JPH0875403A - 微小位置変化量検出器 - Google Patents
微小位置変化量検出器Info
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- JPH0875403A JPH0875403A JP6232361A JP23236194A JPH0875403A JP H0875403 A JPH0875403 A JP H0875403A JP 6232361 A JP6232361 A JP 6232361A JP 23236194 A JP23236194 A JP 23236194A JP H0875403 A JPH0875403 A JP H0875403A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強磁性磁気抵抗素子の持つ特性、即ち磁場当
りの抵抗変化率が大きいという効果を活かして、位置変
化量をＳ／Ｎ比が大きくて良好な信号として検出でき、
しかも各構成部品の位置設定が容易で多少位置ずれして
も十分な出力が得られる微小位置変化量検出器を提供す
ること。 【構成】 変位する物体１１に磁石１５を取り付ける。
該磁石１５から所定距離離れた位置に配置した基板１７
上であって磁石１５の真上の位置に導磁路となる軟磁性
体１９を取り付ける。軟磁性体１９の左右両側に、磁石
１５が発する磁場の方向及び強さに応じて抵抗値が変化
する磁気抵抗素子２１，２３を取り付ける。
りの抵抗変化率が大きいという効果を活かして、位置変
化量をＳ／Ｎ比が大きくて良好な信号として検出でき、
しかも各構成部品の位置設定が容易で多少位置ずれして
も十分な出力が得られる微小位置変化量検出器を提供す
ること。 【構成】 変位する物体１１に磁石１５を取り付ける。
該磁石１５から所定距離離れた位置に配置した基板１７
上であって磁石１５の真上の位置に導磁路となる軟磁性
体１９を取り付ける。軟磁性体１９の左右両側に、磁石
１５が発する磁場の方向及び強さに応じて抵抗値が変化
する磁気抵抗素子２１，２３を取り付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紙やシートの厚みや、
紙やシートの上に印刷した印刷インクの厚みや、心臓の
鼓動に対する皮膚の振動等のような、ミクロンオーダー
の物体の微小変位を検出する微小位置変化量検出器に関
するものである。
紙やシートの上に印刷した印刷インクの厚みや、心臓の
鼓動に対する皮膚の振動等のような、ミクロンオーダー
の物体の微小変位を検出する微小位置変化量検出器に関
するものである。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】ＩnＳb等
の半導体材料の持つホール効果を利用したホール素子
は、該ホール素子材料の膜厚方向へ貫通する磁力線の強
弱によってその出力が変化するものである。そしてこの
ホール素子を用いて物体の位置変化を測定するには、図
９に示すように、ホール素子３０１を基板３００上に取
り付け、一方、被測定物３０５に取り付けた磁石３０３
をホール素子３０１の面に対して垂直下方向に設置す
る。
の半導体材料の持つホール効果を利用したホール素子
は、該ホール素子材料の膜厚方向へ貫通する磁力線の強
弱によってその出力が変化するものである。そしてこの
ホール素子を用いて物体の位置変化を測定するには、図
９に示すように、ホール素子３０１を基板３００上に取
り付け、一方、被測定物３０５に取り付けた磁石３０３
をホール素子３０１の面に対して垂直下方向に設置す
る。
【０００３】そして被測定物３０５が基板３００に対し
て矢印ａ方向に変位すれば、ホール素子３０１をその膜
厚方向に貫通する磁力線の数が変化し、ホール素子３０
１の出力が変化し、これによって被測定物３０５の変位
が検出できる。
て矢印ａ方向に変位すれば、ホール素子３０１をその膜
厚方向に貫通する磁力線の数が変化し、ホール素子３０
１の出力が変化し、これによって被測定物３０５の変位
が検出できる。
【０００４】この従来例にあっては、磁石３０３をホー
ル素子３０１の真下方向に設置でき、しかもその間隔を
比較的大きく開けることができ、設計の自由度が大きい
という利点がある。
ル素子３０１の真下方向に設置でき、しかもその間隔を
比較的大きく開けることができ、設計の自由度が大きい
という利点がある。
【０００５】しかしながら、この種のホール素子３０１
