JPS58154680A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JPS58154680A JPS58154680A JP57036645A JP3664582A JPS58154680A JP S58154680 A JPS58154680 A JP S58154680A JP 57036645 A JP57036645 A JP 57036645A JP 3664582 A JP3664582 A JP 3664582A JP S58154680 A JPS58154680 A JP S58154680A
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- Japan
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- magnetic field
- elements
- conductive film
- magnetic
- magnetic sensor
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は強磁性磁気抵抗効果素子を具える磁気センサに
闘Ｔるものである。
闘Ｔるものである。
かかる磁気センサは従来種々公知であるが、強磁性磁気
抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と略称する）は一般に第１
図に示すような磁気−抵抗特性を有し、磁界の強ざＨが
通常数十〜数百エルステッドで抵抗値Ｒが飽和してしま
うため、磁界の変化を高精度で検出できる領域が極めて
狭い。このため、例えばモータの出方軸に、硼化パター
ンの形態で磁気信号を記録した磁気記録媒体を有する円
板または円筒を取付け、その磁化パターンをＭＲ素子を
具える磁気センサで読取って出力軸の回転絢【４９ＨＢ
Ｔル所謂ロータリーエンコーダにオイテ、モータの励磁
用永久磁石や電機子から相当大きな漏洩磁界がある場合
には、この漏洩磁界の影響で磁気センサの検出出力のＳ
／Ｎ比が悪くなり、このため磁化パターンの変位による
磁気信号の変化を有効に検出することができず誤動作す
ることがあった。このような不具合を解決するため、例
えば特開昭５４−１６２５５６号公報において、磁気記
録媒体を有する円板と、これと対向して配置したＭＲ素
子を育する磁気センサおよび該磁気センサの駆動回路、
便号処理回路とを高透磁率磁性体で囲むことにより磁気
シ−ルドするようにした角度！１ＩｔＩＳ器が提案だれ
た。しかし、このように角度検出器をモータからの漏洩
磁界から完全に磁気シールドすることは極めて困難であ
る。また、外部磁界の影響を除去するため、別のＭＲ素
子を有Ｔる磁気センサで外部磁界のみを検出し、この検
出信号と磁気記録媒体を検出Ｔる磁気センサの出力信号
とを電気的に演算することにより外部磁界の影響を補償
することも考えられる力ｉ、この場合には、磁気センサ
を構成するＭＲ素子の磁気−抵抗特性が、第１図に示し
たように、完全な比例関係でないので、動作点がずれる
と出力信号が変形し、高精度の検出ができない不具合が
ある。
抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と略称する）は一般に第１
図に示すような磁気−抵抗特性を有し、磁界の強ざＨが
通常数十〜数百エルステッドで抵抗値Ｒが飽和してしま
うため、磁界の変化を高精度で検出できる領域が極めて
狭い。このため、例えばモータの出方軸に、硼化パター
ンの形態で磁気信号を記録した磁気記録媒体を有する円
板または円筒を取付け、その磁化パターンをＭＲ素子を
具える磁気センサで読取って出力軸の回転絢【４９ＨＢ
Ｔル所謂ロータリーエンコーダにオイテ、モータの励磁
用永久磁石や電機子から相当大きな漏洩磁界がある場合
には、この漏洩磁界の影響で磁気センサの検出出力のＳ
／Ｎ比が悪くなり、このため磁化パターンの変位による
磁気信号の変化を有効に検出することができず誤動作す
ることがあった。このような不具合を解決するため、例
えば特開昭５４−１６２５５６号公報において、磁気記
録媒体を有する円板と、これと対向して配置したＭＲ素
子を育する磁気センサおよび該磁気センサの駆動回路、
便号処理回路とを高透磁率磁性体で囲むことにより磁気
シ−ルドするようにした角度！１ＩｔＩＳ器が提案だれ
