JPH07111354B2 - センサー - Google Patents
センサーInfo
- Publication number
- JPH07111354B2 JPH07111354B2 JP61121127A JP12112786A JPH07111354B2 JP H07111354 B2 JPH07111354 B2 JP H07111354B2 JP 61121127 A JP61121127 A JP 61121127A JP 12112786 A JP12112786 A JP 12112786A JP H07111354 B2 JPH07111354 B2 JP H07111354B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording medium
- detection
- gap
- sensor
- magnetoresistive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、記録メディアにたとえば磁気的あるいは光
学的に記録されたスケールなどを表わす記録パターンを
非接触で電気的に検出するセンサーに係り、特に、記録
メディアと検出面との間に生じたギャップ変動の補償に
関する。
学的に記録されたスケールなどを表わす記録パターンを
非接触で電気的に検出するセンサーに係り、特に、記録
メディアと検出面との間に生じたギャップ変動の補償に
関する。
円板状または棒状の記録メディアにスケールなどを磁気
などの手段によって書き込んだ記録パターンの検出に
は、磁気抵抗素子、ホール素子、静電容量検出素子およ
び光学素子などからなるセンサーが用いられている。
などの手段によって書き込んだ記録パターンの検出に
は、磁気抵抗素子、ホール素子、静電容量検出素子およ
び光学素子などからなるセンサーが用いられている。
従来、このセンサーは、第７図に示すように、記録メデ
ィア２に磁化などによって記録された記録パターン４に
対して、一定のギャップｄを設けて検出素子６を設置
し、記録メディア２の記録パターン４を検出している。
ィア２に磁化などによって記録された記録パターン４に
対して、一定のギャップｄを設けて検出素子６を設置
し、記録メディア２の記録パターン４を検出している。
このように記録メディア２の記録パターン４を非接触で
電気的に検出する場合、記録メディア２の加工精度など
によって、記録メディア２と検出素子６の検出面とのギ
ャップｄが変動すると、そのギャップ変動が出力に表
れ、SN比の低下や検出精度を低下させる原因になる。た
とえば、磁気抵抗素子を検出素子６に用いた場合では、
動作点の設定によって出力波形の歪や出力レベルの変動
を生じる。
電気的に検出する場合、記録メディア２の加工精度など
によって、記録メディア２と検出素子６の検出面とのギ
ャップｄが変動すると、そのギャップ変動が出力に表
れ、SN比の低下や検出精度を低下させる原因になる。た
とえば、磁気抵抗素子を検出素子６に用いた場合では、
動作点の設定によって出力波形の歪や出力レベルの変動
を生じる。
ところで、円板状の記録メディア２と検出素子６とのギ
ャップｄの変動は、第８図に示すように、加工上の記録
メディア２のねじれなどによって生じ、ギャップｄの変
動は最小点と最大点が対を成して生じるものである。第
８図において、ｍは基準面ｆに対するねじれ幅を表す。
そして、多くの場合、そのギャップｄの変動幅の最大点
と最小点とは90゜の角度変位を以て生じることが知られ
ている。
ャップｄの変動は、第８図に示すように、加工上の記録
メディア２のねじれなどによって生じ、ギャップｄの変
動は最小点と最大点が対を成して生じるものである。第
８図において、ｍは基準面ｆに対するねじれ幅を表す。
そして、多くの場合、そのギャップｄの変動幅の最大点
と最小点とは90゜の角度変位を以て生じることが知られ
ている。
そこで、この発明は、記録メディアとのギャップ変動に
最大点と最小点を生ずることを利用して、ギャップ変動
の影響を原理的に解消したセンサーを提供しようとする
ものである。
最大点と最小点を生ずることを利用して、ギャップ変動
の影響を原理的に解消したセンサーを提供しようとする
ものである。
この発明のセンサーは、第１図または第３図に例示する
ように、移動する記録メディアとのギャップが最大およ
び最小になる位置のそれぞれに記録パターンを非接触で
電気的に検出する検出素子（第１実施例の磁気抵抗素子
８、10、第２実施例の磁気抵抗8A、8B、10A、10B）を、
前記記録メディアの上下面の何れか一方に近接対向して
設置し、各検出素子（第１実施例の磁気抵抗素子８、1
0、第２実施例の磁気抵抗8A、8B、10A、10B）の同相位
置の検出出力を合成して取り出すものである。
ように、移動する記録メディアとのギャップが最大およ
び最小になる位置のそれぞれに記録パターンを非接触で
電気的に検出する検出素子（第１実施例の磁気抵抗素子
８、10、第２実施例の磁気抵抗8A、8B、10A、10B）を、
前記記録メディアの上下面の何れか一方に近接対向して
設置し、各検出素子（第１実施例の磁気抵抗素子８、1
0、第２実施例の磁気抵抗8A、8B、10A、10B）の同相位
置の検出出力を合成して取り出すものである。
このように構成すると、ギャップが最大および最小にな
る位置の各検出出力を合成して取り出すことによって、
ギャップ変動の影響を解消する。
る位置の各検出出力を合成して取り出すことによって、
ギャップ変動の影響を解消する。
この発明のセンサーにおいて、検出素子はブリッジ回路
の一辺に設置して各検出素子の出力を合成して取り出す
ようにすれば、ブリッジ回路の平衡機能によってギャッ
プ変動分を相殺した検出出力が取り出される。
の一辺に設置して各検出素子の出力を合成して取り出す
ようにすれば、ブリッジ回路の平衡機能によってギャッ
プ変動分を相殺した検出出力が取り出される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
〔第１実施例〕 第１図は、この発明のセンサーの第１実施例を示す。
記録メディア２は、強磁性体円板で構成されており、第
２図に示すように、その面内に同心円上にたとえばスケ
ールを表わす記録パターン４が磁化によって記録されて
おり、回転軸12を中心にして回転可能に設置されてい
る。この場合、記録パターン４は、記録メディア２の上
下面から検出可能に、記録メディア２の上下面に貫通す
る形で磁化する垂直磁化方式または上下面に同一パター
ンを磁化する磁化方式によって記録されている。
２図に示すように、その面内に同心円上にたとえばスケ
ールを表わす記録パターン４が磁化によって記録されて
おり、回転軸12を中心にして回転可能に設置されてい
る。この場合、記録パターン４は、記録メディア２の上
下面から検出可能に、記録メディア２の上下面に貫通す
る形で磁化する垂直磁化方式または上下面に同一パター
ンを磁化する磁化方式によって記録されている。
この記録メディア２の記録パターン４を検出する検出素
子として磁気抵抗素子８、10が設置されており、各磁気
抵抗素子８、10は、記録パターン４に対して記録メディ
ア２の変形が最大、最小になるそれぞれの部位におい
て、第２図に示すように、各検出出力が同相となる位置
に、変形のない理想的な記録メディアを想定して、検出
面を等しい幅のギャップｄを設けて固定する。
子として磁気抵抗素子８、10が設置されており、各磁気
抵抗素子８、10は、記録パターン４に対して記録メディ
ア２の変形が最大、最小になるそれぞれの部位におい
て、第２図に示すように、各検出出力が同相となる位置
に、変形のない理想的な記録メディアを想定して、検出
面を等しい幅のギャップｄを設けて固定する。
ところで、円板状の記録メディア２では、多くの場合、
加工上の変形の最大点、最小点は90゜の角度を以て生じ
るので、この実施例の場合、磁気抵抗素子８、10は、記
録メディア２の回転軸12を中心にして同心円上の90゜の
角度だけ変位した位置に設置している。
加工上の変形の最大点、最小点は90゜の角度を以て生じ
るので、この実施例の場合、磁気抵抗素子８、10は、記
録メディア２の回転軸12を中心にして同心円上の90゜の
角度だけ変位した位置に設置している。
そして、各磁気抵抗素子８、10は、端子ｈ、ｉ間を接続
するとともに、端子ｇを接地して直列に接続されている
とともに、端子ｊ、ｇ間に外部端子14から電圧Ｖが加え
られている。
するとともに、端子ｇを接地して直列に接続されている
とともに、端子ｊ、ｇ間に外部端子14から電圧Ｖが加え
られている。
このように構成すると、磁気抵抗素子８側のギャップｄ
が減少すると磁気抵抗素子10側のギャップｄが増加し、
また、磁気抵抗素子10側のギャップｄが減少すると磁気
抵抗素子８側のギャップｄが増加し、その増減はほぼ比
例関係にあるので、両者の検出出力は各ギャップｄの変
動に応じたものとなるが、各検出出力は磁気抵抗素子
８、10が直列に接続されているので、両検出出力が合成
されて取り出され、その合成出力はギャップ変動の影響
を受けないものとなる。
が減少すると磁気抵抗素子10側のギャップｄが増加し、
また、磁気抵抗素子10側のギャップｄが減少すると磁気
抵抗素子８側のギャップｄが増加し、その増減はほぼ比
例関係にあるので、両者の検出出力は各ギャップｄの変
動に応じたものとなるが、各検出出力は磁気抵抗素子
８、10が直列に接続されているので、両検出出力が合成
されて取り出され、その合成出力はギャップ変動の影響
を受けないものとなる。
（第２実施例） 第３図は、この発明のセンサーの第２実施例を示す。
この実施例のセンサーは、記録メディア２の記録パター
ン４を検出する検出素子として２対の磁気抵抗素子8A、
8B、10A、10Bを用いて、各対の磁気抵抗素子8A、8Bと、
磁気抵抗素子10A、10Bとを記録メディア２とのギャップ
ｄの最大、最小点に設置したものである。この実施例の
場合も、ギャップｄの最大、最小点の生じる位置を90゜
の角度だけ変位した位置を想定している。
ン４を検出する検出素子として２対の磁気抵抗素子8A、
8B、10A、10Bを用いて、各対の磁気抵抗素子8A、8Bと、
磁気抵抗素子10A、10Bとを記録メディア２とのギャップ
ｄの最大、最小点に設置したものである。この実施例の
場合も、ギャップｄの最大、最小点の生じる位置を90゜
の角度だけ変位した位置を想定している。
磁気抵抗素子8Aと磁気抵抗素子8Bとは、第４図に示すよ
うに、記録メディア２の記録パターン４の記録信号波長
λの1/4の電気的位相角を以て設置されており、磁気抵
抗素子10A、10Bも同様に設置されている。したがって、
磁気抵抗素子8A、10Aは第５図のＡに示す検出出力、磁
気抵抗素子8B、10Bは第５図のＢに示す検出出力を生
じ、各検出出力間にはλ/4の位相偏移が生じる。
うに、記録メディア２の記録パターン４の記録信号波長
λの1/4の電気的位相角を以て設置されており、磁気抵
抗素子10A、10Bも同様に設置されている。したがって、
磁気抵抗素子8A、10Aは第５図のＡに示す検出出力、磁
気抵抗素子8B、10Bは第５図のＢに示す検出出力を生
じ、各検出出力間にはλ/4の位相偏移が生じる。
そして、ギャップ変動を吸収するために同相出力を生じ
る磁気抵抗素子8A、10Aの端子ｐ、ｓ間、磁気抵抗素子8
B、10Bの端子ｒ、ｕ間、磁気抵抗素子10A、8Bの端子
ｔ、ｑ間をそれぞれ直列に接続するとともに、純抵抗素
子16、18を設置することによってブリッジ回路を構成
し、端子14に電圧Ｖを加え、ブリッジ回路の検出出力V
OUTを出力端子20a、20bから取り出すようにしている。
る磁気抵抗素子8A、10Aの端子ｐ、ｓ間、磁気抵抗素子8
B、10Bの端子ｒ、ｕ間、磁気抵抗素子10A、8Bの端子
ｔ、ｑ間をそれぞれ直列に接続するとともに、純抵抗素
子16、18を設置することによってブリッジ回路を構成
し、端子14に電圧Ｖを加え、ブリッジ回路の検出出力V
OUTを出力端子20a、20bから取り出すようにしている。
このブリッジ回路は、第６図に示すように、記録メディ
ア２の記録パターン４を検出して抵抗値が変化するとと
もに、ギャップ変動に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗
素子8A、8B、10A、10Bからなる変動辺と、純抵抗素子1
6、18からなる固定辺とから構成されている。
ア２の記録パターン４を検出して抵抗値が変化するとと
もに、ギャップ変動に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗
素子8A、8B、10A、10Bからなる変動辺と、純抵抗素子1
6、18からなる固定辺とから構成されている。
このブリッジ回路において、記録パターン４による磁界
が０の場合の磁気抵抗素子8A、8B、10A、10Bの抵抗値を
Ｒ、記録メディア２とのギャップｄの最大変位量に対す
る抵抗値変化ΔRmax、記録パターン４の記録信号の検出
による抵抗値変化率を±４％、純抵抗素子16、18の抵抗
値を2Rとし、たとえば、磁気抵抗素子8A、8B側のギャッ
プｄが最小、磁気抵抗素子10A、10B側のギャップｄが最
大になる場合を想定すると、磁気抵抗素子8Aの抵抗値は
1.04（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子8Bの抵抗値は0.96
（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子10Aの抵抗値は1.04（Ｒ
−ΔRmax）、磁気抵抗素子10Bの抵抗値は0.96（Ｒ−ΔR
max）となる。
が０の場合の磁気抵抗素子8A、8B、10A、10Bの抵抗値を
Ｒ、記録メディア２とのギャップｄの最大変位量に対す
る抵抗値変化ΔRmax、記録パターン４の記録信号の検出
による抵抗値変化率を±４％、純抵抗素子16、18の抵抗
値を2Rとし、たとえば、磁気抵抗素子8A、8B側のギャッ
プｄが最小、磁気抵抗素子10A、10B側のギャップｄが最
大になる場合を想定すると、磁気抵抗素子8Aの抵抗値は
1.04（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子8Bの抵抗値は0.96
（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子10Aの抵抗値は1.04（Ｒ
−ΔRmax）、磁気抵抗素子10Bの抵抗値は0.96（Ｒ−ΔR
max）となる。
ゆえに、ブリッジ回路において、磁気抵抗素子8A、10A
間に発生する電圧をV1、純抵抗素子16の端子間に発生す
る電圧をV2とすると、電圧V1、V2は、 V1＝2.08R・V/4R＝0.52V …（１） V2＝2R・V/4R＝0.5V …（２） となり、出力端子20a、20b間に発生する検出出力V
OUTは、 VOUT＝V1−V2＝0.02V …（３） となる。すなわち、検出出力VOUTは、電圧Ｖのみに依存
し、ギャップ変動の影響を受けないことが判る。
間に発生する電圧をV1、純抵抗素子16の端子間に発生す
る電圧をV2とすると、電圧V1、V2は、 V1＝2.08R・V/4R＝0.52V …（１） V2＝2R・V/4R＝0.5V …（２） となり、出力端子20a、20b間に発生する検出出力V
OUTは、 VOUT＝V1−V2＝0.02V …（３） となる。すなわち、検出出力VOUTは、電圧Ｖのみに依存
し、ギャップ変動の影響を受けないことが判る。
なお、各実施例では検出素子を磁気抵抗素子で構成した
場合について説明したが、この発明は、ホール素子、静
電容量検出素子および光学素子などの検出素子を用いた
場合にも適用できる。
場合について説明したが、この発明は、ホール素子、静
電容量検出素子および光学素子などの検出素子を用いた
場合にも適用できる。
以上説明したように、この発明によれば、記録メディア
と検出面とのギャップが最大および最小の位置に検出素
子を設置して、各検出素子の検出出力を合成して取り出
すので、ギャップの変動出力を相殺でき、ギャップの変
動に無関係に一定の検出出力を取り出すことができ、ギ
ャップ変動の影響を除くことができる。また、この発明
によれば、記録メディア回転面に対するねじれに起因す
る検出素子とのギャップ変動を補償でき、安定した一定
の検出出力を得ることができる。
と検出面とのギャップが最大および最小の位置に検出素
子を設置して、各検出素子の検出出力を合成して取り出
すので、ギャップの変動出力を相殺でき、ギャップの変
動に無関係に一定の検出出力を取り出すことができ、ギ
ャップ変動の影響を除くことができる。また、この発明
によれば、記録メディア回転面に対するねじれに起因す
る検出素子とのギャップ変動を補償でき、安定した一定
の検出出力を得ることができる。
第１図はこの発明のセンサーの第１実施例を示す図、第
２図はこの発明のセンサーの第１実施例の記録メディア
に対する磁気抵抗素子の配置関係を示す図、第３図はこ
の発明のセンサーの第２実施例を示す図、第４図はこの
発明のセンサーの第２実施例の記録メディアに対する磁
気抵抗素子の配置関係を示す図、第５図は第４図に示し
た磁気抵抗素子の検出出力を示す図、第６図は第３図に
示したセンサーの等価回路を示す回路図、第７図は従来
のセンサーを示す図、第８図は記録メディアの変形状態
を示す図である。 ２……記録メディア、４……記録パターン、８、8A、8
B、10、10A、10B……検出素子としての磁気抵抗素子。
２図はこの発明のセンサーの第１実施例の記録メディア
に対する磁気抵抗素子の配置関係を示す図、第３図はこ
の発明のセンサーの第２実施例を示す図、第４図はこの
発明のセンサーの第２実施例の記録メディアに対する磁
気抵抗素子の配置関係を示す図、第５図は第４図に示し
た磁気抵抗素子の検出出力を示す図、第６図は第３図に
示したセンサーの等価回路を示す回路図、第７図は従来
のセンサーを示す図、第８図は記録メディアの変形状態
を示す図である。 ２……記録メディア、４……記録パターン、８、8A、8
B、10、10A、10B……検出素子としての磁気抵抗素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 好典 静岡県浜松市中沢町10番１号 日本楽器製 造株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−7562（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】移動する記録メディアとのギャップが最大
および最小になる位置のそれぞれに記録パターンを非接
触で電気的に検出する検出素子を、前記記録メディアの
上下面の何れか一方に近接対向して設置し、各検出素子
の同相位置の検出出力を合成して取り出すことを特徴と
するセンサー。 - 【請求項２】前記検出素子はブリッジ回路の一辺に設置
して各検出素子の出力を合成して取り出すことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のセンサー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121127A JPH07111354B2 (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | センサー |
| US07/021,179 US4768119A (en) | 1986-03-05 | 1987-03-03 | Non-contact head with variable clearance compensating means |
| KR1019870001887A KR920008052B1 (ko) | 1986-03-05 | 1987-03-03 | 개선된 비 접촉 검출형 로터리 엔코우더 |
| EP87850067A EP0244375B1 (en) | 1986-03-05 | 1987-03-04 | Contactless type rotary encoder |
| DE3788893T DE3788893T2 (de) | 1986-03-05 | 1987-03-04 | Kontaktloser Drehkodierer. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121127A JPH07111354B2 (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278407A JPS62278407A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH07111354B2 true JPH07111354B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=14803547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61121127A Expired - Fee Related JPH07111354B2 (ja) | 1986-03-05 | 1986-05-28 | センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111354B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5459153B2 (ja) * | 2010-09-13 | 2014-04-02 | 株式会社リコー | 回転検出器、モータ駆動装置、画像形成装置、及びプログラム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577562A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | Rotation detector |
-
1986
- 1986-05-28 JP JP61121127A patent/JPH07111354B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278407A (ja) | 1987-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |