CN110567353A - 磁性编码器 - Google Patents
磁性编码器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110567353A CN110567353A CN201910460946.9A CN201910460946A CN110567353A CN 110567353 A CN110567353 A CN 110567353A CN 201910460946 A CN201910460946 A CN 201910460946A CN 110567353 A CN110567353 A CN 110567353A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pattern
- track
- magnetic
- pole
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 261
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 54
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- PMOWTIHVNWZYFI-WAYWQWQTSA-N cis-2-coumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C1=CC=CC=C1O PMOWTIHVNWZYFI-WAYWQWQTSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/125—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means characterised by a first part whose movement represents the measuring value, and by a second part which is moved by an external force in order to follow the movement of the first part
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
本发明提供一种磁性编码器，该磁性编码器即使在施加了外部磁场的情况下，也能够精度良好地检测出磁尺的原点。磁性编码器具有磁尺和磁传感器。磁尺具备第一磁化图案和第二磁化图案，所述第一磁化图案的N极和S极在磁尺与磁传感器的相对移动方向(Y方向)上以原点为边界排列，所述第二磁化图案在与Y方向正交的X方向上与第一磁化图案旁边接触地设置，所述第二磁化图案的S极和N极在Y方向上以原点为边界排列，在正交方向上S极位于第一磁化图案的N极旁边，N极位于第一磁化图案的S极旁边。磁传感器具备原点检测用的磁阻元件，其使感磁方向朝向Y方向，并跨越第一磁化图案与第二磁化图案的边界与磁尺相向。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够检测出磁尺的原点的磁性编码器。
背景技术
在专利文献1、2中记载有一种磁性编码器。专利文献1的磁性编码器具有磁尺和检测磁尺的移动的磁传感器。磁尺具备：沿磁尺与磁传感器的相对移动方向延伸的第一磁道；在与相对移动方向正交的正交方向上与第一磁道接触并与第一磁道平行地延伸的第二磁道；以及在正交方向上与第二磁道接触并与第二磁道平行地延伸的第三磁道。磁传感器具备：使感磁方向朝向相对移动方向并与第一磁道和第二磁道间的边界相向的第一磁阻图案；以及使感磁方向朝向相对移动方向并与第二磁道和第三磁道间的边界相向的第二磁阻图案。磁传感器基于来自第一磁阻图案的信号和来自第二磁阻图案的信号检测磁尺的移动。第一磁阻图案和第二磁阻图案检测在磁尺的表面上面内方向的朝向变化的旋转磁场。
专利文献2记载的磁性编码器具有圆环状的磁尺和检测磁尺的旋转的磁传感器。磁尺具备磁道，该磁道在作为磁尺和磁传感器的相对移动方向的圆周方向上交替磁化出不同的磁极。并且，磁尺具备在预先设定的原点处被磁化成N极或S极的磁化部分。磁传感器具备与磁道相向的第一传感器元件和能够与磁化图案相向的第二传感器元件。磁传感器基于来自第一传感器元件的信号检测磁尺的旋转。并且，磁传感器基于来自第二传感器元件的信号检测磁尺的原点。第二传感器元件对设置于磁尺的磁化部分的强弱磁场进行检测。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-271608号公报
专利文献2：日本特开2007-198847号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1的磁性编码器中也可考虑对设定于磁尺的原点进行检测。但是，在磁尺的原点设置磁化部分，通过磁传感器检测磁化部分的强弱磁场从而检测原点的情况下，存在因外部磁场导致原点的检测精度下降的问题。即，如果对磁性编码器施加外部磁场，则存在来自磁阻元件的信号的振幅会产生变动，从而不能够基于来自磁阻元件的信号准确地检测原点的情况。
鉴于以上的问题，本发明的技术问题是提供一种即使在施加了外部磁场的情况下也能够精度良好地检测出磁尺的原点的磁性编码器。
为了解决上述技术问题，本发明的磁性编码器具有：磁尺；以及磁传感器，其检测所述磁尺的移动，所述磁尺具备：第一磁化图案，所述第一磁化图案的N极和S极在所述磁尺与所述磁传感器的相对移动方向上以预先设定的原点为边界排列；以及第二磁化图案，其在与所述相对移动方向正交的正交方向上与所述第一磁化图案旁边接触地设置，所述第二磁化图案的S极和N极在所述相对移动方向上以所述原点为边界排列，在所述正交方向上所述第二磁化图案的S极位于所述第一磁化图案的N极旁边，所述第二磁化图案的N极位于所述第一磁化图案的S极旁边，所述磁传感器具备用于检测所述磁尺的原点的原点检测用的磁阻元件，所述原点检测用的磁阻元件使感磁方向朝向所述相对移动方向，并跨越所述第一磁化图案和所述第二磁化图案间的边界与所述磁尺相向。
根据本发明，通过设置于在磁尺上设定的原点周围的第一磁化图案以及第二磁化图案，在磁尺的表面中产生面内方向的朝向变化的旋转磁场。并且，磁传感器所具备的原点检测用的磁阻元件跨越第一磁化图案和第二磁化图案间的边界而与磁尺相向，所以能够检测旋转磁场。在此，如果检测旋转磁场，则与检测强弱磁场的情况相比，能够抑制因外部磁场导致的影响。因此，即使在对磁性编码器施加外部磁场的情况下，也容易检测出原点。
在本发明中，所述磁尺具有第一磁道，所述第一磁道的N极和S极沿所述相对移动方向交替排列有多个，所述第一磁道在所述正交方向上的所述第一磁化图案的与所述第二磁化图案相反的一侧的位置处与所述第一磁化图案隔着间隙地设置，所述第一磁化图案的N极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的一侧，在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述一侧的端部，所述第一磁化图案的S极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的另一侧，在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述另一侧的端部，所述第二磁化图案的S极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的一侧，在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述一侧的端部，所述第二磁化图案的N极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的另一侧，在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述另一侧的端部。
如此一来，能够通过检测第一磁道的磁场，检测磁尺的移动。并且，第一磁化图案以及第二磁化图案在相对移动方向上跨越第一磁道的全长设置。因此，在通过检测第一磁道的磁场而检测磁尺的移动期间，能够防止产生因第一磁化图案以及第二磁化图案导致的强弱磁场。因此，能够防止在来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的信号从而导致原点的检测精度下降。即，在第一磁化图案比第一磁道短的情况下，在相对移动方向上的第一磁化图案旁边设置有无磁化区域。其结果是，由于在第一磁化图案与无磁化区域间的边界产生强弱磁场，因此在来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的分量，从而产生失真。同样地，在第二磁化图案比第一磁道短的情况下，在相对移动方向上的第二磁化图案旁边设置有无磁化区域。其结果是，由于在第二磁化图案与无磁化区域间的边界产生强弱磁场，因此在来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的分量，从而产生失真。与此相对，如果将第一磁化图案跨越第一磁道的全长设置，则在相对移动方向上的第一磁化图案旁边不会形成无磁化区域，因此不会产生强弱磁场。同样地，如果将第二磁化图案跨越第一磁道的全长设置，则在相对移动方向上的第二磁化图案旁边不会形成无磁化区域，因此不会产生强弱磁场。由此，在来自磁阻图案的信号中不包含因强弱磁场导致的分量，来自磁阻图案的信号不会产生失真。因此，能够防止原点的检测精度下降。
在此，在第一磁化图案、第二磁化图案的相对移动方向的端部产生强弱磁场的情况下，如果增强第一磁化图案、第二磁化图案的磁化，则强弱磁场变大。其结果是，容易在来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的分量，从而信号的失真增大。因此，在产生强弱磁场的情况下，难以通过增强第一磁化图案、第二磁化图案的磁化从而提高它们的剩余磁通密度。与此相对，如果将第一磁化图案以及第二磁化图案跨越第一磁道的全长设置，则在第一磁化图案以及第二磁化图案的相对移动方向的端部不会产生强弱磁场。因此，即使在增强第一磁化图案、第二磁化图案的磁化的情况下，来自磁阻图案的信号也不会产生失真。因此，能够相对增强第一磁化图案以及第二磁化图案的磁化从而提高剩余磁通密度。在此，如果提高第一磁化图案以及第二磁化图案的剩余磁通密度，则能够相对增大来自磁阻图案的信号的振幅。因此，即使在磁尺与磁传感器之间的间隙增大的情况下，也能够抑制来自磁阻图案的信号的振幅变小。因此，不论磁尺与磁传感器之间的间隙如何变动，都容易基于来自磁阻图案的信号检测出原点。
在本发明中，能够形成为以下结构：在使磁尺为直线标尺的情况下，所述第一磁道呈直线状延伸，在所述第一磁化图案的N极的磁化区域中剩余磁通密度是恒定的，在所述第一磁化图案的S极的磁化区域中剩余磁通密度是恒定的，在所述第二磁化图案的S极的磁化区域中剩余磁通密度是恒定的，在所述第二磁化图案的N极的磁化区域中剩余磁通密度是恒定的。
在本发明中，能够形成为以下结构：在所述第一磁化图案的N极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低，在所述第一磁化图案的S极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低，在所述第二磁化图案的S极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低，在所述第二磁化图案的N极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低。
在本发明中，能够形成为以下结构：在所述第一磁化图案的N极的磁化区域中所述相对移动方向的一侧的端部处的剩余磁通密度为零，在所述第一磁化图案的S极的磁化区域中所述相对移动方向的另一侧的端部处的剩余磁通密度为零，在所述第二磁化图案的S极的磁化区域中所述相对移动方向的一侧的端部处的剩余磁通密度为零，在所述第二磁化图案的N极的磁化区域中所述相对移动方向的另一侧的端部处的剩余磁通密度为零。
在本发明中，能够形成为以下结构：在使磁尺为旋转标尺的情况下，所述第一磁道呈圆环状，所述第一磁化图案的N极的磁化区域的所述相对移动方向的一侧的端部与所述第一磁化图案的S极的磁化区域的所述相对移动方向的另一侧的端部连接在一起，所述第二磁化图案的S极的磁化区域的所述相对移动方向的一侧的端部与所述第二磁化图案的N极的磁化区域的所述相对移动方向的另一侧的端部连接在一起。
在本发明中，优选所述第一磁化图案的所述正交方向的宽度与所述第二磁化图案的所述正交方向的宽度相同。如此一来，由第一磁化图案以及第二磁化图案形成的旋转磁场是均匀的。因此，无论施加外部磁场的方向如何，都能够降低外部磁场对第一磁化图案以及第二磁化图案的表面的旋转磁场的影响。
在本发明中，所述磁尺具备：第二磁道，其在所述第一磁道的与所述第一磁化图案相反的一侧的位置处与该第一磁道接触地设置并与该第一磁道平行地延伸；以及第三磁道，其在所述第二磁道的与所述第一磁道相反的一侧的位置处与该第二磁道接触地设置并与该第二磁道平行地延伸，在所述第二磁道中，S极和N极沿所述相对移动方向交替排列有多个，在所述正交方向上S极位于所述第一磁道的N极旁边，N极位于所述第一磁道的S极旁边，在所述第三磁道中，S极和N极沿所述相对移动方向交替排列有多个，在所述正交方向上S极位于所述第二磁道的N极旁边，N极位于所述第二磁道的S极旁边。如此一来，能够通过第一磁道、第二磁道以及第三磁道在磁尺的表面产生用于检测磁尺的移动的旋转磁场。
在本发明中，能够形成为以下结构：所述磁传感器具备具有90°的相位差并检测所述磁尺的移动的A相的磁阻图案和B相的磁阻图案，所述A相的磁阻图案具备具有180°的相位差并检测所述磁尺的移动的+a相的磁阻图案和-a相的磁阻图案，所述B相的磁阻图案具备具有180°的相位差并检测所述磁尺的移动的+b相的磁阻图案和-b相的磁阻图案，所述+a相的磁阻图案和所述+b相的磁阻图案以及所述-b相的磁阻图案中的一方使感磁方向朝向所述相对移动方向，跨越所述第一磁道和所述第二磁道间的边界与所述磁尺相向，所述-a相的磁阻图案和所述+b相的磁阻图案以及所述-b相的磁阻图案中的另一方使感磁方向朝向所述相对移动方向，跨越所述第二磁道和所述第三磁道间的边界与所述磁尺相向。如此一来，能够通过第一磁道、第二磁道以及第三磁道检测在磁尺的表面产生的旋转磁场，从而能够检测磁尺的移动。
(发明效果)
根据本发明，能够通过检测磁尺的表面的旋转磁场，检测磁尺的原点。旋转磁场与强弱磁场相比受外部磁场的影响较小，所以根据本发明，即使在施加外部磁场的情况下也容易检测原点。
附图说明
图1是应用了本发明的实施例1的磁性编码器的说明图。
图2是磁尺的磁道和磁传感器的传感器基板的说明图。
图3是A相的磁阻图案的各磁阻图案所构成的电路图以及B相的磁阻图案的各磁阻图案所构成的电路图。
图4是Z相的磁阻图案的各磁阻图案所构成的电路图。
图5是表示通过实施例1的磁性编码器获取的原点信号的图。
图6是比较例的磁性编码器的磁尺的说明图。
图7是表示通过比较例的磁性编码器获取的原点信号的图。
图8是表示在本例和比较例中，使施加的外部磁场增大的情况下的原点信号的振幅的变化的图表。
图9是变形例1的磁性编码器的磁尺的说明图。
图10是通过变形例1的磁性编码器获取的原点信号的图。
图11是实施例2的磁性编码器的说明图。
图12是实施例3的磁性编码器的说明图。
符号说明
1、1A、1B、1C…磁性编码器，2…磁尺，3…磁传感器，5…增量信号用的磁道，6…原点信号用的磁化图案，7…保持架，7A…相向面，8…传感器基板，8a…基板面，9…电缆，10…开口部，11…增量信号获取用的磁阻元件，12…原点检测用的磁阻元件，14…间隙，15…第一磁道，16…第二磁道，17…第三磁道，21…第一磁化图案，22…第二磁化图案，31…A相的磁阻图案，31(+a)…+a相的磁阻图案，31(-a)…-a相的磁阻图案，32…B相的磁阻图案，32(+b)…+b相的磁阻图案，32(-b)…-b相的磁阻图案，35…Z相的磁阻图案，35(+z)…+z相的磁阻图案，35(-z)…-z相的磁阻图案，50…比较例的磁性编码器，51…比较例中的原点信号用的磁化图案，S、S1…原点信号
具体实施方式
以下参照附图，对应用了本发明的磁性编码器进行说明。
(实施例1)
图1是应用了本发明的磁性编码器的说明图。图2的(a)是磁尺的说明图，图2的(b)是磁传感器的传感器基板的说明图。在图2的(b)中表示从磁尺侧观察到的传感器基板的情况。
本例的磁性编码器1是线性编码器。如图1所示，磁性编码器1具备呈直线状延伸的磁尺2和读取磁尺2的磁传感器3。磁尺2具备在该磁尺2与磁传感器3的相对移动方向上延伸的增量信号用的磁道5。并且，磁尺2具备在与相对移动方向正交的正交方向上设置于增量信号用的磁道5旁边的原点信号用的磁化图案6。
在以下的说明中，将与相对移动方向正交的方向作为X方向，将相对移动方向作为Y方向，将与X方向和Y方向正交的方向作为Z方向。Z方向是磁尺2与磁传感器3相向的方向。在X方向中，将从原点信号用的磁化图案6朝向增量信号用的磁道5的方向作为+X方向，将与+X方向相反的方向作为-X方向。将Y方向的一侧作为+Y方向，将另一侧作为-Y方向。在Z方向中，将从磁尺2朝向磁传感器3的方向作为+Z方向，将与+Z方向相反的方向作为-Z方向。
如图1所示，磁传感器3具备由非磁性材料构成的保持架7、容纳于保持架7的传感器基板8以及从保持架7向+Y方向延伸的电缆9。电缆9与传感器基板8连接。保持架7在与磁尺2相向的相向面7a具备开口部10。传感器基板8经由开口部10与磁尺2相向。如图2的(b)所示，在传感器基板8的与磁尺2相向的基板面8a设置有增量信号获取用的磁阻元件11和原点检测用的磁阻元件12。
磁性编码器1的磁尺2和磁传感器3中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3配置于固定体侧。磁尺2以在Z方向上与磁传感器3隔着规定的间隙的状态沿Y方向移动。
(磁尺)
如图2的(a)所示，磁尺2具备沿Y方向延伸的增量信号用的磁道5和在X方向上设置于增量信号用的磁道5旁边的原点信号用的磁化图案6。在增量信号用的磁道5和原点信号用的磁化图案6之间设置有间隙14。因此，增量信号用的磁道5与原点信号用的磁化图案6在X方向上分离。
(增量信号用的磁道)
增量信号用的磁道5具备排列配置的第一磁道15、第二磁道16以及第三磁道17。更具体地说，增量信号用的磁道5具备：沿Y方向延伸的第一磁道15；在第一磁道15的+X方向与第一磁道15接触地设置并与第一磁道15平行地延伸的第二磁道16；以及在第二磁道16的+X方向与第二磁道16接触地设置并与第二磁道平行地延伸的第三磁道17。
在第一磁道15中，N极和S极沿Y方向以固定的磁极距P交替排列有多个。在第二磁道16中，S极和N极沿Y方向以固定的磁极距P交替排列有多个。在第二磁道16中，在X方向上S极位于第一磁道15的N极旁边，N极位于第一磁道15的S极旁边。在第三磁道17中，S极和N极沿Y方向以固定的磁极距P交替排列有多个。在第三磁道17中，在X方向上S极位于第二磁道16的N极旁边，N极位于第二磁道16的S极旁边。在本例中，第二磁道的X方向的宽度比第一磁道15的X方向的宽度宽。并且，第二磁道的X方向的宽度比第三磁道17的X方向的宽度宽。
(原点信号用的磁化图案)
原点信号用的磁化图案6具备在Y方向上以预定的原点O为边界排列N极和S极的第一磁化图案21。在本例中，原点O设定于Y方向上的增量信号用的磁道5的中央。第一磁化图案21的N极和S极之间的磁化分极线位于原点O。并且，原点信号用的磁化图案6具备在-X方向与第一磁化图案21旁边接触地设置的第二磁化图案22。在第二磁化图案22中，在Y方向上以预定的原点O为边界排列S极和N极。在第二磁化图案22中，在X方向上S极位于第一磁化图案21的N极旁边，N极位于第一磁化图案21的S极旁边。第二磁化图案22的N极和S极之间的磁化分极线位于原点O。
在此，从X方向观察时，增量信号用的各磁道5(第一磁道15、第二磁道16以及第三磁道17)的S极和N极之间的磁化分极线与原点O不重叠。在增量信号用的各磁道5中，最靠近原点O的磁化分极线与原点O沿Y方向偏离1/2磁极距。
第一磁化图案21的S极的磁化区域在Y方向上位于原点O的-Y方向，在Y方向上从原点O延伸至增量信号用的磁道5的-Y方向的端部。第一磁化图案21的N极的磁化区域在Y方向上位于原点O的+Y方向，在Y方向上从原点O延伸至增量信号用的磁道5的+Y方向的端部。因此，第一磁化图案21形成于磁传感器3检测磁尺2的移动的检测行程的整个区域。第二磁化图案22的N极的磁化区域在Y方向上位于原点O的-Y方向，在Y方向上从原点O延伸至增量信号用的磁道5的-Y方向的端部。第二磁化图案22的S极的磁化区域在Y方向上位于原点O的+Y方向，在Y方向上从原点O延伸至增量信号用的磁道5的+Y方向的端部。因此，第二磁化图案22形成于磁传感器3检测磁尺2的移动的检测行程的整个区域。
第一磁化图案21的X方向的宽度D1和第二磁化图案22的X方向的宽度D2是相同的。并且，第一磁化图案21的X方向的宽度D1和第一磁化图案21与第一磁道之间的间隙14的尺寸E是相同的。
(磁传感器)
传感器基板8由玻璃或硅构成。如图2的(b)所示，传感器基板8在与磁尺2相向的基板面8a具备增量信号获取用的磁阻元件11和原点检测用的磁阻元件12。增量信号获取用的磁阻元件11和原点检测用的磁阻元件12沿X方向排列。增量信号获取用的磁阻元件11位于原点检测用的磁阻元件12的+X方向的位置。
(增量信号获取用的磁阻元件)
增量信号获取用的磁阻元件11具备具有90°的相位差并检测磁尺2的移动的A相的磁阻图案31以及B相的磁阻图案32。A相的磁阻图案31具备具有180°的相位差并检测磁尺2的移动的+a相的磁阻图案31(+a)以及-a相的磁阻图案31(-a)。B相的磁阻图案32具备具有180°的相位差并检测磁尺2的移动的+b相的磁阻图案32(+b)以及-b相的磁阻图案32(-b)。+a相的磁阻图案31(+a)、+b相的磁阻图案32(+b)、-a相的磁阻图案31(-a)以及-b相的磁阻图案32(-b)均以使感磁方向朝向Y方向的方式设置。在本例中，+a相的磁阻图案31(+a)和+b相的磁阻图案32(+b)沿X方向排列。并且，-a相的磁阻图案31(-a)和-b相的磁阻图案32(-b)沿X方向排列。+a相的磁阻图案31(+a)和-b相的磁阻图案32(-b)在Y方向上相邻。-a相的磁阻图案31(-a)和+b相的磁阻图案32(+b)在Y方向上相邻。+a相的磁阻图案31(+a)、+b相的磁阻图案32(+b)、-b相的磁阻图案32(-b)以及-a相的磁阻图案31(-a)在基板面8a的相互不重叠的区域以单层形成。
在使磁传感器3与磁尺2相向时，-a相的磁阻图案31(-a)和+b相的磁阻图案32(+b)跨越增量信号用的磁道5的第一磁道15和第二磁道16间的边界而与磁尺2相向。由此，-a相的磁阻图案31(-a)和+b相的磁阻图案32(+b)检测磁尺2的在X方向上相邻的第一磁道15和第二磁道16的边界部分产生的旋转磁场。并且，在使磁传感器3与磁尺2相向时，+a相的磁阻图案31(+a)和-b相的磁阻图案32(-b)跨越增量信号用的磁道5的第二磁道16和第三磁道17间的边界而与磁尺2相向。由此，+a相的磁阻图案31(+a)和-b相的磁阻图案32(-b)检测在X方向上相邻的第二磁道16和第三磁道17的边界部分产生的旋转磁场。
并且，增量信号获取用的磁阻元件11利用其饱和灵敏度区域检测旋转磁场。即，增量信号获取用的磁阻元件11使电流流过+a相的磁阻图案31(+a)、+b相的磁阻图案32(+b)、-b相的磁阻图案32(-b)以及-a相的磁阻图案31(-a)，并且，施加电阻值饱和的磁场强度，检测在边界部分面内方向的朝向变化的旋转磁场。
图3的(a)是A相的磁阻图案31的各磁阻图案所构成的电路图，图3的(b)是B相的磁阻图案32的各磁阻图案所构成的电路图。如图3的(a)所示，+a相的磁阻图案31(+a)以及-a相的磁阻图案31(-a)构成桥接电路，两者都是一端与电源端子(Vcc)连接，另一端与接地端子(GND)连接。并且，在+a相的磁阻图案31(+a)的中点位置设置有输出+a相的端子+a，在-a相的磁阻图案31(-a)的中点位置设置有输出-a相的端子-a。因此，如果将来自端子+a和端子-a的输出输入到减法器，则能够获取失真较少的正弦波的差动输出。
同样地，如图3的(b)所示，+b相的磁阻图案32(+b)以及-b相的磁阻图案32(-b)构成桥接电路，两者都是一端与电源端子(Vcc)连接，另一端与接地端子(GND)连接。在+b相的磁阻图案32(+b)的中点位置设置有输出+b相的端子+b，在-b相的磁阻图案32(-b)的中点位置设置有输出-b相的端子-b。因此，如果将来自端子+b、端子-b的输出输入到减法器，则能够获取失真较少的正弦波的差动输出。
(原点检测用的磁阻元件)
原点检测用的磁阻元件12具备具有180°的相位差并检测磁尺2的移动的+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)。+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)均使感磁方向朝向Y方向地设置。
在使磁传感器3与磁尺2相向时，+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)跨越原点信号用的磁化图案6的第一磁化图案21和第二磁化图案22的边界与磁尺2相向。+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)检测在磁尺2的X方向上相邻的第一磁化图案21和第二磁化图案22的边界部分产生的旋转磁场。在此，原点检测用的磁阻元件12利用其饱和灵敏度区域检测旋转磁场。即，使电流流过+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)，并且，施加电阻值饱和的磁场强度，检测在边界部分面内方向的朝向变化的旋转磁场。
图4是+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)所构成的电路图。如图4所示，+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)构成桥接电路，两者都是一端与电源端子(Vcc)连接，另一端与接地端子(GND)连接。并且，在+z相的磁阻图案35(+z)的中点位置设置有输出+z相的端子+z，在-z相的磁阻图案35(-z)的中点位置设置有输出-z相的端子-z。因此，如果将来自端子+z、端子-z的输出输入到减法器，则能够获取在原点O处振幅较大的原点信号S。图5的(a)、图5的(b)是表示原点信号S的图。
(作用効果)
根据本例的磁性编码器1，通过以设定于磁尺2的原点O为边界而设置的第一磁化图案21以及第二磁化图案22，在磁尺2的表面产生面内方向的朝向变化的旋转磁场。并且，磁传感器3所具备的原点检测用的磁阻元件跨越第一磁化图案21和第二磁化图案22间的边界与磁尺2相向，所以能够检测出该旋转磁场。在此，与检测强弱磁场的情况相比，如果检测出旋转磁场则能够抑制因外部磁场导致的影响。
并且，在本例中，原点信号用的磁化图案6(第一磁化图案21以及第二磁化图案22)在Y方向(相对移动方向)上跨越增量信号用的磁道5(第一磁道15、第二磁道16以及第三磁道17)的全长设置。因此，在通过检测增量信号用的磁道5的磁场而检测磁尺2的移动的检测行程的整个区域中，能够防止产生因第一磁化图案21以及第二磁化图案22引起的强弱磁场。因此，能够防止在来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的信号，从而能够防止原点O的检测精度下降。
即，在第一磁化图案21比增量信号用的磁道5短的情况下，在Y方向上的第一磁化图案21旁边设置有无磁化区域。其结果是，在第一磁化图案21和无磁化区域间的边界产生强弱磁场，所以在来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的信号，从而产生失真。同样地，在第二磁化图案22比增量信号用的磁道5短的情况下，在Y方向上的第二磁化图案22旁边设置有无磁化区域。其结果是，在第二磁化图案22和无磁化区域间的边界产生强弱磁场，所以来自磁阻图案的信号中包含因强弱磁场导致的信号，从而产生失真。与此相对，如果将第一磁化图案21跨越增量信号用的磁道5的全长设置，则在Y方向上的第一磁化图案21旁边不会形成无磁化区域，所以在通过检测增量信号用的磁道5的磁场而检测磁尺2的移动的检测行程的整个区域不会产生强弱磁场。同样地，如果将第二磁化图案22跨越增量信号用的磁道5的全长设置，则在Y方向上的第二磁化图案22旁边不会形成无磁化区域，所以在通过检测增量信号用的磁道5的磁场而检测磁尺2的移动的检测行程的整个区域不会产生强弱磁场。因此，能够防止在来自磁阻图案的信号中产生因强弱磁场导致的失真，所以能够防止原点O的检测精度下降。
并且，在第一磁化图案21、第二磁化图案22的Y方向的端部产生强弱磁场的情况下，如果增强第一磁化图案21、第二磁化图案22的磁化，则强弱磁场会增大。其结果是，在来自磁阻图案的信号中容易包含因强弱磁场导致的分量，信号的失真增大。因此，在产生强弱磁场的情况下，难以通过增强第一磁化图案21、第二磁化图案22的磁化从而提高它们的剩余磁通密度。与此相对，如果将第一磁化图案21以及第二磁化图案22跨越增量信号用的磁道5的全长设置，则在第一磁化图案21以及第二磁化图案22的Y方向的端部不会产生强弱磁场。因此，即使在增强了第一磁化图案21、第二磁化图案22的磁化的情况下，也不会在来自磁阻图案的信号中产生失真。因此，能够相对增强第一磁化图案21以及第二磁化图案22的磁化从而提高剩余磁通密度。
另外，如果能够提高第一磁化图案21以及第二磁化图案22的剩余磁通密度，则能够相对增大来自磁阻图案的信号的振幅。因此，即使在磁尺2和磁传感器3的间隙增大的情况下，也能够抑制来自磁阻图案的信号的振幅变小。因此，无论磁尺2和磁传感器3的间隙如何变动，都能够基于来自磁阻图案的信号容易地检测出原点O。
在此，在图5的(a)中重叠表示以下信号：没有对磁性编码器1施加外部磁场的情况下的原点信号S(0mT)、在+Y方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S(0.4mTY)、在相对于+Y方向倾斜45°的方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S(0.4mT45°)以及在+X方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S(0.4mTX)。并且，在图5的(b)中重叠表示以下信号：没有对磁性编码器1施加外部磁场的情况下的原点信号S(0mT)、在+Y方向上施加2.0mT的外部磁场的情况下的原点信号S(2mTY)、在相对于+Y方向倾斜45°的方向上施加2.0mT的外部磁场的情况下的原点信号S(2mT45°)以及在+X方向上施加2.0mT的外部磁场的情况下的原点信号S(2mTX)。原点信号S通过模拟获取。在图5所示的例中，原点信号用的磁化图案6(第一磁化图案21以及第二磁化图案22)的剩余磁通密度是4mT。
如图5的(a)以及图5的(b)所示，在没有对磁性编码器1施加外部磁场的情况下通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出而获取的原点信号S(0mT)在原点O处出现了一个较大的峰值。因此，根据本例的磁性编码器1，能够基于原点信号S的峰值准确地检测出原点O。
在此，如图5的(a)所示，在向磁性编码器1施加0.4mT的外部磁场的情况下能够通过来自磁阻元件12的输出获取的原点信号S(0.4mT)、原点信号S(0.4mTY)、原点信号S(0.4mT45°)、原点信号S(0.4mTX)以及在没有向磁性编码器1施加外部磁场的情况下能够通过来自磁阻元件12的输出获取的原点信号S(0mT)几乎一致。即，在本例的磁性编码器1中，即使在施加了0.4mT的外部磁场的情况下，通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S的振幅也不发生变化，不会在原点信号S的波形中产生失真。因此，根据磁性编码器1，即使在向磁尺2施加了0.4mT的外部磁场的情况下，也能够基于原点信号S准确地获取原点O。
并且，如图5的(b)所示，在向磁性编码器1施加了2.0mT的外部磁场的情况下能够通过来自磁阻元件12的输出获取的原点信号(2mTY)、原点信号S(2mT45°)、原点信号S(2mTX)与在没有施加外部磁场的情况下能够通过来自磁阻元件12的输出获取的原点信号S(0mT)相比，可以看出振幅的减小。但是，如图5的(b)所示，相对于原点信号S(0mT)，原点信号(2mTY)、原点信号S(2mT45°)以及原点信号S(2mTX)的振幅的减小极微小。并且，即使在施加了外部磁场的情况下，也不会在原点信号S的波形中产生失真。因此，根据本例的磁性编码器1，即使在向磁尺2施加了2.0mT的外部磁场的情况下，也能够基于原点信号S准确地获取原点O。
(比较例)
在此，作为比较例，对利用强弱磁场检测原点O的磁性编码器进行说明。图6是比较例的磁性编码器的磁尺的说明图。此外，比较例的磁性编码器50具备与磁性编码器1对应的结构，所以将对应的结构标记相同的符号进行说明。
如图6所示，比较例的磁性编码器50的磁尺2具备与本例的磁尺2相同的增量信号用的磁道5。并且，在增量信号用的磁道5的-X方向具备原点信号用的磁化图案51。原点信号用的磁化图案51的N极和S极在Y方向上以预先设定的原点O为边界排列。磁化图案51的N极和S极之间的磁化分极线位于原点O。原点信号用的磁化图案51的N极的磁化区域的Y方向上的长度是增量信号用的磁道的各极的磁极距P的1/2。原点信号用的磁化图案51的S极的磁化区域的Y方向上的长度也是增量信号用的磁道的各极的磁化磁极距P的1/2。
磁传感器3与磁传感器3相同。在使磁传感器3与磁尺2相向时，-a相的磁阻图案31(-a)和+b相的磁阻图案32(+b)跨越增量信号用的磁道5的第一磁道15和第二磁道16间的边界与磁尺2相向。-a相的磁阻图案31(-a)和+b相的磁阻图案32(+b)检测磁尺2的在X方向上相邻的第一磁道15和第二磁道16的边界部分产生的旋转磁场。并且，在使磁传感器3与磁尺2相向时，+a相的磁阻图案31(+a)和-b相的磁阻图案32(-b)跨越增量信号用的磁道5的第二磁道16和第三磁道17间的边界与磁尺2相向。+a相的磁阻图案31(+a)和-b相的磁阻图案32(-b)检测在X方向上相邻的第二磁道16和第三磁道17的边界部分产生的旋转磁场。
并且，增量信号获取用的磁阻元件11利用其饱和灵敏度区域检测旋转磁场。即，使电流流过+a相的磁阻图案31(+a)、-b相的磁阻图案32(-b)、+b相的磁阻图案32(+b)以及-a相的磁阻图案31(-a)，并且，施加电阻值饱和的磁场强度，检测在边界部分面内方向的朝向变化的旋转磁场。
另一方面，在比较例的磁性编码器50中，在使磁传感器3与磁尺2相向时，+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)与原点信号用的磁化图案51的磁化部分相向。+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)检测原点信号用的磁化图案51产生的强弱磁场。此外，基于+z相的磁阻图案35(+z)以及-z相的磁阻图案35(-z)获取原点信号S的结构与磁性编码器1相同。
图7是在比较例的磁性编码器50中通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S1的说明图。在图7中，重叠表示以下信号：没有对磁性编码器50施加外部磁场的情况下的原点信号S1(0mT)、在+Y方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S1(0.4mTY+)、在-Y方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S1(0.4mTY-)以及在+X方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S1(0.4mTX)。通过模拟获取各原点信号S1的图表。原点信号用的磁化图案51的剩余磁通密度是2mT。
如图7所示，在比较例中，在没有对磁性编码器50施加外部磁场的情况下通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S1(0mT)在原点O处出现峰值。因此，能够基于该峰值获取原点O。
但是，在向磁性编码器50施加了0.4mT的外部磁场的情况下，能够通过来自磁阻元件12的输出获取的原点信号S1(0.4mTY+)、原点信号S1(0.4mTY-)以及原点信号S1(0.4mTX)的振幅与在没有施加外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S相比，发生变动。并且，在向磁尺2施加了0.4mT的外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S1(0.4mTY+)、原点信号S1(0.4mTY-)以及原点信号S1(0.4mTX)的波形与在没有施加外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S1(0mT)的波形相比，发生失真。在此，如果将图5所示的本例的磁性编码器1的原点信号S与图7所示的比较例的磁性编码器50的原点信号S1进行比较，则明确可知：本例的磁性编码器1能够不受外部磁场的影响，精度良好地检测原点O。
此外，在比较例的磁性编码器50中，难以通过模拟获取施加了2mT的外部磁场的情况下的原点信号S1。换言之，在比较例的磁性编码器50中，在施加了2mT的外部磁场的情况下，难以检测原点。
接下来，图8是表示使对本例的磁性编码器50施加的外部磁场增大的情况下的原点信号S的振幅的变化和使对比较例的磁性编码器50施加的外部磁场增大的情况下的原点信号S1的振幅的变化的图表。在图8中分别表示在+X方向、+Y方向、-Y方向、+Z方向上施加外部磁场的情况下的振幅的变化。
如图8所示，在本例中，即使在使施加的外部磁场增大的情况下，原点信号S的振幅也几乎没有降低。并且，无论外部磁场的施加方向如何，原点信号S的振幅都几乎没有降低。另一方面，在比较例中，无论外部磁场的施加方向如何，随着使施加的外部磁场增大，原点信号S1的振幅都明显降低。因此，可知：根据本例的磁性编码器50，能够不受外部磁场的影响，精度良好地检测原点O。
在此，在本例中，第一磁化图案21的宽度尺寸D1与第二磁化图案22的正交方向的宽度相同。由此，由第一磁化图案21以及第二磁化图案22形成的旋转磁场是均匀的。因此，无论施加外部磁场的方向如何，都能够减小外部磁场对第一磁化图案21以及第二磁化图案22的表面的旋转磁场产生的影响。
并且，在本例中，增量信号用的磁道5具备并列延伸的第一磁道15、第二磁道16以及第三磁道17，在磁尺2的表面产生用于检测磁尺2的移动的旋转磁场。另一方面，增量信号检测用的磁阻元件通过第一磁道15、第二磁道16以及第三磁道17检测在磁尺2的表面产生的旋转磁场。并且，增量信号获取用的磁阻元件11利用其饱和灵敏度区域检测旋转磁场。因此，还能够不受外部磁场的影响地获取增量信号。
(变形例1)
图9是变形例1的磁性编码器1A的磁尺2的说明图。在图9中，用浓淡表示第一磁化图案21以及第二磁化图案22的剩余磁通密度的强弱。此外，变形例1的磁性编码器1A的磁尺2的第一磁化图案21的N极的磁化区域的磁化方法以及S极的磁化区域的磁化方法、和第二磁化图案22的N极的磁化区域的磁化方法以及S极的磁化区域的磁化方法与上述的磁性编码器1不同。但是，其它结构与磁性编码器1相同。因此，对第一磁化图案21的N极的磁化区域以及S极的磁化区域和第二磁化图案22的N极的磁化区域以及S极的磁化区域进行说明，省略其它说明。
在本例中，在第一磁化图案21的N极的磁化区域中，随着从原点O向+Y方向远离，剩余磁通密度降低。并且，在第一磁化图案21的S极的磁化区域中，随着从原点O向-Y方向远离，剩余磁通密度降低。同样地，在第二磁化图案22的S极的磁化区域中，随着从原点O向+Y方向远离，剩余磁通密度降低。并且，在第二磁化图案22的N极的磁化区域中，随着从原点O向-Y方向远离，剩余磁通密度降低。
另外，在本例中，在第一磁化图案21的N极的磁化区域的+Y方向的端部处的剩余磁通密度为零。并且，在第一磁化图案21的S极的磁化区域的-Y方向的另一侧的端部处的剩余磁通密度为零。同样地，在第二磁化图案22的S极的磁化区域的+Y方向的端部处的剩余磁通密度为零。在第二磁化图案22的N极的磁化区域的-Y方向的端部处的剩余磁通密度为零。
图10是由变形例1的磁性编码器1A获取的原点信号S的说明图。在图10的(a)中，重叠表示以下信号：没有对磁性编码器1A施加外部磁场的情况下的原点信号S(0mT)、在+Y方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S(0.4mTY)、在相对于+Y方向倾斜45°的方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S(0.4mT45°)以及在+X方向上施加0.4mT的外部磁场的情况下的原点信号S(0.4mTX)。并且，在图10的(b)中，重叠表示以下信号：没有对磁性编码器1A施加外部磁场的情况下的原点信号S(0mT)、在+Y方向上施加2.0mT的外部磁场的情况下的原点信号S(2mTY)、在相对于+Y方向倾斜45°的方向上施加2.0mT的外部磁场的情况下的原点信号S(2mT45°)以及在+X方向上施加2.0mT的外部磁场的情况下的原点信号S(2mTX)。通过模拟获取原点信号S的波形。在图10所示的例中，原点信号用的磁化图案6(第一磁化图案21以及第二磁化图案22)的剩余磁通密度是4mT。
如图10的(a)所示，在没有对磁性编码器1A施加外部磁场的情况下，通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S(0mT)在原点O处出现了一个较大的峰值。因此，根据本例的磁性编码器1A，能够基于原点信号S的峰值准确地检测出原点O。
并且，如图10的(a)所示，在对磁性编码器1A施加了0.4mT的外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S(0.4mTY)、原点信号S(0.4mT45°)、原点信号S(0.4mTX)与在没有施加外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S(0mT)基本一致。即，即使在对磁尺2施加了0.4mT的外部磁场的情况下，能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S的振幅也不发生变化，原点信号S的波形也不会产生失真。因此，根据本例的磁性编码器1A，即使在对磁尺2施加了0.4mT的外部磁场的情况下，也能够基于原点信号S准确地获取原点O。
并且，如图10的(b)所示，在对磁性编码器1A施加了2.0mT的外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S(2mT45°)、原点信号S(2mTX)与在没有施加外部磁场的情况下能够通过来自原点检测用的磁阻元件12的输出获取的原点信号S相比，可以看出振幅的减小。但是，如图10的(b)所示，原点信号S的振幅的减小极微小。并且，即使在施加了外部磁场的情况下，原点信号S的波形也不会产生失真。因此，根据本例的磁性编码器1A，即使在对磁尺2施加了2.0mT的外部磁场的情况下，也能够基于原点信号S准确地获取原点O。
如此，变形例1的磁性编码器1A也能够获取与上述的磁性编码器1相同的作用效果。
(实施例2)
图11是实施例2的磁性编码器的说明图。在图11中，以浓淡表示磁尺2的第一磁化图案21以及第二磁化图案22的剩余磁通密度的强弱。实施例2的磁性编码器1B是旋转编码器。本例的磁性编码器1B具备与实施例1的磁性编码器1对应的结构，所以将对应的结构标记相同的符号，省略其说明。
磁性编码器1B的磁尺2呈圆筒形状。在磁尺2的外周面设置有增量信号用的磁道5和原点信号用的磁化图案6。磁传感器3从磁尺2的径向外侧与磁尺2相向。磁尺2和磁传感器3在绕磁尺2的轴线L的周向上相对旋转。在此，磁传感器3与实施例1相同。
在本例中，增量信号用的磁道5呈环状。并且，原点信号用的磁化图案6也呈环状。在原点信号用的磁化图案6的第一磁化图案21的N极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的一侧远离，剩余磁通密度下降。在第一磁化图案21的S极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的另一侧远离，剩余磁通密度下降。同样地，在原点信号用的磁化图案6的第二磁化图案22的S极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的一侧远离，剩余磁通密度下降。在第二磁化图案22的N极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的另一侧远离，剩余磁通密度下降。
并且，在第一磁化图案21的N极的磁化区域中，相对旋转方向的一侧的端部处剩余磁通密度为零。在第一磁化图案21的S极的磁化区域中，相对旋转方向的另一侧的端部处剩余磁通密度为零。并且，第一磁化图案21的N极的磁化区域的一侧的端部和第一磁化图案21的S极的磁化区域的另一侧的端部连接在一起。同样地，在第二磁化图案22的S极的磁化区域中，相对旋转方向的一侧的端部处剩余磁通密度为零。在第二磁化图案22的N极的磁化区域中，相对旋转方向的另一侧的端部处剩余磁通密度为零。并且，第二磁化图案22的S极的磁化区域的一侧的端部和第二磁化图案22的N极的磁化区域的另一侧的端部连接在一起。
本例的磁性编码器1B也能够获取与实施例1的磁性编码器1相同的作用效果。
(实施例3)
图12是实施例3的磁性编码器的说明图。在图12中，以浓淡表示第一磁化图案21以及第二磁化图案22的剩余磁通密度的强弱。实施例3的磁性编码器1C是旋转编码器。本例的磁性编码器1C具备与实施例2的磁性编码器1B对应的结构，所以将对应的结构标记相同的符号，省略其说明。
在本例中，使磁尺2为圆盘状，在其轴线L方向的一侧的面设置环状的增量信号用的磁道5。并且，在增量信号用的磁道5的外周侧或内周侧与增量信号用的磁道5隔着间隙14而设置环状的原点信号用的磁化图案6。磁传感器3从轴线L方向与磁尺2相向。
本例的磁性编码器1C也能够获取与实施例2的磁性编码器1B相同的作用效果。
(其它实施方式)
在上述例子中，在磁尺2和磁传感器3的相对移动方向上，将原点信号用的磁化图案6设置于增量信号用的磁道5的整个区域，但是也可以将原点信号用的磁化图案6设为比增量信号用的磁道5的全长短。即使在这种情况下，如果通过磁传感器3检测原点信号用的磁化图案6的旋转磁场从而获取原点，则与比较例的磁性编码器50那样检测强弱磁场从而获取原点的情况相比，外部磁场的影响较小。
在此，在将原点信号用的磁化图案6设为比增量信号用的磁道5的全长短的情况下，与实施例2的磁性编码器1B的磁尺相同，在原点信号用的磁化图案6的第一磁化图案21的N极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的一侧远离而使剩余磁通密度。在第一磁化图案21的S极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的另一侧远离而使剩余磁通密度下降。同样地，在原点信号用的磁化图案6的第二磁化图案22的S极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的一侧远离而使剩余磁通密度下降。在第二磁化图案22的N极的磁化区域中，随着从原点O向相对旋转方向的另一侧远离而使剩余磁通密度下降。如此一来，能够防止或者抑制在原点信号用的磁化图案6的相对移动方向的两端处产生强弱磁场。
并且，在将原点信号用的磁化图案6设为比增量信号用的磁道5的全长短的情况下，能够在相对移动方向上在磁尺2设定多个原点0，在各原点0设置原点信号用的磁化图案6。如此一来，能够通过磁性编码器检测出多个原点。
此外，在上述的例子中，利用旋转磁场获取增量信号，但是也可以利用强弱磁场获取增量信号。在这种情况下，设置于磁尺2的增量信号用的磁道5能够仅为第一磁道15。
并且，也可以在传感器基板8的基板面8a中将增量信号检测用的磁阻元件的+a相的磁阻图案、-a相的磁阻图案、+b相的磁阻图案以及-b相的磁阻图案层叠设置。在这种情况下，例如，可以使增量信号用的磁道5设为第一磁道15和第二磁道16两条。并且，在这种情况下，层叠在传感器基板8上的增量信号检测用的磁阻元件跨越第一磁道15和第二磁道16间的边界与磁尺2相向。
Claims (11)
1.一种磁性编码器，其特征在于，具有：
磁尺；以及
磁传感器，其检测所述磁尺的移动，
所述磁尺具备：
第一磁化图案，所述第一磁化图案的N极和S极在所述磁尺与所述磁传感器的相对移动方向上以预先设定的原点为边界排列；以及
第二磁化图案，所述第二磁化图案在与所述相对移动方向正交的正交方向上与所述第一磁化图案旁边接触地设置，所述第二磁化图案的S极和N极在所述相对移动方向上以所述原点为边界排列，在所述正交方向上所述第二磁化图案的S极位于所述第一磁化图案的N极旁边，所述第二磁化图案的N极位于所述第一磁化图案的S极旁边，
所述磁传感器具备用于检测所述磁尺的原点的原点检测用的磁阻元件，
所述原点检测用的磁阻元件使感磁方向朝向所述相对移动方向，并跨越所述第一磁化图案和所述第二磁化图案间的边界与所述磁尺相向。
2.根据权利要求1所述的磁性编码器，其特征在于，
所述磁尺具有第一磁道，所述第一磁道的N极和S极沿所述相对移动方向交替排列有多个，
所述第一磁道在所述正交方向上的所述第一磁化图案的与所述第二磁化图案相反的一侧的位置处与所述第一磁化图案隔着间隙地设置，
所述第一磁化图案的N极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的一侧，且在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述一侧的端部，
所述第一磁化图案的S极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的另一侧，且在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述另一侧的端部，
所述第二磁化图案的S极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的一侧，且在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述一侧的端部，
所述第二磁化图案的N极的磁化区域在所述相对移动方向上位于所述原点的另一侧，且在所述相对移动方向上从所述原点延伸至所述第一磁道的所述另一侧的端部。
3.根据权利要求2所述的磁性编码器，其特征在于，
所述第一磁道呈直线状延伸，
在所述第一磁化图案的N极的磁化区域中，剩余磁通密度是恒定的，
在所述第一磁化图案的S极的磁化区域中，剩余磁通密度是恒定的，
在所述第二磁化图案的S极的磁化区域中，剩余磁通密度是恒定的，
在所述第二磁化图案的N极的磁化区域中，剩余磁通密度是恒定的。
4.根据权利要求2所述的磁性编码器，其特征在于，
在所述第一磁化图案的N极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低，
在所述第一磁化图案的S极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低，
在所述第二磁化图案的S极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低，
在所述第二磁化图案的N极的磁化区域中，随着从所述原点沿所述相对移动方向远离，剩余磁通密度降低。
5.根据权利要求4所述的磁性编码器，其特征在于，
在所述第一磁化图案的N极的磁化区域中，所述相对移动方向的一侧的端部处的剩余磁通密度为零，
在所述第一磁化图案的S极的磁化区域中，所述相对移动方向的另一侧的端部处的剩余磁通密度为零，
在所述第二磁化图案的S极的磁化区域中，所述相对移动方向的一侧的端部处的剩余磁通密度为零，
在所述第二磁化图案的N极的磁化区域中，所述相对移动方向的另一侧的端部处的剩余磁通密度为零。
6.根据权利要求5所述的磁性编码器，其特征在于，
所述第一磁道呈圆环状，
所述第一磁化图案的N极的磁化区域的所述相对移动方向的一侧的端部与所述第一磁化图案的S极的磁化区域的所述相对移动方向的另一侧的端部连接在一起，
所述第二磁化图案的S极的磁化区域的所述相对移动方向的一侧的端部与所述第二磁化图案的N极的磁化区域的所述相对移动方向的另一侧的端部连接在一起。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的磁性编码器，其特征在于，
所述第一磁化图案的所述正交方向的宽度与所述第二磁化图案的所述正交方向的宽度相同。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的磁性编码器，其特征在于，具备：
第二磁道，其在所述第一磁道的与所述第一磁化图案相反的一侧的位置处与该第一磁道接触地设置并与该第一磁道平行地延伸；以及
第三磁道，其在所述第二磁道的与所述第一磁道相反的一侧的位置处与该第二磁道接触地设置并与该第二磁道平行地延伸，
在所述第二磁道中，S极和N极沿所述相对移动方向交替排列有多个，在所述正交方向上S极位于所述第一磁道的N极旁边，N极位于所述第一磁道的S极旁边，
在所述第三磁道中，S极和N极沿所述相对移动方向交替排列有多个，在所述正交方向上S极位于所述第二磁道的N极旁边，N极位于所述第二磁道的S极旁边。
9.根据权利要求7所述的磁性编码器，其特征在于，具备：
第二磁道，其在所述第一磁道的与所述第一磁化图案相反的一侧的位置处与该第一磁道接触地设置并与该第一磁道平行地延伸；以及
第三磁道，其在所述第二磁道的与所述第一磁道相反的一侧的位置处与该第二磁道接触地设置并与该第二磁道平行地延伸，
在所述第二磁道中，S极和N极沿所述相对移动方向交替排列有多个，在所述正交方向上S极位于所述第一磁道的N极旁边，N极位于所述第一磁道的S极旁边，
在所述第三磁道中，S极和N极沿所述相对移动方向交替排列有多个，在所述正交方向上S极位于所述第二磁道的N极旁边，N极位于所述第二磁道的S极旁边。
10.根据权利要求8所述的磁性编码器，其特征在于，
所述磁传感器具备具有90°的相位差并检测所述磁尺的移动的A相的磁阻图案和B相的磁阻图案，
所述A相的磁阻图案具备具有180°的相位差并检测所述磁尺的移动的+a相的磁阻图案和-a相的磁阻图案，
所述B相的磁阻图案具备具有180°的相位差并检测所述磁尺的移动的+b相的磁阻图案和-b相的磁阻图案，
所述+a相的磁阻图案和所述+b相的磁阻图案以及所述-b相的磁阻图案中的一方使感磁方向朝向所述相对移动方向，并跨越所述第一磁道和所述第二磁道间的边界与所述磁尺相向，
所述-a相的磁阻图案和所述+b相的磁阻图案以及所述-b相的磁阻图案中的另一方使感磁方向朝向所述相对移动方向，并跨越所述第二磁道和所述第三磁道间的边界与所述磁尺相向。
11.根据权利要求9所述的磁性编码器，其特征在于，
所述磁传感器具备具有90°的相位差并检测所述磁尺的移动的A相的磁阻图案和B相的磁阻图案，
所述A相的磁阻图案具备具有180°的相位差并检测所述磁尺的移动的+a相的磁阻图案和-a相的磁阻图案，
所述B相的磁阻图案具备具有180°的相位差并检测所述磁尺的移动的+b相的磁阻图案和-b相的磁阻图案，
所述+a相的磁阻图案和所述+b相的磁阻图案以及所述-b相的磁阻图案中的一方使感磁方向朝向所述相对移动方向，并跨越所述第一磁道和所述第二磁道间的边界与所述磁尺相向，
所述-a相的磁阻图案和所述+b相的磁阻图案以及所述-b相的磁阻图案中的另一方使感磁方向朝向所述相对移动方向，并跨越所述第二磁道和所述第三磁道间的边界与所述磁尺相向。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018107423A JP7064966B2 (ja) | 2018-06-05 | 2018-06-05 | 磁気式エンコーダ |
| JP2018-107423 | 2018-06-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110567353A true CN110567353A (zh) | 2019-12-13 |
| CN110567353B CN110567353B (zh) | 2021-08-24 |
Family
ID=68773618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910460946.9A Active CN110567353B (zh) | 2018-06-05 | 2019-05-30 | 磁性编码器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7064966B2 (zh) |
| CN (1) | CN110567353B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1542410A (zh) * | 2003-02-26 | 2004-11-03 | ��ǿ�ʽ | 旋转编码器 |
| CN101213424A (zh) * | 2005-07-08 | 2008-07-02 | 日本电产三协株式会社 | 磁性编码器 |
| CN101395450A (zh) * | 2006-03-06 | 2009-03-25 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置、磁编码器装置及磁尺的制造方法 |
| CN104697555A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置、磁性编码器装置及磁传感器 |
| CN104698408A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置及磁性编码器装置 |
| CN106662470A (zh) * | 2014-08-07 | 2017-05-10 | 日本电产三协株式会社 | 磁式线性编码器 |
| JP2017102089A (ja) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 日本電産サンキョー株式会社 | 位置検出装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07107486B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1995-11-15 | 富士通株式会社 | 回転ポジショナ |
| JPH074986A (ja) * | 1993-01-21 | 1995-01-10 | Nippondenso Co Ltd | 基準位置検出装置 |
| JP2001165700A (ja) | 1999-09-30 | 2001-06-22 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気式位置又は移動速度検出装置 |
| JP2007198847A (ja) | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Ntn Corp | 回転センサ付き転がり軸受 |
| JP4999498B2 (ja) | 2006-03-06 | 2012-08-15 | 日本電産サンキョー株式会社 | 磁気式エンコーダ装置 |
| JP6104364B2 (ja) | 2012-04-20 | 2017-03-29 | ザ ティムケン カンパニー | インデックス信号を生成するための磁気エンコーダ |
| JP6459727B2 (ja) | 2015-04-01 | 2019-01-30 | 株式会社デンソー | 磁気リング、および、この磁気リングを有する回転センサ |
| JP6771901B2 (ja) | 2016-02-12 | 2020-10-21 | Ntn株式会社 | 磁気リニアエンコーダの着磁装置および製造方法 |
-
2018
- 2018-06-05 JP JP2018107423A patent/JP7064966B2/ja active Active
-
2019
- 2019-05-30 CN CN201910460946.9A patent/CN110567353B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1542410A (zh) * | 2003-02-26 | 2004-11-03 | ��ǿ�ʽ | 旋转编码器 |
| CN101213424A (zh) * | 2005-07-08 | 2008-07-02 | 日本电产三协株式会社 | 磁性编码器 |
| CN101395450A (zh) * | 2006-03-06 | 2009-03-25 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置、磁编码器装置及磁尺的制造方法 |
| CN101936750A (zh) * | 2006-03-06 | 2011-01-05 | 日本电产三协株式会社 | 磁尺的制造方法 |
| CN101936749A (zh) * | 2006-03-06 | 2011-01-05 | 日本电产三协株式会社 | 磁编码器装置 |
| CN104697555A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置、磁性编码器装置及磁传感器 |
| CN104698408A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置及磁性编码器装置 |
| CN106662470A (zh) * | 2014-08-07 | 2017-05-10 | 日本电产三协株式会社 | 磁式线性编码器 |
| JP2017102089A (ja) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 日本電産サンキョー株式会社 | 位置検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110567353B (zh) | 2021-08-24 |
| JP2019211327A (ja) | 2019-12-12 |
| JP7064966B2 (ja) | 2022-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101078078B1 (ko) | 자기식 회전각 검출기 | |
| JP5079816B2 (ja) | 好ましくは擬似正弦的に変化する磁石外形を有する磁気式位置センサ | |
| JP5245114B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| US9182249B2 (en) | Rotation angle detection device | |
| WO2011152266A1 (ja) | 磁気エンコーダ | |
| US9719805B2 (en) | Position detecting device | |
| KR20130135918A (ko) | 앱솔루트 인코더 장치 및 모터 | |
| JPWO2015136690A1 (ja) | 磁気式位置検出装置、磁気式位置検出方法 | |
| WO2016021401A1 (ja) | 磁気式リニアエンコーダ | |
| JP4953192B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| US11512982B2 (en) | Electromagnetic measuring system for detecting length and angle on the basis of the magnetoimpedance effect | |
| CN110567353B (zh) | 磁性编码器 | |
| JP7463593B2 (ja) | 磁気センサシステムおよびレンズ位置検出装置 | |
| CN108369113A (zh) | 位置检测装置 | |
| CN111492206B (zh) | 基于磁阻效应的用于距离或角度测量的电磁测量系统 | |
| JP2019138694A (ja) | 位置検出装置および位置検出方法 | |
| US10809097B2 (en) | Detector apparatus and detector system | |
| JP4775705B2 (ja) | 磁気式アブソリュートエンコーダー | |
| CN108291821A (zh) | 位置检测装置 | |
| JP2021076503A (ja) | 磁気式回転位置検出装置 | |
| JP2019138693A (ja) | 位置検出装置および位置検出方法 | |
| JP2021071334A (ja) | 磁気式位置検出装置 | |
| Voss et al. | Modern scale based magneto resistive sensors systems | |
| JP2001099681A (ja) | 磁気式エンコーダ装置 | |
| JP2018200284A (ja) | 検出装置および検出システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |