(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の長方形状の磁気抵抗効果素子が、平行二列に、かつ、異なる列の磁気抵抗効果素子どうしが長辺方向に完全には重ならないように配置されるとともに、一方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子とが接続されて二素子三端子型の磁電変換器が複数個構成され、当該複数個の磁電変換器が組み合わされて構成されたことを特徴とする位置検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は位置の変化に対応して電気信号を出力する磁電変換器およびそれを用いた位置検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、位置の変化を検出する位置検知装置として、磁電変換器を利用した装置が実用化されている。従来の磁電変換器９５、および従来の位置検知装置９０を図８〜１１を用いて説明する。図８は磁電変換器９５の平面図、図９は位置検知装置９０の平面図、図１０、１１は磁電変換器の動作を示す説明図である。
【０００３】
磁電変換器９５は、図８に示すように、フェライトなどの磁性体あるいはガラスからなる基板２上に二個の長方形状の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａが互いに平行に、かつその長辺方向に完全に重なって配置されている。磁気抵抗効果素子１ａ、１ａの両端には接続電極１ｄ、１ｅがそれぞれ接続され、その二個の接続電極１ｄどうしが、中間電極１ｆにより接続されている。そして一方の接続電極１ｅには入力端子３ａが、中間電極１ｆには出力端子３ｂが、他方の接続電極１ｅには接地端子３ｃがそれぞれ接続されている。さらに磁気バイアスを印加するために磁気抵抗効果素子１ａ、１ａに隣接して、永久磁石（図示せず）が設けられている。
【０００４】
磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ、接続電極１ｅ、１ｅおよび中間電極１ｆは、よく知られているように磁気に対して抵抗値が変化するバルクのＩｎＳｂあるいはＮｉＦｅを基板２に接着したのち研削により薄膜状に形成した磁気抵抗効果膜と、導電性を示す金属膜とから構成されている。また磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ、接続電極１ｄおよび中間電極１ｆを保護するために、シリカや窒化ケイ素などをスパッタリングして、あるいはスピンオングラス法などを用いて保護膜（図示せず）が形成されている。
【０００５】
なお磁気抵抗効果素子はその抵抗値が温度変化に対して、大きく変化するので上述したように同一特性を有する二個の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａが、直列接続された二素子三端子型として用いるのが一般的である。
【０００６】
次に図１０、１１を用いて、磁電変換器の動作を説明する。
【０００７】
図１０に示すように、磁電変換器９５に磁性体４が接近すると、磁気抵抗効果素子１ａ、１ａに印加される磁場が変化し、印加された部分の抵抗値が大きくなる。そして磁気抵抗効果素子１ａ、１ａの抵抗値の差に対応した図１１に示すような電圧が出力端子３ｂから出力される。すなわち磁性体の位置が出力電圧に変換される磁電変換器９５として機能する。
【０００８】
また、単一の磁電変換器で構成された位置検知装置より広い検知幅が必要な場合には、複数個の磁電変換器９５、９５．．．を用いた位置検知装置９０が実用化されている。
【０００９】
図９に示すように、位置検知装置９０は、ホルダ５に複数個の磁電変換器９５、９５．．．が、それを構成する磁気抵抗効果素子の長辺方向に一列に配置された構成を有している。そしてそれぞれの磁電変換器が有する入力端子３ａ、出力端子３ｂ、接地端子３ｃが互いに独立して外部の検知装置（図示せず）に接続されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置検知装置に用いられる二素子三端子型の磁電変換器は、二個の長方形状の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａが互いに平行に、かつその長辺方向を完全に重ねて配置されているので、磁気抵抗効果素子の一素子分の長さしか検知できなかった。さらに検知幅を広くするためには、多数個の磁電変換器を横に並べて位置検知装置を構成しなければならなかった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る位置検知装置は、複数個の長方形状の磁気抵抗効果素子が、平行二列に、かつ、異なる列の磁気抵抗効果素子どうしが長辺方向に完全には重ならないように配置されるとともに、一方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子とが接続されて二素子三端子型の磁電変換器が複数個構成され、当該複数個の磁電変換器が組み合わされて構成されたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明の請求項１に係る位置検知装置は、複数個の長方形状の磁気抵抗効果素子が、平行二列に、かつ、異なる列の磁気抵抗効果素子どうしが長辺方向に完全には重ならないように配置されるとともに、一方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子とが接続されて二素子三端子型の磁電変換器が複数個構成され、当該複数個の磁電変換器が組み合わされて構成されているので、検知幅が広くなる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
本発明の一実施例に係る磁電変換器２０を、図１の平面図を用いて説明する。なお従来例と同一の部分については同一の符号を用い、その説明を省略する。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係る磁電変換器２０は、基板２に、磁気抵抗効果素子１ａ、１ａが、互いに平行に、かつ長辺方向に完全に重ならずに、配置された構成を有している。磁気抵抗効果素子１ａ、１ａの両端にはそれぞれ接続電極１ｄ、１ｅが接続され、磁気抵抗効果素子１ａ、１ａが、それぞれの接続電極１ｄ、１ｄを介して中間電極１ｆに接続されている。一方の接続電極１ｅには入力端子３ａが、中間電極１ｆには出力端子３ｂが、他方の接続電極１ｅには接地端子３ｃがそれぞれ接続されている。
【００１９】
磁電変換器は互いに平行に、かつ長辺方向に完全に重ならずに、配置されているので検知幅が、磁気抵抗効果素子１ａの長辺方向の長さより長くなる。すなわち、一個の二素子三端子型の磁電変換器で、磁気抵抗効果素子一素子の長さより長い検知幅を得ることができる。なお本実施例では、磁気抵抗効果素子１ａ、１ａが長辺方向に完全に重ならずに配置されているが、一部分で重なるように配置されていてもよい。
【００２０】
（実施例２）
本発明の第二の実施例に係る位置検知装置３０を、図２の平面図を用いて説明する。
【００２１】
図２に示すように、本発明に係る位置検知装置３０は、ホルダ５に複数個の磁電変換器２０、２０．．．が、磁電変換器２０を構成する磁気抵抗効果素子の長辺方向に載置された構成となっている。この磁電変換器２０は実施例１で述べたものを用いている。それぞれの磁電変換器２０に設けられた入力端子３ａ、出力端子３ｂ、接地端子３ｃは、図示しない検知回路に互いに独立して接続されている。本実施例においては、位置検知装置３０の検知幅を広くするために、多数個の磁電変換器２０がホルダ５に配置されたものである。個々の磁電変換器２０は、それを構成する磁気抵抗効果素子が互いに平行で、かつ長辺方向に完全には重ならず配置されているので、少ない磁気抵抗効果素子からなる磁電変換器で、磁気抵抗効果素子１ａの一素子の長さより長い検知幅を得ることができるため、検知幅の広い位置検知装置が構成できる。
【００２２】
（実施例３）
本発明に係る別の実施例の位置検知装置４０を、図３、図４の配置図を用いて説明する。
【００２３】
図３に示すように、位置検知装置４０は、複数個の長方形状の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ．．．が平行二列に、かつ、異なる列の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａどうしが長辺方向に重ならないように、ホルダ５に載置された構造を有している。一方の列に配置された磁気抵抗効果素子１ａと、その磁気抵抗効果素子１ａに隣接し、かつ他方の列に配置された磁気抵抗効果素子１ａとが接続されて、二素子三端子型の磁電変換器５０が複数個構成されている。さらに、それぞれの磁電変換器５０に接続された、入力端子３ａ、出力端子３ｂ、接地端子３ｃは独立して図示しない検知回路に接続されている。なお図４に示すように、一方の列に配置された磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された磁気抵抗効果素子とが、一部分で重なっていてもよい。
【００２４】
以上のような構成を有する位置検知装置は、このように磁気抵抗効果素子が配置されているので、従来よりも少ない磁気抵抗効果素子により検知幅の広い位置検知装置が構成できる。
【００２５】
（実施例４）
本発明に係る別の実施例の位置検知装置６０を、図５の平面図を用いて説明する。
【００２６】
図５に示すように、位置検知装置６０は、複数個の長方形状の磁気抵抗効果素子１ａが長辺方向に平行二列に、かつ長辺方向に完全に重ならずに配置されている。なお一方の列に配置された磁気抵抗効果素子１ａと、他方の列に配置された磁気抵抗効果素子１ａとが、一部分で重なっていてもよい。
【００２７】
そして一方の列から選ばれる任意の磁気抵抗効果素子１ａと、他方の列から選ばれる任意の磁気抵抗効果素子１ａとがそれぞれ直列接続されて二素子三端子型の磁電変換器５０が構成されている。さらに、それぞれの磁電変換器５０の、入力端子３ａ、出力端子３ｂ、接地端子３ｃは独立して図示しない検知回路に接続されている。
【００２８】
以上のような構成を有する位置検知装置はこのように磁気抵抗効果素子が配置されているので、従来よりも少ない磁気抵抗効果素子により検知幅の広い位置検知装置が構成できる。
【００２９】
（実施例５）
本発明に係る別の実施例の位置検知装置７０を、図６の配置図を用いて説明する。
【００３０】
図６に示すように、本発明に係る位置検知装置７０は、基板２に長方形状を有する、複数個の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ．．．が、磁気抵抗効果を有する材料がスパッタリングあるいはバルクからの研削により成膜されたのち、フォトリソグラフィ−により形成された構成を有している。以下に本発明に係る一実施例位置検知装置７０の構造を詳細に説明する。
【００３１】
図示するように、位置検知装置７０は、フェライトからなる基板２に、ＩｎＳｂ薄膜からなる複数個の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ．．．が、平行二列に、かつ、異なる列の磁気抵抗効果素子どうしが、長辺方向に重ならないように配置されるとともに、一方の列に配置された磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置され前記磁気抵抗効果素子に隣接する磁気抵抗効果素子とが接続されて、二素子三端子型の磁電変換器５５が形成されることにより構成されている。また本実施例においては入力端子３ａ、出力端子３ｂ、接地端子３ｃにかえて、入力電極３ｄ、出力電極３ｅ、接地電極３ｆが形成されている。なお一方の列に配置された磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された磁気抵抗効果素子とが、一部分で重なっていてもよい。
【００３２】
本実施例においては、複数個の磁気抵抗効果素子を、フォトリソグラフィ−により絶縁基板に形成するので、製造工程が簡略化されるとともに、磁電変換器相互の位置が精度よく定まる。
【００３３】
以上のような構成を有する位置検知装置はこのように磁気抵抗効果素子が配置されているので、従来よりも少ない磁気抵抗効果素子により検知幅の広い位置検知装置が構成できる。
【００３４】
（実施例６）
本発明に係る別の実施例の位置検知装置８０を、図７の配置図を用いて説明する。
【００３５】
図７に示すように、本発明に係る位置検知装置８０は、基板２に長方形状を有する、複数個の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ．．．が、磁気抵抗効果を有する材料がスパッタリングあるいはバルクからの研削により成膜されたのち、フォトリソグラフィ−により形成されて構成されている。以下に本発明に係る一実施例位置検知装置８０の構造を詳細に説明する。
【００３６】
図示するように、位置検知装置８０は、フェライトからなる基板２に、ＩｎＳｂ薄膜からなる複数個の磁気抵抗効果素子１ａ、１ａ．．．が、平行二列に、かつ、異なる列の磁気抵抗効果素子どうしが長辺方向に完全には重ならないように配置されるとともに、一方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子とが接続されて、二素子三端子型の磁電変換器が形成されることにより構成されている。また一方の列に配置された磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された磁気抵抗効果素子とが、一部分で重なっていてもよい。
【００３７】
以上のような構成により互いに隣接しない磁気抵抗効果素子１ａ、１ａにより二素子三端子型の磁電変換器５５が形成され、位置検知装置８０が構成されている。本実施例においては入力端子３ａ、出力端子３ｂ、接地端子３ｃにかえて、入力電極３ｄ、出力電極３ｅ、接地電極３ｆが形成されている。本実施例においては、複数個の磁電変換器を、一つの工程で絶縁基板に形成するので、製造工程が簡略化されるとともに、磁電変換器相互の位置が精度よく定まる。
【００３８】
以上のような構成を有する位置検知装置はこのように磁気抵抗効果素子が配置されているので、従来よりも少ない磁気抵抗効果素子により検知幅の広い位置検知装置が構成できる。
【００３９】
なお本実施例においては、それぞれの磁気抵抗効果素子と接続電極とを接続する電極膜は互いに交差する部分があるので、絶縁層と交互に形成するという、いわゆる多層薄膜技術により形成される。
【００４０】
また実施例１〜４で説明した位置検知装置は、信号を入力あるいは出力するために、端子を用いた例について説明したが、入出力電極を用いてもよいことはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る磁電変換器は、二個の長方形状の磁気抵抗効果素子が、互いに平行に、かつ長辺方向に完全には重ならずに配置されているので、検知幅を広くできる。
【００４２】
本発明に係る位置検知装置は、検知幅を広くするために、多数個の磁電変換器がホルダに配置され、個々の磁電変換器は、それを構成する磁気抵抗効果素子が互いに平行で、かつ長辺方向に完全には重ならず配置されているので、少ない磁電変換器で、磁気抵抗効果素子の一素子の長さより長い検知幅を得ることができるため、検知幅の広い位置検知装置が構成できる。
【００４３】
本発明に係る位置検知装置は、複数個の長方形状の磁気抵抗効果素子が、平行二列に、かつ異なる列の磁気抵抗効果素子どうしが長辺方向に完全に重ならないように基板に形成され、一方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子と、他方の列に配置された任意の磁気抵抗効果素子とが、相互に直列接続された構成の二素子三端子型磁電変換器を有しているので、少ない磁電変換素子で検知幅が広い位置検知装置が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例磁電変換器の平面図である。
【図２】本発明に係る一実施例位置検知装置の平面図である。
【図３】本発明に係る別の実施例位置検知装置の平面図である。
【図４】本発明に係る別の実施例位置検知装置の平面図である。
【図５】本発明に係る別の実施例位置検知装置の平面図である。
【図６】本発明に係る別の実施例位置検知装置の平面図である。
【図７】本発明に係る別の実施例位置検知装置の平面図である。
【図８】従来の磁電変換器の平面図である。
【図９】従来の位置検知装置の平面図である。
【図１０】従来の位置検知装置の説明図である。
【図１１】従来の位置検知装置の説明図である。
【符号の説明】
１ａ                                      磁気抵抗効果素子
１ｄ、１ｅ                                接続電極
１ｆ                                      中間電極
２                                        基板
３ａ                                      入力端子
３ｂ                                      出力端子
３ｃ                                      接地端子
３ｄ                                      入力電極
３ｅ                                      出力電極
３ｆ                                      接地電極
４                                        磁性体
５                                        ホルダ
２０、５０、９５                          磁電変換器
３０、４０、６０、７０、８０、９０        位置検知装置
【図１】
0003624454.tif 000002
【図２】
0003624454.tif 000003
【図３】
0003624454.tif 000004
【図４】
0003624454.tif 000005
【図５】
0003624454.tif 000006
【図６】
0003624454.tif 000007
【図７】
0003624454.tif 000008
【図８】
0003624454.tif 000009
【図９】
0003624454.tif 000010
【図１０】
0003624454.tif 000011
【図１１】
0003624454.tif 000012