JPH10153454A - 磁気検出装置及び磁気抵抗効果素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 波形歪みをなくして安定したセンサ出力を得
る。 【解決手段】 第１の磁石２５ａ及び第２の磁石２５ｂ
はギア１１に向けて磁界を発生し、第２の磁石と第１の
磁石とを互いに異極を対向させて配置し、磁気抵抗効果
素子１８ａは第１の磁石と第２の磁石との間の磁界中に
あってギアの運動方向に対して略垂直な面に配置されギ
アの運動に応じた磁界変化により抵抗変化を生ずる。磁
気抵抗効果素子１８ａはギアに向かう方向Ｘに対して略
垂直な方向に配置されたパターンからなるＭＲＥをギア
に向かう方向に沿って複数個並設して直列に接続し、複
数個のＭＲＥのギアに向かう方向の幅サイズを各ＭＲＥ
の前記略垂直な方向のパターンサイズよりも所定サイズ
短くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
の抵抗変化を利用して被検出対象の移動，回転等を検出
する高感度な磁気検出装置及び磁気抵抗効果素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気センサは、バイアス磁石を有し、磁
気抵抗効果素子の抵抗変化を利用して磁性体からなる被
検出対象の移動，回転等を検出するものであり、小型で
あることから、広く利用されている。

【０００３】この種の従来の磁気センサの公知技術とし
て、例えば、特開平３−１９５９７０に記載されたもの
がある。特開平３−１９５９７０に記載された磁気セン
サの方式を図１１に示す。図１１に示す磁気センサに
は、磁性材料からなる被検出対象としてのギア１１に向
けてバイアス磁界１３を発生するバイアス磁石１５が設
けられる。

【０００４】このバイアス磁界１３の方向に垂直な面に
磁気抵抗効果素子１６ａ，１６ｂを形成した絶縁基板１
７ａが配置される。バイアス磁石１５から発生したバイ
アス磁界の磁力線は、ギア１１の山と谷で周期的に変調
され、ギア１１の歯の相対位置に応じて正弦波状に変化
する。

【０００５】バイアス磁界１３の振れ角度θは、ギア１
１の移動に伴って変化する。この磁界角度の変化による
磁気抵抗効果素子１６ｂの面内に生ずる振れ角方向の磁
界強度の変化を磁気抵抗効果素子１６ｂの抵抗変化とし
て検出し、ギア１１の運動を検出している。

【０００６】しかしながら、従来の磁気センサの構成に
あっては、ギア１１と磁気抵抗効果素子１６ａ，１６ｂ
との間のエアギャップが大きくなるにつれて、振れ角
は、急激に小さくなるため、感度が低下する。

【０００７】この感度の低下を改善したものとして、本
出願人は未公知の特願平８−１７２４９９号の磁気検出
装置を出願している。この未公知の磁気検出装置を図１
２に示す。

【０００８】図１２において、第１の磁石２５ａ及び第
２の磁石２５ｂはギア１１に向けてバイアス磁界を発生
する。第２の磁石２５ｂは、互いに異極を対向させて第
１の磁石２５ａと対向配置されると共にギア１１の運動
方向に配置される。

【０００９】磁気抵抗効果素子１６は、第１の磁石２５
ａと第２の磁石２５ｂとの間のバイアス磁界中にありギ
ア１１の運動方向に対して略垂直な面に配置され、ギア
１１の運動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗
変化を生ずる。

【００１０】磁気抵抗効果素子１６は、図１３に示すよ
うに、磁気抵抗効果素子１６ａに磁気抵抗効果素子１６
ｂが直列に接続される。磁気抵抗効果素子１６ａはギア
１１に向かう方向Ｘに垂直な方向に配置され、磁気抵抗
効果素子１６ｂはギア１１に向かう方向Ｘに配置され
る。

【００１１】このような磁気検出装置によれば、図１４
に示すように、第１の磁石２５ａと第２の磁石２５ｂと
の間の空間では、ギア１１の運動方向にバイアス磁界が
発生する。ギア１１の運動方向にあるバイアス磁界は、
ギア１１の運動により、ギア１１に向かう方向Ｘに振れ
角度θだけ振れて変調される。