た。しかし、このように角度検出器をモータからの漏洩
磁界から完全に磁気シールドすることは極めて困難であ
る。また、外部磁界の影響を除去するため、別のＭＲ素
子を有Ｔる磁気センサで外部磁界のみを検出し、この検
出信号と磁気記録媒体を検出Ｔる磁気センサの出力信号
とを電気的に演算することにより外部磁界の影響を補償
することも考えられる力ｉ、この場合には、磁気センサ
を構成するＭＲ素子の磁気−抵抗特性が、第１図に示し
たように、完全な比例関係でないので、動作点がずれる
と出力信号が変形し、高精度の検出ができない不具合が
ある。
一方、上述したようなロータリーエンコーダにおいては
、基本的には１個のＭＲ素子により磁気信号を検出し、
変位置を知ることができるが、出力電圧が小ざいこと、
温度変化により出力電圧がドリフトするなどの欠点があ
るため、２つ以上のｋｌＢ素子を差動結合して出鵠之得
ることが一般的である。例えば特公昭５４−１１５２５
７号公報には８個のＭＲ素子を磁気記録媒体上の磁化パ
ターンのピッチの整数倍に等しい間隔を置いて配設し、
これらＭＲ素子の出力の差を差動増幅器で求めるように
した角度検出器が記載されている。また「日経エレクト
ロニクスＪ 、１９８１年６月２２ 日号、第８８頁に
は、第２図に示すようにそれぞれ鴫個のＭＲ素子Ａ０〜
Ａ４１ Ｂ工〜Ｂ、を有する２群の磁気センサを設け、
各群のＭＦＩ素子を磁％記録ｇＫＭの磁化パターンのピ
ッチＰの１の間隔だけ離して配設すると共に一方の群の
ＭＦｔ素子を能力の群のＭＦｔ素子に対して−だけずら
して配設し、第８図に示すように各群の４個のＭＲ素子
をブリッジ回路としてそれぞれ接続し、各ブリッジ回路
の対角点に現われる出力電圧の差をそれぞれ差動４１１
ｉｉＤＡ、およびＤＡ、で求めることにより変位置およ
び変位方向を検出するようにした角度検出装置が示され
ている。このような差動結合方式を採用すると出力指幅
が大きくなると共にドリフトの影響も相殺除去できる利
点が得られる。しかしながらこのような従来の角度検出
装置においては２個以上のＭＲ素子を変位方向、すなわ
ち磁化バター７の配列方向に、磁化パターンのピッチＰ
の整数倍または整数分の−の間隔で配設しなければなら
ず、種々ピッチの磁化パターンを有する磁気記録媒体に
対してそれぞれ所定の間隔に配設したＭＲ素子を有する
磁気センサを準備しなければならず、設計の自由度に制
限を受ける欠点がある。また、磁気記録媒体を円筒表面
に設ける場合、褒数のＭＲ素子を平坦な基板上に形成す
ると各ＭＥ素子と磁気記録媒体までの距離が等、シくな
らず、各ＭＲ素子の出力信号の振幅がばらつくことにな
り差動出力に誤差が入る欠点がある。このような欠点を
解決するためにＭＲ素子の幅を変えることが特公昭５６
−３５０１１号公報に開示されているが、そのよりなＭ
Ｒ素子を製作する口とは面倒であると井に前記の距離が
変ったＪＩｈ合にはこれに対応した幅を有するＭＲ素子
を製作する必要があり、汎用性に欠ける欠点がある。ま
た、２個以上のＭＲ素子を磁気記録媒体の磁化パターン
の配列方向にずらせると、磁気センサの寸法は必然的に
大青くなり、検出装置全体も大形になり易くなるという
欠点もある。
、基本的には１個のＭＲ素子により磁気信号を検出し、
変位置を知ることができるが、出力電圧が小ざいこと、
温度変化により出力電圧がドリフトするなどの欠点があ
るため、２つ以上のｋｌＢ素子を差動結合して出鵠之得
ることが一般的である。例えば特公昭５４−１１５２５
７号公報には８個のＭＲ素子を磁気記録媒体上の磁化パ
ターンのピッチの整数倍に等しい間隔を置いて配設し、
これらＭＲ素子の出力の差を差動増幅器で求めるように
した角度検出器が記載されている。また「日経エレクト
ロニクスＪ 、１９８１年６月２２ 日号、第８８頁に
は、第２図に示すようにそれぞれ鴫個のＭＲ素子Ａ０〜
Ａ４１ Ｂ工〜Ｂ、を有する２群の磁気センサを設け、
各群のＭＦＩ素子を磁％記録ｇＫＭの磁化パターンのピ
ッチＰの１の間隔だけ離して配設すると共に一方の群の
ＭＦｔ素子を能力の群のＭＦｔ素子に対して−だけずら
して配設し、第８図に示すように各群の４個のＭＲ素子
をブリッジ回路としてそれぞれ接続し、各ブリッジ回路
の対角点に現われる出力電圧の差をそれぞれ差動４１１
ｉｉＤＡ、およびＤＡ、で求めることにより変位置およ
び変位方向を検出するようにした角度検出装置が示され
ている。このような差動結合方式を採用すると出力指幅
が大きくなると共にドリフトの影響も相殺除去できる利
