JP3203553B2

JP3203553B2 - 回転または位置の検出装置

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Publication number: JP3203553B2
Application number: JP21253297A
Authority: JP
Inventors: 治篠浦; 英之鈴木; 雄一佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JPH1138110A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部磁界の変化を
電気信号に変換する磁界検出素子に関する。特に、回転
検出や位置検出に用いられる磁界センサ等で代表される
差動型の磁界検出素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁界検出素子は、外部磁界の変化を電気
信号に変換する素子であり、強磁性体や半導体薄膜をパ
ターニングし、そのパターンに電流を流し電圧変化とし
て外部磁界の変化を電気信号に変換する素子である。例
えば、磁気抵抗効果素子は、強磁性体金属の電気抵抗が
外部磁界により変化する現象（磁気抵抗効果、ＭＲ効
果）を利用して磁界強度を測定する素子である。単層の
磁性膜では古くから知られている強磁性体金属膜の磁気
異方性磁気抵抗効果を利用していたが、最近では多層膜
構造からなる巨大磁気抵抗効果素子の報告もある。例え
ば、ナショナルテクニカルレポート、４２巻、４号、４
６５ページには、（ＮｉＦｅＣｏ／Ｃｕ）多層膜を巨大
磁気抵抗効果素子として用いたＶＴＲキャプスタンモー
タ回転検出センサが紹介されている。

【０００３】また、磁界検出素子の先行技術として、特
開平７−７７５３１号公報には巨大磁気抵抗効果を用い
た感磁パターンを、被検出体の磁界ピッチのλ／２また
はλ／４に配置してなる磁気式位置、回転検出用素子が
開示されている。

【０００４】さらに、磁界検出素子の先行技術として、
特開平１−２９７５０８号公報には４個の感磁パターン
と、被検出体の磁界ピッチとが、一定の関係を有するよ
うに配置された磁気センサが開示されている。

【０００５】このように複数の感磁パターンを、被検出
体の磁界ピッチとの関係において所定の関係を有するよ
うに配置・構成された差動型磁界検出素子は従来より広
く知られていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来より提案されている磁界検出素子１００は、例えば、
図８に示されるように磁界検出のための２つの薄膜パタ
ーン（感磁パターン部）１１１，１１５を、ほぼ平坦な
同一の基体（例えば、ウエハー基板）１１０の面上に、
被検出体の磁界ピッチを考慮して所定の間隔Ｄを空けて
成膜した構成を採択している（符号１２０は電流印加の
ための電極パッドを示す）。

【０００７】このような従来の構成では、磁界検出素子
１００の多数個取りを目的として、一定面積のウエハー
基板上に複数の磁界検出素子１００を一括成膜した場
合、ウエハー基板内に配置できる磁界検出素子１００の
数を多くできない。

【０００８】また、被検出体の磁界ピッチが複数種ある
場合には、磁界ピッチの種類に応じて異なる間隔を空け
て感磁パターン部を配置・形成する必要があり、磁界検
出素子１００パターン形成のためのマスク等を磁界ピッ
チの種類に応じて予め準備しておかなければならない。
このため多くの被検出体毎に多種のマスク等が必要とな
っていた。

【０００９】また、従来の磁界検出素子１００は、以下
に示すような使用上からの問題があった。これを説明す
るために、図７には従来の磁界検出素子１００の使用例
が示されており、軟磁性体からなる回転歯車１６０（被
検出体）の上に、磁界検出素子１００が設置され、この
磁界検出素子１００の上に永久磁石１７０が設置されて
いる。永久磁石１７０からの磁束は回転歯車１６０との
位置関係により変化し、この変化の状態が、所定の間隔
Ｄを空けて形成された感磁パターン部１１１，１１５に
より検出されるようになっている。この場合、磁界ピッ
チの変動方向、すなわち回転歯車１６０の回転する方向
であるｘ方向の感磁パターン部１１１，１１５のパター
ン線幅Ｐw は小さい程、好ましい。これは検出すべき磁
界の差が最も大きな点での差動動作が好ましいためであ
る。しかしながら、従来の磁界検出素子１００は、図示
のごとくそのパターン線の複数回の折り返しにより実磁
界検出領域がｘ方向に分布しているため、被検出体の磁
界ピッチが狭い場合には、本来検出すべき磁界が検出で
きないこともあった。

