專利名稱：磁性位置檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可探測線性移動或旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動構(gòu)件位置的位置檢測裝置，尤其涉及使用磁性的磁性位置檢測裝置。
背景技術(shù)：
作為這樣一種磁性位置檢測裝置，日本專利審查號54-41335(專利文獻(xiàn)1)揭示了一種結(jié)構(gòu)，其中有兩種磁性電阻電路，每個(gè)電路都有多個(gè)串聯(lián)的磁性電阻元件，都形成梳狀，并且兩個(gè)磁性電阻電路都沿著磁極陣列方向水平排列。
日本專利未審查號7-4987(專利文獻(xiàn)2)揭示了一種技術(shù)，其中在磁化表面形成一溝槽，以在參考位置上構(gòu)成一來自磁性電阻電路的輸出波形。
但是在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，既然在磁性位置檢測裝置中的多個(gè)磁性電阻電路都沿著磁極陣列方向水平排列，當(dāng)磁性電阻電路具有多個(gè)磁性電阻元件、或者具備多個(gè)磁性電阻電路時(shí)，就會出現(xiàn)一個(gè)問題，其中磁極陣列方向的電路的長度會增加，而導(dǎo)致位置檢測裝置的體積增大、以及輸出波形的分辨率減小。
此外，在專利文獻(xiàn)2中，當(dāng)具備多個(gè)磁性電阻電路時(shí)，就會產(chǎn)生類似專利文獻(xiàn)1的位置檢測裝置的體積增大的問題。此外，在旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動構(gòu)件的位置檢測裝置中會出現(xiàn)一個(gè)問題，其中當(dāng)寬度方向的位置檢測裝置的長度增加時(shí)，由于其位置偏移，在位置檢測裝置的寬度方向的兩端所接收到的電場強(qiáng)度會減小，因此輸出波形的分辨率減小。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述情況作而做出本發(fā)明，以及本發(fā)明的一目的是使位置檢測裝置小型化、并且提供一種具有優(yōu)良分辨率的磁性檢測裝置。
根據(jù)本發(fā)明，所提供的位置檢測裝置包括兩種磁性電阻電路，每個(gè)磁性電阻電路都具有與磁化表面相對排列的多個(gè)磁性電阻元件，在該磁化表面上具有交替排列的磁極、并且每個(gè)磁極根據(jù)磁化表面的磁場強(qiáng)度來輸出電流。磁性位置檢測裝置還包括在每個(gè)磁極電阻電路中提供的電源終端。磁性位置檢測裝置還包括在每個(gè)磁性電阻電路中所提供的輸出終端。兩種磁性電阻電路可以排列成一種方式，這樣兩種磁性電阻電路的電阻元件相互串聯(lián)，并排列成梳狀、以沿著每個(gè)磁性電阻元件的電流路徑彼此平行，并且另一磁性電阻電路的磁性電阻元件放置在一磁性電阻電路的電阻元件之間。
根據(jù)本發(fā)明的配置，一磁性電阻電路和另一磁性電阻電路形成為梳狀，并且另一磁性電阻電路的電阻元件放置在一磁性電阻電路的電阻元件之間。這樣就有可能減少磁性電阻電路排列的面積，并促進(jìn)磁性檢測裝置的小型化。此外，考慮到磁化表面的磁極寬度λ(參考圖1)，可以集成磁性電阻元件的排列。這樣，即使存在被排列以提供放大磁性電阻電路的大量磁性電阻，以及用來定形輸出波形的修正磁性電阻元件，還是有可能減少磁性位置檢測裝置的電路寬度，并且提高檢測精度和分辨率。。特別地，位置傳感器的檢測寬度減少了，因此就有可能減少磁性電阻元件和磁化表面之間的間隔誤差，即便磁化表面形成或彎曲成曲面狀。此外，磁場強(qiáng)度的差異減小了，因此就有可能獲得高分辨率的輸出波形。
在本發(fā)明中，最好配置成兩個(gè)磁性電阻電路中的至少其中之一的磁性電阻元件包括有參考磁性電阻元件、以及與參考磁性電阻元件有(λ/n)或(λ/2m)偏移的修正磁性電阻元件，并且最好λ是在磁化表面上的磁極陣列方向的磁極寬度，“n”是除了0以外的偶數(shù)，“m”是除了1以外的奇數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的配置，輸出波長的偶次諧波分量由偏移λ/n的磁性電阻元件修正，并且輸出波長的奇次諧波分量由偏移λ/2m的磁性電阻元件修正，因此就有可能如圖4示出、在參考波長h被調(diào)整的狀態(tài)中獲得一正弦波形S和一余弦波形C。這樣就獲得了調(diào)整后的正弦波形S和余弦波形C，因此就有可能在寬度λ以內(nèi)精確地檢測位置、并提高分辨率。
此外，在本發(fā)明中，最好在一磁性電阻電路和另一磁性電阻電路之間的輸出波形的相位差異偏移90°。
如圖4示出、正弦波形S和余弦波形C被同時(shí)輸出，因此就有可能檢測出磁性位置檢測裝置相對磁化表面的相對移動方向和移動速度。
此外，在本發(fā)明中，最好用于串聯(lián)各個(gè)磁性電阻元件的部分由導(dǎo)體材料組成。
既然各個(gè)磁性電阻元件放置為沿著電流方向彼此平行，每個(gè)磁性電阻元件的連接部分就不能放置為與電流路徑平行。因此，連接部分不是由磁性電阻、而是由導(dǎo)體物質(zhì)組成的，這樣可以在磁化表面的磁場對連接部分沒有影響的狀態(tài)下獲得輸出，并且波形的精度可得到進(jìn)一步提高。


通過閱讀以下詳細(xì)描述以及附圖本發(fā)明的這些和其他目的以及優(yōu)點(diǎn)將會更加明顯，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的磁性位置檢測裝置中的原型電路(patterncircuit)和磁化表面之間的關(guān)系的平視圖；圖2是示出圖1示出的磁性位置檢測裝置的等效電路圖；圖3是簡要示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的磁性位置檢測裝置的使用狀態(tài)的透視圖；圖4是從圖3示出的磁性位置檢測裝置獲得的輸出波形的視圖；圖5是簡要示出圖3所示磁性位置檢測裝置的原型電路的視圖；圖6是簡要示出根據(jù)一修改的磁性位置檢測裝置的原型電路的視圖；圖7A是示出根據(jù)修改的磁性位置檢測裝置的原型電路的透視圖；圖7B是示出根據(jù)修改的磁性位置檢測裝置的原型電路的平面圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1至5解釋本發(fā)明一實(shí)施例。
根據(jù)該實(shí)施例的磁性位置檢測裝置1作為一示例就是檢測設(shè)置在蜂窩式電話中的自動對焦照相機(jī)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置。該照相機(jī)具有根據(jù)變焦鏡頭和聚焦鏡頭的驅(qū)動而形成的磁化表面3。在磁化表面3上，包括N極和S極的磁極5彼此串聯(lián)，并且N極和S極交替排列。在磁極5的陣列方向上的一磁極5的寬度為λ。
在磁性位置檢測裝置1中，電路9(原型電路)形成在基表面上，并且電路9的一表面涂有樹脂材料。原型電路9包括第一磁性電阻電路+A，第二磁性電阻電路-A，第三磁性電阻電路+B，第四磁性電阻電路-B。第一到第四磁性電阻電路+A、-A、+B、-B分別與通用電源Vcc和通用接地GND相連。
在該實(shí)施例中，磁性電阻電路A包括第一磁性電阻電路+A和第二磁性電阻電路-A。另一磁性電阻電路B包括第三磁性電阻電路+B和第四磁性電阻電路-B。
在磁性電阻電路A中，第一磁性電阻電路+A和第二磁性電阻電路-A都放置在有λ(360°)偏移的位置，以有可能獲得兩個(gè)輸出都被放大的輸出波形。類似地，第三磁性電阻電路+B和第四磁性電阻電路-B都放置在有λ(360°)偏移的位置，以有可能獲得兩個(gè)輸出都被放大的輸出波形。
在第一磁性電阻電路+A中，參照參考磁性電阻元件+A1，偶次諧波分量的修正磁性電阻元件+A3被放置在有λ/2偏移的位置。并且，奇次諧波分量的修正磁性電阻元件+A2放置在有λ/6偏移的位置。此外，參照參考修正磁性電阻元件+A3，奇次諧波分量的修正磁性電阻元件+A4被放置在有λ/6偏移的位置。
參照參考磁性電阻元件+A1，偶次諧波分量的修正磁性電阻元件+A3可放置在有λ/n(“n”是除了0以外的偶數(shù))偏移的位置，并且在該實(shí)施例中n＝2。參照參考磁性電阻元件+A1，奇次諧波分量的修正磁性電阻元件+A2可放置在有λ/2m(“m”是除了1以外的奇數(shù))偏移的位置，并且在該實(shí)施例中m＝3。此外，參照偶次諧波分量的修正磁性電阻元件+A3，修正磁性電阻元件+A4可放置在有λ/2m(“m”是除了1以外的奇數(shù))偏移的位置，并且在該實(shí)施例中m＝3。
至于類似于第一磁性電阻電路+A的第二到第四磁性電阻電路-A、+B、-B，則分別參照-A1、+B1、-B1來排列偶次諧波分量的修正磁性電阻元件-A3、+B3、-B3，并且分別排列偶次諧波分量的修正磁性電阻元件-A2、-A4、+B2、+B4、-B2、-B4。
此外，在磁性位置檢測裝置1的電路9中，第一磁性電阻電路+A的輸出終端是+A0，第二磁性電阻電路-A的輸出終端是-A0，并且第三磁性電阻電路+B的輸出終端是+B0。
各個(gè)磁性電阻元件+A1到+A4、-A1到-A4、+B1到+B4、-B1到-B4沿著電路通道分別彼此平行地排列。此外，磁性電阻電路+A和另一磁性電阻電路+B分別包括形成梳狀方式的磁性電阻電路+A1到+A4以及+B1到+B4。另一磁性電阻電路+B的磁性電阻元件+B2和+B1排列在磁性電阻電路+A的梳狀排列磁性電阻元件+A2和+A3之間。類似地，至于磁性電阻電路-A和-B，則磁性電阻元件+B3和+B4排列在磁性電阻元件+A4和-A4之間。磁性電阻元件-B4和-B3排列在磁性電阻元件-A3和-A1之間。磁性電阻元件-A1和-A2排列在磁性電阻元件-B1和-B3之間。
在磁性電阻元件A和B中，用于連接各個(gè)平行排列的磁性電阻元件+A1到+A4、-A1到-A4、+B1到+B4、-B1到-B4的鏈接部分13是由通用導(dǎo)體材料組成的。
根據(jù)該實(shí)施例給出功能和效果的解釋。
根據(jù)該實(shí)施例，磁性電阻電路A和另一磁性電阻電路B分別形成梳狀方式。另一磁性電阻電路B的磁性電阻元件+B1到+B4、-B1到-B4分別排列在磁性電阻電路A的磁性電阻元件+A1到+A4、-A1到-A4中間。因此，將磁性位置檢測裝置(位置傳感器)的電路9集成，就有可能減少面積并促進(jìn)位置傳感器1的小型化。
即使當(dāng)排列眾多磁性電阻元件+B1到+B4、-B1到-B4時(shí)，由于參照磁化表面3的磁極寬度λ，可將磁性電阻元件+B1到+B4、-B1到-B4集成，從而有可能減少位置傳感器1的寬度。并且，由于可以排列眾多修正磁性電阻元件，檢測的精度就可得到提高。
特別地，位置傳感器的檢測寬度減小了，就有可能減少每個(gè)磁性電阻元件和磁化表面之間的間隔誤差，即便是磁化表面形成或彎曲成曲面狀。此外，磁場強(qiáng)度的差異減小了，就有可能獲得高分辨率的輸出波形。
在參照參考磁性電阻元件+A1、-A1、+B1、-B1、分別有λ/n偏移的磁性電阻元件+A3、-A3、+B3、-B3中，輸出波長的偶次諧波分量可被修正。在分別有λ/3m的偏移的磁性電阻元件+A4、+A2、-A4、-A2、+B4、+B2、-B4、-B2中，輸出波長的奇次諧波分量被修正，因此就有可能獲得如圖4示出、在參考波長h被調(diào)整的狀態(tài)下的正弦波形S和余弦波形C。獲得這些調(diào)整后的正弦波形S和余弦波形C，從而就有可能在寬度λ以內(nèi)精確地檢測位置，并提高分辨率。
此外，在該實(shí)施例中，如圖4示出，正弦波形S和余弦波形C被同時(shí)輸出，從而有可能檢測位置檢測裝置1相對于磁化表面3的相對移動方向和移動速度。因此，作為一示例當(dāng)磁性位置檢測裝置用作驅(qū)動變焦鏡頭和聚焦鏡頭的位置傳感器時(shí)，對移動速度的檢測就有可能使得基本同時(shí)設(shè)置照相機(jī)的變焦鏡頭和聚焦鏡頭。
由于各個(gè)磁性電阻元件+A1到+A4、-A1到-A4、+B1到+B4、-B1到-B4分別沿著電路路徑彼此平行地排列，用于連接各個(gè)平行排列的磁性電阻元件+A1到+A4、-A1到-A4、+B1到+B4、-B1到-B4的連接部分13就不能與電流路徑平行放置。但是，連接部分13不是由磁性電阻元件、而是由導(dǎo)體材料組成的，因此能夠在磁化表面的磁場對連接部分13無影響的狀態(tài)下獲得輸出，并且可進(jìn)一步提高輸出波形的波形精度。
在不脫離本發(fā)明的廣泛精神和范圍之內(nèi)可以做出各個(gè)實(shí)施例以及修改。上述實(shí)施例旨在示出本發(fā)明，但不僅限于本發(fā)明的范圍。所附權(quán)利要求可以比實(shí)施例更好地示出本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明權(quán)利要求的等效體的方法內(nèi)和權(quán)利要求內(nèi)作出的各個(gè)修改可被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
例如，磁性位置檢測裝置1并不限于僅使用線性驅(qū)動。例如，磁化表面3可形成為沿著如圖7A示出的環(huán)狀面、以通過磁性位置檢測裝置1來檢測旋轉(zhuǎn)位置。在該情形中，如圖7B所示，當(dāng)如常規(guī)技術(shù)中各個(gè)磁性電阻電路是水平排列(圖中示出的長短交替的點(diǎn)劃線)時(shí)，就會有一個(gè)缺點(diǎn)，其中在兩端21a接收到的磁場強(qiáng)度就會減小。但是，由于根據(jù)該實(shí)施例的磁性位置檢測裝置1減少了磁化方向上的寬度，就有可能減少各個(gè)磁性電阻元件在端部1a所接收的磁性強(qiáng)度的差異。因此，就有可能實(shí)現(xiàn)高精度的位置檢測。
對磁性電阻電路A和另一磁性電阻電路B中的磁性電阻元件的排列并不限于前述實(shí)施例。例如，如圖6所示，提供有一種排列，在該排列中各個(gè)磁性電阻元件被排列，以具有基本相同的功能和效果。
在前述的實(shí)施例中，磁性電阻電路A包括兩個(gè)磁性電阻電路+A和-A。但是，也可能只有一電路+A或-A。類似地，另一磁性電阻電路B包括兩個(gè)磁性電阻電路+B和-B。
根據(jù)本發(fā)明的磁性位置檢測裝置1并不限于照相機(jī)。磁性位置檢測裝置1可用于加工工具的位置控制，還可用作為所謂的編碼器，并且其用途不僅限于此。
權(quán)利要求
1.一種磁性位置檢測裝置，其特征在于，包括一個(gè)和另一磁性電阻電路，每個(gè)磁性電阻電路具有與磁化表面相對排列的多個(gè)磁性電阻元件，在該磁化表面中，不同的磁極交替排列，并且每個(gè)磁極根據(jù)所述磁化表面的磁場強(qiáng)度輸出電流；電源終端，提供在每個(gè)磁性電阻電路中；以及輸出終端，提供在每個(gè)磁性電阻電路中，其中一個(gè)和另一磁性電阻電路以一種方式排列，在該方式中，每個(gè)磁性電阻電路的所述電阻元件彼此串聯(lián)地連接，并沿著每個(gè)磁性電阻元件的電流路徑方向呈梳狀彼此平行地排列，并且所述另一磁性電阻電路的所述磁性電阻元件放置在一個(gè)磁性電阻電路的所述磁性電阻元件之間。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性位置檢測裝置，其特征在于，配置成磁性電阻電路至少之一的所述磁性電阻元件包括一參考磁性電阻元件、以及與參考磁性電阻元件有(λ/n)或(λ/2m)偏移的修正磁性電阻元件，λ是在磁化表面上的磁極陣列方向的磁極寬度，“n”是除了0以外的偶數(shù)，“m”是除了1以外的奇數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性位置檢測裝置，其特征在于，在一個(gè)磁性電阻電路和另一磁性電阻電路的輸出波形之間的相位差異是90°偏移。
4.如權(quán)利要求2所述的磁性位置檢測裝置，其特征在于，在一個(gè)磁性電阻電路和另一磁性電阻電路的輸出波形之間的相位差異是90°偏移。
5.如權(quán)利要求1所述的磁性位置檢測裝置，其特征在于，用來串聯(lián)所述各個(gè)磁性電阻元件的部分是由導(dǎo)體材料組成的。
6.如權(quán)利要求2所述的磁性位置檢測裝置，其特征在于，用來串聯(lián)所述各個(gè)磁性電阻元件的部分是由導(dǎo)體材料組成的。
7.如權(quán)利要求3所述的磁性位置檢測裝置，其特征在于，用來串聯(lián)所述各個(gè)磁性電阻元件的部分是由導(dǎo)體材料組成的。
全文摘要
本發(fā)明的一種磁性位置檢測裝置1包括一個(gè)和另一磁性電阻電路，每個(gè)磁性電阻電路都具有與一磁化表面相對排列的多個(gè)磁性電阻，其中兩個(gè)磁性電阻以一種方式排列，從而每個(gè)磁性電阻電路的電阻元件彼此串聯(lián)、并沿著每個(gè)磁性電阻元件的電流路徑方向呈梳狀彼此平行地排列，另一磁性電阻電路的磁性電阻元件放置在一個(gè)磁性電阻電路的磁性電阻元件之間。
文檔編號G01D5/245GK1776354SQ200510125039
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者白木學(xué), 多田純一 申請人:株式會社思考技研