JPS6238316A - 絶対位置検出装置 - Google Patents

絶対位置検出装置

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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。

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。
〔発明の背景〕
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。
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。
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。
〔発明の目的〕
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。
〔発明の概要〕
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。
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。
〔発明の実施例〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
この出力を、第６図に示すような電圧比較器Ｃ０Ｍ１１
．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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
しかし、磁気抵抗素子Ｒｏ　ｔ　、　ＲＯ２、Ｒｏ　ａ
　＋　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。
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。
磁気抵抗素子Ｒｏｔｙ　Ｒｏａ、　ＲＯ５，ＲＯ７は、
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

  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。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4851752A (en) * 1987-03-26 1989-07-25 Yamaha Corporation Magnetic encoder and a method for producing the same
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
US5293125A (en) * 1992-01-17 1994-03-08 Lake Shore Cryotronics, Inc. Self-aligning tachometer with interchangeable elements for different resolution outputs
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
DE102005041324A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-15 Siemens Ag Positionssensor und Verfahren zum Betreiben eines Positionssensors
JP4288676B2 (ja) * 2005-09-30 2009-07-01 日立金属株式会社 磁気エンコーダー
DE102007023385A1 (de) * 2007-05-18 2008-11-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Linear- oder Rotationsbewegungen
US8134361B2 (en) * 2007-06-13 2012-03-13 Ricoh Company, Ltd. Magnetic sensor including magnetic field detectors and field resistors arranged on inclined surfaces

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108193A (ja) * 1982-12-13 1984-06-22 株式会社日立製作所 磁気的に位置を検出する装置
JPS59187714U (ja) * 1983-05-31 1984-12-13 東北金属工業株式会社 磁気ロ−タリエンコ−ダ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2171462A5 (ja) * 1972-01-21 1973-09-21 Schlumberger Compteurs
US3772675A (en) * 1972-05-15 1973-11-13 Singer Co Magnetic analog-to-digital encoder
JPS5725766B2 (ja) * 1973-12-12 1982-06-01
JPS6045804B2 (ja) * 1978-02-28 1985-10-12 日本電気株式会社 角度検出器
JPS54118259A (en) * 1978-03-06 1979-09-13 Nec Corp Angle detector
US4418372A (en) * 1979-08-02 1983-11-29 Hitachi, Ltd. Magnetic rotary encoder
JPS6047988B2 (ja) * 1979-12-19 1985-10-24 株式会社日立製作所 磁気ヘツド
DE3174569D1 (en) * 1980-09-29 1986-06-12 Hitachi Ltd Rotation detecting means for a rotating body
JPS5860215A (ja) * 1981-10-06 1983-04-09 Hitachi Ltd 位置検出付エンコ−ダ
JPS5979806A (ja) * 1982-10-29 1984-05-09 Hitachi Ltd 多相磁気回転センサおよび多相−２相出力変換方法
JPS59221616A (ja) * 1983-05-31 1984-12-13 Tohoku Metal Ind Ltd 磁気ロ−タリエンコ−ダ
JPS6145922A (ja) * 1984-08-10 1986-03-06 Hitachi Ltd 位置検出センサ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59108193A (ja) * 1982-12-13 1984-06-22 株式会社日立製作所 磁気的に位置を検出する装置
JPS59187714U (ja) * 1983-05-31 1984-12-13 東北金属工業株式会社 磁気ロ−タリエンコ−ダ

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Publication number Publication date
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JPH0660824B2 (ja) 1994-08-10
EP0212578A2 (en) 1987-03-04
EP0212578A3 (en) 1990-04-25
DE3687609T2 (de) 1993-08-12
DE3687609D1 (de) 1993-03-11

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