磁传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种磁传感器装置，其能够通过磁铁向至少一个轴(X轴)、优选为两个轴(X轴和Y轴)的相对的移动高精度地进行位置检测，该磁传感器装置具备：多极磁铁，具有第1面和与该第1面相对的第2面，以将第1面放射状地分割成n个(n≥4)区域的方式由极性不同的磁极交替地排列而构成；以及磁检测部，以与多极磁铁的第1面相对的方式设置而构成，多极磁铁被设置为至少能够在与第1面和第2面实质上平行的平面内的第1方向上相对地移动，磁检测部输出对应于伴随着多极磁铁的相对的移动的磁场的变化的信号，在正交于第1面的方向上，多极磁铁和磁检测部的各自的几何学的中心实质上一致。

Magnetic sensor device

【技术实现步骤摘要】
磁传感器装置
本专利技术涉及一种磁传感器装置。
技术介绍
近年来，用于检测物理量(例如，由于移动体的旋转移动或线性移动引起的位置或移动量(变化量)等)的物理量检测装置(位置检测装置)在各种用途中被应用。作为该物理量检测装置，已知具备能够检测外部磁场的变化的磁传感器装置的物理量检测装置，并且从磁传感器装置输出相应于外部磁场的变化的信号。磁传感器装置具有产生被检测磁场的磁场产生部以及检测该被检测磁场的磁传感器元件，并且通过磁传感器元件检测由于磁场产生部的移动引起的磁场的变化。作为这样的磁传感器元件，已知电阻相应于外部磁场的变化而变化的磁阻效应元件(AMR元件、GMR元件、TMR元件等)，或者是利用了所谓的霍尔效应的霍尔元件等。一直以来，作为检测一个平面内的两个轴(X轴和Y轴)方向的移动的定点装置用的磁传感器装置，已知具有第1～第4GMR元件以及与它们相对设置的、在厚度方向上被磁化的磁铁(N极和S极的两极磁铁)，并且第1～第4GMR元件的固定层的磁化的方向依次为X轴正方向(+X方向)、X轴负方向(-X方向)、Y轴正方向(+Y方向)以及Y轴负方向(-Y方向)的磁传感器装置(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-276983号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题在上述磁传感器装置中，由于四个GMR元件(第1～第4GMR元件)的固定层的磁化的方向不同，因此基于伴随着磁铁向X轴方向(±X方向)和Y轴方向(±Y方向)的移动的各GMR元件的电阻值变化，能够求得磁铁的移动量(磁铁的位置)。然而，在上述磁铁中，相对于从其几何中心向X轴方向(±X方向)和Y轴方向(±Y方向)的各自的移动(磁铁的位移)的磁场强度的位移的线性较低。因此，存在伴随着磁铁的移动的各GMR元件的电阻值变化以及基于其的输出信号的线性(linearity)变低，位置检测精度降低的问题。另外，在上述磁传感器装置中，各GMR元件被配设于大致正方形的基板的四个角落，但是由于该基板的几何中心与磁铁的几何中心的位置偏离(初始状态下的基板和磁铁的位置关系的偏离)，还存在各GMR元件的电阻值变化以及基于其的输出信号产生大的变化，位置检测精度降低的问题。鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于，提供一种磁传感器装置，其能够高精度地进行通过磁铁的至少向一个轴(X轴)、或优选地向两个轴(X轴和Y轴)的相对的移动进行的位置检测。用于解决技术问题的技术手段为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种磁传感器装置，其特征在于，具备：多极磁铁，其具有第1面和与该第1面相对的第2面，并由极性不同的磁极以将所述第1面放射状地分割成n个(n是4以上的整数。)区域的方式交替地排列而成；以及磁检测部，其以与所述多极磁铁的所述第1面相对的方式设置而成，所述多极磁铁被设置为至少能够在与所述第1面和所述第2面实质上平行的平面内的第1方向上相对地移动，所述磁检测部输出对应于伴随所述多极磁铁的相对的移动的磁场的变化的信号，在正交于所述第1面的方向上，所述多极磁铁和所述磁检测部的各自的几何学的中心实质上一致。在所述磁传感器装置中，所述多极磁铁可被设置为能够在正交于所述平面内的所述第1方向的第2方向上相对地移动，所述磁检测部可以输出对应于伴随所述多极磁铁的向所述第1方向和/或所述第2方向的相对的移动的磁场的变化的信号，优选为输出对应于伴随所述多极磁铁的向所述第1方向的相对的移动的、在所述第2方向上的所述磁场的变化的信号，并且输出对应于伴随所述多极磁铁的向所述第2方向的相对的移动的、在所述第1方向上的所述磁场的变化的信号。在所述磁传感器装置中，所述多极磁铁可以包含所述极性不同的磁极间任意的极性都没有被磁化的中性区域，所述磁检测部可以在与所述多极磁铁的所述第1表面之间持有规定的间隔而设置，所述磁检测部与所述多极磁铁的所述第1面之间的间隔可以为0.1～5mm。在所述磁传感器装置中，可以使用具有包含磁化方向被固定而成的磁化固定层的磁检测元件的磁检测部作为所述磁检测部，所述磁检测部可以具有多个所述磁检测元件，一个所述磁检测元件的所述磁化固定层的所述磁化方向可以实质上平行于所述第1方向，另一个所述磁检测元件的所述磁化固定层的磁化方向可以实质上平行于所述第2方向，可以使用TMR元件、GMR元件或AMR元件作为所述磁检测元件。本专利技术提供一种多极磁铁，其特征在于，该多极磁铁具有极性互不相同的第1磁极和第2磁极，所述多极磁铁具有第1面和与该第1面相对的第2面，当从所述第1面侧观察时，所述第1磁极和所述第2磁极以将所述第1面放射状地分割成n个(n是4以上的整数。)区域的方式交替地排列。在所述多极磁铁中，可以是当从所述第1面侧观察时，n/2个所述第1磁极和n/2个所述第2磁极以将所述第1面分割成n个(n是4以上的偶数。)的放射状的区域的方式交替地排列，当从所述第2面侧观察时，所述第2磁极处于与位于所述第1面侧的所述各第1磁极相对的位置，所述第1磁极处于与位于所述第1面侧的所述各第2磁极相对的位置，可以具有位于互相邻接的所述第1磁极和所述第2磁极之间的中性区域。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供一种磁传感器装置，其能够高精度地进行通过磁铁的至少向一个轴(X轴)、或优选地向两个轴(X轴和Y轴)的相对的移动进行的位置检测。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的大致结构的立体图。图2是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的大致结构的侧视图。图3是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的大致结构的俯视图。图4是用于说明本专利技术的一个实施方式所涉及的磁传感器装置中的传感器信号的变化的线性的图表。图5是示出本专利技术的另一个实施方式所涉及的磁传感器装置的大致结构的立体图。图6是示出本专利技术的另一个实施方式所涉及的磁传感器装置的大致结构的侧视图。图7是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的大致结构的框图。图8是示出本专利技术的一个实施方式所涉及的磁传感器装置所具有的电路结构的一个方式的大致结构的电路图。图9是示出本专利技术的一个实施方式中的磁传感器元件的大致结构的立体图。图10是示出本专利技术的一个实施方式中的磁传感器元件的大致结构的截面图。图11是示出使用了实施例1、实施例2、比较例1以及比较例2的磁传感器装置的、Y轴方向的磁场强度的变化相对于磁检测部的相对的位置的变化的线性的模拟结果的图表。图12是示出使用了实施例2～4的磁传感器装置的、磁检测部的相对的位置与X轴方向的磁场强度之间的关系的模拟结果的图表。图13是示出使用了实施例2～4的磁传感器装置的、磁检测部的相对的位置与Y轴方向的磁场强度之间的关系的模拟结果的图表。图14是示出使用了实施例5～7的磁传感器装置的、磁检测部的相对的位置与X轴方向的磁场强度之间的关系的模拟结果的图表。图15是示出使用了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁传感器装置，其特征在于，/n具备：/n多极磁铁，其具有第1面和与该第1面相对的第2面，并以将所述第1面放射状地分割成n个区域的方式由极性不同的磁极交替地排列而成，其中n是4以上的整数；以及/n磁检测部，以与所述多极磁铁的所述第1面相对的方式设置而成，/n所述多极磁铁被设置为至少能够在与所述第1面和所述第2面实质上平行的平面内的第1方向上相对地移动，/n所述磁检测部输出对应于伴随所述多极磁铁的相对的移动的磁场的变化的信号，/n在正交于所述第1面的方向上，所述多极磁铁和所述磁检测部的各自的几何学的中心实质上一致。/n

【技术特征摘要】
20181126 JP 2018-2200151.一种磁传感器装置，其特征在于，
具备：
多极磁铁，其具有第1面和与该第1面相对的第2面，并以将所述第1面放射状地分割成n个区域的方式由极性不同的磁极交替地排列而成，其中n是4以上的整数；以及
磁检测部，以与所述多极磁铁的所述第1面相对的方式设置而成，
所述多极磁铁被设置为至少能够在与所述第1面和所述第2面实质上平行的平面内的第1方向上相对地移动，
所述磁检测部输出对应于伴随所述多极磁铁的相对的移动的磁场的变化的信号，
在正交于所述第1面的方向上，所述多极磁铁和所述磁检测部的各自的几何学的中心实质上一致。


2.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述多极磁铁被设置为能够在所述平面内的正交于所述第1方向的第2方向上相对地移动，
所述磁检测部输出对应于伴随所述多极磁铁的向所述第1方向和/或所述第2方向的相对的移动的磁场的变化的信号。


3.根据权利要求2所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述磁检测部输出对应于伴随所述多极磁铁的向所述第1方向的相对的移动的、在所述第2方向上的所述磁场的变化的信号，并且输出对应于伴随所述多极磁铁的向所述第2方向的相对的移动的、在所述第1方向上的所述磁场的变化的信号。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述多极磁铁包含所述极性不同的磁极间任意的极性均没有被磁化的中性区域。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的磁传感器装置，其特征在于，
所述磁检测部在与所述多极磁铁的所述第1表面之间持有规定的间隔而设置。
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡永福，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP