(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気パターンを有する被検体の通過方向に対して所定角度で交わる方向に沿って複数の磁気抵抗素子を配列した素子列と、ケースとを有し、
前記ケースには、前記各素子列を構成する複数の磁気抵抗素子それぞれを個別に収納する複数の個別収納溝が設けられて、前記各個別収納溝に前記各素子列の磁気抵抗素子それぞれが収納されており、かつ前記ケースの被検体通過側とは反対側にバイアス用の永久磁石が収納固定されており、
前記素子列は、前記被検体の通過方向でずらして複数列設けられるとともに、一つの前記素子列における各磁気抵抗素子は、他の素子列における磁気抵抗素子に対して前記被検体の通過する方向で磁気感応領域が互いに重なる配列形態とされている、ことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
磁気パターンを有する被検体の通過方向に対して所定角度で交わる方向に沿って複数の磁気抵抗素子を配列した素子列と、ケースとを有し、
前記ケースには、前記各素子列ごとに、各素子列を構成する複数の磁気抵抗素子を共通収納する共通収納溝が設けられて、前記各共通収納溝それぞれに前記各素子列の磁気抵抗素子それぞれが収納されており、かつ前記ケースの被検体通過側とは反対側にバイアス用の永久磁石が収納固定されており、
前記素子列は、前記被検体の通過方向でずらして複数列設けられるとともに、一つの前記素子列における各磁気抵抗素子は、他の素子列における磁気抵抗素子に対して前記被検体の通過する方向で磁気感応領域が互いに重なる配列形態とされている、ことを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気センサにおいて、
前記素子列は二列であり、
前記二列の素子列の一方における各磁気抵抗素子それぞれの磁気感応領域と、前記二列の素子列の他方における各磁気抵抗素子それぞれの磁気感応領域とは、前記被検体の通過する方向において互いに重なる配列形態とされている、ことを特徴とする磁気センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の磁気センサにおいて、
前記素子列で磁気抵抗素子の配列される方向と前記被検体の通過方向とが交わる所定角度は、直交ないしはほぼ直交する角度である、ことを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気センサに係り、より詳しくは、磁気検出される被検体の通過方向に対して所定角度で交わる方向、例えば、直交する方向に沿って複数の磁気抵抗素子が配列されている磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７を参照して、磁気センサ１と、この磁気センサ１により検知されるべき被検体としての磁気カード６とについて説明する。
【０００３】
磁気カード６は、図７に例示したものにおいて、磁気センサ１の検知面の長手方向に沿うよう対応した複数の磁気パターン１５を有する。この磁気パターン１５は、磁気カード６に記録されるデータに対応する。
【０００４】
磁気センサ１は、同じくその検知面の長手方向に沿って前記磁気パターン１５を読取可能に配置した複数の磁気抵抗素子３を有する。
【０００５】
磁気カード６が、図７の矢印ａ方向に移動して磁気センサ１に接近し、その検知面上を通過するとき、磁気センサ１の各磁気抵抗素子３それぞれは、磁気カード６の各磁気パターン１５それぞれに個別に磁気感応し、その磁気感応に対応した検知出力を出力する。磁気センサ１の各検知出力は、信号処理する不図示の処理回路に与えられ、これによって、磁気カード６の記録データが処理される。
【０００６】
このような磁気カード６における個々の磁気パターン１５と、磁気センサ１における個々の磁気抵抗素子３との配列間隔は、所定の関係にされ、磁気カード６に磁気パターン１５の形態で記録されているデータを磁気センサ１で検知できるようにされている。
【０００７】
