JP2008107266A - 移動体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子（ＳＶ−ＧＭＲ素子）を用いた移動体検出装置において、ＳＶ−ＧＭＲ素子の磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上とすることによって、検出出力のばらつきが少なく、感度の高い移動体検出装置を提供する。
【解決手段】磁性材移動体としての歯車１と、この外周面に対向配置されるＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１〜Ｒ４と、ＳＶ−ＧＭＲ素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石５とを有する移動体検出装置であって、ＳＶ−ＧＭＲ素子が有する磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁性材移動体の移動に伴う磁界変化を検出する移動体検出装置に係り、特に工業用工作機械や、自動車のエンジン等に用いられる軟磁性体歯車の回転情報を検出する場合、あるいは磁性粉等からなる磁性層パターン（磁性粉又は磁性膜によるパターン）が付着した媒体の情報を検出する場合等に用いて好適な移動体検出装置に関するものである。

従来のスピンバルブ型巨大磁気抵抗素子（以下、ＳＶ−ＧＭＲ素子）を用いた移動体検出装置は、ＳＶ−ＧＭＲ素子の急峻な磁気特性を利用し、高感度な検出装置としていた。ＳＶ−ＧＭＲ素子を用いた移動体検出装置の１例として下記特許文献１がある。

特開２００５−２３３７９５号公報 この種の移動体検出装置で用いられるＳＶ−ＧＭＲ素子の模式的な膜構成及び磁気特性を図７に示す。ＳＶ−ＧＭＲ素子は、磁化方向が一方向に固定された強磁性体のピン層と、電流が主として流れる非磁性体を介して前記ピン層に積層された強磁性体のフリー層とからなる磁気抵抗効果膜を有し、ピン層は外部磁界（外部磁束）によって磁化方向は変化せず、フリー層は外部磁界（外部磁束）の方向に磁化される。ここで、磁気抵抗効果膜におけるピン層の磁化方向とフリー層の磁化方向（つまり外部磁界の方向）とが直交しているとき（図７（ａ）のθ＝０のとき）、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）は０である。ピン層の磁化方向とフリー層の磁化方向（つまり外部磁界Ｈの方向）とが平行であるが向きが逆のとき、つまり反平行のとき、抵抗変化率はプラスとなり、図７（ａ）の高抵抗状態となる。また、ピン層の磁化方向とフリー層の磁化方向（つまり外部磁界Ｈの方向）とが平行でかつ向きが同じとき、つまり順平行のとき、抵抗変化率はマイナスとなり、図７（ｂ）の低抵抗状態となる。

また、ＳＶ−ＧＭＲ素子において、外部磁界が飽和磁界Ｈｋに達するまでの非飽和領域では外部磁界変化に対して抵抗変化率は直線的に大きく変化し、外部磁界が飽和磁界Ｈｋ以上となると飽和状態となって抵抗変化率は略一定となる特性である。飽和磁界Ｈｋは微弱磁界感度の目安になるものであり、ＳＶ−ＧＭＲ素子の飽和磁界Ｈｋにばらつきがあると、飽和磁界Ｈｋ未満の外部磁界と抵抗変化率との関係を示す直線の傾きが変化してしまう。例えば図８のＳＶ−ＧＭＲ素子の入出力変換図において、直線Ｌ１に対して直線Ｌ２の傾きが倍（ＳＶ−ＧＭＲ素子の感度が２倍）であると、入力信号である磁界変化に対して抵抗変化は２倍（換言すれば出力信号は２倍）となる。つまり、ＳＶ−ＧＭＲ素子の非飽和領域のリニアな特性を利用して微小外部磁界を検出する場合、ＳＶ−ＧＭＲ素子の飽和磁界Ｈｋのばらつき（感度ばらつき）が検出出力のばらつきを引き起こしていた。

従来の移動体検出装置は、上記の飽和磁界Ｈｋのばらつきに起因する検出出力のばらつきに対する配慮がなく、例えば回転検出の用途に使用する場合には、検出出力のばらつきは回転情報のばらつきに繋がり、検出出力の安定した移動体検出装置を無調整で作製することが難しかった。

また、移動体検出装置が、例えば、軟磁性歯車と、この歯車に近接配置されるＳＶ−ＧＭＲ素子と、これにバイアス磁界を印加するバイアス磁石とを有する回転検出装置である場合、前記歯車とＳＶ−ＧＭＲ素子間の必要なギャップを確保しつつ、微小磁界変化での検出出力を高めるためには、バイアス磁石による発生磁界を高めなければならない。この場合、サイズの大きな磁石の使用や、磁石材料を変更しなければならず、小型化やコスト低減の妨げとなっていた。

上記の点に鑑み、本発明者は、ＳＶ−ＧＭＲ素子の磁気抵抗効果膜パターンの長さ及び幅と飽和磁界Ｈｋとの関係を考察し、その結果、飽和磁界Ｈｋが小さく高感度で、かつ飽和磁界Ｈｋの変化が少ない領域を見いだした。

すなわち、本発明は、ＳＶ−ＧＭＲ素子を用いた移動体検出装置において、ＳＶ−ＧＭＲ素子の磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上とすることで、検出出力のばらつきが少なく、感度の高い移動体検出装置を提供することを目的とする。

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

上記目的を達成するために、本発明のある態様の移動体検出装置は、磁性材移動体と、磁界発生手段と、少なくとも１つのスピンバルブ型巨大磁気抵抗素子（ＳＶ−ＧＭＲ素子）とを有し、
前記ＳＶ−ＧＭＲ素子が有する磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上としたことを特徴としている。

前記移動体検出装置において、前記磁性移動体が少なくとも１つの凸部又は凹部を有していてもよい。

前記移動体検出装置において、前記磁性移動体が磁性粉付着媒体又は磁性膜付着媒体であってもよい。

前記ＳＶ−ＧＭＲ素子が１対又は複数対あり、対をなす前記ＳＶ−ＧＭＲ素子のピン層磁化方向が互いに前記磁性材移動体の移動方向に対し、略順方向と略逆方向を向くように配置されていてもよい。

前記ＳＶ−ＧＭＲ素子が磁気抵抗効果膜パターンの直列接続、並列接続の一方又は両方を有するものであってもよい。

前記ＳＶ−ＧＭＲ素子が同一基板上に一対又は複数対形成され、対をなすＳＶ−ＧＭＲ素子が磁気抵抗効果膜パターンを含むダブルミアンダパターンで構成されていてもよい。

本発明に係る移動体検出装置によれば、ＳＶ−ＧＭＲ素子の飽和磁界Ｈｋを小さく、かつ飽和磁界Ｈｋのばらつきを少なくできるので、検出出力のばらつきを低減し、感度の向上を図ることができる。また、ＳＶ−ＧＭＲ素子を高感度にすることで、磁界発生手段（バイアス磁石等）は大型化する必要がなくなり、移動体検出装置の小型化にも寄与できる。

また、前記ＳＶ−ＧＭＲ素子が磁気抵抗効果膜パターンの直列接続、並列接続の一方又は両方を有する構成とした場合、抵抗値が調整可能となり、増幅回路等との整合が容易となる。

さらに、対をなしたＳＶ−ＧＭＲ素子を、磁気抵抗効果膜パターンを含むダブルミアンダパターンで構成する場合、ＳＶ−ＧＭＲ素子群の集積度を向上させて小型化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、移動体検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。

図１乃至図３で本発明に係る移動体検出装置の実施の形態１を説明する。実施の形態１は、磁性材移動体として軟磁性体歯車の回転検出を行う回転センサを構成した場合を示す。

図１（Ａ）において、１は軟磁性体歯車であり、外周面に凹凸を有する（例えば一定配列ピッチＰで凸部２を有する）ものである。

また、軟磁性体歯車１の外周面に対向するように、４個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が固定配置され、これらの背後にバイアス磁界印加用のバイアス磁石５が固定配置されて、４個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を磁気バイアスするようになっている。この場合、４個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の配列方向は軟磁性体歯車１の移動方向（回転方向）に対して略垂直方向で歯車１の厚み方向に直線的に配置されている。

本実施の形態では、磁性材移動体である軟磁性体歯車１で変化された磁界に対応して抵抗値が変化するＳＶ−ＧＭＲ素子を用いており、その飽和磁界Ｈｋが安定となる条件を磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向と直交する方向の長さとピン層磁化方向の幅とを変化させて求めた。

図２（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は、ＳＶ−ＧＭＲ素子の模式的拡大図であり、ＳＶ−ＧＭＲ素子は基板１０にＡｕ電極パッド１１の対を形成し、その電極パッド１１の延長リード部１１ａ間に磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２が形成され、延長リード部１１ａに接続されている。そして、図２（Ａ）では磁気抵抗効果膜パターン１２のピン層磁化方向と直交する方向の長さを１２０μｍ、同図（Ｂ）では長さを６０μｍ、同図（Ｃ）では長さを３０μｍとして、それぞれピン層磁化方向の幅を２μｍから１２０μｍまで変化させて飽和磁界Ｈｋを測定した結果を図３に示す。

図３の測定結果を見ると、ピン層磁化方向のパターン幅を変化させることにより、微弱磁界感度の目安となる飽和磁界Ｈｋが調整できることが明らかである。このとき、ピン層磁化方向と直交する方向のパターン長さは飽和磁界Ｈｋに殆ど関係しない（長さを３０〜１２０μｍに変化させても曲線はほぼ重なっている）。図３より飽和磁界Ｈｋが小さく（感度が高く）かつ飽和磁界Ｈｋのばらつきの小さいパターン幅を求めると（Ｈｋ−線幅曲線を３本の直線で近似して求めると）、２０μｍ以上となる。２０μｍ以上の線幅では、飽和磁界Ｈｋは１０〜１５Ｏｅ｛＝（１／４π）×１０^３Ａ／ｍ｝の範囲内で安定する。

図３の結果から、図１で使用する４個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４では、その磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上に設定する。ピン層磁化方向の幅の上限は、対をなす電極パッド１１の幅（本例では例えば１２０μｍ程度）で通常制約される。パターン幅２０μｍ以上に設定すれば、数μｍのパターン幅変化では飽和磁界Ｈｋが殆ど変化せず、ばらつきの少ないＳＶ−ＧＭＲ素子が得られる。また、１例として、従来のパターン幅９μｍのＳＶ−ＧＭＲ素子と比較して飽和磁界Ｈｋは約半分となり、ＳＶ−ＧＭＲ素子の非飽和領域を利用する場合、感度は約２倍に向上する。

４個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は感磁パターンとなる磁気抵抗効果膜パターンを有する感磁面を持ち、それらの感磁面は図１の軟磁性体歯車１の外周面に接する平面に平行な同一平面内にあることが望ましく、対をなすＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２のうちＲ１はピン層の磁化方向が歯車回転方向の略逆方向、Ｒ２は略順方向である。同様に、もう１組の対をなすＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ３，Ｒ４のうちＲ３はピン層の磁化方向が歯車回転方向の略逆方向、Ｒ４は略順方向である。

図１（Ａ）の前記バイアス磁石５は、例えば軟磁性体歯車１の外周面に対向する面にＮ極、反対面にＳ極を有する永久磁石であり、Ｎ極面と軟磁性体歯車１間に４個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が位置する関係である。また、直線的に配列された各ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に略均等の磁界を印加できるように、４個のＳＶ−ＧＭＲ素子の配置幅Ｗ１より大きい十分な横幅を有することが望ましい。同様に、歯車１の厚みＷ２もＷ１以上であることが望ましい。

図１（Ｂ）のように、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２の対と、もう一つのＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ３，Ｒ４の対とでホイートストンブリッジ回路を構成しており、このホイートストンブリッジ回路には一定の供給電圧Ｖinが供給されるようになっている。検出出力ＶoutはＲ１，Ｒ２の接続点とＲ３，Ｒ４の接続点間の電位差として得られる。

従って、図１（Ａ）のような配置で検知対象の軟磁性体歯車１の凸部２がＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の感磁面に接近してきた時、各ＳＶ−ＧＭＲ素子の感磁面位置における磁束ベクトルの歯車回転接線方向成分は凸部２が接近してくる方向を向く。図７のように、ＳＶ−ＧＭＲ素子の磁気特性は、外部磁界の方向とピン層磁化方向とが順平行で抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）はマイナス、外部磁界の方向とピン層磁化方向とが反平行で抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）はプラスであるから、磁束ベクトル成分が凸部接近方向に向いた時、２対のＳＶ−ＧＭＲ素子（Ｒ１とＲ２の対、及びＲ３とＲ４の対）の一方のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３では抵抗値が小となり（ピン層磁化方向と磁束ベクトル方向の歯車接線方向成分が順平行の時）、他方のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４では抵抗値が大となる（ピン層磁化方向と磁束ベクトル方向の歯車接線方向成分が反平行の時）。

また、凸部２がＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の感磁面から遠ざかる時、ＳＶ−ＧＭＲ素子の感磁面位置における磁束ベクトルの歯車回転接線方向成分は凸部２が遠ざかる方向を向く。磁束ベクトル成分が凸部の遠ざかる方向に向いた時、一方のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３では抵抗値が大となり（ピン層磁化方向と磁束ベクトル方向の歯車接線方向成分が反平行の時）、他方のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４では抵抗値が小となる（ピン層磁化方向と磁束ベクトル方向の歯車接線方向成分が順平行の時）。

このように、軟磁性体歯車１の凸部２が接近してくる時もしくは遠ざかる時、２対のＳＶ−ＧＭＲ素子の各々の対では、一方の抵抗値が最小、他方が最大となり、図１（Ｂ）のホイートストンブリッジ回路を組むことにより、１つのＳＶ−ＧＭＲ素子の４倍の検出出力Ｖoutを得ることが可能になる。検出出力Ｖoutは軟磁性体歯車１の凸部２が通過する毎に変化することから軟磁性体歯車１の回転検出が可能である。

この実施の形態１によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の磁気抵抗効果膜パターン１２のピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上としたことで、各ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の飽和磁界Ｈｋのばらつきを小さくでき、ひいては、検出出力の安定化を図ることができる。つまり、製品毎の検出出力電圧のばらつきを低減できる。

(2) 磁気抵抗効果膜パターン１２のピン層磁化方向の幅が２０μｍ以上であると、飽和磁界Ｈｋは低い値で安定し、高い感度を安定して得ることができる。１例として、従来のパターン幅９μｍのＳＶ−ＧＭＲ素子と比較して飽和磁界Ｈｋは約半分となり、感度を約２倍に向上させることができる。

(3) 磁気抵抗効果膜パターン１２のピン層磁化方向の幅が２０μｍ以上であるＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を用いることで、軟磁性体歯車１とＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４間のギャップを適切値に維持したときでも、バイアス磁石５の大型化や材質変更は必要なく、小型で高感度の移動体検出装置を実現できる。

図４（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施の形態２であって、磁性粉付着媒体又は磁性膜付着媒体を検出するのに適した移動体検出装置を示す。この場合、移動体検出装置は、図４（Ａ）に示すように、バイアス磁界印加用のバイアス磁石５Ａと一対のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａとを備えている。ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａは、バイアス磁石５Ａの磁極面（図では上面のＮ極面）に対向する位置（図４では磁極面の上側の位置）に、検出対象である検出媒体（磁性粉付着媒体又は磁性膜付着媒体）２１の移動方向（図４では水平方向）に対して略垂直（図４では奥行き方向）に並んで配置されている。一対のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａのピン層磁化方向は、検出媒体２１の移動方向に対して略平行でかつ互いに逆向き（図４では水平方向右向き及び左向き）である。また、磁石５Ａは検出媒体１の移動方向に略垂直にＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａを磁気バイアスするものであり、つまりＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａの感磁面に対して略垂直な一定のバイアス磁界を印加している。

この実施の形態２の場合も、図４で使用する２個のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａにおいて、その磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上に設定している。

図４（Ｂ）のように、一対のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａは、直列に接続されており、この直列接続の一方の側は直流定圧電源Ｖccに、他方の側はグランドラインに、それぞれ接続されている。そして、一対のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２同士の直列接続部２５から検出出力信号Ｖoutを取り出す構成である。

検出媒体２１は、紙、プラスチックのフイルムやカード等に磁気インク等で磁性粉を付着させて磁性層パターン２２を形成した磁性粉付着媒体又は磁性膜付着媒体（例えば紙幣やカード）である。前記磁石５Ａ及び一対のＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａは、この検出媒体２１の移動経路に沿って配置され、検出媒体２１は図示しない移動手段によりＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａに近接対向した状態で図４（Ａ）の矢印方向（水平方向右向き）に走行可能となっている。

磁性層パターン２２の検出動作は以下の通りである。図４（Ａ）の１本の磁性層パターン２２がＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａの真上の手前側（左側）に近接すると、バイアス磁石５Ａによるバイアス磁界は磁性層パターン２２の影響で左上向きとなり、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａのピン層磁化方向に一致する磁界成分が発生し、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａは低抵抗、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ２Ａは高抵抗となり、図４（Ｂ）の検出出力信号Ｖoutの出力波形において前側の正のピーク電圧が得られる。そして、図４（Ａ）の１本の磁性層パターン２２がＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａの真上を通過して右側に位置すると、バイアス磁石５Ａによるバイアス磁界は磁性層パターン２の影響で右上向きとなり、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ２Ａのピン層磁化方向に一致する磁界成分が発生し、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ１Ａは高抵抗、ＳＶ−ＧＭＲ素子Ｒ２Ａは低抵抗となり、図１（Ｂ）の検出出力信号Ｖoutの出力波形において後側の負のピーク電圧が得られる。

この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様に検出出力の安定した高感度の磁性粉付着媒体又は磁性膜付着媒体を対象とした移動体検出装置を実現できる。

図５は本発明の各実施の形態で使用できるＳＶ−ＧＭＲ素子の変形例である。図５（Ａ）は基板１０に形成されたＡｕ電極パッド１１の延長リード部１１ａ間に磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２が１本のみ形成、接続されている場合である。図５（Ｂ）は、対をなすＡｕ電極パッド１１間にそれぞれ延長リード部１１ａを介して磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２が複数本形成され、複数本のパターン１２が対をなすＡｕ電極パッド１１間に電気的に並列に接続されている。図５（Ｃ）はＡｕ電極パッド１１の延長リード部１１ａ間に複数の磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２をＡｕ接続リード部１３で相互に直列に接続したシングルミアンダパターン１４が形成されている。

図５（Ａ）の磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２が１本のＳＶ−ＧＭＲ素子の抵抗値をＲΩとしたとき、同図（Ｂ）の場合は磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２が４本並列であるため、抵抗値はＲ／４Ωとなり、同図（Ｃ）の場合は磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２が３本直列であるため、抵抗値は３ＲΩとなる。

通常、ＳＶ−ＧＭＲ素子は、増幅回路と組み合わせて使用される。その際、回路が比較的容易になることから、複数のＳＶ−ＧＭＲ素子をフルブリッジ回路やハーフブリッジ回路として接続し、一定電圧を印加する構成が用いられる。この場合、ＳＶ−ＧＭＲ素子の磁気抵抗効果膜パターン幅のみを変更すると、ＳＶ−ＧＭＲ素子の抵抗値が大きく変化し、増幅回路との接続に相応しい抵抗値から外れ、増幅回路とのマッチングの低下や、消費電流が大きくなる問題が考えられる。しかし、この点に関しては、図５に示したように、所望の飽和磁界Ｈｋの磁気抵抗効果膜パターンを並列、直列、あるいは両方の組み合わせで接続することにより自在に調整できるので問題にならない。

図６は本発明の各実施の形態で使用できるＳＶ−ＧＭＲ素子の他の変形例である。図６（Ａ）は、基板１０上のＡｕ電極パッド１１の延長リード部１１ａ間に複数の磁気抵抗効果膜の直線状パターン１２をＡｕ接続リード部１３で相互に直列に接続したシングルミアンダパターン１４を示し、同図（Ｂ）は、２つのミアンダパターンを相互に入り組むように形成したダブルミアンダパターン１５を示し、各ミアンダパターンは２対設けられたＡｕ電極パッド１１間にそれぞれ接続されている（図６（Ａ）と同一又は相当部分には同一符号を付した）。図６（Ｂ）のダブルミアンダパターンの場合、同一基板上に２個（一対）のＳＶ−ＧＭＲ素子が構成されることになる。なお、同一基板上に複数対のＳＶ−ＧＭＲ素子をそれぞれダブルミアンダパターンで構成することもできる。

図６（Ｂ）のように、磁気抵抗効果膜パターン１２の幅が２０μｍのＳＶ−ＧＭＲ素子を用いつつ、複数素子分の磁気抵抗効果膜パターンを含むダブルミアンダパターンとすることで、ＳＶ−ＧＭＲ素子を集中配置でき、基板１０を切り出すウエハの無駄を減らし、かつＳＶ−ＧＭＲ素子を用いる移動体検出装置の小型化も可能となる。

なお、各実施の形態においてバイアス磁界発生手段として永久磁石を用いたが、動作原理上、電磁石を用いてもよい。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明に係る移動体検出装置の実施の形態１であって、（Ａ）は移動体検出装置の構成を示す模式的斜視図、（Ｂ）は回路図である。 本発明の実施の形態で用いるＳＶ−ＧＭＲ素子であって、（Ａ）は磁気抵抗効果膜パターン長さが１２０μｍ、（Ｂ）は磁気抵抗効果膜パターン長さが６０μｍ、（Ｃ）は磁気抵抗効果膜パターン長さが３０μｍの場合の平面図である。 磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅と飽和磁界Ｈｋの関係を示すグラフである。 本発明に係る移動体検出装置の実施の形態２であって、（Ａ）は移動体検出装置の構成を示す模式的斜視図、（Ｂ）は回路図である。 本発明の各実施の形態で使用可能なＳＶ−ＧＭＲ素子の変形例であって、（Ａ）は１本の磁気抵抗効果膜パターン、（Ｂ）は磁気抵抗効果膜パターンの並列接続、（Ｃ）は磁気抵抗効果膜パターンの直列接続を有する場合をそれぞれ示す平面図である。 本発明の各実施の形態で使用可能なＳＶ−ＧＭＲ素子の他の変形例であって、（Ａ）は磁気抵抗効果膜パターンを含むシングルミアンダパターン、（Ｂ）はダブルミアンダパターンを有する場合をそれぞれ示す平面図である。 ＳＶ−ＧＭＲ素子の膜構成及び磁気特性を示す説明図である。 ＳＶ−ＧＭＲ素子の飽和磁界Ｈｋの変化により、非飽和領域の磁界−抵抗変化率の関係を示す直線の傾きが変化し、入力信号に対する出力信号がその傾き変化で変動することを示す説明図である。

符号の説明

１ 軟磁性体歯車
２ 凸部
５，５Ａ バイアス磁石
１０ 基板
１１ 電極パッド
１１ａ 延長リード部
１２ 直線状パターン
１３ 接続リード部
１４ シングルミアンダパターン
１５ ダブルミアンダパターン
２１ 検出媒体
２２ 磁性層パターン
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａ，Ｒ３，Ｒ４ ＳＶ−ＧＭＲ素子

Claims (6)

1. 磁性材移動体と、磁界発生手段と、少なくとも１つのスピンバルブ型巨大磁気抵抗素子とを有する移動体検出装置であって、
   前記スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子が有する磁気抵抗効果膜パターンのピン層磁化方向の幅を２０μｍ以上としたことを特徴とする移動体検出装置。
2. 前記磁性移動体が少なくとも１つの凸部又は凹部を有している請求項１記載の移動体検出装置。
3. 前記磁性移動体が磁性粉付着媒体又は磁性膜付着媒体である請求項１記載の移動体検出装置。
4. 前記スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子が１対又は複数対あり、対をなす前記スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子のピン層磁化方向が互いに前記磁性材移動体の移動方向に対し、略順方向と略逆方向を向くように配置されている請求項１，２又は３記載の移動体検出装置。
5. 前記スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子が磁気抵抗効果膜パターンの直列接続、並列接続の一方又は両方を有するものである請求項１，２，３又は４記載の移動体検出装置。
6. 前記スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子が同一基板上に一対又は複数対形成され、対をなすスピンバルブ型巨大磁気抵抗素子が磁気抵抗効果膜パターンを含むダブルミアンダパターンで構成されている請求項１，２，３又は４記載の移動体検出装置。

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