JP7341454B2 - 磁気センサ - Google Patents

Description

本発明は、磁性体との距離に応じた信号を出力する磁気センサに関する。

例えば、下記特許文献１に示されているように、例えば、凸部及び凹部の移動（さらに具体的には、歯車の回転速度、回転角度など）を検出する磁気センサＭＳは知られている（図２４参照）。この磁気センサＭＳは、センサチップＳＣ、チップパッケージＣＰ及びバイアス磁石ＢＭを備える。

センサチップＳＣは、磁界強度検知型の４つのＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）Ｒａ～Ｒｄを備えている。これらのＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄがフルブリッジ接続されている。ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄは、絶縁基板ＳＣ１に形成された線状のグラニュラ薄膜又は線状の人工格子膜でそれぞれ構成されている。ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄの構成は同一である。ＧＭＲ素子Ｒａ，Ｒｂ及びＧＭＲ素子Ｒｃ，Ｒｄがそれぞれ接続されてハーフブリッジ回路が形成されている。そして、これらの２つのハーフブリッジ回路が接続されてフルブリッジ回路が形成されている。ＧＭＲ素子Ｒａ，ＲｄとＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃは、絶縁基板ＳＣ１の表面内にて、図示上下方向に延びる中心線ＣＬ１１を対称軸として左右対称位置に配置されている。そして、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄを構成する線状のグラニュラ薄膜又は線状の人工格子膜の長手方向が中心線ＣＬ１１の延設方向に対して平行になるように配置されている。

絶縁基板ＳＣ１にはフルブリッジ接続されたＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに電気的に接続された複数の電極Ｐａ～Ｐｄが設けられている。ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄ、絶縁基板ＳＣ１は、樹脂により成型されたチップパッケージＣＰ内に収容（封止）され、かつ複数の電極Ｐａ～Ｐｄに電気的に接続された複数の導電性のリードフレーム部Ｆａ～ＦｄがチップパッケージＣＰから突出している。

バイアス磁石ＢＭは、直方体状であって長尺状に構成され、その第１面がＮ極に磁化されるとともに、第１面の反対側の第２面がＳ極に磁化されている。このバイアス磁石ＢＭは、第１面（又は第２面）をＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに対向させ、かつＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに対向した第１面（又は第２面）における２つの長辺間の中心線ＣＬ１３が、ＧＭＲ素子Ｒａ，ＲｄとＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃとの中心を結ぶ中心線ＣＬ１２に対して所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。中心線ＣＬ１２上であってＧＭＲ素子Ｒａ，ＲｄとＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃとの間の中点Ｏ１１が、中心線ＣＬ１３上の点であるバイアス磁石ＢＭの第１面（又は第２面）の中心点に対向するように配置される。これにより、ＧＭＲ素子Ｒａ～ＧＭＲ素子Ｒｄの平面内において、中心線ＣＬ１１，ＣＬ１２に対して所定角度だけ傾いた方向であって、反対向きの等しい強度のバイアス磁界がＧＭＲ素子Ｒａ，ＲｄとＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃとにそれぞれ印加される。

このように構成した磁気センサは、移動方向に対して直交する方向に延設された凸部（歯）及び凹部を有して磁性体で形成された歯車の外周面上に、中心線ＣＬ１２が歯車の回転方向（歯の移動方向）に直交するように配置される。そして、歯車を回転させれば、ＧＭＲ素子Ｒａ，ＲｄとＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃとには、中心線ＣＬ１１の方向に反対向きの正弦波状に変化するバイアス磁界がそれぞれ印加され、ＧＭＲ素子Ｒａ，Ｒｄの電気抵抗値とＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃの電気抵抗値は磁性体の移動に応じて、正弦波状に互いに逆方向に変化する。これにより、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄからなるブリッジ回路から、歯車の回転に応じた正弦波状の差動信号が得られる。

特許６４２５５１９号公報

上記従来の磁気センサＭＳにおいて、中点Ｏ１１が、バイアス磁石ＢＭの第１面（又は第２面）の中心点に対向していない場合（両者がずれている場合）には、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄの平面内において、ＧＭＲ素子Ｒａ，Ｒｄに印加されるバイアス磁界の強度と、ＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃに印加されるバイアス磁界の強度が異なる。そのため、歯車が回転した際のブリッジ回路の出力信号の波形が正弦波状ではなく、少し歪んでしまう。歯車の回転の検出精度を高くするために、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに対するバイアス磁石ＢＭの配置精度を高く保つ必要があり、磁気センサＭＳの製造コストが高い。

また、一般に、ＧＭＲ素子Ｒａ～ＧＭＲ素子Ｒｄの電気抵抗値は、印加された磁界の強度が「０」であるとき最も大きい（図１２参照）。そして、磁界の強度が大きくなるに従って徐々に電気抵抗値が減少する。同図に示すように、磁界の強度の所定の範囲において、電気抵抗値の変化率は略一定である。すなわち、磁界の強度の変化に対する電気抵抗値の変化が直線的（線形）である。磁界の強度が前記所定値を超えると、電気抵抗値の変化率が徐々に減少し、磁界強度を変化させても電気抵抗値がほとんど変化しなくなる（飽和する）。

上記のように、特許文献１の磁気センサＭＳにおいては、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄにバイアス磁界を印加している。すなわち、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄの電気抵抗値が、その変化範囲の中間値（最大値と最小値の間の値）に設定されている。そして、歯車の回転に伴い、バイアス磁界の強度が変化し、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄの電気抵抗値が略正弦波状に変化して、前記フルブリッジ回路から正弦波状の電気信号（電圧）が出力される。

ここで、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに印加されるバイアス磁界の強度の変化を大きくすれば、出力信号の振幅が大きくなる。たとえば、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄと磁性体とのギャップを比較的小さく設定すると、出力信号の振幅が大きくなる。ただし、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに印加されるバイアス磁界の強度が変化した際に、電気抵抗値があまり変化しない領域（飽和領域）では、出力信号が正弦波状ではなく、その波形が歪む。したがって、この場合には、歯車の回転検出精度が低下する。

本発明は、このような課題に対処するためになされたもので、その目的は、製造コストを低減するとともに、検出精度を良好にした磁気センサを提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

前述した目的を達成するため、本発明に係る磁気センサ（１、２）は、所定の第１方向に平行且つ当該第１方向に直交する第２方向に平行な平板状の一対の永久磁石であって、前記第１方向に垂直且つ前記第２方向に垂直な第３方向に離間していて、前記第２方向における一端部がＮ極に磁化され、前記第２方向における他端部がＳ極に磁化されている一対の永久磁石を含み、前記一端部又は前記他端部から離間していて前記第１方向へ延びる所定の空間の磁界強度が、その周囲の領域の磁界強度よりも小さくなるように、前記所定の空間に互いに反対方向へ向かう磁界を印加する磁界形成手段（１３）と、少なくとも一対の巨大磁気抵抗効果素子（１２２ａ～１２２ｄ、２２２ａ～２２２ｄ）であって、印加された磁界の強度が増大するに従って、その電気抵抗値が減少する巨大磁気抵抗効果素子が、前記所定の空間内における前記第３方向に対して垂直な所定の平面内にて所定の第１方向へ所定の第１距離だけ隔てて配置されるとともにブリッジ接続された電気回路と、を備え、磁性体（Ｇ）との距離に応じた信号を出力する。

本発明の一態様において、 前記磁界形成手段は、前記第２方向に延びる、角筒状の永久磁石であって、その軸方向における一端面がＮ極に磁化され、他端面がＳ極に磁化されている永久磁石であり、前記電気回路が、前記筒状に形成された磁界形成手段の内側に収容されている。

本発明の一態様において、前記一対の巨大磁気抵抗効果素子は、前記第２方向に延びる線状部を有するグラニュラ薄膜から構成されている。

本発明の一態様において、前記第１方向に移動する少なくとも１つの凸部又は凹部を有する磁性体の動作の検出に適用される。

上記の本発明に係る磁気センサが磁性体の近傍に配置されていない状態において、巨大磁気抵抗効果素子に印加される磁界強度が比較的小さく、巨大磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が比較的大きい。そのため、磁気センサに磁性体が近づけられ、そのギャップ（距離）が比較的小さくなったとしても、巨大磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が飽和し難い。よって、本発明に係る磁気センサを用いた場合には、出力信号波形が歪み難く、磁性体を高精度に検出できる。

また、磁気センサの近傍に磁性体が配置された場合には、磁気センサに対して印加される磁界であって磁性体の方向へ向かう磁界の強度がより大きくなる。その結果、磁気センサと磁性体との距離（ギャップ）が小さいほど、磁気センサの大きな出力が得られる。

また、磁界形成手段として永久磁石を用いた場合に、反対方向へ向かう磁界によって磁力が弱められた領域内では、位置に応じて磁界の向きが大きく異なるが、その強度が略同一になる傾向にある。したがって、印加された磁界の強度が増大するに従って、その電気抵抗値が減少するという特性を有する巨大磁気抵抗効果素子に対しては、磁界形成手段の配置精度が多少低くても、電気抵抗値の変動（ずれ）を抑制できるため、磁気センサによる磁性体の検出精度を高く保つことができる。よって、磁気センサの製造コストを低減できる。

本発明の一態様において、前記所定の平面内にそれぞれ配置された、２組の前記電気回路を備え、前記２組の電気回路が前記第１方向へ所定の第２距離だけずれるように配置されている。

これによれば、磁性体で構成された凹凸部を前記第１方向に平行な方向へ移動させた場合、位相のずれた２つ（２相）の出力信号波形が得られる。この２つの信号波形に基づく演算処理により、前記凹凸部の位置を高精度に検出可能である。

また、本発明の一態様において、前記電気回路の電気抵抗値が極大となるように、前記磁界形成手段に対して前記電気回路が配置されている。

前記電気回路を構成する巨大磁気抵抗効果素子に印加される磁力の強さに応じて、前記電気回路の電気抵抗値が変化する。そのため、磁界形成手段の近傍にて、前記電気回路を移動させると、前記電気回路の電気抵抗値が変化する。その電気抵抗値の変化に基づいて、磁界形成手段における磁力が弱められた領域を容易に検出できる。これによれば、磁界形成手段に対する前記電気回路の位置及び姿勢を容易に決定できる。

本発明の第１実施形態に係る磁気センサが検出対象としての歯車の近傍に配置された状態を示す斜視図である。 図１において磁気センサのバイアス磁石を省略した状態を示す斜視図である。 図２において磁気センサの樹脂封止部を省略した状態を示す斜視図である。 図１の磁気センサの内部を示す正面図（右側から見た図）である。 図４におけるセンサチップの拡大図である。 図４の磁気センサのＧＭＲ素子の電気的接続関係を示す電気回路図である。 磁気センサの平面図である。 バイアス磁石の下面における磁界（磁気ベクトル）の概略を示す概略図である。 バイアス磁石の下方にて歯車を回転させた際のバイアス磁石の下面の左右方向における中央部の磁界成分の強度比を示すグラフである。 バイアス磁石に対する、図１の磁気センサのＧＭＲ素子の位置を示す配置図である。 歯車に対する、図１の磁気センサのＧＭＲ素子の位置を示す配置図である。 ＧＭＲ素子への印加磁界に対するＧＭＲ素子の電気抵抗値の変化を示すグラフである。 図１の磁気センサの出力信号波形を示すグラフである。 図１の磁気センサのＧＭＲ素子の左右方向の位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 図１の磁気センサのＧＭＲ素子の前後方向の位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る磁気センサの内部を示す正面図（右側から見た図）である。 図１６の磁気センサのＧＭＲ素子の電気的接続関係を示す電気回路図である。 歯車に対する、図１６の磁気センサのＧＭＲ素子の位置を示す配置図である。 図１６の磁気センサの出力信号波形を示すグラフである。 図１６の磁気センサのＧＭＲ素子の左右方向の位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 図１６の磁気センサのＧＭＲ素子の前後方向の位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 本発明の変形例に係る磁気センサの斜視図である。 本発明の他の変形例に係る磁気センサの斜視図である。 従来の磁気センサの内部を示す平面図である。 図２４の磁気センサのＧＭＲ素子の長手方向への位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 図２４の磁気センサのＧＭＲ素子の短手方向への位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 図２４の磁気センサの出力信号波形を示すグラフである。 従来の他の磁気センサの内部を示す平面図である。 図２８の磁気センサのＧＭＲ素子の長手方向への位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。 図２８の磁気センサのＧＭＲ素子の短手方向への位置ずれに対する磁気センサの出力信号のオフセットを示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。本発明の第１実施形態に係る磁気センサ１は、図１乃至図３に示すように、チップパッケージ１１、センサチップ１２及びバイアス磁石１３を備える。

チップパッケージ１１は、エポキシ樹脂により、略長方形の板状に構成された樹脂封止部を含む。以下の説明において、チップパッケージ１１の長辺の延設方向を前後方向と呼び、チップパッケージ１１の短辺の延設方向を上下方向と呼ぶ。さらに、チップパッケージ１１の板厚方向を左右方向と呼ぶ。

チップパッケージ１１は、図３及び図４に示すように、アイランド部１１１、及びリードフレーム部１１２ａ～１１２ｄを含む。これらの部位は、左右方向に対して略垂直な薄板部である。これらの部位は、非磁性の導電体材料（例えば、銅板）で形成されている。

アイランド部１１１は、前後方向に延びる長方形を呈し、チップパッケージ１１の下半部に配置されている。アイランド部１１１の長辺及び短辺は、チップパッケージ１１の長辺及び短辺に対してそれぞれ平行である。

リードフレーム部１１２ａ～１１２ｄは、鉤型形状を呈し、それらの下縁部をアイランド部１１１の上縁部より少し上方に位置させ、それらの上端部をチップパッケージ１１の上面から上方へ突出させている。なお、図１乃至図３において、リードフレーム部１１２ａ～１１２ｄの形状を簡略化している。

アイランド部１１１の表面（右面）に、センサチップ１２が固定されている。センサチップ１２は、シリコン、ガラス、セラミックなどの絶縁体材料で略長方形の板状に構成された絶縁基板１２１を備えている。絶縁基板１２１の短辺の長さＬ１が１．０５ｍｍに設定され、長辺の長さＬ２が１．８ｍｍに設定されている（図５参照）。また、絶縁基板１２１の厚みが０．２５ｍｍに設定されている。この絶縁基板１２１は、その長辺及び短辺をチップパッケージ１１の長辺及び短辺とそれぞれ平行にして、ダイボンド材によりアイランド部１１１の上面に固着されている。

絶縁基板１２１の表面には、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）１２２ａ～１２２ｄ及び電極１２３ａ～１２３ｄが配置されている。ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄは、Ａｇ－ＦｅＣｏからなる線状のグラニュラ薄膜で構成されており、絶縁基板１２１の表面にスパッタリング法を用いてグラニュラ薄膜を成膜することにより、絶縁基板１２１上に形成されている。ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄは絶縁基板１２１の表面における後側部分に設けた長方形領域１２１ａに成膜され、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃは絶縁基板１２１の表面における前側部分に設けた長方形領域１２１ｂに成膜されている。長方形領域１２１ａ，１２１ｂの形状及び大きさは同一であり、上下方向の長さが前後方向の長さよりも大きく設定されている。長方形領域１２１ａ，１２１ｂの上下方向の位置は同一である。すなわち長方形領域１２１ａ，１２１ｂの下辺から絶縁基板１２１及びチップパッケージ１１の下辺までの距離は同一であり、長方形領域１２１ａ，１２１ｂは絶縁基板１２１の前後方向における中心を通り上下方向に延びる中心線ＣＬ１に関して前後対称位置に配置されている。これらの長方形領域１２１ａ，１２１ｂの長辺の長さＬ３が０．４８ｍｍに設定され、短辺の長さＬ４が０．３ｍｍに設定されている。また、長方形領域１２１ａ及び長方形領域１２１ｂの対向する長辺の距離Ｌ５は、０．９２ｍｍに設定されている。そして、長方形領域１２１ａの中心と長方形領域１２１ｂの中心との間の距離Ｌ６は、１．２５ｍｍである。

ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄは、長方形領域１２１ａ上に、形成されている。ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄは全体として上下方向に延びる長方形を呈する。ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄは、それぞれ複数の折り返し部がある線状に形成されている。より具体的には、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄは、長方形領域１２１ａにて、上下方向に一直線状に一定長さ（長さＬ３よりも若干短い長さ）延び、その上端又は下端から前方へ折り返すように湾曲し、再び上下方向に直線状に前記一定長さだけ延びるように構成された部位が連続するように構成されている。

また、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄは、隣り合う線状部分の前後方向の間隔を大きくした部分と、隣り合う線状部分の前後方向の間隔を小さくした部分とを有する。そして、ＧＭＲ素子１２２ａにおける隣り合う線状部分の前後方向の間隔を大きくした部分に、ＧＭＲ素子１２２ｄにおける隣り合う線状部分の前後方向の間隔を小さくした部分を侵入させるとともに、ＧＭＲ素子１２２ｄにおける隣り合う線状部分の前後方向の間隔を大きくした部分に、ＧＭＲ素子１２２ａにおける隣り合う線状部分の前後方向の間隔を小さくした部分を侵入させている。なお、これらのＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの折り返し回数は、例えば、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの上下方向に延設された直線部分の本数が１７本となるように設定されている。

ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃは、長方形領域１２１ｂ上にて、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄと同様に構成されている。そして、ＧＭＲ素子１２２ｂは、前記中心線ＣＬ１を対称軸として、ＧＭＲ素子１２２ａと前後対称になるように配置されている。また、ＧＭＲ素子１２２ｃは、前記中心線ＣＬ１を対称軸として、ＧＭＲ素子１２２ｄと前後対称になるように配置されている。

電極１２３ａ～１２３ｄは、薄板状に非磁性の導電体材料（例えば、アルミニウム）で、絶縁基板１２１上に正方形状にパターン形成されている。電極１２３ａはＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの上方に位置し、電極１２３ｂはＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの上方に位置する。電極１２３ａ，１２３ｂは、前記中心線ＣＬ１に関して前後対称に配置されている。電極１２３ｃはＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの後方であって前記中心線ＣＬ１とＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの間に位置し、電極１２３ｄはＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの前方であって前記中心線ＣＬ１とＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの間に位置する。電極１２３ｃ，１２３ｄは、前記中心線ＣＬ１に関して前後対称に配置されている。

また、図５に示すように、絶縁基板１２１上には、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄと電極１２３ａ～１２３ｄとをそれぞれ電気接続するための配線パターン１２４が形成されている。この配線パターン１２４も、薄板状の非磁性の導電体材料（例えば、アルミニウム）で構成されている。ＧＭＲ素子１２２ａの一端は配線パターン１２４により電極１２３ａに電気接続され、ＧＭＲ素子１２２ａの他端は配線パターン１２４により電極１２３ｃに接続されている。ＧＭＲ素子１２２ｂの一端は配線パターン１２４により電極１２３ｂに電気接続され、ＧＭＲ素子１２２ｂの他端は配線パターン１２４により電極１２３ｃに接続されている。これにより、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｂはハーフブリッジ接続されている（図６参照）。また、ＧＭＲ素子１２２ｃの一端は配線パターン１２４により電極１２３ａに電気接続され、ＧＭＲ素子１２２ｃの他端は配線パターン１２４により電極１２３ｄに接続されている。ＧＭＲ素子１２２ｄの一端は配線パターン１２４により電極１２３ｂに電気接続され、ＧＭＲ素子１２２ｄの他端は配線パターン１２４により電極１２３ｄに接続されている。これにより、ＧＭＲ素子１２２ｃ，１２２ｄもハーフブリッジ接続されている。

電極１２３ａ～１２３ｄは、導電線（例えば、金線）からなるワイヤ１１３ａ～１１３ｄを介して、リードフレーム部１１２ａ～１１２ｄにそれぞれ電気的に接続されている（図４参照）。リードフレーム部１１２ａは、外部に設けた電気回路装置の電力供給端子に接続されている。リードフレーム部１１２ｂは前記電気回路装置の接地端子に接続されている（図６参照）。これにより、リードフレーム部１１２ａとリードフレーム部１１２ｂとの間に一定電圧Ｖが印加される。リードフレーム部１１２ｃは、前記電気回路装置に、ＧＭＲ素子１２２ａとＧＭＲ素子１２２ｂとの接続点の電圧Ｖｏ１を出力する。リードフレーム部１１２ｄは、前記電気回路装置に、ＧＭＲ素子１２２ｃとＧＭＲ素子１２２ｄとの接続点の電圧Ｖｏ２を出力する。このように、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄはフルブリッジ回路を構成している。また、前記電気回路装置は差動増幅器１２５を備えており、差動増幅器１２５は電圧，Ｖｏ１，Ｖｏ２の差分電圧を出力信号として出力する。

バイアス磁石１３は、ネオジウムと鉄を主原料としたネオジウム磁石である。バイアス磁石１３は、上下方向に延びる筒状を呈する（図１参照）。すなわち、バイアス磁石１３は、上下方向に貫通する貫通孔ＴＨ_１３を有する。バイアス磁石１３の平面視において、バイアス磁石１３は前後方向に延びる略長方形を呈する（図７参照）。同図において、バイアス磁石１３の外形の長辺の長さＬ７及び短辺の長さＬ８がそれぞれ７．５ｍｍ及び２．７ｍｍに設定されている。また、貫通孔ＴＨ_１３の長辺の長さＬ９及び貫通孔ＴＨ_１３の短辺の長さＬ１０は、それぞれ６．０ｍｍ及び１．５ｍｍに設定されている。

また、バイアス磁石１３の高さＬ１１（図１参照）が３．０ｍｍに設定されている。また、バイアス磁石１３は、その高さ方向を２等分する面を境界として分極され、その境界面に対して垂直方向に２極に着磁されており、下側がＮ極に磁化されるとともに、上側がＳ極に磁化されている。

上記のように構成されたバイアス磁石１３のＮ極からＳ極へ向かう磁力線のうちの一部が、貫通孔ＴＨ_１３内を通る。それらの磁力線のうち、互いに反対方向へ向かう磁力線同士が互いに打ち消し合う。これにより、バイアス磁石１３の貫通孔ＴＨ_１３の少し下方に、その周囲に比べて磁力が弱められた領域Ｚが形成されている（図８参照）。領域Ｚは、貫通孔ＴＨ_１３の少し下方にて前後方向に延びている。領域Ｚの中心軸は、貫通孔ＴＨ_１３の幅方向（左右方向）における中央部（又はその少し下方）に位置している。なお、領域Ｚの中心軸からの距離が同一である２点であって、領域Ｚの中心軸まわりに少し離間した２点の磁気ベクトルの大きさは同等であるが、磁気ベクトルの向きが大きく異なる。

なお、図８は、バイアス磁石１３の周囲に磁性体が存在しない場合の磁界（磁気ベクトル）を示している。バイアス磁石１３の周囲に磁性体が存在する場合には、磁界は、図８とは異なる状態になる。例えば、図９に示すシミュレーション結果のように、領域Ｚの下方にて歯車が回転した場合に、領域Ｚの磁界が周期的に変化する。なお、このシミュレーションにおいて、磁性体としてのＳ４５Ｃ鋼材インボリュート歯車をバイアス磁石の下方にて回転させた状態を想定している。この場合の歯車の歯のピッチは、２．５ｍｍに設定されている。また、バイアス磁石として、筒状の磁石ではなく、簡易的に、２枚の角板状の磁石を対面配置した状態を想定している。この２枚の各板状の磁石の構成は同一としている。両磁石の板厚方向が左右方向に一致している。両磁石の隙間が１．５ｍｍに設定されている。両磁石の辺のうち、上下方向に延びる辺の長さが５．０ｍｍに設定され、前後方向に延びる辺の長さが６．０ｍｍに設定されている。また、両磁石の厚さが０．６ｍｍに設定されている。そして、両磁石の下方にて、歯車の回転軸が左右方向に一致するように配置されている状態を想定している。このような条件下にて、歯車を回転させた際、両磁石の下面間の中央位置における磁気ベクトルの上下方向の成分が主に変化する。図９は、その成分の強度（磁界強度）の変化を示している。同図において、歯車の歯の天面と両永久磁石の下面との距離（ギャップ）を０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲内におけるいずれかの値に設定した際の磁界強度の変化をそれぞれ示している。なお、同図において、ギャップを０．５ｍｍに設定した際の磁界強度を基準とし、他のギャップにおける磁界強度は、上記の基準に対する相対値である。

同図に示すように、歯の移動（歯車の回転）に伴う磁界強度の変化は略正弦波状を呈する。また、歯と磁石のギャップが小さくなるに従って、磁界強度が全体的に大きくなるとともに、その振幅が大きくなる。なお、バイアス磁石１３を用いた場合も、図９と同様の特性を示す。

上記のように構成されたチップパッケージ１１及びセンサチップ１２からなる本体部Ｍ１が、バイアス磁石１３の貫通孔ＴＨ_１３内に収容されている（図１参照）。ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの中心とＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの中心とを通る中心線ＣＬ２（図５参照）と領域Ｚの中心軸とが同軸配置されている（図７及び図１０参照）。なお、実際には、バイアス磁石１３の周囲に磁性体が存在しない状態にて、本体部Ｍ１が移動され、各ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄが接続されて構成された電気回路の電気抵抗値が最大になるように、バイアス磁石１３に対する本体部Ｍ１の位置及び姿勢が調整される。そして、中心線ＣＬ２と中心線ＣＬ１との交点Ｏ１（すなわちＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄとＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの中心間の中央位置）が、貫通孔ＴＨ_１３の前後方向における中央位置の下方に位置している。なお、図７及び図１０において、チップパッケージＣＰの樹脂封止部を省略している。

つぎに、磁気センサ１を用いて、磁性体である歯車Ｇの回転を検出した例（実測値）について説明する。まず、歯車Ｇの構成について説明する。歯車Ｇは、円形の外周面上にそれぞれ同じ形状及び大きさの方形状の凸部（歯）Ｇ１と凹部Ｇ２を交互に配置させている。歯車Ｇの凸部Ｇ１の間隔（ピッチ）が、長さＬ６の２倍に一致している。歯車Ｇは磁性体材料で構成されていれば、種々の磁性体材料で種々の形状に構成され得る。また、歯車Ｇの形状に関しても、凸部Ｇ１及び凹部Ｇ２を有していれば、種々の形状に構成され得る。本実施形態の歯車Ｇは、Ｓ４５Ｃ鋼材インボリュート形状歯車である。なお、各種実験で用いられる本発明に関する歯車Ｇも、背景技術の項で説明した従来の歯車Ｇも、Ｓ４５Ｃ鋼材インボリュート形状歯車である。

磁気センサ１は、図示しない固定部品を用いて歯車Ｇの近傍に固定される。本体部Ｍ１の下端面が歯車Ｇの凸部Ｇ１の天面に平行に対向し、かつ本体部Ｍ１（センサチップ１２）の前後方向が歯車Ｇの回転方向（凸部Ｇ１の移動方向）に一致するように、磁気センサ１及び歯車Ｇが配置される（図１０及び図１１参照）。そして、チップパッケージ１１の下端から前記一つの凸部Ｇ１の天面までの距離（ギャップ）は、例えば、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲内のいずれかの値に設定される。

歯車Ｇに対して磁気センサ１を上記のように配置した状態で、歯車Ｇを回転させると、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの素子面に対して平行（上下方向）に通過する磁界と、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの素子面に対して平行（上下方向）に通過する磁界の磁界強度は、１８０°の位相差をもってそれぞれほぼ正弦波状に変化する。

具体的には、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの素子面に対して平行（下方）に通過する磁界強度Ｈ_ａｄは、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄが隣り合う２つの凸部Ｇ１の中間位置にあるとき第１強度である。このとき、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃは、１つの凸部Ｇ１に対向している。そして、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの素子面に対して平行（下方）に通過する磁界強度Ｈ_ｂｃが、第１強度より大きな第２強度になっている。

歯車Ｇの回転に従って、磁界強度Ｈ_ａｄは、前記第１強度から徐々に大きくなるとともに、磁界強度Ｈ_ｂｃが前記第２強度から徐々に小さくなる。ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄが１つの凸部Ｇ１に対向した状態では、磁界強度Ｈ_ａｄが前記第２強度になる。このとき、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃは、隣り合う２つの凸部Ｇ１の中間位置にあり、磁界強度Ｈ_ｂｃが前記第１強度になっている。

歯車Ｇがさらに回転すると、磁界強度Ｈ_ａｄが前記第２強度から徐々に小さくなるとともに、磁界強度Ｈ_ｂｃが前記第１強度から徐々に大きくなる。ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄが隣り合う２つの凸部Ｇ１の中間位置にある状態になると、磁界強度Ｈ_ａｄは、前記第１強度に戻る。このとき、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃが一つの凸部Ｇ１に対向しており、磁界強度Ｈ_ｂｃが前記第２強度に戻る。なお、磁界強度Ｈ_ａｄ，Ｈ_ｂｃの変化は、略正弦波状を呈する。

ここで、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄに印加された磁界強度の変化に対し、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの電気抵抗値は、図１２に示すように変化する。したがって、上記のような磁界強度Ｈ_ａｄ，Ｈ_ｂｃの変化により、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの電気抵抗値はほぼ正弦波状に変化する。そして、ＧＭＲ素子１２２ｂ，１２２ｃの電気抵抗値の変化の位相が、ＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｄの電気抵抗値変化に対して、１８０°（歯車Ｇの凸部Ｇ１の１／２ピッチ）だけ異なっている。

ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄがフルブリッジ接続され手形成されたフルブリッジ回路の電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２の差分電圧が、出力信号として、差動増幅器１２５から出力される。すなわち、比較的大きな振幅値を有する歯車Ｇの回転検出信号を得ることができる（図１３参照）。

ここで、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの長手方向を磁界の印加方向とする場合と、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの短手方向を磁界の印加方向とする場合とについて説明しておく。図１２の実線は、ＧＭＲ素子の長手方向を磁界の印加方向としたときにおける、印加磁界強度に対するＧＭＲ素子の電気抵抗値の変化特性を示す。図１２の破線は、ＧＭＲ素子の短手方向を磁界の印加方向としたときにおける、印加磁界強度に対するＧＭＲ素子の電気抵抗値の変化特性を示す。すなわち、磁界感度異方性に関しては、前記長手方向を磁界の印加方向とする場合の方が、前記短手方向を磁界の印加方向とする場合よりも、磁界強度が「０」である状態からのＧＭＲ素子の電気抵抗値の変化が直線的且つ大きくなり、歪みが少なく且つ大きな出力電圧が得られる。したがって、上記実施形態のように、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの長手方向を磁界の印加方向とすることが、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの短手方向を磁界の印加方向とすることよりも好ましい。すなわち、上記実施形態のように、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの長手方向が歯車Ｇの径方向（歯たけ方向）に対して平行になるように、磁気センサ１を歯車Ｇに対して配置することが好ましい。その結果、図１３に示すように、上記実施形態の歯車Ｇの回転検出においては、振幅の大きくかつ高精度な正弦波状の出力電圧を得ることができる。

また、ここで、特許文献１の磁気センサＭＳにおいて、バイアス磁石ＢＭを、素子短手方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図２５に示す。また、磁気センサＭＳにおいて、バイアス磁石ＢＭを、素子長手方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図２６に示す。また、本実施形態の磁気センサ１において、本体部Ｍ１に対し、バイアス磁石１３を左右方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図１４に示す。さらに、磁気センサ１において、本体部Ｍ１に対し、バイアス磁石１３を前後方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図１５に示す。

図２５及び図２６に示したように、磁気センサＭＳにおいて、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに対するバイアス磁石ＢＭの位置が少しずれると、出力電圧のオフセットが大きく変化する。よって、磁気センサＭＳによる歯車Ｇの回転検出精度を高く保つためには、バイアス磁石ＢＭの配置精度を高く保つ必要がある。これに対し、図１４及び図１５に示したように、磁気センサ１において、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄに対するバイアス磁石１３の位置が多少ずれても、出力電圧のオフセットはそれほど変化しない。よって、バイアス磁石１３の配置精度が多少低くても、磁気センサ１による歯車Ｇの回転検出精度を高く保つことができる。

また、ここで、特許文献１の磁気センサＭＳを用いて歯車Ｇの回転を検出した例を図２７に示す。同図に示すように、この場合には、ギャップを小さくすると（例えば、０．１ｍｍであるとき）、出力信号波形が歪む。この要因は、磁気センサＭＳにおいては、磁気センサＭＳが歯車Ｇ（磁性体）の近傍に配置されていない状態において、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに印加されるバイアス磁石ＢＭの磁界強度が比較的大きい状態にあるためである。すなわち、歯車Ｇの近傍に磁気センサＭＳが配置され、そのギャップが小さい場合には、ＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに印加される磁界強度が大きく、その変化に対して電気抵抗値が直線的に変化しない（感度が低下する）ためである。

これに対し、本実施形態では、磁気センサ１が歯車Ｇ（磁性体）の近傍に配置されていない状態において、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄに印加されるバイアス磁石１３の磁界強度が比較的小さい状態（略「０」）にある。よって、歯車Ｇの近傍に磁気センサ１が配置され、そのギャップが小さい場合であっても、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄに印加される磁界強度の変化に対して電気抵抗値が直線的に変化する（電気抵抗値が飽和し難い）。よって、本実施形態に係る磁気センサ１を用いた場合には、図１３において実線で示したように、同ギャップ（０．１ｍｍ）においても、出力信号波形は歪むことなく、正弦波状を呈する。

このように、磁気センサ１によれば、歯車Ｇの回転を精度良く検出できる。さらに、本体部Ｍ１に対するバイアス磁石１３の配置精度が多少低くても、歯車Ｇの回転の検出精度が低下し難い。よって、磁気センサ１の製造コストを削減できる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について図面を用いて説明する。本発明の第２実施形態に係る磁気センサ２の構成は、第１実施形態と略同一である。磁気センサ２の外観は、磁気センサ１と同一である（図１参照）。ただし、センサチップ１２に代えて、センサチップ２２が用いられる（図１６参照）。

チップパッケージ１１の構成は、第１実施形態と同一である。第２実施形態においても、チップパッケージ１１の長辺の延設方向を前後方向と呼び、チップパッケージ１１の短辺の延設方向を上下方向と呼ぶ。さらに、チップパッケージ１１の板厚方向を左右方向と呼ぶ。

アイランド部１１１の表面（左面）に、センサチップ２２が固定されている。センサチップ２２は、第１実施形態の絶縁基板１２１と同様の絶縁基板２２１を備えている。絶縁基板２２１の表面（右面）には、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）２２２ａ～２２２ｄ及び電極２２３ａ～２２３ｄが配置されている。

ＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄは、絶縁基板２２１の上縁部に沿って前後方向に等間隔に配置されている。前後方向に隣り合う２つのＧＭＲ素子の中央部同士の間隔は、歯車Ｇの歯のピッチの１／４（＝０．６２５ｍｍ）である。ＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄの構成は、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄの構成と略同一である。上記のように、ＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄは、隣り合う線状部分の前後方向の間隔を大きくした部分と、隣り合う線状部分の前後方向の間隔を小さくした部分とを有する。これに対し、ＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄにおいては、隣り合う線状部分の前後方向の間隔は一定である。

電極２２３ａ～２２３ｄの構成も、電極１２３ａ～１２３ｄの構成と同一である。さらに、第１実施形態と同様に、ＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄと電極２２３ａ～２２３ｄとが配線パターン２２４により、それぞれ電気的に接続されている。これにより、ＧＭＲ素子２２２ａ，２２２ｃがハーフブリッジ接続され、ＧＭＲ素子２２２ｂ，２２２ｄがハーフブリッジ接続されている（図１７参照）。

電極２２３ａ～２２３ｄは、導電線（例えば、金線）からなるワイヤ１１３ａ～１１３ｄを介して、リードフレーム部１１２ａ～１１２ｄにそれぞれ電気的に接続されている。リードフレーム部１１２ａは、外部に設けた電気回路装置の電力供給端子に接続されている。リードフレーム部１１２ｃは前記電気回路装置の接地端子に接続されている。これにより、リードフレーム部１１２ａとリードフレーム部１１２ｃとの間に一定電圧Ｖが印加される。リードフレーム部１１２ｂは、ＧＭＲ素子２２２ａとＧＭＲ素子２２２ｃとの接続点の電圧ＶｏＡを前記電気回路装置に出力する。リードフレーム部１１２ｄは、ＧＭＲ素子２２２ｂとＧＭＲ素子２２２ｄとの接続点の電圧ＶｏＢを前記電気回路装置にそれぞれ出力する。

上記のように構成されたチップパッケージ１１及びセンサチップ２２からなる本体部Ｍ２が、第１実施形態と同様に、バイアス磁石１３の貫通孔ＴＨ_１３内に収容されている。その下方にて歯車Ｇが回転される（図１８参照）。本実施形態では、ＧＭＲ素子２２２ａとＧＭＲ素子２２２ｃとの前後方向の間隔が歯車Ｇの凸部Ｇ１のピッチの１／２に設定されている。したがって、歯車Ｇが回転すると、第１実施形態と同様に、電圧ＶｏＡが正弦波状に変化する。一方、ＧＭＲ素子２２２ｂとＧＭＲ素子２２２ｄとの前後方向の間隔も歯車Ｇの凸部Ｇ１のピッチの１／２に設定されている。したがって、歯車Ｇが回転すると、第１実施形態と同様に、電圧ＶｏＢが正弦波状に変化する。ただし、本実施形態では、ＧＭＲ素子２２２ａとＧＭＲ素子２２２ｂとの前後方向の間隔が、歯車Ｇの凸部Ｇ１のピッチの１／４に設定され、ＧＭＲ素子２２２ｃとＧＭＲ素子２２２ｄとの前後方向の間隔が、歯車Ｇの凸部Ｇ１のピッチの１／４に設定されている。したがって、電圧ＶｏＡと電圧ＶｏＡの波形の位相差は９０°である（図１９参照）。

これによれば、第１実施形態と同様に、歯車Ｇの回転を精度良く検出できる。さらに、歯車Ｇの回転を表す、高精度な正弦波状の出力信号Ａ（電圧ＶｏＡ）及び余弦波状の出力Ｂ（電圧ＶｏＢ）を得ることができ、出力信号Ａ，Ｂを用いた逆正接（アークタンジェント）演算により、歯車Ｇの回転角度を簡単に計算することができる。

なお、特許文献１には、２組のセンサチップＳＣＡ，ＳＣＢを備えた磁気センサＭＳが記載されている（図２８参照）。この例において、２組のセンサチップＳＣＡ，ＳＣＢが、歯車Ｇの回転方向及び歯車Ｇの歯幅方向にずれて配置されている。この場合、センサチップＳＣＡ，ＳＣＢのＧＭＲ素子Ｒａ，Ｒｄにそれぞれ印加されるバイアス磁界の強度が、センサチップＳＣＡ，ＳＣＢのＧＭＲ素子Ｒｂ，Ｒｃにそれぞれ印加されるバイアス磁界の強度と略同一であり、且つそれらの方向が略反対になるように、バイアス磁石ＢＭが配置される。このように構成された磁気センサＭＳによっても、センサチップＳＣＡ，ＳＣＢから、９０°だけ位相のずれた正弦波状の出力信号が得られ、これらの出力信号を用いて、歯車Ｇの回転角度を計算できる。

ここで、図２８の磁気センサＭＳにおいて、バイアス磁石ＢＭを、その長手方向にずらした際のセンサチップＳＣＡ，ＳＣＢのそれぞれの出力電圧のオフセットの変化を図２９に示す。また、磁気センサＭＳにおいて、バイアス磁石ＢＭを、その短手方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図３０に示す。また、本発明の第２実施形態の磁気センサ２において、本体部ＭＢに対し、バイアス磁石１３を左右方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図２０に示す。さらに、磁気センサ１において、本体部ＭＢに対し、バイアス磁石１３を前後方向にずらした際の出力電圧のオフセットの変化を図２１に示す。

図２９及び図３０に示したように、磁気センサＭＳにおいて、両センサチップＳＣＡ，ＳＣＢのＧＭＲ素子Ｒａ～Ｒｄに対するバイアス磁石ＢＭの位置がずれると、センサチップＳＣＡ，ＳＣＢの出力電圧が大きく変化する。しかも、センサチップＳＣＡ，ＳＣＢの出力電圧の変化の態様（方向）が反対である。よって、バイアス磁石ＢＭの配置精度を高く保つことが困難である。これに対し、図２０及び図２１に示したように、磁気センサ２において、ＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄに対するバイアス磁石１３の位置が多少ずれても、出力電圧はそれほど変化しない。よって、バイアス磁石１３の配置精度が多少低くても、磁気センサ２による歯車Ｇの回転検出精度を高く保つことができる。したがって、磁気センサ２の製造コストを低減できる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、図２２に示すように、２つの本体部Ｍ１を向かい合わせるとともに、歯車Ｇの凸部Ｇ１のピッチの１／４に相当する距離だけ前後方向にずらして配置し、これらの一組の本体部Ｍ１，Ｍ１をバイアス磁石１３の貫通孔ＴＨ_１３に収容してもよい。これによっても、第２実施形態と略同一の効果が得られる。

また、上記実施形態では、筒状の磁石をバイアス磁石１３として採用しているが、これに代えて、図２３に示すように、２枚の平板状の永久磁石１３Ａ，１３Ａからなるバイアス磁石を採用しても良い。

上記実施形態においては、各種長さ及び距離Ｌ１～Ｌ１１を所定の値に設定したが、この値は適宜変更され得る。また、上記実施形態においては、バイアス磁石１３の下側（歯車Ｇに対面する側）をＮ極にして反対側をＳ極に磁化したが、このＮ極とＳ極を逆にしてもよい。また、上記実施形態では、アイランド部１１１を、リードフレーム部１１２ａ～１１２ｄと同様な非磁性の導電板で構成した。しかし、アイランド部は導電性を必要としないので、非磁性体であれば、導電性を有さない材料の薄板を用いてもよい。

また、上記第１実施形態においては、４個のＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄでフルブリッジ回路を構成し、フルブリッジ回路から正弦波状の出力信号を得て、歯車Ｇの回転を検出するようにした。しかし、出力振幅値は小さくなるが、２個のＧＭＲ素子１２２ａ，１２２ｂ（又はＧＭＲ素子１２２ｃ，１２２ｄ）でハーフブリッジ回路を構成し、ハーフブリッジ回路から正弦波状の出力信号を得て、歯車Ｇの回転を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、面内感磁素子である磁界強度検知型のＧＭＲ素子として、グラニュラ薄膜を用いたＧＭＲ素子を用いた。しかし、これに代えて、面内感磁素子である磁界強度検知型のＧＭＲ素子として、人工格子型のＧＭＲ素子を用いることができる。この人工格子型のＧＭＲ素子は、例えば、日本応用磁気学会誌Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ５１９９１，Ｐ８１３～８２１の「人工格子の磁気抵抗効果」と題する論文に記載されている数オングストロームから数十オングストロームの厚さの磁性層と非磁性層とを交互に積層させた積層体、いわゆる人工格子膜（（Ｆｅ／Ｃｒ）ｎ，（パーマロイ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ）ｎ，（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎなど）で構成される。

また、上記実施形態では、ＧＭＲ素子として、グラニュラ薄膜を折り返しながら直線状に延設させたＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄ、又はＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄを用いた。しかし、これらのＧＭＲ素子１２２ａ～１２２ｄ、又はＧＭＲ素子２２２ａ～２２２ｄに代えて、渦巻き状のＧＭＲ素子を用いてもよい。これらの渦巻き状のＧＭＲ素子とは、絶縁基板上に、外側から内側に渦巻き状に線状のグラニュラ薄膜（又は人工格子膜）を延設させ、内側端から外側に渦巻き状に線状のグラニュラ薄膜（又は人工格子膜）を延設させたものである。

また、上記実施形態では、磁気センサ１及び磁気センサ２を磁性体からなる歯車Ｇの回転を検出する検出装置に適用した。しかし、上述した磁気センサ１は、歯車Ｇでなくても、また、円盤状部材の外周面に一つ以上の凹部を有する円盤状部材の回転検出にも適用され得る。さらには、回転体でなくても、磁性体からなり凸部（歯）又は凹部を有していて直線的に移動する移動体の検出にも、上述した磁気センサ１及び磁気センサ２は適用され得る。この場合も、移動体の凹凸部に対向させて上述した磁気センサ１及び磁気センサ２を配置すればよい。

１…磁気センサ、２…磁気センサ、１１…チップパッケージ、１２…センサチップ、１３…バイアス磁石、１３Ａ…バイアス磁石、２２…センサチップ、１２１…絶縁基板、１２２ａ…ＧＭＲ素子、１２２ｂ…ＧＭＲ素子、１２２ｃ…ＧＭＲ素子、１２２ｄ…ＧＭＲ素子、１２４…配線パターン、１２５…差動増幅器、２２１…絶縁基板、２２２ａ…ＧＭＲ素子、２２２ｂ…ＧＭＲ素子、２２２ｃ…ＧＭＲ素子、２２２ｄ…ＧＭＲ素子、２２４…配線パターン、Ｇ…歯車、Ｇ１…凸部、Ｇ２…凹部、Ｈａｄ…磁界強度、Ｈｂｃ…磁界強度、Ｚ…領域

Claims (6)

1. 磁性体との距離に応じた信号を出力する磁気センサであって、
   所定の第１方向に平行且つ当該第１方向に直交する第２方向に平行な平板状の一対の永久磁石であって、前記第１方向に垂直且つ前記第２方向に垂直な第３方向に離間していて、前記第２方向における一端部がＮ極に磁化され、前記第２方向における他端部がＳ極に磁化されている一対の永久磁石を含み、前記一端部又は前記他端部から離間していて前記第１方向へ延びる所定の空間の磁界強度が、その周囲の領域の磁界強度よりも小さくなるように、前記所定の空間に互いに反対方向へ向かう磁界を印加する磁界形成手段と、
   少なくとも一対の巨大磁気抵抗効果素子であって、印加された磁界の強度が増大するに従って、その電気抵抗値が減少する巨大磁気抵抗効果素子が、前記所定の空間内における前記第３方向に対して垂直な所定の平面内にて所定の第１方向へ所定の第１距離だけ隔てて配置されるとともにブリッジ接続された電気回路と、
   を備えた磁気センサ。
2. 請求項１に記載の磁気センサにおいて、
   前記所定の平面内にそれぞれ配置された、２組の前記電気回路を備え、
   前記２組の電気回路が前記第１方向へ所定の第２距離だけずれるように配置されている、磁気センサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の磁気センサにおいて、
   前記磁界形成手段は、前記第２方向に延びる、角筒状の永久磁石であって、その軸方向における一端面がＮ極に磁化され、他端面がＳ極に磁化されている永久磁石であり、
   前記電気回路が、前記筒状に形成された磁界形成手段の内側に収容されている、磁気センサ。
4. 請求項３に記載の磁気センサにおいて、
   前記一対の巨大磁気抵抗効果素子は、前記第２方向に延びる線状部を有するグラニュラ薄膜から構成されている、磁気センサ。
5. 請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１つに記載の磁気センサにおいて、
   前記電気回路の電気抵抗値が極大となるように、前記磁界形成手段に対して前記電気回路が配置されている、磁気センサ。
6. 請求項１乃至請求項５のうちのいずれか１つに記載の磁気センサにおいて、
   前記第１方向に移動する少なくとも１つの凸部又は凹部を有する磁性体の動作の検出に適用される磁気センサ。

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