特表 2019-502134 回転カウンタによって把握可能な回転数を決定するための磁気回転カウンタ及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2019-502134(P2019-502134A)

(43)【公表日】2019年1月24日

(54)【発明の名称】回転カウンタによって把握可能な回転数を決定するための磁気回転カウンタ及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20181221BHJP

   G01D 5/245 20060101ALI20181221BHJP

   G01R 33/09 20060101ALI20181221BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20181221BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/244 J

   G01D5/245 110A

   G01R33/09

   G01R33/02 N

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2018-548268(P2018-548268)

(86)(22)【出願日】2016年12月7日

(85)【翻訳文提出日】2018年6月6日

(86)【国際出願番号】DE2016000434

(87)【国際公開番号】WO2017097285

(87)【国際公開日】20170615

(31)【優先権主張番号】102015016163.6

(32)【優先日】2015年12月11日

(33)【優先権主張国】DE

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA

(71)【出願人】

【識別番号】316018133

【氏名又は名称】ライプニッツ−インスティテュート フュア フォトニサ テヒノロギエン イー．ファウ．

(71)【出願人】

【識別番号】516126780

【氏名又は名称】ホルスト シードル ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】110002169

【氏名又は名称】彩雲国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】マッテイス， ローランド

(72)【発明者】

【氏名】ディエゼル， マルコ

【テーマコード（参考）】

2F077

2G017

【Ｆターム（参考）】

2F077AA28

2F077CC02

2F077NN03

2F077NN05

2F077NN17

2F077PP14

2F077QQ17

2F077TT16

2G017AA10

2G017AD55

2G017AD65

2G017BA09

(57)【要約】

外部磁界の設定可能な特定すべき回転数ｎを決定するための磁気回転カウンタ及び方法であって前記外部磁界は回転要素（４）、又は回転磁極ホイールの通過移動可能なｎ個の磁極、又は通過移動可能なリニア磁気スケールによって発生される。オープンスパイラル又は多巻きクローズドループからなる磁壁伝導路を含む回転センサ（２）を備え、オープンスパイラル又は多巻きクローズドループはＧＭＲ層スタック又は局所的に存在するＴＭＲ層スタックを有する軟磁性層によって形成され、それらに１８０度磁壁を導入でき、設定可能なスパイラル部分又はループ部分の電気抵抗を測定することによって探し出すことができる。磁壁伝導路には単一の磁壁又は少なくとも２個の磁壁が導入され、その際に少なくとも２個の磁壁が−外部磁界が３６０度を超える角度で回転する際にそれらの第１のポジションから第２のポジションへの位置変化を基準として−互いに３６０度を超える所定の間隔にもたらされ、永続的に互いに離間しているようにされる。磁壁伝導路上に電気接点が所定の配置で設けられており、これらの電気接点は、これらによって覆われた磁壁伝導路の関連する部分と共に、分離しているが協同して読み出し可能なホイートストンハーフブリッジを形成し、ホイートストンハーフブリッジで測定された抵抗比が信号レベルとして全てメモリ（９）に表形式で記憶され、現在の回転数を把握するために、各許容回転ｉ（０＜ｉ＜ｎ）について別のメモリ（１０）に記憶された表形式の目標値パターンと連続的に比較でき、特定すべき回転数ｉについて、測定された抵抗比がメモリ（１０）内の目標値パターンと一致する回転数が出力され、対応する処理ユニット（１１）によって把握される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部磁界の設定可能な特定すべき回転数ｎを決定するための磁気回転カウンタであって、前記外部磁界は回転要素（４）、又は回転磁極ホイール（５ａ）の通過移動可能なｎ個の磁極、又は通過移動可能なリニア磁気スケール（５ｂ）によって発生され、オープンスパイラル（２０）又は多巻きクローズドループ（２７）からなる磁壁伝導路を含む回転センサ（２）を備え、前記オープンスパイラル（２０）又は多巻きクローズドループ（２７）はＧＭＲ層スタック又は局所的に存在するＴＭＲ層スタックを有する軟磁性層によって形成され、これらに１８０度磁壁が導入でき、及び−設定可能なスパイラル部分又はループ部分の電気抵抗を測定することによって探し出すことができるものにおいて、
−磁壁伝導路に単一の磁壁（１１１ａ）又は少なくとも２個の磁壁が導入され、その際に少なくとも２個の磁壁（１１１、１１２）が磁壁の発生、ピニング又は所定の消去を行うための手段（２５、２６）によって−外部磁界が３６０度を超える角度で回転する際にそれらの第１のポジションから第２のポジションへの位置変化を基準として−互いに３６０度を超える所定の間隔にもたらされて、永続的に互いに離間するようにされ、及び
−磁壁伝導路上に電気接点が設けられ、その際に磁壁伝導路は、対角線状に相対してそれぞれ１個のｇｎｄ接点（７０、７１、７２）とＶｃｃ接点（８０、８１、８２）により協同して、又は多重読出しの場合はＶｃｃ接点群及びｇｎｄ接点群において覆われており、専ら片側で前記ｇｎｄ接点（７０、７１、７２）とＶｃｃ接点（８０、８１、８２）との間の実質的に中央に分離した接点（９１、９３、９５、９７、９９）が個々の磁壁伝導路部分に設けられ、又は多重読出しの場合はホィートストン・（ハーフブリッジ）中間接点として複数の巻きと接触する接点群に設けられ、及び
−前記接点は、それらによって覆われた磁壁伝導路の関連する部分と共に、分離しているが協同して読み出し可能なホイートストンハーフブリッジを形成して、ホイートストンハーフブリッジによって把握された抵抗比が信号レベルとして全てメモリ（９）に表（９ａ）の形式で記憶され、現在の回転数を把握するために、各許容回転ｉ（０?ｉ?ｎ）について別のメモリ（１０）に記憶された表形式の目標値パターン（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ）と連続的に比較でき、及び
−特定すべき回転数ｉについて、表（９ａ）内の測定された抵抗比がメモリ（１０）内の目標値パターンと一致する回転数が出力されて、対応する処理ユニット（１１）によって把握されることを特徴とする磁気回転カウンタ。

【請求項2】

外部磁界の設定可能な数の特定すべき回転ｎを決定するための磁気回転カウンタであって、前記外部磁界は回転要素（４）、又は回転磁極ホイール（５ａ）の通過移動可能なｎ個の磁極、又は通過移動可能なリニア磁気スケール（５ｂ）によって発生され、オープンスパイラル（２０）又は多巻きクローズドループ（２７）からなる磁壁伝導路を含む回転センサ（２）を備え、前記オープンスパイラル（２０）又は多巻きクローズドループ（２７）はＧＭＲ層スタック又は局所的に存在するＴＭＲ層スタックを有する軟磁性層によって形成され、これらに１８０度磁壁が導入でき、及び−設定可能なスパイラル部分又はループ部分の電気抵抗を測定することによって探し出すことができるものにおいて、
−磁壁伝導路に単一の磁壁（１１１ａ）又は少なくとも２個の磁壁が導入され、その際に少なくとも２個の磁壁（１１１、１１２）が、磁壁の発生、ピニング又は所定の消去を行うための手段（２５、２６）によって−外部磁界が３６０度を超える角度で回転する際にそれらの第１のポジションから第２のポジションへの位置変化を基準として−互いに３６０度を超える所定の間隔にもたらされて、永続的に互いに離間するようにされ、及び
−磁壁伝導路上に電気接点が設けられ、その際に磁壁伝導路が、対角線状に相対して巻き当りそれぞれ１個のｇｎｄ接点とそれぞれ１個のＶｃｃ接点により、又は多重読出しの場合は１個の共通のｇｎｄ接点（７０）と、巻き当りそれぞれ１個のＶｃｃ接点（８１，８２，８３，８４）により、又は１個の共通のＶｃｃ接点と巻き当りそれぞれ１個のｇｎｄ接点により覆われており、及び
−これらの接点を通して把握された抵抗比が信号レベルとして全てメモリ（９）に表（９ａ）の形式で記憶されており、現在の回転数を把握するために、各許容回転ｉ（０?ｉ?ｎ）について別のメモリ（１０）に記憶された表形式の目標値パターン（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ）と連続的に比較でき、及び
−特定すべき回転数ｉについて、表（９ａ）内の測定された抵抗比がメモリ（１０）内の目標値パターンと一致する回転数が出力されて、対応する処理ユニット（１１）によって把握されることを特徴とする磁気回転カウンタ。

【請求項3】

回転角度センサ（３）、若しくは象限センサの信号（８ａ）が、表（９ａ）内の測定された抵抗比と比較されるサブテーブル（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ又は１０ｄ）を決定することを特徴とする、回転角度センサ（３）、若しくは象限センサを含む、請求項１又は２に記載の磁気回転カウンタ。

【請求項4】

磁壁伝導路をなすオープンスパイラル又は多巻きクローズドループは実質的に菱形に形成されており、前記接点（７０、７１、７２；８０、８１、８２；９１、９３、９５、９７、９９）は菱形の角領域を覆っていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の磁気回転カウンタ。

【請求項5】

少なくとも２個の隣接する磁壁（１１１、１１２）の所定の間隔は５４０度に規定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の磁気回転カウンタ。

【請求項6】

磁壁伝導路は両側に尖端部（２１、２２）を有するオープンスパイラルによって形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の磁気回転カウンタ。

【請求項7】

磁壁の発生、ピニング又は所定の消去を行うための手段は、磁壁伝導路の少なくとも１巻きを覆って磁壁伝導路を橋絡する接点部（２６）で細く形成された追加の伝導路（２５）によって作られており、電流が負荷されると十分大きいエルステッド磁界の発生を保証することを特徴とする、請求項１又は２に記載の磁気回転カウンタ。

【請求項8】

請求項１又は２に記載の磁気回転カウンタによって把握可能な完全な回転数を決定するための方法において、
−磁壁伝導路に最初に単一の磁壁（１１１ａ）又は磁壁の所定の間隔を含む磁化パターンが記録され、少なくとも２個の隣接する磁壁（１１１、１１２）の間隔は−回転要素（４）が３６０度を超える角度だけ回転する際にそれらの第１のポジションから第２のポジションへの位置変化を基準として−３６０度より大きく規定され、及び
−この目標値メモリ（１０）内の設定される記録された磁壁パターンに対応して、磁気回転カウンタによって把握できる全ての可能性のある完全な３６０度回転ｉ（０≦ｉ≦ｎ）、及びそれに伴って変化した全ての磁壁位置について、ホイートストンハーフブリッジ又は磁壁伝導路に予想される全ての信号レベル目標値が表形式でメモリ（１０）に一回記憶され、及び
−第２のメモリ（９）に、現在の計数中にホイートストンハーフブリッジ又は磁壁伝導路の全ての瞬間値から回転センサ（２）の関連する値が表（９ａ）として記憶され、及び
−これらの測定値（９ａ）が目標値メモリ（１０）内のそれぞれの信号レベル目標値と連続的に比較され、及び
−両メモリ（９、１０）において一致する表の値が把握された回転数ｉとして出力されることを特徴とする方法。

【請求項9】

−目標値メモリ（１０）には、回転カウンタで計数可能な個々の回転ｉについて、信号レベル目標値が４個の磁界角度象限に対する少なくとも４個のサブテーブル（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ）に記憶され、
−角度センサ（３）、若しくは象限センサの測定値（Ｗ８（８ａ））が関連するサブテーブルを決定し、
−これと回転センサ（２）の測定値（９ａ）が連続的に比較されて、関連する回転数を把握することを特徴とする、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転カウンタによって把握可能な回転数を決定するための磁気回転カウンタ及び方法に関するものである。そのような回転カウンタは小型化して構成でき、無電流で動作できるので、技術の多様な分野で、特に自動車製造及び伝動機製造において有利に応用できる。

【背景技術】

【0002】

基本的に磁壁（ＤＷ）を利用して回転を無接触及び無電流で計数するための回転カウンタは自体公知であり、例えばＤＥ１０２００８０６３２２６Ａ１、ＤＥ１０２０１００２２６１１Ａ１、ＤＥ１０２０１１０７５３０６Ａ１及びＤＥ１０２０１３０１８６８０Ａ１に詳述されている。

【0003】

上の文献で開示されている回転カウンタに共通しているのは、次の点である。使用されるセンサシステムは、少なくとも１個のセンサ要素と少なくとも１個の外部磁界からなり、センサ要素は磁界において、若しくは磁界はセンサ要素において無接触に通過移動又は回転する。

【0004】

センサ要素は、少なくとも部分的に、非磁性層によって分離された、少なくとも１個の硬磁性層と少なくとも１個の軟磁性層からなる層構造を有している。センサシステムの動作時に磁界がセンサ要素において（又はその逆に）回転又は通過移動することによって、軟磁性層の磁化のみ変化させることができ、硬磁性層の磁化は変化しない。これにより軟磁性層の磁化はセンサ要素内で全部又は一部を硬磁性層の磁化に対してむしろ平行に、或いはむしろ逆平行に配向できる。この磁化の異なる向きは、種々の経路部分に電気抵抗の差を生じさせ、その差はＧＭＲ効果又はＴＭＲ効果によって読出し可能である。

【0005】

軟磁性層の内部では、２種類の磁化された領域が磁壁（ＤＷ）によって互いに分離されている。

【0006】

センサシステムの動作時に、センサ要素内における、例えば回転による外部磁界の位置変化が、センサ要素内に存在する磁壁の無電流の運動を引き起こす。

【0007】

読み出されたＤＷポジションは、具体的な回転カウンタで把握可能な一対一で対応して決定された回転（回転数）に割り当てられており、電子評価装置において把握される。好適な実施形態において、複数のセンサ要素又はセンサ要素の複数の部分はホイートストンブリッジ又はホイートストンハーフブリッジで電気的に相互に接続されており、そうすることにより温度が磁気抵抗信号に与える影響が抑制される。

【0008】

ＤＥ１０２００８０６３２２６Ａ１による回転カウンタは、幾何学的に一方の端部が大きい面で終わる菱形スパイラルによって形成されている。この大きい、好ましくは円形の面は、磁壁生成器（ＤＷＧ）として働き、スパイラルと同じ材料から作られている。磁界が１８０度回転するごとに、又はセンサ要素が１８０度回転するごとに、この磁壁生成器において面−スパイラル移行部にいわゆる１８０度磁壁が生成される。この１８０度ＤＷはスパイラル内に進入する。生成された１８０度ＤＷは磁界の回転方向でスパイラル端部に向かってスパイラル回転方向に輸送され、若しくはスパイラル回転方向と反対の回転方向で磁壁がＤＷＧに向かって輸送される。その際にスパイラルから最初にＤＷＧに到着する１８０度ＤＷは、同時にＤＷＧ内で生成される１８０度ＤＷと対消滅する。従ってスパイラルは磁界が連続的に回転することにより順次磁壁を消去できる。固定したセンサ要素における磁界の回転と同等に、定置された磁石システムに対してセンサ要素の回転が行なわれる。

【0009】

ＤＥ１０２０１１０７５３０６Ａ１による回転カウンタは、一方の端部に回転方向が反対に向けられたそれぞれ１個のＤＷＧを有する２個の菱形スパイラルから、若しくは一方の端部又は中央に１個のみのＤＷＧを有するこれら２個のスパイラルの組み合わせからなる。

【0010】

ＤＥ１０２００８０６３２２６Ａ１及びＤＥ１０２０１１０７５３０６Ａ１によるこれらの回転カウンタに共通しているのは、半回転ごとに各スパイラルにおける１８０度磁壁の数が１ずつ変化することである。

【0011】

これは、少なくとも１個の交点を備えた少なくとも１個のクローズドループ（ＤＥ１０２０１３０１８６８０Ａ１）、又は少なくとも１個のブリッジを備えた少なくとも１個のクローズドループ（ＤＥ１０２０１００２２６１１Ａ１）を有する回転カウンタでは異なる。これらの回転カウンタでは１個のスパイラルの両端部が互いにクローズドループに接続されている。ｎ巻きでは直接接続は（ｎ−１）巻きと交差する。従って２巻きスパイラルは１個の交点を備えたループとなり、３巻きスパイラルは２個の交点を備えたループとなる。各巻きは最大２個の磁壁を受容できるので、ｎ巻きのループでは最大２ｎ個の磁壁が存在できる。

【0012】

クローズドループでは通常の計数動作時にＤＷは生成又は消去されない。磁壁の消去又は生成は計数エラーを招く結果となり、排除されなければならない。少なくとも１個のクローズドループを有する回転カウンタは、初期化プロセスにおいて正確な数の磁壁がセンサ要素に書き込まれることを要求する。

【0013】

ＤＷＧを有するオープンスパイラルを備えた回転カウンタの幾つかの実施形態は、機械的に初期化できる。これは例えばｎ巻きのスパイラルにおいて、スパイラルを完全に磁壁で満たすために、センサ要素若しくはセンサシステムの外側の磁石が少なくともｎ回転動くことによって起こる。続いて反対方向にｎ回転すると、スパイラルは磁壁が空になる。回転を右から左に計数する応用に対しては、初期化のために中央位置でスパイラルは最大ｎ回転後にＤＷで満たされ、それから反対の回転方向にｎ／２回転すると最大でｎ／２ＤＷまで空になる。

【0014】

クローズドループを有する回転カウンタでは初期化は、例えば強度がループの核生成磁界強度Ｈ_Ｎｕｋを上回る磁界パルスを用いてクローズドループを磁壁で完全に満たし、続いて磁壁を消去することによって起こる。磁壁の消去は、それぞれ２個の磁壁の対消滅によって行なわれる。このために磁界が回転する間にＤＷが伝導路の下で電流により誘導された磁界、いわゆるエルステッド磁界Ｈ_{ｏｅｒｓｔｅｄｔ}によって固持（ピニング）され、磁界の回転により別のＤＷがピニングされたＤＷに輸送されて、両磁壁が対消滅する。例えばＤＷが左方向に向いた磁界によって伝導路に輸送される場合、電流により誘導された磁界は右方向に向いてＤＷ運動に対向されなければならない。反対磁界が十分に大きいと、ＤＷ運動は伝導路で停止してＤＷはピニングされている。エルステッド磁界が磁界回転の次の少なくとも１８０度に対して維持されると、これにより第２のＤＷが伝導路に輸送される。この第２のＤＷは第１のピニングされたＤＷと対消滅する。このようにして作用する磁界の連続的回転と電流により誘導されるＤＷピニングにより、センサシステムの動作のために所望される設定可能な数の磁壁に達するまで、順次常に２個のＤＷをクローズドループから消去することができる。

【0015】

前述した全ての回転カウンタで共通しているのは、回転の計数が、クローズドループ内で磁壁を輸送することにより、若しくはオープンスパイラル内で磁壁を輸送して生成又は消去することにより、無電流で行われる点である。計数された回転を一対一で対応するＤＷポジション及び／又はＤＷ数によりセンサ要素に記憶することも無電流で行われる。

【0016】

これに対してセンサ要素を読み出すために電力が必要とされる。このために好適な実施形態において、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）が利用されて、複数のセンサ要素又は１個のセンサ要素の複数の部分が公知の先行技術によりホイートストンハーフブリッジ又はホイートストンブリッジに接続されている。

