JP2000171539A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗素子へ印加されるバイアス磁界の変
化を抑えてエッジ精度の向上ができ、また、磁気抵抗素
子の温度特性を温度補償でき、しかも処理回路の簡略化
を図ることができる磁気検出装置を得る。 【解決手段】 印加磁界強度を検出する少なくとも一つ
の磁気抵抗セグメント２aからなる磁気抵抗素子２と、
磁気抵抗素子に磁界を印加する磁石３と、磁石と対向配
置され、該磁石に印加される磁界を変化させる凹凸を具
備した磁性回転体１と、磁石の磁性回転体寄り端部に設
けられた磁性体ガイド４とを備える。

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、磁気検出装置、
特に磁性回転体の凹凸を検出する回転検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、磁界の変化を検出するために磁気
抵抗素子の感磁面の各端に電極を形成してブリッジを構
成し、このブリッジの対向する２つの電極間に定電圧、
定電流の電源を接続し、磁気検出素子の抵抗値変化を電
圧変化に変換して、この磁気検出素子に作用している磁
界変化を検出する方式がある。

【０００３】図１９は上記一般的な磁気抵抗素子を用い
たセンサの出力を処理する回路図である。図で示すよう
に、磁気抵抗素子および固定抵抗で構成されたブリッジ
回路に定電圧を印加し、磁界の変化による磁気抵抗素子
の抵抗値変化を電圧変化に変換する。この電圧変化され
た信号は差動増幅回路１２で増幅され、交流結合回路１
３にてＤＣ成分を除去されて、比較回路１４に入力され
る。比較回路１４により所定の電圧と比較された信号は
出力回路１５によって“０”または“１”の最終出力に
変換されて出力端子に取り出される。

【０００４】図２０は従来の磁気検出装置を示す構成図
であって、図２０（ａ）はその側面図、図２０（ｂ）は
その斜視図、図２０（ｃ）はその上面図である。図にお
いて、２１は磁界を変化させる形状、即ち凹凸を具備し
た磁性回転体、２２は磁気抵抗素子、２２ａは磁気抵抗
セグメント、２３は磁石、２４は回転軸であり、この回
転軸２４が回転することで磁性回転体２１も同期して回
転する。また、磁性回転体２１が回転することで磁気抵
抗素子２２の磁気抵抗セグメント２２ａへの印加磁界が
変化し、例えば図２１のように磁性回転体２１の形状に
対応して磁気抵抗素子の差動増幅出力が変化し、図１９
に示している処理回路によって磁性回転体２１の形状に
対応した最終出力信号“１”または“０”を得ることが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の磁気検出装置では、磁気抵抗素子２２と磁石２３の組
付け時の位置精度のバラツキにより磁気抵抗素子２２へ
のバイアス磁界にバラツキを与えるため、磁性回転体２
１の凹凸による磁気抵抗素子への磁界変化に同様にバラ
ツキを与え、図２２に太い実線と細い実線で示すような
差動増幅出力のＶｐ−ｐのバラツキとなり、同図に示す
ように磁性回転体２１の凹凸のエッジ検出精度にバラツ
キを生じさせるという問題点があった。

【０００６】また、ブリッジ回路を構成する磁気抵抗素
子と固定抵抗の温度係数差により、図２３に示すよう
に、差動増幅出力交流（ＡＣ）結合前の出力にオフセッ
トを生じるため、図１９の処理回路において差動増幅回
路１２の増幅率を抑える必要があり、このためＡＣ結合
後さらに差動増幅回路を追加し増幅する必要性も生じて
くるという問題点があった。

【０００７】ここで、更に、図２４および図２５を参照
して、上述の磁気抵抗素子２２と磁石２３の磁性回転体
２１と対向する方向の位置ズレによる磁気抵抗素子への
バイアス印加磁界の変化について説明する。図２４は、
従来の磁気検出装置での磁石位置ズレによる磁気抵抗素
子へのバイアス印加磁界の変化を示しており、図２４
（ａ）は磁石位置ズレがない場合であり、図２４（ｂ）
は磁石位置ズレありの場合を表している。図に示すよう
に、磁石２３の前記対向方向の位置ズレにより磁気抵抗
素子へのバイアス印加磁界（太線矢印）は変化する。磁
性回転体２１が回転すると、磁性回転体２１に具備して
ある凹部から凸部の変化により磁気抵抗素子２２に印加
される磁界は太線矢印のバイアス磁界から細線矢印の磁
界に変化する。図２５は磁気抵抗素子への印加磁界に対
する抵抗変化の特性（以下ＭＲループ特性とする）と、
前記図２４（ａ）、（ｂ）の場合に磁気抵抗素子に印加
される磁界変化と抵抗変化の関係を示す。

【０００８】図２５のように、磁石２３の前記対向方向
の位置ズレにより磁気抵抗素子の抵抗変化が減少するた
め、図１９で示す処理回路において差動増幅回路１２の
出力にバラツキを生じ、図２２に示すように、磁性回転
体２１の凹凸のエッジ検出精度にバラツキを生じさせる
ことになる。