このような構造においては、隣合う磁気抵抗素子間の間隔が大きいと、磁気カード６における磁気パターン１５の配列間隔に変化が生じた場合、その磁気パターン１５と磁気センサ１における磁気抵抗素子３との対応関係が崩され、磁気センサ１は、磁気カード６の磁気パターン１５を正確に検知することができなくなる。
【０００８】
そこで、本願出願人は、このように磁気パターンの配列間隔が変更されたとしても、各磁気パターンを確実に検知できる磁気センサを特開平５−３３２７０３号公報において既に提案している。
【０００９】
この磁気センサは、図７で示すように、ケース２の検知面となる一面の中央部付近に、長辺がケース２と同方向に沿う長溝２０を設け、この長溝２０に複数個の磁気抵抗素子３を、長辺方向一直線上に互いに当接するよう隣り合う形態で配列して構成されている。
【００１０】
このとき、隣り合う各磁気抵抗素子３，３における磁気感応部１０，１０同士の間隔が、磁気パターン１５の幅より狭くなるように配列することで、磁気カードの磁気パターンが変更されても、その磁気パターンを検知することが期待できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本願出願人は、上記磁気センサの改良を図るため、さらに研究を重ね、その磁気センサに関して以下に説明する課題を見出した。
【００１２】
上記磁気センサ１に使用される各磁気抵抗素子３の磁気感応部１０は、例えば、図４で示すように、複数個の単位感磁部ｊを直列接続した状態で左右方向に並設して感磁体列１４ａ，１４ｂを構成し、さらにこの感磁体列１４ａ，１４ｂの一対を、前後に互いに所定間隔を隔てて基板１７上に形成したものである。
【００１３】
しかしながら、図４に示すように、各磁気抵抗素子３において、磁気感応部１０の左右方向での端部と基板１７の左右方向での端縁部との間の領域には、感磁して磁電変換する構造がないことから、その領域は、磁気パターン１５の検知が行なえない磁気不感応領域Ｌとなっている。
【００１４】
そのため、この磁気抵抗素子３を上記磁気センサのように左右方向一列で配置させると、磁気抵抗素子３の磁気不感応領域Ｌ（例えば１２５μｍ程度の長さで磁気不感応領域が生じる）とこの磁気抵抗素子３と隣り合う磁気抵抗素子３の磁気不感応領域Ｌとが合計されて相当に大きな磁気不感応領域Ｈ（図７参照）が形成されることになる。
【００１５】
一方、磁気カード６の磁気パターン１５の配列間隔や、磁気パターンと磁気抵抗素子３との対応位置関係が変更されると、例えば、図７に示すように、磁気カード６における磁気パターン１５の位置が磁気感応部１０に正対する実線位置から正対しない破線位置にずれるようなことが発生する。その結果、磁気センサによる磁気パターンの検知出力が低下し検知感度が低くなるおそれがある。
【００１６】
また、この磁気センサの場合、磁気抵抗素子が検知面の長手方向一列に配列されているから、磁気パターンが横方向に隣り合う磁気抵抗素子間にまたがるように接近した場合、両磁気抵抗素子それぞれから同一の磁気パターンに対する検知出力が同時に磁気カードデータ処理回路に与えられるいわゆるクロストークが発生し、この処理回路での磁気カードの記録データの処理に不具合を来たす。
【００１７】
したがって、本発明は、磁気センサにおいて、検出範囲の全範囲で磁気の読取を可能とし、磁気パターンの配列変更があっても、磁気パターン検知感度を高められ、また、前記クロストークが発生しないようにすることを解決すべき課題としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のものは、磁気パターンを有する被検体の通過方向に対して所定角度で交わる方向に沿って複数の磁気抵抗素子を配列した素子列と、ケースとを有し、前記ケースには、前記各素子列を構成する複数の磁気抵抗素子それぞれを個別に収納する複数の個別収納溝が設けられて、前記各個別収納溝に前記各素子列の磁気抵抗素子それぞれが収納されており、かつ前記ケースの被検体通過側とは反対側にバイアス用の永久磁石が収納固定されており、前記素子列は、前記被検体の通過方向でずらして複数列設けられるとともに、一つの前記素子列における各磁気抵抗素子は、他の素子列における磁気抵抗素子に対して前記被検体の通過する方向で磁気感応領域が互いに重なる配列形態とされていることを特徴とする。
