JP6456147B2 - 磁気センサ装置および検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気抵抗素子を備えた磁気センサ装置、および検出装置に関するものである。

紙幣や有価証券等のシート状媒体では、偽造を防止するために磁気インク等を用いた印刷が施されている。かかるシート状媒体は、磁気抵抗素子を備えた磁気センサによって、所定の位置に磁気インク等によって印刷が施されているか否かを検出すれば、シート状媒体の真偽を判定することができる（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−３５７０１号公報 特開２００９−３６７８号公報

シート状媒体全体から磁気インク等による印刷位置等を効率よく検出するには、磁気センサを複数用いる必要がある。その場合、複数の磁気センサの各々から出力線を引き回した構成では、回路構成が複雑になってしまい、磁気センサ装置のコストが増大する。従って、１本の出力線に複数の磁気センサを接続し、出力線から検出結果を時系列的に出力することが好ましい。しかしながら、２つの磁気抵抗素子を直列に接続した磁気センサの場合、その中点から検出結果を出力するため、選択された磁気センサでの検出結果を出力線を介して出力する際、非選択状態にある他の磁気センサでの検出結果が影響してしまうという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、複数の磁気抵抗素子を直列に接続した複数の磁気センサの中点から検出結果を共通の出力線を介して適正に出力することのできる磁気センサ装置、および当該磁気センサ装置を備えた検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る磁気センサ装置は、一方端と他方端との間に第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子とが直列に電気的に接続された複数の磁気センサを備えたセンサ回路を有し、当該センサ回路が前記複数の磁気センサの検出結果を時系列的に出力する磁気センサ装置であって、前記複数の磁気センサには、少なくとも第１磁気センサおよび第２磁気センサが含まれており、前記センサ回路は、前記第１磁気センサの前記一方端に電気的に接続された第１給電線と、前記第１磁気センサの前記他方端に電気的に接続された第２給電線と、前記第２磁気センサの前記一方端に電気的に接続された第３給電線と、前記第２磁気センサの前記他方端に電気的に接続された第４給電線と、前記第１磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点、および前記第２磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点に接続された第１出力線と、前記第１給電線、前記第２給電線、前記第３給電線、および前記第４給電線の電位を切り換える切り換え回路と、を有し、前記切り換え回路は、前記第１出力線から前記第１磁気センサの検出結果を出力する第１期間では、前記第１給電線に第１電位を印加し、前記第２給電線に前記第１電位より低電位の第２電位を印加し、前記第３給電線および前記第４給電線を前記第１出力線と同一電位とし、前記第１出力線から前記第２磁気センサの検出結果を出力する第２期間では、前記第３給電線に前記第１電位を印加し、前記第
４給電線に前記第２電位を印加し、前記第１給電線および前記第２給電線を前記第１出力線と同一電位とすることを特徴とする。

本発明における「給電線」「出力線」とは、電気的な経路を意味しており、その形態は、線状に限らず、平面状の導電パターンやブロック状の導電部材でなくてもよい。

本発明では、複数の磁気センサ（第１磁気センサおよび第２磁気センサ）の中点が共通の出力線（第１出力線）に接続されており、複数の磁気センサ（第１磁気センサおよび第２磁気センサ）の検出結果は、共通の出力線（第１出力線）を介して出力される。このため、出力線の数が少なく済むので、磁気センサ装置の構成を簡素化することができる。また、切り換え回路は、第１出力線を介して第１磁気センサの中点から検出結果を出力する際、第３給電線および第４給電線を第１出力線と同一電位にするため、第２磁気センサの中点は、第１磁気センサの中点の電位（第１出力線の電位）と同一となる。従って、第１磁気センサの検出結果の出力に第２磁気センサが影響を及ぼしにくい。また、切り換え回路は、第１出力線を介して第２磁気センサの中点から検出結果を出力する際、第１給電線および第２給電線を第１出力線と同一電位にするため、第１磁気センサの中点は、第２磁気センサの中点の電位（第１出力線の電位）と同一となる。従って、第２磁気センサの検出結果の出力に第１磁気センサが影響を及ぼしにくい。それ故、複数の磁気センサの検出結果を共通の出力線（第１出力線）を介して適正に出力することができる。

