JP4582298B2 - Magnetic position detector - Google Patents
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Description
本発明は、磁気抵抗効果素子を用いた磁気式位置検出装置に関し、特に磁気式のスケールやロータリーエンコーダ等に用いて好適な磁気式位置検出装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic position detection apparatus using a magnetoresistive effect element, and more particularly to a magnetic position detection apparatus suitable for use in a magnetic scale, a rotary encoder, or the like.
従来の磁気式位置検出装置として、下記特許文献1のように、N極とS極が交互に着磁された磁気部材1の磁極配列方向と平行に磁気抵抗効果素子2を2箇所以上に離間配置したものが知られている。
As a conventional magnetic position detection device, as shown in
ところで、従来の磁気式位置検出装置では、最適な信号を得るために、図9(A)のように磁気抵抗効果素子2を、磁気部材1の着磁ピッチPに対して素子間隔L=nP士(1/8)Pで配置する必要がある(nは整数)。磁気部材1の変更等により着磁ピッチが変わると各磁気抵抗効果素子から得られる出力信号の位相がずれるため、最適な信号を得ることができなくなってしまう。例えば、磁気部材において図9(B)のように着磁ピッチがPからP×2になった時、同一特性の離間配置した磁気抵抗効果素子の組{磁気抵抗効果素子の配置間隔L=nP±(1/8)P}を使用した場合、各磁気抵抗効果素子による出力信号は図10(B)のよう位相が45°ずれた2相の正弦波形[sinθ,sin(θ+45°)≠cosθ]となり、磁気情報を得るのに必要な角度θを求めることは困難になる。また、外部環境の変化により、磁気部材及び離間配置した磁気抵抗効果素子の材料が変化(伸縮)して相互の検知ピッチがずれた場合でも、磁気式位置検出装置の出力信号の位相がずれることになる。
By the way, in the conventional magnetic position detecting device, in order to obtain an optimum signal, the magnetoresistive effect element 2 is arranged with respect to the magnetization pitch P of the
本発明は、上記の点に鑑み、磁気部材の磁極配列方向に対して同一位置にベクトル検知型磁気抵抗効果素子を少なくとも1対に配置することで、磁気部材の磁極配列ピッチに依存せず、任意の磁極配列ピッチの磁気部材に対して適正な出力信号が得られる磁気式位置検出装置を提供することを目的とする。 In the present invention, in consideration of the above points, by arranging at least one pair of vector detection type magnetoresistive effect elements at the same position with respect to the magnetic pole arrangement direction of the magnetic member, it does not depend on the magnetic pole arrangement pitch of the magnetic member, It is an object of the present invention to provide a magnetic position detection device capable of obtaining an appropriate output signal for a magnetic member having an arbitrary magnetic pole arrangement pitch.
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。 Other objects and novel features of the present invention will be clarified in embodiments described later.
上記目的を達成するために、本発明に係る磁気式位置検出装置は、N極とS極が交互にに配列された磁気部材と、前記磁気部材の磁極配列面に対向する1対又は複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子とを有していて、
前記1対又は複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子を、前記磁気部材による外部磁界に対して感磁面が略平行で、かつ対をなす前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子同士のピン層磁化方向が互いに略90°ずれるように配置するとともに、前記磁気部材の磁極配列方向に対しては同一位置に全ての前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子を配置したことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a magnetic position detection apparatus according to the present invention includes a magnetic member in which N poles and S poles are alternately arranged, and one or more pairs facing the magnetic pole arrangement surface of the magnetic member. And a vector detection type magnetoresistive effect element,
The one or more pairs of vector detection type magnetoresistive effect elements are configured such that the pinned layer magnetization of the vector detection type magnetoresistive effect elements that form a pair and have a magnetosensitive surface substantially parallel to an external magnetic field by the magnetic member. It is characterized in that the directions are shifted from each other by approximately 90 °, and all the vector detection type magnetoresistive elements are arranged at the same position with respect to the magnetic pole arrangement direction of the magnetic member.
前記磁気式位置検出装置において、前記複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子のうちの少なくとも1対と残りの対とではピン層磁化方向が逆方向となった構成にするとよい。 In the magnetic position detection device, at least one of the plurality of pairs of vector detection type magnetoresistive effect elements and the remaining pair may be configured such that the pinned layer magnetization direction is opposite.
前記磁気式位置検出装置において、前記1対又は複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子を、前記磁気部材の磁極配列方向に対して略垂直に1列配置した構成であるとよい。あるいは、前記1対又は複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子を、それぞれ前記磁気部材の磁極配列方向に対して略垂直でかつ互いに重ねて配置した構成であってもよい。さらには、前記複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子を、前記磁気部材の磁極配列方向に対して略垂直に複数列配置しかつ各列を互いに重ねて配置した構成でもよい。 In the magnetic position detection device, the one or more pairs of vector detection type magnetoresistive effect elements may be arranged in a line substantially perpendicular to the magnetic pole arrangement direction of the magnetic member. Alternatively, the one or a plurality of pairs of vector detection type magnetoresistive elements may be arranged so as to be substantially perpendicular to the magnetic pole arrangement direction of the magnetic members and overlap each other. Further, the plurality of pairs of vector detection type magnetoresistive elements may be arranged in a plurality of rows substantially perpendicular to the magnetic pole arrangement direction of the magnetic member, and the rows may be arranged to overlap each other.
前記磁気式位置検出装置において、対をなす前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子の一方を用いた第1の出力信号と、他方を用いた第2の出力信号とは互いに位相が90°ずれた2相の正弦波形であるとよい。 In the magnetic position detection device, the first output signal using one of the vector detection type magnetoresistive effect elements forming a pair and the second output signal using the other are 2 out of phase by 90 °. It may be a sinusoidal waveform of the phase.
前記磁気部材の磁極配列面は平面又は曲面であるとよい。 The magnetic pole array surface of the magnetic member may be a flat surface or a curved surface.
前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子として、スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子を用いることができる。 As the vector detection type magnetoresistance effect element, a spin valve type giant magnetoresistance effect element can be used.
本発明に係る磁気式位置検出装置によれば、1対又は複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子を、磁気部材による外部磁界に対して感磁面が略平行で、かつ対をなす前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子同士のピン層磁化方向が互いに略90°ずれるように配置するとともに、前記磁気部材のN極とS極の磁極配列方向に対しては同一位置に全ての前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子を配置するようにしたので、前記磁気部材の磁極配列ピッチに依存せずに、任意の磁極配列ピッチの磁気部材に対して適正な出力信号が得られる。 According to the magnetic position detecting device of the present invention, the vector detection type magnetoresistive effect element of one or more pairs is arranged such that the magnetosensitive surface is substantially parallel to the external magnetic field by the magnetic member and makes a pair. The pinned layer magnetization directions of the sensing type magnetoresistive elements are arranged so as to be shifted from each other by approximately 90 °, and all the vector sensing types are located at the same position with respect to the magnetic pole arrangement direction of the N pole and S pole of the magnetic member. Since the magnetoresistive effect element is arranged, an appropriate output signal can be obtained for a magnetic member having an arbitrary magnetic pole arrangement pitch without depending on the magnetic pole arrangement pitch of the magnetic member.
また、外部環境の影響により前記磁気部材及び前記磁気抵抗効果素子に変化(伸縮)があっても、出力信号にはほとんど影響がなく、常に最適な出力信号を得ることができる。 Even if the magnetic member and the magnetoresistive element are changed (expanded / contracted) due to the influence of the external environment, the output signal is hardly affected, and an optimum output signal can always be obtained.
さらに、前記磁気抵抗効果素子を前記磁気部材の磁極配列方向に対して離間配置しないことにより、前記磁気部材に対するセンサ面が小さくなるため、センス領域が広がる(従来の離間配置ではセンス領域を磁気部材の両端部にまで広げることはできない)。 Furthermore, since the magnetoresistive effect element is not spaced apart from the magnetic pole arrangement direction of the magnetic member, the sensor surface with respect to the magnetic member is reduced, so that the sense region is widened. Cannot be extended to both ends).
以下、本発明を実施するための最良の形態として、磁気式位置検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, as the best mode for carrying out the present invention, an embodiment of a magnetic position detection device will be described with reference to the drawings.
図1乃至図4で本発明に係る磁気式位置検出装置の実施の形態1を説明する。図1において、1はN極とS極が交互に着磁された検知対象となる磁気部材であり、N極とS極が交互に現れる磁極配列面1aは平面であって、磁極配列方向は磁気部材の長手方向で、各磁極は直線的に配列されている。
A first embodiment of a magnetic position detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1,
一方、前記磁気部材1の磁極配列面1aに対向するように、2対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子としてのスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子SV-GMR1〜SV-GMR4が、磁気部材1の磁極配列方向に対して垂直に1列配置されている。この結果、磁気部材1の磁極配列方向に対しては同一位置に全てのSV-GMR1〜SV-GMR4が配置されることになる。なお、図1では解りやすくするためにSV-GMR1〜SV-GMR4を磁気部材1に比較して大きく図示したが、実際には微小寸法である。また、図4で後述するが、SV-GMR1〜SV-GMR4の感磁面は外部磁界に対して平行となるように配置されている。
On the other hand, the spin valve type giant magnetoresistive effect elements SV-GMR1 to SV-GMR4 as the two pairs of vector detection type magnetoresistive effect elements are arranged so as to face the magnetic
磁気式位置検出装置を構成するために、磁気部材1と2対のSV-GMR1〜SV-GMR4の少なくとも一方は磁気部材1の磁極配列方向に直線移動可能である。つまり、磁気部材1と2対のSV-GMR1〜SV-GMR4の両者は磁極配列方向に相対移動自在に設けられている。
In order to configure the magnetic position detecting device, at least one of the
ここで、図1で用いるスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子(以下、スピンバルブ型GMR素子という)は、図4(A)の膜構成に示すように、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層と、磁化方向が外部磁界方向(外部磁束方向)に一致する強磁性体のフリー層とで構成されている。ピン層磁化方向と外部磁界のベクトル方向が一致するときは図4(B)の状態a(低抵抗状態)となり、スピンバルブ型GMR素子面内において外部磁界のベクトル方向を回転させると、ピン層磁化方向となす角度により抵抗値が変化し、角度90°では状態b(中抵抗状態)で外部磁界による抵抗値変化が実質ゼロで、反対方向のとき状態c(高抵抗状態)となる。この特性が図4(C)に示すスピンバルブ型GMR素子の面内磁気特性であり、スピンバルブ型GMR素子の感磁面(フリー層が存在する平面)に平行な外部磁界が存在する条件下で、外部磁界を感磁面に垂直な回転中心軸にて回転させ、ピン層磁化方向に対する回転角度と抵抗変化率(ΔR/R)との関係を示したものである。この場合、抵抗変化率(ΔR/R)は正弦波形でなだらかに変化する。 Here, the spin-valve giant magnetoresistive element (hereinafter referred to as a spin-valve GMR element) used in FIG. 1 has a strong magnetization direction fixed in one direction as shown in the film configuration of FIG. A magnetic pinned layer, a nonmagnetic layer through which a current mainly flows, and a ferromagnetic free layer whose magnetization direction coincides with the external magnetic field direction (external magnetic flux direction). When the pinned layer magnetization direction and the vector direction of the external magnetic field coincide with each other, the state a (low resistance state) shown in FIG. 4B is obtained, and when the vector direction of the external magnetic field is rotated in the plane of the spin valve GMR element, The resistance value changes depending on the angle formed with the magnetization direction. At an angle of 90 °, the resistance value change due to the external magnetic field is substantially zero in the state b (medium resistance state), and the state c (high resistance state) is obtained in the opposite direction. This characteristic is the in-plane magnetic characteristic of the spin-valve GMR element shown in FIG. 4C, under the condition that there is an external magnetic field parallel to the magnetosensitive surface (plane where the free layer exists) of the spin-valve GMR element. The relationship between the rotation angle and the resistance change rate (ΔR / R) with respect to the pinned layer magnetization direction is shown by rotating the external magnetic field around the rotation center axis perpendicular to the magnetosensitive surface. In this case, the rate of change in resistance (ΔR / R) changes gently in a sinusoidal waveform.
図1の場合、各SV-GMR1〜SV-GMR4の感磁面は磁極配列面1aに垂直でかつ磁気部材1による外部磁界に平行であり、外部磁界の向きの変化に応じて図4(C)に示したように抵抗変化率(ΔR/R)は変化する。また、各SV-GMR1〜SV-GMR4に図示した矢印はピン層磁化方向を表し、対をなすSV-GMR1,SV-GMR2のうち、一方のSV-GMR1のピン層磁化方向は磁極配列方向に垂直で、他方のSV-GMR2のピン層磁化方向は磁極配列方向に平行である。つまり、対をなすSV-GMR1,SV-GMR2のピン層磁化方向は互いに90°ずれた配置である。同様に対をなすSV-GMR3,SV-GMR4のピン層磁化方向は互いに90°ずれた配置であるが、SV-GMR1,SV-GMR2の対とはピン層磁化方向が逆向きとなっている。
In the case of FIG. 1, the magnetosensitive surfaces of each of the SV-GMR1 to SV-GMR4 are perpendicular to the magnetic
図2は2対のスピンバルブ型GMR素子SV-GMR1〜SV-GMR4を配置した場合に、2相の出力信号Vout1,Vout2を取り出すための回路構成を示す。供給電圧Vinに対しSV-GMR1,SV-GMR3が直列に接続され、両者の接続点から出力信号Vout1が取り出され、供給電圧Vinに対しSV-GMR2,SV-GMR4が直列に接続され、両者の接続点から出力信号Vout2が取り出される。 FIG. 2 shows a circuit configuration for extracting two-phase output signals Vout1 and Vout2 when two pairs of spin-valve GMR elements SV-GMR1 to SV-GMR4 are arranged. SV-GMR1 and SV-GMR3 are connected in series to the supply voltage Vin, an output signal Vout1 is taken out from the connection point between them, and SV-GMR2 and SV-GMR4 are connected in series to the supply voltage Vin. An output signal Vout2 is extracted from the connection point.
本発明の実施の形態1の動作を図1(A)のように磁気部材1の着磁ピッチ(磁極配列ピッチ)=Pの場合について説明する。
The operation of
検知対象としての磁気部材1のN極の中心に近接対向して1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4が位置する時、SV-GMRl〜SV-GMR4のフリー層の磁化方向は磁気部材1の反対方向を向く。従って、SV-GMRl〜SV-GMR4の抵抗値は、SV-GMRl最大値、SV-GMR3最小値、SV-GMR2,SV-GMR4中間値となる。
When SV-GMR1 to SV-GMR4 arranged in one row are located close to and opposite to the center of the north pole of the
磁気部材1のS極の中心に近接対向して1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4が位置する時、SV-GMRl〜SV-GMR4のフリー層の磁化方向は磁気部材1の方を向く。従って、SV-GMRl〜SV-GMR4の抵抗値は、SV-GMRl最小値、SV-GMR3最大値、SV-GMR2,SV-GMR4中間値となる。
When one row of SV-GMR1 to SV-GMR4 is positioned close to and opposite to the center of the S pole of the
また、磁気部材1におけるS−N間(S極とN極の境界)に近接対向して1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4が位置する時、SV-GMRl〜SV-GMR4のフリー層の磁化方向はS←Nの方を向く。SV-GMRl〜SV-GMR4の抵抗値は、SV-GMR2最大値、SV-GMR4最小値、SV-GMRl,SV-GMR3中間値となる。
In addition, when the SV-GMR1 to SV-GMR4 arranged in a single row are positioned in close proximity to each other between S and N (boundary between the S pole and the N pole) in the
