JP6316429B2

JP6316429B2 - 磁気センサ装置

Info

Publication number: JP6316429B2
Application number: JP2016535988A
Authority: JP
Inventors: 智和尾込; 賢司下畑; 浅野　啓行; 啓行浅野; 甚井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2035-07-24
Also published as: CN106537166B; DE112015003432T5; WO2016013650A1; JPWO2016013650A1; CN106537166A; US10353021B2; US20170205474A1

Description

本発明は、シート状の被検知物に含まれる磁気成分を検出する磁気センサ装置に関する。

特開２０１２−２５５７７０号公報（特許文献１参照）には、磁石と磁気抵抗効果素子とを備えた磁気センサ装置が開示されている。この磁石は、被検知物に交差する交差磁界を生成する。また、この磁気抵抗効果素子は、この磁石と被検知物との間に設けられ、出力端子を有し、交差磁界内を搬送される被検知物の磁気成分による交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する。特許文献１には、交差磁界を生成するための構成として、被検知物を挟んで磁石を対向配置する構成と、被検知物の一方の面に磁石を配置し他方の面に磁性体を対向配置する構成とが記載されている。

特開２０１２−２５５７７０号公報

特許文献１に記載の発明では、磁性体を有する被検知物の両面に交差磁界を生成するための構成が必要であり、磁気センサ装置が大型化する課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、小型な磁気センサ装置を得ることを目的とする。

本発明に係る磁気センサ装置は、シート状であって磁気成分を含む被検知物の一方の面側に配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁界生成部と、前記被検知物と前記磁界生成部との間に配置され、前記被検知物が搬送方向に沿って搬送されることにより生じる、前記交差磁界の前記搬送方向における成分の変化に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子と、を備え、前記磁気抵抗効果素子は、第１の抵抗体と第２の抵抗体とが、前記搬送方向に隣接し、かつ前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体との前記搬送方向の間隔の中心が前記磁界生成部の前記搬送方向における中心位置となるように配置され、前記第１の抵抗体の一端と前記第２の抵抗体の一端とが共通接続でブリッジ接続されており、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体とは、前記ブリッジ接続のブリッジ中心を通り前記搬送方向に直交する軸に対して線対称に配置され、前記ブリッジ中心の前記搬送方向における位置は、前記磁界生成部の前記搬送方向における中心位置であり、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体とは、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の前記一端から、前記搬送方向に直交する方向の他端に向かうにつれ、前記搬送方向に隣接する前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の間の間隔が広がって行く配置であって、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体に対して前記搬送方向にバイアス磁界が印加されるものである。

本発明では、磁界生成部が、磁気成分を含む被検知物の一方の面側に配置される。従って、本発明によれば、磁界生成部が小型となり、小型な磁気センサ装置が得られる。また、ブリッジを組む磁気抵抗効果素子にそれぞれ逆方向にバイアス磁束を印加するため出力が２倍となる。

本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の被検知物の搬送方向に平行な断面図である本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置を、被検知物の挿排出方向から見た断面図である図１における上面から基板側をみたＡＭＲチップの実装状態を示す上面図である。本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置のＡＭＲ素子と外部回路との接続状態を示す接続図である。本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置における磁石とヨークから生成される磁力線分布を示す図である。本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。ミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲ素子の上面図である。図３からＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの配置を変更した場合の図１における被検知物の搬送路から基板側を見たＡＭＲチップの実装状態を示す上面図である。ミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲチップの上面図である。本発明の実施の形態２に係る磁気センサ装置の、被検知物の搬送方向に平行な断面図である。図１１からヨーク２ａを外した構成の断面図である。本発明の実施の形態３に係る磁気センサ装置の、被検知物の搬送方向に平行な断面図である。図１３からヨーク２ａを外した構成の断面図である。本発明の実施の形態４に係る磁気センサ装置の、被検知物の搬送方向に平行な断面図である。図１５からヨーク２ａを外した構成の断面図である。本発明の実施の形態５に係る磁気センサ装置の、被検知物の搬送方向に平行な断面図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の、被検知物の搬送方向に平行な断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置を、被検知物の挿排出方向から見た断面図である。

永久磁石１は、Ｚ軸方向にＮ極Ｓ極の磁極（磁化方向）を有する永久磁石であり、磁界生成部を形成する。永久磁石１は、被検知物４の側にＮ極を有し、被検知物４の側とは反対側にＳ極を有している。ヨーク２ａ及びヨーク２ｂは、鉄など軟磁性体で構成されており、ヨーク２ａは、永久磁石１の被検知物４の側である上面（図ではＮ極側）に、設置され、ヨーク２ｂは、永久磁石１の被検知物４の側とは反対側である下面（図ではＳ極側）に、設置されている。ヨーク２ａ、及びヨーク２ｂは磁界生成部の一部を形成している。尚、ヨーク２ｂは、永久磁石１の主磁束（＋Ｂｚ）を増加させることを目的として配置したものであるが、必ずしも必要ではなく、ない場合も想定される。

ヨーク２ａの被検知物４の側である上面には、磁束の変化を抵抗値の変化として出力する異方性磁気抵抗効果（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ）チップ（以下、ＡＭＲチップという）３が載置される。ＡＭＲチップ３を囲んで、ガラスエポキシ等の樹脂で形成された基板９が、ヨーク２ａの被検知物４の側である上面に、載置されている。そのため、ヨーク２ａはＡＭＲチップ３のキャリアの役目も果たす。基板９とＡＭＲチップ３の電源／ＧＮＤ／信号ラインは金属ワイヤ８で接続されている。また、基板９とＡＭＲ３の被検知物４が搬送される搬送路側は、金属シールド板７で被覆される。金属シールド板７は、それ自体は磁化することなく、磁力線を透過する。筐体６の被検知物４の側とは反対側である下部に信号処理回路基板１０が配置される。基板９と信号処理回路基板１０は、ケーブル１１で接続される。

被検知物４は、磁気インクなどの磁性体が印字された紙幣等のシート状の被検知物である。被検知物４は、例えば、微小磁性パターンが形成（印字）された紙葉状の印刷媒体である。磁気センサ装置は、例えば、紙幣（具体的には、紙幣に印字された微小磁性パターン）を検出する装置である。中心軸５は、永久磁石１のＸ軸方向における中心軸である。つまり、中心軸５は、永久磁石１のＸ軸方向における中心（重心）を通り、鉛直方向に伸びる軸である。なお、Ｘ軸は、矢印で示される方向であり、被検知物４の搬送方向である。すなわち、被検知物４の搬送方向は、＋Ｘ軸方向である。また、Ｙ軸は、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向であり、被検知物４の読取り幅方向である。そして、Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸とに直交する方向であり、搬送方向に鉛直な方向である。

図３は、図１における被検知物の搬送路から基板側を見たＡＭＲチップの実装状態を示す上面図である。図３において、基板９は、ヨーク２ａに固定されている。この基板９は、穴部９ａを有しており、回路規模が大きい場合は、多層基板で構成されることもある。

ＡＭＲチップ３は、基板９に包囲されるように、穴部９ａに露出しているヨーク２ａの表面に接着材等で固定されている。ＡＭＲチップ３の電極３１ａ、電極３１ｂ、電極３１ｃは、基板９に設けられた電極９１ａ、電極９１ｂ、電極９１ｃとそれぞれ金属ワイヤ８で接続される。電極９１ａ、電極９１ｂ、電極９１ｃは伝送線路９３を通して基板９の外部の裏面に設けられた外部パッド９２ａ、外部パッド９２ｂ、外部パッド９２ｃと接続されている。外部パッド９２ａ、外部パッド９２ｂ、外部パッド９２ｃには、増幅回路、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。尚、基板の穴部９ａはＡＭＲチップ３や金属ワイヤ１２を保護するために樹脂等で封止されることもある。

図３において、ＡＭＲチップ３上には、磁気抵抗効果チップ（ＡＭＲチップ３）の抵抗体であるＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂが形成されており、ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂの矩形形状の長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように平行に配置されている。被検知物４の搬送方向に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとは、ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂのそれぞれの一端を共通接続して直列接続されており、このＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの直列接続部がＡＭＲチップ３の電極３１ｂに、ＡＭＲ素子３２ａの他端が電極３１ａに、ＡＭＲ素子３２ｂの他端が電極３１ｃに接続されている。すなわち、ＡＭＲチップ３上のＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂは、被検知物４の搬送方向に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの直列接続部を起点として、ブリッジ接続されている。尚、ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂは、被検知物４の搬送方向に直交する読取り幅方向の軸（Ｙ軸方向）でもある中心軸５を中心として搬送方向に対称である線対称となるように配置されている。すなわち、被検知物４の搬送方向に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの搬送方向の間隔の中心、すなわち被検知物４の搬送方向に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとのブリッジ中心は、中心軸５の上に配置されている。

