JPH08271282A - 磁電変換装置 - Google Patents

磁電変換装置

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JPH08271282A
JPH08271282A JP7073624A JP7362495A JPH08271282A JP H08271282 A JPH08271282 A JP H08271282A JP 7073624 A JP7073624 A JP 7073624A JP 7362495 A JP7362495 A JP 7362495A JP H08271282 A JPH08271282 A JP H08271282A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで、しかも、感磁部の占有幅も最小
限に押さえながら、信号出力に変動を来す事が無い磁電
変換装置を得る。 【構成】 磁気信号が波長λをもって記録された磁気記
録媒体と感磁部とを備え、感磁部は、直列に接続された
電流通路1、2からなる磁電変換装置。電流通路1は、
単位セグメント5、6がλ/2の間隔で配置され、しか
も、磁気抵抗素子は互いに隣接位置に配置されている。
電流通路2は、2個の磁気抵抗素子を接続してなる単位
セグメント7と、単位セグメント7の両端に接続された
磁気抵抗素子からなる単位セグメント8とを有し、各単
位セグメント7、8はλ/2の間隔で配置され、単位セ
グメント7と単位セグメント8との中間位置には単位セ
グメント6が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに異なる2種類の
磁極が等間隔で繰り返された磁気信号の検出に用いる磁
電変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、各種モータの近傍に配置するこ
とによって回転体の回転位置や回転速度を検出する磁電
変換装置が知られている。図6は、従来の磁電変換装置
の例を示している。図6において、給電端子Vccとア
ース端子GNDの間には4個の磁気抵抗素子R1−1、
R1−2、R2−1、R2−2が直列に接続されてい
る。4個の磁気抵抗素子R1−1、R1−2、R2−
1、R2−2の抵抗値は1:1:1:1の関係になって
いる。磁気抵抗素子R1−1、R1−2と、磁気抵抗素
子R2−1、R2−2は片ブリッジ構成となっており、
相互の接続点が出力端子Vo1となって外部に引き出さ
れている。磁気抵抗素子R1−1、R1−2と、磁気抵
抗素子R2−1、R2−2はそれぞれセグメントを構成
しており、回転体側に取り付けられた磁気記録媒体によ
って入力される磁気信号の波長をλとすると、各セグメ
ントはλ/4の間隔で平行に配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気抵抗変化
率の履歴波形に大きな歪みが生ずると、図6に示すよう
なセグメントどうしをλ/4離間したパターン配置で
は、ヒステリシス特性の影響によりλ/2の周期で信号
出力が変動してしまい、このような磁電変換装置を例え
ばモータの回転制御等に用いた場合に、ワウ・フラッタ
ー等の悪影響が生じてしまう。
【0004】磁気抵抗変化率の履歴波形に大きな歪みが
生じた場合の信号出力の変動を解消するために、図7に
示すようなパターン配置が提案されている。図7では、
λ/4の間隔で配置された磁気抵抗素子R1−1、R1
−2、及び、磁気抵抗素子R2−1、R2−2からなる
2つのセグメントの外側にキャンセルパターンとして磁
気抵抗素子R1−3、R1−4と、磁気抵抗素子R2−
3、R2−4からなる2つのセグメントが配置されてい
る。1つのセグメントを構成する磁気抵抗素子R1−
3、R1−4は直列に接続されており、磁気抵抗素子R
1−1、R1−2からなるセグメントの外側にλ/2だ
け離間した位置に配置されている。また、磁気抵抗素子
R1−3が磁気抵抗素子R1−2と接続されると共に、
磁気抵抗素子R1−4は給電端子Vccと接続されてい
る。また、別のセグメントを構成する磁気抵抗素子R2
−3、R2−4は直列に接続されており、磁気抵抗素子
R2−1、R2−2からなるセグメントの外側にλ/2
だけ離間した位置に配置されている。また、磁気抵抗素
子R2−3が磁気抵抗素子R2−2と接続されると共
に、磁気抵抗素子R2−4はアース端子GNDと接続さ
れている。このように、磁気抵抗素子R1−3、R1−
4及び磁気抵抗素子R2−3、R2−4からなるキャン
セルパターンを設けることにより、磁気抵抗素子R1−
1、R1−2及び磁気抵抗素子R2−1、R2−2が受
ける磁界とは互いに逆になりヒステリシス特性の影響が
打ち消され、正確な出力信号が得られるため、磁気抵抗
変化率の履歴波形に歪みが大きい場合も、信号出力に変
動を来す事が無く、モータのワウ・フラッター等を解消
することができる。なお、このような技術は特開昭61
−126483号公報に記載されている。
【0005】しかし、その反面、図7のパターン配置で
は、幅寸法が(λ/2+λ/4+λ/2)程となり、図
6の幅寸法がλ/4のもに比べて、5倍の占有幅となっ
てしまう。このため、チップサイズの小さな素子への配
置は困難となってしまう。
【0006】そこで、図8、図9に示すようなパターン
配置が提案されている。図8、図9では、磁気抵抗素子
R1−1と磁気抵抗素子R1−2はλ/2だけ離間して
平行に配置されており、共に直列に接続されてセグメン
トが構成されている。なお、磁気抵抗素子R1−1の一
端は出力端子Vo1と、磁気抵抗素子R1−2の一端は
アース端子GNDと接続されている。一方、別のセグメ
ントを構成する磁気抵抗素子R2−1は、磁気抵抗素子
R1−1、R1−2の中間部分に配置されており、磁気
抵抗素子R1−1からの離間幅はλ/4となっている。
磁気抵抗素子R2−1から間に磁気抵抗素子R1−1介
在のもとλ/2だけ離間した位置には、磁気抵抗素子R
2−2が配設されている。磁気抵抗素子R2−1、R2
−2は共に平行で、直列に接続されることによってセグ
メントが構成されている。磁気抵抗素子R2−2の一端
は給電端子Vccと、磁気抵抗素子R2−1の一端は出
力端子Vo1と接続されている。磁気抵抗素子R1−1
の一端と磁気抵抗素子R2−1の一端が接続されること
により、磁気抵抗素子R1−1、R1−2、磁気抵抗素
子R2−1、R2−2からなる各セグメントは直列に接
続されている。
【0007】4つの磁気抵抗素子R1−1、R1−2、
R2−1、R2−2を、上記のように配置することによ
り、最も外側に配置された磁気抵抗素子R1−2、R2
−2がキャンセルパターンの役割を果たし、磁界が逆位
相となりヒステリシス特性の影響が打ち消されるため、
正確な出力信号が得られ、磁気抵抗変化率の履歴波形に
歪みが大きい場合も、信号出力に変動を来す事が無く、
モータのワウ・フラッター等を解消することができる。
また、占有幅も図7のものにくらべて3/5程度の大き
さで済むため、チップサイズの小さな素子などにも有効
である。なお、このような技術は実開昭63−1323
12号公報に記載されている。
【0008】しかし、図8、図9に示すパターン配置で
は、各セグメントにおいて磁気抵抗素子R1−1、R1
−2と、磁気抵抗素子R2−1、R2−2の配線部分が
互いにクロスオーバーしてしまう。お互いの配線部分が
ショートしないように配線部分をクロスオーバーさせる
のは困難を極め、製造コストの高騰を招いてしまう。
【0009】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、低コストで、しかも、
感磁部の占有幅も最小限に押さえながら、信号出力に変
動を来す事が無い磁電変換装置を提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
互いに異なる2種類の磁極が等間隔で繰り返され磁気信
号が波長λをもって記録された磁気記録媒体と、磁気記
録媒体と対向して配置され上記磁気信号の磁界により抵
抗値が変化する感磁部とを備え、感磁部は、直列に接続
された2組の電流通路からなり、各電流通路の接続部分
には接続端子、各電流通路の端部には給電端子を有した
磁電変換装置であって、各電流通路はそれぞれ2個の単
位セグメントを有し、しかも、各単位セグメントはそれ
ぞれ2個の磁気抵抗素子を有しており、第1の電流通路
は、単位セグメントがλ/2の間隔で配置され、しか
も、単位セグメントを構成する磁気抵抗素子は互いに隣
接位置に配置されており、第2の電流通路は、2個の磁
気抵抗素子を接続してなる一方の単位セグメントと、該
単位セグメントの両端に接続された磁気抵抗素子からな
る他方の単位セグメントとを有し、一方の単位セグメン
トと他方の単位セグメントはλ/2の間隔で配置され、
一方の単位セグメントと他方の単位セグメントとの中間
位置には第1の電流通路の1つの単位セグメントが配置
されていることを特徴とする。請求項2記載の発明は、
各単位セグメントにおける磁気抵抗素子の長さの計、及
び、線幅が同一であることを特徴とする。請求項3記載
の発明は、第2の電流通路を構成する2組の単位セグメ
ントのうち、出力端子側と電流給電端子の磁気抵抗素子
の折り返し本数はそれぞれ奇数となっていることを特徴
とする。
【0011】
【作用】直列接続された隣接する電流通路は、複数分割
され、しかも、各単位セグメントはλ/4の間隔で配置
されると共に、信号検出用の単位セグメントとノイズキ
ャンセル用の単位セグメントはλ/2の間隔で配置され
ているため、磁界が逆相となり、ヒステリシス特性の影
響が打ち消される。
【0012】
【実施例】以下、本発明にかかる磁電変換装置の実施例
について図面を参照しながら説明する。図1ないし図3
において、磁電変換装置の感磁部の表面には薄膜によっ
てパターンが形成されている。パターンは2組の直列に
接続された電流通路1、2から構成されている。電流通
路1と電流通路2の一端は、接続部3によって互いに接
続されており、この接続部3は下方に引き出され出力端
子Vo1となっている。また、電流通路1の他端は給電
端子Vccと、電源通路2の他端はアース端子GNDと
接続されている。
【0013】回転体側に取り付けられた磁気記録媒体に
よって入力される磁気信号の波長をλとすると、電流通
路1はλ/2だけ離間して配置された2個の単位セグメ
ント5、6とから構成されている。単位セグメント5は
パターンをヘアピン状に折り返すことによって得られる
磁気抵抗素子R2−3、R2−4を直列に接続し隣接位
置に平行に並べて配置することによって構成されてい
る。また、単位セグメント6もパターンをヘアピン状に
折り返すことによって得られる磁気抵抗素子R2−1、
R2−2を直列に接続し隣接位置に平行に並べて配置す
ることによって構成されている。これら、単位セグメン
ト5と単位セグメント6は、接続パターン9で直列に接
続されることにより電流通路1が構成されている。
【0014】一方、電流通路2もλ/2だけ離間して配
置された2個の単位セグメント7、8とから構成されて
いる。単位セグメント7はパターンをヘアピン状に折り
返すことによって得られる磁気抵抗素子R1−3、R1
−4を隣接位置に平行に並べて配置することによって構
成されている。また、単位セグメント8もパターンをヘ
アピン状に折り返すことによって得られる磁気抵抗素子
R1−1、R1−2を直列に接続し隣接位置に平行に並
べて配置することによって構成されている。
【0015】単位セグメント7において、磁気抵抗素子
R1−3は、隣接位置の磁気抵抗素子R1−4とは直接
接続されておらず、単位セグメント8の磁気抵抗素子R
1−2と接続部10を介して接続されている。また、磁
気抵抗素子R1−4は接続部11を介して単位セグメン
ト8の磁気抵抗素子R1−1と接続されており、このた
め、単位セグメント8の両端に単位セグメント7を構成
する磁気抵抗素子R1−3及び磁気抵抗素子R1−4が
接続されたような形態となっている。
【0016】また、λ/2だけ離間して配置された2個
の単位セグメント5、6の中間部、すなわち、単位セグ
メント5、6からλ/4だけ離間した位置に、単位セグ
メント8は配置されている。さらに、λ/2だけ離間し
て配置された2個の単位セグメント7、8の中間部、す
なわち、単位セグメント7、8からλ/4だけ離間した
位置に単位セグメント6は配置されており、全体の幅寸
法(単位セグメント5から単位セグメント7までの幅寸
法)は約3λ/4程度となっている。また、各単位セグ
メント5、6、7、8を構成する、各磁電変換素子R1
−1...R2−4の長さ寸法と幅寸法は一定となって
おり、この結果、各磁電変換素子R1−1...R2−
4の抵抗は一定となっている。このため、図4に示すよ
うに、各磁気抵抗素子の接続部C1...C7における
抵抗値は、電流通路1と電流通路2とでは一定で、(R
2−3)+(R2−4)+(R2−1)+(R2−2)
=(R1−3)+(R1−1)+(R1−2)+(R1
−4)となっている。
【0017】さらに、図1において各磁電変換素子R1
−1...R2−4のパターンの折り返し本数は、R1
−1=2、R1−2=2、R1−3=3、R1−4=
1、R2−1=2、R2−2=2、R2−3=2、R2
−4=2で、合計16で偶数の折り返し本数となってい
る。ほとんどの磁電変換素子の折り返し本数は2で偶数
となっているが、磁電変換素子R1−3、R1−4は、
単位セグメント7を構成するのに直接接続されず間に単
位セグメント8を介して接続されるため、折り返す数は
他と異なり、磁電変換素子R1−3が3、磁電変換素子
R1−4が1で奇数となっている。また、単位セグメン
ト5の折り返し本数は4、単位セグメント6の折り返し
本数は4、磁電変換素子R1−3、R1−4からなる単
位セグメント7の折り返し本数は4、単位セグメント5
の折り返し本数は4で、各単位セグメントごとの折り返
し本数は一定で偶数となっている。
【0018】上記磁電変換装置によれば、電流通路1は
単位セグメント5、6を、電流通路2は単位セグメント
7、8を有し、しかも、単位セグメント5は磁気抵抗素
子R2−3、R2−4を、単位セグメント6は磁気抵抗
素子R2−1、R2−2を、単位セグメント7は磁気抵
抗素子R1−3、R1−4を、単位セグメント8は磁気
抵抗素子R1−1、R1−2を有している。電流通路1
は、単位セグメント5、6が互いにλ/2の間隔で配置
され、しかも、単位セグメント5、6を構成する磁気抵
抗素子R2−1、R2−2、R2−3、R2−4は互い
に隣接位置に平行に配置されている。さらに、電流通路
2は、磁気抵抗素子R1−1、R1−2を接続してなる
一方の単位セグメント8と、単位セグメント8の両端に
接続された磁気抵抗素子R1−3、R1−4からなる単
位セグメント7とを有している。単位セグメント7と単
位セグメント8はλ/2の間隔で配置されるとともに、
単位セグメント7と単位セグメント8との中間位置には
電流通路1の単位セグメント6がλ/4の間隔で配置さ
れている。このため、パターンがどうしがクロスオーバ
ーすることなく、通常の薄膜プロセスで製造することが
でき製造コストを向上させる事ができる。
【0019】また、パターンの占有幅も、前述した図7
のものの3/5程度に押さえることができるため、チッ
プサイズの比較的小さな素子に対しても形成することが
できる。また、単位セグメント6に対してλ/2離間し
て配設した単位セグメント5、及び、単位セグメント8
に対してλ/2離間して配設した単位セグメント7が、
それぞれキャンセルパターンの役割を果たし、単位セグ
メント6、8が受ける磁界に対して単位セグメント5、
7が受ける磁界が互いに逆位相となり、ヒステリシス特
性の影響が打ち消されるため、正確な出力信号が得ら
れ、磁気抵抗変化率の履歴波形が大きく歪んでいても、
信号出力に変動を来す事が無く、モータのワウ・フラッ
ター等を解消することができる。
【0020】図5に示すように各磁気抵抗素子の配置は
上記実施例のままで、電流通路1と電流通路2とで接続
を入れ換えるようにしてもよい。すなわち、電流通路1
側では、単位セグメント6を構成するとともに直列に接
続された磁気抵抗素子R2−1、R2−2の両端に、磁
気抵抗素子R2−3、R2−4を接続する。また、電流
通路2側では、磁気抵抗素子R1−1、R1−2を直列
に接続して単位セグメント8を、磁気抵抗素子R1−
3、R1−4を直列に接続して単位セグメント7を得
て、これら単位セグメント7、8を直列に接続するよう
にする。このようにして各磁気抵抗素子を接続しても、
前述したようにパターンがどうしがクロスオーバーする
ことなく、通常の薄膜プロセスで製造することができる
ため、製造コストを低く押さえることができる。また、
パターンの占有幅も、前述した実施例と同様に、図7の
ものに比べて3/5程度に押さえることができるため、
チップサイズの比較的小さな素子に対しても形成するこ
とができる。さらに、単位セグメント6に対してλ/2
離間して配設した単位セグメント5、及び、単位セグメ
ント8に対してλ/2離間して配設した単位セグメント
7が、キャンセルパターンの役割を果たし、磁界が逆位
相となりヒステリシス特性の影響が打ち消されるため、
正確な出力信号が得られ、磁気抵抗変化率の履歴波形に
歪みが大きい場合も、信号出力に変動を来す事が無く、
モータのワウ・フラッター等を解消することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、電流通路はそれぞれ2
個の単位セグメントを有し、しかも、各単位セグメント
はそれぞれ2個の磁気抵抗素子を有しており、第1の電
流通路は、単位セグメントがλ/2の間隔で配置され、
しかも、単位セグメントを構成する磁気抵抗素子は互い
に隣接位置に配置されており、第2の電流通路は、2個
の磁気抵抗素子を接続してなる一方の単位セグメント
と、該単位セグメントの両端に接続された磁気抵抗素子
からなる他方の単位セグメントとを有し、一方の単位セ
グメントと他方の単位セグメントはλ/2の間隔で配置
され、一方の単位セグメントと他方の単位セグメントと
の中間位置には第1の電流通路の1つの単位セグメント
が配置されているため、配線部分が互いにクロスオーバ
ーする箇所が無く、製造コストを低く押さえることが可
能となる。また、感磁部の占有幅も小さく押さえること
ができるため、サイズの小さな素子などにも適用するこ
とが可能となる。さらに、第1、第2の電流通路におい
て、2つの単位セグメントはλ/2離間して配置される
ため、一方の単位セグメントがキャンセルパターンの役
割を果たし、磁界が逆位相となりヒステリシス特性の影
響が打ち消されるため、正確な出力信号が得られ、磁気
抵抗変化率の履歴波形に歪みが大きい場合も、信号出力
に変動を解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる磁電変換装置の実施例を示す要
部拡大平面図。
【図2】同上配線パターン図。
【図3】本発明にかかる磁気信号波形と磁気抵抗素子の
位置関係を示す略図。
【図4】上記実施例の電気的接続を示す回路図。
【図5】本発明にかかる磁電変換装置の別の実施例を示
すパターン図。
【図6】従来の磁電変換素子の例を磁気信号と磁気抵抗
素子の配置関係で示すパターン図。
【図7】従来の磁電変換素子の例を示すパターン図。
【図8】従来の磁電変換素子における磁気信号とパター
ン配置の例を示す略図。
【図9】従来の磁電変換素子の別の例を示すパターン
図。
【符号の説明】
1、2 電流通路 5、6 単位セグメント 7、8 単位セグメント R1−1 磁気抵抗素子 R1−2 磁気抵抗素子 R1−3 磁気抵抗素子 R1−4 磁気抵抗素子 R2−1 磁気抵抗素子 R3−2 磁気抵抗素子 R4−3 磁気抵抗素子 R5−4 磁気抵抗素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なる2種類の磁極が等間隔で繰
    り返され磁気信号が波長λをもって記録された磁気記録
    媒体と、 該磁気記録媒体と対向して配置され上記磁気信号の磁界
    により抵抗値が変化する感磁部とを備え、 上記感磁部は、直列に接続された2組の電流通路からな
    り、各電流通路の接続部分には接続端子、各電流通路の
    端部には給電端子を有した磁電変換装置であって、 上記各電流通路はそれぞれ2個の単位セグメントを有
    し、しかも、各単位セグメントはそれぞれ2個の磁気抵
    抗素子を有しており、 上記第1の電流通路は、単位セグメントがλ/2の間隔
    で配置され、しかも、単位セグメントを構成する磁気抵
    抗素子は互いに接続され隣接位置に配置されており、 上記第2の電流通路は、2個の磁気抵抗素子を接続して
    なる一方の単位セグメントと、該単位セグメントの両端
    に接続された磁気抵抗素子からなる他方の単位セグメン
    トとを有し、一方の単位セグメントと他方の単位セグメ
    ントはλ/2の間隔で配置され、一方の単位セグメント
    と他方の単位セグメントとの中間位置には第1の電流通
    路の1つの単位セグメントが配置されていることを特徴
    とする磁電変換装置。
  2. 【請求項2】 各単位セグメントにおける磁気抵抗素子
    の長さの計、及び、線幅が同一であることを特徴とする
    請求項1記載の磁電変換装置。
  3. 【請求項3】 上記第2の電流通路を構成する2組の単
    位セグメントのうち、出力端子側と電流給電端子の磁気
    抵抗素子の折り返し本数はそれぞれ奇数となっているこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の磁電変換装置。
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