本発明において、前記複数の磁気センサは、さらに、第３磁気センサおよび第４磁気センサを含み、前記第１給電線は、前記第３磁気センサの前記一方端に電気的に接続され、前記第２給電線は、前記第３磁気センサの前記他方端に電気的に接続され、前記第３給電線は、前記第４磁気センサの前記一方端に電気的に接続され、前記第４給電線は、前記第２磁気センサの前記他方端に電気的に接続され、前記第３磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点、および前記第４磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点に接続された第２出力線を有し、前記切り換え回路は、前記第２出力線から前記第３磁気センサの検出結果を出力する第３期間では、前記第１給電線に前記第１電位を印加し、前記第２給電線に前記第２電位を印加し、前記第３給電線および前記第４給電線を前記第２出力線と同一電位とし、前記第２出力線から前記第４磁気センサの検出結果を出力する第４期間では、前記第３給電線に前記第１電位を印加し、前記第４給電線に前記第２電位を印加し、前記第１給電線および前記第２給電線を前記第２出力線と同一電位とすることが好ましい。かかる構成によれば、第３磁気センサの出力結果に第４磁気センサが影響を及ぼしにくく、第４磁気センサの出力結果に第３磁気センサが影響を及ぼしにくい。それ故、複数の磁気センサの検出結果を共通の出力線（第２出力線）を介して適正に出力することができる。

本発明において、前記センサ回路は、前記第１出力線および前記第２出力線に接続して当該第１出力線の電位および当該第２出力線の電位を選択して共通の出力線に出力する選択回路を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、共通の出力線を介して第１磁気センサ、第２磁気センサ、第３磁気センサおよび第４磁気センサの検出結果を出力することができる。

本発明において、前記切り換え回路は、前記第１期間および前記第３期間では、前記第３給電線および前記第４給電線を前記共通出力線と同一電位とし、前記第２期間および前記第４期間では、前記第１給電線および前記第２給電線を前記共通出力線と同一電位とすることが好ましい。

本発明において、前記センサ回路として、第１センサ回路および第２センサ回路を有し、前記第１センサ回路の前記第１磁気センサと前記第２センサ回路の前記第１磁気センサ
との差動出力、および前記第１センサ回路の前記第２磁気センサと前記第２センサ回路の前記第２磁気センサとの差動出力を算出する演算回路を有している構成を採用することができる。

本発明に係る磁気センサ装置は、例えば、シート状媒体識別装置やエンコーダ等、磁性媒体の種類または移動を検出する検出装置に用いることができる。この場合、検出装置は、磁性媒体と前記複数の磁気センサとを対向させた状態で当該複数の磁気センサに対して前記磁性媒体を該磁性媒体の面内方向に沿う方向に相対移動させる移動機構を有していることを特徴とする。

本発明では、複数の磁気センサ（第１磁気センサおよび第２磁気センサ）の中点が共通の出力線（第１出力線）に接続されており、複数の磁気センサ（第１磁気センサおよび第２磁気センサ）の検出結果は、共通の出力線（第１出力線）を介して出力される。このため、出力線の数が少なく済むので、磁気センサ装置の構成を簡素化することができる。また、切り換え回路は、第１出力線を介して第１磁気センサの中点から検出結果を出力する際、第３給電線および第４給電線を第１出力線と同一電位し、第１出力線を介して第２磁気センサの中点から検出結果を出力する際、第１給電線および第２給電線を第１出力線と同一電位にする。このため、複数の磁気センサの検出結果を共通の出力線（第１出力線）を介して適正に出力することができる。

本発明を適用したシート状媒体識別装置の説明図である。 本発明を適用した磁気センサ装置の回路構成を示す説明図である。 本発明を適用した磁気センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明を適用した別の磁気センサ装置の説明図である。

以下、図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置、および磁気センサ装置を備えたシート状媒体識別装置（検出装置）を説明する。

（シート状媒体識別装置の構成）
図１は、本発明を適用したシート状媒体識別装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、シート状媒体識別装置全体のブロック図、およびシート状媒体識別装置に用いた磁気センサの説明図である。

図１（ａ）において、シート状媒体識別装置１００は、紙幣や有価証券等のシート状媒体１の種類や真偽を識別するための検出装置である。シート状媒体１は、所定位置に磁気インクによって印刷が施された磁性媒体である。シート状媒体識別装置１００は、投入されたシート状媒体１を矢印Ａで示す方向に搬送するベルトコンベア等の搬送機構１１０（移動機構）と、シート状媒体１の搬送経路においてシート状媒体１に対向する磁気センサ装置１０を有している。本形態において、磁気センサ装置１０は、シート状媒体１の搬送方向Ａに交差する方向（矢印Ｂで示す方向）に延在するセンサヘッド１１と、センサヘッド１１を制御する制御部１２とを有している。