【００１０】このような実状のもとに本発明は創案され
たものであって、その目的は、検出すべき磁界ピッチが
狭くなっても高い検出感度を有し、かつ、製造面におい
て効率よい多数個取りが実現できる磁界検出素子を提供
することにある。また、検出すべき磁界ピッチの変更に
応じて感磁パターン部の間隔調整が容易にできる磁界検
出素子を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、磁界検出のための第１の感磁パタ
ーン部と第２の感磁パターン部を有する磁界検出素子で
あって、前記第１の感磁パターン部と第２の感磁パター
ン部は、それぞれ異なる平面上に対向する位置関係に配
置されてなるように構成される。

【００１２】また、好適な態様として本発明の磁界検出
素子は、前記対向する位置関係に配置された前記第１の
感磁パターン部と第２の感磁パターン部の間隔が、検出
すべき被検出体の磁界ピッチをλとした場合に、λ／４
またはλ／２となるように構成される。

【００１３】また、好適な態様として本発明の磁界検出
素子は、略平行の位置関係にある２つの面を有する基体
の一方側面に第１の感磁パターン部が形成されており、
他方側面に第２の感磁パターン部が形成されているよう
に構成される。

【００１４】また、好適な態様として本発明の磁界検出
素子は、第１の感磁パターン部が形成された第１の基体
と、第２の感磁パターン部が形成された第２の基体とを
備え、前記第１の基体と前記第２の基体とを一体化させ
てなるように構成される。また、好適な態様として本発
明の磁界検出素子は、第１の感磁パターン部が形成され
た第１の基体と、第２の感磁パターン部が形成された第
２の基体と、第１の感磁パターン部と第２の感磁パター
ン部の間隔を調整するためのスペーサを備え、前記第１
の基体と前記第２の基体とを前記スペーサを介して一体
化させてなるように構成される。

【００１５】また、好適な態様として本発明の磁界検出
素子は、第１の感磁パターン部が形成された第１の基体
と、この第１の感磁パターン部の上に設置されたスペー
サを備え、このスペーサの上に第２の感磁パターン部が
形成されてなるように構成される。

【００１６】また、好適な態様として本発明の磁界検出
素子は、前記磁界検出のための第１の感磁パターン部と
第２の感磁パターン部は、巨大磁気抵抗効果を示す薄膜
であるように構成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１８】図１には、本発明の磁界検出素子１の最も
基本的な構成が示されており、図１（ａ）が磁界検出素
子１の正面図、図１（ｂ）が図１（ａ）の右側側面図、
図１（ｃ）が図１（ａ）の左側側面図である。

【００１９】これらの図面に示されるように、磁界検出
素子１は、第１の感磁パターン部１１と第２の感磁パタ
ーン部１５を有しており、これらの感磁パターン部１
１，１５はそれぞれ、異なる平面上に対向する位置関係
に配置されている。すなわち、図１の例では、略平行な
位置関係にある２つの面２ａ，２ｂを有する基体２の一
方側面２ａに第１の感磁パターン部１１が形成されてお
り、他方側面２ｂに第２の感磁パターン部１５が形成さ
れている。ここで『対向する位置関係にある』とは、本
発明の作用効果を逸脱しない範囲で、第１の感磁パター
ン部１１と第２の感磁パターン部１５による作動検出が
できるように互いにほぼ平行状態で向き合った略平行対
置の関係をいう。この定義中、『対向』という文言を用
いているが、これは図１に示される内容からも明らかな
ように、基体２を介しての対向をも含む広い概念であ
る。

【００２０】第１の感磁パターン部１１および第２の感
磁パターン部１５は、図示のごとく通常、パターン線の
複数回の折り返しにより構成されており、さらに第１の
感磁パターン部１１および第２の感磁パターン部１５の
両端部にはそれぞれ、電流印加のための電極パッド８が
形成されている。なお、感磁パターン部１１，１５と電
極パッド８は同一材質、すなわち、電極パッド８を感磁
材料で作製することも可能である。

【００２１】対向する位置関係に配置された前記第１の
感磁パターン部１１と第２の感磁パターン部１５の間隔
Ｄ（図１（ａ））は、検出すべき被検出体の磁界ピッチ
をλとした場合に、λ／４またはλ／２の長さとされ
る。これについては後に詳述する。

【００２２】図２には、図１に示される本発明の磁界検
出素子１の使用の一例が示される。図２において、磁界
検出素子１は、被検出体である例えば軟磁性体からなる
回転歯車６０（被検出体）の上にわずかな隙間（いわゆ
るエアーギャップ）を空けて設置され、この磁界検出素
子１の上に所定の間隔を空けて永久磁石７０が設置され
る。永久磁石７０からの磁束は、軟磁性体から構成され
る回転歯車６０の位置関係、つまり回転歯車６０の周縁
部に歯車として形成された凹凸部との位置関係により変
化し、この変化の状態が、所定の間隔Ｄを空けて形成さ
れた感磁パターン部１１，１５により検出されるように
なっている。図２において、３次元空間であるｘ，ｙ，
ｚの方向関係は、回転歯車６０の回転方向をｘ軸方向、
回転歯車６０の上部方向をｙ軸方向、回転歯車６０の奥
行き方向をｚ軸方向としている。

【００２３】図２に示される使用態様において、永久磁
石７０からの磁束は、回転歯車６０との位置関係により
変化する。回転歯車６０の歯車ピッチをλ（検出すべき
磁界ピッチλと同じである。歯車を構成する凹部、凸部
をそれぞれλ／２を占めるようにする場合もあるが、こ
れに限定されるものでなく、例えば、凸部をλ／３、凹
部を２λ／３とすることもできる）、前述したように歯
車６０の回転方向をｘ軸、回転歯車６０の上部方向をｙ
軸方向とした場合、磁石７０の直下の場所において、回
転歯車６０の回転による磁界変化は、図６に示されるよ
うになる。すなわち歯車の回転につれてｘ方向の磁界は
ゼロから最大磁界強度Ｈx 、そしてゼロ、反対方向の最
大磁界強度−Ｈx そして再びゼロと歯車の１周期、λの
間に変化する。これに対してｙ方向の磁界強度はλ／２
の間に最大磁界強度Ｈy1から最小磁界強度Ｈy2に減少
し、再びλ／２の間に最大磁界強度Ｈy1へと変化する。
すなわち、差動動作でこれらの磁界を有効に検出するに
は、（１）ｘ軸方向検出ではλ／４、（２）ｙ軸方向検
出ではλ／２の間隔で２つの感磁パターン部１１，１５
を配置すれば良い。つまり、（１）ｘ軸方向検出ではＤ
＝λ／４、（２）ｙ軸方向検出ではＤ＝λ／２とすれば
よい。そして、いずれの場合も感磁パターン部１１，１
５のｘ方向への幅は小さいほど効率的に差動出力が得ら
れることが分かる。

【００２４】本発明においては、図２に示されるように
ｘ方向の感磁パターン部１１，１５の幅は実質的に、膜
の厚さ分だけであり、最大でも１μｍ以下である。これ
に対して図７や図８に示されるように従来より公知の配
置構成では、パターン線幅Ｐw がｘ方向の幅に当たり、
Ｐw の値は、感磁パターン部１本の線幅×折り返し回数
にスペース幅を加えたものであり、数十μｍから１００
μｍ以上となっていた。

【００２５】図１および図２に示されるような本発明の
磁界検出素子１は、厚さＤの基板（基体）２を準備し、
厚さ方向の両面に、それぞれ薄膜の感磁パターン部１
１，１５を形成することにより得られる。この実施の形
態が感磁パターン部の間隔Ｄを確実に規制できる最もシ
ンプルな方法であるが、これに限定されることなく、さ
らに図３〜図５に示されるような好適な実施の形態が例
示できる。

【００２６】図３に示される磁界検出素子１は、第１の
感磁パターン部１１が形成された第１の基体２１と、第
２の感磁パターン部１５が形成された第２の基体２５
と、第１の感磁パターン部１１と第２の感磁パターン部
１５の間隔を調整するためのスペーサ３０を備えてお
り、第１の基体２１と第２の基体２５とがスペーサ３０
を介して一体化された状態で構成されている。この実施
の形態では、介在させるスペーサの厚さを変えるだけ
で、被検出体の様々な値のλの仕様に容易に応じること
ができる。スペーサ３０は、非磁性材料から構成するこ
とが一般的であるが、意図的に軟磁性体を用いることで
シールド効果を付与することも可能となる。

【００２７】図４に示される磁界検出素子１は、第１の
感磁パターン部１１が形成された第１の基体２１と、第
２の感磁パターン部１５が形成された第２の基体２５と
を備えており、第１の基体２１と第２の基体２５とが一
体化された状態で構成されている。この実施の形態で
は、厚さの異なる種々の基板（基体）を準備しておき、
これらの中から適宜２枚選定して組み合わせることによ
り、様々な値のλの仕様に容易に応じることができる。
また、図４に示されるように感磁パターン部１１，１５
が形成される基体２１，２５の表面は、本発明の作用効
果を逸脱しない範囲での湾曲面としてもよい。湾曲面と
した場合には、特に、膜に応力を作用させることが可能
で、この応力による磁気弾性効果異方性により磁界感度
を調整することが可能である。

【００２８】図５に示される磁界検出素子１は、第１の
感磁パターン部１１が形成された第１の基体２１と、こ
の第１の感磁パターン部１１の上に設置されたスペーサ
３０を備え、このスペーサ３０の上に第２の感磁パター
ン部１５が形成された構造をとっている。この場合に
は、特に、１枚の基板の片面のみに形成することから、
汎用の薄膜プロセス工程と相性が良い。

【００２９】ところで、差動検出のために効果のある感
磁パターン部１１，１５間の距離Ｄは、前述したように
被検出体（例えば、回転歯車６０）の検出ピッチλ（磁
界ピッチλ）に対して、λ／４またはλ／２に設定すれ
ば良いことが知られている。すなわち、検出ピッチλが
８ｍｍの場合、一般に、上記Ｄの値は、４０００μｍま
たは２０００μｍに設定される。一般的な感磁パターン
部１１，１５のパターン線幅Ｐw は、５μｍから１００
μｍ、パターン線長さＰL （図１，図８）は、１００μ
ｍから５０００μｍである。また、電極パッド８の大き
さは、通常、５μｍ角から５００μｍ角である。従っ
て、１つの感磁パターン部とその両側に配置される電極
パッドの占める面積を考えてみると、幅方向の最大の大
きさは、通常、電極パッドの大きさに支配され、５μｍ
から５００μｍとなる。また、一対の感磁パターン部を
備える１つの磁界検出素子の占める面積を考察するに、
距離Ｄの値が４０００μｍまたは１０００μｍと長いた
めに、図８に示されるような従来の配置では１つの磁界
検出素子として必要とされる面積（基体をも含めた面
積）が大きい。

【００３０】これに対して本発明における磁界検出素子
では、図１に示されるように同一平面上でのＤの間隔を
考慮しなくてもよいために、１つの磁界検出素子として
必要とされる面積（基体をも含めた面積）を大幅に小さ
くすることができる。よって１枚のウエハーから作製さ
れる磁界検出素子の数が多く、大幅なコストの低減が可
能となる。

