JPH02210218A - 磁気エンコーダ - Google Patents
磁気エンコーダInfo
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- JPH02210218A JPH02210218A JP2993889A JP2993889A JPH02210218A JP H02210218 A JPH02210218 A JP H02210218A JP 2993889 A JP2993889 A JP 2993889A JP 2993889 A JP2993889 A JP 2993889A JP H02210218 A JPH02210218 A JP H02210218A
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- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 2
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- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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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。
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］
本発明は回転体の回転角あるいは移動体の位置を検出す
る磁気エンコーダに関する。
る磁気エンコーダに関する。
［従来の技術］
従来、回転体の回転角度あるいは移動体の位置を検出す
るエンコーダとして、インクリメンタル信号磁気トラッ
クおよび基準位置信号磁気トラックを有する回転体ある
いは移動体に近接対向させた磁気抵抗素子（以下、ＭＲ
素子と称する）からなる磁気センサによって回転位置や
移動速度な読み取る磁気エンコーダが知られており、こ
れは変化する磁界中でＭＲ素子の電気抵抗が変化するこ
とを利用している。
るエンコーダとして、インクリメンタル信号磁気トラッ
クおよび基準位置信号磁気トラックを有する回転体ある
いは移動体に近接対向させた磁気抵抗素子（以下、ＭＲ
素子と称する）からなる磁気センサによって回転位置や
移動速度な読み取る磁気エンコーダが知られており、こ
れは変化する磁界中でＭＲ素子の電気抵抗が変化するこ
とを利用している。
第５図（ａ）はその−例の有するインクリメンタル信号
磁気トラック（以下、磁気トラックと称する）５２上の
磁極配置と、対応する磁気センサ５１上の８個のＭＲ素
子Ｒ１〜Ｒ１４，Ｒ２１〜Ｒｚ４の配列状況を示し、第
５図（ｂ）は各ＭＲ素子Ｌ＋〜Ｒ２４の接続された信号
出力回路を示す。磁気トラック５２上の１組のＮ−３極
の移動方向の長さをλとすると、磁気トラック５２の移
動に伴い、磁気センサ５１上の各ＭＲ素子に発生する信
号の波長はえとな力として、ＭＲ素子Ｒ１１１Ｒ１４１
Ｒ１２，Ｒ１３よりなるブリッジからはＡ相信号ｅＡが
、ＭＲ素子Ｒ２１゜Ｒ２４，Ｒｚｔ＋ Ｒ２３よりなる
ブリッジからはＢ相信号第６図（ａ）は第５図（ａ）に
示した磁気エンコーダの改良例（電気学会論文誌り、
１０７巻６号。
磁気トラック（以下、磁気トラックと称する）５２上の
磁極配置と、対応する磁気センサ５１上の８個のＭＲ素
子Ｒ１〜Ｒ１４，Ｒ２１〜Ｒｚ４の配列状況を示し、第
５図（ｂ）は各ＭＲ素子Ｌ＋〜Ｒ２４の接続された信号
出力回路を示す。磁気トラック５２上の１組のＮ−３極
の移動方向の長さをλとすると、磁気トラック５２の移
動に伴い、磁気センサ５１上の各ＭＲ素子に発生する信
号の波長はえとな力として、ＭＲ素子Ｒ１１１Ｒ１４１
Ｒ１２，Ｒ１３よりなるブリッジからはＡ相信号ｅＡが
、ＭＲ素子Ｒ２１゜Ｒ２４，Ｒｚｔ＋ Ｒ２３よりなる
ブリッジからはＢ相信号第６図（ａ）は第５図（ａ）に
示した磁気エンコーダの改良例（電気学会論文誌り、
１０７巻６号。
昭６２．第７５１頁）の有する磁気トラック６２上の磁
極と、対応する磁気センサ６１上の８個のＭＲ素子Ｒ１
１〜ＲＩ４１ Ｒ２１〜Ｒ２４の配列状況を示し、第６
図（ｂ）はその信号出力回路を示している。本例におい
てはＡ、Ｂ各相のハーフブリッジＬ□Ｌｓ、ＲＢ Ｌ
ｓを、イ也のハーフブリッジＲ目−おり、出力から第３
次高調波を除くことを目的としている。
極と、対応する磁気センサ６１上の８個のＭＲ素子Ｒ１
１〜ＲＩ４１ Ｒ２１〜Ｒ２４の配列状況を示し、第６
図（ｂ）はその信号出力回路を示している。本例におい
てはＡ、Ｂ各相のハーフブリッジＬ□Ｌｓ、ＲＢ Ｌ
ｓを、イ也のハーフブリッジＲ目−おり、出力から第３
次高調波を除くことを目的としている。
第７図（ａ）はさらに高出力電圧を発生させるため、第
６図（ａ）の磁気センサ６１にさらに８個のＭＲ素子８
３１〜Ｒ，、、Ｒ，□〜Ｒ４４を追加したものを示し、
第７図（ｂ）はその信号出力回路を示す。この磁気エン
