図1は、本発明の第1実施の形態の原点検� �装置の斜視図、図2は、図1の正面図、図3は� �原点検出用磁石の中心が基準位置(原点)にあ るときの磁気抵抗効果素子の固定磁性層及び フリー磁性層の磁化方向を説明するための説 明図(平面図)、図4は、原点検出装置を構成す る磁気センサの回路構成図、図5は図3の状態� ��ら原点検出用磁石が図示左方向(X(-)方向)に� ��動したときの磁気抵抗効果素子の固定磁性� ��及びフリー磁性層の磁化方向を説明するた� ��の説明図(平面図)、図6は図3の状態から原点 検出用磁石が図示右方向(X(+)方向)に移動した ときの磁気抵抗効果素子の固定磁性層及びフ リー磁性層の磁化方向を説明するための説明 図(平面図)、図7は本実施形態における磁気抵 抗効果素子を膜厚方向から切断した断面図、 図8は、横軸をX方向への原点検出用磁石の原� ��からの直線移動距離、縦軸を差動出力(セン サ出力)としたグラフ、である。

 各図におけるX方向は、原点検出用磁石の 中心の相対移動直線方向を示し、Z方向は前� �X方向と直交する高さ方向を示し、Y方向は、 前記X方向及び前記Z方向の双方に直交する方� ��を示す。

 図1に示すように原点検出装置4は、原点� �出用磁石1と、前記原点検出用磁石1と高さ方 向(図示Z方向)にて間隔を空けて対向する位置 に設けられた磁気センサ3とを有して構成さ� �る。前記磁気センサ3は基板2の表面2aに設置� ��れている。

 図1に示すように前記原点検出用磁石1の� �記磁気センサ3と対向する対向面(図示X-Y面;� �面)1aは全面がN極に着磁されており、前記対� ��面1aとの反対面(上面)1bは全面がS極に着磁さ れている。

 例えば図1に示す原点検出装置4は前記磁� �センサ3及び基板2が固定側であり、前記原点 検出用磁石1が可動側である。図1では、前記� ��点検出用磁石1の中心1cは、前記磁気センサ3 に対して基準位置(以下、原点Pという)にある 。ここで「原点検出用磁石1の中心1c」とは前 記原点検出用磁石1の膜厚中心で切断した切� �面(図示X-Y平面)の幅方向(図示X方向)及び長さ 方向(図示Y方向)の中心を意味するものとする 。また、原点Pは、後述する磁気センサ3の差� ��出力がゼロになるポイントであり、例えば� ��この第1実施形態では、前記原点検出用磁石 1の中心1cが、前記磁気センサ3の中心O1と高さ 方向(図示Z方向)に位置したとき、前記原点検 出用磁石1の中心1cを原点Pとする。なお原点P� ��位置は、後述する磁気センサ3内に配置され ている磁気抵抗効果素子の位置の変更等にて 変更できるものであり、前記原点Pと前記磁� �センサ3との位置関係は、前記磁気センサ3(� �び磁石1)が固定側、可動側であるかにかかわ らず、変動しない。

 そして前記原点検出用磁石1は、その中心 1cが、原点Pから図示X方向に直線移動可能に� �持されている。

 前記磁気センサ3の内部には、図3に示す� �うに4個の巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)が� �けられている。

 前記巨大磁気抵抗効果素子は、図7に示す ように基台10上に下から反強磁性層11、固定� �性層12、非磁性層13、フリー磁性層14及び保� �層15の順に積層されている。固定磁性層12は� ��1固定磁性層12aと第2固定磁性層12cが非磁性� �間層12bを介して積層された積層フェリ構造� �有している。反強磁性層11はその結晶配向性 を向上させるため、下地層11aの上に積層され ている。

 前記反強磁性層11は例えばIrMnで形成され、� ��地層11aはシード層として機能するNiFeCrで形� ��され、前記第1固定磁性層12aおよび第2固定� �性層12cはCoFeで非磁性中間層12bはRuで形成さ� �、前記非磁性層13はCuで形成され、前記フリ� ��磁性層14はCoFeとNiFeの積層で形成され、前記 保護層15はTaで形成される。前記巨大磁気抵� �効果素子の層構成は、上記以外の構成であ� �てもよいが、固定磁性層12、非磁性層13及び� ��リー磁性層14を必須層としている。この場� �固定磁性層12は積層フェリ構造でなくてもよ い。また前記非磁性層13がAl ₂ O ₃ 等の絶縁材料で形成されるとき、前記磁気抵 抗効果素子はトンネル型磁気抵抗効果素子(TM R素子)として構成される。磁気抵抗効果素子� ��TMR素子の場合は、電流を積層膜に対して垂� ��方向に流すように電極を形成する必要があ� ��が、磁気抵抗効果素子としては巨大磁気抵� ��効果素子(GMR素子)と基本的に同じである。

 前記反強磁性層11と前記第1固定磁性層12a� ��の間には磁場中熱処理により交換結合磁界� ��生じており、非磁性中間層12bを介した層間� ��交換バイアス磁界により前記第2固定磁性層 12cの磁化方向m12は所定方向に固定されている 。この実施形態では、前記第2固定磁性層12c� �磁化方向m12は図示X(+)方向に固定されている� ��固定磁性層12の磁化方向は第2固定磁性層12c� ��磁化方向m12に代表される。一方、フリー磁� ��層14の磁化方向m14は固定されておらず外部� �界Hによって磁化変動可能となっている。図7 では前記磁化方向m14が図示X(+)方向を向いて� �るが、前記外部磁界Hが図示X(+)方向に生じて いるためである。そして前記フリー磁性層14� ��磁化方向m14が外部磁界Hに対して磁化変動す ることで、前記第2固定磁性層12cの磁化方向m1 2との関係で電気抵抗値が変動する。

 図3に示すように磁気抵抗効果素子は、第 1の磁気抵抗効果素子17、第2の磁気抵抗効果� �子18、第3の磁気抵抗効果素子19及び第4の磁� �抵抗効果素子20により構成される。各磁気抵 抗効果素子17,18,19,20は全て図7に示す層構成の 巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)で構成されて� ��る。また図3では、各磁気抵抗効果素子17,18, 19,20が矩形状に図示されているが、実際には� ��えばミアンダ形状で形成されるほうが望ま� ��い。

 以下では、各磁気抵抗効果素子17,18,19,20� �R-H曲線はすべて同じであるとして説明する� �すなわち固定磁性層とフリー磁性層との磁� �関係が同じであれば抵抗値は同じである。

 図7に示すように、この第1実施形態では� �前記フリー磁性層14と非磁性層13との界面と� ��行な面(図示X-Y面)は、図1に示す原点検出用� ��石1の対向面1aと平行な関係にある。

 図3に示すように前記第1の磁気抵抗効果� �子17及び第2の磁気抵抗効果素子18は共通の基 台21上に形成され、前記第1の磁気抵抗効果素 子17を構成する固定磁性層12の磁化方向B(図7� �は符号m12と付したが、ここでは他の磁気抵� �効果素子の磁化方向と区別するために表記� �変更した。以下同じである)と前記第2の磁気 抵抗効果素子18を構成する固定磁性層12の磁� �方向Cは共に図示X(+)方向に固定されている。

 一方、第3の磁気抵抗効果素子19及び第4の 磁気抵抗効果素子20は、前記第1の磁気抵抗効 果素子17及び第2の磁気抵抗効果素子18と別の� ��板22上に共に設置され、前記第3の磁気抵抗� ��果素子19を構成する固定磁性層12の磁化方向 Dと前記第4の磁気抵抗効果素子20を構成する� �定磁性層12の磁化方向Eは共に図示X(-)方向に� ��定されている。すなわち第1の磁気抵抗効果 素子17及び第2の磁気抵抗効果素子18の固定磁� ��層12の磁化方向B,Cと、前記第3の磁気抵抗効� ��素子19及び第4の磁気抵抗効果素子20の固定� �性層12の磁化方向D,Eとは反平行の関係となっ ている。