は磁力線当りの出力電圧自体が小さく、また磁力線がホ
ール素子３０１に対してほぼ垂直に入射するために磁石
３０３が微小量変位した程度ではホール素子３０１を貫
通する磁力線の数はあまり変化せず、従ってその出力変
化も小さい。このためたとえホール素子３０１に接続さ
れた検出回路の増幅度を上げても、ノイズも増幅されて
しまい、Ｓ／Ｎ比が悪いという欠点があった。
は磁力線当りの出力電圧自体が小さく、また磁力線がホ
ール素子３０１に対してほぼ垂直に入射するために磁石
３０３が微小量変位した程度ではホール素子３０１を貫
通する磁力線の数はあまり変化せず、従ってその出力変
化も小さい。このためたとえホール素子３０１に接続さ
れた検出回路の増幅度を上げても、ノイズも増幅されて
しまい、Ｓ／Ｎ比が悪いという欠点があった。
【０００６】物体の位置変化を検出する別の方法とし
て、強磁性磁気抵抗素子を用いる方法がある。強磁性磁
気抵抗素子は、該強磁性磁気抵抗素子材料の膜の平面方
向での磁界の変化に応じてその抵抗値を変化するもので
ある。そしてこの強磁性磁気抵抗素子を用いて物体の位
置変化を測定するには、図１０に示すように、表面に強
磁性磁気抵抗素子パターンを形成した磁気抵抗素子４０
１を基板４００上に取り付け、一方、被測定物４０５に
取り付けた磁石４０３を該磁気抵抗素子４０１の面に対
して磁力線がほぼ水平に入射するように設置する。
て、強磁性磁気抵抗素子を用いる方法がある。強磁性磁
気抵抗素子は、該強磁性磁気抵抗素子材料の膜の平面方
向での磁界の変化に応じてその抵抗値を変化するもので
ある。そしてこの強磁性磁気抵抗素子を用いて物体の位
置変化を測定するには、図１０に示すように、表面に強
磁性磁気抵抗素子パターンを形成した磁気抵抗素子４０
１を基板４００上に取り付け、一方、被測定物４０５に
取り付けた磁石４０３を該磁気抵抗素子４０１の面に対
して磁力線がほぼ水平に入射するように設置する。
【０００７】そして被測定物４０５が基板４００に対し
て矢印ｂ方向に変位すれば、磁気抵抗素子４０１の強磁
性磁気抵抗素子パターン膜の平面方向での磁界の向きと
強さが変化し、これによって被測定物４０５の変位が検
出できる。
て矢印ｂ方向に変位すれば、磁気抵抗素子４０１の強磁
性磁気抵抗素子パターン膜の平面方向での磁界の向きと
強さが変化し、これによって被測定物４０５の変位が検
出できる。
【０００８】この従来例には、単位磁場当りの感度（抵
抗変化）が大きいという利点がある。しかしながら、磁
石４０３を磁気抵抗素子４０１に対して真下以外の位置
にずらして設置しなければならないのでその位置決定が
困難となるばかりか、磁石４０３の位置が左右方向（図
１０に示す矢印ｃ方向）や紙面手前奥方向に多少ずれる
だけで磁気抵抗素子４０１に対する磁界の強さと向きが
大きく変化してしまい、所期の出力が得られないという
欠点があった。
抗変化）が大きいという利点がある。しかしながら、磁
石４０３を磁気抵抗素子４０１に対して真下以外の位置
にずらして設置しなければならないのでその位置決定が
困難となるばかりか、磁石４０３の位置が左右方向（図
１０に示す矢印ｃ方向）や紙面手前奥方向に多少ずれる
だけで磁気抵抗素子４０１に対する磁界の強さと向きが
大きく変化してしまい、所期の出力が得られないという
欠点があった。
【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、強磁性磁気抵抗素子の持つ特性、即ち
磁場当りの抵抗変化率が大きいという効果を活かして、
位置変化量をＳ／Ｎ比が大きくて良好な信号として検出
でき、しかも各構成部品の位置設定が容易で多少位置ず
れしても十分な出力が得られる微小位置変化量検出器を
提供することにある。
ありその目的は、強磁性磁気抵抗素子の持つ特性、即ち
磁場当りの抵抗変化率が大きいという効果を活かして、
位置変化量をＳ／Ｎ比が大きくて良好な信号として検出
でき、しかも各構成部品の位置設定が容易で多少位置ず
れしても十分な出力が得られる微小位置変化量検出器を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、変位する物体に取り付けられる磁石と、該
磁石が発する磁場の方向及び強さに応じて抵抗値が変化
する磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子の抵抗値の変化を
検出する検出回路とを具備する微小位置変化量検出器に
