) of the thirteenth aspect, which faces the magnetic detection element,
Provision of the groove in the direction parallel to the direction in which the magnetic detection object and the magnet oppose each other has the effect of reducing variations in the mounting position of the magnetic detection element and the magnetic field generating means (magnet).

【0102】請求項15の発明によれば、磁気検出素子
の中心位置を磁性被検出物と対向した磁界発生手段(磁
石)面の端部から所定の位置、例えば±1.5(mm)
の位置に配置することで、磁気検出装置として好適な磁
気回路が得られるという効果がある。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the center position of the magnetic detecting element is set at a predetermined position, for example, ± 1.5 (mm) from the end of the surface of the magnetic field generating means (magnet) facing the magnetic object.
In this case, there is an effect that a magnetic circuit suitable as a magnetic detection device can be obtained.

【0103】請求項16の発明によれば、磁気検出素子
として磁気検出感度の高い巨大磁気抵抗素子を使用する
ことにより、磁界発生手段である磁石等の磁気回路を小
型化することが可能となり、磁気検出装置の小型化でき
るという効果がある。
According to the sixteenth aspect, by using a giant magnetoresistive element having high magnetic detection sensitivity as the magnetic detection element, it is possible to reduce the size of a magnetic circuit such as a magnet which is a magnetic field generating means. There is an effect that the size of the magnetic detection device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による磁気検出装置
を示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 実施の形態1による磁気検出素子のブリッジ
回路を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a bridge circuit of the magnetic detection element according to the first embodiment.

【図3】 この発明の磁気検出装置の信号処理回路ブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a signal processing circuit of the magnetic detection device of the present invention.

【図4】 実施の形態1の磁気検出装置のアナログ信号
波形を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an analog signal waveform of the magnetic detection device according to the first embodiment.

【図5】 実施の形態1のアナログ信号Aにピークが発
生しない理由を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the reason why no peak occurs in the analog signal A according to the first embodiment;

【図6】 実施の形態1のアナログ信号Aにピークが発
生しない理由を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the reason why no peak occurs in the analog signal A according to the first embodiment;

【図7】 実施の形態1のアナログ信号Aにピークが発
生しない理由を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the reason why no peak occurs in the analog signal A according to the first embodiment;

【図8】 実施の形態1の磁気検出装置の構造を示す断
面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the structure of the magnetic detection device according to the first embodiment.

【図9】 実施の形態1の他の実施例による磁気検出装
置を示す概略斜視図である。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device according to another example of the first embodiment.

【図10】 実施の形態2によるAC結合後のアナログ
信号波形を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an analog signal waveform after AC coupling according to the second embodiment.

【図11】 実施の形態2による磁性被検出物の回転速
度と信号処理波形との関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a rotation speed of a magnetic detection object and a signal processing waveform according to the second embodiment.

【図12】 実施の形態3による磁気検出装置を示す概
略斜視図である。
FIG. 12 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device according to a third embodiment.

【図13】 実施の形態5による磁気検出装置を示す概
略斜視図である。
FIG. 13 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device according to a fifth embodiment.

【図14】 実施の形態6による磁気検出装置を示す概
略斜視図である。
FIG. 14 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device according to a sixth embodiment.

【図15】 実施の形態6による磁気検出素子のパター
ン方向とアナログ信号波形を示す。
FIG. 15 shows a pattern direction and an analog signal waveform of a magnetic detection element according to a sixth embodiment.

【図16】 実施の形態7による磁気検出装置を示す概
略斜視図である。
FIG. 16 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device according to a seventh embodiment.

【図17】 実施の形態7の磁性体ガイドの有無による
アナログ信号波形を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating an analog signal waveform according to the presence or absence of a magnetic body guide according to the seventh embodiment.

【図18】 磁性体ガイドの高さと信号検出に適した磁
石位置の関係を示したものである。
FIG. 18 shows the relationship between the height of a magnetic body guide and the position of a magnet suitable for signal detection.

【図19】 実施の形態8による磁性体ガイドを設置し
た磁気検出装置を示す概略斜視図である。
FIG. 19 is a schematic perspective view showing a magnetic detection device provided with a magnetic body guide according to an eighth embodiment.

