JPH08201108A - Position detection device and magnetoresistive effect element - Google Patents

Position detection device and magnetoresistive effect element

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JPH08201108A
JPH08201108A JP7008953A JP895395A JPH08201108A JP H08201108 A JPH08201108 A JP H08201108A JP 7008953 A JP7008953 A JP 7008953A JP 895395 A JP895395 A JP 895395A JP H08201108 A JPH08201108 A JP H08201108A
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JP
Japan
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magnetic
wiring
width
magnetic pole
magnetic field
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JP7008953A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Takeda
伸弘 竹田
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の位置情報を得ることができる位置検
出装置および磁気抵抗効果素子を提供する。 【構成】 本発明による磁気抵抗効果素子は、所定の間
隔で交互に着磁された磁極を有するスケール部における
磁界に応答して抵抗値が変化する少なくとも1個の磁気
検出子が実質的に磁極の形成幅と同じ距離を隔てて配置
された磁気検出群を構成し、前記磁気検出群が実質的に
磁極形成幅の半分の距離が隔てられた対をなして配置さ
れ、それら1対の磁気検出群の直列接続の両端に電圧が
印加され、中点から出力が得られるように構成されてお
り、さらに、電圧印加および信号出力のために必要な配
線部のうち、前記スケール部における磁界と直交する方
向の配線部が複数の配線部から成る配線群で構成され、
前記磁気検出群毎に実質的に磁極の形成幅と同じ距離を
隔てて形成される1対の配線群が配置されている。
(57) [Summary] [Object] To provide a position detection device and a magnetoresistive effect element capable of obtaining highly accurate position information. According to the magnetoresistive effect element of the present invention, at least one magnetic detector whose resistance value changes in response to a magnetic field in a scale portion having magnetic poles alternately magnetized at a predetermined interval is substantially a magnetic pole. Forming a magnetic detection group that is arranged at the same distance as the formation width of the magnetic poles, and the magnetic detection groups are arranged in pairs that are separated by a distance that is substantially half the magnetic pole formation width. A voltage is applied to both ends of the series connection of the detection group, and the output is obtained from the middle point.Furthermore, among the wiring parts necessary for voltage application and signal output, the magnetic field in the scale part and The wiring part in the orthogonal direction is composed of a wiring group composed of a plurality of wiring parts,
For each of the magnetic detection groups, a pair of wiring groups formed with a distance substantially the same as the width of the magnetic poles formed are arranged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、物体の位置を検出する
位置検出装置に関するものであり、特に磁気抵抗効果素
子(MR素子)を用いて物体の位置を高精度、高分解能
で検出する位置検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for detecting the position of an object, and particularly to a position for detecting the position of an object with high accuracy and high resolution by using a magnetoresistive effect element (MR element). The present invention relates to a detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】高い分解能で位置検出が必要な物として
は、例えば、ビデオカメラ内のズーム機構、フォーカス
機構を有するレンズシステムがある。このようなレンズ
システムにおいて、合焦点における被写体距離、ズーム
レンズ位置、フォーカスレンズ位置は、レンズ設計から
決定される所定の位置関係になければならない。この位
置関係を満足するために、従来は、機械的なカムを用い
る方法、またはズームレンズ位置とフォーカスレンズ位
置とを検出し演算による電子カムを構成する方法が用い
られている。
2. Description of the Related Art For example, a lens system having a zoom mechanism and a focus mechanism in a video camera is one of those requiring high-resolution position detection. In such a lens system, the subject distance at the focal point, the zoom lens position, and the focus lens position must have a predetermined positional relationship determined by the lens design. In order to satisfy this positional relationship, conventionally, a method of using a mechanical cam or a method of detecting the zoom lens position and the focus lens position and forming an electronic cam by calculation is used.

【0003】機械的なカムを用いる方法は、装置構成が
大きくなる、機械的磨耗により精度が低下する、等の問
題ある。
The method using a mechanical cam has problems such as a large device structure and a decrease in accuracy due to mechanical abrasion.

【0004】また、電子カムによる方法としては、位置
検出器としてポテンショメータを用いる方法、レンズの
駆動用モータにステッピングモータを用いてステッピン
グモータの制御信号を計数する方法等がある。しかしな
がら、ポテンショメータを用いる方法は、接触式である
ためにモータにかかる負荷が増大する、抵抗膜のばらつ
きにより直線性が劣る、信頼性が低い等の問題がある。
一方、ステッピングモータの制御信号を計数する方法
は、モータにステッピングモータを用いたレンズシステ
ムでなければ適用できない。また、モータとレンズの間
に介在する物体、例えばギア等が存在するとそのガタ
(遊び)等により誤差が生じる。
As a method using an electronic cam, there are a method using a potentiometer as a position detector, a method using a stepping motor as a lens driving motor, and a method for counting control signals of the stepping motor. However, the method using the potentiometer has problems that the load applied to the motor is increased because of the contact type, the linearity is deteriorated due to the dispersion of the resistance film, the reliability is low, and the like.
On the other hand, the method of counting the control signals of the stepping motor can be applied only to the lens system using the stepping motor as the motor. Further, if there is an object, such as a gear, interposed between the motor and the lens, an error occurs due to the play (play).

【0005】以上の課題を解決する方法として、MR素
子を用いることが考えられる。すなわち、磁界の変化に
よってMR素子の抵抗値が変化する特性を利用する。例
えば、レンズ側に磁石を装着して、固定側にMR素子を
配置し、レンズの移動により磁石をMR素子に対して移
動させ、その抵抗変化を位置変化として取り出す方法で
ある。
As a method for solving the above problems, it is possible to use an MR element. That is, the characteristic that the resistance value of the MR element changes according to the change of the magnetic field is used. For example, there is a method in which a magnet is mounted on the lens side, an MR element is arranged on the fixed side, the magnet is moved with respect to the MR element by moving the lens, and the resistance change is extracted as a position change.

【0006】図5に従来のMR素子の形成パターン図を
示す。MR素子は、4個の磁気検出子M1,M2,M
3,M4から成る。これら磁気検出子M1,M2,M
3,M4は、強磁性薄膜、例えば、磁場中で真空蒸着ま
たはスパッタリングによりガラス基板上に薄いニッケル
−鉄合金膜を成膜するとともに、エッチング等で、細線
を折り返した2本の線を形成する。折り返し部1は、抵
抗値を下げるため、線幅は太く形成される。磁気検出子
M1,M2,M3,M4は、磁石(スケール部)7の磁
界によって抵抗値に変化が生ずるように、磁石7の磁界
の向きと直交する方向に長く形成されている。磁気検出
子M1とM2、M2とM3、M3とM4間をそれぞれ接
続する接続線2は、磁気検出子と同じ強磁性薄膜で形成
され、磁石7の磁界によって抵抗変化を生じないよう
に、磁石7の磁界の向きと平行する方向に形成されてい
る。抵抗値を下げるために、接続線2の線幅は太く形成
される。4,6はMR素子に電源を印加する外部接続端
子、5はMR素子の出力信号を取り出すための外部接続
端子である。外部接続端子4,5,6は、磁気検出子と
同じ強磁性薄膜で形成されている。磁気検出子M1と外
部接続端子4、磁気検出子M4と外部接続端子6、磁気
検出子M2,M3間の接続線2と外部接続端子5の間は
配線部3で接続されている。配線部3は抵抗値を下げる
ために、線幅は太く形成されている。磁石7は、ある所
定の間隔PでN磁極、S磁極が交互に形成されている。
FIG. 5 shows a pattern for forming a conventional MR element. The MR element has four magnetic detectors M1, M2, M
3 and M4. These magnetic detectors M1, M2, M
3, M4 is a ferromagnetic thin film, for example, a thin nickel-iron alloy film is formed on a glass substrate by vacuum deposition or sputtering in a magnetic field, and two thin lines are formed by etching or the like. . The folded portion 1 has a large line width in order to reduce the resistance value. The magnetic detectors M1, M2, M3, M4 are formed long in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field of the magnet 7 so that the resistance value is changed by the magnetic field of the magnet (scale part) 7. The connection lines 2 connecting the magnetic detectors M1 and M2, M2 and M3, and M3 and M4, respectively, are formed of the same ferromagnetic thin film as that of the magnetic detectors, so that the magnetic field of the magnets 7 does not cause resistance change. 7 is formed in a direction parallel to the direction of the magnetic field. In order to reduce the resistance value, the line width of the connection line 2 is formed thick. Reference numerals 4 and 6 are external connection terminals for applying power to the MR element, and reference numeral 5 is an external connection terminal for extracting an output signal of the MR element. The external connection terminals 4, 5, 6 are formed of the same ferromagnetic thin film as the magnetic detector. The magnetic detector M1 and the external connection terminal 4, the magnetic detector M4 and the external connection terminal 6, and the connection line 2 between the magnetic detectors M2 and M3 and the external connection terminal 5 are connected by a wiring portion 3. The wiring portion 3 is formed to have a thick line width in order to reduce the resistance value. The magnet 7 has N magnetic poles and S magnetic poles alternately formed at a certain predetermined interval P.

【0007】図6にMR素子の等価回路図を示す。ま
た、図7にMR素子の各磁気検出子と磁石内の磁極との
関係およびMR素子の出力信号波形を示す。磁気検出子
M1,M2,M3,M4は、隣接するN,S磁極の境界
付近における誤差を相殺するため、磁気検出子M1とM
2、M3とM4は、磁石7の磁極形成幅Pだけ離れて形
成され、さらに出力信号を正弦波状にするために、磁気
検出子M1とM2で構成される磁気検出群8と、磁気検
出子M3とM4で構成される磁気検出群9とは、実質的
にP/2だけ位相をずらして形成されている。
FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the MR element. Further, FIG. 7 shows the relationship between each magnetic detector of the MR element and the magnetic pole in the magnet and the output signal waveform of the MR element. The magnetic detectors M1, M2, M3 and M4 cancel the error in the vicinity of the boundary between the adjacent N and S magnetic poles.
2, M3 and M4 are formed apart from each other by the magnetic pole forming width P of the magnet 7, and in order to make the output signal sinusoidal, a magnetic detection group 8 composed of magnetic detection elements M1 and M2 and a magnetic detection element The magnetic detection group 9 composed of M3 and M4 is formed with a phase shift of substantially P / 2.