【００１２】このため、ギア１１に向かう方向Ｘに垂直
な方向に配置された磁気抵抗効果素子１６ａは、ギア１
１の運動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変
化を生ずる。従って、ギア１１と磁気抵抗効果素子１６
ａとのエアギャップに対する磁界変調量の減少が比較的
小さくなり、エアギャップに対する感度を向上できる。

【００１３】ところで、磁気抵抗効果素子（ＭＲＥ）１
６ａは、図１３に示すように、ＭＲＥ１，ＭＲＥ２，Ｍ
ＲＥ３・・・ＭＲＥｎが直列に接続される。磁気抵抗効
果素子１６ａが検出する磁界はギア１１に向かう方向Ｘ
の磁界Ｈである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この磁
界Ｈの強度は方向Ｘの位置に強く依存する。このため、
バイアス磁界中に磁気抵抗効果素子１６を配置すると、
同一の磁気抵抗効果素子１６ａの中で、場所により磁気
動作点に差が生ずる。磁気抵抗効果素子１６ａは図１５
に示すように、磁界強度により抵抗が変化する。

【００１５】そして、ギア１１の移動により、磁界が動
作点を中心として所定の範囲で変化するため、抵抗値も
これに応じて変化する。例えば、ギア１１に近い側のＭ
ＲＥ１、Ａ点にあるＭＲＥＡ、ギア１１から遠い側のＭ
ＲＥｎのそれぞれの動作点は図１５に示すようになる。

【００１６】同一振れ幅を持つ磁界強度変化に対する抵
抗値の変化は、ＭＲＥ１が一番小さく、ＭＲＥＡが中程
度であり、ＭＲＥｎが一番大きいので、図１６に示すよ
うになる。磁気抵抗効果素子１６ａの抵抗変化はＭＲＥ
１〜ＭＲＥｎの合成であり、図１７に示すような波形と
なる。この波形には歪みが生じており、これによって安
定したセンサ出力が得られないという問題があった。

【００１７】この場合、バイアス磁界ｄＨ／ｄＸに対し
て、センサのＸ方向の寸法が大きいと、前述した問題が
発生する。バイアス磁界のｄＨ／ｄＸは、磁石の形状に
より決定され、磁石をＸ方向に長くすることで小さくで
きるが、磁石が大きくなるため、センサの小型化に対応
できない。このため、波形歪みをなくして安定したセン
サ出力を得る磁気検出装置が望まれていた。

【００１８】本発明は、波形歪みをなくして安定したセ
ンサ出力を得ることのできる磁気検出装置及び磁気抵抗
効果素子を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項１の発明
は、磁性材料を有する被検出対象に向けて磁界を発生す
る第１の磁石と、被検出対象に向けて磁界を発生し、互
いに異極を対向させて第１の磁石と対向配置させると共
に被検出対象の運動方向に配置される第２の磁石と、第
１の磁石と第２の磁石との間の磁界中にあって被検出対
象の運動方向に対して略垂直な面に配置され、被検出対
象の運動に応じた磁界の変化により抵抗変化を生ずる第
１の磁気抵抗手段とを備え、前記第１の磁気抵抗手段
は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方向に配
置されたパターンからなる微小磁気抵抗手段を被検出対
象に向かう方向に沿って複数個並設して直列に接続し、
複数個の微小磁気抵抗手段の被検出対象に向かう方向の
幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の前記略垂直な方向の
パターンサイズよりも所定サイズ短くしたことを要旨と
する。

【００２０】この発明によれば、第１の磁石と第２の磁
石との間の空間では、被検出対象の運動方向にバイアス
磁界が発生し、被検出対象の運動方向にあるバイアス磁
界が、被検出対象に向かう方向に変調される。この場
合、各微小磁気抵抗手段は、被検出対象に向かう方向に
対して略垂直な方向に配置されたパターンであるので、
被検出対象の運動に応じたバイアス磁界の状態変化によ
り抵抗変化を生ずる。

【００２１】また、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出
対象に向かう方向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の
前記垂直な方向のパターンサイズよりも所定サイズ短く
したので、微小磁気抵抗手段相互間の距離がさらに短く
なるから、磁界強度に対する各微小磁気抵抗手段の各抵
抗値の差は小さい。

