(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
磁場の累積回転数に関連した磁気状態を格納するように構成され、かつ少なくとも２回転をカウントするように構成された、マルチターンカウンタであって、
互いに直列に電気的に結合され、かつ少なくとも８個の磁気抵抗素子を含む、複数の磁気抵抗素子と、
前記複数の磁気抵抗素子の磁気抵抗素子を、前記複数の磁気抵抗素子のその他の磁気抵抗素子に電気的に接続するように配列された電気接続行列であって、少なくとも３×３である、電気接続行列と、を備える、マルチターンカウンタを備え、
前記複数の磁気抵抗素子の一連の特性を検知するように構成され、かつ前記磁場の前記累積回転数を示す出力を提供するようにも構成された、検知回路をさらに備え、
前記検知回路は、隣接する磁気抵抗素子の特性を比較するように構成されている、
システム。
【請求項２】
前記複数の磁気抵抗素子が、螺旋形状に物理的に配置された磁気ストリップの一部である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電気接続行列に、電圧または電流の組合せを順番に印加し、それにより、前記検知回路が前記一連の特性を検知することを可能にするように構成された、駆動回路をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記検知回路が、
第１の時点で標本化を行うように構成された第１のサンプルホールド回路と、
前記第１の時点とは異なる第２の時点で標本化を行うように構成された第２のサンプルホールド回路と、
前記第１のサンプルホールド回路の出力を、前記第２のサンプルホールド回路の出力と比較するように構成された比較器と、を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
磁壁生成器に、前記複数の磁気抵抗素子における磁壁を変えさせ、それにより、磁石が１８０度回転したのを受けて、磁気作用による磁気抵抗の素子のうちの少なくとも１つの抵抗を変えるのに十分近い距離内に位置付けられた前記磁石をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マルチターンカウンタが、前記複数の磁気抵抗素子の一端に結合され、かつ磁気ストリップの角において磁壁を生成し、それにより、磁気抵抗素子に抵抗を変えさせるように構成された、磁壁生成器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記マルチターンカウンタが、Ｎ回転をカウントするように構成され、前記システムが、
Ｎの２倍よりも少ない個数のいくつかの検知回路と、
個々の磁気抵抗素子を、前記いくつかの検知回路の個々の検知回路に電気的に結合するように構成された複数のスイッチと、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
螺旋が、Ｎが８以上であるＮ個の磁気抵抗素子を有し、
前記螺旋が、前記電気接続行列の電気接続行とのＲ個の物理的な接続を有し、
前記螺旋が、前記電気接続行列の電気接続列とのＣ個の物理的な接続を有し、
以下の式、
Ｎ≦（Ｒ＋１）×（Ｃ＋１）、かつ
Ｎ≧（Ｒ−１）×（Ｃ−１）、
ここで、Ｃが３以上であり、かつ
Ｒが３以上である、が満たされる、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサであって、
互いに直列に電気的に結合された磁気抵抗素子を備え、かつ螺旋形状の配置を有する磁気ストリップであって、前記磁気ストリップの前記磁気抵抗素子のそれぞれが、様々な抵抗に関連した少なくとも２つの状態を有する、磁気ストリップと、
前記磁気ストリップに沿う複数の節点に電気的に結合された電気接続行列であって、少なくとも２×２であり、かつ電気接続行および電気接続列を含む、電気接続行列と、
前記電気接続行列に電気的に結合され、かつ前記複数の磁気抵抗素子のうちの選択された磁気抵抗素子の状態を決定するように構成された、検知回路と、を備え、
前記検知回路は、隣接する磁気抵抗素子の状態を比較するように構成されている、
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ。
【請求項１０】
前記電気接続行列における電気接続の様々な組合せを通して、順番に電力を供給し、それから累積回転状態が決定できる一連の電磁気に関する読み取り値を提供するように構成された、駆動回路をさらに備える、請求項９に記載のＧＭＲセンサ。
【請求項１１】
前記駆動回路が、
第１の信号基準を前記電気接続行のうちの選択された行に、選択的かつ電気的に結合するように構成された行スイッチと、
第２の信号基準を前記電気接続列のうちの選択された列に、選択的かつ電気的に結合するように構成された列スイッチと、をさらに備え、
前記列スイッチがまた、前記検知回路を、前記電気接続列のうちの前記選択された列に、選択的かつ電気的に結合するようにも構成される、請求項１０に記載のＧＭＲセンサ。
【請求項１２】
前記一連の組合せが、電力を、一連の個々の磁気抵抗素子に供給させる組合せを含む、請求項１１に記載のＧＭＲセンサ。
【請求項１３】
前記検知回路が、
アナログ信号を出力するように構成された増幅器と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器と、
前記デジタル信号の第１のデジタル値を第２のデジタル値と比較するように構成されたデジタル比較器と、を備える、請求項９に記載のＧＭＲセンサ。
【請求項１４】
前記螺旋が、Ｎ個の抵抗セグメントを有し、
前記螺旋が、２Ｎ＋２個、すなわち前記行列との物理的な接続よりも少ない個数を有する、請求項９に記載のＧＭＲセンサ。
【請求項１５】
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサの状態を読み取る方法であって、
行列内の第１の一連の行に電力供給することであって、前記行が、複数の磁気抵抗素子のストリップに結合されている、ことと、
行列内の第２の一連の列に電力供給することであって、前記列が、前記複数の磁気抵抗素子の前記ストリップに結合されている、ことと、
前記複数の磁気抵抗素子の個々の磁気抵抗素子の一連の電磁特性を検知することと、を含み、
前記電磁特性を検知することは、隣接する磁気抵抗素子の電磁特性を比較することを含み、
前記磁気抵抗素子のストリップが、
ストリップ角、および
可変抵抗を有するストリップ辺であって、前記複数の磁気抵抗素子が前記辺を含む、ストリップ辺、を含む螺旋として物理的に配置される、方法。
【請求項１６】
前記行列内の前記第１の一連の行に電力供給することと、前記行列内の前記第２の一連の列に電力供給することが、保護原理が前記複数の磁気抵抗素子の前記個々の磁気抵抗素子の前記電磁特性の前記検知を可能にするように、行われる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記行列内の前記第１の一連の行に電力供給することが、第２の行を接地しながら、電流源を第１の行に供給することを含み、また前記第１の行を接地しながら、電流源を前記第２の行に供給することも含み、
前記行列内の前記第２の一連の列に電力供給することが、前記電流源を第１の列に供給し、続いて前記電流源を第２の列に供給することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の磁気抵抗素子のうちの第１の磁気抵抗素子にわたる第１の電圧を標本化し保持することと、
前記複数の磁気抵抗素子のうちの第２の磁気抵抗素子にわたる第２の電圧を標本化し保持することと、
前記第１の電圧を前記第２の電圧と比較することと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ストリップの角において磁壁を生成することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
磁壁生成器に浸透する磁場の回転数を１８０度精度で決定することであって、一連の検知された電圧を解読することを含む、ことをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、センサに関し、より詳細には、巨大磁気抵抗マルチターンセンサなどのマルチターンセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチターンカウンタは、装置またはその要素が何回回されているかの経過を追うことができる。これは、電磁システムを使用して実装されることが可能である。電磁マルチターンセンサは、電気マルチターンセンサ、磁気マルチターンセンサ、および電気原理と磁気原理の両方を使用するマルチターンセンサを含むことができる。電磁マルチターンセンサの例は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ  ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサを含む。
【０００３】
マルチターンカウンタには、様々な用途がある。マルチターンカウンタの電子実装形態は、物理的な位置または移動を、処理に適した電磁表現に変換することができる。たとえば、ドライブバイワイヤ車は、マルチターンカウンタを使用して、ステアリングホイールが何回回されているか経過を追うことができる。このことは、たとえば、車両制御システムが、ステアリングホイールが４５度と４０５度との場合を、その両方の角度において同じ位置であるにも関わらず、区別することを可能にする。
【０００４】
マルチターンセンサは、検知回路としての複数のホイートストンブリッジ、複数のセンサ出力、および電圧を検出するための多数の内部相互接続を使用して、実装され得る。これらのマルチターンセンサは、カウントできる回転数が多くなるに従って、より比較的多数のセンサおよびセンサ出力を含むことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、磁場の累積回転数に関連した磁気状態を格納するように構成されたマルチターンカウンタを含むシステムである。マルチターンカウンタは、少なくとも２回転をカウントするように構成され、また、互いに直列に電気的に結合された、複数の磁気抵抗素子を含み、複数の磁気抵抗素子は、少なくとも８個の磁気抵抗素子を含む。マルチターンカウンタはまた、複数の磁気抵抗素子の磁気抵抗素子を、複数の磁気抵抗素子のその他の磁気抵抗素子に電気的に接続するように配列された、少なくとも３×３である電気接続行列も含む。
【０００６】
システムにおいて、複数の磁気抵抗素子は、螺旋形状に物理的に配置された磁気ストリップの一部であり得る。
【０００７】
システムは、複数の磁気抵抗素子の一連の特性を検知するように構成され、かつ、磁場の累積回転数を示す出力を提供するようにも構成された検知回路と、電圧または電流の組合せを、電気接続行列に順番に印加し、それにより、検知回路が一連の特性を検知することを可能にするように構成された駆動回路も含むことができる。
【０００８】
