JP2017514114A - 磁気抵抗式磁気イメージング・センサ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、PCB1および複数の磁気抵抗センサ・チップ2を含む側方検出モード画像識別センサの構造図である。PCB1上で面積が大きい方の面がPCB1のおもて面1(2)であり、おもて面1(2)に隣接する面がPCB1の側面1(1)であり、PCB1のおもて面1(2)の方向が概してPCB1の方向と呼ばれる。同様に、磁気抵抗センサ・チップ2にもおもて面および側面2(1)がある。PCB1のおもて面1(2)には複数の磁気抵抗センサ・チップ2が位置し、磁気抵抗センサ・チップ2が位置するPCB1のおもて面1(2)は、磁気画像検出表面3に垂直である。磁気画像検出表面3は、走査および検出される画像が位置する平面である。複数の磁気抵抗センサ・チップ2の各側面2(1)は、磁気画像検出表面3に近いPCB1の側面1(1)と同一平面上にあってもなくてもよいが、磁気画像検出表面3に平行で可能な限りその近くにあり、複数の磁気抵抗センサ・チップ2の磁気感知方向7は、磁気画像検出表面3に垂直であり、図1の4は走査方向である。この構造の側方検出モード磁気抵抗画像識別センサは、永久磁石材料で作られた磁気画像の読取りのために直接使用されてもよく、例えばクレジット・カードの永久磁石ストリップを読み取るためのPOS機の磁気ヘッドに使用することができる。
図2〜図6は、側方検出モード画像識別センサが、軟磁性材料によって形成された磁気画像の読取りに応用される場合を示す概略構造図であり、永久磁石組立体5およびハウジング6をさらに含む。ハウジング6は、PCB1および複数の磁気抵抗式磁気センサ・チップ2の外側を覆い、永久磁石組立体5は、全体がハウジング6内に位置しても、一部分がハウジング6内に位置してもよく、または全体がハウジング6の外側に位置してもよいが、説明を簡単にするために図2〜図6では、永久磁石組立体5全体がハウジング6内に位置する場合を提示する。永久磁石組立体5の機能は、磁界を発生させて、軟磁性材料で作られた磁気画像検出表面3の軟磁性材料を磁化して、複数の磁気抵抗式磁気センサ・チップ2により軟磁性材料が検出されるようにすることである。ハウジング6の機能は、磁気抵抗センサ・チップ2およびPCB1を保護することである。永久磁石組立体5の全体または一部分がハウジング6の外側に位置することにより、画像識別センサの体積を低減することができる。
図7〜図10は、PCB1上での側面モード画像識別センサの複数の磁気抵抗センサ・チップ2の配置図である。
図11は、PCB11および複数の磁気抵抗センサ・チップ21を含む前方検出モード画像識別センサの構造を示しており、複数の磁気抵抗センサ・チップ21はPCB11のおもて面11(2)上に位置し、そのおもて面21(2)は磁気画像検出表面3に平行である。前方検出モード画像識別センサが硬磁石の検出に応用される場合には、その磁気感知方向は磁気画像検出表面3に平行でも垂直でもよく、磁気感知方向が磁気画像検出表面3に平行な場合には、その方向は走査方向4に平行でも垂直でもよい。磁気画像が硬磁石によって形成される場合、硬磁石により発生する磁場が磁気抵抗センサ・チップ21に作用し、走査方向4に沿ったそれらの磁界分配の特徴を電気信号に変換し、こうして磁気画像の読取りが実現される。
図12〜図14は、前方検出モード画像識別センサを、軟磁石材料から作られた磁気画像の検出に応用する場合を示す。
図15〜図17は、PCB11上での前方検出モード画像識別センサの複数の磁気抵抗センサ・チップ21の配置を示す図である。
Claims (21)
- 磁気画像を検出するために使用される磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサであって、該磁気画像が位置する平面が磁気画像検出表面であり、側方/前方検出モード画像識別センサを備え、該側方/前方検出モード画像識別センサが、PCB上にそれぞれ複数の磁気抵抗センサ・チップを備え、該側方検出モード画像識別センサの該複数の磁気抵抗センサ・チップの各側面が、該磁気画像検出表面に平行であり、該前方検出モード画像識別センサの該複数の磁気抵抗センサ・チップのおもて面が、該磁気画像検出表面に平行であり、隣接する磁気抵抗センサ・チップが、該磁気画像検出表面上の走査方向に沿った走査検出エリアにおいて互いに相補的である、または互いに交差する、磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記前方検出