JPH0546483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気的異方性効果を有する強磁性薄
膜抵抗素子（以下MR素子と呼ぶ。）を使用し、
直線運動する物体の移動距離および回転運動する
物体の回転角度の検出等に使用される検出装置に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 第１図及び第２図は、上記出願に係るMR素子
について、その概略を説明する為の図面である。

第１図は、MR素子の外観を示す斜視図であ
り、第２図は、MR素子の磁界−抵抗値特性を示
す特性図である。

第１図においてMR素子１は、図中±Ｘ方向の
磁界強度の変化に応じて、抵抗値が変化し、他の
方向の磁界強度の変化に対しては、抵抗値がほと
んど変化しない、いわゆる磁気的異方性効果を有
している。

第２図は、前記MR素子１の前記±Ｘ方向の磁
界強度の変化に対する抵抗値の変化を示す特性図
で、図中ａ，ｂ，ｃは、磁界強度に対する抵抗値
変化が、非直線な領域であり、図中ｂ，ｄは比較
的直線性の良い領域である。

従来のMR素子を使用した検出装置は、第２図
で示すMR素子の特性の内、抵抗値変化が非直線
な領域ｃを含んで使用していた為、その出力信号
の歪が大きく、精度の高い検出ができないという
欠点を有していた。これに対して本出願人は、特
願昭59−12302号の先願において、上記従来の検
出装置の欠点を除去する方法を提案している。

第３図は、前記本出願人による先願特許の一実
施例におけるMR素子を使用した検出装置の要部
断面図を示し、Ａは平面図、ＢはＡのＧ−Ｇ線断
面図である。

この検出装置は、可動部２１が固定部２０に沿
つて直線的に移動する際の両者の相対位置を検出
するものであり、可動部２１は、表面にMR素子
１３、及び端子部１４，１５を形成した基板１２
と、バイアス磁界を供給する為の永久磁石１６と
で構成され、一方、固定部２０は、可動部２１と
対向する面に一定のきざみ周期の磁極歯が形成さ
れている。さらに、可動部２１と固定部２０と
は、第３図の様に配置され、特に基板１２は、固
定部２０に対して角度α゜傾いており、永久磁石１
６は、固定部２０に対して平行に配置されてい
る。またMR素子１３は第３図Ａに示す様に、端
子部１４，１５を通して定電流源１８、固定抵抗
器１７、接地２２、出力端子１９に接続されてい
るものとする。

以上の様に構成された本出願人による先願特許
の検出装置についてその動作を説明する。今、可
動部２１が固定部２０に沿つて±X′方向に移動
して、MR素子１３が固定部２０上に形成された
磁極歯の凸部の中央にある時を考える。第４図
は、この時の要部拡大図である。第４図におい
て、永久磁石１６より発生した磁力線は、磁極歯
の凸部に対して垂直に流れる。この時、永久磁石
１６と磁極歯との間に配置されたMR素子１３
は、磁極歯に対して角度α゜傾いている為、磁力線
はMR素子に対して垂直角よりα゜傾いて通過する
事になる。その結果MR素子１３には、その感磁
方向（＋Ｘ方向）の磁界成分（以後オフセツト磁
界と呼ぶ）が与えられる事になり、永久磁界の発
生する磁界の強さを｜Ho→｜とすると、オフセツ
ト磁界｜Hx→｜は次式で表わされる。

｜Hx→｜＝｜Ho→｜sinα゜ …(1) 第５図は、MR素子の特性図であり、第２図と
同一の特性を示す。第５図において、前記オフセ
ツト磁界｜Hx→｜がMR素子１３に与えられると、
｜Hx→｜の大きさに応じてMR素子１３の抵抗値
が変化し、Roの抵抗値を示す。この時の特性グ
ラフ上のＡを動作点と呼ぶ。

次に可動部２１が第４図の状態から±X′方向
へ固定部２０に沿つて移動した場合を考えると、
永久磁石１６から固定部２０に向かう磁力線は、
固定部２０に形成された磁極歯の凹凸な形状に影
響を受け、周期的にその方向が曲げられる。磁力
線は、方向が曲げられた事により、MR素子１３
に対して、その感磁方向（±Ｘ方向）の成分を発
生するようになる。この磁極歯とMR素子１３の
相対位置に応じて変化する磁力線のMR素子１３
の感磁方向成分を、信号磁界と呼ぶと、MR素子
１３には、前記オフセツト磁界に信号磁界の重畳
された磁界が与えられることになる。第５図にお
いて、今、信号磁界の振れ幅を±ｄ／２とする
と、オフセツト磁界｜Hx→｜により決まる動作点
Ａを中心に、MR素子の特性の内、比較的直線性
の良い領域ｄだけで信号磁界を扱えるようにな
る。この時、信号磁界に対してMR素子の抵抗値
は比例的に変化し、定電流源１８より供給される
電流により、MR素子の両端にはMR素子の抵抗
値変化に比例する電圧変化が得られ、その結果、
出力端子１９より歪の少ない出力信号を得ること
ができる。

しかしながら、上記の様な構成においては、出
力信号が温度ドリフトするという問題点を含んで
いた。これは、MR素子の抵抗値が温度係数を有
している為である。

また、第５図において、オフセツト磁界｜Hx→
｜はMR素子の特性の内、比較的直線性の良い領
域ｄの中心に設定されているが、オフセツト磁界
｜Hx→｜の大きさは、前記(1)式に示すように、傾
き角度α゜が変化すると変わるものである。オフセ
ツト磁界｜Hx→｜の大きさが変わると、第５図中
の動作点Ａがずれて、非直線な領域ｃまたはｅを
含んで信号磁界が振れるようになり、出力信号に
歪を発生する。その為、傾き角度α゜を精度良く実
現するのに調整工程を必要としていた。

発明の目的 本発明は、上記問題点を除去するものであり、
具体的には、温度ドリフトが少なく、安定して歪
の少ない出力信号の得られるMR素子を使用した
検出装置を提供することを目的とするものであ
る。

発明の構成 本発明の検出装置は、一定の間隙を維持しなが
ら相対運動を行う第１の手段と第２の手段とを含
んで構成され、前記第１の手段は、磁性材よりな
る一定ピツチの磁極歯を複数含み、前記第２の手
段には、磁気的異方性効果を有する複数の強磁性
薄膜抵抗素子と、これに磁界を与える永久磁石と
を含み、前記複数の強磁性薄膜抵抗素子は、前記
磁極歯と前記永久磁石との間の磁界中に配置され
ると共に、前記磁極歯に対して一定の傾斜角度を
もつて配置され、さらに、前記複数の強磁性薄膜
抵抗素子は、前記磁極歯のピツチをＰとして（ｎ
＋１／２）・Ｐ（ｎ：整数）の間隔を隔てて配置され た一対の強磁性薄膜抵抗素子を含んでおり、その
一対の強磁性薄膜抵抗素子の一端は相互に電気的
に接続され、それぞれの他端は、定電圧Ｅ１、定
電圧Ｅ２に電気的に接続されるよう構成したもの
であり、これにより環境の温度変化等に影響され
ることなく、安定して高品位な変位検出の可能な
検出装置を実現できる。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第６図は本発明の検出装置に使用されるMR素
子の外観を示し、第６図Ａは平面図であり、第６
図は正面図である。

第６図においてMR素子３，４および外部接続
用端子５，６，７は基板２の表面に形成されてお
り、MR素子３，４は±Ｘ方向の磁界強度の変化
に応じて抵抗値が変化し、他の方向の磁界強度の
変化に対しては抵抗値がほとんど変化しない、い
わゆる磁気的異方性効果を有している。また、
MR素子３及び４は、被検出物（ここでは磁極
歯）の凹凸のピツチをＰとすると、Ｐ／２の距離
をおいて平行に配置されている。

第７図は本発明の検出装置の一実施例を示し、
第７図Ａは平面図、ＢはＡのＦ−Ｆ線断面図であ
る。なお、第６図で示したMR素子を使用する。

この検出装置は、可動部３３が固定部９に沿つ
て直線的に移動する際の、両者の相対位置を検出
するものであり、可動部３３は、第６図で説明し
たMR素子３，４および外部接続用端子５，６，
７を形成した基板２と、MR素子３，４にバイア
ス磁界を供給する為の永久磁石８とで構成され、
一方固定部９は、可動部３３と対向する面に、凹
凸のピツチがＰの磁極歯が形成されている。さら
に可動部３３と固定部９とは、第７図に示す様に
配置され、特に基板２は固定部９に対して角度α゜
傾いており、永久磁石８は固定部９に対して平行
に配置されている。また、前記MR素子３，４は
第７図Ａに示すように外部接続用端子５，６，７
を通して定電圧源１０，１１、出力端子２２にい
わゆるハーフ・ブリツジの形で接続されているも
のとし、定電圧源１０と定電圧源１１は、この実
施例の場合、各々＋Ｅボルト、−Ｅボルトとする。
なお、図面が乱雑になるので、可動部３３を固定
部９に沿つて移動可能に保持する為の走行保持系
は省略する。

以上のように構成された本実施例の検出装置に
ついて以下その動作を説明する。第６図及び第７
図において、MR素子３とMR素子４は、磁極歯
に対して角度α゜傾けることにより、各々、先願の
特願昭59−12302号の一実施例と同様に、互いに
ほぼ等しいオフセツト磁界｜Hx→｜が与えられ、
かつ、前記第５図で説明した磁界−抵抗値特性と
同一の特性を有し、動作点Ａを中心に外部磁界に
応じて抵抗値が変化する。しかしながら第７図Ａ
で示すように、MR素子３とMR素子４とでは、
固定部の磁極歯のピツチＰに対して、Ｐ／２位相
をずらせて配置されているので、各々の素子に
は、180゜位相のずれた信号磁界が与えられること
になる。