点が得られる。しかしながらこのような従来の角度検出
装置においては２個以上のＭＲ素子を変位方向、すなわ
ち磁化バター７の配列方向に、磁化パターンのピッチＰ
の整数倍または整数分の−の間隔で配設しなければなら
ず、種々ピッチの磁化パターンを有する磁気記録媒体に
対してそれぞれ所定の間隔に配設したＭＲ素子を有する
磁気センサを準備しなければならず、設計の自由度に制
限を受ける欠点がある。また、磁気記録媒体を円筒表面
に設ける場合、褒数のＭＲ素子を平坦な基板上に形成す
ると各ＭＥ素子と磁気記録媒体までの距離が等、シくな
らず、各ＭＲ素子の出力信号の振幅がばらつくことにな
り差動出力に誤差が入る欠点がある。このような欠点を
解決するためにＭＲ素子の幅を変えることが特公昭５６
−３５０１１号公報に開示されているが、そのよりなＭ
Ｒ素子を製作する口とは面倒であると井に前記の距離が
変ったＪＩｈ合にはこれに対応した幅を有するＭＲ素子
を製作する必要があり、汎用性に欠ける欠点がある。ま
た、２個以上のＭＲ素子を磁気記録媒体の磁化パターン
の配列方向にずらせると、磁気センサの寸法は必然的に
大青くなり、検出装置全体も大形になり易くなるという
欠点もある。
本発明の目的は上述した種々の不具合を解決し、高磁場
での微小な磁界の変化をも高精麿で検出できると共に、
高磁場内で磁気記録媒体の磁化パターンを検出する場合
に、ＭＲ素子を磁化パターンの配列方向に離間して配置
する必要がなく、シかも差動出力が容易に得られるよう
適切に構成した磁気センサを提供しようとするものであ
る。
での微小な磁界の変化をも高精麿で検出できると共に、
高磁場内で磁気記録媒体の磁化パターンを検出する場合
に、ＭＲ素子を磁化パターンの配列方向に離間して配置
する必要がなく、シかも差動出力が容易に得られるよう
適切に構成した磁気センサを提供しようとするものであ
る。
本発明の磁気センサは、絶縁膜を介して積層した磁気抵
抗効果素子および導電製を有し、前記磁気抵抗効果素子
による外部磁界の検出出力に応じた直流を、前記外部磁
界の方向とはほぼ反対方向の磁界が前記磁気抵抗効果素
子に作用するよ５に前記４電漢に負帰還するよう構成し
たことを特徴とするものである。
抗効果素子および導電製を有し、前記磁気抵抗効果素子
による外部磁界の検出出力に応じた直流を、前記外部磁
界の方向とはほぼ反対方向の磁界が前記磁気抵抗効果素
子に作用するよ５に前記４電漢に負帰還するよう構成し
たことを特徴とするものである。
以ド図面を参照して本発明の詳細な説明するっ第を図は
本発明の磁気センサの一例の構成を示す＃面図である。
本発明の磁気センサの一例の構成を示す＃面図である。
この磁気センサ１１は基板１２の上にＭＲ素子１３ａ
、絶縁膜１４＆、導電）莫ｔ５．絶碌撲１４ｂ、ＭＲ素
子ｔａｂ 、絶ｓｌ＆嗅１４０および導ｍ撲１６を順次
に積層して構成し、導ｗＬ！Ｊ １５を直流電源に接続
して所定の方向、例えば紙面表面側から裏ｌに電流を流
すことによりＭＲ素子１８ａ 、１８ｂを矢印で示すよ
うに互いに反対方向に磁気バイアスする。このようにＭ
Ｒ素子１８＆および１８１）に互いに反対方向のバイア
ス磁界を印加すると、第５図において曲４１１７ａおよ
び１７ｂで示すこれらＭＲ素子に作用する磁界の変化に
対してそれらの抵抗値Ｒはそれぞれ第６図の曲ｉｌｌ
８ ａおよび１８ｂで示Ｔようにそれぞれ変化すること
になる。ここでバイアス磁界±ＨＢの大きざはそれぞれ
のＭＲ素子１３ａおよびｔａｂの動作点が磁気−抵抗特
性曲線のそれぞれ反対側の直Ｉｓ部分のほぼ中央となる
ように付定するのが好適である。このように２個のＭＲ
素子１８ａおよび１８１）を互いに逆方向に磁気バイア
スすると、それらの抵抗値Ｒの変化は曲線１８ ａおよ
び１８１）で示すように互いに逆相となるがら、ＭＲ素
子１１３ａおよび１８ｂを第６図に示すように直列に接
続し、両端を正および負の電源＋Ｅおよび−Ｅに接続す
れば、ｖＩｉＪＭＲ素子の接続点１ｇには第７図の曲線
２０で示すような差動出力が得られることになる。
、絶縁膜１４＆、導電）莫ｔ５．絶碌撲１４ｂ、ＭＲ素
子ｔａｂ 、絶ｓｌ＆嗅１４０および導ｍ撲１６を順次
に積層して構成し、導ｗＬ！Ｊ １５を直流電源に接続
して所定の方向、例えば紙面表面側から裏ｌに電流を流
すことによりＭＲ素子１８ａ 、１８ｂを矢印で示すよ
うに互いに反対方向に磁気バイアスする。このようにＭ
Ｒ素子１８＆および１８１）に互いに反対方向のバイア
ス磁界を印加すると、第５図において曲４１１７ａおよ
び１７ｂで示すこれらＭＲ素子に作用する磁界の変化に
対してそれらの抵抗値Ｒはそれぞれ第６図の曲ｉｌｌ
８ ａおよび１８ｂで示Ｔようにそれぞれ変化すること
になる。ここでバイアス磁界±ＨＢの大きざはそれぞれ
のＭＲ素子１３ａおよびｔａｂの動作点が磁気−抵抗特
性曲線のそれぞれ反対側の直Ｉｓ部分のほぼ中央となる
ように付定するのが好適である。このように２個のＭＲ
素子１８ａおよび１８１）を互いに逆方向に磁気バイア
スすると、それらの抵抗値Ｒの変化は曲線１８ ａおよ
び１８１）で示すように互いに逆相となるがら、ＭＲ素
子１１３ａおよび１８ｂを第６図に示すように直列に接
続し、両端を正および負の電源＋Ｅおよび−Ｅに接続す
れば、ｖＩｉＪＭＲ素子の接続点１ｇには第７図の曲線
２０で示すような差動出力が得られることになる。
本例では第６図に示すように接続点１１Ｊから得られる
差動出力を４幅器２１を介して導電ｌ！ｌ！１６および
これに直列に接続した負荷抵抗２２に負帰還し、導電膜
１Ｂに流れる電流によりＭＲ素子ｘａａ、ｔａｂに外部
磁界Ｈ８に対する反磁界構成すｎば、ＭＲ素子１８ａ、
１８ｋ）には外部磁界Ｈ８に対してＨＳ／ｈＦＫ （ｈ
ＦＥは反磁界−昧に対応する値）の磁界が作用すること
になり、負帰還しない場合に比べｈＦＥ倍の磁界まで検
出することかできる。
差動出力を４幅器２１を介して導電ｌ！ｌ！１６および
これに直列に接続した負荷抵抗２２に負帰還し、導電膜
１Ｂに流れる電流によりＭＲ素子ｘａａ、ｔａｂに外部
磁界Ｈ８に対する反磁界構成すｎば、ＭＲ素子１８ａ、
１８ｋ）には外部磁界Ｈ８に対してＨＳ／ｈＦＫ （ｈ
ＦＥは反磁界−昧に対応する値）の磁界が作用すること
になり、負帰還しない場合に比べｈＦＥ倍の磁界まで検
出することかできる。
本実＠ Ｍ （／：） ！うにＭＲ素子１３ａ、ｌａｂ
の中間に導電膜１５を形成し、これを直流電源に接続し
てバイアス磁界を発生させる場合には、直流電源の変動
は両ＭＲ素子に均等に作用するため、差動出力では相殺
除去され、出力には現われることはない。
の中間に導電膜１５を形成し、これを直流電源に接続し
てバイアス磁界を発生させる場合には、直流電源の変動
は両ＭＲ素子に均等に作用するため、差動出力では相殺
除去され、出力には現われることはない。
第８図は本発明の磁気センサの他の例のＩ！４改を示す
捌視図である。本例では、強磁場のなかで変位する物体
に一体に設けた磁気記録媒体δＯに、その変位方向に所
定のピッチＰで記録された磁化パターンを磁気センサ８
１で検出することにより物体の変位置を測定する。磁気
センサ８１は基板８２上に、薄い絶縁１３ｉ８８１！Ｌ
、２１８ｂをそれツレ介してＭＲ素子８４ａ、３５ａ、
８４ｂ、８５ｂを設けると共にＭＲ素子８５ａおよびδ
４ｂの間には厚い絶縁１１ａａａおよび３６ｋ）を介し
て導電膜８７を設け、ざらにＭＲ素子８５上に厚い絶縁
４８８を介して導電膜８９を積層して構成し、導電膜８
７を前例と同様に直流電源に接続することによりＭＲ＠
子８４ａ、８５ａと３４ｂ 、３５ｂとを互いに逆方向
にＭｉ磁気バイアスる。
捌視図である。本例では、強磁場のなかで変位する物体
に一体に設けた磁気記録媒体δＯに、その変位方向に所
定のピッチＰで記録された磁化パターンを磁気センサ８
１で検出することにより物体の変位置を測定する。磁気
センサ８１は基板８２上に、薄い絶縁１３ｉ８８１！Ｌ
、２１８ｂをそれツレ介してＭＲ素子８４ａ、３５ａ、
８４ｂ、８５ｂを設けると共にＭＲ素子８５ａおよびδ
４ｂの間には厚い絶縁１１ａａａおよび３６ｋ）を介し
て導電膜８７を設け、ざらにＭＲ素子８５上に厚い絶縁
４８８を介して導電膜８９を積層して構成し、導電膜８
７を前例と同様に直流電源に接続することによりＭＲ＠
子８４ａ、８５ａと３４ｂ 、３５ｂとを互いに逆方向
にＭｉ磁気バイアスる。
このように構成した磁気センサ８１の４個のＭＲ素子＋
ｓ４ａ、１３４ｔ）、３５ａおよび８５ｂは８９図に示
すようにブリッジ回路に接続する。すなわちＭＦＩ素子
８５ａと８５ｂとの接続点を市電圧源＋Ｅに接続し、Ｍ
Ｒ素子８４ａと８４ｔ）との接続点を負電圧源−Ｅに接
続し、ＭＲ素子８４ａと３５ｂとの接続点を差動増幅器
４０の正入力端子に接続し、ＭＲ素子８４１）と８５ａ
との接続点を負人力爆子に接続する。
ｓ４ａ、１３４ｔ）、３５ａおよび８５ｂは８９図に示
すようにブリッジ回路に接続する。すなわちＭＦＩ素子
８５ａと８５ｂとの接続点を市電圧源＋Ｅに接続し、Ｍ
Ｒ素子８４ａと８４ｔ）との接続点を負電圧源−Ｅに接
続し、ＭＲ素子８４ａと３５ｂとの接続点を差動増幅器
４０の正入力端子に接続し、ＭＲ素子８４１）と８５ａ
との接続点を負人力爆子に接続する。
本例では差動増幅器４０の出力？前例と同様導電膜δ９
およびこれに直列に接続した負荷抵抗４１に負帰還し、
導電膜８９を通して流れる電流により４個のＭＲ素子８
４ａ、８４ｂ、８６ａおよびδ５ｂに外部磁界Ｈ３に対
する反磁界−ＨＣｊを作用させると井に、この導電膜δ
９を流れる電流変化を負荷抵抗４１により電圧変化とし
て出力端子４３に取出す。このように丁れば、磁気セン
サ８１のダイナミックレンジを極めて広くすることがで
き、したがってＭＲ素子の抵抗値が飽和する強外部磁界
が作用する場合でもそれに重畳された微小な磁界の変化
を高精度で検出することができる。
およびこれに直列に接続した負荷抵抗４１に負帰還し、
導電膜８９を通して流れる電流により４個のＭＲ素子８
４ａ、８４ｂ、８６ａおよびδ５ｂに外部磁界Ｈ３に対
する反磁界−ＨＣｊを作用させると井に、この導電膜δ
９を流れる電流変化を負荷抵抗４１により電圧変化とし
て出力端子４３に取出す。このように丁れば、磁気セン
サ８１のダイナミックレンジを極めて広くすることがで
き、したがってＭＲ素子の抵抗値が飽和する強外部磁界
が作用する場合でもそれに重畳された微小な磁界の変化
を高精度で検出することができる。
第８図に示ｆＭｉ気センサ８１は、例えばガラス基板８
２上にＦｅ −Ｎｉ合金（パーマロイ）を約５００人の
厚ざに蒸着してＭＲ素子８会ａ、８４ｂ。
２上にＦｅ −Ｎｉ合金（パーマロイ）を約５００人の
厚ざに蒸着してＭＲ素子８会ａ、８４ｂ。
３５ａ、３５ｂを形成し、これらの間に介挿される薄い
絶縁［３８ａ、８ｉ３ｂはＳ１０．を１０００〜２００
０人の厚さに蒸着して形成し、厚い絶縁膜３６ａ、８６
ｂ、２１Ｂは同じく５１０２をＷｋｉクロンの厚ざに蒸
着して形成し、導電ｄ１８７．８９はムｌ、ムｕ 、
Ｑｕなどの非磁性金属［ｊｌＯＣＦＯÅ以上の厚ざに蒸
着して簡単に製作することができる。
絶縁［３８ａ、８ｉ３ｂはＳ１０．を１０００〜２００
０人の厚さに蒸着して形成し、厚い絶縁膜３６ａ、８６
ｂ、２１Ｂは同じく５１０２をＷｋｉクロンの厚ざに蒸
着して形成し、導電ｄ１８７．８９はムｌ、ムｕ 、
Ｑｕなどの非磁性金属［ｊｌＯＣＦＯÅ以上の厚ざに蒸
着して簡単に製作することができる。
このように各膜の厚さは非常に薄いので総てのＭＲ素子
はａ！気記録媒体８０の変位方向に対して直交する同一
線上に位置するものと看做すことができる。
はａ！気記録媒体８０の変位方向に対して直交する同一
線上に位置するものと看做すことができる。
第８図に示した実施列においてはＭＲ素子を磁気記録媒
体８０の変位方向に対して直交する同−機上に配設する
ため、磁化パターンのピッチＰに全く拘束されなくなる
。したがって、従来のようにピッチが等しい磁化パター
ンのみでなく、例えば第１０図に示すようにピッ贅がｐ
ｌ、 ｐ、 、 ｐ。
体８０の変位方向に対して直交する同−機上に配設する
ため、磁化パターンのピッチＰに全く拘束されなくなる
。したがって、従来のようにピッチが等しい磁化パター
ンのみでなく、例えば第１０図に示すようにピッ贅がｐ
ｌ、 ｐ、 、 ｐ。
と相違する磁化パターンを記録した磁気記録媒体５０や
、第１１図に示すようにピッチが連続的に変化するよう
な磁化パターンを記録した磁気記録媒体６０の場合でも
それらの磁化パターンを有効に検出することができる。
、第１１図に示すようにピッチが連続的に変化するよう
な磁化パターンを記録した磁気記録媒体６０の場合でも
それらの磁化パターンを有効に検出することができる。
このように磁化パターンのピッチが変化する磁気記録媒
体は例えば変位の途中で検出精度を変えるような場合に
有効であるＯ 本発明は上述した実施列にのみ限定されるものではなく
、幾多の変更や変形、が可能である。例えば第Ｓ図の実
施列では磁気記録媒体を直線的な蛎のとして示したが、
ロータリーエンコーダに適用する場合のように円板状ま
たは内層状とすることもできる。また、第４図では２個
のＭＲ素子を、これら間に導電膜を設けて電流を流すこ
とにより雇いに逆方向に磁気バイアスしたが、このよう
な導電膜を用いず、２個のＭＲ素子に同一方向の電流が
流れるようにして相互に逆方向に磁気バイアスすること
もできる。この場合には磁気バイアス用の直流電源が不
要となるから、構成が簡単になると共に安価にできる。
体は例えば変位の途中で検出精度を変えるような場合に
有効であるＯ 本発明は上述した実施列にのみ限定されるものではなく
、幾多の変更や変形、が可能である。例えば第Ｓ図の実
施列では磁気記録媒体を直線的な蛎のとして示したが、
ロータリーエンコーダに適用する場合のように円板状ま
たは内層状とすることもできる。また、第４図では２個
のＭＲ素子を、これら間に導電膜を設けて電流を流すこ
とにより雇いに逆方向に磁気バイアスしたが、このよう
な導電膜を用いず、２個のＭＲ素子に同一方向の電流が
流れるようにして相互に逆方向に磁気バイアスすること
もできる。この場合には磁気バイアス用の直流電源が不
要となるから、構成が簡単になると共に安価にできる。
更に、第４図においては、２個のＭＲ素子を並べると井
に各ＭＲ素子に近接して永久磁石を配置して互いに反対
方向に磁気バイアスすることもできる。更にまた、第８
図の実施列では磁気センサ８１を構成する６膜が磁気記
録媒体８０に対して垂直となるように配置したが、これ
ら６幌が磁気記録媒体８ｏに対して水平となるように配
置してもよい。また、第４１図に示した；遺構造のもの
を同一基板に並べて配置して互いに逆方向に磁気バイア
スされたＭＲ素子対を得、これらを第９図と同様に接続
して磁気センサを構成することもできる。更に、上述し
た実ｍＭでは褒数のＭＳ素子を用いて磁気センサを構成
したが、１つのＭＲ素子上に絶縁膜を介して導電膜を積
着し、ＭＲ素子で検出した出力を導電膜に負帰還させて
反磁界を作用させるよう構成しても同様の効果を得るこ
とができる。
に各ＭＲ素子に近接して永久磁石を配置して互いに反対
方向に磁気バイアスすることもできる。更にまた、第８
図の実施列では磁気センサ８１を構成する６膜が磁気記
録媒体８０に対して垂直となるように配置したが、これ
ら６幌が磁気記録媒体８ｏに対して水平となるように配
置してもよい。また、第４１図に示した；遺構造のもの
を同一基板に並べて配置して互いに逆方向に磁気バイア
スされたＭＲ素子対を得、これらを第９図と同様に接続
して磁気センサを構成することもできる。更に、上述し
た実ｍＭでは褒数のＭＳ素子を用いて磁気センサを構成
したが、１つのＭＲ素子上に絶縁膜を介して導電膜を積
着し、ＭＲ素子で検出した出力を導電膜に負帰還させて
反磁界を作用させるよう構成しても同様の効果を得るこ
とができる。
以上述べたように本発明においては、ＭＲ集千による外
部磁界の検出出力に応［た電流を導電膜に流すことによ
り、ＭＲ素子に外部磁界の方向とは反対方向の磁界を作
用させるようにしたから、ＭＲ菓子の感磁領域を見掛上
広くすることができ、したがってＭＲ素子の磁気−抵抗
特性が飽和する強磁界領域での微小な磁界の変化賜高精
度で検出することができる。また、本発明に係る磁気セ
ンサを第８図のような変位量検出装置に適用すれば、磁
気センサを構成する複数のＭＲ素子を磁気記録媒体の変
位方向に対して直交する同一線上に配設することができ
るから、磁気記録媒体に記録した磁化パターンのピッチ
がどのような鴫のであっても検出が可能であり、したが
って磁気記録媒体を交換したような場合でも磁気センサ
はそのまま使用することができる。また、磁気記録媒体
を円板または内溝の側面に設けたロータリーエンコーダ
に適用した場合、総てのＭＲｓ子と磁気記録媒体との間
の距離は等しくなるから、均等な出力が得られ、正確な
検出が可能であり、しかもＭＲ素子、の輻を変える必要
はない。さらに磁気記録媒体そのものは既存の４のも使
用することができるので、容易かつ安価に実施すること
ができる。
部磁界の検出出力に応［た電流を導電膜に流すことによ
り、ＭＲ素子に外部磁界の方向とは反対方向の磁界を作
用させるようにしたから、ＭＲ菓子の感磁領域を見掛上
広くすることができ、したがってＭＲ素子の磁気−抵抗
特性が飽和する強磁界領域での微小な磁界の変化賜高精
度で検出することができる。また、本発明に係る磁気セ
ンサを第８図のような変位量検出装置に適用すれば、磁
気センサを構成する複数のＭＲ素子を磁気記録媒体の変
位方向に対して直交する同一線上に配設することができ
るから、磁気記録媒体に記録した磁化パターンのピッチ
がどのような鴫のであっても検出が可能であり、したが
って磁気記録媒体を交換したような場合でも磁気センサ
はそのまま使用することができる。また、磁気記録媒体
を円板または内溝の側面に設けたロータリーエンコーダ
に適用した場合、総てのＭＲｓ子と磁気記録媒体との間
の距離は等しくなるから、均等な出力が得られ、正確な
検出が可能であり、しかもＭＲ素子、の輻を変える必要
はない。さらに磁気記録媒体そのものは既存の４のも使
用することができるので、容易かつ安価に実施すること
ができる。
第１図は磁気抵抗効果素子の磁気−抵抗特性を示す梅園
、 第２図は従来の磁気センサを用いる蛮位量検出装置の一
例の構成を示す斜視図、 第８図は同じくその磁気抵抗効果素子より成るブリッジ
回路を示す回路図、 第４図は本発明の磁気センサの一例の構成を示す断面図
、 第６図は同じくその動作を説明するための波形図、 第６図は第４図に示す磁気センサの回路構成図、第７図
は同じく２個の磁気抵抗効果素子の差動出力を示す波形
図、 第８図は本発明の磁気センサの池の例の構成を示す斜視
図、 第９図は同じくその回路構成を示す図、１１１０図およ
び第１１図は本発明に係る磁気センサによって検出し得
る磁気記録媒体の変形例を示す平面図である。 １１・・・磁気センサ １２・・・基板１δａ＊ｔ
ａｂ・・・磁気抵抗効果素子１４ａ 、１４ｂ 、 １
４ｃｍ・・絶縁膜１５．１６・・・導電膜 ２１・・
・増幅器２２・・・負荷抵抗 ２８・・・出力端
子、８０・・・磁気記録媒体 ８１・・・磁気センサ
８２ ・Ｍ板 ３８＆、８８ｂ、＋３６ａ。 ３６ ｂ 、 ３８−・・絶縁膜 ３４ａ、８４ｂ、８
５ａ。 ａｓｂ・・・磁気抵抗効果素子 ａ７，８９・・・導電膜 ４０・・・差動増幅器４１
・・・負荷抵抗 ４２・・・出力端子第１図 −ＨＯすＨ 第２図 第：３図 第４図 ／２ 第５図 第７図 第８図 ０ 第１０図 第１１図 ＡＩ ＳＳ 、Ｊ、ｔ ｇ Ｎ ５ＮＳＮＳ”
手続補正書 昭和５７年６ 月 ９ 日 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願第３６６４５ 号２、発明の
名称 磁気センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 株式会社 フ パ ル 電話（５８１） ２２４１番（代表） ＼ ゛・ ７、補正の内容 （別紙の通り） 図面中筒３，８図を別紙の通り訂正する。 第３図
、 第２図は従来の磁気センサを用いる蛮位量検出装置の一
例の構成を示す斜視図、 第８図は同じくその磁気抵抗効果素子より成るブリッジ
回路を示す回路図、 第４図は本発明の磁気センサの一例の構成を示す断面図
、 第６図は同じくその動作を説明するための波形図、 第６図は第４図に示す磁気センサの回路構成図、第７図
は同じく２個の磁気抵抗効果素子の差動出力を示す波形
図、 第８図は本発明の磁気センサの池の例の構成を示す斜視
図、 第９図は同じくその回路構成を示す図、１１１０図およ
び第１１図は本発明に係る磁気センサによって検出し得
る磁気記録媒体の変形例を示す平面図である。 １１・・・磁気センサ １２・・・基板１δａ＊ｔ
ａｂ・・・磁気抵抗効果素子１４ａ 、１４ｂ 、 １
４ｃｍ・・絶縁膜１５．１６・・・導電膜 ２１・・
・増幅器２２・・・負荷抵抗 ２８・・・出力端
子、８０・・・磁気記録媒体 ８１・・・磁気センサ
８２ ・Ｍ板 ３８＆、８８ｂ、＋３６ａ。 ３６ ｂ 、 ３８−・・絶縁膜 ３４ａ、８４ｂ、８
５ａ。 ａｓｂ・・・磁気抵抗効果素子 ａ７，８９・・・導電膜 ４０・・・差動増幅器４１
・・・負荷抵抗 ４２・・・出力端子第１図 −ＨＯすＨ 第２図 第：３図 第４図 ／２ 第５図 第７図 第８図 ０ 第１０図 第１１図 ＡＩ ＳＳ 、Ｊ、ｔ ｇ Ｎ ５ＮＳＮＳ”
手続補正書 昭和５７年６ 月 ９ 日 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 願第３６６４５ 号２、発明の
名称 磁気センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 株式会社 フ パ ル 電話（５８１） ２２４１番（代表） ＼ ゛・ ７、補正の内容 （別紙の通り） 図面中筒３，８図を別紙の通り訂正する。 第３図
Claims (1)
- Ｌ 絶縁膜を介して積層した磁気抵抗効果素子および導
電膜を有し、前記磁気抵抗効果素子による外部磁界の検
出出力に応じた電流を、前記外部磁界の方向とはけば反
対方向の磁界が前記磁気抵抗効果素子に作用するように
前記導電膜に負帰還するよう構成したことを特徴とする
磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57036645A JPS58154680A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57036645A JPS58154680A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154680A true JPS58154680A (ja) | 1983-09-14 |
Family
ID=12475580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57036645A Pending JPS58154680A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154680A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519318A (en) * | 1992-12-28 | 1996-05-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Triaxial magnetic heading sensing apparatus having magnetaresistors and nulling coils |
| US5561366A (en) * | 1991-10-22 | 1996-10-01 | Hitachi, Ltd. | Current sensor system and detection method comprising magetoresistance element, biasing conductor and current measurement conductor on insulating substrate |
| JP2012159475A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Nidec Sankyo Corp | 磁気センサおよびリニアエンコーダ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121161A (en) * | 1979-03-13 | 1980-09-18 | Nec Corp | Magnetic sensor |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP57036645A patent/JPS58154680A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121161A (en) * | 1979-03-13 | 1980-09-18 | Nec Corp | Magnetic sensor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5561366A (en) * | 1991-10-22 | 1996-10-01 | Hitachi, Ltd. | Current sensor system and detection method comprising magetoresistance element, biasing conductor and current measurement conductor on insulating substrate |
| US5519318A (en) * | 1992-12-28 | 1996-05-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Triaxial magnetic heading sensing apparatus having magnetaresistors and nulling coils |
| JP2012159475A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Nidec Sankyo Corp | 磁気センサおよびリニアエンコーダ |
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