磁傳感器裝置及磁性編碼器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁傳感器裝置及使用該磁傳感器裝置的磁性編碼器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性編碼器裝置等中使用的磁傳感器裝置具有磁介質(zhì)和與磁介質(zhì)相對的磁傳感器，磁傳感器對伴隨著其與磁介質(zhì)的相對移動(dòng)而產(chǎn)生的磁場變化進(jìn)行檢測。在上述磁傳感器裝置中，如圖11(a)中的實(shí)線所示，設(shè)于磁傳感器的磁阻元件的內(nèi)部電阻R利用與磁場H的變化相對應(yīng)地變化的磁阻效應(yīng)。更具體而言，伴隨著磁介質(zhì)與磁傳感器的相對移動(dòng)，根據(jù)從A相的磁阻兀件輸出的SIN信號(hào)和從B相的磁阻兀件輸出的COS信號(hào)對磁介質(zhì)與磁傳感器的相對位置進(jìn)行檢測。此時(shí)，從A相的磁阻元件輸出的SIN信號(hào)及從B相的磁阻元件輸出的COS信號(hào)分布為正弦波及余弦波是較為理想的，但上述輸出信號(hào)一般由基波分量和與該基波分量重疊的諧波分量構(gòu)成。
[0003]因此，如圖11(b)所示，曾有以下技術(shù)方案:當(dāng)將磁極間隔設(shè)為λ時(shí)，設(shè)置與第一磁阻元件組Ra及第二磁阻元件組Rb分離λ/6距離的磁阻元件R、分離λ/10距離的磁阻元件R，以消除三階諧波分量和五階諧波分量，并使第一磁阻元件組Ra和第二磁阻元件組Rb分離λ/2+λ/14的距離，以消除七階諧波分量(參照專利文獻(xiàn)I)。另外，如圖11(c)所示，曾有以下技術(shù)方案:使第一磁阻元件組Ra和第二磁阻元件組Rb分離λ + λ /14的距離，以消除七階諧波分量(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開昭63 - 225124號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2005-214920號(hào)公報(bào)
[0008]在專利文獻(xiàn)1、2記載的技術(shù)中，如圖11(a)中實(shí)線所示，以磁阻元件的內(nèi)部電阻R與磁場H的變化相對應(yīng)地對稱變化為前提，因此，使第一磁阻元件組Ra及第二磁阻元件組Rb與不同的磁極相對。
[0009]然而，在由磁阻膜構(gòu)成磁阻元件的情況下，因成膜時(shí)的磁化容易軸的朝向等的影響而如圖11(a)中點(diǎn)劃線所示使磁阻元件的內(nèi)部電阻R和磁場H的關(guān)系非對稱，因此，在專利文獻(xiàn)1、2記載的技術(shù)中，存在不能恰當(dāng)?shù)叵C波分量這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于上述問題，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種即便在由磁阻膜構(gòu)成磁阻元件的情況下、也能恰當(dāng)?shù)匾种浦C波分量的影響的磁傳感器裝置及磁性編碼器裝置。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的磁傳感器裝置包括:磁介質(zhì)；以及磁傳感器，該磁傳感器與上述磁介質(zhì)相對，并對伴隨著與上述磁介質(zhì)的相對移動(dòng)而產(chǎn)生的磁場變化進(jìn)行檢測；在上述磁介質(zhì)上沿著上述磁介質(zhì)與上述磁傳感器的相對移動(dòng)方向隔著λ的間隔交替地配置有S極和N極，其特征在于，上述磁傳感器包括:第一磁阻元件組，該第一磁阻元件組具有由磁阻膜構(gòu)成的多個(gè)磁阻元件；以及第二磁阻元件組，該第二磁阻元件組具有由磁阻膜構(gòu)成的多個(gè)磁阻元件，并與上述第一磁阻元件組成對，上述第二磁阻元件組在相對于上述第一磁阻元件組隔著λ以上的距離的位置與和上述第一磁阻元件組相同的極相對。
[0012]在本發(fā)明中，第一磁阻元件組和第二磁阻元件組成對是指第一磁阻元件組和第二磁阻元件組被串聯(lián)連接的形態(tài)、或信號(hào)處理的結(jié)果是生成與串聯(lián)連接的情況相同的信號(hào)的關(guān)系。
[0013]在本發(fā)明中，包括由磁阻膜構(gòu)成的多個(gè)磁阻元件在內(nèi)的第一磁阻元件組和包括由磁阻膜構(gòu)成的多個(gè)磁阻元件在內(nèi)并與第一磁阻元件組成對的第二磁阻元件組在隔開λ (S極與N極的間隔:磁極間隔)以上距離的位置彼此與相同的極相對。因此，即便因由磁阻膜構(gòu)成磁阻元件而使磁阻元件的內(nèi)部電阻與磁場的關(guān)系不對稱，上述影響的差也不易波及第一磁阻元件組及第二磁阻元件組。因此，即便在利用第一磁阻元件組及第二磁阻元件組抑制諧波分量的影響的情況下，也不易受到磁阻效應(yīng)的非對稱性的影響。
[0014]在本發(fā)明中，能采用以下結(jié)構(gòu):在上述第一磁阻元件組及上述第二磁阻元件組中，上述多個(gè)磁阻元件被配置成抵消諧波分量。
[0015]在本發(fā)明中，較為理想的是，上述多個(gè)磁阻元件被配置成抵消三階諧波分量及五階諧波分量，上述第一磁阻元件組和上述第二磁阻元件組被配置成抵消七階諧波分量。若這樣構(gòu)成，則即便在消除七階諧波分量的情況下，也不會(huì)使磁阻元件過度接近。
[0016]在本發(fā)明中，能采用以下結(jié)構(gòu):上述第一磁阻元件組和上述第二磁阻元件組隔著以下距離:[n±m(xù)/(2Xk)] λ，其中，η = 2以上的偶數(shù)，m =奇數(shù)，k =奇數(shù)諧波階數(shù)。
[0017]在本發(fā)明中，能采用以下結(jié)構(gòu):在上述第一磁阻元件組與上述第二磁阻元件組之間配置有用于抵消偶數(shù)階諧波分量的偶數(shù)階諧波分量消除用的磁阻元件。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能有效地靈活利用第一磁阻元件組和第二磁阻元件組之間的空閑空間。
[0018]在本發(fā)明中，也可采用以下結(jié)構(gòu):在上述第一磁阻元件組與上述第二磁阻元件組之間配置有磁阻元件組，該磁阻元件組輸出相位與上述第一磁阻元件組及上述第二磁阻元件組相差90°的信號(hào)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能有效地靈活利用第一磁阻元件組和第二磁阻元件組之間的空閑空間。
[0019]在本發(fā)明中，較為理想的是，上述多個(gè)磁阻元件中的相鄰的磁阻元件之間的間隔為上述磁阻元件的寬度尺寸以上。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能緩和相鄰的磁阻元件彼此的磁相互干涉。
[0020]在本發(fā)明中，較為理想的是，上述磁阻元件的厚度比上述磁阻元件的寬度薄。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能緩和相鄰的磁阻元件彼此的磁相互干涉。
[0021]在本發(fā)明中，較為理想的是，上述磁傳感器在與上述多個(gè)磁阻元件中的至少一部分磁阻元件相鄰的位置具有未與上述磁阻元件電連接的磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在多個(gè)磁阻元件中的各個(gè)磁阻元件中，能防止集磁狀態(tài)偏差，因此，能提高磁傳感器的檢測精度。
[0022]在本發(fā)明中，較為理想的是，上述磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜的材料及厚度與上述磁阻膜的材料及厚度相同。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能通過相同的工序形成磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜和磁阻膜。
[0023]在本發(fā)明中，能采用以下結(jié)構(gòu):在上述多個(gè)磁阻元件中包括第一磁阻元件、第二磁阻元件及第三磁阻元件，其中，上述第二磁阻元件與上述第一磁阻元件相鄰，上述第三磁阻元件在相對于上述第二磁阻元件靠與上述第一磁阻元件相反一側(cè)的部位以比上述第一磁阻元件與上述第二磁阻元件的間隔狹小的間隔和上述第二磁阻元件相鄰，上述磁傳感器在相對于上述第一磁阻元件靠與上述第二磁阻元件相反一側(cè)且與上述第一磁阻元件相鄰的位置具有上述磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜。
[0024]能采用以下結(jié)構(gòu):上述磁傳感器還在相對于上述第一磁阻元件靠上述第二磁阻元件一側(cè)且與上述第一磁阻元件相鄰的位置具有上述磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜。
[0025]在本發(fā)明中，能采用以下結(jié)構(gòu):上述磁阻膜的寬度與上述磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜的寬度相等，上述第一磁阻元件與上述磁阻分布調(diào)節(jié)用磁性膜的間隔和上述第二磁阻元件與上述第三磁阻元件的間隔相等。
[0026]應(yīng)用本發(fā)明的磁傳感器裝置能用在磁性編碼器裝置中。在該情況下，在磁性線性編碼器裝置中，上述磁傳感器和上述磁介質(zhì)沿著S極和N極排列的方向相對地進(jìn)行直線移動(dòng)。另外，在磁性旋轉(zhuǎn)編碼器裝置中，上述磁傳感器和上述磁介質(zhì)沿著S極和N極排列的方向相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
【附圖說明】
[0027]圖1是應(yīng)用本發(fā)明的磁性編碼器裝置的說明圖。
[0028]圖2(a)至圖2(c)是表示應(yīng)用本發(fā)明的磁性編碼器裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0029]圖3是示意地表示形成于應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的磁傳感器的磁阻元件的說明圖。
[0030]圖4(a)和圖4(b)是形成于應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的磁傳感器的磁阻元件的橋式電路的說明圖。
[0031]圖5(a)和圖5(b)是表示應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的檢測原理的說明圖。
[0032]圖6(a)至圖6(c)是形成于應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的磁傳感器的諧波消除用的磁阻元件的說明圖。
[0033]圖7是表示形成于應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的磁傳感器的磁阻元件的具體結(jié)構(gòu)例I的說明圖。
[0034]圖8(a)和圖8(b)是表示與磁阻元件之間的磁場強(qiáng)度的說明圖。
[0035]圖9(a)和圖9(b)是表示形成于應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的磁傳感器的磁阻元件的具體結(jié)構(gòu)例2的說明圖。
[0036]圖10(a)和圖10(b)是表示形成于應(yīng)用本發(fā)明的磁性線性編碼器裝置的磁