JP2016095138A - 磁気センサ - Google Patents

Abstract

【課題】媒体の通過位置変動による出力変動を小さくすることの可能な磁気センサを提供する。
【解決手段】磁気センサ１は、永久磁石１０及びスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４を備える。各チャンネルにおいて、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１,ＭＲ２と、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ３,ＭＲ４は、チャンネル幅の中央を境界に互いに対称となる配置であり、両者の間には媒体３０の識別用の方向検知型磁気抵抗効果素子が配置されない非配置領域１３が存在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁性粉又は磁性膜の付着した媒体、例えば紙幣を識別する磁気センサに関する。

ＡＴＭや自動販売機等には、投入された紙幣を識別する紙幣識別装置が設けられる。紙幣識別装置は、紙幣に印刷された磁気インクを読み取る磁気センサを備える。磁気センサは、例えば、磁石と、当該磁石の磁極面の上方に設けられた磁気検出素子とを有し、紙幣の通過に伴う磁気変動を検出する。下記特許文献１は、一対のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を識別対象の媒体の相対移動方向に対して略垂直に配置し、かつ当該一対のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子に前記媒体の相対移動方向と略垂直なバイアス磁界を印加する構成を開示している。

特開２００６−２６６８６２号公報

例えば紙幣識別装置において、投入された紙幣を短手方向に移動させながら識別する場合、毎回の投入の度に紙幣の長手方向位置が若干ではあるが変化する。そうすると、磁気センサ上を通過する紙幣の磁気パターンの位置も変化し、磁気センサの出力に影響を与える。識別精度を向上させるには、そうした影響は極力小さいことが望ましい。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、媒体の通過位置変動による出力変動を小さくすることの可能な磁気センサを提供することにある。

本発明のある態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
磁性粉又は磁性膜の付着した媒体を識別する磁気センサであって、
前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列された複数の方向検知型磁気抵抗効果素子と、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁界発生手段と、を備え、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記媒体の相対移動に伴い、一方が高抵抗状態のときは他方が低抵抗状態となる関係にある第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群を含み、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲の中央を境界とした両側の各々において、前記境界の付近では、前記境界の付近以外と比較して、方向検知型磁気抵抗効果素子が疎に配列されている。

本発明のもう１つの態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
磁性粉又は磁性膜の付着した媒体を識別する磁気センサであって、
前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列された複数の方向検知型磁気抵抗効果素子と、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁界発生手段と、を備え、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記媒体の相対移動に伴い、一方が高抵抗状態のときは他方が低抵抗状態となる関係にある第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群を含み、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲の中央に、媒体識別用の方向検知型磁気抵抗効果素子が配置されない非配置領域が存在する。

本発明のもう１つの態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
磁性粉又は磁性膜の付着した媒体を識別する磁気センサであって、
前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列された複数の方向検知型磁気抵抗効果素子と、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁界発生手段と、を備え、
前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記媒体の相対移動に伴い、一方が高抵抗状態のときは他方が低抵抗状態となる関係にある第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群を含み、
点状の磁気パターンを前記媒体の相対移動方向と同じ方向に相対移動させて前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の近傍を通過させた場合における、前記配列方向に関する前記点状の磁気パターンの位置に対する前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子から得られる出力の特性の変動幅が、前記配列方向に関する前記点状の磁気パターンの位置が前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲の中央と一致するときの出力を基準として、前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲のうち中央を含む少なくとも６０％の連続する範囲において１０％以内である。

前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、自身の配列の長さ範囲の中央を境界として両側にそれぞれ同数ずつ分かれて存在してもよい。

前記第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群は、前記境界を挟んで互いに反対側に位置してもよい。

前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記境界を挟んで互いに対称となる配置であってもよい。

前記第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群が相互に高電圧側及び低電圧側に分かれるように前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子が直列接続され、前記第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群の相互接続点からセンサ出力が取り出されてもよい。

前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の各々が、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子であってもよい。

前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子が１つのチャンネルを構成し、さらに同構成のチャンネルを少なくとも１つ備え、複数のチャンネルが前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列されていてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、媒体の通過位置変動による出力変動を小さくすることの可能な磁気センサを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る磁気センサ１の概略斜視図。 磁気センサ１の簡易的な回路図。 図１に示す媒体３０が磁気センサ１の上方を通過した場合の、図２に示すセンサ出力Ｖoutの波形図。 実施例１に係る磁気センサ１の平面図。 実施例１における、磁気センサ１の長手方向特性図。 実施例２に係る磁気センサ２の平面図。 実施例２における、磁気センサ２の長手方向特性図。 比較例１に係る磁気センサの平面図。 比較例１における、磁気センサの長手方向特性図。 比較例２に係る磁気センサの平面図。 比較例２における、磁気センサの長手方向特性図。 実施例３に係る磁気センサ３の平面図。 実施例３における、磁気センサ３の長手方向特性図。 実施例４に係る磁気センサ４の平面図。 実施例４における、磁気センサ４の長手方向特性図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る磁気センサ１の概略斜視図である。本図において、直交３軸であるＸＹＺ軸を定義する。磁気センサ１は、磁性粉又は磁性膜の付着した媒体３０を識別するものであり、例えば紙幣識別装置に組み込まれる。媒体３０は、ＸＹ平面と略平行であり、不図示の搬送系によりＸ方向に搬送されて、磁気センサ１の上方を通過する。なお、図１に示す媒体３０の磁気パターン３１は、例示用の簡易的なものであり、媒体３０が紙幣であれば、紙幣の種類に応じた複雑な磁気パターンが媒体３０に形成されている。

磁気センサ１は、磁界発生手段としての永久磁石１０と、方向検知型磁気抵抗効果素子としてのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４とを備える。なお、図１では、媒体３０の大きさとの関係でスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４を大きめに描いているが、実際にはスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は媒体３０に対して微小寸法である。スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子あるいはスピンバルブ型トンネル磁気抵抗効果素子のいずれでもよい。

スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、永久磁石１０の、ＸＹ平面と略平行なＮ極面の上方に設けられる。スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の感磁面は、ＸＹ平面と略平行である。媒体３０の相対移動方向がＸ方向であるのに対し、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の配列方向はＹ方向である。磁気センサ１は、多チャンネル型であり、１つのチャンネルを構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の組を、チャンネル数の分だけ備えている。チャンネルの配列方向はＹ方向である。換言すれば、磁気センサ１は、Ｙ方向に配列された複数のチャンネルを備え、各チャンネルがスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４を備えている。

各チャンネルにおいて、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１,ＭＲ２は第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１を構成し、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ３,ＭＲ４は第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１２を構成する。第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１と第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１２は、チャンネル幅（スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の配列の長さ範囲）の中央を境界として互いに反対側に位置し、好ましくは前記境界を挟んで互いに対称となる配置である。第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１と第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１２との間には、媒体３０の識別用の方向検知型磁気抵抗効果素子が配置されない非配置領域１３が存在する。但し、１チャンネル当たりのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の数を増やした場合には、非配置領域１３を設けなくてもよい。非配置領域１３の有無に関わらず、各チャンネル内の境界の両側の各々において、境界の付近では、境界の付近以外と比較して、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子を疎に配列する。なお、疎は、ここでは配列密度が０の場合も含む概念とする。

第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１を構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１,ＭＲ２は、ピン層磁化方向が−Ｘ方向を向いている。第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１２を構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ３,ＭＲ４は、ピン層磁化方向が＋Ｘ方向を向いている。スピンバルブ型磁気抵抗効果素子は、自身に印加される磁界（外部磁界）とピン層磁化方向との関係で抵抗値が変わる素子であり、外部磁界がピン層磁化方向成分を持つときは低抵抗、外部磁界が反ピン層磁化方向成分を持つときは高抵抗となる。

図２は、磁気センサ１の簡易的な回路図である。各チャンネルを構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、直流電源Ｅの出力端子とグランドとの間に直列接続される。各チャンネルにおいて、センサ出力Ｖoutは、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ２,ＭＲ３の相互接続点（第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２の相互接続点）から取り出される。センサ出力Ｖoutは、下記式１で示される。

式１において、Ｒ（ＭＲ１,ＭＲ２）は、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１,ＭＲ２の合成抵抗値であり、Ｒ（ＭＲ３,ＭＲ４）は、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ３,ＭＲ４の合成抵抗値である。

図３は、図１に示す媒体３０が磁気センサ１の上方を通過した場合の、図２に示すセンサ出力Ｖoutの波形図である。媒体３０の磁気パターン３１が磁気センサ１から遠い段階では、永久磁石１０の発生する磁界は磁気パターン３１の影響を受けずにスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の感磁面を垂直に通過するため、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は共に中抵抗状態で抵抗値が相互に等しく、センサ出力Ｖoutは中間値で変動しない。その後、媒体３０が＋Ｘ方向に移動して磁気パターン３１がスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の上方手前側（−Ｘ方向側）に近接してくると、永久磁石１０の発生する磁界はスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の感磁面において−Ｘ方向に引き寄せられ、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１,ＭＲ２は低抵抗状態となり、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ３,ＭＲ４は高抵抗状態となり、センサ出力Ｖoutは中間値から上昇する。その後、磁気パターン３１がスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の直上を通過すると、永久磁石１０の発生する磁界はスピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の感磁面において−Ｘ方向から＋Ｘ方向に転換し、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１,ＭＲ２は高抵抗状態となり、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ３,ＭＲ４は低抵抗状態となり、センサ出力Ｖoutは中間値から低下する。以上が磁気パターン３１の本数分、ここでは４回繰り返される。

Ｘ方向に搬送される媒体３０のＹ方向位置は、媒体３０の投入の度に若干ではあるが変化し、磁気センサ１上を通過する媒体３０の磁気パターン３１のＹ方向位置も変化する。媒体３０に形成される磁気パターンが図１に示す磁気パターン３１と異なり微細である場合、その微細な磁気パターンのＹ方向通過位置が変化すると、磁気センサ１のセンサ出力Ｖoutにも影響が及ぶ。一方、磁気パターンの磁気の強さの強弱もセンサ出力Ｖoutに影響する。このため、磁気パターンのＹ方向通過位置によってセンサ出力Ｖoutが大きく変動する構成であると、センサ出力Ｖoutの変動が、磁気パターンのＹ方向通過位置の変動を示すのか、磁気パターンの磁気の強さの変化を示すのかが分からなくなってしまう。したがって、識別精度を向上させるには、磁気パターンのＹ方向通過位置の変動によるセンサ出力Ｖoutの変動は極力小さいことが望ましい。

上記式１より、センサ出力Ｖoutのピークピーク値（最大値と最小値の差）は、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の抵抗変化が大きいほど大きくなる。抵抗変化は、磁気パターンの通過位置がＹ方向に離れるほど小さくなり、近づくほど大きくなる。本実施の形態のように、各チャンネル内の境界の両側の各々において、境界の付近では境界の付近以外と比較してスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を疎に配列する構成の場合、磁気パターンの通過位置が境界から左右にずれると、第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２の一方は抵抗変化が大きくなり、他方は抵抗変化が小さくなり、センサ出力Ｖoutに関しては、両群の抵抗変化の影響が好適に相殺される。したがって、本実施の形態では、磁気パターンのＹ方向通過位置が変動しても、センサ出力Ｖoutの変動を小さくすることができる。なお、後述の比較例のようにスピンバルブ型磁気抵抗効果素子をチャンネル幅内で敷き詰めた場合（配列密度が一定の場合）も、磁気パターンの通過位置が境界から左右にずれると、第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２は実施の形態と同じ傾向の抵抗変化を示すものの、センサ出力Ｖoutに関し、一方の群の抵抗変化の影響が、他方の群の抵抗変化の影響を相殺しきれず、磁気パターンのＹ方向通過位置が変動すると、センサ出力Ｖoutが比較的大きく変動してしまう。以下、実施例と比較例により、本実施の形態の効果について具体的に説明する。

実施例１
図４は、実施例１に係る磁気センサ１の平面図である。本実施例は、図１と同構成でスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を４チップ用いた例である。第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２の各々において隣り合うスピンバルブ型磁気抵抗効果素子同士は、ほぼ隙間が無いように近接配置した。非配置領域１３の幅は、概ね４個のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子に対応する幅とした。第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２の配列長（チャンネル幅）は、５.２ｍｍとした。

図５は、実施例１における、磁気センサ１の長手方向特性図である。なお、長手方向特性とは、図４に示すような点状磁気パターン３２をＸ方向に移動させて磁気センサ１の上方を通過させた場合における、点状磁気パターン３２のＹ方向通過位置に対するセンサ出力Ｖout（ピークピーク値）の特性であり、後述の実施例及び比較例においても同様とする。なお、縦軸のセンサ出力は、点状磁気パターン３２のＹ方向通過位置がチャンネル幅の中央（横軸０ｍｍに対応）である場合を基準とするパーセント表示としている。図５に示すように、実施例１の構成では、長手方向特性の変動幅が、チャンネル幅内の中央を含む概ね７５％程度（長さ４ｍｍ程度）の連続する範囲において上下に合計１０％以内となっており、点状磁気パターンのＹ方向通過位置が変動しても安定したセンサ出力が得られた。

実施例２
図６は、実施例２に係る磁気センサ２の平面図である。本実施例は、実施例１のチャンネルの両端にスピンバルブ型磁気抵抗効果素子をそれぞれ１つ、ほぼ隙間が無いように追加したものに相当する。第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２を構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子はそれぞれ３チップ（１チャンネルの合計は６チップ）とした。非配置領域１３の幅は、実施例１と同じとした。チャンネル幅は６.４ｍｍとした。

図７は、実施例２における、磁気センサ２の長手方向特性図である。実施例２の構成では、長手方向特性の変動幅が、チャンネル幅内の中央を含む概ね８０％程度（長さ５ｍｍ程度）の連続する範囲において上下に合計１０％以内となっており、点状磁気パターンのＹ方向通過位置が変動しても安定したセンサ出力が得られた。また、実施例１との比較では、チャンネル内で安定したセンサ出力を得られる範囲を広げることができた。

比較例１
図８は、比較例１に係る磁気センサの平面図である。比較例１は、実施例１において非配置領域１３を無くし、第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２を、ほぼ隙間が無いように配置した例である。チャンネル幅は２.８ｍｍとした。

図９は、比較例１における、磁気センサの長手方向特性図である。比較例１の構成においても、長手方向特性の変動幅は、チャンネル幅内の中央を含む６５％程度の連続する範囲において上下に合計１０％以内となった。しかし、長手方向特性の変動幅が上下に合計１０％以内となる範囲の絶対的な長さが２ｍｍに満たず、実施例１の４ｍｍ程度と比較して小さかった。このように、比較例１の構成では、安定したセンサ出力が得られる範囲を十分に確保できなかった。換言すれば、実施例１では、比較例１に対して、１チャンネル当たりのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の数を増やすことなく、安定したセンサ出力が得られる範囲を広げることが可能になった。

比較例２
図１０は、比較例２に係る磁気センサの平面図である。比較例２では、第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２を構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子をそれぞれ７チップ（１チャンネルの合計は１４チップ）とし、比較例１と同様に非配置領域１３を設けなかった。チャンネル幅は８.８ｍｍとした。

図１１は、比較例２における、磁気センサの長手方向特性図である。比較例２の構成では、長手方向特性の変動幅が上下に合計１０％以内となる範囲の絶対的な長さは４ｍｍ以上となったものの、その範囲はチャンネル幅内の中央を含む５０％程度の連続する範囲に限られた。これでは、隣接チャンネル間に、長手方向特性の谷が大きく出来てしまう。すなわち、隣接チャンネル間の隙間を無くしても、センサ出力Ｖoutが大きく低下した範囲が１チャンネルの幅と同程度存在してしまう。このように、比較例２の構成では、チャンネル幅内で安定したセンサ出力が得られる範囲を十分な割合で確保できなかった。長手方向特性の変動幅が上下に合計１０％以内となる範囲は、求められる仕様にもよるが、チャンネル幅内の中央を含む６０％以上は確保されることが望ましい。

実施例３
図１２は、実施例３に係る磁気センサ３の平面図である。本実施例では、第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２を構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子はそれぞれ４チップ（１チャンネルの合計は８チップ）とし、境界（チャンネル幅の中央）から１つ目と２つ目のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の間、並びに３つ目と４つ目のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の間には、概ね１個のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子に対応する幅の隙間を設けた。非配置領域１３の幅は、概ね２個のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子に対応する幅とした。チャンネル幅は８.８ｍｍとした。

図１３は、実施例３における、磁気センサ３の長手方向特性図である。実施例３の構成では、長手方向特性の変動幅が、チャンネル幅内の中央を含む６５％程度（長さ５.７ｍｍ程度）以上の連続する範囲において上下に合計１０％以内となっており、点状磁気パターンのＹ方向通過位置が変動しても安定したセンサ出力が得られた。また、比較例２に対しては、同じチャンネル幅でありながら、また１チャンネル当たりのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の数を減らした安価な構成としながら、長手方向特性の変動幅が上下に合計１０％以内となる範囲を４０％以上広げることができた。

実施例４
図１４は、実施例４に係る磁気センサ４の平面図である。本実施例では、第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２を構成するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子はそれぞれ５チップ（１チャンネルの合計は１０チップ）とし、境界（チャンネル幅の中央）から１つ目と２つ目のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の間、並びに２つ目と３つ目のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の間には、概ね１個のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子に対応する幅の隙間を設けた。また、非配置領域１３は設けなかった（第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１,１２を、ほぼ隙間が無いように配置した）。チャンネル幅は８.８ｍｍとした。

図１５は、実施例４における、磁気センサ４の長手方向特性図である。実施例４の構成では、長手方向特性の変動幅が、チャンネル幅内の中央を含む７０％程度（長さ６.１ｍｍ程度）の連続する範囲において上下に合計１０％以内となっており、点状磁気パターンのＹ方向通過位置が変動しても安定したセンサ出力が得られた。また、比較例２に対しては、同じチャンネル幅でありながら、また１チャンネル当たりのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の数を減らした安価な構成としながら、長手方向特性の変動幅が上下に合計１０％以内となる範囲を５０％以上広げることができた。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１と第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１２との間に、媒体３０の識別用の方向検知型磁気抵抗効果素子が配置されない非配置領域１３を設ける等により、各チャンネル内の境界の両側の各々において、境界の付近では境界の付近以外と比較してスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を疎に配列しているため、識別対象となる媒体３０の磁気パターンのＹ方向通過位置変動によるセンサ出力Ｖoutの変動を小さくすることができる。

(2) １チャンネル当たりのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を従来と比較して増やしているため、磁気センサ１の消費電流が低下し、消費電力を低減できる。また、消費電流が低下することで、下記式２で示されるショットノイズＩｎを小さくなるというメリットもある。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

磁気センサ１における、１チャンネル当たりのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の数、非配置領域１３の幅、各チャンネルのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の配列形態等は、実施の形態で示した具体例に限定されず、必要なチャンネル数やチャンネル幅等の仕様に合わせて任意に設定することができる。また、磁気センサ１は多チャンネル型に限定されず、１チャンネル型であってもよい。

第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群１１を構成する複数のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子は、チャンネル幅の中央の両側に分かれて存在してもよい。第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群１２を構成する複数のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子についても同様である。また、方向検知型磁気抵抗効果素子は、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子以外の磁気抵抗効果素子であってもよい。

１〜４ 磁気センサ、１０ 永久磁石、１１ 第１の方向検知型磁気抵抗効果素子群、１２ 第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群、１３ 非配置領域、３０ 媒体、３１ 磁気パターン、３２ 点状磁気パターン

Claims (9)

1. 磁性粉又は磁性膜の付着した媒体を識別する磁気センサであって、
   前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列された複数の方向検知型磁気抵抗効果素子と、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁界発生手段と、を備え、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記媒体の相対移動に伴い、一方が高抵抗状態のときは他方が低抵抗状態となる関係にある第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群を含み、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲の中央を境界とした両側の各々において、前記境界の付近では、前記境界の付近以外と比較して、方向検知型磁気抵抗効果素子が疎に配列されている、磁気センサ。
2. 磁性粉又は磁性膜の付着した媒体を識別する磁気センサであって、
   前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列された複数の方向検知型磁気抵抗効果素子と、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁界発生手段と、を備え、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記媒体の相対移動に伴い、一方が高抵抗状態のときは他方が低抵抗状態となる関係にある第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群を含み、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲の中央に、媒体識別用の方向検知型磁気抵抗効果素子が配置されない非配置領域が存在する、磁気センサ。
3. 磁性粉又は磁性膜の付着した媒体を識別する磁気センサであって、
   前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列された複数の方向検知型磁気抵抗効果素子と、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁界発生手段と、を備え、
   前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記媒体の相対移動に伴い、一方が高抵抗状態のときは他方が低抵抗状態となる関係にある第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群を含み、
   点状の磁気パターンを前記媒体の相対移動方向と同じ方向に相対移動させて前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の近傍を通過させた場合における、前記配列方向に関する前記点状の磁気パターンの位置に対する前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子から得られる出力の特性の変動幅が、前記配列方向に関する前記点状の磁気パターンの位置が前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲の中央と一致するときの出力を基準として、前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の配列の長さ範囲のうち中央を含む少なくとも６０％の連続する範囲において１０％以内である、磁気センサ。
4. 前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、自身の配列の長さ範囲の中央を境界として両側にそれぞれ同数ずつ分かれて存在する、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気センサ。
5. 前記第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群は、前記境界を挟んで互いに反対側に位置する、請求項４に記載の磁気センサ。
6. 前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子は、前記境界を挟んで互いに対称となる配置である、請求項４又は５に記載の磁気センサ。
7. 前記第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群が相互に高電圧側及び低電圧側に分かれるように前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子が直列接続され、前記第１及び第２の方向検知型磁気抵抗効果素子群の相互接続点からセンサ出力が取り出される、請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気センサ。
8. 前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子の各々が、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子である、請求項１から７のいずれか一項に記載の磁気センサ。
9. 前記複数の方向検知型磁気抵抗効果素子が１つのチャンネルを構成し、さらに同構成のチャンネルを少なくとも１つ備え、複数のチャンネルが前記媒体の相対移動方向と略垂直に配列されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気センサ。

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