KR100221448B1

KR100221448B1 - 자기 검출 장치

Info

Publication number: KR100221448B1
Application number: KR1019960016562A
Authority: KR
Inventors: 다다시 다구치; 데루히코 오타키
Original assignee: 고구치 유죠; 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1999-09-15
Also published as: US5770942A; JPH08313296A; KR960042095A; JP3029783B2

Abstract

목적; 소형화가 가능하고, 또 자기특성이나 저항치가 같은 여러 개의 전류통로로 이루어진 자기저항소자가 있는 자기 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

구성; 서로 다른 2종류의 자극이 등간격으로 반복된 자기신호가 파장 λ로 기록된 자기기록매체, 자기기록매체와 대향하여 배치되고 자계의 변화에 따라 저항치가 변하는 자기저항소자를 구비한 자기 검출 장치. 자기저항소자는 여러 개의 자기저항 스트라이프로 이루어져 있고, 또 직력로 접속된 2조의 전류통로(MR1, MR2)를 구비하며, 제1의 전류통로(MR1)의 각각의 자기저항 스트라이프는 제2의 전류통로(MR2)의 자기저항 스트라이프와 λ/4의 간격으로 평행배열되어 자기저항 스트라이프조을 여러 조 형성하고, n이 1이상의 정수인 경우, 상기 자기저항 스트라이프조의 중심이 서로 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있다.

Description

자기 검출 장치

제1도는 본 발명에 관한 자기 검출 장치의 실시예에 있어서, 그 주요부를 확대하여 도시한 평면도.

제2도는 본 발명에 관한 자기 검출 장치의 다른 실시예에 있어서, 그 주요부를 확대하여 도시한 평면도.

제3도는 본 발명에 관한 자기 검출 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 그 주요부를 확대하여 도시한 평면도.

제4도는 본 발명에 관한 자기 검출 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 그 주요부를 확대하여 도시한 평면도.

제5도는 정전압형식 자기 검출 장치의 예를 도시한 등가회로도(等價回路圖).

제6도는 정전류형식 자기 검출 장치의 예를 도시한 등가회로도.

제7도는 종래의 정전압형식 자기 검출 장치의 예에 있어서, 그 주요부를 확대하여 도시한 평면도.

제8도는 종래의 자기 검출 장치에 있어서, 자기기록매체측의 신호와 자기저항스트라이프의 배치관계를 도시한 패턴도.

제9도는 종래의 정전류형식 자기 검출 장치의 예에 있어서, 그 주요부를 확대하여 도시한 평면도.

제10a도, 제10b도 및 제10c도는 MR소자의 기본배치에 있어서의 저항변화와 출력관계를 나타내는 곡선도.

제11도 MR소자의 기본배치를 도시한 도면.

제12a도 및 제12b도는 종래의 자기 검출 장치 즉 리니어 엔코더 있어서, 자기기록매체측의 신호와 자기저항스트라이프의 배치관계 및 그 자계변화의 관계를 도시한 도면.

제13a도 및 제13b도는 본 발명에 따른 자기 검출 장치에 있어서, 자기기록매체 측의 신호와 자기저항 스트라이프의 배치관계 및 그 자계변화의 관계를 도시한 도면.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

MR1 : 전류통로 MR2 : 전류통로

R1-1∼R1-5 : 자기저항스트라이프 R2-1∼R2-5 : 자기저항스트라이프

A : 전류원 B: 전류원

본 발명은 예를 들면 리니어엔코더(linear encoder)등에 사용되는 자기 검출 장치의 구조에 관한 것이다.

예를 들면, 이동체 등의 근처에 배치함으로써 이동체의 위치나 회전속도를 검출하는 자기 검출 장치가 알려져 있다. 이와 같은 자기 검출 장치로서는 정전압형식의 것과 정전류형식의 것이 알려져 있다. 제5도는 정전압형식 자기 검출 장치의 등가회로를 도시하고 있다. 제5도에 있어서, 서로 위상이 다른 위치에 배치된 2개의 전류통로(MR1, MR2)는 직렬로 접속되어 자기저항소자가 구성되어 있다. 전류통로 MR1과 전류통로 MR2의 접속부분은 외측으로 인출되어 출력단자 FG1에 접속되어 있다. 또 전류통로 MR1의 일단은 급전단자(Vcc)에, 전류통로 MR2의 일단은 접지단자(GND)에 접속되어 있다. 이와 같은 정전압형식 자기 검출 장치에서는 출력단자 FG1에 의해 직렬로 접속된 전류통로 MR1, MR2의 중점전위를 판독하여 자기신호변화를 전기신호로 바꾸는 것이다.

또 제6도는 정전류형식 자기 검출 장치의 등가회로를 도시하고 있다. 제6도에 있어서, 서로 위상이 다른 위치에 배치된 2개의 전류통로(MR1, MR2)는 병렬로 접속되어 자기저항소자가 구성되어 있다. 전류통로 MR1과 전류통로 MR2의 접속부분은 외측으로 인출되어 급전단자(Vcc)에 접속되어 있다. 또 전류통로 MR1의 일단은 출력단자 FG1에, 전류통로 MR2의 일단은 출력단자 FG2에 접속되어 있다. 출력단자 FG1에는 전류원 A가, 출력단자 FG2에는 전류원 B가 접속되어 있다. 또 출력단자 FG1과 출력단자 FG2는 차동(差動)증폭회로(10)의 차동입력 단자에 각각 접속되어 있고, 이 차동증폭회로(10)에서 각 전류통로(MR1, MR2)의 중점전위의 차동을 판독하여 자기신호변화를 전기신호로 바꾸고 있다.

다음으로 정전압형식 자기 검출 장치에 대해 상세히 설명한다. 제7도에 있어서, 급전단자(Vcc)와 접지단자(GND)사이에는 직사각형파상의 자기저항소자가 형성되어 있다. 자기저항소자는 직렬로 접속된 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)로 이루어져 있고, 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)는 여러 개의 자기저항스트라이프로 구성되어 있다. 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)는 대칭적인 위치로 배치되어 있다. 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)의 접속부분, 즉 자기저항소자의 중점부분은 외측으로 인출된 출력단자 FG1과 접속되어 있다.

제8도에 도시한 바와 같이 이동체측에 부착된 자기기록매체에 의해 입력되는 자기신호의 파장을 λ로 하면, 제7도에 있어서, 제1의 전류통로(MR1)를 구성하는 각 자기저항스트라이프는 nλ/2(n은 1이상의 정수)씩 이간하여 배치되어 있다. 또 제2의 전류통로(MR2)를 구성하는 각 자기저항 스트라이프도 nλ/2(n은 1이상의 정수)씩 이간항 배치되어 있다. 또 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)사이는 (2m+1)λ/4(단, m은 0이상의 정수)만큼 이간하여 배치되어 있다.

또 정전류형식 자기 검출 장치에 관해서는, 제9도에 있어서 도시하지 않은 전류원과 접속된 단자 FG1과 단자 FG2의 사이에는 직사각형파상의 자기저항소자가 형성되어 있다. 자기저항소자의 전류통로는 배치 등을 포함하여 정전압형식과 마찬가지로 구성되어 있다. 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR)의 접속부분, 즉 자기저항소자의 중간부분은 외측으로 인출되어 급전단자(Vcc)에 접속되어 있다. 단자 FG1와 단자 FG2에는 도시하지 않은 차동증폭회로가 접속됨과 동시에 단자 FG1과 단자 FG2는 차동증폭회로의 차동입력단자에 각각 접속되어 이 차동증폭회로에 의해 중점전위의 차동을 얻을 수 있도록 되어 있다.

제8도에 도시한 바와 같이 이동체쪽에 부착된 자기기록매체에 의해 입력되는 자기신호의 파장을 λ로 하면, 제9도에 있어서 제1의 전류통로(MR1)를 구성하는 각 자기저항 스트라이프의 이간거리, 제2의 전류통로(MR2)를 구성하는 각 자기저항 스트라이프의 이간거리 및 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)의 이간거리에 대해서는 앞에 기술한 정전류형식의 것과 각각 같은 이간거리로 배치되어 있다.