【００３１】また、感磁パターン部１１，１５間の距離
Ｄを極端に小さくしたい場合、本発明の構成によれば、
単に、基体２の厚さを薄くすることで正確に所望のＤ値
が設定できる。例えば、Ｄ＝１０μｍの要求に対して
は、厚さ１０μｍのポリイミドフィルムの両面に感磁パ
ターン部１１，１５を形成すればよい。

【００３２】本発明の感磁パターン部１１，１５は、前
述したように異なる平面に形成されているが、その平面
はほぼ平行であることが好ましい。しかしながら、磁界
検出素子の使用態様によっては、ポリイミドフィルム上
に形成された感磁パターン部に外部から応力を加えて、
フィルムごと感磁パターン部を曲面させることもある。
磁気弾性効果により磁界感度を制御するためである。こ
の場合、２つの感磁パターン部１１，１５が成膜されて
いるそれぞれの面は、完全には平行とはならないが、本
発明の作用効果を逸脱しない程度での略平行を保持でき
ればよい。

【００３３】本発明に用いることの出来る感磁パターン
部１１，１５は、磁気抵抗効果を有する膜であり、単層
膜構造、多層膜構造のいずれであってもよい。磁気抵抗
効果とは、磁場の変化によって電気抵抗が変化する現象
をいう。感磁パターン部１１，１５は、異方性磁気抵抗
効果を示す強磁性体膜（異方性磁気抵抗効果膜）であっ
ても問題は無いが、特に検出感度が高くて検出する磁界
強度を大きく変化させることが可能な巨大磁気抵抗効果
膜（ＧＭＲ膜）を用いることが好ましい。

【００３４】巨大磁気抵抗効果膜は、金属人工格子（藤
森啓安、アグネ技術センター、１９９５年発行）３４７
ページに紹介されているように、強磁性体膜と非磁性体
膜との多層膜であり、その多層膜の界面散乱変化により
抵抗が変化することが知られている。

【００３５】巨大磁気抵抗効果膜としては、（強磁性
体／非磁性導電体）構造のアンチフェロ（結合）型、
（高保磁力強磁性体／非磁性導電体／低保磁力強磁性
体）構造の誘導フェリ（非結合）型、（半強磁性体／
強磁性体／非磁性導電体／強磁性体）構造のスピンバル
ブ型、Ｃｏ／Ａｇ系統の非固溶系グラニュラー型に大
別される。

【００３６】これらの各巨大磁気抵抗効果膜は、その構
造や組成により、検出可能な磁界強度、すなわち、磁気
抵抗効果の飽和磁界強度が大きく異なる。例えば、（Ｆ
ｅ／Ｃｒ）系アンチフェロ型では１０ＫＯｅ以上、（Ｃ
ｏＮｉＦｅ／Ｃｕ）系アンチフェロ型では、０．１Ｏｅ
から１ＫＯｅ、（ＮｉＦｅ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ）系誘導
フェリ型では、５Ｏｅから２０Ｏｅ程度、（ＦｅＭｎ／
ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ）系スピンバルブ型では、数
Ｏｅ、そして、グラニュラー型では１００Ｏｅから５Ｋ
Ｏｅ程度までの磁界検出が可能である。磁界感度は、最
大磁気抵抗変化率を飽和磁界強度で割り算したものであ
り、最大磁気抵抗変化率が大きくても、飽和磁界が大き
い場合には磁界感度は悪い。反対に、最大磁気抵抗変化
率が小さくても、飽和磁界が非常に小さい場合には磁界
感度は良い。このため、検出すべき磁界強度により最高
の磁界感度が得られるように、上記の各種の巨大磁気抵
抗効果膜から、基本系を選択し、さらに組成系の変更や
細かな構造を最適化して用いる。特に、巨大磁気抵抗効
果膜は、異方性磁気抵抗効果膜と異なり、面内磁界に対
して等方的に抵抗が変化する。このような理由もあり、
巨大磁気抵抗効果膜が、特に好ましく用いられる。

