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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- magnetization
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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 |
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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 |