JP2009281938A - 磁気センサ及び磁気エンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、出力波形に出力ピーク以外の突出点が形成されるのを抑制でき、検出精度を向上させることが可能な磁気センサ及び磁気エンコーダを提供することを目的とする。
【解決手段】 磁気抵抗効果素子を構成する固定磁性層は、積層構造の各層の界面と平行な面内であって固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）と直交する方向（Ｘ１，Ｘ２）から外部磁界が作用したときに無磁場状態から磁界強度αの外部磁界の作用までは磁化方向（Ｐ方向）が固定されており、磁界強度αよりも大きい外部磁界が作用すると磁化方向（Ｐ方向）が傾く。無磁場状態では、固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）は、磁石の着磁面と平行な面内であって相対移動方向に対して直交する方向（Ｙ１方向）に向けられ、フリー磁性層の磁化方向（Ｆ方向）は、固定磁性層の磁化方向に対して逆方向（Ｙ２方向）に向けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に、出力波形に出力ピーク以外の突出点が形成されるのを抑制でき、検出精度を向上させることが可能な磁気センサ及び磁気エンコーダに関する。

巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）は、磁気エンコーダに使用できる。

図９は、従来における磁気エンコーダの斜視図である。図９に示すように磁気エンコーダ９０は、磁石９１と磁気センサ９２とを有して構成される。

図９に示すように磁気センサ９２には複数個のＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈが設けられる。各ＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈはマトリクス状に配置され、相対移動方向にて隣り合うＧＭＲ素子の中心間距離はλ／４（λは磁石９１のＮ極とＳ極の中心間距離）離れている。

各ＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈは、図１０に示すように下から反強磁性層１００、固定磁性層１０１、非磁性層１０２、フリー磁性層１０３及び保護層１０４の順に積層される。反強磁性層１００と固定磁性層１０１との間には交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じて、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）はＹ１方向に固定されている。

図１１は、各ＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈのＲ−Ｈ曲線を示す。図１１に示すようにＹ２方向（固定磁性層１０１の磁化方向とは逆方向）の外部磁界が作用すると、曲線ＨＲ１と曲線ＨＲ２で囲まれたヒステリシスループＨＲが形成される。ＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈの最大抵抗値と最低抵抗値の中間値であって、ヒステリシスループＨＲの広がり幅の中心値がヒステリシスループＨＲの「中点」である。そしてヒステリシスループＨＲの中点での磁界の強さが層間結合磁界（＋Ｈｉｎ）の大きさである。

ＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈが、図１１に示す層間結合磁界（＋Ｈｉｎ）を備えるとき、無磁場状態（外部磁界が作用していない状態）にてフリー磁性層１０４の磁化方向（Ｆ方向）は、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）と同じ方向を向いている（図９、図１０参照）。

図９に示すように、例えば、磁気センサ９２はＸ１方向に相対移動する。このとき、磁石９１から磁気センサ９２に外部磁界Ｈ１あるいは外部磁界Ｈ２が作用する。外部磁界Ｈ１は、磁気センサ９２に対してＸ１方向に作用し、外部磁界Ｈ２は、磁気センサ９２に対してＸ２方向に作用する。

上記したように、無磁場状態でのＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈの固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）及びフリー磁性層１０３の磁化方向（Ｆ方向）は共にＹ１方向であるから、これら磁化方向は、外部磁界Ｈ１，Ｈ２に対して直交する方向を向いている。

図１２は、ＧＭＲ素子９３ａ〜９３ｈに対して外部磁界Ｈ１，Ｈ２の方向であるＸ１方向、Ｘ２方向から外部磁界が作用したときの電気抵抗変化を示している。また図１２には、グラフのａ点、ｂ点、及びｃ点での固定磁性層１０１及びフリー磁性層１０３の磁化方向が示されている。

図１２に示すように、外部磁界が作用しない無磁場状態（ａ点）では、固定磁性層１０１及びフリー磁性層１０３の磁化方向（Ｐ方向、Ｆ方向）は同一方向を保つから、電気抵抗値は最小値となっている。

次に、Ｘ１方向に外部磁界が作用し、その磁界強度が徐々に強くなったときの電気抵抗変化を説明する。図１２のｂ点で、フリー磁性層１０３の磁化方向（Ｆ方向）はＸ１方向となり、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層１０３の磁化方向（Ｆ方向）とが直交した関係になる。このため電気抵抗値はａ点からｂ点にかけて徐々に上昇する。

さらに、Ｘ１方向に作用する外部磁界の磁界強度が強まると、ａ点からｂ点までは磁化が固定されていた固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）も、Ｘ１方向に向けて傾き始める。固定磁性層１０１には、一方向***換バイアス磁界が作用しており、これにより、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）は所定範囲の磁界強度に対して固定状態を保つ。図１０に示す積層構造では、一方向***換バイアス磁界は、反強磁性層１００との間で生じている交換結合磁界（Ｈｅｘ）である。また固定磁性層１０１が積層フェリ構造（第１磁性層／非磁性中間層／第２磁性層）であるとき、一方向***換バイアス磁界は、交換結合磁界（Ｈｅｘ）と、第１磁性層と第２磁性層間で作用するＲＫＫＹ相互作用における結合磁界とを合わせた磁界となる。

しかしながら、Ｘ１方向に、一方向***換バイアス磁界より強い外部磁界が作用すると、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）はその外部磁界の方向に向けて傾き始める。

図１２に示すｃ点では、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）が、Ｘ１方向向けて傾いた状態であり、その結果、Ｘ１方向に向いているフリー磁性層１０３の磁化方向（Ｆ方向）と、固定磁性層１０１の磁化方向（Ｐ方向）間の角度は直交よりも小さくなるため、電気抵抗値はｂ点をピークとして徐々に下がり始める。すなわち従来では、ａ点からｃ点の間に、電気抵抗値の増減傾向が変化する変曲点（ｂ点）が存在する。

図１３は、直列接続されるＧＭＲ素子９３ａ及びＧＭＲ素子９３ｃの相対移動距離に対する電気抵抗変化と中点電位を示すグラフである。このグラフの左側の縦軸が、ＧＭＲ素子９３ａとＧＭＲ素子９３ｃの電気抵抗値（Ω）を示し、右側の縦軸が、中点電位（Ｖ）である。入力電圧は５Ｖである。

図９に示すようにＧＭＲ素子９３ａとＧＭＲ素子９３ｃの中心間距離はλ／２であるので、図１３に示すように、ＧＭＲ素子９３ａの抵抗波形と、ＧＭＲ素子９３ｃの抵抗波形にはλ／２の位相差がある。

そして図１３に示すように、ＧＭＲ素子９３ａ,９３ｃの電気抵抗変化に基づいて得られた中点電位の出力波形には、出力ピーク以外に、丸で囲った突出点が発生する。

そして、このような突出点を感知してしまうと、誤作動を起こすため、検出精度が低下する問題があった。
特開２００７−２１８６１０号公報

特許文献１に記載された発明では、無磁場状態にて、固定磁性層の磁化方向（Ｐ方向）は、磁石の着磁面と平行な面内であって相対移動方向に対して直交する方向に向けられ、フリー磁性層の磁化方向（Ｆ方向）も、固定磁性層の磁化方向と同方向を向いている（特許文献１の図５や図７）。

よって特許文献１に記載された発明では、上記した出力波形に出力ピーク以外の突出点が発生する問題が生じてしまう。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、出力波形に出力ピーク以外の突出点が形成されるのを抑制でき、検出精度を向上させることが可能な磁気センサ及び磁気エンコーダを提供することを目的とする。

本発明は、相対移動方向に交互にＮ極とＳ極が着磁された着磁面を有する磁界発生部材の前記着磁面から離れた位置に配置され、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有して成る磁気センサにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層と、外部磁界により磁化変動するフリー磁性層と、前記固定磁性層とフリー磁性層との間に位置する非磁性層との積層構造を備え、
無磁場状態では、前記固定磁性層の磁化方向は、前記着磁面と平行な面内であって前記相対移動方向に対して直交する方向に向けられるとともに、前記フリー磁性層の磁化方向は、前記固定磁性層の磁化方向に対して逆方向に向けられていることを特徴とするものである。

また本発明の磁気エンコーダは、上記に記載された磁気センサと、前記磁界発生部材とを有してなることを特徴とするものである。

本発明では、磁界発生部材から磁気センサに対して磁界強度αよりも大きい外部磁界が作用する相対移動領域が存在しても、出力波形に出力ピーク以外の突出点が形成されるのを抑制でき、検出精度を向上させることができる。

本発明によれば、出力波形に出力ピーク以外の突出点が形成されるのを抑制でき、検出精度を向上させることができる。

図１は、本実施形態の磁気エンコーダの斜視図、図２は、本実施形態の磁気抵抗効果素子の部分断面図、図３は、本実施形態の磁気抵抗効果素子に固定磁性層の磁化方向と平行な方向から外部磁界が作用したときのＲ−Ｈ曲線、図４は、磁気センサの回路図、図５は、本実施形態の磁気抵抗効果素子に固定磁性層の磁化方向と直交方向から外部磁界が作用したときのＲ−Ｈ曲線、図６は、磁気抵抗効果素子Ａ１及び磁気抵抗効果素子Ａ２の相対移動距離に対する電気抵抗変化と中点電位を示すグラフ、図７、図８は、図１とは異なる実施形態の磁気エンコーダの斜視図、である。

各図におけるＸ１−Ｘ２方向、Ｙ１−Ｙ２方向、及びＺ１−Ｚ２方向の各方向は残り２つの方向に対して直交した関係となっている。Ｘ１−Ｘ２方向は、磁石２１及び磁気センサ２２の相対移動方向であり、磁気センサ２２を構成する基板２３の横方向である。この実施形態において特に断らない限り「相対移動方向」とは磁気センサ２２の相対移動方向を指す。そしてこの実施形態では、磁気センサ２２の相対移動方向はＸ１方向である。よって、磁石２１が固定で磁気センサ２２が移動する場合、磁気センサ２２はＸ１方向に動き、磁気センサ２２が固定で磁石２１が移動する場合は、磁石２１がＸ２方向に動いている。なお磁石２１及び磁気センサ２２の双方が動く形態でもよい。Ｙ１−Ｙ２方向は、基板２３の平面内にて相対移動方向に対して直交する磁気センサ２２の縦方向である。Ｚ１−Ｚ２方向は磁石２１と磁気センサ２２とが所定の間隔を空けて対向する高さ方向である。

図１に示すように磁気エンコーダ２０は、磁石（磁界発生部材）２１と磁気センサ２２を有して構成される。

磁石２１は図示Ｘ１−Ｘ２方向に延びる棒形状であり、磁気センサ２２との対向面が図示Ｘ１−Ｘ２方向に所定幅にてＮ極とＳ極とが交互に着磁された着磁面である。Ｎ極とＳ極との中心間距離（ピッチ）はλである。例えば、λは、０．５〜４．０ｍｍである。

図１に示すように磁気センサ２２は、基板２３と、共通の基板２３の表面（磁石２１との対向面）２３ａに設けられた複数の磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を有して構成される。

図１に示すように、８個の磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、Ｘ１−Ｘ２方向に４個ずつ、Ｙ１−Ｙ２方向に２個ずつマトリクス状に配列している。図１に示すようにＸ１−Ｘ２方向にて隣り合う各磁気抵抗効果素子の中心間の間隔はλ／４となっている。

各磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、図２に示すように、下から反強磁性層７、固定磁性層８、非磁性層９、フリー磁性層１０及び保護層１１の順で積層された構造で形成される。ただし、図２の積層構造は一例である。例えば固定磁性層８は積層フェリ構造で形成されてもよい。また、例えば反強磁性層７はＩｒＭｎ、固定磁性層８はＣｏＦｅ、非磁性層９はＣｕ、フリー磁性層１０はＮｉＦｅ、保護層１１はＴａで形成される。

磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、少なくとも固定磁性層８とフリー磁性層１０が非磁性層９を介して積層された積層部分を備える。反強磁性層７と固定磁性層８との間には交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じて固定磁性層８の磁化は一方向を向いている。

固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）は、固定磁性層８に作用する一方向***換バイアス磁界より大きい磁界が作用しない限り一方向に固定されている。一方向***換バイアス磁界は、図２に示す形態では、反強磁性層７との間で生じている交換結合磁界（Ｈｅｘ）である。また固定磁性層８が積層フェリ構造（第１磁性層／非磁性中間層／第２磁性層）であるとき、一方向***換バイアス磁界は、反強磁性層７との間で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）と、第１磁性層と第２磁性層間で作用するＲＫＫＹ相互作用における結合磁界とを合わせた磁界である。

一方、フリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）は固定磁性層８と違って外部磁界Ｈにより容易に変動する。

本実施形態では、磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を構成するフリー磁性層１０と非磁性層９との間の界面は、磁石２１の着磁面２１ａと平行な面方向（Ｘ−Ｙ面方向）を向いている。

上記の構成では非磁性層９がＣｕで形成された巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）の構成であるが、例えば非磁性層９がＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ等の絶縁材料で形成されるとき、トンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）として構成される。

図１，図２に示すように各磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）は、Ｙ１方向である。

図３は、各磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２のＲ−Ｈ曲線である。図３に示すように、無磁場状態（外部磁界が作用していない状態）のとき、電気抵抗値は最大値となっており、Ｙ２方向（固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）とは逆方向）の外部磁界Ｈが作用しても電気抵抗値は一定のままである。

一方、Ｙ１方向（固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）と同方向）の外部磁界Ｈが作用すると曲線ＨＲ３と曲線ＨＲ３で囲まれたヒステリシスループＨＲが形成される。磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の最大抵抗値と最低抵抗値の中間値であって、ヒステリシスループＨＲの広がり幅の中心値がヒステリシスループＨＲの「中点」である。そしてヒステリシスループＨＲの中点での磁界の強が層間結合磁界（−Ｈｉｎ）の大きさである。

図３に示す層間結合磁界（−Ｈｉｎ）を得るには、例えば、非磁性層９の膜厚を１８〜２２Åの範囲内で調整する。

磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が、図３に示す層間結合磁界（−Ｈｉｎ）を備えるとき、無磁場状態（外部磁界が作用していない状態）にてフリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）は、固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）に対して逆方向を向いている（図１，図２参照）。すなわち無磁場状態でのフリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）は、Ｙ２方向である。

図４に示すように、２個の磁気抵抗効果素子Ａ１と、２個の磁気抵抗効果素子Ａ２とでＡ相のブリッジ回路が構成されている。一方の磁気抵抗効果素子Ａ１と一方の磁気抵抗効果素子Ａ２とがＡ相第１出力端子（Ｖａ１）５０を介して直列接続されている。また、他方の磁気抵抗効果素子Ａ１と、他方の磁気抵抗効果素子Ａ２とがＡ相第２出力端子（Ｖａ２）５１を介して直列接続される。符号５２は入力端子、符号６０はグランド端子である。

また本実施形態ではもう一つＢ相のブリッジ回路が、２個の磁気抵抗効果素子Ｂ１と２個の磁気抵抗効果素子Ｂ２とで構成されている。一方の磁気抵抗効果素子Ｂ１と一方の磁気抵抗効果素子Ｂ２とがＢ相第１出力端子（Ｖｂ１）５４を介して直列接続され、他方の磁気抵抗効果素子Ｂ１と他方の磁気抵抗効果素子Ｂ２とがＢ相第２出力端子（Ｖｂ２）５５を介して直列接続されている。

図１に示すように、図４に示すブリッジ回路にて直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの中心間の間隔はλ／２となっている。

磁気センサ２２が磁石２１に対してＸ１方向に相対移動すると、各磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２には、磁石２１の着磁面２１ａから外部磁界Ｈ１，Ｈ２が進入する。図１に示すように外部磁界Ｈ１と外部磁界Ｈ２の方向は互いに逆方向であり、これら外部磁界Ｈ１，Ｈ２の方向は、固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）に対して直交方向である。またちょうど磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が磁極上に位置すると、磁気抵抗効果素子に対して磁場成分は垂直磁場が支配的となり、無磁場状態（外部磁場が作用していない状態）となる。

図５は、固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）に対して直交する方向、すなわち図１の外部磁界Ｈ１，Ｈ２の方向であるＸ１−Ｘ２方向に外部磁界が作用したときの各磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の電気抵抗変化を示している。また図５には、グラフのｄ点、ｅ点、及びｆ点での固定磁性層８及びフリー磁性層１０の磁化方向が示されている。

図５に示すｄ点は、無磁場状態である。よって固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）と、フリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）は逆方向となっている。したがって磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は最大値となる。無磁場状態からＸ１方向に外部磁界が作用したときの磁気抵抗効果素子の電気抵抗変化について説明する。なおＸ２方向の外部磁界に対する磁気抵抗効果素子の電気抵抗変化は、Ｘ１方向に外部磁界が作用したときと同じであるため説明を省略する。

Ｘ１方向に向く外部磁界（図１での外部磁界Ｈ１と同方向）の磁界強度が強くなると、徐々に、フリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）はＸ１方向に回転する。そして図５のｅ点で、フリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）はＸ１方向を向く。このとき固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）は、Ｙ１方向のままである。したがって、固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）は直交関係となる。図５に示すように、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は、ｄ点からｅ点にかけて徐々に小さくなる。

固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）は、無磁場状態から図５のｅ点に示す外部磁界の磁界強度αまでは、Ｙ１方向に固定されている。しかし、外部磁界が磁界強度αよりも強くなると、磁界強度が、固定磁性層８に作用する一方向***換バイアス磁界を上回り、固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）が、徐々にＸ１方向に回転し始める。図５にはｆ点での固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）がＹ１方向からＸ１方向に向けて回転していることが示されている。一方、フリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）はＸ１方向を向いている。よって図５のｆ点では、固定磁性層８の磁化方向（Ｐ方向）とフリー磁性層１０の磁化方向（Ｆ方向）間の角度が、ｅ点での直交状態よりも小さくなる。このため、図５に示すようにｅ点からｆ点にかけて徐々に電気抵抗値は小さくなる。

ところで、一方向***換バイアス磁界は、１００〜５００Ｏｅ程度である。一方、磁気エンコーダ２０の磁石２１から磁気センサ２２に作用する磁界範囲は、０〜１０００Ｏｅ程度である。よって、磁気センサ２２がＸ１方向に相対移動したときに、磁石２１から磁気センサ２２に対して磁界強度αよりも大きい外部磁界が作用する相対移動領域が存在する。

そして、上記の相対移動領域が存在しても、本実施形態の磁気抵抗効果素子Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を用いれば、図５に示すようにｄ点からｆ点にかけて漸次的に電気抵抗値が小さくなり、図１２の従来例と違って、ｄ点からｆ点の間に電気抵抗値の増減傾向が変化する変曲点が形成されない。

図６は、直列接続される磁気抵抗効果素子Ａ１及び磁気抵抗効果素子Ａ２とのＸ１方向への相対移動距離に対する電気抵抗変化と中点電位（図４のＶａ１）を示すグラフである。このグラフの左側の縦軸が、磁気抵抗効果素子Ａ１と磁気抵抗効果素子Ａ２の電気抵抗値（Ω）を示し、右側の縦軸が、中点電位（Ｖ）である。入力電圧は５Ｖである。

図１に示すように磁気抵抗効果素子Ａ１と磁気抵抗効果素子Ａ２の中心間距離はλ／２であるので、図６に示すように、磁気抵抗効果素子Ａ１の抵抗波形と、磁気抵抗効果素子Ａ２の抵抗波形にはλ／２の位相差がある。

また図６に示すように、中点電位を示す出力波形には、出力ピーク以外に図１３の従来例に示すような突出点が形成されないことがわかる。このように突出点が形成されないのは、図５に示すようにピーク以外に、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の増減傾向が変化する変曲点が存在しないためである。

以上により本実施形態では、従来に比べて、誤作動を抑制でき、検出精度を向上させることが可能である。

本実施形態の磁気エンコーダ２０は、図１に示すように磁気センサ２２が磁石２１に対して直線的に相対移動するものであったが、図７に示すように、例えば表面８９ａにＮ極とＳ極とが交互に着磁された回転ドラム８９と磁気センサ２２とを有し、回転ドラム８９の回転によって得られた出力により、回転速度や回転数、回転方向を検知できる回転型の磁気エンコーダであってもよい。磁気センサ２２は、回転ドラム８９の表面８９ａから離れた位置に配置されている。

また図１では、隣り合う磁気抵抗効果素子の中心間距離がλ／４であったが、磁気抵抗効果素子の配置は図１以外であってもよい。例えば、図８では、２個の磁気抵抗効果素子Ａ１と、図示しない２個の固定抵抗素子ＣとがＡ相のブリッジ回路を構成し、２個の磁気抵抗効果素子Ｂ１と、図示しない２個の固定抵抗素子ＤとがＢ相のブリッジ回路を構成している。固定抵抗素子Ｃ，Ｄは、図４の回路図では磁気抵抗効果素子Ａ２，Ｂ２の位置に配置される。

隣り合う磁気抵抗効果素子Ａ１，Ｂ１の中心間距離はλ／２である。図１は、一周期（λ）の間にＡ相及びＢ相とで夫々、２パルス分の出力があり、またＡ相とＢ相とでλ／４の位相ずれがある磁気エンコーダの構成であるが、図８は、一周期（λ）の間にＡ相及びＢ相とで夫々、１パルス分の出力があり、またＡ相とＢ相とでλ／２の位相ずれがある磁気エンコーダの構成である。

本実施形態の磁気エンコーダの斜視図、 本実施形態の磁気抵抗効果素子の部分断面図、 本実施形態の磁気抵抗効果素子に固定磁性層の磁化方向と平行な方向から外部磁界が作用したときのＲ−Ｈ曲線、 磁気センサの回路図、 本実施形態の磁気抵抗効果素子に固定磁性層の磁化方向と直交方向から外部磁界が作用したときのＲ−Ｈ曲線、 直列接続される磁気抵抗効果素子Ａ１及び磁気抵抗効果素子Ａ２の相対移動距離に対する電気抵抗変化と中点電位を示すグラフ、 図１とは異なる実施形態の磁気エンコーダの斜視図、 図１とは異なる実施形態の磁気エンコーダの斜視図、 従来における磁気エンコーダの斜視図、 従来例の磁気抵抗効果素子の部分断面図、 従来例の磁気抵抗効果素子に固定磁性層の磁化方向と平行な方向から外部磁界が作用したときのＲ−Ｈ曲線、 従来例の磁気抵抗効果素子に固定磁性層の磁化方向と直交方向から外部磁界が作用したときのＲ−Ｈ曲線、 直列接続される各磁気抵抗効果素子の相対移動距離に対する電気抵抗変化と中点電位を示すグラフ、

符号の説明

７ 反強磁性層
８ 固定磁性層
９ 非磁性層
１０ フリー磁性層
１１ 保護層
２０ 磁気エンコーダ
２１ 磁石
２２ 磁気センサ
２３ 基板
５０ Ａ相第１出力端子（Ｖａ１）
５１ Ａ相第２出力端子（Ｖａ２）
５２ 入力端子（Ｖｄｄ）
５４ Ｂ相第１出力端子（Ｖｂ１）
５５ Ｂ相第２出力端子（Ｖｂ２）
６６ グランド端子（ＧＮＤ）
８９ 回転ドラム
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２ 磁気抵抗効果素子
Ｆ （フリー磁性層の）磁化方向
Ｐ （固定磁性層の）磁化方向

Claims (2)

1. 相対移動方向に交互にＮ極とＳ極が着磁された着磁面を有する磁界発生部材の前記着磁面から離れた位置に配置され、外部磁界に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子を有して成る磁気センサにおいて、
   前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層と、外部磁界により磁化変動するフリー磁性層と、前記固定磁性層とフリー磁性層との間に位置する非磁性層との積層構造を備え、
   無磁場状態では、前記固定磁性層の磁化方向は、前記着磁面と平行な面内であって前記相対移動方向に対して直交する方向に向けられるとともに、前記フリー磁性層の磁化方向は、前記固定磁性層の磁化方向に対して逆方向に向けられていることを特徴とする磁気センサ。
2. 請求項１に記載された磁気センサと、前記磁界発生部材とを有してなることを特徴とする磁気エンコーダ。

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