DE2921350A1

DE2921350A1 - Magnetischer wandlerkopf

Info

Publication number: DE2921350A1
Application number: DE19792921350
Authority: DE
Inventors: Takehiro Nagaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1979-11-29
Also published as: FR2426954A1; CA1129544A; US4277808A; GB2021843A; NL7904173A; GB2021843B; JPS54157610A; FR2426954B1; JPS6114572B2

Description

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ."". Γ ■' ■ .".:-" ■ S79P-7.0

321 3bO - 7 -

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Wandlerkopf - im folgenden "Magnetkopf" - und betrifft insbesondere einen Magnetkopf zur Wiedergabe von magnetisch gespeicherten Signalen unter Verwendung eines magnetoresistent wirksamen Elements, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit eines zugeführten Magnetfelds ändern läßt.

Es ist bekannt, daß Magnetköpfe bei Ausnutzung des Magnetoresistenz- oder Magnetwiderstandseffekts sehr hohe Empfindlichkeit bei der Wiedergabe von schmalen Äufzeichnungsspuren, für kurzwellige Wiedergabesignale sowie für extrem langsam ablaufende Wiedergabevorgänge zeigt—im Vergleich zu gewöhnlichen Magnetkopfwandlern, die mit elektromagnetischer Induktion arbeiten.

Als magnetoresistent wirksame Wandlerköpfe sind bereits verschiedene Arten bekannt, die je nach ihrem Aufbau und der Anordnung der Magnetoresistenzelemente und der zügeführten Vormagnetisierung unterschiedliche Charakteristika zeigen. Diese Magnetoresistenzelemente werden nachfolgend als MRE-Elemente (MRE = Magnetor^esistenz^ffekt) bezeichnet.

Fig. 1 der beigefügten Zeichnung zeigt in perspektivischer Prinzipdarstellung ein grundlegendes Äusführungsbeispiel für einen Wiedergabemagnetkopf vom sogenannten vertikalen MRE-Typ, der zum Auslesen von Speichersignalen aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, etwa einem Magnetband 1 benutzt wird entsprechend der Magnetfeldkomponente in einer zur magnetisierten Oberfläche der Magnetschicht des Bands 1 senkrechten Richtung. In diesem

909848/0948

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER ' £79P70

Fall ist ein MRE-Element 2, das aus einem dünnen Schichtmaterial hergestellt ist, in Breitenrichtung des Magnetbands 1 angeordnet und die Filmoberfläche des MRE-Elements liegt senkrecht zur Oberfläche des Magnetbands 1. Anschlüsse 3a und 3b führen von beiden Enden des MRE-Elements 2 nach außen und die Serienschaltung einer Gleichspannungsquelle S und eines Widerstands R liegt zwischen den Anschlüssen 3a und 3b, so daß ein Strom I durch das MRE-Element 2 fließt. Ausgangsklemmen t führen von den beiden Enden des Widerstands R nach außen. Das Magnetband 1 wird in der durch einen Pfeil a angegebenen Längsrichtung relativ zum MRE-Element 2 transportiert und das auf dem Magnetband 1 aufgezeichnete Signal wird durch den Magnetkopf bzw. das MRE-Element 2 in der Weise ausgelesen, daß die Widerstandsänderungen des MRE-Elements 2 aufgrund des auf dem Magnetband gespeicherten Magnetfelds (Signals) insbesondere der vertikalen Magnetfeldkomponente als Spannungsänderung über den Widerstand R abgetastet wird.

Die Perspektivdarstellung der Fig. 2 zeigt eine grundlegende Ausführungsform eines Wandlerkopfs vom sogenannten horizontalen MRE-Typ, mit dem sich auf dem Magnetband 1 gespeicherte Signale durch Abtastung der in Parallelrichtung zur Oberfläche der Magnetschicht des Magnetbands 1 liegende Magnetfeldkomponente abfragen läßt. In Fig. 2 sind die aus der Darstellung von Fig. 1 bekannten Teile mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet;soweit gleiche Verhältnisse gegeben sind, wird auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet.

30

Bei den zum Stand der Technik gehörenden Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 liegt das MRE-Element 2 direkt im gespeicherten Magnetfeld des Magnetbands 1. Wie die

909848/0948

ORIGINAL INSPECTED

TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER

— 9 _

Fig. 3 zeigt, ist es jedoch auch möglich, einen Magnetkern aus einem weichmagnetischen Material mit einem Luftspalt g an seiner Unterseite zu verwenden, wobei dann das MRE-Element 2 in einem Luftspalt G an der Oberseite des Magnetkerns 4 angeordnet ist.

Es ist weiterhin möglich, magnetische Abschirmkörper 5 zu beiden Seiten des MRE-Elements 2 zu verwenden, das ähnlich aufgebaut sein kann wie das in Fig. 1 dargestellte (vgl. Fig. 4).

Wie die Fig. 5 erkennen läßt, ist es außerdem möglich, eine Anordnung vorzusehen, bei der gleichzeitig ein Vormagnetisierungsfeld anliegt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein elektrisch leitfähiger Körper 6 längs des MRE-Elements 2 angeordnet sein und ein durch diesen leitfähigen Körper 6 fließender Strom Ib erzeugt ein Vormagnetisierungsfeld aufgrund eines entsprechend bemessenen Vormagnetisierungsstroms.

20

Wie die Fig. 6 erkennen läßt, kann das Vormagnetisierungsfeld auch durch einen Permanentmagneten 7 geliefert werden, der dem MRE-Element 2 gegenüberstehend angeordnet wird.

25

Wie sich aus dieser kurzen Übersicht ersehen läßt, sind aus dem Stand der Technik bereits eine Reihe von konstruktiven Lösungen für Magnetköpfe mit MRE-Elementen bekannt. Da das MRE-Element selbst jedoch sehr stark temperaturabhängig ist, werden seine spezifischen Eigenschaften durch Änderungen der Umgebungstemperatur stark beeinflußt und führen zu dem pauschal als thermisches Rauschen bekannten Effekt. Bis jetzt sind keine Mangetköpfe mit MRE-

809848/0948

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER . £792-70

- 10 -

Element bekannt, die eine ausreichend gute Linearität der erwünschten Kennwerte zeigen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkopf mit MRE-Element zu schaffen, der sich durch eine gute Linearität seiner Kennwerte auszeichnet und der insbesondere durch Wärme nicht beeinflußbar ist. Der zu schaffende Magnetkopf soll sich außerdem durch einen hohen Wirkungsgrad und große Ausgangssignalpegel auszeichnen. 10

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist in kurzer Zusammenfassung im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind aus der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar und u.a. in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei einer grundlegenden Ausführungsform der Erfindung enthält ein Magnetkopf ein erstes und ein zweites MRE-Element aus einem dünnen filmartigen Material, das Magnetoresistenz-Eigenschaft zeigt und beide Elemente sind im wesentlichen auf eine gemeinsame Linie ausgerichtet. Eine Stromquelle treibt einen Strom vorgegebener Richtung durch die beiden MRE-Elemente, die außerdem durch ein Vormagnetisierungsfeld beaufschlagt sind, das _f ausgewählt aus der Vielzahl der möglichen Magnetfelder eine Richtung von etwa _+ —j— _+ —5— U (n ganzzahlig) relativ zur Stromflußrichtung durch das erste und zweite MRE-Element aufweist. Die Stromquelle und die die Vormagnetisierung bewirkende Vorrichtung sind so gewählt, daß bei Zuführung eines gleichförmigen Magnetfeldsignals zum ersten und zweiten MRE-Element sich deren Widerstände in entgegengesetzter Richtung ändern, so daß sich am Ausgang

909848/0948

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER "":*." -'■-- ' "pORy Corp.

- 11 -

von erstem und zweiten MRE-Eleraent ein Differenzwert oder ein differentielles Ausgangssignal ergibt.

Die Erfindung und vorteilhafte weitere Einzelheiten sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 bis 6 bereits erwähnte Ausführungsformen bekannter Magnetköpfe mit MRE-Element; Fig. 7A und 7B Perspektivansichten von prinzipiellen

Ausfuhrungsformen von magnetischen Wandlerköpfen mit MRE-Element gemäß der Erfindung; Fig. 8 ein schematisches Schaubild zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ausführungsformen nach den Fig. 7A und 7B?

Fig. 9 in graphischer Darstellung den Zusammenhang zwischen der Richtung des das MRE-Element beaufschlagenden Magnetfelds in bezug auf die Richtung des durch das MRE-Element fließenden Stroms sowie dessen Widerstands;

Fig. 10 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

der Arbeitsweise der Erfindung; Fig. 11 und 12 die Draufsicht gegenüberstehender Substrate bei einem Beispiel eines magnetischen Wandlerkopfs gemäß der Erfindung;

Fig. 13 die Schnittdarstellung eines Magnetkopfs mit erfindungsgemäßen Merkmalen nach den Fig. und 12;

Fig. 14 und 15 die Perspektivdarstellung von Beispielen für Permanentmagnete zur Erzeugung des Vor

magnetisierungsfelds für ein MRE-Element, das bei den Beispielen der Fig. 11, 12, und 13 verwendet werden kann;

809848/0948

TERMEER-MDLLER-STEINMEISTER -S79P70

- 12 -

Fig. 16A, 16B und 17A, 17B graphische Darstellungen zur Erläuterung der Verteilungen von Magnetfeldern, die auf der Vorderseite der Magnete gemäß den Fig. 14 und 15 erzeugt werden; Fig. 18 und 19 in Vorder- bzw. Perspektivansicht den

prinzipiellen konstruktiven Aufbau von anderen Ausführungsbeispielen eines:!magnetischen Wandlerkopfs gemäß der Erfindung;

Fig. 20 in Schnittdarstellung den Magnetkopf der Fig. 19;

Fig. 21 bis 25 Darstellungen mit Erläuterungshinweisen von weiteren Ausführungsbeispielen von magnetischen Wandlerköpfen gemäß der Erfindung und

Fig. 26A und 26B in tabellarischer Übersicht von Zeigerdiagrammen den Zusammenhang des durch einen erfindungsgemäßen Magnetkopf fließenden Stroms und der Richtung des diesen beaufschlagenden Magnetfelds.
20

Auf die derzeit bekannten Beispiele von Magnetköpfen mit MRE-Elementen wurde bereits oben unter Bezug auf die Fig. 1 bis 6 eingegangen. Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung und Ausführungsbeiepiele unter Bezug auf die Fig. 7 bis 26 erläutert.

In Fig. 7A ist mit dem Bezugshinweis 8 allgemein ein Ausführungsbeispiel eines magnetischen Wandlerkopfs gemäß der Erfindung bezeichnet. Dieser Magnetkopf gehört zum sogenannten vertikalen MRE-Typ, der ein auf einem Speichermedium, beispielsweise einem Magnetband 1 gespeichertes Signal unter Ausnutzung jener Magnetfeldkomponente ausliest,

909848/0948

TER MEER -MÜLLER ■ STEiNMEISTER -":;"'* :.:..' "T .^g®ⁿY

- 13 -

die senkrecht in bezug auf das Band 1 liegt.

Wie die Fig. 7A und 7B erkennen lassen, bilden ein MRE-Element 9 und eine Vormagnetisierungsvorrichtung TO die wesentlichen Bauteile des Magnetkopfs 8. Das MRE-Element 9 besteht aus MRE-Elementenabschnitten, die je für sich einen Magnetoresistenzeffekt zeigen und aus einem dünnen Bandmaterial hergestellt sind. Die MRE-Elementteile sind elektrisch in Serie geschaltet und auf einer Linie in Breitenrichtung der Aufzeichnungsspur des Magnetbands 1 angeordnet. (In Fig. 7B ist die Vormagnetisierungsvorrichtung 10 nicht gezeigt; sie ist jedoch selbstverständlich in gleicher Weise vorhanden wie bei Fig. 7A.)Bei den Beispielen der Fig. 7A und 7B besteht das MRE-Element 9 aus zwei MRE-Elementabschnitten 9a und 9b aus dem erwähnten dünnen Bandmaterial; diese Abschnitte sind miteinander verbunden und erstrecken sich in Breitenrichtung des Magnetbands 1. Dieses MRE-Element 9 ist beispielsweise so angeordnet, daß seine Filmoberfläche senkrecht zur Magnetfläche des Magnetbands 1 steht. Von den beiden äußeren Enden des MRE-Elements 9 sind ein erster und ein zweiter Anschluß 11a bzw. 11b nach außen geführt, während ein dritter Anschluß 11c mit dem Verbindungspunkt der beiden Abschnitte 9a und 9b verbunden ist, d.h. von der Mitte der einstückig verbundenen Teile 9a und 9b nach außen führt. Bei den dargestellten Beispielen sind die Anschlüsse 11a, 11b und 11c einstückig mit dem MRE-Element 9 verbunden, das also insgesamt ein E-förmiges Element bildet. In diesem Fall sind die Größenabmessungen der einzelnen Teile des MRE-Elements 9 so getroffen, daß die Widerstandswerte der Abschnitte 9a und 9b d.h. die Widerstandswerte zwischen den Anschlüssen 11a und 11c bzw. 11c und 11b im wesentlichen gleich sind, wenn kein

909848/0948

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER S79P70

- 14 -

Signalmagnetfeld zugeführt wird.

Beim Beispiel der Fig. 7 A ist eine Stromversorgungsquelle, beispielsweise eine Gleichspannungsquelle S zwischen dem ersten und zweiten Anschluß 11a und 11b über einen Widerstand R3 angeschlossen und treibt einen Strom I durch die beiden MRE-Elementenabschnitte 9a und 9b sowie durch die Reihenverbindung von Widerständen R1 und R2, die als Ausgleichs- oder Brückenwiderstände parallel zur Reihen-ο verbindung der Gleichspannungsquelle S und des Widerstands R3 geschaltet sind. Die Ausgangsanschlüsse t sind vom Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 bzw. vom dritten Anschluß 11c nach außen geführt, so daß als Ausgangssignal ein Differenzwert geliefert wird.

15

Beim Beispiel der Fig. 7B ist eine Stromversorgungsquelle S einerseits mit dem dritten Anschluß 11c und andererseits über Widerstände R4 bzw. R5 mit den anderen Anschlüssen Ha und 11b verbunden, so daß die MRE-Elementenabschnitte 9a bzw. 9b von Strömen I bzw. -I jeweils in entgegengesetzter Richtung durchflossen werden. Ein Ausgangssignal ist als Differenzwert an den Klemmen t abgreifbar, die mit den Anschlüssen 11a bzw. 11b verbunden sind. In diesem Fall werden die Widerstände R1 und R2 bzw. R4 und R5 vorzugsweise mit gleichem Widerstandswert gewählt, während die Widerstände R3, R4 und R5 wesentlich größer gewählt werden können als die Widerstandswerte der MRE-Elementabschnitte 9a bzw. 9b.

Als Vormagnetisierungsvorrichtung 10 kann ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet verwendet werden. Bei den Beispielen der Fig. 7A und 7B wird ein Permanentmagnet

909848/0348

Sony Corp.

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER .'·.:"■ . '. :.". S79P70

- 15

als Vormagnetisierungsvorrichtung 10 verwendet. Diese Vormagnetisierungsvorrichtung 10 (die, wie erwähnt, in Fig. 7B nicht gezeigt ist), ist in bezug auf das MRE-Element 9 so angeordnet, daß die Abschnitte 9a bzw. 9b entlang ihrer Dünnschichtoberflächen mit Magnetfeldern in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt werden, oder daß z.B. der Nordpol N des Magneten 10 dem MRE-Elementenabschnitt 9a zwischen den Anschlüssen 11a und 11c gegenübersteht, während der Südpol S des Magneten 10 dem MRE-Elementenabschnitt 9b zwischen den Anschlüssen 11c und 11b gegenübersteht. Damit wird der MRE-Elementenabschnitt 9a vom Vormagnetisierungsfeld in einer Richtung von etwa —4— in bezug auf den durch diesen Abschnitt 9a zwischen den Anschlüssen 11a und 11c fließenden Strom I beaufschlagt, während der MRE-Elementenabschnitt 9b von einem Vormagne^ tisierungsfeld durchflutet ist, dessen Richtung etwa - —^- in bezug auf den durch diesen Abschnitt 9b fließenden Strom I liegt. Im allgemeinen ist das Vormagnetisierungsfeld hinsichtlich Stärke und Richtung entsprechend den jeweiligen Abschnitten des MRE-Elements 9 oder dessen Position unterschiedlich. Jedoch ist die Lagebeziehung zwischen dem MRE-Element 9 und der Vormagnetisierungsvorrichtung 10 so gewählt, daß bei relativ gleichförmiger Stärke des Vormagnetisierungsfelds dessen Richtung bei jeder Position des MRE-Elements 9 etwa _+ —j— in bezug auf den durchfließenden Strom I beträgt. Wird unter dieser Zustandsbedingung das in Fig. 8 gezeigte MRE-Element 9 durch Signalmagnetfelder + H₀ beaufschlagt, die durch die Magnetisierung eines

Auf zeichnungsmediurts in senkrechter Richtung zu dessen

Magnetoberfläche aufgezeichnet sind, so wird

das MRE-Element 9 - wie in Fig. 8 in gestrichelten Linien ■ gezeigt - durch ein Magnetfeld beaufschlagt, das sich aus den Signalmagnetfeldern +EL, dem Vormagnetisierungsfeld

— D

- 909848/0948

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 16 -

H_n und dem anistropen Magnetfeld H_T_ zusammensetzt.

D JA

Der Grund, weshalb die Richtung des Vormagnetisierungsfelds in bezug auf die Richtung des Stroms mit einem Winkel von etwa +_ -g—gewählt
wird nachfolgend beschrieben:

g
Winkel von etwa +_ -g—gewählt wird, wie oben dargestellt,

Die Beziehung zwischen einem Winkel θ der Richtung der Sättxgungsmagnetisierung des MRE-Elements 9 zur Richtung des durch das MRE-Element 9 fließenden Stroms I und einem Widerstandswert ^ (©) ^^es MRE-Elements 9 ist bekannt als die nachfolgend dargestellte Viogt-Thomson-Gleichung (1), deren Verlauf in Fig. 9 durch Hinweiszeichen 12 veranschaulicht ist:
15

(Θ) = f* (i + f- cos 2Θ (y, z)j -£^ (1),

U.

worin mit P_n der inhärente Widerstand eines MRE-Elements im Zustand der Entmagnetisierung, mit ot der Empfindlichkeitsindex (oC =Af/f_Q, f_Q = <*^# ^r--) des MRE-Elements, mit t die Filmdicke des MRE-Elements, mit ζ die Position des MRE-Elements in Breitenrichtung der Spur, mit Λ ζ ein Längenelement in Breitenrichtung der Spur ^und mit^y ein Längenelement in Oberflächenrichtung des MRE-Elements und senkrecht zu Λ ζ bezeichnet sind (siehe Fig. 10).

Aus Gleichung (1) läßt sich ablesen, daß sich die größte Widerstandsänderung Af ergibt, wenn die Richtung der Sättxgungsmagnetisierung oder des das MRE-Element 9 beaufschlagenden Magnetfelds sich für den Strom I innerhalb

eines Bereichs von -y- mit j- + γ- Il als Zentrum ändert (n ist O oder eine positive ganze Zahl). Werden dement-

909848/0948

Sony Corp. TER MEER - MÜLLER . STEINMEISTER - ... : I ""-'-'379P70

- 17 -

sprechend die Vormagnetisierungsfelder H_R, die in gleicher Richtung wie die Sattigungsmagnetisierung liegend ange-

ΊΓ

nommen werden, für den Strom I beispielsweise zu _+ —Λ— in der linken bzw. rechten Hälfte des MRE-Elements 9 mit dem Anschluß 11c als Grenze gewählt, wenn die Signalmagnetfelder + EL anliegen, so ändert sich θ in die die durch _.

~ ^s 7Γ

Pfeile +a und -a in Fig. 9 angegebenen Richtungen mit _+ —jals Zentrum. Damit ändern sich die Widerstandswerte zwischen den Anschlüssen 11a und 11c bzw. zwischen den Anschlüssen 11c und 11b differentiell mit dem Ergebnis, daß eine vergleichsweise große Widerstandsvariation hoher Symmetrie und Linearität entsteht. In diesem Fall ist es notwendig, auch das anisotrope Magnetfeld EL. zu betrachten, das jedoch nur vergleichsweise wenig Einfluß auf die Einstellrichtung des

T5 Vormagnetisierungsfelds H_ß bei etwa _+ —j- Einfluß hat.