センサヘッド１１は、複数の磁気センサ２０と、複数の磁気センサ２０を保持するホルダ３０と、複数の磁気センサ２０に対してシート状媒体１とは反対側に設けられた磁石４０と、磁石４０および複数の磁気センサ２０を覆うキャップ５０とを有している。キャップ５０は、ホルダ３０と固定されている。本形態において、磁気センサ２０は、センサヘッド１１の延在方向（シート状媒体１の搬送方向Ａに交差する方向Ｂ）に複数配置されて
いる。制御部１２は、回路基板１２１に実装された電子部品（図示せず）等によって構成されており、複数の磁気センサ２０に対する給電や、複数の磁気センサ２０での検出結果の出力を制御している。かかる構成のシート状媒体識別装置１００において、搬送機構１１０（移動機構）は、シート状媒体１と磁気センサ装置１０の磁気センサ２０とを対向させたまま、シート状媒体１の面内方向に沿う方向にシート状媒体１と磁気センサ装置１０の磁気センサ２０とを相対移動させる。

シート状媒体識別装置１００は、例えば、磁気センサ装置１０の制御部１２から磁気センサ２０での検出結果が出力される増幅回路１２０と、増幅回路１２０から増幅された信号が出力されるサンプルホールド回路１３０と、サンプルホールド回路１３０から所定のタイミングで信号が出力されるＡ／Ｄ変換回路１４０とを有している。Ａ／Ｄ変換回路１４０で生成されたデジタル信号は、マイクロコンピュータ１５０の判別回路１６０に出力される。マイクロコンピュータ１５０は、シート状媒体１の種類や真偽を判定するための判別データ等が格納されたメモリ１７０と、サンプリング信号回路１８０とを備えている。サンプルホールド回路１３０およびＡ／Ｄ変換回路１４０は、サンプリング信号回路１８０から出力された信号に基づいて、所定のタイミングで判別回路１６０に信号を出力する。

図１（ｂ）に示すように、磁気センサ２０では、一方端２８と他方端２９との間に第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とが直列に接続されており、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２との中点２５から検出結果をアナログ信号として出力する。ここで、一方端２８は、第１磁気抵抗素子２１の第２磁気抵抗素子２２とは反対側の端部からなり、他方端２９は、第２磁気抵抗素子２２の第１磁気抵抗素子２１とは反対側の端部からなる。

（磁気センサ装置１０の構成）
図２は、本発明を適用した磁気センサ装置１０の回路構成を示す説明図である。なお、本発明に係る磁気センサ装置１０において、磁気センサ２０の数は複数であれば、その数は限定されることがないが、図２には、磁気センサ２０の数が９個の場合を例示してある。また、図２では、複数の磁気センサ２０がマトリクス状に配置されているが、図１を参照して説明したように、複数の磁気センサ２０は、シート状媒体１の搬送方向Ａに対して交差する方向Ｂに配列されている。

また、図２に示す複数の磁気センサ２０のうち、例えば、磁気センサ２０ａが本発明における「第１磁気センサ」に相当し、磁気センサ２０ｄが本発明における「第２磁気センサ」に相当し、磁気センサ２０ｂが本発明における「第３磁気センサ」に相当し、磁気センサ２０ｅが本発明における「第４磁気センサ」に相当する。また、複数の給電線６６、６７のうち、給電線６６ａが本発明における「第１給電線」に相当し、給電線６７ａが本発明における「第２給電線」に相当し、給電線６６ｂが本発明における「第３給電線」に相当し、給電線６７ｂが本発明における「第４給電線」に相当する。また、複数の出力線６１のうち、出力線６１ａが本発明における「第１出力線」に相当し、出力線６１ｂが本発明における「第２出力線」に相当する。また、複数の磁気センサ２０はいずれも同一の構成を有していることから、図２では、磁気センサ２０ａ、２０ｂに対してのみ、第１磁気抵抗素子２１、第２磁気抵抗素子２２、中点２５、一方端２８、および他方端２９の符号を付し、他の磁気センサ２０については、これらの符号を省略する。

図２に示すように、磁気センサ装置１０のセンサ回路１５は、一方端２８と他方端２９との間に第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とが直列に電気的に接続された複数の磁気センサ２０（磁気センサ２０ａ、２０ｂ・・、２０ｉ）と、複数の磁気センサ２０（磁気センサ２０ａ、２０ｂ・・、２０ｉ）の一方端２８に電気的に接続された複数の
給電線６６（給電線６６ａ、６６ｂ、６６ｃ）と、複数の磁気センサ２０の他方端２９に電気的に接続された複数の給電線６７（給電線６７ａ、６７ｂ、６７ｃ）と、複数の磁気センサ２０（磁気センサ２０ａ、２０ｂ・・、２０ｉ）の中点２５に電気的に接続された複数の出力線６１（出力線６１ａ、６１ｂ、６１ｃ）とを有している。

より具体的には、複数の磁気センサ２０のうち、磁気センサ２０ａ（第１磁気センサ）の一方端２８には給電線６６ａ（第１給電線）が接続され、磁気センサ２０ａの他方端２９には給電線６７ａ（第２給電線）が接続されている。給電線６６ａは、磁気センサ２０ｂ（第３磁気センサ）および磁気センサ２０ｃの一方端２８に電気的に接続され、給電線６７ａは、磁気センサ２０ｂおよび磁気センサ２０ｃの他方端２９に電気的に接続されている。

磁気センサ２０ｄ（第２磁気センサ）の一方端２８には給電線６６ｂ（第３給電線）が接続され、磁気センサ２０ｄの他方端２９には給電線６７ｂ（第４給電線）が接続されている。給電線６６ｂは、磁気センサ２０ｅ（第４磁気センサ）および磁気センサ２０ｆの一方端２８に電気的に接続され、給電線６７ｂは、磁気センサ２０ｅおよび磁気センサ２０ｆの他方端２９に電気的に接続されている。

磁気センサ２０ｇ、２０ｈ、２０ｉの一方端２８には給電線６６ｃが接続され、磁気センサ２０ｇ、２０ｈ、２０ｉの他方端２９には給電線６７ｃが接続されている。

磁気センサ２０ａ、２０ｄ、２０ｇの中点２５には出力線６１ａ（第１出力線）が接続されている。磁気センサ２０ｂ、２０ｅ、２０ｈの中点２５には出力線６１ｂ（第２出力線）が接続されている。磁気センサ２０ｃ、２０ｆ、２０ｉの中点２５には出力線６１ｃが接続されている。

給電線６６は、電源線６８から供給された駆動電位Ｖｄｄ（第１電位）を磁気センサ２０に供給するための配線であり、給電線６７は、グランド線６９から供給されたグランド電位（第２電位）を磁気センサ２０に供給するための配線である。ここで、駆動電位Ｖｄｄは正の定電位であり、グランド電位（第２電位）は、駆動電位Ｖｄｄ（第１電位）より低い電位である。

本形態の磁気センサ装置１０において、複数の出力線６１は、マルチプレクサ等からなる選択回路７０に接続されている。また、選択回路７０からは、図１（ａ）に示す増幅回路１２０に信号を出力する共通の出力線８０が延在しており、出力線８０の途中位置にバッファ回路８５が挿入されている。

また、磁気センサ装置１０には、図１（ａ）を参照して説明したサンプリング信号回路１８０から出力された信号に基づいて、給電線６６、６７に印加する電位を切り換える切り換え回路９０が設けられている。

切り換え回路９０は、複数の給電線６６と電源線６８との各間に設けられた複数のスイッチ９１（スイッチ９１ａ、９１ｂ、９１ｃ）と、複数の給電線６７とグランド線６９との各間に設けられたスイッチ９２（スイッチ９２ａ、９２ｂ、９２ｃ）とからなるスイッチ部９３（スイッチ部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ）を複数、有している。複数のスイッチ部９３（スイッチ部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ）の各々において、スイッチ９１、９２は、同時に開閉動作を行う。また、切り換え回路９０は、共通の出力線８０に接続されたフィードバックアンプ９５を有しており、フィードバックアンプ９５の出力線９６は、共通の出力線８０と同一電位となる。

このように構成した切り換え回路９０において、スイッチ９１、９２は、複数の磁気センサ２０のうち、出力線６１を介して検出結果を出力する磁気センサ２０（選択された磁気センサ２０）に接続する給電線６６、６７については電源線６８およびグランド線６９に導通させ、選択された磁気センサ２０の両端（一方端２８および他方端２９）に駆動電位Ｖｄｄおよびグランド電位ＧＮＤを印加する。その際、スイッチ９１、９２は、選択されていない他の磁気センサ２０に接続する給電線６６、６７については、フィードバックアンプ９５の出力線９６と導通させて給電線６６、６７を出力線９６を介して短絡させ、選択されていない磁気センサ２０の両端（一方端２８および他方端２９）に共通の出力線８０と同一の電位を印加する。

従って、選択された磁気センサ２０は、中点２５から出力線６１を介して選択回路７０に検出結果を出力する。そして、選択回路７０は、出力線６１を介して出力された信号を時間をずらして共通の出力線８０に出力する。その間、選択されていない磁気センサ２０の中点２５の電位は、共通の出力線８０の電位と等しい。ここで、共通の出力線８０の電位（出力線９６の電位）は、各期間において、選択された磁気センサ２０に接続する出力線６１の電位と同一である。

（磁気センサ装置１０の動作）
図３等を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置１０における動作を説明する。図３は、本発明を適用した磁気センサ装置１０の動作を示すタイミングチャートであり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、給電線６６ａ、６７ａの電位変化を示す説明図、給電線６６ｂ、６７ｂの電位変化を示す説明図、給電線６６ｃ、６７ｃの電位変化を示す説明図、および出力線８０、９７の電位変化を示す説明図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、給電線６６ａ、６６ｂ、６６ｃの電位変化を太い実線で示し、給電線６７ａ、６７ｂ、６７ｃの電位変化を太い破線で示してある。また、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、給電線６６、６７の電位が同一となった場合でも、電位の変化が分かりやすいように、実線と破線とをわずかにずらしてある。

図２および図３に示すように、磁気センサ装置１０においては、まず、切り換え回路９０において、スイッチ９１ａ、９２ａによって、給電線６６ａと電源線６８とを導通させ、給電線６７ａとグランド線６９とを導通させ、給電線６６ａに駆動電位Ｖｄｄを印加し、給電線６７ａにグランド電位ＧＮＤを印加する。この状態で、磁気センサ２０ａの検出結果（電位Ｖａ）、磁気センサ２０ｂの検出結果（電位Ｖｂ）、および磁気センサ２０ｃの検出結果（電位Ｖｃ）を選択回路７０を介して共通の出力線８０に順に出力する。その間、スイッチ９１ｂ、９２ｂ、９１ｃ、９２ｃは、給電線６６ｂ、６７ｂ、６６ｃ、６７ｃを出力線９６と導通させる。このため、磁気センサ２０ａの検出結果（電位Ｖａ）を出力する期間（第１期間）では、出力線６１ａ、８０、９６の電位が電位Ｖａになっているので、給電線６６ｂ、６７ｂ、６６ｃ、６７ｃは電位Ｖａになっている。また、磁気センサ２０ｂの検出結果（電位Ｖｂ）を出力する期間（第３期間）では、出力線６１ｂ、８０、９６の電位が電位Ｖｂになっているので、給電線６６ｂ、６７ｂ、６６ｃ、６７ｃは電位Ｖｂになっている。同様に、磁気センサ２０ｃの検出結果（電位Ｖｃ）を出力する期間では、出力線６１ｃ、８０、９６の電位が電位Ｖｃになっているので、給電線６６ｂ、６７ｂ、６６ｃ、６７ｃは電位Ｖｃになっている。

次に、切り換え回路９０において、スイッチ９１ｂ、９２ｂは、給電線６６ｂと電源線６８とを導通させ、給電線６７ｂとグランド線６９とを導通させ、給電線６６ｂに駆動電位Ｖｄｄを印加し、給電線６７ｂにグランド電位ＧＮＤを印加する。この状態で、磁気センサ２０ｄの検出結果（電位Ｖｄ）、磁気センサ２０ｅの検出結果（電位Ｖｅ）、および磁気センサ２０ｆの検出結果（電位Ｖｆ）を選択回路７０を介して共通の出力線８０に順に出力する。その間、スイッチ９１ａ、９２ａ、９１ｃ、９２ｃは、給電線６６ａ、６７
ａ、６６ｃ、６７ｃを出力線９６と導通させる。このため、磁気センサ２０ｄの検出結果（電位Ｖｄ）を出力する期間（第２期間）では、出力線６１ａ、８０、９６の電位が電位Ｖｄになっているので、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｃ、６７ｃは電位Ｖｄになっている。また、磁気センサ２０ｅの検出結果（電位Ｖｅ）を出力する期間（第４期間）では、出力線６１ｂ、８０、９６の電位が電位Ｖｅになっているので、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｃ、６７ｃは電位Ｖｅになっている。同様に、磁気センサ２０ｆの検出結果（電位Ｖｆ）を出力する期間では、出力線６１ｃ、８０、９６の電位が電位Ｖｆになっているので、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｃ、６７ｃは電位Ｖｆになっている。

次に、切り換え回路９０において、スイッチ９１ｃ、９２ｃは、給電線６６ｃと電源線６８とを導通させ、給電線６７ｃとグランド線６９とを導通させ、給電線６６ｃに駆動電位Ｖｄｄを印加し、給電線６７ｃにグランド電位ＧＮＤを印加する。この状態で、磁気センサ２０ｇの検出結果（電位Ｖｇ）、磁気センサ２０ｈの検出結果（電位Ｖｈ）、および磁気センサ２０ｉの検出結果（電位Ｖｉ）を選択回路７０を介して共通の出力線８０に順に出力する。その間、スイッチ９１ａ、９２ａ、９１ｂ、９２ｂは、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｂ、６７ｂを出力線９６と導通させる。このため、磁気センサ２０ｇの検出結果（電位Ｖｇ）を出力する期間では、出力線６１ａ、８０、９６の電位が電位Ｖｇになっているので、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｂ、６７ｂは電位Ｖｇになっている。また、磁気センサ２０ｈの検出結果（電位Ｖｈ）を出力する期間では、出力線６１ｂ、８０、９６の電位が電位Ｖｈになっているので、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｂ、６７ｂは電位Ｖｈになっている。同様に、磁気センサ２０ｉの検出結果（電位Ｖｉ）を出力する期間では、出力線６１ｃ、８０、９６の電位が電位Ｖｉになっているので、給電線６６ａ、６７ａ、６６ｂ、６７ｂは電位Ｖｆになっている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、複数の磁気センサ２０の中点２５が共通の出力線６１に接続されており、複数の磁気センサ２０の検出結果は、共通の出力線６１を介して出力される。このため、出力線６１の数が少なく済むので、磁気センサ装置１０の構成を簡素化することができる。

また、切り換え回路９０は、例えば、磁気センサ２０ａの中点２５から出力線６１ａを介して検出結果を出力する際、磁気センサ２０ａの両端に駆動電位Ｖｄｄおよびグランド電位ＧＮＤを印加するが、同一の出力線６１ａに中点２５が接続された他の磁気センサ２０ｄ、２０ｇに接続する給電線６６ｂ、６７ｂ、６６ｃ、６７ｃを出力線６１ａと同一電位にする。このため、他の磁気センサ２０ｄ、２０ｇの中点２５は、磁気センサ２０ａの中点２５の電位（出力線６１ａの電位）と同一となる。従って、磁気センサ２０ａの検出結果の出力に他の磁気センサ２０ｄ、２０ｇが影響を及ぼしにくい。従って、出力線６１に複数の磁気センサ２０ａ、２０ｄ、２０ｇが電気的に接続されている場合でも、磁気センサ２０ａ、２０ｄ、２０ｇの検出結果を出力線６１を介して適正に出力することができる。また、他の磁気センサ２０から検出結果を出力する場合でも、給電線６６、６７の電位を同様に変化させるため、磁気センサ２０の検出結果の出力に他の磁気センサ２０が影響を及ぼしにくい。

また、本形態では、複数の出力線６１を選択回路７０に接続したため、複数の出力線６１から出力される検出結果を１本の共通の出力線８０を介して出力することができる。このため、磁気センサ装置１０の回路構成を簡素化することができる。

（別の実施の形態）
図４は、本発明を適用した別の磁気センサ装置１０の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、４つの磁気抵抗素子によって構成されたブリッジ回路の説明図、および前記ブリッ
ジ回路を備えた磁気センサ装置１０の回路構成を示す説明図である。

上記実施の形態では、一方端２８と他方端２９との間に第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とが直列に接続されたブリッジが構成されていた。これに対して、本形態では、図４（ａ）に示すように、一方端２８と他方端２９との間に第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とが直列に接続されているとともに、一方端２８′と他方端２９′との間に別の第１磁気抵抗素子２１′と第２磁気抵抗素子２２′とが直列に接続されている。また、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２との中点２５、および第１磁気抵抗素子２１′と第２磁気抵抗素子２２′との中点２５′からの出力は、差動増幅アンプからなる演算回路１６に入力されており、第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２との中点２５からの出力と、第１磁気抵抗素子２１′と第２磁気抵抗素子２２′との中点２５′からの出力との差動出力ｏｕｔが演算回路１６から出力される。このため、出力信号が大きいので、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができる等の利点がある。

このような構成を採用した場合、磁気センサ装置１０は、図４（ｂ）に回路構成を示すように、図２を参照して説明したセンサ回路を２つ有しているとともに、演算回路１６を有している。ここで、２つのセンサ回路（第１センサ回路および第２センサ回路）は、同一の構成を有していることから、一方のセンサ回路１５（第１センサ回路）については、図２に示す各構成と同一の符号を付し、他方のセンサ回路１５′（第２センサ回路）については、図２に示す各構成と同一の符号に「′」を付して、それらの説明を省略する。

図４（ｂ）に示すように、磁気センサ装置１０において、センサ回路１５は、一方端２８と他方端２９との間に第１磁気抵抗素子２１と第２磁気抵抗素子２２とが直列に接続された複数の磁気センサ２０を有している。磁気センサ２０の一方端２８には給電線６６が電気的に接続され、磁気センサ２０の他方端２９には給電線６７が電気的に接続されている。磁気センサ２０ａ、２０ｄ、２０ｇの中点２５には出力線６１ａ（第１出力線）が接続され、磁気センサ２０ｂ、２０ｅ、２０ｈの中点２５には出力線６１ｂ（第２出力線）が接続され、磁気センサ２０ｃ、２０ｆ、２０ｉの中点２５には出力線６１ｃが接続されている。複数の出力線６１は、マルチプレクサ等からなる選択回路７０に接続されている。また、センサ回路１５には、給電線６６、６７に印加する電位を切り換える切り換え回路９０が設けられている。

また、センサ回路１５′は、一方端２８′と他方端２９′との間に第１磁気抵抗素子２１′と第２磁気抵抗素子２２′とが直列に接続された複数の磁気センサ２０′を有している。磁気センサ２０′の一方端２８′には給電線６６′が電気的に接続され、磁気センサ２０′の他方端２９′には給電線６７′が電気的に接続されている。磁気センサ２０ａ′、２０ｄ′、２０ｇ′の中点２５′には出力線６１ａ′（第１出力線）が接続され、磁気センサ２０ｂ′、２０ｅ′、２０ｈ′の中点２５′には出力線６１ｂ′（第２出力線）が接続され、磁気センサ２０ｃ′、２０ｆ′、２０ｉ′の中点２５′には出力線６１ｃ′が接続されている。複数の出力線６１′は、マルチプレクサ等からなる選択回路７０′に接続されている。また、センサ回路１５′には、給電線６６′、６７′に印加する電位を切り換える切り換え回路９０′が設けられている。

ここで、切り換え回路９０、９０′は、２つのセンサ回路１５、１５′において差動出力を得るための磁気センサ２０、２０′を同時に選択する。例えば、切り換え回路９０がセンサ回路１５の磁気センサ２０ａ（第１磁気センサ）を選択した際、切り換え回路９０′は、センサ回路１５の磁気センサ２０ａ′（第１磁気センサ）を選択する。このため、演算回路１６は、磁気センサ２０ａ、２０ａ′（第１磁気センサ）の差動出力ｏｕｔを算出し、出力する。また、切り換え回路９０がセンサ回路１５の磁気センサ２０ｄ（第２磁気センサ）を選択した際、切り換え回路９０′は、センサ回路１５の磁気センサ２０ｄ′
（第２磁気センサ）を選択する。このため、演算回路１６は、磁気センサ２０ｄ、２０ｄ′（第２磁気センサ）の差動出力ｏｕｔを算出し、出力する。

（他の実施の形態）
上記実施の形態では、選択されていない磁気センサ２０に電気的に接続された給電線６６、６７の電位を出力線６１と同一の電位にするにあたって、給電線６６、６７を電源線６８およびグランド線６９から切り離して出力線９６と導通させたが、給電線６６、６７を電源線６８およびグランド線６９から切り離して給電線６６、６７同士を短絡させてもよい。この場合でも、選択されていない磁気センサ２０の中点２５が出力線６１と同一の電位であるので、給電線６６、６７を出力線９６と導通させなくても、給電線６６、６７の電位を出力線６１と同一の電位とすることができる。

上記実施の形態では、磁気センサ装置１０を備えた検出装置として、紙幣や有価証券等のシート状媒体１（磁性媒体）の種類や真偽を識別するためシート状媒体識別装置１００を例示したが、モータ等の移動機構によって、磁気センサ２０と対向した状態で回転移動や直線移動する磁石（磁性媒体）の移動や位置を検出するエンコーダに用いる磁気センサ装置１０に本発明を適用してもよい。

１・・シート状媒体（磁性媒体）、１０・・磁気センサ装置、１１・・センサヘッド、１２・・制御部、１５、１５′・・センサ回路、１６・・演算回路、２０、２０′・・磁気センサ、２０ａ、２０ａ′・・磁気センサ（第１磁気センサ）、２０ｂ、２０ｂ′・・磁気センサ（第３磁気センサ）、２０ｄ、２０ｄ′・・磁気センサ（第２磁気センサ）、２０ｅ、２０ｅ′・・磁気センサ（第４磁気センサ）、２１・・第１磁気抵抗素子、２２・・第２磁気抵抗素子、２５、２５′・・中点、２８、２８′・・一方端、２９、２９′・・他方端、４０・・磁石、６１、６１′、６２、６２′・・出力線、６１ａ、６１ａ′・・出力線（第１出力線）、６１ｂ、６１ｂ′・・出力線（第２出力線）、６２ａ、６２ａ′・・出力線（第３出力線）、６２ｂ、６２ｂ′・・出力線（第４出力線）、６６、６６′、６７、６７′・・給電線、６６ａ、６６ａ′・・給電線（第１給電線）、６６ｂ、６６ｂ′・・給電線（第３給電線）、６７ａ、６７ａ′・・給電線（第２給電線）、６７ｂ、６７ｂ′・・給電線（第４給電線）、６８、６８′・・駆動線、６９、６９′・・グランド線、７０、７０′・・選択回路、８０、８０′・・共通の出力線、９０、９０′・・切り換え回路、９１、９１′、９２、９２′・・スイッチ、９５、９５′・・フィードバックアンプ、９６、９６′・・フィーバックアンプの出力線、１００・・シート状媒体識別装置（検出装置）、１１０・・搬送機構（移動機構）、１２０・・増幅回路、１３０・・サンプルホールド回路、１４０・・Ａ／Ｄ変換回路、１５０・・マイクロコンピュータ、１６０・・判別回路、１７０・・メモリ、１８０・・サンプリング信号回路、ＧＮＤ・・グランド電位、Ｖｄｄ・・駆動電位

