JPH06111564A - ブロッホラインメモリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】情報の書き込み手段と情報の蓄積手段、さらに
読み出し手段を有する固体磁性メモリ素子とそれを駆動
するドライバ回路５、それらを制御するコントローラ回
路８に加えて、温度及び浮遊磁界値の検出回路、フィー
ドバック回路７をＢＬメモリ装置内に設けた。 【効果】従来約±５℃であった許容温度が約±３０℃に
広がり、磁界環境では約２倍の耐性を持たせることがで
き、耐環境性に優れた小型の大容量記憶装置が実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外部記憶装置に係り、特
に、小型の情報機器の記憶装置に好適なブロッホライン
（以下ＢＬ）メモリ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＬメモリは磁性膜中に生じる磁区周囲
の磁壁と呼ばれる磁化構造の中に生じるミクロな磁化構
造であるＢＬ対を用いて情報の記憶を行なう。ＢＬ対の
大きさは、それが存在する磁区の幅に比べ、約１０％で
あるため、磁区の存在の有無に情報を記憶する従来の磁
気記憶装置に比べ、記憶密度を１桁以上高めることがで
きる特長がある。記憶密度が向上すると、限られた大き
さの中で多くの情報を扱うことができる。このため経済
性，操作性において優れたファイルメモリを構築でき
る。このＢＬメモリの基本構成，動作方法は例えば、特
開昭59−101092号公報等に述べられている。また、この
メモリ素子を駆動するための回路構成は特開昭59−2070
11号公報及び特開昭59−193594号公報に記載されてい
る。

【０００３】図５を用いて従来技術の概略を以下に述べ
る。これらによれば、外部情報機器３からの信号によっ
てコントローラ８が機能し、これよりドライバ４に電気
信号が送られる。ドライバ４に信号が入力されると、モ
ジュール１１内のメモリ素子１０に素子動作用の電力が
供給される。コントローラ８はドライバ５にも電気信号
を送り情報担体を駆動する駆動コイル１に電力を供給す
る。これらの操作により、ＢＬメモリを動作させる事が
できる。特開昭59−207011号公報によれば、この駆動回
路５はスイッチング素子及びダイオード等からのみ構成
されていた。このため、ドライバ５はメモリ動作時にコ
ントローラ８から、メモリ素子に供給する電力のタイミ
ング情報のみを受け、事前に設定された出力信号を出力
する様になっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
ドライバはコントローラからタイミング情報を受けるこ
とにより、あらかじめ設定された振幅の電気信号を出力
する。この出力信号が有する電力がメモリ素子に供給さ
れる事によって素子動作が実現する。ドライバではコン
トローラからの信号によって決められた振幅の電気信号
を出力するため、素子動作時の温度及び浮遊磁界（また
はバイアス磁界とも呼ぶ）が変化した場合にも、電力の
供給量を変えることができなかった。このため、素子動
作範囲が２０℃±５℃の狭い温度域に限られる結果と成
った。具体的に図３を用いて述べる。

【０００５】図はＢＬメモリにおける読み出し動作に必
須のＢＬ磁気バブル変換が可能となる磁区切断電流値
（読みだし電流）とバイアス磁界（素子表面に対して垂
直に加える磁界）の関係を表している。結果によればバ
イアス磁界３９０Ｏｅでは約１９７ｍＡから２１２ｍＡ
の電流範囲で上述の変換が可能であるがバイアス磁界を
３８０Ｏｅに減少させると変換可能電流を約２１７ｍＡ
から２２８ｍＡの範囲とする必要があることが分かる。
両バイアス磁界条件で共通の電流条件が存在しないた
め、バイアス磁界が僅か１０Ｏｅ変化した場合にも約２
０ｍＡの電流値を制御しない限り読み出しが不可能とな
ることが分かる。

【０００６】バイアス磁界の変化は通常、メモリ動作時
における浮遊磁界の変化によって生じる。すなわち、メ
モリ装置を磁界を発生する装置の近くで使用する場合に
最大５０Ｏｅ程度の浮遊磁界が作用する。従来のＢＬメ
モリ素子では浮遊磁界変化に対して特別の補正処置をと
っていない（ドライバ出力値が常に一定）ため、浮遊磁
界すなわちバイアス磁界の乱れが生じた場合、素子の動
作ができなくなる問題が生じた。

【０００７】同様の問題は装置を使用する際の温度変化
によっても生じた。これまでの実験によれば、温度が３
０℃の時、変換可能電流（読み出し電流）は２０５ｍＡ
から２１２ｍＡの範囲であったが、温度５０℃では１７
２ｍＡから１８１ｍＡの範囲に移行した。温度が変化し
たことにより、図３の結果と同様に共通の電流条件が存
在しなくなる事が分かる。このため、従来技術によれ
ば、温度の変化によっても素子動作ができなくなる問題
が生じた。

【０００８】以上の問題はメモリ素子の読み出し時のも
のであるが、他に情報の入出力時に必要となるＢＬない
しはＢＬ対の転送動作についても同様の問題が生じてい
た。このため、従来技術によれば広温度領域及び、大き
く浮遊磁界が変化する環境でメモリ動作を行なうことは
できなかった。

【０００９】また、メモリ動作をこれらの悪環境下で実
現するには強固な磁気シールドや恒温槽内にメモリ素子
を格納する等の手段が必要であった。このため、メモリ
装置全体の薄型化や小型化を推し進めることができなか
った。このため、軽薄短小化された近年の情報機器にＢ
Ｌメモリ装置を導入することができなかった。

【００１０】本発明の目的は、ＢＬメモリ装置内に浮遊
磁界等の環境変化に応じて、ドライバ出力値を制御でき
る新たな機能を組み込むことにより、メモリ装置全体の
薄型化，小型化を実現させ、軽薄短小な情報機器への導
入を可能とすることにある。これにより、適用範囲の広
いメモリ装置を市場に提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、次のように構成している。

【００１２】すなわち、情報の書き込み手段と情報の蓄
積手段、さらに読み出し手段を有する固体磁性メモリ素
子とそれを駆動するドライバ回路、それらを制御するコ
ントローラ回路に加えて、温度及び浮遊磁界値の検出回
路，フィードバック回路をＢＬメモリ装置内に設けた。

【００１３】また、情報担体であるＢＬをバブル磁区に
変換した後、読み出し動作を行なう前記固体磁性メモリ
素子において、読み出し時における温度及び、浮遊磁界
値の変動に対応してＢＬバブル磁区変換用導体に通電す
る電流振幅を制御した。

【００１４】また、前記固体磁性メモリは膜面に対して
垂直方向を磁化容易軸とする磁性膜に存在する磁区周囲
の磁壁中に生じるＢＬないしはＢＬを対にして情報を記
憶するＢＬメモリ素子とした。

【００１５】また、前記フィードバック回路にオペアン
プ及びトランジスタ回路を含めた。

【００１６】また、前記フィードバック回路にアナログ
／ディジタル変換回路を含めた。

【００１７】また、前記ドライバ回路内に前記フィード
バック回路からの信号に対応して出力信号の振幅を制御
する機能を含めた。

【００１８】また、前記ドライバ回路がメモリ素子内に
設けられたＢＬバブル磁区変換用導体に接続した。

【００１９】また、前記ドライバ回路はメモリ素子内の
情報担体を駆動するためのコイルに接続した。

【００２０】

【作用】上記手段により下記の作用が生じ、本発明が実
施可能となる。

【００２１】すなわち、情報の書き込み手段と情報の蓄
積手段、さらに読み出し手段を有する固体磁性メモリ素
子とそれを駆動するドライバ回路、それらを制御するコ
ントローラ回路に加えて、温度及び浮遊磁界値の検出回
路，フィードバック回路をＢＬメモリ装置内に設ける事
により、環境変化を検出すると共に、この変化に対応し
た制御信号をフィードバック回路を介してドライバ回路
等に伝達することができる。この信号をもとにドライバ
回路では出力する電流振幅を決定することができるよう
になる。

【００２２】また、情報担体であるＢＬをバブル磁区に
変換した後、読み出し動作を行なう固体磁性メモリ素子
において、読み出し時における温度及び、浮遊磁界値の
変動に対応してＢＬバブル磁区変換用導体に通電する電
流振幅が制御されることにより、環境変化に対して強い
ＢＬバブル磁区変換が可能となる。

【００２３】また、固体磁性メモリは膜面に対して垂直
方向を磁化容易軸とする磁性膜に存在する磁区周囲の磁
壁中に生じるＢＬないしはＢＬを対にして情報を記憶す
るＢＬメモリ素子とすることにより、従来の磁区を情報
担体とするバブルメモリに比べ、大幅な小型化，大容量
化が実現する。また、開示された公報からも明らかなよ
うに同メモリには機械的な稼働部がないため、全固体の
磁性メモリ装置を実現する事ができる。

【００２４】また、フィードバック回路をオペアンプ及
びトランジスタ回路から少なくとも構成することによ
り、環境検出部から出力されるアナログ信号を、以後の
信号処理回路で処理可能な信号強度に変換できる。

【００２５】また、フィードバック回路をアナログ／デ
ィジタル変換回路に含めることにより、環境検出部から
出力されるアナログ信号を以後の信号処理回路で処理可
能なディジタル信号に変換することができる。

【００２６】また、ドライバ回路内にフィードバック回
路からの信号に対応して出力信号の振幅に変換する回路
を設け、これをトランジスタ等のスイッチング素子で構
成することにより、環境変化に対応して入力される電気
信号によって決定される電流振幅を有する電気信号が出
力できるようになる。

【００２７】また、ドライバ回路をメモリ素子内に設け
られたＢＬバブル磁区変換用導体に接続することによ
り、環境変化に対応して出力された電気信号によって決
定される電流振幅を有する電気信号をＢＬバブル磁区変
換用導体に出力できるようになる。

【００２８】また、ドライバ回路がメモリ素子内の情報
担体を駆動するためのコイルに接続することにより、環
境変化に対応して出力された電気信号によって決定され
る電流振幅を有する電気信号を駆動用コイルに出力でき
るようになる。

【００２９】

【実施例】以下、図１を用いて本発明による第１の実施
例について述べる。

【００３０】ＢＬメモリ素子１０は、従来と同様、磁性
ガーネット膜より作製した。モジュール１１は金属容器
より作製したが、他にプラスチックやセラミック製とし
ても良い。モジュール１１内にＢＬメモリ素子１０と駆
動コイル１を収納した。モジュール１１の外側に温度セ
ンサ２１と磁界センサ２２を設けた。これらは、モジュ
ール１１内に設けても本発明を実施する上で障害は無か
った。本実施例ではモジュール１１の構成を単純化する
ため、モジュール１１の外側にセンサを設けた例につい
て述べる。

【００３１】ＢＬメモリ素子１０にはドライバ４が接続
されており、素子動作に必要な電力信号が入力される。
駆動用コイル１には駆動用ドライバ５が接続されてお
り、駆動用電力がコイルに供給される。コントローラ８
は外部の情報機器３と接続されており、外部情報機器３
からの信号に対応して、コントローラ８はＢＬメモリ素
子１０及びドライバ４，５に信号を出力する。図に示す
ドライバ４及び５は単独ではなく、素子動作に必要とな
る複数個のドライバを代表して表す。従って、コントロ
ーラ８は外部情報機器３からの信号をもとに、出力すべ
きドライバを任意に選択できる機能を有する。この機能
は計算機のマイクロプロセッサと同様の技術により容易
に実現できる。

【００３２】温度センサ２１および磁界センサ２２はフ
ィードバック回路７に接続されている。各センサからは
環境に応じてアナログ信号がフィードバック回路７に入
力される。フィードバック回路７ではこれらの信号を元
に所定の振幅信号を出力する。これからの信号は増幅回
路２に送られる。増幅回路２では基準電圧と抵抗よりあ
らかじめ設定された基準電圧との差を検知し、差に対応
した電気信号をドライバ４及び駆動用ドライバ５に出力
する。

【００３３】ドライバ４及び駆動用ドライバ５をスイッ
チング素子及び集積回路から構成し、増幅機能を持たせ
ることにより、入力信号に応じた（ＢＬメモリ素子駆動
用）電力信号を出力できるようにした。

【００３４】以上の機能は従来の制御用機器に見られる
一般的な技術から実現できる。すなわち、本発明はＢＬ
メモリの耐環境性を従来技術以上に高める手段として、
環境変化に応じ素子動作用の電力値をコントロールする
ものであり、通常の回路技術により実現が可能である。

【００３５】本実施例によれば、情報の書き込み手段と
情報の蓄積手段、さらに読み出し手段を有する固体磁性
メモリ素子１０とそれを駆動するドライバ回路５及び
４、それらを制御するコントローラ回路８に加えて、温
度及び浮遊磁界値の検出回路２１並びに２２，フィード
バック回路７をＢＬメモリ装置内に設ける事により、温
度及び磁界の環境変化を検出することが可能となった。
また、この変化に対応した制御信号をフィードバック回
路７を介してドライバ回路４，５等に伝達することがで
きるようになった。この信号をもとにドライバ回路４，
５では出力する電流振幅を決定することができるように
なった。

【００３６】また、情報担体であるＢＬをバブル磁区に
変換した後、読み出し動作を行なう方式を用いる固体磁
性メモリ素子１０において、読み出し時における温度及
び、浮遊磁界値の変動に対応してＢＬバブル磁区変換用
導体に通電する電流振幅を制御することにより、環境変
化に対して強いＢＬバブル磁区変換が可能となった。

【００３７】また、固体磁性メモリ１０が膜面に対して
垂直方向を磁化容易軸とする磁性ガーネット膜に存在す
る磁区周囲の磁壁中に生じるＢＬないしはＢＬを対にし
て情報を記憶するＢＬメモリ素子１０とすることによ
り、従来の磁区を情報担体とするバブルメモリに比べ、
大幅な小型化，大容量化を実現することができた。ま
た、同メモリには機械的な稼働部がないため、全固体の
磁性メモリ装置を実現する事ができた。

【００３８】また、フィードバック回路７はオペアンプ
及びトランジスタ回路から構成した。これにより、従来
の制御機能を有する他の機器と同様、環境検出部から出
力されるアナログ信号をもとに、以後の信号処理回路で
処理可能な信号強度に変換することができた。

【００３９】また、ドライバ回路の出力をメモリ素子内
に設けられたＢＬバブル磁区変換用導体に通電するた
め、ドライバ回路とＢＬバブル磁区変換用導体を電気的
に接続した。これにより、環境変化に対応して出力され
た電気信号によって選択された電流振幅を有する電気信
号をＢＬバブル磁区変換用導体に出力することができ
た。

【００４０】また同様に、ドライバ回路がメモリ素子内
の情報担体を駆動するためのコイルに接続することによ
り、環境変化に対応して出力された電気信号によって決
定される電流振幅を有する電気信号を駆動用コイルに出
力できるようになった。

【００４１】上記実施例ではセンサからのアナログ信号
をドライバに伝達していた。他にこの信号をディジタル
にて伝達する方式も可能である。以下に図２を用いて実
施例２を述べる。

【００４２】図２は実施例のアンプ回路２とフィードバ
ック回路７に替え、アナログ／ディジタル変換回路６０
が加わる点が異なる。アナログ／ディジタル変換回路６
０はセンサ２１及び２２とドライバ４１及び５１間に位
置している。センサ２１及び２２からは上記と同様アナ
ログ信号が入力されるが、アナログ／ディジタル変換回
路６０でディジタル信号に変換される。ドライバ４１及
び駆動用ドライバ５１はこの信号を受けることにより、
従来技術と同様に制御された振幅の電力信号をＢＬメモ
リ素子１０ないしは、駆動用コイル１に出力する。これ
を実現するにはドライバ４１及び駆動用ドライバ５１に
はディジタル信号をもとにアナログ的に出力信号の振幅
を変える機能を持たせる必要がある。この機能は従来の
ディジタル／アナログ変換機能とアンプ機能を持たせる
ことにより、実現できる。

【００４３】アナログ／ディジタル変換回路６０を少な
くとも回路構成に加えることにより、環境検出部から出
力されるアナログ信号を以後の信号処理回路で処理可能
なディジタル信号に変換することができる。

【００４４】以上の技術により、実施例２においても実
施例１と同様の耐環境性に優れた装置駆動ができる。

【００４５】なお、第１及び第２の実施例では、温度と
磁界変化を検出したがこれらはＢＬバブル磁区変換電流
（読み出し電流）に複合的に作用する。読み出し電流の
平均値と環境変化の関係を摸式的に表すと図４になる。
図によれば、温度上昇及びバイアス磁界が強まることに
よって、いずれの場合にも読み出し電流値が下がる傾向
であることが分かる。環境変化はこれらの変化が複合的
に生じるため、読み出し電流値の制御は図の斜線を施し
た面内で変化させる必要があることが分かる。この制御
機能はフィードバック回路内ないしはドライバ内に設け
る必要がある。この場合、これらの回路が複雑化する弊
害が生じる。この問題を解決するため、図６に示すよう
にセンサ２１及び２２からの信号をコントローラ８に入
力し、この中で必要な演算をした後、各ドライバ４及び
５に出力する方式も可能である。この方式を高速に行な
うためには、コントローラ８内に集積回路等から構成さ
れる環境データ処理回路８１を設けることも可能であ
る。このような場合にも本発明は問題無く実施可能であ
った。

【００４６】また、本発明では環境情報として温度とバ
イアス磁界に着目したが、他に湿度等の環境変化に対し
ても、必要であれば、センサを付加することによって、
素子動作における制御因子に加えることが可能である。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、耐環境性に優れた小型
の大容量記憶装置が実現できる。従来のＢＬメモリ装置
では不可能であった環境変化に応じた素子動作条件の調
整を装置内で自動的に実行できるようになった。このた
め、ユーザは装置の使用環境に特に気をつける必要が無
くなった。具体的に温度環境についてみると従来約±５
℃であった許容温度が約±３０℃に広がり、磁界環境に
ついては約２倍の耐性を持たせることができるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すＢＬメモリ装置の
系統図。

【図２】本発明の第２の実施例を示すＢＬメモリ装置の
系統図。

【図３】ＢＬバブル磁区変換電流（読み出し電流）とバ
イアス磁界の関係を示す説明図。

【図４】ＢＬバブル磁区変換電流（読み出し電流）のバ
イアス磁界と温度の複合的関係の説明図。

【図５】従来技術によるＢＬメモリ装置の系統図。

【図６】本発明の第３の実施例を示すＢＬメモリ装置の
系統図。

【符号の説明】

１…駆動用コイル、２…アンプ回路、３…外部情報機
器、４…ドライバ回路、５…駆動用ドライバ回路、７…
フィードバック回路、８…コントローラ、１０…ＢＬメ
モリ素子、１１…モジュール、２１…温度センサ、２２
…バイアス磁界センサ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報の書き込み手段，情報の蓄積手段およ
   び読み出し手段を有する固体磁性メモリ素子と、前記固
   体磁性メモリ素子を駆動するドライバ回路と、前記ドラ
   イバ回路を制御するコントローラ回路及び温度，浮遊磁
   界の検出素子から成る検出回路と、前記検出回路からの
   電気信号を前記コントローラないしは前記ドライバ回路
   に伝達するフィードバック回路とを含むことを特徴とす
   るブロッホラインメモリ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、情報担体であるブロッ
   ホラインをバブル磁区に変換した後、読み出し動作を行
   なう固体磁性メモリ素子の、読み出し時における温度及
   び、浮遊磁界の変動に対応して、ブロッホラインバブル
   磁区変換用導体に流す電流信号の振幅を制御する手段を
   設けたブロッホラインメモリ装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記固体磁性
   メモリが膜面に対して垂直方向を磁化容易軸とする磁性
   膜に存在する磁区周囲の磁壁中に生じるブロッホライン
   ないしはブロッホラインを対にして情報を記憶するブロ
   ッホラインメモリ素子であり、その読み出しにブロッホ
   ラインバブル磁区変換動作を用いるブロッホラインメモ
   リ装置。
4. 【請求項４】請求項１または２において、前記フィード
   バック回路にオペアンプ及びトランジスタ回路を含むブ
   ロッホラインメモリ装置。
5. 【請求項５】請求項１または２において、前記フィード
   バック回路にアナログ／ディジタル変換回路を含むブロ
   ッホラインメモリ装置。
6. 【請求項６】請求項１または２において、前記ドライバ
   回路内に前記フィードバック回路からの信号に対応して
   出力信号の振幅を制御する機能を含むブロッホラインメ
   モリ装置。
7. 【請求項７】請求項１または２において、前記ドライバ
   回路がメモリ素子内に設けられたブロッホラインバブル
   磁区変換用導体に接続されているブロッホラインメモリ
   装置。
8. 【請求項８】請求項１において、情報転送時における温
   度及び、浮遊磁界の変動に対応して情報担体の駆動用コ
   イルに流す電流信号の振幅を制御することにより広温度
   範囲において所定のメモリ動作を可能としたブロッホラ
   インメモリ装置。
9. 【請求項９】請求項１または８において、前記ドライバ
   回路がメモリ素子内の情報担体を駆動するためのコイル
   に接続されているブロッホラインメモリ装置。