磁気部材1におけるN−S間(N極とS極の境界)に近接対向して1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4が位置する時、SV-GMRl〜SV-GMR4のフリー層の磁化方向はN→Sの方を向く。SV-GMRl〜SV-GMR4の抵抗値は、SV-GMR2最小値、SV-GMR4最大値、SV-GMRl,SV-GMR3中間値となる。 When the SV-GMR1 to SV-GMR4 in a single row are positioned in close proximity to each other between NS on the magnetic member 1 (the boundary between the N pole and the S pole), the magnetization of the free layers of SV-GMR1 to SV-GMR4 The direction is N → S. The resistance values of SV-GMR1 to SV-GMR4 are SV-GMR2 minimum value, SV-GMR4 maximum value, and SV-GMR1 and SV-GMR3 intermediate values.
このため、図2の回路構成から得られる出力信号Vout1,Vout2は図3(A)のように互いに位相が90°ずれた2相の正弦波形出力となり、着磁ピッチP分の相対移動が図3(A)の0°〜360°に対応する。 Therefore, the output signals Vout1 and Vout2 obtained from the circuit configuration of FIG. 2 are two-phase sine waveform outputs whose phases are shifted from each other by 90 ° as shown in FIG. This corresponds to 0 ° to 360 ° of 3 (A).
次に、図1(B)のように磁気部材1の着磁ピッチ(磁極配列ピッチ)=P×2の場合について検討すると、SV-GMRl〜SV-GMR4が1列配置で、磁気部材1の磁極配列方向に対しては同一位置にあるため、磁気部材1のN極又はS極の中心に近接対向して1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4が位置する時も、S−N間(S極とN極の境界)又はN−S間(N極とS極の境界)に近接対向して1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4が位置する時も図1(A)と全く同じ動作となり、図3(B)の出力信号Vout1,Vout2が得られる。つまり、磁気部材1の磁極配列ピッチに依存せずに、任意の磁極配列ピッチの磁気部材に対して適正な出力信号、すなわち互いに位相が90°ずれた2相の正弦波形出力が得られることが判る。
Next, considering the case where the magnetization pitch (magnetic pole arrangement pitch) of the
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 4個のスピンバルブ型GMR素子SV-GMR1〜SV-GMR4を磁気部材1による外部磁界に対して感磁面が平行となるように配置し、SV-GMR1,SV-GMR2の対及びSV-GMR3,SV-GMR4の対のピン層磁化方向を相互に90°ずらして配置し、一方のSV-GMR1,SV-GMR2の対のピン層磁化方向に対して他方のSV-GMR3,SV-GMR4の対のピン層磁化方向を逆向きとし、さらに、4個のSV-GMR1〜SV-GMR4を磁気部材1の磁極配列方向に対して垂直方向に1列配置している。この結果、磁気部材1の磁極配列方向に対しては4個のSV-GMR1〜SV-GMR4が同一位置となり、磁気部材1の磁極配列ピッチに依存せずに、任意の磁極配列ピッチの磁気部材に対して適正な出力信号Vout1,Vout2が得られる。
(1) Four spin-valve GMR elements SV-GMR1 to SV-GMR4 are arranged so that the magnetic sensitive surfaces are parallel to the external magnetic field by the
(2) スピンバルブ型GMR素子の感磁面に平行な外部磁界が存在する条件下で、磁気部材1が1列配置のSV-GMR1〜SV-GMR4に対して磁極配列方向に移動するのに従い外部磁界の方向が変化するため、図4(C)に示すスピンバルブ型GMR素子の面内磁気特性を利用することになり、図2の回路構成を用いることで互いに位相が90°ずれた2相の正弦波形の出力信号Vout1,Vout2が得られる。
(2) As the
(3) 外部環境の影響により磁気部材1に変化(伸縮)があっても、出力信号Vout1,Vout2にはほとんど影響がなく、常に最適な出力信号を得ることができる。
(3) Even if the
(4) SV-GMR1〜SV-GMR4を磁気部材1の磁極配列方向に対して離間配置しないことにより、磁気部材1に対するセンサ面が小さくなるため、センス領域が広がる。つまり、従来の離間配置ではセンス領域を磁気部材の両端部にまで広げることはできないが、本実施の形態では磁気部材1の端まで有効に利用できる。
(4) Since the SV-GMR1 to SV-GMR4 are not arranged apart from the magnetic pole arrangement direction of the
図5は本発明の実施の形態2であって、各スピンバルブ型GMR素子SV-GMR1〜SV-GMR4は磁気部材1の磁極配列面1aに対向し、磁気部材1の磁極配列方向に対して垂直でかつ磁気部材1の磁極配列方向に対しては同一位置となるように互いに重ねて配置されている。SV-GMR1〜SV-GMR4のピン層磁化方向は前述の実施の形態1と同じ設定である。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which each of the spin valve GMR elements SV-GMR1 to SV-GMR4 faces the magnetic
なお、その他の構成及び作用効果は前述した実施の形態1と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。 Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6は本発明の実施の形態3であって、4個のスピンバルブ型GMR素子SV-GMR1〜SV-GMR4は磁気部材1の磁極配列面1aに対向して2列、2段重ね配置となっている。すなわち、対をなすスピンバルブ型GMR素子SV-GMR1,SV-GMR2の列と、対をなすスピンバルブ型GMR素子SV-GMR3,SV-GMR4の列とが、磁気部材1の磁極配列方向に対してそれぞれ垂直でかつ磁気部材1の磁極配列方向に対しては同一位置となるように互いに重ねて配置されている。SV-GMR1〜SV-GMR4のピン層磁化方向は前述の実施の形態1と同じ設定である。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, in which four spin-valve GMR elements SV-GMR1 to SV-GMR4 are arranged in two rows and two tiers so as to face the magnetic
なお、その他の構成及び作用効果は前述した実施の形態1と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。 Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7は本発明の実施の形態4であって、2個(1対)のスピンバルブ型GMR素子SV-GMR1,SV-GMR2を磁気部材1の磁極配列面1aに対向配置した例である。この場合、SV-GMR1,SV-GMR2は磁気部材1の磁極配列方向に対して垂直に1列配置され、磁気部材1の磁極配列方向に対しては同一位置にSV-GMR1,SV-GMR2が位置している。SV-GMR1,SV-GMR2のピン層磁化方向等は前述した実施の形態1と同様である。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention, which is an example in which two (one pair) spin valve type GMR elements SV-GMR1, SV-GMR2 are arranged opposite to the magnetic
図8は実施の形態4のように1対のスピンバルブ型GMR素子SV-GMR1,SV-GMR2を配置した場合に、2相の出力信号Vout1,Vout2を取り出すための回路構成を示す。この場合、前述の実施の形態1の場合のSV-GMR3,SV-GMR4に代えて抵抗R3,R4を用いている。すなわち、供給電圧Vinに対しSV-GMR1,R3が直列に接続され、両者の接続点から出力信号Vout1が取り出され、供給電圧Vinに対しSV-GMR2,R4が直列に接続され、両者の接続点から出力信号Vout2が取り出される。この場合にも、互いに位相が90°ずれた2相の正弦波形の出力信号Vout1,Vout2が得られる。 FIG. 8 shows a circuit configuration for extracting two-phase output signals Vout1 and Vout2 when a pair of spin-valve GMR elements SV-GMR1 and SV-GMR2 are arranged as in the fourth embodiment. In this case, resistors R3 and R4 are used in place of SV-GMR3 and SV-GMR4 in the first embodiment. That is, SV-GMR1 and R3 are connected in series to the supply voltage Vin, the output signal Vout1 is taken out from the connection point of both, and SV-GMR2 and R4 are connected in series to the supply voltage Vin. Output signal Vout2. Also in this case, two-phase sinusoidal output signals Vout1 and Vout2 that are 90 ° out of phase with each other are obtained.
なお、各実施の形態において、外部磁界に対する各スピンバルブ型GMR素子SV-GMR1〜SV-GMR4の感磁面の平行度の多少のずれは実用上許容でき、各SV-GMR1〜SV-GMR4の感磁面が外部磁界に略平行であればよい。また、SV-GMR1,SV-GMR2の対、及びSV-GMR3,SV-GMR4の対におけるピン層磁化方向の直交度の多少のずれは実用上許容でき、互いに略90°ずれていればよい。さらに、実施の形態1,3,4において、複数のスピンバルブ型GMR素子からなる列は、磁気部材1の磁極配列方向に垂直配置であるが、多少のずれは実用上許容でき、略垂直に配置されていればよい。
In each of the embodiments, a slight deviation in the parallelism of the magnetosensitive surfaces of the spin valve GMR elements SV-GMR1 to SV-GMR4 with respect to an external magnetic field is practically acceptable, and each of the SV-GMR1 to SV-GMR4 It is sufficient that the magnetosensitive surface is substantially parallel to the external magnetic field. Further, a slight deviation in the orthogonality of the pinned layer magnetization directions in the SV-GMR1 and SV-GMR2 pairs and the SV-GMR3 and SV-GMR4 pairs can be allowed practically, and it is sufficient that they are substantially 90 ° apart from each other. Further, in the first, third, and fourth embodiments, the row of the plurality of spin valve GMR elements is arranged perpendicular to the magnetic pole arrangement direction of the
また、各実施の形態においては、磁気部材1の磁極配列面1aが平面であったが、磁気部材の磁極配列面が円周面、半円周面等の曲面であって、該曲面の周面方向にN極及びS極が交互に配列されたものであってもよい。
In each embodiment, the magnetic
さらに、前述の実施の形態1,2,3では2対のスピンバルブ型GMR素子を用いたが、検出感度向上等を目的として3対以上のスピンバルブ型GMR素子を用いても良い。 Furthermore, in the first, second, and third embodiments, two pairs of spin valve GMR elements are used. However, for the purpose of improving detection sensitivity, three or more pairs of spin valve GMR elements may be used.
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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
1 磁気部材
1a 磁極配列面
2 磁気抵抗効果素子
SV-GMR1〜SV-GMR4 スピンバルブ型GMR素子
R3,R4 抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記1対又は複数対のベクトル検知型磁気抵抗効果素子を、前記磁気部材による外部磁界に対して感磁面が略平行で、かつ対をなす前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子同士のピン層磁化方向が互いに略90°ずれるように配置するとともに、前記磁気部材の磁極配列方向に対しては同一位置に全ての前記ベクトル検知型磁気抵抗効果素子を配置したことを特徴とする磁気式位置検出装置。 A magnetic position detection device having a magnetic member in which N poles and S poles are alternately arranged, and one or more pairs of vector sensing magnetoresistive elements facing the magnetic pole arrangement surface of the magnetic member,
The one or more pairs of vector detection type magnetoresistive effect elements are configured such that the pinned layer magnetization of the vector detection type magnetoresistive effect elements that form a pair and have a magnetosensitive surface substantially parallel to an external magnetic field by the magnetic member. The magnetic position detecting device is arranged so that the directions are deviated from each other by about 90 °, and all the vector detection type magnetoresistive effect elements are arranged at the same position with respect to the magnetic pole arrangement direction of the magnetic member. .
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