(57)【要約】【課題】検出対象に磁石を搭載しなくても、長距離の位置を検出することができる位置センサを提供する。【解決手段】各磁気素子３１〜３５は、磁性体で構成された検出対象１００のうちの支持基板１０の裏面１２の面方向の先端部１１０が磁界の透過範囲に対応する空間部２００を基準位置から一方向に移動する移動量に応じて変化する磁界の大きさに対応した検出信号を出力する。信号処理部４０は、各磁気素子３１〜３５の検出信号の検出値に基づいて、先端部１１０が通過する磁気素子３１〜３５の優先順位が最も高くなるように各磁気素子３１〜３５に優先順位を付け、優先順位が最も高い磁気素子３１〜３５の検出信号を優先して信号処理する。これにより、検出対象１００への磁石２０の搭載が不要になる。また、先端部１１０の位置に対応した磁気素子３１〜３５の検出信号を優先して信号処理することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面（１１）及び裏面（１２）を有する支持基板（１０）と、
前記表面（１１）に直交する方向に磁界を発生させると共に、前記表面（１１）に固定された磁界発生部（２０）と、
前記裏面（１２）のうちの前記磁界の透過範囲に当該裏面（１２）の一方向に沿って複数設けられ、磁性体で構成された検出対象（１００）のうちの前記裏面（１２）の面方向の先端部（１１０）が前記透過範囲に対応する空間部（２００）を基準位置から前記一方向に移動する移動量に応じて変化する前記磁界の大きさに対応した検出信号を出力する磁気素子（３１〜３５）と、
前記複数の磁気素子（３１〜３５）それぞれから前記検出信号を入力し、前記検出信号の検出値に基づいて、前記先端部（１１０）が通過する磁気素子（３１〜３５）の優先順位が最も高くなるように前記複数の磁気素子（３１〜３５）に優先順位を付け、当該優先順位が最も高い磁気素子（３１〜３５）の検出信号を優先して信号処理する信号処理部（４０）と、
を備えている位置センサ。
【請求項２】
前記複数の磁気素子（３１〜３５）は、前記裏面（１２）に垂直な方向において、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部（４０）は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子（３１〜３５）の優先順位を高くする請求項１に記載の位置センサ。
【請求項３】
前記磁界発生部（２０）は、前記一方向に離間して配置されていると共に互いに逆向きの磁界を発生させる第１の磁界発生部（２１）と第２の磁界発生部（２２）とのペア（２３〜２７）を前記複数の磁気素子（３１〜３５）毎に有し、前記検出対象（１００）が前記空間部（２００）に位置しない状態では前記裏面（１２）に対して傾斜した向きの前記磁界を前記複数の磁気素子（３１〜３５）に印加し、
前記複数の磁気素子（３１〜３５）は、前記裏面（１２）のうち前記一方向における前記第１の磁界発生部（２１）及び前記第２の磁界発生部（２２）の最大幅、及び、前記面方向のうち前記一方向に垂直な幅方向において前記第１の磁界発生部（２１）から前記第２の磁界発生部（２２）までの最大幅の前記透過範囲に配置され、さらに、前記裏面（１２）に垂直な方向において、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部（４０）は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子（３１〜３５）の優先順位を高くする請求項１に記載の位置センサ。
【請求項４】
前記磁界発生部（２０）は、前記一方向に離間して配置されていると共に同じ向きの磁界を発生させる第１の磁界発生部（２１）と第２の磁界発生部（２２）とのペア（２３〜２７）を前記複数の磁気素子（３１〜３５）毎に有し、前記検出対象（１００）が前記空間部（２００）に位置しない状態では前記裏面（１２）に対して傾斜した向きの前記磁界を前記複数の磁気素子（３１〜３５）に印加し、
前記複数の磁気素子（３１〜３５）は、前記裏面（１２）のうち前記一方向における前記第１の磁界発生部（２１）及び前記第２の磁界発生部（２２）の最大幅、及び、前記面方向のうち前記一方向に垂直な幅方向において前記第１の磁界発生部（２１）から前記第２の磁界発生部（２２）までの最大幅の前記透過範囲に配置され、さらに、前記裏面（１２）に垂直な方向において、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部（４０）は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号の優先順位を高くする請求項１に記載の位置センサ。
【請求項５】
