JPH01142413A - エンコーダ装置 - Google Patents

エンコーダ装置

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Publication number
JPH01142413A
JPH01142413A JP62300023A JP30002387A JPH01142413A JP H01142413 A JPH01142413 A JP H01142413A JP 62300023 A JP62300023 A JP 62300023A JP 30002387 A JP30002387 A JP 30002387A JP H01142413 A JPH01142413 A JP H01142413A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elements
magnet
magnetic field
pitch
encoder device
Prior art date
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Pending
Application number
JP62300023A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Ogino
滋 荻野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はエンコーダ装置に関し、特に磁気抵抗効果素子
(以下MR素子と称す)を用いるエンコーダ装置に関す
るものである。
[従来の技術] 従来、この種のエンコーダ装置としては、磁気式のもの
と光学式のものとかあり、さらに磁気式エンコーダ装置
としては、磁気誘導によるコイル発電式のものやMR素
子を用いるものかある。
MR素子を用いたエンコーダ装置はN i−F e。
Ni−Co5を薄膜形成法によりパターン化し、これら
薄膜素子の抵抗変化によって印加磁界の変化を検出する
。MR素子を用いたエンコーダ装置にあっては、永久磁
石等を被検出体の磁界発生手段として用いればよい。従
って、LED等の電源を必要とし、かつ消耗しつる光源
が不可欠なフォトセンサ等よりも構成か簡単でかつ耐久
性にも優れたエンコーダ装置が得られる。
[発明が解決しようとする問題点] 上述の如きMR素子を用いたエンコーダ装置にあっては
、出力の分解能は1つの磁極に対して1つ、もしくは2
つの磁極に対して1つである。
従って、高分解能な出力を得るには永久磁石の単位反出
りの着磁数を増やす、即ち着磁ピッチを小さくする必要
がある。
しかしながら、着磁ピッチを小さくすることには限界が
あり、さらにこれを高精度に行うことは困難である。そ
のため、高分解俺でかつ高精度のエンコーダを得ること
は困難であった。
また、複数の出力信号を得るためには出力信号の数と同
数のMR素子を必要とするために、複数のMR素子を同
一基板上に配置することになる。
ところが、多数のMR素子群を配置すると、装置全体が
大型化する。その上、MR素子か増すことにより引出し
パターンは増加し、その結果、多数のMR素子より得ら
れる出力信号を取出すための引出しパターンに対して、
MR素子に対向するマグネット等の磁界の移動により誘
起される起電力に基づくノイズが増加する。
本発明は上述の如き問題に鑑み、MR素子を用いたエン
コーダ装置において、これに高分解能でかつ高精度のエ
ンコーダにして複数の出力信号が得られることを可能な
らしめることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] かかる目的下において本発明のエンコーダ装置にあって
は、被検出体と検出体の相対位置を検出するエンコーダ
装置であって、所定ピッチで着磁された被検出体と、飽
和磁界が前記被検出体の着磁磁界に対し十分小さく、前
記着磁ピッチに比し小さいピッチで並列する複数の磁気
抵抗効果素子を前記被検出体に対向させ、前記並列する
複数の磁気抵抗効果素子の飽和磁界を所定の規則に異に
した検出体とを備えるものである。
[作用] 上述の如き構成にありては、着8i磁界か磁気抵抗効果
素子の飽和磁界より十分大きいので、該MR素子による
検出出力は急峻となり、かつ1つの着磁に対してそれ以
上のMR素子が対応するのて、分解能を高くし、かつ複
数の出力信号を得ることがてきる。また、MR素子のピ
ッチはフォトリソグラフィー技術により極めて正常に決
定できるため、検出精度の点ても向上する。
[実施例] 以下1本発明の実施例について説明する。
第1図(a ) 、(b ) 、(c ) 、(d )
は本発明の第1の実施例である回転型エンコーダについ
て説明するための図であり、第1図(a)はこの回転型
エンコーダの断面図、同図(b)は被検出体であるとこ
ろのマグネットの着磁の様子を示す図、同図(c)は同
図(b)のマグネットの着磁信号を示す図、同図(d)
は検出体であるところのMR素子のパターンを示す図で
ある。
第1図(a)においてマグネット2から出た磁束はMR
素子が成膜された基板lを通り、さらにステータヨーク
3を介して再び基板lを通ってマグネット2に戻る。マ
グネット2の着磁カーブとしては正弦波状9台形波状等
が考えられるか、以下は正弦波状であるものとして説明
を行う。マグネット2の基板lとの対向面には、第1図
(b)に示すごとく、N極、S極か交互に配されるごと
く着磁されている。本実施例では8極に着磁され出力パ
ルスの幅角0゜は 2sin−’(Hs  / Ho  )もしくは 2sin−’(Hs’/ Ha )である。
本実施例のエンコーダ装置にあっては、第1図(d)に
示す如<MR素子6.6′を全て直列に接続する。
第1図(d)のMR素子群におけるMR素子6.6′は
互いに幅、長さか異なっており、即ち、飽和磁界かMR
素子6とMR素子6′とで異なる。いまMR素子6′の
長さを交9幅をWとすると、MR素子6の長さはbl、
幅はawで表わすことかてきる。各MR素子6,6′は
第2図に示す信号磁界て、かつピッチp=π/(n+1
)(n= 0.1,2.・・・・・・)て配列する。M
R素子の飽和磁界はマグネット2の信号磁界に対して十
分小さいため、マグネット2の信号磁界に対するMR素
子群の抵抗値変化は第3図(a)に示すとおりになる。
従って、定電流■。をこれらの素子6.・・・・・・出
力パルスの幅角0゜は 2sin−”(Hs /Ho ) もしくは 2sin−’(Hs’/Ho )である。
本実施例のエンコーダ装置にあっては、第1図(d)に
示す如<MR素子6,6′を全て直列に接続する。
第1図(d)のMR素子群におけるMR素子6.6′は
互いに幅、長さが異なっており、即ち、飽和磁界がMR
素子6とMR素子6′とで異なる。いまMR素子6′の
長さを文1幅をWとすると、MR素子6の長さはbl、
幅はawで表わすことができる。各MR素子6,6′は
第2図に示す信号磁界で、かつピッチP=π/(n+1
)(n= 0.1,2.・・・・・・)で配列する。M
R素子の飽和磁界はマグネット1の信号磁界に対して十
分小さいため、マグネットlの信号磁界に対するMR素
子群の抵抗値変化は第3図(a)に示すとおりになる。
従って、定電流I。をこれらの素子6.・・・・・・に
通電すると、同様の出力変化を得ることができる。即ち
、磁界の位相角π/(n + 1)毎にパルス状の出力
が得られ、パルスレベルの異なるパルス状の出力が磁界
の位相角π毎に得られる。こうして得られた出力変化を
示す波形を整形して、矩形波を作る際、その基準電圧を
適宜選択することにより、容易に第3図(b)、第3図
(C)に示す複数種の出力信号を得ることができる。
また、これは特に幅に限らず、厚み9組成を制御して飽
和磁界を変化せしめ、第3図(a)に示す抵抗値変化が
得られれば、同様の作用を示すことができる。
第4図は本発明の第2の実施例としてのエンコーダの構
成を示す断面図てあり、外周部に着磁された円筒状マグ
ネット8に対向する円筒状基板9の内周面にMR素子か
形成されている。該MR素子は上述した第1の実施例の
場合と同様で、第1図(c)に示す信号磁界で、幅、長
さが異なるMR素子6.6′がp=π/ (nil) 
 (n−0゜1.2.・・・・・・)のとッチて配列さ
れ、MR素子6についてはπのピッチで配列される。そ
して、これらMR素子6.6′は全て直列に接続されて
いる。この実施例においても、マグネット8の信号磁界
に対するMR素子の抵抗値変化は第3図(a)、(b)
、(C)のようになる。
第5図は本発明の第3の実施例の考え方を示す図である
。本実施例において、マグネット11は直線的に動き、
該マグネットの動きに伴ってMR素子群12より出力パ
ルスを得る。マグネット11はMR素子群12と対向す
る面に図示の如くN極、S極が交互に配される如く着磁
されており、MR素子群12は、長さの異なるMR素子
12aとMR素子12bが直列に接続されたものであり
、これに伴い所定周期でパルス状出力が得られ、かつ該
所定周期より長い周期で幅の異なるパルスが得られる。
上述の如きエンコーダを例えば扁平ブラシレスモータの
速度検出器としてmmいる。これにより、モータのメイ
ンマグネットを被検出マグネ・ントとすることができ、
該マグネットに対向して上述の如きMR素子のパターン
を配せば、速度検出用のマグネットを特別に設ける必要
がなく、モータの小型化及び部品点数の削減が可能とな
る。
上述の各実施例のエンコーダにおいては、マグネットの
着磁数を増やすことなく、出力パルス数を増加すること
ができ、分解能を容易に高めることが可能となる。また
、同一の出力パルスを得る様に配置された複数組のMR
素子を直列に接続することにより、偏心9着磁ムラ等の
物理的要因に伴う出力信号精度の劣化を低減することが
可能となりだ。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明はMR素子の飽和磁界を
所定の規則に従って異にして組合わせることによって、
複数種類の信号を得ることができた。これにより、MR
素子群とそれに対向するマクネットの相対速度が異なる
場合においても、例えばそのMR素子のパターンが所定
周波数の信号とそのに倍の周波数の信号の2種類の周波
数の信号を出すことがてきれば、相対速度がl/kにな
った場合でも同数の周波数の信号を得ることかてきる。
また、1つのMR素子群より複数の信号を得られること
から、そのためのパターンを新たに配列することなく、
エンコータの小型化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(bつ、(C)、(d)は本発明の第1
の実施例である回転型エンコータについて説明するだめ
の図であり、第1図(a)は断面図、同図(b)、(C
)はマグネットの着磁の様子を示す図、同図(d)はM
R素子のパターンを示す図、第2図は各MR素子より得
られる出力を説明するための図、第3図は本発明のMR
素子の抵抗値変化を示す図、第4図は本発明の第2の実
施例としてのエンコーダの構成を示す断面図、第5図は
本発明の第3の実施例としての直動型エンコーダの考え
方を示す図である。 図中。 l、9:基板  2.8. II:マグネット3.10
:ステータヨーク 4:回転基板  5:回転軸 6.12:MR素子 7:導体 代理人 弁理士 1)北 嵩 晴 (Q) (C) 第1図 第1 図(d) (a) (b) (C) 第3図 第4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検出体と検出体の相対位置を検出するエンコー
    ダ装置であって、所定ピッチで着磁された被検出体と、
    飽和磁界が前記被検出体の着磁磁界に対し十分小さく、
    前記着磁ピッチに比し小さいピッチで並列する複数の磁
    気抵抗効果素子を前記被検出体に対向させ、前記並列す
    る複数の磁気抵抗効果素子の飽和磁界を所定の規則に従
    って異ならしめた検出体とを備えたことを特徴としたエ
    ンコーダ装置。
  2. (2)並列する複数の磁気抵抗効果素子の幅及び長さ、
    または幅もしくは組成を異にしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項記載のエンコーダ装置。
JP62300023A 1987-11-30 1987-11-30 エンコーダ装置 Pending JPH01142413A (ja)

Priority Applications (1)

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JP62300023A JPH01142413A (ja) 1987-11-30 1987-11-30 エンコーダ装置

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JP62300023A JPH01142413A (ja) 1987-11-30 1987-11-30 エンコーダ装置

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JPH01142413A true JPH01142413A (ja) 1989-06-05

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ID=17879778

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JP62300023A Pending JPH01142413A (ja) 1987-11-30 1987-11-30 エンコーダ装置

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