第２の発明は、磁気パターンを有する被検体の通過方向に対して所定角度で交わる方向に沿って複数の磁気抵抗素子を配列した素子列と、ケースとを有し、前記ケースには、前記各素子列ごとに、各素子列を構成する複数の磁気抵抗素子を共通収納する共通収納溝が設けられて、前記各共通収納溝それぞれに前記各素子列の磁気抵抗素子それぞれが収納されており、かつ前記ケースの被検体通過側とは反対側にバイアス用の永久磁石が収納固定されており、前記素子列は、前記被検体の通過方向でずらして複数列設けられるとともに、一つの前記素子列における各磁気抵抗素子は、他の素子列における磁気抵抗素子に対して前記被検体の通過する方向で磁気感応領域が互いに重なる配列形態とされていることを特徴とする。
【００１９】
上記第１または第２の発明によると、被検体の通過方向でずらして配置された複数列の素子列における各磁気抵抗素子それぞれの磁気感応領域は、被検体の通過する方向において互いに重なる配列形態とされていることで、磁気抵抗素子の配列方向で被検体が通過する全領域が磁気感応領域となるから、例え、被検体の磁気パターンの配列間隔が変更されても、その磁気パターンを検知できる。したがって、検知出力の低下や検知感度の低下を来たすようなことがない。
【００２０】
また、前記各素子列が前記検知方向に対して所定距離ずらされて設けられているから、各素子列の磁気抵抗素子が同時に被検体を検知するクロストークが発生するようなことがなくなり、磁気パターンの検知を確実に行うことができるようになる。
【００２１】
本発明は、好ましくは、前記素子列は二列であり、前記二列の素子列の一方における各磁気抵抗素子それぞれの磁気感応領域と、前記二列の素子列の他方における各磁気抵抗素子それぞれの磁気感応領域とは、前記被検体の通過する方向において互いに重なる配列形態とされている。
【００２２】
この場合、素子列が二列であることで、被検体の磁気パターンの配列間隔が変更されても、その磁気パターンを確実に検出できるものでありながら、構造的に簡単なものとなるとともに、コンパクトに構成できる。
【００２５】
本発明は、好ましくは、前記素子列で磁気抵抗素子の配列される方向と前記被検体の通過方向とが交わる所定角度は、直交ないしはほぼ直交する角度である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００２７】
図１ないし図４は、本発明の実施形態に係り、図１は、本実施の形態の磁気センサの斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は、磁気抵抗素子の平面図である。
【００２８】
図１ないし図４を参照して、本実施の形態の磁気センサ１は、長尺型のケース２と、複数の磁気抵抗素子３…と、金属製カバー４と、バイアス用の永久磁石５とを有する。
【００２９】
ケース２は、被検体としての磁気カード６が通過する方向に対して直交もしくはほぼ直交する方向(後述する配列方向)に長尺な形状を有する。ケース２の一面には複数の磁気抵抗素子収納溝７が設けられ、この収納溝７にそれぞれ磁気抵抗素子３が収納固定される。この磁気抵抗素子収納溝７の深さは、磁気抵抗素子３の素子厚みより深くされている。
【００３０】
ケース２の他面側には永久磁石収納溝８が設けられ、この収納溝８に単一の永久磁石５が収納固定される。
【００３１】
ケース２の一面側は、金属製カバー４で覆われる。さらに、ケース２には複数の端子ピン９が貫通固定されている。
【００３２】
この磁気抵抗素子３は、図４に示すように、内部に磁気感応部１０を有し、その磁気感応部１０の両端それぞれに接続電極を介して入出力用の端子１１，１３が接続され、前記両接続電極を中間接続する電極にも中間端子１２が接続され、各３本の端子１１，１２，１３が磁気抵抗素子３毎の検知方向片側に位置付けれられている。
【００３３】
詳述すると、磁気感応部１０は、図４に示すように、２列の感磁部１４ａ，１４ｂが相対向する状態で設けられたものであって、一方の感磁部１４ａの両端には前記端子１１，１２がそれぞれ接続され、他方の感磁部１４ｂの一端には前記端子１３が接続され、他方の感磁部１４ｂの他端には前記端子１２が接続されている。
【００３４】
そして、各端子１１，１２，１３に接続されるリード端子１６，１７，１８は、ケース２に設けられた前記端子ピン９にそれぞれ接続されている。
【００３５】
これによって、この磁気センサ１は、複数の磁気抵抗素子３それぞれから被検体としての磁気カード６からの磁気情報の検知出力が個別に得られるようになっている。
【００３６】
以上の構成において、本実施の形態では、次の構成に特徴を有する。すなわち、本実施の形態では、複数の磁気抵抗素子収納溝７が、磁気カード６の磁気センサ１に対する通過する方向に対して直交する方向に所定間隔へだてて２列にずらされて千鳥状に位置設定されて設けられている。そして、前記千鳥状において各列の磁気抵抗素子収納溝７は、磁気カード６が磁気センサ１の検知面上を通過する方向において以下の関係で重なるように設けられている。
【００３７】
すなわち、図１および図２に示すように、各素子列の磁気抵抗素子収納溝７それぞれに磁気抵抗素子３が収納されていることにより、前記複数の磁気抵抗素子３は、それぞれ所定数の磁気抵抗素子でもって２つの素子列Ｓ１，Ｓ２に分けられ、各素子列Ｓ１，Ｓ２において一方の素子列Ｓ１における二つの磁気抵抗素子３，３それぞれの磁気感応部１０，１０に対して、他方の素子列Ｓ２における磁気抵抗素子３の磁気感応部１０が磁気カード６が磁気パターン１５の検出のため磁気センサ１を通過する方向（図２における矢印ａの示す方向）において重なる配列形態とされている。
【００３８】
ここで、磁気抵抗素子１は、図４で示すように、所要の基板１９上に磁気感応部１０が前記所定方向に沿って形成されており、基板１９の前記所定方向における両端縁と磁気感応部１０の長手方向両端縁それぞれの間の領域が磁気不感応領域Ｌとなっている。また、各素子列内において所定方向において隣り合う磁気抵抗素子の両磁気感応部の対向距離は、被検体としての磁気カード６の検知長さ（つまり磁気パターン１５が設けられている範囲の長さ）以下に設定されている。ここで、磁気感応部１０は、磁気感応領域を示す。
【００３９】
そのうえで、一方の素子列Ｓ１における二つの磁気抵抗素子３，３それぞれの磁気感応部１０，１０に対して、他方の素子列Ｓ２における磁気抵抗素子３の磁気感応部１０が磁気カード６の磁気センサ１を通過する方向において重なる配列形態とされている。
【００４０】
したがって、本実施の形態に係る磁気センサ１の場合、磁気抵抗素子３が所定方向に隣り合って複数配置され、それらの磁気不感応領域により当該所定方向に大きな磁気不感応領域が形成されて、かつ、磁気カード６側で磁気パターン１５の配列間隔が変更されても、一方の素子列における二つの磁気抵抗素子それぞれの磁気感応部１０に対して、他方の素子列における磁気抵抗素子の磁気感応部１０が前記磁気カード６の通過方向に対して重なる配列形態により、磁気カード６の磁気パターン１５の通過する横幅範囲の全体において、その磁気パターン１５の検出不能な領域がないので、その磁気パターン１５を確実に精度良く検知できる。特に、各列Ｓ１，Ｓ２間の磁気感応部１０が重なる領域Ｌ’が検出パターン上にある場合でも、検知出力の低下や検知感度の低下を来たすようなことがない。
【００４１】
また、前記各素子列Ｓ１，Ｓ２が磁気カード６の前記通過方向に対して所定距離ずらされて設けられているから、各素子列Ｓ１，Ｓ２の磁気抵抗素子３が同時に被検体を検知するクロストークが発生するようなことがなくなり、磁気パターン１５の検知を確実に行うことができるようになる。
【００４２】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００４３】
(１)上述の実施形態の場合、磁気抵抗素子収納溝は各磁気抵抗素子それぞれを個別に収納する個別収納溝であったが、図５で示すように、一方の素子列を構成する複数の磁気抵抗素子３を共通収納する共通収納溝２０と、前記他方の素子列を構成する複数の磁気抵抗素子３それぞれを共通収納する共通収納溝２１とが長手方向に所定距離位置ずれさせて設けられており、前記各共通収納溝２０，２１それぞれに前記各素子列Ｓ１，Ｓ２の磁気抵抗素子３それぞれが収納されているものでもよい。この場合、各素子列Ｓ１，Ｓ２において磁気抵抗素子３が隣合うもの同士がスペーサなどなく互いに当接するように収納しているとともに、共通収納溝２０，２１がその長手方向で所定距離位置ずれしていることで、被検体が矢印ａ方向に移動して磁気検出のため磁気センサ１を通過していく際に、その通過方向で素子列Ｓ１の磁気抵抗素子３の磁気感応領域となる磁気感応部１０と、素子列Ｓ２の磁気抵抗素子３の磁気感応領域となる磁気感応部１０とが重なるため、磁気抵抗素子３が配列されている方向での被検体の通過領域において磁気検出できない領域はなくなり、精度良く磁気検出できる。
【００４４】
(２)上述の実施形態の場合、磁気センサのケースは、長尺となっているが、これに限定される必要はなく、磁気抵抗素子を収納できるケースであればよい。
【００４５】
(３)上述の実施形態の場合、磁気抵抗素子は、被検体の通過方向に対して直交する方向に配列されて素子列を構成しているが、その素子列の方向は被検体の通過方向に対して直交する必要は必ずしもなく、被検体の通過方向に対して斜めとなる所定の角度で交わるものでもよい。
【００４６】
(４)上述の実施形態の場合、１つの磁気抵抗素子収納溝には１つの磁気抵抗素子が収納される形態となっているが、１つの磁気抵抗素子収納溝に１つの磁気抵抗素子を収納させる必要は必ずしもなく、例えば、図６で示すように、１つの磁気抵抗素子収納溝２２に複数の磁気抵抗素子３…を収納させるようにしてもよい。この場合、素子列Ｓ１，Ｓ２間、並びに、同じ素子列における隣合う磁気抵抗素子３間にはスペーサを介在させることになる。
【００４７】
(５）上述の実施形態の場合、上記磁気センサ１に使用される各磁気抵抗素子３の磁気感応部１０は、例えば、図４で示すように、複数個の単位感磁部ｊを直列接続した状態で左右方向に並設して感磁体１４ａ，１４ｂを構成し、さらにこの感磁体１４ａ，１４ｂの一対を、前後に互いに所定間隔を隔てて基板１７上に形成したものを示したが、感磁体が横にひとつながりとなるように構成した磁気抵抗素子でも良い。
【００４８】
(６）上述の実施形態の場合、被検体として、磁気カードについて示したが、磁気カードに限定されるものでなく、例えばスティック状の磁気記録媒体などでも良い。
【００４９】
(７）上述の実施形態では、各素子列内において所定方向において隣り合う磁気抵抗素子の両磁気感応部の対向距離は、被検体としての磁気カード６の検知長さ以下に設定されているとしたが、必ずしもこのように設定する必要はなく、その対向距離が被検体の検知長さより長い場合も本願発明に含まれる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非検知エリアがなくなるため、例え、磁気パターンの配列変更があっても、磁気パターン検知感度を高められ、検出範囲の全範囲において磁気の読取が可能となる。また、クロストークが発生しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気センサの斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図
【図４】磁気抵抗素子の平面図
【図５】本発明の他の実施形態に係る磁気センサの要部の平面図
【図６】本発明の他の実施形態に係る磁気センサの要部の平面図
【図７】磁気カードと従来の磁気センサとの関係を示す図
【符号の説明】
１    磁気センサ
３    磁気抵抗素子
６    磁気カード（被検体）
１０  磁気感応部（磁気感応領域）
１５  磁気パターン
Ｓ１，Ｓ２  素子列
【図１】
0003651433.tif 000002
【図２】
0003651433.tif 000003
【図３】
0003651433.tif 000004
【図４】
0003651433.tif 000005
【図５】
0003651433.tif 000006
【図６】
0003651433.tif 000007
【図７】
0003651433.tif 000008