JPH03125918A - 磁気検出装置 - Google Patents

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、磁気式ロータリーエンコーダ等に適用可能な
磁気検出装置に関する。

（従来の技術） 磁気式ロータリーエンコーダ等に適用可能な磁気検出装
置として、局面に磁極を一定間隔で着磁記録した磁気記
録媒体と、この記録媒体に対向する磁気抵抗ストライプ
を平面上に配置してなる磁気抵抗素子とを備えたものが
ある０本出願人の出願にかかる特願昭６３−３６９１２
号の明細書及び図面記載の発明もその一つであって、一
定波長λの繰り返し信号を着磁記録した磁気記録媒体と
、この記録媒体に対向する磁気抵抗ストライプを有する
磁気抵抗素子とを備え、この磁気抵抗素子は。

互いに（ｎ−１／２）λ（λは自然数）の間隔で配置し
、かつ直列に接続した２Ｍ本（Ｍは自然数）の磁気抵抗
ストライプを単位セグメントとして形成し、また、上記
磁気抵抗素子を定電流源により駆動するものである。

第５図は、上記出願にかかる磁気検出装置の一つの実施
態様を示す。第５図において、円板状の磁気記録媒体６
０は、周面に一定波長λの繰り返し信号を着磁記録する
ことにより一定間隔で磁極が形成されている。記録媒体
６０に対しては磁気抵抗素子が対向配置されている。磁
気抵抗素子は。

平面上に配置された複数の磁気抵抗ストライプ４１．４
２，４３．・・・・５６を有してなる。これらの磁気抵
抗ストライプは４本で一つの単位セグメントを構成して
いる。より具体的には、互いに隣接する４本の磁気抵抗
ストライプ４１，４２，４３．４４が一つの単位セグメ
ントを構成し、以下同様に、磁気抵抗ストライプ４５．
４６，４７゜４８が一つの単位セグメントを、磁気抵抗
ストライプ４９，５０，５１，５２が一つの単位セグメ
ントを、磁気抵抗ストライプ５３，５４，５５゜５６が
一つの単位セグメントをそれぞれ構成している。上記四
つの単位セグメントは、Ａ相検出用の左側二つと、Ｂ相
検出用の右側二つに分けられている。各単位セグメント
内での磁気抵抗ストライプの間隔はλ／２であり、Ａ相
に属する二つの単位セグメント間で相隣接する磁気抵抗
ストライプ４４．４５の間隔はλ／４、同様に、Ｂ相に
属する二つの単位セグメント間で相隣接する磁気抵抗ス
トライプ５２．５３の間隔もλ／４であり、さらに、各
磁気抵抗ストライプ列の中央部に位置する磁気抵抗スト
ライプであってＡ相に属する磁気抵抗ストライプ４８と
Ｂ相に属する磁気抵抗ストライプ４９との間隔はλ／８
に設定されている。

一つの単位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプ４
１，４２，４３．４４は電源Ｖｃと定電流源６１との間
に直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器５
７の一方の入力端子に入力され、他の一つの単位セグメ
ントを構成する磁気抵抗ストライプ４５，４６，４７．
４８は電源Ｖｃと定電流源６２との間に直列に接続され
ると共にその検出信号が差動増幅器５７の他方の入力端
子に入力される。差動増幅器５７はＡ相の検出信号を出
力する。同様に、単位セグメントを構成する磁気抵抗ス
トライプ４９，５０，５１．５２は電源ｖｃと定電流源
６３との間に直列に接続されると共にその検出信号が差
動増幅器５８の一方の入力端子に入力され、他の単位セ
グメントを構成する磁気抵抗ストライプ５３，５４，５
５．５６は電源ｖｃと定電流源６４との間に直列に接続
されると共にその検出信号が差動増幅器５８の他方の入
力端子に入力される。差動増幅器５８はＢ相の検出信号
を出力する。

人相及びＢ相の検出信号は、第３図、第４図に示すよう
に互いに位相が９０”ずれたパルス波形になり、パルス
数を計数することにより磁気記録媒体６０の回転速度や
回転位置を検出することができ、また、磁気記録媒体６
０の回転方向によってＡ相とＢ相の検出信号の位相ずれ
が逆転するため１位相ずれを検出することによって磁気
記録媒体６０の回転方向が時計方向であるか反時計方向
であるかを判別することができる。

磁気抵抗ストライプを上記従来例のように配置すれば、
１／２周期のノイズ成分をキャンセルすることができる
し、磁気抵抗素子の抵抗値が増えて消費電力が少なくて
すむという効果がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記出願にかかる磁気検出装置を含む従来の磁気検出装
置によれば、磁気抵抗ストライプ列を中央から二分し、
二分された磁気抵抗ストライプ列の一方をＡ相検出用と
し、他方をＢ相検出用としているため、第５図にＸで示
すように、磁気記録媒体の磁気抵抗素子に対する最近接
点と、磁気抵抗素子の中心点にずれがあると、Ａ相に属
する磁気抵抗ストライプが受ける信号磁界の強さとＢ相
に属する磁気抵抗ストライプが受ける信号磁界の強さと
が異なり、Ａ相出力とＢ相出力の大きさに差を生じる。

このようにＡ相とＢ相に出力差があると、磁気検出装置
としての周波数特性はＡ相とＢ相のうち特性の悪い方で
決まるため、特性の面から不利であり、また、高パルス
化のためにＡ相とＢ相の出力を波形成形しようとする際
に、補正をかけてＡ相とＢ相の出力を合わせる必要があ
り、信号処理上も不利である。このようなことから、上
記のずれＸがないことが理想的であるが、磁気抵抗素子
の各磁気抵抗ストライプ間隔及び磁気記録媒体の磁極間
隔は極めて微小なものであり、相当に微細な位置調整を
行っても相対的な位置ずれは避けることができず、上記
のような問題を解消することはできない。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、磁気記録媒体の磁気抵抗素子に対する最
近接点と、磁気抵抗素子の中心点にずれがあっても、Ａ
相とＢ相の出力差が大きくならないようにした磁気検出
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、磁気抵抗素子が、互いに所定間隔で配置され
かつ直列に接続された複数本の磁気抵抗ストライプを単
位セグメントとして複数組の単位セグメントで構成され
、各組に属する磁気抵抗ストライプは、磁気記録媒体に
対向する平面に他の組に属する磁気抵抗ストライプと順
次交互に配列されていることを特徴とする。

（作用） 各組に属する磁気抵抗ストライプは、他の組に属する磁
気抵抗ストライプと順次交互に配列されているため、各
相の検出出力が平均化され、差が少なくなる。

（実施例） 以下５図面を参照しながら本発明にかかる磁気検出装置
の実施例について説明する。

第１図において、円筒状の磁気記録媒体１は、周面に一
定波長λの繰り返し信号を着磁記録することにより一定
間隔で磁極が形成されている。磁気記録媒体１に対して
は磁気抵抗素子が対向配置されている。磁気抵抗素子は
、平面上に配置された複数の磁気抵抗ストライプ１１，
１２，１３゜１４、・・・・２６を左側から右側に向か
って順に有してなる。これらの磁気抵抗ストライプは４
本で一つの単位セグメントを構成している。ただし。

一つの単位セグメントは磁気抵抗ストライプ１１゜１３
．２０．２２で構成され、別の単位セグメントは磁気抵
抗ストライプ１２，１４，１９，２１で構成され、別の
単位セグメントは磁気抵抗ストライプ１５，１７，２４
，２６で構成され、さらに別の単位セグメントは磁気抵
抗ストライプ１６゜１８．２３，２５で構成されている
。一つの単位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプ
１１゜１３．２０．２２は電源Ｖｃと定電流源４との間
に直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器２
の一方の入力端子に入力され、他の一つの単位セグメン
トを構成する磁気抵抗ストライプ１２．１４，１９，２
１は電源Ｖｃと定電流源５の間に直列に接続されると共
にその検出信号が差動増幅器２の他方の入力端子に入力
される。差動増幅器２はＡ相の検出信号を出力する。同
様にして。

単位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプ１５．１
７，２４．２６は電源Ｖｃと定電流源７との間に直列に
接続されると共にその検出信号が差動増幅器３の一方の
入力端子に入力され、他の単位セグメントを構成する磁
気抵抗ストライプ１６゜１８．２３，２５は電源Ｖｃと
定電流源６との間に直列に接続されると共にその検出信
号が差動増幅器３の他方の入力端子に入力される。差動
増幅器３はＢ相の検出信号を出力する。

上記の説明からも明らかなように、第１図において左側
の４本の磁気抵抗ストライプ１１，１２゜１３．１４は
Ａ相検出用、中央部左側の４本の磁気抵抗ストライプ１
５，１６，１７，１８はＢ相検出用、中央部右側の４本
の磁気抵抗ストライプ１９．２０，２１，２２はＡ相検
出用、右側の４本の磁気抵抗ストライプ２３，２４，２
５，２６はＢ相検出用である。従って、Ａ相検出用磁気
抵抗ストライプ列とＢ相検出用磁気抵抗ストライプ列と
が順次交互に配置されていることになる。これらＡ相検
出用磁気抵抗ストライプ列とＢ相検出用磁気抵抗ストラ
イプ列との間には間隔Ｓがおかれている。ただし、Ｓ＝
３λ／８に設定されている。また、Ａ相検出用の磁気抵
抗ストライプ列内では、Ａ相検出用差動増幅器２の一方
の入力端子につながる磁気抵抗ストライプと他方の入力
端子につながる磁気抵抗ストライプが交互に配列され、
同様に、Ｂ相検出用の磁気抵抗ストライプ列内では、Ｂ
相検出用差動増幅器３の一方の入力端子につながる磁気
抵抗ストライプと他方の入力端子につながる磁気抵抗ス
トライプが交互に配列されている。さらに、Ａ相検出用
の磁気抵抗ストライプ列内及びＢ相検出用の磁気抵抗ス
トライプ列内における磁気抵抗ストライプ相互間には間
隔１がおかれている。ただし、ｌ＝λ／４に設定されて
いる。従って、一つの単位セグメントを構成する磁気抵
抗ストライプ相互の間隔はλ／２になっている。

上記実施例によれば、第５図に示した従来例と同様に、
磁気記録媒体１と磁気抵抗素子との相対回転により、第
３図、第４図に示すようにＡ相及びＢ相の検出信号を得
ることができる。この人相及びＢ相の検出信号は互いに
位相が９０’ずれたパルス波形になり、パルス数を計数
することにより回転速度や回転位置を検出することがで
きる。

また１回転方向によってＡ相とＢ相の検出信号の位相ず
れが逆転するため、位相ずれを検出することによって回
転方向が時計方向であるか反時計方向であるかを判別す
ることができる。

いま、第１図にＸで示すように、磁気記録媒体１の磁気
抵抗素子に対する最近接点と、磁気抵抗素子の中心点に
ずれがあったとする。このずれＸがあることにより、各
磁気抵抗ストライプが受ける磁界の強度が異なる。しか
しながら、磁気抵抗素子は、互いに所定間隔で配置され
かつ直列に接続された複数本の磁気抵抗ストライプを単
位セグメントとして複数組有し、各組に属する磁気抵抗
ストライプは、上記平面に順次交互に配列されているた
め、Ａ相に属する磁気抵抗ストライプが受ける磁界の強
度とＢ相に属する磁気抵抗ストライプが受ける磁界の強
度とが平均化されて各相の検出出力が平均化され、差が
少なくなる。その結果、磁気検出装置としての周波数特
性の劣化を防止することができるし、Ａ相とＢ相の出力
に補正をかけることなく高パルス化することができる。

次に、第２図に示す実施例について説明する。

この実施例は、磁気抵抗ストライプの数を前記実施例の
場合に比べて半減したもので、磁気抵抗素子は、平面上
に配置された複数の磁気抵抗ストライプ３１，３２，３
３，３４，３５，３６，３７゜３８を左側から右側に向
かって順に有してなる。

これらの磁気抵抗ストライプは２本で一つの単位セグメ
ントを構成している。一つの単位セグメントは磁気抵抗
ストライプ３１．３５で構成され。

別の単位セグメントは磁気抵抗ストライプ３２゜３６で
構成され、別の単位セグメントは磁気抵抗ストライプ３
３．３７で構成され、さらに別の単位セグメントは磁気
抵抗ストライプ３４．３８で構成されている。一つの単
位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプ３１，３５
は電源Ｖｃと定電流源２７との間に直列に接続されると
共にその検出信号が差動増幅器８の一方の入力端子に入
力され、他の一つの単位セグメントを構成する磁気抵抗
ストライプ３２，３６は電源Ｖｃと定電流源２８の間に
直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器８の
他方の入力端子に入力される。

差動増幅器８はＡ相の検出信号を出力する。同様にして
、単位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプ３３，
３７は電ｇＶｃと定電流源２９との間に直列に接続され
ると共にその検出信号が差動増幅器９の一方の入力端子
に入力され、他の単位セグメントを構成する磁気抵抗ス
トライプ３４゜３８は電源Ｖｃと定電流源３０との間に
直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器９の
他方の入力端子に入力される。差動増幅器９はＢ相の検
出信号を出力する。

上記の説明から明らかなように、Ａ相検出用磁気抵抗ス
トライプ列とＢ相検出用磁気抵抗ストライプ列とが順次
交互に配置されている。これらＡ相検出用磁気抵抗スト
ライプ列とＢ相検出用磁気抵抗ストライプ列との間には
間隔５（＝３λ／８）がおかれている。また、Ａ相検出
用の磁気抵抗ストライプ列内では、Ａ相検出用差動増幅
器８の一方の入力端子につながる磁気抵抗ストライプと
他方の入力端子につながる磁気抵抗ストライプが交互に
配列され、同様に、Ｂ相検出用の磁気抵抗ストライプ列
内では、Ｂ相検出用差動増幅器９の一方の入力端子につ
ながる磁気抵抗ストライプと他方の入力端子につながる
磁気抵抗ストライプが交互に配列されている。さらに、
Ａ相検出用の磁気抵抗ストライプ列内及びＢ相検出用の
磁気抵抗ストライプ列内における磁気抵抗ストライプ相
互間には間隔１（＝λ／４）がおかれている。また、中
央部左側の磁気抵抗ストライプ３４と中央部右側の磁気
抵抗ストライプ３５との間には間隔ｍ（＝５λ／８）が
おかれている。従って、一つの単位セグメントを構成す
る磁気抵抗ストライプ相互の間隔は３λ／２になってい
る。

上記実施例の場合も前記実施例と同様に作用し。

また、各単位セグメントに属する磁気抵抗ストライプは
、順次交互に配列されているため、磁気記録媒体の磁気
抵抗素子に対する最近接点と、磁気抵抗素子の中心点に
ずれＸが生じたとしても、Ａ相とＢ相の出力の差を小さ
くすることができる。

なお、磁気抵抗素子の個々の単位セグメントを構成する
磁気抵抗ストライプの間隔は、以上説明した実施例のよ
うな間隔に限定されるものではないが、所定の間隔に設
定されている必要がある。

これを−閣内に示すと、互いに（ｎ　−１／　２　）λ
（ただし、ｎは自然数）の間隔になっていればよい。ま
た、単位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプの本
数は２Ｍ本（ただし１Ｍは自然数）であればよい。

（発明の効果） 本発明によれば、磁気抵抗素子は、互いに所定間隔で配
置されかつ直列に接続された複数本の磁気抵抗ストライ
プを単位セグメントとして複数組有し、各組に属する磁
気抵抗ストライプは、平面に順次交互に配列されている
ため、磁気抵抗素子に対する最近接点と、磁気抵抗素子
の中心点にずれが生じたとしても、Ａ相に属する磁気抵
抗ストライプが受ける磁界の強度とＢ相に属する磁気抵
抗ストライプが受ける磁界の強度とが平均化されて各相
の検出出力が平均化され、差が少なくなるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる磁気検出装置の一実施例を示す
磁気記録媒体と磁気抵抗ストライプとの配置関係図、第
２図は本発明にかかる磁気検出装置の別の実施例を示す
磁気抵抗ストライプの配置関係図、第３図は磁気検出装
置による検出信号の一般的な例を示す波形図、第４図は
同じく回転方向が逆の場合の検出信号の例を示す波形図
、第５図は従来の磁気検出装置の例を示す磁気記録媒体
と磁気抵抗ストライプとの配置関係図である。 １・・・磁気記録媒体、　１１，１２，１３．〜２６・
・・磁気抵抗ストライプ、　　３１，３２．〜３８・・
・磁気抵抗ストライプ。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 周面に磁極を一定間隔で着磁記録した磁気記録媒体と、
   この記録媒体に対向する磁気抵抗ストライプを平面上に
   配置してなる磁気抵抗素子とを備えた磁気検出装置にお
   いて、 上記磁気抵抗素子は、互いに所定間隔で配置されかつ直
   列に接続された複数本の磁気抵抗ストライプを単位セグ
   メントとして複数組の単位セグメントを有し、 各組に属する上記磁気抵抗ストライプは、上記平面に他
   の組に属する磁気抵抗ストライプと順次交互に配列され
   ていることを特徴とする磁気検出装置。