【図20】 実施の形態10において説明する磁性被検
出物の形状を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a shape of a magnetic detection object described in a tenth embodiment.

【図21】 図20の磁性被検出物に対応する実施の形
態8の磁気回路のアナログ信号を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing an analog signal of the magnetic circuit according to the eighth embodiment corresponding to the magnetic detection object in FIG. 20;

【図22】 図20の磁性被検出物に対応する実施の形
態9の磁気回路のアナログ信号を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating an analog signal of the magnetic circuit according to the ninth embodiment corresponding to the magnetic detection object in FIG. 20;

【図23】 実施の形態11による磁気検出装置を示す
平面図及び正面図である。
23A and 23B are a plan view and a front view showing a magnetic detection device according to an eleventh embodiment.

【図24】 実施の形態12による磁気検出装置を示す
側面図である。
FIG. 24 is a side view showing a magnetic detection device according to a twelfth embodiment.

【図25】 従来の回転検出装置及び磁性被検出物の相
対位置関係を示す側面図である。
FIG. 25 is a side view showing a relative positional relationship between a conventional rotation detection device and a magnetic detection object.

【図26】 従来の回転検出装置の構造を示す断面図で
ある。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional rotation detecting device.

【図27】 従来の磁性磁検出物と回転検出装置の磁気
検出ヘッドとの相対位置関係を示す斜視図である。
FIG. 27 is a perspective view showing a relative positional relationship between a conventional magnetic magnetic detection object and a magnetic detection head of a rotation detection device.

【図28】 磁気検出素子によるブリッジ回路の結線状
態を示す回路図である。
FIG. 28 is a circuit diagram showing a connection state of a bridge circuit by a magnetic detection element.

【図29】 一般的なGMR素子の磁界に対する抵抗値
変化を示す特性図である。
FIG. 29 is a characteristic diagram showing a change in resistance value of a general GMR element with respect to a magnetic field.

【図30】 磁性被検出物と図28のブリッジ回路の各
中点電圧並びにその差動出力であるアナログ信号を示す
図である。
30 is a diagram showing a magnetic detection object, each midpoint voltage of the bridge circuit of FIG. 28, and an analog signal which is a differential output thereof.

【図31】 一般的な磁気検出装置としての回転検出装
置の信号処理回路ブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram of a signal processing circuit of a rotation detection device as a general magnetic detection device.

【図32】 磁気検出素子と磁石位置の変化とアナログ
信号を示す図である。
FIG. 32 is a diagram illustrating a change in the position of a magnetism detecting element and a magnet and an analog signal.

【図33】 従来の磁性被検出物の回転方向とアナログ
信号の関係を示す図である。
FIG. 33 is a diagram showing a relationship between a rotation direction of a conventional magnetic detection object and an analog signal.

【図34】 従来の磁性被検出物の回転速度と信号処理
波形との関係を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a relationship between a rotation speed of a conventional magnetic detection object and a signal processing waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転検出装置(磁気検出装置)、10 樹脂、14
ブリッジ回路、14a,b ブリッジ回路の中点電
圧、20,20a〜d 磁気検出素子(GMR素子、M
R素子)、30 バッファ、40 差動アンプ、50
コンパレータ、100 磁性被検出物、100a 磁性
被検出物の凸部、100b 磁性被検出物の凹部、10
3 磁石、104 IC、200 磁性体ガイド。
1 rotation detection device (magnetic detection device), 10 resin, 14
Bridge circuit, 14a, b Midpoint voltage of bridge circuit, 20, 20a-d Magnetic sensing element (GMR element, M
R element), 30 buffers, 40 differential amplifier, 50
Comparator, 100 magnetic object, 100a convex part of magnetic object, 100b concave part of magnetic object, 10
3 Magnet, 104 IC, 200 Magnetic body guide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新條 出 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA23 AA35 BA07 BB05 BC03 BD16 CA09 CA34 DA01 DA04 DB07 DC08 DD02 GA52 GA69 LA11 LA23 LA27 2F077 AA25 NN04 NN21 PP14 TT16 TT35 2G017 AA01 AB05 AC04 AC06 AC07 AC09 AD55 AD63 AD65 BA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Izumi Shinjo 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 2F063 AA23 AA35 BA07 BB05 BC03 BD16 CA09 CA34 DA01 DA04 DB07 DC08 DD02 GA52 GA69 LA11 LA23 LA27 2F077 AA25 NN04 NN21 PP14 TT16 TT35 2G017 AA01 AB05 AC04 AC06 AC07 AC09 AD55 AD63 AD65 BA09

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性被検出物に対向配置された磁界発生
手段と、この磁界発生手段により磁界が印加される磁気
検出素子と、上記磁性被検出物の移動に応じて上記磁気
検出素子から出力されるアナログ信号を波形整形する信
号処理回路を備えた磁気検出装置であって、上記磁性被
検出物との距離の変化に対応して上記磁界発生手段の生
成する磁界の変化が支配的となる場に上記磁気検出素子
の感磁面を配置したことを特徴とする磁気検出装置。
A magnetic field generating means disposed opposite to a magnetic detection object, a magnetic detection element to which a magnetic field is applied by the magnetic field generation means, and an output from the magnetic detection element in response to movement of the magnetic detection object. A magnetic detection device provided with a signal processing circuit for shaping the waveform of an analog signal to be obtained, wherein a change in a magnetic field generated by the magnetic field generating means is dominant in response to a change in a distance from the magnetic object A magnetic detection device, wherein a magnetically sensitive surface of the magnetic detection element is arranged in a field.
【請求項2】 磁性被検出物に対向配置された磁界発生
手段と、この磁界発生手段により磁界を印加される磁気
検出素子と、上記磁性被検出物の移動に応じて磁気検出
素子から出力されるアナログ信号を波形整形する信号処
理回路を備えた磁気検出装置であって、上記磁気検出素
子の感磁面が磁性被検出物との対向方向に対してほぼ平
行に配置されたことを特徴とする磁気検出装置。
2. A magnetic field generating means arranged to face a magnetic object, a magnetic detecting element to which a magnetic field is applied by the magnetic field generating means, and a magnetic field output from the magnetic detecting element in response to the movement of the magnetic object. A magnetic detection device provided with a signal processing circuit for shaping the waveform of an analog signal, wherein a magnetically sensitive surface of the magnetic detection element is disposed substantially parallel to a direction facing a magnetic detection object. Magnetic detection device.
【請求項3】 上記磁気検出素子を集積回路装置内に形
成し、この集積回路装置に並行して上記磁性被検出物に
対向する方向に磁化された磁界発生手段を設置したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の磁気検出装
置。
3. The integrated circuit device according to claim 2, wherein said magnetic detecting element is formed in an integrated circuit device, and magnetic field generating means magnetized in a direction facing said magnetic detection object is provided in parallel with said integrated circuit device. The magnetic detection device according to claim 1.
【請求項4】 上記磁界発生手段はトランスファモール
ド成形により位置決め設置されていることを特徴とする
請求項3に記載の磁気検出装置。
4. The magnetic detecting device according to claim 3, wherein the magnetic field generating means is positioned and installed by transfer molding.
【請求項5】 請求項1から請求項3のいずれか1項に
記載の磁気検出装置において、アナログ信号の波形整形
処理方式がAC結合方式であることを特徴とする磁気検
出装置。
5. The magnetic detection device according to claim 1, wherein a waveform shaping processing method of an analog signal is an AC coupling method.
【請求項6】 上記磁気検出素子は4個のライン状のセ
グメントにより構成され、各セグメントは二対の直列回
路を構成すると共に各直列回路が並列接続されてブリッ
ジ回路を構成し、各セグメントを磁性被検出物との対向
方向に対して垂直なパターンとし、各直列回路を上記対
向方向とほぼ平行に所定間隔をおいて配置したことを特
徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の
磁気検出装置。
6. The magnetic sensing element is constituted by four linear segments, each segment constituting two pairs of series circuits, and each series circuit being connected in parallel to constitute a bridge circuit. 4. A pattern perpendicular to the direction in which the magnetic object is opposed to each other, and each series circuit is arranged at a predetermined interval substantially parallel to the facing direction. Item 7. The magnetic detection device according to Item.
【請求項7】 上記磁気検出素子は2個のライン状のセ
グメントにより構成され、各セグメントを直列回路で接
