(57)【要約】【課題】  特に、小型化且つ簡単な構成で、高精度なリニア出力を得ることが出来る絶対位置検出用の絶対位置検出装置を提供することを目的としている。【解決手段】  磁石３と、磁石３からの外部磁界を受けて電気抵抗値が変動するＧＭＲ素子６，７を備えた磁気センサ２とを有する。前記磁石３は、前記磁気センサ２が間隔を空けた状態にて相対移動する移動面３ａと、前記磁気センサ２の相対移動方向に直交する前記移動面３ａの両側に設けられ、夫々異なる磁極に着磁された着磁面４，５とを有する。前記磁気センサ２が始端１５から終端１６へかけて移動すると、前記ＧＭＲ素子６，７と前記移動面３ａとの重なり面積が徐々に減少するように、前記移動面３ａの幅寸法が前記相対移動方向に向けて徐々に縮小している。【選択図】図１
2010133882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界発生部と、前記磁界発生部からの外部磁界を受けて電気特性が変動する磁気検出素子を備えた磁気センサとを有し、
前記磁界発生部は、前記磁気センサが間隔を空けた状態にて相対移動する移動面と、前記磁気センサの相対移動方向に直交する前記移動面の両側に設けられ、夫々異なる磁極に着磁された着磁面と、を有し、
前記磁気センサの相対移動に伴って、前記磁気検出素子と前記移動面との重なり面積が変化するように、前記移動面の幅寸法が前記相対移動方向に向けて変化しており、
前記相対移動に伴う前記磁気検出素子の電気特性の変動に基づいて、前記磁界発生部に対する前記磁気センサの絶対位置を検出可能としたことを特徴とする絶対位置検出装置。
【請求項２】
前記相対移動方向における前記移動面の幅寸法の変化率が一定である請求項１記載の絶対位置検出装置。
【請求項３】
前記移動面の幅寸法は、始端から終端に至る全域にて、徐々に拡大するか、あるいは縮小しており、一方の前記着磁面の全域がＮ極あるいはＳ極に着磁され、他方の前記着磁面の全域が前記一方の着磁面と異なる磁極に着磁されている請求項１又は２に記載の絶対位置検出装置。
【請求項４】
前記移動面の幅寸法は、前記始端から、前記始端と終端との間の中央位置まで、徐々に拡大し、前記中央位置から前記終端まで、徐々に縮小するか、あるいは、前記始端から前記中央位置まで、徐々に縮小し、前記中央位置から前記終端まで、徐々に拡大しており、
一方の前記着磁面の前記始端から前記中央位置までの第１領域と、前記中央位置から前記終端までの第２領域とでは、異なる磁極に着磁されており、他方の前記着磁面の前記第１領域は、前記一方の着磁面の前記第１領域と異なる磁極に着磁されているとともに、前記他方の着磁面の前記第２領域が、前記一方の着磁面の前記第２領域と異なる磁極に着磁されている請求項１又は２に記載の絶対位置検出装置。
【請求項５】
前記磁界発生部は、前記始端と前記終端とが同位置にあるリング形状であり、その上下面が前記着磁面であり、上面側の着磁面と下面側の着磁面間を繋いだ側面が前記移動面であり、前記磁気センサは前記側面から間隔を空けて対向している請求項３又は４に記載の絶対位置検出装置。
【請求項６】
前記磁界発生部は、前記始端と前記終端とが同位置にあるリング形状であり、側面が前記着磁面であり、内側側面側の着磁面と外側側面側の着磁面間を繋いだ上面あるいは下面が前記移動面であり、前記磁気センサは前記上面あるいは前記下面から間隔を空けて対向している請求項３又は４に記載の絶対位置検出装置。
【請求項７】
前記磁気検出素子は少なくとも２個設けられ、これら前記磁気検出素子は、前記磁気センサの相対移動に伴って、各磁気検出素子と前記移動面との重なり面積が同じように増大あるいは減少するように、前記移動面の幅方向に間隔を空けて配列されている請求項１ないし６のいずれかに記載の絶対位置検出装置。
【請求項８】
前記２個の磁気検出素子が直列接続されており、各磁気検出素子は磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ素子であり、前記磁気検出素子はミアンダ形状で形成されており、一方の前記磁気検出素子を構成する固定磁性層の固定磁化方向と、他方の前記磁気検出素子を構成する固定磁性層の固定磁化方向は、前記移動面の幅方向であって且つ互いに逆方向に向けられており、また、一方の前記磁気検出素子を構成するフリー磁性層と他方の前記磁気検出素子を構成するフリー磁性層が、共に無磁場状態にて前記相対移動方向と平行な方向に向けられている請求項７記載の絶対位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界発生部と磁気センサとを備えた絶対位置検出が可能な絶対位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１には磁気検出素子を用いた磁気式位置検出装置が開示されている。
【０００３】
下記の特許文献１に記載された発明の磁気式位置検出装置は、前記磁気検出素子の他に磁石円盤及び集磁器を備える。
【０００４】
しかしながら特許文献１に記載された発明では、集磁器を備えるために、位置検出装置の小型化を促進できない。また部品点数が多くなることから製造コストも高くなる。さらに、磁石円盤に対してアルキメデス曲線でＮ極とＳ極に分極着磁することが必要であり（特許文献１の［００３６］欄）、高度な着磁技術が必要である等、磁石円盤の形成工程が煩雑化しやすい。
【特許文献１】特開２００４−１８４３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、小型化且つ簡単な構成で、絶対位置検出精度を向上させることが可能な絶対位置検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の絶対位置検出装置は、磁界発生部と、前記磁界発生部からの外部磁界を受けて電気特性が変動する磁気検出素子を備えた磁気センサとを有し、
前記磁界発生部は、前記磁気センサが間隔を空けた状態にて相対移動する移動面と、前記磁気センサの相対移動方向に直交する前記移動面の両側に設けられ、夫々異なる磁極に着磁された着磁面と、を有し、
前記磁気センサの相対移動に伴って、前記磁気検出素子と前記移動面との重なり面積が変化するように、前記移動面の幅寸法が前記相対移動方向に向けて変化しており、前記相対移動に伴う前記磁気検出素子の電気特性の変動に基づいて、前記磁界発生部に対する前記磁気センサの絶対位置を検出可能としたことを特徴とするものである。
【０００７】
これにより、小型化且つ簡単な構成で、高精度なリニア出力を得ることが出来、絶対位置検出精度を向上させることが可能である。
【０００８】
本発明では、前記相対移動方向における前記移動面の幅寸法の変化率が一定であることが好ましい。これにより、より高精度なリニア出力を得ることが出来、より効果的に、絶対位置検出精度を向上させることが可能である。
【０００９】
本発明では、前記移動面の幅寸法は、始端から終端に至る全域にて、徐々に拡大するか、あるいは縮小しており、一方の前記着磁面の全域がＮ極あるいはＳ極に着磁され、他方の前記着磁面の全域が前記一方の着磁面と異なる磁極に着磁されている構成にできる。
【００１０】
上記により、１極着磁で磁界発生部を形成でき、また安定したリニア出力を得やすい。特にこの構成において、磁界発生部を後記のようにリング状にしたとき、一回転分のリニア出力を安定して得ることができる。
【００１１】
あるいは、本発明では、前記移動面の幅寸法は、前記始端から、前記始端と終端との間の中央位置まで、徐々に拡大し、前記中央位置から前記終端まで、徐々に縮小するか、あるいは、前記始端から前記中央位置まで、徐々に縮小し、前記中央位置から前記終端まで、徐々に拡大しており、
一方の前記着磁面の前記始端から前記中央位置までの第１領域と、前記中央位置から前記終端までの第２領域とでは、異なる磁極に着磁されており、他方の前記着磁面の前記第１領域は、前記一方の着磁面の前記第１領域と異なる磁極に着磁されているとともに、前記他方の着磁面の前記第２領域が、前記一方の着磁面の前記第２領域と異なる磁極に着磁されている構成にできる。
【００１２】
これにより出力をより効果的に大きくでき、より高精度な絶対位置検出を行うことが可能である。
【００１３】
また本発明では、前記磁界発生部は、前記始端と前記終端とが同位置にあるリング形状であり、その上下面が前記着磁面であり、上面側の着磁面と下面側の着磁面間を繋いだ側面が前記移動面であり、前記磁気センサは前記側面から間隔を空けて対向している構成にできる。
【００１４】
あるいは本発明では、前記磁界発生部は、前記始端と前記終端とが同位置にあるリング形状であり、側面が前記着磁面であり、内側側面側の着磁面と外側側面側の着磁面間を繋いだ上面あるいは下面が前記移動面であり、前記磁気センサは前記上面あるいは前記下面から間隔を空けて対向している構成にできる。
上記により、簡単な構成にて、高精度な一回転分の絶対位置検知が可能となる。
【００１５】
また本発明では、前記磁気検出素子は少なくとも２個設けられ、これら前記磁気検出素子は、前記磁気センサの相対移動に伴って、各磁気検出素子と前記移動面との重なり面積が同じように増大あるいは減少するように、前記移動面の幅方向に間隔を空けて配列されていることが好ましい。
【００１６】
上記により、磁気センサの相対移動に伴って電気特性が変動する複数の磁気検出素子を組み合わせて回路を形成することにより、出力を大きくできる。
【００１７】
また本発明では、前記２個の磁気検出素子が直列接続されており、各磁気検出素子は磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ素子であり、前記磁気検出素子はミアンダ形状で形成されており、一方の前記磁気検出素子を構成する固定磁性層の固定磁化方向と、他方の前記磁気検出素子を構成する固定磁性層の固定磁化方向は、前記移動面の幅方向であって且つ互いに逆方向に向けられており、また、一方の前記磁気検出素子を構成するフリー磁性層と他方の前記磁気検出素子を構成するフリー磁性層が、共に無磁場状態にて前記相対移動方向と平行な方向に向けられていることが好ましい。
上記の構成により、大きな差動出力を得ることが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の絶対位置検出装置によれば、小型化且つ簡単な構成で、高精度なリニア出力を得ることが出来、絶対位置検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、第１の実施形態における絶対位置検出装置の平面図と出力変化を示す図、図２は、図１の一部を拡大して示した部分拡大平面図と磁気センサの回路図、図３は図２に示すＧＭＲ素子を拡大して示した部分拡大平面図、図４は、図３に示すＧＭＲ素子をＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た部分拡大断面図、図５は、第２の実施形態における絶対位置検出装置の平面図と出力変化を示す図、図６は、第３の実施形態における絶対位置検出装置の平面図、図７は、図２と異なる磁気センサの回路図、である。
【００２０】
図１に示す絶対位置検出装置１は、磁気センサ２と、磁石３とを有して構成される。なお図１には磁気センサ２が２個図示されているが、実際は１個であり、図示右側の点線で示した磁気センサ２は図示左側の実線で示した磁気センサ２が移動した状態を示すものである。図５、図６の実施形態についても同様である。
【００２１】
磁気センサ２及び磁石３のうち少なくとも一方が移動可能に支持されている。すなわち、磁気センサ２が固定されて磁石３が移動する形態、磁石３が固定されて磁気センサ２が移動する形態、あるいは磁気センサ２と磁石３とが反対方向に移動する形態があり得る。ただし、以下では、説明をわかりやすくするため、特に断らない限り、磁気センサ２が移動するものとして説明する。
【００２２】
磁石３には、前記磁気センサ２と対向する移動面３ａが設けられる。前記磁気センサ２は前記移動面３ａから所定距離離れた状態で対向している。また磁気センサ２が前記移動面３ａの上方を所定間隔を保った状態で移動する。磁気センサ２は図１に示す図示左側から図示右側に向けて（Ｘ２方向からＸ１方向に向けて）移動するものとして説明する。
【００２３】
図１に示すように移動面３ａの紙面上下方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の両側は着磁面４，５である。この実施形態では着磁面４がＮ極に、着磁面５がＳ極に着磁されている。図１に示す移動面３ａ上に示す図示上方向（Ｙ１方向）の矢印は、着磁面４から着磁面５に向けて生じる外部磁界Ｈの方向を示している。
【００２４】
図１、図２に示すように、磁気センサ２は第１のＧＭＲ素子６及び第２のＧＭＲ素子７を備える。第１のＧＭＲ素子６及び第２のＧＭＲ素子７は共に図２に示すようにミアンダ形状で形成される。さらに拡大して示した図３に示すようにＧＭＲ素子６，７は、複数の素子部８と各素子部間に介在するハードバイアス層９とでミアンダ形状に形成されている。なお図３では一部の素子部８及びハードバイアス層９にのみ符号を付した。
【００２５】
図４は各ＧＭＲ素子６，７の断面形状を示す。素子部８は、下から反強磁性層１０、固定磁性層１１、非磁性材料層１２、フリー磁性層１３及び保護層１４の順で積層された積層体で形成される。反強磁性層１０と固定磁性層１１との間には交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じて前記固定磁性層１１の磁化は一方向に固定されている。図２に示すように、第１のＧＭＲ素子６を構成する固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ１）、及び第２のＧＭＲ素子７を構成する固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ２）は、共に移動方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に対して直交する方向（Ｙ１−Ｙ２方向）であって且つ互いに逆方向を向いている。この実施形態では、第１のＧＭＲ素子６を構成する固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ１）は、Ｙ１方向を、第２のＧＭＲ素子７を構成する固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ２）は、Ｙ２方向である。
【００２６】
固定磁性層１１は図４に示す単層構造よりも第１固定磁性層と第２固定磁性層が非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造であることが好ましい。またフリー磁性層１３は、図４に示す単層構造よりも磁性層の積層構造としたほうが好適である。例えば前記反強磁性層１０はＩｒＭｎで形成され、前記第１固定磁性層および第２固定磁性層はＣｏＦｅで、非磁性中間層はＲｕで形成され、前記非磁性材料層１２はＣｕで形成され、前記フリー磁性層１３はＣｏＦｅとＮｉＦｅの積層で形成され、前記保護層１４はＴａで形成される。
【００２７】
図４に示すように各素子部８の間に介在するハードバイアス層９は、フリー磁性層１３に対してバイアス磁界を供給する。例えば、ハードバイアス層９はＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔで形成される。前記バイアス磁界の供給により無磁場状態（外部磁界が作用していない状態）では、フリー磁性層１３の磁化方向は図２のＸ方向に揃えられる。すなわち無磁場状態では、固定磁性層１１の固定磁化方向とフリー磁性層１３の磁化方向とが直交関係にある。
【００２８】
図４の点線で示す位置がハードバイアス層９の底面となるように形成してもよい。かかる場合、前記ハードバイアス層９の下側には固定磁性層１１や反強磁性層１０が存在することになる。
【００２９】
図１に示す磁石３の図示左側位置（Ｘ２側の端部位置）が始端１５であり、図示右側位置（Ｘ１側の端部位置）が終端１６である。そして磁気センサ２は始端１５から終端１６に向けて移動する。図１に示すように磁石３の移動面３ａの幅寸法（Ｙ１−Ｙ２方向への長さ）は、磁気センサ２の移動方向（Ｘ２側からＸ１方向）に向けて徐々に縮小している。
【００３０】
図１に示す実施形態では、ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａとの平面視での重なり面積は磁気センサ２が始端１５と対向した位置関係にあるとき最も大きく（ほぼ重なっている）、磁気センサ２が終端１６と対向した位置関係にあるとき最も小さくなっている（ほぼゼロになっている）。ここで「始端１５と対向した位置関係」とは、例えば、図１の平面視にて、ＧＭＲ素子６，７の左側端部と、始端１５とが一直線上となる位置関係を指し、終端１６と対向した位置関係」とは、例えば、図１の平面視にて、ＧＭＲ素子６，７の右側端部と、終端１６とが一直線上となる位置関係を指す。
【００３１】
図２を用いてＧＭＲ素子６，７の電気抵抗値を説明する。
図２の状態では、各ＧＭＲ素子６，７の一部の素子領域に、Ｙ２側からＹ１側に向けて外部磁界Ｈが流入する。そして外部磁界Ｈが作用する前記素子領域でのフリー磁性層１３が外部磁界Ｈの方向を向くと、第１のＧＭＲ素子６では、固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ１）とフリー磁性層１３の磁化方向とが同じになるので前記素子領域での電気抵抗値は低くなる。したがって図２に示す第１のＧＭＲ素子６は全体として電気抵抗値が中間値（固定磁性層とフリー磁性層の磁化が直交したときの電気抵抗値）より低い状態にある。一方、第２のＧＭＲ素子７では、固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ２）とフリー磁性層１３の磁化方向とが反対方向になるので前記素子領域での電気抵抗値は高くなる。したがって図２に示す第２のＧＭＲ素子７は全体として電気抵抗値が中間値より高い状態にある。
【００３２】
磁気センサ２が始端１５に位置すると、第１のＧＭＲ素子６の電気抵抗値は最も低い状態にあり、第２のＧＭＲ素子７の電気抵抗値は最も高い状態にある。磁気センサ２が始端１５から終端１６方向に移動すると、その移動に伴い移動面３ａの幅寸法が小さくなっていくから、各ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａとの重なり面積も徐々に小さくなっていく。図１に示すように、この実施形態では、終端１６の位置で、各ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａとの重なり面積がほぼ０となっている。上記のように重なり面積が減少すれば、各ＧＭＲ素子６，７に対する外部磁界Ｈが作用する素子領域が減るので、ＧＭＲ素子６，７の固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ２）とフリー磁性層１３の磁化方向とが直交した状態である無磁場状態と同様の素子領域が増えていく。その結果、第１のＧＭＲ素子６の電気抵抗値は、始端１５から終端１６に向けて徐々に大きくなって中間値に近づき、一方、第２のＧＭＲ素子７の電気抵抗値は、始端１５から終端１６に向けて徐々に小さくなって中間値に近づく。
【００３３】
そして、図２に示すように第１のＧＭＲ素子６と第２のＧＭＲ素子７とを出力端子を介して直列に接続することで、大きな差動出力を得ることが出来る。
【００３４】
外部磁界Ｈが流入するＧＭＲ素子６，７の素子領域は、前記ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａ間の距離にも関係する。例えば、ＧＭＲ素子６，７があまり移動面３ａに近づきすぎると、終端１６付近のように、平面視でのＧＭＲ素子６，７と移動面３ａとの重なり面積が小さくなっても、移動面３ａの幅よりも外側に広がる外部磁界が入り込みやすいため、電気抵抗値のリニアな変動を得にくいか、あるいは始端１５から終端１６に至る電気抵抗変化が非常に小さくなってしまう。したがって、ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａ間の距離を適正化して、移動面３ａの外側へ作用する外部磁界Ｈをあまり拾わないように調整することが好適である。
【００３５】
本実施形態における絶対位置検出装置は、磁石３に対する磁気センサ２の絶対位置を検出するためのものである。
【００３６】
他の実施形態もそうであるように、磁気センサの相対移動方向に対する移動面の幅寸法の変化率（単位移動量に対する幅寸法の変化量）は一定となっており、これにより、磁気センサの移動量に対するリニア出力を高精度に得ることができ、絶対位置検出精度を向上させることができる。
【００３７】
ところで、図１に示す実施形態では、移動面３ａの幅寸法は、始端１５から終端１６に向かう全域にて、徐々に縮小している。なお、磁気センサ２が図１とは逆に移動する場合には、移動面３ａの幅寸法は、始端から終端に向かう全域にて、徐々に拡大することになる。そして着磁面４の全域がＮ極に、着磁面５の全域がＳ極に着磁されている。よって磁石３の形成を１極着磁で対応でき、簡単な構成にできる。
【００３８】
一方、図５に示す別の実施形態の磁石２０は、図１の磁石３と異なる形状である。図５に示すように移動面２０ａの幅寸法は、始端２１から中央位置２２まで徐々に減少し、前記中央位置２２から終端２３まで徐々に拡大している。ここで「中央位置」とは、始端２１と後端２３間のＸ１−Ｘ２方向への長さ寸法の真ん中を指す。
【００３９】
図５に示すように、前記移動面２０ａの両側（Ｙ１−Ｙ２方向）に形成された一方の着磁面２４では、始端２１からＸ１方向への中央位置２２までの第１領域２４ａがＮ極に着磁され、中央位置２２からＸ１方向への終端２３までの第２領域２４ｂがＳ極に着磁されている。
【００４０】
一方、前記着磁面２４と対向する他方の着磁面２５では、始端２１からＸ１方向への中央位置２２までの第１領域２５ａがＳ極に着磁され、中央位置２２からＸ１方向への終端２３までの第２領域２５ｂがＮ極に着磁されている。
【００４１】
したがって図５の実施形態の磁石２０は、図１の実施形態と違って２極着磁で形成される。なお、図５の形態と異なって、前記移動面２０ａの幅寸法が、始端２１から中央位置２２にかけて徐々に増大し、前記中央位置２２から終端２３にかけて徐々に減少していく形態であってもよい。係る場合の着磁は図５と同様である。
【００４２】
図５に示す矢印方向は外部磁界Ｈの方向を示している。外部磁界Ｈは、始端２１からＸ１方向への中央位置２２まではＹ１方向を向いているが、中央位置２２からＸ１方向への終端２３まではＹ２方向を向いている。すなわち外部磁界Ｈの方向は、図１と違って、始端２１から終端２３に至る中央位置２２を境にして反転する。
【００４３】
図５に使用される磁気センサ２は図１〜図４で説明した構成と同じである。図５では、磁気センサ２が始端２１の位置から中央位置２２まで移動すると、図１の実施形態と同様に、第１のＧＭＲ素子６の電気抵抗値は徐々に大きくなっていき、第２のＧＭＲ素子７の電気抵抗値は徐々に小さくなっていく。
【００４４】
図５の実施形態では、磁気センサ２が中央位置２２から終端２３まで移動すると、さらに第１のＧＭＲ素子６の電気抵抗値は大きくなっていき、一方、第２のＧＭＲ素子７の電気抵抗値は小さくなっていく。
【００４５】
図１、図５に示す実施形態では、磁気センサ２の移動量に対して共にリニア出力を得ることが出来るので、磁気センサ２の磁石３，２０に対する絶対位置を検知できるが、図５の実施形態では、図１の実施形態に比べて約倍の出力を得ることが出来るメリットがある。絶対位置検出精度を向上させるには、磁気センサ２の移動量に対するリニア出力と共に出力自体、大きいことが望ましい。よって図５の実施形態では、より高精度な絶対位置検知ができる。なお図１、図５に示す出力のグラフの横軸には度数が表示されているが、これは後述するように磁石をリング状としたときの回転角度を示す。すなわち一回転中の出力がリニアであることを示すものである。
【００４６】
図６に示す別の実施形態では、図１や図５の実施形態とは異なり、一方の着磁面３４が磁気センサ３６の移動方向であるＸ１−Ｘ２方向に向けて平行に形成されている。
【００４７】
図６に示すように、磁石３０の移動面３０ａの両側には着磁面３４，３５が形成されている。上記のように着磁面３４は磁気センサ３６の移動方向（Ｘ方向）に平行であるが、着磁面３５は、前記移動方向に対して斜めに傾いており、前記移動面３０ａの幅寸法が、始端３１から終端３３に向けて徐々に縮小している。
【００４８】
この実施形態では、磁気センサ３６には１個のＧＭＲ素子３７が設けられている。このＧＭＲ素子３７は、図２に示すＧＭＲ素子６，７に比べて大きく形成されているが、平面構造や積層構造は図３，図４と同じである。
【００４９】
図６の実施形態では、一方の着磁面３４が移動方向（Ｘ方向）に平行なため、着磁面３４側を移動するＧＭＲ素子の移動面３０ａとの重なり面積は、漸次的に変化しない。
【００５０】
したがって、例えば図２のように２個のＧＭＲ素子６，７を用いても、第２のＧＭＲ素子７の電気抵抗値はほとんど変化しない。よって、図６の実施形態では、１個のミアンダ形状のＧＭＲ素子３７を用い、このＧＭＲ素子３７のＹ１−Ｙ２方向への長さを、移動面３０ａの最大幅寸法とほぼ同等に形成した。
【００５１】
例えば、図６に示すＧＭＲ素子３７の固定磁化方向（ＰＩＮ）が、Ｙ１方向である場合、磁気センサ３６が始端３１から終端３３まで移動すると、外部磁界Ｈの変化により、ＧＭＲ素子３７の電気抵抗値が徐々に大きくなり中間値（固定磁性層とフリー磁性層の磁化が直交したときの電気抵抗値）に近づく。そして、ＧＭＲ素子３７の電気抵抗値の変化に基づいて、磁気センサ３６の磁石３０に対する絶対位置を検知することが出来る。
【００５２】
また、図１，図５に示すように、磁気センサ２が直線移動する形態においては、両側の着磁面が磁気センサ２の移動方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に対して斜めに傾いた直線面で形成されることが好適である。あるいは図６の実施形態のように、一方の着磁面が磁気センサの相対移動方向に平行で、他方の着磁面が磁気センサの相対移動方向に対して斜めに傾いた直線面で形成される構成でもよい。
【００５３】
また図１や図５の実施形態では、一方の着磁面４のＸ１−Ｘ２方向（磁気センサ２の移動方向）に対する傾き角度θ１と、他方の着磁面５のＸ１−Ｘ２方向（磁気センサの移動方向）に対する傾き角度θ２とがほぼ同じになっている（図２参照）。
【００５４】
このような構成とすることで、第１のＧＭＲ素子６と第２のＧＭＲ素子７との電気抵抗の変動量をほぼ同じにでき、高精度なリニア出力を得ることが可能である。
【００５５】
また高精度なリニア出力を得るには、始端１５，２１から終端１６，２３に至る全域で、ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａ，２０ａとの重なり面積が漸次的に変化するようにしなければならない。すなわち前記重なり面積が変化しない移動領域があると、その領域ではＧＭＲ素子６，７の電気抵抗が変化しないので、出力が変化しない領域が出来てしまいリニア特性は低下する。したがってＧＭＲ素子６，７と移動面３ａ、２０ａ間の距離にも左右されるが、図１の形態であれば例えば始端１５では、平面視にて、ＧＭＲ素子６，７の外側端部と着磁面４，５とが対向するように調整し、終端１６では、平面視にて、ＧＭＲ素子６，７の内側端部と着磁面４，５とが対向するように調整する。そして、移動面３ａの幅寸法が前記始端１５から終端１６まで徐々に縮小するように形成する。また、図５の形態であれば例えば始端１５及び終端２３では、平面視にて、ＧＭＲ素子６，７の外側端部と着磁面２４，２５とが対向するように調整し、中央位置２２では、平面視にて、ＧＭＲ素子６，７の内側端部と着磁面２４，２５とが対向するように調整する。そして、移動面３ａの幅寸法が前記始端２１から中央位置２２にかけて徐々に縮小し、前記中央位置２２から終端２３にかけて徐々に拡大するように形成する。
【００５６】
上記により、始端１５，２１から終端１６，２３に至る全域で、ＧＭＲ素子６，７と移動面３ａ，２０ａとの重なり面積を漸次的に変化させることができる。
【００５７】
図１，図５に示す実施形態では、２個のＧＭＲ素子６，７を用いて差動出力を得る回路構成であったが、例えば、さらに２個のＧＭＲ素子を絶縁層を介して積層して、図７（ａ）に示すブリッジ回路を構成することも可能である。また図２に示す実施形態では、第１のＧＭＲ素子６及び第２のＧＭＲ素子７の固定磁性層１１の固定磁化方向（ＰＩＮ）は反対方向であったが、同じ方向にして、図７（ｂ）に示すように２個のＧＭＲ素子６（あるいはＧＭＲ素子７）と２個の固定抵抗４０と組み合わせたブリッジ回路を構成することも出来る。
【００５８】
また、図６の実施形態では、１個のＧＭＲ素子３７を用いていたが、さらに１個のＧＭＲ素子を絶縁層を介して積層して、図２の回路（係る場合、２個のＧＭＲ素子の固定磁性層の固定磁化方向を反平行に調整する）や図７（ｂ）の回路構成を形成してもよい。
【００５９】
上記した磁気センサを構成する磁気検出素子はいずれもＧＭＲ素子６，７，３７であったが、ＧＭＲ素子に限定されるものではない。例えばＴＭＲ素子、ＡＭＲ素子、ホール素子を提示できる。ただしミアンダ形状で形成し且つ大きな出力を得るにはＧＭＲ素子を用いることが好適である。
【００６０】
図１、図５、図６の各実施形態では、磁気センサ２，３６がＸ１−Ｘ２方向に直線的に移動するとして説明したが、図８ないし図１２に示すように、磁石がリング状であり、磁石あるいは磁気センサの少なくとも一方が回転する回転型の絶対位置検出装置に適用できる。
【００６１】
図８，図９（図８の磁石の平面図及び側面図）の実施形態に示すリング状の磁石５０は、その上下面５０ａ，５０ｂが着磁面５１，５２である。そして、着磁面５１，５２間を繋ぐ側面５０ｃが磁気センサ５３の移動面５４である。磁気センサ５３は前記移動面５４と間隔を空けて対向している。図８に示すように磁気センサ５３を垂直方向に立てた状態で支持する。
【００６２】
磁気センサ５３の構成は図２で説明した構成と同じである。すなわち磁気センサ５３には２個のＧＭＲ素子５５，５６が前記移動面５４の幅方向に間隔を空けて配置されている。また磁気センサ５３にはＡＳＩＣ５７が内蔵されている。
【００６３】
図８に示すＢの位置が、図１に示す始端１５且つ終端１６の位置である。すなわち換言すれば図８に示す磁石５０は、図１に示す帯状の磁石３の始端１５と終端１６を着磁面が上下面となるように繋いでリング状にした形状である。よって、着磁面５１の全面がＮ極かＳ極に着磁されており、着磁面５２の全面が着磁面５１と異なる磁極に着磁されている（１極アキシャル）。
【００６４】
なお磁気センサ５３の磁石５０に対する絶対位置検出の原理は、前述したとおりであり、本実施形態では高精度な一回転分（３６０°）の絶対値位置検出が可能となっている。
【００６５】
図１０，図１１（図１０の磁石の平面図及び側面図）の実施形態に示すリング状の磁石６０は、その上下面６０ａ，６０ｂが着磁面６１，６２である。そして、着磁面６１，６２間を繋ぐ側面６０ｃが磁気センサ５３の移動面６４である。磁気センサ５３は前記移動面６４と間隔を空けて対向している。図１０に示すように磁気センサ５３を垂直方向に立てた状態で支持する。
【００６６】
磁気センサ５３の構成は図２で説明した構成と同じである。すなわち磁気センサ５３には２個のＧＭＲ素子５５，５６が前記移動面６４の幅方向に間隔を空けて配置されている。また磁気センサ５３にはＡＳＩＣ５７が内蔵されている。
【００６７】
図１０に示すＣの位置が、図５に示す始端２１且つ終端２３の位置である。すなわち換言すれば図１０に示す磁石６０は、図５に示す帯状の磁石２０の始端２１と終端２３を着磁面が上下面となるように繋いでリング状にした形状である。よって、着磁面６１の半分の領域（１８０°分の領域）が、残り半分の領域と異なる磁極に着磁されており、しかも、相対向する着磁面６１，６２同士が異極に着磁されている（２極アキシャル）。
【００６８】
なお磁気センサ５３の磁石５０に対する絶対位置検出の原理は、前述したとおりであり、本実施形態では高精度な一回転分（３６０°）の絶対値位置検出が可能となっている。特に図１０，図１１の構成によれば、図８，図９の構成に比べて倍の出力を得ることができ、より高精度な絶対位置検出を行うことが可能である。
【００６９】
図１２の実施形態に示すリング状の磁石７０は、側面７０ｃが、着磁面７１，７２である。そして、着磁面７１，７２間を繋ぐ上面７０ａあるいは下面７０ｂが磁気センサ５３の移動面７４である。図１２では上面７０ａが前記移動面７４である。磁気センサ５３は前記移動面７４と間隔を空けて対向している。前記磁気センサ５３は、平面方向に平行に支持されている。
【００７０】
磁気センサ５３の構成は図２で説明した構成と同じである。すなわち磁気センサ５３には２個のＧＭＲ素子５５，５６が前記移動面６４の幅方向に間隔を空けて配置されている。また磁気センサ５３にはＡＳＩＣ５７が内蔵されている。
【００７１】
図１２に示すＤの位置が、図５に示す始端２１且つ終端２３の位置である。すなわち換言すれば図１２に示す磁石７０は、図５に示す帯状の磁石２０の始端２１と終端２３を着磁面が側面となるように繋いでリング状にした形状である。
【００７２】
よって、着磁面７１の半分の領域（１８０°分の領域）が、残り半分の領域と異なる磁極に着磁されており、しかも、相対向する着磁面７１，７２同士が異極に着磁されている（２極ラジアル）。
【００７３】
図１２における磁気センサ５３の磁石７０に対する絶対位置検出の原理は、前述したとおりであり、本実施形態では高精度な一回転分（３６０°）の絶対値位置検出が可能となっている。
【００７４】
また、１極ラジアルの磁石構成にすることも出来る。
本実施形態における絶対位置検出装置は、アブソリュートエンコーダとして様々なアプリケーションに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１の実施形態における絶対位置検出装置の平面図と出力変化を示す図、
【図２】図１の一部を拡大して示した部分拡大平面図と磁気センサの回路図、
【図３】図２に示すＧＭＲ素子を拡大して示した部分拡大平面図、
【図４】図３に示すＧＭＲ素子をＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た部分拡大断面図、
【図５】第２の実施形態における絶対位置検出装置の平面図と出力変化を示す図、
【図６】第３の実施形態における絶対位置検出装置の平面図、
【図７】図２と異なる磁気センサの回路図、
【図８】第４の実施形態における回転型の絶対位置検出装置の斜視図、
【図９】図８の磁石の平面図と側面図、
【図１０】第５の実施形態における回転型の絶対位置検出装置の斜視図、
【図１１】図１０の磁石の平面図と側面図、
【図１２】第６の実施形態における回転型の絶対位置検出装置の斜視図、
【符号の説明】
【００７６】
１  絶対位置検出装置
２、３６、５３  磁気センサ
３、２０、３０、５０、７０  磁石
３ａ、２０ａ、３０ａ、５４、６４、７４  移動面
４、５、２４、２５、３４、３５、５１、５２、６１、６２、７１、７２  着磁面
６、７、３７、５５、４６  ＧＭＲ素子
９  ハードバイアス層
１０  反強磁性層
１１  固定磁性層
１２  非磁性材料層
１３  フリー磁性層
１５、２１、３１  始端
１６、２３、３３  終端
２２  中央位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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