JP2010286238A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、出力波形の安定化を図ることができるともに、略三角波の出力波形を得ることが可能な磁気検出装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを搭載した磁気センサ２２は、磁石２１の上面（着磁面）２１ａの上方に位置するとともに、前記上面（着磁面）２１ａの幅方向の中心ＣＬから側縁部２１ａ１方向にずらして配置されている。これにより、相対移動する各磁気抵抗効果素子に対して無磁場状態が形成されずに、回転磁場が作用するため、安定した出力を得ることが可能になる。また、出力値をさほど低下させることなく略三角波の出力波形を得ることが可能である。さらに前記磁気抵抗効果素子を構成する固定磁性層の磁化方向を全て同一方向に固定している。よって、各磁気抵抗効果素子を同じ製造工程で製造できる等、磁気センサの製造を容易化することが可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に、出力波形の安定化を図ることができるともに、略三角波の出力波形を得ることが可能な磁気検出装置に関する。

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１３は、従来における磁気エンコーダの部分断面図である。図１３に示す磁石１は、例えばリング状の磁石であり、前記磁石１の上面あるいは下面は、磁気センサ２の相対移動方向に向けてＮ極とＳ極とが交互に配列された着磁面となっており、このような磁石１はアキシャル磁石と呼ばれる。ちなみに、前記磁石１の側面にＮ極とＳ極とが着磁されたタイプは、ラジアル磁石と呼ばれる。

図１３に示すように、前記磁気センサ２は、基板３と前記基板３の表面に形成された磁気抵抗効果素子４，５とを有して構成される。

前記磁気抵抗効果素子４，５は直列接続されている。前記磁石１のＮ極とＳ極間の中心幅（ピッチ）は、λ（図１４を参照）である。また直列接続された前記磁気抵抗効果素子４，５の中心間の間隔もλとなっている。前記磁気抵抗効果素子４，５は共に同じ積層体６で構成される。前記積層体６は下から反強磁性層７、固定磁性層８、非磁性材料層９、フリー磁性層１０及び保護層１１の順で積層される。

図１３に示すように、前記固定磁性層８は、前記反強磁性層７との間で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）により例えば、図示Ｘ１方向に磁化固定されている。図１３には前記固定磁性層８の磁化方向が「ＰＩＮ」と表示されている。

一方、前記フリー磁性層１０の磁化は固定されず、前記磁石１から作用する外部磁界Ｈの方向に向けられる。

前記磁気抵抗効果素子４，５は、下記の特許文献１にも示すように、磁石１の着磁面の幅方向（図示Ｙ方向）の中心位置（あるいはそれよりも若干シフトした位置）に配置されている。図１３に示すように、前記磁気抵抗効果素子４，５が、夫々、磁石１のＮ極とＳ極との境界部の真下に位置すると、前記磁気抵抗効果素子４には、前記磁石１から図示Ｘ２方向に向う外部磁界Ｈ１（水平磁場成分）が支配的に流入し、前記磁気抵抗効果素子５には、前記磁石１から図示Ｘ１方向に向う外部磁界Ｈ２（水平磁場成分）が支配的に流入する。
特開２００３−１０６８６６号公報 特開２００６−２３１７９号公報 特開２００６−２０８０２５号公報

図１３及び図１４に示す従来構造では、図１４に示すように、磁気抵抗効果素子４，５の真上に磁石１の各磁極中心が位置したとき、前記磁気抵抗効果素子４，５にはフリー磁性層１０と非磁性材料層９との間の界面（Ｘ−Ｙ面）と平行な面に対して垂直方向（図示Ｚ１方向、あるいは図示Ｚ２方向）から外部磁界Ｈ３，Ｈ４（垂直磁場成分）が作用する。

前記磁気抵抗効果素子４，５のフリー磁性層１０は前記外部磁界Ｈ３，H４（垂直磁場成分）に対して磁化変動しない。すなわち前記磁気抵抗効果素子４，５に外部磁界Ｈが作用しない無磁場状態、あるいは、極めてそれに近い状態（非常に弱い水平磁場成分が作用する状態）が存在する。

かかる場合、前記フリー磁性層１０の磁化方向が一方向に定まりにくくなり、また磁石１からの外部磁界Ｈ以外の外乱磁界が作用したときに、前記フリー磁性層１０の磁化方向が変動しやく、磁気抵抗効果素子４，５の電気抵抗値は不安定となり、その結果、出力波形が乱れ、検出精度が低下するといった問題があった。

また図１３，図１４に示す従来構成の磁気エンコーダでは、前記磁気センサ２と磁石１間の距離を縮めれば、得られる出力波形は略矩形状となり、前記磁気センサ２と磁石１間の距離を広げれば、略三角波の出力波形を得えることができた。

しかしながら上記のように略三角波の出力波形を得るべく、前記磁気センサ２と磁石１間の距離を広げると、各磁気抵抗効果素子４，５に流入する前記磁石１からの外部磁界Ｈは更に弱まってしまい、益々、外乱磁界等に対して出力が不安定化するといった問題があった。

上記に挙げた各特許文献には上記した従来課題の認識はなく、当然、その解決手段も示されていない。

また特許文献１や特許文献２に記載された発明では、磁気センサに搭載される複数の磁気抵抗効果素子の固定磁性層の磁化方向は全て同じでなく少なくとも一部が異なっている。このため、固定磁性層の磁化方向が異なる磁気抵抗効果素子を別々の製造工程で形成したり、あるいは前記磁気抵抗効果素子を基板上に搭載するときに、固定磁性層の磁化方向が異なる方向となるように磁気抵抗効果素子の向きを規制する等、磁気センサ２の製造が煩雑化した。

また特許文献３には、磁気抵抗効果素子として巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を使用してもよい旨記載されているが、固定磁性層の磁化方向や、ＧＭＲ素子と磁石との位置関係等が定かでない。

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、出力波形の安定化を図ることができるともに、略三角波の出力波形を得ることが可能な磁気検出装置を提供することを目的としている。

本発明の磁気検出装置は、上面あるいは下面に、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と、前記着磁面から高さ方向に離れた位置に、共通の基板表面に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複数個の磁気抵抗効果素子を有する磁気センサと、を備えてなり、
直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、あるいは、相対回転するときには、前記磁気センサの中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向に、所定の中心間距離を空けて配置されており、
各磁気抵抗効果素子は、磁化が一方向に固定された固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層部分を有し、前記フリー磁性層と前記非磁性材料層との間の界面は、前記着磁面と平行な面方向を向いているとともに、各磁気抵抗効果素子の固定磁性層の磁化は全て同一方向に固定されており、
前記磁気センサは、各磁気抵抗効果素子に対し相対移動に伴って回転磁場が作用するように、前記着磁面の前記相対移動方向に対して直交する幅方向の中心から前記着磁面の側縁部方向にずらして配置されていることを特徴とするものである。

上記のように本発明では、前記磁気センサが前記磁界発生部材の着磁面の中心から側縁部方向にずらした位置に配置されており、これにより、相対移動する各磁気抵抗効果素子に対して無磁場状態が形成されずに、回転磁場が作用するため、安定した出力を得ることが可能になる。

また本発明では、各磁気抵抗効果素子に対して相対移動に伴って回転磁場が作用することで、出力値をさほど低下させることなく略三角波の出力波形を得ることが可能である。

さらに本発明では、共通の基板表面に複数の磁気抵抗効果素子を搭載するとともに、前記磁気抵抗効果素子を構成する固定磁性層の磁化方向を全て同一方向に固定している。よって、各磁気抵抗効果素子を同じ製造工程で製造できる等、磁気センサの製造を容易化することが可能である。

本発明では、磁気抵抗効果素子にＧＭＲ素子あるいはＴＭＲ素子を使用するため、ＡＭＲ素子に比べてより安定した出力を得ることが出来る。

本発明では、前記磁気センサを構成する全ての磁気抵抗効果素子が、前記着磁面の側縁部よりも外方に位置するように前記磁気センサが配置されていることが、効果的に、各磁気抵抗効果素子に対して相対移動に伴い回転磁場を作用させることができ好適である。

また本発明では、前記固定磁性層の磁化は、前記相対移動方向と平行な方向、あるいは、前記接線方向と平行な方向に固定されていることが好ましい。

また本発明では、第１の磁気抵抗効果素子、第２の磁気抵抗効果素子、第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子が第１のブリッジ回路を構成し、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが第１の出力取出し部を介して直列接続されるとともに、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とが第２の出力取出し部を介して直列接続されており、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが入力端子を介して接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とがグランド端子を介して接続されており、
前記第１の出力取出し部と前記第２の出力取出し部とが差動増幅器を介して出力端子に接続されており、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子、及び第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子が、夫々、前記相対移動方向に、あるいは、前記接線方向に、所定の中心間距離を空けて配置されているとともに、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子、及び第２の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子が、前記相対移動方向と直交する幅方向に並設されていることが好ましい。

これにより出力値を大きくできるとともに、より安定して略三角波の出力波形を得ることが可能である。

また本発明では、前記第１のブリッジ回路を構成する直列接続された各磁気抵抗効果素子間の中心間距離の半分だけ前記相対移動方向に、あるいは、前記接線方向にずれた位置に、前記第１のブリッジ回路を構成する４個の磁気抵抗効果素子と同一の接続構成である第２のブリッジ回路としての４個の磁気抵抗効果素子が配置されていることが好ましい。２つのブリッジ回路から位相の異なる再生波形を得ることができ、これにより、移動速度や移動距離のみならず、移動方向を知ることが可能となる。

また本発明では、前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、あるいは、前記接線方向に、λの中心間距離を空けて配置されていることが好ましい。これにより出力値が高い略三角波の出力波形を得ることが可能である。

本発明の磁気検出装置によれば、出力波形の安定化を図ることができるともに、略三角波の出力波形を得ることが可能である。

図１は、本実施形態の磁気エンコーダ（磁気検出装置）の部分斜視図、図２は、図１の磁気エンコーダの部分平面図、図３は図２と異なる磁気エンコーダの部分平面図、図４ないし図７は、磁気センサを構成する各磁気抵抗効果素子の固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向と磁石との関係を説明するための磁気エンコーダの部分拡大平面図、図８は、磁気センサの回路図、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、磁石及び磁気センサの相対移動方向である。Ｚ１−Ｚ２方向は前記磁石と磁気センサ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２１と磁気センサ２２を有して構成される。

前記磁石２１は図示Ｘ１−Ｘ２方向に延びる棒形状であり、その上面２１ａ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。前記Ｎ極とＳ極との中心間距離（ピッチ）はλである。前記磁石２１の下面２１ｂは、前記上面２１ａに対して異極に着磁されている。

前記磁気センサ２２は、前記磁石２１の上面２１ａの上方に所定の間隔を空けて配置されている。

図１に示すように前記磁気センサ２２は、基板２３と、共通の前記基板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２４ａ〜２４ｈとを有して構成される。

図１及び図２に示すように、８個の磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈ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幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の中心間の間隔はλ／２となっている。

各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈは、図１２で説明した磁気抵抗効果素子４，５と同じように、下から反強磁性層７、固定磁性層８、非磁性材料層９、フリー磁性層１０及び保護層１１の順で積層された積層体で形成される。ただし、前記積層体は一例であって、例えば逆積層された構成であってもよい。各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈは、少なくとも固定磁性層８とフリー磁性層１０が非磁性材料層９を介して積層された積層部分を備える。前記反強磁性層７と前記固定磁性層８との間には交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じて前記固定磁性層８の磁化は一方向に固定されている。図４に示すように全ての磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層の磁化方向（ＰＩＮ方向）は、例えば、図示Ｘ１方向（相対移動方向）に固定されている。

一方、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのフリー磁性層の磁化方向は固定されておらず外部磁界Ｈによって磁化変動する。

この実施形態では、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを構成するフリー磁性層と非磁性材料層との間の界面は、前記磁石２１の上面（着磁面）２１ａと平行な面方向（Ｘ−Ｙ面方向）を向いている。

磁気抵抗効果素子が巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用したＧＭＲ素子の場合、固定磁性層８は第１固定磁性層と第２固定磁性層が非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造を有しており、反強磁性層７はその結晶配向性を向上させるため、下地層の上に積層される構造がより好ましい。例えば前記反強磁性層７はＩｒＭｎで形成され、下地層はシード層として機能するＮｉＦｅＣｒで形成され、前記第１固定磁性層および第２固定磁性層はＣｏＦｅで、非磁性中間層はＲｕで形成され、前記非磁性層９はＣｕで形成され、前記フリー磁性層１０はＣｏＦｅとＮｉＦｅの積層で形成され、前記保護層１１はＴａで形成される。また前記非磁性層９がＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等の極薄の絶縁材料で形成されるとき、前記磁気抵抗効果素子はトンネル型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）として構成される。磁気抵抗効果素子がＴＭＲ素子の場合は、電流を積層膜に対して垂直方向に流すように電極を形成する必要があるが、磁気抵抗効果素子としては巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）と基本的に同じである。

図２に示す各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈは、細長い長方形状であるが、磁気抵抗効果素子がＧＭＲ素子である場合はミアンダ形状で形成されるほうが望ましい。

次に以下では、磁気抵抗効果素子２４ａを第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、磁気抵抗効果素子２４ｂを第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、磁気抵抗効果素子２４ｃを第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、磁気抵抗効果素子２４ｄを第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、磁気抵抗効果素子２４ｅを第４の磁気抵抗効果素子２４ｅ、磁気抵抗効果素子２４ｆを第８の磁気抵抗効果素子２４ｆ、磁気抵抗効果素子２４ｇを第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ、磁気抵抗効果素子２４ｈを第７の磁気抵抗効果素子２４ｈと称することとする。

図８に示すように、第１の磁気抵抗効果素子２４ａ、第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅによりＡ相のブリッジ回路（第１のブリッジ回路）が構成されている。第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第２の磁気抵抗効果素子２４ｃとが第１の出力取り出し部５０を介して直列接続され、第３の磁気抵抗効果素子２４ｇと第４の磁気抵抗効果素子２４ｅとが第２の出力取り出し部５１を介して直列接続されている。また、図８に示すように第１の磁気抵抗効果素子２４ａと第３の磁気抵抗効果素子２４ｇとが入力端子５２を介して並列接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃと前記第４の磁気抵抗効果素子２４ｅとがアース端子５３を介して並列接続されている。

図８に示すように第１の出力取り出し部５０と第２の出力取り出し部５１は、第１の差動増幅器５８の入力部側に接続され、前記第１の差動増幅器５８の出力側が第１の出力端子５９に接続されている。

また本実施形態ではもう一つＢ相のブリッジ回路が、第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ、第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆにより構成されている。第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第６の磁気抵抗効果素子２４ｄとが第３の出力取り出し部５４を介して直列接続され、第７の磁気抵抗効果素子２４ｈと第８の磁気抵抗効果素子２４ｆとが第４の出力取り出し部５５を介して直列接続されている。また、図８に示すように第５の磁気抵抗効果素子２４ｂと第７の磁気抵抗効果素子２４ｈとが入力端子５６を介して並列接続され、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄと前記第８の磁気抵抗効果素子２４ｆとがアース端子５７を介して並列接続されている。

図８に示すように第３の出力取り出し部５４と第４の出力取り出し部５５は、第２の差動増幅器６０の入力部側に接続され、前記第２の差動増幅器６０の出力側が第２の出力端子６１に接続されている。

図１に示すように、図８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となっている。

図１に示す実施形態では、前記磁気センサ２２あるいは磁石２１のうち少なくとも一方が図示Ｘ１−Ｘ２方向に直線移動する。この実施形態では、図１に示すように、例えば磁気センサ２２は固定で、前記磁石２１が図示Ｘ１方向に直線移動するものとする。

図２に示すように、前記磁気センサ２２は、前記磁石２１の直線移動方向（図示Ｘ１方向）に対して直交する上面（着磁面）２１ａの幅方向（Ｙ1−Ｙ２方向）の中心ＣＬから前記上面（着磁面）２１ａの側縁部２１ａ１方向（図示Ｙ１方向）にずれて配置されている。

この実施形態では、図２に示すように、前記磁気センサ２２を構成する全ての磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈが、前記上面（着磁面）２１ａの側縁部２１ａ１よりも外方ＯＳに位置する（前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈが全て、前記上面（着磁面）２１ａと高さ方向（Ｚ１−Ｚ２方向）で重なっていない）ように、前記磁石２１に対する前記磁気センサ２２のずれ量を調整することが好適である。ただし、あまり前記磁気センサ２２のずれ量を大きくすると各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに作用する外部磁界Ｈが弱まってしまうので、平面視における前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈと前記上面（着磁面）２１ａの側縁部２１ａ１間の距離Ｌ１を０．５〜１．５ｍｍ程度に設定することが好ましい。

磁石２１と各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈとが図４の状態にあるとき、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅには、図示Ｘ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ５が作用し、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ１方向を向く。これにより、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向が平行状態になり、電気抵抗値は最小値となる。

また、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆには、図示Ｙ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ６が作用し、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ２方向を向く。これにより、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は直交し電気抵抗値は中間値となる。

また、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇには、図示Ｘ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ７が作用し、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ２方向を向く。これにより、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は反平行になり電気抵抗値は最大値となる。

また、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈには、図示Ｙ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ８が作用し、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ１方向を向く。これにより、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は直交し電気抵抗値は中間値となる。

図５は、図４の状態から前記磁石２１がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動した状態を示している。

磁石２１と各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈとが図５の状態にあるとき、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅには、図示Ｙ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ９が作用し、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ１方向を向く。これにより、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向が直交関係になり、電気抵抗値は中間値となる。

また、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆには、図示Ｘ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１０が作用し、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ１方向を向く。これにより、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は平行状態になり電気抵抗値は最小値となる。

また、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇには、図示Ｙ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１１が作用し、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ２方向を向く。これにより、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は直交し電気抵抗値は中間値となる。

また、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈには、図示Ｘ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１２が作用し、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ２方向を向く。これにより、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は反平行状態になり電気抵抗値は最大値となる。

図６は、図５の状態から、さらに前記磁石２１がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動した状態を示している。

磁石２１と各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈとが図６の状態にあるとき、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅには、図示Ｘ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１３が作用し、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ２方向を向く。これにより、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向が反平行状態になり、電気抵抗値は最大値となる。

また、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆには、図示Ｙ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１４が作用し、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ１方向を向く。これにより、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は直交し電気抵抗値は中間値となる。

また、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇには、図示Ｘ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１５が作用し、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ１方向を向く。これにより、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は平行になり電気抵抗値は最小値となる。

また、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈには、図示Ｙ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１６が作用し、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ２方向を向く。これにより、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は直交し電気抵抗値は中間値となる。

図７は、図６の状態から、さらに前記磁石２１がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動した状態を示している。

磁石２１と各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈとが図７の状態にあるとき、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅには、図示Ｙ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１７が作用し、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ２方向を向く。これにより、前記第１の磁気抵抗効果素子２４ａ及び第４の磁気抵抗効果素子２４ｅの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向が直交状態になり、電気抵抗値は中間値となる。

また、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆには、図示Ｘ２方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１８が作用し、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ２方向を向く。これにより、前記第５の磁気抵抗効果素子２４ｂ及び第８の磁気抵抗効果素子２４ｆの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は反平行状態になり電気抵抗値は最大値となる。

また、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇには、図示Ｙ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ１９が作用し、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｙ１方向を向く。これにより、前記第２の磁気抵抗効果素子２４ｃ及び第３の磁気抵抗効果素子２４ｇの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は直交状態になり電気抵抗値は中間値となる。

また、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈには、図示Ｘ１方向の外部磁界（水平磁場成分）Ｈ２０が作用し、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈのフリー磁性層の磁化方向Ｆは、図示Ｘ１方向を向く。これにより、前記第６の磁気抵抗効果素子２４ｄ及び第７の磁気抵抗効果素子２４ｈの固定磁性層とフリー磁性層の磁化方向は平行状態になり電気抵抗値は最小値となる。

図７の状態から、さらに前記磁石２１がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動すると図４の状態に戻る。

本実施形態は、上面（着磁面）２１ａにＮ極、Ｓ極を直線移動方向に交互に配列した磁石２１の上方に磁気センサ２２を、磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを構成するフリー磁性層と非磁性材料層との界面が前記上面２１ａと平行な面方向を向くように配置した構成であり、このような構成において、図２で説明したように、磁気センサ２２を、前記磁石２１の中心ＣＬから前記磁石２１の側縁部２１ａ１方向へずらして配置したことで、図４ないし図７に示すように、前記磁気センサ２２を構成する各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに、前記磁石２１の図示Ｘ１方向への直線移動に伴って、前記フリー磁性層と非磁性材料層との界面と平行な面内（図示Ｘ−Ｙ面内）にて３６０度回転する水平磁場成分（回転磁場）を作用させることが可能になる。

すなわち従来のように、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに対して垂直磁場成分が作用する無磁場状態が作られず、常に、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに回転する所定以上の強度の水平磁場成分が作用するため、外乱磁界にも強く、安定した出力を得ることが可能になる。

また、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈには、３６０度回転する水平磁場成分（回転磁場）が作用するため、相対移動に伴う各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの電気抵抗変化は略正弦波となり、図８のブリッジ回路の構成により差動出力を増幅した場合、出力波形を周期が２λとなる略三角波にすることができる。

また図４ないし図７に示すように、基板２３上に搭載された各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層は、全て同じ磁化方向（Ｘ１方向）に制御されている。よって全ての磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを共通の基板２３上に同じ製造工程にて形成でき、前記磁気センサ２２の製造を容易化できる。

また、図１に示すように、前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを支持する基板２３は、前記磁石２１の上面（着磁面）２１ａと同じ平面方向（Ｘ−Ｙ面方向）に向けられているため、磁気エンコーダ２０の高さ方向（図示Ｚ１−Ｚ２方向）への厚みを薄くできる。特に、本実施形態では、前記磁石２１と磁気センサ２２間の距離を離さなくても三角波の出力波形を得ることができ、より効果的に、前記磁気エンコーダ２０の薄型化を図ることが可能である。

また図８に示す前記第１の出力端子５９から出力される出力波形と、前記第２の出力端子６１から出力される出力波形は位相がλ／２分ずれている。周期２λである略三角波の出力により、前記磁気センサ２２あるいは磁石２１の移動速度や移動距離を検出できるが、Ａ相とＢ相の２系統にすることで、前記第１の出力端子５９からの出力波形に対する前記第２の出力端子６１からの出力波形の位相のずれ方向がどちら方向であるかを検知することで、移動方向を知ることが可能となる。

図２に示すように、上記した実施形態では、全ての磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈが、前記磁石２１の側縁部２１ａ１よりも外方ＯＳに位置するように前記磁気センサ２２を配置していたが、特に磁石２１の上面（着磁面）２１ａに近い側にある磁気抵抗効果素子２４ａ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈに適切に図４ないし図７で説明した回転磁場が作用すれば、例えば図３に示すように、前記磁気センサ２２を前記磁石２１の幅方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）の中心ＣＬから一方の側縁部２１ａ１方向にずらして配置することに変わりないが、このとき、前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの少なくとも一部が前記磁石２１の上面（着磁面）２１ａと高さ方向で一部重なっていてもよい。前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの少なくとも一部を、前記磁石２１の上面（着磁面）２１ａと高さ方向で一部重ねることができるか否かは、前記磁石２１の幅方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の寸法等に左右される。前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの少なくとも一部を、前記磁石２１の上面（着磁面）２１ａと高さ方向で一部重ねることができると、磁気エンコーダ２０の幅方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）への寸法の広がりを抑えることができ、前記磁気エンコーダ２０の小型化を促進できる。

図１ないし図８に示した本実施形態の磁気エンコーダ２０では、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層の磁化方向（ＰＩＮ方向）が、全て図示Ｘ１方向に固定されていたが、Ｘ１−Ｘ２方向と直交する図示Ｙ１方向やＹ２方向に固定されていてもよい。

また、直列接続される磁気抵抗効果素子どうしの中心間距離はλであったが、例えばｎ倍した周期であるｎλ（ｎは自然数）であってもよい。磁気抵抗効果素子の距離をｎλと設定場合として、例えば磁石の間隔を磁気抵抗素子どうしの中心距離に対し１／ｎ倍した磁石により周期を短くした場合に相当する。したがって、磁気抵抗素子の間隔はそのままで、出力波形の周期を１／ｎ倍に縮めることができる。

なお上記した本実施形態では、Ａ相とＢ相のブリッジ回路が設けられているが、どちらか一方だけ設けられる形態でもよい。

また前記磁石２１の下面２１ｂも着磁面であるので、前記磁気センサ２２を前記下面２１ｂの下方に配置してもよい。

本発明のように、磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのフリー磁性層１０には、磁石２１の移動に伴い、フリー磁性層に平行な面内（図示Ｘ−Ｙ面内）に３６０度回転する水平磁場成分Ｈ（回転磁場）が作用している。このような回転磁場は、磁石による磁場の強さおよび磁気センサ２２との距離により、フリー磁性層に対して飽和磁化状態あるいはそれに近い状態が保たれている。このように、フリー磁性層の磁化が水平磁場成分Ｈによる回転磁場によって角度方向に連続的に変化することに相当し、さらに磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの差動出力を検知する図８のブリッジ回路の構造を有することにより、Ｘ１からＸ２方向に磁石が移動する場合とＸ２からＸ１方向に移動する場合の位置と出力のヒステリシスを抑える作用もある。ヒステリシスを小さくする上で、フリー磁性層と固定磁性層の層間の交換バイアス磁界（Ｈｉｎ）を小さくし、水平磁場成分Ｈに対しての影響を少なくすることがより好ましい。また本実施形態のように積層フェリ構造とすることで、固定磁性層の磁化とフリー層の磁化の静磁界的な影響も低減することがより好ましい。

上記に挙げた磁気エンコーダ２０は、図１に示すように磁気センサ２２あるいは磁石２１が直線移動するものであったが、図９に示すように、上面８０ａにＮ極とＳ極とが交互に着磁された回転ドラム（磁界発生部材）８０と前記磁気センサ２２とを有し、前記回転ドラム８０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。前記回転ドラムは磁石であり、図示しないが、前記回転ドラム８０の下面８０ｂは、前記上面８０ａに対して異極に着磁されている。

図１０は図９の平面図である。図１０に示すように、前記回転ドラムの中心には、貫通孔８０ｃが設けられている。また、図１に示す直線移動の磁気エンコーダと同様に、Ｎ極とＳ極の中心間距離（ピッチ）はλである。前記Ｎ極とＳ極の中心間距離は、例えば、前記回転ドラム８０の上面（着磁面）８０ａにおける外側の側縁部８０ａ１にて測定される。なお、ここで、「上面（着磁面）８０ａ」とは、前記貫通孔８０ｃの部分を除いた領域を指し、また「上面（着磁面）８０ａにおける幅方向の中心」とは、リング状の着磁領域に沿った幅寸法の中心を指す。

前記磁気センサ２２に設けられた直列接続される磁気抵抗効果素子は、前記磁気センサ２２の中心を、前記磁気センサ２２の相対回転方向上の接点としたときの接線方向に、λの中心間距離を空けて配置されている。

図１０に示すように、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層の磁化方向（ＰＩＮ方向）は、前記磁気センサ２２の中心を、前記磁気センサ２２の相対回転方向上の接点としたときの接線方向と平行な方向に固定されている。前記磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈの固定磁性層の磁化方向（ＰＩＮ方向）は全て同じ方向となっている。

図９、図１０に示すように、前記磁気センサ２２は、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのフリー磁性層と非磁性材料層との間の界面が、前記上面（着磁面）８０ａと平行な面方向（Ｘ−Ｙ面方向）を向くように、前記回転ドラム８０の上面（着磁面）８０ａの上方に位置するとともに、前記上面（着磁面）８０ａの幅方向の中心ＣＬから前記上面（着磁面）８０ａの外側の側縁部８０ａ１方向にずれて配置されている。これにより、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに相対回転移動に伴って回転磁場を作用させることが可能になる。図１０には、各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのフリー磁性層の磁化方向Ｆが示されている。なお図１０の関係にある場合、例えば磁気抵抗効果素子２４ａ，２４ｅのフリー磁性層の磁化方向Ｆは正確にはＹ２方向ではなく、やや傾いた方向になるかもしれないが、この実施形態においても各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈに対して３６０度の回転磁場を作用させることが可能であることに変わりない。また実際には、Ｎ極及びＳ極の総着磁数は、図１０よりも多く（例えば下記の実験では総着磁数が４８極）、図４ないし図７に示す実施形態と同様に、接線方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）に並設された各磁気抵抗効果素子には、並び順に、ほぼλ／２ずつずれる回転磁場が作用すると考えられる。

なお可能であれば、前記磁気センサ２２を前記回転ドラム８０の内側の側縁部８０ａ２側にずらして配置してもよい。

図９及び図１０に示す磁気エンコーダを用いて出力波形を測定した。ここで磁気センサ２２の磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈはＧＭＲ素子を用い、下地層ＮｉＦｅＣｒ４ｎｍ；反強磁性層ＩｒＭｎ8ｎｍ；固定磁性層がＣｏＦｅ１．５ｎｍ、Ｒｕ０．９ｎｍ、ＣｏＦｅ１．５ｎｍの積層フェリ構造；非磁性層がＣｕ２．０ｎｍ；フリー磁性層がＣｏＦｅ１ｎｍ、ＮｉＦｅ３ｎｍ；保護層がＴａ５ｎｍの構成のものを用いた。ここでフリー磁性層と固定磁性層の層間の交換バイアス磁界（Ｈｉｎ）は−０．５〜０．５ｍＴの範囲で制御したものを用いた。

回転ドラム８０には、上面８０ａに総着磁数が４８極、Ｎ極とＳ極間の中心間距離（ピッチ）が１．３５ｍｍ、外径が３１ｍｍのアキシャル型磁石を用いた。また着磁面の幅寸法Ｌ６は、１０ｍｍであった。ここで外側の側縁部８０ａ１での磁石ピッチλは２ｍｍとなり、アキシャル型磁石はＮ極が２４個、Ｓ極が２４個が交互に配置されている。

磁気センサ２２には、図８に示すＡ相及びＢ相のブリッジ回路を構成し、図１０に示す８個の磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈを搭載した。図示Ｘ１−Ｘ２方向に並ぶ磁気抵抗効果素子間の間隔Ｌ４は、０．２ｍｍであった。また各磁気抵抗効果素子２４ａ〜２４ｈのＸ１−Ｘ２方向への長さＬ５は５００μｍであった。

そして実施例として、図９，図１０のように磁気センサ２２を前記回転ドラムの上面（着磁面）８０ａの幅方向の中心ＣＬから外側の側縁部８０ａ１方向にずらして配置した。このとき、前記磁気センサ２２の中心と前記上面（着磁面）８０ａの幅方向の中心ＣＬ間の距離Ｌ２は６ｍｍ、最も前記回転ドラム８０に近い位置にある磁気抵抗効果素子と前記回転ドラム８０の側縁部８０ａ１間の距離Ｌ３は、０．４ｍｍであった。

一方、上記と同じ回転ドラム８０及び磁気センサ２２を用い、前記磁気センサ２２の中心を前記回転ドラム８０の上面（着磁面）８０ａの幅方向の中心ＣＬに対向させた比較例を作製した。

そして上記した実施例及び比較例の再生波形を調べた。ここで回転ドラム８０は角測度９．４ｒａｄ．／ｓｅｃで回転させ、外側の側縁部８０ａ１での磁石ピッチλ（＝２ｍｍ）は約０．２ｒａｄ．に相当する。図１１および図１２にＡ相の再生出力波形を示す。図１１は、本実施例および比較例の磁気エンコーダー出力と磁石８０ａの回転時間との関係を示し、図１２では磁気エンコーダー出力と磁石８０ａの回転位置との関係を示している。ここで回転位置とは、外周側縁部８０ａ１での磁気センサ２２に対してのドラムの相対移動距離を基準としている。

図１１、図１２ではＡ相の出力を代表させたが、Ａ相、Ｂ相のどちらの再生波形も、位相がずれることを除いて同じである。比較例ではほぼ矩形状の再生波形となったが、本実施例では三角波の再生波形を得ることが出来た。本発明により、安定した略三角波の出力波形が得られ、且つA相B相の位相を検知できる磁気エンコーダーが可能となった。

本実施形態の磁気エンコーダ（磁気検出装置）の部分斜視図、 図１の磁気エンコーダの部分平面図、 図２と異なる磁気エンコーダの部分平面図、 磁気センサを構成する各磁気抵抗効果素子の固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向と磁石との関係を説明するための磁気エンコーダの部分拡大平面図、 図４の状態から磁石がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動したときの、磁気センサを構成する各磁気抵抗効果素子の固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向と磁石との関係を説明するための磁気エンコーダの部分拡大平面図、 図５の状態から磁石がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動したときの、磁気センサを構成する各磁気抵抗効果素子の固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向と磁石との関係を説明するための磁気エンコーダの部分拡大平面図、 図６の状態から磁石がλ／２だけ図示Ｘ１方向に直線移動したときの磁気センサを構成する各磁気抵抗効果素子の固定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向と磁石との関係を説明するための磁気エンコーダの部分拡大平面図、 磁気センサの回路図、 図１とは別の構成を示す本実施形態の磁気エンコーダ（磁気検出装置）の部分斜視図、 図９の部分平面図、 図１０に示す本実施例および比較例の磁気エンコーダー出力と磁石の回転時間との関係を示すグラフ、 図１０に示す本実施例および比較例の磁気エンコーダー出力と磁石の回転位置との関係を示すグラフ、 従来における磁気エンコーダの部分断面図、 従来における磁気エンコーダの部分断面図、

符号の説明

７ 反強磁性層
８ 固定磁性層
９ 非磁性材料層
１０ フリー磁性層
１１ 保護層
２０ 磁気エンコーダ
２１ 磁石
２１ａ、８０ａ （磁石の）上面（着磁面）
２１ａ１、８０ａ１ （着磁面の）側縁部
２２ 磁気センサ
２３ 基板
２４ａ〜２４ｈ 磁気抵抗効果素子
ＣＬ 着磁面の幅方向の中心
Ｆ フリー磁性層の磁化方向
Ｈ５〜Ｈ２０ 回転磁場（水平磁場成分）
ＰＩＮ 固定磁性層の磁化方向
５０、５１、５４、５５ 出力取り出し部
５２、５６ 入力端子
５３、５７ アース端子
５８、６０ 差動増幅器
５９、６１ 出力端子
８０ 回転ドラム（磁石）

Claims (6)

1. 上面あるいは下面に、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と、前記着磁面から高さ方向に離れた位置に、共通の基板表面に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複数個の磁気抵抗効果素子を有する磁気センサと、を備えてなり、
   直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、あるいは、相対回転するときには、前記磁気センサの中心を相対回転方向上の接点としたときの接線方向に、所定の中心間距離を空けて配置されており、
   各磁気抵抗効果素子は、磁化が一方向に固定された固定磁性層と、前記外部磁界に対して磁化変動するフリー磁性層とが、非磁性材料層を介して積層された積層部分を有し、前記フリー磁性層と前記非磁性材料層との間の界面は、前記着磁面と平行な面方向を向いているとともに、各磁気抵抗効果素子の固定磁性層の磁化は全て同一方向に固定されており、
   前記磁気センサは、各磁気抵抗効果素子に対し相対移動に伴って回転磁場が作用するように、前記着磁面の前記相対移動方向に対して直交する幅方向の中心から前記着磁面の側縁部方向にずらして配置されていることを特徴とする磁気検出装置。
2. 前記磁気センサを構成する全ての磁気抵抗効果素子が、前記着磁面の側縁部よりも外方に位置するように前記磁気センサが配置されている請求項１記載の磁気検出装置。
3. 前記固定磁性層の磁化は、前記相対移動方向と平行な方向、あるいは、前記接線方向と平行な方向に固定されている請求項１又は２に記載の磁気検出装置。
4. 第１の磁気抵抗効果素子、第２の磁気抵抗効果素子、第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子が第１のブリッジ回路を構成し、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが第１の出力取出し部を介して直列接続されるとともに、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とが第２の出力取出し部を介して直列接続されており、
   前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子とが入力端子を介して接続され、前記第２の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とがグランド端子を介して接続されており、
   前記第１の出力取出し部と前記第２の出力取出し部とが差動増幅器を介して出力端子に接続されており、
   前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子、及び第３の磁気抵抗効果素子及び第４の磁気抵抗効果素子が、夫々、前記相対移動方向に、あるいは、前記接線方向に、所定の中心間距離を空けて配置されているとともに、
   前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子、及び第２の磁気抵抗効果素子と前記第３の磁気抵抗効果素子が、前記相対移動方向と直交する幅方向に並設されている請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出装置。
5. 前記第１のブリッジ回路を構成する直列接続された各磁気抵抗効果素子間の中心間距離の半分だけ前記相対移動方向に、あるいは、前記接線方向にずれた位置に、前記第１のブリッジ回路を構成する４個の磁気抵抗効果素子と同一の接続構成である第２のブリッジ回路としての４個の磁気抵抗効果素子が配置されている請求項４記載の磁気検出装置。
6. 前記Ｎ極と前記Ｓ極の中心間距離をλとしたとき、直列接続される一対の前記磁気抵抗効果素子は、前記相対移動方向に、あるいは、前記接線方向に、λの中心間距離を空けて配置されている請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出装置。

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