【０００９】この発明は、上記問題点を解消するために
なされたもので、磁気抵抗素子へ印加されるバイアス磁
界の変化を抑えてエッジ精度の向上ができ、また、磁気
抵抗素子の温度特性を温度補償でき、しかも処理回路の
簡略化を図ることができる磁気検出装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る磁
気検出装置は、印加磁界強度を検出する少なくとも一つ
の磁気抵抗セグメントからなる磁気抵抗素子で構成され
る検出部と、前記磁気抵抗素子に磁界を印加する磁石
と、前記磁石と対向配置され、該磁石に印加される磁界
を変化させる凹凸を具備した磁性回転体と、前記磁石の
前記磁性回転体寄り端部に設けられた磁性体ガイドとを
備えたものである。

【００１１】請求項２の発明に係る磁気検出装置は、請
求項１の発明において、前記磁石の着磁方向を前記磁性
回転体に対する対向方向とし、前記着磁方向と平行かつ
前記磁性体ガイドと前記磁性回転体の間に前記磁気抵抗
セグメントを配置したものである。

【００１２】請求項３の発明に係る磁気検出装置は、請
求項１または２の発明において、前記磁気抵抗セグメン
トを前記磁石に対して、前記磁性回転体の中心軸方向に
所定の間隙をもって配置するものである。

【００１３】請求項４の発明に係る磁気検出装置は、請
求項３の発明において、前記磁性体ガイドにおける前記
磁性回転体の回転方向サイズを前記磁石の幅より大きく
したものである。

【００１４】請求項５の発明に係る磁気検出装置は、請
求項３の発明において、前記磁気抵抗素子としてＧＭＲ
素子を用いたものである。

【００１５】請求項６の発明に係る磁気検出装置は、請
求項３の発明において、前記複数個の磁気抵抗セグメン
トの少なくとも１個の磁気抵抗セグメントを前記磁性体
ガイドの前記磁石より端部と略同一に配置し、温度補償
用として用いるものである。

【００１６】請求項７の発明に係る磁気検出装置は、請
求項６の発明において、前記複数個のセグメントからな
る磁気抵抗素子でハーフブリッジ回路またはフルブリッ
ジ回路を構成するものである。

【００１７】請求項８の発明に係る磁気検出装置は、請
求項５の発明において、磁界変化を検出する磁気抵抗セ
グメントの磁気抵抗パターンを前記対向方向に対して垂
直とするものである。

【００１８】請求項９の発明に係る磁気検出装置は、請
求項５の発明において、温度補償用として用いる磁気抵
抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向方向とする
ものである。

【００１９】請求項１０の発明に係る磁気検出装置は、
請求項５の発明において、磁界変化を検出する磁気抵抗
セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向方向に対して
垂直とし、温度補償用として用いる磁気抵抗セグメント
の磁気抵抗パターンを前記対向方向とするものである。

【００２０】請求項１１の発明に係る磁気検出装置は、
請求項３の発明において、前記磁石の着磁方向を前記対
向方向とし、前記着磁方向と平行かつ前記磁性体ガイド
から前記磁性回転体の中心軸方向に離して複数個の磁気
抵抗セグメントを前記磁性体回転方向に並べて配置する
ものである。

【００２１】請求項１２の発明に係る磁気検出装置は、
請求項１１の発明において、前記並行に配置された複数
個の磁気抵抗セグメントにてハーフブリッジ回路または
フルブリッジ回路を構成するものである。

【００２２】請求項１３の発明に係る磁気検出装置は、
請求項１１の発明において、前記並行に配置された複数
個の磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向
方向とするものである。

【００２３】請求項１４の発明に係る磁気検出装置は、
請求項１１の発明において、前記磁性回転体の回転方向
に並行して配置された磁気抵抗セグメントのピッチを
１．２〜１．８ｍｍとするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図を参照して説明する。 実施の形態１．図１は実施の形態１の構成図を示すもの
で、図１（ａ）はその側面図、図１（ｂ）はその斜視
図、図１（ｃ）はその上面図である。図において、磁性
回転体１は検出部を構成する磁気抵抗素子２への印加磁
界を変化させる凹凸を具備したものであり、回転軸５に
同期して回転するものである。磁石３は磁性回転体１と
対向して配置され、その対向方向に着磁されている。磁
性体ガイド４は磁石３の磁性回転体１寄り端部に配置さ
れ、磁気抵抗素子２は一つ以上のセグメントからなる面
内感磁の磁気抵抗素子で、磁石３の着磁方向と平行且つ
磁性体ガイド４と磁性回転体１の間に配置されている。
磁気抵抗セグメント２ａは磁気抵抗素子２の一セグメン
トである。なお、本実施の形態の処理回路の構成および
その動作原理は、上述した図１９および図２１と実質的
に同様であるので、その説明は省略する。

