(57)【要約】【課題】  特に、従来に比べて、出力波形の安定化を図り、検出精度を向上させることが可能な磁気検出装置を提供することを目的としている。【解決手段】  磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈは磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層構造を有する。永久磁石２１のＮ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される前記磁気抵抗効果素子どうしは、相対移動方向と平行な方向にλの中心間距離を空けて配置されている。各磁気抵抗効果素子の前記積層構造の各層間の界面Ｓは、前記永久磁石２１の対向面２１ａに対して直交し、且つ、前記相対移動方向に向いている。各磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａは、全て、前記界面Ｓと平行な面内にて、前記相対移動方向と直交する方向に向いている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有するセンサ部と、前記センサ部と間隔を空けて対向する磁界発生部材と、を有し、
前記センサ部の前記磁界発生部材に対する相対移動あるいは相対回転に伴って、相対移動方向あるいは相対回転方向に向う（＋）方向への外部磁界と、前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向への外部磁界とが前記磁気抵抗効果素子に交互に作用するように、前記磁界発生部材の前記センサ部との対向面には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されており、
前記磁気抵抗効果素子は複数個、基板表面に設けられるとともに、磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層構造を有し、
前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される前記磁気抵抗効果素子どうしは、前記相対移動方向と平行な方向に、あるいは、前記基板表面の中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向と平行な方向に、λの中心間距離を空けて配置されており、
各磁気抵抗効果素子の前記積層構造の各層間の界面は、前記センサ部と前記磁界発生部材との間の最短距離方向と、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向とから成る面に平行に向いており、
各磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向は、全て、前記界面と平行な面内にて、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向に対して直交する方向に向いていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記磁気抵抗効果素子はブリッジ回路を構成し、このうち、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、
前記第１の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されているとともに、第２の磁気抵抗効果素子と第３の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されている請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とは入力端子を介して並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とはアース端子を介して並列接続されている請求項２記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子との接続点を第１の出力取り出し部とし、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子との接続点を第２の出力取り出し部とし、前記第１の出力取り出し部と前記第２の出力取り出し部とは差動増幅器の入力側に接続され、該差動増幅器の出力側が出力端子に接続されている請求項２または３記載の磁気検出装置。
【請求項５】
前記磁気抵抗効果素子はブリッジ回路を構成し、このうち、第５の磁気抵抗効果素子と第６の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、第７の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第７の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、前記第６の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、
前記第５の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されているとともに、第６の磁気抵抗効果素子と第７の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されている請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項６】
請求項２に記載のブリッジ回路構成を有するＡ相用磁気抵抗効果素子と請求項５に記載のブリッジ回路構成を有するＢ相用磁気抵抗効果素子とを前記相対移動方向と平行な方向に、λ／２だけずらして同一の基板上に形成した磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、従来に比べて出力波形の安定化を図り、検出精度を向上させることが可能な磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）は、磁気エンコーダに使用できる。【０００３】
図１０は、従来における磁気エンコーダの部分断面図である。図１０に示す磁石１の表面は、センサ部２の相対移動方向に向けてＮ極とＳ極とが交互に配列された着磁面となっている。【０００４】
図１０に示すように、前記センサ部２は、基板３と前記基板３の表面に形成された磁気抵抗効果素子４〜７とを有して構成される。【０００５】
磁気抵抗効果素子４と磁気抵抗効果素子６とは直列接続されている。また磁気抵抗効果素子５と磁気抵抗効果素子７とは直列接続されている。前記磁気抵抗効果素子４と磁気抵抗効果素子６はＡ相のハーフブリッジで、前記磁気抵抗効果素子５と前記磁気抵抗効果素子７はＢ相のハーフブリッジである。前記磁石１のＮ極とＳ極間の中心幅（ピッチ）はλである。図１０に示すように、直列接続された前記磁気抵抗効果素子４と磁気抵抗効果素子６との中心間の間隔、及び磁気抵抗効果素子５と磁気抵抗効果素子７との中心間の間隔も、夫々λとなっている。前記磁気抵抗効果素子４〜７は共に同じ積層体８で構成される。前記積層体８は下から反強磁性層９、固定磁性層１０、非磁性材料層１１、フリー磁性層１２の順で積層される。【０００６】