 第1の磁気抵抗効果素子17及び第2の磁気抵 抗効果素子18を設置した基台21と第3の磁気抵� ��効果素子19及び第4の磁気抵抗効果素子20を� �置した基台22を別々としたが、これは、各基 台21,22上に設置される磁気抵抗効果素子の固� ��磁性層12の磁化方向が互いに異なっており� �じ磁場中熱処理を行えないためである。よ� �て別々の工程にて、第1の磁気抵抗効果素子1 7及び第2の磁気抵抗効果素子18と、第3の磁気� ��抗効果素子19及び第4の磁気抵抗効果素子20� �形成されることになる。

 また図3に示すように、磁気センサ3の中� �O1から前記原点検出用磁石1の直線移動方向� �ある図示X方向に引いた第1の仮想線と、図示 X-Y面内にて前記第1の仮想線に直交する方向� �引いた第2の仮想線を引いたとき、前記第1の 磁気抵抗効果素子17,第2の磁気抵抗効果素子18 ,第3の磁気抵抗効果素子19及び第4の磁気抵抗� ��果素子20は夫々、前記第1の仮想線と第2の仮 想線とで仕切られた4つの象限内のいずれか� �配置されている。

 図3に示すように、前記第1の磁気抵抗効� �素子17は、左上象限25内に位置し、第2の磁気 抵抗効果素子18は右上象限26内に位置し、第3� ��磁気抵抗効果素子19は左下象限27内に位置し 、第4の磁気抵抗効果素子20は右下象限28内に� ��置する。

 各磁気抵抗効果素子17,18,19,20は、前記磁� �センサ3の中心O1上、第1の仮想線上及び第2の 仮想線上を跨ぐことなく、前記中心O1から等� ��隔で離れた位置に配置される。

 図4に示すように、前記第1の磁気抵抗効� �素子17と第3の磁気抵抗効果素子19は、第1の� �力取出し部36を介して直列接続されている。 また、前記第2の磁気抵抗効果素子18と第4の� �気抵抗効果素子20は、第2の出力取出し部31を 介して直列接続されている。

 また、前記第1の磁気抵抗効果素子17と第4 の磁気抵抗効果素子20とが入力端子32を介し� �接続されるとともに、第2の磁気抵抗効果素� ��18と第3の磁気抵抗効果素子19とがグランド� �子33を介して接続されている。

 さらに前記第1の出力取出し部36と第2の出 力取出し部31とが差動増幅器34を介して外部� �力端子35に接続されている。

 図3に示す形態では、固定磁性層12の磁化� ��向B,Cが同一である前記第1の磁気抵抗効果素 子17と第2の磁気抵抗効果素子18は、前記第2の 仮想線を挟んだ両側のいずれかの象限内(図2� ��は、左上象限25と右上象限26)に配置される� �ともに、固定磁性層12の磁化方向D,Eが同一で ある前記第3の磁気抵抗効果素子19と第4の磁� �抵抗効果素子20も、前記第2の仮想線を挟ん� �両側の残りの象限内(図2では、左下象限27と� ��下象限27)に配置されている。

 図1に示す原点検出用磁石1は、その中心1c が原点Pにあるとき、図3に示すように、前記� ��点検出用磁石1は前記基板2上の全ての磁気� �抗効果素子17,18,19,20の素子形成領域(全ての� �気抵抗効果素子が入る大きさの領域。図3に� ��す点線Aで囲まれた領域)よりも大きい面積� �形成されている。

 例えば図1に示す前記原点検出用磁石1の� �寸法w1は2~10mm程度である。また前記原点検出 用磁石1の長さ寸法l1は2~10mm程度である。また 前記原点検出用磁石1の厚さ寸法t1は1~5mm程度� ��ある。図3に示す素子形成領域(点線Aで囲ん� ��範囲)の幅寸法及び長さ寸法は、0.5~1.5mm程度 である。また、図1に示す前記磁気センサ3の� ��寸法w2は2~5mm程度である。また前記磁気セン サ3の長さ寸法l2は1.5~5mm程度である。また前� �磁気センサ3の厚さ寸法t2は1~2mm程度である。 また図3に示す各磁気抵抗効果素子17,18,19,20の 間隔t3は、0.25~1mm程度である。

 図3に示すように、前記原点検出用磁石1� �中心1cが前記原点Pにあるとき、原点検出用� �石1の対向面1aから、各磁気抵抗効果素子17,18 ,19,20のフリー磁性層14に図示X-Y面内の水平磁� ��成分H1が作用する。前記水平磁場成分H1は、 前記原点検出用磁石1の対向面1aの中心から各 磁気抵抗効果素子17,18,19,20に対して放射状に� ��がる。この結果、図2に示すように、前記第 1の磁気抵抗効果素子17のフリー磁性層14の磁� ��方向F(図7では符号m14と付したが、ここでは� ��の磁気抵抗効果素子の磁化方向と区別する� ��めに表記を変更した。以下同じである)は左 斜め上方向になり、前記第2の磁気抵抗効果� �子18のフリー磁性層14の磁化方向Gは右斜め上 方向になり、前記第3の磁気抵抗効果素子19の フリー磁性層14の磁化方向Yは左斜め下方向に なり、前記第4の磁気抵抗効果素子20のフリー 磁性層14の磁化方向Iは右斜め下方向になる。

 第1の磁気抵抗効果素子17と第4の磁気抵抗 効果素子20の固定磁性層12の磁化方向B,Eとフ� �ー磁性層14の磁化方向F,Iとの磁化関係は同じ になり、第2の磁気抵抗効果素子18と第3の磁� �抵抗効果素子19の固定磁性層12の磁化方向C,D� ��フリー磁性層14の磁化方向G,Yの磁化関係は� �じになる。その結果、図3に示す差動増幅器3 4からの差動出力はゼロになり、外部出力端� �35から原点検出信号が得られる。

 図8は、横軸をX方向への原点検出用磁石1� ��原点Pからの図示X方向への直線移動距離、� �軸を差動出力としたグラフ(イメージ図)であ る。

 図3の状態から原点検出用磁石1が図示X(-)� ��向に移動すると、前記原点検出用磁石1から 各磁気抵抗効果素子17,18,19,20のフリー磁性層1 4に及ぶ水平磁場成分H1の方向が、全体的に徐 々に図示X(+)方向に変化する。前記原点検出� �磁石1の中心1cが図5に示す位置に到達すると� ��各磁気抵抗効果素子17,18,19,20のフリー磁性� �14の磁化方向J,K,L,Mは図示X(+)方向を向く。こ� ��結果、第1の磁気抵抗効果素子17の電気抵抗� ��は、図3の原点検出時よりも小さく、第2の� �気抵抗効果素子18の電気抵抗値は、図3の原� �検出時よりも小さくなり、第3の磁気抵抗効� ��素子19の電気抵抗値は、図3の原点検出時よ� ��も大きくなり、第4の磁気抵抗効果素子20の� ��気抵抗値は、図3の原点検出時よりも大きく なる。

 したがって図4に示す回路において、各磁 気抵抗効果素子17,18,19,20の電気抵抗値に基づ� ��差動出力が生じて、例えば、図8に示すよう に正(+)の出力が生じる。そして外部出力端子 35からは原点非検出信号が得られる。図5は、 最も差動出力が大きくなる磁化状態の一つで あり、図8に示す正(+)の出力は絶対値で最大� �なっている。

 一方、図3の状態から原点検出用磁石1が� �示X(+)方向に移動すると、前記原点検出用磁� ��1から各磁気抵抗効果素子17,18,19,20のフリー� ��性層14に及ぶ水平磁場成分H1の方向が全体的 に徐々に図示X(-)方向に変化し、前記原点検� �用磁石1の中心1cが図6の位置に到達すると、� ��磁気抵抗効果素子17,18,19,20のフリー磁性層14 の磁化方向W,X,Q,Rは図示X(-)方向を向く。この� ��果、第1の磁気抵抗効果素子17の電気抵抗値� ��、図3の原点検出時よりも大きくなり、第2� �磁気抵抗効果素子18の電気抵抗値は、図3の� �点検出時よりも大きくなり、第3の磁気抵抗� ��果素子19の電気抵抗値は、図3の原点検出時� ��りも小さくなり、第4の磁気抵抗効果素子20� ��電気抵抗値は、図3の原点検出時よりも小さ くなる。

 したがって図4に示す回路において、各磁 気抵抗効果素子17,18,19,20の電気抵抗値に基づ� ��差動出力が生じて、例えば、図8に示すよう に負(-)の出力が生じる。そして、外部出力端 子35からは原点非検出信号が得られる。図6は 、最も差動出力が大きくなる磁化状態の一つ であり、図8に示す負(-)の出力は最大となっ� �いる。

 上記のように、本実施形態では、各磁気� ��抗効果素子17,18,19,20の前記フリー磁性層14に は、前記原点検出用磁石1の直線移動に伴い� �前記原点検出用磁石1から前記フリー磁性層1 4と非磁性層13間の界面と平行な面内(図示X-Y� �内)にて方向が変化する水平磁場成分H1が作� �している。このように原点検出用磁石1の直� ��移動範囲内では、フリー磁性層14には水平� �場成分H1が作用してその磁場方向に磁化方向 が向く状態が維持されているため、飽和磁化 状態あるいはそれに近い状態が保たれている 。このように、フリー磁性層の磁化m14が水平 磁場成分H1による回転角度によって連続的に� ��化することに相当し、さらに第1~第4の磁気� ��抗効果素子の差動出力を検知する構造を有� ��ることにより原点近傍の出力ヒステリシス� ��十分に小さくできる。そして図8に示すよう に、前記原点検出用磁石1の中心1cが、原点P� �位置したとき、差動出力がゼロになり、そ� �以外の時には差動出力が生じているため、� �動出力の有無の判断により、原点検出を行� �ことができる。ヒステリシスを小さくする� �で、フリー磁性層14と第2固定磁性層12cの層� �の交換バイアス磁界(Hin)を小さくし、水平磁 場成分H1に対しての影響を少なくすることが� ��ましい。また本実施形態のように積層フェ� ��構造とすることで、固定磁性層磁化m12とフ� ��ー層磁化m14の静磁界的な影響も低減するこ� ��が好ましい。

 本実施形態の特徴的部分は、図1,図2に示� ��ように、原点Pから前記原点検出用磁石1の� �線移動方向の両側に、夫々、補助磁石80、81� ��設けられている点にある。前記補助磁石80,8 1は、前記原点検出用磁石1と連動可能に支持� ��れている。よって図1に示すように、前記原 点検出用磁石1が図示X(+)方向に移動すると、� ��記補助磁石80,81も図示X(+)方向に同距離だけ� ��動し、前記原点検出用磁石1が図示X(-)方向� �移動すると、前記補助磁石80,81も図示X(-)方� �に同距離だけ移動する。

 前記補助磁石80,81の前記原点検出用磁石1� ��向に向く対向面80a,81aは、前記原点検出用磁 石1の前記磁気センサ3との対向面1aと異極に� �磁されている。この実施形態では、前記原� �検出用磁石1の前記対向面1aはN極に着磁され� ��いるので、前記補助磁石80,81の前記対向面80 a,81aは夫々、S極に着磁されている。

 前記原点検出用磁石1と前記補助磁石80,81� ��材質や形状は同じでも異なってもよい。こ� ��実施形態では、前記原点検出用磁石1及び補 助磁石80,81は同じ材質でしかも同形状である� ��例えば前記原点検出用磁石1及び補助磁石80, 81は信越化学工業(株)製のネオジウム磁石(型� ��:N45H)にて形成される。また、図1,図2の実施� ��態では、同じ形状の3つの磁石を用意し、う ち2個の磁石を前記補助磁石80,81として、前記 原点検出用磁石1との対向面80a,81aがS極になる ように図1,図2に示す前記原点検出用磁石1と� �なって立てて支持している。

 そして上記のように着磁された補助磁石8 0,81を、原点検出用磁石1の移動方向(図示X方� �)の両側に設けることで、前記原点検出用磁� ��1と前記補助磁石80,81間の原点非検出空間α� �β内では、各磁気抵抗効果素子17,18,19,20に進� ��する水平磁場成分H1が確保される。ここで� �水平磁場成分H1は、前記原点非検出空間αで� ��図5と同様の図示X(+)方向であり、前記原点� �検出空間βでは図6と同様の図示X(-)方向であ� ��。なお原点非検出空間は、原点検出用磁石1 の中心1cが原点Pから離れた瞬間から生じてい る。以下に示す他の実施形態においても同様 である。

 本実施形態によれば、前記補助磁石80,81� �設けなかった従来に比べて水平磁場成分H1が 作用するX方向に広い原点非検出空間α、βを� ��保でき、よって従来に比べて原点検出用磁� ��1の直線移動距離を長く設定しても、高精度 に原点検知を行うことが可能になる。

 また、上記のように、前記原点非検出空� ��α内での水平磁場成分H1は、その空間内では 、ほぼ同一方向に生じており、また、前記原 点非検出空間β内での水平磁場成分H1は、そ� �空間内では、ほぼ同一方向に生じている。� �8に示すように原点検出用磁石1が原点Pから� �る程度離れると、差動出力は正あるいは負� �最大となるが、本実施形態ではこの最大出� �の状態を安定して得ることができる。しか� �図8に示すように、原点検出用磁石1が図示X(- )方向へ移動したときと、図示X(+)方向へ移動� ��たときとで、差動出力の符号が変化するた� ��、原点検出のみならず、前記原点検出用磁� ��1がどちら方向へ移動したかも検知できる。 さらに各磁気抵抗効果素子17,18,19,20を同じ層� ��成で構成できるので、各磁気抵抗効果素子1 7,18,19,20の温度特性のばらつき、すなわち抵� �温度係数(TCR)の影響によるばらつきを小さく できる。

 なお図3では4つの磁気抵抗効果素子17,18,19 ,20を用いたが、例えば前記磁気抵抗効果素子 は2個であってもよい。例えば図3に示す固定� ��性層12の磁化方向C,Dが反平行の第2の磁気抵� ��効果素子18と第3の磁気抵抗効果素子19を用� �、第1の磁気抵抗効果素子17及び第4の磁気抵� ��効果素子20を固定抵抗として、図3の原点検� ��時にて、差動出力がゼロとなるように各固� ��抵抗値を調整しておく。なお回路構成は図4 と同じである。また前記磁気抵抗効果素子は 1個であってもよいが、差動出力を大きくし� �また温度特性のばらつき、すなわち抵抗温� �係数(TCR)のばらつきによる影響を小さくして 、高精度な原点検出を行うには図3に示すよ� �に4つの磁気抵抗効果素子17,18,19,20をブリッ� �接続することが好適である。