モード画像識別センサに対応する前記隣接する磁気抵抗センサ・チップが、前記PCBのおもて面において前記磁気抵抗センサ・チップの縁部に沿って、互いに千鳥状に配置される、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに対応する前記PCB上の前記複数の磁気抵抗センサ・チップのそれぞれの一方の側が、前記PCBの前記おもて面から離れて上がり、他方の側が、前記隣接する磁気抵抗センサ・チップのそれぞれの一方の側と傾斜して積層する、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに対応する前記PCB上の前記複数の磁気抵抗センサ・チップの前記隣接する磁気抵抗センサ・チップが、オンチップの千鳥状かつ積層状である、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 永久磁石組立体を備え、前記前方検出モード画像識別センサの前記複数の磁気抵抗センサ・チップの磁気感知方向が、前記走査方向に平行であり、前記側方検出モード画像識別センサの前記複数の磁気抵抗センサ・チップの磁気感知方向が、前記磁気画像検出表面に垂直である、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記永久磁石組立体が、前記PCBの両側にそれぞれ前記走査方向に沿って対称的に位置する同じ磁化方向の2つの永久磁石を備え、該磁化方向が、前記PCBの前記おもて面に垂直である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに関して、前記永久磁石組立体が、前記PCBの前記おもて面の両側に対称的に置かれた2つの永久磁石を備え、その磁化方向は両方とも前記磁気画像検出表面に垂直であるが、該2つの永久磁石の該磁化方向は反対である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに関して、前記永久磁石組立体が、前記PCBの前記おもて面の両側にそれぞれ位置する永久磁石と軟磁石とを備え、該永久磁石の磁化方向が、前記PCBの前記おもて面の方向に垂直であり、該軟磁石が、前記PCBの前記おもて面に平行である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに関して、前記永久磁石組立体が、前記磁気画像検出表面に向かう開口部を有する、前記PCBの同じ側に位置する永久磁石およびL字型の軟磁石によって形成される構造を備え、該L字型の軟磁石が、該永久磁石と前記PCBの間に位置し、該永久磁石が、該L字型の軟磁石の底部上に位置し、その磁化方向が前記磁気画像検出表面に垂直であり、該L字型の軟磁石の側面が前記PCBに平行である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに関して、前記永久磁石組立体が、前記磁気画像検出表面に向かう開口部を有する、永久磁石および2つの軟磁石によって形成される構造を備え、該永久磁石の磁化方向が前記PCBの前記おもて面に垂直であり、該永久磁石が前記PCBの底部に位置し、該2つの軟磁石が、前記PCBの前記おもて面の両側で該永久磁石の両端部に対称的に位置し、前記PCBに平行である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記前方検出モード画像識別センサに関して、前記永久磁石組立体が凹状永久磁石であり、溝が設けられている該凹状永久磁石の表面が、前記PCBの裏面に直接面しており、溝彫り方向が前記磁気画像検出表面に平行で前記磁気感知方向に垂直であり、該凹状永久磁石の磁化方向が前記PCBの方向に垂直である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記前方検出モード画像識別センサに関して、前記永久磁石組立体が、前記PCBの裏面の裏面永久磁石と、前記走査方向に沿って前記PCBの両側に対称的に置かれた2つの側面永久磁石とを備え、該裏面永久磁石および該2つの側面永久磁石の磁化方向が、すべて前記磁気画像検出表面に垂直であり、該裏面永久磁石と該2つの側面永久磁石の磁化方向が反対である、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記前方検出モード画像識別センサの前記複数の磁気抵抗センサ・チップの磁気感知方向が、前記磁気画像検出表面の方向に平行、または垂直であり、前記複数の磁気抵抗センサ・チップの前記磁気感知方向が前記磁気画像検出表面に平行であるとき、前記磁気感知方向は前記走査方向に平行、または垂直である、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記磁気抵抗センサ・チップが、2行1列、3行1列、または2行2列にそれぞれ配置された2つ、3つ、または4つの磁気感知ユニットを備えるハーフブリッジ構造であり、該様々な磁気感知ユニットの磁気感知方向が同一であり、前記磁気抵抗式磁気センサ・チップが2つの磁気感知ユニットを備えるとき、該2つの磁気感知ユニットが同じ抵抗を有し、ハーフブリッジを直接形成し、前記磁気抵抗式磁気センサ・チップが3つの磁気感知ユニットを備えるとき、中央の行の該感知ユニットの抵抗が、両側の行の該2つの感知ユニットの抵抗の半分であり、該両側の行の該2つの感知ユニットは、並列に接続された後で、該中央の行の該感知ユニットとともにハーフブリッジ構造を形成し、前記磁気抵抗式磁気センサ・チップが4つの磁気感知ユニットを備えるとき、該4つの感知ユニットの抵抗は同じであり、同じ行の2つの磁気感知ユニットが並列に接続され、次いで該2つの行が直列に接続されて、ハーフブリッジ構造を形成し、前記側方検出モード画像識別センサでは、その列方向が前記磁気画像検出表面に垂直であり、パッケージング中には、該磁気感知ユニットが、前記磁気画像検出表面に近い前記チップの片側に位置し、前記前方検出モード画像識別センサでは、その列方向が前記走査方向に平行である、請求項1から13のいずれかに記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記磁気抵抗センサ・チップが、4つの磁気感知ユニットを備えるフルブリッジ構造であり、該様々な磁気感知ユニットの磁気感知方向が同一であり、該4つの磁気感知ユニットが2行2列に配置され、フルブリッジを形成する2つのハーフブリッジに含まれる2つの感知ユニットが、2行であるがそれぞれ別の列に位置し、前記側方検出モード画像識別センサでは、その列方向が前記磁気画像検出表面に垂直であり、パッケージング中には、該感知ユニットが、前記磁気画像検出表面に近い前記チップの片側に位置し、前記前方検出モード画像識別センサでは、その列方向が前記走査方向に平行である、請求項1から13のいずれかに記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記ハーフブリッジ構造の前記磁気抵抗センサ・チップが、複数の感知ユニットと一体化された単一の磁気抵抗センサ・チップである、または1つもしくは複数の感知ユニットと一体化された複数の磁気抵抗センサ・チップの別々の要素の相互接続された組合せである、請求項14記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記フルブリッジ構造の前記磁気抵抗センサ・チップが、複数の感知ユニットと一体化された単一の磁気抵抗センサ・チップである、または1つもしくは複数の感知ユニットと一体化された複数の磁気抵抗センサ・チップの別々の要素の相互接続された組合せである、請求項15記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記磁気抵抗センサ・チップが、ワイヤボンディングのために、前記磁気抵抗センサ・チップのおもて面ボンディングパッドを採用した、または裏面ボンディングパッドを介するTSVを採用したパッケージング構造である、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記PCBおよび前記複数の磁気抵抗センサ・チップが置かれるハウジングをさらに備え、前記永久磁石組立体の一部分または全体が該ハウジング内に置かれる、または全体が該ハウジングの外側に位置する、請求項5記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記磁気抵抗式磁気センサ・チップの前記磁気感知ユニットが、AMR、Hall、GMR、またはTMRタイプの磁気抵抗センサのうちの1つである、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
- 前記側方検出モード画像識別センサに対応する前記磁気抵抗センサ・チップの各側面が、前記PCBの側面と同一平面上にある、または前記磁気画像検出表面に平行である、請求項1記載の磁気画像を識別するための磁気抵抗式磁気イメージング・センサ。
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