図４は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置のＡＭＲチップと外部回路との接続状態を示す接続図である。直流電源電圧Ｖｃｃと直流接地（ＧＮＤ）との間にＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂは直列接続されている。ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの直列接続部に信号を処理する、信号処理回路基板１０に実装された信号処理回路１０ａが接続されている。直流電源電圧Ｖｃｃには外部パッド９２ａ、信号処理回路１０ａには外部パッド９２ｂ、直流接地（ＧＮＤ）には外部パッド９２ｃがそれぞれ接続されている。すなわち、被検知物４の搬送方向に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの直列接続部は、外部パッド９２ｂを介して信号処理回路１０ａと接続されている。ＡＭＲ素子３２ａの他端は、外部パッド９２ａを介して直流電源電圧Ｖｃｃと接続されている。ＡＭＲ素子３２ｂの他端は、外部パッド９２ｃを介して直流接地（ＧＮＤ）と接続されている。

図５は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置における磁石とヨークから生成される磁力線分布を示す図である。なお、図５は図１の構成要素から磁力線分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図６は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。図６は、ＡＭＲ素子３２ｂに対応している。図５において、ＸＺ平面で見たとき、磁石１のＮ極から発した磁力線２０は、磁石１のＮ極側に設けられたヨーク２ａを通り、ヨーク２ａのＸＹ面及びＹＺ面から磁石１及びヨーク２ａの外部へと放出される。磁石１及びヨーク２ａの外部へと放出された磁力線２０は、磁石１のＳ極側に設けられたヨーク２ｂのＸＹ面及びＹＺ面からヨーク２ｂに侵入する。ヨーク２ｂに侵入した磁力線２０は、ヨーク２ｂを通って、磁石１のＳ極に集約される。

図５に示すように、磁力線２０は磁性体の磁極面に対して垂直（Ｂｚ方向）に入射するという特性からヨーク２ａの表面付近ではＸ軸方向の磁束密度成分（Ｂｘ）が非常に小さく永久磁石１の磁化方向（Ｚ軸方向）の磁束密度成分（Ｂｚ）が主成分となる。ＡＭＲチップ３はこのＢｘが非常に小さく永久磁石１の磁化方向（Ｚ軸方向）の磁束密度成分（Ｂｚ）が強磁界強度であるヨーク２ａの表面に設けられる。被検知物４は永久磁石１の磁化方向（Ｚ軸方向）の磁束密度（Ｂｚ）が強磁界強度である位置を永久磁石１の磁化方向（Ｚ軸方向）の磁界を交差するように通過する。

ここで、ＡＭＲチップ３の搬送方向の中心（ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの間の中心）は、磁石１及びヨーク２ａの中心に配置される。図５において、磁力線２０はＡＭＲチップ３上のＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂが配置されている付近では、搬送経路に交差する交差磁界である磁石１のＮ極から＋Ｚ軸へと向かう成分が主成分となっている。磁力線２０はＡＭＲ素子３２ｂ上で、図６（ａ）に示すように、Ｚ軸方向から少しだけ搬送方向（Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁力線２０で示される磁束密度の、搬送方向（Ｘ軸方向）の成分（＋Ｂｘ）がＡＭＲ素子３２ｂのバイアス磁束として作用している。反対にＡＭＲ素子３２ａ上では、Ｚ方向から少しだけ搬送方向と反対（−Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁束の半双方向と反対（−Ｘ軸方向）成分がＡＭＲ素子３２ａのバイアス磁束として作用している。

ＡＭＲ素子３２ｂにおいて、磁性パターンを有する被検知物（紙幣）４がＡＭＲ素子３２ｂに近づいてくると、図６（ｂ）に示すように、磁力線２０が磁性パターン側、すなわち搬送方向と反対側（−Ｘ軸方向）に傾くため搬送方向（Ｘ軸方向）の磁束密度（＋Ｂｘ）が小さくなる。被検知物（紙幣）４（磁性パターン）がＡＭＲ素子３２ｂから離れていくと、図６（ｃ）に示すように、磁力線２０が磁性パターン側、すなわち搬送方向（＋Ｘ軸方向）に傾くため搬送方向（Ｘ軸方向）の磁束密度（＋Ｂｘ）が大きくなる。そのため、Ｘ方向成分を感磁するＡＭＲ素子３２ｂの抵抗値が変化し、磁性パターンを検知することができる。なお、図６（ｂ）及び図６（ｃ）において、点線矢印は、被検知物４が接近してくる前のバイアス磁束、すなわち、図６（ａ）に示す磁力線２０の位置を示している。

図７は、本発明の実施の形態１に係る磁気センサ装置の検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。図７は、ＡＭＲ素子３２ａに対応している。磁力線２０はＡＭＲ素子３２ａ上で、図７（ａ）に示すように、Ｚ軸方向から少しだけ搬送方向と反対側（−Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁力線２０で示される磁束密度の、搬送方向と反対側（−Ｘ軸方向）の成分（−Ｂｘ）がＡＭＲ素子３２ａのバイアス磁束として作用している。ＡＭＲ素子３２ａにおいて、磁性パターンを有する被検知物（紙幣）４がＡＭＲ素子３２ａに近づいてくると、図７（ｂ）に示すように、磁力線２０が磁性パターン側、すなわち搬送方向と反対側（−Ｘ軸方向）に傾くため搬送方向と反対側（−Ｘ軸方向）の磁束密度（−Ｂｘ）が大きくなる。被検知物（紙幣）４（磁性パターン）がＡＭＲ素子３２ａから離れていくと、図７（ｃ）に示すように、磁力線２０が磁性パターン側、すなわち搬送方向（＋Ｘ軸方向）に傾くため搬送方向と反対側（−Ｘ軸方向）の磁束密度（−Ｂｘ）が小さくなる。そのため、Ｘ方向成分を感磁するＡＭＲ素子３２ａの抵抗値が変化し、磁性パターンを検知することができる。なお、図７（ｂ）及び図７（ｃ）において、点線矢印は、被検知物４が接近してくる前のバイアス磁束、すなわち、図７（ａ）に示す磁力線２０の位置を示している。

ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの直列接続点が中心軸５の上にあり、ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとは中心軸５を基準に線対称で配置されているため、このように、ＡＭＲ素子３２ａの動作はＡＭＲ素子３２ｂの動作とは反対の動作となる。そのためＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとのブリッジ出力は、２倍の変化となり、通常のブリッジ出力の２倍の出力が得られる。

図８は、ミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲチップの上面図である。図３では、ＡＭＲチップ３上のＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂは矩形形状としたが、図８に示すように長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状としてもよい。この場合、ＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの抵抗値が矩形形状のものより増加し高抵抗値となるので、ＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの磁束変化の検出感度が向上し、磁気センサ装置の検出感度が増加する。

図９は、図３からＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの配置を変更した場合の図１における被検知物の搬送路から基板側を見たＡＭＲチップの実装状態を示す上面図である。図３では、ＡＭＲチップ３上のＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂはＹ軸に平行かつＹ方向に長手方向を持つ矩形形状としたが、図９に示すように、ＡＭＲ素子３２ａは−Ｘ軸方向に、ＡＭＲ素子３２ｂは＋Ｘ軸方向に傾け、中心軸５を中心に線対称配置とした形状でもよい。すなわち、搬送方向（Ｘ軸方向）に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂにおいて、搬送方向（Ｘ軸方向）に隣接するＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの直列接続部側であるＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂの一端側から、読取り幅方向（Ｙ軸方向）にＡＭＲ素子３２ａの他端及びＡＭＲ素子３２ｂの他端側に向かうにつれ、ＡＭＲ素子３２ａとＡＭＲ素子３２ｂとの間隔が広がって行く形状となっている。この場合、Ｘ軸方向に印加されたバイアス磁界により、ＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの長手成分に安定して磁界が印加されるため、ＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂのヒステリシス特性が抑制され、安定した出力を得ることが出来る。

図１０は、ミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲチップの上面図である。図９では、ＡＭＲチップ３上のＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂは矩形形状としたが、図１０に示すようにミアンダ形状としてもよい。この場合、ＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの抵抗値が矩形形状のものより増加し高抵抗値となるので、ＡＭＲ素子３２ａ及びＡＭＲ素子３２ｂの磁束変化の検出感度が向上し、磁気センサ装置の検出感度が増加する。

尚、検出素子として今回の説明ではＡＭＲ素子を用いて説明したが、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ）素子、ＴＭＲ（ＴｕｎｎｅｌＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔ）を使用しても同様の効果が得られる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る磁気センサ装置について、図１１、図１２を用いて説明する。図１１、図１２において、図１と同一若しくは同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１１は、本発明の実施の形態２に係る磁気センサ装置の、被検知物４の搬送方向に平行な断面図である。図１で示す実施の形態１に対して、ヨーク２ａの被検知物４の側である上面に、非磁性キャリア１２が配置され、非磁性キャリア１２の被検知物４の側である上面に、ＡＭＲチップ３と、ＡＭＲチップ３を囲んで、ガラスエポキシ等の樹脂で形成された基板９が載置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。この場合、基板９の被検知物４の側とは反対側である裏面に、非磁性キャリア９１２が配置されるため、基板の強度を上げることが可能となり、また基板９やＡＭＲチップ３の放熱にも寄与する。

図１２は、図１１からヨーク２ａを外した構成の断面図である。非磁性キャリア１２は永久磁石１の被検知物４の側である上面（図ではＮ極側）に、設置されている。本構成の場合、ヨーク２ａがないため主磁束（＋Ｂｚ）が大きくなり、永久磁石１の小型化が可能となる。尚、ヨーク２ｂは永久磁石１の主磁束（＋Ｂｚ）を増加させることを目的として配置したものであるが、必ずしも必要ではなく、無い場合も想定される。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る磁気センサ装置について、図１３、図１４を用いて説明する。図１３、図１４において、図１と同一若しくは同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１３は、本発明の実施の形態３に係る磁気センサ装置の、被検知物４の搬送方向に平行な断面図である。図１で示す実施の形態１に対して、基板９の形状を変更している。基板９は、ＸＺ面から見て、凹部穴部９ａを有する段差構造となっている。ＡＭＲチップ３は基板９の凹部穴部９ａの基板９ｂの上に載置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。この場合、基板９に抜き穴が不要になるため、基板９のコスト低減が可能となり、更に基板に大きな穴がないため、基板内でのパターン配線が容易になる。

図１４は、図１３からヨーク２ａを外した構成の断面図である。基板９は永久磁石１の上面（図ではＮ極側）に設置されている。本構成の場合、ヨーク２ａがないため主磁束（＋Ｂｚ）が大きくなり、永久磁石１の小型化が可能となる。尚、ヨーク２ｂは永久磁石１の主磁束（＋Ｂｚ）を増加させることを目的として配置したものであるが、必ずしも必要ではなく、無い場合も想定される。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る磁気センサ装置について、図１５、図１６を用いて説明する。図１５、図１６において、図１と同一若しくは同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１５は、本発明の実施の形態４に係る磁気センサ装置の、被検知物４の搬送方向に平行な断面図である。図１３で示す実施の形態３に対して、基板９とヨーク２ａの間に非磁性キャリア１２が配置されている。その他の構成は実施の形態３と同様である。この場合、基板９の裏面に非磁性キャリア１２が配置されるため、基板９の強度を上げることが可能となり、また基板９やＡＭＲチップ３の放熱にも寄与する。