続してブリッジ回路を構成し、各セグメントを磁性被検
出物との対向方向に対して垂直なパターンとしたことを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載
の磁気検出装置。
7. The magnetic detecting element is constituted by two linear segments, each segment is connected by a serial circuit to form a bridge circuit, and each segment is arranged in a direction facing the magnetic object. The magnetic detection device according to claim 1, wherein the magnetic detection device has a vertical pattern.
【請求項8】 一対の磁気検出素子を上記磁性被検出物
の移動方向に対して所定の間隔を持って配置したことを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載
の磁気検出装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein a pair of magnetic detecting elements are arranged at a predetermined interval in a moving direction of the magnetic detection object. Magnetic detector.
【請求項9】 上記磁気検出素子のパターン方向を、磁
性被検出物と磁界発生手段の対向方向に対してほぼ垂直
な方向に形成したことを特徴とする請求項8に記載の磁
気検出装置。
9. The magnetic detection device according to claim 8, wherein a pattern direction of the magnetic detection element is formed in a direction substantially perpendicular to a direction in which the magnetic detection object and the magnetic field generating means face each other.
【請求項10】 上記磁性被検出物の移動方向に対して
磁気検出素子と離感した位置に磁性体ガイドを設けたこ
とを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に
記載の磁気検出装置。
10. The magnetic body guide according to claim 1, wherein a magnetic body guide is provided at a position separated from the magnetic detecting element with respect to the moving direction of the magnetic object. Magnetic detection device.
【請求項11】 磁性体ガイドの少なくとも一部分を磁
気検出素子と同一高さ以上に構成したことを特徴とする
請求項10に記載の磁気検出装置。
11. The magnetic detection device according to claim 10, wherein at least a part of the magnetic body guide is configured to be at least as high as the magnetic detection element.
【請求項12】 磁性体ガイドの長さを磁界発生手段の
長さ以上としたことを特徴とする請求項10に記載の磁
気検出装置。
12. The magnetic detecting device according to claim 10, wherein the length of the magnetic material guide is longer than the length of the magnetic field generating means.
【請求項13】 上記磁気検出素子のパターン方向を、
磁性被検出物と磁界発生手段の対向方向に対してほぼ平
行な方向に形成したことを特徴とする請求項8に記載の
磁気検出装置。
13. A pattern direction of the magnetic sensing element,
9. The magnetic detection device according to claim 8, wherein the magnetic detection device is formed in a direction substantially parallel to a direction in which the magnetic detection object and the magnetic field generating means face each other.
【請求項14】 上記磁気検出素子と対向する磁界発生
手段面に、磁性被検出物と磁界発生手段との対向方向と
平行方向の溝を設けたことを特徴とする請求項13に記
載の磁気検出装置。
14. The magnetic field according to claim 13, wherein a groove in a direction parallel to a direction in which the magnetic object and the magnetic field generating means face each other is provided on a surface of the magnetic field generating means facing the magnetic detecting element. Detection device.
【請求項15】 上記磁気検出素子の素子中心を、磁性
被検出物と対向した磁界発生手段面の端部から所定の位
置に配置したことを特徴とする請求項1から請求項14
のいずれか1項に記載の磁気検出装置。
15. The magnetic field detecting device according to claim 1, wherein a center of the magnetic detecting element is arranged at a predetermined position from an end of a surface of the magnetic field generating means facing the magnetic object.
The magnetic detection device according to any one of the above.
【請求項16】 上記磁気検出素子として、巨大磁気抵
抗素子を使用したことを特徴とする請求項1から請求項
15のいずれか1項に記載の磁気検出装置。
16. The magnetic detecting device according to claim 1, wherein a giant magnetoresistive element is used as the magnetic detecting element.
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