図１０に示すように、前記固定磁性層１０は、前記反強磁性層９との間で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）により図示Ｘ１方向に磁化固定されている。図１０には前記固定磁性層１０の磁化方向１０ａが矢印方向で示されている。【０００７】
前記固定磁性層１０の磁化方向１０ａは前記センサ部２の相対移動方向と同方向となっている。【０００８】
前記センサ部２が図１０に示すＸ１方向に相対移動すると、前記センサ部２を構成する各磁気抵抗効果素子４〜７には、前記磁石１から相対移動方向に向う（＋）方向への外部磁界Ｈ１、及び、前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向への外部磁界Ｈ２が交互に流入する。【０００９】
図１０に示す磁石１とセンサ部２との位置関係であると、前記磁気抵抗効果素子４は、Ｎ極とＳ極との境界部の真下に位置する。そのため、前記磁気抵抗効果素子４には、（＋）方向への外部磁界Ｈ１のうち図示Ｘ１方向と平行な方向への外部磁界Ｈ３が支配的に流入する。また前記磁気抵抗効果素子５はちょうどＳ極の真下に位置するので、前記磁気抵抗効果素子５には、垂直上方向（図示Ｚ１方向）の外部磁界Ｈ４が支配的に流入する。また、前記磁気抵抗効果素子６は、Ｎ極とＳ極との境界部の真下に位置するので、前記磁気抵抗効果素子６には、（−）方向への外部磁界Ｈ２のうち図示Ｘ２方向と平行な方向への外部磁界Ｈ５が支配的に流入する。また前記磁気抵抗効果素子７はちょうどＮ極の真下に位置するので、前記磁気抵抗効果素子７には、垂直下方向（図示Ｚ２方向）の外部磁界Ｈ６が支配的に流入する。【００１０】
したがって前記磁気抵抗効果素子４を構成するフリー磁性層１２の磁化方向１２ａは前記外部磁界Ｈ３と同方向に磁化変動する。前記前記磁気抵抗効果素子４のフリー磁性層１２の磁化方向１２ａと前記固定磁性層１０の磁化方向１０ａとは同方向であるので、前記磁気抵抗効果素子４の電気抵抗値は最小になる。【００１１】
また前記磁気抵抗効果素子６を構成するフリー磁性層１２の磁化方向１２ａは前記外部磁界Ｈ５と同方向に磁化変動する。前記磁気抵抗効果素子６のフリー磁性層１２の磁化方向１２ａと前記固定磁性層１０の磁化方向１０ａとは逆方向であるので、前記磁気抵抗効果素子４の電気抵抗値は最大になる。【００１２】
このように、前記センサ部２が前記磁石１に対し図示Ｘ１方向に向けて相対移動すると、前記磁気抵抗効果素子４〜７に流入する外部磁界Ｈの方向が変化することで、各磁気抵抗効果素子４〜７の電気抵抗値が変化する。電気抵抗値の変化に基づく電圧変化は、例えば、正弦波の出力波形として得られ、前記出力波形により、前記磁石１の移動速度や移動距離等を知ることが可能となっている。
【特許文献１】特開２０００−３５３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら図１０に示す磁気エンコーダの構成では次のような問題点があった。
図１０に示すように磁気抵抗効果素子５，７がちょうどＳ極あるいはＮ極の真下に位置すると、前記磁気抵抗効果素子５，７には積層界面と直交する方向から外部磁界Ｈ４，Ｈ６が作用する。このとき、前記フリー磁性層１２の磁化は変動しない。すなわち前記磁気抵抗効果素子５，７に外部磁界（センシング磁界）Ｈが作用していない無磁場状態（外部磁界ゼロの状態）と同じ状態となっている。そして、前記無磁場状態では、前記フリー磁性層１２の磁化方向が一方向に定まらないので、磁気抵抗効果素子５，７の電気抵抗値は不安定となり、その結果、出力波形が乱れ、検出精度が低下した。【００１４】
また、図１０に示す磁気抵抗効果素子４，７に、例えば、前記固定磁性層１０の磁化方向１０ａと直交する方向に前記磁石１からの外部磁界（センシング磁界）Ｈ以外の外乱磁界Ｈ７が作用したとする。このとき、前記フリー磁性層１２の磁化方向１２ａが、その外乱磁界Ｈ７方向に振れると、図１１に示すように、磁気抵抗効果素子４の電気抵抗値は大きくなり、一方、磁気抵抗効果素子６の電気抵抗値は小さくなる。このように外乱磁界Ｈ７が作用したとき、直列接続された磁気抵抗効果素子４，６の電気抵抗変化の増減傾向は逆傾向となる。このため、外乱磁界Ｈ７が作用していない基準の出力波形に対して、外乱磁界Ｈ７が作用した際の出力波形は大きく変動してしまい、ノイズや誤作動の原因となった。【００１５】
また外乱磁界Ｈ７が前記固定磁性層１０の磁化方向１０ａと直交する方向以外の方向から作用したときでも上記と同様に出力波形の乱れが大きくなってしまう。【００１６】
特許文献１は、回転型磁気エンコーダに関する発明である。特許文献１に記載された磁気抵抗効果素子と磁石との位置関係、及び前記磁気抵抗効果素子間の固定磁性層の磁化方向が図１０で示した磁気エンコーダと同じ構成であり、特許文献１における回転型磁気エンコーダも上記した従来の問題点を内在していると考えられる。【００１７】
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、従来に比べて、出力波形の安定化を図り、検出精度を向上させることが可能な磁気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】
【００１８】
本発明における磁気検出装置は、
基板上に、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有するセンサ部と、前記センサ部と間隔を空けて対向する磁界発生部材と、を有し、
前記センサ部の前記磁界発生部材に対する相対移動あるいは相対回転に伴って、相対移動方向あるいは相対回転方向に向う（＋）方向への外部磁界と、前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向への外部磁界とが前記磁気抵抗効果素子に交互に作用するように、前記磁界発生部材の前記センサ部との対向面には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されており、
前記磁気抵抗効果素子は複数個、基板表面に設けられるとともに、磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層構造を有し、
前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される前記磁気抵抗効果素子どうしは、前記相対移動方向と平行な方向に、あるいは、前記基板表面の中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向と平行な方向に、λの中心間距離を空けて配置されており、
各磁気抵抗効果素子の前記積層構造の各層間の界面は、前記センサ部と前記磁界発生部材との間の最短距離方向と、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向とから成る面に平行に向いており、
各磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向は、全て、前記界面と平行な面内にて、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向に対して直交する方向に向いていることを特徴とするものである。【００１９】
