KR910006670B1

KR910006670B1 - 개량된 비 접촉형 패턴 센서

Info

Publication number: KR910006670B1
Application number: KR1019860011227A
Authority: KR
Inventors: 겐자부로우 이이지마; 요시노리 하야시; 가즈오 구라하시
Original assignee: 야마하 가부시끼가이샤; 가와까미 히로시
Priority date: 1985-12-28
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1991-08-30
Also published as: DE3686330D1; DE3686330T2; EP0242492A2; US4944028A; EP0242492B1; EP0242492A3; KR870011591A

Abstract

내용 없음.

Description

개량된 비 접촉형 패턴 센서

제1도는 본 발명의 첫번째 모양에 따른 비 접촉형 패턴 센서의 한 실시예의 블록선도 .

제2도는 제1도에서 보인 패턴 센서의 개략적인 구성을 보이기 위한 간단한 투시도.

제3도는 본 발명의 첫번째 모양에 따른 비 접촉형 패턴 센서의 다른 실시예의 브록선도.

제4도는 본 발명의 두번째 모양에 따른 비 접촉형 패턴 센서의 기본 구성의 측면도.

제5도는 제4도에서 보인 기본 구성을 가진 비 접촉형 패턴 센서의 한 실시예의 투시도.

제6도는 제5도에서 보인 패턴 센서상에서 검출 소자와 기록 매체 사이의 여유(clearance)를 보이기 위한 개략도.

제7도는 제5도에서 보인 패턴센서의 검출된 출력을 나타낸 그래프.

제8도는 제4도의 기본 구성을 가진 비 접촉형 패턴 센서의 다른 실시예를 나타내는 투시도.

제9도는 제8도에서 보인 패턴 센서의 요부를 자세히 나타낸 투시도.

제10도는 제9도에서 보인 구조의 한 회로도.

제11도는 제9도에서 보인 패턴 센서의 자기 저항 소자의 배열을 나타내는 개략도.

제12도는 제11도에서 보인 자기 저항 소자의 배열 결과의 출력 그래프.

제13도는 본 발명의 두번째 모양에 따른 패턴 센서의 요부를 자세히 나타낸 투시도.

제14도는 제9도에서 보인 구조의 다른 회로도.

제15도는 본 발명의 두번째 모양에 따른 패션 센서의 다른 실시예의 투시도.

제16도는 제15도에서 보인 패션 센서의 자기 저항 소자의 배열을 나타낸 개략도.

제17도는 제15도에서 보인 구조의 회로도이다.

본 발명은 개량된 비 접촉형 패션 센서에 관한 것으로 특히 자기 저항 소자와 같은 하나 또는 그 이상의 검출 소자가 자기 디스크 또는 테이프 같은 기록 매체상의 패턴 트랙에 면하여 배열되어 있는 자기 엔코우더 같은 패션 센서의 구조를 개선하는 것에 관한 것이다.

그와 같은 비 접촉형 패턴 센서의 경우에 있어서, 기록 매체상의 패턴 트랙과 검출 소자 사이의 여유는 기록 매체의 작업상 및/또는 설치상의 정밀도가 낮기 때문에 그리고 오랜 사용후, 기록 매체의 뒤틀려 있는 시간 때문에 변동하는 경향이 있다. 여유에서의 이러한 동요는 센서의 출력상에 나쁜 영향을 미친다. 특히 출력 파형의 왜곡과 출력 레벨의 변화는 SN율, 출력의 정밀도와 분해도를 크게 저하시킨다.

여유에 있어서, 이와같은 동요의 악 영향을 제거할 목적으로 유일하게 비 접촉형 패턴 센서가 이미 제안되었다. 이 패턴 센서의 경우에 있어서, 한쌍의 자기 저항 소자가 회전식 기록 매체의 하면에 면하여 나란히 배열되어 있고 한쌍의 자기 저항 소자가 또한 기록 매체의 상면에 면하여 배열되어 있다. 이들 네개의 자기 저항 소자들은 한쌍의 보통 저항 소자와 함께 브릿지 회로를 형성한다. 구동 전압이 입력단자에 인가되고 출력 전압이 출력 단자로부터 취해진다. 센서는 기록 매체에 저장된 패턴의 검출상의 저항을 변화시킨다. 더우기 이 센서는 여유의 변동에 응하여 저항치가 변동하는 자기 저항 소자로 구성된 변동부와 저항치가 일정한 통상의 저항 소자들로 구성된 고정부를 포함한 브릿지 회로 형태를 취한다.

이 센서에서 자계가 없을때의 자기 저항 소자의 저항치는 R과 같고 여유의 최대 변동에 대응한 저항의 변화치는 △R_max이며 기록 매체상의 패턴을 검출함으로써 발생되는 저항의 변화치는 K₁및 K₂와 같으며 보통 저항 소자의 저항은 2R이다. 하측 여유가 최소이고 상측 여유가 최대일때, 하나의 하측 자기 저항 소자의 저항치는 K₁(R+△R_max),이고 하나의 상측 자기 저항 소자의 저항치는K₁(R-△R_max)이며 다른 하나의 하측 자기 저항 소자의 거항치는 K₂(R+△R_max), 다른 상측 자기 저항 소자의 저항치는 K₂(R-△R_max)이다.

저항된 패턴의 검출에 의한 저항치의 최대 변화도가 4%일때, K₁은 1.04이고 K₂는 0.96이다. 다음에 하나의 하측 및 상측 자기 소자 사이의 전압 V₁과 다른 하측 및 상측 자기 소자사이의 전압 V₂는 다음식으로 주어진다.

V₁=2.08R. V/4R=0.52V

V₂=2R. V/4R=0.5V

다음에 브릿지 회로의 출력단자 사이의 전압 Vout는 다음식으로 주어진다.

Vout=V₁-V₂=0.02V

전술한 바에 의하여 일찌기 제안된 이 센서의 출력은 여유에 의한 어떠한 영향도 없을 때에만 전압에 의존함이 명확해진다. 이러한 장점에도 불구하고 센서는 외부 요소로서 통상의 저항 소자의 사용을 요하고 낮은 출력 전압(0.02V)은 SN 율상의 문제를 일으킨다.

본 발명의 기본 목적은 어떠한 외부 요소를 사용함이 없이 비 접촉형 패턴 센서의 출력에서 상기 언급한 여유의 변동으로 인한 악영향을 완전히 제거하는 것이다.

본 발명의 첫번째 모양에 의하면 비 접촉형 패턴 센서는 기록 매체상의 패턴 트랙에 면하여 배열된 검출 소자, 패턴 트랙과 검출 소자사이의 순간 여유에 상응하는 여유 신호 발생수단과 발생수단으로부터 여유 신호에 응하여 센서의 출력 신호를 보상하기 위한 제어 수단을 포함한다.

본 발명의 두번째 모양에 의하면 비 접촉형 패턴 센서는 기록 매체상의 패턴 트랙에 면하여 배열된 적어도 한쌍의 검출 소자와 검출 소자의 검출신호에 응하여 센서의출력신호를 보상하기 위한 제어수단을 포함한다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 첫번째 모양에 따른 비 접촉형 패턴 센서의 한 실시예이고 여기에서 센서는 정현파 출력 신호를 발생하는 자기 엔코우더의 형을 취하고 바이어스된 자계가 센서 출력을 보상하기 위한 검출 소자에 인가된다. 기록 매체 1은 그 중심축 0을 중심으로 회전할 수 있는 원형 디스크 형태이다. 자성을 띤 패턴 2는 정현파 신호에 의하여 기록 매체 1상에 형성된다 기록 매체 1상의 자성을 띤 패턴 2는 기록 매체 1이 회전할때, 기록 매체 1위의 자성 패턴 2에 의하여 발생된 자계가 주기적으로 변함으로써 영향을 받아 그 저항치가 주기적으로 변하는 자기 저항 소자 3과 좁은 간격을 두고 면하여 배열되어 있다. 이 실시예의 경우에 있어서, 자기 저항 소자 3은 기록 매체 1의 자성 패턴 2에 대하여 90℃의 위상 지연을 가진 두개의 패턴 A와 B를 내포한다. 자기 저항 소자 3의 이러한 저항치의 변화는 자기 저항 소자 3의 주기적인 저항치 변화에 따라 소요 정현파 출력을 발생하는 측정장치 4에 의하여 검지된다.

자계 발생기 5는 자기 저항 소자 3과 공간을 두고 면하여 배열되어 있기 때문에 자기 저항 소자 3의 모든 부분에 균일한 바이어스 자계를 제공한다. 언급한 실시예의 경우에 있어서, 이 자계 발생기 5는 코어 5a와 코어 5a 주위를 권취한 코일 5b로 구성되어 진다. 제어 장치 6은 자계 발생기 5에 연결되어 코일 5b로 보내질 출력 전류에 의하여 발생될 자계의 강도를 조정한다. 나중에 더 자세히 설명하겠지만 제어 장치 6은 여유 센서 7에 연결되어 여유 센서 7로부터의 검출신호에 응하여 그 출력 전류량을 변화시킨다.

여유 센서 7은 기록 매체상의 자성 패턴 2와 자기 저항 소자 3의 표면 사이의 순간 여유를 탐지하여 제어 장치 6에 대응하는 검출 신호를 보낸다. 전술한 실시예의 경우에, 정전 용량형 센서가 사용된다. 즉, 여유 센서 7은 자기 저항 소자 3으로부터 일정 거리에 배치된 급속판 8과, 금속판 8, 기록매체 1, 제어장치 6에 연결된 검출 회로 9를 포함한다. 따라서 금속판 8과 기록 매체 1사이의 정전용량은 그들사이의 여유에 따라 변하며 순간 여유는 정전용량을 측정함으로써 검출된다. 자기 저항 소자 3과 금속판 8사이의 거리가 일정하게 유지되는 한 이들은 역시 서로 분리되어 배치될 수 있다.

이제 동작을 설명한다. 주기적으로 변하는 자계가 회전하는 기록 매체 1상의 자기 센서 2에 의하여 자기 저항 소자 3에 인가되고 자기 저항 소자 3의 저항치의 대응하는 변화가 소요의 정현파 출력을 발생하는 측정장치 4에 의하여 검지된다.

기록 매체 1과 자기 저항 소자 3사이의 여유의 변동은 자기 저항 소자 3의 자성 패턴 2에 의하여 생성되는 자계의 영향을 변화시키고 이것으로서 바람직하지 않은 출력 파형의 왜곡을 일으킨다.

이 실시예의 경우에 자계 발생기 5는 바이어스 자계를 자기 저항 소자 3에 인가하고 이는 여유의 순간 사이즈에 상응한다. 상술하면 기록 매체 1과 자기 저항 소자 3사이의 순간 여유는 정전 용량을 측정함으로써 여유 센서 7에 의하여 검출되고 제어장치 6은 여유 센서 7로부터의 검출 신호에 응하여 자계 발생기 5에 보내질 전류량을 조정하며 이것으로서 자계 발생기 5에 의하여 발생된 바이어스 자계의 강도를 조정한다. 이 조정에 있어서, 바이어스 자기의 강도는 여유가 증가함에 따라 더 커져서 출력 파형의 왜곡이 보상된다. 즉, 코일 5b에 보내질 전류량은 왜곡의 정도가 정현파의 전 범위에 걸쳐 최소로 되도록 조정된다. 결과적으로 측정 장치 4는 어떠한 파형의 왜곡이 없이 일정한 정현파를 출력할 수 있다.

한가지 실예에 있어서는 5KΩ의 자기 저항 소자가 Ni-Fe 합금으로써 형성되었고 자계 발생기에 의한 출력 바이어스 자계는 5 내지 10㎛정도의 여유 변동에 따라 10 내지 18G 정도로 조정되었다. 18G의 바이어스 자계가 5㎛의 여유에 사용되고 10G의 바이어스 자계는 10㎛의 여유에 대하여 사용되었다.

5㎛의 여유에 대한 왜곡의 정도는 4%(1KHz)이었고 10㎛의 여유에 대해서는 6%(1KHz)이었다. 출력 정현파는 여유 변동에 의한 악영향을 대체로 받지 아니하였다.

바이어스 자계에 의한 아무런 조정도 사용되지 않았으면 5㎛의 여유에 대한 왜곡의 정도는 32%(1KHz)이었으며 10㎛의 여유에 대해서는 5%(1KHz)이었다. 안정된 정현파 출력을 얻을 수가 없었다.

파형의 왜곡이 일정한 바이어스 자계를 사용하여 만족한 만큼 제거되면 자계 발생기 5를 위하여 영구 자석을 사용할 수 있다. 대안으로써 일정크기의 전류를 코일 5b에 인가할 수 있다.

본 발명의 첫번째 모양에 따른 비 접촉형 패턴 센서의 다른 실시예가 제3도에 도시되어 있다. 여기에서 센서는 정현파 출력 신호를 발생하는 자기 엔코우더의 형태를 취하고 검출 소자의 위치는 센서 출력 1을 보상하도록 조정된다. 기록 매체 1은 중앙 회전 굴대 1a에 설치된 원형 디스크의 형태를 취한다. 자성 패턴은 정현파에 의하여 기록 매체 1위에 형성된다.기록 매체 1위의 자성 패턴 2는 기록 매체 1이 회전함에 따라 기록 매체 1위의 자성 패턴 2에 의하여 발생된 주기적으로 변화하는 자계의 영향으로 그 저항치가 주기적으로 변화되는 자기 저항 소자 3과 약간의 공간을 두고 면하여 구성되어져 있다.

자기 저항 소자 3은 고정된 지점에서 제어 장치 12에 의하여 인가된 전압에 따라 기록 매체 1위의 자성패턴 2에서 떨어져서 그쪽으로 자기 저항 소자 3을 이동시키기 위하여 제어장치 12에 연결된 압전 소자에 의하여 고정된 지점에 위치해 있다. 압전 소자 11은 예를 들면 10개의 층으로 구성된 통합 구조를 하고 있다. 제어장치 12는 기록 매체 1의 상부표면에 공간을 두고 면하여 있는 고정 전극 13과 기록 매체 1의 회전 굴대 1a와 접촉하여 배치된 전극 14에 연결되어 있다. 제어장치 12는 두개의 전극 13과 14사이의 정전 용량을 검출하고 검출결과에 따라 압전소자 11에 인가될 전압을 조정한다.

전극 13과 14사이의 정전 용량은 고정 전극 13과 기록 매체 1의 상부표면 사이의 여유의 변동에 따라 변한다. 여유의 변동은 자기 저항 소자 3과 기록 매체 1위의 자성 패턴 2사이의 여유의 변동을 나타낸다. 제어장치 12는 압전소자 11에 인가될 전압을 자동으로 조정하여 자기 저항 소자 3과 기록 매체 1위의 자성 패턴 2사이의 변동이 항상 일정하게 유지되도록 한다. 변동은 2 내지 5㎛ 정도의 범위내로 유지된다. 실례에 있어서, 이러한 변동의 범위는 3%의 최대 진폭 변조로 4%의 최대 왜곡을 가져온다. 아무런 조정도 이루어지지 아니하면 20%의 최대 진폭 변조로 13%의 최대 왜곡이 일어난다.

본 발명의 두번째 모양에 따른 비 접촉형 패턴 센서의 기본 구조를 제4도에 도시하였다. 여기에서 센서는 다시 정현파 출력신호를 발생하는 자기 엔코우더의 형태를 취하고 기록 매체 1은 원형 디스크의 형태를 취한다. 자성 패턴 2는 정현파에 의하여 기록 매체 1위에 형성된다.

제4도에서 한쌍의 자기 저항 소자 3a와 (검출 소자)가 기록 매체로부터 똑같이 공간을 두고 있는 지점에서 기록 매체 1의 윗면 및 아랫면과 면하여 공간적으로 배치되어 있고, 자기 저항 소자로부터의 전기적인 출력단자는 함께 결합되어 있다.

기록 매체 1과 자기 저항 소자 3a, 3b 사이의 여유가 이러한 구성으로 변동하면 자기 저항 소자 3a와 3b로부터의 전기적 출력은 여유의 연합된 변동에 상응하는 각각의 전기적 변동을 포함하고 화합의 결과, 전기적 변동의 반대 극성 때문에 전기적 변동이 상쇄된다. 결과적으로 여유의 실제 변동이 존재함에도 불구하고 시스템의 결합된 출력은 기록 매체 1위의 자성 패턴 2의 올바른 검출을 위하여 많은 변동을 내포하지 아니한다.

검출의 정확도는 둘 또는 그 이상의 검출 소자쌍이 기록 매체 1의 윗면 및 아랫면에 면하여 배열되고 양측에서 동위상의 검출 소자가 브릿지 회로의 한쪽을 형성하도록 직렬로 연결될 때, 놀라울 만큼 상승될 수 있다.

이러한 기본 구성을 가진 비 접촉형 패턴 센서의 한 실시예를 제5도에 도시하였다.

기록 매체 1과 똑같이 공간을 두고 있는 수평위치에서 한쌍의 자기 저항 소자 23과 24(검출 소자)가 중앙의 회전굴대 1a위에 설치된 기록 매체 1의 윗면 및 바닥면과 면하여 공간적으로 구성되어져 있다. 기록 매체 1위에서 아무런 뒤틀림도 나타나지 아니하면 상측의 자기 저항 소자 23과 기록 매체 1의 윗면 사이의 여유는 하측의 자기 저항 소자 24와 기록 매체 1의 바닥면 사이의 것과 똑같이 설정된다. 하측 자기 저항 소자 24의 한단자 "0"은 자기 저항 소자 23과 24사이에 직렬 연결된 형태로 상측 자기 저항 소자 23의 한단자 "q"에 전기적으로 연결되어 있고 정전압 V가 상측 및 하측 자기 저항 소자 23 및 24의 다른 단자 "r"과 "p"사이에 인가된다.

자기 저항 소자 23과 24가 제6도에서 보인 바와 같이 기록 매체 1의 관련된 표면에 대하여 같은 여유를 가지면 자기 저항 소자 23과 24의 저항치는 자성 패턴 2에 따라 변하고 이는 이러한 저항치 변화에 입각하여 검출된다. 자기 저항 소자 23, 24의 저항치의 변화 정도는 ±4%이고 이들의 저항치는 자성 패턴 2에 의한 자계가 없을 때 , R이며 저항치의 변화 정도는 0.9R 내지 1.04R의 범위이다. 검출된 출력은 저항치의 이러한 변화를 합한 형태로 주어진다. 따라서 검출된 출력이 제7도에서 보인 바와 같이 자기 저항 소자 23,24의 저항치 R의 변화에 상응하는 Vr과 같을때 더해진 출력의 상응한 변화는 V₀(=2Vr)와 같다.

기록 매체 1과 자기 저항 소자 23, 24사이의 여유는 제조상의 낮은 정밀도와/또는 기록 매체 1의 뒤틀림때문에 변동한다. 더 자세히 말하면 상측 여유는 △d 만큼 감소되고 하측 여유는 △d 만큼 증가하는 것으로 가정한다. 이때 결과적인 상측 여유는 (d-△d)로 되는 반면에 결과적인 하측 여유는 (d+△d)로 된다. △d_max의 여유의 최대 변동에 대응한 자기 저항 소자 23과 24의 저항치 변화는 △R_max이고 자성 패턴 2로부터 검출된 저항치의 변화 정도가 ±4%이면 하측 자기 저항 소자 24의 저항치 변화는 0.96(R-△R_mxa) 내지 1.04(R-△R_max)정도이다. 반면에 상측 자기 저항 소자 23의 저항치 변화는 0.96(R+△R_max) 내지 1.04(R+△R_max)정도이다. 이들이 합해지면 저항치의 변화는 상쇄되어 시스템의 출력이 여유의 변동으로 인한 영향을 받지 아니한다. 제7도에서 Va는 하측 자기 저항 소자 23의 출력을 나타내고 V₀는 시스템의 합해진 출력을 나타낸다. 합해진 출력은 여유의 변동이 없는 경우와 마찬가지로 일정한 진폭을 갖는다.

전술한 기본 구성을 가진 비 접촉형 패턴 센서의 다른 하나의 실시예가 제8도에 도시되어져 있다. 여기에서 두쌍의 검출 소자 장치가 기록 매체로부터 일정하게 공간을 둔 수평위치에 있는 각 장치로 사용된다. 더 자세히 말하면 한쌍을 같은 여유를 가지고 기록 매체 1의 상면 및 하면에 공간으로 면하고 있는 검출 소자 장치 25와 26을 포함하고 28을 포함한다. 자성 패턴 2로부터 검출된 정현파 출력이 λ의 파장을 가지면 두쌍은

의 거리만큼 수평하게 공간적으로 분리되어 있다. 따라서 검출 소자 장치 25와 26이 사인 검출용으로 동작하는 반면에 검출 소자 장치 27과 28은 코사인 검출용으로 동작한다.

검출 소자 장치의 쌍의 일례를 제9도에 도시하였다. 비록 검출 소자 장치 25와 26을 설명하였지만 검출 소자 장치 27과 28도 또한 비슷한 구조를 갖는다. 검출 소자 장치 25는 자기 저항 소자 25a, 25b의 쌍으로 되어 있고 검출 소자 장치 26은 자기 저항 소자 26a와 26b의 쌍으로 되어 있다. 자기 저항 소자 25a와 26a는 같은 공간을 둔 수평위치에 놓여서 서로 직렬로 연결되어 있다. 자기 저항 소자 25b와 26b도 같은 공간을 둔 수평위치로 놓여서 서로 직렬로 연결되어 있다. 통상의 저항 소자 29와 30도 또한 제10도에서 보인 브릿지 회로를 형성하도록 연결된다. 구동 전압 V가 회로의 한 단자 31에 인가되면 출력단자 32a와 32b에서 출력이 얻어진다.

이미 언급한 바와 같이 자기 저항 소자 25a와 25b 뿐만 아니라 자기 저항 소자 26a와 26b는 각각 제11도에서 보인 바와 같이

만큼의 거리를 두고 있다. 제12도에서 곡선 a가 자기 저항 소자 26a와 26b에 의한 출력은 표시하는 반면에 곡선 b는 자기 저항 소자 26b와 25b에 의한 출력을 표시한다.

자기 저항 소자 25a, 25b, 26a 및 26b의 저항치가 R일때, 여유의 최대 변동에 상응한 저항치의 변화는 R_max와 같고 자성 패턴 2로부터 검출된 저항의 변화정도는 ±4%이며 저항 소자 29와 30의 저항치는 2R이고 자성 패턴 2에 의한 자계가 없을때 자기 저항 소자 26a와 26b는 최소 여유를 자기 저항 소자 25a와 25b는 최대 여유를 갖는다. 자기 저항 소자 25a의 저항치는 1.04(R+△R_max)이고 자기 저항 소자 25b의 저항치는 0.96(R+R_max), 자기 저항 소자 26a의 저항치는 1.04(R-R_max), 자기 저항 소자 26b의 저항치는 0.96(R-R_max)이다.

자기 저항 소자 25a와 26a 사이에서 발생된 전압이 V1이고 저항 소자 29의 단자에서 발생된 전압이 V₂이면 전압 V₁과 V₂는 다음식으로 주어진다.

V₁=2.08V/4R=0.52V

V₂=2RV/4R=0.5V

다음에 출력 단자 32a와 32b 사이에서 발생된 전압 Vout은 전압 V₁과 V₂의 차의 형태로 주어지고 그 값은 0.02V이다. 이제 출력 전압 Vout가 여유의 변동이 전혀 없는 경우에만 입력 전압에 좌우됨을 명확히 알수 있다.

제10도에서 보인 브릿지 회로의 경우에 있어서, 상측의 검출 소자 장치 25의 한 자기 저항 소자 25a와 하측의 검출 소자 장치 26의 한 자기 저항 소자 26a는 직렬 연결되어 브릿지 회로의 첫번째 측을 형성하고 상측의 검출 소자 장치 25의 다른 자기 소자 25b와 하측의 검출 소자 장치 26의 다른 자기 저항 소자 26b는 직렬로 연결되어 브릿지회로의 첫번째 측 다음의 두번째 측을 형성하며 하나의 보통 저항 소자 29가 브릿지 회로의 첫번째 측에 반대편인 세번째 측을 형성하고 다른 하나의 보통 저항 소자 30이 브릿지 회로의 두번째 측의 반대편인 네번째 측을 형성한다.

본 발명의 두번째 모양에 따른 패턴 센서의 다른 실시예를 제13도에 도시하였다. 이 경우에 자기 저항 소자 25a, 25b, 26a 및 26b는 다시 제14도에서 보인 바와 같이 브릿지 회로를 형성한다. 보통의 저항 소자가 없으면 각 자기 저항 소자는 상기 브릿지 회로의 각 측을 형성한다. 여기에서 다시 공통 검출 소자내의 자기 저항 소자들은

만큼의 거리를 두고 수평으로 배열되어 있다.

본 발명의 두번째 모양에 따른 패턴 센서의 경우에 있어서, 홀 소자, 압전소자, 정전 용량 검출 소자와 광선 소자가 검출 소자로써 또한 사용될 수 있다.

본 발명의 두번째 모양에 따른 패턴 센서의 다른 실시예를 제15도와 제16도에 도시하였고 여기에서 패턴 센서는 동일하게 공간을 둔 여유를 가지고 동일하게 공간을 둔 수평위치에서 기록 매체 1의 상면 및 하면에 배열된 한쌍의 검출 소자 장치 35와 36을 포함한다. 상측의 검출 소자 장치 35는

의 거리만큼 수평으로 떨어진 두개의 자기 저항 소자를 포함한다. 하측의 검출 소자 장치 36도 또한

의 거리만큼 수평으로 떨어진 두개의 자기 저항 소자 36a와 36b를 포함한다. 자기 저항 소자 35a와 36a는 똑같이 공간을 둔 수평위치에 놓여 서로 직렬 연결되어 있다. 자기 저항 소자 36b도 또한 똑같이 공간을 둔 수퍼위치에 놓여 서로 직렬 연결되어 있다. 따라서 제17도에서 보인 브릿지 회로는 각 자기 저항 소자가 브릿지 회로의 각 사이드를 형성하는 식으로 형성된다. 전압 V가 입력단자 41에 인가되면 출력 전압 Vout가 브릿지 회로의 출력단자 42a와 42b 사이에서 발생된다.

자기 저항 소자 35a, 35b, 36a와 36b의 저항치가 R일때 여유의 최대 변동에 대응하는 저항치의 변화는 △R_max이고 자성 패턴 1의 검출에 의한 저항치의 변화는 K₁과 K₂이며 하측 자기 저항 소자 36a와 36b는 최대 여유를 가지고 상측 자기 저항 소자 35a와 35b는 최소 여유를 갖는다. 자기 저항 소자 36a의 저항치는 K₁(R-△R_max)이고 자기 저항 소자 36b의 저항치는 K₂(R-△R_max), 자기 저항 소자 35a의 저항치는 K₁(R+△R_max), 자기 저항 소자 35b의 저항치는 K₂(R+R_max)이다.

전압 V₁이 자기 저항 소자 36a의 단자 간에서 발생되고 전압 V₂가 자기 저항 소자 35b의 단자간에서 발생되면 전압 V₁과 V₂는 다음식으로 주어진다.

V₁=K_1·V/(K₁+K₂)

V₂=K_2ㆍV/(K₁+K₂)

저항치의 최대 변화 정도가 ±4%일때, K₁은 1.04 K₂는 0.96이고, V₁은 V/0.96, V₂는 V/1.04이다. 이 때에 출력 전압 Vout는 다음식으로 주어진다.

Vout=V₁-V₂=V/0.96-V/1.04=0.08V

이 결과로부터 시스템의 출력은 여유의 변동으로 인한 영향을 전혀 받지 아니함을 알수 있다.

Claims

개량된 비 접촉형 패턴 센서에 있어서, 기록 매체상의 패턴 트랙에 면하여 배열된 검출 소자, 기록 매체상의 상기 패턴 트랙과 상기 검출 소자사이의 순간 여유에 상응한 여유신호 발생수단과, 상기 여유 신호에 따라 상기 센서의 출력신호를 보상하기 위한 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제1항에 있어서, 상기 기록 매체가 상기 패턴 트랙에 자성 패턴을 갖고, 상기 검출수단이 자기 저항 소자이며, 상기 발생수단이 상기 기록 매체상의 상기 패턴 트랙에 면하여 배열된 여유 센서를 포함하며, 상기 제어수단이 상기 여유 센서로부터의 검출신호에 따라 그 출력 전류의 크기를 변화시키는 상기 여유 센서에 연결된 제어 장치와 상기 제어장치에 연결되고 강도가 상기 제어 장치로부터의 상기 전류에 따라 변화하는 바이어스 자계를 발생하기 위하여 상기 자기 저항 소자 근처에 배열된 자계 발생기를 포함하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제2항에 있어서, 상기 여유 센서가 정전 용량형 센서인 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제3항에 있어서, 상기 정전 용량형 센서가 상기 기록 매체상의 상기 패턴 트랙에 면하고 있는 상기 자기 저항 소자로부터 일정한 거리에 배열된 금속판과 상기 금속판, 상기 기록 매체 및 상기 제어장치에 연결된 검출회로를 포함한 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제1항에 있어서, 상기 기록 매체가 상기 패턴 트랙에 자성 패턴을 가지며, 상기 검출 수단이 자기 저항 소자이고, 상기 발생수단이 상기 기록 매체 근처에 배열된 여유 센서를 포함하며, 상기 제어 수단이 상기 여유 센서로부터의 검출신호에 따라 그 출력 전압 레벨을 변화시키기 위하여 상기 여유 센서에 연결된 제어 장치와 상기 제어장치에 연결되고 상기 제어 장치로부터의 상기 출력 전압에 따라 상기 기록 매체상의 상기 자성 패턴으로부터 떨어져서 그 쪽으로 상기 자기 저항 소자를 이동하기 위하여 상기 자기 저항 소자를 지지하는 압전 소자를 포함하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제5항에 있어서, 상기 여유 센서가 상기 기록 매체의 상부 표면에 공간적으로 면하고 있는 첫번째 전극과 상기 기록 매체의 중앙 회전 굴대와 접촉하여 배열된 두번째 전극을 포함하며, 상기 제어수단이 상기 첫번째 및 두번째 전극 사이의 정전 용량을 측정하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
개량된 비 접촉형 패턴 센서에 있어서, 기록 매체상의 패턴 트랙에 면하여 배열된 적어도 한쌍의 검출 소자와, 상기 검출 소자로부터의 검출신호에 따라 상기 센서의 출력신호를 보상하기 위한 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제7항에 있어서, 상기 검출 소자가 같은 수평위치에서 같은 여유를 가지고 상기 기록 매체의 상부 및 하부표면에 면하여 있는 한쌍의 자기 저항 소자를 포함하고, 상기 제어수단이 상기 자기 저항 소자의 출력을 결합하기 위한 수단을 포함하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제7항에 있어서, 상기 패턴 트랙으로부터의 출력이 λ의 파장을 가질때, 두쌍의 검출 소자 장치가
의 거리만큼 수평상으로 떨어져서 배열되고, 상기 각쌍의 브릿지 회로를 형성하도록 같은 수평위치에서 같은 여유를 가지고 상기 기록 매체의 상면 및 하면에 면하여 배열된 검출 소자 장치를 포함하며, 상기 제어 수단이 상기 검출 소자 장치의 출력을 결합하기 위한 수단을 포함하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제9항에 있어서, 상기 검출 소자 장치의 각각이 같은 여유를 가지고 상기 기록 매체의 한 표면에 면하여 배열되고 있고,
의 거리만큼 수평상으로 공간을 두고 있는 두개의 자기 저항 소자를 포함하고, 하나의 검출 소자 장치내의 상기 자기 저항 소자가 상기 브릿지 회로를 형성하도록 다른 검출 소자 장치내의 수평 위치에 있는 상기 자기 저항에 전기적으로 직렬로 연결되어 있는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제10항에 있어서, 상기 브릿지 회로가 또한 보통의 저항 소자를 포함하고, 한쪽의 검출 소자 장치의 한 자기 저항 소자와 다른쪽의 검출 소자 장치의 한 자기 저항 소자가 직렬 연결되어 상기 브릿지 회로의 첫번째 사이드를 형성하고, 상기 한쪽의 검출 소자 장치의 다른 자기 저항 소자와 상기 다른쪽의 검출 소자 장치의 다른 자기 저항 소자가 직렬 연결되어 상기 브릿지 회로의 두번째 사이드를 형성하며, 하나의 보통 저항 소자가 상기 브릿지 회로의 상기 첫번째 사이드에 반대편에 있는 세번째 사이드를 형성하고, 다른 보통의 저항 소자가 상기 브릿지 회로의 상기 두번째 사이드의 반대편에 있는 네번째 사이드를 형성하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제10항에 있어서, 상기 자기 저항 각각이 상기 브릿지 회로의 각 사이드를 형성하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.
청구범위 제7항에 있어서, 한쌍의 검출 소자 장치가 똑같이 공간을 둔 수평위치에서 똑같이 공간을 둔 여유를 가지고 상기 기록 매체의 상면 및 하면에 면하여 배열되고, 상기 검출 소자 장치의 각각이
만큼 수평상으로 공간을 두고 있는 한쌍의 검출 소자를 포함하며, 하나의 검출 소자 장치의 한 검출 소자가 다른 검출 소자 장치의 한 검출 소자에 직렬로 연결되어 있고, 상기 하나의 검출 소자 장치의 다른 검출 소자가 상기 다른 검출 소자 장치의 다른 검출 소자에 직렬로 연결되어 브릿지 회로를 형성하는 개량된 비 접촉형 패턴 센서.