【００３７】このような磁気抵抗効果膜（感磁パターン
部１１，１５）は、真空成膜法、例えば、蒸着法、スパ
ッタ法などにより成膜される。より具体的には、基体２
の全面に磁気抵抗効果膜を成膜した後、所望のパターン
形状にパターニングして例えば、磁界検出用の感磁パタ
ーン部１１とし、さらに、この感磁パターン部１１に接
合され電流を流すための電極パッド（導電体電極膜）８
を所定のパターンに形成する。電極パッド８は、磁気抵
抗効果膜である感磁パターン部に比べて小さな抵抗を有
することが重要である。このため電極パッド８は、導電
性の高い金属、例えば銅、金、アルミニウム等を用いて
比較的厚い仕様、例えば、０．３から５．０μｍ厚に成
膜される。電極パッドの形成には、真空成膜法に加えて
湿式成膜法も利用可能である。また、最初に、電極パッ
ド８を形成してから感磁パターン部（磁気抵抗効果膜）
を形成しても差し支えない。また、このように感磁パタ
ーン部１１，１５および電極パッド８を個別に異種の材
料から構成するのではなくて、これらをすべて同一材質
から一体的に形成（成膜）させてもよい。ただし、この
場合には感磁パターン部１１，１５および電極パッド８
の各々の機能が発揮できる範囲内での同一材質とするこ
とが必要である。感磁パターン部は感磁作用が必要とさ
れるが、電極パッドの部分は、感磁作用は必要とされな
い。そこで、感磁パターン部と電極パッドの電流密度を
変化させるために、電極パッドの幅は感磁パターン部の
幅よりも広く設計される。すなわち、同一材質で構成さ
れたパターンの両端部分の幅を広くすることで電極パッ
ド（導電体電極膜）としての機能を付与できる。同一材
質から構成することにより、１回のパターニング工程で
感磁部分である感磁パターン部と電極部である電極パッ
ド（導電体電極膜）が同時に形成でき、極めて高い生産
性を実現することができる。

【００３８】また、感磁パターン部１１，１５は、一般
に、２００ｎｍ以下の薄膜として形成されるために、使
用環境における耐食性が問題となることが多い。このた
め、少なくとも感磁パターン部の上層に保護膜を設け、
周囲の雰囲気から感磁パターン部を保護することが好ま
しい。保護膜の材質としては、特にポリイミド樹脂また
はノボラック樹脂を用いることが好ましい。さらに保護
膜として形成する樹脂層の下に、ＳｉＯ₂ やＡｌ₂ Ｏ₃
等の薄膜を設けて感磁パターン部（磁気抵抗効果膜）を
２重に保護することも可能である。これにより保護膜と
しての機能はさらに強固なものとなる。なお、前記ポリ
イミド樹脂やノボラック樹脂は、感磁パターン部の表面
に（例えば、スピンコート法を用いて）コーティングさ
れた後に熱硬化される。ノボラック樹脂は、熱処理によ
りベークライトに近い構造となり高い耐食性を保証す
る。

【００３９】

【実施例】以下、具体的実施例を示し、本発明をさらに
詳細に説明する。

【００４０】基体として、３インチ径、２ｍｍ厚のガラ
ス基板（コーニング社製、製品番号７０５９）および３
インチ径、５０μｍ厚のポリイミドフィルムをそれぞれ
準備した。これらの基体上に、イオンビームスパッタ装
置にて２００Å−Ｔｉ／（１５Å−ＮｉＦｅＣｏ／２０
Å−Ｃｕ）×３０の多層構造からなる巨大磁気抵抗効果
膜を成膜した。上記膜構造は、最初に２００ÅのＴｉ，
次に１５ÅのＮｉＦｅＣｏ合金と２０ÅのＣｕを順に各
々３０層づつ積層した全厚１２５０Åの多層膜である。
巨大磁気抵抗効果膜の成膜に際して用いたターゲット
は、いずれも純度９９．９％以上のターゲット組成と
し、到達圧力として４×１０^-7Ｔｏｒｒまで真空引きし
た後にアルゴンガスを導入し、成膜中の真空度は１．４
×１０^-4Ｔｏｒｒとした。いずれの膜の成膜も基板の水
冷を行った。

【００４１】ガラス基板は、その両面にそれぞれ上記の
巨大磁気抵抗効果膜を成膜した。また、ポリイミドフィ
ルムは、片面にのみに上記の巨大磁気抵抗効果膜を成膜
した。その後、フォトリソグラフィ手法により感磁パタ
ーン部を形成した。感磁パターン部は、１０μｍ幅、２
００μｍ長さの矩形を３回折り返した形とし、ライン間
は１０μｍとした。電極パッド部は５０μｍ角とした。
１枚の基体の片面に形成可能な素子パターン数は最大８
００個であった。

【００４２】その後、加工プロセスにより個々の素子に
分離したのち、（１）ガラス基板を用いたものについて
は、ガラス基板両面の素子にそれぞれ引き出し線を接続
した。この素子に対してＳｍＣｏ永久磁石を所定の位置
に固定し、本発明の磁界検出素子サンプルを作製した
（実施例１サンプル）。（２）ポリイミド基板を用いた
ものについては、厚さ２ｍｍ、１．５ｍｍ、１ｍｍ、
０．３ｍｍの４種類の異なる板厚のガラス基板の両面
に、それぞれポリイミド基板１枚の素子を接着し、引き
出し線を接続した。この素子に対してＳｍＣｏ永久磁石
を所定の位置に固定し、本発明の磁界検出素子サンプル
を作製した（実施例２，３，４，５サンプル）。

【００４３】なお、実施例１サンプルの作製に際し、１
枚の基板から得られた素子は８００個で、実施例２〜５
サンプルの作製に際し、１枚の基板から得られた素子は
４００個（１素子に２枚必要なため）であった。

【００４４】比較のため、実施例１と同様のガラス基板
を用い、片側同一平面上に一対の上記巨大磁気抵抗効果
膜を、従来の差動型磁界検出素子として差動するように
Ｄ＝２ｍｍの間隔に設けた素子も作製した。１枚の基板
から得られた素子は５０個であった。ガラス基板上の素
子にそれぞれ引き出し線を接続した。この素子に対して
ＳｍＣｏ永久磁石を所定の位置に固定し、比較例１の磁
界検出素子サンプルを作製した（比較例１サンプル）。

【００４５】また、上記比較例１サンプルの作製で用い
たフォトリソ用マスクとは異なるフォトリソ用マスクを
用い、Ｄ＝０．３ｍｍとした以外は、上記比較例１サン
プルと同様な形態からなる従来型の磁界検出素子を作製
した（比較例２サンプル）。この場合、１枚の基板から
得られた素子は２５０個であった。

【００４６】このようにして作製した磁界検出素子（実
施例１〜５サンプル，比較例１〜２サンプル）を用いて
実際に下記の要領で回転検出のテストを行った。

【００４７】回転検出のテストそれぞれの磁界検出素子を構成する２つの感磁パターン
部を直列に接合し、その両端に５ｍＡの定電流を印加し
た。そしてその中点での電位変化を検出した。２つの感
磁パターン部の抵抗変化の差が磁界検出素子の出力とな
る。

【００４８】回転検出のために回転するシャフトにはＳ
ＵＳ４３０製のギヤを取り付けた。具体的には直径６１
ｍｍ，４８歯からなるギヤ１；直径４６ｍｍ，４８歯か
らなるギヤ２；直径６１ｍｍ，９６歯からなるるギヤ
３；直径１８ｍｍ，９６歯からなるギヤ４；の４種類の
周期λの異なるギヤを用いた。

【００４９】それぞれのλは、ギヤ１では４ｍｍ、ギヤ
２では３ｍｍ、ギヤ３では２ｍｍ、ギヤ４では０．６ｍ
ｍとなる。

【００５０】実施例１サンプル，実施例２サンプルおよ
び比較例１サンプルはギヤ１（λ＝４ｍｍ）を用い、実
施例３サンプルはギヤ２（λ＝３ｍｍ）を用い、実施例
４サンプルはギヤ３（λ＝２ｍｍ）を用い、実施例５サ
ンプル，比較例２サンプルはギヤ４（λ＝０．６ｍｍ）
を用い、回転検出を行ったところ表１に示す出力が得ら
れた。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】上記の結果より、本発明の効果は明らか
である。すなわち、本発明の磁界検出素子は、磁界検出
のための第１の感磁パターン部と第２の感磁パターン部
を有し、前記第１の感磁パターン部と第２の感磁パター
ン部は、それぞれ異なる平面上に対向する位置関係に配
置されてなるように構成されているので、検出すべき磁
界ピッチが狭くなっても高い検出感度を有する。また、
製造面において効率よい多数個取りが実現できる。ま
た、検出すべき磁界ピッチの変更に応じて感磁パターン
部の間隔調整も容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は磁界検出素子の正面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）の右側側面図、図１（ｃ）は図１
（ａ）の左側側面図である。

【図２】本発明の磁界検出素子の使用の一例を示す斜視
図である。

【図３】本発明の磁界検出素子の他の好適な実施の形態
を示す正面図である（図１（ａ）に相当）。

【図４】本発明の磁界検出素子の他の好適な実施の形態
を示す正面図である（図１（ａ）に相当）。

【図５】本発明の磁界検出素子の他の好適な実施の形態
を説明するための概略断面図である。

【図６】回転歯車の回転による磁界変化を説明するため
の図である。

【図７】従来の磁界検出素子の使用の一例を示す斜視図
である。

【図８】従来の磁界検出素子の感磁パターン部の配置を
説明するための図面である。

【符号の説明】

１…磁界検出素子８…電極パッド１１…第１の感磁パターン部１５…第２の感磁パターン部Ｄ…第１の感磁パターン部と第２の感磁パターン部の間
隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−22668（ＪＰ，Ａ) 特開平８−271282（ＪＰ，Ａ) 特開平７−288347（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 33/00 - 33/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界検出のための第１の感磁パターン部
と第２の感磁パターン部を有する磁界検出素子と、検出
すべき磁界ピッチがλの被検出体とを備える回転または
位置の検出装置であって、前記第１の感磁パターン部と第２の感磁パターン部は、
その間隔がλ／４またはλ／２となるように配置されて
おり、かつ磁界ピッチの変動方向をＸとする時、前記第１の感
磁パターン部と第２の感磁パターン部が、ＹＺ平面に平
行な平面でかつそれぞれ異なる平面内に対向配置されて
なることを特徴とする回転または位置の検出装置。
【請求項２】略平行の位置関係にある２つの面を有す
る基体の一方側面に第１の感磁パターン部が形成されて
おり、他方側面に第２の感磁パターン部が形成されてい
る請求項１に記載の回転または位置の検出装置。
【請求項３】第１の感磁パターン部が形成された第１
の基体と、第２の感磁パターン部が形成された第２の基
体とを備え、前記第１の基体と前記第２の基体とを一体化させてなる
請求項１または請求項２に記載の回転または位置の検出
装置。
【請求項４】第１の感磁パターン部が形成された第１
の基体と、第２の感磁パターン部が形成された第２の基
体と、第１の感磁パターン部と第２の感磁パターン部の
間隔を調整するためのスペーサを備え、前記第１の基体と前記第２の基体とを前記スペーサを介
して一体化させてなる請求項１または請求項２に記載の
回転または位置の検出装置。
【請求項５】第１の感磁パターン部が形成された第１
の基体と、この第１の感磁パターン部の上に設置された
スペーサを備え、このスペーサの上に第２の感磁パター
ン部が形成されてなる請求項１または請求項２に記載の
回転または位置の検出装置。
【請求項６】前記磁界検出のための第１の感磁パター
ン部と第２の感磁パターン部は、巨大磁気抵抗効果を示
す薄膜である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
の回転または位置の検出装置。