【００２２】すなわち、各微小磁気抵抗手段の動作点の
差を小さくできるから、各微小磁気抵抗手段相互間の抵
抗変化も差が小さく、しかもほぼ同一波形であって波形
歪みのない正弦波形となる。従って、各微小磁気抵抗手
段の各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、波
形歪みのない正弦波形となるので、波形歪みのない安定
したセンサ出力が得られる。

【００２３】請求項２の発明は、前記第１の磁気抵抗手
段に直列に接続されると共に前記略垂直な方向に配置さ
れた第２の磁気抵抗手段を備え、この第２の磁気抵抗手
段は、被検出対象に向かう方向に配置された略前記幅サ
イズのパターンからなる微小磁気抵抗手段を略垂直な方
向に沿って複数個並設してなることを要旨とする。

【００２４】この発明によれば、第２の磁気抵抗手段
は、被検出対象に向かう方向に配置された短いパターン
からなる微小磁気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って
複数個並設してなるので、磁界の変化に応じた抵抗変化
は、第１の磁気抵抗手段の抵抗変化と比較して非常に小
さく、ほぼ一定の抵抗値となり、第１の磁気抵抗手段と
第２の磁気抵抗手段との中点端子からは、第１の磁気抵
抗手段の抵抗変化に相当する出力信号を得ることができ
る。

【００２５】請求項３の発明において、前記第１の磁気
抵抗手段及び第２の磁気抵抗手段は、前記第１の磁石ま
たは前記第２の磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍に
配置されることを要旨とする。

【００２６】この発明によれば、バイアス磁界の変調の
大きさは、前記第１の磁石または第２の磁石の前記被検
出対象側の磁極面近傍で最大となるため、この位置に第
１の磁気抵抗手段及び第２の磁気抵抗手段を配置するこ
とで、大きな抵抗変化が得られる。

【００２７】請求項４の発明は、前記第２の磁気抵抗手
段に接続されると共に前記略垂直な方向に配置され前記
第１の磁気抵抗手段と同一構成をなす第３の磁気抵抗手
段と、この第３の磁気抵抗手段及び前記第１の磁気抵抗
手段に接続されると共に前記略垂直な方向に配置され前
記第２の磁気抵抗手段と同一構成をなす第４の磁気抵抗
手段とを備えることを要旨とする。

【００２８】この発明によれば、第１の磁気抵抗手段乃
至第４の磁気抵抗手段が前記略垂直な方向に沿って配置
されるで、第１の磁気抵抗手段乃至第４の磁気抵抗手段
の被検出対象に向かう方向のサイズが比較的小さくな
る。このため、各磁気抵抗手段の各中点電位の位相差が
１８０゜となるため、中点電位差は高いセンサ出力とな
る。

【００２９】請求項５の発明は、前記第１の磁気抵抗手
段乃至第４の磁気抵抗手段は、前記第１の磁石または前
記第２の磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍に配置さ
れることを要旨とする。

【００３０】請求項６の発明は、磁石で発生した磁界を
検出し、被検出対象の運動に応じた磁界の変化により抵
抗変化を生ずる第１の磁気抵抗手段１８ａと、この第１
の磁気抵抗手段に直列に接続される第２の磁気抵抗手段
１８ｂとを備え、前記第１の磁気抵抗手段は、所定方向
に配置されたパターンからなる微小磁気抵抗手段を前記
所定方向に垂直な方向に沿って複数個並設して直列に接
続し、複数個の微小磁気抵抗手段の前記垂直な方向の幅
サイズを、各微小磁気抵抗手段の前記所定方向のパター
ンサイズよりも所定サイズ短くし、前記第２の磁気抵抗
手段は、前記垂直な方向に配置された略前記幅サイズの
パターンからなる微小磁気抵抗手段を前記所定方向に沿
って複数個並設してなることを要旨とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気検出装置の実
施の形態を図面を参照して説明する。図１に本発明の磁
気検出装置の実施の形態１の斜視図を示す。