本発明では、上記のように、前記磁気抵抗効果素子の積層構造の各層間の界面を、前記センサ部と前記磁界発生部材との間の最短距離方向及び前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向から成る面と平行に向けている。よって前記フリー磁性層の前記界面と平行な面内に、前記磁界発生部材から適切に回転磁場が作用し、外部磁界は従来のように前記界面と直交する方向に作用しない。したがって、従来のように前記磁気抵抗効果素子に対する無磁場状態（外部磁界がゼロの状態）が形成されず、したがって出力波形の乱れを従来に比べて改善できる。【００２０】
また本発明では、上記のように、直列接続された磁気抵抗効果素子の中心間の間隔や各磁気抵抗効果素子の固定磁性層の磁化方向を制御することで、前記磁界発生部材から発生する外部磁界以外の外乱磁界が前記磁気抵抗効果素子に作用したときに、直列接続される各磁気抵抗効果素子の電気抵抗変化の増減傾向を同じ傾向にできる。すなわち外乱磁界が作用したときに、例えば両磁気抵抗効果素子の電気抵抗値を増加させることが出来る。その結果、外乱磁界が作用しないときの出力波形に対し、外乱磁界が作用したときの出力波形の変動を従来よりも抑制できる。【００２１】
以上により本発明では従来に比べて、出力波形の安定化を図ることができ検出精度を向上できる。【００２２】
本発明では、前記磁気抵抗効果素子はブリッジ回路を構成し、このうち、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、
前記第１の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に配列されているとともに、第２の磁気抵抗効果素子と第３の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に配列されていることが好ましい。
また、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とは入力端子を介して並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とはアース端子を介して並列接続されていることが好ましい。【００２３】
本発明では、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子との接続点を第１の出力取り出し部とし、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子との接続点を第２の出力取り出し部とし、前記第１の出力取り出し部と前記第２の出力取り出し部とは差動増幅器の入力側に接続され、該差動増幅器の出力側が出力端子に接続されていることが好ましい。【００２４】
また、本発明では、ブリッジ回路構成を有するＡ相用の磁気抵抗効果素子とＢ相用の磁気抵抗効果素子とを前記相対移動方向と平行な方向に、λ／２だけずらして同一の基板上に形成することが好ましい。【００２５】
これにより、出力を倍にできるブリッジ回路を適切に組むことができ、検出精度を効果的に向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明における磁気検出装置では、従来に比べて、出力波形の安定化を図ることができ検出精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本実施形態の磁気エンコーダ（磁気検出装置）の部分斜視図、図２，図３は、前記磁気エンコーダの部分拡大側面図、図４は図２に示すＡ−Ａ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見たセンサ部の拡大断面図、図５はセンサ部の回路図、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用したときに各磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の増減傾向が同じ傾向を示すことを説明するための説明図、図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用したときに各磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の増減傾向が同傾向とならない特異な位置関係を説明するための説明図、図８は、本実施形態の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用していないときの基準の電気抵抗値と、前記外乱磁界が作用したときに変化した前記磁気抵抗効果素子の電気抵抗値を示すグラフ、である。【００２８】
各図におけるＸ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、及びＺ１−Ｚ２方向の各方向は残り２つの方向に対して直交した関係となっている。Ｘ１方向は、磁石あるいはセンサ部の移動方向である。Ｚ１−Ｚ２方向は前記磁石とセンサ部とが所定の間隔を空けて対向する方向である。【００２９】
図１に示すように磁気エンコーダ２０は、永久磁石（磁界発生部材）２１とセンサ部２２を有して構成される。【００３０】
前記永久磁石２１は図示Ｘ１−Ｘ２方向に延びる棒形状であり、図示Ｘ１−Ｘ２方向に所定幅にてＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。Ｎ極の着磁面と、隣接するＳ極の着磁面との間の中心幅（ピッチ）はλである。【００３１】
図１に示すように前記永久磁石２１と前記センサ部２２との間には一定の間隔（最短距離）Ｔ１が空けられている。【００３２】
図１に示すように前記センサ部２２は、基板２３と、前記基板２３の表面２３ａに設けられた複数の磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈとを有して構成される。【００３３】
図１及び図２に示すように、８個の磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈは、Ｘ１−Ｘ２方向に４個ずつ、Ｙ１−Ｙ２方向に２個ずつマトリクス状に配列されている。図２に示すようにＸ１−Ｘ２方向にて隣り合う各磁気抵抗効果素子の幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の中心間の間隔はλ／２となっている。【００３４】
図４に示すように各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈは全て同じ積層体３５で構成される。図４には、磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｄのみが図示されているが、磁気抵抗効果素子２４ｅ〜２４ｈも同じ積層体で形成される。このように全ての磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈが同じ積層体３５で形成されるので、これら磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを全て同じ製造工程で形成できる。また後述するように各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層３１の磁化方向３１ａも全て同じ方向に磁化固定されるので、一度の磁場中熱処理を施すことで、全ての固定磁性層３１の磁化方向３１ａを同じ方向に磁化固定できる。【００３５】
図４に示すように磁気抵抗効果素子は、下から反強磁性層３０、固定磁性層３１、非磁性材料層３２、フリー磁性層３３及び保護層３４の順で積層された積層体３５で形成される。前記積層体３５は前記反強磁性層３０と前記基板２３との間に下地層が形成されたり、積層体３５の膜構成は図４に限定されない。また、前記積層体３５は下からフリー磁性層３３、非磁性材料層３２、固定磁性層３１、反強磁性層３０及び保護層３４の順に積層されてもよい。【００３６】
前記反強磁性層３０は例えばＰｔＭｎやＩｒＭｎで形成される。前記固定磁性層３１及びフリー磁性層３３は例えば、ＮｉＦｅやＣｏＦｅで形成される。前記非磁性材料層３２は例えばＣｕで形成される。また前記保護層３４は例えばＴａで形成される。【００３７】
前記反強磁性層３０と前記固定磁性層３１との間には磁場中熱処理により交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じて前記固定磁性層３１の磁化は一方向に固定されている。図２，図３に示すように全ての磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層３１の磁化方向３１ａは図示Ｚ１方向に固定されている。一方、前記フリー磁性層３３の磁化方向は固定されておらず外部磁界（センシング磁界）によって磁化変動する。【００３８】
なお本実施形態では、前記非磁性材料層３２が非磁性導電材料で形成された巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用したＧＭＲ素子に代えて、前記非磁性材料層３２がＡｌ2Ｏ3等の絶縁材料で形成されたトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を用いてもよい。【００３９】
次に以下では、磁気抵抗効果素子２４ａを第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、磁気抵抗効果素子２４ｂを第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、磁気抵抗効果素子２４ｃを第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、磁気抵抗効果素子２４ｄを第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、磁気抵抗効果素子２４ｅを第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ、磁気抵抗効果素子２４ｆを第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ、磁気抵抗効果素子２４ｇを第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ、磁気抵抗効果素子２４ｈを第７の磁気抵抗効果素子２４ｈと称することとする。【００４０】
図５に示すように、第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅによりＡ相のブリッジ回路が構成されている。第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃとが第１の出力取り出し部５０を介して直列接続され、第４の磁気抵抗効果素子２４ｅと第３の磁気抵抗効果素子２４ｇとが第２の出力取り出し部５１を介して直列接続されている。また、図５に示すように第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第３の磁気抵抗効果素子２４ｇとが入力端子５２を介して並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃと前記第４の磁気抵抗効果素子２４ｅとがアース端子５３を介して並列接続されている。【００４１】
図５に示すように第１の出力取り出し部５０と第２の出力取り出し部５１は、第１の差動増幅器５８の入力部側に接続され、前記第１の差動増幅器５８の出力側が第１の出力端子５９に接続されている。【００４２】
また本実施形態ではもう一つＢ相のブリッジ回路が、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆにより構成されている。第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第６の磁気抵抗効果素子２４ｄとが第３の出力取り出し部５４を介して直列接続され、第８の磁気抵抗効果素子２４ｆと第７の磁気抵抗効果素子２４ｈとが第４の出力取り出し部５５を介して直列接続されている。また、図５に示すように第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第７の磁気抵抗効果素子２４ｈとが入力端子５６を介して並列接続され、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄと前記第８の磁気抵抗効果素子２４ｆとがアース端子５７を介して並列接続されている。【００４３】
図５に示すように第３の出力取り出し部５４と第４の出力取り出し部５５は、第２の差動増幅器６０の入力部側に接続され、前記第２の差動増幅器６０の出力側が第２の出力端子６１に接続されている。【００４４】
図２に示すように、図５に示すブリッジ回路にて直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの中心間の間隔はλとなっている。【００４５】
本実施形態では、センサ部２２あるいは永久磁石２１のどちらか一方が図示Ｘ１―図示Ｘ２方向と平行な方向に直線移動可能に支持されている。本実施形態では前記センサ部２２の相対移動空間内に、前記永久磁石２１から生じる外部磁界領域が形成されている。ここで相対移動方向（図１では図示Ｘ１方向）を（＋）方向と、相対移動方向と逆方向（図１では図示Ｘ２方向）を（−）方向と定めると、図１，図２に示すように、前記外部磁界領域では、前記相対移動方向に向う（＋）方向への外部磁界Ｈ８と、前記相対移動方向とは逆方向に向う（−）方向への外部磁界Ｈ９とが交互に発生している。【００４６】
本実施形態では、図１ないし図４に示すように、前記基板２３の表面（磁気抵抗効果素子の形成面）２３ａは、前記センサ部２２と前記永久磁石２１との間の最短距離方向（間隔Ｔ１の方向；図示Ｚ１−Ｚ２方向）及び前記相対移動方向（図示Ｘ１方向）から成る面と平行に向いている。すなわち前記基板２３の表面２３ａは、図示Ｘ−Ｚ平面と平行な面方向に向いている。【００４７】
よって前記基板２３の表面２３ａに形成された各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを構成する各層間の界面もまた、図示Ｘ−Ｚ平面と平行な面方向に向いている。図２に示す各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの表面Ｓは、前記界面と平行な面（以下、界面Ｓと表記）である。【００４８】