【0017】

磁化に応じてセンサ要素は種々の部分に異なる電気抵抗若しくは異なる電位を有し、これらはセンサ要素又はセンサ要素の一部がホイートストンハーフブリッジ又はホイートストンブリッジに接続されている場合は読出し可能である。磁化状態を呼び出すために、測定電流がセンサ要素（若しくはホイートストン（ハーフ）ブリッジ）に通されて、測定結果が所定の閾値と比較される。閾値を下回るか又は上回るかによって、測定結果が例えば「このハーフブリッジにＤＷが存在する」状態に相当するか否かを決定できる。

【0018】

ＤＥ１０２００８０６３２２６Ａ１による回転カウンタにおいて、初めて半巻きの個別接点接触を有する菱形がホイートストンハーフブリッジに導入された。この特に有利な構成は正方形を用い、巻き当り互いに９０度の角度で４個のウェブを使用する。それぞれ２個のウェブは四分円又は四分円状の多角線と互いに接続されている。四分円は電気接点で覆われており、更にこれらの電気接点は境を接するウェブの部分を、電気接点の間で全てのウェブの接触されない部分が好ましくは同じ長さになるように覆っている。各巻きの４個のウェブは、２個のホイートストンハーフブリッジに接続されている。基準方向は菱形若しくは正方形の対角で、Ｖｃｃ接点とｇｎｄ接点との間の線に対して垂直に位置している。これにより各磁界角度について、１個の正方形（菱形）スパイラルのみで回転数に対する常に一対一で対応する割当てが可能である。このことは、刊行物「ＩＥＥＥ磁気学会議４５巻１０号３７９２−３７９５頁、２００９年」に記載されているように、センサで計数可能な全ての回転について計数された回転による磁化の一対一で対応する割当てを許す。

【0019】

このジオメトリにより、ｎ＞１０の回転数を測定できる回転カウンタが可能になる。ノヴォテヒニーク社のセンサシステム「ＲＳＭ２８００」において、１６回転までの計数のための正方形スパイラル技術的に実現されている。

【0020】

これら全ての回転カウンタに共通しているのは、センサシステムの磁石の磁界Ｈは動作時にＨ_ｍiｎとＨ_ｍａｘの間の「磁界窓」の内部になければならないことであり、ここでＨｍｉｎは最大デピニング磁界Ｈ_{ｄｅｐｉｎｎ}より大きく、Ｈ_ｍａｘはセンサ要素の核生成磁界Ｈ_Ｎｕｋより小さくなければならない。即ち
Ｈ_{ｄｅｐｉｎｎ}＜Ｈ_ｍiｎ≦Ｈ≦Ｈ_ｍａｘ＜Ｈ_Ｎｕｋ
最大磁界Ｈ_ｍａｘ及び最小磁界Ｈ_ｍｉｎは応用によって設定される。これら全ての回転カウンタで更に共通しているのは、センサ要素は応用の最大磁界Ｈ_ｍａｘ及び最小磁界Ｈ_ｍｉｎにおいて、例えば１０−７より小さい或るエラー確率に関して適切にテストされていることである。この磁界窓の内部では磁壁は確実に輸送される。全ての磁界角度において計数された回転数に対する信号の一対一で対応する割当てを保証するために、ＤＷＧを有する菱形スパイラルでは全てのホイートストンハーフブリッジが読み出されない。ここではスパイラルの尖端から、最初にスパイラルに輸送されたＤＷが局在している巻きに達するまで、順次全てのホイートストンハーフブリッジを読み出せば十分である。このことはレベルジャンプによって認識される。しかしながらここで強制的に必要なのは、読み出されたホイートストンハーフブリッジにそれぞれ後続する半巻きが読み出されること、即ち先行技術により常に１８０度の解像度によって読み出されることである。このセンサ要素は半回転を出力できる点が利点である。しかし問題点は、これは全てのハーフブリッジの接点接触を必要とし、そのため大きいチップ面積が必要とされることであり、その大きさは実質的にボンディング接点の所要スペースによって決まるが、各ボンディング接点はそれ自体が本来のセンサ要素とほぼ同程度の所要スペースを必要とする。

【0021】

スパイラル又はループの内部で磁壁が最も長時間局在している幾何学的領域を、以下に磁壁位置（ＤＷ位置）と表記する。正方形又は菱形スパイラルにおいて、これはそれぞれ２個の直線ウェブを互いに接続している四分円又は四分円状の多角線である。ＤＷが四分円を通過するには、外部磁界は９０度プラス通常５度〜２０度のヒステリシス角度だけ回転しなければならない。ＤＷが四分円−ウェブ移行部に輸送されて、そこにある磁界がＤＷをデピニングするとすぐに、ＤＷはウェブを数１００ｍ／ｓｅｃの速度で１００ｎｓ以内に通過する。この非常に短い時間の内部では、磁界の回転は無視できるほど小さい。

【0022】

正方形スパイラル（若しくは正方形ループ）において巻き当り４個の四分円、従って４個のＤＷ位置があり、これらは２個のホイートストンハーフブリッジの電気接点で覆われている。１個のＤＷ位置上にはＶｃｃ接点があり、これと相対するＤＷ位置上にはｇｎｄ接点があり、これらの間にある２個のＤＷ位置はそれぞれ１個の中間接点で覆われている。

【0023】

前述した全ての公知の先行技術による回転カウンタにおいて、ホイートストンハーフブリッジ中間接点と接触しているＤＷ位置は１８０度の角度間隔を有している。

【0024】

ＧＭＲ層スタックにおける基準磁化の方向を選択することにより、ＤＷがＤＷ位置で中間接点下に配置されている場合は、ホイートストンハーフブリッジは中央電位にあり、ＤＷがＤＷ位置でＶｃｃ接点又はｇｎｄ接点下に配置されている場合は、ホイートストンハーフブリッジは高電位又は低電位にあるＴＭＲ層スタックに対して、これはより可変に選択できる。

【0025】

各１８０度の磁界回転に対して、センサ要素に記憶されている磁壁はエラーのない動作においては隣接のホイートストンハーフブリッジに輸送される。ＤＷ数が一定の回転カウンタではその際にＤＷ配置はセンサ要素内で１８０度の角度間隔だけ移動し、１個のＤＷＧを有するスパイラルでは更にスパイラル内の磁壁の数はＤＷだけ変化する。この運動の証明は、ホイートストンブリッジ若しくはホイートストンハーフブリッジの電気的読出しによって行われる。

【0026】

それぞれの中間接点で隣接する２個のホイートストンハーフブリッジのＤＷ位置は、１８０度の角度間隔を有するので、電子読出し装置は「１８０度読出しアルゴリズム」を使用する。これは電子読出し装置が整数の回転数のみ出力するか、又は半整数の回転数も出力するかにかかわりなく、１８０度解像度で回転を分析する。全てのホイートストンハーフブリッジの読出しは、全ての中間接点がボンディング接点に結合されていることを必要とする。この接点接触方式を、以下に「１８０度接点接触」と表記する。１８０度接点接触は、ＤＥ１０２０１００２２６１１Ａ１及びＤＥ１０２０１３０１８６８０Ａ１による互いに素のセンサ要素も使用する。この１８０度接点接触の決定的な問題点は、必要なボンディング接点を収容するために、センサ要素当り必要とされるチップ面積が大きいことであり、特に回転数が１０を超える回転カウンタではボンディング接点の数がチップ面積、ひいてはチップ当りの費用を決定的に決める。ボンド接点の数は多重電圧供給源によって減らすことができる。磁壁生成器（ＤＷＧ）と１６巻きを有するスパイラルの場合、全１６巻きに１個の共通電圧供給源だと合計３４接点、即ちＶｃｃ接点、ｇｎｄ接点及び３２ホイートストンハーフブリッジのための１６ｘ２中間接点が必要とされる。これに対して４重化においては、合計１６接点、即ち４対のＶｃｃ接点及びｇｎｄ接点と４ｘ２中間接点が必要とされるだけであり、この場合各接点はそれぞれ４巻きと接触する。従って４対のＶｃｃ−ｇｎｄを高速に相次いで遮断することにより、中間接点で接触している４巻きの電位が次々と読み出される。多重電圧供給源を有する構成では、全てのホイートストンハーフブリッジは同じ電位にないので、ホイートストンハーフブリッジを測定する際に並列電位（ここでは３巻き若しくはホイートストンハーフブリッジの電位）が測定結果に影響し得る。ＤＥ１０２０１００１０８９３Ｂ４では回転カウンタが、並列電位により発生する効果を基準ブリッジによって補償する電気回路と組み合わされた。基準ブリッジを使用する有利な回路は、ＤＷＧと１６巻きを有するスパイラルでは、追加で１７個目の接点が必要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0027】

【特許文献1】ＤＥ１０２００８０６３２２６Ａ１

【特許文献2】ＤＥ１０２０１００２２６１１Ａ１

【特許文献3】ＤＥ１０２０１１０７５３０６Ａ１

【特許文献4】ＤＥ１０２０１３０１８６８０Ａ１

【非特許文献】

【0028】

【非特許文献1】刊行物「ＩＥＥＥ磁気学会議４５巻１０号３７９２−３７９５頁、２００９年」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0029】

本発明の課題は、ボンディング接点の数を大幅に減らすことを可能にし、それによって回転カウンタを小さいチップ面積で廉価に作製できる、回転カウンタによって把握可能な回転数を決定するための磁気回転カウンタ及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0030】

この課題は請求項１、請求項２及び請求項８の特徴部の特徴によって解決される。本発明の有利な構成が、それぞれ従属請求項に記載されている。

【0031】

本発明の本質は、まず回転要素若しくは磁極ホイール若しくはリニア磁気スケールによって生成される外部磁界の設定可能な特定すべき回転数を決定するための磁気回転カウンタが設けられていることにあり、この磁気回転カウンタは、
● オープンスパイラル又は多巻きクローズドループからなる磁壁伝導路を含み、これらの磁壁伝導路はＧＭＲ層スタック又は局所的に存在するＴＭＲ層スタックを有する軟磁性層によって形成されており、及び
● それらに１８０度磁壁を導入でき、設定可能なスパイラル部分又はループ部分の電気抵抗を測定することにより公知の先行技術に従って探し出すことができ、
● しかしながら本発明により、ここで磁壁伝導路に単一の磁壁又は少なくとも２個の磁壁が導入され、その際に磁壁の発生、ピニング又は所定の消去を行うための手段によって磁壁が−回転磁界が３６０度を超える角度で回転する際にそれらの第１のポジションから第２のポジションへの位置変化を基準として−互いに３６０度を超える所定の間隔にもたらされ、及び
● 磁壁伝導路上に電気接点が設けられ、その際に磁壁伝導路が対角線状に相対してそれぞれ１個のＶｃｃ接点及びｇｎｄ接点により協同して、又は多重読出しに対しては複数のＶｃｃ接点及びｇｎｄ接点の群において覆われるようにされ、及び
● Ｖｃｃ接点及びｇｎｄ接点上にある対角線を基準にして専ら片側に電気接点が設けられており、
● 上記のＶｃｃ接点とｇｎｄ接点との間の実質的に中央にそれぞれ１巻きと接触し、又は多重読出しの場合はこれらの間にある各磁壁伝導路部分の複数の巻きと接触し、
● 上記の接点は、分離した、好ましくは並行に読み出し可能な、又は多重読出しの場合は高速に相次いで、いわば同時に読み出し可能なホイートストンハーフブリッジを形成し、
● ホイートストンハーフブリッジによって把握された抵抗比は信号レベルとしてことごとくメモリに表形式で記憶され、現在の回転数を把握するために、別のメモリに記憶されている具体的な回転数に対応する表形式の目標値パターンと連続的に比較される。

【0032】

ホイートストンハーフブリッジによる回路で電位測定によってセンサ要素を読み出す代替として、本発明は全ての巻きの（ＴＭＲ）抵抗の測定によりセンサ要素を読み出すことも設けている。このために各個々の巻きがそれぞれ１個のｇｎｄ接点及びそれぞれ１個のＶｃｃ接点と接触するか、又は多重読出しを用いる好適な実施形態において、１個の共通のｇｎｄ接点及び各巻き上のそれぞれ１個のＶｃｃ接点と、若しくは１個の共通のＶｃｃ接点及び各巻き上のそれぞれ１個のｇｎｄ接点と接触する。ｇｎｄ接点とＶｃｃ接点は好ましくは対角線状に相対して配置されている。図１４は、この回路の実施形態を示す。ここでは把握された抵抗は、ホイートストンハーフブリッジによる回路におけるように信号レベルとしてことごとくメモリに表形式で記憶され、現在の回転数を把握するために、別のメモリに記憶されている、具体的な回転数に対応する表形式の目標値パターンと連続的に比較される。

【0033】

好適な実施形態は、公知技術に従い、回転角度センサ（若しくは象限センサ）を有しており、磁界角度象限を予め選択することにより、測定値を測定された磁界角度象限と結び付いている目標値パターンとのみ比較するようにした。これにより最大限必要な比較の数は、４分の１に減少し、それにより回転数決定が加速される。

【0034】

回転数を決定するために最大限必要な比較の数は更に、通常の計数動作においてＤＷ数は一定のままであることによって少なく抑えられる。そうすることによって回転ごと及び磁界角度象限ごとに正確にそれぞれ１個の信号パターンが存在し、それによってまたそれぞれ１個の目標値パターンのみ比較のために記憶されていればよい。

【0035】

本発明により、磁壁伝導路をなすオープンスパイラル又は多巻きクローズドループは実質的に菱形に形成されており、上記の接点は菱形の角領域を覆っている。更に、２個の隣接する磁壁を使用する場合は、所定の離間は５４０度に規定されている。

【0036】

ＧＭＲ層スタックを使用する代りに、本発明により磁壁伝導路を軟磁性材料−例えばパーマロイ−から作製し、Ｖｃｃ接点及びｇｎｄ接点を磁壁伝導路の例えば中央に設けられているＴＭＲ層スタック上に配置することも可能である。これに対して電気的中間接点は、ここでも直接菱形の角領域で特設軟磁性磁壁伝導路と接触する。

【0037】

回転数を決定するために使用される方法の本質は、計数された回転の決定が電子評価装置によって行なわれることにあり、電子評価装置は全ての読み出されたホイートストンハーフブリッジ（又は抵抗測定の場合は全ての巻きの抵抗）の信号と、各計数可能な回転に対してホイートストンハーフブリッジ（若しくは全ての巻きの抵抗）のそれぞれの信号を保存して記憶されている表との比較を実行する。即ち電子評価装置は、オープンスパイラル又は多巻きクローズドループの巻き１〜巻きｎの測定された信号電圧から形成されるパターンが、巻き１〜巻きｎについて記憶された信号パターンと一致するものを計数された回転として出力する。正方形スパイラル又は正方形クローズドループを用いる好適な実施形態における９０度の角度に基づいて、電位はそれぞれ９０度の磁界回転後に変化するので、少なくとも各９０度の磁界角度範囲（磁界角度象限）について対応する目標値パターンが記憶されて、角度センサ（若しくは象限センサ）の測定値を回転カウンタ信号と比較するために選択される。

【0038】

ループ又はスパイラルに記録された磁化パターンは、それにより±４５度の許容ヒステリシスにおいても計数された回転の一対一で対応する決定を可能にする。動作安定性の理由から、実際のヒステリシスが±３０度より著しく小さい磁界強度（例えばＨ_ｍｉｎの１２０％）が常に選択されよう。

【0039】

本発明により菱形センサ要素の一方の側、若しくはＶｃｃ接点とｇｎｄ接点を結んでいる対角線を基準にして一方の側に電気的中間接点を配置することを、以下に３６０度接点接触と表記する。なぜならセンサ要素で計数されてセンサ要素に記憶される回転数は３６０度解像度で読み出されるからである。本発明によりスパイラル状センサ要素又はループ状センサ要素において、同じ磁化パターン（ＭＭ）を初期化できる。この場合、３６０度接点接触にとって好ましいＭＭは、互いに５４０度の角度間隔で２個の磁壁を有する。このＭＭは、計数された回転数の一対一で対応する決定を可能にするとともに、以下に具体的な説明で詳しく述べるように容易に初期化できる。別の本発明によるＭＭは単一のＤＷからなり、これは２個の先の尖った開いた端部を有する同様に本発明によるスパイラルに書き込まれる。このスパイラルも同様に上記の３６０度接点接触を備えており、この実施形態については以下に具体的な説明でより詳しく述べる。

【0040】

以下好ましい実施形態及び図面を用いで本発明を詳述するが、本発明はこれらに限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】図１は、本発明による回転カウンタの本質的な構成要素を示す。

【図2】図２は、本発明による接点配置を有する必要なセンサ要素の第１の原理的な構成例を示す。

【図3a】図３ａは、本発明により好適に設けられた磁化パターンの書込みを図２に基づいて示す。

【図3b】図３ｂは、単一の磁壁からなり本発明により同様に可能な磁化パターンの書込みを図２に基づいて示す。

【図4】図４は、本発明による接点配置を有する必要なセンサ要素の第２の原理的な構成例を示す。

【図5】図５は、達成されたボンディング接点削減の例を図４に基づいて回転センサのチップのより完全な表現で示す。

【図6】図６は、ホイートストンブリッジを形成するために本発明により設けられ回転センサ上に配置された接点の回路を図４の例によって示す。

【図7】図７は、本発明による接点配置と出力磁壁位置を有する必要なセンサ要素の第３の原理的な構成例を示す。

【図8】図８は、外部磁界が３回転した後の図７による磁壁位置を示す。

【図9】図９は、図７と図８による４個の例示的な象限に対して設けられた３６０度ホイートストン接点から得られた信号レベルシーケンスを示す。

【図10】図１０は、付属のアセンブリと相関して回転を決定する手順のフローチャートである。

【図11】図１１は、磁極ホイールと組み合わせた図１による回転カウンタを示す。

【図12】図１２は、リニアスケールと組み合わせた図１による回転カウンタを示す。

【図13】図１３ａ及び図１３ｂは、ここではＴＭＲ接点及び３６０度接点接触を有する、図４による実施例を示す。

【図14】図１４は、抵抗測定のための本発明による接点配置を有する、図１３ａのセンサ要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下に、各磁界角度で完全な回転数の一対一で対応する読出しを可能にする、本発明による３６０度接点接触を有する回転カウンタの本発明による構成を、添付の図に基づいて説明する。

【0043】

最初に図１は、本発明による回転カウンタ１ａと、回転シャフト５に取り付けたＮ極（Ｎ）及びＳ極（Ｓ）を備える磁石システム４とを有する回転カウンタシステム１の本質的な構成要素を示す。回転カウンタ１ａは、主要コンポーネントである回転センサＵＳ２、３６０度角度センサＷＳ３及び電子装置６からなる。センサ２及び３は定置されていて、回転磁界の角度位置と回転数を検知する。電子装置６は、センサ２及び３及び測定値の処理に対する電圧供給源７、角度センサ３の測定値用のメモリ８、回転センサ２の測定値用のメモリ９、表形式で記憶された回転センサ２の目標値用のメモリ１０、及び処理ユニット１１を含む。この処理ユニット１１は、メモリ８及び９からの測定値をメモリ１０からの表の値と比較して、各測定の結果を出力する。

【0044】

本発明の第１の特殊性は、回転センサ２の本発明による構成にあり、これについて図２の例示的な簡略化した表現に基づいて説明する。ここでは特に本発明による構成を、新しい種類の接点結合に関して示す。この例では、センサ要素２は端部が尖った３巻き正方形スパイラル２０によって形成されている。一方の尖端２１は外側の巻きの端であり、他方の尖端２２は最も内側の巻きの端である。スパイラルは、この例では公知の先行技術に従いＧＭＲ効果を示す磁性層スタックからなる。基準方向２８は正方形の巻きに対して対角線状である。第１の最も外側の巻きは、ウェブ３ｌ、３２、３３及び３４からなり、第２の中央の巻きはウェブ４１、４２、４３及び４４からなり、第３の最も内側の巻きはウェブ５１、５２、５３及び５４からなる。上記のウェブの各々は、それぞれ隣接する後続のウェブに対して９０度の角度をなしている。実際の状況を分かりやすくするために、ウェブの間の接続部は、四分円又は四分円状の多角線３０２（拡大した円３０１内に示す）であることが示されており、これらはウェブと同じ層スタックからなる。この多角線は正方形スパイラルの「角」であると同時に、磁壁位置（ＤＷ位置）である。ＤＷ位置では磁壁が、図１で磁石システム４によって発生された外側の回転磁界の大きい磁界角度範囲にわたって留まる。ＤＷが四分円を通過するには、外部磁界は９０度プラス通常５度〜２０度のヒステリシス角度だけ回転しなければならない。ウェブを通過する際に磁界は事実上回転しない。なぜならＤＷはウェブを数１００ｍ／ｓｅｃで通過するからである。その結果、ＤＷは１００ｎｓ以内に１つの四分円から次の四分円に到達する。従って時間的に見ると磁壁は事実上常時ＤＷ位置に留まっている。第１の最も外側の巻きはＤＷ位置３５、３６、３７及び３８を含み、第２巻きはＤＷ位置４５、４６、４７及び４８を含み、第３巻きはＤＷ位置５５、５６、５７及び５８を含む。例示的なスパイラルは電気接点を備えており、左上に１個の共通のｇｎｄ接点７０、右下に１個の共通のＶｃｃ接点８０、及び本発明により専ら図２の右上に３個の中間接点９１、９３及び９５がある。即ち、Ｖｃｃ接点とｇｎｄ接点を通る仮想対角線によって形成されたスパイラル半部である。更に図２は、センサ要素を初期化するための狭隘部２６を有する伝導路２５を示す。センサ要素２の磁化状態は、電位測定と３個のホイートストンハーフブリッジの形成によって読み出される。
ホイートストンハーフブリッジＷ１は、中間接点９１、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ３３及び３４を形成する。
ホイートストンハーフブリッジＷ２は、中間接点９３、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ４３及び４４を形成する。
ホイートストンハーフブリッジＷ３は、中間接点９５、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ５３及び５４を形成する。
図２によるセンサ要素２は最初に、例えば基準方向２８の磁化方向で核生成磁界強度を上回る磁界強度を有する磁界パルスによって発生された６個の磁壁（黒い円）で、次のように完全に満たされている。
第１の最も外側の巻きにおいて、ＤＷ１１１はＤＷ位置３６に局在し、ＤＷ１１２はＤＷ位置３８に局在している。
第２の中央の巻きにおいて、ＤＷ１１３はＤＷ位置４６に局在し、ＤＷ１１４はＤＷ位置４８に局在している。
第３の最も内側の巻きにおいて、ＤＷ１１５はＤＷ位置５６に局在し、ＤＷ１１６はＤＷ位置５８に局在している。
上記の３個のハーフブリッジはこれらのＤＷポジションと基準方向２８の位置により中央電位にある。ｃｗ方向における磁化方向は濃灰色、ｃｃｗ方向における磁化方向は淡灰色で表現されている。更に各ウェブにおいて磁化方向は矢印で表示されている。ＧＭＲ層スタックの基準方向２８は正方形スパイラルに対して対角線状であり、この例では左下から右上を指している。
本発明の基礎に置かれた、２個の隣接する磁壁を３６０度より大きい所定の角度で離間させるという条件を実現するためには、更に少なくとも２個のＤＷが消去されなければならない。これについては以下に図３に基づいて説明する。見やすさの理由から、図２に示されているスパイラルは３巻きしか有していない。実際のセンサ要素は選択されるスパイラル構造に応じてそのような巻きを典型的には１０巻き〜３０巻き有している。

【0045】

図２に基づき、図３ａは、２個の隣接する磁壁の間の角度間隔が５４０度の磁化パターンが初期化されたセンサ要素２を示しており、これは図２による一対一で対応する回転計数のための３６０度接点接触を可能にする。スパイラルが磁壁によって完全に占められることは、想定された構成においては一対一で対応する回転計数に適していないので、本発明により必要な磁化パターンを初期化する可能性について、図３ａに基づいてやや詳しく説明する。これは次の６段階で行われる。
１． ｎ回転（この例では３回転）を計数するためのセンサシステムを組み込む前に、ここでは図示されない機械的エンドストップのロックが解除されて、外部磁界がｃｃｗ方向にｎ＋１回転（ここでは４回転）し、それによって万一存在する全ての磁壁若しくは図２に示された６個の磁壁が尖端２１を通ってスパイラルから出る。続いてセンサ要素が所望のゼロ位置（ここではｃｗ方向のｎ／２回転及びｃｃｗ方向のｎ／２回転を計数するための中央位置）に回転されてエンドストップがロックされる。
２． 狭隘部２６の下で巻き内の伝導路２５を電流が流れることによって２個の磁壁の核生成が行われる。電流により誘導されたエルステッド磁界は、センサ要素２の核生成磁界強度を上回る。核生成された２個の磁壁は、基準方向２８を指す磁石４の磁界（図１に対応）によってＤＷ位置４６及びＤＷ位置４８に輸送される。
３． 伝導路２５を流れる電流を遮断すると、外部磁界はｃｃｗ方向に３６０度回転し、それによって２個の核生成されたＤＷはＤＷ位置４６からＤＷ位置３６及びＤＷ位置４８からＤＷ位置３８に輸送される。
４． 狭隘部２６の下で巻き内の伝導路２５を電流が流れることによって新たに２個の磁壁の核生成が行われる。電流により誘導されたエルステッド磁界は、センサ要素２の核生成磁界強度を上回る。基準方向２８を指す磁石４の磁界（図１に対応）によって、一方のＤＷはＤＷ位置４６に、及び他方のＤＷはＤＷ位置４８に輸送される。
５． 狭隘部２６の下で生じるセンサシステムの磁界及びエルステッド磁界（ウェブ４２に並行してＤＷ位置４６を指す）がセンサ要素の最小運動磁界強度を下回るまで、伝導路２５を流れる電流を減らす。２７０度ｃｗ回転によりＤＷはＤＷ位置４６から、及びＤＷはＤＷ位置３８から狭隘部２６まで輸送され、そこで対消滅する。同時にＤＷはＤＷ位置３６からＤＷ位置４５に、及びＤＷはＤＷ位置４８からＤＷ位置５７に輸送される。
６． エルステッド磁界の遮断後に９０度ｃｃｗ回転が行われ、それによってＤＷがＤＷ位置４５からＤＷ位置３８に、及びＤＷがＤＷ位置５７からＤＷ位置５６に輸送される。この磁壁は図３でＤＷ１１１（ＤＷ位置３８）及びＤＷ１１２（ＤＷ位置５６）と表記されている。発生したＤＷギャップＤＷＬ２２１及びＤＷＬ２２２は、十字で表示されている。
本発明の請求の範囲にあるように、この例で設けられている２個の磁壁１１１及び１１２は、外部磁界のｃｗ回転を基準にして互いに５４０度の間隔を有している。

【0046】

本発明の別の構成において図３ｂは、単一の磁壁を含む磁化パターンを有する図２によるセンサ要素を示している。図３ｂに示されているスパイラル２０の磁壁伝導路は図３ａに示された磁壁伝導路と同一である。図３ｂに示されているｇｎｄ接点７０、Ｖｃｃ接点８０及び中間接点９１、９３及び９５を有する３６０度接点接触は、図２に示されたものによる３６０度接点接触と同一である。図２及び図３ａによる構成形態と異なり、図３ｂによる例では、単一のＤＷを含む磁化パターンＭＭを初期化するための狭隘部２６を有する伝導路２５は必要ない。この例では初期化は、例えば４段階で行われる。
１． ｎ回転（この例では３回転）を計数するためのセンサシステムを組み込む前に、センサ要素は、核生成磁界強度より高く、例えば基準磁化２８の方向を指す磁界に曝露される。これにより各巻きに左下から右上を指す対角線上にあるＤＷ位置を占める２個のＤＷが生成する。これらの（ここでは６個の）ＤＷポジションは既に図２に示されている。
２． 続いてここでは図示されない機械的エンドストップのロックが解除されて、外部磁界（図１に示された磁石４）がｃｗ方向に２７０度回転する。それによって図２に示されているＤＷ位置５８に配置されたＤＷ１１６は尖端２２を通ってスパイラルから出る。同時に図２に示されているＤＷ１１５がＤＷ位置５６からＤＷ位置６５に輸送され、尖端２２を有する最後の直線セグメントの前に配置されている。
３． ３ｃｃｗ回転によりＤＷはＤＷ位置６５からＤＷ位置３５に配置され、この輸送中にこのＤＷの前に配置されている全ての磁壁スパイラルが連続して尖端２１を通って出る。ＤＷがＤＷ位置３５に配置されている場合、これはスパイラル内に残された唯一のＤＷである。このＤＷは図３ｂではＤＷ１１１ａと表記する。
４． このＤＷ１１１ａは続いてセンサ要素のゼロ位置に輸送される。ゼロ位置が（３ｃｗ回転を計数するための）ＤＷ位置３５である場合は、初期化はエンドストップをロックして完了する。ゼロ位置がｃｗ方向における１．５回転、及びｃｃｗ方向における１．５回転を計数するためのＤＷ位置４７である場合は、ＤＷ１１１ａは１．５ｃｗ回転でＤＷ位置３５からＤＷ位置４７に輸送されてエンドストップがロックされる。３ｃｃｗ回転を計数するために、ＤＷ１１１ａは３ｃｗ回転でＤＷ位置３５からＤＷ位置６５に輸送される。

【0047】

図３ｂによる構成の利点は、伝導路２５を、従ってまた関連する２個のボンディング接点を不要にできることである。しかし問題点は純粋に機械的な初期化は高精度の角度で行わなければならないことである。スパイラルのＤＷ核生成及び／又は消去回転の際の誤配置により、全てのＤＷがスパイラルから出て回転計数が不可能になり、または１個のＤＷの代わりに互いに１８０度の角度間隔を有する２個の磁壁がスパイラル内に残って、一対一で対応する回転計数が不可能になることが容易に起こり得る。しかし基本的には、この例で実施されているより多い巻き数が想定されている場合でも、図３ｂによる構成が可能である。本発明の枠内で設けられる磁壁の発生又は所定の消去のための手段は、この実施形態では、ＤＷ発生時に核生成磁界強度より高い磁界強度を有する外部磁界と、所望されない磁壁を両側が開いたスパイラルから追い出す機械的手段とによって形成されている。

【0048】

本発明の請求の範囲内で使用される回転センサ２の構成の多用途性を、使用される磁壁伝導路に関して具体的に説明するために、図４による第２の原理的実施例を用いる。
図４は、ここでは４巻きクローズドループ２７からなる回転センサ２の、本発明による別の原理的な構成を示す。２個のＤＷ１１１及びＤＷ１１２を５４０度の角度間隔で含む磁化パターンが、狭隘部２６を有する伝導路２５で初期化された。ループ２７を形成するＧＭＲ層スタックの基準方向２８は、正方形スパイラルに対して対角線状であり、左下から右上を指している。このループは図２におけるスパイラルと同様に、１個の共通のｇｎｄ接点７０、１個の共通のＶｃｃ接点８０、及びＶｃｃ接点からｇｎｄ接点まで結ぶ線の右半分に局在している４個の中間接点９１、９３、９５及び９７と電気的に接触する。
センサ要素の磁化状態は、ここでも４個のホイートストンハーフブリッジによる電位測定によって読み出される。
ホイートストンハーフブリッジＷＨＢ１は、中間接点９１、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ３３及び３４を形成する。
ホイートストンハーフブリッジＷＨＢ２は、中間接点９３、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ４３及び４４を形成する。
ホイートストンハーフブリッジＷＨＢ３は、中間接点９５、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ５３及び５４を形成する。
ホイートストンハーフブリッジＷＨＢ４は、中間接点９７、ｇｎｄ接点７０及びＶｃｃ接点８０を有するウェブ６３及び６４を形成する。
各巻きは１個のホイートストンハーフブリッジと配線接続されている。
この例でも２個の隣接する磁壁ＤＷ１１１とＤＷ１１２との間隔は、ｃｗ方向に見て５４０度である。

【0049】

図５は、本発明の課題を達成するボンド接点削減の例を図４に基づいて、回転センサのチップをより完全な表現で示す。図５は、ボンディング接点を有するチップ２０２上にある図４による回転センサ２を示している。ＧＭＲ層スタックの基準方向２８は正方形スパイラルに対して対角線状で、左下から右上を指している。ボンディング接点２７０はｇｎｄ接点７０と結合し、ボンディング接点２９１は中間接点９１と結合し、ボンディング接点２９３は中間接点９３と結合し、ボンディング接点２９５は中間接点９５と結合し、ボンディング接点２９７は中間接点９７と結合し、ボンディング接点２８０はＶｃｃ接点８０と結合し、ボンディング接点２２５ａ及び２２５ｂは狭隘部２６を有する伝導路２５の端部と結合している。ボンディング接点の大きさと数が実質的にチップの大きさを決定する。この例では本発明による３６０度接点接触により４個のボンディング接点が削減された。この効果は、より大きい回転数を計数するためにセンサ２により高い巻き数を備えると一層顕著になる。３０回転用の回転カウンタにおいて、新しい方式の接点接触、即ち本発明による「３６０度接点接触」では、従来先行技術により必要とされた６２個のボンディング接点（即ちＶｃｃ＋ｇｎｄ＋６０中間接点）の代わりに最大３２個（Ｖｃｃ＋ｇｎｄ＋３０中間接点）のボンディング接点しか必要なく、或いは５重化の場合は２２個のボンディング接点（即ち５Ｖｃｃ＋５ｇｎｄ＋１２中間接点）の代わりに１６個のボンディング接点（即ち５Ｖｃｃ＋５ｇｎｄ＋６中間接点）しか必要とされない。ここでは詳述しないホイートストンハーフブリッジ信号の多重読出しはＭＨｚ範囲のクロック周波数で相次いで、いわば同時に行なわれ、測定間隔はｋＨｚ範囲にある。これに伴いボンディング接点は４８％若しくは２７％に減少する。チップ面積は実質的にスパイラル接点と結合しているボンディング接点の大きさと数によって決まり、これによりセンサ要素当りのチップ面積は、レイアウトシミュレーションに基づいて例示的に把握されたように２５％若しくは１０％減少する。

【0050】

図６は、図４及び図５による４個のホイートストンブリッジＷＢ１〜ＷＢ４で形成された回転センサ２の回路を示す。ウェブ抵抗器は図２で使用されたウェブ番号に従いＲｉｊ番号を付けた。ウェブ抵抗器が１個のホイートストンハーフブリッジを形成する。ホイートストンフルブリッジを形成するために、これらのウェブ抵抗器は、例えばセンサ要素内に含まれない外部の２個の追加の非磁気抵抗型の固定抵抗器と接続される。これらの抵抗器は、図６で番号の前に基準抵抗器を表す“ｒｅｆ”を付けている。ホイートストンブリッジＷＢ１は抵抗器１３３（Ｒ３３）、１３４（Ｒ３４）、２３３（Ｒｒｅｆ３３）及び２３４（Ｒｒｅｆ３４）からなる。抵抗器１３３及び１３４は、ループ２７の第１の最も外側の巻きからなるウェブである。基準抵抗器２３３及び２３４は、センサ要素の外部にある固定抵抗器である。
ホイートストンブリッジＷＢ２は、抵抗器１４３（Ｒ４３）、１４４（Ｒ４４）、２４３（Ｒｒｅｆ４３）及び２４４（Ｒｒｅｆ４４）からなる。抵抗器１４３及び１４４は、ループ２７の第２巻きからなるウェブである。基準抵抗器２４３及び２４４は、センサ要素の外部にある固定抵抗器である。
ホイートストンブリッジＷＢ３は、抵抗器１５３（Ｒ５３）、１５４（Ｒ５４）、２５３（Ｒｒｅｆ５３）及び２５４（Ｒｒｅｆ５４）からなる。抵抗器１５３及び１５４は、ループ２７の第３巻きからなるウェブである。基準抵抗器２５３及び２５４は、センサ要素の外部にある固定抵抗器である。
ホイートストンブリッジＷＢ４は、抵抗器１６３（Ｒ６３）、１６４（Ｒ６４）、２６３（Ｒｒｅｆ６３）及び２６４（Ｒｒｅｆ６４）からなる。抵抗器１６３及び１６４は、ループ２７の第４の最も内側の巻きからなるウェブである。基準抵抗器２６３及び２６４は、センサ要素の外部にある固定抵抗器である。
さて、本発明の枠内で、他の全ての例におけるように、全てのホイートストンブリッジの信号レベルはいわば同時に把捉されて、表形式でメモリ９に連続的に記憶され、そうして後続の象限別にメモリ１０に記憶された目標値との比較に提供される。

【0051】

本発明の第３の原理的実施例が、図７に図示されている。図７は、回転方向が等しい２個のほぼ同じ大きさの部分スパイラルから形成されたスパイラル２０からなる回転センサ２を示している。この例ではスパイラルの端部は、尖端２１及び２２をなしている。ＧＭＲ層スタックの基準方向２８は正方形スパイラルに対して対角線状に向けられており、左下から右上を指している（スパイラル中央の矢印参照）。この例ではスパイラルは次の５個のホイートストンハーフブリッジＷＨＢ１〜ＷＨＢ５によって電気的に読み出される。
● ＷＨＢ１：ｇｎｄ接点７１と中間接点９１とＶｃｃ接点８１との間のウェブ（巻き１）
● ＷＨＢ２：ｇｎｄ接点７１と中間接点９３とＶｃｃ接点８１との間のウェブ（巻き２）
● ＷＨＢ３：ｇｎｄ接点７２と中間接点９５とＶｃｃ接点８２との間のウェブ（巻き３）
● ＷＨＢ４：ｇｎｄ接点７２と中間接点９７とＶｃｃ接点８２との間のウェブ（巻き４）
● ＷＨＢ５：ｇｎｄ接点７２と中間接点９９とＶｃｃ接点８２との間のウェブ（巻き５）。

【0052】

この例では狭隘部２６を有する電気接点２５によって、既述の通り２個の磁壁を５４０度の角度間隔で含む磁化パターンが初期化される。磁壁ＤＷ１１１及びＤＷ１１２のポジションは、この例では回転数ゼロを表す。ＤＷ１１１とＤＷ１１２の間には、２個の磁壁の対消滅によって生じた２個のＤＷギャップＤＷＬ２２１及びＤＷＬ２２２があり、隣接する磁壁ＤＷ１１１とＤＷ１１２の間隔はｃｗ方向で＞３６０度、ここでは再び５４０度に調整されている。

【0053】

ＷＨＢ１及びＷＨＢ２におけるウェブの磁化方向はｃｃｗであり、ＷＨＢ３、ＷＨＢ４及びＷＨＢ５におけるウェブの磁化方向はｃｗである。この例では５個のホイートストンハーフブリッジの信号レベルは、ＧＭＲ層スタックの基準方向２８に基づき次の通りである。
● ＷＨＢ１（巻き１）： Ｌ
● ＷＨＢ２（巻き２）： Ｌ
● ＷＨＢ３（巻き３）： Ｈ
● ＷＨＢ４（巻き４）： Ｈ
● ＷＨＢ５（巻き５）： Ｈ

【0054】

電子読出し装置は、５個のハーフブリッジの全ての測定された信号レベルを、例えば巻き１から巻き５までの信号レベルシーケンス（ＳＰＦ）として同時に処理し、これらをメモリ１０に記憶された目標値と比較する。図示された例では図７に対するＳＰＦは、Ｌ／Ｌ／Ｈ／Ｈ／Ｈである。計数された回転の検知にとって決定的なのは、磁化パターンＭＭ、即ちＤＷ１１１及びＤＷ１１２のポジションと相関しているＳＰＦの部分である。この部分は以下にＳＰＦ−ＭＭと表記し、２個の信号レベルＬ／Ｌを有している。回転が行われてＭＭがスパイラル内を移動すると、ＳＰＦ−ＭＭもＳＰＦの内部で新たに一対一で対応して位置決めされる（図９参照）。図７に図示された例に従うセンサ要素により、３回転が一対一で対応して計数できる。

【0055】

分かりやすくするために、図８は３ｃｗ回転後の磁壁位置を示す。ＤＷ１１１とＤＷ１１２及びこれらの間にあるＤＷギャップＤＷＬ２２１及びＤＷＬ２２２は、１２個のＤＷ位置、即ち３巻きだけ更に輸送されて図８に示されたポジションに行く。従ってＤＷ１１１及びＤＷ１１２のポジションは回転数３を表している。ＷＨＢ４及びＷＨＢ５におけるウェブの磁化方向はｃｃｗであり、ＷＨＢ１、ＷＨＢ２及びＷＨＢ３におけるウェブの磁化方向はｃｗ、であり、ここでも再び磁壁伝導路上の矢印によって暗示されている。３回の３６０度回転後のホイートストンハーフブリッジの信号レベルは、次の通りである。
● ＷＨＢ１（巻き１）： Ｈ
● ＷＨＢ２（巻き２）： Ｈ
● ＷＨＢ３（巻き３）： Ｈ
● ＷＨＢ４（巻き４）： Ｌ
● ＷＨＢ５（巻き５）： Ｌ

【0056】

従って３回転後のＳＰＦは、Ｈ／Ｈ／Ｈ／Ｌ／Ｌである。図７のＳＰＦ（Ｌ／Ｌ／Ｈ／Ｈ／Ｈ）と比較すると、レベルＬ／ＬのＳＰＦ−ＭＭは、ＳＰＦの内部で回転を計数するごとに１ポジション更に右に輸送されている。これは回転を計数するごとに磁壁ＤＷ１１１及びＤＷ１１２が次の巻きに更に輸送されることと相関している。センサ要素２を巻き方向が等しい２個の部分スパイラルとして構成する利点は、例えば図３による構成と比べて全スパイラルをより小さく構成でき、それにより必要なチップ面積を削減できることである。

【0057】

計数中に各象限について把握され記憶された信号レベルシーケンスを記録されている磁壁パターンに従って評価及び判定する方法を分かりやすくするために、本発明による評価方法の本質的な部分を図７及び図８による例に基づいてより詳しく示した図９を用いる。
図９は、図７及び図８のセンサ要素について、象限センサ又は角度センサ３によって設定された磁界角度象限１（図９ａ）、磁界角度象限２（図９ｂ）、磁界角度象限３（図９ｃ）及び磁界角度象限４（図９ｄ）に関して、それぞれ図７に従い巻きＷ１〜Ｗ５における回転０、１、２及び３に対する目標値信号レベルシーケンスを表形式で示す。これにより使用される具体的なセンサについて、常に一対一で対応するパターンが存在する。各象限について固有の有意なＳＰＦ−ＭＭが存在し、各回転について固有の一対一で対応するＳＰＦが存在する。象限Ｑ１に対する有意なＳＰＦ−ＭＭはＬ／Ｌ、Ｑ２はＭ／Ｌ、Ｑ３はＬ及びＱ４はＬ／Ｍであり、ホイートストンハーフブリッジ信号レベルについてＨは高レベル、Ｍは中レベル、及びＬは低レベルを表す。上記の有意なＳＰＦ−ＭＭは、図９の表ではそれぞれ中灰色−又は濃灰色で際立たせてある。その結果として、本発明により各個々の象限について全ての許容可能な（即ち計数可能な）回転に対する全てのＳＰＦを含んだ少なくとも１個のサブテーブルが保持され、これらが図９ａ〜図９ｄに例示的に記載されている。電子読出し装置１１は最初に、システムが現在入っている磁界角度象限、即ち（例えば図１に従う）回転要素４の位置を決定する。この決定後、電子読出し装置１１は選択された象限に関連するサブテーブルを探し、その後で測定されたＳＰＦと、対応する象限のＳＰＦ目標値とを比較する。この対応する象限はこの例では象限１（図９ａ）であろう。電子評価装置１１はその後直ちにこのサブテーブルに基づきメモリ９内の測定値とメモリ１０内に保持されている目標値信号レベルシーケンスとの比較により、関連する回転数（ＳＰＦとの一致）を把握し、次にこれを出力／表示にもたらすことができる。この例では、図７による信号レベルシーケンスが回転数ゼロに対応し、図８による信号レベルシーケンスが回転数３と対応していることは、上記の説明と比較対照することによって容易に見て取れる。他の磁界角度象限に関連するサブテーブルを設定する場合も、同様に処理される。

【0058】

図１０は、回転カウンタシステム１が任意ではあるが未知の回転数を把握する場合の、回転数の決定を手順図４００で模式的に示している。
● 測定サイクルの開始後に、
● 電子装置６が第１ステップで角度センサ（ＷＳ）２及び回転数センサ（ＵＳ）３を読み出し、それらの値をメモリ８および９に値Ｗ８（８ａ）及び表Ｔ９（９ａ）として記憶し、
● 第２ステップで、処理ユニット１１により角度センサ測定値Ｗ８（８ａ）から関連する磁界角度象限Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３又はＱ４が把握され、
● 第３ステップで、把握された象限（例えばＱ１）に対して、目標値ＳＰＦを含むメモリ１０から把握された象限に対するサブテーブル（例えばＳ１Ｑ１（１０ａ））が許容回転ｉ（０≦ｉ≦ｎ）についてロードされ、
● 第４ステップで処理ユニット１１により回転インデックスｉは０に設定され、
● 第５ステップは回転ｉについて処理ユニット１１による表Ｔ９（９ａ）内の測定されたＳＰＦと目標値ＳＰＦ（例えばサブテーブルＳ１Ｑ１（１０ａ））との反復比較であり、
○ それらの値が一致すれば、処理ユニット１１は第６ステップで回転数ｉを出力し、又は
○ それらの値が一致しなければ、第６ステップで回転インデックスｉは１だけ高められ、及び
○ 第７ステップでｉ＞ｎであるかチェックされ、
■ ｉ＞ｎであれば、処理ユニット１１は第８ステップでエラー値を出力し、
■ そうでない場合は、回転ｉ＋１について第５ステップが繰り返される。
測定サイクルは回転数又はエラー値の出力をもって終了する。測定された信号レベルシーケンスと目標値として記憶されている信号レベルシーケンスとの間で全く一致が認められない場合は、エラー値のみが出力される。これは回転センサに記録された磁壁パターン外部の影響、例えば過度に強い極端な妨害磁界などによって変化したことを意味する。そのような極端に稀な場合には、所望される磁化パターンが新たに回転センサ２に書き込まれなければならないであろう。前述した電子コンポーネントによって計数可能な回転数を決定する全手順は、回転センサ２に作用する外部磁界が変化する時間を実質的に下回る時間内に起こる。典型的にＳＰＦの測定及び評価はＭＨｚクロック周波数（即ち１μｓ以内）に行なわれるのに対し、磁界は最大１ＫＨｚで回転する。従って１μｓ以内に磁界の方向は最大０．３度回転する。この高い評価速度により、無電流動作においてセンサ２内で磁化パターンを移動させて把握された回転数を数１０ｎｓないし最大１μｓで表示することも可能である。

【0059】

図１では１ａで示した本来の回転カウンタの本発明にとって本質的なすべてのアセンブリが枠の中に入っているのに対し、以下の図は本発明による解決の広い用途を明らかにするものである。

【0060】

図１１は、図１によるシャフト５上の磁石４の代わりに、磁極４ａ〜４ｌを有する磁極ホイール５ａと組み合わせた図１の回転カウンタ１ａを示す。磁極ホイール５ａが回転すると、角度センサＷＳ３及び回転センサＵＳ２の場所に回転磁界が形成されて、磁化パターンの磁壁をセンサ要素２内で動かす。従って各磁極ホイールポジションは角度センサ測定値と回転カウンタ測定値に対応している。回転カウンタは通過移動する磁極対の数を計数する。これは図１による磁石４の回転の計数と同様である。

【0061】

図１２は、図１によるシャフト５上の磁石４の代わりに、磁極４ａ〜４ｌを有するリニアスケール５ｂと組み合わせた図１の回転カウンタ１ａを示す。この例では１２個の磁極（６Ｎ極と交互に６Ｓ極）４ａ〜４ｌを有するリニアスケール５ｂは、磁極がこれより多い又は少ない他のリニアスケールをも代表している。スケール５ｂが回転カウンタ１ａに対して相対的に通過移動すると、角度センサＷＳ３及び回転センサＵＳ２の場所に回転磁界が形成されて、記録された磁化パターンの磁壁をセンサ要素２内で動かす。従って各リニアスケールポジションは角度センサ測定値と回転カウンタ−測定値に対応している。回転カウンタは通過移動する磁極対の数を計数する。これは図１による磁石４の回転の計数と同様である。

【0062】

最後に、図１３ａ＋ｂは、例示的に本発明による「３６０度接点接触」を形成するＴＭＲ接点を有するセンサ要素２の使用を示す。この場合にスパイラル２７は軟磁性材料、例えばパーマロイからなる。
図１３ａは、例示的な４巻きクローズドループ２７を平面図で示す。センサ要素２は、４個のホイートストンハーフブリッジＷＨＢ１〜ＷＨＢ４による電位測定によって読み出される。
● ＷＨＢ１は、ｇｎｄトンネル接点７１を有するウェブ３３、Ｖｃｃトンネル接点８１を有するウェブ３４、並びにウェブ３３とウェブ３４の間の四分円状の角及びこれらのウェブの部分を覆う中間接点９１からなる。
● ＷＨＢ２は、ｇｎｄトンネル接点７２を有するウェブ４３、Ｖｃｃトンネル接点８２を有するウェブ４４、並びにウェブ４３とウェブ４４の間の四分円状の角及びこれらのウェブの部分を覆う中間接点９３からなる。
● ＷＨＢ３は、ｇｎｄトンネル接点７３を有するウェブ５３、Ｖｃｃトンネル接点８３を有するウェブ５４、並びにウェブ５３とウェブ５４の間の四分円状の角及びこれらのウェブの部分を覆う中間接点９５からなる。
● ＷＨＢ４は、ｇｎｄトンネル接点７４を有するウェブ６３、Ｖｃｃトンネル接点８４を有するウェブ６４、並びにウェブ６３とウェブ６４の間の四分円状の角及びこれらのウェブの部分を覆う中間接点９７からなる。（図１３ａに記されていない参照符号は図１４から見て取れる。）

【0063】

図１３ｂは、トンネル接点を有する全てのウェブを代表して、ウェブ３３を図１３ａの横断面図で示す。ウェブ３３は軟磁性材料５０１、例えばパーマロイからなり、酸化物層５０４ａ及び５０４ｂによって保護されている。ウェブ中央ではｇｎｄトンネル接点７１が配置されている。トンネル接点は、パーマロイ層５０１、トンネルバリア５０２（例えばＡｌ_２Ｏ_３又はＭｇＯ）、基準方向（図１３ａの２８）が書き込まれた硬磁性層スタック５０３、及び金電極５０５からなる。ウェブ３３の右側には直接パーマロイ５０１上に金製中間接点９１が載っている。トンネル接点における電流は、電極５０５から硬磁性層スタックとバリア５０２を通ってパーマロイ５０１に流れる。典型的なＴＭＲ接点は、ＴＭＲ接点内の軟磁性層及び硬磁性層の並行磁化と逆並行磁化の間で、即ち磁壁１１１、１１２のそれぞれのポジションに依存して＞１００％の抵抗変化を達成する。この例では本発明による磁壁パターンの初期化、並びに現在の回転数の評価及び決定は、図５以下で既に説明されたのと同様の条件で行なわれるため、ここでは繰り返さない。

【0064】

図１４は、抵抗が読み出される接点接触を変化させた図１３ａの回転センサを示す。ｇｎｄ接点７１、７２、７３及び７４、並びにＶｃｃ接点、８１、８２、８３及び８４を有するこのループは、それぞれ１巻き上のｇｎｄ接点およびＶｃｃ接点と電気的に接触する。ＴＭＲ効果が利用されるようにするために、例えばＶｃｃ接点はそれぞれ軟磁性層と接触し、ｇｎｄ接点はそれぞれ硬磁性層と接触しなければならず（図１３ｂで中間接点９１が軟磁性層５０１と接触し、ｇｎｄトンネル接点７１が硬磁性層と接触するのと同様）、又はその逆でなければならない。接点は図１４から逸脱してウェブ上の角に配置する代わりに、好ましくは相対するウェブ上に配置できる。例えばウェブ３ｌ、４１、５１及び６１上のＶｃｃ接点８１、８２、８３及び８４と、ウェブ３３、４３、５３及び６３上のｇｎｄ接点７１、７２、７３及び７４である。

【0065】

センサ要素の磁化状態は、ここでは各個々の巻きの抵抗測定によって読み出される。
外側の第１巻きＷ１は、ｇｎｄ接点７１及びＶｃｃ接点８１を有するウェブ３ｌ、３２、３３及び３４を形成する。
第２巻きＷ２は、ｇｎｄ接点７２及びＶｃｃ接点８２を有するウェブ４１、４２、４３及び４４を形成する。
第３巻きＷ３は、ｇｎｄ接点７３及びＶｃｃ接点８３を有するウェブ５１、５２、５３及び５４を形成する。
最も内側の第４巻きＷ４は、ｇｎｄ接点７４及びＶｃｃ接点８４を有するウェブ６１、６２、６３及び６４を形成する。
この例でも２個の隣接する磁壁ＤＷ１１１とＤＷ１１２の間の間隔は、ｃｗ方向に見て５４０度である。

【0066】

詳細な説明、実施例及び／又は以下の図面から認識される全ての特徴は、単独でも、互いに任意に組み合わせても本発明にとって本質的である。

【符号の説明】

【0067】

１ 回転カウンタシステム
１ａ 回転カウンタ
２ 回転センサＵＳ
３ 角度センサＷＳ
４ 磁石システム
４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ、４ｉ、４ｋ Ｎ極
４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈ、４ｊ、４ｌ Ｓ極
５ 回転シャフト
５ａ 磁極ホイール
５ｂ リニアスケール
６ 電子装置
７ 電圧供給源
８ 角度センサ測定値用メモリ
８ａ 角度センサ測定値Ｗ８
９ 回転センサ測定値用メモリ
９ａ 回転センサ測定値の表Ｔ９
１０ 回転センサの表形式で記憶された目標値ＳＰＦ（信号レベルシーケンス）のメモリ
１０ａ−１０ｄ 第１〜第４磁界角度象限に対する目標値のサブテーブル
１１ 処理ユニット
２０ スパイラル
２１、２２ スパイラルの尖端
２５ 磁化パターンを初期化するための伝導路
２６ 伝導路２５内の狭隘部
２７ 多巻きクローズドループ
２８ 基準磁化の方向
３ｌ、３２、３３、３４ 最も外側の第１巻きのウェブ
３５、３６、３７、３８ 最も外側の第１巻き内のＤＷ位置
４１、４２、４３、４４ 第２巻きのウェブ
４５、４６、４７、４８ 第２巻き内のＤＷ位置
５１、５２、５３、５４ 第３巻きのウェブ
５５、５６、５７、５８ 第３巻き内のＤＷ位置
６３、６４ 第４巻きのウェブ
６５ 第４巻き内のＤＷ位置
７０、７１、７２、７３、７４ ｇｎｄ接点
８０、８１、８２、８３、８４ Ｖｃｃ接点
９１、９３、９５、９７、９９ 種々の巻きの中間接点
１１１ａ １磁壁を含むＭＭ内における第１ＤＷ
１１１ ２又は６磁壁を含むＭＭ内における第１ＤＷ
１１２ ２又は６磁壁を含むＭＭ内における第２ＤＷ
１１３ ６磁壁を含むＭＭ内における第３ＤＷ
１１４ ６磁壁を含むＭＭ内における第４ＤＷ
１１５ ６磁壁を含むＭＭ内における第５ＤＷ
１１６ ６磁壁を含むＭＭ内における第６ＤＷ

１３３ 第１巻き内の抵抗Ｒ３３（ウェブ３３）
１３４ 第１巻き内の抵抗Ｒ３４（ウェブ３４）
１４３ 第２巻き内の抵抗Ｒ４３（ウェブ４３）
１３４ 第２巻き内の抵抗Ｒ４４（ウェブ４４）
１５３ 第３巻き内の抵抗Ｒ５３（ウェブ５３）
１５４ 第３巻き内の抵抗Ｒ５４（ウェブ５４）
１６３ 第４巻き内の抵抗Ｒ６３（ウェブ６３）
１６４ 第４巻き内の抵抗Ｒ６４（ウェブ６４）
２０２ センサ要素２を有するチップ
２２１、２２２ ＤＷギャップ
２２５ａ 接点２５と結合した第１のボンディング接点
２２５ｂ 接点２５と結合した第２のボンディング接点
２３３ 第１巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ３３
２３４ 第１巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ３４
２４３ 第２巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ４３
２４４ 第２巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ４４
２５３ 第３巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ５３
２５４ 第３巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ５４
２６３ 第４巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ６３
２６４ 第４巻きに対する外部抵抗器Ｒｒｅｆ６４
２７０ ｇｎｄ接点７０と結合したボンディング接点
２８０ Ｖｃｃ接点８０と結合したボンディング接点
２９１ 中間接点９１と結合したボンディング接点
２９３ 中間接点９３と結合したボンディング接点
２９５ 中間接点９５と結合したボンディング接点
２９７ 中間接点９７と結合したボンディング接点
３０１ ウェブ５１とウェブ４４の間の拡大した角
３０２ 四分円状の多角線
４００ 手順図
５０１ 軟磁性層
５０２ トンネルバリア
５０３ 硬磁性層スタック
５０４ａ 絶縁層
５０４ｂ 絶縁層
５０５ トンネル接点上の金電極

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13a】

【図13b】

【図14】

【国際調査報告】