 図9は、本発明の第2実施の形態の原点検� �装置の斜視図、図10(a)は、図9の磁気センサ� �原点検出用磁石とが対向した状態にあると� �の前記原点検出用磁石と磁気センサとの側� �図、図10(b)は、図9の補助磁石(図9の図示右側 の補助磁石)と、前記磁気センサとが最接近� �た状態での前記補助磁石と磁気センサとの� �面図、図11は、原点検出用磁石の中心が基準 位置(原点)にあるときの磁気抵抗効果素子の� ��定磁性層及びフリー磁性層の磁化方向を説� ��するための説明図(平面図)、図12は、図9と� �部異なる原点検出装置の斜視図、図13(a)は、 図12の前記磁気センサと前記原点検出用磁石� ��が対向した状態にあるときの前記原点検出� ��磁石と磁気センサとの側面図、図13(b)は、� �12の補助磁石(図12の図示右側の補助磁石)と� �前記磁気センサとが最接近した状態での前� �補助磁石と磁気センサとの側面図、である� �

 図9に示すように原点検出装置90は、原点� ��出用磁石91と、前記原点検出用磁石91と高さ 方向(図示Z方向)にて間隔を空けて対向する位 置に設けられた磁気センサ92とを有して構成� ��れる。前記磁気センサ92は基板93の表面93aに 設置されている。

 図9に示すように前記原点検出用磁石91は� ��第1の磁石94と第2の磁石95とで構成されてお� ��、前記第1の磁石94は、Y(-)側にN極が、Y(+)側� ��S極が着磁され、一方、前記第2の磁石95は、 Y(-)側にS極が、Y(+)側にN極が着磁されている� �図9に示すように、第1の磁石94の極性と、前� ��第2の磁石95の極性とが図示X方向にて異なる ように前記第1の磁石94と前記第2の磁石95とが 図示X方向に並設されている。

 例えば、この第2実施形態では、前記原点 検出用磁石91の中心91cが、前記磁気センサ3の 中心O2と高さ方向(図示Z方向)に位置したとき� ��前記原点検出用磁石1の中心91cを原点Pとす� �。

 図9に示すように、前記原点検出用磁石91� ��、その中心91cが、原点Pから図示X方向に直� �移動可能に支持されている。

 前記磁気センサ3の内部には、図11に示す� ��うに4個の巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)が� ��けられている。

 前記磁気センサ92内に設けられる磁気抵� �効果素子の層構成は図7で説明したとおりで� ��る。

 図9,図10(a)、図11に示すように、この第2実 施形態では、前記原点検出用磁石91の中心91c� ��原点Pにあるとき、前記磁気抵抗効果素子の フリー磁性層14と非磁性層13間の界面と平行� �面(図示X-Y面)は、前記原点検出用磁石91の前� ��磁気抵抗効果素子との対向面91aと平行関係� ��ある。

 図11に示すように、前記磁気センサ92内に は、4つの磁気抵抗効果素子54,55,56,57が設けら れている。また図11に示すように、前記第1の 磁気抵抗効果素子54,第2の磁気抵抗効果素子55 ,第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気抵抗� ��果素子57は夫々、前記第1の仮想線と第2の仮 想線とで仕切られた4つの象限内のいずれか� �配置されている。

 図11に示すように、前記第1の磁気抵抗効� ��素子54は、左下象限60内に位置し、第2の磁� �抵抗効果素子55は左上象限61内に位置し、第3 の磁気抵抗効果素子56は右下象限62内に位置� �、第4の磁気抵抗効果素子57は右上象限63内に 位置する。

 回路構成は図4と同じである。すなわち、 前記第1の磁気抵抗効果素子54と第3の磁気抵� �効果素子56は、図4に示す第1の出力取出し部3 6を介して直列接続されている。また、前記� �2の磁気抵抗効果素子55と第4の磁気抵抗効果� ��子57は、図4に示す第2の出力取出し部31を介� ��て直列接続されている。

 また、前記第1の磁気抵抗効果素子54と第4 の磁気抵抗効果素子57とが図4に示す入力端子 32を介して接続されるとともに、第2の磁気抵 抗効果素子55と第3の磁気抵抗効果素子56とが� ��4に示すグランド端子33を介して接続されて� ��る。

 さらに図4に示すように、前記第1の出力� �出し部36と第2の出力取出し部31とが差動増幅 器34を介して外部出力端子35に接続されてい� �。

 図11に示すように、第1の磁気抵抗効果素� ��54の固定磁性層の磁化方向54aと、前記第2の� ��気抵抗効果素子55の固定磁性層の磁化方向55 aは同一方向であり、前記第1の磁気抵抗効果� ��子54と第2の磁気抵抗効果素子55は共通の基� �65上に設置されている。また、前記第3の磁� �抵抗効果素子56の固定磁性層の磁化方向56aと 前記第4の磁気抵抗効果素子57の固定磁性層の 磁化方向57aは前記第1の磁気抵抗効果素子54及 び第2の磁気抵抗効果素子55の固定磁性層の磁 化方向に対して反平行であり、前記第3の磁� �抵抗効果素子56と第4の磁気抵抗効果素子57は 共通の基台66上に設置されている。

 図11に示すように、前記第1の磁気抵抗効� ��素子54及び第2の磁気抵抗効果素子55の固定� �性層の磁化方向54a,55aは共に図示Y(+)方向を向 いており、前記第3の磁気抵抗効果素子56及び 第4の磁気抵抗効果素子57の固定磁性層の磁化 方向56a,57aは共に図示Y(-)方向を向いている。

 図11に示すように、前記原点検出用磁石91 の中心91cが前記原点Pにあるとき、原点検出� �磁石91の対向面91aから、各磁気抵抗効果素子 54,55,56,57のフリー磁性層には図示X-Y面内の水� ��磁場成分H2が作用する。第3の磁気抵抗効果� ��子56及び第4の磁気抵抗効果素子57には、図10 (a)にも示すように、前記第1の磁石94から、図 示Y(+)方向の水平磁場成分H2が作用する。一方 、第1の磁気抵抗効果素子54及び第2の磁気抵� �効果素子55には、前記第2の磁石95から、図示 Y(-)方向の水平磁場成分H2が作用する。

 この結果、図11に示すように、前記第1の� ��気抵抗効果素子54のフリー磁性層の磁化方� �54b(図7では符号m14と付したが、ここでは他の 磁気抵抗効果素子の磁化方向と区別するため に表記を変更した。以下同じである)、及び� �2の磁気抵抗効果素子55のフリー磁性層の磁� �方向55bは、共に図示Y(-)方向を向き、前記第3 の磁気抵抗効果素子56のフリー磁性層の磁化� ��向56b、及び第4の磁気抵抗効果素子57のフリ� ��磁性層の磁化方向57bは、共に図示Y(+)方向を 向く。

 これにより、各磁気抵抗効果素子54,55,56,5 7の固定磁性層の磁化方向54a~57aとフリー磁性� ��の磁化方向54b~57bの磁化関係はすべて同じに なり、各磁気抵抗効果素子54,55,56,57の電気抵� ��値は同じになる。なお図11に示す磁化関係� �は、各磁気抵抗効果素子54,55,56,57の電気抵抗 値は最大値となる。その結果、図4に示す差� �増幅器34からの差動出力はゼロになり、外部 出力端子35から原点検出信号が得られる。

 図11に示すように前記原点検出用磁石91の 中心91cが原点Pにある状態から、例えば前記� �点検出用磁石91が図示X(-)方向に移動すると� �前記第1の磁気抵抗効果素子54及び第2の磁気� ��抗効果素子55のフリー磁性層には、前記第1� ��磁石94からのY(+)方向の水平磁場成分H2が作� �し始め、前記第1の磁気抵抗効果素子54及び� �2の磁気抵抗効果素子55の電気抵抗値が変化� �、これにより差動出力が生じ、外部出力端� �35から原点非検出信号が得られる。

 前記第1の磁気抵抗効果素子54及び第2の磁 気抵抗効果素子55に図示Y(+)方向の水平磁場成 分H2が作用して、前記第1の磁気抵抗効果素子 54及び第2の磁気抵抗効果素子55のフリー磁性� ��14の磁化方向54c、55cは図示Y(+)方向を向き、� ��記第1の磁気抵抗効果素子54及び第2の磁気抵 抗効果素子55の電気抵抗値は最小値となる。� ��方、第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気 抵抗効果素子57の電気抵抗値は最大値の状態� ��あり、図4に示す回路において、差動出力は 例えば図8に示す正の最大出力値となる。

 一方、図11に示すように前記原点検出用� �石91の中心91cが原点Pにある状態から、前記� �点検出用磁石51が図示X(+)方向に移動すると� �前記第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気� ��抗効果素子57のフリー磁性層に、第2の磁石9 5からの図示Y(-)方向の水平磁場成分H2が作用� �始め、前記第3の磁気抵抗効果素子56及び第4� ��磁気抵抗効果素子57の電気抵抗値が変化し� �これにより差動出力が生じ、外部出力端子35 から原点非検出信号が得られる。

 前記第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁 気抵抗効果素子57に図示Y(-)方向の水平磁場成 分H2が作用して、前記第3の磁気抵抗効果素子 56及び第4の磁気抵抗効果素子57のフリー磁性� ��14の磁化方向56c、57cは図示Y(-)方向を向き、� ��記第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気抵 抗効果素子57の電気抵抗値は最小値となる。� ��方、第1の磁気抵抗効果素子54及び第2の磁気 抵抗効果素子55の電気抵抗値は最大値の状態� ��あり、図4に示す回路において、差動出力は 例えば図8と同様に負の最大出力値となる。

 本実施形態の特徴的部分は、図9に示すよ うに、原点Pから前記原点検出用磁石1の直線� ��動方向の両側に、夫々、補助磁石96、97が設 けられている点にある。前記補助磁石96,97は� ��前記原点検出用磁石91と連動可能に支持さ� �ている。よって図9に示すように、前記原点� ��出用磁石91が図示X(+)方向に移動すると、前� ��補助磁石96,97も図示X(+)方向に同距離だけ移� ��し、前記原点検出用磁石91が図示X(-)方向に� ��動すると、前記補助磁石96,97も図示X(-)方向� ��同距離だけ移動する。

 前記補助磁石96,97のうち、前記第1の磁石9 4と近い側に配置された図示右側の補助磁石96 は、第2の磁石95と同じ着磁の磁石にて構成さ れ、前記第2の磁石95と近い側に配置された図 示左側の補助磁石97は、第1の磁石94と同じ着� ��の磁石で構成されている。

 そして上記のように着磁された補助磁石9 6,97を、原点検出用磁石91の移動方向(図示X方� ��)の両側に設けることで、前記磁気センサ3� �前記補助磁石96,97に近づくと空間的に広がる 前記補助磁石96,97からの水平磁場成分H2を受� �る。図10(b)は、前記磁気センサ92が図9に示す 原点検出用磁石91よりも図示右側にある補助� ��石96に最接近した状態を示しているが、図10 (b)に示すように前記磁気センサ92には、前記� ��助磁石96から前記第1の磁石94と同じようにY( +)方向の水平磁場成分H2が作用する。

 一方、図示しないが、前記磁気センサ92� �図9に示す原点検出用磁石91よりも図示左側� �ある補助磁石97に近づくと、前記磁気センサ 92には、前記補助磁石97から前記第2の磁石95� �同じようにY(-)方向の水平磁場成分H2が作用� �る。

 このように、補助磁石96,97を、前記原点� �出用磁石91の移動方向の両側に設けることで 、前記原点検出用磁石91と補助磁石96,97との� �の原点非検出空間内では、各磁気抵抗効果� �子に進入する水平磁場成分H2が確保される。 ここでの水平磁場成分H2は、前記原点検出用� ��石91と前記補助磁石96との間の原点非検出空 間内では、Y(+)方向であり、前記原点検出用� �石91と前記補助磁石97との間の原点非検出空� ��内では、Y(-)方向である。

 本実施形態によれば、前記補助磁石96,97� �設けなかった従来に比べて水平磁場成分H2が 作用する広い原点非検出空間を確保でき、よ って従来に比べて原点検出用磁石91の直線移� ��距離を長く設定しても、高精度に原点検知� ��行うことが可能になる。

 なお前記磁気センサ92が、前記原点検出� �磁石91及び、補助磁石96,97よりもさらに相対� ��動方向に離れても、ある程度の相対移動空� ��内では、補助磁石96,97からの水平磁場成分H2 が作用している。すなわち原点非検出空間が より広がって存在している(後述する実験で� �証明されている)。

 また、前記原点検出用磁石91と前記補助� �石96との間の原点非検出空間内にて発生する 水平磁場成分H2は、その空間内では、ほぼ同� ��方向に生じており、また、前記原点検出用� ��石91と前記補助磁石97との間の原点非検出空 間内にて発生する水平磁場成分H2は、その空� ��内では、ほぼ同一方向に生じている。図8に 示すように原点検出用磁石91が原点Pからある 程度離れると、差動出力は正あるいは負に最 大となるが、本実施形態ではこの最大出力の 状態を、原点検出用磁石91の移動距離を従来� ��り長く設定しても安定して得ることができ� ��。しかも図8に示すように、原点検出用磁石 91が図示X(-)方向へ移動したときと、図示X(+)� �向へ移動したときとで、差動出力の符号が� �化するため、原点検出のみならず、前記原� �検出用磁石91がどちら方向へ移動したかも検 知できる。さらに各磁気抵抗効果素子54,55,56, 57を同じ層構成で構成できるので、各磁気抵� ��効果素子54,55,56,57の温度特性のばらつき、� �なわち抵抗温度係数(TCR)のばらつきによる影 響を小さくできる。

 図9,図10に示すように、前記補助磁石96,97� ��、前記原点検出用磁石91よりも奥行き方向(Y (+)方向)にずれて配置されている。図9,図10に� ��すように前記補助磁石96,97の中心96c,97cは、� ��記原点検出用磁石91の中心91cから見てY(+)方� ��にずれている。また、前記磁気センサ3から 見た前記補助磁石96,97の正面(X-Z面)96d,97dは、� ��記原点検出用磁石91の裏面(X-Z面)91eよりも奥 行き方向(Y(+)方向)に位置して、前記補助磁石 96,97の正面96d,97dと前記原点検出用磁石91の裏� ��91eとの間にY方向の間隔γが空いている。前� ��間隔γは、3~6mm程度であることが好適である 。

 このため前記磁気センサ92が前記補助磁� �96,97に最接近しても図10(b)に示すように前記� ��気センサ92の真上に前記補助磁石96,97は無く 、前記磁気センサ92は前記補助磁石96,97の手� �側の前方域に位置する。