図２に示すように前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅには、前記永久磁石２１からの外部磁界Ｈ８のうち矢印Ｘ１方向への外部磁界Ｈが支配的に流入することで前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは図示Ｘ１方向に向いている。【００４９】
また、図２に示すように前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆには、前記永久磁石２１からの外部磁界Ｈのうち矢印Ｚ１方向への外部磁界Ｈが支配的に流入することで前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは図示Ｚ１方向に向いている。【００５０】
また図２に示すように前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇには、前記永久磁石２１からの外部磁界Ｈ９のうち矢印Ｘ２方向への外部磁界Ｈが支配的に流入することで前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは図示Ｘ２方向に向いている。【００５１】
また、図２に示すように前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈには、前記永久磁石２１からの外部磁界Ｈのうち矢印Ｚ２方向への外部磁界Ｈが支配的に流入することで前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは図示Ｚ１Ｚ２方向に向いている。【００５２】
本実施形態では、図２に示すように、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのフリー磁性層３３には、永久磁石２１からの外部磁界Ｈが、前記界面Ｓと平行な面内に作用する。そして前記センサ部２２が図示Ｘ１方向に相対移動すると、それに伴い、前記外部磁界Ｈは回転磁場として各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの前記フリー磁性層３３の前記界面Ｓと平行な面内に作用する。【００５３】
よって本実施形態では、従来のように前記フリー磁性層３３に対して外部磁界Ｈが作用しない無磁場状態（外部磁界Ｈがゼロの状態）は形成されない。本実施形態では、各フリー磁性層３３には常に外部磁界Ｈが作用し、各フリー磁性層３３の磁化方向３３ａは、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに作用する外部磁界Ｈの方向を向いている。このように本実施形態では、無磁場状態が形成されず、再生波形の乱れを従来に比べて抑制することができる。【００５４】
次に本実施形態では、図２に示すように直列接続される磁気抵抗効果素子どうしはλの中心間距離を空けて配置され、また各固定磁性層３１の磁化方向３１ａは、界面Ｓと平行な面内にて前記相対移動方向に対して直交する方向に固定されている。【００５５】
上記した関係にある場合、前記永久磁石２１からの外部磁界（センシング磁界）Ｈ以外の外乱磁界Ｈが前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに作用したときでも、直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの抵抗変化の増減傾向を同じ傾向にすることが出来る。【００５６】
このように同傾向になることを、直列接続される第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃを用いて以下に説明する。【００５７】
図２の状態から前記センサ部２２が相対移動方向（図示Ｘ１方向）にλ／４だけ直線移動したとする。その状態が図３である。【００５８】
各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに作用する外部磁界Ｈの方向が変化するので、それに伴い各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａも変動する。【００５９】
図６（ａ）は、図３の状態での第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの固定磁性層３１の磁化方向３１ａ及びフリー磁性層３３の磁化方向３３ａを模式図的に示す説明図である。【００６０】
図６（ａ）に示すように、第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは反平行（１８０度）を向いている。【００６１】
今、図３に示すように前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａとは直交する方向である図示Ｘ２方向に向けて外乱磁界Ｈ１０が作用したとする。そうすると図６（ｂ）に示すように、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは共に、その外乱磁界Ｈ１０方向に傾く。よって、図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態にかけて、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃでは、共に、フリー磁性層３３の磁化方向３３ａが、固定磁性層３１の磁化方向３１ａに近づく。したがって、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃはともに電気抵抗値が小さくなる。【００６２】
また図３に示すように、前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａと同方向である図示Ｚ１方向に向けて外乱磁界Ｈ１１が作用したとする。そうすると図６（ｃ）に示すように、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは共に、その外乱磁界Ｈ１１方向に傾く。よって、図６（ａ）の状態から図６（ｃ）の状態にかけて、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃでは、共に、フリー磁性層３３の磁化方向３３ａが、固定磁性層３１の磁化方向３１ａに近づく。したがって、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第１導電層２の磁気抵抗効果素子２４ｃはともに電気抵抗値が小さくなる。【００６３】
このように直列接続された第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃは前記外乱磁界Ｈ１０，Ｈ１１を受けると、図８にも示すように、外乱磁界Ｈ１０，Ｈ１１が作用していない基準の電気抵抗値から、例えば共に電気抵抗値が低下する。【００６４】
なお図３に示す外乱磁界Ｈ１０，Ｈ１１の方向は説明のために便宜上定めたものであり、前記外乱磁界Ｈの方向は規制されない。前記界面Ｓと平行な面方向から外乱磁界が作用した場合、直列直接される磁気抵抗効果素子の電気抵抗変化の増減傾向は共に同じ傾向になる。また図６では、第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの電気抵抗値は外乱磁界Ｈ１０，Ｈ１１を受けることで共に低下したが、上昇してもよい。例えば外乱磁界Ｈ１０の逆方向から外乱磁界が作用すると、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃの電気抵抗値は共に上昇する。【００６５】
図７には、前記永久磁石２１からの外部磁界（センシング磁界）Ｈ以外の外乱磁界Ｈが前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに作用したとき、直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの抵抗変化の増減傾向が同傾向とならない固定磁性層３１の磁化方向３１ａとフリー磁性層３３の磁化方向３３ａとの位置関係が示されている。【００６６】
図７（ａ）では、外乱磁界Ｈが作用していないとき、直列接続される一方の磁気抵抗効果素子のフリー磁性層３３の磁化方向３３ａが前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａと同方向を向いており、他方の磁気抵抗効果素子のフリー磁性層３３の磁化方向３３ａが前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａとは逆方向を向いている。このとき、前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａと直交する方向から外乱磁界Ｈ１０が作用すると、一方の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は上昇し、他方の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は低下する。また図７（ｂ）に示すように、前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａと同方向に外乱磁界Ｈ１１が作用すると、一方の磁気抵抗効果素子の電気抵抗は変化せず、他方の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は低下する。【００６７】
また図７（ｃ）では、外乱磁界Ｈが作用していないとき、直列接続される磁気抵抗効果素子どうしのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａが互いに反平行であって前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａと直交方向を向いている。このとき、前記固定磁性層３１の磁化方向３１ａと直交する方向から外乱磁界Ｈ１０が作用すると、一方の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は変化せず、他方の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は低下する。【００６８】
しかしながら、図７で説明したフリー磁性層３３と固定磁性層３１との２態様の磁化関係は、センサ部２２の相対移動範囲において、わずかλ／２おきの瞬間的に過ぎ去る移動点で形成されるに過ぎない。すなわちセンサ部２２の相対移動範囲の大部分では、従来と違って、図６で説明したように、外乱磁界Ｈが作用したとき、直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの電気抵抗値の増減傾向は同傾向になる。【００６９】
よって本実施形態では、外乱磁界Ｈが作用しないときの出力波形に対し、外乱磁界Ｈが作用したときの出力波形の変動を従来よりも効果的に抑制できる。【００７０】
以上により本実施形態によれば、従来に比べて出力波形の安定化を図ることができ、検出精度を向上させることが可能になる。【００７１】
本実施形態では、図５に示すＡ相のブリッジ回路を構成する第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇは、夫々、前記センサ部２２あるいは永久磁石２１の移動により、電気抵抗値が変化し、第１の出力端子５９からは、例えば略正弦波の出力波形が得られる。【００７２】
一方、Ｂ相のブリッジ回路を構成する第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈも、夫々、前記センサ部２２あるいは永久磁石２１の移動により、電気抵抗値が変化し、第２の出力端子６１からは例えば、略正弦波の出力波形が得られる。【００７３】
前記第１の出力端子５９から出力される出力波形と、前記第２の出力端子６１から出力される出力波形は位相がずれている。出力により、前記センサ部２２あるいは永久磁石２１の移動速度や移動距離を検出できる。またＡ相とＢ相のブリッジ回路を設けて出力を２系統にすることで、前記第１の出力端子５９からの出力波形に対する前記第２の出力端子６１からの出力波形の位相のずれ方向がどちら方向であるかにより、移動方向を知ることが可能である。【００７４】
本実施形態では図２に示すように、Ａ相のブリッジ回路にて直列接続される第１の磁気抵抗効果素子３１ａと第２の磁気抵抗効果素子３１ｃ、及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇと第４の磁気抵抗効果素子２４ｅを夫々、λだけ中心間距離離して配置し、さらに、第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ、及び第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇとを、相対移動方向（図示Ｘ１方向）に対して直交する方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）に配列している。Ｂ相はＡ相とλ／２だけずれているだけで、Ｂ相の各磁気抵抗効果素子の配置は、Ａ相と同様である。これにより、出力を倍にできるブリッジ回路を適切に形成でき、検出精度を向上させることが可能である。【００７５】
このように本実施形態では、ブリッジ回路を構成するが、かかる場合、外乱磁界が作用した状態で差動増幅すると出力の変動分が増幅されてしまう。しかしながら、ブリッジ回路を構成しても、本実施形態によれば、相対移動範囲の大部分が図６で説明した状態であり、相対移動範囲の全体を通して、最大で１０〜２０Ｏｅ程度の外乱磁界が作用したときに生じる出力変動は非常に小さい。よって、差動増幅をして出力幅を大きくすることが検出精度の向上には得策である。【００７６】
本実施形態の磁気エンコーダ２０は、図１に示すようにセンサ部２２が永久磁石２１に対して直線的に相対移動するものであったが、図９に示すように、例えば表面８０ａにＮ極とＳ極とが交互に着磁された回転ドラム８０と前記センサ部２２とを有し、前記回転ドラム８０の回転によって得られた出力により、回転速度や回転数、回転方向を検知できる回転型の磁気エンコーダであってもよい。【００７７】
図９の拡大図に示すように、図１に示す直線移動の磁気エンコーダと同様に、Ｎ極とＳ極の中心間距離（ピッチ）をλとしたとき、直列接続される各磁気抵抗効果素子４０，４１どうしの中心間距離はλに制御されている。図９には、直列接続される２つの磁気抵抗効果素子４０，４１のみが図示されている。【００７８】
各磁気抵抗効果素子４０，４１の積層構造の各層の界面は、センサ部２２と回転ドラム８０間の最短距離方向（間隔Ｔ１方向）、及び、前記センサ部２２の基板２３の表面２３ａ中心を、前記センサ部２２の相対回転方向上の接点としたときの接線方向からなる面と平行に向いている。【００７９】
図９に示すように、磁気抵抗効果素子４０，４１の固定磁性層３１の磁化方向（ＰＩＮ方向）は、前記接線方向と直交する方向に固定されている。【００８０】
これにより無磁場状態が作られず、また外乱磁界が作用したときに、直列接続された磁気抵抗効果素子の電気抵抗変化の増減傾向を同傾向に出来る。よって従来に比べて再生波形の安定化を図ることができ、検出精度を向上させることが出来る。【００８１】
なお、図７に示すように本実施形態では、Ａ相とＢ相のブリッジ回路が設けられているが、どちらか一方だけ設けられる形態でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態の磁気エンコーダの部分斜視図、
【図２】磁気エンコーダの部分拡大側面図、
【図３】磁気エンコーダの部分拡大側面図、
【図４】図２に示すＡ−Ａ線から膜厚方向に切断し矢印方向から見たセンサ部の拡大断面図、
【図５】センサ部の回路図、
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用したときに各磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の増減傾向が同じ傾向を示すことを説明するための説明図、
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用したときに各磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の増減傾向が同傾向とならない特異な位置関係を説明するための説明図、
【図８】本実施形態の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用していないときの基準の電気抵抗値と、前記外乱磁界が作用したときに変化した前記磁気抵抗効果素子の電気抵抗値を示すグラフ、
【図９】本実施の別の形態の磁気エンコーダの模式図、
【図１０】従来における磁気エンコーダの部分断面図、
【図１１】従来の直列接続された磁気抵抗効果素子に対して外乱磁界が作用していないときの基準の電気抵抗値と、前記外乱磁界が作用したときに変化した前記磁気抵抗効果素子の電気抵抗値を示すグラフ、
【符号の説明】
【００８３】
２０  磁気エンコーダ
２１  永久磁石
２２  センサ部
２３  基板
２４ａ〜２４ｈ、４０、４１  磁気抵抗効果素子
３０  反強磁性層
３１  固定磁性層
３１ａ  （固定磁性層の）磁化方向
３２  非磁性材料層
３３  フリー磁性層
３３ａ  （フリー磁性層の）磁化方向
３４  保護層
５０、５１、５４、５５  出力取り出し部
５２、５６  入力端子
５３、５７  アース端子
５８、６０  差動増幅器
５９、６１  出力端子
８０  回転ドラム
Ｈ１０，Ｈ１１  外乱磁界
Ｓ  界面
【図１】
2008081797.tif 000003
【図２】
2008081797.tif 000004
【図３】
2008081797.tif 000005
【図４】
2008081797.tif 000006
【図５】
2008081797.tif 000007
【図６】
2008081797.tif 000008
【図７】
2008081797.tif 000009
【図８】
2008081797.tif 000010
【図９】
2008081797.tif 000011
【図１０】
2008081797.tif 000012
【図１１】
2008081797.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月1日(2009.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有するセンサ部と、前記センサ部と間隔を空けて対向する磁界発生部材と、を有し、
前記センサ部の前記磁界発生部材に対する相対移動あるいは相対回転に伴って、相対移動方向あるいは相対回転方向に向う（＋）方向への外部磁界と、前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向への外部磁界とが前記磁気抵抗効果素子に交互に作用するように、前記磁界発生部材の前記センサ部との対向面には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されており、
前記磁気抵抗効果素子は複数個、基板表面に設けられるとともに、磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層構造を有し、
前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される前記磁気抵抗効果素子どうしは、前記相対移動方向と平行な方向に、あるいは、前記基板表面の中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向と平行な方向に、λの中心間距離を空けて配置されており、
各磁気抵抗効果素子の前記積層構造の各層間の界面は、前記センサ部と前記磁界発生部材との間の最短距離方向と、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向とから成る面に平行に向いており、
各磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向は、全て、前記界面と平行な面内にて、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向に対して直交する方向に向いており、
前記磁気抵抗効果素子はブリッジ回路を構成し、このうち、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、
前記第１の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されているとともに、第２の磁気抵抗効果素子と第３の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とは入力端子を介して並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とはアース端子を介して並列接続されている請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子との接続点を第１の出力取り出し部とし、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子との接続点を第２の出力取り出し部とし、前記第１の出力取り出し部と前記第２の出力取り出し部とは差動増幅器の入力側に接続され、該差動増幅器の出力側が出力端子に接続されている請求項２記載の磁気検出装置。
【請求項４】
基板上に、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有するセンサ部と、前記センサ部と間隔を空けて対向する磁界発生部材と、を有し、
前記センサ部の前記磁界発生部材に対する相対移動あるいは相対回転に伴って、相対移動方向あるいは相対回転方向に向う（＋）方向への外部磁界と、前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向への外部磁界とが前記磁気抵抗効果素子に交互に作用するように、前記磁界発生部材の前記センサ部との対向面には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されており、
前記磁気抵抗効果素子は複数個、基板表面に設けられるとともに、磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層構造を有し、
前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される前記磁気抵抗効果素子どうしは、前記相対移動方向と平行な方向に、あるいは、前記基板表面の中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向と平行な方向に、λの中心間距離を空けて配置されており、
各磁気抵抗効果素子の前記積層構造の各層間の界面は、前記センサ部と前記磁界発生部材との間の最短距離方向と、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向とから成る面に平行に向いており、
各磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向は、全て、前記界面と平行な面内にて、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向に対して直交する方向に向いており、
前記磁気抵抗効果素子はブリッジ回路を構成し、このうち、第５の磁気抵抗効果素子と第６の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、第７の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、前記第５の磁気抵抗効果素子と前記第７の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、前記第６の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、
前記第５の磁気抵抗効果素子と第８の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されているとともに、第６の磁気抵抗効果素子と第７の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載のブリッジ回路構成を有するＡ相用磁気抵抗効果素子と請求項４に記載のブリッジ回路構成を有するＢ相用磁気抵抗効果素子とを前記相対移動方向と平行な方向に、λ／２だけずらして同一の基板上に形成した磁気検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明における磁気検出装置は、
基板上に、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有するセンサ部と、前記センサ部と間隔を空けて対向する磁界発生部材と、を有し、
前記センサ部の前記磁界発生部材に対する相対移動あるいは相対回転に伴って、相対移動方向あるいは相対回転方向に向う（＋）方向への外部磁界と、前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向への外部磁界とが前記磁気抵抗効果素子に交互に作用するように、前記磁界発生部材の前記センサ部との対向面には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されており、
前記磁気抵抗効果素子は複数個、基板表面に設けられるとともに、磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層構造を有し、
前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される前記磁気抵抗効果素子どうしは、前記相対移動方向と平行な方向に、あるいは、前記基板表面の中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向と平行な方向に、λの中心間距離を空けて配置されており、
各磁気抵抗効果素子の前記積層構造の各層間の界面は、前記センサ部と前記磁界発生部材との間の最短距離方向と、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向とから成る面に平行に向いており、
各磁気抵抗効果素子の前記固定磁性層の磁化方向は、全て、前記界面と平行な面内にて、前記相対移動方向あるいは前記相対回転方向に対して直交する方向に向いており、
前記磁気抵抗効果素子はブリッジ回路を構成し、このうち、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、第３の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とがλの中心間距離を空けて直列接続され、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが並列接続され、
前記第１の磁気抵抗効果素子と第４の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されているとともに、第２の磁気抵抗効果素子と第３の磁気抵抗効果素子とが、前記相対移動方向と直交する方向、あるいは前記接線方向と直交する方向に一列に配列されていることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とは入力端子を介して並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とはアース端子を介して並列接続されていることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
また、図２に示すように前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆには、前記永久磁石２１からの外部磁界Ｈのうち矢印Ｚ２方向への外部磁界Ｈが支配的に流入することで前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆのフリー磁性層３３の磁化方向３３ａは図示Ｚ２方向に向いている。
【国際調査報告】
2008081797.tif 000014
2008081797.tif 000015