おいて、前記磁石のほぼ両極を結ぶ線上であって該磁石
から所定距離離れた位置に導磁路となる軟磁性体を配設
し、該軟磁性体の左右両側に各々磁気抵抗素子を配設し
た。また本発明は、前記軟磁性体の左右両側に配設した
磁気抵抗素子のさらに左右外側に、第２の導磁路となる
軟磁性体を配設した。
め本発明は、変位する物体に取り付けられる磁石と、該
磁石が発する磁場の方向及び強さに応じて抵抗値が変化
する磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子の抵抗値の変化を
検出する検出回路とを具備する微小位置変化量検出器に
おいて、前記磁石のほぼ両極を結ぶ線上であって該磁石
から所定距離離れた位置に導磁路となる軟磁性体を配設
し、該軟磁性体の左右両側に各々磁気抵抗素子を配設し
た。また本発明は、前記軟磁性体の左右両側に配設した
磁気抵抗素子のさらに左右外側に、第２の導磁路となる
軟磁性体を配設した。
【００１１】
【作用】以上のように構成したので、磁石の磁力線は中
央の軟磁性体に引き寄せられ、引き寄せられた磁力線の
多くはその左右に配置した磁気抵抗素子にほぼ平行に入
射していく。つまり磁気抵抗素子に対して磁力線を効果
的にほぼ平行に入射させることができる。しかも磁力線
は、軟磁性体に引き寄せられるように誘導されるので、
磁石の位置が多少ずれても、該磁力線は確実に磁気抵抗
素子に導かれる。また第２の導磁路となる軟磁性体を配
設した場合は、中央の軟磁性体に引き寄せた磁力線を、
左右の軟磁性体方向に強制的に誘導し、これによってそ
の間に位置する磁気抵抗素子に、より多数の磁力線を集
めることができる。
央の軟磁性体に引き寄せられ、引き寄せられた磁力線の
多くはその左右に配置した磁気抵抗素子にほぼ平行に入
射していく。つまり磁気抵抗素子に対して磁力線を効果
的にほぼ平行に入射させることができる。しかも磁力線
は、軟磁性体に引き寄せられるように誘導されるので、
磁石の位置が多少ずれても、該磁力線は確実に磁気抵抗
素子に導かれる。また第２の導磁路となる軟磁性体を配
設した場合は、中央の軟磁性体に引き寄せた磁力線を、
左右の軟磁性体方向に強制的に誘導し、これによってそ
の間に位置する磁気抵抗素子に、より多数の磁力線を集
めることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の第１実施例にかかる微小位
置変化量検出器の概略構成側面図である。同図に示すよ
うにこの微小位置変化量検出器は、変位する物体１１に
磁石１５を取り付け、また該磁石１５から所定距離離れ
た位置に配置した基板１７上であって磁石１５の真上の
位置に導磁路となる軟磁性体１９を取り付け、さらに該
軟磁性体１９の左右両側の基板１７上に各々磁気抵抗素
子２１，２３を取り付けて構成されている。以下各構成
部品について説明する。
に説明する。図１は本発明の第１実施例にかかる微小位
置変化量検出器の概略構成側面図である。同図に示すよ
うにこの微小位置変化量検出器は、変位する物体１１に
磁石１５を取り付け、また該磁石１５から所定距離離れ
た位置に配置した基板１７上であって磁石１５の真上の
位置に導磁路となる軟磁性体１９を取り付け、さらに該
軟磁性体１９の左右両側の基板１７上に各々磁気抵抗素
子２１，２３を取り付けて構成されている。以下各構成
部品について説明する。
【００１３】磁石１５は永久磁石であり、そのＮＳ両極
が物体１１に対して垂直になるように取り付けられてい
る。
が物体１１に対して垂直になるように取り付けられてい
る。
【００１４】図２は前記基板１７の平面図である。同図
及び図１に示すように、基板１７上に取り付けられる軟
磁性体１９は、長方形状の平板であり、図１に示すよう
に磁石１５の幅Ｌ１に比べてその幅Ｌ２が狭くなるよう
に構成されている。またこの軟磁性体１９の厚みは磁気
抵抗素子２１，２３の厚みよりも若干厚く形成されてい
る。
及び図１に示すように、基板１７上に取り付けられる軟
磁性体１９は、長方形状の平板であり、図１に示すよう
に磁石１５の幅Ｌ１に比べてその幅Ｌ２が狭くなるよう
に構成されている。またこの軟磁性体１９の厚みは磁気
抵抗素子２１，２３の厚みよりも若干厚く形成されてい
る。
【００１５】次に磁気抵抗素子２１は、ジグザグに形成
された２つの磁気抵抗素子パターン２９，３１のジグザ
グ方向が直交するようにガラス基板２５上に形成されて
