TWI329309B - Magnetic encoder - Google Patents

Description

1329309 ⑴ 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種使用具有旋轉閥型巨大 .果膜的磁性感測器之磁性編碼器。 【先前技術】 近年來，小型機器人、或數位相機、噴墨 Φ 民生用途上使用的磁性編碼器，不僅要求低 . 化’並且要求具有高分解能且擁有良好的間隙 換言之，不需要小型且遞倍化的信號處理電路 於動作中的間隙變動，可維持穩定的輸出之磁 再者，亦要求低消耗電力化。 以往的磁性編碼器，係使用由各向異性磁 膜所形成的磁性阻抗元件（以下稱爲AMR元 元件係即使在比較小的磁場強度的區域中，也 φ 場的變化而使電性阻抗產生數％變化，而容易 較廣泛的被使用。但是，使用NiFe合金薄膜、 金薄膜的AMR元件獲得穩定的磁性阻抗效果 膜厚增厚到20至40nm。由於膜厚較厚，而使 電性阻抗變低，較難使用。爲了獲得高的分解 AMR元件的寬度方向之尺寸時，將影響膜厚的 使形狀各向異性（Hk)變大，在小磁場強度的 法獲得足夠的電性阻抗變化，而有無法獲得所 輸出的問題。因此，在使用 AMR元件的磁性 磁性阻抗效 印表機等在 價而且小型 輸出特性。 ，而要求對 性編碼器。 性阻抗效果 件）。AMR 可以藉由磁 製造膜，而 或NiCo合 時1需要將 元件本身的 能，而縮小 厚度，而且 區域中，無 期待之電性 編碼器中， (2) 1329309 要提升分解能較爲困難。高分解能化爲元件或著磁的狹間 距化’係提升每一單位長度的電輸出信號數。 取代難以高分解能化的AMR元件，而使用結合型巨 大磁性阻抗效果膜的元件（以下爲結合型GMR元件）， 係揭示於日本專利第2812〇42號公報中。結合型GMR元 件與AMR元件相比，具有2至4倍較大的電性阻抗變化 率。日本專利第28 1 2042號公報的GMR元件，係使用將 φ NiCoFe薄膜和非磁性金屬薄膜，交互積層數十層的人工 . 晶格金屬膜。藉著多層化強磁性薄膜和非磁性金屬薄膜， 而獲得較大磁性阻抗變化率。但是，由於非磁性金屬薄膜 爲良導電材，因此，膜的電性阻抗低於AMR元件的1/2 至1/3左右，因此，難以設爲低消耗電力。在結合型GMR 元件中，電性阻抗變化率雖然大於20至3 0%，但獲得該 電性阻抗變化率，而必須使用較大的磁場強度。因此，難 以如磁性編碼器般，使用較小的磁場強度。 φ 以使用在硬碟記億裝置（HDD )的磁頭之旋轉閥型巨 大磁性阻抗效果膜，作爲在比較小的磁場強度的區域中， 表示與結合型GMR元件相同程度的電性阻抗變化率的 膜。如日本專利第3040750號公報所記載，旋轉閥型巨大 磁性阻抗效果膜，係由：即使外部磁場（磁束）的方向變 化，但磁化方向沒有變化的固定磁化層；非磁性導電層；以 及追蹤磁場的變化，而使磁化方向變化的自由磁化層所構 成。加工旋轉閥型巨大磁性阻抗效果膜的元件（以下稱爲 SVGMR元件），與結合型GMR元件相比，電性阻抗爲5 (3) 1329309 至6倍大，使用於磁性感測器時，容易進行低消耗電力 化。又，具有所謂在1至160A/m (約0.006至20Oe)比 較小的磁場強度的區域動作之特徵。 但是，僅將 AMR元件或結合型GMR元件置換爲 SVGMR元件，有分解能降低的缺點。在以著磁間距λ交 互著磁Ν極和S極的磁性媒體之同時，當使用SVGMR元 件時，磁性感測器的輸出信號之週期成爲2倍的2λ。換言 φ 之，分解能成爲1/2。這是因爲具有SVGMR元件的磁性 . 阻抗變化特性所引起，而在以往的編碼器構造中，無法避 免分解能的降低。 SVGMR元件係具有當朝向與元件的固定磁化層的磁 化方向爲相同方向施加外部磁場時，元件的電性阻抗變 化，當朝向反方向施加外部磁場時，元件的電性阻抗不會 變化的特性。或是，具有當元件的固定磁化層的磁化方向 朝向相同方向施加外部磁場時，元件的電性阻抗沒有變 φ 化，而朝向反方向施加外部磁場時，元件的電性阻抗將變 化的特性。當磁性媒體以λ的著磁間距加以著磁時，磁場 方向亦成爲在每一λ反轉》因此，SVGMR元件之電性阻 抗的變化，成爲2倍之2λ的週期。當使用結合型GMR元 件和AMR元件時，獲得週期λ的電性信號。結合型GMR 元件和AMR元件，在無磁場的狀態下表示最大的電性阻 抗，而外部磁場強度上升時，電性阻抗則降低。換言之， 與磁場方向無關，而是因爲磁場強度的增減而出現信號。 因此，可獲得與著磁間距λ相同週期的電性信號。由於 -6- (4) 1329309 SVGMR元件與市場要求的高分解能化對應較爲困難，因 此，無法將SVGMR元件應用在磁性編碼器。但是，在比 較小的磁場強度之區域，可獲得與結合型GMR元件相同 程度的較大磁性阻抗變化率，又，由於可獲得結合型GMR 元件的5至6倍大的電性阻抗，因此，有所謂容易進行低 消耗電力化的優點。 φ 【發明內容】 本發明之目的在於提供一種藉著具有連續設置與 SVGMR元件所構成的磁性感測器，交互朝向反方向被磁 化的磁化之磁性媒體的磁性編碼器，在可獲得具有磁性媒 體的磁化區域週期的一半之長度的週期的電性信號之同 時，對於磁性感測器的低消耗電力化、和間隙變動，可獲 得穩定的輸出特性之磁性編碼器。 本發明的磁性編碼器，係朝向某方向延伸的磁性媒 φ 體，其特徵爲具備有：具有：與該延伸方向交互連續而配 置於其上，沿著該延伸方向，彼此朝向反向磁化的第一磁 化區域與第二磁化區域，並且第一磁化區域與第二磁化區 域之長度不同，將其中長度較長者設爲λ 1，將長度較短 者設爲As，藉著朝向與磁性媒體的延伸方向垂直的方向 延伸，具備具有以磁性媒體與特定間隙相對向的矩行平面 之偶數個SVGMR元件，可朝向磁性媒體的延伸方向，與 媒體相對地移動之磁性感測器，使偶數個SVGMR元件以 (A1+ As) /2所定義的長度λ，而朝向磁性媒體延伸的 (5) 1329309 方向分離，各個SVGMR元件係積層：固定磁化層、非磁 性導體層、及自由磁化層，位於全部的SVGMR元件之固 定磁化層的磁化，係在磁性媒體的延伸方向上朝向相同方 向，在與固定磁化層之磁化相同方向上，對SVGMR元件 施加的外部磁場時，SVGMR元件阻抗成爲最小，而朝向 反向施加時，SVGMR元件阻抗成爲最大，偶數個SVGMR 元件係從被電性串聯連接所連接的SVGMR元件的端子， 取出信號輸出。 在SVGMR元件中，當固定磁化層的磁化和自由磁化 層的磁化成爲反平行時，與在SVGMR元件流動的電流相 對之SVGMR元件的阻抗成爲最大，當固定磁化層的磁化 和自由磁化層的磁化成爲平行時，SVGMR元件的阻抗成 爲最小。在可應用於本發明的SVGMR元件中，在外部磁 場不施加在SVGMR元件的狀態，或是，施加在與固定磁 化層的磁化相反方向的狀態下，自由磁化層的磁化和固定 φ 磁化層的磁化成爲反平行，而當外部磁場施加在與固定磁 化層的磁化相同方向時，自由磁化層的磁化旋轉到與外部 磁場相同的方向，也就是與固定磁化層的磁化相同的方 向，當外部磁場成爲足夠大時，自由磁化層的磁化與固定 磁化層的磁化成爲平行，而使SVGMR元件的阻抗成爲最 小。或是，在外部磁場不施加在SVGMR元件的狀態，或 是，施加在與固定磁化層的磁化相同方向的狀態下，自由 磁化層的磁化和固定磁化層的磁化成爲平行，使SVGMR 元件的阻抗成爲最小，而當外部磁場施加在與固定磁化層 -8 - (6) 1329309 的磁化相反方向時，自由磁化層的磁化旋轉到與外部磁場 相同的方向，也就是與固定磁化層的磁化相反的方向，當 外部磁場成爲足夠大時，自由磁化層的磁化與固定磁化層 的磁化成爲反平行，而使SVG MR元件的阻抗成爲最大。 以SVGMR元件，於未施加外部磁場的狀態下，使自 由磁化層的磁化、和固定磁化層的磁化取得平行狀態，或 是取得反平行狀態，而使用在固定磁化層及自由磁化層的 φ 材質，藉由位於固定磁化層和自由磁化層之間的非磁性導 體層的厚度來決定。 本發明的磁性編碼器，可使用形成在圓盤的外周面、 或形成在圓盤端面、或形成在直線狀的磁性量尺之磁性媒 體。由於磁性編碼器的磁性媒體的形式廣爲周知，因此， 在此不進行詳細的說明。 在本發明的磁性編碼器之磁性媒體中，第一磁化區域 和第二磁化區域的長度必須爲不同。因爲第一磁化區域和 φ 第二磁化區域中較長的區域而產生阻抗較高的部份（波 峰）時，將出現產生與相鄰接的阻抗較高的部份之重複， 已重複之阻抗較高的部份、和未重複之阻抗較高部份的阻 抗之差。因爲第一磁化區域和第二磁化區域中較短的區域 而產生阻抗較高的部份（波峰）時，由於阻抗較高的部份 之波麓、和相鄰接之阻抗較高部份的波麓未產生重複，因 此出現阻抗較高部份和阻抗較低部分之阻抗的差。但是， 當第一磁化區域和第二磁化區域的長度相同時，產生阻抗 較高的部份之波麓、和相鄰接的阻抗較高的部份之波麓的 -9- 1329309 7 重複’而使阻抗較低部份消失，因此阻抗的差縮小，而取 得輸出。 在本發明的磁性編碼器中，磁性感測器由朝向磁性媒 體所延伸的方向分離λ的偶數個之SVGMR元件所構成。 當SVGMR元件位於與第一磁化區域或第二磁化區域相對 向的位置時，SVGMR元件的阻抗從最小値R2變化爲最大 値R1，而表示阻抗的波峰。磁性感測器藉由由分離λ而 φ 串聯連接的偶數個SVGMR元件所構成，而使SVGMR元 件的阻抗之波峰僅分離λ而產生，信號輸出成爲磁性圖案 的週期（λ1+λδ)的一半之週期。 再者，在本發明的磁性編碼器中，SVGMR元件之個 別的磁性媒體的延伸方向之寬度w爲與As相同，或較其 爲小爲佳。 以分離λ而反覆產生的SVGMR元件的阻抗之波峰， 阻抗之變化部份的長度爲w。當SVGMR元件位於與磁性 φ 媒體的第一磁化區域相對向的位置時，成爲最大阻抗 R1，當位於與第二磁化區域相對向的位置時，成爲最小阻 抗R2時，當SVGMR元件位於比第一磁化區域的前端部 僅往前w時，由於與第二磁化區域相對向，因此SVGMR 元件的阻抗爲R2。當SVGMR元件從位於比第一磁化區域 前端僅往前w的位置，而接近第一磁化區域時，SVGMR 元件的一部份由於和第一磁化區域相對向，因此， SVGMR元件的自由磁化層的磁化，藉由第一磁化區域， 可從與固定磁化層的磁化平行的位置開始旋轉。因此， -10- (8) (8)1329309 SVGMR元件的阻抗從最小値R2開始增加。當SVGMR兀 件與第一磁化區域相對向的程度愈增加時’其阻抗也愈增 加，當SVGMR元件前進到完全與第一磁化區域相對向的 位置時，SVGMR元件的自由磁化層的磁化，成爲與固定 磁化層磁化反平行，而其之阻抗成爲略最大値R1。 SVGMR元件從與第一磁化區域相對向的位置前進，從第 二磁化區域前端僅往前前進到 w的位置’再者，當 SVGMR元件前進，而SVGMR元件成爲一部份與第二磁化 區域相對向時，由於第—磁化區域的磁場變小，因此， SVGMR兀件的自由磁化層磁化，從與固定磁化層磁化反 平行的位置開始旋轉，因此，SVGMR元件阻抗從最大値 R1開始降低。SVGMR元件更往前進，而從與第一磁化區 域相對向的位置，前進至與第二磁化區域完全相對向的位 置時，藉由第一磁化區域的磁場，而使SVGMR元件的自 由磁化層完全沒有作用，因此，SVGMR元件的自由磁化 層之磁化，成爲與固定磁化層磁化平行，而其阻抗成爲最 小値R2。當SVGMR元件阻抗從最小値R2變化爲最大値 R1 ’或是從最大値R1變化爲最小値R2的區間，大致與 SVGMR元件的寬度w —致。即使SVGMR元件位於和磁 性媒體的第一磁化區域相對向的位置時，成爲最小阻抗 R2’當位於和第二磁化區域相對向的位置時，成爲最大阻 抗R1，亦爲相同。 在此’ SVGMR元件阻抗在與第二/第一磁化區域相對 向的位置上’爲最小値R2，雖然與第二/第一磁化區域相 -11 - (9) (9)1329309 對向，但阻抗從第一/第二磁化區域之端的正前方僅距離w 處漸漸增加，在與第一/第二磁化區域完全相對向的位置 上，成爲略最大値R1。然後，雖然與第一 /第二磁化區域 相對向，但SVGMR元件阻抗從第二/第一磁化區域之端的 正前方僅距離w處漸漸減少，在與第二/第一磁化區域完 全相對向的位置上，成爲略最小値R2。將第一磁化區域 長度設爲更長的磁化區域長度λΐ，將第二磁化區域長度設 爲更短的磁化區域長度λ3時，SVGMR元件阻抗之波的中 段部份的長度爲w，阻抗之波的尖峰長度略爲λΐ-w或λδ- W。 SVGMR元件阻抗之波的尖峰長度略爲λΐ-w或λ3-w，係根據SVGMR元件的固定磁化層磁化的方向與第二 磁化區域的磁化相同方向，或與第一磁化區域的磁化相同 方向而加以決定。但是，可取代第一磁化區域和第二磁化 區域，因此，可以推測有阻抗的波之尖峰長度爲λΐ-w、 和Xs-w之情況。在此，由於決定爲λ1>λ8，因此較短的磁 化區域長度Xs小於w時，由於SVGMR元件無法完全與較 短的磁化區域相對向，所以阻抗無法取得最大値/最小値。 因此，SVGMR元件寬度w必須小於較短磁化區域長度Xs 或與其相同。 在本發明的磁性編碼器中，磁性感測器係具有：彼此 朝向磁性媒體的延伸方向，僅分離又· （1/2 + n)之第一 感測器、和第二感測器爲佳。此外’在此n爲包含0的正 整數。第一感測器、和第二感測器分別被電性串聯連接， -12- (10) 1329309 並且由彼此朝向磁性媒體的延伸方向分離λ的相同數之偶 數個SVGMR元件所構成。第一感測器的一端子，亦即構 成第一感測器的偶數個SVGMR元件之開放端子中的一端 子；和第二感測器的一端子，亦即構成第二感測器的偶數 個SVGMR元件之開放端子中的一端子，係電性連接。第 一感測器的另一端子，亦即構成第一感測器的偶數個 SVGMR元件之開放端子中的另一端子；和第二感測器的 ^ 另一端子，亦即構成第二感測器的偶數個SVGMR元件之 開放端子中的另—端子，係施加測定用電壓。從第一感測 器與第二感測器之彼此連接的前一端子’取出信號輸出。 在本發明的磁性編碼器中，以第一感測器和第二感測 器彼此以（λ1+λ8) /2來定義的長度λ、和以包含0的正整 數η來表示，由於朝向磁性媒體所延伸的方向僅分離距離 λ· ( l/2 + n )，因此第一感測器和第二感測器的阻抗圖案成 爲僅不同1/2·λ位相。當以第一感測器和第二感測器的中 φ 點電位做爲信號輸出而取出時，可取得架橋輸出。 在本發明的磁性編碼器中，較長磁化區域λ 1與A+w 相同、或較其爲大，較短磁化區域As與λ -w相同、或較 其爲小爲佳。 在磁性編碼器中，較長磁化區域λΐ與λ +w相同、或 較其爲大時，λ Ι-λ-wgO。然而，在與較長磁化區域相 對向的位置上產生 SVGMR元件阻抗的波峰時，從該 SVGMR元件僅前進λ，或是在延遲的SVGMR元件中，於 比前述SVGMR元件阻抗的波峰僅前進λ或延遲的位置 -13- (11) 1329309 上，產生阻抗的波峰。由於各SVGMR元件阻抗 峰長度爲略爲λΐ-w，因此，相鄰的阻抗之波的 的長度爲略λΐ-χν-λ。由於該値爲0或者爲正， 著相鄰的阻抗之波的尖峰重疊。因此，當串聯結 感測器的複數個SVGMR元件時，可加大其合計 大値和最小値的差。 反之，當在與較短磁化區域的相對向的位置 SVGMR元件阻抗的波峰時，從該SVGMR元件僅育 或是在延遲的SVGMR元件中，於比前述SVGMR 抗的波峰僅前進λ或延遲的位置上，產生阻抗的浓 各SVGMR元件阻抗之波麓至波麓的長度爲Xs + w。 短磁化區域長As與Xs-w相同或較其爲小，因此羞 度中，包含從 SVGMR元件阻抗之波麓至波麓 Xs + w。相鄰接的阻抗之波麓彼此不重複。因此， 合位於各感測器的複數個SVGMR元件時，可加大 φ 阻抗的最大値和最小値的差。 此外，上述雖提示λΐ^λ+w和AsSA-w之 件，但此等意爲相同。根據λ的定義，而2λ=λ 因此將其放入第一式，而消去λΐ時，成爲第二式 在本發明的磁性編碼器中，於與第一感測器翔 個SVGMR元件之間，配置有第二感測器的一個之 元件爲佳。由於第一感測器、第二感測器皆以分離 同數量之偶數個的SVGMR元件所構成’因此，名 器的 SVGMR元件配置寬度，成爲λ·( SVGMR ： 波的尖 峰重疊 此意味 位於各 抗的最 ，產生 ί進λ， 元件阻 峰。從 由於較 指在長 的長度 串聯結 其合計 兩個條 ί + λ S， ο 接的兩 SVGMR λ的相 別感測 6件數- -14- (12) (12)1329309 1)。在第一感測器相鄰接的2個SVGMR元件之間，藉由 配置第二感測器的SVGMR元件，而可更縮短第一感測器 和第二感測器全體的SVGMR元件配置寬度。 再者，在本發明的磁性編碼器中，第一感測器與第二 感測器，係分別由4個以上的SVGMR元件所構成爲佳。 當第一感測器、和第二感測器各別由4個SVGMR元件所 構成時，可同時檢測出連續兩個之第一 /第二磁化區域所產 生的磁場，當第一感測器、和第二感測器各別由2η個（η 爲正整數）之SVGMR元件所構成時，可同時檢測出連續 η個的第一 /第二磁化區域所產生的磁場。由於一感測器、 和第二感測器各別可同時檢測出連續η個的第一/第二磁化 區域所產生的磁場，因此第一感測器和第二感測器的輸 出，成爲η個之第一 /第二磁化區域的磁場之平均，而連續 的η個之第一 /第二磁化區域的長度或磁場強度即使有變動 亦可予以補償。結果，可縮小信號輸出的位置偏移。 爲了縮小位置偏移，而第一感測器和第二感測器分別 以較多的SVGMR元件來構成較爲理想，但由於感測器具 有較多的SVGMR元件時，將導致感測器寬度變寬，因此 期望第一感測器和第二感測器各別最多以6個SVGMR元 件來構成較爲理想。 根據本發明，在應用SVGMR元件的磁性編碼器中， 可獲得將各磁化區域的平均長度λ設爲週期的電性信號。 又，由於使用電性阻抗較大的SVGMR元件，因此可實現 低消耗電力磁性感測器。再者，在比較小的磁場強度的區 -15- (13) 1329309 域中，可獲得較大的磁性阻抗變化率，與磁性感測器、和 磁性媒體的空隙長度變動相對，可獲得穩定的輸出特性 (間隙特性）的磁性編碼器。 【實施方式】 以下，參照圖面詳細說明本發明的實施例之磁性編碼 器。爲了容易判斷說明，在相同部位、相同零件使用相同 φ 的符號。在實施例中，於未施加外部磁場的狀態下， SVGMR元件的自由磁化層之磁化和固定磁化層的磁化朝 向反方向，而 SVGMR元件的電性阻抗較高，在朝向與 SVGMR元件的固定磁化層之磁化相同方向，對於SVGMR 元件施加外部磁場時，SVGMR元件的電性阻抗降低，朝 向反方向對 SVGMR元件施加外部磁場時，使用 SVGMR 元件的電性阻抗沒有變化的旋轉閥型巨大磁性阻抗效果膜 進行說明。當固定磁化層的磁化、和自由磁化層的磁化爲 φ 相同方向時，SVGMR元件的電性阻抗最小，當爲反方向 時，由於不會引起磁性阻抗變化，因此，SVGMR元件的 電性阻抗最大。 〔實施例1〕 第1圖係使用SVGMR元件之磁性編碼器的斜視模式 圖。磁性編碼器1係由磁性媒體2和磁性感測器6所構 成。磁性媒體2係彼此交互連續配置有：沿著其延伸的方 向，而彼此朝向反方向被磁化的2個磁化區域，也就是第 -16- (14) (14)1329309 —磁化區域21、和第二磁化區域22。在以下的說明中， 第一磁化區域21的長度λΐ比第二磁化區域22的長度λ8 更長。在磁性感測器6中，複數個SVGMR元件5於基材 4上，形成在與磁性媒體2的延伸方向垂直的矩形平面， SVGMR元件5之端以導體（未圖示）連結，並與FPC3連 接。磁性媒體2係介由矩形平面狀的SVGMR元件5、和 特定的間隙而相對向。當磁性感測器6與磁性媒體2相對 移動時，施加在 SVGMR元件的磁場強度將變化，而使 SVGMR元件的阻抗產生變化。在以下的說明中，磁性媒 體2被固定而移動磁性感測器6進行說明。 第2圖係模式圖表示SVGMR元件5。SVGMR元件5 在基材4上依照固定磁化層10、非磁性導體層11、自由 磁化層1 2的順序積層之後，以微影製作抗鈾劑遮罩，進 行離子硏磨加工而成爲矩形元件。基材4係使用熱膨脹係 數爲 a:38xl(T7deg_1 的鋁矽酸鹽玻璃（Alumosilikatglas)。 固定磁化層10係由反強磁性膜Mn5()Pt5Q (原子％)組成’ 厚度爲12nm之上，由Co9〇Fe1。（原子％)組成，厚度爲 5nm。非磁性導體層1 1由銅組成，厚度爲3nm。自由磁化 層12由Ni85Fe15層和Co9〇Fe1()層的2層膜組成’合計厚 度5nm°Ni85Fei5層和C〇9〇Fei()層之膜厚比率設爲3:1至 5:1。爲了固定固定磁化層的磁化方向’而在約240 A/m (約30Oe)的磁場中進行濺鍍。在自由磁化層的NiFe膜 上附加磁性各向異性而提升磁性特性’因此在磁場中進行 濺鍍 -17- (15) (15)1329309 以微影技術，在基材4上製膜的旋轉閥型巨大磁性阻 抗效果膜上製作抗蝕劑遮罩後，進行使用氬離子的離子硏 磨，加工成目的之形狀的SVGMR元件5。SVGMR元件係 設爲略長方形的形狀。在第2圖中，長方形SVGMR元件 5的寬度爲w，長度以L來表示。長度L比磁性媒體2的 寬度要長，在磁性媒體寬度之外，電性串聯連接SVGMR 元件之間。藉著將旋轉閥型巨大磁性阻抗效果膜加工至九 十九折，進行元件的連接。元件間的連接部由於不接受外 部磁場，因此，不會引起磁性阻抗變化。 以實線箭號13表示固定磁化層10的磁化方向，以一 點鎖線箭號14和虛線的箭號15，表示施加於自由磁化層 12的外部磁場方向。當外部磁場施加在一點鎖線箭號14 的方向時，由於成爲與固定磁化層的磁化方向相同方向， 因此，SVGMR元件5的電性阻抗係在磁場強度的增加之 同時降低。即使外部磁場施加在虛線的箭號15方向，由 於與固定磁化層的磁化方向成爲反方向，因此，SVGMR 元件5的電性阻抗沒有變化。第3圖係表示外部磁場和電 性阻抗的關係。第3A圖係外部磁場施加在SVGMR元件 時的阻抗之變化。未施加磁場時的SVGMR元件之電性阻 抗爲R1，朝向+方向（與固定磁化層的磁化方向相同方 向）施加磁場時，電性阻抗降低而R2爲飽和。朝向-方向 (與固定磁化層的磁化方向反方向）施加磁場，由於不會 引起磁性阻抗變化，因此，SVGMR元件的電性阻抗維持 在R1。將（R1-R2) /RlxlOO ( %)所求出的値，稱爲磁性 -18- (16) (16)1329309 阻抗變化率。第3 B圖係當磁場施加在與元件的固定磁化 層之磁化相同方向時，元件的電性阻抗沒有變化，而朝向 反方向施加磁場時，使用元件的電性阻抗變化之SVGMR 元件時，外部磁場和電性阻抗的變化之關係。由於固定磁 化層的磁化和自由磁化層的磁化爲相同方向時，SVGMR 元件的電性阻抗爲最小，爲反方向時，由於不會引起磁性 阻抗變化，因此，SVGMR元件的電性阻抗成爲最大。爲 了參考，而在第3C圖表示結合型GMR (巨大磁性阻抗效 果）元件，在第3D圖表示AMR (各向異性磁性阻抗效 果）元件之各別的外部磁場和電性阻抗之關係。在結合型 GMR元件和AMR元件中，與SVGMR元件不同，在外部 磁場的增減兩方向上表示磁性阻抗變化。如此，由於在外 部磁場的增減兩方向上表示磁性阻抗變化，因此，可獲得 具有和磁性媒體的單位磁化區域長度λ，也就是具有與磁 化長度相同週期的電性信號。與結合型GMR元件的初期 (無磁場時）電性阻抗R3約322Ω相對，SVGMR元件的 初期電性阻抗R1爲約1 560Ω時，成爲結合型GMR元件 的初期電性阻抗之約5倍。電性阻抗R3和R1的値之元件 寬度w爲5μπχ，長度L爲ΙΟΟΟμιη的元件之一例。此等初 期電性阻抗的不同，成爲磁性感測器的消耗電力之差。當 初期電性阻抗越大，則磁性感測器的消耗電力越小。 〔實施例2〕 參照第4圖，以磁性媒體2說明第一磁化區域21的 -19- (17) (17)1329309 長度λΐ大於第二磁化區域22的長度Is時之動作。第4A 圖係說明磁性感測器6的SVGMR元件51a至52b、和與 磁性媒體2的位置關係’從第4B圖至第4F圖’藉著 SVGMR元件51a至52b位於磁性媒體2上之場所的關 係，以圖表表示電性阻抗和電性信號。第4B圖係表示第 —感測器5 1的SVGMR元件51a’第4C圖係表示第一感 測器51的其他SVGMR元件51b，第4D圖係由SVGMR 元件51a和51b所構成的第一感測器51，第4E圖係表示 由SVGMR元件52a和52b所構成的第二感測器52之電性 阻抗的圖表。在磁性感測器6上’於基材上設置4個 SVGMR元件51a至5 2b，各SVGMR元件具有元件寬度 w，分別在第一和第二感測器內，以間隔λ配置SVGMR 元件，在第一感測器5 1之後，分離λ/2而配置第二感測器 52。在第4Α圖，附記於SVGMR元件的箭號爲固定磁化 層的磁化方向。在磁性媒體2上，第一磁化區域21和第 二磁化區域22的磁化方向成爲相反，第一磁化區域21的 長度比第二磁化區域22的長度長而磁化’以λΐ表示第一 磁化區域長度，以Xs表示第二磁化區域長度。λΐ和Xs的 合計長度，相當於各磁性感測器的SVGMR元件間隔λ的 2倍。連結磁性媒體2的第一磁化區域21、和第二磁化區 域22之各別的兩端之虛線箭號，表示從各磁化區域所產 生之漏洩磁場的方向。 在第5圖以等效電路表示SVGMR元件51a至5 2b的 連接。串聯連接第一感測器51的SVGMR元件 51a和 -20- (18) (18)1329309 5lb，同樣的，串聯連接第二感測器 52的 SVGMR元件 52a和52b。使第一感測器的SVGMR元件51b之一端、和 第二感測器的SVGMR元件52a的一端連接，而使連接點 與輸出端子連接，並取出中點電位Vout。使第一感測器 51的SVGMR元件51a之另一端落在電源Vcc，使第二感 測器52的第二感測器52b的另一端落在GND。 在第4A圖，當磁性感測器6朝向箭號方向移動時， SVGMR元件51a和51b接受來自磁性媒體的漏洩磁場， SVGMR元件51a如第4B圖，SVGMR元件51b如第4C圖 所示，電性阻抗產生變化。將電性阻抗之最大値設爲 R1，最小値設爲R2。在第4D圖表示SVGMR元件51 a和 5 1 b的合成電性阻抗（與第一感測器5 1的電性阻抗相 當）。第4B圖、和第4C圖所示的SVGMR元件5 1 a和 5 1 b之各別的電性阻抗週期雖爲2λ，但由於以元件間隔λ 來配置，因此，SVGMR元件51a和51b的合成電性阻抗 (參照第4D圖）之最大阻抗變化爲R1至R2，而可設爲 週期λ。同樣的，在第4E圖表示第二感測器52的合成電 性阻抗。在第4Ε圖表示從第4D圖前進λ/2位相，磁性感 測器6的輸出即中點電位Vout，如第4F圖所示，可設爲 振幅的中心電位Vcc/2，且具有週期λ的電性信號。該輸 出的振幅由於當R1和R2之差越大，則成爲越大，因此， 如SVGMR元件所示，當使用阻抗變化較大的元件時，輸 出也變大。又，如本發明所示，將第一感測器和第二感測 器各別的SVGMR元件間隔，設爲第一磁化區域長度λΐ、 -21 - (19) (19)1329309 和第二磁化區域長度λ8的平均之λ，藉著使用將第一感測 器和第二感測器間隔設爲一半的λ/2之SVGMR元件配 置，而可獲得僅使用SVGMR元件無法獲得的高分解能之 磁性編碼器。 從第 4Β圖可知，SVGMR元件的阻抗變化區域與 SVGMR元件寬度w略一致。在該圖中，SVGMR元件的阻 抗大於R2之範圍，係成爲在第二磁化區域長度Xs加入 SVGMR元件寬度w之Xs + w的長度。當SVGMR元件寬度 w變大時，阻抗之波峰的部份的寬度變寬，如第4G圖所 示’ SVGMR元件51a的阻抗之波的中段部、和SVGMR元 件51b的阻抗之波的中段部重疊。當阻抗之波的中段部重 疊時，阻抗的最小値成爲大於R2之R2'。因此，各 SVGMR元件的阻抗變化，從波麓沒有重疊之情況的ri至 R2，到成爲R1至R2'，第4F圖所示的輸出Vout的振幅 則變小。 上述阻抗之波的中段部的重複，係在第一磁化區域長 度和第二磁化區域長度爲相同長度時，必定會產生。因 此’必須改變第一磁化區域長度和第二磁化區域長度。在 該實施例中，於第一磁化區域長度λΐ和第二磁化區域長 度Xs的合計長度2λ中，包含SVGMR元件51a的阻抗之 波峰的寬度Xs + w、和SVGMR元件51b的阻抗之波峰的寬 度λ$ + νν。當第一磁化區域比第二磁化區域長時，SVGMR 元件51a的阻抗之波的中段部、和SVGMR元件51b的阻 抗之波的中段部的重複變少，再者，若λ1+λ3 ( =2λ) -22- (20) (20)1329309 (Xs + w )，貝IJ SVGMR元件51a的阻抗之波的中段部、和 SVGMR元件51b的阻抗之波的中段部完全沒有重疊。 〔實施例3〕 參照第6A圖至第6F圖，使用在第4A圖所示的實施 例2的磁性編碼器中，第一磁化區域長度比第二磁化區域 長度短之磁性媒體2做爲實施例3，並進行說明。第6A 圖係說明磁性感測器6的SVGMR元件51a至52b、和磁 性媒體2的位置關係，從第6B圖至第6F圖，係以圖表表 示SVGMR元件51a至52b位在的磁性媒體2上的場所之 關係，而以圖表表示電性阻抗和電性信號。第6B圖係第 一感測器51的SVGMR元件51a，第6C圖係第一感測器 51的其他之SVGMR元件51b，第6D圖係由SVGMR元件 51a、和 51b所構成的第一感測器 51，第 6E圖係由 SVGMR元件52a和52b所構成的第二感測器52之電性阻 抗的圖表。磁性感測器6係設在基材上，設置4個 SVGMR元件51a至52b。各感測器內的各SVGMR元件具 有元件寬度w，在第一感測器和第二感測器各別之內，以 間隔λ配置SVGMR元件。在第一感測器51之後偏移λ/2 而配置第二感測器52。在第6Α圖附記於各SVGMR元件 的箭號，爲固定磁化層的磁化方向。在磁性媒體2中，第 一磁化區域21、和第二磁化區域22的磁化方向成爲相 反，第一磁化區域21的長度變爲小於第二磁化區域22的 長度而磁化。以表示第一磁化區域長度，以λΐ表示第 -23- (21) 1329309 二磁化區域長度。Xs和λΐ的合計長度，相當於各磁性感 測器的SVG MR元件間隔1的2倍。連結磁性媒體2的第 一磁化區域21、和第二磁化區域22各別之兩端的虛線箭 號，表示從各磁化區域所產生之漏洩磁場的方向。 在第6A圖中，當磁性感測器6朝向箭號方向移動 時，SVGMR元件51a和51b接受來自磁性媒體的漏洩磁 場’ SVGMR元件51a如第6B圖所示，SVGMR元件51b ^ 如第6C圖所示，電性阻抗產生變化。將電性阻抗之最大 値設爲R1 ’最小値設爲R2。在第6D圖表示SVGMR元件 5 1 a、和5 1 b的合成電性阻抗（與第一感測器5 1的電性阻 抗相當）。第6B圖、和第6C圖所示的SVGMR元件51a 和5 1 b之各別的電性阻抗週期雖爲2λ，但由於以元件間隔 λ來配置，因此，SVGMR元件51a和51b的合成電性阻抗 (參照第6D圖）之最大阻抗變化爲R1至R2，而可設爲 週期λ。同樣的，在第6E圖表示第二感測器52的合成電 φ 性阻抗。在第6Ε圖表示從第6D圖前進λ/2位相，磁性感 測器6的輸出即中點電位Vout，如第6F圖所示，可設爲 振幅的中心電位Vcc/2，且具有週期λ的電性信號。藉著 使用如下所說明的 SVGMR元件配置，而可獲得僅使用 SVGMR元件無法獲得的高分解能之磁性編碼器。 〔實施例4〕 參照第7圖，說明做爲實施例4之在第一磁化區域21 的長度大於第二磁化區域22的長度的較大磁性媒體2、第 -24- (22) (22)1329309 —感測器的第一SVGMR元件51a'和第二SVGMR元件 51b之間，具有配置第二感測器的第一SVGMR元件52a 的構造之磁性感測器6的磁性編碼器。以λΐ表示第一磁 化區域長度，以λ8表示第二磁化區域長度。如第7Α圖所 示，將第一感測器和第二感測器各別的 SVGMR元件間 隔，設爲第一磁化區域長度λΐ、和第二磁化區域長度λ3 的平均即λ，從第一感測器的第一 SVGMR元件51a偏離 λ/2，而配置第二感測器的第一 SVGMR元件52a。第一感 測器的第二 SVGMR元件51b，位於從第二感測器的第一 SVGMR元件52a偏離λ/2的位置。此外，各SVGMR元件 元件寬度爲 w。當磁性感測器6朝向箭號方向移動時， SVGMR元件51a和51b接受來自磁性媒體的漏洩磁場， SVGMR元件51a如第7B圖所示，SVGMR元件51b如第 7C圖所示，電性阻抗產生變化。而將電性阻抗的最大値 設爲R1，最小値設爲R2。在第7D圖表示SVGMR元件 5 1 a和5 1 b的合成電性阻抗（相當於第一感測器的電性阻 抗）。第7B圖和第7C圖所示的SVGMR元件51a和51b 之各別的電性阻抗雖爲週期2λ，但由於以元件間隔λ來配 置，因此SVGMR元件51a和51b的合成電性阻抗（參照 第7D圖）之最大阻抗變化爲R1至R2，而可設爲週期 λ。同樣的，於第7E圖表示第二感測器的合成電性阻抗。 在第7Ε圖中，從第7D圖前進λ/2位相，而設爲磁性感測 器6的輸出即中點電位Vout，如第7F圖所示，可獲得振 幅的中心電位Vcc/2，且週期λ的電性信號。 -25- (23) (23)1329309 在本實施例4中，與實施例2相同’由於磁性媒體2 的第一磁化區域長度大於第二磁化區域長度’因此’各 SVGMR元件51a至5 2b的電性阻抗和中點電位，表示與 實施例2相同的變化，而可獲得高分解能的磁性編碼器。 在第7A圖的前面之SVGMR元件51a至最後的元件52b 爲止的配置長度爲{λ+ ( λ/2 ) +w}。在實施例2所示的第 一感測器之後配置第二感測器的磁性感測器中，SVGMR 元件的配置長度爲{λ+ ( λ/2 ) +X + w}。藉著取得實施例4 的配置，而可縮小磁性感測器寬度，由於可增加從晶圓取 出磁性感測器元件的數量，因此可低價格化。又’可實現 小型化。 〔實施例5〕 第8圖係表示本發明的磁性編碼器之間隙特性。將磁 性媒體和磁性感測器的間隙，從Ομιη至25μιη改變爲5μιη 間隔，測定磁性感測器輸出，而獲得與間隙長相對的磁性 感測器輸出之關係，也就是獲得間隙特性。在此所使用的 磁性感測器，與實施例2及3所使用者相同，在第一感測 器之後，偏離λ/2而配置第二感測器。各感測器的SVGMR 元件的間隔λ爲20μπι，SVGMR元件的寬度w爲5μηι。在 磁性媒體中，第一磁化區域長度和第二磁化區域長度之和 2λ爲40μπ^磁性材的特性，係保磁力Hc:217kA/m，殘留 磁束密度Br:l.4T，角型比R:〇.8。條件1 :第一磁化區域 長度比第二磁化區域長度長，條件2:第一磁化區域長度 -26- (24) 1329309 與第二磁化區域長度相等，然後，條件3··第一磁化區域 長度爲 w，設爲第一磁化區域長度比第二磁化區域長度 短。爲了比較，即使是結合型GMR感測器，亦可測定間 隙特性。在結合型GMR感測器中，第一磁化區域長度和 第二磁化區域長度爲相同。 間隙特性，係以供給最大輸出的80%的輸出之間隙長 範圍的大小來評價。第8圖的縱軸係將在各條件下的最大 φ 輸出設爲1，以與其之比率來表示。從第8圖判斷，可知 與結合型GMR感測器相比，在任一條件下，於SVGMR元 件的感測器中，間隙長範圍變寬。結合型GMR感測器， 係依據間隙變大而輸出急遽的降低，可獲得80%以上的輸 出之間隙長範圍，係從〇到1.8μιη，非常小。在SVGMR 元件的感測器中，條件1的間隙長範圍從0至1 0.1 μηι， 條件2的間隙長範圍從7.9至1 3 . 8 μτη，條件3的間隙長範 圍從〇至13.8μπι。在任一條件下，與結合型GMR感測器 φ 相比，可獲得5倍以上的間隙長範圍。藉著改變第一磁化 區域和第二磁化區域的長度，而可獲得較大的磁性感測器 輸出，而可獲得結合型GMR感測器的5倍以上的間隙長 範圍。如此，在成爲較大的間隙長範圍，藉著SVGMR元 件較小的磁場強度所動作的。 〔實施例6〕 與實施例2相同，參照第9圖，說明具有由：第一磁 化區域長度大於第二磁化區域長度的磁性媒體2、及第一 -27- (25) 1329309 感測器51和第二感測器52分別由4個SVGMR元件所構 成的磁性感測器6之磁性編碼器，做爲實施例6。第一感 測器5 1係由SVGMR元件5 1 a至5 1 d所構成，第二感測器 52係由SVGMR元件52a至52d所構成。將第一和第二感 測器各別的SVGMR元件間隔，設爲第一磁化區域長度和 第二磁化區域長度的平均即λ，第一感測器的第四SVGMR 元件51d、和第二感測器的第一SVGMR元件52a，係分離 ^ λ/2而配置。與第9圖的SVGMR元件5 1 c至52b的部份相 對向的磁性媒體部份，由於與實施例2的第4圖相同’因 此省略動作的說明。藉著增加位於第一感測器5 1和第二 感測器52的SVGMR元件數量，而可縮小位相偏移。在第 9圖中，將磁性媒體2的第一磁化區域211至214、第二 磁化區域221至224之各別的長度設爲λΐΐ至λΐ4，於 Xsl至ks4和λΐ與Xs附加號碼。λΐ 1至λ14全部爲相同的 長度，Xsl至Xs4全部若爲相同的長度，則不會引起位相 φ 偏移，當長度不同時，所再生的電性信號將產生位置偏 移，將降低檢測精確度。藉著增加SVGMR元件數量，由 於可以補償磁性媒體的磁化區域長之變動，因此可降低位 相偏移。在實施例6中，與實施例2相比，位相偏移將改 善1至1 · 5 %。 第10圖係以等效電路表示SVGMR元件51a至52d之 連接。串聯連接第一感測器51的SVGMR元件51a至 51d，同樣的，串聯連接第二感測器52的SVGMR元件 52a至52d。使第一感測器51的SVGMR元件51d、和第 -28- (26) 1329309 二感測器52的SVGMR元件52a的一端連接，而使連接點 與輸出端子連接，並取出中點電位V〇ut。使第一感測器 51的SVGMR元件51a之另一端落在電源Vcc，使第二感 測器52的SVGMR元件52d的另一端落在GND。 〔實施例7〕 實施例7係具有與實施例6相同之數量的SVGMR元 φ 件51a至52d，具有由：在第一感測器51的第一SVGMR 元件51a、和第二SVGMR元件51b之間，配置第二感測 器的第一SVGMR元件52a之磁性感測器的磁性編碼器。 參照第11圖，說明磁性感測器的構造和動作。於第一感 測器之第一SVGMR元件51a和第二SVGMR元件51b之 間，與第一感測器之第一SVGMR元件5 1 a分離λ/2，而配 置第二感測器之第一 SVGMR元件 52a的構造，因此 SVGMR元件5 1 a至52d的配置長度與實施例6相比，成 φ 爲略一半，可實現磁性感測器的小型化。即使在該實施例 中，亦將磁性媒體2的第一磁化區域21之長度、和第二 磁化區域之長度的平均設爲λ。由於第一磁化區域之長度 比第二磁化區域之長度長，因此第一磁化區域之長度設爲 Λ 1，第二磁化區域之長度設爲As。SVGMR元件51a至 52d之連接的等效電路與第10圖相同。在第11A圖中，

' 當磁性感測器6朝向箭號方向移動時，第一 SVGMR元件 51a至51d接受來自磁性媒體2的漏洩磁場，SVGMR元件 51a和51c如第11B圖，SVGMR元件51b和51d如第11C -29- (27) (27)1329309 圖所示，電性阻抗產生變化。SVGMR元件52a和52c比 第11B圖前進λ/2，SVGMR元件52b和52d比第11C圖前 進 λ/2。 將各SVGMR元件的電性阻抗之最大値設爲R1，最小 値設爲R2。在第11D圖表示SVGMR元件51a至51d的合 成電性阻抗（與第一感測器的電性阻抗相當）。第1 1 B 圖、和第11C圖所示的SVGMR元件51a和51c、51b和 5 1 d之各別的電性阻抗週期雖爲2λ，但由於以元件間隔λ 來配置SVGMR元件51a至51d，因此，SVGMR元件51a 至51d的合成電性阻抗之最大阻抗變化爲R1至R2，而成 爲週期λ。同樣的，第二感測器的合成電性阻抗，如第 11Ε圖所示爲週期λ，從第11.D圖之合成電性阻抗，成爲 位相差λ/2。磁性感測器6的輸出即中點電位Vout，係如 第1 1 F圖所示，可獲得具有週期λ的電性信號。第一感測 器和第二感測器分別具有四個SVGMR元件之本實施例的 磁性編碼器中，與本實施例相同，在第一感測器的第一 SVGMR元件、和第二SVGMR元件之間，配置第二感測器 的第一 SVGMR元件，與第一感測器和第二感測器分別具 有二個SVGMR元件之實施例4的磁性編碼器相比，位相 偏移可改善1至1.5%。 【圖式簡單說明】 第1圖係使用本發明的SVGMR元件之磁性編碼器的 斜視模式圖。 -30- (28) 1329309 第2圖係說明使用在本發明的SVGMR元件之模 圖。 第3A圖和第3B圖係說明施加於SVGMR元件的外 磁場Η、和電性阻抗R的關係之圖表，第3C圖係說明 加在結合型GMR元件的外部磁場Η、和電性阻抗R之 係的圖表，然後，第3D圖係說明施加在各向異性磁性 抗元件的外部磁場Η、和電性阻抗R的關係之圖表。 φ 第4Α圖係說明具有第一磁化區域長度大於第二磁 區域長度的磁性媒體之本發明的實施例2之磁性編碼器 構造、和動作之圖，第4Β圖係以與磁性媒體上的位置 關係，來說明第一感測器的SVGMR元件之電性阻抗的 表，第4C圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明 一感測器的其他SVGMR元件之電性阻抗的圖表，第 圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感測器 電性阻抗的圖表，第4E圖係以與磁性媒體上的位置之 φ 係，來說明第二感測器的電性阻抗的圖表，第4F圖係 與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感測器和第二 測器的中點電位輸出之圖表，然後，第4G圖係用來說 2個SVGMR元件的阻抗之波麓重疊的狀況之圖表。 第5圖係以等效電路表示實施例2的SVGMR元件 連接圖。 第6A圖係說明具有第一磁化區域長度小於第二磁 區域長度的磁性媒體之本發明的實施例3之磁性編碼器 構造、和動作之圖，第6B圖係以與磁性媒體上的位置 式 部 施 關 阻 化 的 之 圖 第 4D 的 關 以 感 明 之 化 的 之 -31 - (29) 1329309 關係，來說明第一感測器的SVGMR元件之電性阻抗的圖 表，第6C圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第 一感測器的其他SVGMR元件之電性阻抗的圖表，第6D 圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感測器的 電性阻抗的圖表，第6E圖係以與磁性媒體上的位置之關 係，來說明第二感測器的電性阻抗的圖表，然後，第6F 圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感測器和 φ 第二感測器的中點電位輸出之圖表。 第7A圖係說明具有在第一感測器的第一SVGMR元 件、和第二 SVGMR元件之間，配置第二感測器的第一 SVGMR元件之磁性感測器的本發明之實施例4的磁性編 碼器之構造、和動作之圖，第7B圖係以與磁性媒體上的 位置之關係，來說明第一感測器的SVGMR元件之電性阻 抗的圖表，第7C圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來 說明第一感測器的其他SVGMR元件之電性阻抗的圖表， φ 第7D圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感 測器的電性阻抗的圖表，第7E圖係以與磁性媒體上的位 置之關係，來說明第二感測器的電性阻抗的圖表，然後， 第7F圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感 測器和第二感測器的中點電位輸出之圖表。 第8圖係以具有SVGMR元件的本發明之磁性編碼 器、及具有結合型GMR元件的比較例之磁性編碼器，來 表示與空隙長度相對的磁性感測器輸出的關係（間隙特 性）之圖表。 -32- (30) 1329309 第9圖係說明第一感測器和第二感測器各別e SVGMR元件所構成的磁性感測器之本發明的實施1 磁性編碼器構造的圖。

第10圖係以等效電路表示實施例6的SVGMR 連接圖。 第1 1 A圖係說明第一感測器和第二感測器各別 SVGMR元件所構成，在第一感測器的第一SVGMR ^ 和第二SVGMR元件之間，配置第二感測器的第一 元件之磁性感測器的本發明之實施例7的磁性編碼 造、和動作之圖，第11B圖係以與磁性媒體上的位 係，來說明第一感測器的 SVGMR元件之電性阻 表，第1 1 C圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來 —感測器的其他SVGMR元件之電性阻抗的圖表， 圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感 電性阻抗的圖表，第11E圖係以與磁性媒體上的位 φ 係，來說明第二感測器的電性阻抗的圖表，然後， 圖係以與磁性媒體上的位置之關係，來說明第一感 第二感測器的中點電位輸出之圖表。 【主要元件符號說明】 1 :磁性編碼器 ' 2 :磁性媒體

3 : FPC 4 :基材 4個 列6之 元件之 由4個 元件、 SVGMR 器之構 置之關 抗的圖 說明第 第 1 1 D 測器的 置之關 第1 1F 測器和 -33- (31)1329309 5: SVGMR元件 6 :磁性感測器 1 〇 :固定磁化層 1 1 :非磁性導體層 1 2 :自由磁性層 1 3 :實線箭號 1 4 : 一點鎖線箭號

1 5 :虛線的箭號 2 1 :第一磁性區域 2 2 :第二磁性區域 5 1 :第一感測器 5 2 :第二感測器 51a〜52d: SVGMR 元件

Vcc :電源

Vout :中點電位

211 ~2 14:第一磁化區域 22 1 ~224 :第二磁化區域 -34

Claims (1)

1329309 (9902.26)-- 年月曰修正替換頁 十、申請專利範圍 第95 1 3497 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 . 民國99年2月26日修正 . 1. 一種磁性編碼器，係朝向某方向延伸的磁性媒體， 其特徵爲具備有： 具有：與該延伸方向交互連續而配置於其上，沿著該 Φ 延伸方向，彼此朝向反向磁化的第一磁化區域與第二磁化 區域，並且第一磁化區域與第二磁化區域之長度不同，將 其中長度較長者的長度設爲λ 1，將長度較短者的長度設 爲λ s ;及 具有朝向與磁性媒體的延伸方向垂直的方向延伸，且 具備與磁性媒體以特定間隙相對向的矩行平面之偶數個 SVGMR元件（旋轉閥型巨大磁性阻抗效果膜元件），可 朝向磁性媒體的延伸方向，與媒體相對地移動之磁性感測 Φ器， 使偶數個SVGMR元件以（λ 1 + λ s ) /2所定義的長 度λ，而朝向磁性媒體延伸的方向分離， 各個SVGMR元件係積層：固定磁化層、非磁性導體 層、及自由磁化層，位於全部的SVGMR元件之固定磁化 層的磁化，係在磁性媒體的延伸方向上朝向相同方向，在 與固定磁化層之磁化相同方向上，對SVGMR元件施加外 部磁場時，SVGMR元件阻抗成爲最小，而朝向反向施加 時，SVGMR元件阻抗成爲最大， 1329309 7ψβΤΤ5ί " '年月曰修正替換頁 偶數個SVGMR元件係從被電性串聯連接所連接的 SVGMR元件的端子，取出信號輸出。 2.如申請專利範圍第1項之磁性編碼器，其中， SVGMR元件之個glj的磁性媒體的延伸方向之寬度w爲與 λ s相同，或較小。

3 ·如申請專利範圍第1項之磁性編碼器，其中，磁性 感測器係具有：彼此朝向磁性媒體的延伸方向，僅分離 λ · ( 1 /2 + η )之第一感測器、和第二感測器， η爲包含0的正整數， λ爲令磁性媒體之第一磁化範圍與第二磁化範圍中爲 長者之長度爲λΐ，短者之長度爲Xs時，以（Al+As) /2 所定義之長度， 第一感測器、和第二感測器分別被電性串聯連接，並 且由彼此朝向磁性媒體的延伸方向分離λ的相同數之偶數 個SVGMR元件所構成，

第一感測器的一端子、和第二感測器的一端子係電性 連接，第一感測器的另一端子、和第二感測器的另一端子 之間，係施加測定用電壓，從第一感測器與第二感測器之 彼此連接的前述一端子，取出信號輸出。 4.如申請專利範圍第2項之磁性編碼器，其中，磁性 感測器係具有：彼此朝向磁性媒體的延伸方向’僅分離 λ · ( l/2 + n)之第一感測器、和第二感測器’ η爲包含〇的正整數， λ爲令磁性媒體之第一磁化範圍與第二磁化範圍中爲 -2- 1329309 年月自修正替換頁 s ) /2 接， 之偶 電性 端子 器之 λ 1 同、 範圍 1+ λ 體之 | λ 1 同、 範圍 1+ λ 體之 於與 長者之長度爲λΐ，短者之長度爲As時，以（λΙ+Α 所定義之長度， 第一感測器' 和第二感測器分別係被電性串聯連 並且由彼此朝向磁性媒體的延伸方向分離λ的相同數 數個SVGMR元件所構成， 第一感測器的一端子、和第二感測器的一端子係 連接，第一感測器的另一端子、和第二感測器的另一 φ 之間，係施加測定用電壓，從第一感測器與第二感測 彼此連接的前述一端子，取出信號輸出。 5.如申請專利範圍第3項之磁性編碼器，其中 與λ+w相同、或較大，2λ=λ1+λβ，As與λ-w相 或較小，λ爲令磁性媒體之第一磁化範圍與第二磁化 中爲長者之長度爲λΐ，短者之長度爲As時，以（λ s) /2所定義之長度，w爲SVGMR元件各別之磁性媒 延伸方向之寬度。

6.如申請專利範圍第4項之磁性編碼器，其中 與λ+w相同、或較大，2λ=λ1+λδ，As與；l-w相 或較小，λ爲令磁性媒體之第一磁化範圍與第二磁化 中爲長者之長度爲λΐ，短者之長度爲As時，以（λ Ο /2所定義之長度，w爲SVGMR元件各別之磁性媒 延伸方向之寬度。 7 ·如申請專利範圍第3項之磁性編碼器，其中， 第一感測器鄰接的兩個SVGMR元件之間，配置有第二感 測器的一個之SVGMR元件。 1329309 rm^zrsi \ ί年月曰修正替換頁 !! 1 8. 如申請專利範圍第4項之磁性編碼器，其中，於與 第一感測器鄰接的兩個SVGMR元件之間，配置有第二感 測器的一個之SVGMR元件。 9. 如申請專利範圍第3項之磁性編碼器，其中，第一 感測器與第二感測器，係分別由4個以上的SVGMR元件 所構成。

1 0 ·如申請專利範圍第4項之磁性編碼器，其中，第 —感測器與第二感測器’係分別由4個以上的S V G M R元 件所構成。

-4- 1329309 第95134971號專利申請案 中文圖式修正頁 民國99年2月26日呈 月'曰修正替換頁 圖8第 °·°·^iiii

10 15 20 間隙長度(#m) 第9圖 λ λ Λ λ/2 λ λ λ w 广 ,51a Sib 51c 52b S2c 52d 移動 3d l2a 51 52

uU its ：-m(n '^(N ΑΠ J Λ si .12 As3 211 221 212 222 213 223 ^114 (A.s4· 214 224