상기 자기 검출 장치는 어느 것이나 성막(成幕)시의 막의 두께, 사진석판(photo lithograph) 공정시의 해상도의 차이, 기판의 면성(面性)의 차이가, 형성되는 자기저항 스트라이프에 악영향을 미쳐, 자기저항 스트라이프의 두께나 폭치수 등에 분산이 생긴다. 또 무자장속에서 자기저항소자를 성막했을 때 약간 생기는 이방성(異方性)의 방향이 성막위치에 따라 미묘하게 다른 경우도 있다. 이상으로 인해 제1의 자기저항소자군(MR1)과 제2의 자기저항소자군(MR2)의 각 저항치는 일치하지 않고 분산되어 있었다. 또 이와 같은 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)는 자기특성도 분산되기 때문에 출력신호의 중점이 어긋나서 분해능성능이 계획대로 되지 않는다고 하는 문제도 있었다. 또한 대칭적으로 분해능성능이 계획대로 되지 않는다고 하는 문제도 있었다. 또한 대칭적으로 자기저항소자군 MR1과 자기저항소자군 MR2를 배치하면 자기 검출 장치상에 자기 저항소자를 형성하기 위한 공간을 크게 확보하지 않으면 안되기 때문에 소형화가 어려웠다.

또한 정전압형식 및 정전류형식 자기 검출 장치의 등가회로에 대해서는 상기 외에 미국특허 제5,047,716호에 개시된 기술이 있는데, 이 기술도 역시 상기와 같은 과제를 갖고 있다.

본 발명은 이상과 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 소형화가 가능하며 또한 자기특성이나 저항치가 같은 전류통로로 이루어진 자기저항소자를 포함한 자기 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명에 관한 자기 검출 장치의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 먼저 정전압형식 자기 검출 장치에 대해 설명한다. 제1도에 있어서, 자기저항소자는 직렬로 접속된 전류통로 MR1과 전류통로 MR2로 구성되어 있다. 전류통로 MR1의 일단은 급전단자(Vcc)에 접속되어 있고, 또 전류통로 MR2의 일단은 접지단자(GND)에 접속되어 있다. 또한 전류통로 MR1과 전류통로 MR2의 접속부분은 외측으로 인출되어 출력단자 FG1에 접속되어 있다.

전류통로 MR1은 형상이 직사각형파상으로 되어 있어, 자기저항스트라이프(R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R1-5)를 평행하게 배치함으로써 구성되어 있다. 전류통로 MR1내의 자기저항 스트라이프(R1-1∼R1-5)의 폭치수는 λ/4미만으로, 자기저항 스트라이프 R1-1과 자기저항 스트라이프 R1-2의 간격은 λ, 자기저항 스트라이프 R1-2와 자기저항 스트라이프 R1-3의 간격은 nλ/2, 자기저항 스트라이프R1-3과 자기저항 스트라이프 R1-4의 간격은 λ, 자기저항 스트라이프 R1-4와 자기 저항 스트라이프 R1-5의 간격은 nλ/2가 되도록 설정되어 있다.

한 쪽의 전류통로 MR2도 직사각의 파형상으로 되어 있어, 전류통로 MR1의 요입형상의 부분과 전류통로 MR2의 돌출형상의 부분이 서로 맞물려 있고, 전류통로 MR1의 돌출형상의 부분이 전류통로 MR2의 요입형상의 부분과 서로 맞물린 형태로 되어 있다. 또 전류통로 MR2도 자기저항스트라이프(R2-1, R2-2, R2-3, R2-4, R2-5)를 평행하게 배치함으로써 구성되어 있다. 전류통로(MR2)내의 자기 저항 스트라이프(R2-1∼R2-5)의 폭치수도 전류통로 MR1의 경우와 마찬가지로 λ/4미만으로, 자기저항 스트라이프 R2-1과 자기저항 스트라이프 R2-2의 간격은 nλ/2, 자기저항 스트라이프 R2-2와 자기저항 스트라이프 R2-3의 간격은 λ, 자기저항 스트라이프 R2-3과 자기저항 스트라이프 R2-4의 간격은 nλ/2, 자기저항 스트라이프 R2-4와 자기저항 스트라이프 R5-5의 간격은 λ이 되도록 설정되어 있다. 또한 전류통로 MR1과 전류통로 MR2의 자기저항 스트라이프의 상호간격은 번갈아 λ와 nλ/2가 되어 있으면 되며, λ, nλ/2,λ,nλ/2순이어도 좋고 nλ/2, λ, nλ/2, λ순이어도 좋다.

전류통로 MR1의 자기저항 스트라이프(R1-1, R1-2)사이에는 전류통로 MR2의 자기저항 스트라이프(R2-1, R2-2)가 자기저항 스트라이프(R1-1, R1-2)에 대해 평행이 되도록 배치되어 있다. 또 전류통로 MR1의 자기저항 스트라이프(R1-3, R1-4)사이에는 전류통로 MR2의 자기저항 스트라이프(R2-3, R2-4)가 자기저항 스트라이프(R1-3, R1-4)에 대해 평행이 되도록 배치되어 있다. 또한 전류통로 MR1의 자기저항 스트라이프 R1-5에 인접한 위치에는 전류통로 MR2의 자기저항 스트라이프 R2-5가 자기저항 스트라이프 R1-5에 대해 평행이 되도록 배치되어 있다.

자기저항 스트라이프 R1-1과 자기저항 스트라이프 R2-1의 중심은 λ/4가 되도록 이간하여 평행배치 됨으로써 자기저항 스트라이프조(祖)가 구성되어 있다. 마찬가지로, 자기저항 스트라이프 R1-2와 자기저항 스트라이프 R2-2, 자기저항 스트라이프 R1-3과 자기저항 스트라이프 R2-3, 자기저항 스트라이프 R1-4와 자기저항 스트라이프 R2-4, 자기저항 스트라이프 R1-5와 저기저항 스트라이프(R2-5)도 λ/4의 간격을 두고 평행하게 배치되어 5개의 자기저항 스트라이프조를 구성하고 있다. 또한 각 자기저항 스트라이프조와 인접한 자기저항 스트라이프조의 중심간격은 3nλ/4로 되어 있다.

이상과 같은 구성의 정전압형식 자기저항소자에서는, 전류통로 MR1의 각각의 자기저항 스트라이프(R1-1, R1-2, R1-3, R1-4, R1-5)가 전류통로 MR2의 자기저항 스트라이프(R2-1, R2-2, R2-3, R2-4, R2-5)와 λ/4의 일정간격으로 평행배어 자기저항 스트라이프조를 여러 조 형성하고, 또 각 자기저항 스트라이프조의 중심이 서로 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있다. 따라서 전류통로 MR1의 요입형상부분이 전류통로 MR2의 돌출형상의 부분과, 그리고 전류통로 MR1의 돌출형상의 부분이 전류통로 MR2의 요입형상의 부분과 서로 맞물린 형태가 되어, 전류통로 MR1과 전류통로 MR2가 근접하고 또 항상 동일 거리씩 이간한 배치가 된다. 따라서 성막시의 막의 두께의 차이, 사진석판 공정시의 해상도의 차이, 기판의 면성 등에 차이가 있어도 자기저항소자를 구성하는 전류통로 MR1과 전류통로 MR2에 대해 상기 해상도의 차이나 면성의 차이가 똑같이 미친다. 이 때문에 저항 또는 자기특성도 마찬가지로 변하고, 전류통로 MR1과 전류통로 MR2에 있어서 분산이 생기는 일이 없어 중점전위를 계획대로 할 수 있다. 또한 종래의 기술에 비해 패턴의 점유면적도 작아지기 때문에 칩크기를 작게 하여 소형화에도 공헌할 수 있다.

또한 상기 구성의 자기저항소자는 정전압형식의 것에 한정된 것이 아니라 제2도에 도시한 바와 같은 정전류형식 자기 검출 장치에도 적용가능하다. 제2도에 도시한 자기 검출 장치에서는 전류통로 MR1과 전류통로 MR2가 접속된 부분이 외측으로 인출되어 급전단자(Vcc)에 접속되어 있다. 또 전류통로 MR1의 일단, 즉 자기저항 스트라이프 R1-1의 일단은 출력단자 FG1에 접속되어 있고, 출력단자 FG1에는 도시하지 않은 전류원이 접속되어 있다. 또한 전류통로 MR2의 일단, 즉 자기저항스트라이프 R2-1의 일단은 출력단자 FG2에 접속되어 있고, 출력 단자 FG2에도 도시하지 않은 다른 전류원이 접속되어 있다. 또한 출력단자(FG1, FG2)는 도시하지 않은 차동증폭회로와 접속되어 있고, 이 차동증폭회로에 의해 중점전위의 차동을 얻을 수 있는 구성으로 되어 있다.

또 이상과 같은 2개의 전류통로(MR1, MR2)로 이루어진 자기저항소자를 2조 사용하여 자기 검출 장치를 구성해도 좋다. 제3도는 자기저항소자를 2조 사용한 정전압형식 자기 검출 장치를 도시하고 있다. 제3도에 있어서, 자기저항소자는 우측에 배치된 자기저항소자(1)와 좌측에 배치된 자기저항소자(2)로 구성되어 있다. 자기저항소자 1은 앞에 기술한 실시예와 같이 여러 개의 자기저항스트라이프로 이루어진 전류통로(MR1, MR2)로 구성되어 있다. 전류통로(MR1, MR2)의 형상은 직사각형파상으로, 전류통로 MR1의 직사각형파의 돌출형상부분이 전류통로 MR2의 직사각형파의 요입형상부분과 맞물린 형상으로 되어 있고, 전류통로 MR1의 직사각형파의 요입형상부분이 전류통로 MR2의 직사각형파의 돌출형상 부분과 맞물린 형상으로 되어 있다. 또 전류통로 MR1의 각각의 자기저항 스트라이프는 전류통로 MR2의 각각의 자기저항 스트라이프와 λ/4의 간격으로 평행하게 배치되어 여러개의 자기저항 스트라이프조가 구성되어 있고, 각 자기저항스트 라이프조의 중심은 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있다.

또한 자기저항소자 2도 저기저항소자 1과 같은 구성으로서, 직렬로 접속된 전류통로 MR3, MR4로 구성되어 있다. 전류통로 MR3, MR4의 형상도 직사각형파상으로, 전류통로 MR3의 직사각형파의 돌출형상부분이 전류통로 MR4의 직사각형파의 요입형상부분과 맞물린 형상으로 되어 있고, 전류통로 MR3의 직사각형파의 요입형상부분이 전류통로 MR4의 직사각형파의 돌출형상부분과 맞물린 형상으로 되어 있다. 또 전류통로 MR3의 각각의 자기저항 스트라이프는 전류통로 MR4의 각각의 자기저항 스트라이프와 λ/4의 간격으로 평행하게 배치되어 여러개의 자기 저항 스트라이프조가 구성되어 있고, 각 자기저항 스트라이프조의 중심은 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있다.

이상과 같은 자기저항소자(1,2)는 자기 검출 장치의 감자부(感磁部)의 표면에 서로 대칭적인 위치관계가 되도록 배치되어 있다. 또한 2개의 자기저항소자(1,2)의 간격, 즉 자기저항소자 1에 있어서 가장 자기저항소자 2쪽에 있는 자기저항 스트라이프 1a의 중심과, 자기저항소자 2에 있어서 가장 자기저항소자 1쪽에 있는 자기저항 스트라이프 2a의 중심과의 간격(L)을 n을 1이상의 정수로 했을 경우, 자기 검출 장치가 90°위상차로서 회전방향 또는 이동방향을 검출하는 형식인 경우에는 (2n+1)λ/8, 자기 검출 장치가 180°위상차로서 출력을 배로 하는 형식인 경우에는 (2n+1)λ/4가 되도록 설정되어 있다.

또, 자기저항소자 1의 일단부인 자기저항 스트라이프 1a와 자기저항소자 2의 일단부인 자기저항 스트라이프 2a는 접속되어 있고, 이 접속부분은 외부로 인출되어 급전단자(Vcc)에 접속되어 있다. 또한 자기저항소자 1의 타단부인 자기저항 스트라이프 1b와 자기저항소자 2의 타단부인 자기저항 스트라이프 2도 접속되어 있고, 이 접속부분은 접지단자(GND)에 접속되어 있다. 또 자기저항소자 1의 전류통로(MR1, MR2)의 중점은 외부로 인출되어 출력단자 FG2에, 또 자기저항 소자 2의 전류통로(MR3, MR4)의 중점은 외부로 인출되어 출력단자 FG1에 각각 접속되어 있다.

이상과 같이 자기저항소자를 2조 사용한 자기 검출 장치에서도 자기저항소자를 1조 사용한 것과 마찬가지로 각 자기저항소자(1,2)가 제1의 전류통로(MR1, MR3)와 제2의 전류통로(MR2, MR4)로 이루어져 있고, 제1의 전류통로의 각 자기저항스트라이프가 제2의 전류통로(MR2)의 각 자기저항 스트라이프와 λ/4의 간격으로 평행배열되어 자기저항 스트라이프조가 여러조 형성되며, 또 각 자기저항 스트라이프조의 중심이 서로 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있기 때문에 각 자기저항 소자를 구성하는 제1의 전류통로와 제2의 전류통로가 서로 맞물린 형태로 근접하여 서로 동일 거리만큼 이간한 형태로 되어 있다. 따라서 성막시의 막의 두께의 차이, 사진석판 공정시의 해상도의 차이, 기판의 면성의 차이 등에 의한 자기저항 스트라이프에의 영향이 제1의 전류통로(MR1)와 제2의 전류통로(MR2)에 똑같이 미치기 때문에 각 전류통로간에서 상기 영향이 상쇄되어 저항이나 자기특성의 분산이 생기는 일이 없이 중점전위를 계획대로 할 수 있다.

또한 제4도에 도시한 바와 같이, 제3도에 도시한 자기저항소자(1, 2)의 위치를 좌우 바꾸어 정전류형식 자기 검출 장치를 구성해도 좋다. 같은 구성의 자기저항소자를 사용하기 때문에 앞에 기술한 각 실시예와 같은 효과를 얻는다. 또 제4도에 도시한 자기 검출 장치에서는 자기저항소자(1, 2)사이의 간격, 즉 자기저항소자 1에 있어서 가장 자기저항소자 2쪽에 있는 자기저항 스트라이프의 중심과 자기저항소자 2에 있어서 가장 자기저항소자 1쪽에 있는 자기저항 스트라이프의 중심과의 간격(L)은 n을 1 이상의 정수로 했을 경우, 자기 검출 장치가 90°위상으로서 회전방향 또는 이동방향을 검출하는 형식인 경우에는 (2n+1)λ/8, 자기 검출 장치가 180°위상으로서 출력을 배로 하는 형식인 경우에는 (2n+1)λ/4가 되도록 설정되어 있다. 또 전류통로 MR1, MR2와 전류통로 MR3, MR4의 접속부는 외부로 인출되어 급전단자(Vcc)에 접속되어 있다. 또한 자기저항소자 1의 일단부인 자기저항스트라이프 1a에는 출력단자 FG1이, 자기저항소자 1의 타단부인 자기저항스트라이프 1b에는 출력단자 FG2가, 자기저항소자 2의 자기저항스트라이프 2a에는 출력단자 FG4가, 자기저항소자 2의 타단부인 자기저항스트라이프 2b에는 출력단자 FG3이 각각 접속되어 있다. 또한 자기저항소자 1의 출력단자 FG1과 출력단자 FG2에는, 도시하지 않았지만, 각각 다른 전류원이 접속되어 있다. 출력단자 FG1과 출력단자 FG2는 도시하지 않은 차동증폭회로의 차동입력단자에 접속되어 있어, 이 차동증폭회로에 의해 중점전위의 차동출력을 얻을 수 있도록 되어 있다. 그리고 자기저항소자 2의 출력단자 FG3과 출력단자 FG4에도, 도시하지 않았지만, 각각 다른 전류원이 접속되어 있다. 출력단자 FG3과 출력단자 FG4에도 도시하지 않은 차동증폭회로의 차동입력단자에 접속되어 있어, 이 차동증폭회로에 의해 중점전위의 차동출력을 얻을 수 있도록 되어 있다.

본 발명에 따르면 제1전류통로의 자기저항 스프라이프(MR1)와 제2전류통로의 자기저항 스트라이프(MR2)의 간격을 λ/4로 하는 것과 자기저항 스트라이프쌍(즉 λ/4의 간격을 두고 서로 인접하는 MR1과 MR2 한쌍)의 중심간격을 3nλ/4로 하고 있으며, 이와같이 자기기록매체의 자극간격 λ를 기준을 할 때 MR1과 MR2의 위치관계 및 각 자기저항 스트라이프 쌍 끼리의 위치관계에 관하여 첨부도면 제10a도, 제10b도 및 제10c도, 제11도, 제12a도, 제12b도, 제13a도, 제13b도를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

제11도에는 자기검출장치의 가장 기본적인 배치를 도시하고 있다. 제11도에 있어서, 직렬로 접속한 2가닥의 자기저항소자(MR1과 MR2)의 일단에 직류전원(Vcc)을 접속하고, 타단을 어스(GND)에 접속하며, 그 중점에 출력단자(FG1)를 마련하고 있다. 한쪽의 자기저항 스트라이프(MR1 또는 MR2)에 대해 제10a도와 같은 자극간격(λ)의 자기기록매체가 근접대향하여 이동하며, 그 자기저항 스트라이프는 제10b도와 같이 λ/2주기의 저항치 변화를 나타낸다. 이때 MR1과 MR2의 간격을 λ/4로 설정해 두면, MR1과 MR2의 저항치 변화의 파형이 서로 반전관계로 나타난다. 따라서 이들 파형의 중점에 있어서는 제10c도와 같은 진폭이 배가되는 출력신호를 얻을 수 있다. 이에 대해 MR1과 MR2의 간격이 λ/4가 아니면, MR1과 MR2의 저항치변화파형이 서로 반전관계가 되지 않고, 제10c도과 같은 출력을 얻을 수 없어 이동체의 정확한 위치검출이 불가능해 진다.

또, 제12a도, 제12b도에 도시하는 것과 같이 MR1에 있어 MR1①, MR1②, MR1③, MR1④, MR1⑤를 각각 nλ/2(n은 양의 정수)의 간격으로 배치함과 동시에 MR2에 있어서 MR1①, MR1②, MR1③, MR1④, MR1⑤를 각각 nλ/2의 간격으로 배치하면 MR1과 MR2의 중점에서는 제10c도의 출력파형과 같은 출력을 얻을 수 있다. 즉 동일전류통로에 있어서 MR저항이 nλ/2(=λ/2, λ, 3λ/2, 2λ,…)어긋나 있어도 같은 출력을 얻을 수 있다.

그런, 제12a도와 같은 종래의 배치구조의 경우 MR1과 MR2가 서로 이간되어 있기 때문에 MR1과 MR2의 저항치에 불균형이 생기고, 자기저항소자 전체의 스페이스가 커진다는 문제가 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서 이에 대해서는 앞서 설명한 바 있다.

따라서, 본 발명은 제13a도 및 제13b에 나타낸 바와같이 MR1과 MR2의 간격을 모두 λ/4로 유지하면서 또한 MR1과 MR2에서 한쌍의 자기저항 스트라이프 쌍의 중심을 3nλ/4로 함으로써, MR1에 있어 각 저항(MR①∼MR⑤)의 간격이 λ/2 또는 λ가 되고, MR2에 있어 각 저항(MR①∼MR⑤)의 간격도 λ/2 또는 λ가 된다. 따라서 MR1과 MR2가 근접한 상태에서 제10c도의 출력파형과 같은 출력을 얻을 수 있다. 또한 MR1과 MR2에는 각각 여러 개의 저항을 갖고 있기 때문에 각 저항에 불균형이 있다고 해도 합계출력은 그 불균형이 평준화되어 고정밀도의 출력을 얻을 수 있다. 또 MR1과 MR2는 모두 λ/4간격으로 배치되고 있기 때문에 성막공정 등에서 발생하는 저항치의 불균형이나 자기특성의 변화가 일어나도 MR1과 MR2는 각각 거의 같은 영향을 받으므로 그 문제점을 해소할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 제1의 전류통로의 각각의 자기저항 스트라이프가 제2의 전류통로의 자기저항과 λ/4의 간격으로 평행배열되어 자기저항 스트라이프조를 여러 조 형성하고, 또 각 자기저항 스트라이프조의 중심을 서로 3nλ/4의 간격으로 배치했다. 이렇게 함으로써 직사각형 파형상의 전류통로의 요입형상과 돌출형상부분이, 또 마찬가지로 직사각형파형상의 전류통로의 돌출형상과 요입형상부분이 서로 맞물린 형태가 되어 근접해서 전 전류통로가 항상 동일 거리만큼 이간한 위치에 배치된다. 이 때문에 성막시의 막의 두께의 차이, 사진석판 공정시의 해상도의 차이, 기판의 면성의 차이 등에 따른 자기저항 스트라이프에의 영향이 제1 및 제2의 전류통로에 대해 똑같이 미치기 때문에 저항 또는 자기특성도 마찬가지로 변하여 분산을 해소할 수 있게 된다. 또한 종래의 기술에 비해 패턴의 점유면적도 작아지기 때문에 칩크기를 작게 하여, 종래기술과 같은 n의 자기저항소자를 만드는 경우에 소형화가 가능하다.

Claims

등간격으로 반복된 서로 다른 2종류의 자극의 자기신호가 파장 λ로 기록된 자기기록매체와, 이 자기기록매체와 대향하여 배치되고 자계의 변화에 따라 저항치가 변하는 자기저항소자를 구비한 자기 검출 장치로서, 상기 자기저항소자는 여러 개의 자기저항 스트라이프로 구성된, 제1의 전류통로와 제2의 전류통로로 이루어져 있고, 상기 제1의 전류통로와 제2의 전류통로는 직렬로 접속되어 있으며, 상기 제1의 전류통로의 각각의 자기저항 스트라이프는 상기 제2의 전류통로의 자기저항 스트라이프와 λ/4의 간격으로 평행하게 배열되어 자기저항 스트라이프조를 여러 조 형성하고, n상 1이상의 정수인 경우, 상기 자기저항 스트라이프조의 중심이 서로 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 자기저항소자를 2개 병렬접속함과 동시에 이 자기저항소자의 자기저항 스트라이프가 서로 평행하게 되도록 상기 2개의 자기저항소자를 배치하고, 또 상기 자기저항소자가 자기저항 스트라이프와 평행한 선에 대해 서로 선대칭이 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제2항에 있어서, 상기 선대칭으로 배치된 2개의 자기저항효과소자는 대칭의 중심선을 끼고 서로 가장 접근하는 자기스트라이프가 (2n+1)λ/8의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제2항에 있어서, 상기 선대칭에 배치된 2개의 자기저항효과소자는 대칭의 중심선을 끼고 서로 가장 접근하는 자기스트라이프가 (2n+1)λ/4의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제1항에 있어서, 자기저항스트라이프의 선폭은 λ/4 미만으로 동 폭으로 형성되어, 동일한 전류통로에 있어서 인접한 자기저항스트라이프의 간격이 번갈아서 λ/2, λλ/2, λ가 되거나, λ, λ/2, λ, λ/2가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
등간격으로 반복된 서로 다른 2종류의 자극의 자기신호가 파장 λ로 기록된 자기기록매체와, 이 자기기록매체와 대향하여 배치되고 자계의 변화에 따라 저항치가 변하는 자기저항소자를 구비한 자기 검출 장치로서, 상기 자기저항소자는 여러 개의 자기저항 스트라이프로 이루어진 제1의 전류통로 및 제2의 전류통로를 구비하고, 상기 제1의 전류통로 및 상기 제2의 전류통로는 서로 병렬로 접속됨과 동시에 각각 전류원에 접속되어 있으며, 상기 제1의 전류통로의 자기저항 스트라이프는 상기 제2의 전류통로의 자기 저항 스트라이프와 λ/4의 간격으로 평행하게 병렬되어 자기저항 스트라이프를 여러 조 형성하고, 이 자기저항 스트라이프조의 중심이 n을 1 이상의 정수로 했을 경우 3nλ/4의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제6항에 있어서, 상기 자기저항소자를 2개 병렬접속함과 동시에 이 자기저항소자의 자기저항 스트라이프가 서로 평행하게 되도록 상기 2개의 자기저항소자를 배치하고, 또 상기 자기저항소자가 자기저항 스트라이프와 평행한 선에 대해 서로 선대칭이 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제7항에 있어서, 상기 선대칭으로 배치된 2개의 자기저항효과소자는 대칭의 중심선을 끼고 서로 가장 접근하는 자기스트라이프가 (2n+1)λ/8의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제7항에 있어서, 상기 선대칭으로 배치된 2개의 자기저항효과소자는 대칭의 중심선을 끼고 서로 가장 접근하는 자기스트라이프가 (2n+1)λ/4의 간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.
제6항에 있어서, 각 자기저항 스트라이프의 선폭은 λ/4 미만의 같은 폭으로 형성되어, 동일한 자기저항 스트라이프군에 있어서 인접한 자기저항 스트라이프의 간격이 번갈아서 λ/2, λλ/2, λ또는 λ, λ/2, λ, λ/2가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 검출 장치.