JPH04160691A

JPH04160691A - 磁気抵抗素子及び磁気式バーコード検出器

Info

Publication number: JPH04160691A
Application number: JP2287798A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Wakaumi; 若海　弘夫
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1992-06-03

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はＰＯＳ等のデータ入力装置として使われる磁気
式バーコード検出器及び磁気抵抗素子に関する。

〔従来の技術〕

近年、オフィスや工場内に、伝票及び荷札等に貼られた
バーコードを読み取るシステムを導入することにより、
生産の自動化、省力化が図られつつある。このようなシ
ステムでは、光学式のバーコードが広く用いられている
が、埃や汚れに弱いため、油や泥等が付着する装置には
適用できない。

最近、上述した欠点を解消するため、耐環境性に優れた
磁気式のバーコードシステムが検討され始めている。こ
のシステムは、第４図に示すように、鉄などの金属板を
刻印バーコード板５０としてその表面に設けた刻印溝（
文字やバーコード）５１．５１’　、５２を強磁性磁気
抵抗素子と永久磁石とを用いて磁気的に検知するもので
ある。すなわち、磁気抵抗（ＭＲ）素子と永久磁石とを
一体化して組み込んだペンヘッド５３を、第４図に示す
刻印バーコード板５０上を掃引すると、バーコード状に
刻印された刻印溝５１．５１’　、５２の溝パターンが
読み取られる。その原理は以下のとおりである。

即ち、ペンヘッド５３を刻印バーコード板５０」二に置
くと、永久磁石が形成する直流磁場により刻印溝５１．
５１″、５２．・が磁化され、この溝部の形成する磁場
により溝」二の磁力線分布が変化し、この磁力線分布の
変化分がＭＲ素子の抵抗変化として現われる。この抵抗
変化分をヘッド５３内に設けた信号処理回路によりピッ
クアップしてアナログ電圧に変換し、所要の処理により
１′″。

ｒｒ　Ｏ＋＋のコード化されたディジタル信号に変換す
ると、溝パターンのコードに対応したコード信号が得ら
れる。これをデコード部で認識することにより、バーコ
ードパターンの認知が行われる。

このような原理で動作する磁気式バーコードシステムの
従来の検出器には、第３図に示すように、はぼ四角形状
のＭＲ素子が用いられる。即ち、ガラスなどのＩＣ基板
２０上に成膜された磁気抵抗膜２２が、ＩＣ基板の側面
と平行に折返した構造で設けられ、複数本縦続接続され
る。複数本設けるのは、磁気的に高い感度を得るためで
あり、通常全体の抵抗が数にΩ程度になるようにしてい
る。

しかも、通電用電極２１が磁気抵抗膜２２の両端部上に
オーミック接触がとれるように設けられるが、ＩＣのチ
ップ面積を小さくして歩留りを向上させるため、これら
のパターンを合わせてほぼ四角形状になるように構成す
るのが一般的である。

磁気式バーコードシステムとしては、かかるＭＲ素子を
バーコード溝３０に対して３０°以上傾け、その上部に
バイアス磁界を与えるための永久磁石２３を設けてペン
ヘッド２４を構成し、これを鉄板４０上にバーコード状
に刻まれたバーコード溝３ｏの長手方向に対して直角方
向に掃引させることにより、バーコードの読取りを行っ
ている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕しかし、かかる構造の磁気センサ及び検出器では、磁気
抵抗膜２２の占有面積が大きいため、磁気抵抗膜２２が
一つの刻印溝の両サイドにまたがってしまい、溝の左・
右エツジ部での逆方向磁界変化によりＭＲ素子の抵抗変
化が相殺する。このため、溝幅の狭い高分解能な刻印バ
ーコードを読取ることは不可能である。例えば、通常の
０．　５〜０．６ｍｍ程度の縦・横幅を有するＭＲ素子
では、高感度な読取りを実現するために素子を溝の長手
方向に対して４５°傾け、バイアス磁界を長手方向に抑
えるのが好ましいが、この場合、その横幅が約０．７〜
０．８５Ｍになり、最小溝幅０．５ｍｍの刻印溝を読取
れないことはＩＷＩ白である。また、感度をある程度犠
牲にし、ＭＲ素子を４５°傾けずに（バイアス磁界は４
５°傾いた方向から印加してもよい）、刻印溝の長手方
向に一致させるべく配置して検出器を構成したとしても
、横幅の大きな通常のＭＲ素子では高分解能な読取りは
不可能である。

本発明の目的は、かかる従来の欠点を軽減する磁気抵抗
素子及び磁気式バーコード検出器を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係る磁気抵抗素子に
おいては、ＩＣ基板と、磁気抵抗膜とを有し、磁界変化
を磁気抵抗膜で検出する磁気抵抗素子であって、ＩＣ基板は、一体に形成された磁気抵抗膜を有し、磁気抵抗膜は、ＩＣ基板上に、該基板の側面に対し約４
５°の傾斜角をもって平行に形成され、かつ直列に縦続
接続されたものである。

また、本発明に係る磁気式バーコード検出器においては
、磁気抵抗素子と、永久磁石とを有し、バーコード状に
刻印された溝のパターンを読取る磁気式バーコード検出
器であって、磁気抵抗素子は、磁気抵抗膜を有し、６一磁気抵抗膜は、溝部分での磁界変化を検出するもので、
溝の長さ方向に対し約４５°の傾斜角をもって平行に形
成され、かつ直列に縦続接続されたものであり、永久磁石は、直流磁場によりバーコード状の溝を磁化す
るもので、その磁極の向きは、バーコード状溝の長さ方
向に一致し、磁気抵抗膜に対し約４５°の傾斜角をなし
て配設されたものである。

［作用］ＭＲ素子内に成膜される磁気抵抗膜は、そのＩＣの側面
に対し４５°傾けて設けられているため、その横幅が狭
く　（従来の約７０％）、刻印溝上に置かれた際に溝の
対向する両サイドにまたがることはなくなる。例えば、
０．５〜０．６ｍｍ程度の長さを有する磁気抵抗膜では
、０．３５〜０．４２ｍｍ程度の横幅にしかならず、十
分に０．５ｍｍの溝幅のバーコードを読取ることが可能
になる。即ち、高分解能な刻印溝の読取りができる。ま
た、感度を高めるには、ＩＣの上下刃向に縦続接続する
磁気抵抗膜を増やせばよく、分解能を損なうことは全く
ない。

また、磁石を上記ＭＲ素子のＩＣの磁気抵抗膜に対し、
４５℃傾斜した方向よりバイアス磁界か加わるように、
ＭＲ素子の上下面に磁極がくるべく配置すると、ＭＲ素
子を最も最適なバイアス状態に設定することができる。

このような状態に設定した検出器を、ＭＲ素子の側面が
刻印されたバーコードの長平方向になるようにセツトシ
、この長平方向と直交する方向に掃引すると、広いダイ
ナミックレンジを有した読取りが可能になる。これは、
バイアス磁界の方向に対し、垂直な方向に溝による磁界
変化が加わり、ＭＲ素子のリニアな抵抗変化の範囲をフ
ルに使えるようになるからである。

このように構成することにより、高密度なバーコードパ
ターンをも、広いダイナミックレンジ動作で読取ること
が可能になる。即ち、検出器をバーコード面から浮上さ
せても、比較的大きな信号振幅が得られるから、そのバ
ーコードを高密度で読取ることができ、高信頼なシステ
ムを構築できるようになる。

［実施例］以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

（実施例１）第１図（ａ）は、本発明の実施例１に係る磁気抵抗素子
及び該磁気抵抗素子を用いた磁気式バーコード検出器を
示す平面図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ’
線断面図である。

図において、本発明に係る磁気抵抗素子は、Ｓｌやガラ
ス等のＩＣ基板２０の表面に成膜された磁気抵抗膜２２
と、磁気抵抗膜２２に電流を流すためのＡｕ等の電極２
１とから構成される。磁気抵抗膜２２は、ＩＣ基板２０
のスクライブ面（側面）２０ａに対して約４５°傾けて
上下方向に並列に形成され、その相互間か辱通膜２２ａ
により直列に縦続接続される。このように構成すると、
磁界変化を検知する磁気抵抗膜２２の横幅（側面方向の
長さ）は、その長平方向の長さの］／Ｆ２（〜７０％）
に低減されるから、鉄板４０上に刻まれだ刻印バーコー
ド溝３０等が高密度なパターンであったとしても、磁気
抵抗膜２２が刻印バーコード溝３０の対向する両サイド
に跨ることはなく、読取りができることになる。例えば
、０．　５〜０．６ｍｍ程度の単位長を有する磁気抵抗
ｊ漠２２では、０．３５〜０．４２ｍｍ程度の横幅にし
かならず、十分に０．５ｍｍの溝幅のバーコード溝を読
取ることが可能になる。しかも、バーコードの溝幅をよ
り小さくした場合には、磁気抵抗膜２２の単位素子の長
さを短くして、上下方向に縦続接続する単位素子の本数
を増やすことで、分解能を犠牲にすることなく対応する
ことができる。これに対し、従来のパターンでは、いか
に単位素子を縦続接続しても僅かに跨ってしまうので、
高密度なパターンを読取ることは不可能である。従って
、本発明の構造が、高分解能パターン読取りに有益であ
ると言える。

また、本発明の構成では、単位素子の本数を増やせば増
やす程、バーコード溝からの磁界変化をより多く検知で
きるので、感度は向」ニする。従って、高感度化にも有
利である。

次に、本発明に係る磁気式バーコード検出器では、上記
した磁気抵抗素子を用い、それと一体化する永久磁石の
配置を以下のように規定する。即ち、本実施例では、磁
気抵抗素子の磁気抵抗膜２２をバイアスするために、そ
の長平方向に対し４５°シフトした方向に永久磁石２３
の磁極２３ａ。

２３ｂがくるように配置する。第１図では、永久磁石２
３は、上下方向に、すなわち、溝３０の長さ方向に磁極
２３ａ、２３ｂが位置するように磁気抵抗素子の基板２
０上に設ける。このようにすると、磁気抵抗素子を最も
感度の高い、最適なバイアス状態に設定することができ
る。このとき、磁気抵抗膜２２は、上下方向でバイアス
され、永久磁石２３とこの磁気抵抗素子を一体化したペ
ンヘッド２４を鉄板４０上のバーコード溝３０に対し、
同図に示すように溝３０の長平方向と磁気抵抗素子のＩ
Ｃ側面２０ａ、永久磁石２３の側面２３ｂをほぼ揃えて
掃引させれば、溝のエツジからの磁界変化が掃引方向に
加わるから、磁気抵抗素子は±４５°方向に磁界変化を
傾け、磁気抵抗素子のリニアな抵抗変化範囲でフルに変
化することになる。このことは、広いダイナミックレン
ジでバーコードの読取りが可能になることを意味するも
のである。この結果、検出器が多少バーコード面から浮
上しても、比較的大きな抵抗変化に対応した電圧信号振
幅が得られるから、安定したバーコードの読取りができ
ることになる。即ち、高信頼なバーコードシステムを構
築できるようになる。

（実施例２）第２図は、本発明の実施例２に係る磁気抵抗素子の構成
を示す図である。

本実施例では、ＩＣ基板２０の表面に通電用電極２１．
２１の対のうち下段の電極２１を一方のＩＣ側面２０ａ
から他方のＩＣ側面２０ａに向けて延在させ、下段側の
磁気抵抗膜２２を４５°に傾斜させたまま下段電極２１
の延長部まで延長し結合させることにより、上下の磁気
抵抗膜２２を電極２１をはさんで縦続接続したものであ
る。このようにすると、磁気抵抗膜２２に流す電流の方
向が一方向のみになるので、電流方向に依存した磁界に
よる抵抗変化が生ぜず、安定した磁界変化の検出が可能
になる。動作原理及び他の効果については前記した実施
例１の場合と全く同様である。

［発明の効果］以」二詳細に説明したように、本発明によれば、斜めに
延びる磁気抵抗膜を縦続接続したＭＲ素子を構成するこ
とにより、高密度なバーコードパターンを高感度に読取
ることができる。また、このＭＲ素子の長平方向に対し
て約４５°シフトした方向からバイアスを印加すべく、
永久磁石を配置したバーコード検出器の構成とすること
により、広ダイナミツクレンジでＭＲ素子を動作させる
ことができ、高感度な読取りが可能になる。即ち、高信
頼なバーコードシステムを構築できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の実施例１に係る磁気抵抗素子
及びそれを用いた磁気式バーコード検出器の構成を示す
平面図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ’線断
面図、第２図は、本発明の実施例２に係る磁気抵抗素子
の構成を示す平面図、第３図は、従来の磁気抵抗素子及
び磁気式バーコード検出器の構成を示す図、第４図は、
磁気式バーコードシステムの概略構成を示す図である。２０・・ＩＣ基板　　　　２１・・・電極２２・・・磁
気抵抗膜　　　２３・・・永久磁石２４・・ペンヘッド
　　　３ｏ・・バーコード溝４０・・鉄板　　　　　　
５０・・刻印バーコード板特許出願人　　日本電気株式
会社第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＩＣ基板と、磁気抵抗膜とを有し、磁界変化を磁
気抵抗膜で検出する磁気抵抗素子であって、ＩＣ基板は
、一体に形成された磁気抵抗膜を有し、磁気抵抗膜は、ＩＣ基板上に、該基板の側面に対し約４
５°の傾斜角をもって平行に形成され、かつ直列に縦続
接続されたものであることを特徴とする磁気抵抗素子。
（２）磁気抵抗素子と、永久磁石とを有し、バーコード
状に刻印された溝のパターンを読取る磁気式バーコード
検出器であって、磁気抵抗素子は、磁気抵抗膜を有し、磁気抵抗膜は、溝部分での磁界変化を検出するもので、
溝の長さ方向に対し約４５°の傾斜角をもって平行に形
成され、かつ直列に縦続接続されたものであり、永久磁石は、直流磁場によりバーコード状の溝を磁化す
るもので、その磁極の向きは、バーコード状溝の長さ方
向に一致し、磁気抵抗膜に対し約４５°の傾斜角をなし
て配設されたものであることを特徴とする磁気式バーコ
ード検出器。