【００３２】＜実施の形態１＞図１に示す磁気検出装置
は、磁気センサであり、回転運動を行なう被検出対象と
してのギア１１を設ける。

【００３３】ギア１１の右側には、第１のバイアス磁石
２５ａ、第２のバイアス磁石２５ｂ、磁気抵抗効果素子
１８を有する絶縁基板２０が設けられる。

【００３４】この絶縁基板２０には、集積回路（ＩＣ）
１９、抵抗及びコンデンサ２１などの複数の電子部品が
搭載されている。すなわち、第１のバイアス磁石２５ａ
と第２のバイアス磁石２５ｂとの間に、磁気抵抗効果素
子１８を有する絶縁基板２０を挿入できるから、絶縁基
板２０に複数の電子部品を搭載することができる。

【００３５】第１のバイアス磁石２５ａは、磁性材料を
有するギア１１に向けてバイアス磁界を発生するもの
で、ギア１１側にＮ極が配置されている。

【００３６】第２のバイアス磁石２５ｂは、第１のバイ
アス磁石２５ａと対向してギア１１の運動方向に配置さ
れ、前記磁性材料を有するギア１１に向けてバイアス磁
界を発生するもので、ギア１１側にＳ極が配置されてい
る。

【００３７】磁気抵抗効果素子１８は、磁気抵抗効果素
子１８ａと磁気抵抗効果素子１８ｂとからなり、第１の
バイアス磁石２５ａと第２のバイアス磁石２５ｂとの間
のバイアス磁界中に設けられ、ギア１１の運動方向に対
して垂直な面に設置され、ギア１１の運動に応じたバイ
アス磁界の状態変化により抵抗変化を生ずる。

【００３８】図２に前記磁気抵抗効果素子１８の構成を
示す。磁気抵抗効果素子１８は、磁気抵抗効果素子１８
ａに磁気抵抗効果素子１８ｂが接続されている。磁気抵
抗効果素子１８ａは、垂直方向（ギア１１に向かう方向
Ｘに対して垂直な方向）に細長く配置された３つのパタ
ーンからなる微小磁気抵抗手段としてのＭＲＥ１，ＭＲ
Ｅ２，ＭＲＥ３が直列に接続されており、電源が供給さ
れる端子ａを有する。ＭＲＥ１からＭＲＥ３までのＸ方
向の距離は十分に小さくなっている。磁気抵抗効果素子
１８ａのパターンのサイズは、ＭＲＥ１からＭＲＥ３ま
でのＸ方向のサイズの例えば、数倍乃至数十倍の範囲内
である。

【００３９】磁気抵抗効果素子１８ｂは、水平方向（ギ
ア１１に向かう方向Ｘ）に短長のパターンからなるＭＲ
Ｅｓを約１０個〜２０個配置し、各々のＭＲＥｓが直列
に接続されており、接地端子ｃを有する。中点端子ｂか
らセンサ出力を得るようになっている。短長のパターン
のサイズはＭＲＥ１からＭＲＥ３までのＸ方向のサイズ
よりも僅かに大きい。

【００４０】磁気抵抗効果素子１８ａは、ギア１１に向
かう方向Ｘに対して垂直な方向に配置され、磁気抵抗効
果素子１８ｂはギア１１に向かう方向Ｘに配置される。

【００４１】磁気抵抗効果素子１８ａ，１８ｂは、その
磁気抵抗効果素子を流れる電流の方向と磁界方向とのな
す角度と、磁界強度とによって抵抗が変化する。

【００４２】電流の方向と磁界方向とのなす角度が９０
゜である場合、すなわち、磁気抵抗効果素子１８ａは、
ギア１１に向かう方向Ｘの磁界強度の大きさによって抵
抗が変化する。

【００４３】電流の方向と磁界方向とのなす角度が０゜
である場合、すなわち、磁気抵抗効果素子１８ｂは、磁
界強度の大きさに関係なく、抵抗が変化しない。ここで
は、磁気抵抗効果素子１８ａのみの抵抗が変化するの
で、その出力が用いられる。

【００４４】磁気抵抗効果素子１８ａ，１８ｂは、バイ
アス磁石２５ａのギア１１側の磁極面近傍であって、磁
石間の中心からずらした位置に配置される。

【００４５】このように構成された磁気検出装置によれ
ば、第１のバイアス磁石２５ａと、第２のバイアス磁石
２５ｂとの間のバイアス磁界は、ギア１１の運動方向、
つまり、第１のバイアス磁石２５ａのＮ極から第２のバ
イアス磁石２５ｂのＳ極に向かう方向にある。

【００４６】そのバイアス磁界は、ギア１１の運動によ
り、ギア１１に向かう方向Ｘに振れを生ずる。つまり、
ギア１１が運動することで、ギア１１に向かう方向Ｘの
バイアス磁界成分が変化する。

【００４７】磁気抵抗効果素子１８ａのＭＲＥ１〜ＭＲ
Ｅ３は、ギア１１の運動方向に略垂直な面（つまり、両
方の磁石２５ａ，２５ｂの磁石面に平行な面）であっ
て、ギア１１に向かう方向Ｘに対して垂直な方向に配置
されている。すなわち、電流の方向と磁界方向とのなす
角度が略９０゜であるから、磁気抵抗効果素子１８ａ
は、ギア１１の運動に応じて、ギア１１に向かう方向Ｘ
の磁界強度の変化によって抵抗が変化する。

【００４８】また、磁気抵抗効果素子１８ａのＭＲＥ１
〜ＭＲＥ３は、細長く配置されたパターンからなり、Ｍ
ＲＥ１からＭＲＥ３までのＸ方向の距離は十分に小さく
なっているので、図３に示すように、磁界強度に対する
ＭＲＥ１，ＭＲＥ２，ＭＲＥ３の各抵抗値の差は小さ
い。

【００４９】すなわち、磁気抵抗効果素子１８ａ内の動
作点の差を小さくすることができる。従って、ＭＲＥ
１，ＭＲＥ２，ＭＲＥ３の各動作点を中心として、磁界
が所定の範囲で変化した場合、そのときの時間に対する
抵抗変化も、図４に示すように、ＭＲＥ１，ＭＲＥ２，
ＭＲＥ３の間で差が小さく、しかもほぼ同一波形であっ
て波形歪みのない正弦波形となる。

【００５０】そして、ＭＲＥ１，ＭＲＥ２，ＭＲＥ３の
各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、図５に
示すように波形歪みのない正弦波形となる。この合成抵
抗値が磁気抵抗効果素子１８ａの抵抗値であり、この抵
抗値の変化によりセンサ出力が得られるから、波形歪み
のない安定したセンサ出力を得ることができる。

【００５１】なお、ギア１１に向かう方向Ｘに対して垂
直な方向のバイアス磁界の変動は小さいため、この方向
にパターンを長くした影響は小さい。

【００５２】また、磁気抵抗効果素子１８ａを第１のバ
イアス磁石２５ａと第２のバイアス磁石２５ｂとの間の
中心からずらしギア１１側に配置しているので、バイア
ス磁界の振れは、大きくなるので、抵抗変化が大きくな
り、より高いセンサ出力が得られる。

【００５３】さらに、磁気抵抗効果素子１８ａを第１の
バイアス磁石２５ａの磁極面側または第２のバイアス磁
石２５ｂの磁極面側に配置した方が、バイアス磁界の振
れは、大きくなるので、抵抗変化が大きくなり、より高
いセンサ出力が得られる。

【００５４】なお、実施の形態１では、磁気抵抗効果素
子１８を、磁気抵抗効果素子１８ａと磁気抵抗効果素子
１８ｂとで構成したが、例えば、磁気抵抗効果素子１８
ａのみを用いても良い。すなわち、ギア１１の運動に応
じた磁界変化に対する抵抗変化は磁気抵抗効果素子１８
ａのみで決定されているからである。

【００５５】また、磁気抵抗効果素子１８ａのパターン
とギア１１に向かう方向Ｘとの角度を９０゜としたが、
その角度は９０゜近傍、例えば８０゜であってもよい。

【００５６】＜実施の形態２＞次に、本発明の磁気検出
装置の実施の形態２を説明する。実施の形態１では、垂
直方向の磁気抵抗効果素子１８ａと水平方向の磁気抵抗
効果素子１８ｂとからなるハーフブリッジ型の磁気抵抗
効果素子１８を用いた。