Die obige Beschreibung bezieht sich auf das Bild der Fig. 8. Um ähnliche Vorgänge zu erreichen oder um ein Differenzausgangssignal· zwischen zwei MRE-Elementenabschnitten zu gewinnen, wenn der Widerstand des einen MRE-Elementenabschnitts durch ein Signalmagnetfeld ansteigt und jener des anderen MRE-Elementenabschnitts beim gleichen Signalmagnetfeld abfällt, können auch andere konstruktive Lösungen bei zweckentsprechender Auswahl der Zuführung des Vormagnetisierungsfelds und entsprechendem Stromfluß erreicht werden.

Es sei nun angenommen, daß ein von links nach rechts fließender Strom mit +1 und ein von rechts nach links fließender Strom mit -I und die Winkel des einen MRE-Elementenabschnitt beaufschlagenden Magnetfelds und der durch das MRE-Element fließende Strom in Gegenuhrzeiger-

909848/0948

Sony Corp. TER MfEER · MÜLLER ■ STEINMKIiJTETR S79P7 0

- 18 -

richtung mit + und in Uhrzeigerrichtung mit - mit dem Strom als Bezug bezeichnet seien. Wie sich aus Fig. 9 ablesen läßt, liegen die Winkelwerte des Vormagnetisierungsfelds zum Strom, bei denen sich maximale Widerstandsänderungen an je-

Il η '— dem MRE-Elementenabschnitt ergeben, bei +_ +_ —=— H (mit η = O, 1, 2, ...). In diesem Fall lassen sich also acht Kombinationen betrachten, nämlich für die Ströme +_ I und vier Magnetisierungsrichtungen durch vier Vormagnetisierungsfelder, d.h. einer Magnetisierung MA in Richtung des Winkels —j— für den Strom +1, eine Magnetisierung MB

3
in Richtung des Winkels -r ΊΓ für den Strom +1, eine Magnetisierung MC in Richtung des Winkels - -r 1/ für den Strom +1

Ψ und eine Magnetisierung MD in Richtung des Winkels - -τ für den Strom +1 (vgl. Fig. 26A). Im Falle der Kombination des Stroms +1 mit den Magnetisierungen MA und MB und der Kombination des Stroms -I mit den Magnetisierungen MA und MB für das Signalmagnetfeld +HS nimmt der Widerstand des MRE-Elementenabschnitts ab, was sich aus Fig. 9 ersehen läßt, während im Falle der Kombination des Stroms +1 mit den Magnetisierungen MC und MD und der Kombination des

• Stroms -I mit den Magnetisierungen MC und MD der Widerstand des MRE-Elementenabschnitts ansteigt, wie sich ebenfalls aus Fig. 9 ersehen läßt. Für das MRE-Elementenabschnittpaar gemäß der Erfindung mit Differenzbildung des Ausgangssignals lassen sich also 16 verschiedene Fälle betrachten, die in der Tabelle der Fig. 26B zusammengestellt sind. In dieser tabellarischen Übersichtsdarstellung sind die Winkel zwischen der Richtung des Stroms und der Magnetisierung durch ein Winkelzeichen angegeben und die 45 -Positionen bzw. 135 -Positionen entsprechen den Werten —τ— bzw. ητ'ΪΓ rad. Mit diesen Kombinationen lassen sich ähnliche Ergebnisse

909848/0948

COPY

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 19 -

erzielen, selbst wenn die linken und rechten Teile miteinander vertauscht sind. Die obigen Beziehungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Die Vorzeichen für die Ströme und Vormagnetisierungsfeider werden entsprechend der obigen Definition angesetzt. Eine Differenzbildung läßt sich erst dann gewährleisten, wenn das Produkt der Vorzeichen des Stroms und des Vormagnetisierungsfelds für jeden MRE-Elementenabschnitt gebildet wird und die Kombination von MRE-Elementenpaaren betrachtet wird, deren Vorzeichenprodukt ein unterschiedliches Vorzeichen ergibt.

Da bei der Darstellung der Fig. 8 der durch den rechten MRE-Elementenabschnitt 9b fließende Strom +1 ist und die Richtung des Vormagnetisierungsfelds H_ß auf + % liegt, ergibt sich für das Vorzeichenprodukt ein "+"-Zeichen, während sich für den linken MRE-Elementenabschnitt 9a bei Bildung des Vorzeichenprodukts ein "-"-Zeichen ergibt, da der durch diesen linken Abschnitt fließende Strom +1 beträgt und die Richtung des Vormagnetisierungsfelds H_ß auf - 4 liegt. Dies bedeutet, daß die Vorzeichen der Produkte unterschiedlich sind.

Die in der Tabelle der Fig. 26B mit "^ markierte Kombination kann dadurch erreicht werden, daß ein Vormagnetisierungsgenerator, also etwa der Magnet 10 mit einer Mittenaussparung 20 (vgl. Fig. 7A) auf der gleichen oder gegenüberliegenden Seite des MRE-Elements 9 in bezug auf das magnetische Aufzeichnungsmedium so angeordnet wird, daß seine Magnetpole auf die jeweiligen MRE-Elementenabschnitte ausgerichtet sind und die Richtungen der Magnetpole und Ströme geeignet gewählt werden. Die anderen Kombinationen aus

809848/0948 _C0PY

Sony Corp. TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER S79P7Ö

- 20 -

Fig. 26B lassen sich entsprechend durch geeignete Auswahl der Zuordnung zwischen den Magneten und den MRE-Elementenpositionen erreichen.

Nachfolgend wird die Empfindlichkeit des magnetischen Wandlerkopfs gemäß der Erfindung einer genaueren Betrachtun g unt er ζ ogen:

Der Widerstandswert des MRE-Elementenabschnitts 9a oder 9b zwischen den Anschlüssen 11c und 11a oder 11c und 11b läßt sich entsprechend der nachfolgenden Gleichung (2) als der Gesamtwiderstand bestimmen, der sich durch Integration der Widerstandswerte über die Gesamtzahl der infinitesimalen Abschnitten der MRE-Elementenabschnitte 9a oder 9b, wiedergegeben durch die Gleichung (1), errechnen läßt:

15

fs"

fo*	rd+w	r-c/2 J z=O	1	cos 29_B(y,	z)\| dz
T '	J_y=a		dy
			oC* 2

20

In dieser Gleichung (2) ist mit 0„(y,z) der Winkel zwi-

sehen der Richtung des Sättigungsvormagnetisierungsfelds und der Richtung des durch das MRE-Element 9 fließenden Stroms I, mit € die Länge des MRE-Elements 9, mit w die Breite dieses Elements und mit d der Abstand zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums und dem Endabschnitt des MRE-Elements bezeichnet (vgl. Fig. 10).

Aus Gleichung (2) ergibt sich die Widerstandsänderung

θ_β - ξ¹ , die maßgeblich für den Differenzausgangswert ist, wenn das Signalmagnetfeld HS anliegt, entsprechend der

909848/0948

Sony.Corp.

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER . "'. 1 ". . S7-5P70

- 21 -

folgenden Gleichung (3):

Pp

"fB_T+S t fd+w

R L I . dy

°p cos 2 Θ_{Β +s}(y,z)) dz

) Z=O

d+w dy

d«

(3)

Ib

In Gleichung (3) sind mit e_BR+s(y,z) und Ö_BL+g(y'^z) ^die Winkel zwischen der Richtung des Stroms I und der Richtung des zusammengesetzten Magnetfelds eines den rechten MRE-Elementenabschnitt in Fig. 10 beaufschlagenden Vormagnetisierungsfelds H_ßR und des Signalmagnetfelds H_g, d.h. H_ßR + H_g bzw. des zusammengesetzten Magnetfelds des den linken MRE-Elementenabschnitts beaufschlagenden Vormagnetisierungsfelds H in Fig. 10 und des Signalmagnetfelds H_g, d.h. H_ßL + H_g bezeichnet. Dementsprechend läßt sich eine differentielle Aus gangs spannung AV_pp (Peak-zu-Peak-Wert) mit der folgenden Gleichung (4) ausdrucken:

- (f_E+s

worin mitf_{B +s} bzw. f_{ß +s} die Widerstandsänderungen des

rechten bzw.^Rlinken MRE-Elementenabschnitts bezeichnet sind.

909848/0948

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER S79P70

- 22 -

In ähnlicher Weise läßt sich die Widerstandsänderung, bezogen auf den Differenzausgang, bei Anlegen des Signalmagnetfelds -HS wie folgt darstellen:

c λ VPP = (P - P ) I

wobei die Winkel der zusammengesetzten Magnetfelder H_a - H_e

und H - H_c und der Strom I als ©_D (y,z) und θ,, „ (y,z) an-B_L S B_R-S B_L-S

gesetzt und zur Substitution in die Gleichung (3) eingeführt werden.

Nachfolgend wird die Art der Berechnung eines Ausgangssignals des magnetischen Wandlerkopfs anhand eines praktischen Beispiels in Verbindung mit der obigen Gleichung (4) erläutert:

Wird angenommen, daß &ζ/ξ = 5 %, die aufgezeichnete Wellenlenge λ = 5 μπι, d = 0,1 μπι, w = 5 um, t = 0,05 μπι, 1=3 mA betragen, ein mit CrO^-Pulver beschichtetes Magnetband als Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das Vormagnetisierungsfeld H₀ eine Stärke von 100 o£ aufweist und der

XD

Winkel zwischen dem Vormagnetisierungsfeld H_ und dem Strom I zu +_ -τ rad. angesetzt wird, so ergibt sich über den Klemmen t in Fig. 7 bei einer Spurbreite von 100 μπι eine reproduzierte Ausgangssignalstärke Δ V von etwa 2 mV. ""

Da beim obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung der dritte Anschluß 11c vom Zentrum des MRE-Elements 9 nach außen geführt ist und die differentiellen Änderungen des Widerstands zwischen den Anschlüssen 11a und 11c und zwischen den Anschlüssen 11c und 11b abgefragt werden, werden Widerstandsänderungen gleicher Phase aufgrund von Temperaturänderungen usw. beseitigt und treten im Ausgangssignal nicht auf. Außerdem bleibt

909848/0948

COPY

- -.Spny„£or.p.

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER ' .

- 23 -

die Symmetrie der positiven und negativen Signale beibehalten.

Zur Herstellung eines magnetischen Wandlerkopfs entsprechend der oben erläuterten theoretischen Konstruktion sind folgende Schritte auszuführen:

Wie etwa die Figuren 11 und 12 erkennen lassen, werden isolierende Grundplatten beispielsweise Substrate aus Glas/ Keramik oder dergleichen oder zwei Substrate 13 und 14, die jeweils beispielsweise aus einem Halbleitermaterial wie Silicium oder aus einem Leiter, der mit einer Isolierschicht beispielsweise aus Siliciumdioxid (SiC^) beschichtet werden, vorbereitet. Sodann wird ein Material mit Magnetoresistenzeigenschaft etwa NiCo-Legierung, Permalloy (NiFe-Legierung) oder dergleichen auf ein Substrat, beispielsweise auf das Substrat 13 in dünner Schicht aufgebracht, um ein MRE-Element 9 mit den Elementenabschnitten 9a und 9b und den zugeordneten Anschlüssen 11a, 11b und 11c zu erzeugen, wie die Fig. 11 erkennen läßt. Dieses MRE-Element 9 und die entsprechenden Anschlüsse 11a, 11b und 11c kann beispielsweise durch Aufdampfen eines Materials mit den erwähnten MRE-Eigenschaften auf ein Substrat in einer festgelegten Musterverteilung beispielsweise als das erwähnte E-förmige Muster hergestellt werden. Dazu alternativ kann das gleiche Material auch auf die gesamte Oberfläche eines Substrats durch ein Aufdampfverfahren aufgebracht werden und anschließend werden die unerwünschten Bereiche der Aufdampfschicht beispielsweise in einem Photoätzprozeß entfernt. Wie die Fig. 12 zeigt, ist am anderen Substrat 14 ein magnetischer Körper mit hoher Koerzitivkraft etwa durch Verkleben befestigt, insbesondere und beispielshalber eine dünne Platte aus CuNiFe-Legierung, CuNiCo-Legierung oder dergleichen, oder es wird ein Permanent-

909848/0948

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER

- 24 -

magnet mit einer NS-magnetisierten Schicht als Vorrichtung zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfelds verwendet. Sodann werden die beiden Substrate 13 und 14 miteinander durch ein Haftmittel 15 etwa mittels Epoxiharz, oC -Cyanoacrylat oder dergleichen so verbunden, daß das MRE-Element 9 und die Vorrichtung 10 zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfelds einander gegenüberstehen, wie die Fig. 13 zeigt. An den Außenseiten der Substrate 13 bzw. 14 sind magnetische Abschirmkörper 16 bzw. 17 jeweils mit hoher Abriebfestigkeit angesetzt. Der so hergestellte laminierte Körper aus den Substraten 13, 14 und den magnetischen Abschirmkörpern 16, 17 wird in Längsrichtung des MRE-Elements 9 durch Schleifen bearbeitet, um die seitlichen Endflächen des MRE-Elements 9 freizulegen, die dem magnetischen Aufzeichnungsmedium an der Kontaktfläche 18 gegenüberstehen.

Aus den soweit gegebenen Erläuterungen ist für den Fachmann ersichtlich, daß ein magnetischer Wandlerkopf 8 mit erfindungsgemäßen Merkmalen, der zunächst anhand von Fig. 7 nur in seinem theoretischen Aufbau beschrieben wurde, auch praktisch hergestellt werden kann.

In diesem Fall können für die Vorrichtung 10 zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfelds unterschiedliche Formen von Permanentmagneten verwendet werden. Wie beispielsweise die Fig. 14 zeigt, wird eine Platte mit Rechteckquerschnitt vorbereitet und entland ihrer Längsseitenkante 19 NS-magnetisiert. Alternativ dazu kann - wie die Fig. 15 erkennen läßt die NS-magnetisierte Seitenkante 19 mit einer nutartigen Aussparung 20 versehen werden, wodurch sich die Änderung der Stärke des Vormagnetisierungsfelds im Winkelbereich +_ \ abhängig von der Position des MRE-Elements-vermindert werden

909848/0948

Sony Corp.

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER . ^: · -' ' - - S79.P70:

- 25 -

kann, was weiter unten noch näher erläutert wird.

Die Fig. 16 und 17 zeigen die graphische Darstellung der gemessenen Magnetfeldverteilung der in den Fig. 14 und dargestellten Magnete TO entlang deren Längsrichtung (z-Richtung) vom Zentrum der Endkante 19 im Falle der Fig. 14 und vom Zentrum der Endkante innerhalb der Aussparung 20 im Falle der Fig. 15. Das Zentrum ist jeweils

als O-Punkt markiert. Die Fig. 1 6A und 17A zeigen jeweils die Verteilung der Magnetfeldstärke in y-Richtung, also senkrecht zur Endkante 19, während die Fig. 16B und 17B die Verteilung jeweils in z-Richtung veranschaulichen. Die jeweiligen Kurvenscharen zeigen den Fall, daß sich der Abstand y von der Endkante 19 des Magneten 10 (relativer Wert) ändert. Die

Hinweiszeichen Z1, Z2 und Z3 in den Fig. 16 und 17 zeigen die Positionen, für die die Richtungen der Magnetfelder jeweils 20°, 45° bzw. 70° relativ zur z-Achse betragen. Ist etwa der Winkelbereich von 20° bis 70° als bevorzugter Bereich für das MRE-Element 9 hinsichtlich des Vormagnetisierungsfelds anzusehen, so läßt sich auch für große Breiten von Z1 bis Z3 bzw. -Z1 bis -Z3 über einen weiten Bereich ein günstiges Vormagnetisierungsfeld für das MRE-Element 9 erreichen. Wie sich aus dem Vergleich der Fig. 16 und 17 ersehen läßt, werden die Breitenwerte Z1 bis Z3 und -Z1 bis -Z3 größer, wenn die Endkante 19 des Magneten 10 mit der Aussparung 20 versehen ist, als bei dem Fall, wenn die Aussparung 20 nicht vorhanden ist. Wie oben in Verbindung mit der Fig. 9 erläutert, ist es hinsichtlich der Richtung des Vormagnetisierungsfelds im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, wenn das Vormagnetisierungsfeld das MRE-Element 9 so beaufschlagt,

daß für den Strom I die Richtung + —τ- _+ -y-// / also beif <i £

spielsweise -j für alle Positionen des MRE-Elementenabschnitts 9a des MRE-Elements 9 zwischen den Anschlüssen 11a

909848/0948

Sony Corp.

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER S79P/0

- 26 -

71

und 11c und - -τ für alle Positionen des MRE-Elementenab-

schnitts 9b des MRE-Elements 9 zwischen den Anschlüssen 11c und 11b gilt. Da die Stärke des Vormagnetisierungsfelds in allen Stellungen des MRE-Elements gleichförmig ist, so daß sich eine Verbesserung der Wiedergabeempfindlichkeit ergibt, kann die Endkante 19 der das Vormagnetisierungsfeld liefernden Vorrichtung 10 beispielsweise gekrümmt sein, so daß die Endkante 19 einen zum Zentrum der Endkante 19 nach innen abgeschrägten Verlauf aufweist. Damit läßt sich erreichen, daß das MRE-Element 9 an seinen jeweiligen Abschnitten durch ein Vormagnetisierungsfeld mit einem Gradier
enten von etwa _+ -j beaufschlagt wird. Außerdem ist der Mittenbereich der Vorrichtung 10 mit einer hohen Stärke des Magnetfelds relativ weit vom MRE-Element 9 abgerückt, um eine weitgehend gleichförmige Stärke des Magnetfelds zu gewährleisten.

Die Aussparung 20 im Permanentmagneten 10 in der Nähe des Anschlusses 11c (vgl. die Pig. 7 und 18) kann zur Anbringung eines Leiters zur Magnetisierung des Permanentmagneten 10 verwendet werden, was jedoch in manchen Fällen nicht notwendig ist.

Beim obigen Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet ein Permanentmagnet mit NS-Magnetisierung die das Vormagnetisierungsfeld erzeugende Vorrichtung 10. Ebensogut kann ein Elektromagnet verwendet werden.

Die Fig. 19 zeigt die Perspektivdarstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der die das Vormagnetisierungsfeld erzeugende Vorrichtung 10 aus einem Elektromagneten besteht. Die aus der Fig. 7 bereits bekannten analogen Elemente sind mit den gleichen Bezugs-

909848/0948

Sony Corp.

S79-P7.0..

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER " · ' ' .. " · -

- 27 - -

hinweisen gekennzeichnet; ihre Beschreibung im einzelnen ""■■ wird weggelassen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 19 wird als Vormagnetisierungsvorrichtung 10 ein C- oder U-förmiger Kern 21 aus einem weichmagnetischen Material verwendet. Leiter 22a und 22b sind so angeordnet, daß der Kern 21 erfaßt ist und ein von einer entsprechenden Quelle Sb gelieferter und durch die Leiter 22a und 22b fließender Strom I₀

B erzeugt durch elektromagnetische Induktion ein Magnetfeld.

In diesem Fall ist der Kern 21 so angeordnet, daß seine beiden Enden, d.h. seine beiden Magnetpole,den MRE-Elementenabschnitten 9a bzw. 9b des MRE-Elements 9 gegenüberstehen und außerdem den dritten oder mittleren Anschluß 11c des MRE-Elements 9 erfassen.

Um den in Fig. 19 dargestellten magnetischen Wandlerkopf 8 zu realisieren werden - was auch aus Fig. 20 deutlich wird - zwei Substrate 13 und 14 vorbereitet, auf die das MRE-Element 9 ähnlich wie in Fig. 11 aufgebracht wird. Der eine Leiter 22b wird in gewünschter Musterverteilung durch Verdampfungstechnik auf das andere Substrat 14 aufgebracht. Sodann wird das Substrat 14 mit einer Harzschicht 23 so bedeckt, daß ein Teilbereich des Leiters 22b freiliegt, ■während der restliche Teil des Leiters 22b durch die Harzschicht 23 bedeckt ist. Der weichmagnetische Kern 21 wird mit der Harzschicht 23 verklebt, und sodann wird der andere Leiter 22a darüber in gewünschter Musterverteilung aufgebracht, beispielsweise mittels Verdampfungstechnik. In diesem Fall wird ein Ende des Leiters 22a mit jenem Teil des Leiters 22b verbunden, der freiliegt, also nicht durch die Harzschicht 23 abgedeckt ist. Sodann werden beide Substrate 13 und 14 durch das Klebemittel 15 miteinander unter Einhaltung der notwendigen Positionsbeziehung miteinander ver-

90984S/0948 copy

Sony CorD. TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER S79P7G

- 28 -

bunden. In Fig. 20 sind die aus Fig. 13 bereits bekannten entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet und eine ins einzelne gehende Beschreibung wird weggelassen.
5

Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung nach den Fig. 7 und 19 sind die zur Gewinnung des differentiellen Ausgangssignals erforderlichen Widerstände R1 und R2 als externe Widerstände vorhanden. Es ist jedoch in einigen Fällen auch möglich, die Widerstände R1 und R2 als Teil des oder der MRE-Elemente auszubilden.

Die Fig. 21 zeigt ein Ausführungsbeispiel für diesen Fall. Hier sind die Widerstände R1 und R2 als Teil eines MRE-Elements 24 ausgebildet. Erste bis dritte Anschlüsse 25a, 25b und 25c sind von den beiden Enden bzw. vom Zentrum des MRE-Elements 2 4 nach außen geführt und die Widerstände R1 und R2 werden durch jene Abschnitte des MRE-Elements 24 gebildet, die zwischen den Anschlüssen 25a und 25c bzw. zwisehen den Anschlüssen 25c und 25b liegen. In Fig. 21 sind die der Darstellung von Fig. 7 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet; eine Beschreibung von Einzelheiten kann erübrigt werden.

Werden beim Ausführungsbeispiel der Fig. 21 vier MRE-Elementenabschnitte R1, R2 bzw. 9a und 9b der MRE-Elemente 24 und 9 dem Signalmagnetfeld +HS gleichförmig ausgesetzt, so steigt der Widerstand des MRE-Elementenabschnitts 9b und des Widerstands R1 an, während der des MRE-Elementenabschnitts 9a und des Widerstands R2 abfällt. Dementsprechend wird zu diesem Zeitpunkt das Potential am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 niedrig, während das Potential am Verbindungspunkt zwischen den MRE-Elementenabschnitten 9a

909848/0948

COPY

Sony Corp.

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER " " .':'.'.' "^S:⁷.?P.7O

- 29 -

und 9b ansteigt. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 21 liefert also ein vergleichsweise großes Ausgangssignal.

Die Wiedergabeempfindlichkeit des MRE-Elements 9 wird deutlich höher, da die MRE-Elementenabschnitte 9a und 9b langer sind. Wie die Fig. 22 erkennen läßt, ist es damit möglich, die MRE-Elementenabschnitte 9a und 9b zu falten, um bei im wesentlichen gleicher Baugröße eine wesentlich größere Länge zu erzielen. In diesem Fall können die gefalteten Abschnitte so hergestellt werden, daß die Schichtoberfläche des MRE-Elements 9 überlappt ist.

Die Figuren 23A und 23B zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung in Anwendung auf Vie lkanal-Wandlerköpfe, mit denen sich Signale aus einer Mehrzahl von magnetischen Aufzeichnungsspuren auslesen lassen. Im Beispiel der Fig. 23A ist eine Mehrzahl von MRE-Elementen 9.., 9~λ 9.,, ..., die je für sich betrachtet dem oben beschriebenen Aufbau des MRE-Elements 9 entsprechen, so angeordnet, daß sich ein gemeinsamer Ausgangsanschluß t vom Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 und weitere Ausgangsanschlüsse t.. , t₂, t^, ... vom Mittenanschluß jedes MRE-Elements 9., 9₂, 9₃/ ··· ableiten lassen. Die Fig. 23B zeigt ein Beispiel, bei dem die Ausführungsform der Fig. 7B auf einen magnetischen Vielkanal-Wandlerkopf angewendet wird. In den Fig. 23A und 23B sind die aus den Fig. 7A bzw. 7B bereits bekannten Elemente mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet; ihre Beschreibung in Einzelheiten kann erübrigt werden. In Fig. 23B sind die Ausgleichs- oder Brückenwiderstände mit r.. und r~ bezeichnet, die den Widerständen R₄ und R₁. der Fig. 7B entsprechen.

909848/0948 ^COPY

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER S79P70

- 30 -

In den erläuterten Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei MRE-Elementenabschnitte 9a und 9b für die Spur eines Kanals vorgesehen. Wird die Erfindung jedoch bei nur einem Kanal mit großer Spurbreite angewendet, so können - wie die Fig. 24 zeigt - unterteilte MRE-Elementenabschnitte 9a1, 9a2, 9a3, 9b1, 9b2, 9b3 in der Folge 9a1 - 9b1 - 9a2 - 9b2 - 9a3 9b3 vorgesehen sein. Damit läßt sich ein gemeinsamer Magnetpol für benachbarte MRE-Elementenabschnitte vorsehen, um für die das Vormagnetisierungsfeld erzeugende Vorrichtung 10 einen einfachen konstruktiven Aufbau zu erhalten. Beim Beispiel der Fig. 24 werden drei Paare von MRE-Elementenabschnitten verwendet. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, im Bedarfsfall die Anzahl der MRE-Elementenabschnittspaare zu vergrößern.

15

Bei den oben erläuterten Ausführungsformen der Erfindung wird das MRE-Element 9 direkt durch das Signalmagnetfeld beeinflußt. Es ist jedoch ebenso möglich, das MRE-Element 9 innerhalb des Magnetpfads eines Kerns aus weichmagnetischem Material anzuordnen, so daß das MRE-Element nur indirekt durch das Signalmagnetfeld beaufschlagt wird.

Die das Vormagnetisierungsfeld liefernde Vorrichtung kann in Ergänzung zu den obigen Ausführungsbeispielen auch noch in anderer Hinsicht abgewandelt werden. Wie die Fig. zeigt, kann ein Kern 30 aus weichmagnetischem Material in Verbindung mit einem Magneten 31 verwendet werden, der auf einem Teil des Kerns 30 aufgebracht ist, die gemeinsam die Vorrichtung 10 zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfelds bilden.

Obgleich sich die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung auf magnetische Wandlerköpfe vom soge-

909848/0948

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER

- 31 -

nannten Vertikaltyp bezogen, läßt sich die Erfindung ebenso auf magnetische Wandlerköpfe vom Longitudinaltyp anwenden .

909848/09 43

Leerseite

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINME1STER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before She European Patent Office Mandataires agreed pres !'Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

SSäü'^MÜller Siekerwa.17,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD

S79P70 25. Mai 1979

Mü/vL

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo/Japan

Magnetischer Wandlerkopf

Priorität: 26. Mai 1978, Japan, Ser.Nr. 62956/78

PATENTANSPRÜCHE

Magnetkopf mit einem durch ein Vormagnetisierungsfeld beaufschlagten Magnetoresistenzelement, dadurch gekennzeichnet , daß

- das Magnetoresxstenzelement (9) ein erstes und ein zweites im wesentlichen auf eine gemeinsame Linie ausgerichtetes Magnetoresistenzelement (9a, 9b) aus einem

0098 4 8/0943

\ Sony Corp.

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER - ' S79P70

Dünnschichtmaterial mit Magnetoresistenzeigenschaft umfaßt;

-eine Stromquelle (S) vorhanden ist, die einen Strom (I) in einer jeweils festgelegten Richtung durch die beiden Magnetoresistenselemente treibt;

die die beiden Magnetoresistenzelemente mit einem Vormagnetisierungsfeld beaufschlagende Einrichtung (10) so angeordnet ist, daß das oder die Vormagnetisierungsfeld(er) hinsichtlich (seiner)ihrer Richtung aus der Vielzahl der möglichen Magnetfelder in Richtungen von etwa ± + jiT (n ganzzahlig) in bezug auf die Stromfluß-

_richtung durch das erste bzw. zweite Magnetoresistenzelement liegen;

- die Stromquelle und die Vormagnetisierungseinrichtung (10) so ausgewählt sind, daß bei Anlegen eines gleichen Signalmagnetfelds (H ) an das erste bzw. zweite Magnetoresistenzelement deren Widerstandswerte sich entgegengesetzt in bezug zueinander ändern, und

- die Ausgänge vom ersten bzw. zweiten Magnetoresistenzelement als Differenzwerte abgreifbar sind.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Magnetoresistenzelement (9a, 9b) in Serie miteinander verbunden sind, und daß die Einrichtung zur Erfassung der Ausgangssignale der beiden Magnetoresistenzelemente die Ausgangssignaldifferenz aufgrund der sich ändernden Widerstände des ersten bzw. zweiten Magnetoresistenzelementes erfaßt.
3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß von den beiden in Serie verbundenen Magnetoresistenzelementen ein erster Anschlußleiter (11a) vom äußeren Ende des ersten Elements (9a), ein zweiter

909848/094 3

Sony Corp, TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ;-' ""!

Anschlußleiter (11b) vom äußeren Ende des zweiten Elements (9b) und ein dritter Anschlußleiter (11c) vom Verbindungspunkt der beiden Elemente nach außen geführt ist.
4. Magnetkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (10) zur Einspeisung des Vormagnetisierungsfelds einen Magneten aufweist, der in bezug auf das erste und das zweite Magnetoresistenzelement so angeordnet ist, daß Magnetpole entgegengesetzter Polarität zwischen dem ersten (11a) und dritten Anschluß (11c) bzw. zwischen dem dritten (11c) und zweiten Anschluß (11b) liegen.
5. Magnetkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Ableitung eines Ausgangssignals einen ersten und einen zweiten Widerstand (R-, R₂ bzw. R., R₅) umfaßt, die in Brückenschaltung mit dem ersten und zweiten Magnetoresistenzelement verbunden sind.
6. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromquelle parallel zur Serienschaltung aus erstem und zweitem Widerstand und parallel zur Serienverbindung des ersten und zweiten Magnetoresistenzelementes geschaltet ist, und daß zwei Ausgänge (t) vom Verbindungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Widerstand bzw. am Verbindungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Magnetoresistenzelement abgreifbar sind (Fig. 7A).
7. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromquelle parallel zur Serienschaltung aus erstem Magnetoresistenzelement (9a) und erstem Widerstand (R₄) und parallel zur Serienschaltung aus

Sony Corp. TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER " S79P70

zweitem Magnetoresistenzelement (9b) und zweitem Widerstand (R₅) angeschlossen ist, und daß ein Ausgang (t) am Verbindungspunkt zwischen dem ersten Magnetoresistenzelement und dem ersten Widerstand und am Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Magnetoresistenzelement und dem zweiten Widerstand abgreifbar ist (Fig. 7B).
8. Magnetkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und zweite Widerstand aus einem DünnfiImmaterial mit Magnetoresistenzeigenschaft hergestellt sind (Fig. 21).
9. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Magnetoresistenzelement unmittelbar angrenzend an ein relativ dazu bewegbares magnetisches Aufzeichnungsmedium angeordnet sind.
10. Vielkanal-Magnetkopf mit einer Mehrzahl von Magnetköpfen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zweiten Anschlüsse jedes einzelnen Magnetkopfes gemeinsam mit der Stromquelle verbunden sind.
11. Vielkanal-Magnetkopf mit einer Mehrzahl von Magnetköpfen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils dritten Anschlüsse jedes Magnetkopfes gemeinsam mit einer Klemme der Stromquelle verbunden sind, und daß die Verbindungspunkte zwischen dem ersten und zweiten Widerstand jedes Magnetkopfs gemeinsam an die andere Klemme der Stromquelle angeschlossen sind.

909848/0948

Sony Corp.

TER MEER -MÜLLER - STEINMEISTER ' ::.. . ::\ .'^:.S'79P70
12. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetoresistenzelemente auf einem isolierenden Substrat (13) aufgebracht sind, und daß die Vormagnetisierungseinrxchtung auf einem anderen isolierenden Substrat (14) aufgebracht ist und beide Substrate miteinander verbunden sind (Fig. 19, 20).
13. Magnetkopf mit durch ein Vormagnetisierungsfeld beaufschlagtem Magnetoresistenzelement, gekennzeichnet durch

- ein erstes und ein zweites Magnetoresistenzelement (9a, 9b), die jeweils aus einem Dünnschichtmaterial mit Magnetoresistenzeigenschaft hergestellt, im wesentlichen auf eine gemeinsame Linie ausgerichtet sind und einen ersten (11a), nach außen geführten Anschluß vom äußeren Ende des ersten Magnetoresistenzelementes, einen zweiten (11b) nach außen geführten Anschluß vom äußeren Ende des zweiten Magnetoresistenzelements und einen dritten nach außen geführten Anschluß (11c) vom Verbindungspunkt des ersten und zweiten Magnetoresistenzelements aufweisen;

- eine Stromquelle (S), die in jeweils festgelegter Richtung einen Strom durch das erste und zweite Magnetoresistenzelement treibt;

- eine Vormagnetisierungseinrxchtung (10), die das erste und das zweite Magnetoresistenzelement mit einem Magnetfeld jeweils festgelegter Richtung in bezug auf die Stromflußrichtungen beaufschlagt und einen Magneten aufweist; der in bezug auf das erste und zweite Magnetoresistenzelement so angeordnet ist, daß Magnetpole mit zueinander entgegengesetzter Polarität zwischen dem ersten und dritten Anschluß bzw. dem dritten und zweiten Anschluß

909848/0948

Sony Corp. TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER · S79P70

liegen, wobei der Magnet eine Aussparung (2 0) zwischen den beiden Magnetpolen aufweist und

- weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Stromrichtung und die Richtung des Magnetfelds so gewählt sind, daß bei Anlegen eines einheitlichen Signalmagnetfelds (H_c) an das erste und zweite Magnetoresistenzelement sich deren Widerstandswerte entgegengesetzt in bezug zueinander ändern, und daß die Ausgangssignale vom ersten und zweiten Magnetoresistenzelement als Differenzwert bzw. differentiell abgreifbar sind.
14. Magnetkopfwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der zur Vormagnetisierung verwendete Magnet ein Permanentmagnet ist.
15. Magnetkopfwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der zur Vormagnetisierung verwendete Magnet ein Elektromagnet ist.

909848/0948