JPH0868661A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH0868661A JPH0868661A JP6205183A JP20518394A JPH0868661A JP H0868661 A JPH0868661 A JP H0868661A JP 6205183 A JP6205183 A JP 6205183A JP 20518394 A JP20518394 A JP 20518394A JP H0868661 A JPH0868661 A JP H0868661A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出面の損傷等の不都合がなく、高精度、高
分解能の磁気式のスケール、エンコーダ等の位置検出装
置を得ることを目的とする。 【構成】 磁気情報１ａが記録された磁気記録媒体１
と、この磁気記録媒体１に対し、相対的に移動し、この
磁気情報１ａを検出する磁気検出手段２とを有する位置
検出装置において、この磁気検出手段２に導体層３ａと
磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜構造の
磁気抵抗効果素子３を用いたものである。
分解能の磁気式のスケール、エンコーダ等の位置検出装
置を得ることを目的とする。 【構成】 磁気情報１ａが記録された磁気記録媒体１
と、この磁気記録媒体１に対し、相対的に移動し、この
磁気情報１ａを検出する磁気検出手段２とを有する位置
検出装置において、この磁気検出手段２に導体層３ａと
磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜構造の
磁気抵抗効果素子３を用いたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば工作機械や産業機
械、精密測長・測角装置等に適用される磁気式のスケー
ル、ロータリーエンコーダ等に使用して好適な位置検出
装置に関する。
械、精密測長・測角装置等に適用される磁気式のスケー
ル、ロータリーエンコーダ等に使用して好適な位置検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械や産業機械、精密測長・
測角装置等に適用される磁気式のスケール、ロータリー
エンコーダ等の位置検出装置の検出ヘッドとして、Ｆｅ
−Ｎｉ（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｃｏ等の薄膜による磁気
抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）が用
いられている。
測角装置等に適用される磁気式のスケール、ロータリー
エンコーダ等の位置検出装置の検出ヘッドとして、Ｆｅ
−Ｎｉ（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｃｏ等の薄膜による磁気
抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）が用
いられている。
【０００３】このＭＲ素子による検出ヘッド（以下ＭＲ
センサーという）を使用したスケール、エンコーダにお
いても、その目的、用途等により様々な形状、構造の物
が有るが、その性能として高精度、高分解能を必要とす
る種類の物については、基本的に磁気記録のピッチ（記
録波長）を短くし、又はＭＲセンサーの出力波形におい
てその波形の高調波歪の低減やＳ／Ｎ比の向上を行って
一波長内における内挿時の誤差を減らす様にして高精
度、高分解能を実現している。
センサーという）を使用したスケール、エンコーダにお
いても、その目的、用途等により様々な形状、構造の物
が有るが、その性能として高精度、高分解能を必要とす
る種類の物については、基本的に磁気記録のピッチ（記
録波長）を短くし、又はＭＲセンサーの出力波形におい
てその波形の高調波歪の低減やＳ／Ｎ比の向上を行って
一波長内における内挿時の誤差を減らす様にして高精
度、高分解能を実現している。
【０００４】一般に、ＭＲセンサーはガラス基板やシリ
コン基板上に薄膜として素子が形成されており、この様
なＭＲセンサーを用いて高精度、高分解能を指向したス
ケール、エンコーダでは、記録波長を短くすることか
ら、磁気記録されたスケール面と検出面と成るこのＭＲ
素子の面は互いに一定の間隔の平行平面を保持して相対
移動する構造を採っている。
コン基板上に薄膜として素子が形成されており、この様
なＭＲセンサーを用いて高精度、高分解能を指向したス
ケール、エンコーダでは、記録波長を短くすることか
ら、磁気記録されたスケール面と検出面と成るこのＭＲ
素子の面は互いに一定の間隔の平行平面を保持して相対
移動する構造を採っている。
【０００５】また、主にＭＲ素子における磁気抵抗効果
の飽和特性によってＭＲセンサーからの出力波形は高調
波歪を含んだものとなっている。この高調波歪に対して
はＭＲ素子のパターン配置を工夫して歪を低減する構造
が採られており、一般的には所謂空間フィルター型のパ
ターン配置を持たせることによって、特定の高調波歪分
を低減させる様にしている。
の飽和特性によってＭＲセンサーからの出力波形は高調
波歪を含んだものとなっている。この高調波歪に対して
はＭＲ素子のパターン配置を工夫して歪を低減する構造
が採られており、一般的には所謂空間フィルター型のパ
ターン配置を持たせることによって、特定の高調波歪分
を低減させる様にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の様に
磁気記録されたスケール面と検出ヘッドの検出面とが平
行に一定の間隔に保持されて相対移動する構造では、こ
のスケール面と検出ヘッドの検出面又は検出ヘッドの保
持機構との間に、塵埃、切り粉等の異物が混入する場合
があり、その為にその間隔が広がって出力信号のレベル
が変動し精度が悪化することがある。特にスケール面と
検出ヘッドの検出面の間に切り粉等が入り込む場合には
検出面にその切り粉が損傷を与え、故障する場合も考え
られる。
磁気記録されたスケール面と検出ヘッドの検出面とが平
行に一定の間隔に保持されて相対移動する構造では、こ
のスケール面と検出ヘッドの検出面又は検出ヘッドの保
持機構との間に、塵埃、切り粉等の異物が混入する場合
があり、その為にその間隔が広がって出力信号のレベル
が変動し精度が悪化することがある。特にスケール面と
検出ヘッドの検出面の間に切り粉等が入り込む場合には
検出面にその切り粉が損傷を与え、故障する場合も考え
られる。
【０００７】さらに、同じく異物が混入した場合には、
スケール面と検出ヘッドの検出面の間隔が広がるのと同
時又は別に、その相対的な角度（ピッチ、ヨー、アジマ
ス）が変動することがあるので、前述の高調波歪を低減
させるパターン配置による効果が損なわれ、精度を悪化
させることになる。
スケール面と検出ヘッドの検出面の間隔が広がるのと同
時又は別に、その相対的な角度（ピッチ、ヨー、アジマ
ス）が変動することがあるので、前述の高調波歪を低減
させるパターン配置による効果が損なわれ、精度を悪化
させることになる。
【０００８】この様に、ＭＲ素子を検出ヘッドに用いて
高精度、高分解能を得られる構成とした磁気式のスケー
ル、エンコーダにおいては、塵埃、切り粉等の異物の混
入によって精度の悪化、さらには検出面の損傷による故
障にまで至る不都合があった。本発明は斯る点に鑑み、
検出面の損傷等の不都合がなく高精度、高分解能の磁気
式のスケール、エンコーダ等の位置検出装置を得ること
を目的とする。
高精度、高分解能を得られる構成とした磁気式のスケー
ル、エンコーダにおいては、塵埃、切り粉等の異物の混
入によって精度の悪化、さらには検出面の損傷による故
障にまで至る不都合があった。本発明は斯る点に鑑み、
検出面の損傷等の不都合がなく高精度、高分解能の磁気
式のスケール、エンコーダ等の位置検出装置を得ること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明位置検出装置は例
えば図１，図２に示す如く、磁気情報１ａが記録された
磁気記録媒体１と、この磁気記録媒体１に対し、相対的
に移動し、この磁気情報１ａを検出する磁気検出手段２
とを有する位置検出装置において、この磁気検出手段２
に導体層３ａと磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人
工格子膜構造の磁気抵抗効果素子３を用いたものであ
る。
えば図１，図２に示す如く、磁気情報１ａが記録された
磁気記録媒体１と、この磁気記録媒体１に対し、相対的
に移動し、この磁気情報１ａを検出する磁気検出手段２
とを有する位置検出装置において、この磁気検出手段２
に導体層３ａと磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人
工格子膜構造の磁気抵抗効果素子３を用いたものであ
る。
【００１０】また、本発明の位置検出装置は例えば図
１，図２に示す如く上述において磁気検出手段２は絶縁
性を有する基板１１，１１ａ上に導体層３ａと磁性層３
ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜構造の磁気抵抗
効果素子３を形成し、その上又は下に絶縁層１１ｂを介
してバイアスパターン４を形成し、この磁気抵抗効果素
子３にバイアス磁界を印加するようにしたものである。
１，図２に示す如く上述において磁気検出手段２は絶縁
性を有する基板１１，１１ａ上に導体層３ａと磁性層３
ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜構造の磁気抵抗
効果素子３を形成し、その上又は下に絶縁層１１ｂを介
してバイアスパターン４を形成し、この磁気抵抗効果素
子３にバイアス磁界を印加するようにしたものである。
【００１１】また、本発明位置検出装置は例えば図１，
図６，図７に示す如く上述において、人工格子膜構造の
磁気抵抗効果素子３に永久磁石５、又は電磁石６により
バイアス磁界を印加するようにしたものである。
図６，図７に示す如く上述において、人工格子膜構造の
磁気抵抗効果素子３に永久磁石５、又は電磁石６により
バイアス磁界を印加するようにしたものである。
【００１２】本発明の位置検出装置は、例えば図１，図
２，図３に示す如く、上述において、この人工格子膜構
造の磁気抵抗効果素子３が検出する磁気情報１ａが記録
された磁気記録媒体１と相対的に移動する方向に直角な
方向に磁化容易軸を有するか又は等方性であるものであ
る。
２，図３に示す如く、上述において、この人工格子膜構
造の磁気抵抗効果素子３が検出する磁気情報１ａが記録
された磁気記録媒体１と相対的に移動する方向に直角な
方向に磁化容易軸を有するか又は等方性であるものであ
る。
【００１３】本発明位置検出装置は例えば図１，図２，
図８，図９に示す如く上述において、この磁気記録媒体
１とこの磁気抵抗効果素子３の相対的移動方向に互いに
（Ｎ＋（θ／２π））λ（ここでＮは整数、θは０以上
２π未満の角度（ＲＡＤ））で表される距離だけ離れた
位置に配設された人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子３
に、それぞれのバイアスパターン４に同方向のバイアス
電流を流し、同方向のバイアス磁場を印加し、この相対
移動に伴う抵抗の変化にθ（ＲＡＤ）の位相差を設けた
ものである。
図８，図９に示す如く上述において、この磁気記録媒体
１とこの磁気抵抗効果素子３の相対的移動方向に互いに
（Ｎ＋（θ／２π））λ（ここでＮは整数、θは０以上
２π未満の角度（ＲＡＤ））で表される距離だけ離れた
位置に配設された人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子３
に、それぞれのバイアスパターン４に同方向のバイアス
電流を流し、同方向のバイアス磁場を印加し、この相対
移動に伴う抵抗の変化にθ（ＲＡＤ）の位相差を設けた
ものである。
【００１４】本発明位置検出装置は例えば図１，図２，
図１０，図１１に示す如く上述において、この磁気記録
媒体１とこの磁気抵抗効果素子３との相対的移動方向に
互いに（Ｎ−１／２＋（θ／２π））λ（ここで、Ｎは
整数、θは０以上２π未満の角度（ＲＡＤ））で表され
る距離だけ離れた位置に配設された人工格子膜構造の磁
気抵抗効果素子３にそれぞれのバイアスパターンに互に
逆方向にバイアス電流を流し、互に逆方向のバイアス磁
場を印加し、この相対移動に伴う抵抗の変化にθ（ＲＡ
Ｄ）の位相差を設けたものである。
図１０，図１１に示す如く上述において、この磁気記録
媒体１とこの磁気抵抗効果素子３との相対的移動方向に
互いに（Ｎ−１／２＋（θ／２π））λ（ここで、Ｎは
整数、θは０以上２π未満の角度（ＲＡＤ））で表され
る距離だけ離れた位置に配設された人工格子膜構造の磁
気抵抗効果素子３にそれぞれのバイアスパターンに互に
逆方向にバイアス電流を流し、互に逆方向のバイアス磁
場を印加し、この相対移動に伴う抵抗の変化にθ（ＲＡ
Ｄ）の位相差を設けたものである。
【００１５】本発明位置検出装置は図１，図２，図１２
に示す如く、上述において、この磁気記録媒体１とこの
磁気抵抗効果素子３の相対的移動方向にほぼ隣り合う位
置に配設された人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子に、
それぞれのバイアスパターンに互に逆方向にバイアス電
流を流し、互に逆方向のバイアス磁場を印加し、前記相
対的移動に伴う抵抗の変化に略π（ＲＡＤ）の位相差を
設けたものである。
に示す如く、上述において、この磁気記録媒体１とこの
磁気抵抗効果素子３の相対的移動方向にほぼ隣り合う位
置に配設された人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子に、
それぞれのバイアスパターンに互に逆方向にバイアス電
流を流し、互に逆方向のバイアス磁場を印加し、前記相
対的移動に伴う抵抗の変化に略π（ＲＡＤ）の位相差を
設けたものである。
【００１６】
【作用】本発明によれば、磁気検出手段２に導体層３ａ
と磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜構造
の磁気抵抗効果素子（以下ＧＭＲ素子という）３を使用
したものであり、このＧＭＲ素子３は図４，図５の曲線
ａに示す如く外部印加磁界に対する磁気抵抗変化率の特
性は、従来のパーマロイ等のＭＲ素子に比べ抵抗変化率
が大きく且つ高い感度を有しており、このＧＭＲ素子３
を使用したときには磁気記録媒体１と磁気検出手段２と
のクリアランス（間隔）を大きくでき、保護膜層を厚く
するか或いは薄板金属材料でＧＭＲ素子３の表面を保護
することができ検出面の損傷が起きにくい高精度、高分
解能な位置検出装置を得ることができる。
と磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜構造
の磁気抵抗効果素子（以下ＧＭＲ素子という）３を使用
したものであり、このＧＭＲ素子３は図４，図５の曲線
ａに示す如く外部印加磁界に対する磁気抵抗変化率の特
性は、従来のパーマロイ等のＭＲ素子に比べ抵抗変化率
が大きく且つ高い感度を有しており、このＧＭＲ素子３
を使用したときには磁気記録媒体１と磁気検出手段２と
のクリアランス（間隔）を大きくでき、保護膜層を厚く
するか或いは薄板金属材料でＧＭＲ素子３の表面を保護
することができ検出面の損傷が起きにくい高精度、高分
解能な位置検出装置を得ることができる。
【００１７】また本発明によれば、このＧＭＲ素子３に
バイアス磁界を印加し、例えば図４に示したバイアス点
ｂを中心に動作するので抵抗変化は直線性が良く、高調
波歪の少ない検出信号を得ることができる。
バイアス磁界を印加し、例えば図４に示したバイアス点
ｂを中心に動作するので抵抗変化は直線性が良く、高調
波歪の少ない検出信号を得ることができる。
【００１８】このため、従来のように相対的な角度（ピ
ッチ、ヨー、アジマス）が変動することによって、高調
波歪を低減させるパターン配置による効果が損なわれて
精度を悪化させることなく、角度変動が起こった場合で
も十分な精度を保つことができる。
ッチ、ヨー、アジマス）が変動することによって、高調
波歪を低減させるパターン配置による効果が損なわれて
精度を悪化させることなく、角度変動が起こった場合で
も十分な精度を保つことができる。
【００１９】また、従来のＭＲ素子におけるクリアラン
スと同等のクリアランスでこのＧＭＲ素子を用いる場合
には更に記録波長を短くすることができるため、より高
精度、高分解能の位置検出装置を得ることができる。
スと同等のクリアランスでこのＧＭＲ素子を用いる場合
には更に記録波長を短くすることができるため、より高
精度、高分解能の位置検出装置を得ることができる。
【００２０】
【実施例】以下図面を参照して本発明位置検出装置の実
施例につき説明する。図１において、１は磁気スケール
を示し、この磁気スケール１は磁気記録媒体として平角
断面形状のガラス基材の表面に磁性体を無電解メッキで
２〜３μｍ被着したものを用い、この磁気記録媒体に通
常の磁気記録ヘッドで長手方向に一定の波長λ例えば４
０μｍでスケール１ａを記録したものである。
施例につき説明する。図１において、１は磁気スケール
を示し、この磁気スケール１は磁気記録媒体として平角
断面形状のガラス基材の表面に磁性体を無電解メッキで
２〜３μｍ被着したものを用い、この磁気記録媒体に通
常の磁気記録ヘッドで長手方向に一定の波長λ例えば４
０μｍでスケール１ａを記録したものである。
【００２１】この磁気スケール１に対して、その長手方
向に相対的に移動する如く、検出ヘッド２を設ける。こ
の検出ヘッド２はその検出面がこの磁気スケール１と一
定の間隔を保って、この磁気スケール１の長手方向に相
対変位する如く、図示しない保持機構に保持する如くす
る。
向に相対的に移動する如く、検出ヘッド２を設ける。こ
の検出ヘッド２はその検出面がこの磁気スケール１と一
定の間隔を保って、この磁気スケール１の長手方向に相
対変位する如く、図示しない保持機構に保持する如くす
る。
【００２２】本例においては、この検出ヘッド２として
図２に示す如き人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子（Ｇ
ＭＲ素子）３を用いたものを使用する。図２につきこの
本例に使用する検出ヘッド２を説明するに、ガラス基板
又はハードディスク用等のアルミ基板１１上に例えばＳ
ｉＯ2 の絶縁層１１ａを設けて絶縁基板とし、この絶縁
基板上にＡｕ等の導体膜より成るバイアスパターン４を
形成する。
図２に示す如き人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子（Ｇ
ＭＲ素子）３を用いたものを使用する。図２につきこの
本例に使用する検出ヘッド２を説明するに、ガラス基板
又はハードディスク用等のアルミ基板１１上に例えばＳ
ｉＯ2 の絶縁層１１ａを設けて絶縁基板とし、この絶縁
基板上にＡｕ等の導体膜より成るバイアスパターン４を
形成する。
【００２３】このバイアスパターン４上に例えばＳｉＯ
2 の絶縁層１１ｂを設け、このバイアスパターン４上に
この絶縁層１１ｂを介してＣｏＦｅＮｉ磁性合金例えば
Ｆｅ 18Ｃｏ10Ｎｉ72、Ｆｅ16Ｃｏ20Ｎｉ64の層３ｂとＣ
ｕ層３ａとから成る人工格子多層膜をスパッタリング装
置を使用して作成する。
2 の絶縁層１１ｂを設け、このバイアスパターン４上に
この絶縁層１１ｂを介してＣｏＦｅＮｉ磁性合金例えば
Ｆｅ 18Ｃｏ10Ｎｉ72、Ｆｅ16Ｃｏ20Ｎｉ64の層３ｂとＣ
ｕ層３ａとから成る人工格子多層膜をスパッタリング装
置を使用して作成する。
【００２４】この場合、図３に示す如く人工格子膜構造
の磁気抵抗効果素子３が検出する磁気情報１ａが記録さ
れた磁気スケール１の磁化方向（印加磁界方向）と相対
移動する方向に直角な方向に磁化容易軸が存する如くす
る。
の磁気抵抗効果素子３が検出する磁気情報１ａが記録さ
れた磁気スケール１の磁化方向（印加磁界方向）と相対
移動する方向に直角な方向に磁化容易軸が存する如くす
る。
【００２５】また、この場合このＣｏＦｅＮｉ磁性合金
の層３ｂは１ｎｍ、Ｃｕ層３ａは２．２ｎｍの厚さで、
それぞれ交互に２０層ずつの成膜とし、人工格子膜構成
の磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）３を形成する。この
ＧＭＲ素子３の外部印加磁界一磁気抵抗変化率は図４，
図５の曲線ａに示す如く変化率の大きなものである。
の層３ｂは１ｎｍ、Ｃｕ層３ａは２．２ｎｍの厚さで、
それぞれ交互に２０層ずつの成膜とし、人工格子膜構成
の磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）３を形成する。この
ＧＭＲ素子３の外部印加磁界一磁気抵抗変化率は図４，
図５の曲線ａに示す如く変化率の大きなものである。
【００２６】この人工格子膜構成の磁気抵抗効果素子３
上に例えばＳｉＯ2 の絶縁層１１ｃを介してレジスト等
で保護膜１２を形成する。この場合人工格子膜３ａ，３
ｂ及びバイアスパターン４はフォトリソグラフィ技術を
利用し、そのパターンを形成する。
上に例えばＳｉＯ2 の絶縁層１１ｃを介してレジスト等
で保護膜１２を形成する。この場合人工格子膜３ａ，３
ｂ及びバイアスパターン４はフォトリソグラフィ技術を
利用し、そのパターンを形成する。
【００２７】また、図２において、１３はバイアスパタ
ーン４に電流を供給する引出導体であり、１４はＧＭＲ
素子３に電圧を供給する引出導体を示し、１５及び１６
は夫々電極を示す。
ーン４に電流を供給する引出導体であり、１４はＧＭＲ
素子３に電圧を供給する引出導体を示し、１５及び１６
は夫々電極を示す。
【００２８】また本例の検出ヘッド２においては図２の
保護膜１２上又はレジストの代わりにエポキシ系の樹脂
の保護膜を印刷工程により形成するか、或いは銅や非磁
性ステンレスのような非磁性の金属薄板で表面を覆い保
護膜とする。
保護膜１２上又はレジストの代わりにエポキシ系の樹脂
の保護膜を印刷工程により形成するか、或いは銅や非磁
性ステンレスのような非磁性の金属薄板で表面を覆い保
護膜とする。
【００２９】本例の検出ヘッド２は図２に示す如くし
て、図８，図９に示す如く４つのＧＭＲ素子Ｒ1 ，
Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 で形成すると共に、このＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2，Ｒ3 及びＲ4 と磁気スケール１との関係を
この図８に模式的に示す如くする。
て、図８，図９に示す如く４つのＧＭＲ素子Ｒ1 ，
Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 で形成すると共に、このＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2，Ｒ3 及びＲ4 と磁気スケール１との関係を
この図８に模式的に示す如くする。
【００３０】即ち４つのＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，
Ｒ4 を磁気スケール１の長手方向に沿って順次配すると
共にＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との間隔及びＲ3 とＲ4 との
間隔を夫々磁気スケール１の記録波長λの１／２とし、
また、ＧＭＲ素子Ｒ2 とＲ3との間隔をλ／４とする如
くする。
Ｒ4 を磁気スケール１の長手方向に沿って順次配すると
共にＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との間隔及びＲ3 とＲ4 との
間隔を夫々磁気スケール１の記録波長λの１／２とし、
また、ＧＭＲ素子Ｒ2 とＲ3との間隔をλ／４とする如
くする。
【００３１】また、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 の夫々の一
端に所定の正電圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ2
及びＲ4 の夫々の一端に所定の負電圧−Ｖを供給し、Ｇ
ＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端を互に接続すると共
にＧＭＲ素子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端を互に接続し、
之等ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端の接続点より
一方の検出端子Ｖout1を導出すると共にこのＧＭＲ素子
Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端の接続点より他方の検出端子
Ｖout2を導出する。
端に所定の正電圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ2
及びＲ4 の夫々の一端に所定の負電圧−Ｖを供給し、Ｇ
ＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端を互に接続すると共
にＧＭＲ素子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端を互に接続し、
之等ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端の接続点より
一方の検出端子Ｖout1を導出すると共にこのＧＭＲ素子
Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端の接続点より他方の検出端子
Ｖout2を導出する。
【００３２】本例においては、ＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 及びＲ4 に対し、夫々配されたバイアスパターン４
に夫々同一方向のバイアス電流を図９Ａに矢印で示す方
向に流す如くする。このバイアス電流の大きさは例えば
図４のｂ点がバイアス点となるバイアス磁界Ｈｂを発生
するものとする。
Ｒ3 及びＲ4 に対し、夫々配されたバイアスパターン４
に夫々同一方向のバイアス電流を図９Ａに矢印で示す方
向に流す如くする。このバイアス電流の大きさは例えば
図４のｂ点がバイアス点となるバイアス磁界Ｈｂを発生
するものとする。
【００３３】この図８，図９例は磁気スケール１とＧＭ
Ｒ素子Ｒ1 及びＲ2 ，Ｒ3 及びＲ4との相対移動に伴う
抵抗の変化に夫々１８０度位相差を得ると共に検出端子
Ｖout1及びＶout2間に９０度位相差の検出信号を得るよ
うにＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を配したが、こ
のバイアスパターン４に夫々同方向の電流を流し、この
相対移動に伴って抵抗変化をθ（ＲＡＤ）の位相差とす
るときには磁気スケール１とこのＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ
2 ，Ｒ3 及びＲ4 との相対的移動方向に互いにこのＧＭ
Ｒ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を（Ｎ＋（θ／２π））
λ（ここでＮは整数、θは０以上２π未満の角度（ＲＡ
Ｄ））で表される距離だけ離れた位置に配設する如くす
れば良い。
Ｒ素子Ｒ1 及びＲ2 ，Ｒ3 及びＲ4との相対移動に伴う
抵抗の変化に夫々１８０度位相差を得ると共に検出端子
Ｖout1及びＶout2間に９０度位相差の検出信号を得るよ
うにＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を配したが、こ
のバイアスパターン４に夫々同方向の電流を流し、この
相対移動に伴って抵抗変化をθ（ＲＡＤ）の位相差とす
るときには磁気スケール１とこのＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ
2 ，Ｒ3 及びＲ4 との相対的移動方向に互いにこのＧＭ
Ｒ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を（Ｎ＋（θ／２π））
λ（ここでＮは整数、θは０以上２π未満の角度（ＲＡ
Ｄ））で表される距離だけ離れた位置に配設する如くす
れば良い。
【００３４】本例のＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
の配置関係は図９Ａに示す如くＲ1及びＲ2 とＲ3 及び
Ｒ4 との夫々の間隔はλ／２でありＲ2 及びＲ3 の間隔
はλ／４であり、この検出ヘッド２の等価回路は図９Ｂ
に示す如くで、検出端子Ｖout1及びＶout2は夫々ＧＭＲ
素子Ｒ1 とＲ2 の接続点及びＲ3 とＲ4 との接続点より
導出している。図１において、７はこの検出ヘッド２に
バイアス電流、所定の動作電圧を供給すると共に検出電
圧信号を得る為のフレキシブルプリント配線板である。
の配置関係は図９Ａに示す如くＲ1及びＲ2 とＲ3 及び
Ｒ4 との夫々の間隔はλ／２でありＲ2 及びＲ3 の間隔
はλ／４であり、この検出ヘッド２の等価回路は図９Ｂ
に示す如くで、検出端子Ｖout1及びＶout2は夫々ＧＭＲ
素子Ｒ1 とＲ2 の接続点及びＲ3 とＲ4 との接続点より
導出している。図１において、７はこの検出ヘッド２に
バイアス電流、所定の動作電圧を供給すると共に検出電
圧信号を得る為のフレキシブルプリント配線板である。
【００３５】本例は上述の如く構成されているので磁気
スケール１に対し検出ヘッド２を相対的に移動したとき
にはＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 の夫々の抵抗
値の変化は図９Ｃに示す如くでＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2
とＲ3 及びＲ4 との夫々の抵抗変化の位相差は夫々１８
０度であり、検出端子Ｖout1及びＶout2には図９Ｃに示
す如く９０度位相差の検出信号が得られ、この検出信号
により、磁気スケール１と検出ヘッド２との相対的移動
距離を測定することができる。
スケール１に対し検出ヘッド２を相対的に移動したとき
にはＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 の夫々の抵抗
値の変化は図９Ｃに示す如くでＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2
とＲ3 及びＲ4 との夫々の抵抗変化の位相差は夫々１８
０度であり、検出端子Ｖout1及びＶout2には図９Ｃに示
す如く９０度位相差の検出信号が得られ、この検出信号
により、磁気スケール１と検出ヘッド２との相対的移動
距離を測定することができる。
【００３６】本例によれば検出ヘッド２にＣｏＦｅＮｉ
磁性合金層３ｂとＣｕ層３ａとが交互に積層されてなる
ＧＭＲ素子３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を使用したもの
であり、このＧＭＲ素子３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 は
図４，図５の曲線ａに示す如く外部印加磁界に対する磁
気抵抗変化率の特性は、従来のパーマロイ等のＭＲ素子
に比べ抵抗変化率が大きく且つ高い感度を有しており、
このＧＭＲ素子３，Ｒ 1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を使用した
ときには磁気スケール１と検出ヘッド２とのクリアラン
ス（間隔）を大きくでき、保護膜層を厚くするか或いは
薄板金属材料で、このＧＭＲ素子３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 ，Ｒ4 の表面を保護することができ検出面の損傷が
起きにくい、高精度、高分解能な位置検出装置を得るこ
とができる。
磁性合金層３ｂとＣｕ層３ａとが交互に積層されてなる
ＧＭＲ素子３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を使用したもの
であり、このＧＭＲ素子３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 は
図４，図５の曲線ａに示す如く外部印加磁界に対する磁
気抵抗変化率の特性は、従来のパーマロイ等のＭＲ素子
に比べ抵抗変化率が大きく且つ高い感度を有しており、
このＧＭＲ素子３，Ｒ 1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を使用した
ときには磁気スケール１と検出ヘッド２とのクリアラン
ス（間隔）を大きくでき、保護膜層を厚くするか或いは
薄板金属材料で、このＧＭＲ素子３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 ，Ｒ4 の表面を保護することができ検出面の損傷が
起きにくい、高精度、高分解能な位置検出装置を得るこ
とができる。
【００３７】因みに本例においては記録波長λでクリア
ランスを概略λと同じ３５μｍ〜４０μｍ開けたときに
も良好な検出信号を得ることができ、従来のＭＲセンサ
ーの場合のクリアランス（〜２０μｍ）に比べ、充分大
きく確保することができ、従来より１０μｍ〜２０μｍ
保護層を厚くすることができる。
ランスを概略λと同じ３５μｍ〜４０μｍ開けたときに
も良好な検出信号を得ることができ、従来のＭＲセンサ
ーの場合のクリアランス（〜２０μｍ）に比べ、充分大
きく確保することができ、従来より１０μｍ〜２０μｍ
保護層を厚くすることができる。
【００３８】また本例によれば、このＧＭＲ素子３，Ｒ
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 にバイアス磁界Ｈｂを印加し、図
４，図５に示したバイアス点ｂを中心に動作するので抵
抗変化は直線性の良いものとすることができ、高調波歪
の少ない検出信号を得ることができる。
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 にバイアス磁界Ｈｂを印加し、図
４，図５に示したバイアス点ｂを中心に動作するので抵
抗変化は直線性の良いものとすることができ、高調波歪
の少ない検出信号を得ることができる。
【００３９】このため従来のように相対的な角度（ピッ
チ，ヨー，アジマス）が変動することによって、高調波
歪を低減させるパターン配置による効果が損なわれて精
度を悪化させることなく、角度変動が起こった場合でも
十分な精度を保つことができる。
チ，ヨー，アジマス）が変動することによって、高調波
歪を低減させるパターン配置による効果が損なわれて精
度を悪化させることなく、角度変動が起こった場合でも
十分な精度を保つことができる。
【００４０】また本例においては従来のＭＲ素子におけ
るクリアランスと同等のクリアランスでこのＧＭＲ素子
３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を用いるときには更に記録
波長を短くすることができるため、より高精度、高分解
能の位置検出装置を得ることができる。
るクリアランスと同等のクリアランスでこのＧＭＲ素子
３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を用いるときには更に記録
波長を短くすることができるため、より高精度、高分解
能の位置検出装置を得ることができる。
【００４１】また図１０，図１１は本発明の他の実施例
を示す。この図１０，図１１につき説明するにこの図１
０，図１１において、図１，図８，図９に対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この図
１０，図１１例の検出ヘッド２は４つのＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 と磁気スケール１との関係を
図１０に模式的に示す如くする。
を示す。この図１０，図１１につき説明するにこの図１
０，図１１において、図１，図８，図９に対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。この図
１０，図１１例の検出ヘッド２は４つのＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 と磁気スケール１との関係を
図１０に模式的に示す如くする。
【００４２】即ち、４つのＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 ，Ｒ4 を磁気スケール１の長手方向に沿って順次配
すると共にＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との間隔及びＧＭＲ素
子Ｒ3 とＲ4 との間隔を夫々磁気スケール１の記録波長
λとし、またＧＭＲ素子Ｒ2 とＲ 3 との間隔をλ／４と
する如くする。
Ｒ3 ，Ｒ4 を磁気スケール１の長手方向に沿って順次配
すると共にＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との間隔及びＧＭＲ素
子Ｒ3 とＲ4 との間隔を夫々磁気スケール１の記録波長
λとし、またＧＭＲ素子Ｒ2 とＲ 3 との間隔をλ／４と
する如くする。
【００４３】また、このＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 の夫々
の一端に所定の正電圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子
Ｒ2 及びＲ4 の夫々の一端に所定の負電圧−Ｖを供給
し、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端を互に接続
し、この接続点より検出端子Ｖout1を導出すると共にＧ
ＭＲ素子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端を互に接続し、この
接続点より検出端子Ｖout2を導出する。
の一端に所定の正電圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子
Ｒ2 及びＲ4 の夫々の一端に所定の負電圧−Ｖを供給
し、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端を互に接続
し、この接続点より検出端子Ｖout1を導出すると共にＧ
ＭＲ素子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端を互に接続し、この
接続点より検出端子Ｖout2を導出する。
【００４４】また本例においては、このＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 に対応して夫々配されたバイ
アスパターン４に図１１Ａに矢印で示す方向のバイアス
電流を流す如くする。即ちＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 に対
応するバイアスパターン４に一方向のバイアス電流を流
すと共にＧＭＲ素子Ｒ2 及びＲ4 に対応するバイアスパ
ターン４に夫々この一方向とは逆方向のバイアス電流を
流す如くする。
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 に対応して夫々配されたバイ
アスパターン４に図１１Ａに矢印で示す方向のバイアス
電流を流す如くする。即ちＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 に対
応するバイアスパターン４に一方向のバイアス電流を流
すと共にＧＭＲ素子Ｒ2 及びＲ4 に対応するバイアスパ
ターン４に夫々この一方向とは逆方向のバイアス電流を
流す如くする。
【００４５】このバイアス電流の大きさは、例えば図５
のｂ点及びこれに対称なｃ点が夫々バイアス点となるバ
イアス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを発生するものとする。
のｂ点及びこれに対称なｃ点が夫々バイアス点となるバ
イアス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを発生するものとする。
【００４６】本例においてＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 とにつ
いて見れば、上述の図８，図９例ではＧＭＲ素子Ｒ1 と
Ｒ2 とは位置がλ／２離れていて磁気スケール１による
磁場は１８０度位相が異なるので、バイアス電流を同じ
方向に流し（同じ方向にバイアス磁界を印加する）、１
８０度位相の反転した抵抗変化を得ているが、この図１
０，図１１例ではＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との位置がλ離
れているので、同相の磁気スケール１による磁場の位置
に存し、バイアス電流を互に逆方向に流し（互に逆方向
にバイアス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを印加する）、図５に示
す如く１８０度位相の反転した抵抗変化を得ている。
いて見れば、上述の図８，図９例ではＧＭＲ素子Ｒ1 と
Ｒ2 とは位置がλ／２離れていて磁気スケール１による
磁場は１８０度位相が異なるので、バイアス電流を同じ
方向に流し（同じ方向にバイアス磁界を印加する）、１
８０度位相の反転した抵抗変化を得ているが、この図１
０，図１１例ではＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との位置がλ離
れているので、同相の磁気スケール１による磁場の位置
に存し、バイアス電流を互に逆方向に流し（互に逆方向
にバイアス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを印加する）、図５に示
す如く１８０度位相の反転した抵抗変化を得ている。
【００４７】この図１０，図１１例は磁気スケール１と
ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 、Ｒ3 及びＲ4 との相対移動に
伴う抵抗の変化に夫々１８０度位相差を得ると共に検出
端子Ｖout1及びＶout2間に９０度位相差の検出信号を得
るようにこのＧＭＲ素子Ｒ1，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を配し
たが、この対応するバイアスパターン４に順次互に逆方
向の電流を流し、この相対移動に伴って抵抗変化をθ
（ＲＡＤ）の位相差とするときには、磁気スケール１と
このＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 、Ｒ3 及びＲ4 との相対的
移動方向に互にこのＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
を（Ｎ−１／２＋（θ／２π））λ（ここでＮは整数、
θは０以上２π未満の角度（ＲＡＤ））で表される距離
だけ離れた位置に配設する如くすれば良い。
ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 、Ｒ3 及びＲ4 との相対移動に
伴う抵抗の変化に夫々１８０度位相差を得ると共に検出
端子Ｖout1及びＶout2間に９０度位相差の検出信号を得
るようにこのＧＭＲ素子Ｒ1，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 を配し
たが、この対応するバイアスパターン４に順次互に逆方
向の電流を流し、この相対移動に伴って抵抗変化をθ
（ＲＡＤ）の位相差とするときには、磁気スケール１と
このＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 、Ｒ3 及びＲ4 との相対的
移動方向に互にこのＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4
を（Ｎ−１／２＋（θ／２π））λ（ここでＮは整数、
θは０以上２π未満の角度（ＲＡＤ））で表される距離
だけ離れた位置に配設する如くすれば良い。
【００４８】この図１０，図１１例のＧＭＲ素子Ｒ1 ，
Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の配置関係は図１１Ａに示す如くＲ1
及びＲ2 とＲ3 及びＲ4 との夫々の間隔はλでありＲ2
及びＲ3 の間隔はλ／４であり、この検出ヘッド２の等
価回路は図１１Ｂに示す如くＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 、
Ｒ3 及びＲ4 に夫々互に逆方向のバイアス磁界Ｈｂ及び
−Ｈｂを供給する如くし、ＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との接
続点及びＲ3 とＲ4 との接続点より検出端子Ｖout1及び
Ｖout2を導出している。
Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 の配置関係は図１１Ａに示す如くＲ1
及びＲ2 とＲ3 及びＲ4 との夫々の間隔はλでありＲ2
及びＲ3 の間隔はλ／４であり、この検出ヘッド２の等
価回路は図１１Ｂに示す如くＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 、
Ｒ3 及びＲ4 に夫々互に逆方向のバイアス磁界Ｈｂ及び
−Ｈｂを供給する如くし、ＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との接
続点及びＲ3 とＲ4 との接続点より検出端子Ｖout1及び
Ｖout2を導出している。
【００４９】この図１０，図１１例は上述の如く構成さ
れているので、磁気スケール１に対し、検出ヘッド２を
相対的に移動したときにはＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3
及びＲ4 の夫々の抵抗値の変化は図１１Ｃに示す如く
で、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 とＲ3 及びＲ4 との夫々の
抵抗変化の位相差は夫々１８０度であり、検出端子Ｖou
t1及びＶout2には図１１Ｃに示す如く９０度位相差の検
出信号が得られ、この検出信号により磁気スケール１と
検出ヘッド２との相対的移動距離を測定することができ
る。
れているので、磁気スケール１に対し、検出ヘッド２を
相対的に移動したときにはＧＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3
及びＲ4 の夫々の抵抗値の変化は図１１Ｃに示す如く
で、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 とＲ3 及びＲ4 との夫々の
抵抗変化の位相差は夫々１８０度であり、検出端子Ｖou
t1及びＶout2には図１１Ｃに示す如く９０度位相差の検
出信号が得られ、この検出信号により磁気スケール１と
検出ヘッド２との相対的移動距離を測定することができ
る。
【００５０】この図１０，図１１例においては、上述実
施例と同様の作用効果が得られると共に図１０に示す如
くバイアスパターン４を直列に接続することができる利
益がある。
施例と同様の作用効果が得られると共に図１０に示す如
くバイアスパターン４を直列に接続することができる利
益がある。
【００５１】また、図１３は本発明をロータリーエンコ
ーダに適用した例を示す。この図１３において、２１は
ローターを示し、このローター２１の外周に磁気記録媒
体２２を設け、この磁気記録媒体２２に所定波長λでス
ケールを磁気記録する如くする。このローター１の外周
の磁気記録媒体２２に対向して検出ヘッド２を配する如
くする。
ーダに適用した例を示す。この図１３において、２１は
ローターを示し、このローター２１の外周に磁気記録媒
体２２を設け、この磁気記録媒体２２に所定波長λでス
ケールを磁気記録する如くする。このローター１の外周
の磁気記録媒体２２に対向して検出ヘッド２を配する如
くする。
【００５２】この検出ヘッド２としては図１２に示す如
き構成とする。この図１２例の検出ヘッド２は４つのＧ
ＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 をローター１の周方向
に沿って順次配すると共にＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との間
隔及びＲ3 とＲ4 との間隔を記録波長λ例えば２００μ
ｍに対して無視できる程度に近接して配し、またＧＭＲ
素子Ｒ1 とＲ3 との間隔をλ／４とする如くする。
き構成とする。この図１２例の検出ヘッド２は４つのＧ
ＭＲ素子Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 をローター１の周方向
に沿って順次配すると共にＧＭＲ素子Ｒ1 とＲ2 との間
隔及びＲ3 とＲ4 との間隔を記録波長λ例えば２００μ
ｍに対して無視できる程度に近接して配し、またＧＭＲ
素子Ｒ1 とＲ3 との間隔をλ／４とする如くする。
【００５３】またこのＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 の夫々の
一端に所定の正電圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ
2 及びＲ4 の夫々の一端に所定の負電圧−Ｖを供給し、
ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端を互に接続し、こ
の接続点より検出端子Ｖout1を導出すると共にＧＭＲ素
子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端を互に接続し、この接続点
より検出端子Ｖout2を導出する。
一端に所定の正電圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ
2 及びＲ4 の夫々の一端に所定の負電圧−Ｖを供給し、
ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の他端を互に接続し、こ
の接続点より検出端子Ｖout1を導出すると共にＧＭＲ素
子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の他端を互に接続し、この接続点
より検出端子Ｖout2を導出する。
【００５４】また本例においては、このＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 に対応して夫々配されたバイ
アスパターン４に図１２に矢印で示す方向のバイアス電
流を流す如くする。即ちＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 に対応
するバイアスパターン４に一方向のバイアス電流を流す
と共にＧＭＲ素子Ｒ2 及びＲ4 に対応するバイアスパタ
ーン４に夫々この一方向とは逆方向のバイアス電流を流
す如くする。
Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 に対応して夫々配されたバイ
アスパターン４に図１２に矢印で示す方向のバイアス電
流を流す如くする。即ちＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ3 に対応
するバイアスパターン４に一方向のバイアス電流を流す
と共にＧＭＲ素子Ｒ2 及びＲ4 に対応するバイアスパタ
ーン４に夫々この一方向とは逆方向のバイアス電流を流
す如くする。
【００５５】このバイアス電流の大きさは例えば図５の
ｂ点及びこれに対称なｃ点が夫々バイアス点となるバイ
アス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを発生するものとする。
ｂ点及びこれに対称なｃ点が夫々バイアス点となるバイ
アス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを発生するものとする。
【００５６】本例においてはＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 と
Ｒ3 及びＲ4 とは記録波長λに対して無視できる程度に
近接して配されているので、このＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ
2 、Ｒ3 及びＲ4 に対するローター１の外周の磁場はほ
とんど同相の位置にありバイアス電流を互に逆方向に流
し（互に逆方向のバイアス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを印加す
る）、互に１８０度位相差の抵抗変化を得ている。従っ
てこの図１２の検出ヘッド２は図１０，図１１例と同様
の動作をし、この図１０，図１１例同様の作用効果が得
られることは容易に理解できよう。
Ｒ3 及びＲ4 とは記録波長λに対して無視できる程度に
近接して配されているので、このＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ
2 、Ｒ3 及びＲ4 に対するローター１の外周の磁場はほ
とんど同相の位置にありバイアス電流を互に逆方向に流
し（互に逆方向のバイアス磁界Ｈｂ及び−Ｈｂを印加す
る）、互に１８０度位相差の抵抗変化を得ている。従っ
てこの図１２の検出ヘッド２は図１０，図１１例と同様
の動作をし、この図１０，図１１例同様の作用効果が得
られることは容易に理解できよう。
【００５７】また、この図１２においてはＧＭＲ素子Ｒ
1 及びＲ2 、Ｒ3 及びＲ4 を記録波長λに比し、無視で
きる程度に近接して配するので検出ヘッド２を小型化す
ることができ、ロータリーエンコーダ全体の構造も小型
化できる。
1 及びＲ2 、Ｒ3 及びＲ4 を記録波長λに比し、無視で
きる程度に近接して配するので検出ヘッド２を小型化す
ることができ、ロータリーエンコーダ全体の構造も小型
化できる。
【００５８】更に磁気式のロータリーエンコーダでは一
般的に図１３のようにローター２１の外周面を磁気記録
信号面とする構造が機構的に採られているが、この場合
は検出ヘッド２の幅が広がると、その中心付近と端とで
はローター２１の間隔（クリアランス）が異なって精度
を悪くする原因の１つと成っているが、本例では９０度
位相差の２相の検出信号を略λ／４の幅のパターン配置
で得ることができる為、そのような精度の悪化が起こら
ず高精度な検出信号を出力するロータリーエンコーダを
得ることができる。
般的に図１３のようにローター２１の外周面を磁気記録
信号面とする構造が機構的に採られているが、この場合
は検出ヘッド２の幅が広がると、その中心付近と端とで
はローター２１の間隔（クリアランス）が異なって精度
を悪くする原因の１つと成っているが、本例では９０度
位相差の２相の検出信号を略λ／４の幅のパターン配置
で得ることができる為、そのような精度の悪化が起こら
ず高精度な検出信号を出力するロータリーエンコーダを
得ることができる。
【００５９】また図１４は本発明の他の実施例を示す。
この図１４Ａ例の検出ヘッド２は８つのＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2 ，‥‥Ｒ8 を磁気スケール１の長手方向に沿
って順次ＧＭＲ素子Ｒ5 ，Ｒ6 ，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ7 ，Ｒ
8 ，Ｒ3 及びＲ4 の順に配すると共に、Ｒ5 とＲ6 との
間隔、Ｒ1 とＲ2 との間隔、Ｒ7 とＲ8 との間隔及びＲ
3とＲ4 との間隔を夫々磁気スケール１の記録波長λの
１／６とし、Ｒ5 とＲ7 との間隔及びＲ1 とＲ3 との間
隔を夫々λ／２とする如くする。
この図１４Ａ例の検出ヘッド２は８つのＧＭＲ素子
Ｒ1 ，Ｒ2 ，‥‥Ｒ8 を磁気スケール１の長手方向に沿
って順次ＧＭＲ素子Ｒ5 ，Ｒ6 ，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ7 ，Ｒ
8 ，Ｒ3 及びＲ4 の順に配すると共に、Ｒ5 とＲ6 との
間隔、Ｒ1 とＲ2 との間隔、Ｒ7 とＲ8 との間隔及びＲ
3とＲ4 との間隔を夫々磁気スケール１の記録波長λの
１／６とし、Ｒ5 とＲ7 との間隔及びＲ1 とＲ3 との間
隔を夫々λ／２とする如くする。
【００６０】またＧＭＲ素子Ｒ5 の一端に所定の正電圧
＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ 8 の一端に所定の負
電圧−Ｖを供給し、ＧＭＲ素子Ｒ5 及びＲ6 の夫々の他
端を接続すると共にＧＭＲ素子Ｒ7 及びＲ8 の夫々の他
端を接続し、またＧＭＲ素子Ｒ6 及びＲ7 の夫々の一端
を接続し、この接続点より一方の検出端子Ｖout1を導出
する。
＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ 8 の一端に所定の負
電圧−Ｖを供給し、ＧＭＲ素子Ｒ5 及びＲ6 の夫々の他
端を接続すると共にＧＭＲ素子Ｒ7 及びＲ8 の夫々の他
端を接続し、またＧＭＲ素子Ｒ6 及びＲ7 の夫々の一端
を接続し、この接続点より一方の検出端子Ｖout1を導出
する。
【００６１】また、ＧＭＲ素子Ｒ1 の他端に所定の正電
圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ4 の他端に所定の
負電圧−Ｖを供給し、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の
一端を接続すると共にＧＭＲ素子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の
一端を接続し、またＧＭＲ素子Ｒ2 及びＲ3 の夫々の他
端を接続し、この接続点より他方の検出端子Ｖout2を導
出する。
圧＋Ｖを供給すると共にＧＭＲ素子Ｒ4 の他端に所定の
負電圧−Ｖを供給し、ＧＭＲ素子Ｒ1 及びＲ2 の夫々の
一端を接続すると共にＧＭＲ素子Ｒ3 及びＲ4 の夫々の
一端を接続し、またＧＭＲ素子Ｒ2 及びＲ3 の夫々の他
端を接続し、この接続点より他方の検出端子Ｖout2を導
出する。
【００６２】また本例においては、この８つのＧＭＲ素
子Ｒ1 ，Ｒ2 ，‥‥Ｒ8 に夫々対応するバイアスパター
ン４に夫々図１４Ａに矢印で示す同一方向のバイアス電
流を流す如くし、同じ方向のバイアス磁界を印加する如
くする。
子Ｒ1 ，Ｒ2 ，‥‥Ｒ8 に夫々対応するバイアスパター
ン４に夫々図１４Ａに矢印で示す同一方向のバイアス電
流を流す如くし、同じ方向のバイアス磁界を印加する如
くする。
【００６３】この図１４Ａ例につき説明するに、図１４
ＢにＧＭＲ素子Ｒ5 が右にλ移動したときの抵抗の変化
を示す。ここで例えばλの基本周波とその３次高調波に
よって、その抵抗変化を表すとすると、 Ｒ5 ＝Ｒ0 −ｒ・ sinφ5 ＋δ・ sin（３・φ5 ） と表すことができる。ここでｒは基本周波の振幅、δは
３次高調波の振幅であり、φ5 は φ5 ＝２πｘ／λ と表され、ＧＭＲ素子Ｒ5 の位置ｘによって決る角度で
ある。
ＢにＧＭＲ素子Ｒ5 が右にλ移動したときの抵抗の変化
を示す。ここで例えばλの基本周波とその３次高調波に
よって、その抵抗変化を表すとすると、 Ｒ5 ＝Ｒ0 −ｒ・ sinφ5 ＋δ・ sin（３・φ5 ） と表すことができる。ここでｒは基本周波の振幅、δは
３次高調波の振幅であり、φ5 は φ5 ＝２πｘ／λ と表され、ＧＭＲ素子Ｒ5 の位置ｘによって決る角度で
ある。
【００６４】このＧＭＲ素子Ｒ5 より図１４Ａで右方向
にλ／６だけ離れた位置にあるＧＭＲ素子Ｒ6 の位置ｘ
により決る角度φ6 は φ6 ＝２π（ｘ＋λ／６）／λ＝２πｘ／λ＋π／３＝
φ5 ＋π／３ となるので、このＧＭＲ素子Ｒ6 の抵抗は Ｒ6 ＝Ｒ0 −ｒ・ sinφ6 ＋δ・ sin（３・φ6 ） ＝Ｒ0 −ｒ・ sin（φ5 ＋π／３）＋δ・ sin（３・（φ5 ＋π／３）） ＝Ｒ0 −ｒ・ sin（φ5 ＋π／３）＋δ・ sin（３・φ5 ＋π） ＝Ｒ0 −ｒ・ sin（φ5 ＋π／３）−δ・ sin（３・φ5 ） と表されている。
にλ／６だけ離れた位置にあるＧＭＲ素子Ｒ6 の位置ｘ
により決る角度φ6 は φ6 ＝２π（ｘ＋λ／６）／λ＝２πｘ／λ＋π／３＝
φ5 ＋π／３ となるので、このＧＭＲ素子Ｒ6 の抵抗は Ｒ6 ＝Ｒ0 −ｒ・ sinφ6 ＋δ・ sin（３・φ6 ） ＝Ｒ0 −ｒ・ sin（φ5 ＋π／３）＋δ・ sin（３・（φ5 ＋π／３）） ＝Ｒ0 −ｒ・ sin（φ5 ＋π／３）＋δ・ sin（３・φ5 ＋π） ＝Ｒ0 −ｒ・ sin（φ5 ＋π／３）−δ・ sin（３・φ5 ） と表されている。
【００６５】この場合、ＧＭＲ素子Ｒ5 とＲ6 とはＮ＝
０、θ＝π／３として、同方向にバイアス電流を印加し
て（Ｎ＋（θ／２π））λ＝λ／６だけ離れた位置にあ
り、抵抗変化にθ＝π／３の位相差を有している。
０、θ＝π／３として、同方向にバイアス電流を印加し
て（Ｎ＋（θ／２π））λ＝λ／６だけ離れた位置にあ
り、抵抗変化にθ＝π／３の位相差を有している。
【００６６】図１４ＡではＧＭＲ素子Ｒ5 とＲ6 とは直
列に接続され、その合成抵抗は、 Ｒ5 ＋Ｒ6 ＝２Ｒ0 −√３ｒ・ sin（φ5 ＋π／６） となり、合成抵抗の変化においては３次高調波分が除去
されている。
列に接続され、その合成抵抗は、 Ｒ5 ＋Ｒ6 ＝２Ｒ0 −√３ｒ・ sin（φ5 ＋π／６） となり、合成抵抗の変化においては３次高調波分が除去
されている。
【００６７】この図１４ＡにおいてはＧＭＲ素子Ｒ7 と
Ｒ8 、Ｒ1 とＲ2 及びＲ3 とＲ4 とは、これと同様に夫
々λ／６の距離離れており、夫々の合成抵抗の変化にお
いては３次高調波分が除去されたものとなる。
Ｒ8 、Ｒ1 とＲ2 及びＲ3 とＲ4 とは、これと同様に夫
々λ／６の距離離れており、夫々の合成抵抗の変化にお
いては３次高調波分が除去されたものとなる。
【００６８】即ち図１４Ａ例の如くこのようなＧＭＲ素
子Ｒ5 とＲ6 、Ｒ7 とＲ8 、Ｒ1 とＲ2 及びＲ3 とＲ4
の組を用いてブリッジを構成し、検出端子Ｖout1及びＶ
out2に９０度位相差を有する２相の検出信号を得るよう
にしたときには上述実施例同様の作用効果が得られると
共に更に高精度の位置検出装置を得ることができる。
子Ｒ5 とＲ6 、Ｒ7 とＲ8 、Ｒ1 とＲ2 及びＲ3 とＲ4
の組を用いてブリッジを構成し、検出端子Ｖout1及びＶ
out2に９０度位相差を有する２相の検出信号を得るよう
にしたときには上述実施例同様の作用効果が得られると
共に更に高精度の位置検出装置を得ることができる。
【００６９】また、磁気スケール１と検出ヘッド２との
関係を図１に代えて図１５及び図１６に示す如くしても
良い。この図１５，図１６の磁気スケール１は磁気記録
媒体として薄板形状のＣｕＮｉＦｅ磁性合金を用い、こ
れに通常の磁気記録ヘッドで長手方向に一定の波長λを
記録したものを使用する。
関係を図１に代えて図１５及び図１６に示す如くしても
良い。この図１５，図１６の磁気スケール１は磁気記録
媒体として薄板形状のＣｕＮｉＦｅ磁性合金を用い、こ
れに通常の磁気記録ヘッドで長手方向に一定の波長λを
記録したものを使用する。
【００７０】この図１５，図１６例においては、この磁
気スケール１に対して前述の如きＧＭＲ素子３を用いた
検出ヘッド２の検出面がスケール面と略直角に保持する
如くする。そして、このＧＭＲ素子３を用いた検出ヘッ
ド２を図１６に示す如くヘッドケース２３中に保持する
如くし、この磁気スケール１とこの検出ヘッド２とを夫
々別々に一定の間隔を保って、この磁気スケール１の長
手方向に相対変位することができるように取り付ける。
気スケール１に対して前述の如きＧＭＲ素子３を用いた
検出ヘッド２の検出面がスケール面と略直角に保持する
如くする。そして、このＧＭＲ素子３を用いた検出ヘッ
ド２を図１６に示す如くヘッドケース２３中に保持する
如くし、この磁気スケール１とこの検出ヘッド２とを夫
々別々に一定の間隔を保って、この磁気スケール１の長
手方向に相対変位することができるように取り付ける。
【００７１】この図１５，図１６に示す如く構成したと
きには磁気スケール１と検出ヘッド２との間隔（クリア
ランス）を従来のＭＲ素子を用いた検出ヘッドによると
同様の構成のものと同じだけ開けたときは記録波長λを
１／４程度にできるため、従来のＭＲセンサーの場合に
比べ、高精度、高分解能のスケールを実現できる。尚、
上述実施例においては人工格子膜構造を構成する磁性層
３ｂをＣｏＦｅＮｉ磁性合金により形成したが、この代
わりに、Ｆｅ20Ｎｉ80，Ｆｅ25Ｃｏ75，Ｆｅ10Ｃｏ90，
Ｃｏ，Ｎｉ10Ｃｏ90，Ｎｉ50Ｃｏ50，Ｆｅ16Ｃｏ28Ｎｉ
36Ｃｕ20等の磁性材が使用できる。
きには磁気スケール１と検出ヘッド２との間隔（クリア
ランス）を従来のＭＲ素子を用いた検出ヘッドによると
同様の構成のものと同じだけ開けたときは記録波長λを
１／４程度にできるため、従来のＭＲセンサーの場合に
比べ、高精度、高分解能のスケールを実現できる。尚、
上述実施例においては人工格子膜構造を構成する磁性層
３ｂをＣｏＦｅＮｉ磁性合金により形成したが、この代
わりに、Ｆｅ20Ｎｉ80，Ｆｅ25Ｃｏ75，Ｆｅ10Ｃｏ90，
Ｃｏ，Ｎｉ10Ｃｏ90，Ｎｉ50Ｃｏ50，Ｆｅ16Ｃｏ28Ｎｉ
36Ｃｕ20等の磁性材が使用できる。
【００７２】また上述実施例においては、人工格子膜に
磁気異方性を持たせ、その磁化容易軸をＧＭＲ素子の長
手方向（ＧＭＲ素子と磁気スケールの相対的移動方向に
直角即ち磁気記録方向に直角な方向）になるようにした
が、この人工格子膜を磁気異方性を持たせずに等方性と
しても良い。
磁気異方性を持たせ、その磁化容易軸をＧＭＲ素子の長
手方向（ＧＭＲ素子と磁気スケールの相対的移動方向に
直角即ち磁気記録方向に直角な方向）になるようにした
が、この人工格子膜を磁気異方性を持たせずに等方性と
しても良い。
【００７３】また、図２例においてはＧＭＲ素子３にバ
イアス磁界を与えるのにＧＭＲ素子３の下側に絶縁層を
介してバイアスパターン４を設けたが、このバイアスパ
ターン４をＧＭＲ素子３の上側に絶縁層を介して配して
も良いことは勿論である。
イアス磁界を与えるのにＧＭＲ素子３の下側に絶縁層を
介してバイアスパターン４を設けたが、このバイアスパ
ターン４をＧＭＲ素子３の上側に絶縁層を介して配して
も良いことは勿論である。
【００７４】また、上述実施例ではＧＭＲ素子３にバイ
アス磁界を印加するのにバイアスパターン４にバイアス
電流を流すようにしたが、この代わりに図６及び図７に
示す如くフェライト、サマリウムコバルト等の永久磁石
５及び電磁石６を使用しても良いことは勿論である。こ
の図７において、６ａはコイル、６ｂは鉄心である。
アス磁界を印加するのにバイアスパターン４にバイアス
電流を流すようにしたが、この代わりに図６及び図７に
示す如くフェライト、サマリウムコバルト等の永久磁石
５及び電磁石６を使用しても良いことは勿論である。こ
の図７において、６ａはコイル、６ｂは鉄心である。
【００７５】また本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が取り
得ることは勿論である。
発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が取り
得ることは勿論である。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば磁気検出手段２に導体層
３ａと磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜
構造の磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を使用したもの
であり、このＧＭＲ素子３は図４，図５の曲線ａに示す
如く外部印加磁界に対する磁気抵抗変化率の特性は、従
来のパーマロイ等のＭＲ素子に比べ抵抗変化率が大きく
且つ高い感度を有しており、このＧＭＲ素子３を使用し
たときには磁気記録媒体１と磁気検出手段２とのクリア
ランス（間隔）を大きくでき保護膜層を厚くするか或い
は薄板金属材料でＧＭＲ素子３の表面を保護することが
でき検出面の損傷が起きにくい高精度、高分解能な位置
検出装置を得ることができる利益がある。
３ａと磁性層３ｂとが交互に積層されて成る人工格子膜
構造の磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を使用したもの
であり、このＧＭＲ素子３は図４，図５の曲線ａに示す
如く外部印加磁界に対する磁気抵抗変化率の特性は、従
来のパーマロイ等のＭＲ素子に比べ抵抗変化率が大きく
且つ高い感度を有しており、このＧＭＲ素子３を使用し
たときには磁気記録媒体１と磁気検出手段２とのクリア
ランス（間隔）を大きくでき保護膜層を厚くするか或い
は薄板金属材料でＧＭＲ素子３の表面を保護することが
でき検出面の損傷が起きにくい高精度、高分解能な位置
検出装置を得ることができる利益がある。
【００７７】また本発明によれば、このＧＭＲ素子３に
バイアス磁界を印加し、例えば図４に示したバイアス点
ｂを中心に動作するので抵抗変化は直線性が良く高調波
歪の少ない検出信号を得ることができる利益がある。
バイアス磁界を印加し、例えば図４に示したバイアス点
ｂを中心に動作するので抵抗変化は直線性が良く高調波
歪の少ない検出信号を得ることができる利益がある。
【００７８】このため、従来のように相対的な角度（ピ
ッチ，ヨー，アジマス）が変動することによって、高調
波歪を低減させるパターン配置による効果が損なわれて
精度を悪化させることなく、角度変動が起こった場合で
も十分な精度を保つことができる。
ッチ，ヨー，アジマス）が変動することによって、高調
波歪を低減させるパターン配置による効果が損なわれて
精度を悪化させることなく、角度変動が起こった場合で
も十分な精度を保つことができる。
【００７９】また、従来のＭＲ素子におけるクリアラン
スと同等のクリアランスでこのＧＭＲ素子を用いる場合
には更に記録波長を短くすることができるため、より高
精度、高分解能の位置検出装置を得ることができる利益
がある。
スと同等のクリアランスでこのＧＭＲ素子を用いる場合
には更に記録波長を短くすることができるため、より高
精度、高分解能の位置検出装置を得ることができる利益
がある。
【図１】本発明位置検出装置の一実施例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明に使用される検出ヘッドの例を示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明の説明に供する線図である。
【図４】ＧＭＲ素子の磁気抵抗変化率一外部印加磁界特
性曲線図である。
性曲線図である。
【図５】本発明の説明に供する線図である。
【図６】検出ヘッドの例を示す断面図である。
【図７】検出ヘッドの例を示す断面図である。
【図８】本発明位置検出装置の例を模式的に示した線図
である。
である。
【図９】図８の説明に供する線図で、Ａはパターン配置
関係、Ｂは検出ヘッドの等価回路、Ｃは抵抗変化及び検
出信号を示す。
関係、Ｂは検出ヘッドの等価回路、Ｃは抵抗変化及び検
出信号を示す。
【図１０】本発明の他の実施例を模式的に示した線図で
ある。
ある。
【図１１】図１０の説明に供する線図で、Ａはパターン
配置関係、Ｂは検出ヘッドの等価回路、Ｃは抵抗変化及
び検出信号を示す。
配置関係、Ｂは検出ヘッドの等価回路、Ｃは抵抗変化及
び検出信号を示す。
【図１２】本発明の他の実施例のパターン配置関係を示
す線図である。
す線図である。
【図１３】ロータリーエンコーダの例を示す斜視図であ
る。
る。
【図１４】本発明の他の実施例の説明に供する線図であ
る。
る。
【図１５】本発明による位置検出装置の例を示す斜視図
である。
である。
【図１６】本発明による位置検出装置の例を示す斜視図
である。
である。
１ 磁気スケール ２ 検出ヘッド ３，Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ＧＭＲ素子 ４ バイアスパターン ５ 永久磁石 ６ 電磁石 ７ フレキシブルプリント配線板 １１ 基板 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 絶縁層 １２ 保護膜
Claims (7)
- 【請求項１】 磁気情報が記録された磁気記録媒体と、
該磁気記録媒体に対し、相対的に移動し、前記磁気情報
を検出する磁気検出手段とを有する位置検出装置におい
て、 前記磁気検出手段に導体層と磁性層とが交互に積層され
て成る人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子を用いたこと
を特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の位置検出装置において、 前記磁気検出手段は絶縁性を有する基板上に導体層と磁
性層とが交互に積層されて成る人工格子膜構造の磁気抵
抗効果素子を形成し、その上又は下に絶縁層を介してバ
イアスパターンを形成し、前記磁気抵抗効果素子にバイ
アス磁界を印加するようにしたことを特徴とする位置検
出装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の位置検出装置において、 前記人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子に永久磁石、又
は電磁石によりバイアス磁界を印加するようにしたこと
を特徴とする位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の位置検出装置において、 前記人工格子膜構造の磁気抵抗効果素子が検出する磁気
情報が記録された前記磁気記録媒体と相対的に移動する
方向に直角な方向に磁化容易軸を有するか又は等方性で
あることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項５】 請求項２記載の位置検出装置において、 前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗効果素子の相対的移動
方向に互いに（Ｎ＋（θ／２π））λ（ここでＮは整
数、θは０以上２π未満の角度（ＲＡＤ））で表される
距離だけ離れた位置に配設された前記人工格子膜構造の
磁気抵抗効果素子に、それぞれのバイアスパターンに同
方向のバイアス電流を流し、同方向のバイアス磁場を印
加し、前記相対移動に伴う抵抗の変化にθ（ＲＡＤ）の
位相差を設けたことを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項６】 請求項２記載の位置検出装置において、 前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗効果素子との相対的移
動方向に互いに（Ｎ−１／２＋（θ／２π））λ（ここ
で、Ｎは整数、θは０以上２π未満の角度（ＲＡＤ））
で表される距離だけ離れた位置に配設された人工格子膜
構造の磁気抵抗効果素子にそれぞれのバイアスパターン
に互に逆方向にバイアス電流を流し、互に逆方向のバイ
アス磁場を印加し、前記相対移動に伴う抵抗の変化にθ
（ＲＡＤ）の位相差を設けたことを特徴とする位置検出
装置。 - 【請求項７】 請求項２記載の位置検出装置において、 前記磁気記録媒体と前記磁気抵抗効果素子との相対的移
動方向に、ほぼ隣り合う位置に配設された人工格子膜構
造の磁気抵抗効果素子に、それぞれのバイアスパターン
に互に逆方向にバイアス電流を流し、互に逆方向のバイ
アス磁場を印加し、前記相対的移動に伴う抵抗の変化に
略π（ＲＡＤ）の位相差を設けたことを特徴とする位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205183A JPH0868661A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205183A JPH0868661A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868661A true JPH0868661A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16502791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6205183A Pending JPH0868661A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0868661A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008081797A1 (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Alps Electric Co., Ltd. | 磁気検出装置 |
| EP2053362A2 (en) | 2007-10-22 | 2009-04-29 | Sony Corporation | Position sensor and bias magnetic field generating device |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP6205183A patent/JPH0868661A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008081797A1 (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Alps Electric Co., Ltd. | 磁気検出装置 |
| EP2053362A2 (en) | 2007-10-22 | 2009-04-29 | Sony Corporation | Position sensor and bias magnetic field generating device |
| US7965074B2 (en) | 2007-10-22 | 2011-06-21 | Mori Seiki Co., Ltd. | Position sensor and bias magnetic field generating device |
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