【００２５】次に、磁気抵抗素子２と磁石３の磁性回転
体１と対向する方向の位置ズレによる磁気抵抗素子２へ
のバイアス印加磁界の変化について説明する。図２は、
本実施の形態での磁石３の前記対向方向の位置ズレによ
る磁気抵抗素子へのバイアス印加磁界の変化を示すもの
で、図２（ａ）は磁石３に位置ズレがない場合であり、
図２（ｂ）は磁石３に位置ズレがある場合を示す。

【００２６】図のように、磁石３の位置ズレにより磁気
抵抗素子２へのバイアス印加磁界（太線矢印）は変化す
る。磁性回転体１が回転すると、磁性回転体１に具備し
てある凹部から凸部の変化により磁気抵抗素子２に印加
される磁界は太線矢印のバイアス磁界から細線矢印の磁
界に変化する。

【００２７】図３は、磁気抵抗素子のＭＲループ特性
と、前記図２（ａ）、（ｂ）の場合に磁気抵抗素子に印
加される磁界変化と抵抗変化の関係を示す。図のよう
に、磁石３の前記対向方向の位置ズレによる磁気抵抗素
子２の抵抗変化がなく、処理回路（図１９）において差
動増幅回路１２の出力にバラツキが生じないため、磁性
回転体１の凹凸のエッジ検出精度のバラツキを抑えるこ
とができるため磁性回転体凹凸のエッジ精度の向上が図
れる。

【００２８】このように、本実施の形態では、磁性回転
体と対向配置された磁石の磁性回転体より端部に磁性体
ガイドを設け、磁石の着磁方向を磁性回転体と対向する
方向とし、着磁方向と平行かつ磁性体ガイドと磁性回転
体の間に磁気抵抗セグメントを配置することで、磁石と
磁気抵抗素子の組付け時の磁性回転体の対向方向の位置
ズレによる磁気抵抗素子へのバイアス磁界の変化を抑制
し、電圧変換された磁気抵抗素子の抵抗変化の差動増幅
出力のバラツキを抑えるため、磁性回転体凹凸のエッジ
精度の向上が図れる。

【００２９】実施の形態２．本実施の形態は、実施の形
態１における図１の構成において、磁気抵抗素子２と、
端部に磁性体ガイド４を配置した磁石３との回転軸方向
距離Ｌを最適化するものである。例えば、磁気抵抗素子
２のＭＲループ特性が図４で示される特性であるとす
る。この場合磁気抵抗素子２に印加されるバイアス磁界
を１５〔ｋＡ／ｍ〕前後になるように磁気抵抗素子２と
磁石３との回転軸方向距離Ｌを最適化すればよい。例え
ば具体的に数値をあげると、図５で示される構成とする
ことで、磁気抵抗素子２に印加されるバイアス磁界を最
も感度のよい１５〔ｋＡ／ｍ〕前後に設定でき、また、
磁石３の前記対向方向の位置ズレによる前記バイアス磁
界の変化も抑えることができるため、ＳＮ比向上による
ノイズ耐量のアップおよびエッジ精度の向上ができる。

【００３０】因みに、この数値は実験によるものである
が、磁石３の寸法は磁性回転体１の回転方向のサイズ
（磁石幅）が５mm、軸方向のサイズが３mm、着磁方向の
サイズ（厚み）が５mmであり、磁性体ガイド４の寸法は
磁性回転体１の回転方向のサイズが１０mm、軸方向のサ
イズが３mm、着磁方向のサイズ（厚み）が1.6mmであ
り、磁気抵抗素子２の中心から磁性体ガイド４の端部ま
での距離が1.7mmの場合である。

【００３１】このように、本実施の形態では、磁気抵抗
素子を磁石に対して、磁性回転体の中心軸方向に所定の
間隙をもって配置することで、磁気抵抗素子の最も感度
のよい印加磁界範囲で動作させることができ、ＳＮ比の
向上によるノイズ耐量のアップが図れる。

【００３２】実施の形態３．本実施の形態は、実施の形
態１における図１の構成において、磁性体ガイド４の磁
性回転体１の回転方向サイズＭの寸法に関するものであ
り、図６で示すようにＭの寸法を磁石幅より大きくする
ことで、前記回転方向の磁石３の位置ズレが生じても前
記対向方向の磁界成分が変化しないため磁気抵抗素子２
に印加されるバイアス磁界の変化を抑えることができ、
エッジ精度の向上ができる。

【００３３】このように、本実施の形態では、磁性体回
転体の回転方向サイズを磁石幅より大きくすることで、
磁石と磁気抵抗素子の組付け時の磁性回転体の回転方向
の位置ズレによる磁気抵抗素子へのバイアス磁界の変化
を抑制でき、電圧変換された磁気抵抗素子の抵抗変化の
差動増幅出力のバラツキを抑えるため、磁性回転体凹凸
のエッジ精度の向上が図れる。

【００３４】実施の形態４．本実施の形態は、磁気検出
素子２に巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素子と称す
る）を用いるものである。なお、この場合の構成と処理
回路は、前記実施の形態１と同様のものを用いればよ
い。ＧＭＲ素子は、日本応用磁気学会誌Vol.15,No.5199
1,p813〜821人工格子の磁気抵抗効果に記載されている
数オングストロームから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
る人工格子膜であり、（Ｆｅ／Ｃｒ）ｎ、（パーマロイ
／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ）ｎ、（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎ（ｎは積層
数）が知られており、これは慣用の磁気抵抗素子（以
下、ＭＲ素子と称する）と比較して格段に大きなＭＲ効
果（ＭＲ変化率）を有するとともに、隣り合った磁性層
の磁化の向きの相対角度にのみ依存するので、外部磁界
の向きが電流に対してどのような角度差をもっていても
同じ抵抗値変化が得られる面内感磁の素子である。但
し、磁気抵抗パターンの幅を狭くすることで異方性をつ
けることができる素子でもある。

【００３５】また、ＧＭＲ素子は、印加磁界の変化によ
る抵抗値変化にヒステリシスが存在するとともに、温度
特性、特に温度係数が大きいという特徴を備えた素子で
ある。図７にこのＧＭＲ素子のＭＲループ特性を示す。

【００３６】このように、本実施の形態では、磁気抵抗
素子に特にＧＭＲ素子を用いることでＳＮ比を向上し、
ノイズ耐量をアップすることが出来る。

【００３７】実施の形態５．図８は本実施の形態の磁気
回路構成図であり、図８（ａ）はその側面図、図８
（ｂ）は斜視図、図８（c）はその上面図である。図に
おいて、磁気抵抗素子３２の磁気抵抗セグメント３２ｂ
を温度補償用として磁性体ガイド３４の磁石３３寄り端
部と略同一に配置するもので、磁性回転体３１、磁気抵
抗素子３２の磁気抵抗セグメント３２ａ、磁石３３およ
び磁性体ガイド３４の構成は、前記実施の形態１、２の
磁気回路構成（図１）と同様であり、その詳細説明は省
略する。

【００３８】図９は実施の形態５の処理回路の構成であ
り、差動増幅回路４２のアンプ４２aの反転入力端子と
出力端子の間に磁気抵抗セグメント３２ｂを接続し、こ
れを温度補償用として用いる以外は図１の処理回路の構
成と同様である。差動増幅回路４２は、温度が上昇する
と磁気抵抗セグメント３２ｂの抵抗値が大きくなるの
で、その利得が大きくなり、逆に温度が低下すると磁気
抵抗セグメント３２ｂの抵抗値が小さくなるので、その
利得が小さくなり、磁気抵抗セグメント３２ＭＲ変化率
温度特性（温度が上昇するとＭＲ変化率が小さくなり、
温度が低下するとＭＲ変化率が大きくなる）と相殺さ
れ、温度の影響を受けることなく常にその出力を所望の
振幅範囲内に維持するように働く。

【００３９】従って、磁気抵抗セグメント３２ｂを温度
補償用として用いることにより、図９の処理回路におい
てブリッジを構成する磁気抵抗セグメント３２ａのＭＲ
変化率温度特性による差動増幅回路４２の出力振幅温度
特性を補償することができ、エッジ精度温度特性の向上
ができる。

【００４０】このように、本実施の形態では、複数個の
磁気抵抗セグメントの少なくとも１個の磁気抵抗セグメ
ントを磁性体ガイドの磁石より端部と略同一に配置し、
温度補償用として用いることで磁性回転体凹凸のエッジ
精度の温度特性向上が図れる。

【００４１】実施の形態６．実施の形態６の構成は実施
の形態５と同様であり、その説明は省略する。図１０は
実施の形態６の処理回路の構成であり、磁気抵抗セグメ
ント３２ａ、３２ｂでブリッジ回路を構成する以外は図
１の処理回路の構成と同様であり、同じ符号を記し、そ
の説明は省略する。

【００４２】図において、磁気抵抗セグメント３２ａ、
３２ｂでブリッジ回路を構成することによりブリッジ回
路の中点出力の温度オフセットを抑え、差動増幅回路４
２の増幅率をアップでき、交流結合後の増幅を必要とし
ないため、処理回路の簡略化によるコスト低減が図れ
る。

【００４３】このように、本実施の形態では、磁性回転
体凹凸に対応した磁界変化が印加される磁気抵抗セグメ
ントと、温度補償用として用いる磁気抵抗セグメントに
て、ハーフブリッジ回路あるいは、フルブリッジ回路を
構成することにより、ブリッジ回路の中点出力の温度オ
フセットを抑え、差動増幅回路の増幅率をアップでき、
交流結合後の増幅を必要としないため、処理回路の簡略
化によるコスト低減が図れる。

【００４４】実施の形態７．実施の形態７においては前
記実施の形態１の磁気抵抗素子２に、実施の形態４で用
いたＧＭＲ素子を適用する場合の磁気抵抗パターンに係
わるものである。まず、図１１にＧＭＲ素子を用いた磁
気抵抗素子２の磁気抵抗パターンを磁性回転体１に対向
する方向に構成した場合と、この対向方向に垂直に構成
した場合のＭＲループ特性を示す。

【００４５】図のように、実線で示す垂直方向にパター
ンを構成した場合は、破線で示す対向方向にパターンを
構成した場合に比べ、ヒステリシスが小さく、動作磁界
範囲が大きくとれるため前記実施の形態１で用いる磁気
抵抗素子の磁気抵抗パターンを前記垂直方向とすること
により、前記実施の形態１で記した磁石の位置ズレによ
る差動増幅回路出力の振幅変化をより抑えることがで
き、エッジ精度を向上することができる。

【００４６】このように、本実施の形態では、磁性回転
体凹凸に対応した磁界変化が印加される磁気抵抗セグメ
ントの磁気抵抗パターンを磁性回転体に対向する方向と
垂直にすることで、磁石の位置ズレによる差動増幅回路
出力の振幅変化を抑えることができ、エッジ精度を向上
することができる。

【００４７】実施の形態８．実施の形態８においては前
記実施の形態５にて温度補償用として用いる磁気抵抗セ
グメント３２ｂの磁気抵抗パターンに係わるものであ
る。前記温度補償用として用いる磁気抵抗セグメント３
２ｂは、図１１のＭＲループ特性においてブリッジ出力
安定性の点から抵抗値がほぼ飽和する印加磁界にて使用
することが望ましく、磁気抵抗パターンを対向方向とす
る方がより飽和領域で使用できるため、正確な温度補償
が可能となり、エッジ精度の向上ができる。

【００４８】このように、本実施の形態では、温度補償
用として用いる磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パターン
を前記対向方向とすることで、磁気抵抗素子と磁石の組
付け時の位置ズレによる抵抗値バラツキをなくし、磁性
回転体凹凸のエッジ精度の向上が図れる。

【００４９】実施の形態９．実施の形態９においては前
記実施の形態６にて磁界変化検出用として用いる磁気抵
抗セグメント３２ａと温度補償用として用いる磁気抵抗
セグメント３２ｂの磁気抵抗パターンに係わるものであ
る。前記磁界変化検出用として用いる磁気抵抗セグメン
ト３２ａの磁気抵抗パターンを実施の形態７に記した垂
直方向とし、前記温度補償用として用いる磁気抵抗セグ
メント３２ｂの磁気抵抗パターンを実施の形態８に記し
た対向方向パターンとすることで、磁石と磁気抵抗素子
の位置ズレによる差動増幅回路出力の振幅変化を抑え且
つ大きくとれ、正確な温度補償が可能となり、エッジ精
度の向上が可能となる。

【００５０】このように、本実施の形態では、磁界変化
検出用として用いる磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パタ
ーンを磁性回転体と対向する方向に垂直に構成し、温度
補償用として用いる磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パタ
ーンを前記対向方向とすることで、磁石と磁気抵抗素子
の位置ズレによる差動増幅回路出力の振幅変化を抑え、
正確な温度補償が可能となり、エッジ精度の向上が図れ
る。

【００５１】実施の形態１０ 図１２は実施の形態１０の構成図であり、図１２（ａ）
はその側面図、図１２（ｂ）はその斜視図、図１２
（ｃ）はその上面図である。図において、磁気回転体５
１は磁気抵抗素子５２への印加磁界を変化させる凹凸を
具備したものであり、回転軸５５に同期して回転するも
のである。磁石５３は磁性回転体５１と対向して配置さ
れ前記対向方向に着磁されている。ガイド５４は磁石５
３の磁性回転体５１寄り端部に配置され、磁気抵抗素子
５２は二つ以上の磁気抵抗セグメント５２ａ、５２ｂか
らなる面内感磁の磁気抵抗素子で、前記着磁方向と平行
且つ磁性体ガイド５４と磁性回転体５１の間に配置され
ている。

【００５２】図１３に実施の形態１０の処理回路の構成
を示す。ハーフブリッジを構成する磁気抵抗セグメント
５２ａ、５２ｂ以外は図１の処理回路と同様の構成であ
り、その説明は省略する。図１４に実施の形態１０の動
作波形を示す。磁性体回転体５１が回転することで磁気
抵抗素子５２の磁気抵抗セグメント５２ａ、５２ｂへの
印加磁界が変化し、図１４のように磁性体回転体５１の
形状に対応して磁気抵抗素子５２の磁気抵抗セグメント
５２ａ、５２ｂが抵抗変化し、差動増幅回路５６の出力
が変化する。差動増幅回路５６の出力を交流結合し、Ｄ
Ｃ成分を除去した後、比較回路５８にて波形整形され、
磁性回転体５１の形状に対応した最終出力信号“１”ま
たは“０”を出力端子に得る。

【００５３】ここでは、実施の形態１と同様磁石位置ズ
レによる差動増幅回路出力の振幅バラツキを抑えエッジ
精度を向上するものであり、特に磁性回転体の凹凸ピッ
チの非常に小さいタイプ(高分解能タイプ)のエッジ検出
に有効である。

【００５４】このように、本実施の形態では、磁石の着
磁方向を前記対向方向とし、着磁方向と平行かつ磁性体
ガイドから磁性体回転体軸中心方向に離して複数個の磁
気抵抗セグメントを磁性体回転方向に並行に並べて配置
することにより、磁性回転体凹凸ピッチの狭い高分解能
タイプの磁性回転体においても、その凹凸に対応した正
確な信号が得ることが出来る。

【００５５】実施の形態１１．実施の形態１１は、実施
の形態１０における磁気抵抗素子をフルブリッジ構成と
したものである。図１５は実施の形態１１の構成図であ
り、磁気抵抗セグメント５２ｃ、５２ｄ以外は実施の形
態１０の構成図と同様であり、同じ符号を記し、その説
明は省略する。図１６は実施の形態１１の処理回路の構
成である。磁気抵抗素子５２の磁気抵抗セグメント５２
ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにてフルブリッジを構成
し、両中点出力を差動増幅するもので、以降の処理は実
施の形態１０と同様、処理波形も図１４と同様であり説
明は省略する。ここで、フルブリッジの構成とすること
によりＳＮ比の向上が計れ、ノイズ耐量を向上すること
ができる。

【００５６】このように、本実施の形態では、並行に並
べて配置された複数個の磁気抵抗セグメントにてハーフ
ブリッジ回路あるいは、フルブリッジ回路を構成するこ
とにより、温度特性および、ＳＮ比が向上し、磁性回転
体凹凸のエッジ精度の温度特性向上および、ノイズ耐量
の向上が図れる。

【００５７】実施の形態１２ 実施の形態１２は実施の形態１０で用いる磁気抵抗素子
５２の磁気抵抗パターンに係わるものであり、実施の形
態７と同様の磁気抵抗パターン、つまり、図１２におけ
る磁気抵抗素子５２の磁気抵抗パターンを磁性回転体５
１に対向する方向に垂直に構成した場合にて同様の効果
を得ることができる。

【００５８】このように、本実施の形態では、並行に並
べて配置された複数個の磁気抵抗セグメントの磁気抵抗
パターンを、磁性回転体と対向する方向と垂直にするこ
とで、磁石の位置ズレによる差動増幅回路出力の振幅変
化を抑えることができ、エッジ精度を向上することがで
きる。

【００５９】実施の形態１３ 実施の形態１３は実施の形態１０で用いる磁気抵抗素子
５２の磁気抵抗セグメント５２ａ、５２ｂのピッチに係
わるものである。図１７は実施の形態１３の構成図であ
り、実質的に実施の形態１０の磁気回路構成に詳細寸法
を記したものである。図において、歯幅Ｈ(凹凸同幅)の
磁性回転体５１と磁気抵抗セグメント５２ａ、５２ｂの
ピッチがＰの磁気抵抗素子との組合せで、差動増幅回路
出力振幅を確認した実験結果を図１８に示す。図のよう
に、磁性回転体５１の歯幅Ｈに関係なく磁気抵抗素子５
２の磁気抵抗セグメント５２ａ、５２ｂのピッチＰが
１．４ｍｍ近傍にて前記差動増幅回路出力振幅が最大と
なりＳＮ比の向上が計れ、ノイズ耐量を向上できる。

【００６０】このように、本実施の形態では、並行に並
べて配置された複数個の磁気抵抗セグメントの磁気抵抗
パターンのピッチを１．２〜１．８ｍｍとすることで、
ＳＮ比を向上し、ノイズ耐量の向上が図れる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、印加
磁界強度を検出する少なくとも一つの磁気抵抗セグメン
トからなる磁気抵抗素子で構成される検出部と、前記磁
気抵抗素子に磁界を印加する磁石と、前記磁石と対向配
置され、該磁石に印加される磁界を変化させる凹凸を具
備した磁性回転体と、前記磁石の前記磁性回転体寄り端
部に設けられた磁性体ガイドとを備えたので、磁気抵抗
素子へ印加されるバイアス磁界の変化を抑制し、磁性回
転体凹凸のエッジ精度を向上できるという効果がある。

【００６２】また、この発明によれば、前記磁石の着磁
方向を前記磁性回転体に対する対向方向とし、前記着磁
方向と平行かつ前記磁性体ガイドと前記磁性回転体の間
に前記磁気抵抗セグメントを配置したので、磁石と磁気
抵抗素子の組付け時の磁性回転体の対向方向の位置ズレ
による磁気抵抗素子へのバイアス磁界の変化を抑制し、
電圧変換された磁気抵抗素子の抵抗変化の差動増幅出力
のバラツキを抑え、磁性回転体凹凸のエッジ精度の向上
が図れるという効果がある。

【００６３】また、この発明によれば、前記磁気抵抗セ
グメントを前記磁石に対して、前記磁性回転体の中心軸
方向に所定の間隙をもって配置するので、磁気抵抗素子
の最も感度のよい印加磁界範囲で動作させることがで
き、ＳＮ比の向上によるノイズ耐量のアップが図れると
いう効果がある。

【００６４】また、この発明によれば、前記磁性体ガイ
ドにおける前記磁性回転体の回転方向サイズを前記磁石
の幅より大きくしたので、磁石と磁気抵抗素子の組付け
時の磁性回転体の回転方向の位置ズレによる磁気抵抗素
子へのバイアス磁界の変化を抑制でき、電圧変換された
磁気抵抗素子の抵抗変化の差動増幅出力のバラツキを抑
えるため、磁性回転体凹凸のエッジ精度の向上が図れる
という効果がある。

【００６５】また、この発明によれば、前記磁気抵抗素
子に特にＧＭＲ素子を用いたので、ＳＮ比を向上し、ノ
イズ耐量をアップすることが出来るという効果がある。

【００６６】また、この発明によれば、前記複数個の磁
気抵抗セグメントの少なくとも１個の磁気抵抗セグメン
トを前記磁性体ガイドの前記磁石より端部と略同一に配
置し、温度補償用として用いるので、磁性回転体凹凸の
エッジ精度の温度特性向上が図れるという効果がある。

【００６７】また、この発明によれば、前記複数個のセ
グメントからなる磁気抵抗素子でハーフブリッジ回路ま
たはフルブリッジ回路を構成するので、 ブリッジ回路
の中点出力の温度オフセットを抑え、差動増幅回路の増
幅率をアップでき、交流結合後の増幅を必要としないた
め、処理回路の簡略化によるコスト低減が図れるという
効果がある。

【００６８】また、この発明によれば、磁界変化を検出
する磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向
方向に対して垂直とするので、磁石の位置ズレによる差
動増幅回路出力の振幅変化を抑えることができ、エッジ
精度を向上することができるという効果がある。

【００６９】また、この発明によれば、温度補償用とし
て用いる磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記
対向方向とするので、磁気抵抗素子と磁石の組付け時の
位置ズレによる抵抗値バラツキをなくし、磁性回転体凹
凸のエッジ精度の向上が図れるという効果がある。

【００７０】また、この発明によれば、磁界変化を検出
する磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向
方向に対して垂直とし、温度補償用として用いる磁気抵
抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向方向とする
ので、磁石と磁気抵抗素子の位置ズレによる差動増幅回
路出力の振幅変化を抑え、正確な温度補償が可能とな
り、エッジ精度の向上が図れるという効果がある。

【００７１】また、この発明によれば、前記磁石の着磁
方向を前記対向方向とし、前記着磁方向と平行かつ前記
磁性体ガイドから前記磁性回転体の中心軸方向に離して
複数個の磁気抵抗セグメントを前記磁性体回転方向に並
べて配置するので、磁性回転体凹凸ピッチの狭い高分解
能タイプの磁性回転体においても、その凹凸に対応した
正確な信号を得ることが出来るという効果がある。

【００７２】また、この発明によれば、前記並行に配置
された複数個の磁気抵抗セグメントにてハーフブリッジ
回路またはフルブリッジ回路を構成するので、温度特性
および、ＳＮ比が向上し、磁性回転体凹凸のエッジ精度
の温度特性向上および、ノイズ耐量のアップが図れると
いう効果がある。

【００７３】また、この発明によれば、前記並行に並べ
て配置された複数個の磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パ
ターンを、磁性回転体と対向する方向と垂直にすること
で、磁石の位置ズレによる差動増幅回路出力の振幅変化
を抑えることができ、エッジ精度を向上することができ
るという効果がある。

【００７４】また、この発明によれば、前記磁性回転体
の回転方向に並行して配置された磁気抵抗セグメントの
ピッチを１．２〜１．８ｍｍとするので、SＮ比を向上
し、ノイズ耐量のアップが図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態１での磁界ベクトルの
変化を示す図である。

【図３】 磁気抵抗素子のＭＲループ特性と実施の形態
１での抵抗変化領域を示す図である。

【図４】 磁気抵抗素子のＭＲループ特性と抵抗変化最
適印加磁界領域を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態３での磁界ベクトル図
である。

【図７】 ＧＭＲ素子のＭＲループ特性図である。

【図８】 この発明の実施の形態５を示す構成図であ
る。

【図９】 この発明の実施の形態５における処理回路を
示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６における処理回路
を示す図である。

【図１１】 ＧＭＲ素子の磁気抵抗パターン構成による
ＭＲループ特性図である。

【図１２】 この発明の実施の形態１０を示す構成図で
ある。

【図１３】 この発明の実施の形態１０における処理回
路を示す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態１０における出力信
号を示す図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１１を示す構成図で
ある。

【図１６】 この発明の実施の形態１１における処理回
路を示す図である。

【図１７】 この発明の実施の形態１３を示す構成図で
ある。

【図１８】 この発明の実施の形態１３における差動増
幅回路の出力振幅を示す図である。

【図１９】 従来の磁気検出装置における処理回路を示
す図である。

【図２０】 従来の磁気検出装置を示す構成図である。

【図２１】 従来の磁気検出装置における出力信号を示
す図である。

【図２２】 従来の磁気検出装置における出力信号を示
す図である。

【図２３】 従来の磁気検出装置における出力信号を示
す図である。

【図２４】 従来の磁気検出装置における磁界ベクトル
の変化を示す図である。

【図２５】 磁気抵抗素子のＭＲループ特性と従来の磁
気検出装置での抵抗変化領域を示す図である。

【符号の説明】

１，３１，５１ 磁性回転体、 ２，３２，５２ 磁気
抵抗素子、 ２a,３２a,３２b，５２a，５２b，５２c，
５２d 磁気抵抗セグメント、 ３，３３，５３ 磁
石、 ４，３４，５４ 磁性体ガイド、 １２，４２，
５６ 差動増幅回路、 １３，４３，５７ 交流結合回
路、 １４，４４，５８ 比較回路、 １５，４５，５
９ 出力回路。

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2G017 AA02 AB05 AB09 AC04 AC09 AD55 AD63 AD65 BA09 BA10

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印加磁界強度を検出する少なくとも一つ
   の磁気抵抗セグメントからなる磁気抵抗素子で構成され
   る検出部と、 前記磁気抵抗素子に磁界を印加する磁石と、 前記磁石と対向配置され、該磁石に印加される磁界を変
   化させる凹凸を具備した磁性回転体と、 前記磁石の前記磁性回転体寄り端部に設けられた磁性体
   ガイドとを備えたことを特徴とする磁気検出装置。
2. 【請求項２】 前記磁石の着磁方向を前記磁性回転体に
   対する対向方向とし、前記着磁方向と平行かつ前記磁性
   体ガイドと前記磁性回転体の間に前記磁気抵抗セグメン
   トを配置したことを特徴とする請求項１記載の磁気検出
   装置。
3. 【請求項３】 前記磁気抵抗セグメントを前記磁石に対
   して、前記磁性回転体の中心軸方向に所定の間隙をもっ
   て配置したことを特徴とする請求項１または２記載の磁
   気検出装置。
4. 【請求項４】 前記磁性体ガイドにおける前記磁性回転
   体の回転方向サイズを前記磁石の幅より大きくしたこと
   を特徴とする請求項３記載の磁気検出装置。
5. 【請求項５】 前記磁気抵抗素子としてＧＭＲ素子を用
   いたことを特徴とする請求項３記載の磁気検出装置。
6. 【請求項６】 前記磁気抵抗素子の複数個の磁気抵抗セ
   グメントの少なくとも１個の磁気抵抗セグメントを前記
   磁性体ガイドの前記磁石より端部と略同一に配置し、温
   度補償用として用いたことを特徴とする請求項３記載の
   磁気検出装置。
7. 【請求項７】 前記複数個の磁気抵抗セグメントからな
   る磁気抵抗素子でハーフブリッジ回路またはフルブリッ
   ジ回路を構成したことを特徴とする請求項６記載の磁気
   検出装置。
8. 【請求項８】 前記磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パタ
   ーンを前記磁石と前記磁気回転体の対向方向に対して垂
   直としたことを特徴とする請求項５記載の磁気検出装
   置。
9. 【請求項９】 前記磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パタ
   ーンを前記磁石と前記磁気回転体の対向方向としたこと
   を特徴とする請求項５記載の磁気検出装置。
10. 【請求項１０】 前記磁気抵抗素子の複数個の磁気抵抗
    セグメントのうち、磁界変化を検出する素子として用い
    る磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向方
    向に対して垂直とし、温度補償用として用いる磁気抵抗
    セグメントの磁気抵抗パターンを前記対向方向としたこ
    とを特徴とする請求項５記載の磁気検出装置。
11. 【請求項１１】 前記磁石の着磁方向を前記対向方向と
    し、前記着磁方向と平行かつ前記磁性体ガイドから前記
    磁性回転体の中心軸方向に離して複数個の磁気抵抗セグ
    メントを前記磁性回転体の回転方向に並べて配置したこ
    とを特徴とする請求項３記載の磁気検出装置。
12. 【請求項１２】 前記複数個の磁気抵抗セグメントにて
    ハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を構成した
    ことを特徴とする請求項１１記載の磁気検出装置。
13. 【請求項１３】 前記磁気抵抗セグメントの磁気抵抗パ
    ターンを前記対向方向に対して垂直としたことを特徴と
    する請求項１１記載の磁気検出装置。
14. 【請求項１４】 前記磁性回転体の回転方向に並行して
    配置された磁気抵抗セグメントのピッチを１．２〜１．
    ８ｍｍとしたことを特徴とする請求項１１記載の磁気検
    出装置。