 このように、前記補助磁石96,97を前記原� �検出用磁石91から見て奥行き方向にずらして 配置すると、前記補助磁石96,97と前記原点検� ��用磁石91間の原点非検出空間をX方向により� ��げても、磁気センサ92には、前記補助磁石96 ,97の前方域に空間的に広がる水平磁場成分H2� ��適切に作用させることができ、前記原点検� ��用磁石91の移動距離をより長く設定できる� �すなわち、磁気センサの感度方向(固定層磁� ��方向)であるY方向に対し、磁場分布が広く� �一になるように補助磁石をシフトさせて配� �することに相当する。また前記原点検出用� �石91の中心91cが原点Pにあるとき、前記原点� �出用磁石91と前記磁気センサ92は高さ方向に� ��対向し距離的により近い状態を確保できる� ��で、前記原点検出用磁石91の中心91cが原点P� ��ら離れたときの前記磁気センサ92に作用す� �水平磁場成分H2を急峻に強くでき、したがっ て前記原点検出用磁石91の中心91cが原点Pから 離れると急峻に差動出力を生じるようにでき るため、より高精度に原点検知を行うことが 可能になる。

 またこの実施形態では図10(b)に示すよう� �補助磁石96から前記磁気センサ92に作用する� ��平磁場成分H2は、前記補助磁石96の前方領域 で回り込んでくる外部磁界であるから、この ような回り込む水平磁場成分H2を作るには、� ��記補助磁石96,97を前記原点検出用磁石91から 奥行き方向(図示Y(+)方向)にある程度大きくシ フトさせることが必要であり、具体的には、 上記したように、前記磁気センサ3から見た� �記補助磁石96,97の正面(X-Z面)96d,97dを、前記原 点検出用磁石91の裏面(X-Z面)91eよりも奥行き� �向(Y(+)方向)に位置させて、前記補助磁石96,97 の正面96d,97dと前記原点検出用磁石91の裏面91e との間にY方向の間隔γを空けることが好適で ある。

 図12は、図9と前記補助磁石100,101の構成が 異なるだけで他の構成は同じである。

 図12でも図9と同様に、原点Pから前記原点 検出用磁石91の直線移動方向(X方向)の両側に� ��夫々、補助磁石100、101が設けられている。� ��記補助磁石100,101は、前記原点検出用磁石91� ��連動可能に支持されている。よって図12に� �すように、前記原点検出用磁石91が図示X(+)� �向に移動すると、前記補助磁石100,101も図示X (+)方向に同距離だけ移動し、前記原点検出用 磁石91が図示X(-)方向に移動すると、前記補助 磁石100,101も図示X(-)方向に同距離だけ移動す� ��。

 前記補助磁石100,101のうち、前記第1の磁� �94と近い側に配置された図示右側の補助磁石 101は、第1の磁石94と同じ着磁の磁石にて構成 され、前記第2の磁石95と近い側に配置された 図示左側の補助磁石101は、第2の磁石95と同じ 着磁の磁石で構成されている。

 前記原点検出用磁石91の中心91cが原点Pに� ��るとき、前記磁気センサ92を構成する第3の� ��気抵抗効果素子56及び第4の磁気抵抗効果素� ��57には第1の磁石94からY(+)方向の水平磁場成� ��H3が作用し、第1の磁気抵抗効果素子54及び� �2の磁気抵抗効果素子55には第2の磁石95からY( -)方向の水平磁場成分H3が作用する(図11、図13 (a))。

 そして上記のように着磁された補助磁石1 00,101を、原点検出用磁石91の移動方向(図示X� �向)の両側に設けることで、前記磁気センサ9 2が前記補助磁石100,101に近づくと前記補助磁� ��100,101からの空間的に広がる水平磁場成分H3� ��受ける。

 図13(b)は、前記磁気センサ92が図12に示す� ��点検出用磁石91よりも図示右側にある補助� �石100に最接近した状態を示しているが、図13 (b)に示すように前記磁気センサ92には、前記� ��助磁石100からY(+)方向の水平磁場成分H3が作� ��する。

 一方、図示しないが、前記磁気センサ92� �図12に示す原点検出用磁石91よりも図示左側� ��ある補助磁石101に近づくと、前記磁気セン� ��92には、前記補助磁石101からY(-)方向の水平� ��場成分H3が作用する。

 このように、補助磁石100,101を、前記原点 検出用磁石91の移動方向の両側に設けること� ��、前記原点検出用磁石91と補助磁石100,101と� ��間の原点非検出空間内では、各磁気抵抗効� ��素子に進入する水平磁場成分H3が確保され� �。ここでの水平磁場成分H3は、前記原点検出 用磁石91と前記補助磁石100との間の原点非検� ��空間内では、Y(+)方向であり、前記原点検出 用磁石91と前記補助磁石101との間の原点非検� ��空間内では、Y(-)方向である。

 本実施形態によれば、前記補助磁石100,101 を設けなかった従来に比べて水平磁場成分H3� ��作用する広い原点非検出空間を確保でき、� ��って従来に比べて原点検出用磁石91の直線� �動距離を長く設定しても、高精度に原点検� �を行うことが可能になる。

 なお前記磁気センサ92が、前記原点検出� �磁石91及び、補助磁石100,101からさらに相対� �動方向に離れても、ある程度の相対移動空� �内では、補助磁石100,101からの水平磁場成分H 3が作用している。

 また図12に示す実施形態では、磁気セン� �92から見て、前記補助磁石100,101の正面(X-Z面) 100c,101cが、前記原点検出用磁石91の正面91dよ� ��も奥行き方向(Y(+)方向)に位置している。さ� ��に、前記磁気センサ92と前記補助磁石100,101� ��が最接近したとき、前記磁気センサ92が前� �補助磁石100,101の手前側(Y(-)側)に位置するこ� ��が好適である(図13(b))。これにより、前記補 助磁石100,101と前記原点検出用磁石91間の原点 非検出空間をよりX方向に広げても、磁気セ� �サ92には、前記補助磁石100,101の前方域に空� �的に広がる水平磁場成分H3を適切に作用させ ることができ、前記原点検出用磁石91の直線� ��動距離をより長く設定できる。また前記原� ��検出用磁石91の中心91cが原点Pにあるとき、� ��記原点検出用磁石91と前記磁気センサ92は高 さ方向にて対向し距離的により近い状態を確 保できるので、前記原点検出用磁石91の中心9 1cが原点Pから離れたときの前記磁気センサ92� ��作用する水平磁場成分H3を急峻に強くでき� �したがって前記原点検出用磁石91の中心91cが 原点Pから離れると急峻に差動出力を生じる� �うにできるため、より高精度に原点検知を� �うことが可能になる。

 図14は、本発明の第3実施の形態の原点検� ��装置の斜視図、図15(a)は、図14の前記磁気セ ンサと前記原点検出用磁石とが対向した状態 にあるときの前記原点検出用磁石と磁気セン サとの側面図、図15(b)は、図14の補助磁石(図1 4の図示右側の補助磁石)と、前記磁気センサ� ��が最接近した状態での前記補助磁石と磁気� ��ンサとの側面図、図16は、原点検出用磁石� �中心が基準位置(原点)にあるときの磁気抵抗 効果素子の固定磁性層及びフリー磁性層の磁 化方向を説明するための説明図(平面図)、で� ��る。

 図14に示すように原点検出装置50は、原点 検出用磁石51と、前記原点検出用磁石51と図� �Y方向にて間隔を空けて対向する位置に設け� ��れた磁気センサ52とを有して構成される。� �記磁気センサ52は基板53の表面53aに設置され� ��いる。

 例えば図14に示す原点検出装置50は前記磁 気センサ52が固定側であり、前記原点検出用� ��石51が可動側である。図14では、前記原点検 出用磁石51の中心51cは、前記磁気センサ52に� �して基準位置(原点)にある。ここで「原点検 出用磁石51の中心51c」とは前記原点検出用磁� ��51の膜厚中心で切断した切断面(図示X-Y平面) の幅方向(図示X方向)及び長さ方向(図示Y方向) の中心を意味するものとする。また、原点P� �、磁気センサ52の差動出力がゼロになるポイ ントであり、この第3実施形態では、図16に示 す磁気センサ52の中心O3から前記原点検出用� �石51の直線移動方向である図示X方向に引い� �第1の仮想線と、図示X-Y面内にて前記第1の仮 想線に直交する方向に第2の仮想線を引いた� �き、平面視にて前記第2の仮想線上に位置す� ��前記原点検出用磁石51の中心51cを原点Pとす� ��。なお原点Pの位置は、後述する磁気センサ 52内に配置されている磁気抵抗効果素子の位� ��の変更等にて変更できる。

 前記原点検出用磁石51は、その中心51cが� �原点Pから図示X方向に直線移動可能に支持さ れている。

 図14に示すように前記原点検出用磁石51は 、第1の磁石75と第2の磁石76とで構成されてお り、前記第1の磁石75は、Y(-)側にS極が、Y(+)側 にN極が着磁され、一方、前記第2の磁石76は� �Y(-)側にN極が、Y(+)側にS極が着磁されている� ��図14に示すように、第1の磁石75の極性と、� �記第2の磁石76の極性とが図示X方向にて異な� ��ように前記第1の磁石75と前記第2の磁石76と� ��図示X方向に並設されている。

 前記磁気センサ52内に設けられる磁気抵� �効果素子の層構成は図7で説明したとおりで� ��る。

 図14ないし図16に示すように、この第3実� �形態では、前記原点検出用磁石51の中心51cが 原点Pにあるとき、前記磁気抵抗効果素子の� �リー磁性層14と非磁性層13間の界面と平行な� ��(図示X-Y面)は、前記原点検出用磁石51の前記 磁気抵抗効果素子との対向面51aと直交関係に ある。

 図16に示すように、前記磁気センサ52内に は、4つの磁気抵抗効果素子54,55,56,57が設けら れている。各磁気抵抗効果素子の配置や固定 磁性層の磁化方向等は図11と同じである。ま� ��回路構成は図4と同じである。

 図16に示すように、第1の磁気抵抗効果素� ��54の固定磁性層の磁化方向54aと、前記第2の� ��気抵抗効果素子55の固定磁性層の磁化方向55 aは同一方向であり、前記第1の磁気抵抗効果� ��子54と第2の磁気抵抗効果素子55は共通の基� �65上に設置されている。また、前記第3の磁� �抵抗効果素子56の固定磁性層の磁化方向56aと 前記第4の磁気抵抗効果素子57の固定磁性層の 磁化方向57aは前記第1の磁気抵抗効果素子54及 び第2の磁気抵抗効果素子55の固定磁性層の磁 化方向に対して反平行であり、前記第3の磁� �抵抗効果素子56と第4の磁気抵抗効果素子57は 共通の基台66上に設置されている。図16に示� �ように、前記第1の磁気抵抗効果素子54及び� �2の磁気抵抗効果素子55の固定磁性層の磁化� �向54a,55aは共に図示Y(+)方向を向いており、前 記第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気抵� �効果素子57の固定磁性層の磁化方向56a,57aは� �に図示Y(-)方向を向いている。

 図16に示すように、前記原点検出用磁石51 の中心51cが前記原点Pにあるとき、原点検出� �磁石51の対向面51aから、各磁気抵抗効果素子 54,55,56,57のフリー磁性層に図示X-Y面内の水平� ��場成分H4が作用する。第3の磁気抵抗効果素� ��56及び第4の磁気抵抗効果素子57には、図示Y( +)方向の水平磁場成分H4が作用し、第1の磁気� ��抗効果素子54及び第2の磁気抵抗効果素子55� �は、図示Y(-)方向の水平磁場成分H4が作用す� �。この結果、図16に示すように、前記第1の� �気抵抗効果素子54のフリー磁性層の磁化方向 54b(図7では符号m14と付したが、ここでは他の� ��気抵抗効果素子の磁化方向と区別するため� ��表記を変更した。以下同じである)、及び第 2の磁気抵抗効果素子55のフリー磁性層の磁化 方向55bは、共に図示Y(-)方向を向き、前記第3� ��磁気抵抗効果素子56のフリー磁性層の磁化� �向56b、及び第4の磁気抵抗効果素子57のフリ� �磁性層の磁化方向57bは、共に図示Y(+)方向を� ��く。

 これにより、各磁気抵抗効果素子54,55,56,5 7の固定磁性層の磁化方向54a~57aとフリー磁性� ��の磁化方向54b~57bの磁化関係はすべて同じに なり、各磁気抵抗効果素子54,55,56,57の電気抵� ��値は同じになる。なお図16に示す磁化関係� �は、各磁気抵抗効果素子54,55,56,57の電気抵抗 値は最大値となる。その結果、図4に示す差� �増幅器34からの差動出力はゼロになり、外部 出力端子35から原点検出信号が得られる。

 図16に示すように前記原点検出用磁石51の 中心51cが原点Pにある状態から、例えば前記� �点検出用磁石51が図示X(-)方向に移動すると� �前記第1の磁気抵抗効果素子54及び第2の磁気� ��抗効果素子55のフリー磁性層に作用する水� �磁場成分H4の方向が変化して、前記第1の磁� �抵抗効果素子54及び第2の磁気抵抗効果素子55 の電気抵抗値が変化し、これにより差動出力 が生じ、外部出力端子35から原点非検出信号� ��得られる。

 やがて、前記第1の磁気抵抗効果素子54及� ��第2の磁気抵抗効果素子55には図示Y(+)方向の 水平磁場成分H4が作用して、前記第1の磁気抵 抗効果素子54及び第2の磁気抵抗効果素子55の� ��リー磁性層14の磁化方向54c、55cは図示Y(+)方� ��を向き、前記第1の磁気抵抗効果素子54及び� ��2の磁気抵抗効果素子55の電気抵抗値は最小� ��となる。一方、第3の磁気抵抗効果素子56及� ��第4の磁気抵抗効果素子57の電気抵抗値は最� ��値の状態にあり、図4に示す回路において、 差動出力は例えば図8に示す正の最大出力値� �なる。

 一方、図16に示すように前記原点検出用� �石51の中心51cが原点Pにある状態から、前記� �点検出用磁石51が図示X(+)方向に移動すると� �前記第3の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気� ��抗効果素子57のフリー磁性層に作用する水� �磁場成分H4の方向が変化して、前記第3の磁� �抵抗効果素子56及び第4の磁気抵抗効果素子57 の電気抵抗値が変化し、これにより差動出力 が生じ、外部出力端子35から原点非検出信号� ��得られる。やがて、前記第3の磁気抵抗効果 素子56及び第4の磁気抵抗効果素子57には図示Y (-)方向の水平磁場成分H4が作用して、前記第3 の磁気抵抗効果素子56及び第4の磁気抵抗効果 素子57のフリー磁性層14の磁化方向56c、57cは� �示Y(-)方向を向き、前記第3の磁気抵抗効果素 子56及び第4の磁気抵抗効果素子57の電気抵抗� ��は最小値となる。一方、第1の磁気抵抗効果 素子54及び第2の磁気抵抗効果素子55の電気抵� ��値は最大値の状態にあり、図4に示す回路に おいて、差動出力は例えば図8と同様に負の� �大出力値となる。

