JP2017102089A

JP2017102089A - 位置検出装置

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Publication number: JP2017102089A
Application number: JP2015238009A
Authority: JP
Inventors: 毅横内; Takeshi Yokouchi; 百瀬　正吾; Shogo Momose; 正吾百瀬
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-06-08
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: CN108291821B; CN108291821A; WO2017094827A1; JP6634276B2

Abstract

【課題】アブソリュート値を正確に取得できる位置検出装置を提供する。
【解決手段】磁気スケールのアブソリュートトラック２３は、アブソリュートパターンを有する第１トラック２４と、アブソリュートパターンと反対に配列された着磁パターンを有する第２トラック２５を備える。アブソリュート値出力部は、第１トラック２４のアブソリュートパターンを読み取って第１信号Ｅ１を出力する第１信号出力部４１と、第２トラック２５の着磁パターンを読み取って第２信号Ｅ２を出力する第２信号出力部４２と、を備え、第１信号および第２信号の差動信号に基づいてアブソリュート値を出力する。
【選択図】図５

Description

本発明は、磁気スケールと、磁気スケールの相対移動を検出する磁気センサ装置を有する位置検出装置に関する。より詳しくは、磁気センサ装置からアブソリュート値を出力する位置検出装置に関する。

アブソリュート値を出力する位置検出装置は、特許文献１に記載されている。特許文献１の位置検出装置では、磁気スケールは、所定のピッチでインクリメンタルパターンが形成されたインクリメンタルトラックと、インクリメンタルパターンと対応するピッチでアブソリュートパターンが形成されたアブソリュートトラックを備える。磁気センサ装置は、インクリメンタルトラックを読み取ってインクリメンタル信号を出力するインクリメンタル信号出力部と、アブソリュートトラックを読み取ってアブソリュート値を出力するアブソリュート値出力部を備える。

アブソリュートパターンは着磁領域と無着磁領域を一定ピッチの非繰り返しパターンで配列したものである。アブソリュート値出力部は感磁方向を相対移動方向に向けた複数の磁気抵抗素子を備える。複数の磁気抵抗素子は、非繰り返しパターンと同一のピッチで相対移動方向に配列されており、磁気スケールと磁気センサが相対移動する際に複数の領域の磁界を検出する。アブソリュート値出力部は、各磁気抵抗素子から出力される信号が所定の閾値以上の領域の論理値を１、所定の閾値を超えない領域を論理値の０とする複数ビットのＭ系列の不規則循環乱数コードを出力する。位置検出装置は、インクリメンタル信号の位相およびアブソリュート値に基づいて磁気スケールまたは磁気センサ装置の絶対位置を取得する。特許文献１では、アブソリュート値の１に相当する部分と０に相当する部分の境界付近の出力を正確に得るために、着磁領域の着磁長さを所定のピッチよりも短くしている。

特開２００７−３３２４５号公報

Ｍ系列の不規則循環乱数コードを得るために、着磁領域の着磁長さを所定のピッチと一致させた場合には、着磁領域の境界付近の磁束分布は、図９（ａ）に示すものとなる。すなわち、アブソリュートトラック２３では、磁気スケールと磁気センサ装置の相対移動方向Ｘにおいて、着磁領域Ｒ１の両端部分に着磁領域Ｒ１からオーバーシュートして戻る磁界Ｆが発生する。

ここで、磁気センサ装置３の磁気抵抗素子４５は、このオーバーシュートした磁界Ｆも検出する。従って、複数の磁気抵抗素子４５が検出する磁界Ｆの検出信号Ｅ１は、図９（ｂ）に示すものとなる。すなわち、アブソリュートトラック２３において着磁領域Ｒ１の隣に無着磁領域Ｒ０が位置する部分では、無着磁領域Ｒ０における着磁領域Ｒ１に近い部位で磁界Ｆが検出される。よって、閾値Ｌを適切に設定しなければ、無着磁領域Ｒ０においても検出信号Ｅ１が閾値Ｌを超える場合が発生してしまい、論理値を正確に取得できなくなるという問題がある。

以上の点に鑑みて、本発明の課題は、アブソリュート値を正確に取得できる位置検出装
置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、着磁領域と無着磁領域とが一定のピッチで配列されたアブソリュートパターンを有するアブソリュートトラックを備える磁気スケールと、相対移動する前記磁気スケールの前記アブソリュートトラックを読み取ってアブソリュート値を出力するアブソリュート値出力部と、を有し、前記アブソリュートトラックは、前記アブソリュートパターンを有する第１トラックと、前記第１トラックと並列に相対移動方向に延びる第２トラックと、を備え、前記第２トラックは、着磁領域および無着磁領域が前記ピッチで前記アブソリュートパターンと反対に配列された着磁パターンを備えることを特徴とする。

本発明において、前記アブソリュート値出力部は、前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部と、前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部と、を備え、前記第１信号および前記第２信号の差動信号に基づいてアブソリュート値を出力するものとすることができる。

本発明によれば、アブソリュートトラックとして、アブソリュートパターンを備える第１トラックと、アブソリュートパターンと論理値が反対となる着磁パターンを備える第２トラックを備える。ここで、第１信号出力部により第１トラックを読み取った場合には、着磁領域と無着磁領域とが隣接する部分で、無着磁領域における着磁領域に近い部分で磁界が検出される。従って、第１信号出力部からは、無着磁領域においても信号が出力されることになる。この一方、第１信号出力部が第１トラックの無着磁領域を読み取っているときには、第２信号出力部は第２トラックの着磁領域を読み取っているので、第２信号出力部からは、第１信号よりも大きな第２信号が出力される。従って、第１信号出力部から出力される第１信号と第２信号出力部から出力される第２信号の差動信号では、アブソリュートパターンにおいて無着磁領域となっている部分において、無着磁領域における着磁領域に近い部分で発生している磁界の影響を除去できる。これにより、差動信号として、着磁領域と無着磁領域との境界部分で波形が反転することのない波形を得ることができるので、閾値を利用して、アブソリュート値を正確に取得できる。

本発明において、第１信号と第２信号の差動信号を得るためには、前記第１信号出力部は、前記アブソリュートパターンを検出する第１磁気検出素子を備え、前記第２信号出力部は、前記着磁パターンを検出する第２磁気検出素子を備え、前記アブソリュート値出力部は、電圧入力端子とグランド端子との間に前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子とを直列に接続したブリッジ回路を備え、前記差動信号は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子との間から出力される中点電圧であるものとすることができる。

この場合において、前記アブソリュート値出力部は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子との間の中点電位を閾値として前記アブソリュート値を出力することが望ましい。ブリッジ回路の中点から出力される中点電圧を、中点電位を閾値として符号化すれば、その符号長は、着磁領域と無着磁領域の配列のピッチと同一となり、一定となる。従って、アブソリュート値出力部から出力されるアブソリュート値とインクリメンタル信号の周期がずれることがない。

本発明において、前記第１トラックにおいて、前記相対移動方向で隣り合う着磁領域は互いに同一の極を対向させており、前記第２トラックにおいて、前記相対移動方向で隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させていることが望ましい。このようにすれば、第１トラックで隣り合う着磁領域の間に自己減磁が働く。また、第２トラックで隣り合う
着磁領域の間に自己減磁が働く。従って、各トラックの着磁領域と無着磁領域とが隣接する部分において、着磁領域の磁界のオーバーシュートに起因して無着磁領域における着磁領域に近い部分で磁界が検出される場合でも、自己減磁が働いていない場合と比較して、その磁界に起因する信号の出力が小さくなる。

本発明において、前記アブソリュートトラックにおいて、前記相対移動方向で隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させているものとすることができる。このようにすれば、アブソリュートトラックで隣り合う着磁領域の間に自己減磁が働く。すなわち、第１トラックの着磁領域と第２トラックの着磁領域が相対移動方向で隣り合うときに、第１トラックの着磁領域と第２トラックの着磁領域の間に自己減磁が働く。従って、各トラックの着磁領域と無着磁領域とが隣接する部分において、着磁領域の磁界のオーバーシュートに起因して無着磁領域における着磁領域に近い部分で磁界が検出される場合でも、自己減磁が働いていない場合と比較して、その磁界に起因する信号の出力が小さくなる。

この場合において、前記磁気スケールにおいて前記第１トラックと前記第２トラックとは前記相対移動方向と直交する方向で隙間なく設けられているものとすることができる。すなわち、アブソリュートトラックにおいて、相対移動方向で隣り合う着磁領域が互いに同一の極を対向させている場合には、第１トラックの着磁領域と第２トラックの着磁領域との間で自己減磁が働くので、第１トラックと前記第２トラックとを隙間なく設けることにより、着磁領域の磁界のオーバーシュートに起因して無着磁領域における着磁領域に近い部分で磁界が検出されることを積極的に抑制できる。これにより、磁気スケールを相対移動方向と直交する方向で小型化することができる。

本発明において、前記磁気スケールは、前記相対移動方向と直交する方向において、前記第１トラックと前記第２トラックとの間に隙間を備えるものとすることができる。このようにすれば、第１トラックのアブソリュートパターンが形成する磁界が、第２トラックの着磁パターンにより形成される磁界の影響を受けることを低減できる。従って、第１トラックを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部が第２トラックの磁界から影響を受けることを低減できる。また、第２トラックを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部が第１トラックの磁界から影響を受けることを低減できる

本発明において、前記アブソリュートトラックは、前記第１トラックを間に挟んで前記第２トラックとは反対側に当該第１トラックに沿って相対移動方向に延びる第３トラック、を備え、前記３トラックは、前記着磁パターンを備え、前記アブソリュート値出力部は、前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部と、前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部と、前記第１信号および前記第２信号の差動である第１差動信号を出力する第１差動信号出力部と、前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第３信号を出力する第３信号出力部と、前記第３トラックの前記着磁パターンを読み取って第４信号を出力する第４信号出力部と、前記第３信号および前記第４信号の差動である第２差動信号を出力する第２差動信号出力部と、を備え、前記第１差動信号と前記第２差動信号に基づいてアブソリュート値を出力するものとすることができる。このようにすれば、磁気スケールに対する磁気センサの姿勢が所定の姿勢から傾いている場合でも、アブソリュート値を正確に取得することが容易となる。

本発明において、前記アブソリュートトラックとして、第１アブソリュートトラックと、前記第１アブソリュートトラックに沿って相対移動方向に延びる第２アブソリュートトラックと、を備え、前記アブソリュート値出力部は、前記第１アブソリュートトラックにおける前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部と、前記第１アブソリュートトラックにおける前記第２トラックの前記着
磁パターンを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部と、前記第１信号および前記第２信号の差動である第１差動信号を出力する第１差動信号出力部と、前記第２アブソリュートトラックにおける前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第３信号を出力する第３信号出力部と、前記第２アブソリュートトラックにおける前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第４信号を出力する第４信号出力部と、前記第３信号および前記第４信号の差動である第２差動信号を出力する第２差動信号出力部と、を備え、前記第１差動信号と前記第２差動信号に基づいてアブソリュート値を出力するものとすることができる。このようにすれば、磁気スケールに対する磁気センサの姿勢が所定の姿勢から傾いている場合でも、アブソリュート値を正確に取得することが容易となる。

本発明によれば、着磁領域と無着磁領域との境界部分で波形が反転することのない波形を得ることが可能となるので、閾値を利用して、アブソリュート値を正確に取得できる。

本発明を適用した磁気式エンコーダ装置の説明図である。磁気トラックおよび磁気抵抗素子の説明図である。磁気式エンコーダ装置の制御系のブロック図である。磁気センサ装置が出力する各信号の説明図である。第１信号出力部から出力される第１信号、第２信号出力部から出力される第２信号および第１信号と第２信号の差動信号の説明図である。着磁領域と無着磁領域の境界部分における磁界とその検出信号の説明である。変形例のアブソリュートトラックの説明図である。変形例の磁気式エンコーダ装置の説明図である。アブソリュートトラックが１つのトラックからなる場合の磁気抵抗素子から出力される信号の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した位置検出装置の実施の形態である磁気式エンコーダ装置を説明する。

図１は、本発明を適用した磁気式エンコーダ装置の説明図である。図１に示すように、本例の磁気式エンコーダ装置（位置検出装置）１は磁気スケール２と磁気スケール２を読み取る磁気センサ装置３を備える。磁気スケール２は、磁気スケール２と磁気センサ装置３の相対移動方向Ｘに延びる磁気トラック４を備える。磁気センサ装置３は、磁気スケール２が相対移動する際に、磁気スケール２の表面に形成された磁界の変化を検出して、磁気スケール２または磁気センサ装置３の絶対移動位置を出力する。以下の説明では、相対移動方向Ｘと直交する方向を直交方向Ｙとする。

磁気センサ装置３は、非磁性材料からなるホルダ６と、非磁性材料からなるカバー７と、ホルダ６から延びたケーブル８を備える。ホルダ６は磁気スケール２と対向する対向面９を備える。対向面９には開口部９ａが設けられている。開口部９ａには磁気センサ１１が配置されている。磁気センサ１１は、シリコン基板やセラミックグレース基板などのセンサ基板１２と、センサ基板１２の表面に形成された複数の磁気抵抗素子（インクリメンタル信号検出用第１磁気抵抗素子３７、インクリメンタル信号検出用第２磁気抵抗素子３８、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５、アブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６）を備える（図２参照）。磁気抵抗素子３７、３８、４５、４６はパーマロイ膜を感磁膜として備える。磁気抵抗素子３７、３８、４５、４６と磁気スケール２は所定の隙間を介して対向する。

磁気式エンコーダ装置１は、磁気スケール２および磁気センサ装置３の一方が固定体側に配置され、他方が移動体側に配置される。本例では、磁気スケール２が移動体側に配置され、磁気センサ装置３が固定体側に配置される。

（磁気スケール）
図２は磁気スケール２に設けられた磁気トラック４および磁気抵抗素子３７、３８、４５、４６の説明図である。図２に示すように、磁気トラック４は、磁気スケール２と磁気センサ装置３の相対移動方向Ｘに延びる第１インクリメンタルトラック２１、第２インクリメンタルトラック２２、および、アブソリュートトラック２３を有する。第１インクリメンタルトラック２１、第２インクリメンタルトラック２２、および、アブソリュートトラック２３は平行である。アブソリュートトラック２３は相対移動方向Ｘに延びる第１トラック２４と第２トラック２５を備える。第１トラック２４と第２トラック２５は直交方向Ｙで隙間なく設けられている。第１トラック２４と第２トラック２５は平行である。

第１インクリメンタルトラック２１は、第１ピッチＰ１で形成された第１インクリメンタルパターン２１ａを有する。第１インクリメンタルパターン２１ａは、相対移動方向ＸにＮ極とＳ極を第１ピッチＰ１で交互に着磁したものである。

第２インクリメンタルトラック２２は、第１ピッチＰ１よりもピッチ長が長い第２ピッチＰ２で形成された第２インクリメンタルパターン２２ａを有する。第２インクリメンタルパターン２２ａは、相対移動方向ＸにＮ極とＳ極を第２ピッチＰ２で交互に着磁したものである。第１インクリメンタルトラック２１は直交方向Ｙで、アブソリュートトラック２３と第２インクリメンタルトラック２２の間に位置する。第１インクリメンタルパターン２１ａおよび第２インクリメンタルパターン２２ａは、磁気スケール２の表面と垂直に磁界の強弱が現れる強弱磁界を形成する。

アブソリュートトラック２３の第１トラック２４は、第１ピッチＰ１および第２ピッチＰ２よりもピッチ長が長い第３ピッチＰ３で形成されたアブソリュートパターン２４ａを有する。アブソリュートパターン２４ａは、着磁した着磁領域と無着磁の無着磁領域を第３ピッチＰ３の非繰り返しパターン（擬似ランダムパターン）で配列したものである。各着磁領域は相対移動方向ＸにＮ極とＳ極を備える。また、第１トラック２４において、相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させている。アブソリュートパターン２４ａは、磁気スケール２の表面と垂直に磁界の強弱が現れる強弱磁界を形成する。

本例のアブソリュートパターン２４ａは、連続する６ピッチ分の領域（連続する６つの領域）における着磁領域と無着磁領域の配列により磁気スケール２上の絶対位置を表現するものである。より具体的には、着磁領域を論理値の１とし、無着磁領域を論理値の０としたときに、連続する６つの領域における１と０との配列によって磁気スケール２上の絶対位置を６ビットの値で示す。

アブソリュートトラック２３の第２トラック２５は、着磁領域および無着磁領域が第３ピッチＰ３でアブソリュートパターン２４ａとは反対に配列された着磁パターン２５ａを備える。従って、アブソリュートトラック２３では、直交方向Ｙにおいて第１トラック２４の着磁領域の隣に第２トラック２５の無着磁領域が位置する。また、直交方向Ｙにおいて第１トラック２４の無着磁領域の隣に第２トラック２５の着磁領域が位置する。着磁パターン２５ａは、磁気スケール２の表面と垂直に磁界の強弱が現れる強弱磁界を形成する。第２トラック２５において、各着磁領域は相対移動方向ＸにＮ極とＳ極を備える。また、第２トラック２５において、相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を
対向させている。

ここで、アブソリュートパターン２４ａおよび着磁パターン２５ａの形成ピッチである第３ピッチＰ３は、第１ピッチＰ１および第２ピッチＰ２の整数倍である。本例では、第１ピッチＰ１は８０μｍであり、第２ピッチＰ２は１００μｍであり、第３ピッチＰ３は４００μｍである。従って、第３ピッチＰ３は、第１ピッチＰ１の５倍であり、第２ピッチＰ２の４倍である。

（磁気センサ）
図３は磁気式エンコーダ装置１の制御系を示す概略ブロック図である。図４は磁気スケール２の読み取りにより磁気センサ装置３が取得する各信号の説明図である。図４ではアブソリュート値検出用磁気抵抗素子４５、４６の配置を模式的に記載している。図５は第１信号出力部から出力される第１信号、第２信号出力部から出力される第２信号および第１信号と第２信号の差動信号の説明図である。図５（ａ）は、アブソリュートトラック２３と第１信号出力部および第２信号出力部を模式的に示す説明図である。図５（ｂ）は第１信号出力部から出力される第１信号のグラフであり、図５（ｃ）は第２信号出力部から出力される第２信号のグラフであり、図５（ｄ）は差動信号のグラフであり、図５（ｅ）はアブソリュート値である。なお、図５（ａ）では、着磁領域の磁界を説明するために第１トラック２４と第２トラック２５の間に隙間を設けて示す。図６（ａ）はアブソリュートパターンにおける着磁領域と無着磁領域の境界部分における磁界の説明図であり、図６（ｂ）は、着磁領域と無着磁領域の境界部分における第１信号のグラフである。

図３に示すように、磁気センサ装置３は、第１インクリメンタル信号出力部３１、第２インクリメンタル信号出力部３２、インクリメンタル信号算出部３３、アブソリュート値出力部３４、および、絶対位置取得部３５を備える。

第１インクリメンタル信号出力部３１は、図２、図３に示すように、第１インクリメンタルトラック２１に対向配置したインクリメンタル信号検出用第１磁気抵抗素子３７を備える。インクリメンタル信号検出用第１磁気抵抗素子３７は相対移動方向Ｘに感磁方向を向けている。図４に示すように、第１インクリメンタル信号出力部３１は、磁気スケール２の移動に伴って第１インクリメンタルパターン２１ａの第１ピッチＰ１に対応する長さの第１波長λ１の第１インクリメンタル信号θＡを出力する。本例では、第１ピッチＰ１が８０μｍなので、第１波長λ１は８０μｍである。第１インクリメンタル信号θＡは、磁気スケール２が第１ピッチＰ１（８０μｍ）移動する毎に、０から２πまで位相が変化する周期的な信号である。

第２インクリメンタル信号出力部３２は、図２、図３に示すように、第２インクリメンタルトラック２２に対向配置したインクリメンタル信号検出用第２磁気抵抗素子３８を備える。インクリメンタル信号検出用第２磁気抵抗素子３８は相対移動方向Ｘに感磁方向を向けている。図４に示すように、第２インクリメンタル信号出力部３２は、磁気スケール２の移動に伴って、第２インクリメンタルパターン２２ａの第２ピッチＰ２に対応する長さの第２波長λ２の第２インクリメンタル信号θＢを出力する。本例では、第２ピッチＰ２が１００μｍなので、第２波長λ２は１００μｍである。第２インクリメンタル信号θＢは、磁気スケール２が第２ピッチＰ２（１００μｍ）移動する毎に、０から２πまで位相が変化する周期的な信号である。

インクリメンタル信号算出部３３は、第１インクリメンタル信号θＡと第２インクリメンタル信号θＢに基づいて、第３波長λ３の第３インクリメンタル信号θＣを算出する。第３インクリメンタル信号θＣは、第１インクリメンタル信号θＡの位相から第２インクリメンタル信号θＢの位相を減じて得られるバーニア信号である。

本例では、第３波長λ３は４００μｍである。第３波長λ３（４００μｍ）は、第１インクリメンタル信号θＡの第１波長λ１（８０μｍ）の整数倍であり、第２インクリメンタル信号θＢの第２波長λ２（１００μｍ）の整数倍である。また、第３波長λ３（４００μｍ）はアブソリュートパターン２４ａのピッチ長である第３ピッチＰ３（４００μｍ）に対応する長さである。第３インクリメンタル信号θＣは、第３ピッチＰ３（４００μｍ）毎に、０から２πまで位相が変化する周期的な信号である。

次に、アブソリュート値出力部３４は、第１トラック２４（アブソリュートパターン２４ａ）を読み取って第１信号Ｅ１を出力する第１信号出力部４１と、第２トラック２５（着磁パターン２５ａ）を読み取って第２信号Ｅ２を出力する第２信号出力部４２を備える。アブソリュート値出力部３４は第１信号Ｅ１と第２信号Ｅ２の差動信号（第１中点電圧）Ｄに基づいてアブソリュート値ＡＢＳを出力する。

図２乃至図５に示すように、第１信号出力部４１は、第３ピッチＰ３で第１トラック２４に対向する複数のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子（磁界検出用第１磁気抵抗素子）４５を備える。複数のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５のそれぞれは相対移動方向Ｘに感磁方向を向けている。第１信号出力部４１は、これら複数のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５によって、相対移動方向Ｘで連続するアブソリュートパターン２４ａの複数の領域のそれぞれの磁界を検出して第１信号Ｅ１を出力する。図４に示すように、本例では、６ビットのアブソリュート値ＡＢＳを取得するために、第１信号出力部４１は６つのアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５を備える。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すアブソリュートトラック２３の６ピッチ分の領域の磁界を検出した場合の第１信号Ｅ１のグラフである。

第２信号出力部４２は、第３ピッチＰ３で第２トラック２５に対向する複数のアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子（磁界検出用第２磁気抵抗素子）４６を備える。複数のアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６のそれぞれは相対移動方向Ｘに感磁方向を向けている。第２信号出力部４２は、これら複数のアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６によって、相対移動方向Ｘで連続する着磁パターン２５ａの複数の領域のそれぞれの磁界を検出して第２信号Ｅ２を出力する。本例では、６ビットのアブソリュート値ＡＢＳを取得するために、第２信号出力部４２は６つのアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５を備える。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示すアブソリュートトラック２３の６ピッチ分の領域の磁界を検出した場合の第２信号Ｅ２のグラフである。

ここで、図２、図４および図５に示すように、６つのアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５と６つのアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６は、相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６が１組（一対）として構成されている。また、図２、図５に示すように、各組のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６は、電圧入力端子Ｖｃｃとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続されてブリッジ回路（第１ブリッジ回路）４７を形成している。

そして、アブソリュート値出力部３４は、ブリッジ回路４７におけるアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６の間の中点４８から出力される差動信号Ｄ（中点電圧）に基づいてアブソリュート値ＡＢＳを出力する。

図５（ｄ）は、図５（ａ）に示すアブソリュートトラック２３の６ビット分の領域の磁
界を検出した場合の差動信号Ｄ（中点電圧）のグラフである。図５（ｄ）に示すように、ブリッジ回路４７の中点４８からは、第１信号Ｅ１と第２信号Ｅ２の差動が差動信号Ｄ（中点電圧）として出力される。従って、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５が着磁領域の磁界を検出し、アブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６が無着磁領域の磁界を検出している場合には、差動信号Ｄとして中点電位Ｅ０以上の電圧信号が出力される。一方、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５が無着磁領域の磁界を検出し、アブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６が着磁領域の磁界を検出している場合には、差動信号Ｄとして中点電位Ｅ０よりも低い電圧信号が出力される。

従って、アブソリュート値出力部３４は、中点電位Ｅ０を閾値として、差動信号Ｄが閾値以上の組からの出力を１、差動信号Ｄが閾値よりも低い組からの出力を０として、６ビットのアブソリュート値ＡＢＳを出力する。これにより、アブソリュート値ＡＢＳは図５（ｅ）に示すものとなる。なお、中点電位Ｅ０とは、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５およびアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６の双方が磁界を検出していない状態で中点４８から出力される電圧信号である。

ここで、アブソリュートトラック２３が、第１トラック２４のみを備えるものである場合には、図５（ｂ）に示すように、第１トラック２４を第１信号出力部４１が読み取ったときに、着磁領域と無着磁領域とが隣接する部分で、無着磁領域における着磁領域に近い部分で第１信号Ｅ１が出力される。すなわち、図６に示すように、着磁領域Ｒ１と無着磁領域Ｒ０の境界位置Ｒでは、着磁領域Ｒ１から無着磁領域Ｒ０にオーバーシュートして着磁領域Ｒ１に戻る磁界Ｆが発生しているので、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５はこの磁界Ｆを検出して第１信号Ｅ１を出力する。従って、アブソリュート値ＡＢＳを取得するための閾値を適切に設定しなければ、無着磁領域Ｒ０においても出力が閾値を超える場合が発生してしまい、アブソリュート値ＡＢＳを正確に取得できない場合が発生する。

これに対して、本例では、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、第１信号出力部４１が第１トラック２４の無着磁領域を読み取っているときには、第２信号出力部４２は第２トラック２５の着磁領域を読み取っているので、第２信号出力部４２からは第１信号出力部４１よりも大きな信号が出力される。また、図６に示すように、着磁領域Ｒ１と無着磁領域Ｒ０の境界位置Ｒでは、着磁領域Ｒ１の磁束密度の方が、無着磁領域Ｒ０の側の磁束密度（オーバーシュート部分の磁束密度）よりも大きいので、第１信号出力部４１から出力される第１信号Ｅ１において境界位置Ｒを境に着磁領域Ｒ１側の信号の傾斜角度θ１は、境界位置Ｒよりも無着磁領域Ｒ０側の信号の傾斜角度θ２と比較して、大きな角度となる。従って、第１信号出力部４１からの第１信号Ｅ１と第２信号出力部４２からの第２信号Ｅ２との差動を取得すれば、着磁領域Ｒ１と無着磁領域Ｒ０の境界位置Ｒにおいて、反転する部分を有することがない波形の信号を得ることができる。すなわち、無着磁領域Ｒ０における着磁領域Ｒ１に近い部分で発生している磁界の影響を除去できる。

また、中点電位Ｅ０を閾値として、閾値以上を論理値の１、閾値よりも小さい場合を論理値の０とすれば、第３ピッチＰ３に対応する第３波長λ３で、６ビットのアブソリュート値ＡＢＳを正確に取得できる。すなわち、差動出力において、プラスとマイナスに振れている信号の振幅の中心（中点電位Ｅ０）を閾値とするので、正確に、第３波長λ３の符号長の論理値を取得できる。これにより、各論理値の符号長は、着磁領域と無着磁領域の配列のピッチと同一となり、一定となる。よって、アブソリュート値出力部３４から出力されるアブソリュート値ＡＢＳの周期と第３インクリメンタル信号θＣの周期がずれることがない。

なお、アブソリュートトラック２３において着磁領域と無着磁領域を一定のピッチで配
列しておけば、各ピッチ内の相対移動方向Ｘにおける着磁部分の長さは一定でなくても第３ピッチＰ３に対応する第３波長λ３で、６ビットのアブソリュート値ＡＢＳを正確に取得できる。従って、着磁領域に対する着磁の自由度が増加する。

次に、絶対位置取得部３５は、アブソリュート値ＡＢＳ、第３インクリメンタル信号θＣの位相、および、第１インクリメンタル信号θＡの位相に基づいて、磁気スケール２の絶対位置を取得する。

（絶対位置検出動作）
磁気スケール２が移動すると、図４に示すように、第１インクリメンタル信号出力部３１は第１波長λ１（８０μｍ）の第１インクリメンタル信号θＡを出力し、第２インクリメンタル信号出力部３２は第２波長λ２（１００μｍ）の第２インクリメンタル信号θＢを出力する。これに並行して、インクリメンタル信号算出部３３は、第１インクリメンタル信号θＡおよび第２インクリメンタル信号θ２に基づいて第３波長λ３（４００μｍ）の第３インクリメンタル信号θＣを取得する。

また、アブソリュート値出力部３４は、磁気スケール２が第３ピッチＰ３（４００μｍ）移動する毎にアブソリュート値ＡＢＳを出力する。すなわち、アブソリュート値出力部３４は、第３インクリメンタル信号θＣの１周期毎にアブソリュート値ＡＢＳを付与する。従って、絶対位置取得部３５は、アブソリュート値ＡＢＳのアブソリュート値ＡＢＳ、第３インクリメンタル信号θＣの位相、および、第１インクリメンタル信号θＡの位相に基づいて、磁気スケール２の絶対位置を取得できる。

本例では、第１信号出力部４１からの第１信号Ｅ１と第２信号出力部４２からの第２信号Ｅ２の差動信号Ｄに基づいてアブソリュート値ＡＢＳを取得する。差動信号Ｄは、アブソリュートパターン２４ａの着磁領域と無着磁領域との境界部分で波形が反転することのない波形を備えるので、閾値（中点電位Ｅ０）に基づいてアブソリュート値ＡＢＳを正確に取得できる。また、差動信号Ｄにおいて、プラスとマイナスに振れている信号の振幅の中心（中点電位Ｅ０）を閾値とするので、アブソリュート値ＡＢＳとして、正確に、第３波長λ３の符号長の論理値を取得できる。

（変形例）
上記の例では、アブソリュートトラック２３の第１トラック２４において、相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させている。また、アブソリュートトラック２３の第２トラック２５において、相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させている。しかし、着磁領域の極の方向は、これに限られるものではない。

図７は変形例のアブソリュートトラック２３´の説明図である。図７（ａ）に示す変形例のアブソシュートトラック２３´は、相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域が互いに同一の極を対向させている。換言すれば、相対移動方向Ｘにおいて隣り合う第１トラック２４の着磁領域と第２トラック２５の着磁領域は、互いに同一の極を対向させているものとすることができる。また、この場合には、第１トラック２４と第２トラック２５を相対移動方向Ｘと直交する直行方向において隙間なく形成する。

このようにすれば、第１トラック２４において相対移動方向Ｘの隣が無着磁領域となっている着磁領域と、当該着磁領域の相対移動方向Ｘの隣に位置する着磁領域とが、同一の極を向けて対向する。従って、第１トラック２４の着磁領域から無着磁領域の側に磁束がオーバーシュートすることが抑制される。従って、第１信号出力部４１からの第１信号Ｅ１について、磁束のオーバーシュートに起因する出力を抑制できる。また、第１トラック
２４と第２トラック２５を相対移動方向Ｘと直交する直行方向において隙間なく形成するので、磁気スケール２を幅方向に小型化できる。

なお、第２トラック２５の着磁領域について、Ｓ極とＮ極が向く方向をランダムとしてもよい。また、第１トラック２４の着磁領域において、Ｓ極とＮ極が向く方向をランダムとしてもよい。

例えば、図７（ｂ）に示す変形例のアブソシュートトラック２３´´では、第２トラック２５の着磁領域について、Ｓ極とＮ極が向く方向をランダムとなっている。すなわち、変形例のアブソシュートトラック２３´´では、第１トラック２４において相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域は互いに同一の極を対向させている。しかし、第２トラック２５では、図７（ｂ）において左端に位置する第１の着磁領域２５Ｒ（１）と、当該第１の着磁領域２５Ｒ（１）と相対移動方向Ｘで隣り合う第２の着磁領域２５Ｒ（２）とは、Ｓ極とＮ極とを対向させている。この一方、第２の着磁領域２５Ｒ（２）と、当該第２の着磁領域２５Ｒ（２）と第１の着磁領域２５Ｒ（１）の反対側で隣り合う第３の着磁領域２５Ｒ（３）とは、Ｓ極とＳ極とを対向させている。従って、第２トラック２５の隣り合う着磁領域についてＳ極とＮ極が向く方向に規則性はない。また、相対移動方向Ｘで隣り合う第１トラック２４の着磁領域と第２トラック２５の着磁領域に着目した場合には、第１トラック２４の着磁領域と第２トラック２５の着磁領域は互いに同一の極を対向させている箇所と、互いに異なる極を対向させている箇所とがある。従って、アブソシュートトラック２３´´の隣り合う着磁領域についてＳ極とＮ極が向く方向に規則性はない。

ここで、第１トラック２４の着磁領域、或いは、第２トラック２５の着磁領域についてＳ極とＮ極が向く方向をランダムとした場合には、相対移動方向Ｘで隣り合う着磁領域の着磁の方向によって着磁領域の磁束のオーバーシュートが助長されることがある。例えば、図７（ｂ）に示す例では、第２トラック２５の第１の着磁領域２５Ｒ（１）と第２トラック２５の第２の着磁領域２５Ｒ（２）とはＳ極とＮ極とを対向させているので、第１の着磁領域２５Ｒ（１）と第２の着磁領域２５Ｒ（２）の間に位置する無着磁領域では第１の着磁領域２５Ｒ（１）の磁束のオーバーシュートが助長されることがある。同様に、第１の着磁領域２５Ｒ（１）と第２の着磁領域２５Ｒ（２）の間に位置する無着磁領域では第２の着磁領域２５Ｒ（２）の磁束のオーバーシュートが助長されることがある。また、相対移動方向Ｘで隣り合う第１トラック２４の着磁領域と第２トラック２５の着磁領域とが互いに異なる極を対向させている箇所では、直交方向Ｙで第２トラック２５の着磁領域の隣に位置する第１トラック２４の無着磁領域において第１トラック２４の着磁領域の磁束のオーバーシュートが助長されることがある。同様に、直交方向Ｙで第１トラック２４の着磁領域の隣に位置する第２トラック２５の無着磁領域において第２トラック２５の着磁領域の磁束のオーバーシュートが助長されることがある。

従って、第１トラック２４の着磁領域、或いは、第２トラック２５の着磁領域についてＳ極とＮ極が向く方向をランダムとした場合には、第１トラック２４と第２トラック２５との間に、隙間２６を設けておく。このようにすれば、一方のトラックの着磁領域の磁界が他方のトラックの着磁領域によって影響を受けることを低減できるので、着磁領域から無着磁領域の側にオーバーシュートして戻る磁界の発生を抑制できる。また、第１トラック２４と第２トラック２５との間に隙間２６を設ければ、第１トラック２４を読み取って第１信号Ｅ１を出力する第１信号出力部４１が第２トラック２５の磁界から影響を受けることを低減できる。また、第２トラック２５を読み取って第２信号Ｅ２を出力する第２信号出力部が第１トラックの磁界から影響を受けることを低減できる。

なお、上記の例では、差動信号Ｄが中点電位Ｅ０以上の場合に１、中点電位Ｅ０よりも低い場合に０としてアブソリュート値ＡＢＳを出力しているが、差動信号Ｄが中点電位Ｅ
０以下の場合に１、中点電位Ｅ０よりも高い場合に０としてアブソリュート値ＡＢＳを出力してもよい。

（その他の実施の形態）
上記の例では、アブソリュートトラック２３は第１トラック２４と第２トラック２５の２本のトラックを備えるものであるが、アブソリュートトラック２３が３本以上のトラックを備えてもよい。図８はアブソリュートトラック２３が３本以上のトラックを備える変形例の磁気式エンコーダ装置の説明図である。

図８（ａ）は磁気スケール２のアブソリュートトラック２３が３本のトラックを備える場合の変形例の磁気式エンコーダ装置１Ａである。なお、変形例の磁気式エンコーダ装置１Ａは、磁気スケール２のアブソリュートトラック２３および磁気センサのアブソリュート値出力部３４を除く他の構成は上記の磁気式エンコーダ装置と同一である。従って、アブソリュートトラック２３およびアブソリュート値出力部３４を説明して他の説明は省略する。また、上記の磁気式エンコーダ装置１と対応する構成には、同一の符号を付して説明する。

アブソリュートトラック２３は、第１トラック２４と、第２トラック２５と、第３トラック５０を備える。第３トラック５０は、第１トラック２４の前記第２トラック２５とは反対側で第１トラック２４に沿って相対移動方向Ｘに延びる。第３トラック５０は、第２トラック２５と同一の着磁パターン２５ａを備える。すなわち、第３トラック５０は第２トラック２５における着磁領域と無着磁領域の配列と同一の配列で着磁領域と無着磁領域を備える。

アブソリュート値出力部３４は、第１差動信号出力部５１と第２差動信号出力部５２を備える。

第１差動信号出力部５１は、第１トラック２４のアブソリュートパターン２４ａを読み取って第１信号Ｅ１を出力する第１信号出力部４１と、第２トラック２５の着磁パターン２５ａを読み取って第２信号Ｅ２を出力する第２信号出力部４２を備える。

第１信号出力部４１は、第３ピッチＰ３で第１トラック２４に対向配置した複数のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５を備える。第２信号出力部４２は、第３ピッチＰ３で第２トラック２５に対向配置した複数のアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６を備える。かかる構成は、磁気式エンコーダ装置１におけるアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６と同様である。

第１信号出力部４１では、複数のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５と複数のアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６は、相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６が組とされている。そして、各組のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６は、電圧入力端子Ｖｃｃとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続されて第１ブリッジ回路４７を形成している。そして、第１差動信号出力部５１は、第１ブリッジ回路４７の中点４８から、第１信号Ｅ１と第２信号Ｅ２の差動である第１差動信号Ｄ１を出力する。

第２差動信号出力部５２は、第１トラック２４のアブソリュートパターン２４ａを読み取って第３信号Ｅ３を出力する第３信号出力部５３と、第３トラック５０の着磁パターン２５ａを読み取って第４信号Ｅ２を出力する第４信号出力部５４を備える。第３信号出力
部５３は、第３ピッチＰ３で第３トラック５０に対向配置した複数のアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子５５を備える。第４信号出力部５４は、第３ピッチＰ３で第３トラック５０に対向配置した複数のアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子５６を備える。かかる構成は、磁気式エンコーダ装置１におけるアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６と同様である。また、第３信号出力部５３からは第１信号Ｅ１と同様の第３信号Ｅ３が出力され、第４信号出力部５４からは第２信号Ｅ２と同様の第４信号Ｅ４が出力される。

第２差動信号出力部５２では、複数のアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子５５と複数のアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子５６は、相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子５５とアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子５６が組とされている。そして、各組のアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子５５とアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子５６は、電圧入力端子Ｖｃｃとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続されて第２ブリッジ回路５８を形成している。そして、第２差動信号出力部５２は、第２ブリッジ回路５８の中点５９から、第３信号Ｅ３と第４信号Ｅ２の差動である第２差動信号Ｄ２を出力する。

ここで、アブソリュート値出力部３４は、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６の組と、この組に対して相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子５５とアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子５６の組をセットとして、第１ブリッジ回路４７の中点から出力される第１差動信号Ｄ１と、第２ブリッジ回路５８の中点５９から出力される第２差動信号Ｄ２に基づいて、アブソリュート値ＡＢＳを出力する。

例えば、アブソリュート値出力部３４は、第１差動信号Ｄ１と第２差動信号Ｄ２とを加算して加算電圧信号を生成する。そして、第１ブリッジ回路４７の中点電位Ｅ０と第２ブリッジ回路５８の中点電位Ｅ０を平均した平均電位を閾値として、加算電圧信号が平均電圧以上の場合の領域を１、加算電圧信号が平均電圧よりも低い領域を０とするアブソリュート値ＡＢＳを出力する。

本例によれば、磁気スケール２に対する磁気センサ装置３の姿勢が所定の姿勢から傾いている場合、例えば、磁気スケール２と磁気センサ装置３のセンサ面が相対移動方向Ｘに延びる軸線回りに回転しており、磁気スケール２と磁気センサ装置３のセンサ面が平行でない場合においても、第３ピッチＰ３のアブソリュート値ＡＢＳを正確に取得できる。

図８（ｂ）は磁気スケール２のアブソリュートトラック２３が４本のトラックを備える場合の変形例の磁気式エンコーダ装置１Ｂである。なお、変形例の磁気式エンコーダ装置１Ｂは、磁気スケール２のアブソリュートトラック２３および磁気センサのアブソリュート値出力部３４を除く他の構成は上記の磁気式エンコーダ装置１と同一である。従って、アブソリュートトラック２３およびアブソリュート値出力部３４を説明して他の説明は省略する。また、上記の磁気式エンコーダ装置１と対応する構成には、同一の符号を付して説明する。

本例では、磁気スケール２に、アブソリュートトラック２３として、第１アブソリュートトラック２３（１）と、第１アブソリュートトラック２３（１）に並列に設けられた第２アブソリュートトラック２３（２）を備える。第１アブソリュートトラック２３（１）は第１トラック２４と第２トラック２５を備える。同様に、第２アブソリュートトラック２３（２）は第１トラック２４と第２トラック２５を備える。従って、アブソリュートト
ラック２３は４本のトラックを備える。

アブソリュート値出力部３４は、第１差動信号出力部６１と第２差動信号出力部６２を備える。

第１差動信号出力部６１は、第１アブソリュートトラック２３（１）における第１トラック２４のアブソリュートパターン２４ａを読み取って第１信号Ｅ１を出力する第１信号出力部４１と、第１アブソリュートトラック２３（１）における第２トラック２５の着磁パターン２５ａを読み取って第２信号Ｅ２を出力する第２信号出力部４２を備える。

第１差動信号出力部６１では、複数のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５と複数のアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６は、相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６が組とされている。そして、各組のアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６は、電圧入力端子Ｖｃｃとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続されて第１ブリッジ回路４７を形成している。そして、第１差動信号出力部６１は、第１ブリッジ回路４７の中点４８から、第１信号Ｅ１と第２信号Ｅ２の差動である第１差動信号Ｄ１を出力する。

第２差動信号出力部６２は、第２アブソリュートトラック２３（２）における第１トラック２４のアブソリュートパターン２４ａを読み取って第３信号Ｅ３を出力する第３信号出力部６３と、第２アブソリュートトラック２３（２）における第２トラック２５の着磁パターン２５ａを読み取って第４信号Ｅ４を出力する第４信号出力部６４を備える。

第３信号出力部６３は、第３ピッチＰ３で第１トラック２４に対向配置した複数のアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子６５を備える。第４信号出力部６４は、第３ピッチＰ３で第２トラック２５に対向配置した複数のアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子６６を備える。かかる構成は、磁気式エンコーダ装置１におけるアブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６と同様である。また、第３信号出力部５３からは第１信号Ｅ１と同様の第３信号Ｅ３が出力され、第４信号出力部５４からは第２信号Ｅ２と同様の第４信号Ｅ４が出力される。

第３信号出力部６３では、複数のアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子６５と複数のアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子６６は、相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子６５とアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子６６が組とされている。そして、各組のアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子６５とアブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子６６は、電圧入力端子Ｖｃｃとグランド端子ＧＮＤとの間に直列に接続されて第２ブリッジ回路６８を形成している。そして、第１差動信号出力部６１は、第２ブリッジ回路６８の中点６９から、第３信号Ｅ３と第４信号Ｅ２の差動である第２差動信号Ｄ２を出力する。

ここで、アブソリュート値出力部３４は、アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子４
５とアブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子４６の組と、この組に対して相対移動方向Ｘで同一の位置（直交方向Ｙから見た場合に重なる位置）に配置されているアブソリュート値検出用第３磁気抵抗素子６５と第アブソリュート値検出用第４磁気抵抗素子６６の組をセットとして、第１ブリッジ回路４７の中点４８から出力される第１差動信号Ｄ１と、第２ブリッジ回路６８中点６９から出力される第２差動信号Ｄ２に基づいて、アブソリュート値ＡＢＳを出力する。

例えば、アブソリュート値出力部３４は、第１差動信号Ｄ１と第２差動信号Ｄ２とを加算して加算電圧信号を生成する。そして、第１ブリッジ回路４７の中点電位Ｅ０と第２ブリッジ回路６８の中点電位Ｅ０を平均した平均電位を閾値として、加算電圧信号が平均電圧以上の場合の領域を１、加算電圧が平均電圧よりも低い領域を０とするアブソリュート値ＡＢＳを出力する。

なお、上記の例では、磁気抵抗素子により磁気スケール２の磁気トラックを読み取っているが、半導体磁気抵抗素子、ホール素子、ＭＩ素子(Magneto-Impedance element）、フラックスゲート型の磁気センサなどのいずれを用いて磁気トラックを読み取ってもよい。

１…磁気式エンコーダ装置（位置検出装置）
２…磁気スケール
２３…アブソリュートトラック
２４ａ…アブソリュートパターン
２４…第１トラック
２５…第２トラック
２５ａ…着磁パターン
２６…第１トラックと第２トラックの間の隙間
３４…アブソリュート値出力部
４１…第１信号出力部
４２…第２信号出力部
４５…アブソリュート値検出用第１磁気抵抗素子（第１磁気検出素子）
４６…アブソリュート値検出用第２磁気抵抗素子（第２磁気検出素子）
４７…ブリッジ回路
５０…第３トラック
５１…第１差動信号出力部
５２…第２差動信号出力部
５３…第３信号出力部
５４…第４信号出力部
６１…差動信号出力部
６３…第３信号出力部
６４…第４信号出力部
Ｅ…中点電圧
Ｅ０…中点電位
Ｅ１…第１信号
Ｅ２…第２信号
Ｅ３…第３信号
Ｅ４…第４信号
Ｐ３…第３ピッチ（一定のピッチ）
Ｄ…差動信号
Ｄ１…第１差動信号
Ｄ２…第２差動信号
ＡＢＳ…アブソリュート値
ＧＮＤ…グランド端子
Ｖｃｃ…電圧入力端子
Ｘ…相対移動方向

Claims

着磁領域と無着磁領域とが一定のピッチで配列されたアブソリュートパターンを有するアブソリュートトラックを備える磁気スケールと、
相対移動する前記磁気スケールの前記アブソリュートトラックを読み取ってアブソリュート値を出力するアブソリュート値出力部と、を有し、
前記アブソリュートトラックは、前記アブソリュートパターンを有する第１トラックと、前記第１トラックと並列に相対移動方向に延びる第２トラックと、を備え、
前記第２トラックは、着磁領域および無着磁領域が前記ピッチで前記アブソリュートパターンと反対に配列された着磁パターンを備えることを特徴とする位置検出装置。
請求項１において、
前記アブソリュート値出力部は、前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部と、前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部と、を備え、前記第１信号および前記第２信号の差動信号に基づいてアブソリュート値を出力することを特徴とする位置検出装置。
請求項２において、
前記第１信号出力部は、前記アブソリュートパターンを検出する第１磁気検出素子を備え、
前記第２信号出力部は、前記着磁パターンを検出する第２磁気検出素子を備え、
前記アブソリュート値出力部は、電圧入力端子とグランド端子との間に前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子とを直列に接続したブリッジ回路を備え、
前記差動信号は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子との間から出力される中点電圧であることを特徴とする位置検出装置。
請求項３において、
前記アブソリュート値出力部は、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子との間の中点電位を閾値として前記アブソリュート値を出力することを特徴とする位置検出装置。
請求項１ないし４のうちのいずれか一項において、
前記第１トラックにおいて、前記相対移動方向で隣り合う着磁領域は互いに同一の極を対向させており、
前記第２トラックにおいて、前記相対移動方向で隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させていることを特徴とする位置検出装置。
請求項１ないし４のうちのいずれか一項において、
前記アブソリュートトラックにおいて、前記相対移動方向で隣り合う着磁領域は、互いに同一の極を対向させていることを特徴とする位置検出装置。
請求項６において、
前記磁気スケールにおいて前記第１トラックと前記第２トラックとは前記相対移動方向と直交する方向で隙間なく設けられていることを特徴とする位置検出装置。
請求項１において、
前記磁気スケールは、前記相対移動方向と直交する方向において、前記第１トラックと前記第２トラックとの間に隙間を備えることを特徴とする位置検出装置。
請求項１において、
前記アブソリュートトラックは、前記第１トラックの前記第２トラックとは反対側に当該第１トラックに沿って相対移動方向に延びる第３トラック、を備え、
前記第３トラックは、前記着磁パターンを備え、
前記アブソリュート値出力部は、前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部と前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部とを有し、前記第１信号および前記第２信号の差動である第１差動信号を出力する第１差動信号出力部、および、前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第３信号を出力する第３信号出力部と前記第３トラックの前記着磁パターンを読み取って第４信号を出力する第４信号出力部とを有し、前記第３信号および前記第４信号の差動である第２差動信号を出力する第２差動信号出力部を備え、前記第１差動信号と前記第２差動信号に基づいてアブソリュート値を出力することを特徴とする位置検出装置。
請求項１において、
前記アブソリュートトラックとして、第１アブソリュートトラックと、前記第１アブソリュートトラックに沿って相対移動方向に延びる第２アブソリュートトラックと、を備え、
前記アブソリュート値出力部は、前記第１アブソリュートトラックにおける前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第１信号を出力する第１信号出力部と、前記第１アブソリュートトラックにおける前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第２信号を出力する第２信号出力部とを有し、前記第１信号および前記第２信号の差動である第１差動信号を出力する第１差動信号出力部、および、前記第２アブソリュートトラックにおける前記第１トラックの前記アブソリュートパターンを読み取って第３信号を出力する第３信号出力部と前記第２アブソリュートトラックにおける前記第２トラックの前記着磁パターンを読み取って第４信号を出力する第４信号出力部とを有し、前記第３信号および前記第４信号の差動である第２差動信号を出力する第２差動信号出力部を備え、前記第１差動信号と前記第２差動信号に基づいてアブソリュート値を出力することを特徴とする位置検出装置。