JPH08304106A - 位置センサ及び位置検出装置 - Google Patents
位置センサ及び位置検出装置Info
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- JPH08304106A JPH08304106A JP10674695A JP10674695A JPH08304106A JP H08304106 A JPH08304106 A JP H08304106A JP 10674695 A JP10674695 A JP 10674695A JP 10674695 A JP10674695 A JP 10674695A JP H08304106 A JPH08304106 A JP H08304106A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で低価格な位置センサを提供する。
【構成】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極
Ｎ、Ｓが等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互
いに平行で該磁極Ｎ、Ｓの磁極間隔λ1／２、λ2／２が
互いに異なる第１、第２の磁性部材１、２と、上記磁極
Ｎ、Ｓの配設方向をスライド方向Ｘとして上記第１、第
２の磁性部材１、２と相対移動可能に該第１、第２の磁
性部材１、２に各々対向配設され、該スライド方向Ｘに
対し該第１、第２の磁性部材１、２の磁極間隔λ1／
２、λ2／２を等分割する間隔毎に設けられた複数のＭ
Ｒ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂにより該第１、第２の磁
性部材１、２の各磁極Ｎ、Ｓ間に生じる磁束の変化量を
検出する第１、第２の検出器１１、１２が基板１０の主
面に設けられた磁気ヘッド３とを備える。
Ｎ、Ｓが等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互
いに平行で該磁極Ｎ、Ｓの磁極間隔λ1／２、λ2／２が
互いに異なる第１、第２の磁性部材１、２と、上記磁極
Ｎ、Ｓの配設方向をスライド方向Ｘとして上記第１、第
２の磁性部材１、２と相対移動可能に該第１、第２の磁
性部材１、２に各々対向配設され、該スライド方向Ｘに
対し該第１、第２の磁性部材１、２の磁極間隔λ1／
２、λ2／２を等分割する間隔毎に設けられた複数のＭ
Ｒ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂにより該第１、第２の磁
性部材１、２の各磁極Ｎ、Ｓ間に生じる磁束の変化量を
検出する第１、第２の検出器１１、１２が基板１０の主
面に設けられた磁気ヘッド３とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置センサ及び位置検出
装置に関し、特に磁束の変化量を検出する位置センサ及
びこの位置センサを用いて位置を検出する位置検出装置
に関する。
装置に関し、特に磁束の変化量を検出する位置センサ及
びこの位置センサを用いて位置を検出する位置検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、工作機械のスライダ部のスライ
ド位置や移動体の移動位置等の対象物の位置を検出する
位置センサ３０として、図４に示すように互いにスライ
ド方向Ｘに相対移動するように対向配設され、互いに該
スライド方向Ｘに平行に配設されＮ極とＳ極が交互に等
間隔に複数個形成された第１、第２の磁性部材３１、３
２と、該第１、第２の磁性部材３１、３２の該スライド
方向Ｘの磁束変化を検出する磁気ヘッド３５とを備えた
ものが知られている。
ド位置や移動体の移動位置等の対象物の位置を検出する
位置センサ３０として、図４に示すように互いにスライ
ド方向Ｘに相対移動するように対向配設され、互いに該
スライド方向Ｘに平行に配設されＮ極とＳ極が交互に等
間隔に複数個形成された第１、第２の磁性部材３１、３
２と、該第１、第２の磁性部材３１、３２の該スライド
方向Ｘの磁束変化を検出する磁気ヘッド３５とを備えた
ものが知られている。
【０００３】上記第１、第２の磁性部材３１、３２は、
隣接するＮ極間及びＳ極間の間隔がλ1、λ2で、隣接す
るＮ極とＳ極の磁極間がλ1／２、λ2／２で着磁されて
形成される。
隣接するＮ極間及びＳ極間の間隔がλ1、λ2で、隣接す
るＮ極とＳ極の磁極間がλ1／２、λ2／２で着磁されて
形成される。
【０００４】上記磁気ヘッド３５は、第１、第２の磁性
部材３１、３２に対向配置されフェライト等の磁性体で
形成される第１、第２の磁気コア３３、３４が配設され
る。該第１、第２の磁気コア３３、３４は、略リング形
状で第１、第２の磁性部材３１、３２のスライド方向Ｘ
に対する磁束に鎖交する第１、第２のギャップＧ１、Ｇ
２が形成される。この第１、第２の磁気コア３３、３４
には、巻回部Ｈ１、Ｈ２に巻回されて互いに並列に接続
される励磁コイル３６が設けられる。また、第１の磁気
コア３３の巻回部Ｍ１には出力コイル３７が巻回され、
第２の磁気コア３４の巻回部Ｍ２には出力コイル３８が
巻回される。
部材３１、３２に対向配置されフェライト等の磁性体で
形成される第１、第２の磁気コア３３、３４が配設され
る。該第１、第２の磁気コア３３、３４は、略リング形
状で第１、第２の磁性部材３１、３２のスライド方向Ｘ
に対する磁束に鎖交する第１、第２のギャップＧ１、Ｇ
２が形成される。この第１、第２の磁気コア３３、３４
には、巻回部Ｈ１、Ｈ２に巻回されて互いに並列に接続
される励磁コイル３６が設けられる。また、第１の磁気
コア３３の巻回部Ｍ１には出力コイル３７が巻回され、
第２の磁気コア３４の巻回部Ｍ２には出力コイル３８が
巻回される。
【０００５】以上の構成による位置センサ３０は、磁気
ヘッド３５の励磁コイル３６にｓｉｎ（ωｔ）の励磁信
号を供給した際に、該磁気ヘッド３５の出力コイル３
７、３８では、スライド方向Ｘにおける位置ｘに対して
下記（１１）式、（１２）式の出力信号Ｙ１、Ｙ２が得
られる。
ヘッド３５の励磁コイル３６にｓｉｎ（ωｔ）の励磁信
号を供給した際に、該磁気ヘッド３５の出力コイル３
７、３８では、スライド方向Ｘにおける位置ｘに対して
下記（１１）式、（１２）式の出力信号Ｙ１、Ｙ２が得
られる。
【０００６】 Ｙ１＝ ｓｉｎ（ωｔ＋２πｘ／λ1） （１１）式 Ｙ２＝ ｓｉｎ（ωｔ＋２πｘ／λ2） （１２）式 上記出力信号Ｙ１、Ｙ２の減算値Ｙ１−Ｙ２は、下記
（１３）式となり、この減算値Ｙ１−Ｙ２を復調するこ
とにより｛１／（１／λ1−１／λ2）｝の項を取り出す
ことが可能である。
（１３）式となり、この減算値Ｙ１−Ｙ２を復調するこ
とにより｛１／（１／λ1−１／λ2）｝の項を取り出す
ことが可能である。
【０００７】 Ｙ１−Ｙ２＝ ２ｃｏｓ・１／２｛２ωｔ＋２πｘ・（１／λ1＋１／λ2）｝ ・ｓｉｎ１／２｛２πｘ・（１／λ1−１／λ2）｝ （１３）式 以上のように位置センサ３０では、励磁信号ｓｉｎ（ω
ｔ）が、２πｘ／λ1、２πｘ／λ2の位相変調が行われ
て１／λ1、１／λ2の最小公倍数｛１／（１／λ1−１
／λ2）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｙ１
−Ｙ２がスライド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、
位置ｘの検出が可能である。このように、磁気ヘッド３
５は、該励磁信号により出力コイル３７、３８の出力信
号を位相変調する磁気変調型素子として機能する。この
磁気ヘッド３５を対象物に一体に設けることにより、該
対象物の位置を広い測定範囲で正確に検出することが可
能である。
ｔ）が、２πｘ／λ1、２πｘ／λ2の位相変調が行われ
て１／λ1、１／λ2の最小公倍数｛１／（１／λ1−１
／λ2）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｙ１
−Ｙ２がスライド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、
位置ｘの検出が可能である。このように、磁気ヘッド３
５は、該励磁信号により出力コイル３７、３８の出力信
号を位相変調する磁気変調型素子として機能する。この
磁気ヘッド３５を対象物に一体に設けることにより、該
対象物の位置を広い測定範囲で正確に検出することが可
能である。
【０００８】上記対象物の位置の検出は、上記位置セン
サ３０と、該位置センサ３０で検出された出力信号Ｙ
１、Ｙ２の減算処理によりＹ１−Ｙ２を出力する減算回
路４２と、該Ｙ１−Ｙ２から｛１／（１／λ1−１／
λ2）｝の項の復調処理を行う復調回路４３とが設けら
れる位置検出装置で行う。
サ３０と、該位置センサ３０で検出された出力信号Ｙ
１、Ｙ２の減算処理によりＹ１−Ｙ２を出力する減算回
路４２と、該Ｙ１−Ｙ２から｛１／（１／λ1−１／
λ2）｝の項の復調処理を行う復調回路４３とが設けら
れる位置検出装置で行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記位置検
出装置の減算回路４２の減算処理及び上記復調回路４３
の復調処理は複雑であり、該減算回路４２及び該復調回
路４３の構成が複雑となる。このため、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
出装置の減算回路４２の減算処理及び上記復調回路４３
の復調処理は複雑であり、該減算回路４２及び該復調回
路４３の構成が複雑となる。このため、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
【００１０】また、上記位置検出装置では、磁気ヘッド
３５の出力コイル３７、３８の出力信号を位相変調する
ために、励磁コイル３６に励磁信号を供給する必要が有
り、励磁信号の発振器４１を必要とし、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
３５の出力コイル３７、３８の出力信号を位相変調する
ために、励磁コイル３６に励磁信号を供給する必要が有
り、励磁信号の発振器４１を必要とし、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
【００１１】また、上記磁気ヘッド３５の第１、第２の
コア３３、３４は、励磁コイル３６及び出力コイル３
７、３８を巻回する領域を巻回部に確保する必要があ
る。このため、磁気ヘッド３５の小型化は励磁コイル３
６及び出力コイル３７、３８の巻回数や径に依存する該
巻回部の大きさに制限されて、位置センサ３０の小型化
を困難にするという問題点を生じている。
コア３３、３４は、励磁コイル３６及び出力コイル３
７、３８を巻回する領域を巻回部に確保する必要があ
る。このため、磁気ヘッド３５の小型化は励磁コイル３
６及び出力コイル３７、３８の巻回数や径に依存する該
巻回部の大きさに制限されて、位置センサ３０の小型化
を困難にするという問題点を生じている。
【００１２】本発明は、以上のような問題点に鑑み、小
型で低価格な位置センサ及び小型で低価格な位置検出装
置を提供することを目的とする。
型で低価格な位置センサ及び小型で低価格な位置検出装
置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係る位置センサは、隣接し合う位置で互いに異なる
極性の磁極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向
が互いに平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、
第２の磁性部材と、上記磁極の配設方向をスライド方向
として上記第１、第２の磁性部材と相対移動可能に該第
１、第２の磁性部材に各々対向配設され、該スライド方
向に対し該第１、第２の磁性部材の磁極間隔を等分割す
る間隔毎に設けられた複数の磁気抵抗効果素子により該
第１、第２の磁性部材の各磁極間に生じる磁束の変化量
を検出する第１、第２の検出器が同一基板の主面に設け
られた磁気ヘッドとを備える。
明に係る位置センサは、隣接し合う位置で互いに異なる
極性の磁極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向
が互いに平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、
第２の磁性部材と、上記磁極の配設方向をスライド方向
として上記第１、第２の磁性部材と相対移動可能に該第
１、第２の磁性部材に各々対向配設され、該スライド方
向に対し該第１、第２の磁性部材の磁極間隔を等分割す
る間隔毎に設けられた複数の磁気抵抗効果素子により該
第１、第２の磁性部材の各磁極間に生じる磁束の変化量
を検出する第１、第２の検出器が同一基板の主面に設け
られた磁気ヘッドとを備える。
【００１４】上記目的を達成した本発明に係る位置検出
装置は、隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極が等
間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに平行で
該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁性部材
と、上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第
１、第２の磁性部材と相対移動可能に該第１、第２の磁
性部材に各々対向配設され、該スライド方向に対し該第
１、第２の磁性部材の磁極間隔を等分割する間隔毎に設
けられた複数の磁気抵抗効果素子により該第１、第２の
磁性部材の各磁極間に生じる磁束の変化量を検出する第
１、第２の検出器が同一基板の主面に設けられた磁気ヘ
ッドと、上記磁気ヘッドの第１、第２の検出器で検出さ
れた磁束の変化量に基づいて上記スライド方向に対する
該磁気ヘッドの位置を演算する演算手段とを備える。
装置は、隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極が等
間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに平行で
該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁性部材
と、上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第
１、第２の磁性部材と相対移動可能に該第１、第２の磁
性部材に各々対向配設され、該スライド方向に対し該第
１、第２の磁性部材の磁極間隔を等分割する間隔毎に設
けられた複数の磁気抵抗効果素子により該第１、第２の
磁性部材の各磁極間に生じる磁束の変化量を検出する第
１、第２の検出器が同一基板の主面に設けられた磁気ヘ
ッドと、上記磁気ヘッドの第１、第２の検出器で検出さ
れた磁束の変化量に基づいて上記スライド方向に対する
該磁気ヘッドの位置を演算する演算手段とを備える。
【００１５】また、演算手段は、検出器の位置に対する
演算結果を線形とするように補正を行う補正手段が設け
られたことを特徴とする。
演算結果を線形とするように補正を行う補正手段が設け
られたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】以上の構成を備える本発明に係る位置センサに
よれば、同一基板の主面に互いに複数の磁気抵抗効果素
子が等間隔に配設された第１、第２の検出器が形成され
た磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極が形成
された第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁束の変
化量を検出する。
よれば、同一基板の主面に互いに複数の磁気抵抗効果素
子が等間隔に配設された第１、第２の検出器が形成され
た磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極が形成
された第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁束の変
化量を検出する。
【００１７】以上の構成を備える本発明に係る位置検出
装置によれば、同一基板の主面に互いに複数の磁気抵抗
効果素子が等間隔に配設された第１、第２の検出器が設
けられた磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極
が形成された第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁
束の変化量を検出して、該検出結果に基づいて演算手段
で該スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る。
装置によれば、同一基板の主面に互いに複数の磁気抵抗
効果素子が等間隔に配設された第１、第２の検出器が設
けられた磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極
が形成された第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁
束の変化量を検出して、該検出結果に基づいて演算手段
で該スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る。
【００１８】また、演算手段に設けられた補正手段で磁
気ヘッドの位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。
気ヘッドの位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。
【００１９】
【実施例】以下、本発明に係る位置センサの好ましい実
施例について図面を参照しながら説明する。
施例について図面を参照しながら説明する。
【００２０】本発明に係る位置センサ２０は、図１に示
すように互いにスライド方向Ｘに相対移動するように対
向配設され、互いに該スライド方向Ｘに平行に配設され
る第１、第２の磁性部材１、２と、該第１の磁性部材１
と該第１、第２の磁性部材１、２の該スライド方向Ｘの
磁束変化を検出する磁気ヘッド３とを備える。
すように互いにスライド方向Ｘに相対移動するように対
向配設され、互いに該スライド方向Ｘに平行に配設され
る第１、第２の磁性部材１、２と、該第１の磁性部材１
と該第１、第２の磁性部材１、２の該スライド方向Ｘの
磁束変化を検出する磁気ヘッド３とを備える。
【００２１】上記第１の磁性部材１は、スライド方向Ｘ
にＮ極とＳ極が交互に等間隔に複数個形成され、同極間
同士の間隔がλ1となるように着磁されて形成される。
にＮ極とＳ極が交互に等間隔に複数個形成され、同極間
同士の間隔がλ1となるように着磁されて形成される。
【００２２】上記第２の磁性部材２は、スライド方向Ｘ
にＮ極とＳ極が交互に等間隔に複数個形成され、同極間
同士の間隔がλ2となるように着磁されて形成される。
にＮ極とＳ極が交互に等間隔に複数個形成され、同極間
同士の間隔がλ2となるように着磁されて形成される。
【００２３】上記磁気ヘッド３は、上記第１の磁性部材
１に対向配設される第１のＭＲセンサ１１と、上記第２
の磁性部材２に対向配設される第２のＭＲセンサ１２と
を有する。
１に対向配設される第１のＭＲセンサ１１と、上記第２
の磁性部材２に対向配設される第２のＭＲセンサ１２と
を有する。
【００２４】上記第１、第２のＭＲセンサ１１、１２
は、ポリイミド樹脂等のフレキシブル基板１５にガラス
等の略方形状の非磁性体の硬質の基板１０が設けられ、
該基板１０の主面には、上記スライド方向Ｘに互いに平
行にλ1／２・１／４間隔毎、λ2／２・１／４間隔毎に
上記第１、第２の磁性部材１、２から該スライド方向Ｘ
の磁束の変化量を抵抗の変化量として検出する各々４個
の略長方形のＭＲ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂが配設さ
れる。
は、ポリイミド樹脂等のフレキシブル基板１５にガラス
等の略方形状の非磁性体の硬質の基板１０が設けられ、
該基板１０の主面には、上記スライド方向Ｘに互いに平
行にλ1／２・１／４間隔毎、λ2／２・１／４間隔毎に
上記第１、第２の磁性部材１、２から該スライド方向Ｘ
の磁束の変化量を抵抗の変化量として検出する各々４個
の略長方形のＭＲ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂが配設さ
れる。
【００２５】上記ＭＲ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂは、
上記基板１０の主面に真空蒸着装置やスパッタ装置等に
よりＦｅ−Ｎｉ合金膜（いわゆるパーマロイ膜）や数原
子層のＦｅ、Ｃｏ等で形成された磁性体層と数原子層の
Ｃｒ、Ｃｕ等で形成された導体層を交互に積層した格子
膜等からなる磁性体膜を形成し、該磁性体膜を光が透過
する略長方形のガラス基板の主面に各々長手方向に平行
にλ1／２・１／４間隔毎、λ2／２・１／４間隔毎に各
々４個の略長方形の金属等の光を透過しない不透過膜が
形成されたＭＲ素子用フォトマスクを用いたホトリソグ
ラフィー等の技術でλ1／２・１／４間隔毎に略長方形
状のＭＲ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂを残して、他の部
分の該磁性体膜をエッチングすることにより形成され
る。
上記基板１０の主面に真空蒸着装置やスパッタ装置等に
よりＦｅ−Ｎｉ合金膜（いわゆるパーマロイ膜）や数原
子層のＦｅ、Ｃｏ等で形成された磁性体層と数原子層の
Ｃｒ、Ｃｕ等で形成された導体層を交互に積層した格子
膜等からなる磁性体膜を形成し、該磁性体膜を光が透過
する略長方形のガラス基板の主面に各々長手方向に平行
にλ1／２・１／４間隔毎、λ2／２・１／４間隔毎に各
々４個の略長方形の金属等の光を透過しない不透過膜が
形成されたＭＲ素子用フォトマスクを用いたホトリソグ
ラフィー等の技術でλ1／２・１／４間隔毎に略長方形
状のＭＲ素子４ａ〜７ａ、４ｂ〜７ｂを残して、他の部
分の該磁性体膜をエッチングすることにより形成され
る。
【００２６】また、この第１のＭＲセンサ１１は、配線
用の所定パターンが形成された配線用フォトマスクを用
いたホトリソグラフィー等の技術で形成される銅、アル
ミ等の金属材料の配線層により、図２Ａに示すようにＭ
Ｒ素子４ａの一端は電源電圧Ｖｃｃに接続され、該ＭＲ
素子４ａの他の一端はＭＲ素子６ａの一端に接続され、
該ＭＲ素子６ａの他の一端は接地されて、該ＭＲ素子４
ａとＭＲ素子６ａの接続点に第１の出力端子８ａが接続
される。また、該ＭＲ素子５ａの一端は電源電圧Ｖｃｃ
に接続され、該ＭＲ素子５ａの他の一端はＭＲ素子７ａ
の一端に接続され、該ＭＲ素子７ａの他の一端は接地さ
れて、該ＭＲ素子５ａとＭＲ素子７ａの接続点に第２の
出力端子９ａが接続される。
用の所定パターンが形成された配線用フォトマスクを用
いたホトリソグラフィー等の技術で形成される銅、アル
ミ等の金属材料の配線層により、図２Ａに示すようにＭ
Ｒ素子４ａの一端は電源電圧Ｖｃｃに接続され、該ＭＲ
素子４ａの他の一端はＭＲ素子６ａの一端に接続され、
該ＭＲ素子６ａの他の一端は接地されて、該ＭＲ素子４
ａとＭＲ素子６ａの接続点に第１の出力端子８ａが接続
される。また、該ＭＲ素子５ａの一端は電源電圧Ｖｃｃ
に接続され、該ＭＲ素子５ａの他の一端はＭＲ素子７ａ
の一端に接続され、該ＭＲ素子７ａの他の一端は接地さ
れて、該ＭＲ素子５ａとＭＲ素子７ａの接続点に第２の
出力端子９ａが接続される。
【００２７】以上の構成による第１の検出器１１は、図
１に示すようにフレキシブル基板１５を介して演算処理
回路２１の電圧電源から電源電圧Ｖｃｃが供給され、該
電圧電源の接地に接続されて、第１、第２の出力端子８
ａ、９ａの出力信号を該演算処理回路２１に供給するよ
うに接続される。
１に示すようにフレキシブル基板１５を介して演算処理
回路２１の電圧電源から電源電圧Ｖｃｃが供給され、該
電圧電源の接地に接続されて、第１、第２の出力端子８
ａ、９ａの出力信号を該演算処理回路２１に供給するよ
うに接続される。
【００２８】上記第２のＭＲセンサ１２のＭＲ素子４ｂ
〜７ｂは、上記第１のＭＲセンサ１１と同様に構成さ
れ、該第１のＭＲセンサ１１の第１、第２の出力端子８
ａ、９ａと同一機能をする第１、第２の出力端子８ｂ、
９ｂが設けられて該第１のＭＲセンサ１１と同様に接続
される。
〜７ｂは、上記第１のＭＲセンサ１１と同様に構成さ
れ、該第１のＭＲセンサ１１の第１、第２の出力端子８
ａ、９ａと同一機能をする第１、第２の出力端子８ｂ、
９ｂが設けられて該第１のＭＲセンサ１１と同様に接続
される。
【００２９】以上の構成による位置センサ２０は、スラ
イド方向Ｘにおける位置ｘに対して図２Ｂに示す出力波
形となり、上記第１のＭＲセンサ１１の第１、第２の出
力端子から下記（１）式、（２）式の出力信号Ｙ１１、
Ｙ１２が得られる。
イド方向Ｘにおける位置ｘに対して図２Ｂに示す出力波
形となり、上記第１のＭＲセンサ１１の第１、第２の出
力端子から下記（１）式、（２）式の出力信号Ｙ１１、
Ｙ１２が得られる。
【００３０】 Ｙ１１＝ ｓｉｎ（２πｘ／λ1／２） （１）式 Ｙ１２＝ ｃｏｓ（２πｘ／λ1／２） （２）式 また、上記第２のＭＲセンサ１２の第１、第２の出力端
子から下記（３）式、（４）式の出力信号Ｙ２１、Ｙ２
２が得られる。
子から下記（３）式、（４）式の出力信号Ｙ２１、Ｙ２
２が得られる。
【００３１】 Ｙ２１＝ ｓｉｎ（２πｘ／λ2／２） （３）式 Ｙ２２＝ ｃｏｓ（２πｘ／λ2／２） （４）式 上記出力信号Ｙ１１、Ｙ１２の乗算値Ｙ１１・Ｙ１２と
上記出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の
減算値Ｋは、下記（５）式となる。
上記出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の
減算値Ｋは、下記（５）式となる。
【００３２】 Ｋ＝Ｙ１１・Ｙ１２−Ｙ２１・Ｙ２２ ＝ｓｉｎ（２πｘ／λ1／２−２πｘ／λ2／２） （５）式 以上のように位置センサ２０では、１／λ1／２、１／
λ2／２の最小公倍数｛１／（１／λ1／２−１／λ2／
２）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｋがスラ
イド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、位置ｘの検出
が可能である。従って、上記磁気ヘッド３を対象物に一
体に設けることにより、該対象物の位置を広い測定範囲
で正確に検出することが可能である。
λ2／２の最小公倍数｛１／（１／λ1／２−１／λ2／
２）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｋがスラ
イド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、位置ｘの検出
が可能である。従って、上記磁気ヘッド３を対象物に一
体に設けることにより、該対象物の位置を広い測定範囲
で正確に検出することが可能である。
【００３３】また、上記対象物の位置検出は、上記第１
のＭＲセンサ１１で検出された出力信号Ｙ１１、Ｙ１２
の積算Ｙ１１・Ｙ１２、該第２のＭＲセンサ１２で検出
された出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の積算Ｙ２１・Ｙ２２及
び該乗算値Ｙ１１・Ｙ１２と乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の減
算から減算値Ｋを演算する演算処理回路２１と、該減算
値Ｋから｛１／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝の項を
取り出す復調処理を行う復調回路２２とが設けられる位
置検出装置により行われる。この演算処理回路２１では
簡易な演算がな行われ、かつ復調回路２２では簡易に復
調が行われて、該演算処理回路２１及び復調回路２２か
らなる演算手段は、簡易な構成となる。
のＭＲセンサ１１で検出された出力信号Ｙ１１、Ｙ１２
の積算Ｙ１１・Ｙ１２、該第２のＭＲセンサ１２で検出
された出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の積算Ｙ２１・Ｙ２２及
び該乗算値Ｙ１１・Ｙ１２と乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の減
算から減算値Ｋを演算する演算処理回路２１と、該減算
値Ｋから｛１／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝の項を
取り出す復調処理を行う復調回路２２とが設けられる位
置検出装置により行われる。この演算処理回路２１では
簡易な演算がな行われ、かつ復調回路２２では簡易に復
調が行われて、該演算処理回路２１及び復調回路２２か
らなる演算手段は、簡易な構成となる。
【００３４】上記位置検出装置で、例えば、λ1／２＝
１０ｍｍ、λ2／２＝１０．５ｍｍとした場合は、｛１
／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝＝２１０ｍｍであ
り、図３Ａに示すように位置ｘに対して減算値Ｋが一対
一であり、測定範囲をλ1／２、λ2／２の約２０倍とす
ることが可能である。また、図３Ａに示す減算値Ｋの曲
線を線形に補正する補正値を記憶装置に記憶して、該減
算値Ｋ毎に該記憶装置から補正値を読出して、該補正値
と該減算値Ｋを積算することにより、位置ｘに対する減
算値Ｋを線形に補正することが可能である。
１０ｍｍ、λ2／２＝１０．５ｍｍとした場合は、｛１
／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝＝２１０ｍｍであ
り、図３Ａに示すように位置ｘに対して減算値Ｋが一対
一であり、測定範囲をλ1／２、λ2／２の約２０倍とす
ることが可能である。また、図３Ａに示す減算値Ｋの曲
線を線形に補正する補正値を記憶装置に記憶して、該減
算値Ｋ毎に該記憶装置から補正値を読出して、該補正値
と該減算値Ｋを積算することにより、位置ｘに対する減
算値Ｋを線形に補正することが可能である。
【００３５】また、例えばλ1／２＝５ｍｍ、λ2／２＝
５．２５ｍｍとした場合は、｛１／（１／λ1／２−１
／λ2／２）｝＝１０５ｍｍで、位置ｘに対して減算値
Ｋが一対一である測定範囲は、図３Ｂに示すように１０
５ｍｍである。
５．２５ｍｍとした場合は、｛１／（１／λ1／２−１
／λ2／２）｝＝１０５ｍｍで、位置ｘに対して減算値
Ｋが一対一である測定範囲は、図３Ｂに示すように１０
５ｍｍである。
【００３６】以上の構成による位置センサ２０によれ
ば、上記基板１０の主面に互いに４個のＭＲ素子が等間
隔に形成された第１、第２の検出器１１、１２が設けら
れた磁気ヘッド３により、互いに異なる磁極間の磁極が
形成された第１、第２の磁性部材１、２の各磁極間の磁
束の変化量を検出する。このため、簡易かつ小型に構成
して、第１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数ま
で測定範囲を広げることが可能となる。
ば、上記基板１０の主面に互いに４個のＭＲ素子が等間
隔に形成された第１、第２の検出器１１、１２が設けら
れた磁気ヘッド３により、互いに異なる磁極間の磁極が
形成された第１、第２の磁性部材１、２の各磁極間の磁
束の変化量を検出する。このため、簡易かつ小型に構成
して、第１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数ま
で測定範囲を広げることが可能となる。
【００３７】以上詳細に説明したように、本発明に係る
位置検出装置によれば、上記基板１０の主面に互いに４
個のＭＲ素子が等間隔に形成された第１、第２の検出器
１１、１２が設けられた磁気ヘッド３により、互いに異
なる磁極間の磁極が形成された第１、第２の磁性部材
１、２の各磁極間の磁束の変化量を検出して、該検出結
果に基づいて演算手段でスライド方向Ｘに対する該磁気
ヘッドの位置を演算する。このため、簡易かつ小型に構
成して、第１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数
まで測定範囲を広げることが可能となる。
位置検出装置によれば、上記基板１０の主面に互いに４
個のＭＲ素子が等間隔に形成された第１、第２の検出器
１１、１２が設けられた磁気ヘッド３により、互いに異
なる磁極間の磁極が形成された第１、第２の磁性部材
１、２の各磁極間の磁束の変化量を検出して、該検出結
果に基づいて演算手段でスライド方向Ｘに対する該磁気
ヘッドの位置を演算する。このため、簡易かつ小型に構
成して、第１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数
まで測定範囲を広げることが可能となる。
【００３８】また、演算手段に設けられた補正手段で磁
気ヘッド３の位置に対する演算結果を線形とするように
補正を行う。このため、位置検出装置の検出結果に基づ
いて制御等を行う外部装置を簡易な構成とする。
気ヘッド３の位置に対する演算結果を線形とするように
補正を行う。このため、位置検出装置の検出結果に基づ
いて制御等を行う外部装置を簡易な構成とする。
【００３９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る位置センサによれば、同一基板の主面に互いに複数の
磁気抵抗効果素子が等間隔に配設された第１、第２の検
出器が形成された磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極
間の磁極が形成された第１、第２の磁性部材のスライド
方向の磁束の変化量を検出する。このため、１枚のフォ
トマスクで磁気抵抗効果素子を形成することを可能とし
て、該位置センサを簡易かつ小型に構成して、第１、第
２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範囲を広
げる位置センサを提供することが可能となる。
る位置センサによれば、同一基板の主面に互いに複数の
磁気抵抗効果素子が等間隔に配設された第１、第２の検
出器が形成された磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極
間の磁極が形成された第１、第２の磁性部材のスライド
方向の磁束の変化量を検出する。このため、１枚のフォ
トマスクで磁気抵抗効果素子を形成することを可能とし
て、該位置センサを簡易かつ小型に構成して、第１、第
２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範囲を広
げる位置センサを提供することが可能となる。
【００４０】以上詳細に説明したように、本発明に係る
位置検出装置によれば、同一基板の主面に互いに複数の
磁気抵抗効果素子が等間隔に配設された第１、第２の検
出器が設けられた磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極
間の磁極が形成された第１、第２の磁性部材のスライド
方向の磁束の変化量を検出して、該検出結果に基づいて
演算手段で該スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置
を演算する。このため、位置センサ及び演算手段を簡易
かつ小型に構成して、第１、第２の磁性部材の各磁極間
の最小公倍数まで測定範囲を広げる位置検出装置を提供
することが可能となる。
位置検出装置によれば、同一基板の主面に互いに複数の
磁気抵抗効果素子が等間隔に配設された第１、第２の検
出器が設けられた磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極
間の磁極が形成された第１、第２の磁性部材のスライド
方向の磁束の変化量を検出して、該検出結果に基づいて
演算手段で該スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置
を演算する。このため、位置センサ及び演算手段を簡易
かつ小型に構成して、第１、第２の磁性部材の各磁極間
の最小公倍数まで測定範囲を広げる位置検出装置を提供
することが可能となる。
【００４１】また、演算手段に設けられた補正手段で磁
気ヘッドの位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。このため、位置検出装置の検出結果に基づい
て制御等を行う外部装置の演算処理を簡易とする位置検
出装置を提供することが可能となる。
気ヘッドの位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。このため、位置検出装置の検出結果に基づい
て制御等を行う外部装置の演算処理を簡易とする位置検
出装置を提供することが可能となる。
【図１】本発明に係る位置検出装置の要部のブロック図
である。
である。
【図２】上記位置検出装置の位置センサに設けられる第
１の検出器の要部の構成及び該第１の検出器の位置に対
する検出特性の一例を示す特性図である。
１の検出器の要部の構成及び該第１の検出器の位置に対
する検出特性の一例を示す特性図である。
【図３】上記位置検出装置の位置に対する検出特性の一
例を示す特性図である。
例を示す特性図である。
【図４】従来の位置検出装置の要部のブロック図であ
る。
る。
１ 第１の磁性部材 ２ 第２の磁性部材 ３ 磁気ヘッド ４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ Ｍ
Ｒ素子 １０ 基板 １１ 第１の検出器 １２ 第２の検出器 ２０ 位置センサ ２１ 演算処理回路 ２２ 復調回路 Ｘ スライド方向
Ｒ素子 １０ 基板 １１ 第１の検出器 １２ 第２の検出器 ２０ 位置センサ ２１ 演算処理回路 ２２ 復調回路 Ｘ スライド方向
Claims (3)
- 【請求項１】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁
極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに
平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁
性部材と、 上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第１、第
２の磁性部材と相対移動可能に該第１、第２の磁性部材
に各々対向配設され、該スライド方向に対し該第１、第
２の磁性部材の磁極間隔を等分割する間隔毎に設けられ
た複数の磁気抵抗効果素子により該第１、第２の磁性部
材の各磁極間に生じる磁束の変化量を検出する第１、第
２の検出器が同一基板の主面に設けられた磁気ヘッドと
を備えてなる位置センサ。 - 【請求項２】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁
極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに
平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁
性部材と、 上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第１、第
２の磁性部材と相対移動可能に該第１、第２の磁性部材
に各々対向配設され、該スライド方向に対し該第１、第
２の磁性部材の磁極間隔を等分割する間隔毎に設けられ
た複数の磁気抵抗効果素子により該第１、第２の磁性部
材の各磁極間に生じる磁束の変化量を検出する第１、第
２の検出器が同一基板の主面に設けられた磁気ヘッド
と、 上記磁気ヘッドの第１、第２の検出器で検出された磁束
の変化量に基づいて上記スライド方向に対する該磁気ヘ
ッドの位置を演算する演算手段とを備えてなる位置検出
装置。 - 【請求項３】 演算手段は、検出器の位置に対する演算
結果を線形とするように補正を行う補正手段が設けられ
たことを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10674695A JPH08304106A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 位置センサ及び位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10674695A JPH08304106A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 位置センサ及び位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304106A true JPH08304106A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14441492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10674695A Withdrawn JPH08304106A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 位置センサ及び位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159475A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Nidec Sankyo Corp | 磁気センサおよびリニアエンコーダ |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10674695A patent/JPH08304106A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159475A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Nidec Sankyo Corp | 磁気センサおよびリニアエンコーダ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |