[0031](實(shí)施方式I)
[0032](磁傳感器的結(jié)構(gòu))
[0033]圖1是示出作為本實(shí)施方式的磁場檢測裝置的一個(gè)例子的磁傳感器的一個(gè)例子的立體外觀圖。圖1示出本實(shí)施方式的磁傳感器10識別磁性介質(zhì)I時(shí)的樣子。
[0034]作為一個(gè)例子，磁性介質(zhì)I是包含磁性體的紙狀的介質(zhì)。更具體而言，例如，磁性介質(zhì)I是如紙幣那樣在紙上印刷了包含磁性體的墨水的介質(zhì)。另外，磁性介質(zhì)I也可以是編入了磁性體的箔帶的介質(zhì)。另外，磁性體既可以是頑磁力大的硬磁性的磁性體，也可以是幾乎不具有頑磁力的軟磁性的磁性體。
[0035]此處，在圖1所示的例子中，磁性介質(zhì)I具有印刷了磁性墨水的磁性印刷部2。磁性印刷部2是用箭頭表示的介質(zhì)搬送方向(設(shè)為Y方向)的寬度w窄、且在與搬送方向成為直角的方向(設(shè)為X方向)上延伸的長方形形狀。
[0036]例如，在本實(shí)施方式中，成為磁場檢測裝置的磁傳感器10是交替排列多個(gè)磁鐵3a、3b、3c、和作為多個(gè)感磁元件的一個(gè)例子的磁性檢測元件5a、5b而構(gòu)成的。詳細(xì)而言，在磁鐵3a、3b之間配置了磁性檢測元件5a，在磁鐵3b、3c之間配置了磁性檢測元件5b，分別配置于大致一條直線上。另外，對N極和S極進(jìn)行磁極反轉(zhuǎn)而交替排列配置了各磁鐵3a、3b、3c。即，用相鄰的一組磁鐵3a、3b和在其之間配置的磁性檢測元件5a實(shí)質(zhì)上構(gòu)成I個(gè)磁場檢測模塊(磁場檢測裝置)，通過直線地配置該磁場檢測模塊，形成帶狀的磁場檢測區(qū)域。
[0037]另外，這些各磁鐵3a、3b、3c是Ne-Fe-B系、Sm-Co系的稀土類的磁鐵、氧化鐵系的鐵素體磁鐵等，被長方體狀地成形。
[0038]另外，磁鐵3a等的NS方向與介質(zhì)搬送面(XY面)垂直，被排列成取得和與自身鄰接的磁鐵相反的極性。在圖1中，作為一個(gè)例子，從介質(zhì)搬送面觀察時(shí)，按照S、N、S的順序排列。另外，在與介質(zhì)搬送方向(Y方向)成直角的X軸方向上，以間距P，配置了磁鐵3a、3b、3c。
[0039]進(jìn)而，在本實(shí)施方式中的磁性檢測元件5a、5b中設(shè)置了的各個(gè)探測面6a、6b被配置成與通過磁鐵3a、3b、3c的N極和S極的大致中點(diǎn)且以磁鐵3a等的NS方向?yàn)榉ň€的平面4大致相同(關(guān)于這一點(diǎn)在后面詳述)。另外，為了在3個(gè)磁鐵3a、3b、3c中共享平面4，優(yōu)選使磁鐵的尺寸、材質(zhì)相同。此處，為了調(diào)整平面4中的磁場，也可以根據(jù)需要，個(gè)別地向NS方向(設(shè)為Z方向)進(jìn)行磁鐵位置的微調(diào)整。
[0040]圖2是示出磁性檢測元件5a、5b的探測面6的放大圖的一個(gè)例子的圖。另外，關(guān)于磁性檢測元件5的探測面6，隔著未圖示的絕緣膜，層疊坡莫合金、非晶、微晶構(gòu)造等高導(dǎo)磁率的細(xì)長的磁性薄膜7、和基于銅、鋁等導(dǎo)電性金屬薄膜的平面線圈8，并分別引出到電極9。
[0041]本實(shí)施方式的磁性檢測元件5a、5b是正交磁通門。另外，磁性檢測元件5對磁性薄膜7施加高頻電流，從平面線圈8作為變換為電壓的傳感器信號取出磁性薄膜7內(nèi)的磁通變化。磁場探測方向是磁性薄膜7的長度方向，在圖1所示的傳感器結(jié)構(gòu)中，以使其成為X軸方向的方式，配置磁性檢測元件5a、5b。另外，該磁性檢測元件5a、5b不需要偏置磁場，在磁場為零時(shí)具有靈敏度，適用于本實(shí)施方式的磁傳感器10。
[0042]圖3是示出磁性檢測元件5a、5b的磁場探測特性的一個(gè)例子的圖。根據(jù)圖3的例子，本例子的磁性檢測元件5a等在超過10高斯的部位飽和。因此，在本例子中，優(yōu)選在接近零磁場的部位使傳感器動作，為此如上所述，優(yōu)選在圖1的平面4中設(shè)置磁性檢測元件5a、5b的探測面。
[0043]更具體而言，如果如圖4所示，以使通過磁鐵3a、3b、3c的NS極的大致中點(diǎn)且以NS方向?yàn)榉ň€的平面4成為通過磁性檢測元件5a、5b的磁性薄膜7的面的方式，配置磁性檢測元件5a、5b，則更優(yōu)選。此處，平面4是適合于設(shè)置高靈敏度的易于磁飽和的磁傳感器的、在其面內(nèi)理想的是磁場成為零的平面。但是，平面4包括磁鐵的NS極的中點(diǎn)并非嚴(yán)格必須的，更優(yōu)選的是在實(shí)質(zhì)上接近磁場為零的部位使傳感器動作。
[0044]另外，關(guān)于平面4的面內(nèi)的磁場的偏差范圍，在利用本例子的磁性檢測元件的情況下，優(yōu)選處于±10高斯內(nèi)。因此，即使設(shè)想降低磁性檢測元件的靈敏度而擴(kuò)大磁場探測范圍來使用，仍設(shè)想為平面4的面內(nèi)的磁場的偏差范圍優(yōu)選留在±30高斯內(nèi)的區(qū)域。
[0045](磁傳感器的動作原理)
[0046]在本實(shí)施方式的磁傳感器中，如上所述，配置了多個(gè)磁鐵3a、3b、3c，并且在各磁鐵之間分別配置了磁傳感器5a、5b。本實(shí)施方式的磁傳感器的特征在于，通過這樣的結(jié)構(gòu)，磁性體到達(dá)(接近)磁鐵的磁極時(shí)的磁鐵的磁場變化(第I物理現(xiàn)象)、和磁性體到達(dá)(接近)磁鐵之間時(shí)的磁化發(fā)生(第2物理現(xiàn)象)這樣的二個(gè)物理現(xiàn)象重疊這一點(diǎn)(混合(hybrid)現(xiàn)象)。
[0047]以下，說明該本實(shí)施方式的磁傳感器的動作原理，但作為其事先說明，首先，使用圖5以及圖6，說明在磁性體接近2個(gè)磁鐵3p、3q的情況下磁場如何變化。
[0048]圖5是說明通過本發(fā)明的第I實(shí)施方式的磁場傳感器的結(jié)構(gòu)得到的第I效果(第I物理現(xiàn)象)的圖，示出磁性體2’到達(dá)磁鐵3p以及3q的磁極時(shí)的磁鐵的磁場變化的樣子。此處，在圖5中，在上方示出了從Y軸方向觀察了與圖1的本實(shí)施方式的磁傳感器10同樣地配置了的2個(gè)磁鐵3p、3q和在其之間配置了的磁傳感器5p的樣子。另外，在下方，為了說明，與上方的圖對應(yīng)地示出了在磁傳感器5p的原點(diǎn)O發(fā)生的第I物理現(xiàn)象所致的X軸方向的磁場(HX)和磁性體2’的位置的關(guān)系。
[0049]如圖5所示，磁性檢測元件5p的探測位置(在本說明中將該位置設(shè)為原點(diǎn)O)位于磁鐵3p的S、N極的大致中點(diǎn)的高度。
[0050]因此，在磁鐵3p的磁極上方無磁性體2’時(shí)，如虛線箭頭50所示，在原點(diǎn)O處向X軸方向不發(fā)生磁場分量。但是，如果磁性體2’到達(dá)磁鐵3a的磁極上方，則磁通被拉到磁性體2’側(cè)(實(shí)線箭頭51)，作為矢量分量，發(fā)生X軸方向的磁場。同樣地，即使磁性體2’到達(dá)磁鐵3q之上，也以同樣的原理，在X軸方向上發(fā)生磁場。
[0051]此處，如果將圖5的右方向的磁場設(shè)為正的極性，則磁鐵3p的磁場和磁鐵3q的磁場都朝向紙面右方向。即，在磁性體2’到達(dá)磁鐵3p以及3q上方時(shí)，磁場的X軸方向的矢量分量成為加法關(guān)系。
[0052]這是通過在本實(shí)施方式的磁傳感器10中配置成鄰接的磁鐵3a以及磁鐵3b的Z軸方向的極性、和磁鐵3b以及磁鐵3c的Z軸方向的極性分別成為相互相反的極性而得到的效果，如果以使鄰接的磁鐵成為相同的極性的方式配置，則得不到該效果。
[0053]S卩，通過對多個(gè)磁鐵3a、3b、3c進(jìn)行磁極反轉(zhuǎn)而交替排列并接近配置，用多個(gè)矢量分量(磁鐵的并列設(shè)置方向分量、各磁鐵的NS方向分量)形成各磁鐵中的N極與S極之間的磁場。此處，“對多個(gè)磁鐵進(jìn)行磁極反轉(zhuǎn)而交替排列配置”表示，在相鄰的磁鐵中將N極和S極交替替換而配置。
[0054]另外，在本實(shí)施方式中，針對分別能夠接受由相鄰的各磁鐵3a、3b、3c分別形成的磁場變化、和在相鄰的磁鐵3a、3b之間或者在磁鐵3b、3c之間形成的磁場變化的磁鐵之間的間隙，分別配置磁場檢測元件5a、5b。通過這樣的結(jié)構(gòu)，各磁場檢測元件5a、5b能夠接受多個(gè)磁場變化。由此，能夠緊湊地實(shí)現(xiàn)高靈敏度的磁場檢測裝置。
[0055]圖