(57)【要約】      （修正有）【課題】コンデンサに作用する外力に起因するノイズを抑制しつつ磁気検出センサからの信号を増幅することができる増幅回路を提供する。【解決手段】磁気検出センサ２より出力される信号の高周波成分を、基板上に面実装され且つ強誘電体からなる第１コンデンサ３１を介して取り出した上で増幅して、増幅信号として出力する増幅回路１であって、第１コンデンサと同一のものであるとともに、基板上に第１コンデンサと近接させつつ略同一姿勢で面実装させた第２コンデンサ５１を具備し、第２コンデンサから得られる信号を基に、前記第１コンデンサにおいて発生するノイズ相当分を増幅信号より除去するノイズキャンセル回路Ｎ１を備えるように構成した。【選択図】図１
2014016229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号出力部より出力される信号の高周波成分を、基板上に面実装され且つ強誘電体からなる第１コンデンサを介して取り出した上で増幅して、増幅信号として出力する増幅回路であって、
前記第１コンデンサと同一のものであるとともに、前記基板上に第１コンデンサと近接させつつ略同一姿勢で面実装させた第２コンデンサを具備し、
当該第２コンデンサから得られる信号を基に、前記第１コンデンサにおいて発生するノイズ相当分を前記増幅信号より除去するノイズキャンセル回路を備えたことを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記ノイズキャンセル回路が、
前記第２コンデンサから得られる信号を入力され、当該信号を正負反転させた反転信号を生成する反転信号生成部と、
当該反転信号生成部より得られる反転信号を入力され、前記第１コンデンサを介して出力させる信号に前記反転信号を足し合わせた加算信号を生成する加算信号生成部とを備えており、
当該加算信号生成部より得られる加算信号を、所定の増幅率によって増幅した上で出力するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記信号出力部と同じ電圧を印加されることで、前記第２コンデンサへの入力電圧を生成する入力電圧生成部を備えており、
前記第２コンデンサの入力インピーダンスが前記第１コンデンサの入力インピーダンスと略同一になるよう、前記入力電圧生成部の内部抵抗を設定していることを特徴とする請求項１又は２に記載の増幅回路。
【請求項４】
前記第１コンデンサ及び第２コンデンサがセラミックコンデンサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の増幅回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の増幅回路を備えるとともに、前記信号出力部を一対の磁気抵抗素子を直列に接続した磁気検出センサとして構成したことを特徴とする磁気検出器。
【請求項６】
請求項５記載の磁気検出器を搬送ラインの途中に備えるとともに、
搬送媒体を前記搬送ラインに沿って搬送する搬送機構を備えており、搬送媒体の搬送を行いつつ磁気の有無または分布を検出することを特徴とする搬送媒体の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微弱な電圧信号を安定して増幅させることのできる増幅回路、並びに、これを適用した磁気検出器及び搬送媒体の磁気検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＣカード等の情報記録体や一般の工業製品等を対象物として、これらを搬送させつつ磁気の有無や分布を検出する搬送媒体の磁気検出装置がよく知られている。こうした搬送媒体の磁気検出装置は、一般に、磁気を検出するための磁気検出器を内部に備えており、この磁気検出器は信号出力部としての磁気検出センサとこれより出力される信号を処理する信号処理部とから構成される。
【０００３】
このような磁気検出センサは一般にインピーダンスが高く、これより得られる信号は微弱なものになるため、この信号を増幅回路を介して増幅することが電気回路の構成上必要となる。また、増幅すべき信号が高周波信号となる場合には、低周波成分を除去するためにハイパスフィルタとして回路途中に直列させて強誘電体からなるコンデンサを設けることも多い。
【０００４】
また、磁気検出センサとしては、磁界の強さにより電気抵抗値が変化する磁気抵抗素子を直列に２つ組み合わせて構成されたものが広く使用されている。これを使用する場合には、直列に組み合わせた磁気抵抗素子の両端に所定の電圧を印加しつつ、磁気抵抗素子間の接続部より出力信号を得ることになる。
【０００５】
上記の構成は、例えば下記非特許文献１において記載されているように、一般的な電気回路として広く用いられている。
【０００６】
これをより簡略化した場合には、図６のような回路構成図で説明することができる。すなわち、磁気検出センサ２は２つの磁気抵抗素子２１，２２を直列に接続して構成されており、その一端を接地するとともに、他端を＋電源に接続して電圧Ｖ１を印加している。そして、磁気抵抗素子２１，２２間の接続点にコンデンサ３１の入力側を接続するとともに、コンデンサ３１からの出力側を吊り下げ抵抗３２を介して接地させた上で増幅器３３の入力部に接続している。増幅器３３は、電力供給のため電圧Ｖ２の＋電源と、電圧Ｖ３の−電源に接続されるとともに、コンデンサ３１より入力された信号を所定の倍率で増幅して、出力部より増幅信号として出力できるようになっている。
【０００７】
こうした構成をとる磁気検出器９０１Ａは、帯磁部９ａを備えた搬送媒体９が磁気検出センサ２を構成する磁気抵抗素子２１，２２の前を図中Ｐ１→Ｐ５のように通過する際、磁界の変化に応じての高周波の信号を出力することができる。
【０００８】
磁気検出器９０１Ａを構成する電気回路は、一般に、磁気検出センサ２以外の大半の部分が１個の基板上に実装される。さらに、近年では、下記特許文献１に見られるように、回路を構成する電子部品を基板上に銅箔等で形成されたパターンの上に直接実装する、いわゆる面実装が広く行われている。こうした面実装方式では、実装に要するスペースを低減して電子部品を含めた基板全体の小型化を図ることができるとともに、リード線が不要となって短絡や破断等の不具合を低減できるとの利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２３２１１０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】松井邦彦著、「センサ応用回路の設計・製作」ＣＱ出版、１９９０年５月発行、ｐ．１５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、増幅回路がハイパスフィルタとして強誘電体からなるコンデンサを備えており、なおかつそのコンデンサを基板上に面実装した場合、コンデンサに外力による影響が生じて増幅信号に影響を及ぼすことがある。
【００１２】
例えば、上述したような、検出対象物である搬送媒体を搬送させつつ磁気を検出する搬送媒体の磁気検出装置においては、搬送媒体の搬送に伴う振動が基板に伝播して、コンデンサに外力として作用し機械的なひずみが生じることで振動に応じた出力変動が生じることがある。こうした現象は、コンデンサとして積層型セラミックコンデンサを用いるときにより顕著に生じ、圧電効果によってより大きな出力変動が生じ、これがノイズ信号として基の信号に加わることで波形を乱し、信号を適切に処理することが困難になるなどの不具合が生じる。
【００１３】
また、上記の問題は、磁気検出器のみならず、微小信号を増幅することを要するインピーダンスが高い出力部を備える装置においても共通しており、一般的な増幅回路としてこれを抑制することが必要といえる。
【００１４】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、基板上に面実装した強誘電体としてのコンデンサに作用する外力の影響を回避して、適切に微小信号の増幅を可能とする増幅回路、並びに、これを適用した高感度な磁気検出器および搬送媒体の磁気検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１６】
