[發明專利]磁性傳感器裝置

有效

• 申請號: 201380019119.7
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104204835B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 尾込智和;下畑賢司;淺野啟行
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01R33/02;H01L43/02;H01L43/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陳力奕

技術領域

本發明涉及對紙幣等紙片狀介質上所形成的微小磁性圖案進行檢測的磁性傳感器裝置。

背景技術

磁性傳感器裝置是使用磁阻效應元件的傳感器裝置，該磁阻效應元件具有電阻值相對于磁場強度變化的特性。紙幣等紙片狀介質所包含的磁性圖案的磁化量一般較為微小。因此，尤其在多通道同時進行檢測的線型磁性傳感器裝置中，為了以高靈敏度檢測磁性圖案，較多地使用各向異性磁阻效應元件。各向異性磁阻效應元件大體上靈敏度比半導體磁阻效應元件要高。磁性傳感器裝置中，需要將各向異性磁阻效應元件均設置在未磁飽和而靈敏度較高的磁場強度區域，之后使紙幣等紙片狀介質通過強磁場范圍。

然而，在使用各向異性磁阻效應元件的磁性傳感器裝置中，各向異性磁阻效應元件在10mT左右的磁通密度下飽和，因此將多個各向異性磁阻效應元件配置于未磁飽和而靈敏度較高的磁場強度區域較為困難。

為了解決這樣的問題，專利文獻1中公開了如下的磁性傳感器：調整永磁體的位置并將其配置成使得由永磁體產生的檢測用磁場同時給予的強磁性體薄膜磁阻元件(各向異性磁阻效應元件)的磁敏方向的偏置磁場強度成為飽和磁場以下的磁通量。

專利文獻1的磁性傳感器中在磁鐵和檢測對象之間配置有磁阻元件。此外，具有如下的磁性傳感器裝置：具有在磁鐵和磁阻元件之間移動檢測對象的結構(例如參照專利文獻2)的磁性傳感器裝置、或者具有將磁阻元件配置在兩個磁鐵之間、并在磁阻元件和一個磁鐵之間移動檢測對象的結構(例如參照專利文獻3)的磁性傳感器裝置。在磁鐵和磁阻元件之間移動檢測對象的結構中，還具有如下結構：進一步使磁鐵和磁性體相對，并將磁阻元件配置在磁性體側。

例如，專利文獻4的磁性傳感器裝置中，隔著傳送空間將下側的永磁體與上側的磁軛相對配置。永磁體的相對磁極面形成為相同磁極。在磁軛的相對面側配置有構成分壓電路的磁阻元件。在磁軛的相對面上形成凹槽。永磁體發出的磁力線匯集并進入磁軛的磁極，通過將磁阻元件配置于該磁通的匯集區域，從而提高被檢測體的檢測分辨率。

此外，在專利文獻5的磁性傳感器裝置中，將磁軛配置在磁鐵的上方。磁軛的磁腳部具有抑制磁鐵的磁通的發散的形狀磁各向異性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2008-145379號公報

專利文獻2：日本專利特開2005-129009號公報

專利文獻3：日本專利特開2001-21631號公報

專利文獻4：日本專利特開平06-231336號公報

專利文獻5：日本專利特開平07-210833號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

專利文獻1記載的磁性傳感器并未公開使強磁性體薄膜磁阻元件的磁敏方向的偏置磁場強度成為飽和磁場以下的磁通量的、永磁鐵的具體配置方法。此外，為了以多通道進行輸出，需要使施加到多個強磁性體薄膜磁阻元件的磁敏方向的偏置磁場強度均勻，但該方法并未被公開。

為了提高非接觸方式的磁性傳感器中的被檢測體的檢測靈敏度，需要提高偏置磁鐵的磁力，對各向異性磁阻效應元件施加適當的偏置磁場，提高傳送被檢測體的傳送路徑的磁場強度。在專利文獻1的磁性傳感器中，被檢測體以比各向異性磁阻效應元件距偏置磁鐵更遠的方式通過偏置磁鐵，因此被檢測體所引起的磁場強度的變化較小，各個各向異性磁阻效應元件的輸出信號變小。

在專利文獻2至專利文獻5的磁性傳感器裝置中，在配置磁阻效應元件的區域附近的磁場強度空間變化較大。磁阻效應元件配置在磁敏方向的磁場強度變化較大的區域中，能獲得最合適的偏置磁場的范圍較窄，難以調整。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，在使具有磁性圖案的被檢測體與磁阻效應元件相隔微小距離的非接觸狀態下，穩定且靈敏度優異地檢測被檢測體的磁性圖案。

解決技術問題所采用的技術方案

為了達到上述目的，本發明所涉及的磁性傳感器裝置包括：磁鐵，該磁鐵配置于被檢測體的傳送路徑的一個面，且沿被檢測體的傳送方向具有規定長度的磁極；以及磁性體，該磁性體沿著傳送方向與磁鐵隔著傳送路徑相對配置。磁性體生成與磁性體和磁鐵之間所形成的傳送路徑交叉的交叉磁場。而且，還具有磁阻效應元件，該磁阻效應元件配置在磁性體的面對傳送路徑的一側，在傳送方向上具有磁敏作用。

發明效果

根據本發明，施加到各向異性磁阻效應元件的磁敏方向的偏置磁場強度的偏差變小，能穩定且靈敏度優異地檢測被檢測體的磁性圖案。

附圖說明