第８図は、第７図Ａの実施例の電気的な接続関
係を明確にする為の回路図であり、第７図Ａと対
応する各構成要素には、第７図Ａと同一の番号を
付し、説明を省略する。

第８図において、出力端子２２に生じる出力信
号Esは、MR素子３の抵抗値をＱ、MR素子４の
抵抗値をＲとすると、次式で表現される。

Es＝Ｅ・（Ｑ−Ｒ）／（Ｒ＋Ｑ） …(2) 前記Ｑ及びＲは各々、オフセツト磁界｜Hx→｜
の大きさにより決まる動作点の抵抗値Ｑ１及びＲ
１と、信号磁界に応じて変化する抵抗値の変化分
Ｑ（Hs）及びＲ（Hs）に分解される。今、MR素
子３とMR素子４の各々には、等しいオフセツト
磁界｜Hx→｜が与えられているので、Ｑ１とＲ１
は等しい。また、MR素子３とMR素子４には、
互いに180゜位相のずれた信号磁界が与えられる
為、変化分Ｑ（Hs）とＲ（Hs）の関係は次式をほ
ぼ満足するものとなる。

Ｑ（Hs）＝−Ｒ（Hs） …(3) これらの内容を(2)式に代入すると次の様にな
る。

Es＝Ｅ・2Q（Hs）／2Q1 …(4) Ｅ及びＱ１が定数であるから、前記(4)式は出力
信号EsがMR素子３の抵抗値の変化分Ｑ（Hs）に
比例する事を意味する。よつて第７図に示すよう
に、MR素子３，４を固定部９の磁極歯に対して
角度α゜傾けることにより、比較的直線性の良い領
域で使用すれば、与えられた信号磁界に比例して
歪の少ない良好な出力信号が得られる事になる。
また、MR素子３とMR素子４は、同一基板上で
近い距離に並べて配置されているので、周囲の環
境が等しく、さらに、良く揃つた抵抗値の温度係
数を有している。その為、第８図の様に接続され
た場合、周囲の温度が上がりMR素子３の抵抗値
が変化すると、MR素子４の抵抗値も同程度変化
し、結果として、出力端子２２の出力信号はほと
んど温度ドリフトする事がない。

第９図Ａ，Ｂ，Ｃは、MR素子３とMR素子４
の関係を表現した概念図である。MR素子３と
MR素子４は、良く揃つた磁界−抵抗値特性を有
しており、その各々には、位相が180゜ずれ、振幅
の等しい信号磁界が与えられる。この関係を表わ
したのが第９図Ａであり、正確ではないが、直感
的に理解し易いように表現している。なお、前記
(4)式より明らかなように、出力信号Esは抵抗値
の変化分に比例するので、これ以後、MR素子の
磁界−抵抗値特性は、動作点まわりで考える事に
する。

第９図Ａにおいて、磁界に応じて変化するMR
素子３とMR素子４の抵抗値を第８図の説明に合
わせて、それぞれＱ，Ｒとする。ここでは便宜
上、MR素子３，４には同一の信号磁界が与えら
れ、かつ、MR素子４の抵抗値Ｒを、動作点Ａを
通る縦軸を対称軸にして左右に反転している。横
軸は信号磁界の強さを表わし、縦軸は動作点Ａを
原点にしてMR素子３，４の抵抗値の変化分を表
わす。この縦軸、横軸の関係は、第９図Ｂ，Ｃに
ついても同一とする。さて、前記(2)式より出力信
号Esは、（Ｑ−Ｒ）に比例する事がわかるが、そ
れを図で表わしたのが、第９図Ｂ，Ｃである。前
記（Ｑ−Ｒ）は｛Ｑ＋（−Ｒ）｝と書き換える事が
できるので、第９図Ｂでは、第９図ＡのMR素子
４の抵抗値Ｒを動作点を通る横軸を対称軸とし
て、上下に反転し、−Ｒとしている。よつて第９
図Ｂにおいて、MR素子３の抵抗値Ｑと、MR素
子４の抵抗値−Ｒを加算すれば前記（Ｑ−Ｒ）と
なる。第９図Ｃは、第９図ＢにおけるＱと−Ｒを
加算した結果を示している。図中ｄの範囲で信号
磁界が与えられると、それに対する抵抗値の変化
は、図に示すように直線性の良い良好なものとな
る。

さて、ここまでは、MR素子に対して適当なオ
フセツト磁界｜Hx→｜が与えられ、MR素子の磁
界−抵抗値特性の内、比較的直線性の良い領域で
使用した場合について説明してきたが、現実に
MR素子に適当な大きさのオフセツト磁界を与え
るにはいくつかの問題があつた。まず、MR素子
に磁界を与える永久磁石の着磁むらがある。永久
磁石より発生する磁界の強さが変わると、前記オ
フセツト磁界｜Hx→｜の大きさが変化してしまう。
さらに、MR素子を固定部の磁極歯に対して角度
α゜傾けることによりオフセツト磁界を得ている
が、角度α゜を正確に出すのは非常に困難であり、
その為に、オフセツト磁界｜Hx→｜の適当な大き
さを安定して得ることができなかつた。その結
果、オフセツト磁界｜Hx→｜を中心に振れる信号
磁界が、MR素子の磁界−抵抗値特性の内、非直
線な領域を含むようになる。これを表わしたのが
第１０図である。

第１０図は、オフセツト磁界｜Hx→｜が前記の
理由で変化し、動作点が、第９図中Ａ（比較的直
線性の良い領域の中心）からずれて、Ｂになつた
時のMR素子３とMR素子４の関係を表わす概念
図である。

第１０図において、出力信号Esは第９図と同
様｛Ｑ＋（−Ｒ）｝に比例する為、｛Ｑ＋（−Ｒ）｝
の直線性が必要とされるが、MR素子３を１素子
で使用している場合と比較して、MR素子３の非
直線な領域はMR素子４の直線性の良い領域で補
正され、MR素子４の非直線な領域は、MR素子
３の直線性の良い領域で補正される為、図に示す
ように比較的直線性の良い領域が、広がる事にな
る。これにより、与えるオフセツト磁界｜Hx→｜
の大きさが、多少ずれても出力信号の歪はMR素
子を１素子で使用した場合より小さく押える事が
できるようになつた。

次に、本発明の他の実施例について図面を参照
しながら説明する。

第１１図は、本発明の検出装置の他の実施例を
示し、第１１図Ａは平面図、ＢはＡのＣ−Ｃ線断
面図である。なお、第６図で示したMR素子を使
用する。

この検出装置において、第７図に示す第１の実
施例と同一の部品については、同一番号を付す。
この検出装置は、可動部３４が固定部９に沿つて
直線的に移動する際の両者の相対位置を検出する
ものであり、第７図に示す第１の実施例と異なる
のは、MR素子３，４にバイアス磁界を供給する
為の永久磁石８を、基板２と固着して両者を一体
とし、固定部９の磁極歯に対して角度α゜傾けたと
いう点である。以上の様に構成された本実施例の
検出装置においても、第７図に示す第１の実施例
と同様の効果を有する。つまり、抵抗値の温度係
数の揃つた２本のMR素子３，４をハーフ・ブリ
ツジで使用することにより、出力端子２２からは
温度ドリフトの少ない出力信号を得られるように
なる。また、オフセツト磁界｜Hx→｜の強さが理
想状態からずれた場合にも、MR素子３とMR素
子４は、相互に磁界−抵抗値特性を補償し、直線
性の良い領域を広げることにより、与えられる信
号磁界に対して、歪の少ない出力信号を得ること
ができる。

次にまた本発明の別の実施例について図面を参
照しながら説明する。

第１２図は本発明の検出装置の別の実施例を示
し、第１２図Ａは平面図、ＢはＡのＤ−Ｄ線断面
図であり、第６図に示すMR素子を使用してい
る。なお、第７図に示す実施例と同一の部品に
は、同一の番号を付すことにする。

この検出装置は、回転する歯車３５の回転角度
を検出するものであり、MR素子３，４を含むセ
ンサブロツク３６を、図に示す様に歯車３５の外
周の接線Ｅ−Ｅに対して角度α゜傾斜させて配置し
ている。

以上のように構成した本実施例の検出装置にお
いても、第７図の実施例と同様の効果が得られ
る。

さて、ここまで本発明の検出装置の各実施例に
ついて各々図面を用いて説明してきたが、MR素
子については、第６図に示す一実施例に限定して
説明を行なつてきた。しかし本発明の検出装置に
使用されるMR素子は、これに限定されるもので
はなく、以下に示す様な様々な実施例においても
適応される事は言うまでもない。

第１３図から第１８図までは、本発明の検出装
置に使用され得るMR素子の各実施例を示す平面
図である。各々図面を用いて説明を行う。

第１３図は、本発明の検出装置に使用される
MR素子の一実施例を示し、基板３７の表面に
は、MR素子３８，３９，４０，４１と、外部接
続用端子４２，４３，４４，４５，４６，４７，
４８，４９とが形成されており、各MR素子及び
各外部接続用端子は第１３図のように電気的に接
続されており、特に外部接続用端子４６，４７，
４８，４９は、定電圧１０、定電圧１１と接続さ
れている。なお、各MR素子は、被検出物である
磁極歯のピツチをＰとして、一対となるMR素子
３８と４０（又は３９と４１）とで３／２・Ｐの間 隔を隔て、MR素子３８と３９（又は４０と４
１）とで１／４・Ｐの間隔を隔てて配置されている。

以上のように構成されたMR素子の動作原理に
ついては、基本的には第６図に示す実施例と同じ
であるので詳しい説明は省くが、第６図中のMR
素子３と対応するのが第１３図中のMR素子４０
（又は４１）、第６図中のMR素子４に対応するの
が、第１３図中のMR素子４６（又は４７）であ
り、第６図のMR素子と第１３図のMR素子の異
なる点は、第６図のMR素子が１相の出力信号し
か得られないのに対し、第１３図のMR素子は
90゜位相のずれた２相の出力信号が出力端子５０，
５１より得られる点である。これにより、第１３
図の実施例においては、可動部と固定部の相対運
動の方向を知る事が可能となるという利点を有す
る。

第１４図は、本発明の検出装置に使用される
MR素子の一実施例を示し、基板５２の表面に
は、MR素子５３，５４，５５，５６，５７，５
８と、外部接続用端子５９，６０，６１，６２，
６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７
０とが形成されており、各MR素子及び各外部接
続用端子は第１４図に示すように電気的に接続さ
れており、特に外部接続用端子６５，６６，６
７，６８，６９，７０は、定電圧１０、定電圧１
１と接続されている。なお、各MR素子は、被検
出物である磁極歯のピツチをＰとして、一対とな
るMR素子５３と５６（又は５４と５７、又は５
５と５８）とで１／２・Ｐの間隔を隔てて配置され、 MR素子５３と５５及び５５と５７（又は５６と
５８及び５４と５６）とで１／３・Ｐの間隔を隔て て配置されている。

以上のように構成されたMR素子の動作原理に
ついても、基本的には第６図に示す実施例と同じ
であるので詳しい説明は省くが、第６図中の一対
のMR素子３，４と同じ働きをする対が、ここで
は３対（５３と５６，５５と５８，５７と５４）
あり、それぞれの対がＰ／３（＝120゜）の位相差を 持つて配置されているので、出力端子７１，７
２，７３からは、それぞれ120゜位相の異なる３相
の出力信号を得る事ができるものである。各々の
対において、第６図の実施例と同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。

第１５図は、本発明の検出装置に使用される
MR素子の一実施例を示し、基板７４の表面に
は、MR素子７５，７６と外部接続用端子７７，
７８，７９とが形成されており、特に外部接続用
端子７７，７９は、定電圧１０、定電圧１１と接
続され出力端子８０より出力信号を得る。なお、
MR素子７５とMR素子７６とは、磁極歯のピツ
チをＰとして３／２・Ｐの間隔を隔てて配置されて おり、各々の一端は、外部接続用端子７８で電気
的に接続されている。さらに、MR素子７５，７
６のそれぞれは、第１５図に示すように、同一平
面内（ここでは基板７４の表面上）で、一定の間
隔Ｗを隔てて折り返した形状を有しており、前記
一定の間隔Ｗは磁極歯のピツチＰに対して十分小
さい事が望ましい。

以上のように構成されたMR素子の動作原理
は、基本的に第６図に示す実施例と同様であるの
で、詳しい説明は省くが、第１５図に示す本実施
例の場合、MR素子を一定の間隔Ｗで折り返して
使用している点で異なる。しかし、一定の間隔Ｗ
は前述の様に極めて小さいので、実際には、折り
返しの中心線（図中一点鎖線）の位置に、折り返
しのないMR素子を配置した第６図の例とほぼ同
様の結果が得られるのは、明白である。また、本
実施例は、折り返し形状により、MR素子の抵抗
値を倍にして、検出感度を高める事ができるとい
う利点も合わせ持つている。

第１６図は、本発明の検出装置に使用される
MR素子の一実施例を示し、基板８１の表面に
は、MR素子８２，８３，８４，８５，８６，８
７と、外部接続用端子９２，９３，９４と、各
MR素子を電気的に接続する接続部８８，８９，
９０，９１とが形成され、図のように電気的に接
続されている。特に、外部接続用端子９２，９３
は定電圧１０、定電圧１１と接続され、外部接続
用端子９４は出力端子９５と接続されている。な
お、MR素子８２，８３，８４は、各々Ｐの間隔
を隔てて配置され、第１の素子群を構成し、MR
素子８５，８６，８７は、やはり各々Ｐの間隔を
隔てて配置され、第２の素子群を構成している。
この第１の素子群の各々の素子と、第２の素子群
の各々の素子とは、各々（ｎ＋１／２）・Ｐ（ｎは整 数）を満足する間隔を隔てている。

以上のように構成されたMR素子において、第
１の素子群、第２の素子群は、各々、第６図に示
す実施例のMR素子３、MR素子４と対応する。
なぜならば、間隔をＰとすると言う事は、位相角
で360゜ずらすと言う事になり、言い換えれば、全
くずらさないのと同様となるからである。その
為、本実施例においても第６図と同様の効果が得
られる。また、本実実施例では、同一位相のMR
素子８２，８３，８４（又は８５，８６，８７）
を３本直列で使う事により、感度を３倍にできる
という利点を有すると共に、３本直列で接続され
たMR素子の各々が、異なる磁極歯を同時に検出
し、それを平均化するので、被検出物である磁極
歯にカケ等がある場合に、その影響は一素子の
MR素子で検出した場合より小さくすることがで
きるという利点を持つ。

第１７図は本発明の検出装置に使用されるMR
素子の一実施例を示し、基板９６の表面には、
MR素子９７，９８，９９，１００，１０１，１
０２，１０３，１０４と、外部接続用端子１０
５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１
６，１１７，１１８，１１９，１２０とが形成さ
れており、図の様に電気的に接続されており、外
部接続用端子１０５，１０６と１１１，１１２に
は、それぞれ定電圧１０、定電圧１１が接続さ
れ、外部接続用端子１０７，１０９と１０８，１
１０にはそれぞれ出力端子１２１、出力端子１２
２が接続されている。なお、MR素子９７と１０
１（又は９８と１０２、９９と１０３、１００と
１０４）とは、被検出物である磁極歯のピツチを
Ｐとして、Ｐの間隔を隔てて同一位相で配置さ
れ、直列に接続されている。また、MR素子９
７，１０１よりなる第１の素子群と、MR素子９
９，１０３、よりなる第２の素子群とは、各々の
素子において１／２・Ｐ間隔を隔てて置され、同様 にMR素子９８，１０２よりなる第３の素子群
と、MR素子１００，１０４、よりなる第４の素
子群とは、各々の素子において１／２・Ｐ間隔を隔 てて配置されている。また、第１の素子群と第３
の素子群とは、各々の素子において１／４・Ｐ（＝ 90゜）の位相差を設けて配置されている。

以上のように構成された本実施例は、第１６図
の実施例と比較して、各素子群中における素子数
が３本と２本の違いがあるが、基本的な原理につ
いては同一である。第１６図の実施例が、１相の
出力信号しか得られないのに対して、第１７図の
実施例では、２相の出力信号が得られるようにな
つており、これにより、運動の方向を知ることが
できるようになる。

第１８図は、本発明の検出装置に使用される
MR素子の一実例を示し、基板１２３の表面に
は、MR素子１２４，１２５，１２６，１２７，
１２８，１２９，１３０，１３１，１３２，１３
３，１３４，１３５と、外部接続用端子１３６，
１３７，１３８，１３９，１４０，１４１，１４
２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７，
１４８，１４９，１５０，１５１，１５２，１５
３，１５４，１５５，１５６，１５７，１５８，
１５９とが形成されており、図の様に電気的に接
続されており、外部接続用端子１３６，１３８，
１４０と１３７，１４５，１４７にはそれぞれ定
電圧１０と定電圧１１が接続され、外部接続用端
子１３９，１４２と１４１，１４４と１４３，１
４６にはそれぞれ出力端子１６０，１６１，１６
２が接続されている。なお、MR素子１２４と１
３０（又は１２５と１３１、１２６と１３２、１
２７と１３３、１２８と１３４、１２９と１３
５）とは、被検出物である磁極歯のピツチをＰと
して、それぞれＰの間隔を隔てて（＝同一位相
で）配置され、直列に接続されている。また、
MR素子１２４とMR１２６とは１／３・Ｐ（＝120゜） 位相をずらして配置され、同様にMR素子１２６
とMR素子１２８とは１／３・Ｐ（＝120゜）位相をず らして配置され、かつ、MR素子１２４と１２７
及び１２６と１２９及び１２８と１３１はそれぞ
れ１／２・Ｐ（＝180゜）位相をずらして配置されてい る。

以上のように構成された本実施例は、第１７図
の実施例が、90゜位相のずれた２相の出力信号を
出力するのに対して、120゜位相のずれた３相の出
力信号を出力するように、素子数、素子の配置を
変えたものであり、基本的な動作は、第１６図の
実施例で説明した内容と同一である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は１本
のMR素子に対して、それと同一の特性を有する
もう１本の180゜位相のずれたMR素子を使つて、
MR素子の有する検出装置として不都合な特性に
補償をかけるものである。具体的には、MR素子
の抵抗値の温度ドリフトと、磁界−抵抗値特性の
非線形性の改善し、以下のような効果が得られ
る。

(1) 出力信号の温度ドリフトが小さいので、周囲
の温度に関係なく、常に安定した高精度の検出
装置が実啓できる。

(2) MR素子の磁界−抵抗値特性の内、直線性の
良い領域が広がる為に、オフセツト磁界｜Hx→
｜の強さを精度良く合わせる必要がなくなるの
で、高精度部品が不要になり、コスト面で有利
であると共に、角度α゜の調整工程も不用となる
為、製造面でも有利であり、さらに永久磁石の
着磁むらも許容できる。

また、通常、MR素子は基板上に蒸着等の方
法を使つて作られる為、各MR素子間の寸法精
度は、容易に実現できると共に、素子数とコス
トとは直接関係がないので、この改良により、
コスト高になる心配はない。

さらにまた、２本のMR素子には、各々同時
に同一のオフセツト磁界｜Hx→｜を与える必要
があるが、これについても、本発明の実施例の
ように、MR素子を傾けてオフセツト磁界を与
える方法が、非常に容易で、安定した方法であ
ると言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検出装置に係わるMR素子を
説明する為の外観図、第２図は第１図のMR素子
の特性を示す特性図、第３図は、本発明の一実施
例における検出装置を示し、第３図Ａは平面図、
第３図ＢはＡのＧ−Ｇ線断面図、第４図は第３図
Ｂの要部拡大図、第５図は本発明の検出装置の各
実施例で使用されるMR素子の特性図、第６図は
MR素子の一実施例を示し、第６図Ａは平面図、
Ｂは正面図、第７図は本発明の検出装置の一実施
例を示し、第７図Ａは平面図、ＢはＡのＦ−Ｆ線
断面図、第８図は第７図の実施例の電気回路図、
第９図は第１、第２のMR素子の関係を表現する
概念図、第１０図は動作点が変化した場合の第
１、第２のMR素子の関係を表現する概念図、第
１１図は本発明の検出装置の他の実施例を示し、
第１１図Ａは平面図、ＢはＡのＣ−Ｃ線断面図、
第１２図は本発明の検出装置の別の実施例を示
し、第１２図Ａは平面図、ＢはＡのＤ−Ｄ線断面
図、第１３図から第１８図までは、本発明の検出
装置に使用され得るMR素子の各実施例を示す平
面図である。 ２，３７，５２，７４，８１，９６，１２３…
…基板、１，３，４，３８〜４１，５３〜５８，
７５，７６，８２〜８７，９７〜１０４，１２４
〜１３５……MR素子、５，６，７，４２〜４
９，５９〜７０，７７，７８，７９，９２，９
３，９４，１０５〜１２０，１３６〜１５９……
外部接続用端子、ａ，ｃ，ｅ……非線形な領域、
ｂ，ｄ……比較的直線性の良い領域、Ａ，Ｂ……
動作点、｜Hx→｜……オフセツト磁界、８……永久
磁石、９……固定部、１０，１１……定電圧、２
２，５０，５１，７１，７２，７３，８０，９
５，１２１，１２２，１６０，１６１，１６２…
…出力端子、Ｐ……磁極歯のピツチ、Ｑ，Ｒ……
第１、第２のMR素子の抵抗値、３３，３４……
可動部、３５……歯車、３６……センサブロツ
ク、α゜……角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定の間隙を維持しながら相対運動を行う第
   １の手段と第２の手段とを含んで構成され、前記
   第１の手段は、磁性材よりなる一定ピツチの磁極
   歯を複数含み、前記第２の手段には、磁気的異方
   性効果を有する複数の強磁性薄膜抵抗素子と、こ
   れに磁界を与える永久磁石とを含み、前記複数の
   強磁性薄膜抵抗素子は、前記磁極歯と前記永久磁
   石との間の磁界中に配置されると共に、前記磁極
   歯に対して一定の傾斜角度をもつて配置され、さ
   らに、前記複数の強磁性薄膜抵抗素子は、前記磁
   極歯ピツチをＰとして（ｎ＋１／２）・Ｐ（ｎ：整数） の間隔を隔てて配置された一対の強磁性薄膜抵抗
   素子を含んでおり、その一対の強磁性薄膜抵抗素
   子の一端は相互に電気的に接続され、それぞれの
   他端は定電圧Ｅ１、定電圧Ｅ２に電気的に接続さ
   れた検出装置。 ２ 複数の強磁性薄膜抵抗素子は、それぞれが、
   ｋ／ｍ・Ｐ（ｍ：相数を表わしｍ≧３を満足する整 数、Ｐ：磁極歯のピツチ、ｋ：整数）の間隔を隔
   てて配配された強磁性薄膜抵抗素子と、それらの
   各々の素子に対してそれぞれ（ｎ＋１／２）・Ｐ （ｎ：整数）の間隔を隔てて配置された一対とな
   る強磁性薄膜抵抗素子とを含み、かつ、それら一
   対となつている強磁性薄膜抵抗素子のそれぞれの
   一端は相互に電気的に接続され、それぞれの他端
   は電圧Ｅ１、定電圧Ｅ２に電気的に接続された特
   許請求の範囲第１項記載の検出装置。 ３ 複数の強磁性薄膜抵抗素子のそれぞれの素子
   は、同一平面上で多重に折り返した構造を有する
   特許請求の範囲第１項記載の検出装置。 ４ 複数の強磁性薄膜抵抗素子は、（Ｓ＋１／４）・ Ｐ（Ｓ：整数、Ｐ：磁極歯のピツチ）の間隔を隔
   てて配置された第１、第２の強磁性薄膜抵抗素子
   と、前記第１の強磁性薄膜抵抗素子と一対をなし
   （ｎ＋１／２）・Ｐ（ｎ：整数）の間隔を隔てて配置さ れた第３の強磁性薄膜抵抗素子と、前記第２の強
   磁性薄膜抵抗素子と一対をなし（Ｃ＋１／２）・Ｐ （Ｃ：整数）の間隔を隔てて配置された第４の強
   磁性抵抗素子とを含み、前記第１の強磁性薄膜抵
   抗素子の一端は、前記第３の強磁性薄膜抵抗素子
   の一端と電気的に接続され、それぞれの他端は、
   定電圧Ｅ１、定電圧Ｅ２に電気的に接続され、前
   記第２の強磁性薄膜抵抗素子の一端は、前記第４
   の強磁性薄膜抵抗素子の一端と電気的に接続さ
   れ、それぞれの他端は、前記定電圧Ｅ１、定電圧
   Ｅ２に電気的に接続された特許請求の範囲第１項
   記載の検出装置。 ５ 一定の間隙を維持しながら相対運動を行う第
   １の手段と第２の手段とを含んで構成され、前記
   第１の手段は、磁性材よりなる一定ピツチの磁極
   歯を複数含み、前記第２の手段には、磁気的異方
   性効果を有する複数の強磁性薄膜抵抗素子と、こ
   れに磁界を与える永久磁石とを含み、前記複数の
   強磁性薄膜抵抗素子は、前記磁極歯と前記永久磁
   石との間の磁界中に配置されると共に、前記磁極
   歯に対して一定の傾斜角度をもつて配置され、さ
   らに、前記複数の強磁性薄膜抵抗素子は、それぞ
   れの素子が、ｌ・Ｐ（ｌ：整数、Ｐ：磁極歯のピ
   ツチ）の間隔を隔てて配置された第１の素子群
   と、前記第１の素子群の各々の素子に対してそれ
   ぞれ（ｎ＋１／２）・Ｐ（ｎ：整数）の間隔を隔てて 配置された強磁性薄膜抵抗素子よりなる第２の素
   子群とを含み、前記第１及び第２の素子群のそれ
   ぞれの素子群中において、各強磁性薄膜抵抗素子
   は、電気的に直列接続され、前記第１の素子群と
   第２の素子群とは互いの一端で電気的に接続さ
   れ、他端はそれぞれ定電圧Ｅ１，Ｅ２に電気的に
   接続された検出装置。 ６ 複数の強磁性薄膜抵抗素子は、それぞれが、
   ｋ／ｍ・Ｐ（ｍ：相数を表わしｍ≧３を満足する整 数、Ｐ：磁極歯のピツチ、ｋ：整数）の間隔を隔
   てて配置された強磁性薄膜抵抗素子と、その各々
   の素子に対してｌ・Ｐ（ｌ：整数）の間隔を隔て
   て配置された強磁性薄膜抵抗素子よりなる複数の
   第１の素子群と、前記複数の第１の素子群の各々
   の素子に対してそれぞれ（ｎ＋１／２）・Ｐ（ｎ：自 然数）の間隔を隔てて配置された強磁性薄膜抵抗
   素子よりなる複数の第２の素子群とを含む特許請
   求の範囲第５項記載の検出装置。 ７ 複数の強磁性薄膜抵抗素子の各々の素子は、
   同一平面上で多重に折り返した構造を有する特許
   請求の範囲第５項記載の検出装置。 ８ 複数の強磁性薄膜抵抗素子は、それぞれの強
   磁性薄膜抵抗素子がｌ・Ｐ（ｌ：整数、Ｐ：磁極
   歯のピツチ）の間隔を隔てて配置された第１の素
   子群と、前記第１の素子群の各々の強磁性薄膜抵
   抗素子に対してそれぞれ（ｎ＋１／２）・Ｐ（ｎ：自 然数）の間隔を隔てて配置された強磁性薄膜抵抗
   素子よりなる第２の素子群と、前記第１の素子群
   の各々の強磁性薄膜抵抗素子に対してそれぞれ
   （Ｓ＋１／４）・Ｐ（Ｓ：整数）の間隔を隔てて配置さ れた強磁性薄膜抵抗素子よりなる第３の素子群
   と、前記第３の素子群の各々の強磁性薄膜抵抗素
   子に対してそれぞれ（ｎ＋１／２）・Ｐの間隔を隔て て配置された強磁性薄膜抵抗素子よりなる第４の
   素子群とを含み、前記第１及び第２、第３及び第
   ４の素子群のそれぞれの素子群中において、各強
   磁性薄膜抵抗素子は電気的に直列接続され、前記
   第１の素子群と第２の素子群とは、互いの一端で
   電気的に接続され、他端はそれぞれ、定電圧Ｅ
   １、定電圧Ｅ２に電気的に接続され、前記第３の
   素子群と第４の素子群とは、互いの一端で電気的
   に接続され、他端はそれぞれ、前記定電圧Ｅ１、
   定電圧Ｅ２に電気的に接続された特許請求の範囲
   第５項記載の検出装置。