JPS6238316A - 絶対位置検出装置 - Google Patents
絶対位置検出装置Info
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- JPS6238316A JPS6238316A JP60177642A JP17764285A JPS6238316A JP S6238316 A JPS6238316 A JP S6238316A JP 60177642 A JP60177642 A JP 60177642A JP 17764285 A JP17764285 A JP 17764285A JP S6238316 A JPS6238316 A JP S6238316A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、位置検出装置に係り、特に、磁気センサを用
いた絶対位置検出に好適な絶対位置検出装置に関するも
のである。
いた絶対位置検出に好適な絶対位置検出装置に関するも
のである。
さきに、発明者らは、磁気センサを用いた絶対位置検出
装置として、特開昭59−108193号(特願昭57
−216899号)公報記載のような磁気回転センサを
開発した。
装置として、特開昭59−108193号(特願昭57
−216899号)公報記載のような磁気回転センサを
開発した。
すなわち、これには、単位磁石を複数個配置して各トラ
ック間の磁気干渉を解消したものが記載されている。
ック間の磁気干渉を解消したものが記載されている。
しかし、各ビット毎に磁気トラックを必要としており、
分解能を上げれば、それに比例して、磁気トラックの数
も増すため大形になるという、なお改善すべき点を有す
るものであった。
分解能を上げれば、それに比例して、磁気トラックの数
も増すため大形になるという、なお改善すべき点を有す
るものであった。
本発明は、出力信号のビット数より少ない磁気トラック
を持つ、小形で分解能の高い絶対位置検出装置の提供を
、その目的とするものである。
を持つ、小形で分解能の高い絶対位置検出装置の提供を
、その目的とするものである。
本発明に係る絶対位置検出装置の構成は、被位置検出体
に担持された磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に所要
長の磁気信号を記録した複数の磁気トラックと、この複
数の磁気トラックに近接対向して配置され、磁気信号の
磁界に感応して電気抵抗が変化する磁気抵抗素子とで、
その磁気抵抗素子の抵抗変化を電気信号に変換して被位
置検出体の絶対位置を検出するようにしたものにおいて
、上記磁気トラックは、NとSの間隙(波長)がλの単
位磁石を被位置検出体の移動方向へ所要数連続配置した
ものと、これと同長の無磁界部との組合せを磁気信号と
し、検出する絶対位置のビット数より少ない数の磁気ト
ラックとするとともに、各磁気トラックに対向して一間
隙で2個ずつの第1の磁気抵抗素子を配置し、最下位磁
気トラックに対向する第2の磁気抵抗素子を、前記の磁
気信号長をSML、磁気トラックに対する増加ビットS
Mt、の間隙で、上記第1の磁気抵抗素子に対して2m
組を配置し、これら複数の磁気抵抗素子の組合せから、
磁気トラックの数より多いビット数の電気信号を得るよ
うにしたものである。
に担持された磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に所要
長の磁気信号を記録した複数の磁気トラックと、この複
数の磁気トラックに近接対向して配置され、磁気信号の
磁界に感応して電気抵抗が変化する磁気抵抗素子とで、
その磁気抵抗素子の抵抗変化を電気信号に変換して被位
置検出体の絶対位置を検出するようにしたものにおいて
、上記磁気トラックは、NとSの間隙(波長)がλの単
位磁石を被位置検出体の移動方向へ所要数連続配置した
ものと、これと同長の無磁界部との組合せを磁気信号と
し、検出する絶対位置のビット数より少ない数の磁気ト
ラックとするとともに、各磁気トラックに対向して一間
隙で2個ずつの第1の磁気抵抗素子を配置し、最下位磁
気トラックに対向する第2の磁気抵抗素子を、前記の磁
気信号長をSML、磁気トラックに対する増加ビットS
Mt、の間隙で、上記第1の磁気抵抗素子に対して2m
組を配置し、これら複数の磁気抵抗素子の組合せから、
磁気トラックの数より多いビット数の電気信号を得るよ
うにしたものである。
さらに補足すると1次のとおりである。
本発明は、被検出体に担持された磁気記録媒体と、これ
に対向して配置した磁気抵抗素子からなる磁気センサと
を有し、磁気記録媒体を、出力信号のビット数より少な
い磁気トラックに分割して、磁気トラックの下位トラッ
クに対向配置する磁気抵抗素子を電気的位相が異なるよ
うに複数個配置し、これら複数の磁気抵抗素子の組合せ
から、下位トラックの磁気信号より下位ビットの電気的
出力を得るようにしたものである。
に対向して配置した磁気抵抗素子からなる磁気センサと
を有し、磁気記録媒体を、出力信号のビット数より少な
い磁気トラックに分割して、磁気トラックの下位トラッ
クに対向配置する磁気抵抗素子を電気的位相が異なるよ
うに複数個配置し、これら複数の磁気抵抗素子の組合せ
から、下位トラックの磁気信号より下位ビットの電気的
出力を得るようにしたものである。
本発明に係る絶対位置検出装置の各実施例を。
各回を参照して説明する。
まず、回転体の絶対位置を検出する4ビツトの出力例に
係る一実施例を、第1図ないし第7図により説明する。
係る一実施例を、第1図ないし第7図により説明する。
第1図は1本発明の一実施例に係る絶対位置検出装置の
略示全体構成図、第2図は、その磁気ドラムと磁気セン
サとの展開図、第3図は、その動作説明用抵抗変化の波
形図、第4図は、その磁気抵抗素子の接続図、第5図は
、その動作説明用波形図、第6図は、その波形整形回路
、第7図は。
略示全体構成図、第2図は、その磁気ドラムと磁気セン
サとの展開図、第3図は、その動作説明用抵抗変化の波
形図、第4図は、その磁気抵抗素子の接続図、第5図は
、その動作説明用波形図、第6図は、その波形整形回路
、第7図は。
その出力波形図である。
第1図で、1は、被位置検出体に係る回転体、2はシャ
フト、3は、磁気センサ5aを支持する支持板である。
フト、3は、磁気センサ5aを支持する支持板である。
4aは、磁気記録媒体を表面に有する磁気ドラムである
。
。
この磁気ドラム4aの表面の磁気記録媒体は、第1図図
示のものを第2図に展開して示すように、 □
3つの磁気トラックM2 、Ms 、M4に分割されて
おり、各磁気トラックには、N、Sの長さくNとSの間
隙)がλの単位磁石を、図示のように配置するようにし
たものである。
示のものを第2図に展開して示すように、 □
3つの磁気トラックM2 、Ms 、M4に分割されて
おり、各磁気トラックには、N、Sの長さくNとSの間
隙)がλの単位磁石を、図示のように配置するようにし
たものである。
すなわち、磁気トラックM2には、2個連続して単位磁
石を配置し、その2個分と同長の無磁界部を介して、く
り返し配置する。また、磁気トラックM3には、4個連
続して単位磁石を配置し。
石を配置し、その2個分と同長の無磁界部を介して、く
り返し配置する。また、磁気トラックM3には、4個連
続して単位磁石を配置し。
4個分の無磁界部を介してくり返し配置する。さらに、
磁気トラックM4には、前記の磁気トラックM3に対し
て1図示のように位相をずらして、4個連続の単位磁石
を配置するものである。
磁気トラックM4には、前記の磁気トラックM3に対し
て1図示のように位相をずらして、4個連続の単位磁石
を配置するものである。
しかして、この各々の磁気トラックM2 * Ms t
M4に配置した単位磁石の連続と同長の無磁界部との組
合せである8M2 、SMs 、5M4 を各磁気トラ
ックの磁気信号と呼ぶことにし、各磁気トラックのSM
z 、SMa 、5M4を電気角で2πとし、ここでは
、後述するSMLは、SMZである。
M4に配置した単位磁石の連続と同長の無磁界部との組
合せである8M2 、SMs 、5M4 を各磁気トラ
ックの磁気信号と呼ぶことにし、各磁気トラックのSM
z 、SMa 、5M4を電気角で2πとし、ここでは
、後述するSMLは、SMZである。
これに対向配置した磁気センサ5aの展開図は、第2図
に示すようであり、まず、磁気トラックM4に対向して
第1の磁気抵抗素子に係る。磁気抵抗素子R41、Ra
2を、単位磁石のピッチλに対して、λ はぼ−間隙で配置する。
に示すようであり、まず、磁気トラックM4に対向して
第1の磁気抵抗素子に係る。磁気抵抗素子R41、Ra
2を、単位磁石のピッチλに対して、λ はぼ−間隙で配置する。
同様に、磁気トラックM8に対向して、同上に係る電気
抵抗素子Rax * Rszを、また磁気トラックM2
に対向して、同上に係る磁気抵抗素子Rz工tλ RZZを、−間隙で一直線に配置する。
抵抗素子Rax * Rszを、また磁気トラックM2
に対向して、同上に係る磁気抵抗素子Rz工tλ RZZを、−間隙で一直線に配置する。
そして、前記磁気トラックM2に対向して、さらに別途
の、第2の磁気抵抗素子に係る磁気抵抗素子Rzz”
Rtaを配置するものである。
の、第2の磁気抵抗素子に係る磁気抵抗素子Rzz”
Rtaを配置するものである。
これらの磁気抵抗素子R11とRtz及びR13とλ
R14の間隙は、単位磁石のピッチλに対して−で配置
し、さらに、磁気抵抗素子R11とR21及び一π)で
配置する。
し、さらに、磁気抵抗素子R11とR21及び一π)で
配置する。
このように磁気センサ5aは、10個の磁気抵抗素子と
、図示の、磁界に感応しない向きに配置した10個の固
定抵抗R工て構成するものである。
、図示の、磁界に感応しない向きに配置した10個の固
定抵抗R工て構成するものである。
上記の磁気抵抗素子らは、強磁性体を絶縁基板に蒸着、
スパッタリング等によって、1チツプ上に作成される。
スパッタリング等によって、1チツプ上に作成される。
磁気抵抗素子は、磁界により抵抗が変化するもので、材
料により、抵抗値が下がるものと、上がるものとがある
。
料により、抵抗値が下がるものと、上がるものとがある
。
ここでは、磁界により抵抗が下がるパーマロイを磁気抵
抗素子に使用した場合について説明する。
抗素子に使用した場合について説明する。
この磁気抵抗素子は、磁界の方向に関係なく磁界の大き
さに比例して抵抗が生ずるものである。
さに比例して抵抗が生ずるものである。
しかして、上述の磁気ドラム4aが回転すると、磁気ト
ラックの磁気信号により、磁気センサ5a内の各磁気抵
抗素子R1t ” R42は、第3図に示すように抵抗
が変化する。
ラックの磁気信号により、磁気センサ5a内の各磁気抵
抗素子R1t ” R42は、第3図に示すように抵抗
が変化する。
たとえば、磁気抵抗素子R1zの抵抗変化は、磁気トラ
ックM2に対向しており、その磁気トラックM2の磁気
信号によって変化するので、第2図に示す始めの単位磁
石SNにより1つの谷ができ、連続した次の単位磁石N
Sにより、もう1つの谷ができるので、2つの連続した
谷が発生する。
ックM2に対向しており、その磁気トラックM2の磁気
信号によって変化するので、第2図に示す始めの単位磁
石SNにより1つの谷ができ、連続した次の単位磁石N
Sにより、もう1つの谷ができるので、2つの連続した
谷が発生する。
また、磁気抵抗素子R12、R13、Rを番gRzx+
R2Zにおいても、それぞれ、配置に応じて、位相がず
れただけで、その波形は同じようになる。
R2Zにおいても、それぞれ、配置に応じて、位相がず
れただけで、その波形は同じようになる。
磁気抵抗素子R31,RI$2も、磁気トラックM3の
磁気信号に応じて、谷が4つ連続して生ずる。
磁気信号に応じて、谷が4つ連続して生ずる。
図示のような波形となる。さらに、磁気抵抗素子R41
,Rlmは、同様に磁気トラックM4の磁気信号に応じ
て抵抗変化が生じているものである。
,Rlmは、同様に磁気トラックM4の磁気信号に応じ
て抵抗変化が生じているものである。
しかして、これらの磁気抵抗素子R11〜R+zは、第
4図に示すように、固定抵抗Ri と抵抗ブリッジを構
成している。
4図に示すように、固定抵抗Ri と抵抗ブリッジを構
成している。
このため、第4図の左端の、磁気抵抗素子のブリッジの
出力(以下、ブリッジの出力という。)611は、第5
図に示すelfのような波形が得られる。同様に、各ブ
リッジの出力all+ e2 He3 gC4は、各々
第5図のような波形となる。
出力(以下、ブリッジの出力という。)611は、第5
図に示すelfのような波形が得られる。同様に、各ブ
リッジの出力all+ e2 He3 gC4は、各々
第5図のような波形となる。
この出力を、第6図に示すような電圧比較器C0M11
.C0M12.C0M2 e COMa 。
.C0M12.C0M2 e COMa 。
COM 4に入力すると、電圧比較器の、磁気センサの
波形整形信号に係る各出力E 111 E 121 E
21E3 、E4は、第7図に示すような方形波出力
となって得られる。
波形整形信号に係る各出力E 111 E 121 E
21E3 、E4は、第7図に示すような方形波出力
となって得られる。
さら↓こ、出力ElfとE12とを、第6図に示すよう
に排他的OR回路FORを通すと、出力Elが得られる
ものである。
に排他的OR回路FORを通すと、出力Elが得られる
ものである。
以上のようにして得られた出力E11E2 tEa +
E4は、4ビツトの絶対位置検出出力である。
E4は、4ビツトの絶対位置検出出力である。
この例では、グレーコードの4ビツトを使用した例であ
るが、磁気記録媒体に記録する磁気信号で、他のコード
を得ることも可能である。
るが、磁気記録媒体に記録する磁気信号で、他のコード
を得ることも可能である。
以上のように、上位3ビット分の磁気トラックで、それ
よりも多い4ビツトの絶対位置を得ることが可能である
。
よりも多い4ビツトの絶対位置を得ることが可能である
。
したがって、磁気ドラムの小形化及び、低慣性化ができ
るので、高精度なサーボシステムを構成することができ
るものである。
るので、高精度なサーボシステムを構成することができ
るものである。
なお、上記実施例において、固定抵抗Ri を磁気セン
サに設けるようにしたものであるが、これは磁気センサ
外に別途に収納するように構成してもよいものである。
サに設けるようにしたものであるが、これは磁気センサ
外に別途に収納するように構成してもよいものである。
以上、4ビツトの例として、ブリッジの抵抗に固定抵抗
を使用した例を示したが、次に磁気抵抗素子のみでブリ
ッジを構成することにより、検出信号の増大と、出力波
形の安定イPとを図った他の実施例につき、同じく4ビ
ツトの例で、第8図ないし第10図により説明する。
を使用した例を示したが、次に磁気抵抗素子のみでブリ
ッジを構成することにより、検出信号の増大と、出力波
形の安定イPとを図った他の実施例につき、同じく4ビ
ツトの例で、第8図ないし第10図により説明する。
ここで、第8図は、本発明の他の実施例に係る絶対位置
検出装置における磁気ドラムと磁気センサとの展開図、
第9図は、その磁気抵抗素子の接続図、第10図は、そ
の動作説明用波形図である。
検出装置における磁気ドラムと磁気センサとの展開図、
第9図は、その磁気抵抗素子の接続図、第10図は、そ
の動作説明用波形図である。
そして1本実施例に係る絶対位置検出装置というのは、
さきの第1図における磁気ドラム4a。
さきの第1図における磁気ドラム4a。
磁気センサ5aを、それぞれ、磁気ドラム4a−1、磁
気センサ5a−1としたものである。すなわち、第8図
は、第1図に示した磁気ドラム4aと磁気センサ5aの
展開図に相当する同態様のものである。
気センサ5a−1としたものである。すなわち、第8図
は、第1図に示した磁気ドラム4aと磁気センサ5aの
展開図に相当する同態様のものである。
しかして、磁気ドラム4a−1の表面の磁気記録媒体は
、図示のように、6つの磁気トラックに分割しており、
磁気トラックM 21 t M s t * M 4
tは、さきの第2図と全く同じように単位磁石を配置し
であるものである。
、図示のように、6つの磁気トラックに分割しており、
磁気トラックM 21 t M s t * M 4
tは、さきの第2図と全く同じように単位磁石を配置し
であるものである。
そして、磁気トラックM 22 、 M a z 、
M 4 Zは、それぞれ磁気トラックM 21 、 M
31 、 M 4 tと対称的に、単位磁石の配置し
である所は、無磁界部としており、単位磁石のない無磁
界部には単位磁石を配置しているものである。
M 4 Zは、それぞれ磁気トラックM 21 、 M
31 、 M 4 tと対称的に、単位磁石の配置し
である所は、無磁界部としており、単位磁石のない無磁
界部には単位磁石を配置しているものである。
また、磁気センサ5a−1は、第2図と同様に。
第1.第2磁気抵抗素子であるRttly RLZ1p
R2111Rzzt、 Rx5tt R141を、磁気
トラックM21 に対向し、R112,R122,R2
12,RZ221Rxaz、 R1番2は、磁気トラッ
クM22に対向して配置しである。
R2111Rzzt、 Rx5tt R141を、磁気
トラックM21 に対向し、R112,R122,R2
12,RZ221Rxaz、 R1番2は、磁気トラッ
クM22に対向して配置しである。
さらに、磁気トラックM 31 、 M R2、M a
s + M a 2には、それぞれ、第1磁気抵抗素
子である磁気抵抗素子Rat工とRδ21. Ratz
とR322,R411とR421,R412とR422
を、それぞれ配置しである。
s + M a 2には、それぞれ、第1磁気抵抗素
子である磁気抵抗素子Rat工とRδ21. Ratz
とR322,R411とR421,R412とR422
を、それぞれ配置しである。
各磁気抵抗素子の間隙は、さきの第2図の関係と全く同
様に配置したものである。
様に配置したものである。
しかして、これらの磁気抵抗素子は、第9図に示すごと
き抵抗ブリッジを構成するように配線する。
き抵抗ブリッジを構成するように配線する。
ここで、磁気ドラム4a−1が回転すると、さきの実例
と全く同じように、各磁気抵抗素子の抵抗変化が生ずる
。
と全く同じように、各磁気抵抗素子の抵抗変化が生ずる
。
すなわち、磁気抵抗素子R1111R112,R121
1R122の抵抗変化は、第10図に示すような抵抗変
化を得るようになる。
1R122の抵抗変化は、第10図に示すような抵抗変
化を得るようになる。
したがって、ブリッジの出力の1端e 111と611
2には、図示のような出力が得られるので、ブリッジの
出力e11には、図示のような、上下対称の、安定した
出力が得られるものである。
2には、図示のような出力が得られるので、ブリッジの
出力e11には、図示のような、上下対称の、安定した
出力が得られるものである。
これをさきの第6図に示した回路に入力すると。
磁気センサの波形整形信号に係る出力Elfを得ること
ができるものである。
ができるものである。
この出力E11は、第7図のElfと全く同じである。
このようにして、他の出力も、第7図と同様に4ビツト
の絶対位置検出出力を得るものである。
の絶対位置検出出力を得るものである。
このように、第10図に示すブリッジの出力allは、
第5図の同じ出力ei11に比べて、出力の振幅が倍と
なり、波形も、上下対称で、電気比較器COMIIで波
形整形する場合でも安定しており、精度の向上も図れる
効果がある。
第5図の同じ出力ei11に比べて、出力の振幅が倍と
なり、波形も、上下対称で、電気比較器COMIIで波
形整形する場合でも安定しており、精度の向上も図れる
効果がある。
以上、磁気トラツク3ビツト分で、4ビツト出力を得る
方法に係る各実施例のものについて説明した。
方法に係る各実施例のものについて説明した。
次に、磁気トラツク3ビツト分で5ビツトの出力を得る
実施例について、第11図ないし第14図により説明す
る。
実施例について、第11図ないし第14図により説明す
る。
ここで、第11図は、本発明の実施例に係る絶対位置検
出装置における磁気ドラムと磁気センサとの展開図、第
12図は、その磁気抵抗素子の接続図、第13図は、そ
の波形整形回路、第14図は、その出力波形図である。
出装置における磁気ドラムと磁気センサとの展開図、第
12図は、その磁気抵抗素子の接続図、第13図は、そ
の波形整形回路、第14図は、その出力波形図である。
そして、本実施例に係る絶対位置検出装置というのは、
さぎの第1図における磁気ドラム4a。
さぎの第1図における磁気ドラム4a。
磁気センサ5aを、それぞれ、磁気ドラム4a−2、磁
気センサ5a−2としたものである。すなわち、第11
図は、第1図に示した磁気ドラム4aと磁気センサ5a
の展開図に相当する同態様のものである。
気センサ5a−2としたものである。すなわち、第11
図は、第1図に示した磁気ドラム4aと磁気センサ5a
の展開図に相当する同態様のものである。
しかして、磁気ドラム4a−2の表面の磁気記録媒体は
、図示のように、3つの磁気トラックM4〜M2に分割
しており、さきの第2図の磁気トラックM4〜M2と同
じ配置に磁気信号を記録しである。
、図示のように、3つの磁気トラックM4〜M2に分割
しており、さきの第2図の磁気トラックM4〜M2と同
じ配置に磁気信号を記録しである。
そして、磁気センサ5a−2には、さの固定抵抗R1を
配置せず、別個の収納体に配置するようにし、上記の各
磁気トラックに対向した磁気抵抗素子は、図示のごとく
、磁気抵抗素子R11、’Rx2tR13,R14,R
z 1 j R2z* R5ft Raw、
’ R411R42は、さきの第2図のR11,R
xzt R131RttyRZIT R2ZI Rat
tRaz、 Rat、 R42に対応しており、全く同
じ配置である。また、抵抗変化及びブリッジ構成も全く
同じ対応であり、ブリッジ出力及び出力Ex v E2
、 E3 、 E番も、第7図の出力EI T Ez
* Ea 、E4に全く同じ対応をしている。
配置せず、別個の収納体に配置するようにし、上記の各
磁気トラックに対向した磁気抵抗素子は、図示のごとく
、磁気抵抗素子R11、’Rx2tR13,R14,R
z 1 j R2z* R5ft Raw、
’ R411R42は、さきの第2図のR11,R
xzt R131RttyRZIT R2ZI Rat
tRaz、 Rat、 R42に対応しており、全く同
じ配置である。また、抵抗変化及びブリッジ構成も全く
同じ対応であり、ブリッジ出力及び出力Ex v E2
、 E3 、 E番も、第7図の出力EI T Ez
* Ea 、E4に全く同じ対応をしている。
しかし、磁気抵抗素子Ro t 、 RO2、Ro a
+ RO4。
+ RO4。
Ros、 Roe、 RQ7. Roaが、全く新しい
配置の第2磁気抵抗素子である。
配置の第2磁気抵抗素子である。
すなわち、磁気抵抗素子ROXとRO2及び、Roaと
Ro4. RosとRoe、 RO7とRosは、それ
ぞれ、□ λ 単位磁石のピッチλに対して−に配置してあり。
Ro4. RosとRoe、 RO7とRosは、それ
ぞれ、□ λ 単位磁石のピッチλに対して−に配置してあり。
磁気抵抗素子Roty Roa、 RO5,RO7は、
同R21−1−λ離れて配置しである。
同R21−1−λ離れて配置しである。
また、各磁気抵抗素子は、第12図のように、磁気セン
サ5a−2の外部に設けた固定抵抗R1と抵抗ブリッジ
を構成するようにしている。
サ5a−2の外部に設けた固定抵抗R1と抵抗ブリッジ
を構成するようにしている。
この構成は、磁気抵抗素子R11〜R42については、
第4図の同R1t = R4zと全く同じ対応をしてい
る。
第4図の同R1t = R4zと全く同じ対応をしてい
る。
以上により、磁気ドラム4a−2が回転すると、各磁気
抵抗素子は、磁気信号のより、さぎの実施例と同様に、
抵抗が変化する。
抵抗素子は、磁気信号のより、さぎの実施例と同様に、
抵抗が変化する。
したがって、第12図の抵抗ブリッジに係るブリッジめ
出力e’oi〜e04の電圧は、第14図のeot〜6
04のようになる。
出力e’oi〜e04の電圧は、第14図のeot〜6
04のようになる。
このブリッジ出力電圧を、第13図のような回路に入力
すると、波形整形された出方電圧に係る出力Eoz〜E
O4は、第14図のようになる。
すると、波形整形された出方電圧に係る出力Eoz〜E
O4は、第14図のようになる。
さらに、出′力電圧に係る出力Eo1とEoz及び。
EoaとEoaを、各々排他的OR回路EORol。
EORO2を通すと、出力Eoa及びEoeの波形のも
のが得られる。
のが得られる。
これを、さらに、排他的OR回路EORo3を通すと、
出力Eoが得られる。
出力Eoが得られる。
ここで、ブリッジの出力ett、 etz、 ez 。
e’3.、e’4は、それぞれ、第5図と全く同じであ
り、回路処理をした出力E1〜E4の出力も第7図と全
く同じになるため、出力Eo=E+の出力は、5ビツト
のグレーコードで、絶対位置に対応した出力、すなわち
絶対位置検出出力となる。
り、回路処理をした出力E1〜E4の出力も第7図と全
く同じになるため、出力Eo=E+の出力は、5ビツト
のグレーコードで、絶対位置に対応した出力、すなわち
絶対位置検出出力となる。
これにより、3ビツトに対応した3つの磁気トラックで
、5ビツトの出力を得ることができるので、磁気ドラム
の小形化、低慣性化に寄与する効果が大きいものである
。
、5ビツトの出力を得ることができるので、磁気ドラム
の小形化、低慣性化に寄与する効果が大きいものである
。
なお、上記において、固定抵抗を磁気センサに配置する
ことを妨げないものである。
ことを妨げないものである。
以上、最下位磁気トラックの磁気信号SMzを。
単位磁石2個の連続と、同長の無着磁部とで構成した各
実施例について説明したが、さらに他の実施例として、
単位磁石4個の連続と、同長の!l!!着磁部とで磁気
信号SMzを構成したものについて説明する。なお、4
ビツトの例に係るものである。
実施例について説明したが、さらに他の実施例として、
単位磁石4個の連続と、同長の!l!!着磁部とで磁気
信号SMzを構成したものについて説明する。なお、4
ビツトの例に係るものである。
ここで、第15図は、本発明のさらに他の実施例に係る
絶対位置検出装置における磁気ドラムと磁気センサとの
展開図、第16図は、その出力波形図である。
絶対位置検出装置における磁気ドラムと磁気センサとの
展開図、第16図は、その出力波形図である。
そして、他の実施例と同様に1本実施例に係る絶対位置
検出装置というのは、さぎの第1図における磁気ドラム
4a、磁気センサ5aを、それぞれ、磁気ドラム4a−
3,[気センサ5a−3としたものである。すなわち、
第15図は、第1図に示した磁気ドラム4aと磁気セン
サ5aの展開図に相当する同態様のものである。
検出装置というのは、さぎの第1図における磁気ドラム
4a、磁気センサ5aを、それぞれ、磁気ドラム4a−
3,[気センサ5a−3としたものである。すなわち、
第15図は、第1図に示した磁気ドラム4aと磁気セン
サ5aの展開図に相当する同態様のものである。
しかして、磁気ドラム4a−3の表面の磁気記録媒体は
、図示のように、3つの磁気トラックM2 e Ma
、M4に分割しており、磁気トラックM2には、ピッチ
λの単位磁石4個を連続し、これと同長の4λ分の長さ
の無磁界部を介して、さらに4個の単位磁石を配置する
ようにしたものである。
、図示のように、3つの磁気トラックM2 e Ma
、M4に分割しており、磁気トラックM2には、ピッチ
λの単位磁石4個を連続し、これと同長の4λ分の長さ
の無磁界部を介して、さらに4個の単位磁石を配置する
ようにしたものである。
また、磁気トラックMa 、M4には、図示のように、
8個の単位磁石を連続し、これと同長の8λ分の長さの
無磁界部を介して、さらに8個の単位磁石を配置するよ
うにしたものである。
8個の単位磁石を連続し、これと同長の8λ分の長さの
無磁界部を介して、さらに8個の単位磁石を配置するよ
うにしたものである。
そして、磁気センサ5a−3には、上記の磁気トラック
に対し、第2図に示したと同様に、図示のような間隔で
、各磁気抵抗素子と、磁界に影響されない固定抵抗R,
を配置するようにしたものである。
に対し、第2図に示したと同様に、図示のような間隔で
、各磁気抵抗素子と、磁界に影響されない固定抵抗R,
を配置するようにしたものである。
このような配置にして、各磁気抵抗素子を、さきの第4
図のように構成すると、そのブリッジから得られるブリ
ッジの出力elle ezz、 62は・それぞれ、第
16図に示すようになる。
図のように構成すると、そのブリッジから得られるブリ
ッジの出力elle ezz、 62は・それぞれ、第
16図に示すようになる。
これを、さきの第6図の回路で処理すれば、第7図のよ
うな出力Elf、 Ezz* Ezが得られるものであ
る。
うな出力Elf、 Ezz* Ezが得られるものであ
る。
さきの第5図と、この第16図との波形を比較すると、
第1(F2に示す方が、リップルが少なく、波形端部で
シャープであり、精度向上に効果がある。また、ブリッ
ジの出力e8 、e+の波形も。
第1(F2に示す方が、リップルが少なく、波形端部で
シャープであり、精度向上に効果がある。また、ブリッ
ジの出力e8 、e+の波形も。
第5図に比べると、同じ効果が得られるものである。
以上に述べた各実施例の基本を整理すると、次のような
要約構成のものど同効のものに属するものである。
要約構成のものど同効のものに属するものである。
すなわち、各磁気トラックは、ピッチλの単位磁石の複
数個と、これと同長の無磁界部とにょって磁気信号を構
成し、各磁気トラックに対向するλ 磁気センサ内の第1の磁気抵抗素子は、各々−の間隙で
2個ずつ配置するとともに、最下位磁気トラックに対向
する第2の磁気抵抗素子は、第1の磁気抵抗素子に対し
て、磁気トラックの磁気信号長をSMLとし、増加ビッ
ト数をm、またnを整装置する構成としたものである。
数個と、これと同長の無磁界部とにょって磁気信号を構
成し、各磁気トラックに対向するλ 磁気センサ内の第1の磁気抵抗素子は、各々−の間隙で
2個ずつ配置するとともに、最下位磁気トラックに対向
する第2の磁気抵抗素子は、第1の磁気抵抗素子に対し
て、磁気トラックの磁気信号長をSMLとし、増加ビッ
ト数をm、またnを整装置する構成としたものである。
しかして、以上の実施例は、被位置検出体を回転体に係
るものとして、回転センサを例に説明してきたが、直線
運動に係るものの絶対位置検出も。
るものとして、回転センサを例に説明してきたが、直線
運動に係るものの絶対位置検出も。
同じ原理に係るもので可能であり、第2図などに示した
ものを、そのまま直線運動に係るものとしても使用可能
なものである。
ものを、そのまま直線運動に係るものとしても使用可能
なものである。
本発明によるときは、出力信号のビット数より少ない磁
気トラックを持つ、小形で分解能の高い絶対位置検出装
置を提供することができるものであって、実用的効果に
すぐれた発明ということができる。
気トラックを持つ、小形で分解能の高い絶対位置検出装
置を提供することができるものであって、実用的効果に
すぐれた発明ということができる。
第1図は、本発明の一実施例に係る絶対位置検出装置の
略示全体構成図、第2図は、その磁気ドラムと磁気セン
サとの展開図、第3図は、その動作説明用抵抗変化の波
形図、第4図は、その磁気抵抗素子の接続図、第5図は
、その動作説明用波形図、第6図は、その波形整形回路
、第7図は、その出力波形図、第8図は、本発明の他の
実施例に係る絶対位置検出装置における磁気ドラムと磁
気センサとの展開図、第9図は、その磁気抵抗素子の接
続図、第10図は、その動作説明用波形図、第11図は
、本発明の別の実施例に係る絶対位置検出装置における
磁気ドラムと磁気センサとの展開図、第12図は、そ・
の磁気抵抗素子の接続図。 第13図は、その波形整形回路、第14図は、その出力
波形図、第15図は、本発明のさらに他の実施例に係る
絶対位置検出装置における磁気ドラムと磁気センサとの
展開図、第16図は、その出力波形図である。 1・・・回転体、2・・・シャフト、3・・・支持板、
4a+4a−1,4a−2,4a−3・・・磁気ドラム
、5a、5a−1,5a−2,5a−3・・・磁気セン
サ、M2 、 Ms + M4 m M211 M2z
+ M31. M82゜Muse M+z−磁気トラッ
ク、RQ t ” Ro a + Rt 1〜R14,
R21νRzzt Rat、 Rsl R4te R4
2會Rttt* Rt工zt R,1gRzzz、 R
rss、 RtaztRzxtjRy、12s Rz2
xjR2j!2. R311,R3121Rszl+
Razz+ Rat1# R4tz、 R421
,R422°゛磁気抵抗素子、R1・・・固定抵抗、e
lll、 ell2・・・ブリッジの出力の一端、eo
IA+804. ell、 elZ。 e2〜e4・・・磁気抵抗素子のブリッジの出力、CO
M o 1〜G OM O4、COM 1 s 、 C
OM t 2 eCOMz 〜COM4−電圧比較器、
FOR。 E ORoz”E ORoa、 E OR1−排他的O
R回路、Eo =Ea−絶対位置検出出力、E I L
+ E 12 +、Eot+ EO2,Eoa、 E
ot−磁気センサの波形整形信号に係る出力、Eo6.
Eoe・・・磁気センサの波形整形信号の合成信号に
係る出力。 帛1図 5α も3図 帛4日 千6図 弔]図 粥9図 来12図 不1年図 o4 ol 市IS図
略示全体構成図、第2図は、その磁気ドラムと磁気セン
サとの展開図、第3図は、その動作説明用抵抗変化の波
形図、第4図は、その磁気抵抗素子の接続図、第5図は
、その動作説明用波形図、第6図は、その波形整形回路
、第7図は、その出力波形図、第8図は、本発明の他の
実施例に係る絶対位置検出装置における磁気ドラムと磁
気センサとの展開図、第9図は、その磁気抵抗素子の接
続図、第10図は、その動作説明用波形図、第11図は
、本発明の別の実施例に係る絶対位置検出装置における
磁気ドラムと磁気センサとの展開図、第12図は、そ・
の磁気抵抗素子の接続図。 第13図は、その波形整形回路、第14図は、その出力
波形図、第15図は、本発明のさらに他の実施例に係る
絶対位置検出装置における磁気ドラムと磁気センサとの
展開図、第16図は、その出力波形図である。 1・・・回転体、2・・・シャフト、3・・・支持板、
4a+4a−1,4a−2,4a−3・・・磁気ドラム
、5a、5a−1,5a−2,5a−3・・・磁気セン
サ、M2 、 Ms + M4 m M211 M2z
+ M31. M82゜Muse M+z−磁気トラッ
ク、RQ t ” Ro a + Rt 1〜R14,
R21νRzzt Rat、 Rsl R4te R4
2會Rttt* Rt工zt R,1gRzzz、 R
rss、 RtaztRzxtjRy、12s Rz2
xjR2j!2. R311,R3121Rszl+
Razz+ Rat1# R4tz、 R421
,R422°゛磁気抵抗素子、R1・・・固定抵抗、e
lll、 ell2・・・ブリッジの出力の一端、eo
IA+804. ell、 elZ。 e2〜e4・・・磁気抵抗素子のブリッジの出力、CO
M o 1〜G OM O4、COM 1 s 、 C
OM t 2 eCOMz 〜COM4−電圧比較器、
FOR。 E ORoz”E ORoa、 E OR1−排他的O
R回路、Eo =Ea−絶対位置検出出力、E I L
+ E 12 +、Eot+ EO2,Eoa、 E
ot−磁気センサの波形整形信号に係る出力、Eo6.
