JP2979692B2 - 磁気エンコーダ - Google Patents
磁気エンコーダInfo
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- JP2979692B2 JP2979692B2 JP3070975A JP7097591A JP2979692B2 JP 2979692 B2 JP2979692 B2 JP 2979692B2 JP 3070975 A JP3070975 A JP 3070975A JP 7097591 A JP7097591 A JP 7097591A JP 2979692 B2 JP2979692 B2 JP 2979692B2
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気エンコーダに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁気エンコーダは、たとえば図１
７の要部斜視図に示すように構成されている。この図に
おいて、１は回転ドラムであり、２の軸を中心に自在に
回転できるもので、回転ドラム１つの周囲にはγ−Ｆｅ
2Ｏ3等の磁性材が設けられており、磁化パターン４のよ
うに磁化されている。なお磁化パターン４は円周方向に
磁極ＮＳが交互になるように着磁されているもので、複
数本のトラックにそれぞれのパターンが記録されてい
る。３はＭＲ（磁気抵抗ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａ
ｎｓｅ）センサであり、回転ドラム１つの周囲に構成さ
れた磁化パターン４の磁化の変化を感知するセンサであ
る。磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲエレメントと略す）
群５の材料は磁気抵抗効果を有するパーマロイ等が使用
されており、ガラス基板６の表面に蒸着などの方法で成
膜されている。ＭＲエレメント５の表面には保護膜とし
てＳｉＯ2等の膜が形成されている。ＭＲセンサ３は磁
気ドラム１の側面に対して０．１mm程度の距離を配して
平行に固定されている。（ＭＲセンサ３は平板状に図示
してあるが、実際は回転ドラム１に対し、同心円状に配
設されている。）７は信号線などのリード先である。エ
ンコーダの種類にはインクリメンタル信号により位置を
検出するタイプと絶対位置信号（以後、アブソリュート
信号と略す）によるものとその両方を持ったものの３種
類がある。インクメンタル信号は同じ信号の繰り返しで
その信号の数をカウントすることにより回転数や位置を
知ることができる。これに対してアブソリュート信号は
複数本のトラックに書かれた位置の情報を信号として読
み取り、その信号をカウントすることなく位置を知るこ
とができる。しかし、図１８に示すように位置の信号を
例えば２進数のｎビット信号とする１ビットで１ラック
必要なのでｎビットではｎトラック必要である。したが
って、分解能が高いエンコーダでは多くのトラックと多
くのＭＲエレメント５が必要となる。
７の要部斜視図に示すように構成されている。この図に
おいて、１は回転ドラムであり、２の軸を中心に自在に
回転できるもので、回転ドラム１つの周囲にはγ−Ｆｅ
2Ｏ3等の磁性材が設けられており、磁化パターン４のよ
うに磁化されている。なお磁化パターン４は円周方向に
磁極ＮＳが交互になるように着磁されているもので、複
数本のトラックにそれぞれのパターンが記録されてい
る。３はＭＲ（磁気抵抗ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａ
ｎｓｅ）センサであり、回転ドラム１つの周囲に構成さ
れた磁化パターン４の磁化の変化を感知するセンサであ
る。磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲエレメントと略す）
群５の材料は磁気抵抗効果を有するパーマロイ等が使用
されており、ガラス基板６の表面に蒸着などの方法で成
膜されている。ＭＲエレメント５の表面には保護膜とし
てＳｉＯ2等の膜が形成されている。ＭＲセンサ３は磁
気ドラム１の側面に対して０．１mm程度の距離を配して
平行に固定されている。（ＭＲセンサ３は平板状に図示
してあるが、実際は回転ドラム１に対し、同心円状に配
設されている。）７は信号線などのリード先である。エ
ンコーダの種類にはインクリメンタル信号により位置を
検出するタイプと絶対位置信号（以後、アブソリュート
信号と略す）によるものとその両方を持ったものの３種
類がある。インクメンタル信号は同じ信号の繰り返しで
その信号の数をカウントすることにより回転数や位置を
知ることができる。これに対してアブソリュート信号は
複数本のトラックに書かれた位置の情報を信号として読
み取り、その信号をカウントすることなく位置を知るこ
とができる。しかし、図１８に示すように位置の信号を
例えば２進数のｎビット信号とする１ビットで１ラック
必要なのでｎビットではｎトラック必要である。したが
って、分解能が高いエンコーダでは多くのトラックと多
くのＭＲエレメント５が必要となる。
【０００３】図１９は磁化パターン４とＭＲエレメント
