JP2012118000A - ロータリエンコーダ - Google Patents

Abstract

【課題】磁気スケールと磁気センサ基板に位置ずれが発生した場合でも、磁気スケールの回転移動を精度良く検出できるロータリエンコーダを提供すること。
【解決手段】ロータリエンコーダ１は磁気センサ基板３２上にＡ相を検出するための＋ａ相、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、並びに、Ｂ相を検出するための＋ｂ相、−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を備える。磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＣＯＳ＋は積層された第１積層磁気抵抗パターン３５１として形成され、磁気抵抗パターンＳＩＮ−、ＣＯＳ−は積層された第２積層磁気抵抗パターン３５２として形成され、磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＣＯＳ＋は、＋ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置され、磁気抵抗パターンＳＩＮ−、ＣＯＳ−は、−ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、円弧形状の磁気スケールと、センサ面に磁気抵抗パターンを備える磁気センサ基板を有し、磁気スケールと磁気センサ基板の相対回転を検出するロータリエンコーダに関する。

リニアエンコーダとしては、Ｎ極とＳ極が交互に並ぶ直線状のトラックを備える磁気スケールと、互いに９０°の位相差で磁気スケールの移動検出を行うＡ相とＢ相を検出するための磁気抵抗パターンをセンサ面に備える磁気センサ基板を有しており、磁気スケールと磁気センサ基板のセンサ面を対向させた状態で磁気センサ基板と磁気スケールとを相対移動させるものが知られている。特許文献１に記載のリニアエンコーダでは、Ａ相を検出するための磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって磁気スケールの移動検出を行う＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ａ相の磁気抵抗パターンとを備え、Ｂ相を検出するための磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって磁気スケールの移動検出を行う＋ｂ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンを備えている。＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンは移動方向の異なる位置に配置されており、−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンも移動方向の異なる位置に配置されている。

特開２００７−２７１６０８号公報

特許文献１に記載の技術を利用してロータリエンコーダを構成する際には、磁気スケールを予め定めた中心軸回りの周方向に沿って所定角度範囲毎にＮ極とＳ極とが交互に並ぶ円弧状のトラックを備えるものとして、この磁気スケールと、特許文献１に記載の各磁気抵抗パターンをセンサ面に備える磁気センサ基板と中心軸回りに相対回転させることが考えられる。このようにすると、トラックに対向配置される各磁気抵抗パターンは、＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンとがトラックの周方向の異なる位置に配置され、−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンがトラックの周方向の異なる位置に配置される。図２０は、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のトラック１００に対する配置を示す平面図である。

このような構成では、ロータリエンコーダを構成する際に磁気センサ基板と磁気スケールがトラックの半径方向の特定方向に相対的にずれた場合には、＋ａ相の磁気抵抗パターンが＋ａ相を検出する検出位置と、＋ｂ相の磁気抵抗パターンが＋ｂ相を検出する検出位置が、トラックの半径方向にずれるだけではなく、トラックに対して予め設定した設定検出角度位置からずれてしまう。また、＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンはトラックの周方向の異なる位置に配置されているので、＋ａ相を検出する検出位置が＋ａ相の設定検出角度位置からずれる変位機械角度と、＋ｂ相を検出する検出位置が＋ｂ相の設定検出角度位置からずれる変位機械角度との間に機械角度差が発生する。同様に、−ａ相の磁気抵抗パターンが−ａ相を検出する検出位置と、−ｂ相の磁気抵抗パターンが−ｂ相を検出する検出位置も、トラックの半径方向にずれるだけではなく、トラックに対して予め設定した設定検出角度位置からずれてしまう。また、−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンは周方向の異なる位置に配置されているので、−ａ相を検出する検出位置が−ａ相の設定検出角度位置からずれる変位機械角度と、−ｂ相を検出する検出位置が−ｂ相の設定検出角度位置からずれる変位機械角度との間に機械角度差が発生する。

より具体的には、図２０に示すように、磁気センサ基板と磁気スケールが特定方向（矢印で示す上下方向）に相対的に距離Ｍだけずれたときに、特定方向に対して小さな機械角度差の位置にある−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−の検出位置が予め定めた−ａ相の設定検出角度位置からずれる変位機械角度θａよりも、特定方向に対して大きな機械角度差の位置にある−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の検出位置が予め定めた−ｂ相の設定検出角度位置からずれる変位機械角度θｂの方が大きくなる。

ここで、円弧形状のトラックでは、トラックの各Ｓ極、各Ｎ極の形状のそれぞれが外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇型に形成されているので、トラック内の着磁波長は半径方向の外側が長く、内側が短くなっている。従って、磁気センサ基板と磁気スケールが特定方向に相対的にずれることによって、Ａ相（＋ａ相、−ａ相）を検出するためのＡ相用の検出位置とＢ相（＋ｂ相、−ｂ相）を得るためのＢ相用の検出位置がトラックの半径方向にずれ、かつ、Ａ相用の検出位置がＡ相用の設定検出角度位置に対してずれた変位機械角度と、Ｂ相用の検出位置がＢ相用の設定検出角度位置に対してずれた変位機械角度の間に機械角度差が発生すると、Ａ相とＢ相との間で波長が変化して大きな波長の長さの相違が発生し、この結果、磁気スケールの相対移動を検出する検出精度が低下するという問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、周方向に沿って所定角度範囲毎にＮ極とＳ極とが交互に並ぶ円弧状のトラックを備える磁気スケールと、トラックと対向するセンサ面に磁気抵抗パターンを備える磁気センサ基板に位置ずれが発生した場合でも、磁気センサ基板と磁気スケールの相対移動を精度よく検出できるロータリエンコーダを提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、
予め定めた中心軸回りの周方向に沿って所定角度範囲毎にＮ極とＳ極とが交互に並ぶトラックを備える磁気スケールと、互いに９０°の位相差で前記磁気スケールの移動検出を行うＡ相およびＢ相を検出するための磁気抵抗パターンをセンサ面に備える磁気センサ基板とを有し、前記トラックと前記センサ面とを対向させた状態で前記磁気スケールと前記磁気センサ基板とを前記中心軸回りに相対回転させるロータリエンコーダにおいて、
前記Ａ相を検出するための前記磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって前記磁気スケールの移動検出を行う＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ａ相の磁気抵抗パターンとを備え、
前記Ｂ相を検出するための前記磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって前記磁気スケールの移動検出を行う＋ｂ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンとを備え、
前記＋ａ相の磁気抵抗パターン、前記−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび前記−ｂ相の磁気抵抗パターンのうちのいずれか２つは積層された第１積層磁気抵抗パターンとして形成されており、残りの２つは積層された第２積層磁気抵抗パターンとして形成されており、
前記＋ａ相の磁気抵抗パターン、前記−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび前記−ｂ相の磁気抵抗パターンのそれぞれは、
＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンが、＋ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置され、かつ、−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンが、−ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されているか、
または、
＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンが、＋ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置され、かつ、−ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンが、−ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、磁気スケールの移動検出を行うためのＡ相およびＢ相を検出するための＋ａ相の磁気抵抗パターン、−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび−ｂ相の磁気抵抗パターンは、第１積層磁気抵抗パターンおよび第２積層磁気抵抗パターンとして積層状態で磁気センサ基板のセンサ面に形成されている。従って、これら各磁気抵抗パターンのそれぞれを磁気センサ基板上に単相で形成する場合と比較して、各磁気抵抗パターンをトラックの周方向で狭い機械角度範囲内に配置できる。従って、＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンを、＋ａ相と＋ｂ相が最小位相差（同一の波長内の９０°の位相差）となる最小角度に配置し、かつ、−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンを、−ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置することが容易となる。或いは、＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンを、＋ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置し、かつ、−ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンを、−ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置することが容易となる。最小位相差とは９０°の位相差である。

ここで、＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンと−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンのそれぞれがトラックの周方向で狭い機械角度範囲内に配置されていれば、磁気センサ基板と磁気スケールが半径方向に相対的にずれた場合に、＋ａ相、−ａ相を検出するための検出位置が予めトラックに対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、＋ｂ相、−ｂ相を検出する検出位置が予めトラックに対して設定したＢ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間に発生する機械角度差を抑制できる。また、＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンおよび−ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンのそれぞれがトラックの周方向で狭い機械角度範囲内に配置されていれば、＋ａ相、−ｂ相を検出するための検出位置が予めトラックに対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、−ａ相、＋ｂ相を検出する検出位置が予めトラックに対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間に発生する機械角度差を抑制できる。この結果、Ａ相とＢ相との間で波長の長さの相違が発生することを低減させることができるので、磁気スケールの相対移動を検出する検出精度が低下してしまうことを抑制できる。

この場合には、前記第１積層磁気抵抗パターンと前記第２積層磁気抵抗パターンとは、前記トラックの周方向で重ならない位置に配置されているものとすることができる。このようにすれば、磁気センサ基板上における磁気抵抗パターンの積層が２層なので、これらを２層よりも多い多層として積層する場合と比較して、歩留まりがよく、各磁気抵抗パターンの特性が安定する。また、磁気センサ基板上において、第１積層磁気抵抗パターンからの電極配線の引き出し位置と、第２積層磁気抵抗パターンからの電極配線の引き出し位置をトラックの周方向で異なる位置とすることができるので、磁気センサ基板に第１積層磁気抵抗パターンおよび第２積層磁気抵抗パターンを形成することが容易となる。

また、この場合には、前記トラックは円環状に形成されており、前記第１積層磁気抵抗パターンと前記第２積層磁気抵抗パターンとは、前記トラックの中心を挟んで対向する位置に配置されていることが望ましい。このようにすれば、磁気センサ基板に対して磁気スケールの回転中心軸がずれた場合に発生する誤差をキャンセルすることが可能となる。すなわち、磁気スケールの回転中心軸がずれると、所定角度範囲毎に並ぶＮ極とＳ極が磁気抵抗パターンを横切る波長が長くなったり、短くなったりするという問題が発生するが、第１積層磁気抵抗パターンと第２積層磁気抵抗パターンをトラックの中心を挟んで対向する位置に配置しておけば、中心を挟んだ一方の側に配置された積層磁気抵抗パターンの側で発生する波長の変化を、他方の側に配置された磁気抵抗パターンの側での発生する波長の変化によりキャンセルできる。

本発明において、前記第１積層磁気抵抗パターンと前記第２積層磁気抵抗パターンとは、積層されて配置されていることが望ましい。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターン、−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび−ｂ相の磁気抵抗パターンを磁気センサ基板上で４層に形成すれば、磁気センサ基板を周方向および半径方向で小型化できる。また、このようにすれば、Ａ相およびＢ相の位相が最小位相差となるだけではなく、＋ａ相と−ａ相の位相が最小位相差となり、かつ、＋ｂ相と−ｂ相の位相が最小位相差となるので、＋ａ相と−ａ相から差動出力を得る際の出力変動、および、＋ｂ相と−ｂ相から差動出力を得る際の出力変動を最小化することができる。

本発明において、前記トラックとして、半径方向に並列して周方向に延びる複数のトラックを備えており、前記複数のトラックでは、隣接するトラック間でＮ極およびＳ極の位置が移動方向にずれており、前記第１積層磁気抵抗パターンおよび前記第２積層磁気抵抗パターンのそれぞれは、隣接するトラックの境界部分と対向しており、各磁気抵抗パターンは、各磁気抵抗パターンの抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で前記トラックの面内方向の向きが変化する回転磁界を検出することが望ましい。磁気スケールに複数のトラックを備えれば、隣接するトラックの境界部分において、各磁気抵抗パターンの抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラックの面内方向の向きが変化する回転磁界を発生させることができる。ここで、飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、強磁性金属からなる磁気抵抗パターンに通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、磁気抵抗パターンの抵抗値Ｒとの間には、下式
Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相およびＢ相を得ることができる。よって、磁気スケールと磁気センサ基板との相対回転速度、角度位置などを精度良く検出できる。

本発明によれば、磁気スケールの移動検出を行うためのＡ相およびＢ相を検出するための＋ａ相の磁気抵抗パターン、−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび−ｂ相の磁気抵抗パターンは、第１積層磁気抵抗パターンおよび第２積層磁気抵抗パターンとして積層状態で磁気センサ基板のセンサ面に形成されており、それぞれの磁気抵抗パターンがトラックの周方向で狭い機械角度範囲内に配置されている。従って、磁気センサ基板と磁気スケールが半径方向に相対的にずれた場合に、＋ａ相、−ａ相を検出するための検出位置が予めトラックに対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、＋ｂ相、−ｂ相を検出する検出位置が予めトラックに対して設定したＢ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間に発生する機械角度差を抑制できる。或いは、＋ａ相、−ｂ相を検出するための検出位置が予めトラックに対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、−ａ相、＋ｂ相を検出する検出位置が予めトラックに対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間に発生する機械角度差を抑制できる。この結果、Ａ相とＢ相との間で波長の長さの相違が発生することを低減させることができるので、磁気スケールの相対移動を検出する検出精度が低下してしまうことを抑制できる。

本発明を適用したロータリエンコーダの説明図である。 磁気センサ基板上の各磁気抵抗パターンの配置を示す説明図である。 磁気センサ基板上の各磁気抵抗パターンを示す平面図である。 各磁気抵抗パターンの端子部周辺の断面図である。 各磁気抵抗パターンが構成する回路図である。 ロータリエンコーダから出力される波形等を示す説明図である。 比較例１のロータリエンコーダの説明図である。 比較例１のロータリエンコーダから出力される波形等を示す説明図である。 −ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンの配置を示す平面図である。 実施例２の磁気センサ基板上の各磁気抵抗パターンの配置を示す説明図である。 実施例３のロータリエンコーダの説明図である。 磁気センサ基板上の各磁気抵抗パターンの配置を示す説明図である。 実施例３のロータリエンコーダから出力される波形等を示す説明図である。 実施例４のロータリエンコーダの説明図である。 実施例４のロータリエンコーダから出力される波形等を示す説明図である。 比較例２のロータリエンコーダの説明図である。 比較例２のロータリエンコーダから出力される波形等を示す説明図である。 実施例５のロータリエンコーダの説明図である。 実施例６のロータリエンコーダの説明図である。 従来例の−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンのトラックに対する配置を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したロータリエンコーダの実施の形態を説明する。

［実施例１］
（全体構成）
図１（ａ）は本発明を適用したロータリエンコーダの側面図であり、図１（ｂ）は磁気スケールを検出器の側から見た斜視図であり、図１（ｃ）は磁気スケール上の着磁トラックの説明図であり、図１（ｄ）は検出器の斜視図である。

本例のロータリエンコーダ１は、円環状の磁気スケール２と、磁気スケール２の回転移動を検出するための検出器３を備えている。磁気スケール２は、図１（ｂ）に示すように、ＳＰＰＣ（冷間圧延鋼板）などの金属製の円環状のヨーク２１と、このヨーク２１の表面に固定した円環状のマグネット２２を備えている。図１（ｃ）に示すように、マグネット２２の表面には周方向に延びる円環状のトラック２３が設けられている。トラック２３は半径方向に並列して周方向に延びる外側の第１トラック２３１と内側の第２トラック２３２を備えている。これら第１トラック２３１と第２トラック２３２は着磁ヘッドによってマグネット２２に対する着磁を行うことにより設けられる。

各トラック２３１、２３２には、周方向に沿って所定角度範囲毎にＮ極とＳ極とが交互に設けられている。また、第１トラック２３１と第２トラック２３２の間ではＮ極およびＳ極の位置が周方向で１磁極分ずれている。マグネット２２の着磁表面には、ステンレスなどの非磁性材料からなる円環状の保護カバー２４が取り付けられており、ヨーク２１と保護カバー２４の間で露出しているマグネット２２の内周面部分および外周面部分は、内周側および外周側からこれらヨーク２１と保護カバー２４の間に充填される接着剤（不図示）によって覆われている。本例では、第１トラック２３１と第２トラック２３２は周方向に９０分割されてＮ極とＳ極が交互に着磁されており、各磁極が着磁されている角度範囲は４°である。また、各Ｓ極および各Ｎ極の平面形状は外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇型となっている。なお、磁気スケール２から保護カバー２４を省略することが可能であり、この場合には、接着剤はマグネット２２のヨーク２１への固定のみに用いればよい。

検出器３は、図１（ｄ）に示すように、亜鉛ダイカスト品やアルミニウムダイカスト品からなる環状のホルダ３１と、このホルダ３１の表面の周方向の一部分に取り付けられた磁気センサ基板３２と、磁気センサ基板３２と不図示の演算回路とを電気的に接続するためのコネクタ３３と、環状のホルダ３１の裏面側を延びて磁気センサ基板３２とコネクタ３３を電気的に接続しているフレキシブルプリント基板３４を備えている。磁気センサ基板３２の表面にはセンサ面３２ａが設けられており、磁気抵抗素子３５が配置されている。センサ面３２ａには電気ノイズ対策として金属製のシールドテープ３６が貼り付けられており、磁気抵抗素子３５はシールドテープ３６によって覆われている。

ロータリエンコーダ１は、磁気スケール２を可動部材（不図示）に固定し、検出器３を磁気スケール２の中心軸Ｌ上に同軸に配置して、検出器３のセンサ面３２ａと磁気スケール２のトラック２３を狭いギャップを開けて対向させた状態として構成される。また、検出器３は、中心軸Ｌを中心として回転する磁気スケール２のトラック２３の面内方向に形成されている回転磁界（磁気ベクトルの方向）を検出することにより、可動部材および磁気スケール２が中心軸Ｌ回りを回転した際の回転速度、回転方向、角度位置を検出する。ここで、回転磁界は、隣接するトラックの間でＮ極およびＳ極の位置が周方向でずれていることにより、第１トラック２３１と第２トラック２３２の境界部分２３ａに形成されている。回転磁界において、トラック２３の面内方向における磁気ベクトルの向きは、境界部分２３ａを周方向に移動するのに伴って漸次に変化して回転している。

（磁気抵抗素子）
図２（ａ）は磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａ上の各磁気抵抗パターンの配置を示す平面図であり、図２（ｂ）は各磁気抵抗パターンの磁気センサ基板３２上の積層状態を示す説明図である。図２（ａ）では、各磁気抵抗パターンと重ねて各磁気抵抗パターンと対向配置されるトラック２３を記載している。磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａに配置されている磁気抵抗素子３５は、互いに９０°の位相差で磁気スケール２の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出するＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）を検出するための磁気抵抗パターンを備えている。なお、図中では、Ａ相（ＳＩＮ相）の磁気抵抗パターンにはＳＩＮを付し、Ｂ相（ＣＯＳ相）の磁気抵抗パターンにはＣＯＳを付してある。

Ａ相（ＳＩＮ相）を検出するための磁気抵抗パターンＳＩＮは、１８０°の位相差をもって磁気スケール２の移動検出を行う＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−を備えている。Ｂ相（ＣＯＳ相）を検出するための磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって磁気スケール２の移動検出を行う＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を備えている。

本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋は積層された第１積層磁気抵抗パターン３５１として磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａ上に形成されている。＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋のそれぞれは、トラック２３の半径方向においては、その中心が第１トラック２３１と第２トラック２３２の境界部分２３ａに対向して配置されており、トラック２３の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋は磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋は周方向で１°ずれた位置に配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａ上に＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が形成され、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋の上下関係は逆でもよい。

−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−も、積層された第２積層磁気抵抗パターン３５２として磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａ上に形成されている。−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれは、トラック２３の半径方向においては、その中心が第１トラック２３１と第２トラック２３２の境界部分２３ａに対向して配置されており、トラック２３の周方向においては、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。すなわち、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置されている。本例では、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は周方向で１°ずれた位置に配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａ上に−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が形成され、−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−がその上に積層されている。なお、最小位相差とは９０°の位相差であり、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の積層関係は逆でもよい。

次に、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２は、周方向で重ならない位置に配置されている。より詳細には、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２は、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置されている。さらに、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２が電気的或いは磁気的に干渉しない最小距離だけ離れた角度位置に配置されている。本例では、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−は周方向に２２°ずれた位置に配置されている。第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−も、同様に、周方向に２２°ずれた位置に配置されている。

（磁気抵抗パターン）
次に、図３、図４を参照して磁気抵抗パターンの詳細を説明する。図３（ａ）は磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａ上に形成されている＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−を示す平面図であり、図３（ｂ）は＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−上に形成されている＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を示す平面図である。図４（ａ）は＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と端子部との接続部分の周辺を示す断面図であり、図４（ｂ）は＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−と端子部との接続部分の周辺を示す断面図である。

磁気センサ基板３２は長方形をしており、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−は磁気センサ基板３２の中央領域に形成されている。短手方向の一方の端縁部分はフレキシブルプリント基板３４が接続される端子部３７が形成されている。各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−は、ガラス或いはシリコンからなる磁気センサ基板３２上に、半導体プロセスによって強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成されている。

より詳細には、図３、図４に示すように、磁気センサ基板３２の短手方向の端縁部分には、Ｔｉからなる下地層３５ａを形成した上に、強磁性体ＮｉＦｅからなる端子部３７が形成されている。また、磁気センサ基板３２上の中央領域には、強磁性体ＮｉＦｅの第１の磁性体層３５ｂからなる＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が形成されている。図４（ａ）に示すように、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋或いは−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と端子部３７の接続部分にはＡｌからなる第１の導電層３５ｃが積層されている。

また、第１の磁性体層３５ｂおよび第１の導電層３５ｃの上には、ＳｉＯ₂等の第１の無機絶縁層３５ｄが形成され、この第１の無機絶縁層３５ｄの上に、強磁性体ＮｉＦｅからなる第２の磁性体層３５ｅからなる＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が形成されている。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋或いは−ｂ相の接続部分にはＡｌからなる第２の導電層３５ｆが積層されている。さらに、第２の磁性体層３５ｅおよび第２の導電層３５ｆの上には、ＳｉＯ₂等の第２の無機絶縁層３５ｇが形成されている。これにより、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が積層された第１積層磁気抵抗パターン３５１となっており、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が積層された第２積層磁気抵抗パターン３５２となっている。

さらに、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−は、端子部３７を除いてエポキシ樹脂など有機質の保護層３５ｈによって覆われている。保護層３５ｈは、例えば、スクリーン印刷によって形成されている。

図５は、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が構成する回路図である。＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋および−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−は、図５（ａ）に示すように、ブリッジ回路を構成しており、いずれも一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋の中点位置には、＋ａ相が出力される端子＋ａが設けられ、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−の中点位置には、−ａ相が出力される端子−ａが設けられる。

ここで、第１トラック２３１および第２トラック２３２の境界部分２３ａには、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック２３の面内方向の向きが変化する回転磁界が発生しており、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋および−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−は、この回転磁界を１８０°の位相差で検出する。従って、端子＋ａ、端子−ａからの出力を減算器に入力すれば歪の少ない正弦波の差動出力を得ることができる。

同様に、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、図５（ｂ）に示すように、ブリッジ回路を構成しており、いずれも一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋の中点位置には、＋ｂ相が出力される端子＋ｂが設けられ、−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の中点位置には、−ｂ相が出力される端子−ｂが設けられる。

ここで、第１トラック２３１および第２トラック２３２の境界部分２３ａには、各磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック２３の面内方向の向きが変化する回転磁界が発生しており、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、この回転磁界を１８０°の位相差で検出する。従って、端子＋ｂ、端子−ｂからの出力を減算器に入力すれば歪の少ない正弦波の差動出力を得ることができる。

さらに、端子＋ａからの＋ａ相および端子−ａからの−ａ相から得られた差動出力と、端子＋ｂからの＋ｂ相および端子−ｂからの−ｂ相から得られた差動出力を、アークタンジェント演算による電気分割を行う事によって、磁気スケール２の回転速度、角度位置を検出する事ができる。

（作用効果）
図６（ａ）は本例のロータリエンコーダ１により得られるＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力であり、図６（ｂ）はそのリサージュ図形であり、図６（ｃ）は回転角度に対する検出誤差を示すグラフである。本例によれば、図６（ａ）に示すように、Ａ相（ＳＩＮ相）として歪の少ない正弦波出力を得ることができ、Ｂ相（ＣＯＳ相）として歪の少ない余弦波出力を得ることができる。また、図６（ｂ）に示すように、アナログ出力から得られるリサージュ図形は略円形となっており、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）に波長の長さの相違が発生することが抑制されている。さらに、図６（ｃ）に示すように、角度位置を検出する際の誤差が少ない

ここで、比較例１として、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を磁気センサ基板３２上に単層に形成したロータリエンコーダを説明する。図７（ａ）は比較例１のロータリエンコーダにおける磁気センサ基板３２上の各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を示す平面図であり、図７（ｂ）は各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の磁気センサ基板３２上の状態を示す説明図である。図８（ａ）は比較例１のロータリエンコーダ１により得られるＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力であり、図８（ｂ）はそのリサージュ図形であり、図８（ｃ）は回転角度に対する検出誤差を示すグラフである。なお、比較例１のロータリエンコーダ１´は、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を除き、検出器３および磁気スケール２の構成は実施例１のロータリエンコーダ１と同一の構成を備えているので、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を説明して、他の説明を省略する。

比較例１のロータリエンコーダ１´では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれは、トラック２３の周方向において、この順番で配置されており、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−はいずれも重なっておらず、トラック２３の半径方向においては、その中心が第１トラック２３１と第２トラック２３２の境界部分２３ａに対向して配置されている。

また、トラック２３の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相が９０°離れた位相差となる所定角度ずれた位置に配置されており、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する＋ｂ相が９０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されている。比較例１では、これらの所定機械角度は１７度となっている。さらに、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相が１８０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されており、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する−ｂ相が１８０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されている。比較例１では、これらの所定角度は３８°となっている。

比較例１では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、および、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれが、実施例１と比較して、トラック２３の周方向で広い機械角度範囲に渡って配置されているので、ロータリエンコーダ１を構成する際に磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向にずれた場合に、図２０を参照した説明した場合と同様に、Ａ相（＋ａ相、−ａ相）を検出するためのＡ相用の検出位置が予めトラック２３に対して設定したＡ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、Ｂ相（＋ｂ相、−ｂ相）を検出するＢ相用の検出位置が予めトラック２３に対して設定したＢ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間で発生する機械角度差が大きくなる。従って、実施例１と比較して、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）との間で波長の長さが大きく相違し、磁気スケール２の相対移動を検出する検出精度が低下してしまう。

ここで、図６と図８を対比すれば分かるように、比較例１によればＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力に波長の長さの相違が確認されるのに対して、実施例１によれば、Ａ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力に波長の長さの相違が殆ど確認されなくなっている。また、実施例１によれば、角度位置を検出する際の誤差が比較例２よりも小さくなっている。

次に、本例によれば、トラック２３の移動検出を行うＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）を検出するための＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２として積層状態で磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａに形成されている。したがって、これら各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−のそれぞれを単相でセンサ面３２ａに形成する場合と比較して、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−をトラック２３に対して狭い機械角度範囲内に配置できる。

また、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、および、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれが、トラック２３の周方向で狭い機械角度範囲内に配置されているので、ロータリエンコーダ１を構成する際に磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向の特定方向にずれた場合に、Ａ相（＋ａ相、−ａ相）を検出するためのＡ相用の検出位置が予めトラック２３に対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、Ｂ相（＋ｂ相、−ｂ相）を検出するＢ相用の検出位置が予めトラック２３に対して設定した設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間で発生する機械角度差を抑制できる。この結果、Ａ相とＢ相との間で波長の長さの相違が発生することを低減させることができるので、磁気スケール２の相対移動を検出する検出精度が低下してしまうことを抑制できる。

ここで、図９は、本例における−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のトラック２３に対する配置を拡大して示す平面図である。図９に示すように、本例では、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の機械角度差が僅か１°となっているので、ロータリエンコーダ１を構成する際に磁気センサ基板３２と磁気スケール２が半径方向の特定方向（矢印で示す上下方向）に相対的に距離Ｍずれた場合に、−ａ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度θａと、−ｂ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度θｂがほぼ同じとなり、変位機械角度θａと変位機械角度θｂとの間に機械角度差がほとんど発生しない。また、図示は省略するが、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の機械角度差が最小位相差となる最小機械角度、すなわち、周方向で僅か１°となっているので、ロータリエンコーダ１を製造する際に磁気センサ基板３２と磁気スケール２が半径方向の特定方向に相対的にずれた場合に、＋ａ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度と、＋ｂ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度がほぼ同じとなり、これらの変位機械角度の間に機械角度差がほとんど発生しない。この結果、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）の間で波長の長さの相違が発生することを低減させることができるので、磁気スケール２の相対移動を精度良く検出できる。

さらに、本例では、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が、それらの抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度でトラック２３の面内方向の向きが変化する回転磁界を検出するので、波形歪の小さい正弦波のＡ相（ＳＩＮ相）および波形歪の小さい余弦派のＢ相（ＣＯＳ相）を得ることができる。この結果、アークタンジェント演算による電気分割に際して理想的な波形を用いることができるので、磁気スケール２の回転速度、角度位置の検出誤差を低減できる。

また、本例では、磁気センサ基板３２上における各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の積層が２層なので、これらを２層よりも多い多層として積層する場合と比較して、歩留まりがよく、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の特性が安定する。また、磁気センサ基板３２上において、第１積層磁気抵抗パターン３５１からの電極配線の引き出し位置と、第２積層磁気抵抗パターン３５２からの電極配線の引き出し位置をトラック２３の周方向で異なる位置とすることができるので、磁気センサ基板３２に第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２を形成することが容易となる。

［実施例２］
図１０は実施例２の磁気センサ基板上の各磁気抵抗パターンの配置を示す説明図である。第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２を構成する各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を図１０に示す関係としても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。なお、実施例２は、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２における各磁気抵抗パターンの配置を除いて実施例１と同一の構成を備えているので、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２における各磁気抵抗パターンの配置を説明して、他の説明を省略する。

本例では、第１積層磁気抵抗パターン３５１として、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を積層し、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置している。すなわち、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置している。この結果、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を周方向で１°ずれた位置に配置されている。ここで、図１０（ｂ）では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が上、−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が下となって積層されているが、これらの上下関係は逆でもよい。

また、第２積層磁気抵抗パターン３５２として、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を積層し、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置している。すなわち、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を磁気スケール２から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な角度位置に配置している。この結果、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を周方向で１°ずれた位置に配置されている。ここで、図１０（ｂ）では、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が上、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が下となって積層されているが、これらの上下関係は逆でもよい。

次に、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２を、周方向で重ならない位置に配置する。より詳細には、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２は、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン３５１の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−から検出される−ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋から検出される＋ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置する。さらに、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２が電気的或いは磁気的に干渉しない最小距離だけ離れた角度位置に配置する。より具体的には、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−は周方向に２２°ずれた位置に配置する。第１積層磁気抵抗パターン３５１の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋も、同様に、周方向に２２°ずれた位置に配置する。

本例によれば、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の機械角度差が僅か１°となっているので、ロータリエンコーダ１を構成する際に磁気センサ基板３２と磁気スケール２が半径方向の特定方向（矢印で示す上下方向）に相対的にずれた場合に、＋ａ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度と、−ｂ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度がほぼ同じとなり、変位機械角度と変位機械角度との間に機械角度差がほとんど発生しない。また、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋の機械角度差が最小位相差となる最小機械角度、すなわち、周方向で僅か１°となっているので、ロータリエンコーダ１を製造する際に磁気センサ基板３２と磁気スケール２が半径方向の特定方向に相対的にずれた場合に、＋ａ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度と、＋ｂ相を検出する検出位置が設定検出角度位置からずれる変位機械角度がほぼ同じとなり、これらの変位機械角度の間に機械角度差がほとんど発生しない。この結果、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）の間で波長の長さの相違が発生することを低減させることができるので、磁気スケール２の相対移動を精度良く検出できる。

［実施例３］
図１１は実施例３のロータリエンコーダの説明図である。なお、本例のロータリエンコーダ１Ａは、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２の配置を除き、検出器３および磁気スケール２の構成は実施例１のロータリエンコーダ１と同一の構成を備えているので、他の構成の説明を省略する。

上記の実施例１、２のロータリエンコーダ１では第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２を周方向で９０°以下の機械角度範囲内に配置しているが、図１１に示すように、本例では、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏを挟んで対向する位置に配置している。

図１２（ａ）、（ｂ）は、実施例１の第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏを挟んで対向する位置に配置した場合の、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置例の説明図であり、図１２（ｃ）、（ｄ）は、実施例２の第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏを挟んで対向する位置に配置した場合の、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置例の説明図である。図１２（ａ）〜（ｄ）の各図において、上の図は、トラック２３の中心Ｏを挟んだ一方側の第１積層磁気抵抗パターン３５１における２つの磁気抵抗パターンの配置例を示し、下の図は、トラック２３の中心Ｏを挟んだ他方側の第２積層磁気抵抗パターン３５２における２つの磁気抵抗パターンの配置例を示している。なお、図中の点線の間隔は、最小位相差となる最小機械角度であり、実施例１、２では機械角度が１°となる間隔である。

図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、本例においても、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２は、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる位置であり、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる位置に配置されている。

ここで、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２は、それぞれがセンサ面３２ａ上で所定の面積を備えており、トラック２３の中心Ｏとしたときに所定の角度範囲に渡って形成されている。このため、実施例１において、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏを挟んで対向する位置に配置した場合には、例えば、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が配置される場合がある。同様に、実施例２において、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏを挟んで対向する位置に配置した場合には、例えば、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が配置される場合がある。

本例によれば、磁気センサ基板３２に対して磁気スケール２の回転中心軸Ｌがずれた場合に発生する検出誤差をキャンセルすることが可能となる。すなわち、磁気スケール２の回転中心軸Ｌがずれると、所定角度範囲毎に並ぶＮ極とＳ極が各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を横切るときの波長が長くなったり、短くなったりするという問題が発生するが、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心（磁気スケール２の回転中心軸Ｌ）を挟んで対向する位置に配置しておけば、中心を挟んだ一方の側に配置された第１積層磁気抵抗パターン３５１の側で発生する波長の変化を、他方の側に配置された第２積層磁気抵抗パターン３５２の側での発生する波長の変化によりキャンセルできる。

詳細には、ロータリエンコーダ１Ａを構成する際に磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向にずれた場合に、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−から検出される−ａ相によって、磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向にずれたことに起因するＡ相（ＳＩＮ相）の波長の変化量をキャンセルできる。同様に、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−から検出される−ｂ相によって、磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向にずれたことに起因するＢ相（ＣＯＳ相）の波長の変化量をキャンセルできる。

図１３は磁気センサ基板３２に対して磁気スケール２の回転中心軸Ｌがずれた場合に発生する検出誤差を示すグラフであり、図１３（ａ）は、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏの一方側に配置した場合の検出誤差を表しており、図１３（ｂ）は、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中心Ｏを挟んで対向する位置に配置した場合の検出誤差を示している。本例によれば、図１３（ｂ）に示すように、磁気センサ基板３２に対して磁気スケール２の回転中心軸Ｌがずることに起因して発生する検出誤差がキャンセルされていることが確認できる。

［実施例４］
図１４（ａ）は実施例４のロータリエンコーダにおける磁気センサ基板３２上の各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を示す平面図であり、図１４（ｂ）はその各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の磁気センサ基板３２上の積層状態を示す説明図であり、図１４（ｃ）は実施例４のロータリエンコーダの磁気スケール２上のトラック２３を説明するための説明図である。実施例１のロータリエンコーダ１では、磁気スケール２のトラック２３は２本の第１トラック２３１および第２トラック２３２を備えているが、本例のロータリエンコーダ１Ｂでは、磁気スケール２は１本のトラック２３Ｂを備えている。

トラック２３Ｂは周方向に９０分割されてＮ極とＳ極が交互に着磁されており、各磁極が着磁されている角度範囲は４°である。また、各Ｓ極および各Ｎ極の平面形状は外周から内周側に向けて幅が狭くなる扇型となっている。各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−は、トラック２３Ｂの半径方向の中央部分に対向して配置されている。なお、トラック２３Ｂを除き、検出器３および磁気スケール２の構成は実施例１のロータリエンコーダ１Ｂと同一なので、他の構成の説明を省略する。

本例では、ロータリエンコーダ１Ｂは、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−によってトラック２３Ｂに沿った周方向の磁界の強弱を検出することにより、互いに９０°の位相差でトラック２３Ｂの移動検出を行うＡ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）を検出する。

図１５（ａ）は本例のロータリエンコーダ１Ｂにより得られるＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力であり、図１５（ｂ）はそのリサージュ図形であり、図１５（ｃ）は回転角度に対する検出誤差を示すグラフである。図１５に示すように、本例においても、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）に波長の長さの相違が発生することが抑制されている。

ここで、比較例２として、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を磁気センサ基板３２上に単層に形成するとともに、磁気スケール２が１本のトラック２３Ｂを備えるロータリエンコーダを説明する。図１６（ａ）は比較例２のロータリエンコーダにおける磁気センサ基板３２上の各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を示す平面図であり、図１６（ｂ）は各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の磁気センサ基板３２上の状態を示す説明図である。図１７（ａ）は比較例２のロータリエンコーダ１Ｂ´により得られるＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力であり、図１７（ｂ）はそのリサージュ図形であり、図１７（ｃ）は回転角度に対する検出誤差を示すグラフである。なお、比較例２のロータリエンコーダ１Ｂ´は、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を除き実施例４のロータリエンコーダ１Ｂと同一の構成を備えているので、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を説明して、他の構成の説明を省略する。

比較例２のロータリエンコーダ１Ｂ´では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれは、トラック２３Ｂの周方向において、この順番で配置されており、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−はいずれも重なっておらず、トラック２３Ｂの半径方向においては、トラック２３Ｂの中央部分に対向して配置されている。

また、トラック２３Ｂの周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相が９０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されており、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する＋ｂ相が９０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されている。比較例２では、これらの所定機械角度は１７°となっている。さらに、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相が１８０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されており、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する−ｂ相が１８０°離れた位相差となる所定機械角度ずれた位置に配置されている。比較例２では、これらの所定機械角度は３８°となっている。

比較例２では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、および、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれが、実施例４と比較して、トラック２３Ｂの周方向で広い機械角度範囲に渡って配置されているので、磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向にずれた場合に、Ａ相（＋ａ相、−ａ相）を検出するためのＡ相用の検出位置が予めトラック２３Ｂに対して設定したＡ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、Ｂ相（＋ｂ相、−ｂ相）を検出するＢ相用の検出位置が予めトラック２３Ｂに対して設定したＢ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間で発生する機械角度差が大きくなる。従って、実施例４と比較して、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）との間で波長の長さが大きく相違し、磁気スケール２の相対移動を検出する検出精度が低下してしまう。

ここで、図１５と図１７を対比すれば分かるように、比較例２によればＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力に波長の長さの相違が確認されるのに対して、実施例４によれば、Ａ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）のアナログ出力に波長の長さの相違が殆ど確認されなくなっている。また、実施例４によれば、角度位置を検出する際の誤差が比較例２よりも小さくなっている。

また、本例においても、トラック２３Ｂの移動検出を行うＡ相（ＳＩＮ相）およびＢ相（ＣＯＳ相）を検出するための＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２として積層状態で磁気センサ基板３２のセンサ面３２ａに形成されている。したがって、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２のそれぞれを単相でセンサ面３２ａに形成する場合と比較して、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋とＣＯＳ＋、およびＳＩＮ−とＣＯＳ−をトラック２３Ｂに対して狭い機械角度範囲内に配置できる。

さらに、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、および、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−のそれぞれが、トラック２３Ｂの周方向で狭い機械角度範囲内に配置されているので、磁気センサ基板３２が磁気スケール２に対して半径方向にずれた場合に、Ａ相（＋ａ相、−ａ相）を検出するためのＡ相用の検出位置が予めトラック２３Ｂに対して設定したＡ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度と、Ｂ相（＋ｂ相、−ｂ相）を検出するＢ相用の検出位置が予めトラック２３Ｂに対して設定したＡ相用の設定検出角度位置に対してずれる変位機械角度との間で発生する機械角度差を抑制できる。この結果、Ａ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）との間に波長の長さの相違が発生することを低減させることができるので、磁気スケール２の相対移動を検出する検出精度が低下してしまうことを抑制できる。

なお、本例においても、第１積層磁気抵抗パターン３５１として、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を積層し、第２積層磁気抵抗パターン３５２として、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を積層するように構成することができる。

［実施例５］
図１８（ａ）は実施例５のロータリエンコーダにおける磁気センサ基板３２上の各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を示す平面図であり、図１８（ｂ）はその各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の磁気センサ基板３２上の積層状態を示す説明図である。実施例１のロータリエンコーダ１では、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−は２層に積層された第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２から構成され、重ならない位置に配置されているが、本例では、これら第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２を上下に重ね、４層に構成された積層磁気抵抗パターン３５３として形成している。

ここで、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２は、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる機械角度位置であり、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる機械角度位置に積層されている。

より具体的には、実施例１のロータリエンコーダ１の磁気スケール２を用いている本例では、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を機械角度が１°ずれた位置に配置し、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を機械角度が１°ずれた位置に配置している。また、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−を機械角度が２°ずれた位置に配置し、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を機械角度が２°ずれた位置に配置している。さらに、４層に構成した積層磁気抵抗パターン３５３を、第１トラック２３１と第２トラック２３２の境界部分２３ａに対向させて配置している。なお、本例のロータリエンコーダ１Ｃは、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２の配置を除き、実施例１のロータリエンコーダ１と同一なので、他の構成の説明を省略する。

本例のロータリエンコーダ１Ｃにおいても、実施例１のロータリエンコーダ１と同様の作用効果を得ることができる。また、本例によれば、磁気センサ基板３２を周方向および半径方向で小型化することができる。

なお、本例のロータリエンコーダ１Ｃにおいても、１本のトラック２３を備える磁気スケールを用いることが可能である。この場合には、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−によってトラック２３に沿った周方向の磁界の強弱を検出することにより、互いに９０°の位相差でトラック２３の移動検出を行うＡ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）を検出する。

また、本例では、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を積層する順番は任意であり、これらをどのような上下関係で積層してもよい。

［実施例６］
図１９（ａ）は実施例６のロータリエンコーダにおける磁気センサ基板３２上の各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の配置を示す平面図であり、図１９（ｂ）はその各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−の磁気センサ基板３２上の積層状態を示す説明図である。本例のロータリエンコーダ１Ｄでは、磁気スケール２は、トラック２３として、半径方向に並列して周方向に延びる３本のトラック２３１〜２３３を備えている。各トラック２３１〜２３３は周方向で９０分割されており、周方向に沿って所定角度範囲毎にＮ極とＳ極とが交互に設けられている。外周側で隣接する第１トラック２３１と第２トラック２３２の間、および、内周側で隣接する第２トラック２３２と第３トラック２３３の間ではＮ極およびＳ極の位置が周方向で１磁極分ずれている。

第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２は、周方向で重なり、半径方向で重ならない位置に配置されている。

第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２の位置関係について、より詳細には、トラック２３の周方向においては、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋から検出される＋ａ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−から検出される−ａ相が１８０°の位相差となる機械角度位置であり、第１積層磁気抵抗パターン３５１の＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋から検出される＋ｂ相と、第２積層磁気抵抗パターン３５２の−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−から検出される−ｂ相とが１８０°の位相差となる機械角度位置に配置されている。また、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋が検出する＋ａ相と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋が検出する＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置され、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−が検出する−ａ相と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−が検出する−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されている。

本例では、トラック２３の周方向においては、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を機械角度が１°ずれた位置に配置し、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を機械角度が１°ずれた位置に配置している。また、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−を機械角度が２°ずれた位置に配置し、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を機械角度が２°ずれた位置に配置している。

トラック２３の半径方向においては、第１積層磁気抵抗パターン３５１は、その中心を外周側の第１トラック２３１と中央の第２トラック２３２の境界部分２３ａに対向させて配置し、第２積層磁気抵抗パターン３５２は、その中心を中央の第２トラック２３２と内周側の第３トラック２３３の境界部分２３ｂに対向させて配置している。なお、本例のロータリエンコーダ１は、第１積層磁気抵抗パターン３５１と第２積層磁気抵抗パターン３５２の配置、およびトラック２３の本数を除き、実施例１のロータリエンコーダ１と同一なので、他の構成の説明を省略する。

本例においても、実施例１のロータリエンコーダ１と同様の作用効果を得ることができる。また、本例によれば、磁気センサ基板３２を半径方向で小型化することができる。

なお、本例においても、第１積層磁気抵抗パターン３５１として、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を積層し、第２積層磁気抵抗パターン３５２として、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を積層するように構成することができる。

また、本例においても、１本のトラック２３を備える磁気スケールを用いることが可能である。この場合には、トラック２３Ｂの半径方向において、第１積層磁気抵抗パターン３５１は、その中心をトラック２３の外側の縁に対向させて配置し、第２積層磁気抵抗パターン３５２は、その中心をトラック２３の内側の縁に対向させて配置すれば、トラック２３の面内方向に形成されている回転磁界を検出できる。また、トラック２３の半径方向において、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２をトラック２３の中央領域に対向させれば、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−によってトラック２３に沿った周方向の磁界の強弱を検出することにより、互いに９０°の位相差でトラック２３の移動検出を行うＡ相（ＳＩＮ相）とＢ相（ＣＯＳ相）を検出することができる。

また、本例では、積層した第１積層磁気抵抗パターン３５１として各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−から任意の２つの磁気抵抗パターンを選択し、残りの２つの磁気抵抗パターンを第２積層磁気抵抗パターン３５２としても、＋ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を＋ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置し、−ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−を、−ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置することができる。また、本例においても、各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−を積層する順番を任意とすることができる。

（その他の実施の形態）
なお、第１積層磁気抵抗パターン３５１および第２積層磁気抵抗パターン３５２からなる対を、トラック２３の周方向の異なる位置に複数配置してもよい。また、磁気スケール２のマグネット２２に原点信号用の着磁を施し、磁気センサ基板３２にＺ相を検出するための磁気抵抗パターンを形成してもよい。

また、半径方向に並列するトラックを複数設ける場合には、隣接するトラック間でＮ極およびＳ極の位置がずれていればよく、必ずしも周方向で１極分ずらす必要はない。

１・１Ａ・１Ｃ・１Ｄ・ロータリエンコーダ、２・磁気スケール、３・検出器、２１・ヨーク、２２・マグネット、２３・２３Ｂ・１００・トラック、２３ａ・２３ｂ・トラックの境界部分、２４・保護カバー、３１・ホルダ、３２ａ・センサ面、３２・磁気センサ基板、３３・コネクタ、３４・フレキシブルプリント基板、３５・磁気抵抗素子、３５ａ・下地層、３５ｂ・第１の磁性体層、３５ｃ・第１の導電層、３５ｄ・第１の無機絶縁層、３５ｅ・第２の磁性体層、３５ｆ・第２の導電層、３５ｈ・保護層、３５ｇ・第１の無機絶縁層、３６・シールドテープ、３７・端子部、２３１・第１トラック、２３２・第２トラック、２３３・第３トラック、３５１・第１積層磁気抵抗パターン、３５２・第２積層磁気抵抗パターン、３５３・積層磁気抵抗パターン、ＳＩＮ＋・＋ａ相の磁気抵抗パターン、ＳＩＮ−・−ａ相の磁気抵抗パターン、ＣＯＳ＋・＋ｂ相の磁気抵抗パターン、ＣＯＳ−・−ｂ相の磁気抵抗パターン、Ｌ・中心軸、Ｍ・距離、θａ・変位機械角度、θｂ・変位機械角度

Claims (5)

1. 予め定めた中心軸回りの周方向に沿って所定角度範囲毎にＮ極とＳ極とが交互に並ぶトラックを備える磁気スケールと、互いに９０°の位相差で前記磁気スケールの移動検出を行うＡ相およびＢ相を検出するための磁気抵抗パターンをセンサ面に備える磁気センサ基板とを有し、前記トラックと前記センサ面とを対向させた状態で前記磁気スケールと前記磁気センサ基板とを前記中心軸回りに相対回転させるロータリエンコーダにおいて、
   前記Ａ相を検出するための前記磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって前記磁気スケールの移動検出を行う＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ａ相の磁気抵抗パターンとを備え、
   前記Ｂ相を検出するための前記磁気抵抗パターンは、１８０°の位相差をもって前記磁気スケールの移動検出を行う＋ｂ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンとを備え、
   前記＋ａ相の磁気抵抗パターン、前記−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび前記−ｂ相の磁気抵抗パターンのうちのいずれか２つは積層された第１積層磁気抵抗パターンとして形成されており、残りの２つは積層された第２積層磁気抵抗パターンとして形成されており、
   前記＋ａ相の磁気抵抗パターン、前記−ａ相の磁気抵抗パターン、＋ｂ相の磁気抵抗パターンおよび前記−ｂ相の磁気抵抗パターンのそれぞれは、
   ＋ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンが、＋ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置され、かつ、−ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンが、−ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されているか、
   または、
   ＋ａ相の磁気抵抗パターンと−ｂ相の磁気抵抗パターンが、＋ａ相と−ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置され、かつ、−ａ相の磁気抵抗パターンと＋ｂ相の磁気抵抗パターンが、−ａ相と＋ｂ相が最小位相差となる最小機械角度ずれた位置に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ。
2. 請求項１において、
   前記第１積層磁気抵抗パターンと前記第２積層磁気抵抗パターンとは、前記トラックの周方向で重ならない位置に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ。
3. 請求項１または２において、
   前記トラックは円環状に形成されており、
   前記第１積層磁気抵抗パターンと前記第２積層磁気抵抗パターンとは、前記トラックの中心を挟んで対向する位置に配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ。
4. 請求項１または２において、
   前記第１積層磁気抵抗パターンと前記第２積層磁気抵抗パターンとは、積層されて配置されていることを特徴とするロータリエンコーダ。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記トラックとして、半径方向に並列して周方向に延びる複数のトラックを備えており、
   前記複数のトラックでは、隣接するトラック間でＮ極およびＳ極の位置が移動方向にずれており、
   前記第１積層磁気抵抗パターンおよび前記第２積層磁気抵抗パターンのそれぞれは、隣接するトラックの境界部分と対向しており、
   各磁気抵抗パターンは、各磁気抵抗パターンの抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で前記トラックの面内方向の向きが変化する回転磁界を検出することを特徴とするロータリエンコーダ。