 図14に示すように、原点Pから前記原点検� ��用磁石51の直線移動方向(X方向)の両側に、� �々、補助磁石77,78が設けられている。前記補 助磁石77,78は、前記原点検出用磁石51と連動� �能に支持されている。よって図14に示すよう に、前記原点検出用磁石51が図示X(+)方向に移 動すると、前記補助磁石77,78も図示X(+)方向に 同距離だけ移動し、前記原点検出用磁石51が� ��示X(-)方向に移動すると、前記補助磁石77,78� ��図示X(-)方向に同距離だけ移動する。

 前記補助磁石77,78のうち、前記第1の磁石7 5と近い側に配置された図示右側の補助磁石77 は、第1の磁石75と同じ着磁の磁石にて構成さ れ、前記第2の磁石76と近い側に配置された図 示左側の補助磁石78は、第2の磁石76と同じ着� ��の磁石で構成されている。

 前記原点検出用磁石51の中心51cが原点Pに� ��るとき、前記磁気センサ52を構成する第3の� ��気抵抗効果素子56及び第4の磁気抵抗効果素� ��57には第1の磁石94からY(+)方向の水平磁場成� ��H4が作用し、第1の磁気抵抗効果素子54及び� �2の磁気抵抗効果素子55には第2の磁石95からY( -)方向の水平磁場成分H4が作用する(図16、図15 (a))。

 そして上記のように着磁された補助磁石7 7,78を、原点検出用磁石51の移動方向(図示X方� ��)の両側に設けることで、前記磁気センサ52� ��前記補助磁石77,78に近づくと前記補助磁石77 ,78からの空間的に広がる水平磁場成分H4を受� ��る。

 図15(b)は、前記磁気センサ52が図14に示す� ��点検出用磁石51よりも図示右側にある補助� �石77に対向した状態を示しているが、図15(b)� ��示すように前記磁気センサ52には、前記補� �磁石77からY(+)方向の水平磁場成分H4が作用す る。

 一方、図示しないが、前記磁気センサ52� �図14に示す原点検出用磁石51よりも図示左側� ��ある補助磁石78に近づくと、前記磁気セン� �52には、前記補助磁石78からY(-)方向の水平磁 場成分H4が作用する。

 このように、補助磁石77,78を、前記原点� �出用磁石51の移動方向の両側に設けることで 、前記原点検出用磁石51と補助磁石77,78との� �の原点非検出空間内では、各磁気抵抗効果� �子に進入する水平磁場成分H4が確保される。 ここでの水平磁場成分H4は、前記原点検出用� ��石51と前記補助磁石77との間の原点非検出空 間内では、Y(+)方向であり、前記原点検出用� �石51と前記補助磁石178との間の原点非検出空 間内では、Y(-)方向である。

 本実施形態によれば、前記補助磁石77,78� �設けなかった従来に比べて水平磁場成分H4が 作用するX方向への広い原点非検出空間を確� �でき、よって従来に比べて原点検出用磁石91 の直線移動距離を長く設定しても、高精度に 原点検知を行うことが可能になる。

 また図14に示す実施形態では、磁気セン� �52から見て、前記補助磁石77,78の正面(X-Z面)77 d,78dが、前記前記原点検出用磁石51の正面51d� �りも奥行き方向(Y(+)方向)に位置している。� �れにより、前記補助磁石77,78と前記原点検出 用磁石51間の原点非検出空間をよりX方向に広 げても、磁気センサ52には、前記補助磁石77,7 8の前方域に空間的に広がる水平磁場成分H4を 適切に作用させることができ、前記原点検出 用磁石51の直線移動距離をより長く設定でき� ��。また前記原点検出用磁石51の中心51cが原� �Pにあるとき、前記原点検出用磁石51と前記� �気センサ52間を距離的により近い状態にでき るので、前記原点検出用磁石51の中心51cが原� ��Pから離れたときの前記磁気センサ52に作用� ��る水平磁場成分H4を急峻に強くでき、した� �って前記原点検出用磁石51の中心51cが原点P� �ら離れると急峻に差動出力を生じるように� �きるため、より高精度に原点検知を行うこ� �が可能になる。

 上記した第1実施形態ないし第3実施形態� �原点検出装置ではいずれも原点検出用磁石� �び補助磁石が移動可能に支持されているが� �磁気センサ側が移動可能に支持されていて� �よい。また、前記磁石及び磁気センサの双� �が移動可能であってもよい。

 また上記の実施形態では、前記原点検出� ��磁石が直線移動するものであったが、図17� �示すように前記原点検出用磁石1及び補助磁� ��80,81が回転板70に固定されて、前記回転板70� ��その中心70aを回転中心として回転するもの� ��あってもよい。図17に示す状態では、前記� �点検出用磁石1の中心1cが前記磁気センサ3の� ��心O1と高さ方向(図示Z方向)にて一致した状� �であり、前記原点検出用磁石1の中心1cが原� �Pにある。このとき、第1の仮想線は、前記原 点Pを相対回転方向上の接点としたときの接� �方向と平行な方向である。また、図3での固� ��磁性層の磁化方向B,C,D,Eは、前記原点Pを相� �回転方向上の接点としたときの接線方向と� �行な方向(図示X方向)を向いている。前記原� �検出用磁石1の中心1cが原点Pにある状態では� ��3で説明したように各磁気抵抗効果素子17,18, 19,20のフリー磁性層14に水平磁場成分が作用� �、図3に示す固定磁性層とフリー磁性層との� ��化関係により、各磁気抵抗効果素子17,18,19,2 0の電気抵抗値は同じとなり差動出力はゼロ� �なっている。そして前記回転板70の時計方向 、あるいは反時計方向への回転により、前記 原点検出用磁石1が原点Pから離れると、図5あ るいは図6で説明した、固定磁性層とフリー� �性層との磁化関係により、各磁気抵抗効果� �子17,18,19,20の電気抵抗値が変動し、差動出力 が生じる。

 図17に示すように、前記回転板70の側面に は、前記中心線CLから所定の回転角θ1,θ2だけ 離れた位置に補助磁石80,81が設けられている� ��前記補助磁石80,81は前記原点検出用磁石1の� ��転方向の両側に設けられている。補助磁石8 0,81を設けたことで、前記原点検出用磁石1と� ��助磁石80,81間の原点非検出空間では、各磁� �抵抗効果素子17,18,19,20に常に水平磁場成分を 与えることができる。

 図17に示すように、例えば前記原点検出� �磁石1のN極に着磁された対向面1aが前記回転� ��70の側面から外部に露出している。一方、� �助磁石80,81は、前記原点検出用磁石1の対向� �1aとは異極、すなわちS極に着磁された着磁� �(対向面80a,81a)が前記原点検出用磁石1方向に� ��くように前記回転板70の側面に立てた状態� �設置されている。これにより、前記原点検� �用磁石1の対向面1aから前記補助磁石80,81に向 けて所定方向への水平磁場成分が生じる。

 図9、図12、及び図14の各実施形態の原点� �出用磁石及び補助磁石も図17に示す回転板70� ��側面に設置することができる。

 本実施形態の磁気抵抗効果素子には巨大� ��気抵抗効果素子以外にトンネル型磁気抵抗� ��果素子を使用することも可能である。

 また上記では、差動出力がゼロとなった� ��きに原点検知信号が生成され、差動出力が� ��じたとき、非原点検知信号が生成される構� ��であったが、図4に示すブリッジ回路の接続 等を変更することで、差動出力が生じたとき に原点検知信号が生成され、差動出力がゼロ となったときに、非原点検知信号が生成され る構成とすることも可能である。

 また、上記した各実施形態においては、� ��点検出用磁石の両側に夫々、一つずつ補助� ��石を設けていたが、複数個ずつ設けてもよ� ��。