コーダの信号出力回路の各ハーフブリッジＲ１１−Ｒｌ
４． Ｒ４２Ｒ４３からの出力信号ｅ〜ｅ６は第７図（
ｃ）に示す加算器７５および差動器７６よりなる回路で
処理することにより、Ａ相とＢ相の各正弦波信号を得る
ことができる。
６図（ａ）の磁気センサ６１にさらに８個のＭＲ素子８
３１〜Ｒ，、、Ｒ，□〜Ｒ４４を追加したものを示し、
第７図（ｂ）はその信号出力回路を示す。この磁気エン
コーダの信号出力回路の各ハーフブリッジＲ１１−Ｒｌ
４． Ｒ４２Ｒ４３からの出力信号ｅ〜ｅ６は第７図（
ｃ）に示す加算器７５および差動器７６よりなる回路で
処理することにより、Ａ相とＢ相の各正弦波信号を得る
ことができる。
〔発明が解決しようとする課題］
上述した第５図（ａ）に示した従来型の磁気エンコーダ
の出力は、一般に方形波状のパルス出力である。したが
って、その分解能の向上にはパルス出力数の増加が必要
であるが、パルス数の増加には磁気トラック上のインク
リメンタル信号である記録磁極数の増加を必要とし、そ
れに伴ない製作精度の向上が必要となり、実用的でない
。そのため、より高分解能化して用いる磁気エンコーダ
として正弦波状の出力を生成させ、回路処理により高分
解能化を図る方法がる。しかし、第５図（ａ）のような
磁気センサのＭＲ素子は磁気飽和などの影響を受けるた
め、その出力波形ｅ Ａｌ ６６は第５図（ｃ）のよう
に第３次高調波、第５次高調波等の奇数次高調波成分を
含んだひずみ波形となり、回路処理による高分解能化な
実施できないという欠点がある。
の出力は、一般に方形波状のパルス出力である。したが
って、その分解能の向上にはパルス出力数の増加が必要
であるが、パルス数の増加には磁気トラック上のインク
リメンタル信号である記録磁極数の増加を必要とし、そ
れに伴ない製作精度の向上が必要となり、実用的でない
。そのため、より高分解能化して用いる磁気エンコーダ
として正弦波状の出力を生成させ、回路処理により高分
解能化を図る方法がる。しかし、第５図（ａ）のような
磁気センサのＭＲ素子は磁気飽和などの影響を受けるた
め、その出力波形ｅ Ａｌ ６６は第５図（ｃ）のよう
に第３次高調波、第５次高調波等の奇数次高調波成分を
含んだひずみ波形となり、回路処理による高分解能化な
実施できないという欠点がある。
第６図（ａ）に示した磁気エンコーダは第５図（ａ）の
磁気エンコーダの改良型で、この出力は第３次高調波が
除去されて正弦波に近い出力が得られる。しかしながら
、第５図（ａ）の高調波を除去していない従来型の磁気
エンコーダの出力ｅはｅ＝２Ａｃｏｓωｔ （Ａは定
数）で表わされるのに対して、第６図（ａ）に示す第３
次高調波を除去した磁気エンコーダは、第３次高調波を
除去するため、例えばＭＲ素子Ｒ１１＋ Ｒ１４それぞ
れに対してＭＲ素子Ｒ１３１ＲＩ２はそれぞれ−λの位
相差で配置されており、その出力ｅは、ｅ ＝ −ｒ’
Ｊ Ａ ｃｏｓωｔで表わされ、出力電圧は高調波を除
去していない従来型の磁気エンコーダの出力電圧に比べ
て１４％低下している。そのため、外部ノイズに対して
弱く、サーボモータ等に組込んで使用したとき、誤動作
の頻度が高くなるという欠点がある。
磁気エンコーダの改良型で、この出力は第３次高調波が
除去されて正弦波に近い出力が得られる。しかしながら
、第５図（ａ）の高調波を除去していない従来型の磁気
エンコーダの出力ｅはｅ＝２Ａｃｏｓωｔ （Ａは定
数）で表わされるのに対して、第６図（ａ）に示す第３
次高調波を除去した磁気エンコーダは、第３次高調波を
除去するため、例えばＭＲ素子Ｒ１１＋ Ｒ１４それぞ
れに対してＭＲ素子Ｒ１３１ＲＩ２はそれぞれ−λの位
相差で配置されており、その出力ｅは、ｅ ＝ −ｒ’
Ｊ Ａ ｃｏｓωｔで表わされ、出力電圧は高調波を除
去していない従来型の磁気エンコーダの出力電圧に比べ
て１４％低下している。そのため、外部ノイズに対して
弱く、サーボモータ等に組込んで使用したとき、誤動作
の頻度が高くなるという欠点がある。
そこで、高出力電圧を得るために第７図 （ａ）に示す
磁気エンコーダが考えられ、これは第６図（ａ）の磁気
エンコーダの２倍の出力電圧ｅ＝２１丁Ａｃｏｓωｔを
得ることが可能である。しかし第７図（ａ）の磁気エン
コーダはＭＲ素子の数が増えるため、たとえばロータリ
ー型の磁気エンコーダ場合、第８図に示すように、磁気
センサ７１の中央部にあるＭＲ素子（例えばＲ４□、
Ｒ＋ｓ）と端部にあるＭＲ素子（例久ばＬ＋、 Ｒ４４
）とでは、磁気トラック７２からの距離が異なるため磁
界の強さに差が生じて大きな出力差が発生し、かつ、端
部にあるＭＲ素子はど磁気トラックの曲率により着磁ピ
ッチが短くなるので出力波形にひずみが生じ、また、磁
気トラックと磁気センサ間の僅かなスペーシングの変動
により出力波形がひずむことがしばしば発生したりする
という欠点がある。
磁気エンコーダが考えられ、これは第６図（ａ）の磁気
エンコーダの２倍の出力電圧ｅ＝２１丁Ａｃｏｓωｔを
得ることが可能である。しかし第７図（ａ）の磁気エン
コーダはＭＲ素子の数が増えるため、たとえばロータリ
ー型の磁気エンコーダ場合、第８図に示すように、磁気
センサ７１の中央部にあるＭＲ素子（例えばＲ４□、
Ｒ＋ｓ）と端部にあるＭＲ素子（例久ばＬ＋、 Ｒ４４
）とでは、磁気トラック７２からの距離が異なるため磁
界の強さに差が生じて大きな出力差が発生し、かつ、端
部にあるＭＲ素子はど磁気トラックの曲率により着磁ピ
ッチが短くなるので出力波形にひずみが生じ、また、磁
気トラックと磁気センサ間の僅かなスペーシングの変動
により出力波形がひずむことがしばしば発生したりする
という欠点がある。
本発明の目的とするところは、高出力電圧で安定した正
弦波状の出力を発生する磁気エンコーダを提供すること
である。
弦波状の出力を発生する磁気エンコーダを提供すること
である。
本発明の磁気エンコーダは、
請求項１のものは、１つのインクリメンタル信号磁気ト
ラック上のインクリメンタル信号の位相λ λ λ
λ に対して、位相がｅ、−ｓ、ｔｏ−１Ｔ’ｉｌｉ”うち
の１つだけずれているインクリメンタル信号が記録され
た少なくとも１つの他のインクリメンタル信号磁気トラ
ックと、各インクリメンタル信号磁気トラックにそれぞ
れ対応する複数の磁気抵抗素子列を有し、かつ、各磁気
抵抗素子列の配置は相互に同相である磁気センサとを有
しており、請求項２のものは、１つのインクリメンタル
信号磁気トラック上のインクリメンタル信号の位相λ
λ に対して、位相か−またはｍ−ずれているインククリメ
ンタル信号が記録された少なくとも１つの他のインクリ
メンタル信号磁気トラックと、前記りを有しており、し
たがって、インクリメンタル信号磁気トラックに近接対
向する磁気センサ上のＭＲ素子も１列に配列されていた
のに対して、本発明の磁気エーンコーダは、インクリメ
ンタル信号、磁気トラックを複数条設置し、これに近接
対向するＭＲ素子も対応する複数列の配置とし、かつ、
インクリメンタル信号磁気トラック相互間の位相ている
インクリメンタル信号磁気トラックと、各インクリメン
タル信号磁気トラックにそれぞれ対応する複数の磁気抵
抗素子列を有し、かつ、各磁気抵抗素子列の配置は相互
に同相である磁気センサとを有している。
ラック上のインクリメンタル信号の位相λ λ λ
λ に対して、位相がｅ、−ｓ、ｔｏ−１Ｔ’ｉｌｉ”うち
の１つだけずれているインクリメンタル信号が記録され
た少なくとも１つの他のインクリメンタル信号磁気トラ
ックと、各インクリメンタル信号磁気トラックにそれぞ
れ対応する複数の磁気抵抗素子列を有し、かつ、各磁気
抵抗素子列の配置は相互に同相である磁気センサとを有
しており、請求項２のものは、１つのインクリメンタル
信号磁気トラック上のインクリメンタル信号の位相λ
λ に対して、位相か−またはｍ−ずれているインククリメ
ンタル信号が記録された少なくとも１つの他のインクリ
メンタル信号磁気トラックと、前記りを有しており、し
たがって、インクリメンタル信号磁気トラックに近接対
向する磁気センサ上のＭＲ素子も１列に配列されていた
のに対して、本発明の磁気エーンコーダは、インクリメ
ンタル信号、磁気トラックを複数条設置し、これに近接
対向するＭＲ素子も対応する複数列の配置とし、かつ、
インクリメンタル信号磁気トラック相互間の位相ている
インクリメンタル信号磁気トラックと、各インクリメン
タル信号磁気トラックにそれぞれ対応する複数の磁気抵
抗素子列を有し、かつ、各磁気抵抗素子列の配置は相互
に同相である磁気センサとを有している。
従来の磁気エンコーダは、移動する磁気記録媒体上に唯
一つのインクリメンタル信号磁気トラッ気センサ上のＭ
Ｒ素子列の配列長を短くしてインクリメンタル信号磁気
トラックとの間の距離の差または変動による出力差や波
形のひずみを防止するとともに、出力信号から容易に第
３次または第５次高調波を（請求項１の場合）、あるい
はその両者を（請求項２の場合）除いて正弦波形状とす
ることができるので、外部ノイズに強い安定した高出力
のものが得られ、また回路処理により高分解能化が可能
となる。
一つのインクリメンタル信号磁気トラッ気センサ上のＭ
Ｒ素子列の配列長を短くしてインクリメンタル信号磁気
トラックとの間の距離の差または変動による出力差や波
形のひずみを防止するとともに、出力信号から容易に第
３次または第５次高調波を（請求項１の場合）、あるい
はその両者を（請求項２の場合）除いて正弦波形状とす
ることができるので、外部ノイズに強い安定した高出力
のものが得られ、また回路処理により高分解能化が可能
となる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の磁気エンコーダの第１の実施例を示す
斜視図、第２図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ、本実施
例の磁気センサーの有する１６個のＭＲ素子Ｒ１１−Ｒ
＋４１ Ｌ＋Ｎｔｈ４． Ｒｆｆ＋ＮＲ５４＋
Ｌ＋”＝Ｌ４ と・磁気ドラム４の側面上に形成された
２列のインクリメンタル信号磁気トラック２および３上
の磁極との配列パターンと、信号出力回路を示す図、第
３図は本実施例の出力電圧特性と従来例のものとの比較
図である。
斜視図、第２図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ、本実施
例の磁気センサーの有する１６個のＭＲ素子Ｒ１１−Ｒ
＋４１ Ｌ＋Ｎｔｈ４． Ｒｆｆ＋ＮＲ５４＋
Ｌ＋”＝Ｌ４ と・磁気ドラム４の側面上に形成された
２列のインクリメンタル信号磁気トラック２および３上
の磁極との配列パターンと、信号出力回路を示す図、第
３図は本実施例の出力電圧特性と従来例のものとの比較
図である。
磁気ドラム４は回転角を測定しようとする対象である回
転体に直結され、その側面上に円周方向に平行して２条
の数十μｍ程度の厚さの強磁性体膜が形成され、２００
μｍの着磁ピッチで２条のインクリメンタル信号磁気ト
ラック（以下、磁気トラックと称する）２，３がそれぞ
れ着磁されている。着磁ピッチをλとすると、λの長さ
はＭＲ素子Ｒ１１””Ｒ４４に発生するインクリメンタ
ル信号の一波長に等しく、第２図（ａ）に示すように両
磁気λ トラック２．３間の位相差は正とされている。磁気セン
サーはこれらの磁気トラック２，３に近接対向して配置
され、その上に、８個のＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２１Ｒ２
１〜ＲＢ、 Ｒ１４，Ｒ１３は磁気トラック２に対応し
、他の８個のＭＲ素子Ｒ３＋１ Ｒ５２，Ｒ４１〜Ｒ４
４，Ｒ３４１Ｒ３３は磁気トラック３に対応して、第２
図（ａ）に示すような間隔で配列されている。
転体に直結され、その側面上に円周方向に平行して２条
の数十μｍ程度の厚さの強磁性体膜が形成され、２００
μｍの着磁ピッチで２条のインクリメンタル信号磁気ト
ラック（以下、磁気トラックと称する）２，３がそれぞ
れ着磁されている。着磁ピッチをλとすると、λの長さ
はＭＲ素子Ｒ１１””Ｒ４４に発生するインクリメンタ
ル信号の一波長に等しく、第２図（ａ）に示すように両
磁気λ トラック２．３間の位相差は正とされている。磁気セン
サーはこれらの磁気トラック２，３に近接対向して配置
され、その上に、８個のＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２１Ｒ２
１〜ＲＢ、 Ｒ１４，Ｒ１３は磁気トラック２に対応し
、他の８個のＭＲ素子Ｒ３＋１ Ｒ５２，Ｒ４１〜Ｒ４
４，Ｒ３４１Ｒ３３は磁気トラック３に対応して、第２
図（ａ）に示すような間隔で配列されている。
磁気トラック２に対応するＭＲ素子の組と磁気トラック
３に対応するＭＲ素子の組とのそれぞれから、２個ずつ
のＭＲ素子を接続して４個のハーフブリッジＲ１１Ｒ１
４，ＲＩ２ Ｒ１３，Ｒ２１Ｒ２４，Ｒ２□−Ｒ２３
と他の４個のハーフブリッジＲ３１−Ｒ３４，Ｒ３２Ｒ
３！、 Ｒ４１−Ｒ４４，Ｒ４□−Ｒ４３が作られ、各
ハーフブリッジは電源５に並列接続され、それらの中点
からそれぞれ、信号ｅ Ｉ、ｅ ｓ ＋ ６６ ＋ ｅ
？ ｌ ｅ ２− ｅ ４１ｅ８．ｅａが取り出され
る。磁気トラック２と磁気各ハーフブリッジから出力さ
れる信号ｅｌ と８２＋０３と８４ ＋ ｅ ａとｅｓ
、ｅフとｅａのそれぞれいる第３次高調波は互いに逆位
相の関係となる。
３に対応するＭＲ素子の組とのそれぞれから、２個ずつ
のＭＲ素子を接続して４個のハーフブリッジＲ１１Ｒ１
４，ＲＩ２ Ｒ１３，Ｒ２１Ｒ２４，Ｒ２□−Ｒ２３
と他の４個のハーフブリッジＲ３１−Ｒ３４，Ｒ３２Ｒ
３！、 Ｒ４１−Ｒ４４，Ｒ４□−Ｒ４３が作られ、各
ハーフブリッジは電源５に並列接続され、それらの中点
からそれぞれ、信号ｅ Ｉ、ｅ ｓ ＋ ６６ ＋ ｅ
？ ｌ ｅ ２− ｅ ４１ｅ８．ｅａが取り出され
る。磁気トラック２と磁気各ハーフブリッジから出力さ
れる信号ｅｌ と８２＋０３と８４ ＋ ｅ ａとｅｓ
、ｅフとｅａのそれぞれいる第３次高調波は互いに逆位
相の関係となる。
したがって、信号ｅ１と６２．ｅｓと８４＋ ｅ ｓと
ｅｓ、ｅ７とｅａとをそれぞれ加算すれば第３次高調波
は解消され、次に、信号ｅ、と８２との加算値と信号ｅ
３と０２との加算値との差動をとれば正弦波状のＡ相出
力が得られる。同様に、信号ｅ５と０６との加算値と信
号ｅ７とｅａとの加算値との差動をとれば同様に正弦波
状のＢ相出力が得られる。
ｅｓ、ｅ７とｅａとをそれぞれ加算すれば第３次高調波
は解消され、次に、信号ｅ、と８２との加算値と信号ｅ
３と０２との加算値との差動をとれば正弦波状のＡ相出
力が得られる。同様に、信号ｅ５と０６との加算値と信
号ｅ７とｅａとの加算値との差動をとれば同様に正弦波
状のＢ相出力が得られる。
上述した第６図の第３次高調波を除去した従来の磁気エ
ンコーダの最大出力は、磁気ドラムと磁気センサのスペ
ーシングが１４０μｍのとき約９０ｍＶであったが、本
実施例の磁気エンコーダでは約１８０ｍＶであった６ま
た、第３図は、上述した第５図の高調波を除去していな
い従来例の磁気エンコーダの場合（曲線Ａ）と、第６図