Eoe・・・磁気センサの波形整形信号の合成信号に
係る出力。 帛1図 5α も3図 帛4日 千6図 弔]図 粥9図 来12図 不1年図 o4 ol 市IS図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被位置検出体に担持された磁気記録媒体と、この磁
気記録媒体に所要長の磁気信号を記録した複数の磁気ト
ラックと、この複数の磁気トラックに近接対向して配置
され、磁気信号の磁界に感応して電気抵抗が変化する磁
気抵抗素子とで、その磁気抵抗素子の抵抗変化を電気信
号に変換して被位置検出体の絶対位置を検出するように
したものにおいて、上記磁気トラックは、NとSの間隙
(波長)がλの単位磁石を被位置検出体の移動方向へ所
要数連続配置したものと、これと同長の無磁界部との組
合せを磁気信号とし、検出する絶対位置のビット数より
少ない数の磁気トラックとするとともに、各磁気トラッ
クに対向してλ/2間隙で2個ずつの第1の磁気抵抗素
子を配置し、最下位磁気トラックに対向する第2の磁気
抵抗素子を、前記の磁気信号長をSM_L、磁気トラッ
クに対する増加ビット数をm、またnを整数とするとき
、([1+2n]/8m)SM_Lの間隙で、上記第1
の磁気抵抗素子に対して2m組を配置し、これら複数の
磁気抵抗素子の組合せから、磁気トラックの数より多い
ビット数の電気信号を得るようにしたことを特徴とする
絶対位置検出装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、最下位
磁気トラックの磁気信号を2πとすると、第1の磁気抵
抗素子に対して、±(π/4)または、π±(π/4)
の間隙で配置した2組の、第2の磁気抵抗素子により、
磁気トラックの数より1ビット多い電気信号を得るよう
にしたものである絶対位置検出装置。 3、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、最下位
磁気トラックの磁気信号を2πとすると、第1の磁気抵
抗素子に対して、±(π/8)または、π/2±(π/
8)または、π±(π/8)または、3/2π±(π/
8)の間隙で配置した4組の磁気抵抗素子により、磁気
トラックの数より2ビット多い電気信号を得るようにし
たものである絶対位置検出装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60177642A JPH0660824B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 絶対位置検出装置 |
CA000515870A CA1255371A (en) | 1985-08-14 | 1986-08-13 | Absolute position detector |
EP86111258A EP0212578B1 (en) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | Absolute position detector |
US06/896,255 US4766376A (en) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | Magnetic position detector for detecting an absolute position of a movable member |
DE8686111258T DE3687609T2 (de) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | Absoluter lagedetektor. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60177642A JPH0660824B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 絶対位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6238316A true JPS6238316A (ja) | 1987-02-19 |
JPH0660824B2 JPH0660824B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=16034559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60177642A Expired - Lifetime JPH0660824B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 絶対位置検出装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4766376A (ja) |
EP (1) | EP0212578B1 (ja) |
JP (1) | JPH0660824B2 (ja) |
CA (1) | CA1255371A (ja) |
DE (1) | DE3687609T2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US5047716A (en) * | 1988-02-19 | 1991-09-10 | K.K. Sankyo Seiki Seisakusho | Movement detector employing constant current drive |
DE3900866C2 (de) * | 1989-01-13 | 2001-11-22 | Heimeier Gmbh Metall Theodor | Anordnung zur Steuerung eines Heiz- oder Kühlmediums |
DE3903359A1 (de) * | 1989-02-05 | 1990-08-09 | Bayerische Motoren Werke Ag | Einrichtung zur bestimmung des lenkraddrehwinkels eines kraftfahrzeuges |
JPH02271216A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-06 | Hitachi Metals Ltd | 磁気式エンコーダ |
DE3932800A1 (de) * | 1989-09-30 | 1991-04-11 | Hengstler Gmbh | Signalumwandlung fuer inkrementalgeber |
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DE69312109T2 (de) * | 1992-02-13 | 1998-01-08 | Japan Servo | Absolutkodierer |
US5336994A (en) * | 1992-11-20 | 1994-08-09 | Lake Shore Cryotronics, Inc. | Magneto-resistive tachometer assembly with reversible cover and related method |
DE4319322C2 (de) * | 1993-06-11 | 1998-04-23 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßeinrichtung |
US5495758A (en) * | 1993-06-17 | 1996-03-05 | Lake Shore Cryotronics, Inc. | Tachometer assembly with integral internal wrench |
US5514955A (en) * | 1994-03-11 | 1996-05-07 | Lake Shore Cryotronics, Inc. | Slim profile digital tachometer including planar block and rotor having spokes and clamp |
US5574445A (en) * | 1994-12-08 | 1996-11-12 | Bose Corporation | Digital absolute position encoders |
US6246233B1 (en) | 1994-12-30 | 2001-06-12 | Northstar Technologies Inc. | Magnetoresistive sensor with reduced output signal jitter and temperature compensation |
US5929631A (en) * | 1997-07-02 | 1999-07-27 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of position sensing utilizing giant magneto resistance elements and solid state switch array |
JP2004257850A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Fanuc Ltd | ロータリエンコーダ |
CN100491922C (zh) * | 2004-07-12 | 2009-05-27 | Nok株式会社 | 磁编码器 |
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DE102007023385A1 (de) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Linear- oder Rotationsbewegungen |
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