JP6127271B2

JP6127271B2 - 巨大磁気抵抗素子

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Publication number: JP6127271B2
Application number: JP2013193810A
Authority: JP
Inventors: 正孝田川; 卓哉冨田; 俊道青木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-09-19
Also published as: JP2015060954A

Description

本発明は、磁界が印加されると電気抵抗値が変化する巨大磁気抵抗素子に関する。

巨大磁気抵抗素子は、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子とも呼ばれ、磁界が印加されると電気抵抗値が変化する特性を有している。このような性質を利用して、巨大磁気抵抗素子は、磁界を検知するセンサとして用いられている。そして、測定したい物理量が磁界の場合だけでなく、磁界と関連付けられた物理量を間接的に測定することもできる。例えば、相対的に移動する２個の物体の一方に周期的に着磁された磁気スケールを配置し、他方の物体に磁気センサを配置して、磁気シートからの磁気を磁気センサで検知することにより、これらの２個の物体の相対位置を測定するセンサに巨大磁気抵抗素子が用いられることもある。

巨大磁気抵抗素子によって磁界を検知する際には、巨大磁気抵抗素子の抵抗値自体を測定するのではなく、電圧を測定する方法が一般的であり、巨大磁気抵抗素子を構成する４個の磁気抵抗体パターンをフルブリッジ状に接続する方法も知られている。このような場合、フルブリッジ回路における中点電位を出力として得ている。

上記のような位置を検出するセンサの場合に、２個の物体を相対的に運動させたときの出力波形は、条件によってはパルス的な歪んだものとなる。出力波形は、正弦波に近いほうが様々な信号処理を行なうのに都合が良い場合が多いが、パルス的な出力波形の場合にはノイズとの区別がつき難くなるなど、取り扱いが不便であることが多い。

そうした中で、出力波形を正弦波に近づけるために、巨大磁気抵抗素子の４個の磁気抵抗体パターンを磁界の方向に対する垂直な方向に段違いで配置し、それぞれの磁気抵抗体パターンの磁界の方向への長さを長くした構成が知られている（特許文献１）。

特開２００１−１４１５１４号公報

巨大磁気抵抗素子に印加させる磁界は、２個の物体を相対的に運動させる方向に対して垂直な方向は均一であることが理想である。しかし、様々な理由により均一ではないことが生じる。４個の巨大磁気抵抗体パターンを磁界の方向に対する垂直な方向に段違いに配置すると、上記のような磁界の不均一の影響を受け、ある磁気抵抗体パターンと磁気抵抗体パターンとに印加される磁界も異なってしまう。また、巨大磁気抵抗素子が形成された基板が２個の物体を相対的に運動させる方向に平行な方向を軸として傾いた場合にも、同様に印加される磁界が異なってしまい、出力に影響を与えてしまい測定精度を悪化させてしまう。

また、近年の小型化の流れのなかで、磁気センサおよび磁気センサに用いられる巨大磁気抵抗素子も小型化が望まれるようになっているが、４個の磁気抵抗体パターンを磁界の方向に対する垂直な方向に段違いに配置する場合には、段違いになる分サイズが大きくなってしまう。

本発明は上記従来課題を解決するもので、出力波形を正弦波に近づけつつ小型化を実現させ、より高精度の測定を実現する巨大磁気抵抗素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、基板と、前記基板上に形成された第１の磁気抵抗体パターンと、前記基板上に形成された第２の磁気抵抗体パターンとを備え、前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンはそれぞれ全体として往路部および復路部を備えた折り返しの形状であり、前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの前記往路部と前記復路部のそれぞれの前記凸部は互いに反対方向に突出し、前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、前記第１の磁気抵抗体パターンの凹部に前記第２の磁気抵抗体パターンの凸部が入り込む構成を有する巨大磁気抵抗素子である。

請求項１に記載の発明は、各磁気抵抗体パターンにおける往路部と復路部の凸部が互いに反対方向に突出しているので、凸部の突出方向における各磁気抵抗体パターンの最大距離を大きくすることができるので、出力波形を正弦波に近づけることが可能となる。さらに、復路部の凹部に隣接する往路部の凸部が入り込む構成であるので、余白を少なくすることができ、小さな面積に磁気抵抗体パターンを効率的に配置させ、巨大磁気抵抗素子を小型にすることができるという作用効果を有する。また、各磁気抵抗体パターンの往路部および復路部の進行方向の垂直方向に対して、各磁気抵抗体パターンの往路部は互いにほぼ同じ位置にあり、各復路部も互いにほぼ同じ位置にあるので、前記進行方向の磁界が均一でない場合や、基板が前記進行方向に垂直な方向を軸として傾いている場合であっても、その影響を抑えることが可能となり、より高精度の測定が可能となる。

請求項２に記載の発明は、特に、前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は、それぞれの前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対して互いに対称となる巨大磁気抵抗素子である。

請求項２に記載の発明は、上記構成により請求項１に記載の発明と同様の作用効果を有する。

請求項３に記載の発明は、特に、前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対し、前記往路部における凸部の対称な位置には前記復路部における凹部が位置し、前記往路部における凹部の対称な位置には前記復路部における凸部が位置する巨大磁気抵抗素子である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を有する。

請求項４記載の発明は、特に、前記第１の磁気抵抗体パターンの往路部および復路部はそれぞれ前記第２の磁気抵抗体パターンの往路部および復路部と等しい形状である巨大磁気抵抗素子である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を有する。さらに、各磁気抵抗体パターンにおける往路部の形状が互いに等しく、さらに復路部の形状が互いに等しいので、各磁気抵抗体パターンの往路部および復路部の進行方向における位置関係が等しくなり、各磁気抵抗体パターン間での外部からの磁気を取り込む条件を前記の進行方向においては揃えることができるので、特性を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、さらに、前記基板上に形成された第３の磁気抵抗体パターンと、前記基板上に形成された第４の磁気抵抗体パターンとを備え、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンはそれぞれ全体として往路部および復路部を備えた折り返しの形状であり、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの前記往路部と前記復路部のそれぞれの前記凸部は互いに反対方向に突出し、前記第２の磁気抵抗体パターンの凹部に前記第３の磁気抵抗体パターンの凸部が入り込む構成を有し、前記第３の磁気抵抗体パターンの凹部に前記第４の磁気抵抗体パターンの凸部が入り込む構成を有する磁気抵抗素子であり、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を有する。

請求項６に記載の発明は、特に、前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は、それぞれの前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対して互いに対称となる巨大磁気抵抗素子であり、請求項２記載の発明と同様の作用効果を有する。

請求項７に記載の発明は、特に、前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は、それぞれの前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対し、前記往路部における凸部の対称な位置には前記復路部における凹部が位置し、前記往路部における凹部の対称な位置には前記復路部における凸部が位置する巨大磁気抵抗素子であり、請求項３に記載の発明と同様の作用効果を有する。

請求項８に記載の発明は、特に、前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンはそれぞれ往路部が等しい形状であり、それぞれ復路部が等しい形状である巨大磁気抵抗素子である。請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の発明と同様な効果を有する。さらに、各磁気抵抗体パターンの往路部および復路部の進行方向の垂直方向に対して、各磁気抵抗体パターンの往路部と復路部は互いに同じ位置にあるので、前記進行方向の磁界が均一でない場合や、基板が前記進行方向に垂直な方向を軸として傾いている場合であっても、その影響を排除することが可能となり、より高精度の測定が可能となる。

本発明の巨大磁気抵抗素子は、出力波形を正弦波に近づけつつ小型化を実現するものである。

本発明の実施の形態１における巨大磁気抵抗素子の平面図図１の一部拡大図（ａ）本発明の実施の形態１における巨大磁気抵抗素子を用いた磁気センサの斜視図、（ｂ）同磁気センサの配置を示す図、（ｃ）同磁気センサの回路図本発明の実施の形態２における巨大磁気抵抗素子の平面図図４の一部拡大図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における巨大磁気抵抗素子について、図面を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態１における巨大磁気抵抗素子の平面図、図２は図１の一部拡大図である。

巨大磁気抵抗素子１は、基板２上に第１の磁気抵抗体パターン３、第２の磁気抵抗体パターン４、第３の磁気抵抗体パターン５および第４の磁気抵抗体パターン６が形成されている。

基板２はアルミナの表面にガラスグレーズを形成したものや、シリコンからなるものを用いることができる。

第１の磁気抵抗体パターン３、第２の磁気抵抗体パターン４、第３の磁気抵抗体パターン５および第４の磁気抵抗体パターン６は、いずれも巨大磁気抵抗体を所定の形状に形成したものである。巨大磁気抵抗体には、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏからなる磁性体層とＣｕからなる非磁性体層とを繰り返し積層したものを用いることができる。

第１の磁気抵抗体パターン３は一端を第１の端子７と他端を第２の端子８とそれぞれ接続している。第１の磁気抵抗体パターン３は凹部３ａと凸部３ｂとが繰り返された構成を有している。第１の磁気抵抗体パターン３は往路部３ｃ、復路部３ｄ、折り返し部３ｅおよび引き出し部３ｆとに分けられる。往路部３ｃは、凹部３ａと凸部３ｂとの繰り返しの形状を有している。復路部３ｄも凹部３ａと凸部３ｂとの繰り返しの形状を有しており、折り返し部３ｅを介して往路部３ｃと接続している。往路部３ｃおよび復路部３ｄは引き出し部３ｆを介してそれぞれ第１の端子７または第２の端子８に接続している。

軸３ｇは、往路部３ｃと復路部３ｄとの間に位置する軸であり、往路部３ｃと復路部３ｄとは軸３ｇに対して対称な形状である。また、往路部３ｃの凸部３ｂと、復路部３ｄの凸部３ｂとは互いに反対方向に突出している。

第２の磁気抵抗体パターン４の一端は第３の端子９と、他端は第４の端子１０とそれぞれ接続されている。同様に、第３の磁気抵抗体パターン５の一端は第５の端子１１と、他端は第６の端子１２と、第４の磁気抵抗体パターン６の一端は第７の端子１３と、他端は第８の端子１４とそれぞれ接続している。第１の磁気抵抗体パターン３と第３の磁気抵抗体パターン５とは、向きも含めて同じ形状である。第２の磁気抵抗体パターン４と第４の磁気抵抗体パターン６とは向きを含めて同じ形状である。第１の磁気抵抗体パターン３と第２の磁気抵抗体パターン４とは、軸３ｇに垂直方向の軸（図示せず）に対し対称な形状となっている。

第２の磁気抵抗体パターン４、第３の磁気抵抗体パターン５および第４の磁気抵抗体パターン６は、第１の磁気抵抗体パターン３と同様に、それぞれ、凹部と凸部との繰り返しの構成を有し、さらに往路部と復路部を有し、それぞれの往路部と復路部間に存在する軸に対しそれぞれの往路部と復路部とが対称な形状である。

また、第１の磁気抵抗体パターン３の復路部３ｄと第２の磁気抵抗体パターン４の往路部、第２の磁気抵抗体パターン４の復路部と第３の磁気抵抗体パターン５の往路部、第３の磁気抵抗体パターン５の復路部と第４の磁気抵抗体パターン６の往路部とは、それぞれ隣接しており、それぞれの復路部の凹部に隣接する往路部の凸部が入り込む構成になっている。

以上のように、巨大磁気抵抗素子１は、基板２上の余白が少なくなり、小型化が可能となる。なお、図２は、分りやすく図示するために往路部３ｃと復路部３ｄとの間を広げて記載している。

次に、巨大磁気抵抗素子１を用いた磁気センサについて説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態１における巨大磁気抵抗素子を用いた磁気センサの斜視図、（ｂ）は同磁気センサの配置を示す図、（ｃ）は同磁気センサの回路図である。図３はいずれも動作を説明するための模式図であり、詳細なパターン図は省略している。

磁気スケール２０は円盤状でその円周上にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。ここで、着磁周期をλとする。着磁周期は、例えば、あるＮ極から隣接するＮ極までの円周上の距離である。巨大磁気抵抗素子１は磁気スケール２０からの磁界を検出できるように磁気スケール２０の近傍に配置されている。

第１の磁気抵抗体パターン３と第３の磁気抵抗体パターン５との距離、および第２の磁気抵抗体パターン４と第４の磁気抵抗体パターン６との距離はともにλ／４である。また、１の磁気抵抗体パターン３と第２の磁気抵抗体パターン４との距離はλ／８である。従って、第２の磁気抵抗体パターン４と第３の磁気抵抗体パターン５との距離、および第３の磁気抵抗体パターン５と第４の磁気抵抗体パターン６との距離はそれぞれλ／８である。また、第１の磁気抵抗体パターン３、第２の磁気抵抗体パターン４、第３の磁気抵抗体パターン５および第４の磁気抵抗体パターン６の具体的なパターン形状は図１に示すものであり、図３における紙面上下方向は、図１における紙面上下方向に合致する。従って、図３における第１の磁気抵抗体パターン３、第２の磁気抵抗体パターン４、第３の磁気抵抗体パターン５および第４の磁気抵抗体パターン６の往路部および復路部は、図面の上下方向に延伸するものである。

第１の磁気抵抗体パターン３と第３の磁気抵抗体パターン５とは電気的に直列に接続されており、第１の磁気抵抗体パターン３側の端部は電圧端子２１に、第３の磁気抵抗体パターン５側の端部はグランド端子２２にそれぞれ接続されている。第１の磁気抵抗体パターン３と第３の磁気抵抗体パターン５との接続部は第１の出力端子２３に接続されている。

第２の磁気抵抗体パターン４と第４の磁気抵抗体パターン６とは電気的に直列に接続されており、第２の磁気抵抗体パターン４側の端部は電圧端子２１に、第４の磁気抵抗体パターン６側の端部はグランド端子２２にそれぞれ接続されている。第２の磁気抵抗体パターン４と第４の磁気抵抗体パターン６との接続部は第２の出力端子２４に接続されている。

従って、図１における第１の端子７と第３の端子９は電圧端子２１に接続し、第６の端子１２と第８の端子１４はグランド端子２２に接続し、第２の端子８と第５の端子１１は第１の出力端子２３に接続し、第４の端子１０と第７の端子１３は第２の出力端子２４に接続している。なお、第２の端子８と第５の端子１１は別々の電極ではなく１個の電極にしてもよい。同様に第４の端子１０と第７の端子１３も１個の電極にしてもよい。

上記のような電気的接続および磁気スケール２０の着磁周期に対する第１の磁気抵抗体パターン３、第２の磁気抵抗体パターン４、第３の磁気抵抗体パターン５および第４の磁気抵抗体パターン６の配置位置を行なうことで、磁気スケール２０の回転角度や回転速度を検出することができる。

なお、実施の形態１においては磁気スケール２０が円盤状で回転するものであるが、直線状であってもよい。この場合には、移動距離や移動速度を検出することができる。

着磁周期はλであるが、巨大磁気抵抗素子はＮ極とＳ極との判別が出来ないので、巨大磁気抵抗素子１からの出力の周期はλ／２毎になる。従って、λ／２を超える絶対位置の検出は何らかの手段で基準位置を検出し、その基準位置からの相対位置を求めることで絶対位置を求めることになる。絶対角度の検出においても同様である。

ここで、実施の形態１における巨大磁気抵抗素子１は、各磁気抵抗体パターンにおける往路部の凸部と復路部の凸部とはそれぞれ互いに反対方向に突出し、この突出の向きを印加される磁界の方向とすることで、出力波形が、パルス状の形状ではなく、より正弦波に近い形状にすることができる。さらに、凹部に隣接するパターンの凸部が入り込む形状であるので、狭い場所での効率的なパターン配置が可能となり、小型を可能とすることができる。また、各磁気抵抗体パターンの往路部および復路部の進行方向の垂直方向に対して、各磁気抵抗体パターンの往路部は互いにほぼ同じ位置にあり、各復路部も互いにほぼ同じ位置にあるので、前記進行方向の磁界が均一でない場合や、基板が前記進行方向に垂直な方向を軸として傾いている場合であっても、その影響を抑えることが可能となり、より高精度の測定が可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態２における巨大磁気抵抗素子は、実施の形態１における巨大磁気抵抗素子と磁気抵抗パターンの形状が異なっている。以下、実施の形態２における巨大磁気抵抗素子について説明をする。

図４は本発明の実施の形態２における巨大磁気抵抗素子の平面図、図５は図４の一部拡大図である。

巨大磁気抵抗素子３１は、基板３２上に第１の磁気抵抗体パターン３３、第２の磁気抵抗体パターン３４、第３の磁気抵抗体パターン３５および第４の磁気抵抗体パターン３６が形成されている。

基板３２はアルミナの表面にガラスグレーズを形成したものや、シリコンからなるものを用いることができる。

第１の磁気抵抗体パターン３３、第２の磁気抵抗体パターン３４、第３の磁気抵抗体パターン３５および第４の磁気抵抗体パターン３６は、いずれも巨大磁気抵抗体を所定の形状に形成したものである。巨大磁気抵抗体には、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏからなる磁性体層とＣｕからなる非磁性体層とを繰り返し積層したものを用いることができる。

第１の磁気抵抗体パターン３３は一端を第１の端子３７と他端を第２の端子３８とそれぞれ接続している。第１の磁気抵抗体パターン３３は凹部３３ａと凸部３３ｂとが繰り返された構成を有している。第１の磁気抵抗体パターン３３は往路部３３ｃ、復路部３３ｄ、折り返し部３３ｅおよび引き出し部３３ｆとに分けられる。往路部３３ｃは、凹部３３ａと凸部３３ｂとの繰り返しの形状を有している。復路部３３ｄも凹部３３ａと凸部３３ｂとの繰り返しの形状を有しており、折り返し部３３ｅを介して往路部３３ｃと接続している。往路部３３ｃおよび復路部３３ｄは引き出し部３３ｆを介してそれぞれ第１の端子３７または第２の端子３８に接続している。

軸３３ｇは、往路部３３ｃと復路部３３ｄとの間に位置する軸であり、軸３３ｇに関して往路部３３ｃの凹部３３ａに対する対称の位置には復路部３３ｄの凸部３３ｂが位置し、往路部３３ｃの凸部３３ｂに対する対称の位置には復路部３３ｄの凹部３３ａが位置する。

第２の磁気抵抗体パターン３４の一端は第３の端子３９と、他端は第４の端子４０とそれぞれ接続されている。同様に、第３の磁気抵抗体パターン３５の一端は第５の端子４１と、他端は第６の端子４２と、第４の磁気抵抗体パターン３６の一端は第７の端子４３と、他端は第８の端子４４とそれぞれ接続している。第１の磁気抵抗体パターン３３と第３の磁気抵抗体パターン３５とは、向きも含めて同じ形状である。第２の磁気抵抗体パターン３４と第４の磁気抵抗体パターン３６とは向きを含めて同じ形状である。第１の磁気抵抗体パターン３３と第２の磁気抵抗体パターン３４とは、軸３３ｇに垂直方向の軸（図示せず）に対し対称な形状となっている。

第２の磁気抵抗体パターン３４、第３の磁気抵抗体パターン３５および第４の磁気抵抗体パターン３６は、第１の磁気抵抗体パターン３３と同様に、それぞれ、凹部と凸部との繰り返しの構成を有し、さらに往路部と復路部を有し、それぞれの往路部と復路部間に存在する軸に対しそれぞれの往路部の凸部に対称な位置にそれぞれの復路部の凹部が、それぞれの往路部の凹部に対称な位置にそれぞれの復路部の凸部が位置している形状である。

また、第１の磁気抵抗体パターン３３の復路部３３ｄと第２の磁気抵抗体パターン３４の往路部、第２の磁気抵抗体パターン３４の復路部と第３の磁気抵抗体パターン３５の往路部、第３の磁気抵抗体パターン３５の復路部と第４の磁気抵抗体パターン３６の往路部とは、それぞれ隣接しており、それぞれの復路部の凹部に隣接する往路部の凸部が入り込む構成になっている。

また、第１の磁気抵抗体パターン３３の往路部３３ｃは第２の磁気抵抗体パターン３４の往路部、第３の磁気抵抗体パターン３５の往路部、および第４の磁気抵抗体パターン３６の往路部とは、電流の流れる方向を考慮せずに形状のみを比較した際には互いに等しい形状である。

同様に、第１の磁気抵抗体パターン３３の復路部３３ｄは第２の磁気抵抗体パターン３４の復路部、第３の磁気抵抗体パターン３５の復路部、および第４の磁気抵抗体パターン３６の復路部とは、電流の流れる方向を考慮せずに形状のみを比較した際には互いに等しい形状である。

以上のように、巨大磁気抵抗素子３１は、基板３２上の余白が少なくなり、小型化が可能となる。なお、図５は、分りやすく図示するために往路部３３ｃと復路部３３ｄとの間を広げて記載している。

実施の形態２における巨大磁気抵抗素子においても、実施の形態１における巨大磁気抵抗素子と同様に、例えば図３に示すような磁気センサに適用が可能であり、実施の形態１における巨大磁気抵抗素子と同様の作用効果を得ることができる。この場合、実施の形態１と同様に第２の端子３８と第５の端子４１の電極を１個にまとめてもよく、第４の端子４０と第７の端子４３の電極を１個にまとめてもよい。

実施の形態２における各磁気抵抗体パターンは往路部および復路部の形状がそれぞれ互いに等しいので、実質的に磁界を感じる領域を考慮した各磁気抵抗体パターンの図４における紙面上下方向の位置は、いずれも等しい位置になる。これにより、各磁気抵抗体パターンの往路部および復路部の進行方向の垂直方向に対して、各磁気抵抗体パターンの往路部と復路部は互いに同じ位置にあるので、前記進行方向の磁界が均一でない場合や、基板が前記進行方向に垂直な方向を軸として傾いている場合であっても、その影響を排除することが可能となり、より高精度の測定が可能となる。

本発明に係る巨大磁気抵抗素子は、磁気センサに用いる巨大磁気抵抗素子に適用して有用である。

１巨大磁気抵抗素子
２基板
３第１の磁気抵抗体パターン
３ａ凹部
３ｂ凸部
３ｃ往路部
３ｄ復路部
３ｅ折り返し部
３ｆ引き出し部
３ｇ軸
４第２の磁気抵抗体パターン
５第３の磁気抵抗体パターン
６第４の磁気抵抗体パターン
７第１の端子
８第２の端子
９第３の端子
１０第４の端子
１１第５の端子
１２第６の端子
１３第７の端子
１４第８の端子
２０磁気スケール
２１電圧端子
２２グランド端子
２３第１の出力端子
２４第２の出力端子
３１巨大磁気抵抗素子
３２基板
３３第１の磁気抵抗体パターン
３４第２の磁気抵抗体パターン
３５第３の磁気抵抗体パターン
３６第４の磁気抵抗体パターン
３３ａ凹部
３３ｂ凸部
３３ｃ往路部
３３ｄ復路部
３３ｅ折り返し部
３３ｆ引き出し部
３３ｇ軸
３７第１の端子
３８第２の端子
３９第３の端子
４０第４の端子
４１第５の端子
４２第６の端子
４３第７の端子
４４第８の端子

Claims

基板と、
前記基板上に形成された第１の磁気抵抗体パターンと、
前記基板上に形成された第２の磁気抵抗体パターンとを備え、
前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンはそれぞれ全体として往路部および復路部を備えた折り返しの形状であり、
前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、
前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、
前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの前記往路部と前記復路部のそれぞれの前記凸部は互いに反対方向に突出し、
前記第１の磁気抵抗体パターンの凹部に前記第２の磁気抵抗体パターンの凸部が入り込む構成を有する巨大磁気抵抗素子。
前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は、それぞれの前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対して互いに対称となる、
請求項１記載の巨大磁気抵抗素子。
前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターンおよび前記第２の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対し、前記往路部における凸部の対称な位置には前記復路部における凹部が位置し、前記往路部における凹部の対称な位置には前記復路部における凸部が位置する、
請求項１記載の巨大磁気抵抗素子。
前記第１の磁気抵抗体パターンの往路部および復路部はそれぞれ前記第２の磁気抵抗体パターンの往路部および復路部と等しい形状である請求項１記載の巨大磁気抵抗素子。
さらに、前記基板上に形成された第３の磁気抵抗体パターンと、
前記基板上に形成された第４の磁気抵抗体パターンとを備え、
前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンはそれぞれ全体として往路部および復路部を備えた折り返しの形状であり、
前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、
前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は凹部と凸部の九十九折れ形状を繰り返した構成を有し、
前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの前記往路部と前記復路部のそれぞれの前記凸部は互いに反対方向に突出し、
前記第２の磁気抵抗体パターンの凹部に前記第３の磁気抵抗体パターンの凸部が入り込む構成を有し、
前記第３の磁気抵抗体パターンの凹部に前記第４の磁気抵抗体パターンの凸部が入り込む構成を有する請求項１記載の磁気抵抗素子。
前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は、それぞれの前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対して互いに対称となる請求項５記載の巨大磁気抵抗素子。
前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの往路部と前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンのそれぞれの復路部は、それぞれの前記往路部および前記復路部の間に位置して進行方向に向いた軸に対し、前記往路部における凸部の対称な位置には前記復路部における凹部が位置し、前記往路部における凹部の対称な位置には前記復路部における凸部が位置する請求項５記載の巨大磁気抵抗素子。
前記第１の磁気抵抗体パターン、前記第２の磁気抵抗体パターン、前記第３の磁気抵抗体パターンおよび前記第４の磁気抵抗体パターンはそれぞれ往路部が等しい形状であり、それぞれ復路部が等しい形状である請求項５記載の巨大磁気抵抗素子。