JP2000155038A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用途および設計の自由度を拡大するととも
に、省スペース化およびコストダウンを実現した磁気検
出装置を得る。 【解決手段】 磁性材の被検出体１０に対向配置された
検出手段２０と、検出手段に対してバイアス磁界を印加
するための永久磁石と、検出手段の出力信号ＶｏＡ、Ｖ
ｏＢを処理する信号処理回路とを備え、検出手段は、互
いに分解能の異なる複数の検出素子領域２Ａ、２Ｂ、１
２Ａ、１２Ｂを含み、信号処理回路は、検出手段からの
複数の出力信号を個別に異なる信号形態に変換するため
の複数の信号処理領域を含み、複数の検出素子領域およ
び複数の信号処理領域は、同一チップ２０上に形成さ
れ、低分解能用および高分解能用のチップを同一チップ
上に共用化して、同一チップから異なる複数系統の出力
信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば歯車状
の磁性回転体の回転角度を検出する磁気検出装置に関
し、特に同一チップ上に複数系列の検出手段を形成する
ことにより、用途を拡大するとともに、省スペース化お
よびコストダウンを実現した磁気検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、たとえば特開平８−１９３８
３９号公報、特開平７−１６７８７６号公報、特開平６
−３５０１５９号公報などに参照されるように、磁性材
の被検出体に検出手段（ＭＲ素子など）を対向配置し、
検出手段からの出力信号に基づいて被検出体の変位を検
出する磁気検出装置は、種々提案されている。

【０００３】図６〜図１２は従来の磁気検出装置の概略
構成をそれぞれ示しており、図６〜図８は低分解能の場
合の磁気検出装置を模式的に示す側面図、斜視図および
部分平面図である。

【０００４】図９〜図１１は高分解能の場合の磁気検出
装置を模式的に示す側面図、斜視図および部分平面図で
ある。また、図１２は従来の磁気検出装置における一般
的な信号処理回路を示す回路図である。

【０００５】まず、低分解能の磁気検出装置を示す図６
〜図８において、１は磁性材からなる可動の被検出体で
あり、この場合、被検出体１は、外周部に複数の突起１
ａを有する回転磁性体からなり、回転軸Ａを中心として
回転する。

【０００６】２は被検出体１の突起１ａに対向配置され
たＩＣチップ（以下、単にチップという）であり、検出
手段として機能する一対のＭＲ素子２ａおよび２ｂが上
面にモールドにより配設されている。

【０００７】一般に、磁気検出手段としては、ＭＲ素子
または巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子などが用いられる
が、これらの動作はほぼ同じであるため、ここでは、代
表的にＭＲ素子を用いた場合について説明する。

【０００８】この場合、各ＭＲ素子２ａおよび２ｂは、
被検出体１の回転方向に対して垂直方向に並列配置され
ており、この配置関係により、低分解能の検出手段とし
て機能するようになっている。

【０００９】また、チップ２上には、ＭＲ素子２ａおよ
び２ｂの出力信号を処理する信号処理回路（後述する）
が内蔵されている。

【００１０】３はＭＲ素子２ａおよび２ｂ（検出手段）
に対してバイアス磁界を印加するための永久磁石であ
り、直方体形状からなり、被検出体１の放射方向（対向
方向）となる矢印Ｂ方向に着磁されている。

【００１１】永久磁石３は、チップ２の下面に一体的に
固着され、チップ２とともに磁気検出装置のセンサ部を
構成している。

【００１２】一方、高解能の磁気検出装置を示す図９〜
図１１において、１１および１２は前述（図６〜図８参
照）の被検出体１およびチップ２に対応している。被検
出体１１は、前述と同様に、外周部に複数の突起１１ａ
を有する回転磁性体からなり、回転軸Ａを中心として回
転する。

【００１３】また、被検出体１１の突起１１ａに対向配
置されたチップ１２は、前述と同様に、一対のＭＲ素子
１２ａおよび１２ｂが上面にモールドにより配設されて
いる。

【００１４】この場合、被検出体１１上の突起１１ａ
は、低分解能の場合の突起１ａ（図７、図８参照）より
も小さいピッチで形成されている。

【００１５】また、各ＭＲ素子１２ａおよび１２ｂは、
被検出体１の回転方向に沿って並列配置されており、こ
れにより、高分解能の検出手段として機能するようにな
っている。

【００１６】なお、ＭＲ素子２ａ、２ｂ、１２ａ、１２
ｂは、周知のように、強磁性体（たとえば、Ｎｉ−Ｆ
ｅ、Ｎｉ−Ｃｏなど）の薄膜からなり、印加される磁化
方向と電流方向のなす角度によって抵抗値が変化する素
子である。

【００１７】すなわち、ＭＲ素子２ａ、２ｂ、１２ａ、
１２ｂは、電流方向および磁化方向が直角に交わるとき
に抵抗値が最小になり、電流方向および磁化方向のなす
角度が０度（電流方向および磁化方向が同一または全く
逆方向）になるときに抵抗値が最大になる。

【００１８】一般に、ＭＲ素子２ａ、２ｂ、１２ａ、１
２ｂの抵抗値の変化は、ＭＲ変化率と称されており、Ｎ
ｉ−Ｆｅの場合には、２％〜３％程度であり、Ｎｉ−Ｃ
ｏの場合には、５％〜６％程度である。

【００１９】図１２は従来の信号処理回路を示す回路図
であり、低分解能（図６〜図８参照）または高分解能
（図９〜図１１参照）の場合であっても、同様の回路構
成を有する。ここでは、代表的に、低分解能（図６〜図
８参照）の信号処理回路の場合を例にとって説明する。

【００２０】図１２において、２１はＭＲ素子２ａおよ
び２ｂからなるブリッジ回路であり、ＭＲ素子２ａおよ
び２ｂは、電源ＶＣＣとグランドＧＮＤとの間に直列に
挿入されている。

【００２１】２２はブリッジ回路２１に接続された差動
増幅回路であり、帰還抵抗器Ｒ１および入力抵抗器Ｒ２
を有する差動増幅器ＡＭＰと、基準電圧ＶＲ１を生成す
る分圧回路Ｒ２２とを含む。

【００２２】差動増幅器ＡＭＰの出力端子は、帰還抵抗
器Ｒ１を介して反転入力端子（−）に接続されている。
また、差動増幅器ＡＭＰの反転入力端子（−）には、入
力抵抗器Ｒ２を介してＭＲ素子２ａおよび２ｂの接続点
Ｐの電圧ＶＭ１が印加され、差動増幅器ＡＭＰの非反転
入力端子（＋）には、基準電圧ＶＲ１が印加されてい
る。

【００２３】２３は差動増幅回路２２に接続された交流
結合回路であり、差動増幅器ＡＭＰの出力端子に接続さ
れたコンデンサＣと、コンデンサＣの出力端子と基準電
圧ＶＲ２との間に挿入された抵抗器Ｒ３とからなる時定
数（フィルタ）回路を含む。

【００２４】２４は交流結合回路２３に接続された比較
回路であり、コンデンサＣの端子電圧ＶＭ２（以下、コ
ンデンサ電圧という）を基準電圧ＶＲ２と比較するコン
パレータＣＯＭと、コンパレータＣＯＭの出力端子と非
反転入力端子（＋）との間に挿入された帰還抵抗器Ｒ４
と、基準電圧ＶＲ２を生成する分圧回路Ｒ２４と、コン
パレータＣＯＭの出力端子と電源ＶＣＣとの間に挿入さ
れたプルアップ抵抗器Ｒ５とを含む。

【００２５】コンパレータＣＯＭの反転入力端子（−）
には、コンデンサ電圧ＶＭ２が印加され、コンパレータ
ＣＯＭの非反転入力端子（＋）には、基準電圧ＶＲ２が
印加される。分圧回路Ｒ２４には、交流結合回路２３内
の抵抗器Ｒ３が接続されている。

【００２６】２５は比較回路２４に接続された出力回路
であり、コンパレータＣＯＭの比較出力ＶＭ３がベース
に印加されるエミッタ接地のＮＰＮ形のトランジスタＴ
Ｒと、トランジスタＴＲのコレクタと電源ＶＣＣとの間
に挿入された抵抗器Ｒ６とを含む。

【００２７】２６は出力回路２５の出力端子であり、ト
ランジスタＴＲのコレクタ電圧を出力電圧Ｖｏとして出
力する。

【００２８】信号処理回路は、差動増幅回路２２、交流
結合回路２３、比較回路２４および出力回路２５により
構成され、パルス波からなる電気信号を出力電圧Ｖｏと
して外部に出力する。信号処理回路の出力電圧Ｖｏは、
コンピュータユニット（図示せず）に伝送され、たとえ
ば被検出体１（磁性回転体）の回転角度の検出に用いら
れる。

【００２９】以下、図１３および図１４の波形図を参照
しながら、図６〜図１２に示した従来の磁気検出装置の
動作について説明する。図１３は低分解能（図６〜図８
参照）の場合の信号処理回路の動作を示し、図１４は高
分解能（図９〜図１１参照）の場合の信号処理回路の動
作を示す。

【００３０】図１３、図１４は、被検出体１、１１の回
転により磁性突起１ａ、１１ａがチップ２、１２上のＭ
Ｒ素子対に順次対向したときの、コンデンサ電圧ＶＭ２
および出力電圧Ｖｏの時間変化をそれぞれ示している。
図１３および図１４において、基本動作は同一なので、
以下、前述と同様に、代表的に低分解能の磁気検出装置
の動作（図１３）について説明する。

【００３１】図６〜図８において、歯車状の被検出体１
（磁性回転体）をチップ２（検出手段）に近接配置して
回転させると、被検出体１の外周部に配列された突起１
ａの移動により、チップ２上のＭＲ素子２ａおよび２ｂ
（磁気検出素子）に対して磁性の凹部および凸部が交互
に接近する。

【００３２】これにより、永久磁石３からＭＲ素子２ａ
および２ｂに印加される矢印Ｂ方向の磁界が変化し、こ
の磁界変化は、ＭＲ素子２ａおよび２ｂからなるブリッ
ジ回路２１（図１２参照）により、接続点電圧ＶＭ１の
変化として検出される。

【００３３】すなわち、ブリッジ回路２１において、Ｍ
Ｒ素子２ａおよび２ｂの一端を定電圧且つ定電流の電源
ＶＣＣに接続し、ＭＲ素子２ａおよび２ｂの他端を接地
し、ＭＲ素子２ａおよび２ｂの抵抗値変化を接続点Ｐの
電圧変化に変換することにより、ＭＲ素子２ａおよび２
ｂに作用している磁界変化を検出する。

【００３４】ブリッジ回路２１の接続点電圧ＶＭ１の変
化は、チップ２内の差動増幅回路２２で増幅され、交流
結合回路２３により直流成分が除去された後、比較回路
２４および出力回路２５を介してパルス波の出力電圧Ｖ
ｏとなり、外部のコンピュータユニットに送られて、被
検出体１の回転角度検出に寄与する。

【００３５】このとき、被検出体１の回転にともなうＭ
Ｒ素子２ａおよび２ｂの磁界変化は、差動増幅回路２２
の出力電圧に反映されて、突起１ａの磁性凹凸に対応し
た交流信号となる。

【００３６】差動増幅回路２２からの交流信号は、交流
結合回路２３に供給されて、図１３のように、直流成分
が除去されたコンデンサ電圧ＶＭ２となり、比較回路２
４に入力される。

【００３７】比較回路２４は、交流結合回路２３から出
力されるコンデンサ電圧ＶＭ２を基準電圧ＶＲ２（たと
えば、ＶＲ２＝ＶＣＣ／２）と比較し、「０（ＬＯ
Ｗ）」信号または「１（ＨＩＧＨ）」信号からなる比較
出力ＶＭ３を生成する。

【００３８】比較出力ＶＭ３は、出力回路２５内のトラ
ンジスタＴＲをオンオフ（スイッチング）することによ
り、さらに立上りおよび立下りの急峻なパルス波形に整
形され、基準電圧ＶＲ２以上のコンデンサ電圧ＶＭ２に
応答したオンパルスからなる出力電圧Ｖｏとなる。

【００３９】なお、高分解能の磁気検出装置の動作（図
１４）においても、突起１１ａのピッチが小さいことか
ら、コンデンサ電圧ＶＲ２の交流波形の波長が短い点を
除けば、図１３の場合と同様であり、急峻なパルス波形
からなる出力電圧Ｖｏが得られる。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気検出装置は
以上のように、低分解能用のチップ２上のＭＲ素子２ａ
および２ｂ（図７、図８参照）と、高分解能用のチップ
１２上のＭＲ素子１２ａおよび１２ｂ（図１０、図１
１）とでは、ＭＲ素子対の配置状態が互いに異なるの
で、分解能などの各種用途の違いに応じて異なるチップ
２および１２が必要となり、設計上の制約を受けるうえ
コストアップを招くという問題点があった。

【００４１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、低分解能用および高分解能用の
チップを同一チップ上に共用化して、同一チップから異
なる複数系統の出力信号を発生することにより、用途お
よび設計の自由度を拡大するとともに、省スペース化お
よびコストダウンを実現した磁気検出装置を得ることを
目的とする。

【００４２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る磁気検出装置は、磁性材からなる可動の被検出体と、
被検出体に対向配置された検出手段と、検出手段に対し
てバイアス磁界を印加するための永久磁石と、検出手段
の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、検出手段
は、互いに分解能の異なる複数の検出素子領域を含み、
信号処理回路は、検出手段からの複数の出力信号を個別
に異なる信号形態に変換するための複数の信号処理領域
を含み、複数の検出素子領域および複数の信号処理領域
は、同一チップ上に形成されたものである。

【００４３】また、この発明の請求項２に係る磁気検出
装置は、請求項１において、被検出体は、外周部に複数
の突起を有する回転磁性体からなり、複数の突起は、分
解能の異なる複数の突起系列を含み、複数の検出素子領
域は、それぞれＭＲ素子からなるものである。

【００４４】また、この発明の請求項３に係る磁気検出
装置は、請求項２において、複数の突起系列は、低分解
能および高分解能にそれぞれ対応した第１および第２の
突起系列を含み、ＭＲ素子は、第１および第２の突起系
列に対応した第１および第２のＭＲ素子対を含み、第１
のＭＲ素子対は、被検出体の回転方向に対して垂直方向
に並列配置され、第２のＭＲ素子対は、被検出体の回転
方向に沿って並列配置されたものである。

【００４５】また、この発明の請求項４に係る磁気検出
装置は、請求項３において、被検出体は、エンジンのカ
ム軸に設けられており、第１の突起系列は、エンジンの
各気筒毎の基準位置に対応し、第２の突起系列は、エン
ジンの回転角度に対応し、第１および第２のＭＲ素子対
は、第１および第２の突起系列に応答して、エンジンの
気筒毎の基準位置およびエンジンの回転状態を示す出力
信号を生成するものである。

【００４６】

【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を図について説明する。図１はこの発明の
実施の形態１による被検出体およびチップ上面を拡大し
て示す平面図であり、ＧＮＤおよびＶＣＣは前述（図１
２参照）と同様のものである。

【００４７】また、図示しない永久磁石の構成および被
検出体およびチップの基本的な配置関係は図６〜図１１
に示した通りである。

【００４８】図１において、１０は前述（図６〜図１１
参照）の被検出体１および１１に対応している。この場
合、磁性回転体からなる被検出体１０の外周部には、歯
車形状の複数の突起として、低分解能用の突起系列１０
Ａおよび高分解能用の突起系列１０Ｂが複合的に形成さ
れている。

【００４９】２０は前述のチップ２および１２に対応し
た単一のチップである。この場合、被検出体１０に対向
配置されたチップ２０上には、互いに分解能の異なる検
出素子領域として、低分解能用のＭＲ素子２Ａおよび２
Ｂと、高分解能用のＭＲ素子１２Ａおよび１２Ｂとが共
有的に形成されている。

【００５０】各ＭＲ素子２Ａ、２Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ
は、それぞれ、前述のＭＲ素子２ａ、２ｂ、１２ａ、１
２ｂにそれぞれ対応している。すなわち、低分解能用の
第１のＭＲ素子対２Ａおよび２Ｂは、被検出体１０の回
転方向に対して垂直方向に並列配置され、高分解能用の
第２のＭＲ素子対１２Ａおよび１２Ｂは、被検出体１０
の回転方向に沿って並列配置されている。

【００５１】これにより、ＭＲ素子対２Ａ、２Ｂは、低
分解能用の第１の突起系列１０Ａを検出し、ＭＲ素子対
１２Ａ、１２Ｂは、高分解能用の第２の突起系列１０Ｂ
を検出し、それぞれ、異なる形態の出力信号を生成す
る。

【００５２】ＰＡおよびＰＢは各ＭＲ素子対の接続点で
あり、前述（図１２参照）の接続点Ｐに対応している。
３０はチップ２０上に配設されたアルミニウム電極から
なる複数のＩＣパッドである。

【００５３】図２はこの発明の実施の形態１による信号
処理回路を示す回路図であり、前述（図１２参照）の信
号処理回路が並列に形成された構成からなっている。図
２において、４１〜４５は前述のブリッジ回路２１〜出
力回路２５に対応しており、それぞれ、低分解能用およ
び高分解能用の並列回路となっている。また、各回路素
子については、それぞれ、前述の符号にＡ（低分解能
用）またはＢ（高分解能用）を付して詳述を省略する。

【００５４】この場合、信号処理回路は、各ＭＲ素子対
（検出手段）からの出力信号を個別に異なる信号形態に
変換するための複数の信号処理領域を含む。各信号処理
領域は、図１には示されていないが、ＭＲ素子２Ａ、２
Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ（検出素子領域）とともに、同一の
チップ２０上に形成されているものとする。

【００５５】ここで、チップ２０の代表的な製造方法に
ついて説明する。実際には、チップ２０はウェハ状態で
購入され、プロセス終了後に各チップにダイシングが施
されるが、ここでは、便宜的にチップ状態で購入するも
のとして説明する。

【００５６】まず、購入したチップ２０上に、ＭＲ素子
２Ａ、２Ｂ、１２Ａ、１２Ｂをスパッタなどにより成膜
した後、周知の写真製版技術を用いて図１のようにパタ
ーニングを施す。

【００５７】このとき、信号処理回路側の端子上に対し
ては、ＭＲ素子２Ａ、２Ｂ、１２Ａ、１２Ｂが重なった
状態で成膜されており、この重なった部分において電気
的な接続が行われる。

【００５８】その後、酸化膜などの保護膜をスパッタな
どによって成膜し、ワイヤボンディング用のパッド３０
のみを写真製版技術を用いて開口する。以上のように、
図１の構成からなるチップ２０が形成される。

【００５９】次に、図３の波形図を参照しながら、図１
および図２に示したこの発明の実施の形態１の信号処理
動作について説明する。なお、被検出体１０の回転にと
もなう基本的な信号処理動作は、前述と同様である。

【００６０】図３はこの発明の実施の形態１による信号
処理回路の動作を示しており、前述（図１３、図１４参
照）と同様に、被検出体１０の回転により各突起系列１
０Ａおよび１０Ｂがチップ２０上のＭＲ素子対に順次対
向したときの、コンデンサ電圧ＶＭ２ＡおよびＶＭ２Ｂ
の時間変化と、出力電圧ＶｏＡおよびＶｏＢの時間変化
とを、それぞれ示している。

【００６１】前述のように、歯車状の磁性回転体からな
る被検出体１０をチップ２０に近接配置して回転させる
と、被検出体１０の外周部に配列された突起系列１０Ａ
および１０Ｂの移動により、チップ２上のＭＲ素子２
Ａ、２Ｂ、１２Ａ、１２Ｂに対して、ピッチの異なる磁
性の凹部および凸部が交互に接近する。

【００６２】これにより、チップ２０における磁界変化
は、第１のＭＲ素子対２Ａおよび２Ｂと、第２のＭＲ素
子対１２Ａおよび１２Ｂとからなるブリッジ回路４１に
より検出され、接続点電圧ＶＭ１の変化として出力され
る。

【００６３】すなわち、被検出体１０の磁性の突起系列
１０Ａにより、ＭＲ素子２Ａおよび２Ｂの抵抗値（磁
界）が変化して接続点ＰＡおよびＰＢの電圧ＶＭ１Ａが
変化し、突起系列１０Ｂにより、ＭＲ素子１２Ａおよび
１２Ｂの抵抗値（磁界）を変化して接続点ＰＢの電圧Ｖ
Ｍ１Ｂが変化する。

【００６４】各接続点電圧ＶＭ１ＡおよびＶＭ１Ｂは、
差動増幅回路４２で増幅され且つ流結合回路４３を介し
て直流成分が除去され、コンデンサ電圧ＶＭ２Ａおよび
ＶＭ２Ｂとなって、比較回路４４内のコンパレータＣＯ
ＭＡおよびＣＯＭＢに入力される。

【００６５】こうして、被検出体１０の回転（突起系列
１０Ａおよび１０Ｂの移動）にともなう接続点電圧ＶＭ
１ＡおよびＶＭ１Ｂの変化は、磁性凹凸に対応した交流
信号のコンデンサ電圧ＶＭ２ＡおよびＶＭ２Ｂ（図３参
照）として検出される。

【００６６】比較回路４４において、コンパレータＣＯ
ＭＡは、コンデンサ電圧ＶＭ２Ａを基準電圧ＶＲ２Ａと
比較し、コンパレータＣＯＭＢは、コンデンサ電圧ＶＭ
２Ｂを基準電圧ＶＲ２Ｂと比較し、それぞれ、「０（Ｌ
ＯＷ）」または「１（ＨＩＧＨ）」の比較出力ＶＭ３Ａ
およびＶＭ３Ｂを生成する。

【００６７】比較出力ＶＭ３ＡおよびＶＭ３Ｂは、出力
回路４５内のトランジスタＴＲＡおよびＴＲＢをオンオ
フすることにより、急峻なパルス波形の出力電圧ＶｏＡ
およびＶｏＢとなって外部に導出される。

【００６８】このように、ＭＲ素子２Ａ、２Ｂ、１２
Ａ、１２Ｂおよび信号処理回路（図２参照）を同一のチ
ップ２０上に形成し、低分解能用および高分解能用のチ
ップを共用化することにより、単一のチップ２０から異
なる２系統の出力電圧ＶｏＡおよびＶｏＢ（図３参照）
を生成することができる。

【００６９】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、磁気検出装置としての具体的な用途について特に言
及しなかったが、複数の信号系統を検出する装置とし
て、たとえばエンジンのクランク角センサ（回転セン
サ）などに適用してもよい。

【００７０】以下、エンジンの回転センサに適用したこ
の発明の実施の形態２について説明する。この場合、図
１のように歯車形状の被検出体１０は、エンジンのカム
軸に設けられ、低分解能用の突起系列１０Ａは、エンジ
ンの各気筒毎の基準位置に対応し、高分解能用の突起系
列１０Ｂは、エンジンの回転角度に対応しているものと
する。

【００７１】これにより、第１のＭＲ素子対２Ａおよび
２Ｂ、ならびに、第２のＭＲ素子対１２Ａおよび１２Ｂ
は、それぞれ、各突起系列１０Ａおよび１０Ｂに応答し
て、エンジンの気筒毎の基準位置およびエンジンの回転
状態を示す出力電圧ＶｏＡおよびＶｏＢを生成すること
になる。

【００７２】図４および図５はこの発明の実施の形態２
による出力電圧ＶｏＡおよびＶｏＢを示す波形図であ
る。図４において、低分解能用の出力電圧ＶｏＡのパル
ス幅θＡは、たとえば、被検出体１０の１回転（３６０
°）に対して、２０°〜３４０°程度に設定可能であ
る。

【００７３】また、図５において、高分解能用の出力電
圧ＶｏＢのパルス幅θＢは、たとえば、被検出体１０の
１回転（３６０°）に対して、０°〜２０°程度に設定
可能である。

【００７４】したがって、図１のチップ２０をエンジン
の角度センサに適用した場合、一般的なエンジン制御に
用いられるクランク角信号および回転信号を十分な精度
で得ることができるので、特に有効に前述の作用効果を
奏することになる。

【００７５】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、磁性材からなる可動の被検出体と、被検出体に対向
配置された検出手段と、検出手段に対してバイアス磁界
を印加するための永久磁石と、検出手段の出力信号を処
理する信号処理回路とを備え、検出手段は、互いに分解
能の異なる複数の検出素子領域を含み、信号処理回路
は、検出手段からの複数の出力信号を個別に異なる信号
形態に変換するための複数の信号処理領域を含み、複数
の検出素子領域および複数の信号処理領域は、同一チッ
プ上に形成され、低分解能用および高分解能用のチップ
を同一チップ上に共用化して、同一チップから異なる複
数系統の出力信号を発生するように構成したので、用途
および設計の自由度を拡大するとともに、省スペース化
およびコストダウンを実現した磁気検出装置が得られる
効果がある。

【００７６】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、被検出体は、外周部に複数の突起を有す
る回転磁性体からなり、複数の突起は、分解能の異なる
複数の突起系列を含み、複数の検出素子領域をそれぞれ
ＭＲ素子により構成したので、被検出体が磁気回転体の
場合でも、用途および設計の自由度を拡大するととも
に、省スペース化およびコストダウンを実現した磁気検
出装置が得られる効果がある。

【００７７】また、この発明の請求項３によれば、請求
項２において、複数の突起系列は、低分解能および高分
解能にそれぞれ対応した第１および第２の突起系列を含
み、ＭＲ素子は、第１および第２の突起系列に対応した
第１および第２のＭＲ素子対を含み、第１のＭＲ素子対
は、被検出体の回転方向に対して垂直方向に並列配置さ
れ、第２のＭＲ素子対は、被検出体の回転方向に沿って
並列配置されたので、被検出体が磁気回転体の場合で
も、用途および設計の自由度を拡大するとともに、省ス
ペース化およびコストダウンを実現した磁気検出装置が
得られる効果がある。

【００７８】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、被検出体は、エンジンのカム軸に設けら
れており、第１の突起系列は、エンジンの各気筒毎の基
準位置に対応し、第２の突起系列は、エンジンの回転角
度に対応し、第１および第２のＭＲ素子対は、第１およ
び第２の突起系列に応答して、エンジンの気筒毎の基準
位置およびエンジンの回転状態を示す出力信号を生成す
るようにしたので、エンジンの回転センサとして適用し
た場合に、特に有効に用途および設計の自由度を拡大す
るとともに、省スペース化およびコストダウンを実現し
た磁気検出装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による被検出体およ
びチップを拡大して示す平面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による信号処理回路
を示す回路図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による波形処理動作
を示す波形図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による低分解能用の
出力電圧を示す波形図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による高分解能用の
出力電圧を示す波形図である。

【図６】 従来の低分解能用の磁気検出装置を模式的に
示す側面図である。

【図７】 従来の低分解能用の磁気検出装置を模式的に
示す斜視図である。

【図８】 従来の低分解能用の磁気検出装置の一部を模
式的に示す平面図である。

【図９】 従来の高分解能用の磁気検出装置を模式的に
示す側面図である。

【図１０】 従来の高分解能用の磁気検出装置を模式的
に示す斜視図である。

【図１１】 従来の高分解能用の磁気検出装置の一部を
模式的に示す平面図である。

【図１２】 従来の磁気検出装置の信号処理回路を示す
回路図である。

【図１３】 従来の低分解能用の磁気検出装置の信号処
理動作を示す波形図である。

【図１４】 従来の高分解能用の磁気検出装置の信号処
理理動作を示す波形図である。

【符号の説明】

２Ａ、２Ｂ 第１のＭＲ素子対、３ 永久磁石、１０
被検出体、１０Ａ 第１の突起系列、１０Ｂ 第２の突
起系列、１２Ａ、１２Ｂ 第２のＭＲ素子対、２０ チ
ップ（検出手段）、ＶｏＡ、ＶｏＢ 出力電圧（出力信
号）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名田 拓嗣 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） 2F077 AA26 AA43 DD03 NN03 NN21 PP15 QQ17 RR03 RR29 TT06 TT13 TT32 TT35 VV33 VV35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材からなる可動の被検出体と、 前記被検出体に対向配置された検出手段と、 前記検出手段に対してバイアス磁界を印加するための永
   久磁石と、 前記検出手段の出力信号を処理する信号処理回路とを備
   えた磁気検出装置において、 前記検出手段は、互いに分解能の異なる複数の検出素子
   領域を含み、 前記信号処理回路は、前記検出手段からの複数の出力信
   号を個別に異なる信号形態に変換するための複数の信号
   処理領域を含み、 前記複数の検出素子領域および前記複数の信号処理領域
   は、同一チップ上に形成されたことを特徴とする磁気検
   出装置。
2. 【請求項２】 前記被検出体は、外周部に複数の突起を
   有する回転磁性体からなり、 前記複数の突起は、分解能の異なる複数の突起系列を含
   み、 前記複数の検出素子領域は、それぞれＭＲ素子からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
3. 【請求項３】 前記複数の突起系列は、低分解能および
   高分解能にそれぞれ対応した第１および第２の突起系列
   を含み、 前記ＭＲ素子は、前記第１および第２の突起系列に対応
   した第１および第２のＭＲ素子対を含み、 前記第１のＭＲ素子対は、前記被検出体の回転方向に対
   して垂直方向に並列配置され、 前記第２のＭＲ素子対は、前記被検出体の回転方向に沿
   って並列配置されたことを特徴とする請求項２に記載の
   磁気検出装置。
4. 【請求項４】 前記被検出体は、エンジンのカム軸に設
   けられており、 前記第１の突起系列は、前記エンジンの各気筒毎の基準
   位置に対応し、 前記第２の突起系列は、前記エンジンの回転角度に対応
   し、 前記第１および第２のＭＲ素子対は、前記第１および第
   ２の突起系列に応答して、前記エンジンの気筒毎の基準
   位置および前記エンジンの回転状態を示す出力信号を生
   成することを特徴とする請求項３に記載の磁気検出装
   置。