おり、且つ両磁気抵抗素子パターン２９，３１は直列に
接続されている。そして該２つの磁気抵抗素子パターン
２９，３１の両端と中点から、それぞれ端子３３，３
５，３７を取り出して、ハーフブリッジ回路を構成して
いる。
された２つの磁気抵抗素子パターン２９，３１のジグザ
グ方向が直交するようにガラス基板２５上に形成されて
おり、且つ両磁気抵抗素子パターン２９，３１は直列に
接続されている。そして該２つの磁気抵抗素子パターン
２９，３１の両端と中点から、それぞれ端子３３，３
５，３７を取り出して、ハーフブリッジ回路を構成して
いる。
【００１６】次に磁気抵抗素子２３も同様に、ジグザグ
に形成された２つの磁気抵抗素子パターン３９，４１の
ジグザグ方向が直交するようにガラス基板２７上に形成
されており、且つ直列に接続されており、さらに２つの
磁気抵抗素子パターン３９，４１の両端と中点から、そ
れぞれ端子４３，４５，４７を取り出して、ハーフブリ
ッジ回路を構成している。
に形成された２つの磁気抵抗素子パターン３９，４１の
ジグザグ方向が直交するようにガラス基板２７上に形成
されており、且つ直列に接続されており、さらに２つの
磁気抵抗素子パターン３９，４１の両端と中点から、そ
れぞれ端子４３，４５，４７を取り出して、ハーフブリ
ッジ回路を構成している。
【００１７】ここで磁気抵抗素子２１の２つの磁気抵抗
素子パターン２９，３１と、磁気抵抗素子２３の２つの
磁気抵抗素子パターン３９，４１とは、線対称ではな
く、点対称となるように形成されている。
素子パターン２９，３１と、磁気抵抗素子２３の２つの
磁気抵抗素子パターン３９，４１とは、線対称ではな
く、点対称となるように形成されている。
【００１８】以上のように微小位置変化量検出器を構成
したので、図１に示すように、磁石１５の磁力線は軟磁
性体１９に引き寄せられ、引き寄せられた磁力線の多く
はその左右に配置した磁気抵抗素子２１，２３にほぼ平
行に入射していく。
したので、図１に示すように、磁石１５の磁力線は軟磁
性体１９に引き寄せられ、引き寄せられた磁力線の多く
はその左右に配置した磁気抵抗素子２１，２３にほぼ平
行に入射していく。
【００１９】つまり前記図１０に示すように、磁石４０
３を磁気抵抗素子４０１に対して真下以外の位置にずら
して設置しなくても、磁気抵抗素子２１，２３に対して
磁力線を効果的にほぼ平行に入射させることができる。
３を磁気抵抗素子４０１に対して真下以外の位置にずら
して設置しなくても、磁気抵抗素子２１，２３に対して
磁力線を効果的にほぼ平行に入射させることができる。
【００２０】しかも磁力線は、軟磁性体１９に引き寄せ
られるように誘導されるので、磁石１５の位置が多少ず
れても、該磁力線は確実に磁気抵抗素子２１，２３に導
かれる。
られるように誘導されるので、磁石１５の位置が多少ず
れても、該磁力線は確実に磁気抵抗素子２１，２３に導
かれる。
【００２１】特にこの実施例のように軟磁性体１９の幅
Ｌ２を、磁石１５の幅Ｌ１に比べて狭くしておけば、磁
石１５から発射されて広がろうとする磁力線を軟磁性体
１９に集めるように誘導することができるので、より多
数の磁力線を磁気抵抗素子２１，２３に導くことができ
効果的である。
Ｌ２を、磁石１５の幅Ｌ１に比べて狭くしておけば、磁
石１５から発射されて広がろうとする磁力線を軟磁性体
１９に集めるように誘導することができるので、より多
数の磁力線を磁気抵抗素子２１，２３に導くことができ
効果的である。
【００２２】なおここで磁気抵抗素子パターン２９，３
１のジグザグ方向を直交させたのは、磁気抵抗素子２１
の面にほぼ平行に入射して来る磁力線の水平面上での両
磁気抵抗素子パターン２９，３１への入射角度を相違さ
せることによって、両磁気抵抗素子パターン２９，３１
それぞれの抵抗値の値及びその値の変化率を相違させ、
磁力線の変化を中点端子３５からの出力電位の変化とし
て取り出すためである。このことは磁気抵抗素子パター
ン３９，４１においても同様である。
１のジグザグ方向を直交させたのは、磁気抵抗素子２１
の面にほぼ平行に入射して来る磁力線の水平面上での両
磁気抵抗素子パターン２９，３１への入射角度を相違さ
せることによって、両磁気抵抗素子パターン２９，３１
それぞれの抵抗値の値及びその値の変化率を相違させ、
磁力線の変化を中点端子３５からの出力電位の変化とし
て取り出すためである。このことは磁気抵抗素子パター
ン３９，４１においても同様である。
【００２３】次に図３は、上記微小位置変化量検出器の
信号検出回路を示す図である。同図に示すように、２つ
の磁気抵抗素子２１，２３の一方の端子３３，４３を電
源電圧Ｖccに、他方の端子３７，４７をアースに接続す
る。そして中央の端子３５，４５を引き出して、交流分
を取り出すＲＣ回路４９，５１に接続し、さらにこれら
を差動増幅器５３に接続している。なお５７と５９はバ
イアス回路である。
信号検出回路を示す図である。同図に示すように、２つ
の磁気抵抗素子２１，２３の一方の端子３３，４３を電
源電圧Ｖccに、他方の端子３７，４７をアースに接続す
る。そして中央の端子３５，４５を引き出して、交流分
を取り出すＲＣ回路４９，５１に接続し、さらにこれら
を差動増幅器５３に接続している。なお５７と５９はバ
イアス回路である。
【００２４】そして例えば図１に示す磁石１５が微小距
離だけ上又は下に変位して２つの磁気抵抗素子２１，２
３に入射する磁力線の数と方向が微小量変化した場合、
その分だけ磁気抵抗体パターン２９，３１の抵抗値ｒ
１，ｒ２と、磁気抵抗素子パターン３９，４１の抵抗値
ｒ３，ｒ４が変化し、ＲＣ回路４９，５１でそれぞれそ
の交流分が取り出され、次に両者の交流分の差が差動増
幅器５３によって増幅されて出力されるのである。
離だけ上又は下に変位して２つの磁気抵抗素子２１，２
３に入射する磁力線の数と方向が微小量変化した場合、
その分だけ磁気抵抗体パターン２９，３１の抵抗値ｒ
１，ｒ２と、磁気抵抗素子パターン３９，４１の抵抗値
ｒ３，ｒ４が変化し、ＲＣ回路４９，５１でそれぞれそ
の交流分が取り出され、次に両者の交流分の差が差動増
幅器５３によって増幅されて出力されるのである。
【００２５】ところで図１，図２に示す実施例におい
て、軟磁性体１９の両側にそれぞれ磁気抵抗素子２１，
２３を配置した理由の１つは、磁石１５が磁気抵抗素子
２１，２３を取り付けた基板１７の面に対して必ずしも
垂直方向に変位するとは限らないためである。即ち磁石
１５が不規則な変位をする場合、図１１に示すように、
一方の磁気抵抗素子２１にはほとんど磁界が加わらない
場合が生じる。そこで本願発明においては、軟磁性体１
９の両側に磁気抵抗素子２１，２３を配置して、少なく
ともいずれか一方の磁気抵抗素子２３によって磁界の変
化が確実に検出できるようにしたのである。
て、軟磁性体１９の両側にそれぞれ磁気抵抗素子２１，
２３を配置した理由の１つは、磁石１５が磁気抵抗素子
２１，２３を取り付けた基板１７の面に対して必ずしも
垂直方向に変位するとは限らないためである。即ち磁石
１５が不規則な変位をする場合、図１１に示すように、
一方の磁気抵抗素子２１にはほとんど磁界が加わらない
場合が生じる。そこで本願発明においては、軟磁性体１
９の両側に磁気抵抗素子２１，２３を配置して、少なく
ともいずれか一方の磁気抵抗素子２３によって磁界の変
化が確実に検出できるようにしたのである。
【００２６】また図２に示すように、磁気抵抗素子２１
の磁気抵抗素子パターン２９，３１と、磁気抵抗素子２
３の磁気抵抗素子パターン３９，４１とを点対称に形成
したのは、両磁気抵抗素子２１，２３の中点端子３５，
４５から出力される出力信号を逆にするためである。即
ち、中点端子３５，４５から出力される出力信号を逆に
することによって、図３に示す検出回路の差動増幅が有
効なものとなるからである。出力信号を逆にしないと、
中点端子３５，４５の出力がほぼ同位相の信号波形とな
るため、出力の変化が取り出せない。
の磁気抵抗素子パターン２９，３１と、磁気抵抗素子２
３の磁気抵抗素子パターン３９，４１とを点対称に形成
したのは、両磁気抵抗素子２１，２３の中点端子３５，
４５から出力される出力信号を逆にするためである。即
ち、中点端子３５，４５から出力される出力信号を逆に
することによって、図３に示す検出回路の差動増幅が有
効なものとなるからである。出力信号を逆にしないと、
中点端子３５，４５の出力がほぼ同位相の信号波形とな
るため、出力の変化が取り出せない。
【００２７】次に図４は本発明の第２実施例にかかる微
小位置変化量検出器の概略構成側面図である。また図５
はその基板１７の平面図である。この実施例において前
記第１実施例と同一部分には同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
小位置変化量検出器の概略構成側面図である。また図５
はその基板１７の平面図である。この実施例において前
記第１実施例と同一部分には同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
【００２８】この実施例において前記第１実施例と相違
する点は、磁石１５の真上に配置した軟磁性体１９の左
右両側に配置された磁気抵抗素子２１，２３のさらに左
右外側に、それぞれ第２の導磁路となる軟磁性体６１，
６３を配設したことである。
する点は、磁石１５の真上に配置した軟磁性体１９の左
右両側に配置された磁気抵抗素子２１，２３のさらに左
右外側に、それぞれ第２の導磁路となる軟磁性体６１，
６３を配設したことである。
【００２９】このように構成することにより、中央の軟
磁性体１９に引き寄せた磁力線を、軟磁性体６１，６３
方向に強制的に誘導し、これによってその間に位置する
磁気抵抗素子２１，２３に、より多数の磁力線を集める
ようにしたものである。このように構成すれば、第１実
施例に比べてより高い検出感度が実現できる。
磁性体１９に引き寄せた磁力線を、軟磁性体６１，６３
方向に強制的に誘導し、これによってその間に位置する
磁気抵抗素子２１，２３に、より多数の磁力線を集める
ようにしたものである。このように構成すれば、第１実
施例に比べてより高い検出感度が実現できる。
【００３０】なおこの実施例においては、中央の軟磁性
体１９の厚みを左右の軟磁性体６１，６３の厚みよりも
厚くした。これは、磁石１５の磁力線を中央の軟磁性体
１９に強力に引き寄せて、磁力線が直接左右の軟磁性体
６１，６３に引き寄せられないようにするためである。
体１９の厚みを左右の軟磁性体６１，６３の厚みよりも
厚くした。これは、磁石１５の磁力線を中央の軟磁性体
１９に強力に引き寄せて、磁力線が直接左右の軟磁性体
６１，６３に引き寄せられないようにするためである。
【００３１】次に図６は上記第２実施例にかかる微小位
置変化量検出器を用いて構成した紙厚検知器を示す概略
側面図である。同図に示すようにこの紙厚検知器は、略
コ字状のフレーム６５内に支持台６７を固定し、その上
端にアーム６９を揺動自在に軸支し、該アーム６９の先
端に検知ヘッド７１を取り付けている。この検知ヘッド
７１の下端にはローラ７３が取り付けられ、またその上
端には磁石１５が取り付けられている。
置変化量検出器を用いて構成した紙厚検知器を示す概略
側面図である。同図に示すようにこの紙厚検知器は、略
コ字状のフレーム６５内に支持台６７を固定し、その上
端にアーム６９を揺動自在に軸支し、該アーム６９の先
端に検知ヘッド７１を取り付けている。この検知ヘッド
７１の下端にはローラ７３が取り付けられ、またその上
端には磁石１５が取り付けられている。
【００３２】またフレーム６５上端の磁石１５の真上の
位置には、第２実施例にかかる軟磁性体１９と磁気抵抗
素子２１，２３と軟磁性体６１，６３とが取り付けられ
ている。
位置には、第２実施例にかかる軟磁性体１９と磁気抵抗
素子２１，２３と軟磁性体６１，６３とが取り付けられ
ている。
【００３３】そして例えば１００μｍの紙７５がローラ
７３の下に挿入されると、検知ヘッド７１が押し上げら
れて、その上部に取り付けた磁石１５が微小量変位し、
磁気抵抗素子２１，２３の周囲の磁場が変化してその抵
抗値の変化から紙厚が検出される。
７３の下に挿入されると、検知ヘッド７１が押し上げら
れて、その上部に取り付けた磁石１５が微小量変位し、
磁気抵抗素子２１，２３の周囲の磁場が変化してその抵
抗値の変化から紙厚が検出される。
【００３４】検知ヘッド７１に取り付けたローラ７３
は、紙７５に対して滑らかな動きをさせるためであり、
紙７５の挿入速度が遅い場合などでは、ローラ７３を用
いない接触針方式のヘッドを用いてもよい。
は、紙７５に対して滑らかな動きをさせるためであり、
紙７５の挿入速度が遅い場合などでは、ローラ７３を用
いない接触針方式のヘッドを用いてもよい。
【００３５】この紙厚検知器と同様な方法にて、紙やシ
ートの上に印刷したインクの厚み（１０μｍ程度）の検
出も可能となる。
ートの上に印刷したインクの厚み（１０μｍ程度）の検
出も可能となる。
【００３６】次に図７は上記第２実施例にかかる微小位
置変化量検出器を用いて構成した心臓の鼓動検知器を示
す概略側断面図である。同図に示すようにこの鼓動検知
器は、略円筒状の胴体７７の下面に可動膜７９を張り付
け、該可動膜７９の中央に磁石１５を取り付け、一方胴
体７７の内周面に設けた支持部８１上に基板１７を取り
付け、該基板１７の中央であって磁石１５の真上に、第
２実施例にかかる軟磁性体１９と磁気抵抗素子２１，２
３と軟磁性体６１，６３を取り付けている。
置変化量検出器を用いて構成した心臓の鼓動検知器を示
す概略側断面図である。同図に示すようにこの鼓動検知
器は、略円筒状の胴体７７の下面に可動膜７９を張り付
け、該可動膜７９の中央に磁石１５を取り付け、一方胴
体７７の内周面に設けた支持部８１上に基板１７を取り
付け、該基板１７の中央であって磁石１５の真上に、第
２実施例にかかる軟磁性体１９と磁気抵抗素子２１，２
３と軟磁性体６１，６３を取り付けている。
【００３７】そして可動膜７９を心臓近くの皮膚に接触
させれば、心臓の鼓動に応じて可動膜７９と磁石１５が
振動し、該磁石１５の振動に応じて磁気抵抗素子２１，
２３の周囲の磁場が変化してその変化が検出される。な
お手首などの動脈が皮膚近くにある場所においても脈拍
を検知することができる。図８はこの鼓動検知器によっ
て検出した鼓動の波形図である。
させれば、心臓の鼓動に応じて可動膜７９と磁石１５が
振動し、該磁石１５の振動に応じて磁気抵抗素子２１，
２３の周囲の磁場が変化してその変化が検出される。な
お手首などの動脈が皮膚近くにある場所においても脈拍
を検知することができる。図８はこの鼓動検知器によっ
て検出した鼓動の波形図である。
【００３８】ここで図１２は本発明のさらに他の実施例
にかかる基板１７の平面図である。同図に示すように、
軟磁性体１９のＸ軸方向の左右両側に磁気抵抗素子２
１，２３を配設するだけでなく、Ｙ軸方向の左右両側に
磁気抵抗素子８３，８５を配設してもよい。このように
構成すれば、磁石１５がＸ，Ｙ軸のいずれの方向に傾い
ても、何れかの磁気抵抗素子２１，２３，８３，８５に
よって確実に変位の検出が可能となる。
にかかる基板１７の平面図である。同図に示すように、
軟磁性体１９のＸ軸方向の左右両側に磁気抵抗素子２
１，２３を配設するだけでなく、Ｙ軸方向の左右両側に
磁気抵抗素子８３，８５を配設してもよい。このように
構成すれば、磁石１５がＸ，Ｙ軸のいずれの方向に傾い
ても、何れかの磁気抵抗素子２１，２３，８３，８５に
よって確実に変位の検出が可能となる。
【００３９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる微小位置変化量検出器によれば、以下のような優れ
た効果を有する。 強磁性磁気抵抗素子の持つ、磁場当りの抵抗変化率が
大きいという特性を用いているため、位置変化量をＳ／
Ｎ比が大きくて良好な信号として検出できる。
かる微小位置変化量検出器によれば、以下のような優れ
た効果を有する。 強磁性磁気抵抗素子の持つ、磁場当りの抵抗変化率が
大きいという特性を用いているため、位置変化量をＳ／
Ｎ比が大きくて良好な信号として検出できる。
【００４０】導磁路となる軟磁性体を設けたので、磁
石を単に軟磁性体のほぼ真下又は真上に配置するだけで
良く、磁石と磁気抵抗素子との配置関係が単純化でき、
各構成部品の位置設定が容易で多少位置ずれしても十分
な出力が得られ、この微小位置変化量検出器を用いた各
種機器の設計・製造が容易となる。
石を単に軟磁性体のほぼ真下又は真上に配置するだけで
良く、磁石と磁気抵抗素子との配置関係が単純化でき、
各構成部品の位置設定が容易で多少位置ずれしても十分
な出力が得られ、この微小位置変化量検出器を用いた各
種機器の設計・製造が容易となる。
【００４１】磁場の強さの変化が検知できるので、磁
石の変位量と出力信号とが対応し、その出力波形の活用
が可能になり、心電図波形解析や印刷図形解析が可能に
なる。
石の変位量と出力信号とが対応し、その出力波形の活用
が可能になり、心電図波形解析や印刷図形解析が可能に
なる。
【図１】本発明の第１実施例にかかる微小位置変化量検
出器の概略構成側面図である。
出器の概略構成側面図である。
【図２】第一実施例の基板１７の平面図である。
【図３】微小位置変化量検出器の信号検出回路を示す図
である。
である。
【図４】本発明の第２実施例にかかる微小位置変化量検
出器の概略構成側面図である。
出器の概略構成側面図である。
【図５】第２実施例の基板１７の平面図である。
【図６】第２実施例にかかる微小位置変化量検出器を用
いて構成した紙厚検知器を示す概略側面図である。
いて構成した紙厚検知器を示す概略側面図である。
【図７】第２実施例にかかる微小位置変化量検出器を用
いて構成した心臓の鼓動検知器を示す概略側断面図であ
る。
いて構成した心臓の鼓動検知器を示す概略側断面図であ
る。
【図８】鼓動検知器によって検出した鼓動の波形図であ
る。
る。
【図９】ホール素子３０１を用いて物体の位置変化を検
知する方法を示す図である。
知する方法を示す図である。
【図１０】強磁性磁気抵抗素子４０１を用いて物体の位
置変化を検知する方法を示す図である。
置変化を検知する方法を示す図である。
【図１１】磁石１５が不規則な変位をした場合を示す図
である。
である。
【図１２】他の実施例にかかる基板１７の平面図であ
る。
る。
１１ 変位する物体 １５ 磁石 １７ 基板 １９，６１，６３ 軟磁性体 ２１，２３，８３，８５ 磁気抵抗素子 ２５，２７ ガラス基板 ２９，３１，３９，４１ 磁気抵抗素子パターン ３３，３５，３７，４３，４５，４７ 端子
Claims (3)
- 【請求項１】 変位する物体に取り付けられる磁石と、
該磁石が発する磁場の方向及び強さに応じて抵抗値が変
化する磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子の抵抗値の変化
を検出する検出回路とを具備する微小位置変化量検出器
において、 前記磁石のほぼ両極を結ぶ線上であって該磁石から所定
距離離れた位置に導磁路となる軟磁性体を配設し、該軟
磁性体の左右両側に各々磁気抵抗素子を配設したことを
特徴とする微小位置変化量検出器。 - 【請求項２】 前記軟磁性体の左右両側に配設した磁気
抵抗素子のさらに左右外側に、第２の導磁路となる軟磁
性体を配設したことを特徴とする請求項(1)記載の微小
位置変化量検出器。 - 【請求項３】 前記左右の磁気抵抗素子は、ジグザグに
形成した２つの磁気抵抗素子パターンのジグザグ方向が
直交するように基板上に形成されて且つ直列に接続され
ており、さらに左右の磁気抵抗素子間においては、両者
の磁気抵抗素子パターンが点対称となるように配置され
ており、さらに左右の磁気抵抗素子の各々２つの磁気抵
抗素子パターンの中点を出力端子として取り出したこと
を特徴とする請求項(1) 又は(2) 記載の微小位置変化量
検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232361A JP2964062B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 微小位置変化量検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232361A JP2964062B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 微小位置変化量検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875403A true JPH0875403A (ja) | 1996-03-22 |
| JP2964062B2 JP2964062B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16938013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6232361A Expired - Fee Related JP2964062B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 微小位置変化量検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964062B2 (ja) |
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| JP2009128301A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ckd Corp | 磁気リニア測定装置 |
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-
1994
- 1994-08-31 JP JP6232361A patent/JP2964062B2/ja not_active Expired - Fee Related
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