【0008】このように構成されたMR素子の出力信号
をパルス信号に波形整形して、そのエッジを計測するこ
とにより位置情報を得ることができ、さらに、出力信号
をアナログ的に内挿することで、より高分解能の位置情
報が得られる。
Position information can be obtained by waveform-shaping the output signal of the MR element thus constructed into a pulse signal and measuring the edge thereof, and further, interpolating the output signal in an analog manner. Thus, position information with higher resolution can be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例においては、配線部3は、磁石7の磁界と直交
する方向に形成されており、この部分でも磁界による抵
抗値変化が発生してしまい、本来の位置情報が得られな
い。
However, in the above-mentioned conventional example, the wiring portion 3 is formed in a direction orthogonal to the magnetic field of the magnet 7, and the resistance value change due to the magnetic field also occurs in this portion. Original position information cannot be obtained.

【0010】また、MR素子においては、一般に、MR
素子に印加される磁界の増加時と減少時とで抵抗値変化
の履歴が異なるヒステリシスを有する特性がある。図8
にMR素子に直交する方向に磁界を印加した時のMR素
子の抵抗値変化の例を示す。図8において、実線は磁界
の減少時における抵抗値変化を示す曲線であり、破線は
磁界の増加時における抵抗値変化を示す曲線である。配
線部3は、このような特性に関しても考慮せず形成され
ている。したがって、従来のMR素子においては、より
高精度に位置を測定する場合に誤差を生じる。
Further, in the MR element, in general, the MR
There is a characteristic that the hysteresis of the resistance value change is different when the magnetic field applied to the element is increased and when it is decreased. FIG.
An example of a change in resistance value of the MR element when a magnetic field is applied in a direction orthogonal to the MR element is shown in FIG. In FIG. 8, the solid line is a curve showing the resistance value change when the magnetic field is decreased, and the broken line is the curve showing the resistance value change when the magnetic field is increased. The wiring portion 3 is formed without considering such characteristics. Therefore, in the conventional MR element, an error occurs when the position is measured with higher accuracy.

【0011】上記課題を解決するため、本発明は、高精
度の位置情報を得ることができる位置検出装置および磁
気抵抗効果素子を提供することを目的とする。
In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a position detecting device and a magnetoresistive effect element which can obtain highly accurate position information.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るとともに上記目的を達成するため、本発明による磁気
抵抗効果素子は、所定の間隔で交互に着磁された磁極を
有するスケール部における磁界に応答して抵抗値が変化
する少なくとも1個の磁気検出子が実質的に磁極の形成
幅と同じ距離を隔てて配置された磁気検出群を構成し、
前記磁気検出群が実質的に磁極形成幅の半分の距離が隔
てられた対をなして配置され、それら1対の磁気検出群
の直列接続の両端に電圧が印加され、中点から出力が得
られるように構成されており、さらに、電圧印加および
信号出力のために必要な配線部のうち、前記スケール部
における磁界と直交する方向の配線部が複数の配線部か
ら成る配線群で構成され、前記磁気検出群毎に実質的に
磁極の形成幅と同じ距離を隔てて形成される1対の配線
群が配置されている。
In order to solve the above-mentioned conventional problems and to achieve the above-mentioned objects, a magnetoresistive effect element according to the present invention has a magnetic field in a scale portion having magnetic poles alternately magnetized at predetermined intervals. A magnetic detection group in which at least one magnetic detector whose resistance value changes in response to is disposed at a distance substantially the same as the magnetic pole formation width,
The magnetic detection groups are arranged in pairs at a distance of substantially half of the magnetic pole formation width, a voltage is applied across the series connection of the pair of magnetic detection groups, and an output is obtained from the midpoint. Further, among the wiring portions required for voltage application and signal output, the wiring portion in the direction orthogonal to the magnetic field in the scale portion is constituted by a wiring group consisting of a plurality of wiring portions, For each of the magnetic detection groups, a pair of wiring groups formed with a distance substantially the same as the width of the magnetic poles formed are arranged.

【0013】また、前記磁気検出子および配線部は、強
磁性薄膜で形成されていることが望ましく、さらに、前
記磁気検出群に属する磁気検出子と前記スケール部にお
ける磁界と直交する方向の配線部の位置関係が前記スケ
ール部の磁極形成幅Pのn倍(n=0,1,2,・・
・)の間隔だけ離間して形成されている方がよい。
The magnetic detector and the wiring portion are preferably formed of a ferromagnetic thin film, and the magnetic detector belonging to the magnetic detection group and the wiring portion in a direction orthogonal to the magnetic field in the scale portion. Is n times the magnetic pole formation width P of the scale portion (n = 0, 1, 2, ...
It is better to form them with the distance of ().

【0014】また、上述したスケール部と、上述した磁
気抵抗効果素子からなるセンサ部を有することで高精度
な位置検出装置が提供できる。
Further, a highly accurate position detecting device can be provided by having the scale section described above and the sensor section composed of the magnetoresistive effect element described above.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を基に詳細に説
明する。なお、従来技術と同様の構成あるいは機能を有
するものには同一の符号を付して説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that components having the same configurations or functions as those of the conventional technique are designated by the same reference numerals and described.

【0016】〔第1の実施例〕図1は、本発明の第1の
実施例のセンサ部としてのMR素子の形成パターン図を
示している。MR素子は4個の磁気検出子M1,M2,
M3,M4を有して構成される。磁気検出子M1〜M4
は、磁場中で真空蒸着またはスパッタリングにより、不
図示のガラス基板上に厚さ500〜1000オングスト
ローム程度の強磁性薄膜、例えばニッケル−鉄合金膜を
成膜し、エッチング等により10μm程度の線幅の細線
を折り返して2本の線を形成する。折り返し部1は、抵
抗値を下げるために、線幅を100μm程度として広く
形成する。磁気検出子M1〜M4は、スケール部(磁
石)7の磁界によって抵抗値に変化が生ずるように、ス
ケール部7の磁界の向きと直交する方向に長く形成され
ている。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a pattern diagram of forming an MR element as a sensor portion according to a first embodiment of the present invention. The MR element has four magnetic detectors M1, M2
It is configured to include M3 and M4. Magnetic detectors M1 to M4
Is a ferromagnetic thin film having a thickness of about 500 to 1000 angstrom, for example, a nickel-iron alloy film, formed on a glass substrate (not shown) by vacuum vapor deposition or sputtering in a magnetic field, and having a line width of about 10 μm by etching or the like. The thin line is folded back to form two lines. The folded portion 1 is formed to have a wide line width of about 100 μm in order to reduce the resistance value. The magnetic detectors M1 to M4 are formed long in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field of the scale part 7 so that the resistance value is changed by the magnetic field of the scale part (magnet) 7.

【0017】一方、各磁気検出子間等を接続する接続線
2は、磁気検出子M1〜M4と同じ強磁性薄膜で形成さ
れ、スケール部7の磁界によって抵抗変化を生じないよ
うに、スケール部7の磁界の向きと平行する方向に形成
されている。また、抵抗値を下げるために、接続線2の
線幅は広く、約100μmとしている。4,6はMR素
子に電源を印加する外部接続端子、5はMR素子の出力
信号を取り出すための外部接続端子である。外部接続端
子4,5,6は磁気検出子M1〜M4と同じ強磁性薄膜
で形成されている。磁気検出子M1と外部接続端子4は
配線部301で、磁気検出子M2と外部接続端子5とは
配線部302で、磁気検出子M3と外部接続端子5とは
配線部303で、磁気検出子M4と外部接続端子6とは
配線部304で、それぞれ接続されている。配線部30
1,302,303,304も磁気検出子M1〜M4と
同じ強磁性薄膜で形成されおり、線幅は約10μmであ
る。
On the other hand, the connecting wire 2 for connecting the magnetic detectors and the like is formed of the same ferromagnetic thin film as the magnetic detectors M1 to M4, so that the magnetic field of the scale portion 7 does not cause resistance change. 7 is formed in a direction parallel to the direction of the magnetic field. Further, in order to reduce the resistance value, the line width of the connection line 2 is set to about 100 μm. Reference numerals 4 and 6 are external connection terminals for applying power to the MR element, and reference numeral 5 is an external connection terminal for extracting an output signal of the MR element. The external connection terminals 4, 5, 6 are formed of the same ferromagnetic thin film as the magnetic detectors M1 to M4. The magnetic detector M1 and the external connection terminal 4 are the wiring portion 301, the magnetic detector M2 and the external connection terminal 5 are the wiring portion 302, the magnetic detector M3 and the external connection terminal 5 are the wiring portion 303, and the magnetic detector The wiring section 304 connects the M4 and the external connection terminal 6 to each other. Wiring part 30
1, 302, 303, 304 are also formed of the same ferromagnetic thin film as the magnetic detectors M1 to M4 and have a line width of about 10 μm.

【0018】磁気検出子M1,M2,M3,M4は、隣
接するN,S磁極の境界付近における誤差を相殺するた
め、磁気検出子M1とM2、磁気検出子M3とM4は、
それぞれスケール部7の磁極形成幅Pだけ離れて形成さ
れている。そしてさらに、出力信号を正弦波状にするた
めに、磁気検出子M1,M2を有して構成される第1の
磁気検出群と、磁気検出子M3,M4を有して構成され
る第2の磁気検出群とは、実質的にP/2だけ位相がず
れて形成されている。
Since the magnetic detectors M1, M2, M3 and M4 cancel the error near the boundary between the adjacent N and S magnetic poles, the magnetic detectors M1 and M2 and the magnetic detectors M3 and M4 are
They are formed so as to be separated from each other by the magnetic pole formation width P of the scale portion 7. Further, in order to make the output signal sinusoidal, a first magnetic detection group including magnetic detectors M1 and M2 and a second magnetic detector including magnetic detectors M3 and M4 are provided. It is formed to be substantially out of phase with the magnetic detection group by P / 2.

【0019】前述した第1の磁気検出群において、配線
部301と配線部302とは、実質的に磁極形成幅Pだ
け位相をずらした状態、すなわち磁極形成幅Pのm倍の
間隔だけ離れた状態(ただし、m=1,3,5,・・
・)で形成される。本実施例においては、磁極形成幅P
の3倍の間隔だけ離れて形成されている。このように形
成することにより、配線部301に増加方向の磁界が印
加される場合、配線部302には減少方向の磁界が印加
されることになるので、印加される磁界の増加時と減少
時とで抵抗値変化の履歴が異なるヒステリシス性が打ち
消される。同様に、第2の磁気検出群においても、配線
部303と配線部304とは実質的に磁極形成幅Pだけ
位相をずらした状態(本実施例においては磁極形成幅P
の3倍の間隔だけ離れた状態)に形成される。したがっ
て、配線部303に増加方向の磁界が印加される場合、
配線部304には減少方向の磁界が印加されることにな
るので、印加される磁界の増加時と減少時とで抵抗値変
化の履歴が異なるヒステリシス性が打ち消される。
In the above-described first magnetic detection group, the wiring portion 301 and the wiring portion 302 are substantially out of phase with each other by the magnetic pole formation width P, that is, separated by an interval of m times the magnetic pole formation width P. State (however, m = 1, 3, 5, ...
・) Is formed. In the present embodiment, the magnetic pole formation width P
Are formed apart from each other by three times. With this structure, when a magnetic field in the increasing direction is applied to the wiring portion 301, a magnetic field in the decreasing direction is applied to the wiring portion 302. Therefore, when the applied magnetic field increases and decreases. The hysteresis characteristics with different resistance change histories are canceled by and. Similarly, also in the second magnetic detection group, the wiring portion 303 and the wiring portion 304 are substantially out of phase with each other by the magnetic pole forming width P (in the present embodiment, the magnetic pole forming width P).
(A state of being separated by a distance of 3 times). Therefore, when an increasing magnetic field is applied to the wiring part 303,
Since the magnetic field in the decreasing direction is applied to the wiring portion 304, the hysteresis characteristic in which the history of the resistance value change differs when the applied magnetic field increases and when the applied magnetic field decreases is canceled.

【0020】以上説明したように、本実施例によれば、
スケール部7の磁界と直交する方向の配線部301,3
02,303,304で発生する磁気抵抗変化のヒステ
リシス性に起因する誤差を除去でき、高精度の位置検出
が可能となる。
As described above, according to this embodiment,
Wiring portions 301 and 3 in a direction orthogonal to the magnetic field of the scale portion 7
It is possible to eliminate the error caused by the hysteresis property of the magnetic resistance change generated in 02, 303, 304, and it is possible to detect the position with high accuracy.

【0021】〔第2の実施例〕次に、本発明の第2の実
施例を図2を基に説明する。図2は、第2の実施例のM
R素子の形成パターン図を示している。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the M of the second embodiment.
The formation pattern figure of R element is shown.

【0022】図2において、305,306,307,
308は、スケール部7の磁界と直交する方向の配線部
である。配線部305,306,307,308は、磁
気検出子M1〜M4と同じ強磁性薄膜で形成されおり、
抵抗値を下げるために、線幅を約100μmと広く形成
している。
In FIG. 2, 305, 306, 307,
Reference numeral 308 is a wiring portion in a direction orthogonal to the magnetic field of the scale portion 7. The wiring portions 305, 306, 307, 308 are formed of the same ferromagnetic thin film as the magnetic detectors M1 to M4,
In order to reduce the resistance value, the line width is formed as wide as about 100 μm.

【0023】磁気検出子M1,M2で構成される第1の
磁気検出群において、配線部305と配線部306は、
第1の実施例同様、実質的に磁極形成幅Pだけ位相をず
らした状態(本実施例においては磁極形成幅Pの3倍の
間隔だけ離した状態)で形成されている。したがって、
第1の磁気検出群において、配線部305,306で発
生するヒステリシス性が打ち消される。
In the first magnetic detection group composed of the magnetic detectors M1 and M2, the wiring portion 305 and the wiring portion 306 are
Similar to the first embodiment, the phases are substantially shifted by the magnetic pole formation width P (in the present embodiment, the magnetic pole formation width P is separated by three times the interval). Therefore,
In the first magnetic detection group, the hysteresis property generated in the wiring portions 305 and 306 is canceled.

【0024】また、磁気検出子M1と配線部305は、
実質的に同相もしくは磁極形成幅Pだけ位相をずらした
状態、すなわち、磁極形成幅Pのn倍の間隔だけ離れた
状態(ただしn=0,1,2,3,・・・)に形成され
ている。本実施例においては磁極形成幅Pの間隔だけ離
れて形成されている。磁気検出子M2と配線部306
も、磁極形成幅Pの間隔だけ離れて形成されている。こ
の状態も、実質的に同相もしくは磁極形成幅Pだけ位相
をずらした状態である。したがって、配線部305,3
06で発生する磁気抵抗変化は、磁気検出子M1とM2
で構成される第1の磁気検出群で発生する磁気抵抗変化
と同相の変化となる。
The magnetic detector M1 and the wiring portion 305 are
They are formed in substantially the same phase or in a state in which the phase is shifted by the magnetic pole formation width P, that is, a state separated by an interval n times the magnetic pole formation width P (where n = 0, 1, 2, 3, ...). ing. In this embodiment, the magnetic pole formation widths P are formed apart from each other. Magnetic detector M2 and wiring unit 306
Are also formed with a gap of the magnetic pole formation width P. This state is also a state in which the phase is shifted substantially by the same phase or the magnetic pole formation width P. Therefore, the wiring parts 305, 3
The magnetoresistive change generated at 06 is caused by the magnetic detectors M1 and M2.
The magnetic resistance changes in the same phase as the magnetic resistance change that occurs in the first magnetic detection group.

【0025】他方、配線部307、配線部308も第1
の磁気検出群側と同様に構成することで、配線部307
と配線部308とで発生するヒステリシス性が打ち消さ
れる。また、配線部307,308で発生磁気抵抗変化
も、磁気検出子M3,M4で構成される第2の磁気検出
群で発生する磁気抵抗変化と同相の変化となる。
On the other hand, the wiring portion 307 and the wiring portion 308 are also the first
Of the magnetic detection group side of the wiring unit 307
And the hysteresis generated in the wiring portion 308 is canceled. Further, the magnetic resistance change generated in the wiring portions 307 and 308 is also in phase with the magnetic resistance change generated in the second magnetic detection group including the magnetic detectors M3 and M4.

【0026】本発明の第2の実施例では、磁気検出群で
発生する磁気抵抗変化信号と、配線部で発生する磁気抵
抗変化信号とが同相の信号となるので、複数の位相の異
なった正弦波が重畳されることなく波形歪みのない出力
波形を得ることができる。
In the second embodiment of the present invention, since the magnetoresistive change signal generated in the magnetic detection group and the magnetoresistive change signal generated in the wiring part are in phase, a plurality of sinusoids having different phases are used. An output waveform without waveform distortion can be obtained without waves being superimposed.

【0027】〔第3の実施例〕次に、本発明の第3の実
施例について、図3および図4を基に説明する。図3は
第3の実施例のMR素子の形成パターン図を示し、図4
はその等価回路図を示している。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a pattern diagram of forming the MR element of the third embodiment, and FIG.
Shows its equivalent circuit diagram.

【0028】この実施例において、センサ部としてのM
R素子は、8個の磁気検出子M5,M6,M7,M8,
M9,M10,M11,M12を有して構成される。磁
気検出子M5〜M12は、第1の実施例における磁気検
出子M1〜M4と同様に形成される。ただし、本実施例
においては、磁気検出子が1本の線状に形成されている
点が異なる。
In this embodiment, M as a sensor unit
The R element is composed of eight magnetic detectors M5, M6, M7, M8,
It is configured to include M9, M10, M11, and M12. The magnetic detectors M5 to M12 are formed similarly to the magnetic detectors M1 to M4 in the first embodiment. However, this embodiment is different in that the magnetic detector is formed in one linear shape.

【0029】各磁気検出子間等を接続する接続線2およ
び外部接続端子4,5,6も第1の実施例と同様に形成
される。なお、本実施例においては、磁気検出子M5と
外部接続端子4は配線部309で、磁気検出子M8と外
部接続端子5は配線部310で、磁気検出子M9と外部
接続端子5は配線部311で、磁気検出子M12と外部
接続端子6は配線部312で、それぞれ接続されてい
る。配線部309,310,311,312は、磁気検
出子M5〜M12と同じ強磁性薄膜で形成されおり、線
幅は約10μmである。
The connection line 2 connecting the magnetic detectors and the like and the external connection terminals 4, 5, 6 are also formed in the same manner as in the first embodiment. In this embodiment, the magnetic detector M5 and the external connection terminal 4 are the wiring portion 309, the magnetic detector M8 and the external connection terminal 5 are the wiring portions 310, and the magnetic detector M9 and the external connection terminal 5 are the wiring portions. At 311, the magnetic detector M12 and the external connection terminal 6 are connected by the wiring portion 312, respectively. The wiring portions 309, 310, 311 and 312 are formed of the same ferromagnetic thin film as the magnetic detectors M5 to M12 and have a line width of about 10 μm.

【0030】磁気検出子M5,M6,M7,M8は、ス
ケール部7の磁極形成幅Pだけ離れて形成され、また、
磁気検出子M9,M10,M11,M12もスケール部
7の磁極形成幅Pだけ離れて形成されている。磁気検出
子M5,M6,M7,M8を有して構成される第1の磁
気検出群10と、磁気検出子M9,M10,M11,M
12を有して構成される第2の磁気検出群11とは実質
的にP/2だけ位相をずらして形成されている。
The magnetic detectors M5, M6, M7 and M8 are formed apart from each other by the magnetic pole forming width P of the scale portion 7, and
The magnetic detectors M9, M10, M11, M12 are also formed apart from each other by the magnetic pole formation width P of the scale portion 7. First magnetic detection group 10 including magnetic detectors M5, M6, M7, M8, and magnetic detectors M9, M10, M11, M
The second magnetic detection group 11 having 12 is formed with a phase shift of substantially P / 2.

【0031】第1の磁気検出群10において、配線部3
09と配線部310とは、実質的に磁極形成幅Pだけ位
相をずらした状態、すなわち、磁極形成幅Pのm倍(た
だし、m=1,3,5,・・・)の間隔だけ離れた状態
に形成されている。本実施例においては、磁極形成幅P
の3倍の間隔だけ離れて形成されている。同様に、第2
の磁気検出群11においても、配線部311と配線部3
12とは、実質的に磁極形成幅Pだけ位相をずらした状
態(本実施例においては、磁極形成幅Pの3倍の間隔だ
け離れた状態)に形成されている。
In the first magnetic detection group 10, the wiring portion 3
09 and the wiring portion 310 are substantially out of phase with each other by the magnetic pole formation width P, that is, separated by m times the magnetic pole formation width P (where m = 1, 3, 5, ...). It is formed in the open state. In the present embodiment, the magnetic pole formation width P
Are formed apart from each other by three times. Similarly, the second
Also in the magnetic detection group 11 of FIG.
12 is formed in a state in which the phase is substantially shifted by the magnetic pole forming width P (in the present embodiment, the state is separated by an interval of three times the magnetic pole forming width P).

【0032】また、磁気検出子M5と配線部309と
は、実質的に同相もしくは磁極形成幅Pだけ位相をずら
した状態、すなわち、磁極形成幅Pのn倍(ただし、n
=0,1,2,3,・・・)の間隔だけ離れた状態に形
成されている。本実施例においては、同一の位置に形成
されている。同様に、磁気検出子M9と配線部311も
実質的に同相もしくは磁極形成幅Pだけ位相をずらした
状態(本実施例においては、同一の位置)に形成されて
いる。
The magnetic detector M5 and the wiring portion 309 are substantially in phase with each other or are out of phase with each other by the magnetic pole formation width P, that is, n times the magnetic pole formation width P (however, n).
= 0,1,2,3, ...). In this embodiment, they are formed at the same position. Similarly, the magnetic detector M9 and the wiring portion 311 are also formed in substantially the same phase or in a state in which the phases are shifted by the magnetic pole formation width P (in the present embodiment, at the same position).

【0033】以上説明したように、本発明の第3の実施
例では、磁気検出子が1本の線状に構成されているの
で、磁界が積分される範囲が磁気検出子の線幅であるた
め、より細かい磁極形成幅の磁石を用いることができ
る。
As described above, in the third embodiment of the present invention, since the magnetic detector is formed in one line, the range in which the magnetic field is integrated is the line width of the magnetic detector. Therefore, a magnet having a smaller magnetic pole formation width can be used.

【0034】また、磁気検出子の個数が多いため、隣接
するN,S磁極の境界付近における誤差がより補正でき
る。
Since the number of magnetic detectors is large, the error near the boundary between the adjacent N and S magnetic poles can be further corrected.

【0035】また、配線部と磁気検出子とが同じ線幅
で、かつ同相に配置されているので、異なった正弦波が
重畳されることなく、波形歪みのない出力波形が得られ
る。
Further, since the wiring portion and the magnetic detector have the same line width and are arranged in the same phase, different sine waves are not superposed and an output waveform without waveform distortion can be obtained.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、配線部の磁気抵抗効果に起因する位置情報の
誤差成分を除去でき、高精度の位置情報を得ることがで
きる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the error component of the position information due to the magnetoresistive effect of the wiring portion can be removed, and the highly accurate position information can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例のMR素子の形成パター
ン図である。
FIG. 1 is a formation pattern diagram of an MR element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例のMR素子の形成パター
ン図である。
FIG. 2 is a formation pattern diagram of an MR element according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例のMR素子の形成パター
ン図である。
FIG. 3 is a formation pattern diagram of an MR element according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例のMR素子の等価回路図
である。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the MR element of the third embodiment of the present invention.

【図5】従来のMR素子の形成パターン図である。FIG. 5 is a pattern diagram of a conventional MR element.

【図6】従来のMR素子の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a conventional MR element.

【図7】MR素子の各磁気検出子と磁石内の磁極との関
係およびMR素子の出力信号波形を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between each magnetic detector of the MR element and a magnetic pole in the magnet and an output signal waveform of the MR element.

【図8】MR素子に直交する方向に磁界を印加した時の
MR素子の抵抗値変化の例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a change in resistance value of the MR element when a magnetic field is applied in a direction orthogonal to the MR element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 接続線 4 外部接続端子 5 外部接続端子 6 外部接続端子 7 スケール部(磁石) 301 配線部 302 配線部 303 配線部 304 配線部 M1 磁気検出子 M2 磁気検出子 M3 磁気検出子 M4 磁気検出子 2 connection wire 4 external connection terminal 5 external connection terminal 6 external connection terminal 7 scale part (magnet) 301 wiring part 302 wiring part 303 wiring part 304 wiring part M1 magnetic detector M2 magnetic detector M3 magnetic detector M4 magnetic detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 5/39 H01L 43/08 P ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location G11B 5/39 H01L 43/08 P

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の間隔で交互に着磁された磁極を有
するスケール部と、 このスケール部における磁界に応答して抵抗値が変化す
る少なくとも1個の磁気検出子が実質的に磁極の形成幅
と同じ距離を隔てて配置された磁気検出群を構成し、前
記磁気検出群が実質的に磁極形成幅の半分の距離が隔て
られた対をなして配置され、それら1対の磁気検出群の
直列接続の両端に電圧が印加され、中点から出力が得ら
れるように構成されたセンサ部とを有する位置検出装置
であって、 前記センサ部は、電圧印加および信号出力のために必要
な配線部のうち、前記スケール部における磁界と直交す
る方向の配線部が複数の配線部から成る配線群で構成さ
れ、前記磁気検出群毎に実質的に磁極の形成幅と同じ距
離を隔てて形成される1対の配線群が配置されているこ
とを特徴とする位置検出装置。
1. A magnetic pole is formed substantially by a scale portion having magnetic poles alternately magnetized at predetermined intervals, and at least one magnetic detector whose resistance value changes in response to a magnetic field in the scale portion. A magnetic detection group arranged at the same distance as the width is formed, and the magnetic detection groups are arranged in pairs at a distance substantially half the magnetic pole formation width. A position detecting device having a sensor unit configured such that a voltage is applied to both ends of the series connection thereof and an output is obtained from a midpoint, the sensor unit being necessary for voltage application and signal output. Of the wiring parts, the wiring part in the direction orthogonal to the magnetic field in the scale part is composed of a wiring group composed of a plurality of wiring parts, and is formed at a distance substantially the same as the magnetic pole formation width for each magnetic detection group. A pair of wiring groups are placed Position detecting apparatus characterized by being.
【請求項2】 請求項1において、前記磁気検出子およ
び配線部は、強磁性薄膜で形成されていることを特徴と
する位置検出装置。
2. The position detecting device according to claim 1, wherein the magnetic detector and the wiring portion are formed of a ferromagnetic thin film.
【請求項3】 請求項1あるいは2において、前記磁気
検出群に属する磁気検出子と前記スケール部における磁
界と直交する方向の配線部の位置関係が前記スケール部
の磁極形成幅Pのn倍(n=0,1,2,・・・)の間
隔だけ離間して形成されていることを特徴とする位置検
出装置。
3. The magnetic detector according to claim 1 or 2, wherein the positional relationship between the magnetic detectors belonging to the magnetic detection group and the wiring portion in the direction orthogonal to the magnetic field in the scale portion is n times the magnetic pole formation width P of the scale portion ( A position detecting device, wherein the position detecting device is formed with a space of n = 0, 1, 2, ...
【請求項4】 所定の間隔で交互に着磁された磁極を有
するスケール部における磁界に応答して抵抗値が変化す
る少なくとも1個の磁気検出子が実質的に磁極の形成幅
と同じ距離を隔てて配置された磁気検出群を構成し、前
記磁気検出群が実質的に磁極形成幅の半分の距離が隔て
られた対をなして配置され、それら1対の磁気検出群の
直列接続の両端に電圧が印加され、中点から出力が得ら
れるように構成された磁気抵抗効果素子であって、 電圧印加および信号出力のために必要な配線部のうち、
前記スケール部における磁界と直交する方向の配線部が
複数の配線部から成る配線群で構成され、前記磁気検出
群毎に実質的に磁極の形成幅と同じ距離を隔てて形成さ
れる1対の配線群が配置されていることを特徴とする磁
気抵抗効果素子。
4. At least one magnetic detector whose resistance value changes in response to a magnetic field in a scale portion having magnetic poles alternately magnetized at predetermined intervals has a distance substantially equal to the width of the magnetic pole formation. The magnetic detection groups arranged apart from each other are arranged in pairs, and the magnetic detection groups are arranged in pairs at a distance of substantially half the magnetic pole formation width, and both ends of the series connection of the pair of magnetic detection groups. A magnetoresistive effect element configured such that a voltage is applied to the output and an output is obtained from a midpoint.
A wiring portion in the direction orthogonal to the magnetic field in the scale portion is formed of a wiring group including a plurality of wiring portions, and a pair of wiring lines is formed for each magnetic detection group at a distance substantially the same as the magnetic pole formation width. A magnetoresistive effect element characterized in that a wiring group is arranged.
【請求項5】 請求項4において、前記磁気検出子およ
び配線部は、強磁性薄膜で形成されていることを特徴と
する磁気抵抗効果素子。
5. The magnetoresistive effect element according to claim 4, wherein the magnetic detector and the wiring portion are formed of a ferromagnetic thin film.
【請求項6】 請求項4あるいは5において、前記磁気
検出群に属する磁気検出子と前記スケール部における磁
界と直交する方向の配線部の位置関係が前記スケール部
の磁極形成幅Pのn倍(n=0,1,2,・・・)の間
隔だけ離間して形成されていることを特徴とする磁気抵
抗効果素子。
6. The positional relationship between the magnetic detectors belonging to the magnetic detection group and the wiring portion in the direction orthogonal to the magnetic field in the scale portion is n times the magnetic pole formation width P of the scale portion (claim 6). A magnetoresistive effect element, characterized in that the magnetoresistive effect elements are formed with a spacing of n = 0, 1, 2 ,.
JP7008953A 1995-01-24 1995-01-24 Position detection device and magnetoresistive effect element Withdrawn JPH08201108A (en)

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US08/590,834 US5886520A (en) 1995-01-24 1996-01-24 Position sensor having magnetic resistance effect devices for detecting a position of an object
US09/209,301 US6307366B1 (en) 1995-01-24 1998-12-11 Object position sensor using magnetic effect device

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