CN108291821A - 位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够正确地取得绝对值的位置检测装置。具体而言，磁尺(2)的绝对磁道(23)具备具有绝对图案(24a)的第一磁道(24)和具有与绝对图案(24a)相反地排列的磁化图案(25a)的第二磁道。绝对值输出部(34)具备读取第一磁道(24)的绝对图案(24a)并输出第一信号(E1)的第一信号输出部(41)和读取第二磁道(25)的磁化图案(25a)并输出第二信号(E2)的第二信号输出部(42)，基于第一信号(E1)与第二信号(E2)的差动信号(D)，输出绝对值(ABS)。

Description

位置检测装置

技术领域

本发明涉及具有磁尺和检测磁尺的相对移动的磁传感器装置的位置检测装置。更详细而言，涉及从磁传感器装置输出绝对值的位置检测装置。

背景技术

专利文献1中记载有输出绝对值的位置检测装置。在专利文献1的位置检测装置中，磁尺具备以规定节距形成增量图案的增量磁道和以与增量图案对应的节距形成绝对图案的绝对磁道。磁传感器装置具备读取增量磁道并输出增量信号的增量信号输出部和读取绝对磁道并输出绝对值的绝对值输出部。

绝对图案是磁化区域和未磁化区域以一定节距的非重复图案排列而成的图案。绝对值输出部具备使感磁方向朝向相对移动方向的多个磁阻元件。多个磁阻元件以与非重复图案相同的节距沿相对移动方向排列，在磁尺和磁传感器相对移动时检测多个区域的磁场。绝对值输出部输出将从各磁阻元件输出的信号为规定阈值以上的区域的逻辑值设为1、将不超过规定阈值的区域的逻辑值设为0的多个比特的M系列的无规则循环随机数编码。位置检测装置基于增量信号的相位及绝对值，取得磁尺或磁传感器装置的绝对位置。在专利文献1中，为了正确地获得的相当于绝对值为1的部分和相当于绝对值为0的部分的边界附近的输出，使磁化区域的磁化长度比规定节距短。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－33245号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在为了获得M系列的无规则随机数编码而使磁化区域的磁化长度与规定节距一致的情况下，磁化区域的边界附近的磁通量分布如图9(a)所示。即，在绝对磁道23中，在磁尺和磁传感器装置的相对移动方向X上，在磁化区域R1的两端部分产生从磁化区域R1过冲并返回的磁场F。

在此，磁传感器装置3的磁阻元件45也检测该过冲的磁场F。因此，多个磁阻元件45检测的磁场F的检测信号E1如图9(b)所示。即，在绝对磁道23中，在磁化区域R1的附近有未磁化区域R0存在的部分中，在未磁化区域R0的接近磁化区域R1的部位检测到磁场F。因此，如果未适当地设定阈值L，则即使在未磁化区域R0也会产生检测信号E1超过阈值L的情况，存在不能正确地取得逻辑值的问题。

鉴于以上几点，本发明的课题在于，提供一种能够正确地取得绝对值的位置检测装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述课题，本发明的位置检测装置的特征在于，具有：磁尺，所述磁尺具备绝对磁道，所述绝对磁道具有由磁化区域和未磁化区域以一定节距排列而成的绝对图案；以及绝对值输出部，所述绝对值输出部读取相对移动的所述磁尺的所述绝对磁道并输出绝对值，所述绝对磁道包括具有所述绝对图案的第一磁道和与所述第一磁道并列地沿相对移动方向延伸的第二磁道，所述第二磁道具备由磁化区域及未磁化区域以所述节距与所述绝对图案相反地排列而成的磁化图案。

在本发明中，可以是所述绝对值输出部具备：第一信号输出部，其读取所述第一磁道的所述绝对图案并输出第一信号；以及第二信号输出部，其读取所述第二磁道的所述磁化图案并输出第二信号，基于所述第一信号及所述第二信号的差动信号，输出绝对值。

根据本发明，作为绝对磁道，具备：第一磁道，所述第一磁道具备绝对图案；第二磁道，所述第二磁道具备逻辑值和绝对图案相反的磁化图案。在此，在通过第一信号输出部读取第一磁道的情况下，在磁化区域和未磁化区域相邻的部分即未磁化区域中的接近磁化区域的部分检测到磁场。因此，即使在未磁化区域中，也会从第一信号输出部输出信号。另一方面，在第一信号输出部读取第一磁道的未磁化区域时，第二信号输出部读取第二磁道的磁化区域，所以从第二信号输出部输出比第一信号大的第二信号。因此，在从第一信号输出部输出的第一信号和从第二信号输出部输出的第二信号的差动信号中，在绝对图案上成为未磁化区域的部分，能够消除在未磁化区域中的接近磁化区域的部分产生的磁场的影响。由此，作为差动信号，能够获得在磁化区域和未磁化区域的边界部分波形不发生反转的波形，所以能够利用阈值正确地取得绝对值。

在本发明中，为了获得第一信号和第二信号的差动信号，可以是所述第一信号输出部具备检测所述绝对图案的第一磁检测元件，所述第二信号输出部具备检测所述磁化图案的第二磁检测元件，所述绝对值输出部具备在电压输入端子和接地端子之间串联连接有所述第一磁检测元件和所述第二磁检测元件的电桥电路，所述差动信号是从所述第一磁检测元件和所述第二磁检测元件之间输出的中点电压。

在这种情况下，理想的是，所述绝对值输出部以所述第一磁检测元件和所述第二磁检测元件之间的中点电位为阈值，输出所述绝对值。如果将从电桥电路的中点输出的中点电压以中点电位为阈值进行编码，则其编码长度与磁化区域和未磁化区域排列的节距相同，是固定的。因此，从绝对值输出部输出的绝对值和增量信号的周期不会有偏差。

在本发明中，理想的是，在所述第一磁道中，在所述相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置，在所述第二磁道中，在所述相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。据此，在第一磁道上相邻的磁化区域之间发生自退磁。另外，在第二磁道上相邻的磁化区域之间发生自退磁。因此，在各磁道的磁化区域和未磁化区域邻接的部分中，即使在因磁化区域的磁场过冲而在未磁化区域中的接近磁化区域的部分检测到磁场的情况下，与没有发生自退磁的情况相比，其磁场引起的信号的输出也会变小。

在本发明中，可以是在所述绝对磁道中，在所述相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。据此，在绝对磁道上相邻的磁化区域之间发生自退磁。即，在第一磁道的磁化区域和第二磁道的磁化区域在相对移动方向上相邻时，在第一磁道的磁化区域和第二磁道的磁化区域之间发生自退磁。因此，在各磁道的磁化区域和未磁化区域邻接的部分中，即使在因磁化区域的磁场过冲而在未磁化区域中的接近磁化区域的部分检测到磁场的情况下，与没有发生自退磁的情况相比，其磁场引起的信号的输出也会变小。

在这种情况下，可以是在所述磁尺中，所述第一磁道和所述第二磁道在与所述相对移动方向正交的方向上无间隙地设置。即，在绝对磁道中，在相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置的情况下，在第一磁道的磁化区域和第二磁道的磁化区域之间发生自退磁，所以通过无间隙地设置第一磁道和所述第二磁道，能够积极地抑制因磁化区域的磁场过冲而在未磁化区域中的接近磁化区域的部分检测到磁场。由此，能够使磁尺在与相对移动方向正交的方向上小型化。

在本发明中，可以是所述磁尺在与所述相对移动方向正交的方向上，在所述第一磁道和所述第二磁道之间设有间隙。据此，能够减少第一磁道的绝对图案形成的磁场受到由第二磁道的磁化图案形成的磁场的影响。因此，能够减少读取第一磁道并输出第一信号的第一信号输出部受到第二磁道的磁场的影响。另外，能够减少读取第二磁道并输出第二信号的第二信号输出部受到第一磁道的磁场的影响。

在本发明中，可以是所述绝对磁道具备在与所述第二磁道相反的一侧将所述第一磁道夹于其间并沿着该第一磁道向相对移动方向延伸的第三磁道，所述第三磁道具备所述磁化图案，所述绝对值输出部具备：第一信号输出部，其读取所述第一磁道的所述绝对图案并输出第一信号；第二信号输出部，其读取所述第二磁道的所述磁化图案并输出第二信号；第一差动信号输出部，其输出作为所述第一信号与所述第二信号的差动的第一差动信号；第三信号输出部，其读取所述第一磁道的所述绝对图案并输出第三信号；第四信号输出部，其读取所述第三磁道的所述磁化图案并输出第四信号；以及第二差动信号输出部，其输出作为所述第三信号与所述第四信号的差动的第二差动信号，基于所述第一差动信号和所述第二差动信号，输出绝对值。据此，即使在磁传感器相对于磁尺的姿势从规定姿势倾斜时，也容易正确地取得绝对值。

在本发明中，可以是作为所述绝对磁道，具备第一绝对磁道和沿着所述第一绝对磁道向相对移动方向延伸的第二绝对磁道，所述绝对值输出部具备：第一信号输出部，其读取所述第一绝对磁道的所述第一磁道的所述绝对图案并输出第一信号；第二信号输出部，其读取所述第一绝对磁道的所述第二磁道的所述磁化图案并输出第二信号；第一差动信号输出部，其输出作为所述第一信号与所述第二信号的差动的第一差动信号；第三信号输出部，其读取所述第二绝对磁道的所述第一磁道的所述绝对图案并输出第三信号；第四信号输出部，其读取所述第二绝对磁道的所述第二磁道的所述磁化图案并输出第四信号；以及第二差动信号输出部，其输出作为所述第三信号与所述第四信号的差动的第二差动信号，基于所述第一差动信号和所述第二差动信号，输出绝对值。据此，即使在磁传感器相对于磁尺的姿势从规定姿势倾斜时，也容易正确地取得绝对值。

发明效果

根据本发明，可以获得在磁化区域和未磁化区域的边界部分波形不发生反转的波形，所以能够利用阈值正确地取得绝对值。

附图说明

图1是应用了本发明的磁性编码器装置的说明图。

图2是磁道及磁阻元件的说明图。

图3是磁性编码器装置的控制系统的框图。

图4是磁传感器装置输出的各信号的说明图。

图5是从第一信号输出部输出的第一信号、从第二信号输出部输出的第二信号及第一信号和第二信号的差动信号的说明图。

图6是磁化区域和未磁化区域的边界部分的磁场和其检测信号的说明。

图7是变形例的绝对磁道的说明图。

图8是变形例的磁性编码器装置的说明图。

图9是绝对磁道由一个磁道构成时从磁阻元件输出的信号的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明应用了本发明的位置检测装置的实施方式的磁性编码器装置。

图1是应用了本发明的磁性编码器装置的说明图。如图1所示，本例的磁性编码器装置(位置检测装置)1具备磁尺2和读取磁尺2的磁传感器装置3。磁尺2具备沿磁尺2和磁传感器装置3的相对移动方向X延伸的磁道4。磁传感器装置3在磁尺2相对移动时，检测形成于磁尺2的表面的磁场的变化，并输出磁尺2或磁传感器装置3的绝对移动位置。在以下的说明中，将与相对移动方向X正交的方向作为正交方向Y。

磁传感器装置3具备由非磁性材料构成的保持架6、由非磁性材料构成的罩7、从保持架6延伸的电缆8。保持架6具备与磁尺2对置的对置面9。在对置面9上设有开口部9a。开口部9a中配置有磁传感器11。磁传感器11具备硅基板或陶瓷釉基板等传感器基板12、形成于传感器基板12的表面的多个磁阻元件(增量信号检测用第一磁阻元件37、增量信号检测用第二磁阻元件38、绝对值检测用第一磁阻元件45、绝对值检测用第二磁阻元件46)(参照图2)。磁阻元件37、38、45、46具备坡莫合金膜作为感磁膜。磁阻元件37、38、45、46和磁尺2隔着规定的间隙对置。

磁性编码器装置1中，磁尺2及磁传感器装置3的一方配置于固定体侧，另一方配置于移动体侧。在本例中，磁尺2配置于移动体侧，磁传感器装置3配置于固定体侧。

(磁尺)

图2是设于磁尺2上的磁道4及磁阻元件37、38、45、46的说明图。如图2所示，磁道4具有沿磁尺2和磁传感器装置3的相对移动方向X延伸的第一增量磁道21、第二增量磁道22及绝对磁道23。第一增量磁道21、第二增量磁道22及绝对磁道23是平行的。绝对磁道23具备沿相对移动方向X延伸的第一磁道24和第二磁道25。第一磁道24和第二磁道25在正交方向Y上无间隙地设置。第一磁道24和第二磁道25是平行的。

第一增量磁道21具有以第一节距P1形成的第一增量图案21a。第一增量图案21a是在相对移动方向X上以第一节距P1交替地磁化N极和S极而形成的。

第二增量磁道22具有以节距长度比第一节距P1长的第二节距P2形成的第二增量图案22a。第二增量图案22a是在相对移动方向X上以第二间距P2交替磁化N极和S极而形成的。第一增量磁道21在正交方向Y上位于绝对磁道23和第二增量磁道22之间。第一增量图案21a及第二增量图案22a形成与磁尺2的表面垂直地显现磁场强弱的强弱磁场。

绝对磁道23的第一磁道24具有以节距长度比第一节距P1及第二节距P2长的第三节距P3形成的绝对图案24a。绝对图案24a是将磁化后的磁化区域和未磁化的未磁化区域以第三节距P3的非重复图案(疑似随机图案)排列而成的图案。各磁化区域在相对移动方向X上具备N极和S极。另外，在第一磁道24中，在相对移动方向X上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。绝对图案24a形成与磁尺2的表面垂直地显现磁场强弱的强弱磁场。

本例的绝对图案24a通过连续的6个节距的区域(连续的6个区域)中的磁化区域和未磁化区域的排列来表现磁尺2上的绝对位置。更具体而言，在将磁化区域设为逻辑值1、将未磁化区域设为逻辑值0时，通过连续的6个区域中1和0的排列，用6比特的值表示磁尺2上的绝对位置。

绝对磁道23的第二磁道25具备磁化区域及未磁化区域以第三节距P3且与绝对图案24a相反地排列的磁化图案25a。因此，在绝对磁道23中，在正交方向Y上，第二磁道25的未磁化区域位于第一磁道24的磁化区域的旁边。另外，在正交方向Y上，第二磁道25的磁化区域位于第一磁道24的未磁化区域的旁边。磁化图案25a形成与磁尺2的表面垂直地显现磁场强弱的强弱磁场。在第二磁道25中，各磁化区域在相对移动方向X上具备N极和S极。另外，在第二磁道25中，在相对移动方向X上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。

在此，作为绝对图案24a及磁化图案25a的形成节距的第三节距P3为第一节距P1及第二节距P2的整数倍。在本例中，第一节距P1为80μm，第二节距P2为100μm，第三节距P3为400μm。因此，第三节距P3为第一节距P1的5倍，为第二节距P2的4倍。

(磁传感器)

图3是表示磁性编码器装置1的控制系统的概略框图。图4是磁传感器装置3通过读取磁尺2而取得的各信号的说明图。图4中示意性记载有绝对值检测用磁阻元件45、46的配置。图5是从第一信号输出部输出的第一信号、从第二信号输出部输出的第二信号及第一信号和第二信号的差动信号的说明图。图5(a)是示意性表示绝对磁道23和第一信号输出部及第二信号输出部的说明图。图5(b)是从第一信号输出部输出的第一信号的曲线图，图5(c)是从第二信号输出部输出的第二信号的曲线图，图5(d)是差动信号的曲线图，图5(e)是绝对值。此外，在图5(a)中，为了说明磁化区域的磁场，在第一磁道24和第二磁道25之间设置间隙进行表示。图6(a)是绝对图案中的磁化区域和未磁化区域的边界部分的磁场的说明图，图6(b)是磁化区域和未磁化区域的边界部分的第一信号的曲线图。

如图3所示，磁传感器装置3具备第一增量信号输出部31、第二增量信号输出部32、增量信号计算部33、绝对值输出部34及绝对位置取得部35。

如图2、图3所示，第一增量信号输出部31具备与第一增量磁道21对置配置的增量信号检测用第一磁阻元件37。增量信号检测用第一磁阻元件37使感磁方向朝向相对移动方向X。如图4所示，伴随磁尺2的移动，第一增量信号输出部31输出与第一增量图案21a的第一节距P1对应的长度的第一波长λ1的第一增量信号θA。在本例中，第一节距P1为80μm，因此，第一波长λ1为80μm。第一增量信号θA是磁尺2每移动第一节距P1(80μm)，相位就从0变化到2π的周期性的信号。

如图2、图3所示，第二增量信号输出部32具备与第二增量磁道22对置配置的增量信号检测用第二磁阻元件38。增量信号检测用第二磁阻元件38使感磁方向朝向相对移动方向X。如图4所示，伴随磁尺2的移动，第二增量信号输出部32输出与第二增量图案22a的第二节距P2对应的长度的第二波长λ2的第二增量信号θB。在本例中，第二节距P2为100μm，因此，第二波长λ2为100μm。第二增量信号θB是磁尺2每移动第二节距P2(100μm)，相位就从0变化到2π的周期性的信号。

增量信号计算部33基于第一增量信号θA和第二增量信号θB，计算第三波长λ3的第三增量信号θC。第三增量信号θC是从第一增量信号θA的相位减去第二增量信号θB的相位所得的游标信号。

在本例中，第三波长λ3为400μm。第三波长λ3(400μm)是第一增量信号θA的第一波长λ1(80μm)的整数倍，是第二增量信号θB的第二波长λ2(100μm)的整数倍。另外，第三波长λ3(400μm)是与绝对图案24a的节距长度即第三节距P3(400μm)对应的长度。第三增量信号θC是磁尺2每隔第三节距P3(400μm)，相位就从0变化到2π的周期性的信号。

接着，绝对值输出部34具备读取第一磁道24(绝对图案24a)并输出第一信号E1的第一信号输出部41和读取第二磁道25(磁化图案25a)并输出第二信号E2的第二信号输出部42。绝对值输出部34基于第一信号E1和第二信号E2的差动信号(第一中点电压)D输出绝对值ABS。

如图2～图5所示，第一信号输出部41具备以第三节距P3与第一磁道24对置的多个绝对值检测用第一磁阻元件(磁场检测用第一磁阻元件)45。多个绝对值检测用第一磁阻元件45各自使感磁方向朝向相对移动方向X。第一信号输出部41通过这些多个绝对值检测用第一磁阻元件45来检测在相对移动方向X上连续的绝对图案24a的多个区域各自的磁场并输出第一信号E1。如图4所示，在本例中，为了取得6比特的绝对值ABS，第一信号输出部41具备6个绝对值检测用第一磁阻元件45。图5(b)是检测到图5(a)所示的绝对磁道23的6个节距的区域的磁场时的第一信号E1的曲线图。

第二信号输出部42具备以第三节距P3与第二磁道25对置的多个绝对值检测用第二磁阻元件(磁场检测用第二磁阻元件)46。多个绝对值检测用第二磁阻元件46各自使感磁方向朝向相对移动方向X。第二信号输出部42通过这些多个绝对值检测用第二磁阻元件46来检测在相对移动方向X上连续的磁化图案25a的多个区域各自的磁场并输出第二信号E2。在本例中，为了取得6比特的绝对值ABS，第二信号输出部42具备6个绝对值检测用第一磁阻元件45。图5(c)是检测到图5(a)所示的绝对磁道23的6个节距的区域的磁场时的第二信号E2的曲线图。

在此，如图2、图4及图5所示，6个绝对值检测用第一磁阻元件45和6个绝对值检测用第二磁阻元件46中，在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46构成为一组(一对)。另外，如图2、图5所示，各组的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46串联连接在电压输入端子Vcc和接地端子GND之间，形成电桥电路(第一电桥电路)47。

而且，绝对值输出部34基于从电桥电路47中的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46之间的中点48输出的差动信号D(中点电压)，输出绝对值ABS。

图5(d)是检测到图5(a)所示的绝对磁道23的6比特量的区域的磁场时的差动信号D(中点电压)的曲线图。如图5(d)所示，从电桥电路47的中点48输出第一信号E1和第二信号E2的差动作为差动信号D(中点电压)。因此，在绝对值检测用第一磁阻元件45检测磁化区域的磁场，绝对值检测用第二磁阻元件46检测未磁化区域的磁场的情况下，输出中点电位E0以上的电压信号作为差动信号D。另一方面，在绝对值检测用第一磁阻元件45检测未磁化区域的磁场，绝对值检测用第二磁阻元件46检测磁化区域的磁场的情况下，输出比中点电位E0低的电压信号作为差动信号D。

因此，绝对值输出部34以中点电位E0为阈值，设差动信号D在阈值以上的组的输出为1、差动信号D低于阈值的组的输出为0，从而输出6比特的绝对值ABS。由此，绝对值ABS成为如图5(e)所示的值。此外，所谓中点电位E0是指在绝对值检测用第一磁阻元件45及绝对值检测用第二磁阻元件46双方均未检测到磁场的状态下从中点48输出的电压信号。

在此，在绝对磁道23仅具备第一磁道24的情况下，如图5(b)所示，在第一信号输出部41读取到第一磁道24时，在磁化区域和未磁化区域相邻的部分即在未磁化区域中的接近磁化区域的部分输出第一信号E1。即，如图6所示，在磁化区域R1和未磁化区域R0的边界位置R，产生从磁化区域R1过冲到未磁化区域R0再返回磁化区域R1的磁场F，所以绝对值检测用第一磁阻元件45检测该磁场F并输出第一信号E1。因此，如果不适当地设定用于取得绝对值ABS的阈值，即使在未磁化区域R0也会发生输出超过阈值的情况，从而发生不能正确地取得绝对值ABS的情况。

与之相对，在本例中，如图5(b)及图5(c)所示，在第一信号输出部41读取第一磁道24的未磁化区域时，第二信号输出部42读取第二磁道25的磁化区域，所以从第二信号输出部42输出比第一信号输出部41大的信号。另外，如图6所示，在磁化区域R1和未磁化区域R0的边界位置R，磁化区域R1的磁通密度比未磁化区域R0侧的磁通密度(过冲部分的磁通密度)大，所以在从第一信号输出部41输出的第一信号E1中，以边界位置R为界，磁化区域R1侧的信号的倾斜角度θ1大于比边界位置R更靠未磁化区域R0侧的信号的倾斜角度θ2，成为大的角度。因此，只要取得来自第一信号输出部41的第一信号E1和来自第二信号输出部42的第二信号E2的差动，就能获得在磁化区域R1和未磁化区域R0的边界位置R波形不会有反转部分的信号。即，可以消除在未磁化区域R0的接近磁化区域R1的部分产生的磁场的影响。

另外，只要以中点电位E0为阈值，且设阈值以上的情况为逻辑值1、比阈值小的情况为逻辑值0，则能够以与第三节距P3对应的第三波长λ3正确地取得6比特的绝对值ABS。即，在差动输出中，以在正负之间浮动的信号的振幅的中心(中点电位E0)为阈值，所以能够正确地取得第三波长λ3的编码长度的逻辑值。由此，各逻辑值的编码长度与磁化区域和未磁化区域的排列节距相同，是固定的。因此，从绝对值输出部34输出的绝对值ABS的周期和第三增量信号θC的周期不会有偏差。

此外，在绝对磁道23中，只要以一定的节距排列磁化区域和未磁化区域，即使各节距内的相对移动方向X上的磁化部分的长度不是固定的，也能够以与第三节距P3对应的第三波长λ3正确地取得6比特的绝对值ABS。因此，磁化区域的磁化自由度增加。

接着，绝对位置取得部35基于绝对值ABS、第三增量信号θC的相位及第一增量信号θA的相位，取得磁尺2的绝对位置。

(绝对位置检测动作)

当磁尺2移动时，如图4所示，第一增量信号输出部31输出第一波长λ1(80μm)的第一增量信号θA，第二增量信号输出部32输出第二波长λ2(100μm)的第二增量信号θB。与此同时，增量信号计算部33基于第一增量信号θA及第二增量信号θ2，取得第三波长λ3(400μm)的第三增量信号θC。

另外，磁尺2每移动第三节距P3(400μm)，绝对值输出部34就输出绝对值ABS。即，绝对值输出部34在第三增量信号θC的每一周期提供绝对值ABS。因此，绝对位置取得部35能够基于绝对值ABS的绝对值ABS、第三增量信号θC的相位及第一增量信号θA的相位，取得磁尺2的绝对位置。

在本例中，基于来自第一信号输出部41的第一信号E1和来自第二信号输出部42的第二信号E2的差动信号D，取得绝对值ABS。差动信号D具备在绝对图案24a的磁化区域和未磁化区域的边界部分无波形反转的波形，所以可以基于阈值(中点电位E0)正确地取得绝对值ABS。另外，在差动信号D中，以在正负之间浮动的信号的振幅的中心(中点电位E0)为阈值，所以可以正确地取得第三波长λ3的编码长度的逻辑值作为绝对值ABS。

(变形例)

在上述例子中，在绝对磁道23的第一磁道24中，在相对移动方向X上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。另外，在绝对磁道23的第二磁道25中，在相对移动方向X上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。但是，磁化区域的极的方向不限于此。

图7是变形例的绝对磁道23′的说明图。图7(a)所示的变形例的绝对磁道23′在相对移动方向X上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。换言之，在相对移动方向X上相邻的第一磁道24的磁化区域和第二磁道25的磁化区域可以设定为使彼此相同的极对置。另外，在这种情况下，在与相对移动方向X正交的直行方向上无间隙地形成第一磁道24和第二磁道25。

据此，在第一磁道24中，相对移动方向X上的旁边区域为未磁化区域的磁化区域和相对移动方向X上位于该磁化区域旁边的磁化区域使相同的极相向对置。因此，磁通从第一磁道24的磁化区域向未磁化区域侧过冲的情况被抑制。因此，关于来自第一信号输出部41的第一信号E1，能够抑制磁通的过冲引起的输出。另外，因为将第一磁道24和第二磁道25在与相对移动方向X正交的正交方向上无间隙地形成，所以能够使磁尺2在宽度方向上小型化。

此外，关于第二磁道25的磁化区域，也可以将S极和N极面向的方向设为是随机的。另外，在第一磁道24的磁化区域，也可以将S极和N极面向的方向设为是随机的。

例如，在图7(b)所示的变形例的绝对磁道23″中，关于第二磁道25的磁化区域，将S极和N极面向的方向设为随机的方向。即，在变形例的绝对磁道23″中，在第一磁道24中，在相对移动方向X上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。但是，在第二磁道25中，在图7(b)中位于左端的第一磁化区域25R(1)和在相对移动方向X上与该第一磁化区域25R(1)相邻的第二磁化区域25R(2)使S极和N极对置。另一方面，第二磁化区域25R(2)和在第一磁化区域25R(1)的相反侧与该第二磁化区域25R(2)相邻的第三磁化区域25R(3)使S极和S极对置。因此，关于第二磁道25的相邻的磁化区域，S极和N极面向的方向没有规律性。另外，在着眼于在相对移动方向X上相邻的第一磁道24的磁化区域和第二磁道25的磁化区域的情况下，第一磁道24的磁化区域和第二磁道25的磁化区域具有使彼此相同的极对置的部位和使彼此不同的极对置的部位。因此，关于绝对磁道23″的相邻的磁化区域，S极和N极面向的方向没有规律性。

在此，关于第一磁道24的磁化区域或第二磁道25的磁化区域，在将S极和N极面向的方向设为随机的情况下，因在相对移动方向X上相邻的磁化区域的磁化方向不同，有时会助长磁化区域的磁通过冲。例如，在图7(b)所示的例子中，第二磁道25的第一磁化区域25R(1)和第二磁道25的第二磁化区域25R(2)使S极和N极对置，所以有时在位于第一磁化区域25R(1)和第二磁化区域25R(2)之间的未磁化区域会助长第一磁化区域25R(1)的磁通过冲。同样，有时在位于第一磁化区域25R(1)和第二磁化区域25R(2)之间的未磁化区域会助长第二磁化区域25R(2)的磁通过冲。另外，在相对移动方向X上相邻的第一磁道24的磁化区域和第二磁道25的磁化区域使彼此不同的极对置的部位，有时在正交方向Y上位于第二磁道25的磁化区域旁边的第一磁道24的未磁化区域会助长第一磁道24的磁化区域的磁通过冲。同样，有时在正交方向Y上位于第一磁道24的磁化区域旁边的第二磁道25的未磁化区域会助长第二磁道25的磁化区域的磁通过冲。

因此，关于第一磁道24的磁化区域、或第二磁道25的磁化区域，在将S极和N极面向的方向设为随机的情况下，在第一磁道24和第二磁道25之间设有间隙26。据此，可以降低一磁道的磁化区域的磁场受到另一磁道的磁化区域的影响，因此，能够抑制从磁化区域过冲到未磁化区域侧再返回的磁场的产生。另外，只要在第一磁道24和第二磁道25之间设置间隙26，就能够降低读取第一磁道24并输出第一信号E1的第一信号输出部41受到第二磁道25的磁场的影响。另外，能够降低读取第二磁道25并输出第二信号E2的第二信号输出部受到第一磁道的磁场的影响。

此外，在上述的例子中，将差动信号D在中点电位E0以上的情况设为1，将比中点电位E0低的情况设为0，来输出绝对值ABS，但也可以是将差动信号D在中点电位E0以下的情况设为1，将比中点电位E0高的情况设为0，来输出绝对值ABS。

(其它实施方式)

在上述的例子中，绝对磁道23具备第一磁道24和第二磁道25两个磁道，但绝对磁道23也可以具备三个以上的磁道。图8是绝对磁道23具备三个以上的磁道的变形例的磁性编码器装置的说明图。

图8(a)是磁尺2的绝对磁道23具备三个磁道时的变形例的磁性编码器装置1A。此外，变形例的磁性编码器装置1A除磁尺2的绝对磁道23及磁传感器的绝对值输出部34以外的结构与上述的磁性编码器装置相同。因此，对绝对磁道23及绝对值输出部34进行说明，其它说明省略。另外，与上述磁性编码器装置1对应的结构标注同一符号进行说明。

绝对磁道23具备第一磁道24、第二磁道25、第三磁道50。第三磁道50在第一磁道24的与上述第二磁道25的相反侧沿着第一磁道24向相对移动方向X延伸。第三磁道50具备与第二磁道25相同的磁化图案25a。即，第三磁道50具备排列与第二磁道25的磁化区域和未磁化区域的排列相同的磁化区域和未磁化区域。

绝对值输出部34具备第一差动信号输出部51和第二差动信号输出部52。

第一差动信号输出部51具备读取第一磁道24的绝对图案24a并输出第一信号E1的第一信号输出部41和读取第二磁道25的磁化图案25a并输出第二信号E2的第二信号输出部42。

第一信号输出部41具备以第三节距P3与第一磁道24对置配置的多个绝对值检测用第一磁阻元件45。第二信号输出部42具备以第三节距P3与第二磁道25对置配置的多个绝对值检测用第二磁阻元件46。该结构与磁性编码器装置1中的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46相同。

在第一信号输出部41中，多个绝对值检测用第一磁阻元件45和多个绝对值检测用第二磁阻元件46中在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46构成一组。而且，各组的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46串联连接于电压输入端子Vcc和接地端子GND之间，形成第一电桥电路47。而且，第一差动信号输出部51从第一电桥电路47的中点48输出作为第一信号E1和第二信号E2的差动的第一差动信号D1。

第二差动信号输出部52具备读取第一磁道24的绝对图案24a并输出第三信号E3的第三信号输出部53和读取第三磁道50的磁化图案25a并输出第四信号E2的第四信号输出部54。第三信号输出部53具备以第三节距P3与第三磁道50对置配置的多个绝对值检测用第三磁阻元件55。第四信号输出部54具备以第三节距P3与第三磁道50对置配置的多个绝对值检测用第四磁阻元件56。该结构与磁性编码器装置1中的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46相同。另外，从第三信号输出部53输出与第一信号E1相同的第三信号E3，从第四信号输出部54输出与第二信号E2相同的第四信号E4。

在第二差动信号输出部52中，多个绝对值检测用第三磁阻元件55和多个绝对值检测用第四磁阻元件56中在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第三磁阻元件55和绝对值检测用第四磁阻元件56构成一组。而且，各组的绝对值检测用第三磁阻元件55和绝对值检测用第四磁阻元件56串联连接于电压输入端子Vcc和接地端子GND之间，形成第二电桥电路58。而且，第二差动信号输出部52从第二电桥电路58的中点59输出作为第三信号E3和第四信号E2的差动的第二差动信号D2。

在此，绝对值输出部34将绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46的组、与相对于该组在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第三磁阻元件55和绝对值检测用第四磁阻元件56的组作为一个组合，基于从第一电桥电路47的中点输出的第一差动信号D1和从第二电桥电路58的中点59输出的第二差动信号D2，输出绝对值ABS。

例如，绝对值输出部34将第一差动信号D1和第二差动信号D2相加，生成相加电压信号。而且，以将第一电桥电路47的中点电位E0和第二电桥电路58的中点电位E0平均所得的平均电位为阈值，输出将相加电压信号为平均电压以上时的区域设为1、将相加电压信号比平均电压低的区域设为0的绝对值ABS。

根据本例，即使在磁传感器装置3相对于磁尺2的姿势从规定姿势倾斜的情况下，例如，在磁尺2和磁传感器装置3的传感器面围绕沿相对移动方向X延伸的轴线旋转，磁尺2和磁传感器装置3的传感器面不平行的情况下，也能够正确地取得第三节距P3的绝对值ABS。

图8(b)是磁尺2的绝对磁道23具备四个磁道时的变形例的磁性编码器装置1B。此外，变形例的磁性编码器装置1B除磁尺2的绝对磁道23及磁传感器的绝对值输出部34以外的其它结构与上述磁性编码器装置1相同。因此，对绝对磁道23及绝对值输出部34进行说明，其它说明省略。另外，对于与上述磁性编码器装置1对应的结构标注同一符号进行说明。

在本例中，在磁尺2上，作为绝对磁道23，具备第一绝对磁道23(1)和与第一绝对磁道23(1)并列设置的第二绝对磁道23(2)。第一绝对磁道23(1)具备第一磁道24和第二磁道25。同样，第二绝对磁道23(2)具备第一磁道24和第二磁道25。因此，绝对磁道23具备四个磁道。

绝对值输出部34具备第一差动信号输出部61和第二差动信号输出部62。

第一差动信号输出部61具备读取第一绝对磁道23(1)上的第一磁道24的绝对图案24a并输出第一信号E1的第一信号输出部41和读取第一绝对磁道23(1)上的第二磁道25的磁化图案25a并输出第二信号E2的第二信号输出部42。

第一信号输出部41具备以第三节距P3与第一磁道24对置配置的多个绝对值检测用第一磁阻元件45。第二信号输出部42具备以第三节距P3与第二磁道25对置配置的多个绝对值检测用第二磁阻元件46。该结构与磁性编码器装置1中的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46相同。

在第一差动信号输出部61中，多个绝对值检测用第一磁阻元件45和多个绝对值检测用第二磁阻元件46中在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46构成一组。而且，各组的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46串联连接于电压输入端子Vcc和接地端子GND之间，形成第一电桥电路47。而且，第一差动信号输出部61从第一电桥电路47的中点48输出作为第一信号E1和第二信号E2的差动的第一差动信号D1。

第二差动信号输出部62具备读取第二绝对磁道23(2)中的第一磁道24的绝对图案24a并输出第三信号E3的第三信号输出部63和读取第二绝对磁道23(2)中的第二磁道25的磁化图案25a并输出第四信号E4的第四信号输出部64。

第三信号输出部63具备以第三节距P3与第一磁道24对置配置的多个绝对值检测用第三磁阻元件65。第四信号输出部64具备以第三节距P3与第二磁道25对置配置的多个绝对值检测用第四磁阻元件66。该结构与磁性编码器装置1中的绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46相同。另外，从第三信号输出部53输出与第一信号E1相同的第三信号E3，从第四信号输出部54输出与第二信号E2相同的第四信号E4。

在第三信号输出部63，多个绝对值检测用第三磁阻元件65和多个绝对值检测用第四磁阻元件66中在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第三磁阻元件65和绝对值检测用第四磁阻元件66构成一组。而且，各组的绝对值检测用第三磁阻元件65和绝对值检测用第四磁阻元件66串联连接于电压输入端子Vcc和接地端子GND之间，形成第二电桥电路68。而且，第一差动信号输出部61从第二电桥电路68的中点69输出作为第三信号E3和第四信号E2的差动的第二差动信号D2。

在此，绝对值输出部34将绝对值检测用第一磁阻元件45和绝对值检测用第二磁阻元件46的组、与相对于该组在相对移动方向X上配置于同一位置(从正交方向Y观察时重叠的位置)的绝对值检测用第三磁阻元件65和绝对值检测用第四磁阻元件66的组作为一个组合，基于从第一电桥电路47的中点输出的第一差动信号D1和从第二电桥电路68的中点69输出的第二差动信号D2，输出绝对值ABS。

例如，绝对值输出部34将第一差动信号D1和第二差动信号D2相加，生成相加电压信号。而且，以将第一电桥电路47的中点电位E0和第二电桥电路68的中点电位E0平均所得的平均电位为阈值，输出将相加电压信号为平均电压以上时的区域设为1、将相加电压信号比平均电压低的区域设为0的绝对值ABS。

根据本例，即使在磁传感器装置3相对于磁尺2的姿势从规定的姿势倾斜的情况下，例如，磁尺2和磁传感器装置3的传感器面围绕沿相对移动方向X延伸的轴线旋转，磁尺2和磁传感器装置3的传感器面不平行的情况下，也能够正确地取得第三节距P3的绝对值ABS。

此外，在上述例子中，通过磁阻元件读取磁尺2的磁道，但也可以使用半导体磁阻元件、霍尔元件、MI元件(Magneto-Impedance element)、磁通量闸门型的磁传感器等中的任一种来读取磁道。

符号说明

1…磁性编码器装置(位置检测装置)、2…磁尺、23…绝对磁道、24a…绝对图案、24…第一磁道、25…第二磁道、25a…磁化图案、26…第一磁道和第二磁道之间的间隙、34…绝对值输出部、41…第一信号输出部、42…第二信号输出部、45…绝对值检测用第一磁阻元件(第一磁检测元件)、46…绝对值检测用第二磁阻元件(第二磁检测元件)、47…电桥电路、50…第三磁道、51…第一差动信号输出部、52…第二差动信号输出部、53…第三信号输出部、54…第四信号输出部、61…差动信号输出部、63…第三信号输出部、64…第四信号输出部、E…中点电压、E0…中点电位、E1…第一信号、E2…第二信号、E3…第三信号、E4…第四信号、P3…第三节距(固定的节距)、D…差动信号、D1…第一差动信号、D2…第二差动信号、ABS…绝对值、GND…接地端子、Vcc…电压输入端子、X…相对移动方向。

Claims (10)

1.一种位置检测装置，其特征在于，具有：

磁尺，所述磁尺具备绝对磁道，所述绝对磁道具有由磁化区域和未磁化区域以一定的节距排列而成的绝对图案；以及

绝对值输出部，所述绝对值输出部读取相对移动的所述磁尺的所述绝对磁道并输出绝对值，

所述绝对磁道包括具有所述绝对图案的第一磁道和与所述第一磁道并列地沿相对移动方向延伸的第二磁道，

所述第二磁道具备由磁化区域及未磁化区域以所述节距与所述绝对图案相反地排列而成的磁化图案。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述绝对值输出部具备：第一信号输出部，其读取所述第一磁道的所述绝对图案并输出第一信号；以及第二信号输出部，其读取所述第二磁道的所述磁化图案并输出第二信号，所述绝对值输出部基于所述第一信号与所述第二信号的差动信号，输出绝对值。

3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，

所述第一信号输出部具备检测所述绝对图案的第一磁检测元件，

所述第二信号输出部具备检测所述磁化图案的第二磁检测元件，

所述绝对值输出部具备在电压输入端子和接地端子之间串联连接有所述第一磁检测元件和所述第二磁检测元件的电桥电路，

所述差动信号是从所述第一磁检测元件和所述第二磁检测元件之间输出的中点电压。

4.根据权利要求3所述的位置检测装置，其特征在于，

所述绝对值输出部以所述第一磁检测元件和所述第二磁检测元件之间的中点电位为阈值，输出所述绝对值。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，

在所述第一磁道中，在所述相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置，

在所述第二磁道中，在所述相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，

在所述绝对磁道中，在所述相对移动方向上相邻的磁化区域使彼此相同的极对置。

7.根据权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，

在所述磁尺中，所述第一磁道和所述第二磁道在与所述相对移动方向正交的方向上无间隙地设置。

8.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁尺在与所述相对移动方向正交的方向上，所述第一磁道和所述第二磁道之间具有间隙。

9.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述绝对磁道具备在所述第一磁道的与所述第二磁道相反的一侧沿着该第一磁道向相对移动方向延伸的第三磁道，

所述第三磁道具备所述磁化图案，

所述绝对值输出部具备：第一差动信号输出部，其具有读取所述第一磁道的所述绝对图案并输出第一信号的第一信号输出部和读取所述第二磁道的所述磁化图案并输出第二信号的第二信号输出部，且该第一差动信号输出部输出作为所述第一信号与所述第二信号的差动的第一差动信号；及第二差动信号输出部，其具有读取所述第一磁道的所述绝对图案并输出第三信号的第三信号输出部和读取所述第三磁道的所述磁化图案并输出第四信号的第四信号输出部，且该第二差动信号输出部输出作为所述第三信号与所述第四信号的差动的第二差动信号，所述绝对值输出部基于所述第一差动信号和所述第二差动信号，输出绝对值。

10.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

作为所述绝对磁道，具备第一绝对磁道和沿着所述第一绝对磁道向相对移动方向延伸的第二绝对磁道，

所述绝对值输出部具备：第一差动信号输出部，其具有读取所述第一绝对磁道的所述第一磁道的所述绝对图案并输出第一信号的第一信号输出部和读取所述第一绝对磁道的所述第二磁道的所述磁化图案并输出第二信号的第二信号输出部，且该第一差动信号输出部输出作为所述第一信号与所述第二信号的差动的第一差动信号；及第二差动信号输出部，其具有读取所述第二绝对磁道的所述第一磁道的所述绝对图案并输出第三信号的第三信号输出部和读取所述第二绝对磁道的所述第二磁道的所述磁化图案并输出第四信号的第四信号输出部，且该第二差动信号输出部输出作为所述第三信号与所述第四信号的差动的第二差动信号，所述绝对值输出部基于所述第一差动信号和所述第二差动信号，输出绝对值。