Claims (6)

1. 一方端と他方端との間に第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子とが直列に電気的に接続された複数の磁気センサを備えたセンサ回路を有し、当該センサ回路が前記複数の磁気センサの検出結果を時系列的に出力する磁気センサ装置であって、
   前記複数の磁気センサには、少なくとも第１磁気センサおよび第２磁気センサが含まれており、
   前記センサ回路は、
   前記第１磁気センサの前記一方端に電気的に接続された第１給電線と、
   前記第１磁気センサの前記他方端に電気的に接続された第２給電線と、
   前記第２磁気センサの前記一方端に電気的に接続された第３給電線と、
   前記第２磁気センサの前記他方端に電気的に接続された第４給電線と、
   前記第１磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点、および前記第２磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点に接続された第１出力線と、
   前記第１給電線、前記第２給電線、前記第３給電線、および前記第４給電線の電位を切り換える切り換え回路と、
   を有し、
   前記切り換え回路は、
   前記第１出力線から前記第１磁気センサの検出結果を出力する第１期間では、前記第１給電線に第１電位を印加し、前記第２給電線に前記第１電位より低電位の第２電位を印加し、前記第３給電線および前記第４給電線を前記第１出力線と同一電位とし、
   前記第１出力線から前記第２磁気センサの検出結果を出力する第２期間では、前記第３給電線に前記第１電位を印加し、前記第４給電線に前記第２電位を印加し、前記第１給電線および前記第２給電線を前記第１出力線と同一電位とすることを特徴とする磁気センサ装置。
2. 前記複数の磁気センサは、さらに、第３磁気センサおよび第４磁気センサを含み、
   前記第１給電線は、前記第３磁気センサの前記一方端に電気的に接続され、
   前記第２給電線は、前記第３磁気センサの前記他方端に電気的に接続され、
   前記第３給電線は、前記第４磁気センサの前記一方端に電気的に接続され、
   前記第４給電線は、前記第４磁気センサの前記他方端に電気的に接続され、
   前記第３磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点、および前記第４磁気センサの前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との中点に接続された第２出力線を有し、
   前記切り換え回路は、
   前記第２出力線から前記第３磁気センサの検出結果を出力する第３期間では、前記第１給電線に前記第１電位を印加し、前記第２給電線に前記第２電位を印加し、前記第３給電線および前記第４給電線を前記第２出力線と同一電位とし、
   前記第２出力線から前記第４磁気センサの検出結果を出力する第４期間では、前記第３給電線に前記第１電位を印加し、前記第４給電線に前記第２電位を印加し、前記第１給電線および前記第２給電線を前記第２出力線と同一電位とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
3. 前記センサ回路は、前記第１出力線および前記第２出力線に接続して当該第１出力線の電位および当該第２出力線の電位を選択して共通の出力線に出力する選択回路を備えていることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ装置。
4. 前記切り換え回路は、前記第１期間および前記第３期間では、前記第３給電線および前記第４給電線を前記共通の出力線と同一電位とし、前記第２期間および前記第４期間では、
   前記第１給電線および前記第２給電線を前記共通の出力線と同一電位とすることを特徴とする請求項３に記載の磁気センサ装置。
5. 前記センサ回路として、第１センサ回路および第２センサ回路を有し、
   前記第１センサ回路の前記第１磁気センサと前記第２センサ回路の前記第１磁気センサの差動出力、および前記第１センサ回路の前記第２磁気センサと前記第２センサ回路の前記第２磁気センサの差動出力を算出する演算回路を有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気センサ装置を備え、磁性媒体の種類または移動を検出する検出装置であって、
   磁性媒体と前記複数の磁気センサとを対向させた状態で当該複数の磁気センサに対して前記磁性媒体を該磁性媒体の面内方向に沿う方向に相対移動させる移動機構を有していることを特徴とする検出装置。

Images