WO2005073672A1

WO2005073672A1 - 磁気センサ及びその製造方法

Info

Publication number: WO2005073672A1
Application number: PCT/JP2005/001070
Authority: WO
Inventors: Naoyuki Noguchi; Shogo Momose; Fusayoshi Aruga; Masao Takemura
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2006-08-02

Abstract

　磁気センサを動作させるにあたって、識別精度向上の観点から複数個の磁気抵抗体薄膜を使用するが、それらの磁気抵抗体薄膜の間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防ぐこと、磁気抵抗素子間の間隔を柔軟に調整しつつ、製造困難とならない程度に各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数を増やすことができ、ひいては熱特性の均一化と識別精度の向上を図ることが可能な磁気センサを提供する。磁気抵抗体薄膜が基板上に形成された磁気抵抗パターンを有し、この磁気抵抗パターンは、９０°位相の異なる２個の信号を出力するＡ相磁気抵抗パターンとＢ相磁気抵抗パターンとから構成される磁気センサにおいて、その磁気抵抗パターンは、２個の基板が組み合わされて形成されることを特徴とする。

Description

明細書

磁気センサ及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、可動被検出物の移動量、位置、角度などの変位量の検出を行う磁気センサ及びその製造方法に関するものであって、特に、磁気センサが有する磁気抵抗パターンに形成された磁気抵抗体薄膜の配置自由度を高めることが可能な磁気センサ及びその製造方法に関するものである。また、磁気抵抗素子の配置によって、検出された実際の出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分をキャンセルすることが可能な磁気センサに関するものである。

[0002] 従来より、可動被検出物の変位量を検出するセンサとして磁気センサがある。この磁気センサの一態様としては、例えば、可動被検出物に一定のピッチで着磁された多極着磁層を形成し、この多極着磁層に対向して磁気センサを配設し、この磁気センサに多極着磁のピッチよりも狭レ、ピッチで 4個の磁気抵抗体薄膜 (磁気抵抗素子）を配置し、可動被検出物の回転に起因して変化する磁気抵抗体薄膜の抵抗値を検知することによって変位量を検出する、というものである。

[0003] 近年、磁気センサからの出力信号は、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形成されていることを利用し、複数個の磁気抵抗体薄膜の配置態様によって高調波成分を取り除き、基本波成分のような滑らかな出力信号を得ることで、識別精度を向上させる技術が登場している (例えば特許文献 1参照

) ₀

[0004] 特許文献 1に開示された発明によれば、多極着磁層に対向して配設された磁気センサに磁気抵抗体薄膜を配置するにあたって、互いに所定の間隔を保って複数個並ぶように配置することで、磁気抵抗変化の飽和に起因した高調波成分を逆相で打ち消して相殺しており、ひいては滑らかな正弦波出力信号を得ることができるものとなつている。

[0005] 一方で、複数個の磁気抵抗体薄膜によって磁気スケールの磁界を検出する場合には、これらの磁気抵抗体薄膜のすべてを 1個のガラス基板上に配置するのが一般的である。例えば、特許文献 2に開示されているように、複数個の磁気抵抗体薄膜のすベては、ホルダの位置決め用ガイドに沿って取り付けられた磁気抵抗素子取り付け部に装着されている。

[0006] かかる磁気センサでは、可動被検出物の位置を検出するに際し、可動被検出物の変位に対応して設けられた A相センサと B相センサから出力される正弦波状の信号（ sin Θ及び cos Θ )を取得して、次式により算出された両信号の逆正接信号を利用することによって変位量を検出している。

[0007] [数 1]

[0008] 従って、 Α相センサと Β相センサから出力される正弦波状の Α相信号と Β相信号の奇麗さは、磁気スケール (磁気センサ）の精度と密接な関連があり、磁気センサの精度向上のためには、磁気抵抗変化の飽和に起因した歪みなどの影響が少ない滑ら力、な信号を得ることが求められる。

[0009] そのため、磁気センサからの出力信号は、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、力形成されていることを利用し、 2組のセンサパターンによって取り除きたい高調波を打ち消そうとする技術があり（特許文献 1)、多極着磁層に対向して配設された磁気センサに磁気抵抗素子を配置するにあたって、互いに所定の間隔を保って平行に並ぶようにすることで、磁気抵抗変化の飽和に起因した少なくとも 1つの奇数高調波成分を逆相で打ち消すことができ、ひいては滑らかな正弦波出力信号を得ることが可能になる。

[0010] より具体的には、図 18において、ピッチ λで着磁された磁気スケール 300と対向して配設された磁気センサ 100に、磁気抵抗素子 R を、図示する間隔で並べ

101 104

て配置することによって、第 3次高調波及び第 5次高調波を打ち消すことができる。

[0011] 特許文献 1 :特許第 2529960号公報 (第 2図、第 10図）

特許文献 2：特開平 10—253729号公報 (第 1図）

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0012] し力、しながら、出力信号の高調波成分を打ち消して、識別精度を向上させるために、複数個の磁気抵抗体薄膜を 1個のガラス基板上に配置した場合には、各磁気抵抗体薄膜間の間隔が非常に狭くなり、所望の位置に配置することが難しくなるという問題がある。

[0013] 特に、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成される磁気センサにおいては、識別精度向上のためそれぞれの磁気抵抗パターンが複数個の磁気抵抗体薄膜を有するとなると、さらに製造難度が高まり、結果として磁気抵抗体薄膜の配置自由度が低下するという問題がある。

[0014] また、上記特許文献 1記載の発明では、第 3次高調波と第 5次高調波を打ち消すにあたって、いずれの高調波に対しても、同じ本数（図 18においては 2本ずつ）の磁気抵抗素子の配置により行っている力これでは以下のような問題が生ずる。

[0015] まず、熱特性の均一化の問題が生ずる。すなわち、図 18において、第 5次高調波を打ち消すためには、 R と R との間隔、 R と R との間隔、をそれぞれ（λ /2 +

101 103 102 104

λ /10)空ける必要がある力 S、この間隔が原因で、磁気抵抗素子 R の熱特

101 104 性を均一化することができないという問題が生ずる。これは、例えば図 18において、 3 本以上の複数本ずつの磁気抵抗素子の配置により、磁気抵抗素子間の間隔を狭くすることで解消する問題であるとも考えられる。しかし、第 3次高調波及び第 5次高調波を、それぞれ 3本以上の同じ本数の磁気抵抗素子で打ち消すとなると、磁気抵抗素子間の間隔が極めて狭くなる場合があり、ひいては製造が困難になって製造コストの上昇に繋がるおそれがある。

[0016] 一方で、 3本以上の複数本の磁気抵抗素子の配置により第 3次高調波及び第 5次高調波を打ち消した場合には、複数本の磁気抵抗素子から得られる出力信号の相互干渉によって、第 7次高調波や第 9次高調波などの予期しない高調波が打ち消され、更なる識別精度向上に寄与することができる。しかし、上記特許文献 1記載の発明では、各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数が一定であることから、全体として磁気抵抗素子間の間隔が極めて狭くなり、ひいては製造が困難になって製造コストの上昇に繋がってしまうという問題が生ずる。 [0017] このように、熱特性の均一化と識別精度の向上を図る観点から、各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数は増やした方が望ましいが、上記特許文献 1記載の発明では、各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数が一定であることから、結果として、磁気抵抗素子の本数を増やすと製造が困難になって製造コストが上昇してしまっていた。

[0018] 本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気センサを動作させるにあたって、識別精度向上の観点から複数個の磁気抵抗体薄膜を使用する力それらの磁気抵抗体薄膜の間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防ぐことが可能な磁気センサを提供することにある。

[0019] また、本発明は、磁気抵抗素子間の間隔を柔軟に調整しつつ、製造困難とならない程度に各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数を増やすことができ、ひいては熱特性の均一化と識別精度の向上を図ることが可能な磁気センサを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0020] 以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

[0021] (1) 磁気抵抗体薄膜が基板上に形成された磁気抵抗パターンを有し、この磁気抵抗パターンは、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成される磁気センサにぉレ、て、前記磁気抵抗パターンは、 2個の基板が組み合わされて形成されることを特徴とする磁気センサ。

[0022] 本発明によれば、磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、その磁気抵抗パターンは、 2個の基板が組み合わされて形成されるので、識別精度向上の観点から複数個の磁気抵抗体薄膜を使用した場合であつても、磁気抵抗体薄膜と磁気抵抗体薄膜の間隔を極端に狭める必要がなぐひいては間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防止することができる。

[0023] ここで、「2個の基板が組み合わされ」る際に、密着して組み合わされてもよいし、隙間を空けて組み合わされてもよい。

[0024] (2) 前記 A相磁気抵抗パターンと前記 B相磁気抵抗パターンとがそれぞれ別基板上に形成されていることを特徴とする（1)記載の磁気センサ。 [0025] 本発明によれば、上述した A相磁気抵抗パターンと、上述した B相磁気抵抗パターンとがそれぞれ別基板上に形成されてレ、るので、 A相磁気抵抗パターン及び B相磁気抵抗パターンのぞれぞれの磁気抵抗パターンにおレ、て、磁気抵抗体薄膜と磁気抵抗体薄膜の間隔が狭くなるのを防ぎ、その狭小化に起因した配置自由度の低下を防止することができる。

[0026] (3) 前記 A相磁気抵抗パターンは、 180° 位相の異なる 2つの信号を出力する + a相磁気抵抗パターンと - a相磁気抵抗パターンとから構成され、前記 B相磁気抵抗パターンは、 180° 位相の異なる 2個の信号を出力する + b相磁気抵抗パターンと前記 - b相磁気抵抗パターンとから構成されており、前記 + a相磁気抵抗パターン及び前記一 b相磁気抵抗パターンが一方の基板上に、前記一 a相磁気抵抗パターン及び前記 + b相磁気抵抗パターンが他方の基板上に、それぞれ形成されていることを特徴とする（1)記載の磁気センサ。

[0027] 本発明によれば、上述した A相磁気抵抗パターンは、 180° 位相の異なる 2個の信号を出力する + a相磁気抵抗パターンと a相磁気抵抗パターンとから構成され、上述した B相磁気抵抗パターンは、 180° 位相の異なる 2個の信号を出力する + b相磁気抵抗パターンと b相磁気抵抗パターンとから構成されており、これらの磁気抵抗パターンのうち、 + a相磁気抵抗パターン及び- b相磁気抵抗パターンが一方の基板上に、 -a相磁気抵抗パターン及び + b相磁気抵抗パターンが他方の基板上に、それぞれ形成されているので、間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防止することができるのに加え、検出精度の向上や距離特性の向上を図ることができる。

[0028] すなわち、磁気抵抗体薄膜が形成された基板は、蒸着温度，蒸着時間，ターゲットと基板との相対的位置関係などの様々な要因により、ロット間でバラツキが生じるのが一般的であるが、本発明によれば、 A相磁気抵抗パターンが 2個の基板に二分され、 B相磁気抵抗パターンも 2個の基板に二分されることになるので、これら 2個の基板特性のバラツキが A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンの双方に均一に影響することとなり、その結果、全体としてみれば 2個の基板特性のバラツキによる悪影響を低減することができ、ひいては検出精度の向上や距離特性の向上を図ることができる。 [0029] (4) 前記一方の基板と前記他方の基板との基板の材質が異なることを特徴とする (3)記載の磁気センサ。

[0030] 本発明によれば、上述した一方の基板と、上述した他方の基板との基板の材質が異なっているが、力かる場合であっても、全体としてみれば 2個の異なる基板特性のバラツキによる悪影響を低減することができ、ひいては検出精度の向上や距離特性の向上を図ることができる。

[0031] (5) 前記 2個の基板におけるそれぞれのパターン形成面が貼り合わされていることを特徴とする（1)から (4)のレ、ずれか記載の磁気センサ。

[0032] 本発明によれば、上述した 2個の基板におけるそれぞれのパターン形成面が貼り合わされていることから、外部の温度変化の影響を少なくすることができ、ひいては安定的な温度特性を得ることができる。

[0033] (6) 前記 2個の基板における一方のパターン形成面の全部又は一部と、前記 2個の基板における他方のパターン形成面の一部と、が貼り合わされていることを特徴とする（5)記載の磁気センサ。

[0034] 本発明によれば、上述した 2個の基板における一方のパターン形成面の全部又は一部と、上述した 2個の基板における他方のパターン形成面の一部と、が貼り合わされていることとしたから、各パターン形成面における磁気抵抗体薄膜の配置態様に応じて柔軟に貼り合わせ位置を調整することができ、ひいては磁気抵抗体薄膜間の間隔の狭小化を防ぐことができる。また、フレキシブル回路基板等を用いて、貝占り合せ面とはならないパターン形成面から信号の取出し等が可能となる。

[0035] (7) 磁気抵抗体薄膜が基板上に形成された磁気抵抗パターンを有し、この磁気抵抗パターンは、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成される磁気センサする磁気センサを製造する製造方法において、前記磁気抵抗パターンを 2個の基板上に形成した後に、これら 2個の基板を組み合わせることによって、前記磁気抵抗パターンを形成することを特徴とする磁気センサの製造方法。

[0036] 本発明によれば、磁気抵抗パターンを有する磁気センサの製造方法において、その磁気抵抗パターンを 2個の基板上に形成した後に、これら 2個の基板を組み合わせることによって、その磁気抵抗パターンを形成することとしたから、間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防止することができる。

[0037] 一方、本発明は、磁気スケールの磁界を検出する磁気抵抗素子が配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、その磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除く磁気抵抗素子の本数をしとしたとき、その L本の磁気抵抗素子は、所定の間隔 Pで配置されることを特徴とし、より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。

[0038] (8) 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、前記磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除く前記磁気抵抗素子の本数を Lとしたとき、前記 L本の前記磁気抵抗素子は、下式により算出された間隔 Pで、その磁気スケールの相対移動方向に順々に配置されることを特徴とする磁気センサ。

P=n ^ /mL

m :取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長

η :自然数

[0039] 本発明によれば、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにぉレ、て、その磁気抵抗パターンの出力信号となる変位検出信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除く磁気抵抗素子の本数を Lとしたとき、その L本の磁気抵抗素子は、 Ρ=η λ /mL (m :取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 n :自然数)の計算式によって算出された間隔 Pで、その磁気スケールの相対移動方向に (磁気抵抗素子の長手方向と略直交する方向に)順々に配置されることとしたから、 L本の磁気抵抗素子から得られる変位検出信号の重ね合わせ（和）によって、第 m次高調波を取り除くことができ、ひいては識別精度を向上させることができる。

[0040] また、従来技術のように各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数を一定にする必要はなぐ各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数を柔軟に変更し、磁気抵抗素子間の間隔を柔軟に調整することができるので、製造困難とならない程度に各高調波を打ち消す磁気抵抗素子の本数を増やすことができ、ひいては熱特性の均一化を図ることができる。

[0041] (9) 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、前記磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する複数の高調波成分のうち、 1の高調波成分を取り除く前記磁気抵抗素子の本数を L、その 1の高調波成分以外の 1の高調波成分を取り除く前記磁気抵抗素子の本数を Lと

2 したとき、前記し本の前記磁気抵抗素子は、下式により算出された間隔 Pで、その

1 1 磁気スケールの相対移動方向に順々に配置され、前記磁気抵抗パターンは、前記し本の前記磁気抵抗素子を、相対的に、下式により算出された間隔 Pで、その磁気ス

1 2

ケールの相対移動方向に順々に前記 L組配置することによって形成されることを特

2

徴とする磁気センサ。

P =n X /mL

1 1

P =n X /mL

2 2

η :自然数

[0042] 本発明によれば、磁気スケールの磁界を検出する磁気センサにおいて、磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する複数の高調波成分のうち、 1の高調波成分を取り除く磁気抵抗素子の本数を Lとし、その 1の高調波成分以外の 1の高調

1

波成分を取り除く磁気抵抗素子の本数を Lとしたとき、 L本の磁気抵抗素子は、 Ρ

2 1 1

=n l /mL (m :取り除く高調波成分の次数、え：出力信号の基本波成分の波長、 n :自然数）の計算式によって算出された間隔 Pで、その磁気スケールの相対移動方

1

向に (磁気抵抗素子の長手方向と略直交する方向に)順々に配置されるとともに、磁気抵抗パターンは、それらの L本の磁気抵抗素子を、相対的に、 P =n /mL (m

1 2 2

：取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 η :自然数)の計算式によって算出された間隔 Ρで、その磁気スケールの相対移動方向に順々に L

2 2 組配置することによって形成されることとしたから、 L本の磁気抵抗素子によって 1の高調波成分を取り消し、また、それらの L本の磁気抵抗素子を L組配置することによつて、その 1の高調波成分以外の 1の高調波成分を取り消すことができる。

[0043] 従って、合計 (L X L )本の磁気抵抗素子から得られる変位検出信号の重ね合わ

1 2

せによって複数の高調波成分を取り除くことができ、ひいては識別精度を向上させること力 sできる。

[0044] (10) 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを備えた磁気センサにおいて、前記磁気抵抗パターンからの出力信号の基本波成分に対する少なくとも 2以上の高調波成分を取り除くため、下式のように設定された前記磁気抵抗素子の間隔 Pが組み合わされて前記磁気抵抗パターンが形成されたことを特徴とする磁気センサ。

P=n ^ /mL

L：次数 mの高調波成分を取り除くための磁気抵抗素子の本数 (但し、 L半 2なる L を少なくとも 1つ含む）

n :自然数

[0045] 本発明によれば、磁気センサにおいて、上述した磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に対する少なくとも 2以上の高調波成分を取り除くため、 P=n ^ /mL ( m:取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 η :自然数)の計算式によって算出された間隔 Ρが組み合わされて磁気抵抗パターンが形成されることとしたから、 L本の磁気抵抗素子の組み合わせによって複数の高調波成分を一度に打ち消すことができ、ひいては識別精度を向上させることができる。

[0046] (11)前記磁気抵抗パターンは、下式により算出された間隔 P'で、その磁気スケールの相対移動方向に 2組配置されて電気的に直列接続されるとともに、 2組の前記磁気抵抗パターンの電気的な接点から出力信号を取り出すことを特徴とする磁気センサ。

Ρ =η λ /

η :自然数 [0047] 本発明によれば、上述した磁気抵抗パターン、すなわち、 L本の磁気抵抗素子が

1

間隔 Pで配置されるとともに、それらの L本の磁気抵抗素子を、相対的に、間隔 P

1 1 2 でし組配置することによって形成された磁気抵抗パターンは、 P' =n A /m (m :取り

2

除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 η:自然数)の式により算出された間隔 P'で、その磁気スケールの相対移動方向に 2組配置されて電気的に直列接続されるとともに、 2組の磁気抵抗パターンの電気的な接点から出力信号を取り出すこととした力、ら、合計 { (L X L ) X 2}本の磁気抵抗素子から得られる変位検出

1 2

信号の和及び差によって複数の高調波成分を取り除くことができ、ひいては識別精度を向上させることができる。

[0048] また、本発明によれば、数多くの磁気抵抗素子から得られる変位検出信号の和及び差によって高調波成分を取り除くことにしたから、それらの変位検出信号の相互干渉によって高次高調波成分が打ち消され、更なる識別精度向上に寄与することができる。

[0049] (12) 前記磁気抵抗パターンは、下式により算出された間隔 P'で、その磁気スケールの相対移動方向に 2組配置されて、電気的に並列接続されるとともに、 2組の前記磁気抵抗パターンのそれぞれの対称点から出力信号を取り出すことを特徴とする磁気センサ。 m :取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長

η :自然数

[0050] 本発明によれば、上述した磁気抵抗パターン、すなわち、 L本の磁気抵抗素子が

1

間隔 Ρで配置されるとともに、それらの L本の磁気抵抗素子を、相対的に、間隔 Ρ

1 1 2 でし組配置することによって形成された磁気抵抗パターンは、 P' =n ;i Zm (m :取り

2

除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 η:自然数)の式により算出された間隔 P'で、その磁気スケールの相対移動方向に 2組配置されて、電気的に並列接続されるとともに、 2組の磁気抵抗パターンのそれぞれの対称点から出力信号を取り出すこととしたから、合計 { (L X L ) X 2}本の磁気抵抗素子から得られる変

1 2

位検出信号の和及び差によって複数の高調波成分を取り除くことができ、ひいては識別精度を向上させることができる。

[0051] ここで、 2組の磁気抵抗パターンの「対称点」とは、合計本が直列接続された磁気抵抗素子のうち、直列接続された一方の（L /2)本の磁気抵抗素子と、直列接続された他方の（L Z2)本の磁気抵抗素子と、の電気的な接続点をいう。

1

[0052] (13) 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、前記磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除くため、その磁気スケールの相対移動方向における前記磁気抵抗素子の幅を、下式により算出された幅 Wとすることを特徴とする磁気センサ。

W=n λ /

η :自然数

[0053] 本発明によれば、磁気スケールの磁界を検出する磁気センサにおいて、磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除くため、その磁気スケールの相対移動方向における前記磁気抵抗素子の幅を、 W=n λ /m (m：取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 η:自然数)の計算式によって算出された幅 Wとすることとしたから、上述した L本の磁気抵抗素子を、 1本の

1

磁気抵抗素子によって代用することができる。

[0054] 従って、高調波成分の打ち消しを 1本の磁気抵抗素子で実現することによって、高調波を取り除いて識別精度を向上させるとともに、構造を簡略化することができる。発明の効果

[0055] 本発明に係る磁気センサ及びその製造方法は、以上説明したように、磁気抵抗パターンが、 2個の基板を組み合わせることによって形成されるので、高調波成分を打ち消して識別精度を高める観点から複数個の磁気抵抗体薄膜を使用した場合であつても、 1組の基板上に形成される磁気抵抗体薄膜の数を抑えることができ、ひいては各磁気抵抗体薄膜の間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防ぐことができる。

[0056] また、温度特性の改善を目的に、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する Α相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成される磁気抵抗パターンにあっては、 A相磁気抵抗パターンが 2個の基板に二分され、 B相磁気抵抗パターンも 2個の基板に二分されることになるので、 2個の基板特性のバラツキによる悪影響を低減すること力 Sでき、ひいては検出精度の向上や距離特性の向上を図ることができる。

[0057] また、本発明に係る磁気センサは、磁気抵抗素子間の間隔を柔軟に調整しつつ各高調波成分を打ち消すことが可能なので、製造困難とならない程度に磁気抵抗素子の本数を増やし、識別精度の向上に資することができるのみならず、熱特性の均一化に資することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0058] 以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

[0059] [磁気センサの構造]

図 1 (a)は、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1と可動被検出物の対向配置関係を示す外観図である。

[0060] 図 1 (a)において、可動被検出物としての回転ドラム 2は、回転軸を中心に回転可能となっており、その外周には、 N極と S極が所定のピッチで交互に配列された磁気スケール 3が設けられている。なお、この磁気スケール 3は、例えば強磁性体に磁極を着磁して形成される。一方で、磁気センサ 1は、この磁気スケール 3と対向して配設される。

[0061] ここで、従来技術との構造の差異を明確化するため、図 1 (a)と同じ対向配置関係を有する従来の磁気センサ 1の構造について説明する。図 1 (b)は、従来の磁気センサ 1及び回転ドラム 2を上から見た平面図である。

[0062] 図 1 (b)において、従来の磁気センサ 1は、プリント配線板 PWB (Printed Wiring

Board) 4にガラス基板 5を固着し、そのガラス基板 5上に磁気抵抗パターン 6が形成されている。なお、この磁気抵抗パターン 6は、温度変化に非常に敏感であり、風があたっただけでも温度特性が変わってしまう性質があることから、磁気抵抗パターン 6の周囲には、磁気抵抗パターン 6を覆う保護板（図示せず)を設けるのが一般的である [0063] そして、磁気抵抗パターン 6は、可動被検出物 2 (磁気スケール 3)の変位量 ·変位方向を的確に検出するため、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成されるが、両磁気抵抗パターンともガラス基板 5上に形成されている。そのため、 A相磁気抵抗パターン及び B相磁気抵抗パターンのそれぞれの磁気抵抗パターンが複数個の磁気抵抗体薄膜を有する場合には、磁気抵抗体薄膜の間隔が狭小化することによって、配置自由度の低下を招いていた。

[0064] 図 2は、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1及び回転ドラム 2を上から見た平面図である。

[0065] 図 2において、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1は、厚さ約数 mmの絶縁板（エポキシ樹脂などの絶縁材料）に銅箔で配線を貼り付けたプリント配線板 P WB4と、 2個のガラス基板 5, 5'と、図中の下側のガラス基板 (A相用基板） 5に形成された A相磁気抵抗パターン 10と、図中の上側のガラス基板（B相用基板） 5'に形成された B相磁気抵抗パターン 11と、 2個のガラス基板 5, 5'を張り合わせるための接着材料 12と、 2個のガラス基板 5， 5'を固定する磁気抵抗体薄膜固定台 13と、ガラス基板 5, 5'の端部から電極として取り出され、プリント配線版 PWBとの接続に用いる屈曲性のあるフレキシブル回路基板 FPC (Flexible Printed Circuit) 14と、ケース 15と、力なる。 A相磁気抵抗パターン 10と B相磁気抵抗パターン 11が形成されるガラス基板 5, 5'は、外部からの衝撃によって破損するのを防止するため、ジルコニァ等のセラミックで代用することも可能である。

[0066] ここで、図 2に示す磁気センサ 1が、図 1 (b)に示す磁気センサ 1と大きく異なる点は、 2個のガラス基板 5, 5'のそれぞれに、 A相磁気抵抗パターン 10と B相磁気抵抗パターン 11とが蒸着等によって別々に形成される点である。力かる構造によれば、 A相磁気抵抗パターン 10、 B相磁気抵抗パターン 11、のそれぞれが複数個の磁気抵抗体薄膜を有していたとしても、ガラス基板を 1個しか有しない図 1 (b)に示す磁気センサ 1と比較して、各磁気抵抗体薄膜間の間隔の狭小化を防ぐことができ、ひいては磁気抵抗体薄膜間の配置自由度の低下を防ぐことができる。

[0067] [製造工程] 図 3は、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部である 2個のガラス基板 5, 5'の製造方法についての説明図である。

[0068] 図 3におレ、て、まず、強磁性体 NiFe等からなる複数個の磁気抵抗体薄膜を、 A相磁気抵抗パターン 10として、蒸着等により A相用基板 5上に形成する（図 3 (a) )。また、強磁性体 NiFe等からなる複数個の磁気抵抗体薄膜を、 B相磁気抵抗パターン 1 1として、蒸着等により B相用のガラス基板 5'上に形成する（図 3 (b) )。なお、 A相用のガラス基板 5上に形成された A相磁気抵抗パターン 10が有する磁気抵抗体薄膜（図 3 (a) )も、 B相用のガラス基板 5'上に形成された B相磁気抵抗パターン 11が有する磁気抵抗体薄膜（図 3 (b) )も、温度特性を向上させるために差動構成となっている。また、出力信号の基本波成分に重畳した高調波成分を取り除くため、 A相用のガラス基板 5と B相用のガラス基板 5 'のそれぞれには複数個の磁気抵抗体薄膜が配置されているが、本実施形態に係る磁気センサ 1では、 A相用のガラス基板 5と B相用のガラス基板 5'を貼りあわせることで磁気抵抗パターンが形成されることから、結果として、それぞれの磁気抵抗体薄膜の間隔の狭小化を防ぐことができる。

[0069] 最後に、 A相磁気抵抗パターン 10と B相磁気抵抗パターン 11が向かい合うように貝占り合わせる（図 3 (c) )。これにより、各磁気抵抗パターンは別々のガラス基板 5, 5' 上に形成されることとなるから、各磁気抵抗体薄膜間の間隔の狭小化を防ぐことができる。また、 A相磁気抵抗パターン 10と B相磁気抵抗パターン 11がガラス基板 5, 5，に挟まれていることから、外部からの衝撃等に強くなり、ひいては保護板などの部品の装着を省くことができる。なお、 A相磁気抵抗パターン 10と B相磁気抵抗パターン 1 1の間には絶縁膜が存在している。

[0070] ここで、本実施形態に係る磁気センサ 1は、各磁気抵抗パターンが向かい合うように貝占り合わされていることから、外部温度の急激な変化に対して敏感に反応せず、安定的な温度特性を得ることができる。より具体的には、図 4を用いて説明する。図 4は、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1の時系列センサ出力を示すグラフである。

[0071] 図 4において、従来の磁気センサ 1 (図 1 (b)参照）では、恒温層中であっても、例えば温度が— 20°Cから 70°Cに変化すると、図 4中の X部分のようにオーバーシュートが発生する。これは、通常、磁気抵抗体薄膜の温度特性改善のため差動出力を得ることとしているが、温度が急激に変化したとき均一な温度分布にならないことに起因して発生するものである。しかし、本実施形態に係る磁気センサ 1 (図 2参照）によれば、 2個のガラス基板 5, 5'を介して（2個のガラス基板 5, 5'に挟まれて)磁気抵抗パターンが存在することから、図 4中の Y部分のように、図 4中の Xの部分のオーバーシユートを低減することができ、ひレ、ては安定的な温度特性に資することができる。

[0072] なお、図 3 (c)では、 A相磁気抵抗パターン 10と B相磁気抵抗パターン 11とは隙間なく張り合わされている (密着している）が、本発明は、両者の隙間が空くことを排除する趣旨ではない。また、図 3 (c)では、 A相用のガラス基板 5上に形成された A相磁気抵抗パターン 10 (パターン形成面）の一部と、 B相用のガラス基板 5'上に形成された B相磁気抵抗パターン 11 (パターン形成面）の一部と、が貼り合わされているが、例えば、 A相磁気抵抗パターン 10又は B相磁気抵抗パターン 11の一方の全部と、 A 相磁気抵抗パターン 10若しくは B相磁気抵抗パターン 11の他方の全部又は一部と、が貼り合わされていてもよい。

[0073] 図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部を説明するための説明図である。図 5 (a)及び図 5 (c)は、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部の断面図及びその特徴部を説明するための模式図であって、図 5 (b) 及び図 5 (d)は、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部の断面図及びその特徴部を説明するための模式図である。

[0074] 図 5 (a)において、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部は、上述のとおり、 A相用のガラス基板 5と B相用のガラス基板 5'とが貼り合わされており、 A 相用のガラス基板 5に形成された A相磁気抵抗パターン 10からは位相が 180° ずれた 2個の余弦波（Cos ⁺ , Cosつが取り出され、 B相用のガラス基板 5'に形成された B 相磁気抵抗パターン 11からは位相が 180° ずれた 2個の正弦波（Sin⁺， Sin_)が取り出される。

[0075] すなわち、図 5 (c)において、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部では、位相が 180° ずれた 2個の信号（+ a相信号， _a相信号）は、 A相用のガラス基板 5に所定間隔で配置された A相磁気抵抗パターン 10から検出され、位相が 180° ずれた 2個の信号（+ b相信号， -b相信号）は、 B相用のガラス基板 5'に所定間隔で配置された B相磁気抵抗パターン 11から検出される。

[0076] 一方で、図 5 (b)において、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部では、 A相用又は B相用と特に定められていなレ、 2個のガラス基板が貼り合わされており、下側のガラス基板に形成された磁気抵抗パターンからは位相が 90° ずれた余弦波（Cos⁺)及び正弦波（Sin—)が取り出され、上側のガラス基板に形成された磁気抵抗パターンからは位相が 90° ずれた余弦波（Cosつ及び正弦波（Sin⁺)が取り出される。

[0077] すなわち、図 5 (d)において、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1の特徴部では、位相が 180° ずれた 2個の信号（+ a相信号， _a相信号）は、 2個のガラス基板に二分された磁気抵抗パターンから検出され、位相が 180° ずれた 2個の信号 ( + b相信号， _b相信号)も、 2個のガラス基板に二分された磁気抵抗パターンから検出される。

[0078] このように、位相が 180° ずれた 2個の信号を、 2個のガラス基板に二分された磁気抵抗パターンから検出することで、この 2個のガラス基板の特性にバラツキがあっても、それによる悪影響を低減することができ、ひいては検出精度の向上や距離特性の向上を図ることができる。なお、例えば、一方がガラス基板で他方がアルミ基板である場合や、一方がガラス基板で他方がジルコニァである場合など、 2個の基板の材質を変えた場合であっても、上述同様、検出精度の向上や距離特性の向上を図ることができる。

[0079] 図 6は、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1において、 2個のガラス基板の特性バラツキに起因した悪影響を低減する様子を示す波形図である。より具体的には、 2個のガラス基板の特性バラツキが原因で、一方のガラス基板に形成された磁気抵抗体薄膜から検出される信号の振幅が、他方のガラス基板に形成された磁気抵抗体薄膜力検出される信号の振幅より大きい場合において、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1では、その悪影響を低減することはできないが（図 6 (a) )、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1によれば、その悪影響を低減することがきる様子を示している（図 6 (b) )。 [0080] まず、図 6 (a)において、 B相用のガラス基板 5'に形成された B相磁気抵抗パターン 11から検出される信号の振幅が少し小さくなる場合について説明する。 A相磁気抵抗パターン 10から検出される + a相信号及び一 a相信号（図 5 (c)参照）の振幅は、いずれも 1である（上から 1， 2段目）。従って、 + a相信号力も 1相信号を差し引いた A 相差動出力の振幅は 2となる（上から 3段目）。一方で、 B相磁気抵抗パターン 11から検出される + b相信号及び一 b相信号（図 5 (c)参照）の振幅は、いずれも 0. 8である（上から 4， 5段目）。従って、 +b相信号から一 b相信号を差し引いた B相差動出力の振幅は 1. 6となる（上から 6段目）。

[0081] このように、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1では、 2個のガラス基板の特性バラツキが原因で、 A相差動出力の振幅（ = 2)と B相差動出力の振幅（ = 1. 6)とで差異が生じる場合がある。

[0082] 次に、図 6 (b)において、上側のガラス基板に形成された磁気抵抗パターンから検出される信号の振幅が少し小さくなる場合について説明する。下側の磁気抵抗パターンから検出される + a相信号及び一 b相信号（図 5 (d)参照）の振幅は、いずれも 1である（上から 1 , 5段目）。一方で、上側の磁気抵抗パターンから検出される一 a相信号及び + b相信号（図 5 (d)参照）の振幅は、いずれも 0· 8である（上から 2， 4段目）。従つて、 + a相信号力も一 a相信号を差し引いた A相差動出力の振幅は 1. 8となり（上から 3段目）、 +b相信号力一 b相信号を差し引いた B相差動出力の振幅も 1. 8となり（上から 6段目）、双方の出力の振幅が一致する。

[0083] このように、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1では、 2個のガラス基板の特性バラツキが生じた場合であっても、 A相と B相の差動出力を検出する段階で、その悪影響を低減することができる。

[0084] なお、図 6では、 2個のガラス基板の特性バラツキに起因した悪影響を低減する様子を示したが、例えば図 7 (b)に示すように、取付け上のミスによって 2個のガラス基板が傾いた場合における悪影響も低減することができる。より具体的に説明すると、まず、 2個のガラス基板の正しい取り付け状態は、磁気スケール 3と平行になる状態であるが（図 7 (a) )、取付け上のミスによって 2個のガラス基板が左に傾いたとする（図 7 (b) )。このとき、 + a相信号 (Cos ⁺ )と一 b相信号（Sin—)を検出しうる磁気抵抗バターン（図 5 (d)参照）は磁気スケール 3に近づき、 -a相信号（Cos— )と + b相信号（Sin +)を検出しうる磁気抵抗パターン（図 5 (d)参照）は磁気スケール 3から遠ざかることとなる。そうすると、 + a相信号と一 b相信号の振幅は通常よりも大きくなる一方で、一 a相信号と + b相信号の振幅は通常より小さくなる。その結果、図 6 (b)を用いて上述したように、 A相と B相の差動出力を検出する段階で、その悪影響を低減することができる

[0085] 図 8は、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1において、 2個のガラス基板の貼り合わせ誤差に起因した悪影響を低減する様子を示す波形図である。より具体的には、 2個のガラス基板を貼り合わせる際の誤差が原因で、 2個のガラス基板が適切な位置関係で貼り合わされず、一方のガラス基板により形成された磁気抵抗体薄膜から検出される信号の位相が、他方のガラス基板により形成された磁気抵抗体薄膜から検出される信号の位相との関係で不適切である場合において、本発明の第

1の実施の形態に係る磁気センサ 1では、その悪影響を低減することはできないが（図 8 (a) )、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1によれば、その悪影響を低減することがきる様子を示してレ、る（図 8 (b) )。

[0086] まず、図 8 (a)において、 B相用のガラス基板 5'に形成された B相磁気抵抗パターン

11から検出される信号の位相が少しずれている場合について説明する。 A相磁気抵抗パターン 10から検出される + a相信号及び一 a相信号（図 5 (c)参照）の位相につレ、てはずれはなぐ + a相信号から - a相信号を差し弓 [レ、た A相差動出力の位相もずれていない（上から 1一 3段目）。ところが、 B相磁気抵抗パターン 11から検出される + b 相信号及び一 b相信号（図 5 (c)参照）の位相は、 2個のガラス基板の貼り合わせ誤差が原因で、理想的な位相（上から 4, 5段目の点線)ではなぐ理想状態から少しずれた位相（上から 4段， 5目の実線）となっている。その結果、 +b相信号力も- b相信号を差し引いた B相差動出力の位相は、理想的な位相（上から 6段目の点線)ではなく、理想状態から少しずれた位相（上から 6段目の実線）となっている。

[0087] ここで、一般的に磁気センサでは、可動被検出物の位置を検出するに際し、 A相差動出力（余弦波）と B相差動出力（正弦波）から逆正接信号を求めることによって位置検出を行っている。すなわち、 A相差動出力又は B相差動出力いずれか一方の位相が理想状態からずれると（図 8 (a)では B相差動出力）、正確な位置検出を行うことができない。

[0088] このように、本発明の第 1の実施の形態に係る磁気センサ 1では、 2個のガラス基板の貼り合わせ誤差が原因で、 A相差動出力又は B相差動出力いずれか一方の位相がずれてしまい、位置検出の精度低下を招来する場合がある。

[0089] 次に、図 8 (b)において、上側のガラス基板に形成された磁気抵抗パターンから検出される信号の位相が少しずれている場合について説明する。下側の磁気抵抗バターンから検出される + a相信号及び一 b相信号（図 5 (d)参照）の位相につレ、てはずれはない（上から 1， 5段目）。一方で、上側の磁気抵抗パターンから検出される一 a相信号及び + b相信号（図 5 (d)参照）の位相は、理想的な位相（上力も 2, 4段目の点線）ではなぐ理想状態から少しずれた位相（上から 2, 4段目の実線）となっている。その結果、 + a相信号から- a相信号を差し引いた A相差動出力も、 +b相信号力も- b相信号を差し引いた B相差動出力の位相も、ともに理想的な位相（上から 3， 6段目の点線)ではなぐ理想状態から少しずれた位相（上から 3, 6段目の実線）となっている。

[0090] し力ながら、上述のとおり、一般的な磁気センサでは逆正接信号を求めることによつて位置検出を行っているので、 A相差動出力と B相差動出力の双方の位相が同じようにずれた場合には、位置検出の精度に影響しない。従って、本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサ 1では、 2個のガラス基板の貼り合わせ誤差が生じた場合であっても、 A相と B相の差動出力を検出し、逆正接信号を求める段階で、その悪影響を低減することができ、ひいては位置検出の精度低下を防止することができる。

[0091] [概略構造]

図 9は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ 1の概略構造を示す図である。

[0092] 図 9において、まず、磁気センサ 1から出力される変位検出信号の波形位相を決定づけることになる磁気センサ 1と、被検出体の磁気スケール 3と、の対向配置関係について説明する。

[0093] 図 9において、磁気スケール 3には、 N極と S極がピッチ λで交互に配列された着磁磁石が設けられている。すなわち、 Ν極力、ら Ν極までのピッチ及び S極から S極までのピッチは共に λとなっている。これに対し、磁気センサ 1には、 4個の磁気抵抗 R— R 力この順で、隣の磁気抵抗とのピッチがえ /4, え /4, λ /4の間隔となるように、

4

互いに並列に配置されている。

[0094] そして、磁気抵抗 R— Rのそれぞれの一方の端子には、電源ライン 300を介して

1 4

バイアス電圧源 V が接続されている。一方で、磁気抵抗 R -Rのそれぞれの他方 cc 1 4

の端子からは、各変位検出信号が出力されることとなる。すなわち、磁気抵抗 Rから

1 は + a相信号、磁気抵抗 Rからは + b相信号、磁気抵抗 Rからは - a相信号、磁気抵

2 3

抗 Rからは一 b相信号、の変位検出信号が取り出されることとなる。なお、磁気センサ

4

1には、バイアス磁界が加えられている。

[0095] 磁気センサ 1と被検出体の磁気スケール 3とは上述のような対向配置関係にあることから、磁気センサ 1から出力される変位検出信号の波形位相は次のように決定付けられることとなる。すなわち、磁気抵抗 Rと磁気抵抗 Rのピッチは;

1 3 I Z2であることから、被検出体の磁気スケール 3から受ける磁界によって、両者の抵抗値は 180° の位相差をもって変化する。従って、磁気抵抗 Rから取り出される + a相信号の信号波

1

形と、磁気抵抗 R力取り出される一 a相信号の信号波形とは、位相が 180° ずれた

3

ものとなる。また、磁気抵抗 Rと磁気抵抗 Rのピッチも λ

2 4 /2であることから、上記同様、磁気抵抗 Rから取り出される + b相信号の信号波形と、磁気抵抗 Rから取り出さ

2 4

れるー b相信号の信号波形とは、位相が 180° ずれたものとなる。

[0096] また、磁気抵抗 Rと磁気抵抗 Rのピッチはえ /4であることから、被検出体の磁気

1 2

スケール 3から受ける磁界によって、両者の抵抗値は 90° の位相差をもって変化する。従って、磁気抵抗 R力取り出される + a相信号の信号波形と、磁気抵抗 Rから

1 2 取り出される + b相信号の信号波形とは、位相が 90° ずれたものとなる。また、磁気抵抗 Rと磁気抵抗 Rのピッチも λ /4であることから、上記同様、磁気抵抗 R力取

3 4 3 り出される - a相信号の信号波形と、磁気抵抗 Rから取り出される - b相信号の信号波

4

形とは、位相が 90° ずれたものとなる。

[0097] 以上説明した各変位検出信号の信号波形について図示すると、理想的には、図 1 0のようになる。すなわち、 + a相信号の波形を基準に考えると（図 10 (a) )、 +b相信号は、 + a相信号の波形から位相が 90° ずれた図 10 (b)のような波形になり、一 a相信号は、 + a相信号の波形力も位相が 180° ずれた図 10 (c)のような波形になり、 -b 相信号は、 + a相信号の波形から位相が 270° ずれた図 10 (d)のような波形になる。

[0098] ここで、図 10では、各変位検出信号とも理想的な（滑らかな）波形を考えたが、一般には、実際の変位検出信号に基本波成分以外の高調波成分が重畳する。より具体的には、図 3を用いて説明する。図 11は、磁気スケール 3からの入力磁界 Hに対する磁気抵抗素子の抵抗 Rの変化特性を示すグラフである。

[0099] 図 11において、磁気スケール 3からの入力磁界の絶対値が 0から次第に大きくなると、通常、磁気抵抗素子の抵抗値は小さくなるが、入力磁界の絶対値がある一定の磁界 Hを超えると、磁気抵抗素子の抵抗値は飽和する（図 11中の X部分)。従って、この抵抗値の飽和の影響により、図 10で示した理想的な各変位検出信号の波形は、実際は、図 4 (a)に示すような波形となる。なお、図 12では、図 10における + a相信号の波形のみを抽出 *拡大して図示している力 +b相信号、一 a相信号、一 b相信号、の各変位検出信号についても、位相が異なるだけで同様のことがいえる。

[0100] 図 12において、図 12 (a)に示す実際に得られた変位検出信号は、図 12 (b)に示す基本波成分と、図 12 (c)に示す第 2次高調波成分と、図 12 (d)に示す第 3次高調波成分と、図 12 (e)に示す第 4次高調波成分と、図 12 (f)に示す第 5次高調波成分と、その他の高次高調波成分と、の重ね合わせで表される。従って、第 2次以降の高調波成分を取り除けば、図 12 (b)に示す基本波成分のような滑らかな波形をもった変位検出信号が得られることになる。

[0101] [磁気抵抗パターンの形成]

図 13は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ 1が有する磁気抵抗パターンの形成態様の一例を示す図である。なお、上述した磁気抵抗 R のそれぞれが、図 1

1 4

3 (a)でレ、う磁気抵抗パターンに相当する。図 13 (a)に示す磁気抵抗パターンにおいて、 6個の磁気抵抗素子 R — R は、 3本セットで第 5次高調波成分を打ち消し、 2本

11 16

セットで第 3次高調波成分を打ち消すために、それぞれ = ₁1ぇ/111し(111 :取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長、 L :高調波成分を打ち消す本数、 η= 1)の式によって算出された間隔で、被検出体の磁気スケール 3の相対移動方向に順々に配置されており、導電体によって電気的に直列接続されている。なお、ここでは η= 1とした力 S、本発明は nをこれに限定する趣旨ではなぐ例えば n = 2であつても n= 3であってもよい。具体的には、図 13(b) 図 13(f)を用いて説明する。

[0102] まず、 3本セットで第 5次高調波成分を打ち消す原理を説明する。磁気抵抗素子 R の 3本セットにおいて、磁気抵抗素子 R と R の間隔、磁気抵抗素子 R と R

11 13 11 12 12 13 の間隔は、上式で m = 5 L = 3を代入し、いずれも P (= λ/5Χ3)となる（図 13(b

5

))。

[0103] 磁気抵抗素子 R をこの間隔 Pで配置することによって、磁気抵抗素子 R の

11 13 5 11 部分から得られる変位検出信号の基本波成分を sineとすると、次式で示すように、その磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号の第 5次高調波成分 sin5 Θ

11

と、磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号と位相が 2 π/(5Χ3)だけ

11

ずれた磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号の第 5次高調波成分 sin

12

5{ θ +2 π/ (5X3)}と、磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号と位

11

相が { 2 π Ζ (5 X 3) + 2 π Ζ (5 X 3) }だけずれた磁気抵抗素子 R の部分から得ら

13

れる変位検出信号の第 5次高調波成分 sin5 { θ +2π/(5Χ3)+2π/(5Χ3)}と、の重ね合わせによって、磁気抵抗素子 R を直列接続したときの変位検出信

11 13

号の 5次高調波成分は零になる。

[0104] [数 2]

= sin 5Θ + sin 5^ cos— + cos 5θύη '— + sin 5^ cos (- ~ +— ) + cos 5Θ sin(- --— + ~ -)

3 3 3 3 3 3

= sin 50 -—sin 5(9 +—— cos — sin 5^ cos 5Θ

2 2 2 2

[0105] また、磁気抵抗素子 R — R の 3本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間

14 16 14 15 隔、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m=5 L = 3を代入し、いずれも P (=

15 16 5 λ/5Χ3)となる（図 13(c))。このように、磁気抵抗素子 R — R をこの間隔 Ρで配

14 16 5 置することによって、第 5次高調波成分は零になるが、その原理については、上述同様であるため説明を省略する。

[0106] 磁気抵抗素子 R -R の 3本セットだけでなぐ磁気抵抗素子 R — R の 3本セット

11 13 14 16

が必要になるのは、次に説明するように、第 3次高調波成分を 2本セットで打ち消すためである。

[0107] 2本セットで第 3次高調波成分を打ち消す原理を説明する。磁気抵抗素子 R と R

11 14 の 2本セットにおいて、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m=3、L=2を代入

11 14

し、 P となる（図 13(d))。

[0108] 磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号の基本波成分を sineとすると

11

、磁気抵抗素子 R と R をこの間隔 Pで配置することによって、次式で示すように、そ

11 14 3

の磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号の第 3次高調波成分 sin3

11 Θと

、磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号と位相が 2 π / (3 X 2)だけず

11

れた磁気抵抗素子 R の部分から得られる変位検出信号の第 3次高調波成分 sin3{

14

Θ +2 π/ (3X2)}と、の重ね合わせによって、磁気抵抗素子 R と R を直列接続し

11 14

たときの変位検出信号の 3次高調波成分は零になる。

[0109] [数 3]

= sin 3^— sin 3Θ

=0

[0110] また、磁気抵抗素子 R と R の 2本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔

12 15 12 15 は、上式で m = 3、 L = 2を代入し、 P となる（図 13 (e) )。磁気抵抗素

子 R と R の 2本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m=3、

13 16 13 16

L = 2を代入し、 P (=λ/3Χ2)となる（図 13(f))。このように、磁気抵抗素子 R と

3 12

R 、磁気抵抗素子 R と R をこの間隔 Ρで配置することによって、第 3次高調波成分

15 13 16 3

は零になる力その原理については、上述同様であるため説明を省略する。

[0111] 以上説明したように、 6個の磁気抵抗素子 R — R 力図 13(b)—図 13(f)に示す

11 16

間隔の要請を全て満たす図 13 (a)に示す間隔で配置されて形成された磁気抵抗パターンによれば、第 3次高調波成分及び第 5次高調波成分を打ち消すことができ、ひレ、ては基本波成分のような滑らかな波形をもった変位検出信号を得ることができる。 [0112] また、第 3次高調波成分及び第 5次高調波成分を打ち消すために、何本の磁気抵抗素子を使うかは任意であり、磁気抵抗素子間の間隔を柔軟に調整しつつ、製造困難とならない程度に、第 3次高調波成分及び第 5次高調波成分を打ち消す磁気抵抗素子の本数を増やすことができ、ひいては熱特性の均一化と識別精度の向上を図ること力 Sできる。

[0113] さらに、本実施形態では、 2種類の高調波成分を打ち消すこととしたが、上記同様に考えれば、例えば 3種類、 4種類といった複数種類の高調波成分を一度に打ち消すことも可能である。

[0114] 図 14は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ 1が有する磁気抵抗パターンの形成態様の他の一例を示す図である。

[0115] 図 14 (a)に示す磁気抵抗パターンにおいて、 6個の磁気抵抗素子 R は、 3本

11 16 セットで第 3次高調波成分を打ち消し、 2本セットで第 5次高調波成分を打ち消すために、それぞれ？ニ！！ぇ/！！！！^！！！：取り除く高調波成分の次数、え：出力信号の基本波成分の波長、 n= l)の式によって算出された間隔で、被検出体の磁気スケール 3 の相対移動方向に順々に配置されており、導電体によって電気的に直列接続されている。なお、ここでは n= lとした力本発明は nをこれに限定する趣旨ではなぐ例えば n= 2であっても n= 3であっても、自然数であればなんでもよい。

[0116] より具体的には、磁気抵抗素子 R 、R 、R の 3本セットにおいて、磁気抵抗素子 R

11 12 14

と R の間隔、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m= 3、L= 3を代入し、いず

11 12 12 14

れも P (=ぇ/3 3)となる（図14 ( 3) )。また、磁気抵抗素子1 、R 、R の 3本セッ

3 13 15 16 トにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式

13 15 15 16

で m = 3、 L = 3を代入し、いずれも P (= λ /3 Χ 3)となる（図 14 (c) )。このように、

3

磁気抵抗素子 R 、 R 、 R と、磁気抵抗素子 R 、 R 、 R と、をそれぞれこの間隔 P

11 12 14 13 15 16 3 で配置することによって、第 3次高調波成分を零にすることができる。なお、その原理につレ、ては上述同様である。

[0117] 一方で、磁気抵抗素子 R と R の 2本セットにおいて、磁気抵抗素子 R と R の間

11 13 11 13 隔は、上式で m = 5、 L = 2を代入し、 P (= λ /5 Χ 2)となる（図 14 (d) )。また、磁気

5

抵抗素子 R と R の 2本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m=5、 L = 2を代入し、 P (=ぇ/5 2)となる（図14(6))。磁気抵抗素子尺と R

5 14 16 の 2本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m=5、L=2を代

14 16

入し、 P (= λ/5Χ 2)となる（図 14(f))。このように、磁気抵抗素子 R 、R と、磁気

5 11 12 抵抗素子 R 、 R と、 R 、 R と、をそれぞれこの間隔 Pで配置することによって、第 5

12 15 14 16 5

次高調波成分を零にすることができる。なお、その原理については上述同様である。

[0118] 以上説明したように、 6個の磁気抵抗素子 R — R 力 S、図 14(b)—図 14(f)に示す

11 16

間隔の要請を全て満たす図 14 (a)に示す間隔で配置されて形成された磁気抵抗パターンによれば、第 3次高調波成分及び第 5次高調波成分を打ち消すことができ、ひレ、ては滑らかな波形をもった変位検出信号を得ることができる。

[0119] 図 15は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ 1が有する磁気抵抗パターンの形成態様の他の一例を示す図である。

[0120] 図 15 (a)に示す磁気抵抗パターンにおいて、 6個の磁気抵抗素子 R R は、 3本

11 16 セットで第 2次高調波成分を打ち消し、 2本セットで第 3次高調波成分を打ち消しすために、それぞれ？ニ！！ぇ/！！！！^！！！：取り除く高調波成分の次数、え：出力信号の基本波成分の波長、 n=l)の式によって算出された間隔で、被検出体の磁気スケール 3 の相対移動方向に順々に配置されており、導電体によって電気的に直列接続されている。なお、ここでは n=lとした力本発明は nをこれに限定する趣旨ではなぐ例えば n= 2であっても n= 3であってもよレヽ。

[0121] より具体的には、磁気抵抗素子 R 、R 、R の 3本セットにおいて、磁気抵抗素子 R

11 13 15

と R の間隔、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m=2、L=3を代入し、いず

11 13 13 15

れも P (=ぇ/2 3)となる（図15(3))。また、磁気抵抗素子1 、R 、R の 3本セッ

2 12 14 16 トにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式

12 14 14 16

で m = 2、 L = 3を代入し、いずれも P (= λ/2Χ3)となる（図 15(c))。このように、

2

11 13 15 12 14 16 2 で配置することによって、第 3次高調波成分を零にすることができる。なお、その原理につレ、ては上述同様である。

[0122] 一方で、磁気抵抗素子 R と R の 2本セットにおいて、磁気抵抗素子 R と R の間

11 12 11 12 隔は、上式で m = 3、 L = 2を代入し、 P (= λ/3Χ2)となる（図 15(d))。また、磁気

3 抵抗素子 R と R の 2本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で

13 14 13 14 m= 3、 L = 2を代入し、 P (=ぇ/3 2)となる（図15 (6) )。磁気抵抗素子尺と R

3 15 16 の 2本セットにおいても、磁気抵抗素子 R と R の間隔は、上式で m= 3、L= 2を代

15 16

入し、 P (= λ /3 Χ 2)となる（図 15 (f) )。このように、磁気抵抗素子 R 、R と、磁気

3 11 12 抵抗素子 R 、 R と、 R 、 R と、をそれぞれこの間隔 Pで配置することによって、第 3

13 14 15 16 3

[0123] 以上説明したように、 6個の磁気抵抗素子 R — R 力 S、図 15 (b)—図 15 (f)に示す

11 16

間隔の要請を全て満たす図 15 (a)に示す間隔で配置されて形成された磁気抵抗パターンによれば、第 3次高調波成分及び第 5次高調波成分を打ち消すことができ、ひレ、ては滑らかな波形をもった変位検出信号を得ることができる。

[0124] 上述した磁気パターンの形成態様では、磁気抵抗素子の間隔を上式 Ρ=η λ /m Lによって調整することで高調波成分を打ち消していたが、本発明は、線幅を上式 W = η λ /ιηによって調整することで、高調波成分を打ち消すこととしてもよい。例えば、図 16に示すように、 2本セットの磁気抵抗素子で高調波成分を打ち消すことを考えた場合において、これらの磁気抵抗素子を間隔 Ρで配置しなければならないときには (図 16 (a) )、間隔 Pと同じ線幅の磁気抵抗素子 1本で代用することができる（図 16 (b ) )。より具体的には、図 16 (b)に示す 1本の磁気抵抗素子は、線幅が極めて狭い複数 (無数)の磁気抵抗素子を磁気スケールの相対移動方向に重ね合わせたもの、と考えることができるから、上式 P=n /mLに L= lを代入したときの Pと同値であり、図 16 (a)に示す 2本の磁気抵抗素子と同じ機能 (高周波成分を打ち消す機能）を発揮しつつ、磁気センサ自体の更なる小型化を図ることができる。

[0125] 図 13—図 15を用いて磁気抵抗パターンの形成態様は、 P=n ;i ZmLによって算出された間隔で各々の磁気抵抗素子を配置し、それぞれの部分から得られる「変位検出信号の和」を全体の変位検出信号とすることで、各高調波成分を打ち消す、というものであるが、次に、「変位検出信号の差」を全体の変位検出信号とすることで、各高調波成分を打ち消す、という磁気抵抗パターンの形成態様について説明する。

[0126] 図 17は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ 1が有する磁気抵抗パターンの形成態様の他の一例を示す図である。 [0127] 図 17 (a)に示す磁気抵抗パターンの形成態様は、図 13 (a)に示す磁気抵抗パターンを 2組直列に配置し、その接続点から変位検出信号を取り出すことで、各高調波成分を打ち消す、というものである。

[0128] より具体的には、図 17 (a)の左側に示す磁気抵抗パターン（6個の磁気抵抗素子 R 一 R )は、 3本セットで第 5次高調波成分を打ち消し、 2本セットで第 3次高調波成

11 16

分を打ち消すために、図 13 (a)に示す態様で配置されている。また、図 17 (a)の右側に示す磁気抵抗パターン (6個の磁気抵抗素子 R )も、 3本セットで第 5次高

17 22

調波成分を打ち消し、 2本セットで第 3次高調波成分を打ち消すために、図 13 (a)に示す態様で配置されている。さらに、 2組の磁気抵抗パターンは、電気的に接続されており、その接続点から出力（変位検出信号) Outが取り出されるようになつている。

[0129] ここで、図 17 (a)に示す 2組の磁気抵抗パターンは、相対的に、 2本セットで第 2次高調波成分及び第 4次高調波成分を打ち消すべく、 Ρ' =η λ /m (m：取り除く高調波成分の次数、 n= l)の式によって算出された間隔で配置される。すなわち、例えば第 m次高調波成分を打ち消す場合には、相対的に、第 m次高調波成分の波長分（ = /m)だけずらし、磁気抵抗素子 R と R 、磁気抵抗素子 R と R 、磁気抵抗素

11 17 12 18

子 R と R 、磁気抵抗素子 R と R 、磁気抵抗素子 R と R 、磁気抵抗素子 R と R

13 19 14 20 15 21 16 22 は、それぞれ偶次高調波成分を打ち消すことができるような P' = λ /mの間隔で配置される。なお、この際、第 m次高調波成分の波長分（= λ /m)ではなぐ第 m次高調波成分の波長分（= λ /m)と基本波の半波長分（= λ /2)ずらすことで間隔を調整することも可能である。基本波の半波長分（= λ /2)は、第 2次以降の第 m次高調波成分 (mは 2以上の偶数）の波長（= λ /m)の整数倍だからである。

[0130] このように、 1の磁気抵抗パターンの内部における各磁気抵抗素子間は、 Ρ= λ Ζ mLの間隔で配置し、他の磁気抵抗パターンの内部の対応する磁気抵抗素子との間は、 Ρ' = λ Ζπιの間隔で配置することによって、一度に複数の高調波成分を打ち消すことができ、ひいては大幅に識別精度を向上させることができる。

[0131] 以下同様に、「変位検出信号の和」及び「変位検出信号の差」を全体の変位検出信号とすることで一度に複数の高調波成分を打ち消すのみならず、相互干渉に起因して高次高調波成分を打ち消すことができる磁気抵抗パターンの形成態様について説明する。

[0132] 図 17 (b)に示す磁気抵抗パターンの形成態様は、第 3次高調波成分を打ち消すための磁気抵抗素子を Ρ= λ / (3 X 5)の間隔で 5本配置して形成された磁気抵抗パターンを、相対的に、間隔 Ρ= λ /2 +η λ (η :自然数)で 2組配置し、両磁気抵抗パターンを電気的に直列接続し、その接続点から出力（変位検出信号) Outを取り出すようにしている。

[0133] 図 17 (c)に示す磁気抵抗パターンの形成態様は、第 3次高調波成分を打ち消すための磁気抵抗素子を Ρ= λ Ζ3の間隔で 2本ずつ、第 5次高調波成分を打ち消すための磁気抵抗素子を Ρ= λ / (5 Χ 2)の間隔で 2本ずつ配置して形成された磁気抵抗パターンを、相対的に、間隔 Ρ= λ Ζ2 + η λ (η :自然数)で 2組配置し、両磁気抵抗パターンを電気的に並列接続し、それぞれの磁気抵抗パターンの対称点から出力 (変位検出信号) Out及び Outを取り出すようにしている。従って、この出力（変位

1 2

検出信号) Out及び Outを差動増幅器等の外部電子回路に入力することによって

1 2

、複数の高調波成分を打ち消すことができるようになる。

[0134] なお、この図 17 (c)の結線方法は、外部電子回路に差動増幅器を用いた場合の一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、これ以外の結線方法を採用することも可能である。

[0135] 図 17 (d)に示す磁気抵抗パターンの形成態様は、図 17 (c)に示される 2本の磁気抵抗素子を、その間隔と同じ幅をもつ 1本の磁気抵抗素子で代用するものである。この形成態様によれば、構造が簡単となるため着磁ピッチを小さくしてもパターン配置が可能となり、結果として高分解能なスケールが可能となる。

実施例 1

[0136] まず、図 17 (a)に示す磁気抵抗パターンの形成態様において、信号周期; Iを 0. 8 mmとし、出力（変位検出信号) Outを測定した。その結果、図 17 (a)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 3次及び第 5次並びに第 2次及び第 4次の高調波成分が全てキャンセルされるのみならず、磁気抵抗素子が 12本あることに起因した変位検出信号の相互干渉により、第 9次高調波成分が全てキャンセルされ、第 7次高調波成分が 72%低減した。このように、図 17 (a)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 9次高調波成分までのトータル歪みを同時に低減できることが分かる。

[0137] 次に、図 17 (b)に示す磁気抵抗パターンの形成態様において、信号周期 λを 0. 8 mmとし、出力（変位検出信号) Outを測定した。その結果、図 17 (b)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 3次並びに第 2次及び第 4次の高調波成分が全てキャンセルされ、第 5次高調波成分は 80%低減された。また、磁気抵抗素子が 10 本あることに起因した変位検出信号の相互干渉により、第 7次高調波成分が 82。/₀低減した。このように、図 17 (b)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、図 17 ( a)に示す磁気抵抗パターンの形成態様よりも第 7次高調波成分を大幅に低減することができるのが分かる。

[0138] 次に、図 17 (c)に示す磁気抵抗パターンの形成態様において、信号周期 λを 0. 8 mmとし、出力（変位検出信号) Outと Outの差動出力を測定した。その結果、図 1

1 2

7 (c)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 3次及び第 5次並びに第 2次及び第 4次の高調波成分が全てキャンセルされるのみならず、磁気抵抗素子が 8本あることに起因した変位検出信号の相互干渉により、第 9次高調波成分が全てキャンセルされ、第 7次高調波成分が 49%低減した。このように、図 17 (c)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 9次高調波成分までのトータル歪みを同時に低減できることが分かる。

[0139] 次に、図 17 (d)に示す磁気抵抗パターンの形成態様において、信号周期 λを 0. 8 mmとし、出力（変位検出信号) Outと Outの差動出力を測定した。その結果、図 1

1 2

7 (d)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 3次及び第 5次並びに第 2次及び第 4次の高調波成分が全てキャンセルされた。また、磁気抵抗素子が 4本あることに起因した変位検出信号の相互干渉により、第 7次高調波成分が 63%低減し、第 9次高調波成分が 41%低減した。このように、図 17 (d)に示す磁気抵抗パターンの形成態様によれば、第 9次高調波成分までのトータル歪みを同時に低減できることが分かる。

産業上の利用可能性

[0140] 本発明に係る磁気センサは、磁気抵抗パターンが複数個の磁気抵抗体薄膜を有する場合に、それぞれの磁気抵抗体薄膜の間隔の狭小化に起因した配置自由度の低下を防ぐことができるものとして有用である。

[0141] また、本発明に係る磁気センサは、複数の磁気抵抗素子の間隔を柔軟に調整しながら、その本数を増加させることができ、ひいては識別精度の向上及び熱特性の均一化を図ることが可能なものとして有用である。

図面の簡単な説明

[0142] [図 1] (a)本発明の実施の形態に係る磁気センサと可動被検出物の対向配置関係を示す外観図である。（b)従来の磁気センサ及び回転ドラムを上から見た平面図である。

[図 2]本発明の実施の形態に係る磁気センサ及び回転ドラムを上から見た平面図である。

[図 3]本発明の実施の形態に係る磁気センサの特徴部である 2個のガラス基板の製造方法についての説明図である。

[図 4]本発明の実施の形態に係る磁気センサの時系列センサ出力を示すグラフである。

[図 5]本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサの特徴部を説明するための説明図である。

[図 6]本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサにおいて、 2個のガラス基板の特性バラツキに起因した悪影響を低減する様子を示す波形図である。

[図 7]2個のガラス基板の取り付け状態を説明するための外観図である。

[図 8]本発明の第 2の実施の形態に係る磁気センサにおいて、 2個のガラス基板の貼り合わせ誤差に起因した悪影響を低減する様子を示す波形図である。

[図 9]本発明の実施の形態に係る磁気センサの概略構造を示す図である。

[図 10]本発明の実施の形態に係る磁気センサから得られる変位検出信号の信号波形を示す波形図である。

[図 11]磁気スケール 3からの入力磁界 Hに対する磁気抵抗素子の抵抗 R変化特性を示すグラフである。

[図 12]本発明の実施の形態に係る磁気センサから得られる変位検出信号を各成分に分解する様子を示す図である。

園 13]本発明の実施の形態に係る磁気センサが有する磁気抵抗パターンの形成態様の一例を示す図である。

園 14]本発明の実施の形態に係る磁気センサが有する磁気抵抗パターンの形成態様の他の一例を示す図である。

園 15]本発明の実施の形態に係る磁気センサが有する磁気抵抗パターンの形成態様の他の一例を示す図である。

[図 16]複数の磁気抵抗素子を、 1本の磁気抵抗素子によって代用する様子を示す図である。

園 17]本発明の実施の形態に係る磁気センサが有する磁気抵抗パターンの形成態様の他の一例を示す図である。

園 18]従来の磁気センサの概略構造を示す図である。

符号の説明

1 磁気センサ

2 回転ドラム

3 磁気スケール

4 PWB

5, 5' ガラス基板

10 A相磁気抵抗パターン

11 B相磁気抵抗パターン

12 接着材料

13 磁気抵抗体薄膜固定台

14 FPC

15 ケース

Claims

請求の範囲

[1] 磁気抵抗体薄膜が基板上に形成された磁気抵抗パターンを有し、この磁気抵抗パターンは、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成される磁気センサにおいて、

前記磁気抵抗パターンは、 2個の基板が組み合わされて形成されることを特徴とする磁気センサ。

[2] 前記 A相磁気抵抗パターンと前記 B相磁気抵抗パターンとがそれぞれ別基板上に形成されていることを特徴とする請求項 1記載の磁気センサ。

[3] 前記 A相磁気抵抗パターンは、 180° 位相の異なる 2つの信号を出力する + a相磁気抵抗パターンと - a相磁気抵抗パターンとから構成され、

前記 B相磁気抵抗パターンは、 180° 位相の異なる 2個の信号を出力する + b相磁気抵抗パターンと前記一 b相磁気抵抗パターンとから構成されており、

前記 + a相磁気抵抗パターン及び前記一 b相磁気抵抗パターンが一方の基板上に

、前記一 a相磁気抵抗パターン及び前記 + b相磁気抵抗パターンが他方の基板上に

、それぞれ形成されてレ、ることを特徴とする請求項 1記載の磁気センサ。

[4] 前記一方の基板と前記他方の基板との基板の材質が異なることを特徴とする請求項 3記載の磁気センサ。

[5] 前記 2個の基板におけるそれぞれのパターン形成面が貼り合わされていることを特徴とする請求項 1から 4のいずれか記載の磁気センサ。

[6] 前記 2個の基板における一方のパターン形成面の全部又は一部と、前記 2個の基板における他方のパターン形成面の一部と、が貼り合わされていることを特徴とする請求項 5記載の磁気センサ。

[7] 磁気抵抗体薄膜が基板上に形成された磁気抵抗パターンを有し、この磁気抵抗パターンは、 90° 位相の異なる 2個の信号を出力する A相磁気抵抗パターンと B相磁気抵抗パターンとから構成される磁気センサする磁気センサを製造する製造方法において、

前記磁気抵抗パターンを 2個の基板上に形成した後に、これら 2個の基板を組み合わせることによって、前記磁気抵抗パターンを形成することを特徴とする磁気センサの製造方法。

[8] 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、

前記磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除く前記磁気抵抗素子の本数を Lとしたとき、

前記 L本の前記磁気抵抗素子は、下式により算出された間隔 Pで、その磁気スケールの相対移動方向に順々に配置されることを特徴とする磁気センサ。

P=n ^ /mL

η :自然数

[9] 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、

前記磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する複数の高調波成分のうち、 1の高調波成分を取り除く前記磁気抵抗素子の本数を L、その 1の高調波成分

1

以外の 1の高調波成分を取り除く前記磁気抵抗素子の本数を Lとしたとき、

2

前記 L本の前記磁気抵抗素子は、下式により算出された間隔 Ρで、その磁気スケ

1 1 ールの相対移動方向に順々に配置され、

前記磁気抵抗パターンは、前記 L本の前記磁気抵抗素子を、相対的に、下式によ

1

り算出された間隔 Ρで、その磁気スケールの相対移動方向に順々に前記 L組配置

2 2 することによって形成されることを特徴とする磁気センサ。

P =n /mL

1 1

P =n /mL

2 2

η :自然数

[10] 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを備えた磁気センサにおいて、

前記磁気抵抗パターンからの出力信号の基本波成分に対する少なくとも 2以上の高調波成分を取り除くため、下式のように設定された前記磁気抵抗素子の間隔 Pが組み合わされて前記磁気抵抗パターンが形成されたことを特徴とする磁気センサ。

P=n ^ /mL

L：次数 mの高調波成分を取り除くための磁気抵抗素子の本数 (但し、 L≠ 2なる L を少なくとも 1つ含む）

n :自然数

[11] 前記磁気抵抗パターンは、下式により算出された間隔 P'で、その磁気スケールの相対移動方向に 2組配置されて電気的に直列接続されるとともに、

2組の前記磁気抵抗パターンの電気的な接点から出力信号を取り出すことを特徴とする請求項 8から 10のいずれか記載の磁気センサ。

Ρ' =η λ /

η :自然数

[12] 前記磁気抵抗パターンは、下式により算出された間隔 P'で、その磁気スケールの相対移動方向に 2組配置されて電気的に並列接続されるとともに、

2組の前記磁気抵抗パターンのそれぞれの対称点から出力信号を取り出すことを特徴とする請求項 8から 10のいずれか記載の磁気センサ。

Ρ' =η λ /

η :自然数

[13] 磁気スケールの磁界を検出するため、磁気抵抗体薄膜からなる磁気抵抗素子が所定の間隔で基板上に配置されて形成された磁気抵抗パターンを有する磁気センサにおいて、

前記磁気抵抗パターンの出力信号の基本波成分に重畳する高調波成分を取り除くため、その磁気スケールの相対移動方向における前記磁気抵抗素子の幅を、下式により算出された幅 wとすることを特徴とする磁気センサ。

W=n λ /

m:取り除く高調波成分の次数、 λ：出力信号の基本波成分の波長 η:自然数