検知回路は、第１の時点で標本化を行うように構成された第１のサンプルホールド回路、第１の時点とは異なる第２の時点で標本化を行うように構成された第２のサンプルホールド回路、および第１のサンプルホールド回路の出力を第２のサンプルホールド回路の出力と比較するように構成された比較器を含むことができる。
【０００９】
システムは、磁壁生成器に、複数の磁気抵抗素子における磁壁を変えさせ、それにより、磁石が１８０度回転したのを受けて、磁気作用による磁気抵抗の素子のうちの少なくとも１つの抵抗を変えるのに十分近い距離内に位置付けられた磁石も含むことができる。
【００１０】
システムにおいて、マルチターンカウンタは、複数の磁気抵抗素子の一端に結合された磁壁生成器であって、磁気ストリップの角において磁壁を生成し、それにより、磁気抵抗素子に抵抗を変えさせるように構成された、磁壁生成器をさらに含むことができる。
【００１１】
システムにおいて、マルチターンカウンタは、Ｎ回転をカウントするように構成され得る。システムは、Ｎの２倍よりも少ない個数のいくつかの検知回路と、個々の磁気抵抗素子を、いくつかの検知回路の個々の検知回路に電気的に結合するように構成された複数のスイッチも含むことができる。
【００１２】
システムにおいて、螺旋は、Ｎが８以上であるＮ個の磁気抵抗素子を有することができる。螺旋は、電気接続行列の電気接続行とのＲ個の物理的な接続を有することができる。螺旋は、電気接続行列の電気接続列とのＣ個の物理的な接続を有することができる。以下の式、
Ｎ＜（Ｒ＋１）×（Ｃ＋１）、かつＮ＞（Ｒ−１）×（Ｃ−１）、
が満たされ得る。ＣとＲは、両方とも３以上とすることができる。
【００１３】
本開示の別の態様は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサを対象とする。ＧＭＲセンサは、互いに直列に電気的に結合された磁気抵抗素子を備える磁気ストリップを含み、磁気ストリップは、螺旋形状の配置を有し、磁気ストリップの磁気抵抗素子のそれぞれは、様々な抵抗に関連した少なくとも２つの状態を有する。ＧＭＲセンサは、磁気ストリップに沿う複数の節点に電気的に結合された電気接続行列も含み、電気接続行列は、少なくとも２×２であり、電気接続行と電気接続列を含む。ＧＭＲセンサは、電気接続行列に電気的に結合された検知回路も含み、検知回路は、複数の磁気抵抗素子のうちの選択された磁気抵抗素子の状態を決定するように構成されている。
【００１４】
ＧＭＲセンサは、電気接続行列における電気接続の様々な組合せを通して順番に電力を供給するように、かつ、それから累積回転状態を決定することができる一連の電磁気に関する読み取り値を提供するように構成された駆動回路も含むことができる。
【００１５】
ＧＭＲセンサの駆動回路は、第１の信号基準を電気接続行のうちの選択された行に、選択的かつ電気的に結合するように構成された行スイッチも含むことができる。ＧＭＲセンサの駆動回路は、第２の信号基準を電気接続列のうちの選択された列に、選択的かつ電気的に結合するように構成された列スイッチも含むことができる。列スイッチは、検知回路を電気接続列のうちの選択された列に、選択的かつ電気的に結合するように構成され得る。
【００１６】
ＧＭＲセンサにおいて、一連の組合せは、電力を一連の個々の磁気抵抗素子に供給させる組合せを含むことができる。
【００１７】
ＧＭＲセンサは、アナログ信号を出力するように構成された増幅器、アナログ信号をデジタル信号に変換するように構成されたアナログデジタル変換器、およびデジタル信号の第１のデジタル値を第２のデジタル値と比較するように構成されたデジタル比較器、も含むことができる。
【００１８】
ＧＭＲセンサにおいて、螺旋は、Ｎ個の抵抗セグメントと、２Ｎ＋２個、すなわち行列との物理的な接続よりも少ない個数を有することができる。
【００１９】
本開示の別の態様は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサの状態を読み取る方法を対象とする。方法は、行列内の第１の一連の行に電力供給を行うことを含み、行は、複数の磁気抵抗素子のストリップに結合されている。方法は、行列内の第２の一連の列に電力供給を行うことを含み、列は、複数の磁気抵抗素子のストリップに結合されている。方法は、複数の磁気抵抗素子の個々の磁気抵抗素子の一連の電磁特性を検知することを含む。磁気抵抗素子のストリップは、螺旋として物理的に配置される。ストリップは、ストリップ角を含む。ストリップは、可変抵抗を有するストリップ辺も含む。複数の磁気抵抗素子は、この辺を含む。
【００２０】
方法において、行列内の第１の一連の行に電力供給することと、行列内の第２の一連の列に電力供給することは、保護原理が複数の磁気抵抗素子の個々の磁気抵抗素子の電磁特性の検知を可能にするように、行われ得る。
【００２１】
方法において、行列内の第１の一連の行に電力供給することは、第２の行を接地しながら、電流源を第１の行に供給することを含むことができ、また、第１の行を接地しながら、電流源を第２の行に供給することも含むことができる。行列内の第２の一連の列に電力供給することは、電流源を第１の列に供給し、続いて電流源を第２の列に供給することを含むことができる。
【００２２】
方法は、複数の磁気抵抗素子のうちの第１の磁気抵抗素子にわたる第１の電圧を標本化して保持することも含むことができる。方法は、複数の磁気抵抗素子のうちの第２の磁気抵抗素子にわたる第２の電圧を標本化して保持することも含むことができる。方法は、第１の電圧を第２の電圧と比較することも含むことができる。
【００２３】
方法は、ストリップの角において磁壁を生成することも含むことができる。
【００２４】
方法は、磁壁生成器に浸透する磁場の回転数を、１８０度精度で決定することも含むことができ、決定することは、一連の検知された電圧値を解読することを含む。
【００２５】
本開示を手短に述べる目的で、本イノベーションのある特定の態様、利点、および新規の特徴が本明細書に説明された。必ずしもこのような利点のすべてが任意の特定の実施形態によって実現され得るわけではないことを理解されたい。したがって、本明細書に説明される本イノベーションは、本明細書において教示または提示され得るその他の利点を必ずしも実現するわけではなく、本明細書において教示される１つの利点または利点群を実現または最適化するように、具体化または実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】対応する回路図表現と共に磁気ストリップの配置表現の一例を示す。
【図２】説明記号と共に磁気ストリップの配置表現の一例を示す。
【図３】一実施形態による、一連の磁気抵抗素子への相互接続行列を備えるマルチターンカウンタの概略図の一例を示す。
【図４】一実施形態による、図１の磁気ストリップの磁気抵抗素子に電気的に接続された、図３の行列の配置表示の一例を示す。
【図５】一実施形態による、４６回転カウンタの場合の一連の磁気抵抗素子に電気的に接続された行列の概略図を示す。
【図６】一実施形態による、一連の磁気抵抗素子に、相互接続行列を通して電気的に接続された駆動および検知回路を含む、電子システムの概略図の一例を示す。
【図７】一実施形態による、一連の磁気抵抗素子に、相互接続行列を通して電気的に接続された駆動および検知回路の概略図の一例を示す。
【図８】一実施形態による、マルチターンカウンタシステムの一例を示す。
【図９】図９〜１８は、一実施形態による、磁場が回転するのに従った、２回転カウンタの一例の漸進的な回転状態の一例を示す。
【図１０】０度での開始状態時の図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１１】磁場が時計回りに９０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１２】磁場が時計回りに１８０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１３】磁場が時計回りに２７０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１４】磁場が時計回りに３６０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１５】磁場が時計回りに４５０度回転した状態における、図９の例２回転カウンタ例を示す。
【図１６】磁場が時計回りに５４０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１７】磁場が時計回りに６３０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１８】磁場が時計回りに７２０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。
【図１９】図１９、２０は、一実施形態による、図１５の回転状態に続く漸進的に逆進する回転状態の一例を示す。図１９は、磁場が反時計回りに９０度回転して、３６０度の累積回転を有する状態における、図１５の２回転カウンタ例を示す。
【図２０】磁場が反時計回りに９０度回転して、２７０度の累積回転を有する状態における、図１９の２回転カウンタ例を示す。
【図２１】一実施形態による、巨大磁気抵抗センサの状態を読み取る方法の一例を示す。
【図２２】一実施形態による、マルチターンセンサを作る方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下の発明を実施するための形態は、具体的な実施形態の様々な説明を提示する。しかしながら、本明細書において説明される本イノベーションは、たとえば、特許請求の範囲によって定義され、その適用を受けるような多数の様々な方法において具体化され得る。この発明を実施するための形態では、同様の参照番号が、同一のまたは機能上同様である要素を示すことのできる図面を参照する。図に図示された要素が、必ずしも実際の比率で描かれていないことが理解されるであろう。また、ある特定の実施形態は、図面に図示されたよりも多くの要素、および／または図面に図示された要素の部分集合を含み得る。さらに、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴の任意の適切な組合せを組み込むことができる。
【００２８】
上述のように、マルチターンセンサは、検知回路としての複数のホイートストンブリッジ、複数のセンサ出力、および電圧を検出するための多数の内部相互接続を使用して、実装され得る。これらのマルチターンセンサは、カウント可能な回転数が多くなるに従って、より多くのセンサ、より多くのセンサ出力、およびより多くの複雑な内部接続を含む。追加の出力およびセンサは、カウント可能な回転数に従って線形に増加する可能性がある。ホイートストンブリッジ、センサ出力、および内部相互接続は、比較的大きなダイ面積を取る可能性がある。ホイートストンブリッジを使用するマルチターンセンサは、マルチターンセンサがカウントするように設計された回転数の２倍のセンサ出力を有する可能性がある。たとえば、１６回転センサは、３２個のセンサ出力を必要とする可能性がある。結果として、多くの回転をカウントするように設計されたマルチターンセンサは、ホイートストンブリッジ回路および出力用に大きなダイ面積を必要とする可能性がある。ダイ面積を縮小する目的で、複数の電圧供給を使用し、出力を結び付けるマルチターンセンサでは、出力信号が、大幅に減らされ得る。減らされた出力信号は、より多くの高感度の信号検出器およびその他の回路構成要素に関わることができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、マルチターンカウンタは、磁壁生成器に結合された螺旋状のトラックとして、物理的に配置される。接続行列は、螺旋状のトラックの異なるセグメント間に比較的短い接続を作り出す。駆動回路と検知回路は、行列の行および列に結合される。行列の行および列に結合されたスイッチの組合せは、個々の抵抗が検知され得るような順番で開閉される。一連の検知された抵抗は、比較かつ／または解読され、累積回転状態を決定することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、磁気異方性を有する磁気ストリップは、螺旋形状に物理的に配置される。磁気ストリップの一端に結合された磁壁生成器は、回転する磁場の向きに従って、磁気ストリップを通して１つまたは複数の磁壁を生成し、移動させるように構成される。論理上の電気接続行列などの電気接続行列は、螺旋形状の磁気ストリップと共に物理的に実装され得る。電気接続の物理的な配置は、行列の概略的な行／列表現とは異なって見える可能性がある。駆動回路は、螺旋の一部を有効にすることができ（たとえば、それに電圧および／または電流を供給する）、検知回路は、その螺旋の一部に関連した電磁気に関する読み取りを行うことができる。このように、検知回路は、磁気ストリップの分離された磁気抵抗素子の抵抗を検知することができる。制御回路は、螺旋の様々な部分が電力供給され、検知回路によって検知され得る順番を制御することができる。たとえば、制御回路は、それに対して検知回路が抵抗を示す値を検知することのできる螺旋の特定の磁気抵抗素子を選択するよう、スイッチを制御することができる。検知回路は、螺旋の様々な部分の磁気状態に関連した、螺旋の様々な部分の一連の電気に関する読み取りを行うことができる。いくつかの例では、検知回路は、電磁気に関する読み取り値の比較を行うことができる。検知回路の出力は、解読され、磁気ストリップの磁気抵抗素子の累積回転状態を決定することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、電気接続行列の使用により、螺旋との電気接続を減らすことができ、かつ／または最小限にすることができる。いくつかの実施形態では、マルチターンカウンタの状態を読み取るのに使用されるセンサを少なくし、それにより、より小さな物理的なダイ面積の消費で済ませ、製作費を抑える。いくつかの実施形態では、比較回路は、比較的広範囲の温度にわたる正確な読み取りをもたらすことができる。
【００３２】
本開示において説明されるマルチターンカウンタの様々な実施形態は、中でも、１つまたは複数の以下の利点を有することができる。マルチターンセンサは、ホイートストンブリッジを使用する設計などの他の設計に比べ、少ない出力で済ませることが可能である。マルチターンセンサは、累積回転数を、１８０度分解能で検出することができる。マルチターンセンサは、信号低減を生じさせることなく、また信号を組み合わせる必要もなく、個々の信号を選択し、出力することを可能にさせる行列を含むことができる。マルチターンセンサは、高感度センサ（たとえば、電圧計、電流計、抵抗計、または標本化回路）の使用を少なく済ませることができ、検知回路は、磁気抵抗素子ごとに値を測定することができ、使用される検知回路は、少なく済ませることができ、また、使用されるホイートストンブリッジ回路は、少なく済ませるか、またはなくすることができる。マルチターンセンサは、より低い製造費、より小さな物理的なサイズ、より簡単な製作、およびより少ない相互接続を可能にさせ得る。マルチターンセンサは、比較的広い温度範囲にわたり正確に機能することができる。マルチターンセンサは、読み取り用の電圧計を少なくするか、またはなくすることができ、また、部品を少なくすることができる。マルチターンセンサは、電力供給されていない時でも書き込まれることが可能な不揮発性メモリを備えることができる。マルチターンセンサは、より多くの回転数をカウントすることができ、また、より高い回転対センサ比、より高い回転対接続比、およびより高い回転対磁気抵抗素子比を有することができる。ホイートストンブリッジ回路、センサ、および相互接続は、ダイ面積を占め、複雑になる可能性があるので、それらの使用は、最小限に抑えられることが可能で、ホイートストンブリッジは、全く使用されないことが可能である。さらに、各磁気抵抗素子は、比較的安価な検知回路によって個々に測定され得るが、同時に、検知回路およびセンサ出力の個数は、たとえ磁気抵抗素子が多くても、比較的少ないままにすることができる（たとえば、１つまたは２つ）。
【００３３】
図１は、対応する回路図表現１５０と共に磁気ストリップ配置１００の一例を示す。図１は、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４を互いに直列に配列させる角１０５およびセグメント１０３ａ〜１０３ｎ、ならびに磁壁生成器１０７を有する磁気ストリップ１０１を示す。磁気抵抗素子は、磁気整列状態を受けて抵抗を変える、可変抵抗器として役割を果たすことができる。図１に図示された磁気ストリップ１０１は、少なくとも３回転をカウントすることのできるマルチターンカウンタにおいて実装され得る。
【００３４】
磁気ストリップ１０１は、螺旋形状に物理的に配置される巨大磁気抵抗トラックであり得る。図１に図示されるように、このような螺旋形状の磁気ストリップ１０１は、丸みのある角１０５とセグメント１０３ａ〜１０３ｎを有することができる。磁気ストリップ１０１は、磁気ストリップ１０１の材料および断面寸法により、高異方性などの磁気異方性を有し得る。磁気ストリップ１０１は、磁気エネルギーを保存することができる。磁壁生成器（ＤＷＧ：Ｄｏｍａｉｎ  Ｗａｌｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１０７は、磁気ストリップ１０１の一端に結合される。ＤＷＧ１０７は、低異方性などの磁気異方性を有し得る。磁壁生成器は、磁場の回転を受けて磁壁を生成することができる。磁壁は、磁気ストリップ１０１に注入され得る。
【００３５】
磁気ストリップ１０１のセグメント１０３ａ〜１０３ｎは、図１の例では、磁気ストリップ１０１の真っすぐな辺として示される。セグメント１０３ａ〜１０３ｎは、セグメントの磁区に基づいた可変抵抗を有することができる。セグメントの磁区が変わるのに従って、そのセグメントの抵抗が変わることができる。したがって、セグメント１０３ａ〜１０３ｎは、本明細書では可変抵抗器Ｒ１〜Ｒ１４とも呼ばれる、磁気抵抗素子として動作することができる。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４は、磁気作用で書き込まれることが可能で、電気作用で読み取られることが可能な、不揮発性の磁気メモリとしても機能することができる。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４は、螺旋形状の磁気ストリップ１０１に配列される際、互いに直列に結合される。対応する回路図表現１５０は、直列に接続された対応する磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４として描写されたセグメント１０３ａ〜１０３ｎを示す。
【００３６】
図２は、説明記号と共に磁気ストリップ配置表現２００の一例を示す。図１の磁気ストリップ１０１と磁気抵抗素子セグメントの同等物Ｒ１〜Ｒ１４が、ＤＷＧ１０７、外部磁場２０１、外部磁場２０１の回転を示す矢印２０３、および磁壁２１３と共に示される。磁区の向き２０５、２０７、２０９および２１１は、磁気ストリップのセグメントの磁区内部の向きを示す。
【００３７】
ＤＷＧ１０７は、外部磁場２０１に影響を受ける可能性がある。外部磁場２０１が矢印２０３によって示されるように回転するのに従い、ＤＷＧ１０７は、磁壁２１３を、磁気ストリップ１０１を通して注入することができる。磁壁２１３は、磁区の向き２０５、２０７、２０９、および２１１が変わるのに従って、セグメントを伝播することができる。図２および図９〜２０は、分かりやすくするために、垂直位置での外部磁場２０１を示し、磁場は、螺旋の角に向かって４５度の角度などの任意の角度に向けられ得る。
【００３８】
磁気ストリップ１０１のセグメントの抵抗性は、磁気ストリップセグメント内部の磁区の向きに影響され得る。各セグメントの磁区の向きは、セグメントの向きに応じて、そのセグメントに、大きな抵抗（「Ｈ」もしくは「ＨＲ」）または小さな抵抗（「Ｌ」もしくは「ＬＲ」）をもたせることができる。磁区の向き２０５を有する垂直に図示された磁気ストリップセグメントは、低い抵抗性を備える、磁区の向き２０７を有する垂直の磁気ストリップセグメントよりも高い抵抗性を備える。磁区の向き２１３を有する水平に図示された磁気ストリップセグメントは、低い抵抗性を備える、磁区の向き２１１を有する水平の磁気ストリップセグメントよりも高い抵抗性を備える。磁区の向き２０５および２１３を有する磁気ストリップセグメントは、相当する抵抗を備えることができる。同様に、磁区の向き２０７および２１１を有する磁気ストリップセグメントは、相当する抵抗を備えることができる。
【００３９】
実際の抵抗は、磁気ストリップ１０１の異なるセグメント間で変わってくる可能性がある。たとえば、図１を参照すると、ＨＲ磁気の向きにおけるセグメント１０３ｂは、セグメント１０３ｃがセグメント１０３ｂよりわずかに長いために、ＨＲ磁気の向きにおけるセグメント１０３ｃより小さな抵抗を有する可能性がある。この差は、比較的大きな螺旋における最初のセグメントと最後のセグメントとの間で激しくなり得る。螺旋形状の磁気ストリップ１０１は、比較的にコンパクトで、ダイ面積を縮小することができる、かつ／または最小限にすることができる。徐々に大きくなるセグメントを有する、比較的小さくコンパクトな螺旋形状の磁気ストリップ１０１は、低い抵抗性でのより長い磁気ストリップが、高い抵抗性でのより短い磁気ストリップより大きな抵抗を有するという問題を回避することができる。いくつかの実施形態において、セグメントの長さではなく、抵抗性の違いは、磁気ストリップセグメントの抵抗の決定における支配的な要因である。いくつかの実施形態では、螺旋のアーム上の接触領域は、各セグメントがほぼ同じ抵抗を備えることができるように置かれる。しかしながら、工程のばらつきにより、セグメント間の抵抗にいくらかのばらつきがある場合がある。
【００４０】
さらに、磁気ストリップ１０１の各セグメントの抵抗は、温度により変わってくる可能性がある。いくつかの実施形態は、抵抗を測定し、かつ、たとえば、温度の読み取り値または基準要素の値の変化に基づいて調整することによって温度変動を調整する、抵抗センサを実装することができる。いくつかの実施形態では、変動するセグメント長および温度を考慮して、セグメントの抵抗が測定され、解読され、マルチターンカウンタの状態を決定することができる。
【００４１】
図７に示されるような比較器ベースのセンサは、調整またはさらなる温度参照なしに、温度の変動がある中で、磁気ストリップの状態を決定することができる。さらに、比較器ベースのセンサは、徐々に長くなるセグメント長の違いおよび／または工程のばらつきによる抵抗の違いが、マルチターンカウンタの状態の決定の際にほとんど影響を及ぼさないような近隣のセグメントを比較するように構成され得る。
【００４２】
図１および図２に示された例は、四辺形に基づく開螺旋として、螺旋形状の磁気ストリップ１０１を描写する。しかしながら、いくつかの他の実施形態では、異なる多辺形または楕円螺旋構成が可能である。また、螺旋は、閉螺旋または部分が重なり合った多層螺旋であり得る。
【００４３】
図３は、一実施形態による、一連の磁気抵抗素子への相互接続行列を備えるマルチターンカウンタ３００の概略図の一例を示す。図示されたマルチターンカウンタ３００は、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４との相互接続行列を含む。磁気抵抗接続Ｒ１〜Ｒ１４は、この例では、それぞれ、図１の磁気ストリップセグメント１０３ａ〜１０３ｎに対応する。電気接続は、行１、行２、行３、および行４として示された行に配列される。電気接続は、列１、列２、列３、および列４として示された列に配列される。破線で示された磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４の直列接続は、図１の回路図表現１５０における磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４の直列接続に対応する。図３は、使用されていない磁気抵抗素子３１７および３１９も示す。
【００４４】
行と列は、共に行列を形成する。「ｍａｔｒｉｘ（行列）」という用語は、磁気抵抗素子への電気接続の論理上のまたは機能上の編成を指すことができる（必ずしも幾何学的な割り当てを指すわけでなく、また必ずしも物理的な配置を指すわけではない）。「ｒｏｗ（行）」および「ｃｏｌｕｍｎ（列）」の表示は、向きに関係せず、逆にすることができる。それぞれの図示された磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４は、第１の端と第２の端を有する。図３に示された実施形態では、行列の行は、磁気抵抗素子の第１の端への電気接続を含み、行列の列は、磁気抵抗素子の第２の端への電気接続を含む。図３の行列内に示された行と列は、互いに直接には接続されない。その代わりに、行と列は、磁気抵抗素子を通して互いに電気的に結合され得る。
【００４５】
行１は、磁気抵抗効素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１４、およびＲ１３の第１の端に電気的に接続される。行２は、磁気抵抗効素子Ｒ４、Ｒ３、Ｒ１１、およびＲ１２の第１の端に電気的に接続される。行３は、磁気抵抗効素子Ｒ５、Ｒ６、Ｒ１０、およびＲ９の第１の端に電気的に接続される。行４は、磁気抵抗効素子Ｒ７およびＲ８の第１の端に電気的に接続される。
【００４６】
列１は、磁気抵抗効素子Ｒ１、Ｒ４、およびＲ５の第２の端に電気的に接続される。列２は、磁気抵抗効素子Ｒ２、Ｒ３、Ｒ６、およびＲ７の第２の端に電気的に接続される。列３は、磁気抵抗効素子Ｒ１４、Ｒ１１、およびＲ１０の第２の端に電気的に接続される。列４は、磁気抵抗効素子Ｒ１３、Ｒ１２、Ｒ９、およびＲ８の第２の端に電気的に接続される。
【００４７】
磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４は、行列における様々な配列を有することができ、実施形態の１つの例のみが示される。図３に示された例では、磁気抵抗素子３１７および３１９は、使用されず、磁気抵抗素子の直列接続の一部として含まれない。いくつかの他の実施形態では、図示された配列の異なる磁気抵抗素子が使用される、または使用されない可能性がある。
【００４８】
図３に示されるように、電気接続の４つの列および４つの行は、１４個の磁気抵抗素子を互いに直列に接続することができる。合計で２８個の概略的な接続節点は、図３では、１４個の磁気抵抗素子を接続するとして示され、概略図は、分かりやすくするために、物理的な接続節点を重複して、概略的な接続節点を示す。接続は、図４に示されるように、１５個の物理的な接続節点として実装され得る。より一般的には、概略的な接続より少ない物理的な接続が実装され得る。このことは、回路配置の寄生効果および／または物理的な領域を低減することができる。
【００４９】
互いに直列に配列された「Ｎ」個の使用可能な磁気抵抗素子の場合（すなわち、図３では１４個）、以下の場合の「Ａ」行および「Ｂ」列のみが使用され得る。
【００５０】
Ｎ≦Ａ×Ｂ−Ａ＋２、ここで、Ｂは正の偶数、かつ
【００５１】
Ｎ≦Ａ×（Ｂ−１）−Ａ＋３、ここで、Ｂは正の奇数。
【００５２】
したがって、比較的少ない個数の電気接続が、磁気ストリップと行列との間で行われ得る。このことは、設計を簡素化することができ、かつ／または製作費を節約することができる。いくつかの実施形態では、行列と磁気ストリップとの間の物理的な接続数は、Ｎ＋１またはＮ＋２である。いくつかの実施形態では、行列と磁気ストリップとの間の物理的な接続数は、２Ｎより少ないか、または２Ｎ＋２より少ないか、または２Ｎ−２より少ない。目安として、行および列の最少個数は、磁気抵抗素子数に従って線形に増加するのではなく、磁気抵抗素子数の平方根に従って増加し得る。
【００５３】
いくつかの実施形態では、「Ｎ」、「Ａ」、および「Ｂ」は、以下の両方の式を満たすことができ、ここで、Ｋは、比較的小さな定数である（たとえば、０〜３を含めて）。
【００５４】
Ｎ≦（Ａ＋Ｋ）×（Ｂ＋Ｋ）、かつ
【００５５】
Ｎ≧（Ａ−Ｋ）×（Ｂ−Ｋ）
【００５６】
図４は、一実施形態による、図１の磁気ストリップ１０１の磁気抵抗素子に電気的に接続された、図３の行列の配置４００の一例を示す。図示されるように、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４の磁気ストリップ１０１は、螺旋形状に物理的に配置される。図４では、行１、行２、行３および行４の行と、列１、列２、列３および列４の列は、磁気抵抗素子セグメントＲ１〜Ｒ１４を、図３の行列において概略的に示されるように接続する。図４では、磁気ストリップ１０１と相互接続行列との間の合計１５個の物理的な接続節点が示される。たとえば、図４における物理的な接続節点４０１は、磁気抵抗素子Ｒ１とＲ２が、物理的な接続節点４０１において、磁気ストリップ１０１の一部として直列に接続されていることから、図３における概略的な接続節点４０１ａ、４０１ｂに相当するものである。相互接続行列と磁気ストリップとの間の物理的な接続節点の例は、たとえば、磁気ストリップと金属層との間の導電接続、磁気ストリップへのはんだ接続、磁気ストリップへのビア接続、磁気ストリップ上のバンプ、ワイヤコンタクトなどを含むことができる。
【００５７】
図４では、行と列によって形成された接続は、螺旋の様々な部分間を短絡させることができる。たとえば、Ｒ１とＲ２との間の物理的な接続節点４０１が、Ｒ１３とＲ１４との間の節点に接続される。したがって、このことは、抵抗を測定し、回路の磁気状態を解読することをより難しくする可能性のある複数の並列接続をもたらし、磁気抵抗素子の直列接続を複雑にする可能性がある。事実、並列接続の複雑さは、いくつかの上記のセンサ設計を、抵抗の測定が不正確になり、かつ／または、それができないようにさせ得る。
【００５８】
駆動および検知回路（図６、図７、および図８に示されるような）は、付加的な並列接続の複雑さにも関わらず、抵抗が決定されることを可能にする。このような駆動および検知回路は、磁気ストリップ１０１によって格納された磁気状態を読み取り、磁気ストリップ１０１に近接して位置する回転可能な要素の回転数の表示を提供するために、使用され得る。
【００５９】
図５は、一実施形態による、４６回転カウンタの場合の一連の磁気抵抗素子に電気的に接続された行列の概略図５００を示す。列Ａ０〜Ａ１３および行Ｂ０〜Ｂ１３は、一連の１８４個の磁気抵抗素子と論理上、接続する。行Ｂ０〜Ｂ１３は、磁気抵抗素子の第１の端に結合する。列Ａ０〜Ａ１３は、磁気抵抗素子の第２の端に結合する。行列は、いくつかの使用されない位置を有する。様々な実施形態により、異なる行列サイズ、一連の磁気抵抗素子の異なる配列、使用されない位置に対する異なる位置付けなどを有することができる。したがって、本明細書に述べられる原理および利点は、変動するサイズ、変動する磁気抵抗素子数、および一連の磁気抵抗素子の変動する配列の行列に適用され得る。
【００６０】
図６は、一実施形態による、一連の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４に相互接続行列を通して電気的に接続された駆動および検知回路を含む、電子システムの概略図６００の一例を示す。駆動および検知回路は、電圧計６０１、電流源６０３、増幅器６０５、列スイッチ６０７、行スイッチ６０９、一連の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４に電気的に接続された行列３００（たとえば、図３に関連して説明されたような）、および基準節点６１３を備える。駆動および検知回路は、列スイッチ６０７と行スイッチ６０９を制御することによって、行列３００の行と列を選択し、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４のうちの選択された磁気抵抗素子の抵抗を検出することができる。したがって、駆動および検知回路は、選択された磁気抵抗素子によって格納された磁気状態の表示を読み取ることができる。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４によってカウントされ得る回転数の少なくとも２倍の読み取りを行うことによって、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４に近接して位置する回転可能な要素の回転数（またはその比率）が決定され得る。いくつかの実施形態では、センサの個数は、比較的多い回転数をカウントする場合でも、比較的少なくすることができる（たとえば、１つまたは２つ）。速くするためにより多くの並列センサが加えられ得るが、比較的少ない個数のセンサの使用で済ませることにより、通常、回路の複雑さと製造費が低減される。カウント可能な回転数が上がる場合にセンサの個数の増加を伴う他の設計に比べ、使用されるセンサの個数を少なくすることができる。センサは、低下した信号品質に結び付けられていない出力を有することができる。
【００６１】
駆動回路は、選択された磁気抵抗素子（たとえば、図６に図示された磁気抵抗素子Ｒ３）にわたって電流を印加し、それにより、選択された磁気抵抗素子にわたる電圧降下を引き起こすように構成され得る。電圧計６０１は、選択された磁気抵抗素子にわたる電圧を検出することができ、かつ／または測定することができ、それにより、磁気ストリップ１０１のセグメントの磁気状態（ＨＲまたはＬＲ）の決定を可能にする（たとえば、図２の記述において説明されたように）。選択された磁気抵抗素子の抵抗を決定するように配列された、任意のその他の適切な抵抗検知回路が、電圧計６０１の場所に、または電圧計６０１に加えて実装され得る。たとえば、比較回路は、磁気状態ＨＲまたはＬＲが、中程度の抵抗より大きいかまたは小さいかを検出することができる。マルチターンセンサの磁気状態が解読されて、磁場２０１が磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４の周りを完全に何回回されたかを決定することができるように、それぞれの磁気抵抗素子が個々に選択され、測定され得る。いくつかの実施形態では、検知を可能にする保護原理が適用され得る。
【００６２】
列スイッチ６０７のうちのスイッチを切り替えることによって、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４のうちの磁気抵抗素子が選択され、電流源６０３が行列３００内の１つの選択された列（たとえば、図６に図示された列２）に結合されるようすることができ、選択された列は、選択された磁気抵抗素子（たとえば、図６に図示されたＲ３）への電気接続を有する。列スイッチ６０７は、選択されていない列への接続を開くように構成され、選択されていない列に電気的に結合された磁気抵抗素子が、電圧計６０１から電気的に接続が切られ、電圧読み取り値に影響を及ぼさないはずであるようにする。
【００６３】
電流源６０３は、ユニティゲイン、すなわち１倍増幅器などの増幅器６０５に入力され、増幅器６０５の出力が、選択された磁気抵抗素子にわたる電圧とほぼ同じ電圧になるようにさせる。行スイッチ６０９は、行列の行を、増幅器６０５の出力または基準節点６１３のいずれかに接続するように切り換わる。行スイッチ６０９は、選択された磁気抵抗素子（たとえば、図６に図示されたＲ３）に電気的に接続されている選択された行（たとえば、図６に図示された行２）が、基準節点６１３に電気的に接続されるように、切り換えられ得る。結果として、選択された列（たとえば、図６に図示された列３）を通して供給された電流は、選択された磁気抵抗素子（たとえば、Ｒ３）を通り、選択された行列行（たとえば、行２）を通り、基準節点６１３に流れることができる。選択された磁気抵抗素子に電気的に接続されていない行は、行スイッチ６０９によって、増幅器６０５の出力に電気的に接続され得る。したがって、非選択の磁気抵抗素子を通して供給された電流（もしあれば）は、非選択の磁気抵抗素子にわたる電圧降下を引き起こさないはずである。
【００６４】
列スイッチ６０７におけるスイッチの組合せと行スイッチ６０９におけるスイッチの組合せは、磁気ストリップ１０１の異なる個々のセグメントが決定され得る順番で切り換えられ得る。したがって、行列は、複数の信号を結び付けることを避けることができ、また信号品質の低下を避けることができる。列スイッチ６０７と行スイッチ６０９は、任意の適切な制御回路（図６に図示されていない）によって切り換えられ得る。測定された電圧は、標本化、保持、格納、解読、またはそれらの組合せが行われ得る。測定された電圧は、変換され、式Ｖ＝Ｉ×Ｒに従って抵抗を決定することができ、また、抵抗は、抵抗が大きいか小さいかに基づき、磁気ストリップ１０１の様々なセグメントの磁気の向きを決定するのに使用されることが可能であり（図２に関連して説明されたように）、次に、回転状態が解読され得る。いくつかの実施形態では、デコーダロジック、温度変動基準構成要素などの付加的な回路構成要素が、様々なセグメント長および／または温度変動を考慮することができる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、駆動および検知回路が、電圧計６０１を、抵抗計、電流計、またはその他の測定回路に取り替えるように適切に調整され得る。いくつかの実施形態では、電流源６０３が、電圧源に取り替えられることが可能で、電圧計６０１が、図６の駆動および検知回路に対する微調整で、電流計またはその他の測定デバイスに取り替えられ得る。いくつかの実施形態では、行スイッチ６０９、列スイッチ６０７、および増幅器６０５が、２倍にされることが可能で、かつ／または磁気抵抗素子と行列との間に結合されることが可能で、それにより、個々の磁気抵抗素子と行列との間の接続を制御するもう１つの方法を可能にする。いくつかの実施形態では、電圧計は、ホイートストンブリッジ回路を基にすることができるが、このような場合でも、ホイートストンブリッジ回路数は、出力信号を結び付けることなく、減らされることが可能である。いくつかの実施形態では、１つより多い行列、１つの駆動回路、および１つの検知回路が使用され得る。たとえば、それぞれが駆動および検知回路を備える２つの２×４行列が、各行列が４×４グリッドの半分に適用されて使用され得る。このことは、並列処理とより速い速さを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、行スイッチ６０９および／または列スイッチ６０７は、トランジスタ、機械式スイッチ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチ、複数の単一のスイッチ、単投または多投スイッチ、単極もしくは多極スイッチ、切り換えスイッチ、その他の様々なスイッチングテクノロジー、またはそれらの任意の組合せとして、実装され得る。
【００６６】
行列内の磁気抵抗素子数または行列のサイズに関わらず、単一の検知回路（たとえば、電圧計６０１）が使用され得る。さらに、行列に電気的に接続された磁気抵抗素子は、図６の実施形態におけるホイートストンブリッジ構成の一部として、配線されない。ホイートストンブリッジ回路が実装された場合に比べると、図６の実施形態では、より少ない出力とより少ない検知回路構成要素で済む。
【００６７】
図７は、一連の磁気抵抗素子に相互接続行列を通して電気的に接続された駆動および検知回路の概略図７００の一例を示す。図６の場合と同様に、図７における駆動および検知回路は、電流源６０３、増幅器６０５、列スイッチ６０７、行スイッチ６０９、一連の磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４に電気的に接続された行列３００（図３において詳細に述べられた）、選択された列（たとえば、図７に図示された列１）および選択された行（たとえば、図７に図示された行２）における選択された磁気抵抗素子（たとえば、図７に図示されたＲ４）、ならびに基準節点６１３を備える。図７に示されるように、図６の電圧計６０１は、図７では、サンプルホールド（Ｓ＆Ｈ：Ｓａｍｐｌｅ  ａｎｄ  Ｈｏｌｄ）回路７０１、７０３、比較器７０５、およびアナログデジタル変換器またはウインドウコンパレータなどのデジタイザ７０７に取り替えられる。駆動および検知回路は、いくつかの実施形態では、スイッチなどのＳ＆Ｈセレクタであり得る、節点７０９も含むことができる。
【００６８】
図７は、駆動および検知回路が、磁気抵抗素子Ｒ４の抵抗を測定するように構成されるような列スイッチ６０７と行スイッチ６０９の状態を示す。図７における列スイッチ６０７は、図６における列スイッチ６０７とは異なる、開スイッチと閉スイッチの組合せを有する。このことは、図６の場合とは異なる磁気抵抗素子に関して測定が行われることを可能にする。図７における行スイッチ６０９は、図６における列スイッチ６０９と同じ、開スイッチと閉スイッチの組合せを有するが、図７における行スイッチ６０９は、他の磁気抵抗素子を選択する場合、図６における行スイッチ６０９とは異なる、開スイッチと閉スイッチの組合せを有し得ることが理解されるであろう。列スイッチ６０７と行スイッチ６０９は、図６または図７のいずれかにおいて、測定に対して、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１４のうちのいずれか１つを選択することができることがさらに理解されるであろう。
【００６９】
選択された磁気抵抗素子（たとえば、図６におけるＲ３および図７におけるＲ４）は、図６に関して上に説明された原理に従って選択され得る。選択された磁気抵抗素子にわたる電圧を測定し、その電圧を解読する代わりに、様々な選択された磁気抵抗素子の電圧が、図７の実施形態における解読の前に、互いに比較される。
【００７０】
列スイッチ６０７と行スイッチ６０９は、磁気抵抗素子を選択することができ、選択された磁気抵抗素子（たとえば、Ｒ３）にわたる電圧は、第１のサンプルホールド回路７０１によって標本化され、保持され得る。列スイッチ６０７と行スイッチ６０９は、もう１つ磁気抵抗素子を選択することができ、そのもう１つの磁気抵抗素子（たとえば、Ｒ４）にわたる電圧が、第２のサンプルホールド回路７０３によって標本化され、保持され得る。Ｓ＆Ｈセレクタは、Ｓ＆Ｈ回路７０１とＳ＆Ｈ回路７０３との間で切り換えを行うために使用され得る。Ｓ＆Ｈセレクタは、たとえば、Ｓ＆Ｈ回路７０１への電気的な結合とＳ＆Ｈ回路７０３への電気的な結合とを交互に行う、節点７０９（図示せず）において実装されるスイッチであり得る。いくつかの実施形態では、Ｓ＆Ｈ回路７０１、７０３の両方とも、節点７０９において電気的に接続され得るが、Ｓ＆Ｈ回路７０１にはクロック信号が供給されることが可能で、Ｓ＆Ｈ回路７０３には、反転クロック信号が供給されることが可能である。
【００７１】
いくつかの実施形態では、アナログ比較が行われ得る。比較器７０５は、Ｓ＆Ｈ回路７０１と７０３との出力を比較することができる。いくつかの実施形態では、デジタル構成要素が、アナログ構成要素と共に含まれ得る。比較器７０５の出力は、アナログデジタル変換器、すなわちウインドウコンパレータなどのデジタイザ７０７に提供され得る。いくつかの実施形態では、デジタイザ７０７は、第１の入力値が第２の入力値より大きい、等しい、または小さいに基づき、高、ゼロ、および低の３つの出力を有するウインドウコンパレータを含む。デジタイザの出力は、格納、処理、または解読され得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、デジタル比較が行われ得る。増幅器は、行スイッチ６０７からの、電圧などの信号を増幅することができる。増幅器は、増幅されたアナログ信号をデジタイザに出力することができる。デジタイザは、アナログ信号をデジタル値を有するデジタル信号に変換する、アナログデジタル変換器、すなわちウインドウコンパレータを備えることができる。デジタル値を１つまたは複数の他のデジタル値と比較するために、デジタル値は、メモリ内、および比較器として構成されたコンピュータ、すなわち復号器（たとえば、図８に示される）などのデジタルプロセッサ内に格納され得る。デジタイザ７０７の出力は、格納され、処理され、または解読され得る。いくつかの実施形態では、信号の値は、サンプルホールド回路７０１および７０３などのアナログ回路構成要素、デジタルメモリ、またはその両方に格納され得る。
【００７３】
磁気ストリップ１０１における磁気抵抗素子の組合せごとに比較を行うよう、比較プロセスが繰り返され得る。たとえば、磁気ストリップ１０１の各磁気抵抗素子に関して比較が行われ得る。いくつかの実施形態では、各磁気抵抗素子は、隣接する磁気抵抗素子と比較される（たとえば、Ｒ１はＲ２と比較される、Ｒ２はＲ３と比較される、Ｒ３はＲ４と比較される、など）。いくつかの実施形態では、磁気ストリップ１０１内の各磁気抵抗素子は、少なくとも１回比較され得る。いくつかの実施形態では、磁気抵抗素子が、隣接する磁気抵抗素子と比較されない。いくつかの実施形態では、異なる順番で比較が行われ得る。いくつかの実施形態では、出力の一意の比較値を生成するのに十分なだけの磁気抵抗素子の比較が行った。比較出力が解読され、マルチターンカウンタの状態を決定することができる。比較センサシステムは、温度変化がすべての磁気抵抗素子に、ほぼ等しくまたは比例して影響する可能性があることから、比較的大きな温度の変動が起こり得る場合（たとえば、車両内、野外）に使用され得る。したがって、磁気抵抗素子の比較を行うことによって、温度変動が、少なくとも一部、相殺され、正確さへの影響を低減する、最小限にする、またはなくすることさえできる。
【００７４】
図８は、一実施形態による、マルチターンカウンタシステム８００の一例を示す。システムは、回転可能な物体８０１、アクスル８０３および８０７、ギヤ８０５、１つまたは複数の磁石８１１、磁場２０１、磁壁生成器１０７、磁気ストリップ１０１、相互接続行列３００、列スイッチ６０７、行スイッチ６０９、駆動回路８１５、検知回路８１７、制御回路８１９、角度センサシステム８２１、コンピューティングデバイス８２９、ＣＰＵまたは復号器８２３、メモリ８２５、ならびに出力ポート８２７を含む。駆動回路８１５と検知回路８１７は、たとえば、図６および／または図７に関連して本明細書に述べられた駆動および検知回路に関して説明された原理および利点のいずれかを実装することができる。
【００７５】
ノブ、ステアリングホイール、レバー、取っ手、プロペラ、ホイール、ボールなどの回転可能な物体が磁石８１１に結合され得る。１つまたは複数のアクスル８０３、８０７とギヤ８０５は、磁石８１１が物体８０１の回転ごとに回る、回転数を増やすために使用され得る。アクスルとギヤが図８に図示されているが、アクスルもギヤも、ある特定の実施形態には含まれないことが理解されるであろう。磁石８１１は、磁場２０１を生成し、磁場２０１を、磁石の向きに基づいて、様々な方向に向かせる。磁場２０１が変わると、磁壁生成器１０７に、磁壁が、螺旋形状に物理的に配置され得る磁気ストリップ１０１を伝播するようにさせることができる。制御回路８１９によって特定の順序で切り替えられ得る、スイッチ６０７および６０９は、駆動回路８１５および検知回路８１７を、相互接続行列３００を通して磁気ストリップ１０１に結合することができる。検知回路の測定値は、コンピュータ８２９に提供され得る（たとえば、送信され得る）。測定値は、メモリ８２５に格納されることが可能で、ＣＰＵまたは復号器８２３は、測定値を、出力ポート８２７を通して出力されるかまたはコンピューティングデバイス内部（たとえば、ＣＰＵ８２３内部）で使用されるデジタル出力であり得る、解読済み出力に変換することができる。システム８００は、角度センサシステム８２１を含むことができる。角度センサシステムは、回転する物体８０１の角度位置を検出することができるが、回転をカウントする能力を欠く場合がある（たとえば、０度と３６０度とを区別することができない）。角度センサは、たとえば、単回転または半回転の角度センサであり得る。角度センサは、異方性磁気抵抗、トンネル磁気抵抗、ＧＭＲ、ホール効果、またはその他の技術に基づくことができる。解読済み出力８２７は、物体８０１の累積回転角度を正確に決定するために、角度センサシステム８２１と併用され得る。
【００７６】
図９〜１８は、２回転カウンタの一例の漸進的な回転状態の一例を示す。２回転センサは、例示の目的で示されているが、これらの図に関連して述べられる原理および利点は、他のマルチターンセンサに適用され得る。さらに、図９〜１８に関して述べられるこれらの特徴は、本明細書に述べられる他の原理および利点のいずれかと共に実装され得る。
【００７７】
図９は、マルチターン検知システム９００、磁気ストリップ９０１、磁壁生成器１０７、磁場２０１、０度の回転角に対応する出力グラフ９０３、ならびに比較出力９０７、９０９、９１１、９１３、９１５、９１７および９１９を示す。図１０〜１８は、磁壁９２１、９２３、９２５、９２７、９２９も示す。
【００７８】
磁気ストリップ９０１は、丸みのある角と真っすぐなセグメントを有して、物理的な螺旋形状で配置される。磁気ストリップ９０１は、磁壁を磁気ストリップ９０１に伝播させ、それにより、磁気ストリップの一部の磁気の向きを変えるように構成されたＤＷＧ１０７に結合される。
【００７９】
真っすぐなセグメントは、セグメント内部の磁区に応じて、大きな抵抗値「Ｈ」または小さな抵抗値「Ｌ」を備えることのできる、可変磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８として機能する。螺旋９０１に対して示された磁気艇抵抗素子の状態は、一連の測定された抵抗（たとえば、図６における回路６００の出力）を回転状態に解読するために使用され得る。端の磁気抵抗素子Ｒ０およびＲ９は、使用されないが、他の実施形態では、Ｒ０およびＲ９は使用される可能性がある。
【００８０】
磁気抵抗素子の比較された出力、たとえば、図７における回路７００からの出力を解読するのに、出力グラフ９０３に対応する信号が使用され得る。図７の具体的な実装形態の詳細に応じて、グラフ９０３は、反転出力に対応することができる。出力グラフ９０３は、Ｒ２の抵抗に対するＲ１の抵抗の出力９０７、Ｒ３の抵抗に対するＲ２の抵抗の出力９０９、Ｒ４の抵抗に対するＲ３の抵抗の出力９１１、Ｒ５の抵抗に対するＲ４の抵抗の出力９１３、Ｒ６の抵抗に対するＲ５の抵抗の出力９１５、Ｒ７の抵抗に対するＲ６抵抗の出力９１７、およびＲ８の抵抗に対するＲ７の抵抗の出力９１９を示す。比較出力は、低（第１の磁気抵抗素子が第２の磁気抵抗素子より小さな抵抗を有する）、ゼロ（磁気抵抗素子が等しい抵抗を有する）、または高（第１の磁気抵抗素子が第２の磁気抵抗素子より大きな抵抗を有する）であり得る。
【００８１】
図１０は、０度での開始状態における図９の２回転カウンタ例を示す。磁場２０１の回転を受けて、磁壁生成器によって、第１の磁壁９２１が生成される。図１０では、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ５、Ｒ９、Ｒ４、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ２、Ｒ６、Ｒ３、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７は低、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９はゼロ、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は高、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３はゼロ、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８２】
図１１は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに９０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１１では、第１の磁壁９２１は、Ｒ１を越えて移動させられる。図１１では、磁気抵抗素子Ｒ５、Ｒ９、Ｒ４、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、Ｒ３、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７はゼロ、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９はゼロ、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は高、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３はゼロ、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８３】
図１２は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに１８０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１２では、第１の磁壁９２１は、Ｒ２を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３が生成される。図１２では、磁気抵抗素子Ｒ２、Ｒ５、Ｒ９、Ｒ４、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ６、Ｒ３、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７は高、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９は低、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は高、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３はゼロ、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８４】
図１３は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに２７０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１３では、第１の磁壁９２１は、図１３においてＲ３を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ１を越えて移動させられる。図１３では、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ４、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ６およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７はゼロ、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９はゼロ、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１はゼロ、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３はゼロ、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８５】
いくつかの実施形態では、Ｒ１に比べて長いＲ３の長さにより、磁壁９２１は、Ｒ３を越えて移動させられる時間が、磁壁９２３がＲ１を越えて移動させられるのに掛かる時間より長い可能性がある。このことは、測定値を検知する前に、磁壁が磁気ストリップ９０１の最長のセグメントを通るのに十分に長い時間があるように、クロックデューティサイクルを上げることによって、考慮され得る。別法として、出力が、異なるタイミングにも関わらず、それでもなお一意の復号可能な組合せを生み出す可能性があることから、タイミンググリッチを考慮する復号器が実装され得る。
【００８６】
図１４は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに３６０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１４では、第１の磁壁９２１は、Ｒ４を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ２を越えて移動させられ、第３の磁壁９２５が生成される。図１４では、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７は低、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９は高、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は低、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３は高、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８７】
図１５は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに４５０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１５では、第１の磁壁９２１は、Ｒ５を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ３を越えて移動させられ、第３の磁壁９２５は、Ｒ１を越えて移動させられる。図１５では、磁気抵抗素子Ｒ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７はゼロ、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９はゼロ、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１はゼロ、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３はゼロ、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５はゼロ、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８８】
図１６は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに５４０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１６では、第１の磁壁９２１は、Ｒ６を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ４を越えて移動させられ、第３の磁壁９２５は、Ｒ２を越えて移動させられ、そして第４の磁壁９２７が生成される。図１６では、磁気抵抗素子Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７は高、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９は低、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は高、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３は低、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は高、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７は低、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００８９】
図１７は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに６３０度回転した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１７では、第１の磁壁９２１は、Ｒ７を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ５を越えて移動させられ、第３の磁壁９２５は、Ｒ３を越えて移動させられ、そして第４の磁壁９２７は、Ｒ１を越えて移動させられる。図１７では、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ８は、小さな抵抗を有する。すべての出力９０７、９０９、９１１、９１３、９１５、９１７、および９１９はゼロである。
【００９０】
図１８は、図１０に対応する状態に対して、磁場が時計回りに７２０度回転（２回転）した状態における、図９の２回転カウンタ例を示す。図１８では、第１の磁壁９２１は、Ｒ８を越えて移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ６を越えて移動させられ、第３の磁壁９２５は、Ｒ４を越えて移動させられ、第４の磁壁９２７は、Ｒ２を越えて移動させられ、そして第５の磁壁９２９が生成される。図１８では、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ５、Ｒ３、およびＲ７は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、およびＲ８は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７は低、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９は高、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は低、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３は高、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７は高、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は低である。さらに時計回りに回転（２回転を超える）すると、いくつかの実施形態では、出力がもう一意ではない可能性のある、オーバードライブ状態を引き起こす。
【００９１】
図９〜１８に示された出力は、連続した９０度の時計回り回転ごとの一意の出力の組合せを示す。一方向での回転の検出に加え、マルチターンセンサは、たとえば、図１９および図２０に関連して以下に図示されるように、磁場内の双方向の回転を、１８０度精度で検出することができる。出力グラフは、双方向の累積回転数を反映するように解読され得る。
【００９２】
図１９は、磁場が、図１５に対応する状態に対して９０度反時計回りに回転し、図１０に対応する状態に対して、３６０度の累積回転を有する状態における２回転カウンタ例を示す。磁壁の状態、磁気抵抗素子の抵抗、および比較された出力は、図１５に関する説明と同じである。
【００９３】
図２０は、磁場が、図１９に対応する状態に対して９０度反時計回りに回転し、図１０に対応する状態に対して、２７０度の累積回転を有する状態における２回転カウンタ例を示す。図２０では、第１の磁壁９２１は、Ｒ４とＲ５との間に移動させられ、第２の磁壁９２３は、Ｒ２とＲ３の間に移動させられ、第３の磁壁９２５は、Ｒ１とＤＷＧ１０７との間に移動した。図２０では、磁気抵抗素子Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、およびＲ８は、小さな抵抗を有し、磁気抵抗素子Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、およびＲ７は、大きな抵抗を有する。出力グラフ９０３によって示されるように、Ｒ１対Ｒ２の出力９０７は低、Ｒ２対Ｒ３の出力９０９は高、Ｒ３対Ｒ４の出力９１１は低、Ｒ４対Ｒ５の出力９１３は高、Ｒ５対Ｒ６の出力９１５は低、Ｒ６対Ｒ７の出力９１７はゼロ、そしてＲ７対Ｒ８の出力９１９は高である。
【００９４】
図１９および図２０は、逆回転方向の場合に１８０度分解能が実現されることを示す。したがって、図１９および図２０における例によって示されるように、マルチターンセンサは、時計回りおよび反時計回りの両方の方向での使用において、１８０度分解能を実現することができる。
【００９５】
図２１は、巨大磁気抵抗センサの状態を読み取る方法２１００の一例を示す。方法は、ＧＭＲセンサにおいて、個々のセグメントに対して、選択、電力供給、および測定を連続して行い、累積回転数を決定するのに使用され得る。方法は、たとえば、図６および図７に示された回路を使用して、実装され得る。
【００９６】
ブロック２１０１において、行列内の第１の一連の行が電力供給され、行は、複数の磁気抵抗素子の磁気ストリップに結合されている。電力供給することは、電力、電流（たとえば、図６および図７における電流源６０３）、または基準値を供給することを含むことができる。スイッチＡＢＣＤ（たとえば、図６および図７における行スイッチ６０９）の４つの行に対するシーケンスの第１の例は、［０１１１、０１１１、１０１１、１０１１、１１０１、１１０１、１１１０、１１１０、１１０１、１１０１、１０１１、１０１１、０１１１、０１１１］を含み、ここでは、０は、第１のスイッチ状態を表し、１は第２のスイッチ状態を表す。第１のスイッチ状態は、スイッチを、アースまたは基準電圧に電気的に結合させることができる。第２のスイッチ状態は、スイッチを、図６および図７の増幅器６０５の出力などの異なる回路経路に電気的に結合させることができる。シーケンスの他の例は、第１の例の一部、第１の例の並べ替えられた順列、値を反転した第１の例、シーケンスのより多いまたはより少ない組合せでの第１の例、および値が異なる第２の例を含む。
【００９７】
ブロック２１０３において、行列内の第２の一連の列が電力供給され、列は、複数の磁気抵抗素子の磁気ストリップに結合されている。４つの列ＷＸＹＺ（たとえば、図６における列スイッチ６０７および図７における列スイッチ６０７）に対するシーケンスの第２の例は、［１０００、０１００、０１００、１０００、１０００、０１００、０１００、０００１、０００１、００１０、００１０、０００１、０００１、００１０］を含み、ここでは、０は、開スイッチを表し、１は、閉スイッチを表す。シーケンスの他の例は、第２の例の一部、第２の例の並べ替えられた順列、値を反転した第２の例、シーケンスのより多いまたはより少ない組合せでの第２の例、および値が異なる第２の例を含む。
【００９８】
ブロック２１０５において、複数の磁気抵抗素子の磁気抵抗素子の一連の電磁特性が検知される。電磁特性は、抵抗を示すことができる。いくつかの実施形態において、第１のシーケンスおよび第２のシーケンスは、検知回路が一連の個々の選択された磁気抵抗素子の測定を行うように構成されるようなものである。いくつかの実施形態では、一連の個々の選択された磁気抵抗素子は、磁気ストリップに配列されるような、磁気ストリップ内の一連の磁気抵抗素子である。いくつかの実施形態では、一連の個々の選択された磁気抵抗素子は、１８０度回転分解能で、一意の出力が行われるような、磁気ストリップ内の磁気抵抗素子を含む。いくつかの実施形態では、電磁特性は、抵抗、電圧、電流、または、抵抗、電圧、もしくは電流の比較値であり得る。いくつかの実施形態では、電磁特性は、電圧計、電流計、抵抗計、サンプルホールド回路、比較器、またはアナログデジタル変換器によって検知され得る。
【００９９】
ブロック２１０７において、検知された一連の電磁特性が解読され、累積回転状態が決定される。解読は、たとえば、磁気抵抗素子値および対応する回転状態のルックアップテーブルを使用することによって、行われ得る。別の例として、一方向での９０度精度または二方向での１８０度精度で、累積回転状態を識別するのに、回転状態の組合せ（たとえば、図９〜２０の出力グラフ９０３において示される）が使用され得る。
【０１００】
図２２は、マルチターンセンサ、たとえば、図１〜８に示されるマルチターンセンサおよびその一部のうちのいずれか、を作る方法２２００の一例を示す。
【０１０１】
ブロック２２０１において、磁気ストリップが、たとえば、図１、図２、および図４に示されたように、螺旋形状に形成される。螺旋は、真っすぐなセグメントと丸みのある角を有することができ、セグメントは、磁壁がセグメントを伝播するのに従って、磁気作用で変化する抵抗を有することができる。
【０１０２】
ブロック２２０３において、磁壁生成器（図１の磁壁生成器１０７など）が螺旋の一端に結合され得る。このことは、ある特定の実施形態における磁気ストリップの形成と同じ処理ステップの一部であり得る。
【０１０３】
ブロック２２０５において、磁気ストリップの節点が、たとえば、図３および図４に示されたように、相互接続行列と短絡され得る。いくつかの実施形態では、節点は、真っすぐなセグメント間の丸みのある角に結合され得る。行列は、行と列を有することができ、この場合、行は真っすぐなセグメントの第１の端に接続し、列は真っすぐなセグメントの第２の端に接続する。
【０１０４】
ブロック２２０７において、相互接続行列は、図８の駆動回路８１５などの駆動回路に結合され得る。駆動回路は、行列の行および列のうちの少なくとも１つに結合することができる。駆動回路は、たとえば、図６および図７の電流源６０３および増幅器６０５を含むことができる。
【０１０５】
ブロック２２０９において、相互接続行列は、検知回路に結合され得る。検知回路は、たとえば、図６の電圧計６０１を含むことができる。検知回路は、たとえば、図７のサンプルホールド回路７０１、７０３およびデジタイザ回路７０７を含むことができる。いくつかの実施形態では、図８に示されるものなどの付加的な構成要素が、マルチターンセンサにさらに結合され得る。
【０１０６】
上に説明された様々な特徴およびプロセスは、互いに独立して実装されてもよく、または様々な方法において組み合わされてもよい。すべての考えられる組合せおよび部分的組合せは、本開示の範囲に含まれるものである。また、ある特定の方法またはプロセスのブロックが、いくつかの実装形態では省かれてもよい。本明細書において説明された方法およびプロセスはまた、いずれの特定の順番にも限定されず、ブロックまたはそれに関係する段階は、適切な他の順番で行われ得る。たとえば、説明されたブロックまたは段階は、具体的に開示された順番以外の順番で行われてもよく、または複数のブロックまたは段階が１つのブロックまたは段階に組み合わせられてもよい。ブロックまたは段階の例が、連続して、並行して、または他の方法で行われてもよい。たとえば、ブロック２２０１において螺旋形状に磁気ストリップを形成することと、ブロック２２０３において螺旋の一端に磁壁生成器を結合することは、同じ製作ステップ中に並行して行われ得る。ブロックまたは段階は、開示された実施形態例に加えられても、またはそれから除かれてもよい。本明細書に説明されたシステムおよび構成要素の例は、説明とは異なって構成されてもよい。たとえば、要素が、開示された実施形態例に加えられても、それから除かれても、またはそれに対して再配列されてもよい。様々な実施形態が、異なるタイプの電子デバイスを製作するのに異なる技法を適用することができる。巨大磁気抵抗センサの製作に、いくつかの実施形態が適用される。
【０１０７】
上に説明された実施形態では、マルチターンセンサ用の装置、システム、および方法は、特定の実施形態に関連して説明されている。しかしながら、実施形態の原理および利点は、マルチターン磁気センサから利益を得る可能性のあるいずれの他のシステム、装置、または方法にも使用され得ることが理解されるであろう。ある特定の実施形態が、特定の螺旋形状、２回転センサ、特定の種類の磁気特性、特性の行列寸法に関連して説明されているが、本明細書に説明された原理および利点が、異なる螺旋形状、異なる回転数または部分的回転数をカウントできるセンサ、異なる種類の磁気特性、異なる行列サイズ（たとえば、最小３×３、最小２×３、最小３×２、最小３×４、およびそれより大きい）を使用して、様々な用途に適用され得る。ある特定の実施形態では、螺旋は、３、４、５、６、７、８、９、またはそれより多いなどの、最小限の個数の磁気抵抗素子を有することができる。１つの駆動回路と１つの検知回路を含む回路に関連して、ある特定の実施形態が説明されているが、いくつかの実施形態では、複数の検知回路および駆動回路が、螺旋の様々な部分上で、複数の行列を通して並行して動作し、累積回転状態を素早く解読することができる。また、いくつかの回路図が例示目的で提供されているが、別法として、他の同等の回路が、本明細書に説明された機能を果たすために実装され得る。
【０１０８】
本明細書に説明された原理および利点は、様々な装置において実装され得る。このような装置の例は、以下に限定されるものではないが、車両、モータ、トレッドミル、フライホイール、ＧＰＳシステム、ゲート、人口カウンタ、家電製品、家電製品の部品、電子試験機器などを含むことができる。家電製品は、以下に限定されるものではないが、無線デバイス、携帯電話機（たとえば、スマートフォン）、ヘルスケアモニタリングデバイス、カーエレクトロニクスシステムなどの車両用電子システム、コンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、個人情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｔａｎｔ）、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、デジタルビデオレコーダ（ＤＶＲ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）、ＶＣＲ、ラジオ、カムコーダ、カメラ、デジタルカメラ、洗濯機、ドライヤ、洗濯機／乾燥機、コピー機、ファクシミリ機、スキャナ、多機能周辺デバイス、腕時計、時計などを含むことができる。他の装置は、動き量が測定される可動部分または回転可能部分を備えるものを含む。さらに、装置は、未完成製品を含むことができる。
【０１０９】
文脈により他の意味であることが明白な場合を除き、発明を実施するための形態および特許請求の範囲を通して、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備えている）」、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」などの語は、排他的または網羅的な意味合いではなく、包含的な意味合いで解釈されるものであり、すなわち、これらの語は、これに限定されるものではないが、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」の意味合いで解釈されるべきである。「ｃｏｕｐｌｅｄ（結合される）」または「ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ（接続される）」という語は、通常、本明細書において使用される際、直接に接続されるか、あるいは１つまたは複数の中間要素によって接続されるかのいずれかであり得る２つ以上の要素を指す。さらに、「ｈｅｒｅｉｎ（本明細書において）」、「ａｂｏｖｅ（上に）」、「ｂｅｌｏｗ（以下に）」、および同様の意味の語は、本出願において使用される場合、全体としての本出願を指すものであり、本出願のいかなる特定の部分も指すものではない。文脈上妥当であれば、発明を実施するための形態において単数または複数を使用している語は、それぞれ複数または単数も含むことができる。２つ以上の項目のリストに関する「ｏｒ（または）」の語は、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目のすべて、およびリスト内の項目の任意の組合せ、のその語の解釈のすべてを含むことを意図するものである。本明細書で提供されるすべての数値は、測定誤差内の類似の値を含むことを意図するものである。
【０１１０】
また、本明細書に使用される条件を表す言葉、中でも、「ｃａｎ（できる）」、「ｃｏｕｌｄ（可能性がある）」、「ｍｉｇｈｔ（可能性がある）」「ｍａｙ（してもよい）」、「ｅ．ｇ．（など）」、「ｆｏｒ  ｅｘａｍｐｌｅ（たとえば）」、「ｓｕｃｈ  ａｓ（など）」などは、特に明記されない限り、または使用されているように文脈内で理解されない限り、通常、ある特定の特徴、要素および／または段階を、ある特定の実施形態は含むが、他の実施形態は含まないことを示唆するものである。
【０１１１】
本明細書において提供された本発明の教示は、必ずしも上に説明されたシステムではなく、他のシステムに適用され得る。上に説明された様々な実施形態の要素および動作は、組み合わされ、さらなる実施形態を提供することができる。
【０１１２】
本発明のある特定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、あくまでも例として提示されており、本開示の範囲を限定するものではない。たしかに、本明細書に説明された新奇な方法およびシステムは、様々な他の形式で具体化され得る。さらに、本明細書に説明された方法およびシステムの形式における様々な省略、置き換えおよび変更が、本開示の趣旨から逸脱することなく行われ得る。添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物は、本開示の範囲および趣旨に含まれるような形式または変形形態を含むものである。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲の参照によって定義される。
【符号の説明】
【０１１３】
１００  磁気ストリップ配置
１０１  磁気ストリップ
１０３ａ〜１０３ｎ  セグメント
１０５  角
１０７  磁壁生成器
１５０  回路図表現
Ｒ１〜Ｒ１４  磁気抵抗素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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