の第３次高調波を除去した従来例の磁気エンコーダの場
合（曲線Ｂ）と、本実施例の場合（曲線Ｃ）について、
それぞれの出力電圧のスペーシングに対する依存性を示
したもので、本実施例の磁気エンコーダは、従来例に比
べて著しく出力電圧を高くすることができ、上述したよ
うに第３次高調波を除去した従来の磁気エンコーダより
も約２倍の出力電圧を発生することが分る。さらに、次
の表１は、各スペーシング（μｍ）における第３次高調
波を除去した従来例の磁気エンコーダ（Ｂ）と本実施例
の磁気エンコーダ（Ｃ）の正弦波歪率（％）を示したも
のであり、歪率に関しては本実施例の磁気エンコーダは
ほとんど従来のものと差がないことが分る。
ンコーダの最大出力は、磁気ドラムと磁気センサのスペ
ーシングが１４０μｍのとき約９０ｍＶであったが、本
実施例の磁気エンコーダでは約１８０ｍＶであった６ま
た、第３図は、上述した第５図の高調波を除去していな
い従来例の磁気エンコーダの場合（曲線Ａ）と、第６図
の第３次高調波を除去した従来例の磁気エンコーダの場
合（曲線Ｂ）と、本実施例の場合（曲線Ｃ）について、
それぞれの出力電圧のスペーシングに対する依存性を示
したもので、本実施例の磁気エンコーダは、従来例に比
べて著しく出力電圧を高くすることができ、上述したよ
うに第３次高調波を除去した従来の磁気エンコーダより
も約２倍の出力電圧を発生することが分る。さらに、次
の表１は、各スペーシング（μｍ）における第３次高調
波を除去した従来例の磁気エンコーダ（Ｂ）と本実施例
の磁気エンコーダ（Ｃ）の正弦波歪率（％）を示したも
のであり、歪率に関しては本実施例の磁気エンコーダは
ほとんど従来のものと差がないことが分る。
表１
したがって、本実施例の磁気エンコーダは従来の磁気エ
ンコーダに比べて正弦波歪率を増加させることなく出力
電圧を著しく増大させることができ、外部ノイズに強い
磁気エンコーダとすることができる。
ンコーダに比べて正弦波歪率を増加させることなく出力
電圧を著しく増大させることができ、外部ノイズに強い
磁気エンコーダとすることができる。
本実施例では、磁気トラック３を磁気トラック去でき、
出力波形の正弦波歪率が低下することは自ら明らかであ
る。
出力波形の正弦波歪率が低下することは自ら明らかであ
る。
第４図ｆａ）、ｆｂ）はそれぞれ、本発明の磁気エンコ
ーダの第２の実施例の磁気センサ４１の有する３２個の
ＭＲ素子Ｒ＋＋等の配列パターンと、磁気ドラム４２上
に形成された４列の磁気トラック１１． ＋２゜１３、
１４上の磁極の着磁パターンを示す図である。
ーダの第２の実施例の磁気センサ４１の有する３２個の
ＭＲ素子Ｒ＋＋等の配列パターンと、磁気ドラム４２上
に形成された４列の磁気トラック１１． ＋２゜１３、
１４上の磁極の着磁パターンを示す図である。
磁気トラック１１と磁気トラック１２どの位相差はＭＲ
素子Ｒ１１等からハーフブリッジを作り、それらのハー
フブリッジの中点の出力を加算し差動をとることにより
、第３次および第５次高調波を除去できることは容易に
理解される。したがって、次の表２に示すように、第１
の実施例の場合（Ｃ）に比べて第２の実施例の場合（Ｄ
）は、各スペーシング（μｍ）における正弦波歪率（％
）がさらに低下して正弦波状の出力波形が得られた。
素子Ｒ１１等からハーフブリッジを作り、それらのハー
フブリッジの中点の出力を加算し差動をとることにより
、第３次および第５次高調波を除去できることは容易に
理解される。したがって、次の表２に示すように、第１
の実施例の場合（Ｃ）に比べて第２の実施例の場合（Ｄ
）は、各スペーシング（μｍ）における正弦波歪率（％
）がさらに低下して正弦波状の出力波形が得られた。
表２
れている。また、磁気トラック１３は磁気トラックλ
１２に位相が−だけずれている。磁気センサ４１上の３
２個のＭＲ素子Ｒ１＋等は、８個ずつが各磁気トラック
１１．１２．１３．１４にそれぞれ近接対向して、第１
の実施例と同一の間隔で配列されている。そこで、第１
の実施例の場合と同様に、これらの本実施例の磁気トラ
ック１１と磁気トラック１２とられ、磁気トラックＩ３
と磁気トラック１４との位相λ ラック１２と磁気トラック１３どの位相差→代りに九 ｍ−としても同様の結果を得ることができる。
２個のＭＲ素子Ｒ１＋等は、８個ずつが各磁気トラック
１１．１２．１３．１４にそれぞれ近接対向して、第１
の実施例と同一の間隔で配列されている。そこで、第１
の実施例の場合と同様に、これらの本実施例の磁気トラ
ック１１と磁気トラック１２とられ、磁気トラックＩ３
と磁気トラック１４との位相λ ラック１２と磁気トラック１３どの位相差→代りに九 ｍ−としても同様の結果を得ることができる。
次の表３は、第３次高調波を除去した第６図（ａ）に示
す従来例の磁気エンコーダ（Ｂ）と第２図（ａ）に示す
第１の実施例の磁気エンコ−ダ（Ｃ）、およびさらに第
５次高調波を除去した第２の実施例の磁気エンコーダ（
Ｄ）をそれぞれサーボモータを組み合わせたときの、ノ
イズによる誤動作回数を示すものである。
す従来例の磁気エンコーダ（Ｂ）と第２図（ａ）に示す
第１の実施例の磁気エンコ−ダ（Ｃ）、およびさらに第
５次高調波を除去した第２の実施例の磁気エンコーダ（
Ｄ）をそれぞれサーボモータを組み合わせたときの、ノ
イズによる誤動作回数を示すものである。
表３
すなわち、各磁気エンコーダを実環境においてサーボモ
ータと共に１日運転したときの実測例で、従来の磁気エ
ンコーダは出力電圧が低いためしばしば誤動作が生じ、
全く信頼性がないが、第１および第２の実施例の磁気エ
ンコーダは誤動作が全くなかった。
ータと共に１日運転したときの実測例で、従来の磁気エ
ンコーダは出力電圧が低いためしばしば誤動作が生じ、
全く信頼性がないが、第１および第２の実施例の磁気エ
ンコーダは誤動作が全くなかった。
以上説明したように本発明は、インクリメンタル信号磁
気トラックとこれに近接対向する磁気抵抗素子列を複数
条として配列し、かつ、インクリリ、磁気センサ上のＭ
Ｒ素子列の配列長が短くなるため出力低下や波形歪の発
生を防止できることができるとともに、出力信号中に含
まれる第３次または第５次高調波、あるいはその両者を
除去して正弦波形状とすることができるので、出力電圧
が高くて外部ノイズに強く、高分解能の磁気エンコーダ
を得ることができる効果がある。
気トラックとこれに近接対向する磁気抵抗素子列を複数
条として配列し、かつ、インクリリ、磁気センサ上のＭ
Ｒ素子列の配列長が短くなるため出力低下や波形歪の発
生を防止できることができるとともに、出力信号中に含
まれる第３次または第５次高調波、あるいはその両者を
除去して正弦波形状とすることができるので、出力電圧
が高くて外部ノイズに強く、高分解能の磁気エンコーダ
を得ることができる効果がある。
第１図は本発明の磁気エンコーダの第１の実施例を示す
斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本実施例の
磁気センサ１の有する１６個のＭＲ素子Ｒ１１〜Ｒ１４
，Ｒ２１〜Ｒ２４１Ｒ３１〜Ｒ３４＋ Ｒ４１”Ｒ４４
の配列パターンと、磁気ドラム４の側面上に形成された
２列のインクリメンタル信号磁気トラック２および３上
の磁極との配列パターンと、信号出力回路を示す図、第
３図は第１の実施例と従来例との出力電圧特性の比較図
、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の磁気エン
コーダの第２の実施例の磁気センサ４１の有する３２個
のＭＲ素子Ｒ１１等の配列パターンと１Ｍ１気ドラム４
２上に形成された４列のインクリメンタル信号磁気トラ
ック１１．１２．１３１４上の磁極配列を示す図、第５
図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ、従来例の磁気エンコ
ーダの有するインクリメンタル信号磁気トラック５２上
の磁極と対応する磁気センサ５Ｉ上の８個のＭＲ素子Ｒ
１１〜Ｌ４との配列パターンと、信号出力回路を示す図
、第５図（ｃ）はその出力信号波形図、第６図（ａ）
、 （ｂ）はそれぞれ、第３次高調波を除去した従来例
の磁気エンコーダのインクリメンタル磁気トラック６２
上の磁極と対応する磁気センサ６１上の８個のＭＲ素子
Ｒ１１〜Ｒ２４との配列パターンと、信号出力回路を示
す図、第７図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）はそれぞ
れ、さらに高い出力電圧を得る従来例の磁気エンコーダ
のインクリメンタル信号磁気トラック７２上の磁極と磁
気センサ７１上の１６個のＭＲ素子Ｒ１１〜Ｒ４４との
配列パターンと、信号出力回路と、信号処理回路を示す
図、第８図はこの従来例の磁気ドラム８４の断面と磁気
センサ７１どの位置関係を示す図である。 ４、４２．７４・・・・・・磁気ドラム、７５・・・・
・・・・・・・・・・加算器、７６・・・・・・・・・
・・・・・差動器、λ・・・・・・・・・・・・・・着
磁ピッチ、Ｎ、Ｓ・・・・・・・・・・磁極、 ｅ１〜ｅ８・・・・・・・出力信号、 ｅ＾・・・・・・・・・・・・・Ａ相信号、ｅＢ・・・
・・・・・・・・・・Ｂ相信号、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・
・曲線。 （ａ） （ｂ） 第４図 （ｂン 第 図
斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本実施例の
磁気センサ１の有する１６個のＭＲ素子Ｒ１１〜Ｒ１４
，Ｒ２１〜Ｒ２４１Ｒ３１〜Ｒ３４＋ Ｒ４１”Ｒ４４
の配列パターンと、磁気ドラム４の側面上に形成された
２列のインクリメンタル信号磁気トラック２および３上
の磁極との配列パターンと、信号出力回路を示す図、第
３図は第１の実施例と従来例との出力電圧特性の比較図
、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の磁気エン
コーダの第２の実施例の磁気センサ４１の有する３２個
のＭＲ素子Ｒ１１等の配列パターンと１Ｍ１気ドラム４
２上に形成された４列のインクリメンタル信号磁気トラ
ック１１．１２．１３１４上の磁極配列を示す図、第５
図（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ、従来例の磁気エンコ
ーダの有するインクリメンタル信号磁気トラック５２上
の磁極と対応する磁気センサ５Ｉ上の８個のＭＲ素子Ｒ
１１〜Ｌ４との配列パターンと、信号出力回路を示す図
、第５図（ｃ）はその出力信号波形図、第６図（ａ）
、 （ｂ）はそれぞれ、第３次高調波を除去した従来例
の磁気エンコーダのインクリメンタル磁気トラック６２
上の磁極と対応する磁気センサ６１上の８個のＭＲ素子
Ｒ１１〜Ｒ２４との配列パターンと、信号出力回路を示
す図、第７図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）はそれぞ
れ、さらに高い出力電圧を得る従来例の磁気エンコーダ
のインクリメンタル信号磁気トラック７２上の磁極と磁
気センサ７１上の１６個のＭＲ素子Ｒ１１〜Ｒ４４との
配列パターンと、信号出力回路と、信号処理回路を示す
図、第８図はこの従来例の磁気ドラム８４の断面と磁気
センサ７１どの位置関係を示す図である。 ４、４２．７４・・・・・・磁気ドラム、７５・・・・
・・・・・・・・・・加算器、７６・・・・・・・・・
・・・・・差動器、λ・・・・・・・・・・・・・・着
磁ピッチ、Ｎ、Ｓ・・・・・・・・・・磁極、 ｅ１〜ｅ８・・・・・・・出力信号、 ｅ＾・・・・・・・・・・・・・Ａ相信号、ｅＢ・・・
・・・・・・・・・・Ｂ相信号、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・
・曲線。 （ａ） （ｂ） 第４図 （ｂン 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁界の変化に応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素
子をセンサとして、移動する磁気記録媒体上の移動方向
に平行するインクリメンタル信号磁気トラック上に一定
波長λで繰り返し記録されたインクリメンタル信号を検
知し、該磁気記録媒体の移動量と移動方向を検出する磁
気エンコーダにおいて、 １つのインクリメンタル信号磁気トラック上のインクリ
メンタル信号の位相に対して、位相がλ／６、−λ／６
、λ／１０、−λ／１０のうちの１つだけずれているイ
ンクリメンタル信号が記録された少なくとも１つの他の
インクリメンタル信号磁気トラックと、 各インクリメンタル信号磁気トラックにそれぞれ対応す
る複数の磁気抵抗素子列を有し、かつ、各磁気抵抗素子
列の配置は相互に同相である磁気センサとを有すること
を特徴とする磁気エンコーダ。 ２、磁界の変化に応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素
子をセンサとして、移動する磁気記録媒体上の移動方向
に平行するインクリメンタル信号磁気トラック上に一定
波長で繰り返し記録されたインクリメンタル信号を検知
し、該磁気記録媒体の移動量と移動方向を検出する磁気
エンコーダにおいて、 １つのインクリメンタル信号磁気トラック上のインクリ
メンタル信号の位相に対して、位相がλ／６または−λ
／６ずれているインクリメンタル信号が記録された少な
くとも１つの他のインクリメンタル信号磁気トラックと
、 前記位相がλ／６または−λ／６ずれている前記インク
リメンタル信号磁気トラックに対して、位相がλ／１０
または−λ／１０ずれている少なくとも１つのインクリ
メンタル信号磁気トラック、ならびにこの位相がλ／１
０または−λ／１０ずれているインクリメンタル信号磁
気トラックに対して、さらに位相がλ／６または−λ／
６ずれているインクリメンタル信号磁気トラックと、 各インクリメンタル信号磁気トラックにそれぞれ対応す
る複数の磁気抵抗素子列を有し、かつ、各磁気抵抗素子
列の配置は相互に同相である磁気センサとを有すること
を特徴とする磁気エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029938A JP2722605B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 磁気エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029938A JP2722605B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 磁気エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210218A true JPH02210218A (ja) | 1990-08-21 |
| JP2722605B2 JP2722605B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=12289933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1029938A Expired - Lifetime JP2722605B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 磁気エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722605B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004009738A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Heidelberger Druckmas Ag | 被印刷体処理機械における、位置検出をする検出器を備えた搬送システム |
| GB2366871B (en) * | 2000-04-26 | 2004-06-02 | Electricfil | A high resolution position sensor |
| JP2004335699A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Tohoku Ricoh Co Ltd | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
| KR20170078736A (ko) * | 2014-10-31 | 2017-07-07 | 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 | 강자성 타겟 물체의 이동을 감지하기 위한 자기장 센서 |
| US11686599B2 (en) | 2018-08-06 | 2023-06-27 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154612A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-14 | Copal Co Ltd | 変位量検出装置 |
| JPS6042616A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-06 | Sony Magnescale Inc | 光学スケ−ル装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2529960B2 (ja) | 1987-03-14 | 1996-09-04 | 株式会社日立製作所 | 磁気的位置検出装置 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1029938A patent/JP2722605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154612A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-14 | Copal Co Ltd | 変位量検出装置 |
| JPS6042616A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-06 | Sony Magnescale Inc | 光学スケ−ル装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2366871B (en) * | 2000-04-26 | 2004-06-02 | Electricfil | A high resolution position sensor |
| JP2004009738A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Heidelberger Druckmas Ag | 被印刷体処理機械における、位置検出をする検出器を備えた搬送システム |
| JP2004335699A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Tohoku Ricoh Co Ltd | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
| KR20170078736A (ko) * | 2014-10-31 | 2017-07-07 | 알레그로 마이크로시스템스, 엘엘씨 | 강자성 타겟 물체의 이동을 감지하기 위한 자기장 센서 |
| US11686599B2 (en) | 2018-08-06 | 2023-06-27 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2722605B2 (ja) | 1998-03-04 |
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