前記複数の磁気素子（３１〜３５）は、前記面方向のうち前記一方向に垂直な幅方向の中心位置（３６）が前記磁界発生部（２０）における前記幅方向の中心位置（２８）から当該幅方向のうちの一方にずらされており、さらに、前記裏面（１２）に垂直な方向において、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する際に前記検出値が変化する検出信号を出力する一方、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する前及び通過した後に前記検出値が飽和した検出信号を出力し、
前記信号処理部（４０）は、前記検出値が飽和した検出信号よりも前記検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子（３１〜３５）の優先順位を高くする請求項１に記載の位置センサ。
【請求項６】
前記複数の磁気素子（３１〜３５）は、前記裏面（１２）に垂直な方向において、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する前及び通過した後に前記裏面（１２）に垂直な向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値が飽和した検出信号を出力する一方、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する際に前記裏面（１２）に対して傾斜した向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値に極値（３１ａ〜３５ａ）を含んだ検出信号を出力し、
前記信号処理部（４０）は、前記検出信号毎に前記極値（３１ａ〜３５ａ）を検出すると共にカウントし、前記極値（３１ａ〜３５ａ）のカウント数が奇数値または偶数値に基づいて前記複数の磁気素子（３１〜３５）に優先順位を付ける請求項１に記載の位置センサ。
【請求項７】
前記複数の磁気素子（３１〜３５）は、前記裏面（１２）に垂直な方向において、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する前及び通過した後に前記裏面（１２）に垂直な向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値が飽和した検出信号を出力する一方、前記検出対象（１００）の前記先端部（１１０）が通過する際に前記裏面（１２）に対して傾斜した向きの前記磁界が印加されることにより前記検出値に極値（３１ａ〜３５ａ）を含んだ検出信号を出力し、
前記信号処理部（４０）は、前記検出値が前記極値（３１ａ〜３５ａ）に対応した前記先端部（１１０）の位置よりも前の位置に対応していると仮定した場合の当該前の位置に対応する検出信号の検出値との関係、及び、前記検出値が前記極値（３１ａ〜３５ａ）に対応した前記先端部（１１０）の位置よりも先の位置に対応していると仮定した場合の当該先の位置に対応する検出信号の検出値との関係、に基づいて前記複数の磁気素子（３１〜３５）に優先順位を付ける請求項１に記載の位置センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象の位置を検出する位置センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直線上の位置を検出する位置センサが、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、位置センサは、厚さ方向に着磁された磁石の片面に当該磁石の長さ方向に対する幅が当該長さ方向の位置によって異なる磁性板が設けられたセンサ本体を備えている。また、位置センサは、センサ本体の磁性板の上方に一定のギャップを空けて長手方向に沿って移動する磁気変換素子を備えている。
【０００３】
このような構成によると、磁石から出る磁界が幅の異なる磁性板によって遮蔽されるので、磁性板の表面の磁界強さが磁石の長さ方向の位置によって変化する。したがって、移動する磁気変換素子からの出力を検知することで、磁気変換素子の磁石に対する位置を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６４３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、検出対象であるセンサ本体に磁石を備えた構成が必要になる。このため、長い距離の位置を検出するためには、長い距離に応じたサイズの磁石が必要になる。また、磁石に対する磁性板の幅によって磁束の大きさを変化させているので、磁石の長さ方向の位置によって磁性板から漏れる磁束の変化を大きくするためには磁石の幅も大きくしなければならない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、検出対象に磁石を搭載しなくても、長距離の位置を検出することができる位置センサ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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、位置センサは、表面（１１）及び裏面（１２）を有する支持基板（１０）と、表面に直交する方向に磁界を発生させると共に、表面に固定された磁界発生部（２０）と、を備えている。
【０００８】
また、位置センサは、裏面のうちの磁界の透過範囲に当該裏面の一方向に沿って複数設けられ、磁性体で構成された検出対象（１００）のうちの裏面の面方向の先端部（１１０）が透過範囲に対応する空間部（２００）を基準位置から一方向に移動する移動量に応じて変化する磁界の大きさに対応した検出信号を出力する磁気素子（３１〜３５）を備えている。
【０００９】
さらに、位置センサは、複数の磁気素子それぞれから検出信号を入力し、検出信号の検出値に基づいて、先端部が通過する磁気素子の優先順位が最も高くなるように複数の磁気素子に優先順位を付け、当該優先順位が最も高い磁気素子の検出信号を優先して信号処理する信号処理部（４０）を備えている。
【００１０】
これによると、磁界発生部が支持基板に備えられているので、検出対象に磁石を搭載しなくても複数の磁気素子に印加される磁界の大きさを変化させることができる。また、複数の磁気素子は信号処理部によって優先順位が付けられるので、検出対象の先端部の位置に対応した磁気素子の検出信号を優先して信号処理することができる。したがって、検出対象に磁石を搭載しなくても、長距離を移動する検出対象の位置を検出することができる。
【００１１】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る位置センサの側面図である。
【図２】検出対象移動量に対する磁気素子の出力を示した図である。
【図３】検出対象移動量に対する信号処理後の出力を示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る位置センサの側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る位置センサの側面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る位置センサの側面図である。
【図７】図６のVII−VII断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII断面図である。
【図９】第５実施形態において、検出対象の先端部の通過前後で磁気ベクトルの向きが同じになることを説明するための位置センサの一部側面図である。
【図１０】第５実施形態において、各磁気素子の優先順位の付け方を説明するための図である。
【図１１】第６実施形態において、各磁気素子の優先順位の付け方を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る位置センサは、検出対象の位置を検出するものである。図１に示されるように、位置センサ１は、支持基板１０、磁石２０、複数の磁気素子３１〜３５、及び信号処理部４０を備えて構成されている。
【００１５】
支持基板１０は、表面１１及び裏面１２を有する板状の部品である。支持基板１０は、図示しないパッドや配線パターンが形成された回路基板である。支持基板１０として、プリント基板等の磁束を透過するものが用いられる。
【００１６】
磁石２０は、検出対象１００の有無に応じて変化する磁束を各磁気素子３１〜３５に印加するために、磁界を発生させる部品である。磁石２０は、支持基板１０の表面１１に直交する方向に磁束が向くように当該表面１１に接着剤等で固定されている。例えば、磁石２０のＮ極が支持基板１０の表面１１側に向けられている。これにより、磁束の向きが支持基板１０の表面１１側から裏面１２側となる。
【００１７】
ここで、検出対象１００は、板状の磁性体によって構成されている。検出対象１００は、支持基板１０の裏面１２から離れて位置している。また、検出対象１００は、各磁気素子３１〜３５に対して一定のギャップを空けて、支持基板１０の裏面１２の面方向に基準位置から移動する。具体的には、検出対象１００のうち支持基板１０の裏面１２の面方向の先端部１１０が、当該裏面１２の上方の空間のうち磁束の透過範囲に対応する空間部２００を当該面方向に移動する。
【００１８】
複数の磁気素子３１〜３５は、検出対象１００の先端部１１０の基準位置からの移動量に応じて変化する磁束の大きさに対応した検出信号を出力する素子である。検出信号は、例えば磁束の強弱に対応した大きさの電圧である。各磁気素子３１〜３５として、磁気の強さを検出するホール素子や、磁気ベクトルを検出する磁気抵抗素子が用いられる。磁気抵抗素子は、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＧＭＲ素子として構成される。本実施形態では、各磁気素子３１〜３５としてホール素子を用いている。
【００１９】
また、各磁気素子３１〜３５は、支持基板１０の裏面１２のうちの磁束の透過範囲に当該裏面１２の一方向に沿って実装されている。具体的には、各磁気素子３１〜３５は、一方向と同じ方向である検出対象１００の移動方向に沿って直線上に一列に配置されていると共に、互いに離間して配置されている。本実施形態では、５個の磁気素子３１〜３５が支持基板１０に設けられている。また、全ての磁気素子３１〜３５が同じ機能及び構成を有している。
【００２０】
信号処理部４０は、各磁気素子３１〜３５から各検出信号を入力して信号成分を取得する信号処理や、感度やオフセット等の信号処理を行う回路部である。また、信号処理部４０は、各検出信号の検出値に基づいて、先端部１１０が通過する磁気素子３１〜３５の優先順位が最も高くなるように各磁気素子３１〜３５に優先順位を付ける機能を有している。そして、信号処理部４０は、どの磁気素子３１〜３５をアクティブにするのかを各磁気素子３１〜３５の優先順位に従って決定する。これにより、信号処理部４０は、優先順位が最も高い磁気素子３１〜３５の検出信号を優先して信号処理する。
【００２１】
信号処理部４０は、例えばＩＣチップとして構成されている。信号処理部４０は、支持基板１０の裏面１２に実装されていても良い。
【００２２】
以上が、位置センサ１の構成である。なお、位置センサ１は、上記各構成を収容する筐体や、他の装置と電気的接続を行うための端子等を備えている。
【００２３】
次に、位置センサ１の作動について説明する。まず、図１に示されるように、空間部２００での検出対象１００の位置に応じて磁束の強弱が異なる。具体的には、支持基板１０の裏面１２に垂直な方向に検出対象１００が位置する場合、磁石２０の磁束は磁性体である検出対象１００に引き寄せられるので、磁束が強くなる。一方、支持基板１０の裏面１２に垂直な方向に検出対象１００が位置しない場合、磁石２０の磁束の強さは変化しない。つまり、検出対象１００が位置する場合よりも磁束が弱くなる。
【００２４】
このような磁束の強弱は、検出対象１００の先端部１１０の移動に伴って、当該先端部１１０の移動方向（一方向）に変化する。したがって、各磁気素子３１〜３５は、先端部１１０の位置に応じた検出信号を出力する。ここで、磁気素子３１の検出値をＶ１、磁気素子３２の検出値をＶ２、磁気素子３３の検出値をＶ３、磁気素子３４の検出値をＶ４、磁気素子３５の検出値をＶ５とする。
【００２５】
図２に示されるように、先端部１１０が磁気素子３１に近づくと、磁気素子３１の検出値Ｖ１が変化する。そして、先端部１１０の移動量の増加に伴って磁気素子３１が受ける磁束が強くなるので、検出値Ｖ１も増加する。磁気素子３１が受ける磁束の強さが最大になると、出力Ｖ１は一定値となる。他の磁気素子３２〜３５の各出力Ｖ２〜Ｖ５も同じ変化をする。
【００２６】
このように、各磁気素子３１〜３５は、先端部１１０が通過する前及び通過した後に検出値が飽和した検出信号を出力する。一方、各磁気素子３１〜３５は、支持基板１０の裏面１２に垂直な方向において、先端部１１０が通過する際に検出値が変化する検出信号を出力する。
【００２７】
また、各検出値Ｖ１〜Ｖ５には切替閾値が設定されている。これは、各磁気素子３１〜３５が受ける磁束の強さが最大または最小になると検出値Ｖ１〜Ｖ５が飽和した一定値になるので、磁束の変化に応じて検出値が変化する範囲を切替閾値によって設定するためである。
【００２８】
切替閾値は、各検出値に対して最大値側と最小値側との２つが設定されている。切替閾値は固定値ではなく、各検出値の最大値及び最小値に対応して変動するように設定されている。切替閾値は、信号処理部４０に予め記憶されている。
【００２９】
そして、信号処理部４０は、検出値が飽和した検出信号よりも検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子３１〜３５の優先順位を高くする。一つの例として、検出値Ｖ１が最小値側の切替閾値を超えたとき、検出値Ｖ２〜Ｖ５は最小値側の切替閾値を超えていない場合、信号処理部４０は磁気素子３１の優先順位を磁気素子３２〜３５よりも高くする。別の例として、検出値Ｖ１〜Ｖ５のうちの複数の値が切替閾値間で変化している場合、信号処理部４０は検出値Ｖ１〜Ｖ５の相互の関係に基づいて各磁気素子３１〜３５に優先順位を付ける。
【００３０】
そして、信号処理部４０は優先順位が最も高い磁気素子３１〜３５の検出信号を優先して感度やオフセット等の信号処理を行う。これにより、先端部１１０に対応する磁気素子３１〜３５の検出値Ｖ１〜Ｖ５が優先して信号処理されるので、図３に示されるように検出対象移動量に対する信号処理後の位置センサ１の出力が得られる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る位置センサ１は磁石２０が支持基板１０に備えられた構成になっているので、検出対象１００に磁石２０を搭載しなくても各磁気素子３１〜３５に印加される磁界の大きさを変化させることができる。また、信号処理部４０によって各磁気素子３１〜３５に優先順位が付けられるので、先端部１１０の位置に対応した磁気素子３１〜３５の検出信号を優先して信号処理することができる。したがって、検出対象１００に磁石２０を搭載しなくても、長距離を移動する検出対象１００の位置を検出することができる。
【００３２】
位置センサ１は、例えば、自動車ドライブシャフト、カムシャフト、ギヤ等の回転体の軸方向の移動位置検出、シフトポジション検出、ピストンやバルブ等の位置検出に適用される。もちろん、位置センサ１は自動車以外の他の用途に適用されても良い。
【００３３】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、磁石２０が特許請求の範囲の「磁界発生部」に対応する。
【００３４】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図４に示されるように、磁石２０は、第１の磁石２１と第２の磁石２２とのペア２３〜２７を磁気素子３１〜３５毎に有して構成されている。第１の磁石２１及び第２の磁石２２は、一方向に離間して配置されていると共に、互いに逆向きの磁界を発生させる。
【００３５】
各磁気素子３１〜３５は、支持基板１０の裏面１２のうち対応するペア２３〜２７の最大範囲に設けられている。具体的には、各磁気素子３１〜３５は、支持基板１０の裏面１２のうち一方向における第１の磁石２１及び第２の磁石２２の最大幅、及び、面方向のうち一方向に垂直な幅方向において第１の磁石２１から第２の磁石２２までの最大幅の透過範囲に配置されている。
【００３６】
検出対象１００が空間部２００に位置しない状態では、検出対象１００は磁石２０に引きつけられない。このため、支持基板１０の裏面１２に対して傾斜した第１の向きの磁気ベクトルの磁界が磁気素子３１〜３５に印加される。図４では、先端部１１０が通過する前の磁気素子３３〜３５に第１の向きの磁気ベクトルの磁界が印加されている。これにより、磁気素子３３〜３５は、検出値Ｖ３〜Ｖ５が下側に飽和した検出信号を出力する。
【００３７】
ここで、一方向における第１の磁石２１から第２の磁石２２までの最大幅の中心位置と、各磁気素子３１〜３５の中心位置と、は一方向にずれていても良いし、揃っていても良い。支持基板１０の裏面１２に対して最も傾斜した磁気ベクトルの磁界を各磁気素子３１〜３５に印加するためには、一方向における第１の磁石２１から第２の磁石２２までの最大幅の中心位置と、各磁気素子３１〜３５の中心位置と、が揃っていることが好ましい。
【００３８】
また、検出対象１００が空間部２００に位置する状態では、検出対象１００は磁石２０に引きつけられる。このため、支持基板１０の裏面１２に対して垂直な第２の向きの磁気ベクトルの磁界が磁気素子３１〜３５に印加される。図４では、先端部１１０が通過した後の磁気素子３１に第２の向きの磁気ベクトルの磁界が印加されている。これにより、磁気素子３１は、検出値Ｖ１が上側に飽和した検出信号を出力する。
【００３９】
さらに、裏面１２に垂直な方向において、先端部１１０が磁気素子３１〜３５を通過する状態では、先端部１１０の位置に対応した向きの磁気ベクトルの磁界が磁気素子３１〜３５に印加される。図４では、先端部１１０が通過する際の磁気素子３２に第１の向きから第２の向きに変化する磁気ベクトルに対応した磁界が印加される。これにより、磁気素子３２は、検出値Ｖ２が変化する検出信号を出力する。
【００４０】
そして、信号処理部４０は、検出値が飽和した検出信号よりも検出値が変化している検出信号を出力する磁気素子３１〜３５の優先順位を高くする。上記の例では、信号処理部４０は、磁気素子３２の優先順位を最も高くして信号処理を行う。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１の磁石２１が特許請求の範囲の「第１の磁界発生部」に対応し、第２の磁石２２が特許請求の範囲の「第２の磁界発生部」に対応する。
【００４２】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるように、第１の磁石２１及び第２の磁石２２は、同じ向きの磁界を発生させるように一方向に離間して配置されている。
【００４３】
このような構成によると、支持基板１０の裏面１２に直交する方向に検出対象１００が位置しない場合、支持基板１０の裏面１２側で第１の磁石２１の磁界と第２の磁石２２の磁界とが反発し合う。これにより、図５に示された例では、少なくとも磁気素子３３〜３５には、支持基板１０の裏面１２に対して傾斜した第１の向きの磁気ベクトルの磁界が印加される。
【００４４】
なお、各磁石２１、２２の磁界の磁気ベクトルは、支持基板１０の裏面１２から離れた位置で第２の向きに近づく。このため、一方向における第１の磁石２１から第２の磁石２２までの最大幅の中心位置と、各磁気素子３１〜３５の中心位置と、は一方向のうちの一方にずれていることが好ましい。
【００４５】
一方、支持基板１０の裏面１２に直交する方向に検出対象１００が位置する場合、検出対象１００が各磁石２１、２２に引きつけられる。これにより、図５に示された例では、少なくとも磁気素子３１には、第２の向きの磁気ベクトルの磁界が印加される。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。図６〜図８に示されるように、各磁気素子３１〜３５は、支持基板１０の裏面１２の面方向のうち一方向に垂直な幅方向の中心位置３６が磁石２０における幅方向の中心位置２８から当該幅方向のうちの一方にずらされている。
【００４７】
これにより、図７に示されるように、検出対象１００が空間部２００に位置しない状態、すなわち先端部１１０が磁気素子３５を通過する前では、支持基板１０の裏面１２に対して傾斜した第１の向きの磁気ベクトルの磁界が磁気素子３５に印加される。これにより、磁気素子３５は、検出値Ｖ５が下側に飽和した検出信号を出力する。
【００４８】
一方、図８に示されるように、先端部１１０が磁気素子３３を通過する際に、第１の向きから第２の向きに変化する磁気ベクトルに対応した磁界が磁気素子３３に印加される。これにより、磁気素子３３は、検出値Ｖ３が変化する検出信号を出力する。
【００４９】
そして、検出対象１００が空間部２００に位置する状態、すなわち先端部１１０が磁気素子３１、３２を通過した後では、第２の向きの磁気ベクトルの磁界が磁気素子３１、３２に印加されている。これにより、磁気素子３１、３２は、検出値Ｖ１、Ｖ２が上側に飽和した検出信号を出力する。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５０】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１〜第４実施形態と異なる部分について説明する。図９（ａ）に示されるように、検出対象１００が空間部２００に位置しないと共に、支持基板１０の裏面１２に対して垂直な第２の向きの磁気ベクトルの磁界が各磁気素子３１〜３５に印加される構成が考えられる。
【００５１】
例えば、磁気素子３１に着目する。図９（ｂ）に示されるように、先端部１１０が磁気素子３１を通過する際、第２の向きから第１の向きに変化する磁気ベクトルに対応した磁界が磁気素子３１に印加される。これにより、磁気素子３１は、検出値Ｖ１が変化する検出信号を出力することができる。
【００５２】
しかし、図９（ｃ）に示されるように、先端部１１０が磁気素子３１を通過した後では、第２の向きの磁気ベクトルの磁界が再び各磁気素子３１に印加される。このため、磁気素子３１は、検出対象１００の先端部１１０が空間部２００に位置していない場合と同じ検出信号を出力する。
【００５３】
すなわち、各磁気素子３１〜３５は、支持基板１０の裏面１２に垂直な方向において、先端部１１０が通過する前及び通過した後に裏面１２に垂直な第２の向きの磁界が印加されることにより検出値Ｖ１〜Ｖ５が下側に飽和した検出信号を出力する。一方、図１０に示されるように、各磁気素子３１〜３５は、先端部１１０が通過する際に裏面１２に対して傾斜した第１の向きの磁界が印加されることにより検出値Ｖ１〜Ｖ５に極値３１ａ〜３５ａを含んだ検出信号を出力する。したがって、切替閾値間の各磁気素子３１〜３５の出力は、基準位置側の第１の位置と、基準位置から第１の位置よりも遠い第２の位置の２つの位置情報を含んでいる。
【００５４】
そこで、信号処理部４０は、検出信号毎に極値３１ａ〜３５ａを検出すると共に、極値３１ａ〜３５ａを通過した回数をカウントする。例えば、磁気素子３２について、検出対象１００の先端部１１０が一方向に沿って磁気素子３３側に移動した場合、磁気素子３２の出力が極値３２ａを通過するので極値３２ａのカウント数は「１」となる。この後、先端部１１０が磁気素子３１側に移動した場合、磁気素子３２の出力が極値３２ａを通過するので極値３２ａのカウント数は「２」となる。さらに、先端部１１０が磁気素子３３側に移動した場合、極値３２ａのカウント数は「３」となる。
【００５５】
つまり、極値３１ａ〜３５ａのカウント数が奇数値の場合、先端部１１０が第２の位置側に位置していることを意味する。また、極値３１ａ〜３５ａのカウント数が偶数値の場合、先端部１１０が第１の位置側に位置していることを意味する。
【００５６】
そして、信号処理部４０は、極値３１ａ〜３５ａのカウント数が奇数値または偶数値に基づいて各磁気素子３１〜３５に優先順位を付ける。
【００５７】
例えば、磁気素子３１の極値３１ａを通過するカウント数が偶数値の場合、先端部１１０は磁気素子３１を通過する前に位置している。このため、信号処理部４０は磁気素子３１の優先順位を最も高くする。磁気素子３１の極値３１ａを通過するカウント数が偶数値の場合、先端部１１０は磁気素子３２側に位置している。このため、信号処理部４０は磁気素子３１よりも磁気素子３２の優先順位を高くすると共に、磁気素子３２の優先順位を最も高くする。
【００５８】
以上のように、検出対象１００の移動に伴って各磁気素子３１〜３５に優先順位が付けられるので、各磁気素子３１〜３５の出力の切り替えが可能になる。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
（第６実施形態）
本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、検出信号の検出値が２つの位置情報を示すことを利用して、信号処理部４０は、磁気素子３１〜３５のうち着目している素子の検出値とその前後の素子の検出値との関係から各磁気素子３１〜３５に優先順位を付ける。したがって、信号処理部４０は、各検出値の関係に応じて設定された各磁気素子３１〜３５の優先順位のマップを記憶している。
【００６０】
各検出値の関係は、具体的に２つある。１つ目は、検出値が極値３１ａ〜３５ａに対応した先端部１１０の位置よりも前の位置に対応していると仮定した場合の当該前の位置に対応する検出信号の検出値との関係である。２つ目は、検出値が極値３１ａ〜３５ａに対応した先端部１１０の位置よりも先の位置に対応していると仮定した場合の当該先の位置に対応する検出信号の検出値との関係である。
【００６１】
例えば、磁気素子３１の出力を信号処理している場合、磁気素子３２の出力もモニタする。図１１に示されるように、検出値Ｖ１はＡ点とＢ点の２値がある。そして、磁気素子３２の検出値Ｖ２が最小値側の切替閾値付近のＣ点の値の場合、磁気素子３２が検出している移動量はＡ点と同じ位置である。したがって、信号処理部４０は、磁気素子３１の優先順位を最も高くすると共に、磁気素子３１の出力を信号処理する。
【００６２】
一方、磁気素子３２の検出値Ｖ２が最大値側の切替閾値を超えたＤ点の場合、磁気素子３２が検出している移動量はＢ点と同じである。Ｂ点は、磁気素子３１の検出値Ｖ１が極値３１ａを超えた位置であるので、先端部１１０は磁気素子３３側に移動している。したがって、信号処理部４０は、磁気素子３３の優先順位を最も高くすると共に、磁気素子３３の出力を信号処理する。
【００６３】
以上のように、信号処理部４０は、各検出値Ｖ１〜Ｖ５の関係のうち現在モニタしている値に合う関係をマップからピックアップし、その関係に予め設定された優先順位を各磁気素子３１〜３５に付ける。このように、どの磁気素子３１〜３５の出力を信号処理するのかを総合的に判定することによって各磁気素子３１〜３５に優先順位を付けることができる。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された位置センサ１の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態では、磁束を発生させるものとして磁石２０が用いられていたが、これは構成の一例である。例えば、電磁石等の磁束発生手段が用いられても良い。
【００６５】
上記各実施形態では、検出対象１００は板状に構成されていたが、これは形状の一例である。したがって、検出対象１００は板状に限られず、他の形状でも良い。
【００６６】
上記各実施形態では、位置センサ１は複数の磁気素子３１〜３５を備えていたが、複数備えている必要は無い。１つの磁気素子でも位置センサ１として構成することができる。例えば、磁気素子を磁気抵抗素子として構成した場合には１個で良い。また、上記各実施形態では、支持基板１０に５個の磁気素子３１〜３５が設けられた例が示されているが、磁気素子３１〜３５の数は一例である。したがって、磁気素子３１〜３５の数は５個に限られない。
【符号の説明】
【００６７】
１０        支持基板
１１        表面
１２        裏面
２０        磁石（磁界発生部）
３１〜３５  磁気素子
４０        信号処理部
１００      検出対象
１１０      先端部
２００      空間部
【図１】
2018004315.tif 000003
【図２】
2018004315.tif 000004
【図３】
2018004315.tif 000005
【図４】
2018004315.tif 000006
【図５】
2018004315.tif 000007
【図６】
2018004315.tif 000008
【図７】
2018004315.tif 000009
【図８】
2018004315.tif 000010
【図９】
2018004315.tif 000011
【図１０】
2018004315.tif 000012
【図１１】
2018004315.tif 000013