【００５７】実施の形態２では、ハーフブリッジ型の磁
気抵抗効果素子１８を２つ用いたフルブリッジ型の磁気
抵抗効果素子を説明する。まず、図６に従来のフルブリ
ッジ型の磁気抵抗効果素子の構成を示す。

【００５８】図６に示すフルブリッジ型の磁気抵抗効果
素子において、垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子
１６ａ１の一端とＹ方向に配置された水平パターンから
なる磁気抵抗効果素子１６ｂ１の一端とが中点端子ａに
接続される。磁気抵抗効果素子１６ｂ１の他端とＸ方向
に配置された垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子１
６ａ２の一端とが中点端子ｄに接続される。

【００５９】磁気抵抗効果素子１６ａ２の他端とＹ方向
に配置された水平パターンからなる磁気抵抗効果素子１
６ｂ２の一端とが中点端子ｂに接続される。磁気抵抗効
果素子１６ｂ２の他端と磁気抵抗効果素子１６ａ１の他
端とが中点端子ｃに接続される。

【００６０】このようなフルブリッジの磁気抵抗効果素
子の中点端子ａから中点電位Ｖａを取り出し、中点端子
ｂから中点電位Ｖｂを取り出すと、図７に示すようにな
ってしまう。

【００６１】このようなフルブリッジの磁気抵抗効果素
子では、４つの磁気抵抗効果素子１６ａ１〜１６ａ２が
Ｘ方向にかなり長いサイズで配置されるため、前述した
センサ出力の波形歪みの問題に加えて、各中点端子の中
点電位の位相差が１８０゜からずれてしまう。

【００６２】そこで、実施の形態２では、各中点端子の
中点電位の位相差を１８０゜にするために、図８に示す
フルブリッジ型の磁気抵抗効果素子とした。図８に示す
フルブリッジ型の磁気抵抗効果素子において、垂直パタ
ーンからなる磁気抵抗効果素子１８ａ１の一端とＹ方向
に配置された水平パターンからなる磁気抵抗効果素子１
８ｂ１の一端とが中点端子ａに接続される。

【００６３】磁気抵抗効果素子１８ｂ１の他端とＹ方向
に配置された垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子１
８ａ２の一端とが中点端子ｄに接続される。磁気抵抗効
果素子１８ａ２の他端とＹ方向に配置された水平パター
ンからなる磁気抵抗効果素子１８ｂ２の一端とが中点端
子ｂに接続される。磁気抵抗効果素子１８ｂ２の他端と
磁気抵抗効果素子１８ａ１の他端とが中点端子ｃに接続
される。

【００６４】磁気抵抗効果素子１８ａ１，１８ａ２は、
図２に示した磁気抵抗効果素子１８ａと同一構成であ
り、磁気抵抗効果素子１８ｂ１，１８ｂ２は、図２に示
した磁気抵抗効果素子１８ｂと同一構成である。

【００６５】また、４つの磁気抵抗効果素子１８ａ１，
１８ａ２，１８ｂ１，１８ｂ２は、第１の磁石２５ａま
たは第２の磁石２５ｂの前記ギア１１側の磁極面近傍に
配置される。

【００６６】このようなフルブリッジの磁気抵抗効果素
子の中点端子ａから中点電位Ｖａを取り出し、中点端子
ｂから中点電位Ｖｂを取り出すと、図９に示すような波
形になる。

【００６７】すなわち、図８に示すフルブリッジの磁気
抵抗効果素子では、４つの磁気抵抗効果素子１８ａ１〜
１８ｂ２がＸ方向に短い長いサイズで配置されるため、
センサ出力の波形歪みをなくすことができると共に、各
中点端子の中点電位の位相差が１８０゜となる。

【００６８】ここで、中点端子ａの中点電位Ｖａから中
点端子ｂの中点電位Ｖｂを差し引いた中点電位差の時間
に対する変化を図１０に示す。従来例では、図７に示す
ように、中点電位Ｖａと中点電位Ｖｂとの位相差が１８
０゜からずれているため、図１０に示すように、中点電
位差が比較的小さい。このため、センサ出力が小さかっ
た。

【００６９】一方、本発明では、図９に示すように、中
点電位Ｖａと中点電位Ｖｂとの位相差が１８０゜である
から、図１０に示すように、中点電位差が比較的大き
い。従って、図８に示す磁気抵抗効果素子を用いれば、
波形歪みがなく、しかも、高いセンサ出力を得ることが
できる。

【００７０】なお、フルブリッジ型の磁気抵抗効果素子
を絶縁基板２０に実装すると共に、その絶縁基板２０に
実施の形態１で説明したＩＣ１９，抵抗及びコンデンサ
２１等を実装するようにしてもよい。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、第１の磁石と第２の磁
石との間の空間では、被検出対象の運動方向にバイアス
磁界が発生し、被検出対象の運動方向にあるバイアス磁
界が、被検出対象に向かう方向に変調される。この場
合、各微小磁気抵抗手段は、被検出対象に向かう方向に
対して略垂直な方向に配置されたパターンであるので、
被検出対象の運動に応じたバイアス磁界の状態変化によ
り抵抗変化を生ずる。

【００７２】また、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出
対象に向かう方向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の
前記垂直な方向のパターンサイズよりも所定サイズ短く
したので、微小磁気抵抗手段相互間の距離がさらに短く
なるから、磁界強度に対する各微小磁気抵抗手段の各抵
抗値の差は小さい。

【００７３】すなわち、各微小磁気抵抗手段の動作点の
差を小さくできるから、各微小磁気抵抗手段相互間の抵
抗変化も差が小さく、しかもほぼ同一波形であって波形
歪みのない正弦波形となる。従って、各微小磁気抵抗手
段の各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、波
形歪みのない正弦波形となるので、波形歪みのない安定
したセンサ出力が得られる。

【００７４】また、第２の磁気抵抗手段は、被検出対象
に向かう方向に配置された短いパターンからなる微小磁
気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って複数個並設して
なるので、磁界の変化に応じた抵抗変化は、第１の磁気
抵抗手段の抵抗変化と比較して非常に小さく、ほぼ一定
の抵抗値となり、第１の磁気抵抗手段と第２の磁気抵抗
手段との中点端子からは、第１の磁気抵抗手段の抵抗変
化に相当する出力信号を得ることができる。

【００７５】また、バイアス磁界の変調の大きさは、前
記第１の磁石または第２の磁石の前記被検出対象側の磁
極面近傍で最大となるため、この位置に第１の磁気抵抗
手段及び第２の磁気抵抗手段を配置することで、大きな
抵抗変化が得られる。

【００７６】また、第１の磁気抵抗手段乃至第４の磁気
抵抗手段が前記略垂直な方向に沿って配置されれば、第
１の磁気抵抗手段乃至第４の磁気抵抗手段の被検出対象
に向かう方向のサイズが比較的小さくなる。このため、
各磁気抵抗手段の各中点電位の位相差が１８０゜となる
ため、中点電位差は高いセンサ出力となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気検出装置の実施の形態１の斜視図
である。

【図２】実施の形態１の磁気抵抗効果素子を示す構成図
である。

【図３】ＭＲＥ１乃至ＭＲＥ３の磁気動作点を示す図で
ある。

【図４】ＭＲＥ１乃至ＭＲＥ３の各々の抵抗値の変化を
示す図である。

【図５】ＭＲＥ１乃至ＭＲＥ３の合成抵抗値の変化を示
す図である。

【図６】従来のフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子を示
す構成図である。

【図７】従来のフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子の中
点端子における中点電位の波形を示す図である。

【図８】実施の形態２のフルブリッジ型の磁気抵抗効果
素子を示す構成図である。

【図９】実施の形態２のフルブリッジ型の磁気抵抗効果
素子の中点端子における中点電位の波形を示す図であ
る。

【図１０】従来のフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子の
中点電位差と実施の形態２のフルブリッジ型の磁気抵抗
効果素子の中点電位差との比較を示す図である。