図１６は、図１５からヨーク２ａを外した構成の断面図である。非磁性キャリア１２は、永久磁石１の被検知物４の側である上面（図ではＮ極側）に、設置されている。本構成の場合、ヨーク２ａがないため主磁束（＋Ｂｚ）が大きくなり、永久磁石１の小型化が可能となる。尚、ヨーク２ｂは永久磁石１の主磁束（＋Ｂｚ）を増加させることを目的として配置したものであるが、必ずしも必要ではなく、無い場合も想定される。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る磁気センサ装置について、図１７を用いて説明する。図１７において、図１と同一若しくは同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１７は、本発明の実施の形態５に係る磁気センサ装置の、被検知物４の搬送方向に平行な断面図である。図１で示す実施の形態１に対して、ヨーク２ａの被検知物４の側である上面に、ＡＭＲチップ３と並んでＡＭＰ−ＩＣ１３が載置されている。さらに、ＡＭＲチップ３、及び、ＡＭＲ−ＩＣ１３を囲んで、ガラスエポキシ等の樹脂で形成された基板９が、ヨーク２ａの被検知物４の側である上面に、載置されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。ＡＭＲチップ３の出力は非常に小さいが、このように、ＡＭＰ−ＩＣ１３をＡＭＲチップ３のすぐ近くに配置することで、低ノイズで信号を増幅することが可能となり、ＳＮ比改善に寄与する。尚、本実施の形態５は、実施の形態１〜４のどの構成においても、同様にＡＭＲチップ３と並んでＡＭＰ−ＩＣ１３を載置することで実現可能である。

本発明の全ての実施の形態において、永久磁石１は、被検知物４の側にＮ極を有し、被検知物４の側とは反対側にＳ極を有している場合について説明した。永久磁石１が、被検知物４の側にＳ極を有し、被検知物４の側とは反対側にＮ極を有している場合も、作用効果は、本発明の全ての実施の形態と同様である。

本発明の全ての実施の形態において、被検知物４の搬送方向は、＋Ｘ軸方向として説明した。被検知物４の搬送方向が、−Ｘ軸方向の場合も、作用効果は、本発明の全ての実施の形態と同様である。

１永久磁石、２ａ〜２ｂヨーク、３ＡＭＲチップ（磁気抵抗効果素子）、３１ａ〜３１ｃＡＭＲチップの電極、３２ａ〜３２ｂＡＭＲ素子（抵抗体）、４被検知物、５中心軸、６筐体、７金属シールド版、８金属ワイヤ、９基板、９ａ凹部穴部、９ｂ基板、１０信号処理回路基板、１０ａ信号処理回路、１１ケーブル、１２非磁性キャリア、１３ＡＭＰ−ＩＣ、９１ａ〜９１ｃ電極、９２ａ〜９２ｃ外部パッド、２０磁力線。

Claims

シート状であって磁気成分を含む被検知物の一方の面側に配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁界生成部と、
前記被検知物と前記磁界生成部との間に配置され、前記被検知物が搬送方向に沿って搬送されることにより生じる、前記交差磁界の前記搬送方向における成分の変化に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子と、を備え、
前記磁気抵抗効果素子は、第１の抵抗体と第２の抵抗体とが、前記搬送方向に隣接し、かつ前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体との前記搬送方向の間隔の中心が前記磁界生成部の前記搬送方向における中心位置となるように配置され、前記第１の抵抗体の一端と前記第２の抵抗体の一端とが共通接続でブリッジ接続されており、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体とは、前記ブリッジ接続のブリッジ中心を通り前記搬送方向に直交する軸に対して線対称に配置され、前記ブリッジ中心の前記搬送方向における位置は、前記磁界生成部の前記搬送方向における中心位置であり、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体とは、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の前記一端から、前記搬送方向に直交する方向の他端に向かうにつれ、前記搬送方向に隣接する前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の間の間隔が広がって行く配置であって、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体に対して前記搬送方向にバイアス磁界が印加される磁気センサ装置。
前記磁界生成部は、前記搬送方向の法線方向に異なる磁極を有する磁石である請求項１に記載の磁気センサ装置。
前記磁界生成部は、前記磁石と前記磁気抵抗効果素子との間に、軟磁性体で構成されたヨークを備えた請求項２に記載の磁気センサ装置。
前記磁界生成部と前記磁気抵抗効果素子との間に、非磁性体で構成されたキャリアを備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体は、前記搬送方向に直交する方向を軸として２列でアレイ状に配置された請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
前記第１の抵抗体の前記他端が電圧源に接続され、前記第２の抵抗体の前記他端が接地され、前記第１の抵抗体の前記一端と前記第２の抵抗体の前記一端との共通接続部の電圧変化を出力する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。