專利名稱：磁性傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測被檢測體所具備的磁性圖案等磁性信息的磁性傳感器。
背景技術(shù)：
目前，設(shè)計(jì)了檢測組合到紙幣等薄型被檢測體中的磁性圖案或磁性信息的各種磁性傳感器。例如，在專利文獻(xiàn)1的磁性傳感器中，在長方形狀的框體內(nèi)，沿著該框體的縱長方向排列設(shè)置了分別具有由長條狀構(gòu)成的磁性電阻元件的磁性檢測部。此時(shí)，各個(gè)磁性檢測部的磁性電阻元件配置成本元件的縱長方向與框體的縱長方向平行。并且，在專利文獻(xiàn)1 的磁性傳感器中，沿著與框體的縱長方向正交的方向傳送薄型的被檢測體。此外，作為磁性傳感器的縱長方向與被檢測體的傳送方向的關(guān)系，在專利文獻(xiàn)2 中，記載了如下結(jié)構(gòu)將具有長方形狀的框體的一個(gè)或多個(gè)磁性傳感器配置成該框體的縱長方向成為不會與被檢測體的傳送方向正交的規(guī)定角。專利文獻(xiàn)1 JP特開2005-251850號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開平3-97084號公報(bào)但是，在如專利文獻(xiàn)1所示的磁性傳感器的縱長方向與被檢測體的傳送方向正交的結(jié)構(gòu)中，長條形狀的磁性電阻元件也與被檢測體的傳送方向正交。因此，被檢測體的傳送方向與磁性電阻元件的短條方向(與縱長方向正交的寬度方向)平行，感知設(shè)置在薄型的被檢測體中的磁性圖案的帶磁部引起的通過磁通量的變化的時(shí)間長度變短。因此，若只是檢測帶磁部是否存在的程度，則問題會少，但在檢測帶磁部的長度的情況下，難以高精度地檢測該長度。尤其是，在被檢測體的帶磁部的成為檢測對象的長度與傳送方向平行且較短的情況下，高精度的檢測變得更難。此外，在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，不能測定帶磁部的與傳送方向正交的方向，即沿著磁性電阻元件的縱長方向的帶磁部的長度。另一方面，在專利文獻(xiàn)2的情況下，將多個(gè)磁性傳感器配置成相對于被檢測體的傳送方向具有規(guī)定的角度，并在被檢測體的傳送方向及與該方向正交的方向上配置成互相偏離。在此基礎(chǔ)上，在專利文獻(xiàn)2的情況下，通過將從各個(gè)磁性傳感器獲得的信號在之后進(jìn)行一體化，從而產(chǎn)生表示帶磁部的輸出。由此，在使用多個(gè)磁性傳感器的情況下，必須配置成各個(gè)磁性傳感器的縱長方向準(zhǔn)確地平行。此外，也必須使沿著被檢測體的傳送方向的多個(gè)磁性傳感器的配置位置準(zhǔn)確地一致。此外，由于磁性傳感器的檢測電壓信號受到磁性電阻元件和被檢測體的間隙(間隔)的影響很大，所以多個(gè)磁性傳感的高度位置也必須高精度地保持一致。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這樣的各種問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種磁性傳感器，其盡可能不會加大框體，且設(shè)置容易，并且能夠可靠且高精度地檢測出構(gòu)成被檢測體的磁性圖案的帶磁部的尺寸。
本發(fā)明的磁性傳感器包括框體，其將與被檢測體的傳送方向正交的方向設(shè)為長度方向，將與傳送方向平行的方向設(shè)為寬度方向；以及磁性檢測部，其具有分別以長條形狀構(gòu)成且一個(gè)是磁性電阻元件、另一個(gè)是恒電阻元件的元件組，所述磁性電阻元件的電阻值隨著通過磁通量而變化，所述恒電阻元件的電阻值實(shí)質(zhì)上不隨通過磁通量變化。按照元件組的縱長方向不會與框體的長度方向平行或正交的方式，將該磁性檢測部配置在框體內(nèi)。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，由于磁性檢測部的磁性電阻元件的短條方向不會與包括帶磁部的被檢測體的傳送方向平行，所以帶磁部的檢測時(shí)間變長，無論帶磁部的成為測量對象的長度與傳送方向平行還是正交，都能夠如圖2或圖3所示那樣可靠地進(jìn)行檢測。例如，在該結(jié)構(gòu)中，在帶磁部的成為檢測對象的長度與傳送方向平行的情況下，與磁性電阻元件的短條方向與傳送方向平行的情況相比，磁性電阻元件感知帶磁部的通過磁通量之后電阻值變化的時(shí)間長度變得更長。并且，恒電阻元件的電阻值實(shí)質(zhì)上不會在被檢測體的帶磁部中產(chǎn)生變化，只有磁性電阻元件的電阻值會因帶磁部而產(chǎn)生變化，所以檢測電壓信號的電平變化正確地追隨磁性電阻元件的電阻值變化。由此，隨著磁性電阻元件通過帶磁部，獲得與帶磁部的成為檢測對象的長度對應(yīng)的正確的檢測電壓信號。此外，與將磁性檢測部的縱長方向設(shè)為與框體的長度方向平行，且相對于傳送方向以規(guī)定的角度配置框體的情況相比，框體的長度方向的尺寸變小。此外，本發(fā)明的磁性傳感器在一個(gè)框體內(nèi)設(shè)有多個(gè)磁性檢測部。將這些多個(gè)磁性檢測部沿著框體的長度方向平行地排列，并且配置成各個(gè)磁性檢測部的元件組彼此的縱長
方向一致。在該結(jié)構(gòu)中，如上所述，排列有多個(gè)可檢測帶磁部的磁性檢測部。此時(shí)，由于排列方向?yàn)榭蝮w的長度方向，即被檢測體的傳送方向的正交方向，所以可在沿著該被檢測體的傳送方向的正交方向的多個(gè)位置上檢測帶磁部。例如，若在沿著被檢測體的傳送方向的正交方向的兩端間，連續(xù)地排列設(shè)置多個(gè)磁性檢測部，則相對于被檢測體的傳送方向的正交方向，無論帶磁部存在于哪個(gè)位置，都能夠檢測該帶磁部。即，無論將帶磁部沿著傳送方向排列，還是排列在與傳送方向正交的方向上，都能夠可靠地檢測帶磁部，并且能夠檢測各個(gè)帶磁部的檢測對象的長度。此外，由于在一個(gè)框體內(nèi)包括多個(gè)磁性檢測部，所以與按每個(gè)磁性檢測部設(shè)置框體的情形相比，簡化了結(jié)構(gòu)，并且相對于被檢測體的傳送路徑的設(shè)置變得高精度且容易。此外，在本發(fā)明的磁性傳感器的多個(gè)磁性檢測部中，向框體的長度方向投影了各個(gè)元件組的各個(gè)區(qū)域沿著該框體的長度方向連續(xù)。在該結(jié)構(gòu)中，沿著被檢測體的傳送方向的正交方向，多個(gè)磁性檢測部中的任一個(gè)可檢測的區(qū)域連續(xù)。由此，能夠沿著被檢測體的傳送方向的正交方向，更可靠地進(jìn)行帶磁部的檢測。此外，在本發(fā)明的磁性傳感器中，元件組的縱長方向和框體的長度方向構(gòu)成的角為 45°。在該結(jié)構(gòu)中，由于被檢測體的傳送方向和磁性電阻元件構(gòu)成的角為45°，所以無論帶磁部的檢測對象的長度與傳送方向平行還是正交，都能夠以相同的時(shí)間長度輸出檢測電壓信號。由此，即使被檢測體的傳送方向?yàn)檎坏膬蓚€(gè)方向中的任一個(gè)，都能夠同等地檢測帶磁部。此外，通過設(shè)為45°，即使在被檢測體的傳送中存在角度誤差，也能夠大幅降低磁性電阻元件的縱長方向和帶磁部的檢測對象的長度方向平行的可能性。由此，能夠可靠地檢測帶磁部的檢測對象的長度。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種無論被檢測體所具備的帶磁部的檢測對象的長度與該被檢測體的傳送方向平行還是正交，都能夠可靠且高精度地檢測帶磁部的檢測對象的長度的磁性傳感器。此時(shí)，根據(jù)與被檢測體的傳送方向正交的方向的長度，能夠盡可能地減小磁性傳感器的框體。此外，與相對于被檢測體的傳送路徑以單獨(dú)的框體設(shè)置多個(gè)磁性檢測部的情況相比，針對被檢測體的傳送路徑高精度地設(shè)置多個(gè)磁性檢測部變得更容易。


圖1是第一實(shí)施方式的磁性傳感器1的俯視圖、側(cè)視圖以及磁性傳感器1的磁性檢測部的等效電路圖。圖2是說明由第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的磁性傳感器1的帶磁部901的檢測動作的圖。圖3是說明由第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的磁性傳感器1的帶磁部901的檢測動作的圖。圖4是表示通過本實(shí)施方式的磁性傳感器從檢測電壓信號SVout生成判定用信號時(shí)的作用效果的圖。圖5是表示通過成為本實(shí)施方式的磁性傳感器的比較對象的現(xiàn)有的磁性傳感器， 從檢測電壓信號SVout生成判定用信號時(shí)的作用效果的圖。圖6是有關(guān)第二實(shí)施方式的磁性傳感器的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。圖7是說明由第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的磁性傳感器1 ’的多個(gè)帶磁部901A、901B 的檢測動作的圖。符號說明1、1’ -磁性傳感器；10、IOP-磁性檢測電路元件；11、11’ -框體；12-永久磁鐵；13、13A 13C-外部連接導(dǎo)體；14、14A 14C-連接導(dǎo)體；15-蓋罩；101-絕緣性基板；900-被檢測體；901-帶磁部；MR1、MR2-磁性電阻元件；Rl-恒電阻元件。
具體實(shí)施例方式參照

本發(fā)明的第一實(shí)施方式的磁性傳感器。圖1 (A)是本實(shí)施方式的磁性傳感器1的俯視圖，圖1⑶是磁性傳感器1的側(cè)視圖，圖1 (C)是表示磁性檢測電路元件10的示意結(jié)構(gòu)的圖，圖1⑶是磁性傳感器1的磁性檢測部的等效電路圖。另外，圖I(A)是表示除去了蓋罩15的狀態(tài)的圖。磁性傳感器1包括由絕緣性材料構(gòu)成的大致長方體形狀的框體11，在該框體11內(nèi)設(shè)有永久磁鐵12。在永久磁鐵12的被檢測體900側(cè)，配置有磁性檢測電路元件10。框體 11形成為與被檢測體900的傳送方向正交的方向成為長度、與被檢測體900的傳送方向平行的方向成為寬度的長方形狀或正方形狀。磁性檢測電路元件10包括以Si等作為材質(zhì)的長條且平板狀的絕緣性基板101。 在絕緣性基板101的表面上形成有電阻值隨著磁通量變化的磁性電阻元件MRl和電阻值不隨磁通量變化的恒電阻元件R1。這里，如圖1(c)所示，例如，磁性電阻元件MRl由將hSb 等半導(dǎo)體材料形成為長條狀的半導(dǎo)體膜110構(gòu)成。并且，沿著該縱長方向，將由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的短路電極120以規(guī)定圖案排列形成在半導(dǎo)體膜110上，從而實(shí)現(xiàn)磁性電阻元件MR1。 此外，通過在使用了與磁性電阻元件MRl相同材料的半導(dǎo)體膜110上不形成短路電極120， 從而實(shí)現(xiàn)恒電阻元件R1。另外，若電阻值不隨磁通量變化，則恒電阻元件Rl也可以是其他材質(zhì)。這些磁性電阻元件MRl和恒電阻元件Rl各自的縱長方向平行，且沿著與該縱長方向正交的短條方向排列。并且，如圖1 (C)所示，由這樣的材料和結(jié)構(gòu)形成的磁性電阻元件MRl和恒電阻元件Rl的一端連接到由導(dǎo)電性圖案構(gòu)成的輸出電壓用電極Vout。此外，磁性電阻元件MRl的另一端連接到由導(dǎo)電性圖案構(gòu)成的地連接用電極，恒電阻元件Rl的另一端連接到由導(dǎo)電性圖案構(gòu)成的輸入電壓用電極Vin。此外，在磁性檢測電路元件10的絕緣性基板101上，形成有由如圖1 (D)所示的電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電極圖案。即，形成有實(shí)現(xiàn)輸入電壓用電極Vin、輸出電壓用電極Vout以及地連接用電極GND的連接盤(land)電極。此外，在輸入電壓用電極Vin和地連接用電極GND 之間形成有連接上述恒電阻元件Rl的布線圖案電極，在地連接用電極GND和輸出電壓用電極Vout之間形成有連接上述磁性電阻元件MRl的布線圖案電極。在磁性傳感器1的框體11內(nèi)，設(shè)有連接導(dǎo)體14A 14C，連接導(dǎo)體14A 14C連接實(shí)現(xiàn)這些磁性檢測電路元件10的輸入電壓用電極Vin、輸出電壓用電極Vout以及地連接用電極GND的各個(gè)連接盤電極。各個(gè)連接導(dǎo)體14A 14C的一端分別連接到由從框體11的底面突出的導(dǎo)體形成的外部連接用導(dǎo)體13A 13C。在框體11中的磁性檢測電路元件10的被檢測體900的傳送路徑側(cè)具有絕緣層， 且在框體11的表面設(shè)置有蓋罩15。該蓋罩15的表面成為被檢測體900的傳送路徑。在這樣的結(jié)構(gòu)中，磁性檢測電路元件10按照自身的縱長方向成為不會與被檢測體900的傳送方向正交或平行的角度的方式被設(shè)置在框體11中。換言之，按照框體11中的與被檢測體900的傳送方向正交的長度方向的軸Lm與沿著磁性檢測電路元件10的縱長方向的軸Lc所構(gòu)成的角θ成為既不是0°也不是90°的規(guī)定角的方式，將磁性檢測電路元件10設(shè)置在框體11中。此時(shí)，具體地說，框體11的長度方向的軸Lm與磁性檢測電路元件10的縱長方向的軸Lc所構(gòu)成的角θ最好為45°。在這樣構(gòu)成的磁性傳感器1中，若沿著上述的傳送路徑傳送包括帶磁部901的被檢測體900，則如下所示，可檢測帶磁部901的成為檢測對象的長度LL。圖2、圖3是說明由本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的磁性傳感器1的帶磁部911的檢測動作的圖，圖2表示成為檢測對象的長度LL與被檢測體900的傳送方向正交的情況，圖3表示成為檢測對象的長度LL與被檢測體900的傳送方向平行的情況。另外，在圖2、圖3中， 表示軸Lm與軸Lc所構(gòu)成的角θ為45°的情況。此外，在圖2、圖3中，僅在時(shí)刻Ta表示了長度LL，在其他時(shí)刻Tb、Tc、Td省略了長度LL。如圖2所示，在磁性圖案901中的帶磁部911的檢測對象的長度LL與被檢測體 900的傳送方向(圖2中的黑色粗箭頭)正交的情況下，通過如下的動作，檢測檢測對象的長度LL。首先，位于接近長條狀的磁性檢測電路元件10的傳送方向上游側(cè)端部的一側(cè)的帶磁部911的成為檢測對象的長度LL方向的一端遮蓋在磁性檢測電路元件10的磁性電阻元件MRl上，從而檢測電壓信號SVout的值開始從基準(zhǔn)電壓Vstd上升(時(shí)刻Ta)。若在這樣的狀態(tài)下傳送被檢測體900，則檢測電壓信號SVout的值繼續(xù)上升，在帶磁部911和磁性電阻元件MRl重合的面積在傳送中最大的時(shí)刻成為一定值值(時(shí)刻Tb)。在這樣變化時(shí)，雖然帶磁部911和恒電阻元件Rl重合，但由于恒電阻元件Rl的電阻值不變化，所以可根據(jù)帶磁部911和磁性電阻元件MRl重合的面積決定檢測電壓信號SVout的值。在這樣的重合持續(xù)的期間，檢測電壓信號SVout的值不變化。然后，若與上述的帶磁部911的一端對置的另一端從磁性電阻元件MRl上脫離，則檢測電壓信號SVout的值緩慢地下降至基準(zhǔn)電壓Vstd (時(shí)刻Tc)。然后，若帶磁部911從磁性電阻元件MRl上完全脫離，則檢測電壓信號SVout的值成為基準(zhǔn)電壓Vstd(時(shí)刻Td)。這樣，在帶磁部911存在于磁性電阻元件MRl上的同時(shí)沿著傳送方向直線狀移動的期間，即使帶磁部911的成為檢測對象的長度LL與傳送方向正交，檢測電壓信號SVout 的值也會不同于基準(zhǔn)電壓Vstd的值。因此，通過檢測該檢測電壓信號SVout的值與基準(zhǔn)電壓Vstd不同的時(shí)間長度TD1，從而能夠測定帶磁部911的檢測對象的長度LL。另外，嚴(yán)格地說，該時(shí)間長度TDl相當(dāng)于長方形狀的帶磁部911的對置的角之間的距離，但由于通常預(yù)先決定了帶磁部911的圖案寬度(與檢測對象的長度LL正交的磁性圖案901的寬度)，所以能夠加入該寬度來測定長度LL。此外，由于檢測電壓信號SVout的值上升或下降的時(shí)間長度依賴于該磁性圖案901的寬度，所以還能在使用該上升時(shí)間或下降時(shí)間檢測出寬度的基礎(chǔ)上測定長度LL。另一方面，如圖3所示，在帶磁部911的檢測對象的長度LL與被檢測體900的傳送方向(圖3中的黑色粗箭頭)平行的情況下，通過接下來的動作檢測檢測對象的長度LL。首先，通過帶磁部911的成為傳送方向下游側(cè)的一端遮蓋在磁性檢測電路元件1 的磁性電阻元件MRl上，從而檢測電壓信號SVout的值開始從基準(zhǔn)電壓Vstd上升(時(shí)刻 Ta')。若在這樣的狀態(tài)下傳送被檢測體900，則檢測電壓信號SVout的值繼續(xù)上升，在帶磁部911和磁性電阻元件MRl重合的面積在傳送中成為最大的時(shí)刻成為一定值值(時(shí)刻 Tb’ )。在這樣的重合持續(xù)的期間，檢測電壓信號SVout的值不變化。然后，若上述的帶磁部911的成為傳送方向上游側(cè)的另一端從磁性電阻元件MRl 上脫離，則檢測電壓信號SVout的值緩慢地下降至基準(zhǔn)電壓Vstd (時(shí)刻Tc ’)。然后，若帶磁部911從磁性電阻元件MRl上完全脫離，則檢測電壓信號SVout的值成為基準(zhǔn)電壓Vstd (時(shí)刻 Td，)。這樣，在帶磁部911存在于磁性電阻元件MRl上的同時(shí)沿著傳送方向直線狀移動的期間，即使帶磁部911的成為檢測對象的長度LL與傳送方向平行，檢測電壓信號SVout 的值也會不同于基準(zhǔn)電壓Vstd的值。因此，通過檢測該檢測電壓信號SVout的值與基準(zhǔn)電壓Vstd不同的時(shí)間長度TD2，能夠測定帶磁部911的檢測對象的長度LL。另外，嚴(yán)格地說， 該時(shí)間長度TD2也相當(dāng)于長方形狀的帶磁部911的對置的角之間的距離，但由于通常預(yù)先決定了帶磁部911的圖案寬度(與檢測對象的長度LL正交的磁性圖案901的寬度)，所以能夠加入該寬度來測定長度LL。此外，由于檢測電壓信號SVout的值上升或下降的時(shí)間長度依賴于該磁性圖案901的寬度，所以還能在使用該上升時(shí)間或下降時(shí)間檢測出寬度的基
7礎(chǔ)上測定長度LL。如上所述，通過使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，無論帶磁部911的檢測對象的長度LL與被檢測體900的傳送方向平行還是正交，都能夠可靠地檢測帶磁部911的有無。進(jìn)而，在任何情況下，都能夠?qū)⒂糜跈z測長度LL的時(shí)間長度取某一程度以上，所以能夠高精度地檢測長度LL。此時(shí)，通過將上述的構(gòu)成角θ設(shè)為45°，上述的時(shí)間長度TD1、TD2變得相等，所以無論帶磁部911的檢測對象的長度LL的方向與傳送方向平行還是正交，都能夠以一個(gè)測時(shí)刻間長度測定長度LL。另外，這里，優(yōu)選構(gòu)成角θ為45°，但也可以有士5°或士 10° 左右的誤差。此時(shí)，雖然帶磁部911的檢測對象的長度LL的方向與傳送方向平行時(shí)和正交時(shí)，時(shí)間長度不同，但由于長度LL的方向和磁性電阻元件MRl的縱長方向不會一致，所以能夠可靠地檢測長度LL。另外，在進(jìn)行這樣的基于檢測電壓信號SVout的帶磁部911的長度LL的測定的情況下，也可以生成基于檢測電壓信號SVout的判定用信號，用于長度LL的測定。作為這樣的判定用信號，例如使用對檢測電壓信號SVout進(jìn)行微分處理并放大的信號等，在使用該判定用信號的情況下，獲得如下所示的進(jìn)一步的效果。圖4是表示通過本實(shí)施方式的磁性傳感器，從檢測電壓信號SVout生成判定用信號時(shí)的作用效果的圖。圖4(A)是生成該判定用信號的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖，圖4(B)是說明檢測電壓信號SVout的檢測動作的圖，圖4(C)是表示帶磁體的檢測和判定用信號之間的時(shí)間關(guān)系的圖。圖4(A)的電路是在圖I(D)所示的磁性傳感器1的電路的輸出電壓用電極Vout 上連接了判定用信號生成部的電路。因此，檢測電壓信號SVout成為與上述的圖3相同的電壓特性。判定用信號生成部對檢測電壓信號SVout進(jìn)行微分處理，并以規(guī)定放大率進(jìn)行放大，從而輸出判定用信號SVj。判定用信號SVj是檢測電壓信號SVout的微分信號。因此， 在帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MR1，帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積緩慢增加， 檢測電壓信號SVout從基準(zhǔn)電位Vstd上升的期間，且電壓上升率上升的期間，判定用信號 SVj成為增加的特性，達(dá)到規(guī)定的極大值(例如，圖4(C)的P11、P21、P31、P41)。并且，在檢測電壓信號SVout的電壓上升率下降的期間，判定用信號SVj從所述極大值降低至基準(zhǔn)電位VS。然后，若帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積進(jìn)一步成為一定值值，則檢測電壓信號SVout成為一定值值，判定用信號SVj為基準(zhǔn)電位VS，即成為一定值值。此時(shí)，帶磁體911還遮蓋恒電阻元件R1，但由于恒電阻元件Rl的電阻值實(shí)質(zhì)上不變化，所以不會對判定用信號SVj的電壓變動產(chǎn)生貢獻(xiàn)。因此，若使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，則在檢測帶磁體911 的前端的情況下，成為具有一個(gè)極大值的特性。另一方面，在帶磁體911的最后端遮蓋磁性電阻元件MR1，帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積逐漸下降，檢測電壓信號SVout向基準(zhǔn)電位Vstd下降的期間，且電壓下降率增加的期間，判定用信號SVj成為從基準(zhǔn)電位VS下降的特性，達(dá)到規(guī)定的極小值(例如，圖 4(C)的 P12、P22、P32、P42)。然后，在檢測電壓信號SVout的電壓下降率下降的期間，判定用信號S Vj從所述極小值向基準(zhǔn)電位VS上升。然后，若帶磁體911從磁性電阻元件MRl進(jìn)一步脫離，則檢測電壓SVout成為一定值值，判定用信號SVj為基準(zhǔn)電位VS，即成為一定值值。此時(shí)，帶磁體 911還遮蓋恒電阻元件R1，但由于恒電阻元件Rl的電阻值實(shí)質(zhì)上不變化，所以不會對判定用信號SVj的電壓變動產(chǎn)生貢獻(xiàn)。因此，若使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，則在檢測帶磁體911的后端的情況下，成為具有一個(gè)極小值的特性。由于具有這樣的特性，所以在想要測定帶磁體911的長度的情況下，對一個(gè)帶磁體只要檢測時(shí)間上連續(xù)的一對極大值和極小值即可。另外，實(shí)際上，也可以將基準(zhǔn)電位VS 作為基準(zhǔn)的“O”電位進(jìn)行絕對值處理，并檢測一對極大值(以基準(zhǔn)電位VS為基準(zhǔn)，判定了極大值和極小值的極大值)。不管怎樣，都能夠基于分別相對于帶磁體的前端和后端只存在各一個(gè)的極大值(極小值)，檢測帶磁體911的長度。例如，若是圖4(C)的例子，則針對長度LLl的帶磁體檢測極大值Pll和極大值P12，能夠根據(jù)檢測時(shí)間之差來檢測長度LLDl。 此外，針對長度LL2的帶磁體檢測極大值P21和極大值P22，根據(jù)檢測時(shí)間之差能夠檢測長度LLD2。此外，針對長度LL3的帶磁體，檢測極大值P31和極大值P32，根據(jù)檢測時(shí)間之差能夠檢測長度LLD3。此外，針對長度LL4的帶磁體，檢測極大值P41和極大值P42，根據(jù)檢測時(shí)間之差能夠檢測長度LLD4。由此，若使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，則能夠高精度地檢測帶磁體911的長度。接著，作為本實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的對比，說明如圖5所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)情況下的帶磁體的測定精度。另外，如專利文獻(xiàn)2所示，這里所示的現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)是平行地配置兩個(gè)磁性電阻元件MR1、MR2的結(jié)構(gòu)，是將本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中的恒電阻元件Rl替換為磁性電阻元件MR2 的結(jié)構(gòu)。圖5是表示通過成為本實(shí)施方式的磁性傳感器的比較對象的現(xiàn)有的磁性傳感器， 從檢測電壓信號SVout生成判定用信號時(shí)的作用效果的圖。圖5(A)是生成該判定用信號的電路結(jié)構(gòu)的等效電路圖，圖5(B)是說明檢測電壓信號SVout的檢測動作的圖，圖5(C)是表示帶磁體的檢測與判定用信號之間的時(shí)間關(guān)系的圖。圖5(A)的電路是將圖4(A)所示的本實(shí)施方式的磁性檢測電路元件IOP的恒電阻元件Rl替換為磁性電阻元件MR2的結(jié)構(gòu)。在這樣構(gòu)成的情況下，檢測電壓信號SVout’表示如下的特性。首先，帶磁體911 遮蓋磁性電阻元件MR1，直到帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積成為最大的極大值為止與上述的圖4(A)相同。接著，在遮蓋了磁性電阻元件MRl的狀態(tài)下，若帶磁體911的前端遮蓋磁性電阻元件MR2，且?guī)Т朋w911遮蓋磁性電阻元件MR2的面積增加，則磁性電阻元件MR2的電阻值增加。因此，檢測電壓信號SVout’下降。然后，若帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積與遮蓋磁性電阻元件MR2的面積相同，則檢測電壓信號SVout’返回到基準(zhǔn)電位Vstd。這里，在帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積與遮蓋磁性電阻元件MR2的面積相同的期間，檢測電壓信號SVout’為基準(zhǔn)電位Vstd，即成為一定值。接著，若帶磁體911的后端遮蓋磁性電阻元件MRl，帶磁體911遮蓋磁性電阻元件 MRl的面積降低，則磁性電阻元件MRl的電阻值下降。因此，檢測電壓信號SVout’從基準(zhǔn)電位Vstd下降。然后，若帶磁體911處于不遮蓋磁性電阻元件MRl而是僅遮蓋磁性電阻元件 MR2的狀態(tài)，則成為極小值。然后，若帶磁體911的后端遮蓋磁性電阻元件MR2，帶磁體911 遮蓋磁性電阻元件MR2的面積降低，則檢測電壓信號SVout’返回到基準(zhǔn)電位Vstd。
在這樣的情況下，判定用信號S Vj'成為如下所示的特性。首先，在帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl且直到帶磁體911遮蓋磁性電阻元件 MRl的面積成為最大為止的期間，判定用信號SVj’成為如下的特性先增加，達(dá)到規(guī)定的極大值(例如，圖5(C)的P111、P211、P311、P411)之后，下降并返回至基準(zhǔn)電位VS。然后，在帶磁體911還遮蓋磁性電阻元件MR2且直到帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MR2的面積成為最大為止的期間，判定用信號SVj’成為如下的特性先下降，達(dá)到規(guī)定的極小值(例如，圖 5(C)的P112、P212、P312、P412)之后，上升并返回至基準(zhǔn)電位VS。另一方面，在帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MRl的面積下降且直到帶磁體911不再遮蓋磁性電阻元件MRl為止的期間，判定用信號SVj’成為如下的特性先下降，達(dá)到規(guī)定的極小值(例如，圖5 (C)的P121、P221、P321、P421)之后，上升并返回至基準(zhǔn)電位VS。然后，在帶磁體911遮蓋磁性電阻元件MR2的面積下降且直到帶磁體911不再遮蓋磁性電阻元件MR2為止的期間，判定用信號SVj’成為如下的特性先上升，達(dá)到規(guī)定的極大值(例如，圖5(C)的P122、P222、P322、P422)之后，下降并返回至基準(zhǔn)電位VS的特性。由于具有這樣的特性，所以在想要測定帶磁體911的長度的情況下，對于一個(gè)帶磁體的前端而言，存在時(shí)間上極其接近的連續(xù)的一對極大值和極小值(例如，圖5(C)的 Plll和PlU)，對于該帶磁體的后端而言，也存在在時(shí)間上極其接近的連續(xù)的一對極大值和極小值(例如，圖5 (C)的P121和P122)。這里，若想要高精度地計(jì)算帶磁體911的長度，則必須將帶磁體911的前端側(cè)的極大值和后端側(cè)的極小值組合，或者將帶磁體911的前端側(cè)的極小值和后端側(cè)的極大值組
I=I O具體地說，若以圖5(C)的長度LLl的帶磁體的情況為例來表示，則必須將帶磁體的前端側(cè)的Plll和后端側(cè)的P121組合而計(jì)算長度LLD1A，或者將帶磁體的前端側(cè)的P112 和后端側(cè)的P122組合而計(jì)算長度LLDID。但是，前端側(cè)的極大值Plll和極小值P112在時(shí)間上接近，難以有意識地檢測其中任一個(gè)。同樣地，后端側(cè)的極小值P121和極大值P122也在時(shí)間上接近，難以有意識地檢測其中任一個(gè)。因此，可靠地選擇正確的組合的極大值和極小值實(shí)質(zhì)上是非常困難的處理。尤其是，若進(jìn)行上述的絕對值化處理，則由于時(shí)間上極大值很接近，所以誤檢測的可能性變得更高。因此，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，帶磁體的前端側(cè)的檢測時(shí)刻和后端側(cè)的檢測時(shí)刻各自具有誤差，不能如本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)那樣可靠且高精度地檢測出帶磁體的長度。由此，若使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，則能夠消除在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中不能消除的檢測誤差要因，能夠高精度地檢測帶磁體911的長度。接著，參照

第二實(shí)施方式的磁性傳感器。圖6是表示第二實(shí)施方式的磁性傳感器的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。如圖6所示，在本實(shí)施方式的磁性傳感器1’中，對俯視時(shí)的形狀為長方形狀的框體11’排列設(shè)置了多個(gè)磁性檢測電路元件10。此外，雖然未圖示，但在框體11’中，設(shè)置有如第一實(shí)施方式所示的永久磁鐵、連接導(dǎo)體、外部連接用導(dǎo)體，且用蓋罩覆蓋了傳送路徑側(cè)。另外，框體11’形成為與被檢測體900的傳送方向正交的方向的長度大致相同的長度。多個(gè)磁性檢測電路元件10分別是與在第一實(shí)施方式中所示的元件相同的結(jié)構(gòu)，沿著框體11’的長度方向配置。此時(shí)，各個(gè)磁性檢測電路元件10配置成磁性電阻元件MRl 成為傳送方向的上游側(cè)。 此外，各個(gè)磁性檢測電路元件10配置成所有的磁性檢測電路元件10的縱長方向的軸Lc相對框體11’的長度方向的軸Lm成為相同的構(gòu)成角。 此外，各個(gè)磁性檢測電路元件10配置成分別形成的磁性電阻元件MRl的傳送方向上游側(cè)的角成為傳送方向上的相同的位置。進(jìn)而，各個(gè)磁性檢測電路元件10配置成在將各個(gè)磁性電阻元件MRl的設(shè)置區(qū)域向框體11’的縱長方向投影的情況下，該各個(gè)磁性電阻元件MRl的投影區(qū)域連續(xù)。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，無論被檢測體900的帶磁部911存在于與傳送方向正交的方向的哪個(gè)位置，都能夠檢測帶磁部911。此外，即使在沿著與該傳送方向正交的方向形成磁性圖案901，且沿著該方向存在多個(gè)帶磁部911的情況下，也能夠分別檢測該多個(gè)帶磁部 911。圖7是說明由本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的磁性傳感器1’的多個(gè)帶磁部911A、911B 的檢測動作的圖，表示成為檢測對象的長度LLa、LLb與被檢測體900的傳送方向正交的情況。另外，在圖7中，表示框體11’的長度方向的軸Lm與各個(gè)磁性檢測電路元件10的縱長方向的軸Lc的構(gòu)成角θ為45°的情況。此外，在圖7中，為了在說明上識別各個(gè)磁性檢測電路元件10，記為％1、％2、％3。此外，圖7表示排列了檢測對象的長度LLa比將磁性檢測電路元件10投影到框體11’的縱長方向的長度更長的帶磁部911Α、和檢測對象的長度LLb 比將磁性檢測電路元件10投影到框體11’的縱長方向的長度更短的帶磁部911Β的情況。 此外，在圖7中，只有時(shí)刻Tl標(biāo)上了符號，在其他的時(shí)刻省略了符號。在圖7所示的具有帶磁部911Α、911Β的排列圖案的情況下，首先，帶磁部911Α的長度LLla方向的中間部分遮蓋在磁性檢測電路元件Se2上，磁性檢測電路元件Se2的檢測電壓信號SVout的值上升(時(shí)刻Tl)。接著，帶磁部911A的長度LLa方向的一端遮蓋在磁性檢測電路元件Sel上，磁性檢測電路元件的檢測電壓信號SVout的值上升(時(shí)刻T2)。接著，帶磁部91IB的長度LLb方向的一端遮蓋在磁性檢測電路元件Se3上，磁性檢測電路元件Se3的檢測電壓信號SVout的值上升(時(shí)刻T3)。若在這樣的狀態(tài)下傳送被檢測體900，則在帶磁部911A和磁性檢測電路元件Se2 的重合面積在傳送中最大的時(shí)刻，磁性檢測電路元件的檢測電壓信號SVout的值為最大值，即成為一定值(時(shí)刻T4)。同樣地，傳送被檢測體900，在帶磁部911A和磁性檢測電路元件Sel重合的面積在傳送中成為最大的時(shí)刻，磁性檢測電路元件的檢測電壓信號 SVout的值為最大值，即成為一定值(時(shí)刻T5)，在帶磁部91IB和磁性檢測電路元件Se3重合的面積在傳送中成為最大的時(shí)刻，磁性檢測電路元件Se3的檢測電壓信號SVout的值為最大值，即成為一定值(時(shí)刻T6)。在這樣的重合持續(xù)的期間，檢測電壓信號SVout的值不變化。然后，若上述的帶磁部911A從磁性檢測電路元件Se2上脫離，則磁性檢測電路元件的檢測電壓信號SVout的值緩慢地下降至基準(zhǔn)電壓Vstd(時(shí)刻T7 — T8)。同樣地， 若帶磁部9 IlA從磁性檢測電路元件上脫離，則磁性檢測電路元件Sel的檢測電壓信號 SVout的值緩慢地下降至基準(zhǔn)電壓Vstd(時(shí)刻TlO — Tll)，若帶磁部911B從磁性檢測電路元件Se3上脫離，則磁性檢測電路元件的檢測電壓信號SVout的值緩慢地下降至基準(zhǔn)電壓 Vstd (時(shí)刻 T9 — Tll)。由此，即使沿著與被檢測體900的傳送方向正交的方向排列形成多個(gè)帶磁部 911(911A和911B)，也能夠檢測各個(gè)帶磁部911。此時(shí)，若設(shè)為帶磁部911的檢測對象的長度LL比將磁性檢測電路元件IO(Se)投影到框體11’的縱長方向的長度還短，則能夠通過與上述的第一實(shí)施方式相同的方法來檢測長度LL。此外，在本實(shí)施方式中，在帶磁部911的檢測對象的長度LL比將磁性檢測電路元件IO(Se)投影到框體11’的縱長方向的長度還長的情況下，或者帶磁部911橫跨多個(gè)磁性檢測電路元件IO(Se)的情況下，都能夠檢測長度LL。例如，可通過上述的帶磁部911A中的、由磁性檢測電路元件Sel檢測出的時(shí)間長度和由磁性檢測電路元件Se2檢測出的時(shí)間長度之和，實(shí)現(xiàn)該檢測。以下，以圖7所示的帶磁部911A為例進(jìn)行說明。如圖7所示，將磁性檢測電路元件％1、Se2配置成沿著帶磁部911A中的應(yīng)檢測的長度LLa方向連續(xù)。因此，可以認(rèn)為帶磁部911A沿著長度LLa方向等同于經(jīng)過磁性檢測電路元件Sel上的部分和經(jīng)過磁性檢測電路元件Se2上的部分連接的形狀。采用這樣的思路，將帶磁部911A的長度分為由磁性檢測電路元件Sel測定的長度、和由磁性檢測電路元件Se2測定的長度，通過相加這些長度，從而測定帶磁部911A的全長LLa。這里，由磁性檢測電路元件Sel測定的帶磁部911A的部分長度相當(dāng)于磁性檢測電路元件Sel基于帶磁部 911A的經(jīng)過而觀測不同于基準(zhǔn)電壓Vstd的電平的檢測電壓信號SVout的期間。因此，如圖7所示，可通過時(shí)刻Tll與時(shí)刻T2的時(shí)間差來計(jì)算由磁性檢測電路元件Sel測定的帶磁部911A的部分長度。同樣地，由磁性檢測電路元件Se2測定的帶磁部911A的部分長度相當(dāng)于磁性檢測電路元件Se2基于帶磁部911A的經(jīng)過而觀測不同于基準(zhǔn)電壓Vstd的電平的檢測電壓信號SVout的期間，可通過時(shí)刻T8與時(shí)刻Tl的時(shí)間差來計(jì)算。并且，通過將這些基于時(shí)刻Tll與時(shí)刻T2的時(shí)間差的長度和基于時(shí)刻T8與時(shí)刻Tl的時(shí)間差的長度相加，能夠檢測帶磁部911A的整體長度LLa。由此，通過采用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，無論帶磁部911位于與被檢測體900的傳送方向正交的方向的哪個(gè)位置，都能夠可靠且高精度地檢測帶磁部911的檢測對象的長度LL。 此外，即使在與被檢測體900的傳送方向正交的方向上排列形成多個(gè)帶磁部，也能夠可靠且高精度地檢測各個(gè)帶磁部911的檢測對象的長度，進(jìn)而，還能夠檢測帶磁部的排列圖案。另外，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，在帶磁部的檢測對象的長度與傳送方向平行的情況下，能夠與第一實(shí)施方式相同地，可靠地檢測帶磁部的檢測對象的長度。此外，即使沿著傳送方向排列形成多個(gè)這樣的帶磁部，也因在時(shí)間軸上相對于各個(gè)帶磁部的檢測獨(dú)立，所以能夠可靠且高精度地檢測多個(gè)帶磁部，還能夠檢測帶磁部的圖案。并且，通過采用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，框體11’只要至少具有與被檢測體900的傳送方向正交的方向的長度，就能夠?qū)崿F(xiàn)如上所述的對帶磁部的檢測起到效果的磁性傳感器。 即，根據(jù)被檢測體900的形狀，能夠盡可能地形成為小型。此外，由于多個(gè)磁性檢測電路元件10配置在一個(gè)框體11’中，所以只要將框體11’設(shè)置成該框體11’的被檢測體900側(cè)表面與被檢測體900的傳送路徑平行，就能夠使多個(gè)磁性檢測電路元件10與被檢測體900的
12傳送路徑之間的距離相同。這里，在如本發(fā)明的磁性傳感器中，間隙特性是嚴(yán)格的特性，例如，只要被檢測體900與框體11，的間隙存在0. Imm左右，則輸出特性會降低30%。因此， 通過采用上述的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，能夠以小于0. Imm的精度設(shè)置被檢測體900與多個(gè)磁性檢測電路元件之間的距離，能夠容易設(shè)置檢測區(qū)域?qū)捛腋呔鹊拇判詡鞲衅鳌?br> 權(quán)利要求
1.一種磁性傳感器，包括框體，其將與被檢測體的傳送方向正交的方向設(shè)為長度方向，將與所述傳送方向平行的方向設(shè)為寬度方向；以及磁性檢測部，其具有分別以長條形狀構(gòu)成且一個(gè)是磁性電阻元件、另一個(gè)是恒電阻元件的元件組，所述磁性電阻元件的電阻值隨著通過磁通量而變化，所述恒電阻元件的電阻值實(shí)質(zhì)上不隨所述通過磁通量變化，按照所述元件組的縱長方向不會與所述框體的長度方向平行或正交的方式，將該磁性檢測部配置在所述框體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其中，設(shè)有多個(gè)所述磁性檢測部，將該多個(gè)磁性檢測部沿著所述框體的長度方向平行地排列，并且配置成各個(gè)磁性檢測部的元件組彼此的縱長方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁性傳感器，其中，在所述多個(gè)磁性檢測部中，向所述框體的長度方向投影了各個(gè)元件組的各個(gè)區(qū)域沿著該框體的長度方向連續(xù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的磁性傳感器，其中，所述元件組的縱長方向和所述框體的長度方向所構(gòu)成的角為45°。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種盡量不會加大框體且設(shè)置容易，并且能夠可靠且高精度地檢測構(gòu)成被檢測體的磁性圖案的帶磁部的長度或?qū)挾鹊拇判詡鞲衅?。磁性傳感?1’)具有俯視時(shí)為長方形狀的框體(11’)，沿著該框體(11’)的長度方向，排列設(shè)置有多個(gè)磁性檢測電路元件(10)。各個(gè)磁性檢測電路元件(10)由平行地配置了長條狀的磁性電阻元件(MR1)和恒電阻元件(R1)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且配置成各個(gè)磁性檢測電路元件(10)的長度方向平行。此外，相對于框體(11’)，將各個(gè)磁性檢測電路元件(10)配置成框體(11’)的縱長方向與各個(gè)磁性檢測電路元件(10)的縱長方向構(gòu)成不平行或不正交的規(guī)定角(θ)。并且，將該磁性傳感器(1’)配置成框體(11’)的縱長方向與被檢測體(900)的傳送方向正交。
文檔編號G01R33/02GK102159963SQ200980137089
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者中村順壽, 南谷保, 植田雅也 申請人:株式會社村田制作所