【図１１】従来の磁気検出装置の一例の斜視図である。

【図１２】他の磁気検出装置の斜視図である。

【図１３】前記他の磁気検出装置に用いられる磁気抵抗
効果素子を示す構成図である。

【図１４】前記他の磁気検出装置の磁界の振れ角を示す
図である。

【図１５】図１３に示す磁気抵抗効果素子の各ＭＲＥの
磁気動作点を示す図である。

【図１６】図１３に示す各ＭＲＥに対応する各々の抵抗
値の変化を示す図である。

【図１７】図１３に示す各ＭＲＥに対応する各抵抗値を
合成した合成抵抗値の変化を示す図である。

【符号の説明】

１１ ギア １３ 磁界方向 １５ バイアス磁石 １６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ 磁気抵抗効果素子 １９ ＩＣ １７ａ，２０ 絶縁基板 ２１ 抵抗・コンデンサ ２５ａ 第１のバイアス磁石 ２５ｂ 第２のバイアス磁石

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料を有する被検出対象に向けて磁
   界を発生する第１の磁石と、被検出対象に向けて磁界を
   発生し、互いに異極を対向させて第１の磁石と対向配置
   させると共に被検出対象の運動方向に配置される第２の
   磁石と、第１の磁石と第２の磁石との間の磁界中にあっ
   て被検出対象の運動方向に対して略垂直な面に配置さ
   れ、被検出対象の運動に応じた磁界の変化により抵抗変
   化を生ずる第１の磁気抵抗手段とを備え、 前記第１の磁気抵抗手段は、被検出対象に向かう方向に
   対して略垂直な方向に配置されたパターンからなる微小
   磁気抵抗手段を被検出対象に向かう方向に沿って複数個
   並設して直列に接続し、複数個の微小磁気抵抗手段の被
   検出対象に向かう方向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手
   段の前記略垂直な方向のパターンサイズよりも所定サイ
   ズ短くしたことを特徴とする磁気検出装置。
2. 【請求項２】 前記第１の磁気抵抗手段に直列に接続さ
   れると共に前記略垂直な方向に配置された第２の磁気抵
   抗手段を備え、この第２の磁気抵抗手段は、被検出対象
   に向かう方向に配置された略前記幅サイズのパターンか
   らなる微小磁気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って複
   数個並設してなることを特徴とする請求項１記載の磁気
   検出装置。
3. 【請求項３】 前記第１の磁気抵抗手段及び第２の磁気
   抵抗手段は、前記第１の磁石または前記第２の磁石の前
   記被検出対象側の磁極面近傍に配置されることを特徴と
   する請求項２記載の磁気検出装置。
4. 【請求項４】 前記第２の磁気抵抗手段に接続されると
   共に前記略垂直な方向に配置され前記第１の磁気抵抗手
   段と同一構成をなす第３の磁気抵抗手段と、この第３の
   磁気抵抗手段及び前記第１の磁気抵抗手段に接続される
   と共に前記略垂直な方向に配置され前記第２の磁気抵抗
   手段と同一構成をなす第４の磁気抵抗手段とを備えるこ
   とを特徴とする請求項２記載の磁気検出装置。
5. 【請求項５】 前記第１の磁気抵抗手段乃至第４の磁気
   抵抗手段は、前記第１の磁石または前記第２の磁石の前
   記被検出対象側の磁極面近傍に配置されることを特徴と
   する請求項４記載の磁気検出装置。
6. 【請求項６】 磁石で発生した磁界を検出し、被検出対
   象の運動に応じた磁界の変化により抵抗変化を生ずる第
   １の磁気抵抗手段と、この第１の磁気抵抗手段に直列に
   接続される第２の磁気抵抗手段とを備え、 前記第１の磁気抵抗手段は、所定方向に配置されたパタ
   ーンからなる微小磁気抵抗手段を前記所定方向に垂直な
   方向に沿って複数個並設して直列に接続し、複数個の微
   小磁気抵抗手段の前記垂直な方向の幅サイズを、各微小
   磁気抵抗手段の前記所定方向のパターンサイズよりも所
   定サイズ短くし、 前記第２の磁気抵抗手段は、前記垂直な方向に配置され
   た略前記幅サイズのパターンからなる微小磁気抵抗手段
   を前記所定方向に沿って複数個並設してなることを特徴
   とする磁気抵抗効果素子。