(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気媒体と、
前記磁気媒体に対向し、前記磁気媒体との相対移動に伴う磁界変化を検出する磁気センサと、
を有し、
前記磁気媒体には、前記磁気センサとの相対移動方向に沿ってＳ極とＮ極とがλの間隔をもって交互に配置された磁気センサ装置であって、
前記磁気センサは、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含む第１磁気抵抗素子群と、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含んで前記第１磁気抵抗素子群と対をなし、前記第１磁気抵抗素子群に対してλ以上の距離を隔てた位置で前記第１磁気抵抗素子群と同一の極に対向する第２磁気抵抗素子群と、を有し、
前記第１磁気抵抗素子群および前記第２磁気抵抗素子群において、前記複数の磁気抵抗素子は、高調波成分を打ち消すように配置され、
前記複数の磁気抵抗素子は３次高調波成分および５次高調波成分を打ち消すように配置され、
前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群とは７次高調波成分を打ち消すように配置されていることを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項２】
前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群とは、以下の距離
（ｎ±ｍ／（２×ｋ））λ
上式において、ｎ＝２以上の偶数
ｍ＝奇数
ｋ＝奇数高調波次数
を隔てていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項３】
前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群との間には、偶数の高調波成分を打ち消す偶数高調波成分キャンセル用の磁気抵抗素子群が配置されていることを特徴とする請求項1または２に記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群との間には、前記第１磁気抵抗素子群および前記第２磁気抵抗素子群と位相が９０°異なる信号を出力する磁気抵抗素子群が
配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ装置。
【請求項５】
前記複数の磁気抵抗素子のうち、隣り合う磁気抵抗素子との間隔は、前記磁気抵抗素子の幅寸法以上であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
【請求項６】
前記磁気抵抗素子の厚さは、前記磁気抵抗素子の幅より薄いことを特徴とする請求項５に記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
前記磁気センサは、前記複数の磁気抵抗素子の少なくとも一部の磁気抵抗素子と隣り合う位置に、前記磁気抵抗素子と電気的に接続されていない磁気抵抗分布調整用磁性膜を有していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
前記磁気抵抗分布調整用磁性膜は、前記磁気抵抗膜と材料および厚さが同一であることを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ装置。
【請求項９】
前記複数の磁気抵抗素子には、第１磁気抵抗素子と、該第１磁気抵抗素子と隣り合う第２磁気抵抗素子と、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との間隔より狭い間隔で前記第２磁気抵抗素子に対して前記第１磁気抵抗素子とは反対側で前記第２磁気抵抗素子と隣り合う第３磁気抵抗素子と、を含み、
前記磁気センサは、前記第１磁気抵抗素子に対して前記第２磁気抵抗素子とは反対側で前記第１磁気抵抗素子と隣り合う位置に前記磁気抵抗分布調整用磁性膜を有していることを特徴とする請求項７または８に記載の磁気センサ装置。
【請求項１０】
前記磁気センサは、さらに、前記第１磁気抵抗素子に対して前記第２磁気抵抗素子側で前記第１磁気抵抗素子と隣り合う位置に前記磁気抵抗分布調整用磁性膜を有していることを特徴とする請求項９に記載の磁気センサ装置。
【請求項１１】
前記磁気抵抗膜と前記磁気抵抗分布調整用磁性膜とは幅が等しく、
前記第１磁気抵抗素子と前記磁気抵抗分布調整用磁性膜との間隔は、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子との間隔と等しいことを特徴とする請求項９または１０に記載の磁気センサ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の磁気センサ装置を備えた磁気式エンコーダ装置であって、
前記磁気センサと前記磁気媒体とは、Ｓ極とＮ極とが配列している方向に沿って相対的に直線移動することを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の磁気センサ装置を備えた磁気式エンコーダ装置であって、
前記磁気センサと前記磁気媒体とは、Ｓ極とＮ極とが配列している方向に沿って相対的に回転移動することを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ装置、およびこの磁気センサ装置を用いた磁気式エンコーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気式エンコーダ装置等に用いられる磁気センサ装置は、磁気媒体と、磁気媒体に対向する磁気センサとを有しており、磁気センサは、磁気媒体との相対移動に伴う磁界変化を検出する。かかる磁気センサ装置においては、図１１（ａ）に実線で示すように、磁気センサに設けた磁気抵抗素子の内部抵抗Ｒが磁界Ｈの変化に対応して変化する磁気抵抗効果を利用する。より具体的には、磁気媒体と磁気センサとの相対移動に伴って、Ａ相の磁気抵抗素子から出力されるＳＩＮ信号と、Ｂ相の磁気抵抗素子から出力されるＣＯＳ信号とに基づいて、磁気媒体と磁気センサとの相対位置を検出する。その際、Ａ相の磁気抵抗素子から出力されるＳＩＮ信号、およびＢ相の磁気抵抗素子から出力されるＣＯＳ信号が各々、ＳＩＮ波およびＣＯＳ波であることが好ましいが、かかる出力信号は、一般的に、基本波成分と、その基本波成分に重畳した高調波成分とからなる。【０００３】
そこで、図１１（ｂ）に示すように、磁極間隔をλとしたとき、第１磁気抵抗素子群Ｒａおよび第２磁気抵抗素子群Ｒｂにλ／６の距離だけ離間する磁気抵抗素子Ｒや、λ／１０の距離だけ離間する磁気抵抗素子Ｒを設けて３次高調波成分や５次高調波成分をキャンセルするとともに、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとをλ／２＋λ／１４の距離だけ離間させて７次高調波成分をキャンセルすることが提案されている（特許文献１参照）。また、図１１（ｃ）に示すように、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとをλ＋λ／１４の距離だけ離間させて７次高調波成分をキャンセルすることが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２２５１２４号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載の技術は、図１１（ａ）に実線で示すように、磁気抵抗素子の内部抵抗Ｒが磁界Ｈの変化に対応して対称に変化することを前提としているため、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとを異なる磁極に対向させている。【０００６】
しかしながら、磁気抵抗素子を磁気抵抗膜から構成した場合、成膜時の磁化容易軸の向き等の影響で、図１１（ａ）に一点鎖線で示すように、磁気抵抗素子の内部抵抗Ｒと磁界Ｈとの関係が対称でなくなるため、特許文献１、２に記載の技術では、高調波成分を適正にキャンセルすることができないという問題点がある。【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、磁気抵抗素子を磁気抵抗膜から構成した場合でも、高調波成分の影響を適正に抑制することのできる磁気センサ装置および磁気式エンコーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、磁気媒体と、前記磁気媒体に対向し、前記磁気媒体との相対移動に伴う磁界変化を検出する磁気センサと、を有し、前記磁気媒体には、
前記磁気センサとの相対移動方向に沿ってＳ極とＮ極とがλの間隔をもって交互に配置された磁気センサ装置であって、前記磁気センサは、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含む第１磁気抵抗素子群と、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含んで前記第１磁気抵抗素子群と対をなし、前記第１磁気抵抗素子群に対してλ以上の距離を隔てた位置で前記第１磁気抵抗素子群と同一の極に対向する第２磁気抵抗素子群と、を有し、前記第１磁気抵抗素子群および前記第２磁気抵抗素子群において、前記複数の磁気抵抗素子は、高調波成分を打ち消すように配置され、前記複数の磁気抵抗素子は３次高調波成分および５次高調波成分を打ち消すように配置され、前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群とは７次高調波成分を打ち消すように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、第１磁気抵抗素子群と第２磁気抵抗素子群とが対を成すとは、第１磁気抵抗素子群と第２磁気抵抗素子群とが、直列に接続された形態、あるいは信号処理の結果、直列に接続された場合と同様な信号を生成する関係を意味する。
【００１０】
本発明では、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含む第１磁気抵抗素子群と、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含んで第１磁気抵抗素子群と対をなす第２磁気抵抗素子群とは、λ（Ｓ極とＮ極との間隔：磁極間隔）以上の距離を隔てた位置で互いに同一の極に対向している。このため、磁気抵抗素子を磁気抵抗膜から構成したことに起因して、磁気抵抗素子の内部抵抗と磁界との関係が対称でなくても、かかる影響の差が第１磁気抵抗素子群および第２磁気抵抗素子群に及びにくい。従って、第１磁気抵抗素子群および第２磁気抵抗素子群によって高調波成分の影響を抑制する場合でも、磁気抵抗効果の非対称性の影響を受けにくい。
【００１１】
本発明では、前記第１磁気抵抗素子群および前記第２磁気抵抗素子群において、前記複数の磁気抵抗素子は、高調波成分を打ち消すように配置されている。
【００１２】
本発明では、前記複数の磁気抵抗素子は３次高調波成分および５次高調波成分を打ち消すように配置され、前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群とは７次高調波成分を打ち消すように配置されている。従って、７次高調波成分を打ち消す場合でも、磁気抵抗素子を過度に近接させることがない。
【００１３】
本発明において、前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群とは、以下の距離
（ｎ±ｍ／（２×ｋ））λ
上式において、ｎ＝２以上の偶数
ｍ＝奇数
ｋ＝奇数高調波次数
を隔てている構成を採用することができる。【００１４】
本発明において、前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群との間には、偶数の高調波成分を打ち消す偶数高調波成分キャンセル用の磁気抵抗素子が配置されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、第１磁気抵抗素子群と第２磁気抵抗素子群との間の空きスペースを有効に活用することができる。【００１５】
本発明において、前記第１磁気抵抗素子群と前記第２磁気抵抗素子群との間には、前記第１磁気抵抗素子群と位相が９０°異なる信号を出力する磁気抵抗素子群が配置されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、第１磁気抵抗素子群と第２磁気抵抗素子群との間の空きスペースを有効に活用することができる。【００１６】
本発明において、前記複数の磁気抵抗素子のうち、隣り合う磁気抵抗素子との間隔は、前記磁気抵抗素子の幅寸法以上であることが好ましい。かかる構成によれば、隣り合う磁気抵抗素子同士の磁気的な相互干渉を緩和することができる。【００１７】
本発明において、前記磁気抵抗素子の厚さは、前記磁気抵抗素子の幅より薄いことが好ましい。かかる構成によれば、隣り合う磁気抵抗素子同士の磁気的な相互干渉を緩和することができる。【００１８】
本発明において、前記磁気センサは、前記複数の磁気抵抗素子の少なくとも一部の磁気抵抗素子と隣り合う位置に、前記磁気抵抗素子と電気的に接続されていない磁気抵抗分布調整用磁性膜を有していることが好ましい。かかる構成によれば、複数の磁気抵抗素子の各々において、集磁状態がばらつくことを防止することができるので、磁気センサの検出精度を高めることができる。【００１９】
本発明において、前記磁気抵抗分布調整用磁性膜は、前記磁気抵抗膜と材料および厚さが同一であることが好ましい。かかる構成によれば、磁気抵抗分布調整用磁性膜と磁気抵抗膜とを同一の工程で形成することができる。【００２０】
本発明において、前記複数の磁気抵抗素子には、第１磁気抵抗素子と、該第１磁気抵抗素子と隣り合う第２磁気抵抗素子と、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子との間隔より狭い間隔で前記第２磁気抵抗素子に対して前記第１磁気抵抗素子とは反対側で前記第２磁気抵抗素子と隣り合う第３磁気抵抗素子と、を含み、前記磁気センサは、前記第１磁気抵抗素子に対して前記第２磁気抵抗素子とは反対側で前記第１磁気抵抗素子と隣り合う位置に前記磁気抵抗分布調整用磁性膜を有している構成を採用することができる。【００２１】
前記磁気センサは、さらに、前記第１磁気抵抗素子に対して前記第２磁気抵抗素子側で前記第１磁気抵抗素子と隣り合う位置に前記磁気抵抗分布調整用磁性膜を有している構成を採用することができる。【００２２】
本発明において、前記磁気抵抗膜と前記磁気抵抗分布調整用磁性膜とは幅が等しく、前記第１磁気抵抗素子と前記磁気抵抗分布調整用磁性膜との間隔は、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子との間隔と等しい構成を採用することができる。【００２３】
本発明を適用した磁気センサ装置は、磁気式エンコーダ装置に用いることができる。この場合、磁気式のリニアエンコーダ装置では、前記磁気センサと前記磁気媒体とは、Ｓ極とＮ極とが配列している方向に沿って相対的に直線移動する。また、磁気式のロータリエンコーダ装置では、前記磁気センサと前記磁気媒体とは、Ｓ極とＮ極とが配列している方向に沿って相対的に回転移動する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した磁気式エンコーダ装置の説明図である。
【図２】本発明を適用した磁気式エンコーダ装置の構成を示す説明図である。
【図３】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置の磁気センサに形成した磁気抵抗素子を模式的に示す説明図である。
【図４】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置の磁気センサに形成した磁気抵抗素子のブリッジ回路の説明図である。
【図５】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置における検出原理を示す説明図である。
【図６】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置の磁気センサに形成した高調波キャンセル用の磁気抵抗素子の説明図である。
【図７】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置の磁気センサに形成した磁気抵抗素子の具体的構成例１を示す説明図である。
【図８】磁気抵抗素子との間における磁界の強さを示す説明図である。
【図９】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置の磁気センサに形成した磁気抵抗素子の具体的構成例２を示す説明図である。
【図１０】本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置の磁気センサに形成した磁気抵抗素子の別の具体的構成例２を示す説明図である。
【図１１】従来の高調波キャンセル用の磁気抵抗素子の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・磁気センサ装置
９・・磁気媒体
２０・・磁気センサ
２５・・磁気抵抗素子
２５（＋ａ）・・＋ａ相の磁気抵抗素子
２５（−ａ）・・−ａ相の磁気抵抗素子
２５（＋ｂ）・・＋ｂ相の磁気抵抗素子
２５（−ｂ）・・−ｂ相の磁気抵抗素子
Ｒａ・・第１磁気抵抗素子群
Ｒｂ・・第２磁気抵抗素子群
Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４・・磁気抵抗素子
Ｒ１０１・・第１磁気抵抗素子
Ｒ１０２・・第２磁気抵抗素子
Ｒ１０３・・第３磁気抵抗素子
Ｒ１０４・・第４磁気抵抗素子
Ｒ２０１〜Ｒ２０４・・磁気抵抗分布調整用磁性膜
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置および磁気式エンコーダ装置を説明する。
【００２７】
（全体構成）
図１は、本発明を適用した磁気式エンコーダ装置の説明図である。図２は、本発明を適用した磁気式エンコーダ装置の構成を示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用した磁気センサ装置の要部の構成を示す概略断面図、その概略斜視図、および概略平面図である。
【００２８】
図１に示すように、本形態における磁気センサ装置１は、磁気式リニアエンコーダ装置１００（磁気式エンコーダ装置）として構成されている。磁気センサ装置１は、磁気センサ２０と、磁気媒体９（磁気スケール）とを有しており、磁気センサ２０と磁気媒体９とは対向している。磁気媒体９には、後述するように、長手方向（磁気センサ装置１と磁気媒体９との相対移動方向）に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列されたトラックが形成されており、磁気センサ２０は、磁気媒体９の表面に形成された回転磁界を検出することにより、磁気センサ２０と磁気媒体９とが相対移動した際の移動量や位置を検出する。磁気センサ装置１は、非磁性材料からなるホルダ６と、非磁性材料からなるカバー６８と、ホルダ６から延びたケーブル７とを備えており、ホルダ６の内側に磁気センサ２０が配置されている。ホルダ６の側面にはケーブル挿通穴６９が形成されており、このケーブル挿通穴６９からケーブル７が引き出されている。このように構成した磁気センサ装置１においては、磁気センサ２０（ホルダ６）および磁気媒体９のうちの一方が固定体側に配置され、他方が移動体側に配置される。本形態では、磁気媒体９が移動体側に配置され、磁気センサ２０（ホルダ６）が固定体側に配置される。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、ホルダ６には、磁気媒体９と対向する底面に、段差を介してホルダ６の底面から突出した平坦面からなる基準面６０が形成されている。基準面６０には開口部６５が形成されており、開口部６５に対して、シリコン基板やセラミックグレース基板などの素子基板１０を備えた磁気センサ２０が配置され、センサ面２５０が構成されている。素子基板１０には、フレキシブル配線基板３４が接続されている。
【００３０】
磁気センサ２０は、磁気抵抗素子２５として、互いに９０°の位相差を有するＡ相の磁気抵抗素子２５（Ａ）とＢ相の磁気抵抗素子２５（Ｂ）とを有している。なお、図面には、Ａ相の磁気抵抗素子２５（Ａ）にはＳＩＮを付し、Ｂ相の磁気抵抗素子２５（Ｂ）には、ＣＯＳを付してある。
【００３１】
Ａ相の磁気抵抗素子２５（Ａ）は、１８０°の位相差をもって磁気媒体９の移動検出を行う＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）と−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）とを備えており、図面には、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）にはＳＩＮ＋と付し、−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）には、ＳＩＮ−を付してある。同様に、Ｂ相の磁気抵抗素子２５（Ｂ）は、１８０°の位相差をもって磁気媒体９の移動検出を行う＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）と−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）とを備えており、図面には、＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）にはＣＯＳ＋と付し、−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）には、ＣＯＳ−を付してある。
【００３２】
本形態では、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）、−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）、＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）、および−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）は、１枚の素子基板１０の同一の面上（主面上）に形成されている。磁気抵抗素子２５（＋ａ）、２５（−ａ）、２５（＋ｂ）、２５（−ｂ）は、素子基板１０で格子状に配置されており、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）と−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）とは対角位置に形成され、＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）と−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）とは対角位置に形成されている。
【００３３】
磁気媒体９では、移動方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に並ぶトラック９１が形成されており、本形態では、３列のトラック９１（９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃ）が幅方向で並列している。ここで、隣接するトラック９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃ間では、Ｎ極およびＳ極の位置が移動方向で１磁極分、ずれている。このため、両側のトラック９１Ａ、９１Ｃでは、Ｎ極およびＳ極の位置が移動方向で一致している。さらに、隣接するトラック９１Ａとトラック９１Ｂの境界部分９１２、およびトラック９１Ｂとトラック９１Ｃの境界部分９１２は、例えば、磁極が存在しない無着磁部分や非磁性部分を介在させることなく、隣接する当該境界部分９１２のＮ極およびＳ極が直接、接するように形成されている。
【００３４】
このように構成した磁気媒体９において、トラック９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃの境界部分９１２では、強度の大きな回転磁界が発生している。さらに、本形態では、隣接するトラック９１Ａとトラック９１Ｂの境界部分９１２、およびトラック９１Ｂとトラック９１Ｃの境界部分９１２は、当該境界部分９１２のＮ極およびＳ極が直接、接するように形成されているので、トラック９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃの境界部分９１２では、より強度の大きな回転磁界が発生している。従って、本形態では、図２（ｃ）に示すように、トラック９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃの境界部分９１２に対して磁気センサ装置１のセンサ面２５０を面対向させている。また、センサ面２５０は、磁気媒体９の幅方向の中央に位置しているため、センサ面２５０の幅方向における一方の端部２５１は、３つのトラック９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃのうち、トラック９１Ａの幅方向の略中央に位置し、他方の端部２５２は、トラック９１Ｃの幅方向の略中央に位置している。従って、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）が形成されている領域、および＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）が形成されている領域は、トラック９１Ａ、９１Ｂの境界部分９１２に対向し、−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）が形成されている領域、および−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）が形成されている領域は、トラック９１Ｂ、９１Ｃの境界部分９１２に対向している。トラック９１Ｂは、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）および＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）が形成されている領域と、−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）および−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）が形成されている領域のそれぞれの領域が対向するトラック、すなわち、兼用する共通のトラック９１Ｂとして磁気媒体９の中央に形成されている。
【００３５】
（磁気抵抗素子の構成）
図３は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００の磁気センサ２０に形成した磁気抵抗素子を模式的に示す説明図である。図４は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００の磁気センサ２０に形成した磁気抵抗素子のブリッジ回路の説明図である。図５は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００における検出原理を示す説明図である。
【００３６】
図３に示すように、素子基板１０の主面では、素子基板１０の長手方向（移動方向）における中央領域に、磁気抵抗素子２５（＋ａ）、２５（−ａ）、２５（＋ｂ）、２５（−ｂ）が形成されている。素子基板１０の一方側端部１１は第１端子部２１とされ、他方側端部１２は第２端子部２２とされている。＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）と−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）とは対角位置に形成され、＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）と−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）とは対角位置に形成されている。
【００３７】
＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）および−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）は、一方端が電源端子２１２（Ｖｃｃ）、２２２（Ｖｃｃ）に接続され、他方端は、グランド端子２１３（ＧＮＤ）、２２３（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）の中点位置には、出力ＳＩＮ＋に対する端子２１１（＋ａ）が接続し、−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）の中点位置には、出力ＳＩＮ−に対する端子２２１（−ａ）が接続している。従って、図４（ａ）に示すように、電源端子２１２（Ｖｃｃ）、２２２（Ｖｃｃ）に電源電位Ｖｃｃを印加し、グランド端子２１３（ＧＮＤ）、２２３（ＧＮＤ）をグランド電位ＧＮＤとすれば、出力ＳＩＮ＋および出力ＳＩＮ−を得ることができる。それ故、出力ＳＩＮ＋および出力ＳＩＮ−をデジタル化した後、減算器に入力すれば、図５（ａ）に示すように、磁気媒体９による磁界変化に対応する差動出力ＳＩＮを得ることができる。
【００３８】
再び図３において、−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）および−ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）は、一方端が電源端子２２４（Ｖｃｃ）、２１４（Ｖｃｃ）に接続されている。また、＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）の他方端は、＋ａ相の磁気抵抗素子２５（＋ａ）と同様、グランド端子２１３（ＧＮＤ）に接続し、−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）の他方端は、−ａ相の磁気抵抗素子２５（−ａ）と同様、第２の共通端子としてのグランド端子２２３（ＧＮＤ）に接続している。さらに、−ｂ相の磁気抵抗素子２５（−ｂ）の中点位置には、出力ＣＯＳ−に対する端子２２５（−ｂ）が接続し、＋ｂ相の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）の中点位置には、出力ＣＯＳ＋に対する端子２１５（＋ｂ）が接続している。従って、図４（ｂ）に示すように、電源端子２２４（Ｖｃｃ）、２１４（Ｖｃｃ）に電源電位Ｖｃｃを印加し、グランド端子２１３（ＧＮＤ）、２２３（ＧＮＤ）をグランド電位ＧＮＤとすれば、出力ＣＯＳ＋および出力ＣＯＳ−を得ることができる。それ故、出力ＣＯＳ＋および出力ＣＯＳ−をデジタル化した後、減算器に入力すれば、図５（ａ）に示すように、磁気媒体９による磁界変化に対応する差動出力ＣＯＳを得ることができる。
【００３９】
よって、図５（ｂ）に示すように、得られた差動出力ＳＩＮ、ＣＯＳを用いて、以下の式
θ＝ｔａｎ-1（ＳＩＮθ／ＣＯＳθ）
から逆正接を求めれば、磁気媒体９と磁気センサ２０との相対位置を検出することができる。
【００４０】
なお、図３に示すように、素子基板１０の第１の端子部２１には、上記の端子の他にダミーの端子が形成され、第２端子部２２にも、上記の端子の他に、ダミーの端子が形成されている。また、素子基板１０の長手方向における中央領域には、上記の磁気抵抗素子と隣接する領域に、原点位置を検出するためのＺ相の磁気抵抗素子２５（Ｚ）が形成され、第２端子部２２には、Ｚ相の磁気抵抗素子２５（Ｚ）に対する電源端子２２６（Ｖｃｃ）、グランド端子２２７（ＧＮＤ）、出力端子２２８（Ｚ）、２２９（Ｚ）も形成されている。
【００４１】
（高調波成分のキャンセル）
図６は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００の磁気センサ２０に形成した高調波キャンセル用の磁気抵抗素子の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁極と磁気抵抗素子との関係を示す説明図、磁気抵抗素子の具体的構成例を示す説明図、および磁気抵抗素子の一部を拡大して示す説明図である。
【００４２】
図１１を参照して説明した高調波成分の影響をキャンセルするにあたって、磁気抵抗素子の内部抵抗Ｒと磁界Ｈとの関係が対称であることを前提とした特許文献１、２に記載の技術では、高調波成分を適正にキャンセルすることができない。そこで、本形態では、ｎを２以上の偶数、ｍを奇数、ｋを奇数高調波次数、λを磁極間隔（Ｓ極とＮ極との距離／図６（ａ）参照）としたとき、以下の式で求まる距離
（ｎ±ｍ／（２×ｋ））λ
上式において、ｎ＝２以上の偶数
ｍ＝奇数
ｋ＝奇数高調波次数
λ=磁極間隔（Ｓ極とＮ極との距離）
に基づいて、磁気抵抗素子の位置を設定してある。なお、以下の構成例では、以下の式で求まる距離
（ｎ＋ｍ／（２×ｋ））λ
上式において、ｎ＝２以上の偶数
ｍ＝奇数
ｋ＝奇数高調波次数
λ=磁極間隔（Ｓ極とＮ極との距離）
に基づいて、磁気抵抗素子の位置を設定してある。
【００４３】
まず、本形態では、図６（ａ）に示すように、磁気センサ２０は、磁気抵抗素子２５（＋ａ）、２５（−ａ）、２５（＋ｂ）、２５（−ｂ）のいずれにおいても、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４を含む第１磁気抵抗素子群Ｒａと、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子Ｒ１１〜Ｒ１４を含んで第１磁気抵抗素子群Ｒａと対をなす第２磁気抵抗素子群Ｒｂとが設けられている。ここで、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４は各々、移動方向と交差する方向（第１方向）に延在し、かつ、移動方向（第２方向）に沿って配列されている。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４は直列に電気的に接続され、磁気抵抗素子Ｒ１１〜Ｒ１４は直列に電気的に接続されている。また、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとは直列に電気的に接続されて対をなしている。
【００４４】
ここで、複数の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４は３次高調波成分および５次高調波成分を打ち消すように配置され、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとは７次高調波成分を打ち消すように配置されている。
【００４５】
より具体的には、第１磁気抵抗素子群Ｒａでは、磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ２との距離、および磁気抵抗素子Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ４との距離は、上式において、ｎ＝０、ｍ＝１、ｋ＝５であり、λ／１０である。従って、磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ２との対、および磁気抵抗素子Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ４との対によって、５次高調波成分をキャンセルすることができる。
【００４６】
また、第１磁気抵抗素子群Ｒａでは、磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ３との距離、および磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ４との距離は、上式において、ｎ＝０、ｍ＝１、ｋ＝３であり、λ／６である。従って、磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ３との対、および磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ４との対によって、３次高調波成分をキャンセルすることができる。
【００４７】
本形態では、上記の基本パターンと同一のパターンをもって、第１磁気抵抗素子群Ｒａと離間する位置に第２磁気抵抗素子群Ｒｂが配置されており、第２磁気抵抗素子群Ｒｂにおいて、磁気抵抗素子Ｒ１１と磁気抵抗素子Ｒ１２との距離、および磁気抵抗素子Ｒ１３と磁気抵抗素子Ｒ１４との距離は、上式において、ｎ＝０、ｍ＝１、ｋ＝５であり、λ／１０である。従って、磁気抵抗素子Ｒ１１と磁気抵抗素子Ｒ１２との対、および磁気抵抗素子Ｒ１３と磁気抵抗素子Ｒ１４との対によって、５次高調波成分をキャンセルすることができる。
【００４８】
また、第２磁気抵抗素子群Ｒｂでは、磁気抵抗素子Ｒ１１と磁気抵抗素子Ｒ１３との距離、および磁気抵抗素子Ｒ１２と磁気抵抗素子Ｒ１４との距離は、上式において、ｎ＝０、ｍ＝１、ｋ＝３であり、λ／６である。従って、磁気抵抗素子Ｒ１１と磁気抵抗素子Ｒ１３との対、および磁気抵抗素子Ｒ１２と磁気抵抗素子Ｒ１４との対によって、３次高調波成分をキャンセルすることができる。
【００４９】
ここで、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂの距離も、上式に基づいて設定されている。本形態において、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとの距離は、上式において、ｎ＝２、ｍ＝１、ｋ＝７であり、２λ＋λ／１４である。従って、磁気抵抗素子Ｒ１と磁気抵抗素子Ｒ１１との距離は、上式において、ｎ＝２、ｍ＝１、ｋ＝７であり、２λ＋λ／１４である。また、磁気抵抗素子Ｒ２と磁気抵抗素子Ｒ１２との距離、磁気抵抗素子Ｒ３と磁気抵抗素子Ｒ１３との距離、および磁気抵抗素子Ｒ４と磁気抵抗素子Ｒ１４との距離も、上式において、ｎ＝２、ｍ＝１、ｋ＝７であり、２λ＋λ／１４である。それ故、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとによって、７次高調波成分をキャンセルすることができる。
【００５０】
また、上記の構成によれば、第２磁気抵抗素子群Ｒｂは、第１磁気抵抗素子群Ｒａに対してλ以上の距離を隔てた位置で第１磁気抵抗素子群Ｒａと同一の極に対向する。例えば、第１磁気抵抗素子群Ｒａにおいて磁気抵抗素子Ｒ１がＮ極に対向すれば、第２磁気抵抗素子群Ｒｂにおいて磁気抵抗素子Ｒ１１もＮ極に対向する。
【００５１】
なお、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態では、磁気抵抗素子２５（＋ａ）、２５（−ａ）、２５（＋ｂ）、２５（−ｂ）のいずれにおいても、上記の磁気抵抗素子に加えて、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとの間には、平均値を求めるための１／２次成分を得る磁気抵抗素子群Ｒｄや、偶数次の高調波成分をキャンセルするための磁気抵抗素子群Ｒｃ、Ｒｅが配置され、かかる磁気抵抗素子群Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅに対して、２λ＋λ／１４に相当する距離を隔てた位置には、磁気抵抗素子群Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈが配置されている。
【００５２】
また、ＳＩＮ＋用の磁気抵抗素子２５（＋ａ）と、ＳＩＮ−用の磁気抵抗素子２５（−ａ）とは５λの距離を隔てており、ＳＩＮ＋用の磁気抵抗素子２５（＋ａ）、およびＳＩＮ−用の磁気抵抗素子２５（−ａ）に対してλ／４（＝０．２５λ）の距離を隔てた位置には、ＣＯＳ＋用の磁気抵抗素子２５（＋ｂ）と、ＣＯＳ−用の磁気抵抗素子２５（−ｂ）が配置されている。
【００５３】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の磁気センサ装置１および磁気式リニアエンコーダ装置１００は、磁気センサ２０において第１磁気抵抗素子群Ｒａと対をなす第２磁気抵抗素子群Ｒｂとは、磁気媒体９の磁極間隔λ（Ｓ極とＮ極との間隔：磁極間隔）以上の距離を隔てた位置で互いに同一の極に対向している。このため、磁気抵抗素子２５（＋ａ）、２５（−ａ）、２５（＋ｂ）、２５（−ｂ）を磁気抵抗膜から構成したことに起因して、磁気抵抗素子２５（＋ａ）、２５（−ａ）、２５（＋ｂ）、２５（−ｂ）の内部抵抗Ｒと磁界Ｈとの関係が対称でなくても、かかる影響の差が第１磁気抵抗素子群Ｒａおよび第２磁気抵抗素子群Ｒｂに及びにくい。このため、第１磁気抵抗素子群Ｒａおよび第２磁気抵抗素子群Ｒｂにおいて、複数の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４によって高調波成分の影響を抑制する場合でも、高調波成分の影響を適正に抑制することができる。
【００５４】
また、本形態では、複数の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４は３次高調波成分および５次高調波成分を打ち消すように配置され、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとは７次高調波成分を打ち消すように配置されている。このため、７次高調波成分を打ち消すにあたって、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４を過度に近接させることがない。
【００５５】
また、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとの間には、偶数の高調波成分を打ち消す偶数高調波成分キャンセル用の磁気抵抗素子群Ｒｃ、Ｒｅや、平均値を求めるための１／２次成分を得る磁気抵抗素子群Ｒｄが配置されている。このため、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとの間の空きスペースを有効に活用することができる。
【００５６】
（磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４の具体的構成例１）
図７は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００の磁気センサ２０に形成した磁気抵抗素子の具体的構成例１を示す説明図である。図８は、磁気抵抗素子との間における磁界の強さを示す説明図である。
【００５７】
図６等を参照して説明したように、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４を並列して配置するにあたっては、図７に示すように、複数の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４のうち、隣り合う磁気抵抗素子との間隔ｄは、磁気抵抗素子の幅寸法ｗ以上であることが好ましい。かかる構成によれば、以下に説明する理由から、隣り合う磁気抵抗素子同士の磁気的な相互干渉を緩和することができる。
【００５８】
例えば、図８（ｂ）に示すように、磁気抵抗素子Ｒの幅ｗを４０μｍとし、並列する２本の磁気抵抗素子Ｒの間隔ｄを４０μｍ未満、例えば、１７．１μｍとした場合、磁気抵抗素子Ｒに直交する方向の磁界を印加したときの各位置における磁界の強さをシミュレーションすると、図８（ｂ）において円で囲んで示すように、２本の磁気抵抗素子Ｒの間でのパーミアンスが大きく、２本の磁気抵抗素子Ｒの間で磁束密度が高い。従って、図６に示す磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４において、磁気抵抗素子Ｒの間隔ｄが磁気抵抗素子Ｒの幅寸法ｗより狭い箇所が存在すると、その両側での出力に差が発生し、高調波成分をキャンセルできなくなってしまう。
【００５９】
これに対して、図８（ａ）に示すように、磁気抵抗素子Ｒの幅寸法ｗを４０μｍとし、並列する２本の磁気抵抗素子Ｒの間隔ｄを４０μｍ以上、例えば、４０μｍとした場合、磁気抵抗素子Ｒに直交する方向の磁界を印加したときの各位置における磁界の強さをシミュレーションすると、２本の磁気抵抗素子Ｒの間でのパーミアンスが小さく、２本の磁気抵抗素子Ｒの間で磁束密度が低い。従って、図６に示す磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４において、磁気抵抗素子Ｒの間隔ｄが狭い箇所があっても、その間隔ｄが磁気抵抗素子Ｒの幅寸法ｗ以上であれば、間隔ｄが狭い箇所の両側でも、出力に差が発生せず、高調波成分をキャンセルすることができる。
【００６０】
また、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４は抵抗値が小さい方が感度が高い。従って、磁気抵抗素子Ｒの幅寸法ｗを狭くした場合には、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４を構成する磁気抵抗膜の膜厚を大とすることが好ましい。但し、隣り合う磁気抵抗素子同士の磁気的な相互干渉を緩和するという観点からすれば、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４の膜厚は、磁気抵抗素子Ｒの幅寸法ｗより薄くすることが好ましい。
【００６１】
（磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４の具体的構成例２）
図９は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００の磁気センサ２０に形成した磁気抵抗素子の具体的構成例２を示す説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、磁気抵抗分布調整用磁性膜を設けない場合の説明図、および磁気抵抗分布調整用磁性膜を設けた場合の説明図である。図１０は、本発明を適用した磁気式リニアエンコーダ装置１００の磁気センサ２０に形成した磁気抵抗素子の別の具体的構成例２を示す説明図である。
【００６２】
図６等を参照して説明した磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４を並列して配置した際、磁気抵抗素子が高密度に分布する領域と磁気抵抗素子が低密度に分布する領域とが発生する場合があり、このような場合には、図９および図１０を参照して以下に説明するように、少なくとも一部の磁気抵抗素子と隣り合う位置に、磁気抵抗素子と電気的に接続されていない磁気抵抗分布調整用磁性膜を設けることが好ましい。
【００６３】
すなわち、図９（ａ）に示す形態では、図６等を参照して説明した磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１４のうち、任意の４つの磁気抵抗素子（第１磁気抵抗素子Ｒ１０１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４）が順に配列された領域では、磁気抵抗素子の分布において、磁気抵抗素子が高密度に分布する領域と磁気抵抗素子が低密度に分布する領域とが発生している。ここで、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２は、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と隣り合い、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３は、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２に対して第１磁気抵抗素子Ｒ１０１とは反対側で第２磁気抵抗素子Ｒ１０２と隣り合い、第４磁気抵抗素子Ｒ１０４は、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３に対して第２磁気抵抗素子Ｒ１０２とは反対側で第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と隣り合っている。
【００６４】
また、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と第２磁気抵抗素子Ｒ１０２との間隔ｄ１２、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２と第３磁気抵抗素子Ｒ１０３との間隔ｄ２３、および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と第４磁気抵抗素子Ｒ１０４との間隔ｄ３４は、以下の関係
ｄ２３＜ｄ１２＝ｄ３４
にあり、間隔ｄ２３は、間隔ｄ１２、ｄ３４より狭い。
【００６５】
また、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４はいずれも、構成材料、厚さ、および幅Ｗが等しい。本形態において、幅Ｗは、４μｍから６０μｍである。また、幅Ｗおよび間隔ｄ１２、ｄ２３、ｄ３４は、以下の関係
ｄ２３＜Ｗ＜ｄ１２＝ｄ３４
を満たしている。このような場合、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４は低密度に分布し、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３は高密度に分布している状態にある。このため、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４では、磁気抵抗分布における密度が低く、集磁密度が低い。これに対して、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３では、磁気抵抗分布における密度が高く、集磁密度が高い。
【００６６】
そこで、本形態の磁気センサ２０では、図９（ｂ）に示すように、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１に対して第２磁気抵抗素子Ｒ１０２とは反対側で第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と隣り合う位置に磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１が設けられ、第４磁気抵抗素子Ｒ１０４に対して第３磁気抵抗素子Ｒ１０３とは反対側で第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と隣り合う位置に磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４が設けられている。
【００６７】
ここで、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１との間隔ｄ１、第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４との間隔ｄ４は、以下の関係
ｄ１＝ｄ４＝ｄ２３
にある。
【００６８】
また、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１、Ｒ２０４は、構成材料、厚さ、および幅が第１磁気抵抗素子Ｒ１０１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と等しい。従って、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４は、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と磁気抵抗分布における密度がほぼ等しく、集磁密度およびパーミアンスがほぼ等しい。それ故、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４が同等の感度を有するので、磁気センサ２０の検出精度が高い。また、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１、Ｒ２０４は、磁気抵抗素子（第１磁気抵抗素子Ｒ１０１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４）を構成する磁気抵抗膜と材料および厚さが同一である。このため、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１、Ｒ２０４と、磁気抵抗素子（第１磁気抵抗素子Ｒ１０１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４）を同一の工程で同時に形成することができる。
【００６９】
なお、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と第２磁気抵抗素子Ｒ１０２との間隔ｄ１２、および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と第４磁気抵抗素子Ｒ１０４との間隔ｄ３４が幅ｗより広い場合、図１０（ａ）に示すように構成してもよい。すなわち、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１に対して第２磁気抵抗素子Ｒ１０２の側、および第２磁気抵抗素子Ｒ１０２とは反対側の双方で第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と隣り合う位置に磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１が設けられている。このため、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と第２磁気抵抗素子Ｒ１０２との間では、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１が第２磁気抵抗素子Ｒ１０２とも隣り合っている。また、第４磁気抵抗素子Ｒ１０４に対して第３磁気抵抗素子Ｒ１０３の側、および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３とは反対側の双方で第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と隣り合う位置に磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４が設けられている。このため、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と第４磁気抵抗素子Ｒ１０４との間では、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４が第３磁気抵抗素子Ｒ１０３とも隣り合っている。
【００７０】
ここで、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１との間隔ｄ１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１との間隔ｄ２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４との間隔ｄ３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４との間隔ｄ４は、以下の関係
ｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝ｄ４＝ｄ２３
にある。従って、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４は、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と磁気抵抗分布における密度がほぼ等しく、集磁密度がほぼ等しい。それ故、磁気センサ２０の検出精度が高い。
【００７１】
また、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と第２磁気抵抗素子Ｒ１０２との間隔ｄ１２、および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と第４磁気抵抗素子Ｒ１０４との間隔ｄ３４が幅ｗの２倍より広い場合、図１０（ｂ）に示すように構成してもよい。すなわち、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１に対して第２磁気抵抗素子Ｒ１０２の側、および第２磁気抵抗素子Ｒ１０２とは反対側の双方で第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と隣り合う位置に磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１が設けられている。また、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と第２磁気抵抗素子Ｒ１０２との間のうち、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１と第２磁気抵抗素子Ｒ１０２との間には、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２と隣り合う磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０２が形成されている。
【００７２】
また、第４磁気抵抗素子Ｒ１０４に対して第３磁気抵抗素子Ｒ１０３の側、および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３とは反対側の双方で第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と隣り合う位置に磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４が設けられている。また、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と第４磁気抵抗素子Ｒ１０４との間のうち、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４と第３磁気抵抗素子Ｒ１０３との間には、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と隣り合う磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０３が形成されている。
【００７３】
ここで、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１との間隔ｄ１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０２との間隔ｄ２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０３との間隔ｄ３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０４との間隔ｄ４は、以下の関係
ｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝ｄ４＝ｄ２３
にある。また、磁気抵抗分布調整用磁性膜Ｒ２０１、Ｒ２０２、Ｒ２０３、Ｒ２０４は、構成材料、厚さ、および幅が第１磁気抵抗素子Ｒ１０１、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２、第３磁気抵抗素子Ｒ１０３、および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４と等しい。従って、第１磁気抵抗素子Ｒ１０１および第４磁気抵抗素子Ｒ１０４は、第２磁気抵抗素子Ｒ１０２および第３磁気抵抗素子Ｒ１０３と磁気抵抗分布における密度がほぼ等しく、集磁密度がほぼ等しい。それ故、磁気センサ２０の検出精度が高い。
【００７４】
（他の実施の形態）
上記実施の形態では、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとの間には、偶数の高調波成分を打ち消す偶数高調波成分キャンセル用の磁気抵抗素子群Ｒｃ、Ｒｅや、平均値を求めるための１／２次成分を得る抵抗素子群Ｒｄを配置したが、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂとの間に、第１磁気抵抗素子群Ｒａと位相が９０°異なる信号を出力するＣＯＳ＋用の磁気抵抗素子群やＣＯＳ−用の磁気抵抗素子群を配置してもよい。
【００７５】
図６に示す構成例では、以下の式
（ｎ＋ｍ／（２×ｋ））λ
上式において、ｎ＝２以上の偶数
ｍ＝奇数
ｋ＝奇数高調波次数
λ=磁極間隔（Ｓ極とＮ極との距離）
に基づいて、磁気抵抗素子を配置したが、以下の式
（ｎ−ｍ／（２×ｋ））λ
上式において、ｎ＝２以上の偶数
ｍ＝奇数
ｋ＝奇数高調波次数
λ=磁極間隔（Ｓ極とＮ極との距離）
に基づいて、磁気抵抗素子を配置してもよい。
【００７６】
［その他の磁気式エンコーダ装置の構成］
上記形態はいずれも、磁気センサ装置をリニアエンコーダ装置として構成した例であったが、磁気センサ２０と磁気媒体９とが、Ｓ極とＮ極とが配列している方向に沿って相対的に回転移動するロータリエンコーダ装置を構成してもよい。なお、第１磁気抵抗素子群Ｒａと第２磁気抵抗素子群Ｒｂは、同極であれば、２λ以上離してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明では、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含む第１磁気抵抗素子群と、磁気抵抗膜からなる複数の磁気抵抗素子を含んで第１磁気抵抗素子群と対をなす第２磁気抵抗素子群とは、λ（Ｓ極とＮ極との間隔：磁極間隔）以上の距離を隔てた位置で互いに同一の極に対向している。このため、磁気抵抗素子を磁気抵抗膜から構成したことに起因して、磁気抵抗素子の内部抵抗と磁界との関係が対称でなくても、かかる影響の差が第１磁気抵抗素子群および第２磁気抵抗素子群に及びにくい。従って、第１磁気抵抗素子群および第２磁気抵抗素子群によって高調波成分の影響を抑制する場合でも、磁気抵抗効果の非対称性の影響を受けにくい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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