すなわち、本発明の増幅回路は、信号出力部より出力される信号の高周波成分を、基板上に面実装され且つ強誘電体からなる第１コンデンサを介して取り出した上で増幅して、増幅信号として出力する増幅回路であって、前記基板上に第１コンデンサと近接させつつ略同一姿勢で面実装させた第２コンデンサを具備し、当該第２コンデンサから得られる信号を基に、前記第１コンデンサにおいて発生するノイズ相当分を前記増幅信号より除去するノイズキャンセル回路を備えたことを特徴とする。
【００１７】
ここでいう「高周波」とは、ハイパスフィルタ等によって取り出させるカットオフ周波数以上の周波数である。
【００１８】
このように構成すると、汎用的な安価な部品を使用して製造コストを低減させつつ、コンデンサ等の電子部品を面実装して基板の小型化を可能とするとともに、面実装されたコンデンサに作用する外力の影響で生じるノイズ相当分を相殺させて、波形がきれいな信号を得ることが可能となる。そのため、信号出力部から出力される信号の高周波成分を適切に取り出して増幅した増幅信号を得ることが可能となる。
【００１９】
上記のノイズキャンセル回路をより具体的に構成して現実化する場合には、前記ノイズキャンセル回路が、前記第２コンデンサから得られる信号を入力され、当該信号を正負反転させた反転信号を生成する反転信号生成部と、当該反転信号生成部より得られる反転信号を入力され、前記第１コンデンサを介して出力させる信号に前記反転信号を足し合わせた加算信号を生成する加算信号生成部とを備えており、当該加算信号生成部より得られる加算信号を、所定の増幅率によって増幅した上で出力するように構成することが好適である。
【００２０】
また、ノイズ抑制効果をより高めるために第２コンデンサに安定的な入力電圧を印加するべく、前記信号出力部と同じ電圧を印加されることで、前記第２コンデンサへの入力電圧を生成する入力電圧生成部を備えており、前記第２コンデンサの入力インピーダンスが前記第１コンデンサの入力インピーダンスと略同一になるよう、前記入力電圧生成部の内部抵抗を設定した構成とすることが好適である。
【００２１】
さらに、上記のノイズ抑制効果を維持しつつ、基板の小型化や製造コスト低減を図るためには、前記第１コンデンサ及び第２コンデンサがセラミックコンデンサであるように構成することが好適である。
【００２２】
また、本発明の磁気検出器は、上記のいずれかに記載の増幅回路を備えるとともに、前記信号出力部を一対の磁気抵抗素子を直列に接続した磁気検出センサとして構成したことを特徴とするものである。このように構成すると、外力の影響によるノイズを抑制することができ、わずかな磁気でも検出が高感度で検出することが可能となる。
【００２３】
また、本発明の搬送媒体の磁気検出装置は、上記の磁気検出器を搬送ラインの途中に備えるとともに、搬送媒体を前記搬送ラインに沿って搬送する搬送機構を備えており、搬送媒体の搬送を行いつつ磁気の有無または分布を検出することを特徴とするものである。このように構成すると、搬送媒体を搬送することで生じる振動に起因するノイズを抑制することができ、わずかな磁気でも精度良く且つ短時間で検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した本発明によれば、高価な電子部品を使用することなく、また、基板上に電子部品を面実装した小型化に有利な形態を維持しつつ、コンデンサに作用する外力に起因するノイズを抑制して、微小信号の波形を適切に保ちつつ増幅することができる増幅回路、並びに、これを適用した高感度な磁気検出器および搬送媒体の磁気検出装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る増幅回路およびこれを備えた磁気検出器の回路構成図。
【図２】同増幅回路における基板の一部を模式的に示した平面図。
【図３】同磁気検出器を構成する磁気検出センサから得られる出力信号を模式的に示した説明図。
【図４】同磁気検出器を備えた搬送媒体の磁気検出装置を模式的に示した側断面図。
【図５】図１に示す磁気検出器を変形した例を示す回路構成図。
【図６】従来の増幅回路およびこれを備えた磁気検出器の回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２７】
この実施形態の増幅回路１及びこれを備えた磁気検出器１Ａは、図１の回路構成図に示すように構成している。また、この磁気検出器１Ａを備えた搬送媒体の磁気検出装置１Ｂを、図４の模式図に示すように構成している。
【００２８】
なお、これらの図中においては、従来技術の説明に用いた図６と共通する部分については同じ符号を用いている。
【００２９】
まず、図４を用いて、本願の磁気検出装置１Ｂの構成について説明する。磁気検出装置１Ｂは、内部に磁気検出器１Ａを備えているとともに、搬送媒体９を所定の搬送ラインに沿って搬送するための搬送機構７を備えている。搬送機構７は、複数の駆動ローラ７１〜７１より構成されており、図示しない制御部を通じて制御することで、上面に搬送媒体９を載せたまま回転させて、搬送媒体９を搬送することができるようになっている。磁気検出器１Ａは、信号出力部としての磁気検出センサ２と、この磁気検出センサ２に電力を供給しつつこれより得られる信号を処理する信号処理部１１より構成されている。
【００３０】
こうすることで、本願における搬送媒体の磁気検出装置１Ｂでは、搬送媒体９を搬送させつつ磁気検出センサ２で帯磁部９ａを検出して、搬送媒体９における磁気の有無や、磁気の分布を検知することが可能となっている。
【００３１】
これに搭載した磁気検出器１Ａは、図１に示すように、磁気検出センサ２より得られる信号を増幅回路１によって増幅した後、信号処理部１１（図４参照）によって用いられることで所定の処理が行われるようになっている。また、本実施形態における増幅回路１は、電気回路の途中にノイズキャンセル回路Ｎ１が設けられている。
【００３２】
磁気検出センサ２は、内部で直列に接続された２つの磁気抵抗素子２１，２２を有しており、この一方の端部を接地するとともに、他方の端部は電圧Ｖ１の＋電源に接続している。２つの磁気抵抗素子２１，２２は同一の仕様のもので、無磁界において所定の抵抗値、例えば１．３ｋΩを示すものを用いている。これらは、磁界強度の増加に依存して抵抗値が増大する特性を有している。
【００３３】
磁気抵抗素子２１，２２間の接続点には、ハイパスフィルタとして強誘電体からなる第１コンデンサ３１を直列に接続している。この第１コンデンサ３１としては、具体的には、積層型のセラミックコンデンサを用いている。一般的には、セラミックコンデンサは、極性が無く取り扱いが容易である上に、小型であるために基板を小さくできる。また、寿命が長く管理も容易となる。そのため、これを用いることで製造コスト低減を図れる等の利点がある。
【００３４】
コンデンサ３１からの出力側は、抵抗値Ｒ０の吊り下げ抵抗３２を介して接地させた上で、ノイズキャンセル回路Ｎ１の一部を構成する加算信号生成部としての加算器６１に接続するようにしている。そして、加算器６１の出力部を増幅器３３の入力部に接続するようにしている。この加算器６１は公知の回路構成など様々な手段を用いて構成することが可能である。
【００３５】
増幅器３３は、電力供給のため電圧Ｖ２の＋電源と、電圧Ｖ３の−電源に接続されるとともに、加算器６１を通じて入力された信号を所定の倍率で増幅し、増幅信号として出力できるようになっている。この実施形態においては、一例として増幅率を１０００倍としているが、こうした増幅倍率は信号処理全体の回路構成に応じて適宜変更することが可能である。なお、増幅器３３は、図中で示すようにオペアンプを中心とした回路として構成している。
【００３６】
上記のように説明した電気回路は、加算器６１を除いては、ほぼ従来の電気回路と等しいものといえる。こうした主となる電気回路に対して、ノイズキャンセル回路Ｎ１は以下のように構成している。
【００３７】
ノイズキャンセル回路Ｎ１は、後述する第２コンデンサ５１に入力する電圧を安定して得るための入力電圧生成部４を備えている。入力電圧生成部４は、内部抵抗である２つの抵抗４１，４２を直列に接続した構成を採っており、一方の端部を接地するとともに、他方の端部を電圧Ｖ１の＋電源に接続している。そして、抵抗４１，４２は、上述した磁気検出センサ２の無磁界における内部抵抗値と同一の所定の値、例えば１．３ｋΩの抵抗値を示す固定抵抗として構成している。こうすることで第１コンデンサ３１の入力インピーダンスと、第２コンデンサ５１の入力インピーダンスとが略同一になるようにしている。さらに、磁気検出センサ２に接続するものと同じ電源に接続して、これに印加している電圧と同じ電圧が入力電圧生成部４にも印加されるようになっている。そのため、第２コンデンサ５１に入力する電圧を、磁気検出センサ２の信号出力に対応したノイズの少ない安定したものにすることが可能となっている。さらには、何らかの要因で電源電圧が不安定になった場合であっても、第１コンデンサ３１と第２コンデンサ５１とでは同じように変動した出力が得られるために、こうした変動分の相殺もできるようになっている。
【００３８】
入力電圧生成部４を構成する２つの抵抗４１，４２の間の接続点には、ハイパスフィルタとして強誘電体からなる第２コンデンサ５１を直列に接続するとともに、この出力側には吊り下げ抵抗５２を介して接地させた上で、反転信号生成部としての反転器５３に接続するようにしている。また、第２コンデンサ５１として上述の第１コンデンサ３１と同一の積層型のセラミックコンデンサを用いている。さらに、吊り下げ抵抗５２の抵抗値をＲ０として、上述の吊り下げ抵抗３２の抵抗値と同一に設定している。すなわち、入力電圧生成部４のみならず、これより下流側の、第２コンデンサ５１および吊り下げ抵抗５２までの回路構成も、主となる電気回路部分とほぼ同一になるように構成している。
【００３９】
反転器５３は、電力供給のため電圧Ｖ２の＋電源と電圧Ｖ３の−電源に接続されており、第２コンデンサ５１側より入力された信号を正負反転させた状態として、上述した加算器６１に向けて出力するようにしている。なお、この反転器５３は、図中で示すようにオペアンプを中心とした回路として構成している。
【００４０】
加算器６１では、第１コンデンサ３１側から信号が入力されるとともに、第２コンデンサ５１側から反転器５３を介して信号が与えられる。そして、これらの信号を加算させた加算信号を出力して、上述の増幅器３３に対して出力するようにしている。
【００４１】
後述するように第１コンデンサ３１より出力される信号には、本来得るべき信号にノイズ成分、すなわちノイズ信号が上乗せされて含まれているのに対して、第２コンデンサ５１からは第１コンデンサから発生するノイズ信号に対応するダミーのノイズ信号がきれい波形となって出力されるため、第２コンデンサ５１からの信号を反転させた上で双方の信号を足し合わせることで、ノイズ相当分のみをキャンセルして本来得るべき信号を高精度に得ることが可能となる。
【００４２】
上述した増幅回路１を構成する電子部品の多くは、図２に模式的に記載するように、１個の基板Ｂ上に実装され小型化が可能となっている。また、基板上に形成された銅箔パターンＣの上に直接電子部品を実装するいわゆる面実装方式を採ることで、より小型化を行うことが可能となっている。
【００４３】
さらに、増幅回路１の一部を構成する第１コンデンサ３１と、第２コンデンサ５１とは、同一方向に配した略同一姿勢とした上で、近接させて基板Ｂ上に配置している。
【００４４】
基板Ｂが取り付けられている装置に振動が生じた場合には、その振動が外力として基板Ｂに作用することで、基板Ｂ上で面実装されているコンデンサ３１，５１に対しても外力の影響が生じる。すなわち、コンデンサ３１，５１に対して撓みなどの機械歪みが生じることで、コンデンサ３１，５１の特性に変化を及ぼし、コンデンサ３１，５１からは外力に応じた出力変動としてノイズ信号を発する。
【００４５】
こうした現象は、積層型セラミックコンデンサなど圧電効果を有するものにおいては特に顕著に表れる。
【００４６】
本実施形態において、主となる電気回路部分を構成する第１コンデンサ３１と、ノイズキャンセル回路Ｎ１を構成する第２コンデンサ５１とは、上述したように、同一のものとされており、さらに基板Ｂ上で略同一姿勢で近接させて配置させていることから、ほぼ同じノイズ信号を発することになる。
【００４７】
上記のように構成した増幅回路１を備えた磁気検出器２においては、次のように信号を得ることが可能となる。
【００４８】
まず、図１に示すように、帯磁部９ａが一部に形成された搬送媒体９を、図中Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５のように搬送させる場合、磁気検出センサ２からは図３のような信号出力Ｓが得られる。以下、図１を参照しつつ図３を用いて説明を行う。
【００４９】
すなわち、帯磁部９ａが磁気検出センサ２より十分離間しており、無磁界の状態である場合には、磁気検出センサ２からＶ１／２の電圧信号が出力される。そして、帯磁部９ａが２つの磁気抵抗素子２１，２２に近接し離間していく過程で、磁界が変化することによってＶ１／２の電圧を基準として一旦減少して最小ピーク値を採り、その後増大してＶ１／２よりも大きな最大ピーク値となり、再び減少して基準となるＶ１／２の電圧に戻る。
【００５０】
このように１個の帯磁部９ａの通過によって、電圧の谷と山とがセットになった交流類似の信号が得られることになる。また、こうした信号の大小の変化速度は、搬送媒体の搬送速度にも依存するが、多くの場合には高周波となって表れる。
【００５１】
そこで、この信号は、ハイパスフィルタとしての第１コンデンサ３１を通じて、高周波成分のみが取り出された上で、吊り下げ抵抗３２の効果によって、基準を０Ｖとされた上で出力される。
【００５２】
しかしながら、ノイズキャンセル回路Ｎ１を設けない場合においては、上述のように、振動等の外力の影響により、第１コンデンサ３１からはノイズ信号が発せられることになる。そのため、磁気検出センサ２からの出力信号より低周波成分のみをカットした本来得るべき信号に、ノイズ信号が上乗せされた状態で出力される。
【００５３】
従って、通常であれば、帯磁部９ａの存在を検知するために、上側の閾値Ｖｔ１、下側の閾値Ｖｔ２を設定しておけば、それぞれ、二回ずつ閾値を横切ることで１個の帯磁部の存在９ａが確認できる。しかしながら、ノイズ信号が上乗せされては信号Ｓの波形が乱れると、１個の帯磁部９ａでありながら、何度も閾値Ｖｔ１，Ｖｔ２を横切ることになり、どの時点で、いくつの帯磁部９ａが通過したかを特定することが困難となる。そのため、精度良く、磁気の検出を行うことができないことになる。
【００５４】
これに対して、本実施形態の磁気検出器１Ａにおいては、ノイズキャンセル回路Ｎ１を備えているために、外乱による影響を回避することができる。
【００５５】
まず、ノイズキャンセル回路Ｎ１においては、入力電圧生成部４において安定した電圧を生成した上で、第２コンデンサ５１に直列に接続させている。第２コンデンサ５１は、上述したように、第１コンデンサ３１と同じ特性を有するとともに、基板Ｂ（図２参照）上でほぼ同じ位置に同じ姿勢で実装されているため、第１コンデンサ３１におけるノイズ信号とほぼ同じ波形のダミーのノイズ信号を発する。このとき、第２コンデンサ５１の入力側には、上述したようにノイズの少ない安定した電圧が生成されて印加されているため、より純粋な形態でダミーのノイズ信号が発せられる。すなわち第１コンデンサ３１側の出力信号に含まれるノイズ成分のみが抜き出された形態で生成されることになる。
【００５６】
そして、このダミーのノイズ信号は、吊り下げ抵抗５２による効果で基準を０Ｖとされた上で、反転器５３によって正逆を反転された反転信号とされる。この反転信号は、ノイズキャンセル信号として、加算器６１により第１コンデンサ３１側から出力された信号と足し合わされた加算信号として出力される。この加算信号は、ノイズ成分のみが相殺された本来得るべき信号となる。そして、増幅部３３によって所定の倍率に拡大された上で増幅信号として出力される。すなわち、このようにして増幅信号よりノイズ相当分が除去される。
【００５７】
こうすることで、本来磁気検出センサ２より本来得るべき信号の波形を乱すこと無く、適切に増幅して得ることができ、磁気の検出精度を向上することが可能となる。
【００５８】
また、この磁気検出器１１Ａを備えた搬送媒体の磁気検出装置１１Ｂとして構成した場合には、搬送機構７を動作させることにより搬送媒体９を搬送ラインに沿って搬送させても磁気検出精度が低下することがないため、わずかな磁気でも短時間で精度良く検出を行うことが可能となる。そのため、搬送媒体９における磁気の有無や磁気の分布を高速かつ高精度に検出することが可能となる。また、振動等の外力が基板Ｂに作用しても、検出精度に影響を及ぼすことが無いため、基板Ｂの設置手段を簡略化することができ、より製造コストを低減することも可能となる。
【００５９】
以上のように、本実施形態における増幅回路１は、磁気検出センサ２より出力される信号の高周波成分を、基板Ｂ上に面実装され且つ強誘電体からなる第１コンデンサ３１を介して取り出した上で増幅して、増幅信号として出力する増幅回路１であって、第１コンデンサ３１と同一のものであるとともに、基板Ｂ上に第１コンデンサ３１と近接させつつ略同一姿勢で面実装させた第２コンデンサ５１を具備し、第２コンデンサ５１から得られる信号を基に、前記第１コンデンサにおいて発生するノイズ相当分を増幅信号より除去するノイズキャンセル回路Ｎ１を備えるように構成したものである。
【００６０】
このように構成しているため、安価な部品を使用して製造コストを低減させつつ、電子部品を面実装させて基板の小型化を可能にするとともに、基板Ｂ上で面実装されたコンデンサ３１に作用する外力の影響で生じるノイズ相当分を相殺させて、波形がきれいな増幅信号を得ることが可能となる。そのため、磁気検出センサ２から出力される信号の高周波成分を適切に増幅して得ることが可能となる。
【００６１】
また、ノイズキャンセル回路Ｎ１が、第２コンデンサ５１から得られる信号を入力され、その信号を正負反転させた反転信号を生成する反転器５１と、その反転器５１より得られる反転信号を入力され、第１コンデンサ３１を介して出力させる信号に反転信号を足し合わせた加算信号を生成する加算器６１とを備えており、この加算器６１より得られる加算信号を、所定の増幅率によって増幅した上で出力するように構成しているため、より上記の効果を好適に得ることが可能となっている。
【００６２】
また、磁気検出センサ２と同じ電圧を印加されることで、第２コンデンサ５１への入力電圧を生成する入力電圧生成部４を備えており、第２コンデンサ５１の入力インピーダンスが第１コンデンサ３１の入力インピーダンスと略同一になるよう、入力電圧生成部４の内部抵抗４１，４２を設定するように構成しているため、磁気検出センサ２に応じて安定的に電圧を与えて、ノイズを相殺するためのダミーのノイズ信号を効果的に生成し、よりノイズ低減効果を一層高めることが可能となる。
【００６３】
また、第１コンデンサ３１及び第２コンデンサ５１がセラミックコンデンサとするように構成しているため、ノイズの抑制を図るとともに、基板Ｂの小型化や製造コストの低減を行うことも可能となる。
【００６４】
さらに、本実施形態の磁気検出器１Ａは、上記のように構成した増幅回路１を備えるとともに、信号出力部として一対の磁気抵抗素子２１，２２を直列に接続した磁気検出センサ２を備えているため、外力の影響を受けることなく、わずかな磁気でも高感度に検出することが可能となっている。
【００６５】
さらに、本実施形態の搬送媒体の磁気検出装置１Ｂは、磁気検出器１Ａを搬送ラインの途中に備えるとともに、搬送媒体９を搬送ラインに沿って搬送する搬送機構７を備えており、搬送媒体９の搬送を行いつつ磁気の有無または分布を検出するように構成しているため、搬送媒体９を搬送することで生じる振動の影響を回避しつつ、わずかな磁気でも精度良く且つ短時間で検出が可能となっている。
【００６６】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００６７】
例えば、上述の実施形態においては、ノイズキャンセル回路Ｎ１を用いて、ノイズ信号を相殺させた信号を生成した上で、増幅器３３を通じて増幅することで、ノイズ相当分が除去された増幅信号を得ていたが、この回路を変形して図５のように構成することも可能である。なお、この図では、他の図と共通する部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図５の変形例では、第１コンデンサ３１側から得られた信号を、ノイズキャンセル回路Ｎ２を通過すること無く直接的に増幅器３３に入力して、所定倍率への増幅を行っている。他方、ノイズキャンセル回路Ｎ２においては、第２コンデンサ５１から得た信号を反転増幅器２５３を介して正負反転とともに所定倍率での増幅までを行った上で出力し、この後に設けている加算器６１によって増幅器３３からの出力信号と足し合わせるようにしている。なお、この反転増幅器２５３も、図中で示すようにオペアンプを中心とした回路として構成することができる。
【００６９】
このように、各信号の増幅と足し合わせの順序を入れ替えて構成した増幅回路２０１であっても、上述の実施形態の場合と同様、増幅信号よりノイズ相当分が除去されたきれいな波形の出力信号を得ることが可能となる。こうした増幅回路２０１を備えた磁気検出器２０１Ａおよびこれを備えた搬送媒体の磁気検出装置であっても、上記と同様の効果を得ることが可能である。
【００７０】
また、上述の実施形態においては、第２コンデンサ５１に安定した電圧の印加を行うため入力電圧生成部４を構成していたが、理論上はこの部分をオープン回路として構成することも可能である。ただし、安定電圧の印加を行いつつ、他の部分から発せられる別のノイズ信号による影響を回避する点で、上記実施形態の構成とすることがより好ましい。
【００７１】
また、上述の実施形態においては、反転信号生成部、増幅信号生成部、加算信号生成部を、それぞれ反転器５３、増幅器３３、加算器６１として構成していたが、こうした反転、増幅、加算としての機能を備える限り、様々な種類の電子部品の組み合わせで構成するなど、様々な形態とすることも可能である。さらには、図１で示した加算器６１と増幅器３３を１個の電気回路として構成するなど、電気回路全体の構成を種々変更することも可能である。
【００７２】
また、上述の実施形態においては、増幅回路１を磁気検出センサ２からの信号を増幅するものとして構成していたが、磁気検出センサ２以外のものであっても、同様に信号を発する信号出力部として構成されているものである限りこの増幅回路１を広く適用することが可能であり、同じように外乱の影響を受けること無く、高精度に高周波成分を取りだして増幅することが可能となる。
【００７３】
さらには、上述の実施形態では、強誘電体からなるコンデンサ３１，５１として積層型セラミックコンデンサを用いたが、基板Ｂ上に面実装する構成である限り、他のタイプのものを用いても上記と同様の構成とすることで同一の効果を得ることが可能である。
【００７４】
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…増幅回路
１Ａ…磁気検出器
１Ｂ…搬送媒体の磁気検出装置
２…磁気検出センサ
４…入力電圧生成部
９…搬送媒体
２１，２２…磁気抵抗素子
３１…第１コンデンサ
３３…増幅部（増幅信号生成部）
４１，４２…（内部）抵抗
５１…第２コンデンサ
５３…反転器（反転信号生成部）
６１…加算器（加算信号生成部）
Ｂ…基板
Ｎ１，Ｎ２…ノイズキャンセル回路
【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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