５の配置を示したものである。磁化パターン４は１０〜
２２のトラックに分かれている。トラック１０はインク
リメンタル信号のトラックでトラック１１〜２２はアブ
ソリュートのトラックである。１０〜２２の各トラック
の信号は３０〜４２のＭＲエレメントで読み取ることが
できる。図２０は回転ドラム１の磁化パターン１０とＭ
Ｒセンサ３のＭＲエレメント５のインクリメンタルのパ
ターン３０の構成を相対的に図示したものである。４０
〜４７はＭＲエレメント５の各ＭＲエレメントでインク
リメンタルのパターンである。図の左右が回転ドラム１
の円周方向である。磁化パターン１０は円周方向に磁極
ＮＳが交互に配列されている。磁極の変化ＮからＳまで
の距離を着磁ビットＭとする。ＭＲセンサは長方形のＭ
Ｒエレメント４０〜４７の長辺が円周方向に対して直角
に配置され、円周方向に並べられている。その配列の間
隔は着磁ピッチＭに対してＭ／４のピッチで８個並べれ
ており、そのＭＲエレメントの両端にはリード線が図２
１のように接続されている。出力端子５０，５１からＡ
相、５２，５３からＢ相を出力する。
５の配置を示したものである。磁化パターン４は１０〜
２２のトラックに分かれている。トラック１０はインク
リメンタル信号のトラックでトラック１１〜２２はアブ
ソリュートのトラックである。１０〜２２の各トラック
の信号は３０〜４２のＭＲエレメントで読み取ることが
できる。図２０は回転ドラム１の磁化パターン１０とＭ
Ｒセンサ３のＭＲエレメント５のインクリメンタルのパ
ターン３０の構成を相対的に図示したものである。４０
〜４７はＭＲエレメント５の各ＭＲエレメントでインク
リメンタルのパターンである。図の左右が回転ドラム１
の円周方向である。磁化パターン１０は円周方向に磁極
ＮＳが交互に配列されている。磁極の変化ＮからＳまで
の距離を着磁ビットＭとする。ＭＲセンサは長方形のＭ
Ｒエレメント４０〜４７の長辺が円周方向に対して直角
に配置され、円周方向に並べられている。その配列の間
隔は着磁ピッチＭに対してＭ／４のピッチで８個並べれ
ており、そのＭＲエレメントの両端にはリード線が図２
１のように接続されている。出力端子５０，５１からＡ
相、５２，５３からＢ相を出力する。
【０００４】図２２は回転ドラム１の磁化パターン４の
トラック１１とＭＲエレメント３１のアブソリュートの
パターンの構成を相対的に図示したものである。１１は
磁化パターン、４８，４９のＭＲエレメントでアブソリ
ュートのパターンである。図の左右が回転ドラム１の円
周方向である。磁化パターン１１は円周方向に磁極ＮＳ
が交互に配列されているところと着磁されてないところ
である。磁極の変化ＮからＳまでの距離を着磁ピッチＭ
とする。ＭＲセンサは長方形のＭＲエレメント４８，４
９の長辺が円周方向に対して直角に配置され、円周方向
に並べられている。その配列の間隔は着磁ピッチＭに対
してＭ／２のピッチで２個並べられており、そのＭＲエ
レメントの両端にはリード線が図２３のように接続され
ている。なお、アブソリュートのトラックは多数必要で
あるため、複数本のトラックが軸方向に並べてある。上
記のトラック数は分解能が増加すると増加する。
トラック１１とＭＲエレメント３１のアブソリュートの
パターンの構成を相対的に図示したものである。１１は
磁化パターン、４８，４９のＭＲエレメントでアブソリ
ュートのパターンである。図の左右が回転ドラム１の円
周方向である。磁化パターン１１は円周方向に磁極ＮＳ
が交互に配列されているところと着磁されてないところ
である。磁極の変化ＮからＳまでの距離を着磁ピッチＭ
とする。ＭＲセンサは長方形のＭＲエレメント４８，４
９の長辺が円周方向に対して直角に配置され、円周方向
に並べられている。その配列の間隔は着磁ピッチＭに対
してＭ／２のピッチで２個並べられており、そのＭＲエ
レメントの両端にはリード線が図２３のように接続され
ている。なお、アブソリュートのトラックは多数必要で
あるため、複数本のトラックが軸方向に並べてある。上
記のトラック数は分解能が増加すると増加する。
【０００５】（２）動作 上記の磁気エンコーダはＭＲセンサの電源端子に定格電
圧をかける。軸２は他の回転体に接続されており、回転
ドラム１は自在に回転する。この回転によりＭＲセンサ
の各ＭＲエレメントが面内方向に受ける磁界の強さは疑
似正弦波状に変化する。その変化がＭＲセンサの各ＭＲ
エレメントの抵抗の変化に変わり、インクリメンタル信
号は出力端子５０，５１および５２，５３からそれぞれ
Ａ相，Ｂ相の信号として出力される。アブソリュート信
号は５４，５５等から信号として出力される。なお、図
２１，２３はＭＲセンサの各ＭＲエレメントを抵抗とし
た場合の等価回路である。
圧をかける。軸２は他の回転体に接続されており、回転
ドラム１は自在に回転する。この回転によりＭＲセンサ
の各ＭＲエレメントが面内方向に受ける磁界の強さは疑
似正弦波状に変化する。その変化がＭＲセンサの各ＭＲ
エレメントの抵抗の変化に変わり、インクリメンタル信
号は出力端子５０，５１および５２，５３からそれぞれ
Ａ相，Ｂ相の信号として出力される。アブソリュート信
号は５４，５５等から信号として出力される。なお、図
２１，２３はＭＲセンサの各ＭＲエレメントを抵抗とし
た場合の等価回路である。
【０００６】（３）製造方法 磁気ドラム１の製造方法は円筒形のアルミの円周部に塗
布型の磁性膜である磁性剤γ−Ｆｅ2Ｏ3とバインダの混
合物を塗布する。その後、上記の磁気ドラム１を軸２を
中心にして回転させリングヘッドで着磁パターン４のよ
うに磁化する。ＭＲセンサは洗浄したガラス基板にパー
マロイ（Ｎｉ−Ｆｅ）を蒸着などの方法で成膜する。そ
の後、各ＭＲセンサのパターンにあわせてエッチングす
る。その上に保護膜のＳｉＯ2を蒸着などの方法で成膜
する。以上のようにして作成したＭＲセンサと磁気ドラ
ムを図１７のような配置に組み立てる。
布型の磁性膜である磁性剤γ−Ｆｅ2Ｏ3とバインダの混
合物を塗布する。その後、上記の磁気ドラム１を軸２を
中心にして回転させリングヘッドで着磁パターン４のよ
うに磁化する。ＭＲセンサは洗浄したガラス基板にパー
マロイ（Ｎｉ−Ｆｅ）を蒸着などの方法で成膜する。そ
の後、各ＭＲセンサのパターンにあわせてエッチングす
る。その上に保護膜のＳｉＯ2を蒸着などの方法で成膜
する。以上のようにして作成したＭＲセンサと磁気ドラ
ムを図１７のような配置に組み立てる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気エンコーダ
は絶対位置が分かるアブソリュート信号を複数本のトラ
ックに分けて配置しているためＭＲセンサのＭＲエレメ
ントの数が多くなる。ところがＭＲエレメントの数が多
くなるとＭＲセンサの製作コストが高くなる。それはｎ
個のＭＲエレメントが一体形となった場合、１つのＭＲ
エレメントの製作の歩留りのｎ乗となるためである。ま
た、トラック数が増加することによりセンサが長くなる
ため、取り付け精度によってトラックの位置ずれを起こ
し易くなる。
は絶対位置が分かるアブソリュート信号を複数本のトラ
ックに分けて配置しているためＭＲセンサのＭＲエレメ
ントの数が多くなる。ところがＭＲエレメントの数が多
くなるとＭＲセンサの製作コストが高くなる。それはｎ
個のＭＲエレメントが一体形となった場合、１つのＭＲ
エレメントの製作の歩留りのｎ乗となるためである。ま
た、トラック数が増加することによりセンサが長くなる
ため、取り付け精度によってトラックの位置ずれを起こ
し易くなる。
【０００８】本発明は上記課題を解決するもので、低コ
ストで位置ずれのないコンパクトな磁気エンコーダを提
供することを目的としている。
ストで位置ずれのないコンパクトな磁気エンコーダを提
供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、同一トラックを２n個の領域に分割し、１
つの領域に絶対位置信号のｎビットのデータを着磁し、
さらに絶対位置信号の着磁範囲を指定した位置信号を磁
化パターンとして回転ドラム手段の少なくとも１つのト
ラックに絶対位置信号の着磁パターンに対応させて着磁
し、絶対位置信号と位置信号とを磁気センサ手段で検出
するようにした。
するために、同一トラックを２n個の領域に分割し、１
つの領域に絶対位置信号のｎビットのデータを着磁し、
さらに絶対位置信号の着磁範囲を指定した位置信号を磁
化パターンとして回転ドラム手段の少なくとも１つのト
ラックに絶対位置信号の着磁パターンに対応させて着磁
し、絶対位置信号と位置信号とを磁気センサ手段で検出
するようにした。
【００１０】
【作用】本発明は上記構成により、絶対位置信号の磁気
センサのトラック数がｎトラックあったものが１トラッ
クになり、また、回転ドラム手段の長さや磁気センサの
大きさが３分の１程度に小さくできる。また絶対位置信
号の着磁範囲を確実に検出できるので、絶対位置信号の
検出をより確実に行うことができる。
センサのトラック数がｎトラックあったものが１トラッ
クになり、また、回転ドラム手段の長さや磁気センサの
大きさが３分の１程度に小さくできる。また絶対位置信
号の着磁範囲を確実に検出できるので、絶対位置信号の
検出をより確実に行うことができる。
【００１１】
【実施例】（実施例１） （１）構成 実施例１の磁気エンコーダは、図１の要部斜視図に示す
ように構成されている。図２に着磁パターン１０４とＭ
Ｒエレメント１０５の配置を示す。着磁パターン１０４
において、トラック１１０はインクリメンタルのパター
ン、トラック１１１はアブソリュートのパターンであ
る。従来例のアブソリュートのトラックは複数本であっ
たが実施例１では１本である。またＭＲエレメント１０
５において、トラック１２０はインクリメンタルのトラ
ック１１０に対応するＭＲエレメント、トラック１２１
はアブソリュートのトラック１１１に対応するＭＲエレ
メントである。図３は回転ドラム１０１のトラック１１
１とＭＲセンサ１０３のＭＲエレメント１０５のトラッ
ク１２１の構成を相対的に図示したものである。１３０
〜１３５はＭＲセンサ１０３のＭＲエレメント１０５を
構成する各エレメントである。図の左右が回転ドラム１
０１の円周方向である。トラック１１１は円周方向に磁
極ＮＳが交互に配列されてアブソリュートパターンが着
磁されている。上記の着磁でｎ＝３の場合を図６に示
す。１つのトラックの一周分を８（２3）個の領域に分
割し、各領域に番号をつける。上記の番号がアブソリュ
ート信号である。磁気ドラム１０１の上記の１つの領域
に３ビットのアブソリュート信号を磁化パターンにして
着磁する。第５の領域のアブソリュート信号は１０進数
で”５”、２進数で”１０１”であり、”１”は隣接す
る磁極間で磁界の方向に変化が生じた場合の出力で、”
０”は隣接する磁極間で磁界の方向に変化が生じなかっ
た場合の出力であるので、磁化パターンはＮＳＳＮのパ
ターンでアブソリュート信号を表現することができる。
次に磁極の変化ＮからＳまでの距離を着磁ピッチＭとす
る。ＭＲセンサ１０３は長方形のＭＲエレメント１３０
〜１３５の長辺が円周方向に対して直角に配置され、円
周方向に並べられている。（図１において、ＭＲセンサ
１０３は平板上に描かれているが実際は回転ドラム１０
１に対し、同心円状に配設されている。）その配列の間
隔は着磁ピッチＭに対してＭ／２のピッチで６個並べら
れており、そのＭＲエレメント１３０〜１３５の両端に
はリード線が図４のように接続されている。図５に従来
例と実施例１の比較図を示す。なお上記のアブソリュー
ト信号は従来例で示した多トラックのアブソリュート信
号と併用したものでも良いことは明らかである。また、
この例では３ビットの場合であるが、ｎにした場合には
２nの絶対位置を検出できることになる。
ように構成されている。図２に着磁パターン１０４とＭ
Ｒエレメント１０５の配置を示す。着磁パターン１０４
において、トラック１１０はインクリメンタルのパター
ン、トラック１１１はアブソリュートのパターンであ
る。従来例のアブソリュートのトラックは複数本であっ
たが実施例１では１本である。またＭＲエレメント１０
５において、トラック１２０はインクリメンタルのトラ
ック１１０に対応するＭＲエレメント、トラック１２１
はアブソリュートのトラック１１１に対応するＭＲエレ
メントである。図３は回転ドラム１０１のトラック１１
１とＭＲセンサ１０３のＭＲエレメント１０５のトラッ
ク１２１の構成を相対的に図示したものである。１３０
〜１３５はＭＲセンサ１０３のＭＲエレメント１０５を
構成する各エレメントである。図の左右が回転ドラム１
０１の円周方向である。トラック１１１は円周方向に磁
極ＮＳが交互に配列されてアブソリュートパターンが着
磁されている。上記の着磁でｎ＝３の場合を図６に示
す。１つのトラックの一周分を８（２3）個の領域に分
割し、各領域に番号をつける。上記の番号がアブソリュ
ート信号である。磁気ドラム１０１の上記の１つの領域
に３ビットのアブソリュート信号を磁化パターンにして
着磁する。第５の領域のアブソリュート信号は１０進数
で”５”、２進数で”１０１”であり、”１”は隣接す
る磁極間で磁界の方向に変化が生じた場合の出力で、”
０”は隣接する磁極間で磁界の方向に変化が生じなかっ
た場合の出力であるので、磁化パターンはＮＳＳＮのパ
ターンでアブソリュート信号を表現することができる。
次に磁極の変化ＮからＳまでの距離を着磁ピッチＭとす
る。ＭＲセンサ１０３は長方形のＭＲエレメント１３０
〜１３５の長辺が円周方向に対して直角に配置され、円
周方向に並べられている。（図１において、ＭＲセンサ
１０３は平板上に描かれているが実際は回転ドラム１０
１に対し、同心円状に配設されている。）その配列の間
隔は着磁ピッチＭに対してＭ／２のピッチで６個並べら
れており、そのＭＲエレメント１３０〜１３５の両端に
はリード線が図４のように接続されている。図５に従来
例と実施例１の比較図を示す。なお上記のアブソリュー
ト信号は従来例で示した多トラックのアブソリュート信
号と併用したものでも良いことは明らかである。また、
この例では３ビットの場合であるが、ｎにした場合には
２nの絶対位置を検出できることになる。
【００１２】（２）動作 上記の磁気エンコーダはＭＲセンサの電源端子に定格電
圧（５Ｖ）をかける。軸１０２は他の回転体に接続され
ており、回転ドラム１０１は自在に回転する。この回転
によりＭＲセンサの各ＭＲエレメントが受ける磁界が変
化する。その変化がＭＲセンサの各ＭＲエレメント１０
５の抵抗の変化に変わり、インクリメンタル信号は従来
例と同じように出力される。アブソリュート信号では磁
界の変化が（表１）の２進数コードのように位置が”
１”の場合ではＭＲエレエメント１３０−１３１，１３
２−１３３，１３４−１３５間にそれぞれ０，０，１と
いう信号を発生させる。また、位置”３”では０，１，
１となる。その信号により位置”１”や位置”３”を知
ることができる。また、（表２）のグレイコードを使用
した場合は位置”１”には０，０，１の信号が対応し、
位置”３”には０，１，０の信号が対応することにな
る。
圧（５Ｖ）をかける。軸１０２は他の回転体に接続され
ており、回転ドラム１０１は自在に回転する。この回転
によりＭＲセンサの各ＭＲエレメントが受ける磁界が変
化する。その変化がＭＲセンサの各ＭＲエレメント１０
５の抵抗の変化に変わり、インクリメンタル信号は従来
例と同じように出力される。アブソリュート信号では磁
界の変化が（表１）の２進数コードのように位置が”
１”の場合ではＭＲエレエメント１３０−１３１，１３
２−１３３，１３４−１３５間にそれぞれ０，０，１と
いう信号を発生させる。また、位置”３”では０，１，
１となる。その信号により位置”１”や位置”３”を知
ることができる。また、（表２）のグレイコードを使用
した場合は位置”１”には０，０，１の信号が対応し、
位置”３”には０，１，０の信号が対応することにな
る。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】このように本発明の実施例１の磁気エンコ
ーダによれば、１本のトラック２n個の領域に分割し、
一つの領域にアブソリュート信号のｎビットのデータを
着磁し、その信号に対応したＭＲエレメントを配置して
あるので、１トラックで絶対位置が検出できる。
ーダによれば、１本のトラック２n個の領域に分割し、
一つの領域にアブソリュート信号のｎビットのデータを
着磁し、その信号に対応したＭＲエレメントを配置して
あるので、１トラックで絶対位置が検出できる。
【００１６】（実施例２） （１）構成 実施例２の磁気エンコーダは、図７の要部斜視図に示す
ように構成されている。図８は着磁パターン２０４とＭ
Ｒエレメント２０５の配置を示す。トラック２１０はイ
ンクリメンタルのパターン、トラック２１１はアブソリ
ュートのパターンである。ＭＲのエレメント２１２はイ
ンクリメンタルのトラック２１０に対応するＭＲエレメ
ント、ＭＲのエレメント２１３はアブソリュートのトラ
ック２１１に対応するＭＲエレメントである。図９は回
転ドラム２０１の磁化パターン２１１とＭＲセンサ２０
３のＭＲエレメント２１３のアブソリュートのパターン
の構成を相対的に図示したものである。２１１は磁化パ
ターン、２２０〜２２９はＭＲセンサ２０３のＭＲエレ
メント２１３の各エレメントである。図の左右が回転ド
ラム２０１の円周方向である。磁化パターン２１１は円
周方向に磁極ＮＳが交互に配列されてアブソリュートパ
ターンが着磁されている。磁極の変化ＮからＳまでの距
離を着磁ピッチＭとする。ＭＲセンサでは長方形のＭＲ
エレメント２２０〜２２９の長辺が円周方向に対して直
角に配置され、円周方向に並べられている。（図７にお
いて、ＭＲセンサは平板状に描かれているが、実際は回
転ドラムに対し、同心円状に配設されている。）その配
列の間隔は着磁ピッチＭに対してＭ／２のピッチで１０
個並べられている。上記のＭＲエレメント２２０，２２
１，２２８，２２９は着磁場所を検出するＭＲエレメン
トでＭＲエレメント２２３〜２２７はアブソリュート信
号を検出するＭＲエレメントでる。図１０はＭＲエレメ
ント群２１３の回路図である。抵抗Ｒは固定抵抗であ
る。
ように構成されている。図８は着磁パターン２０４とＭ
Ｒエレメント２０５の配置を示す。トラック２１０はイ
ンクリメンタルのパターン、トラック２１１はアブソリ
ュートのパターンである。ＭＲのエレメント２１２はイ
ンクリメンタルのトラック２１０に対応するＭＲエレメ
ント、ＭＲのエレメント２１３はアブソリュートのトラ
ック２１１に対応するＭＲエレメントである。図９は回
転ドラム２０１の磁化パターン２１１とＭＲセンサ２０
３のＭＲエレメント２１３のアブソリュートのパターン
の構成を相対的に図示したものである。２１１は磁化パ
ターン、２２０〜２２９はＭＲセンサ２０３のＭＲエレ
メント２１３の各エレメントである。図の左右が回転ド
ラム２０１の円周方向である。磁化パターン２１１は円
周方向に磁極ＮＳが交互に配列されてアブソリュートパ
ターンが着磁されている。磁極の変化ＮからＳまでの距
離を着磁ピッチＭとする。ＭＲセンサでは長方形のＭＲ
エレメント２２０〜２２９の長辺が円周方向に対して直
角に配置され、円周方向に並べられている。（図７にお
いて、ＭＲセンサは平板状に描かれているが、実際は回
転ドラムに対し、同心円状に配設されている。）その配
列の間隔は着磁ピッチＭに対してＭ／２のピッチで１０
個並べられている。上記のＭＲエレメント２２０，２２
１，２２８，２２９は着磁場所を検出するＭＲエレメン
トでＭＲエレメント２２３〜２２７はアブソリュート信
号を検出するＭＲエレメントでる。図１０はＭＲエレメ
ント群２１３の回路図である。抵抗Ｒは固定抵抗であ
る。
【００１７】（２）動作 上記の磁気エンコーダはＭＲの素子の電源端子に定格電
圧（５Ｖ）をかける。軸２０２は他の回転体に接続され
ており、回転ドラム２０１は自在に回転する。この回転
によりＭＲセンサの各ＭＲエレメント２２０〜２２９が
受ける磁界が疑似正弦波状に変化する。その変化がＭＲ
センサの各ＭＲエレメントの抵抗の変化に変わり、イン
クリメンタル信号は従来例と同じように出力される。ア
ブソリュート信号は出力端子２４２〜２４７から信号と
して出力される。出力端子２４０，２４１，２４８，２
４９はアブソリュート信号が着磁されている位置を検出
するもので、１つのトラック内で位置信号の領域を区切
るために必要である。この信号が両方とも”１”の場合
にアブソリュート信号を出力させるようにする。
圧（５Ｖ）をかける。軸２０２は他の回転体に接続され
ており、回転ドラム２０１は自在に回転する。この回転
によりＭＲセンサの各ＭＲエレメント２２０〜２２９が
受ける磁界が疑似正弦波状に変化する。その変化がＭＲ
センサの各ＭＲエレメントの抵抗の変化に変わり、イン
クリメンタル信号は従来例と同じように出力される。ア
ブソリュート信号は出力端子２４２〜２４７から信号と
して出力される。出力端子２４０，２４１，２４８，２
４９はアブソリュート信号が着磁されている位置を検出
するもので、１つのトラック内で位置信号の領域を区切
るために必要である。この信号が両方とも”１”の場合
にアブソリュート信号を出力させるようにする。
【００１８】このように本発明の実施例２の磁気エンコ
ーダによれば、１本のトラックを２ n個の領域に分割
し、一つの領域にアブソリュート信号のｎビットのデー
タとその領域の識別用区分データを着磁し、その信号に
対応したＭＲエレメントを配置してあるので、１トラッ
クで配置位置が確実に検出できる。
ーダによれば、１本のトラックを２ n個の領域に分割
し、一つの領域にアブソリュート信号のｎビットのデー
タとその領域の識別用区分データを着磁し、その信号に
対応したＭＲエレメントを配置してあるので、１トラッ
クで配置位置が確実に検出できる。
【００１９】（実施例３） （１）構成 実施例３の磁気エンコーダは、図１１の要部斜視図に示
すように構成されている。図１２は着磁パターン３０４
とＭＲエレメント３０５の配置を示す。トラック３１０
はインクリメンタルのパターン、トラック３１１，３１
２はアブソリュートのパターンである。ＭＲのエレメン
ト３１３はインクリメンタルのトラック３１０に対応す
るＭＲエレメント、ＭＲのエレメント３１４はアブソリ
ュートのトラック３１１に対応するＭＲエレメント、Ｍ
Ｒのエレメント３１５はアブソリュートのトラック３１
２に対応するＭＲエレメントである。図１３は回転ドラ
ム３０１の磁化パターン３１１とＭＲセンサ３０３のＭ
Ｒエレメント３１４のアブソリュートのパターンの構成
を相対的に図示したものである。３１１は磁化パター
ン、３２０〜３３５はＭＲセンサ３０３のＭＲエレメン
ト３１４の各エレメントである。図の左右が回転ドラム
３０１の円周方向である。磁化パターン３１１は円周方
向に磁極ＮＳが交互に配列されてアブソリュートパター
ンが着磁されている。磁極の変化ＮからＳまでの距離を
着磁ピッチＭとする。ＭＲセンサは長方形のＭＲエレメ
ント３２０〜３３５の長辺が円周方向に対して直角に配
置され、円周方向に並べられている。（図１１におい
て、ＭＲセンサは平板状に描かれているが、実際は回転
ドラムに対し、同心円状に配設されている。）その配列
の間隔は着磁ピッチＭに対してＭ／２のピッチで１６個
並べられている。図１４はトラック３１２の着磁パター
ンとＭＲエレメント３１５の構成を相対的に図示したも
のである。トラック３１２とＭＲエレメント３１５はア
ブソリュートのパターン３１１の着磁位置を知るための
信号である。図１５はＭＲエレメント３１４の回路図で
ある。抵抗Ｒは固定抵抗である。図１６はＭＲエレメン
ト３１５の回路図である。抵抗Ｒは固定抵抗である。
すように構成されている。図１２は着磁パターン３０４
とＭＲエレメント３０５の配置を示す。トラック３１０
はインクリメンタルのパターン、トラック３１１，３１
２はアブソリュートのパターンである。ＭＲのエレメン
ト３１３はインクリメンタルのトラック３１０に対応す
るＭＲエレメント、ＭＲのエレメント３１４はアブソリ
ュートのトラック３１１に対応するＭＲエレメント、Ｍ
Ｒのエレメント３１５はアブソリュートのトラック３１
２に対応するＭＲエレメントである。図１３は回転ドラ
ム３０１の磁化パターン３１１とＭＲセンサ３０３のＭ
Ｒエレメント３１４のアブソリュートのパターンの構成
を相対的に図示したものである。３１１は磁化パター
ン、３２０〜３３５はＭＲセンサ３０３のＭＲエレメン
ト３１４の各エレメントである。図の左右が回転ドラム
３０１の円周方向である。磁化パターン３１１は円周方
向に磁極ＮＳが交互に配列されてアブソリュートパター
ンが着磁されている。磁極の変化ＮからＳまでの距離を
着磁ピッチＭとする。ＭＲセンサは長方形のＭＲエレメ
ント３２０〜３３５の長辺が円周方向に対して直角に配
置され、円周方向に並べられている。（図１１におい
て、ＭＲセンサは平板状に描かれているが、実際は回転
ドラムに対し、同心円状に配設されている。）その配列
の間隔は着磁ピッチＭに対してＭ／２のピッチで１６個
並べられている。図１４はトラック３１２の着磁パター
ンとＭＲエレメント３１５の構成を相対的に図示したも
のである。トラック３１２とＭＲエレメント３１５はア
ブソリュートのパターン３１１の着磁位置を知るための
信号である。図１５はＭＲエレメント３１４の回路図で
ある。抵抗Ｒは固定抵抗である。図１６はＭＲエレメン
ト３１５の回路図である。抵抗Ｒは固定抵抗である。
【００２０】（２）動作 上記の磁気エンコーダはＭＲ素子の電源端子に定格電圧
（５Ｖ）をかける。軸３０２は他の回転体に接続されて
おり、回転ドラム３０１は自在に回転する。この回転に
よりＭＲセンサの各ＭＲエレメント３２０〜３３５が受
ける磁界が疑似正弦波状に変化する。その変化がＭＲセ
ンサの各ＭＲエレメントの抵抗の変化に変わり、インク
リメンタル信号は従来例と同じように出力される。アブ
ソリュート信号は３７０〜３８５および３９０，３９１
から信号として出力される。ＭＲセンサの出力端子３９
０，３９１はアブソリュート信号が着磁されている位置
を検出するもので、１つのトラック内で位置信号の領域
を区切るために必要である。この信号が”１”の場合に
アブソリュート信号を出力させるようにする。
（５Ｖ）をかける。軸３０２は他の回転体に接続されて
おり、回転ドラム３０１は自在に回転する。この回転に
よりＭＲセンサの各ＭＲエレメント３２０〜３３５が受
ける磁界が疑似正弦波状に変化する。その変化がＭＲセ
ンサの各ＭＲエレメントの抵抗の変化に変わり、インク
リメンタル信号は従来例と同じように出力される。アブ
ソリュート信号は３７０〜３８５および３９０，３９１
から信号として出力される。ＭＲセンサの出力端子３９
０，３９１はアブソリュート信号が着磁されている位置
を検出するもので、１つのトラック内で位置信号の領域
を区切るために必要である。この信号が”１”の場合に
アブソリュート信号を出力させるようにする。
【００２１】このように本発明の実施例３の磁気エンコ
ーダによれば、１本のトラックを２ n個の領域に分割
し、一つの領域にアブソリュート信号のｎビットのデー
タを着磁し、このトラックに近接して位置信号を着磁
し、それらの信号に対応したＭＲエレメントを配置して
あるので、絶対位置が確実に検出できる。
ーダによれば、１本のトラックを２ n個の領域に分割
し、一つの領域にアブソリュート信号のｎビットのデー
タを着磁し、このトラックに近接して位置信号を着磁
し、それらの信号に対応したＭＲエレメントを配置して
あるので、絶対位置が確実に検出できる。
【００２２】なお、本発明における磁気センサ手段は、
上記実施例においてはＭＲエレメントとしたが、磁気ヘ
ッド，ホール素子，光ファイバ磁気センサ等、要するに
磁気の存在を検出できるものであれば任意の素子が使用
できる。
上記実施例においてはＭＲエレメントとしたが、磁気ヘ
ッド，ホール素子，光ファイバ磁気センサ等、要するに
磁気の存在を検出できるものであれば任意の素子が使用
できる。
【００２３】
【発明の効果】以上実施例から明らかなように、本発明
によれば、絶対位置信号の磁気センサのトラック数がｎ
トラックあったものが１トラックになり、また、回転ド
ラム手段の長さや磁気センサの大きさが３分の１程度に
小さくできるので、製造コストが安く、コンパクトな磁
気エンコーダを提供できる。また絶対位置信号の着磁範
囲を確実に検出できるので、絶対位置信号の検出をより
確実に行うことができるので、トラックの位置ずれをほ
とんど起こさない、極めて精度の高い磁気エンコーダを
提供できる。
によれば、絶対位置信号の磁気センサのトラック数がｎ
トラックあったものが１トラックになり、また、回転ド
ラム手段の長さや磁気センサの大きさが３分の１程度に
小さくできるので、製造コストが安く、コンパクトな磁
気エンコーダを提供できる。また絶対位置信号の着磁範
囲を確実に検出できるので、絶対位置信号の検出をより
確実に行うことができるので、トラックの位置ずれをほ
とんど起こさない、極めて精度の高い磁気エンコーダを
提供できる。
【図１】本発明の実施例１の磁気エンコーダの要部斜視
図
図
【図２】同エンコーダの磁化パターンとＭＲエレメント
の配置図
の配置図
【図３】同エンコーダのアブソリュートトラックの磁化
パターンとＭＲエレメント配置を相対的に示す模式図
パターンとＭＲエレメント配置を相対的に示す模式図
【図４】同エンコーダのＭＲエレメントの接続を示す回
路図
路図
【図５】同エンコーダと従来例の比較図
【図６】同エンコーダにおいて一つのトラックを８個の
領域に分割して、その一つの領域にアブソリュート信号
を書き込む場合の着磁パターンを示す模式図
領域に分割して、その一つの領域にアブソリュート信号
を書き込む場合の着磁パターンを示す模式図
【図７】本発明の実施例２の磁気エンコーダの要部斜視
図
図
【図８】同エンコーダの磁化パターンとＭＲエレメント
の配置図
の配置図
【図９】同エンコーダのアブソリュートトラックの磁化
パターンとＭＲエレメント配置を相対的に示す模式図
パターンとＭＲエレメント配置を相対的に示す模式図
【図１０】同エンコーダのＭＲエレメントの接続を示す
回路図
回路図
【図１１】本発明の実施例３の磁気エンコーダの要部斜
視図
視図
【図１２】同エンコーダの磁化パターンとＭＲエレメン
トの配置図
トの配置図
【図１３】同エンコーダのアブソリュートトラックの磁
化パターンとＭＲエレメント配置を相対的に示す模式図
化パターンとＭＲエレメント配置を相対的に示す模式図
【図１４】同エンコーダのアブソリュート磁化パターン
の領域検出用の磁化パターンとＭＲエレメント配置を相
対的に示す模式図
の領域検出用の磁化パターンとＭＲエレメント配置を相
対的に示す模式図
【図１５】同エンコーダのアブソリュート磁化パターン
検出用ＭＲエレメントの接続を示す回路図
検出用ＭＲエレメントの接続を示す回路図
【図１６】同エンコーダの領域検出用ＭＲエレメントの
接続を示す回路図
接続を示す回路図
【図１７】従来の磁気エンコーダの要部斜視図
【図１８】従来例の１ビット，２ビット〜ｎビットに対
応する磁気エンコーダの要部斜視図
応する磁気エンコーダの要部斜視図
【図１９】同エンコーダの磁化パターンとＭＲエレメン
トの配置図
トの配置図
【図２０】インクリメントパターンの磁化パターンとＭ
Ｒエレメントの配置図
Ｒエレメントの配置図
【図２１】インクリメントパターン検出用ＭＲエレメン
トの接続を示す回路図
トの接続を示す回路図
【図２２】従来の磁気エンコーダのアブソリュートパタ
ーンの一つのトラックと磁化パターンとＭＲエレメント
配置を相対的に示す模式図
ーンの一つのトラックと磁化パターンとＭＲエレメント
配置を相対的に示す模式図
【図２３】同エンコーダのアブソリュートパターン検出
用ＭＲエレメントの接続を示す回路図
用ＭＲエレメントの接続を示す回路図
１０１ 磁気ドラム １０４ 磁化パターン １０５ ＭＲエレメント群 ２０１ 磁気ドラム ２０４ 磁化パターン ２０５ ＭＲエレメント群 ３０１ 磁気ドラム ３０４ 磁化パターン ３０５ ＭＲエレメント群
Claims (3)
- 【請求項１】 符号化された多ビットの絶対位置信号を
複数個の磁化パターンにして回転ドラムの１つのトラッ
クの回転方向に着磁した磁気ドラム手段と、前記回転ド
ラム手段の絶対位置信号の磁化パターンに対応する位置
に配置した所定数の磁気センサ手段とを備えた磁気エン
コーダであって、絶対位置信号の着磁範囲を指定した位
置信号を磁化パターンとして前記回転ドラム手段の絶対
位置信号の両側に着磁し、前記位置信号を前記磁気セン
サ手段で検出することを特徴とする磁気エンコーダ。 - 【請求項２】 符号化された多ビットの絶対位置信号を
複数個の磁化パターンにして回転ドラムの１つのトラッ
クの回転方向に着磁した磁気ドラム手段と、前記回転ド
ラム手段の絶対位置信号の磁化パターンに対応する位置
に配置した所定数の磁気センサ手段とを備えた磁気エン
コーダであって、絶対位置信号の着磁範囲を指定した位
置信号を磁化パターンとして前記回転ドラム手段の少な
くとも１つのトラックに絶対位置信号の着磁パターンに
対応させて着磁し、前記位置信号を前記磁気センサ手段
で検出することを特徴とする磁気エンコーダ。 - 【請求項３】 磁気センサ手段は磁気抵抗効果素子であ
ることを特徴とする請求項１，２いずれか１記載の磁気
エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070975A JP2979692B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 磁気エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070975A JP2979692B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 磁気エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307327A JPH04307327A (ja) | 1992-10-29 |
| JP2979692B2 true JP2979692B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=13447033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070975A Expired - Fee Related JP2979692B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 磁気エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2979692B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011050834B4 (de) | 2011-06-03 | 2022-02-17 | Ic - Haus Gmbh | Integrierte Schaltungsanordnung mit Hallsensoren und Positionsmessvorrichtung |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5802857B2 (ja) | 2013-03-06 | 2015-11-04 | 富士フイルム株式会社 | レンズ装置及び可動光学素子の位置検出方法 |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3070975A patent/JP2979692B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011050834B4 (de) | 2011-06-03 | 2022-02-17 | Ic - Haus Gmbh | Integrierte Schaltungsanordnung mit Hallsensoren und Positionsmessvorrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04307327A (ja) | 1992-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |