JP2000352523A - アブソリュートセンサ - Google Patents
アブソリュートセンサInfo
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で廉価な磁気式のアブソリュートセンサ
を提案すること。 【解決手段】 磁気式のアブソリュートセンサは、円周
方向あるいは直線状に所定のパターンで着磁された着磁
面を備えた磁気ドラム２１と、着磁面に対向配置された
複数の磁気検出素子２３〜２６を備えた検出器２７とを
有し、磁気ドラム２１を回転させることにより得られる
検出器２７の検出出力に基づき、回転ドラムの絶対位置
を検出するものであり、磁気ドラムの外周面の着磁パタ
ーンは、等ピッチで形成された２n 個（ｎ：正の整数）
の各着磁区画部分に、Ｍ系列パターン等に従って所定の
着磁パターンでＮおよびＳ極が着磁されたものであり、
各磁気検出素子は相互に異なる前記着磁区画部分に対峙
するように配置されており、前記着磁パターンは、回転
ドラム２１を回転させた場合に、回転位置毎の検出パタ
ーンが異なるように設定されている。
を提案すること。 【解決手段】 磁気式のアブソリュートセンサは、円周
方向あるいは直線状に所定のパターンで着磁された着磁
面を備えた磁気ドラム２１と、着磁面に対向配置された
複数の磁気検出素子２３〜２６を備えた検出器２７とを
有し、磁気ドラム２１を回転させることにより得られる
検出器２７の検出出力に基づき、回転ドラムの絶対位置
を検出するものであり、磁気ドラムの外周面の着磁パタ
ーンは、等ピッチで形成された２n 個（ｎ：正の整数）
の各着磁区画部分に、Ｍ系列パターン等に従って所定の
着磁パターンでＮおよびＳ極が着磁されたものであり、
各磁気検出素子は相互に異なる前記着磁区画部分に対峙
するように配置されており、前記着磁パターンは、回転
ドラム２１を回転させた場合に、回転位置毎の検出パタ
ーンが異なるように設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転部材の回転位
置、直線移動部材の移動位置を絶対位置として検出可能
なアブソリュートセンサに関し、特に、小型で高分解能
のアブソリュートセンサに関するものである。
置、直線移動部材の移動位置を絶対位置として検出可能
なアブソリュートセンサに関し、特に、小型で高分解能
のアブソリュートセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】部材の回転位置、スライド位置を絶対情
報として検出可能なアブソリュートセンサは、光学式の
ものが主流である。光学式のアブソリュートセンサの検
出原理は、検出ビットに相当するトラックに、２値パタ
ーン（スリットあるいは反射面）を形成する方法や、Ｍ
系列パターンに従って光透過部分および光遮蔽部分の配
列パターン、あるいは光反射部分および光吸収部分の配
列パターンを形成する方法が知られている。いずれの場
合においても、パターンを透過あるいは反射する光の量
を、トラックに対向配置させた受光素子から、受光量に
対応する電気信号として出力し、かかる検出信号に基づ
き、回転位置あるいはスライド位置を検出するようにな
っている。
報として検出可能なアブソリュートセンサは、光学式の
ものが主流である。光学式のアブソリュートセンサの検
出原理は、検出ビットに相当するトラックに、２値パタ
ーン（スリットあるいは反射面）を形成する方法や、Ｍ
系列パターンに従って光透過部分および光遮蔽部分の配
列パターン、あるいは光反射部分および光吸収部分の配
列パターンを形成する方法が知られている。いずれの場
合においても、パターンを透過あるいは反射する光の量
を、トラックに対向配置させた受光素子から、受光量に
対応する電気信号として出力し、かかる検出信号に基づ
き、回転位置あるいはスライド位置を検出するようにな
っている。
【０００３】光学式以外のアブソリュートセンサとして
磁気式のものも知られている。この磁気式のアブソリュ
ートセンサは、主として、磁気パターン方式のものと、
レゾルバ方式のものがある。
磁気式のものも知られている。この磁気式のアブソリュ
ートセンサは、主として、磁気パターン方式のものと、
レゾルバ方式のものがある。
【０００４】磁気パターン方式のアブソリュートセンサ
は、図１１に示すように、磁気ドラム１１１の外周面に
磁気パターン１１２を形成し、この磁気パターンをＭＲ
素子等の磁気検出素子１１３を用いて読み取る構成とな
っている。磁気パターンは、磁気ドラム外周面におい
て、軸線方向に多数列形成されている。
は、図１１に示すように、磁気ドラム１１１の外周面に
磁気パターン１１２を形成し、この磁気パターンをＭＲ
素子等の磁気検出素子１１３を用いて読み取る構成とな
っている。磁気パターンは、磁気ドラム外周面におい
て、軸線方向に多数列形成されている。
【０００５】これに対してレゾルバ方式のアブソリュー
トセンサは、図１２に示すように、一次側コイル１２
１、１２２を２相で励磁すると、二次側コイル１２３に
は回転角θだけ位相が変化した励磁信号が誘起されるこ
とを利用して、一次側コイルの励磁信号と二次側コイル
の誘起電圧信号の位相を比較して、回転角θを検出する
ものである。ここで、１回転で位相が１周期変化するよ
うに、巻線を配置すれば、回転位置を絶対位置といて検
出できる。なお、図１２は２相励磁１相出力の例である
が、１相励磁２相出力等の他の方式の場合においても、
励磁信号と誘起電圧信号の位相差から回転角度を検出す
るという点は同一である。
トセンサは、図１２に示すように、一次側コイル１２
１、１２２を２相で励磁すると、二次側コイル１２３に
は回転角θだけ位相が変化した励磁信号が誘起されるこ
とを利用して、一次側コイルの励磁信号と二次側コイル
の誘起電圧信号の位相を比較して、回転角θを検出する
ものである。ここで、１回転で位相が１周期変化するよ
うに、巻線を配置すれば、回転位置を絶対位置といて検
出できる。なお、図１２は２相励磁１相出力の例である
が、１相励磁２相出力等の他の方式の場合においても、
励磁信号と誘起電圧信号の位相差から回転角度を検出す
るという点は同一である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】磁気式のアブソリュー
トセンサは、一般的に光学式のアブソリュートセンサに
比べて高価であり、また、サイズが大きい等の欠点があ
る。
トセンサは、一般的に光学式のアブソリュートセンサに
比べて高価であり、また、サイズが大きい等の欠点があ
る。
【０００７】例えば、前者の磁気ドラム方式のアブソリ
ュートセンサでは、磁気ドラムの外周面に、その軸線方
向に多数の磁気パターンを形成する必要があるので、光
学式の場合のように一枚の薄い回転板の表面に径方向に
同心状に多数の光学パターンを形成する場合に比べて、
軸線方向の寸法（厚み）が増大してしまい、また、この
結果、回転ドラムのイナーシャも大きくなってしまう。
ュートセンサでは、磁気ドラムの外周面に、その軸線方
向に多数の磁気パターンを形成する必要があるので、光
学式の場合のように一枚の薄い回転板の表面に径方向に
同心状に多数の光学パターンを形成する場合に比べて、
軸線方向の寸法（厚み）が増大してしまい、また、この
結果、回転ドラムのイナーシャも大きくなってしまう。
【０００８】後者のレゾルバ方式のアブソリュートセン
サでは、磁性体として、ロータおよびステータに、成形
したコアを配置する必要があるので、その金型代が必要
であり、また、巻線コストが高く、さらに、位相差を角
度に変換する周辺電子回路が必要であるので、光学式の
ものに比べて、コスト高になるという弊害がある。
サでは、磁性体として、ロータおよびステータに、成形
したコアを配置する必要があるので、その金型代が必要
であり、また、巻線コストが高く、さらに、位相差を角
度に変換する周辺電子回路が必要であるので、光学式の
ものに比べて、コスト高になるという弊害がある。
【０００９】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
小型で廉価に構成可能な磁気式のアブソリュートセンサ
を提案することにある。
小型で廉価に構成可能な磁気式のアブソリュートセンサ
を提案することにある。
【００１０】また、本発明の課題は、小型で廉価である
と共に、分解能の高い磁気式のアブソリュートエンコー
ダを提案することにある。
と共に、分解能の高い磁気式のアブソリュートエンコー
ダを提案することにある。
【００１１】さらにまた、本発明の課題は、廉価である
と共に、分解能の高い光学式のアブソリュートセンサを
提案することにある。
と共に、分解能の高い光学式のアブソリュートセンサを
提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、１トラック上に、乱数パターン、Ｍ
系列パターン、それ以外の方法により規定した磁気パタ
ーンを形成し、これを、トラックに対応配置した複数の
磁気検出素子を備えた検出器によって、絶対位置情報と
して検出する構成を採用している。
めに、本発明では、１トラック上に、乱数パターン、Ｍ
系列パターン、それ以外の方法により規定した磁気パタ
ーンを形成し、これを、トラックに対応配置した複数の
磁気検出素子を備えた検出器によって、絶対位置情報と
して検出する構成を採用している。
【００１３】本発明による検出原理を、光学式のアブソ
リュートセンサにおいて用いられているＭ系列パターン
を例にとって説明する。まず、図１（ａ）にはＭ系列パ
ターンを示してある。このＭ系列パターンは４ビット構
成であるから、２4 の分解能がある。光学式ロータリエ
ンコーダの場合には、その回転ディスクの一周分を１６
分割すると共に、「０」を遮光部、「１」を透過部とし
たＭ系列パターンを検出トラック上に形成する。この検
出トラックに対して、４連の受光素子ａ〜ｄからなる検
出器を対向配置する。回転ディスクのトラック上に形成
したＭ系列パターンのアドレスを図に示すように０〜１
５とすると、ディスクが検出器に対して移動すると、各
受光素子ａ〜ｄの出力は、回転に伴って図に示すように
変化する。
リュートセンサにおいて用いられているＭ系列パターン
を例にとって説明する。まず、図１（ａ）にはＭ系列パ
ターンを示してある。このＭ系列パターンは４ビット構
成であるから、２4 の分解能がある。光学式ロータリエ
ンコーダの場合には、その回転ディスクの一周分を１６
分割すると共に、「０」を遮光部、「１」を透過部とし
たＭ系列パターンを検出トラック上に形成する。この検
出トラックに対して、４連の受光素子ａ〜ｄからなる検
出器を対向配置する。回転ディスクのトラック上に形成
したＭ系列パターンのアドレスを図に示すように０〜１
５とすると、ディスクが検出器に対して移動すると、各
受光素子ａ〜ｄの出力は、回転に伴って図に示すように
変化する。
【００１４】図１（ｂ）から分かるように、ディスク位
置と検出器出力の関係を見ると、１６分割された各回転
位置においては同一の出力となることがない。よって、
絶対回転位置を検出することができる。Ｍ系列パターン
以外の方法によっても、回転位置毎に異なる出力が得ら
れる光学的な２値パターンを得ることができる。
置と検出器出力の関係を見ると、１６分割された各回転
位置においては同一の出力となることがない。よって、
絶対回転位置を検出することができる。Ｍ系列パターン
以外の方法によっても、回転位置毎に異なる出力が得ら
れる光学的な２値パターンを得ることができる。
【００１５】本発明の磁気式のアブソリュートセンサ
は、かかる光学的な２値パターンを、磁気的な２値パタ
ーンに置き換え、当該磁気的な２値パターンを利用して
小型で廉価な磁気式のアブソリュートセンサを実現して
いるのである。
は、かかる光学的な２値パターンを、磁気的な２値パタ
ーンに置き換え、当該磁気的な２値パターンを利用して
小型で廉価な磁気式のアブソリュートセンサを実現して
いるのである。
【００１６】すなわち、本発明は、円周方向あるいは平
面方向に所定のパターンで着磁された着磁面を備えた着
磁部材と、前記着磁面に対向配置された複数の磁気検出
素子を備えた検出器とを有し、これら着磁部材および検
出器を相対移動させることにより得られる前記検出器の
検出出力に基づき、前記着磁部材あるいは検出器の側の
絶対位置を検出するアブソリュートセンサにおいて、前
記着磁パターンは、等ピッチで形成された２n 個（ｎ：
正の整数）の各着磁区画部分に、所定の配列パターンで
ＮおよびＳ極が着磁されたものであり、前記検出器はｎ
個の磁気検出素子を備え、各磁気検出素子は相互に異な
る前記着磁区画部分に対峙するように配置されており、
前記着磁パターンは、前記着磁部材および前記検出器を
着磁ピッチずつ相対移動させた場合に、前記ｎ個の磁気
検出素子が対峙しているｎ個分の着磁区画部分の着磁配
列パターンが相対移動毎に変化するように設定されてい
ることを特徴としている。
面方向に所定のパターンで着磁された着磁面を備えた着
磁部材と、前記着磁面に対向配置された複数の磁気検出
素子を備えた検出器とを有し、これら着磁部材および検
出器を相対移動させることにより得られる前記検出器の
検出出力に基づき、前記着磁部材あるいは検出器の側の
絶対位置を検出するアブソリュートセンサにおいて、前
記着磁パターンは、等ピッチで形成された２n 個（ｎ：
正の整数）の各着磁区画部分に、所定の配列パターンで
ＮおよびＳ極が着磁されたものであり、前記検出器はｎ
個の磁気検出素子を備え、各磁気検出素子は相互に異な
る前記着磁区画部分に対峙するように配置されており、
前記着磁パターンは、前記着磁部材および前記検出器を
着磁ピッチずつ相対移動させた場合に、前記ｎ個の磁気
検出素子が対峙しているｎ個分の着磁区画部分の着磁配
列パターンが相対移動毎に変化するように設定されてい
ることを特徴としている。
【００１７】ここで、回転位置を検出するためには、図
２（ａ）に示すような磁気ドラム２１を採用し、前記着
磁面を、当該磁気ドラム２１の円形外周面２２とし、こ
こに、Ｎ、Ｓ極の着磁パターンを形成すればよい。この
着磁パターンは、円筒状部材の外周面にリングマグネッ
トを貼りつけてもよいし、磁性材からなる円筒状部材の
外周面に直接に着磁してもよい。あるいは、小さな磁石
片を円筒部材の外周面に貼りつける構成としてもよい。
２（ａ）に示すような磁気ドラム２１を採用し、前記着
磁面を、当該磁気ドラム２１の円形外周面２２とし、こ
こに、Ｎ、Ｓ極の着磁パターンを形成すればよい。この
着磁パターンは、円筒状部材の外周面にリングマグネッ
トを貼りつけてもよいし、磁性材からなる円筒状部材の
外周面に直接に着磁してもよい。あるいは、小さな磁石
片を円筒部材の外周面に貼りつける構成としてもよい。
【００１８】例えば、４ビット構成のＭ系列パターンに
よる着磁パターンが形成されている場合には、当該着磁
パターンのＮ、Ｓ極の形成ピッチと同一角度ピッチで円
弧状に配列した４連の磁気検出素子２３〜２６からなる
検出器２７を配置すればよい。磁気検出素子としては、
ホール素子、ＭＲ素子等を用いることができる。
よる着磁パターンが形成されている場合には、当該着磁
パターンのＮ、Ｓ極の形成ピッチと同一角度ピッチで円
弧状に配列した４連の磁気検出素子２３〜２６からなる
検出器２７を配置すればよい。磁気検出素子としては、
ホール素子、ＭＲ素子等を用いることができる。
【００１９】勿論、磁気ドラム２１に円形内周面を形成
し、ここに着磁パターンを形成し、その内側に検出器を
対向配置する構成を採用することもできる。また、ドラ
ムの着磁は、図２（ｂ）に示すように、ドラム軸線方向
の上下に２枚の磁気ドラム２１’、２１”を配置し、こ
れらの着磁パターンをＮ、Ｓ極を逆とし、各磁気ドラム
に対応して、それぞれ磁気検出素子２３’〜２６’から
なる検出器２７’、および磁気検出器２３”〜２６”か
らなる検出器２７”を配置し、これらの検出器出力に基
づき差動で検出してもよい。
し、ここに着磁パターンを形成し、その内側に検出器を
対向配置する構成を採用することもできる。また、ドラ
ムの着磁は、図２（ｂ）に示すように、ドラム軸線方向
の上下に２枚の磁気ドラム２１’、２１”を配置し、こ
れらの着磁パターンをＮ、Ｓ極を逆とし、各磁気ドラム
に対応して、それぞれ磁気検出素子２３’〜２６’から
なる検出器２７’、および磁気検出器２３”〜２６”か
らなる検出器２７”を配置し、これらの検出器出力に基
づき差動で検出してもよい。
【００２０】また、回転位置を検出するために、図３
（ａ）に示すような回転ディスク３１を採用し、前記着
磁面を、当該回転ディスク３１の上側あるいは下側の所
定の幅の円環状端面３２、３３の何れかとすることがで
きる。例えば、４ビット構成のＭ系列パターンによる着
磁パターンを形成する場合には、当該着磁パターンの
Ｎ、Ｓ極の形成ピッチと同一角度ピッチで円弧状に配列
した４連の磁気検出素子３４〜３７からなる検出器３８
を着磁パターンに対向配置すればよい。
（ａ）に示すような回転ディスク３１を採用し、前記着
磁面を、当該回転ディスク３１の上側あるいは下側の所
定の幅の円環状端面３２、３３の何れかとすることがで
きる。例えば、４ビット構成のＭ系列パターンによる着
磁パターンを形成する場合には、当該着磁パターンの
Ｎ、Ｓ極の形成ピッチと同一角度ピッチで円弧状に配列
した４連の磁気検出素子３４〜３７からなる検出器３８
を着磁パターンに対向配置すればよい。
【００２１】この場合においても、着磁パターンは、円
環状部材の上面あるいは下面に、リングマグネットを貼
りつけてもよいし、磁性材からなる円環状部材の上面あ
るいは下面に、直接に着磁してもよい。あるいは、小さ
な磁石片を上面あるいは下面に貼りつける構成としても
よい。さらには、図３（ｂ）に示すように、回転ディス
クを２トラック３１’、３１”とし、これらに、Ｎ、Ｓ
極が逆のパターンで着磁し、各パターンを、それぞれ磁
気検出素子３４’〜３６’からなる検出器３８’、およ
び磁気検出素子３４”〜３６”からなる検出器３８”に
より検出し、これらの出力に基づき、差動方式により、
検出を行うようにしてもよい。
環状部材の上面あるいは下面に、リングマグネットを貼
りつけてもよいし、磁性材からなる円環状部材の上面あ
るいは下面に、直接に着磁してもよい。あるいは、小さ
な磁石片を上面あるいは下面に貼りつける構成としても
よい。さらには、図３（ｂ）に示すように、回転ディス
クを２トラック３１’、３１”とし、これらに、Ｎ、Ｓ
極が逆のパターンで着磁し、各パターンを、それぞれ磁
気検出素子３４’〜３６’からなる検出器３８’、およ
び磁気検出素子３４”〜３６”からなる検出器３８”に
より検出し、これらの出力に基づき、差動方式により、
検出を行うようにしてもよい。
【００２２】ここで、市販のホール素子等の磁気検出素
子を用いる場合には、その大きさが定まっているので、
着磁パターンのピッチは、各磁気検出素子を対向配置で
きないような狭いピッチにすることができない。ピッチ
を狭くできないと、分解能も高めることができない。そ
こで、本発明においては、上記の図３に示す構成に加え
て次のような構成を付加することにより、市販の磁気検
出素子を用いて、高分解能のセンサを実現可能としてい
る。
子を用いる場合には、その大きさが定まっているので、
着磁パターンのピッチは、各磁気検出素子を対向配置で
きないような狭いピッチにすることができない。ピッチ
を狭くできないと、分解能も高めることができない。そ
こで、本発明においては、上記の図３に示す構成に加え
て次のような構成を付加することにより、市販の磁気検
出素子を用いて、高分解能のセンサを実現可能としてい
る。
【００２３】すなわち、本発明では、図３（ａ）に示す
ように、円環状部材（回転ディスク）３１における一方
の円環状端面３２が前記着磁パターンに従って着磁され
た着磁面（アブソリュート検出パターン面）とされる。
また、図４（ａ）に示すように、当該円環状部材３１の
他方の円環状端面３３は、前記着磁パターンのｍ倍の着
磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極が交互に形成さ
れた第２の着磁面（インクリメンタル検出パターン面）
とされる。さらに、この第２の着磁面に対向させて、２
個の磁気検出素子４１、４２が配列された構成の第２の
検出器４３が配置されている。
ように、円環状部材（回転ディスク）３１における一方
の円環状端面３２が前記着磁パターンに従って着磁され
た着磁面（アブソリュート検出パターン面）とされる。
また、図４（ａ）に示すように、当該円環状部材３１の
他方の円環状端面３３は、前記着磁パターンのｍ倍の着
磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極が交互に形成さ
れた第２の着磁面（インクリメンタル検出パターン面）
とされる。さらに、この第２の着磁面に対向させて、２
個の磁気検出素子４１、４２が配列された構成の第２の
検出器４３が配置されている。
【００２４】この代わりに、図４（ｂ）に示すように、
回転ディスク３１の同一側の面に、同心状に、２つのト
ラックを形成し、例えば外側のトラックをアブソリュー
ト検出パターン面（３２）とし、内側のトラックをイン
クリメンタル検出パターン面（３３）とし、それぞれの
トラックに対向するように、検出器３８、４３を配置す
ることもできる。勿論、外側にインクリメンタル検出パ
ターン面を形成し、内側にアブソリュート検出パターン
面を形成してもよい。
回転ディスク３１の同一側の面に、同心状に、２つのト
ラックを形成し、例えば外側のトラックをアブソリュー
ト検出パターン面（３２）とし、内側のトラックをイン
クリメンタル検出パターン面（３３）とし、それぞれの
トラックに対向するように、検出器３８、４３を配置す
ることもできる。勿論、外側にインクリメンタル検出パ
ターン面を形成し、内側にアブソリュート検出パターン
面を形成してもよい。
【００２５】この第２の着磁面の着磁を正弦波状に行う
ことにより、検出器４３からは正弦波状の検出信号を得
ることができる。また、磁気検出素子として、ＭＲ素子
のような正弦波状の検出出力を得やすい素子を採用し
て、正弦波状の検出信号を得るようにしてもよい。
ことにより、検出器４３からは正弦波状の検出信号を得
ることができる。また、磁気検出素子として、ＭＲ素子
のような正弦波状の検出出力を得やすい素子を採用し
て、正弦波状の検出信号を得るようにしてもよい。
【００２６】検出器４３の２個の検出素子４１、４２
を、Ｎ、Ｓの着磁パターンピッチの半分のピッチで配列
することにより、図５に示すように、双方の検出素子か
らは、９０度位相がずれた２相の信号出力を得ることが
できる。
を、Ｎ、Ｓの着磁パターンピッチの半分のピッチで配列
することにより、図５に示すように、双方の検出素子か
らは、９０度位相がずれた２相の信号出力を得ることが
できる。
【００２７】ここで、一般的に知られている電気分割技
術を用いれば、図５に示す２相の正弦波信号を多分割す
ることが可能である。１ピッチ分の２相の正弦波信号部
分を多分割することにより得られた分割出力は、１ピッ
チ内の絶対位置を表す信号となる。よって、検出器３８
で得られた各１ビット分の絶対位置間を、第２の検出器
４３を分割することにより得られる分割出力によって分
割することにより、高分解能のアブソリュートセンサを
実現できる。
術を用いれば、図５に示す２相の正弦波信号を多分割す
ることが可能である。１ピッチ分の２相の正弦波信号部
分を多分割することにより得られた分割出力は、１ピッ
チ内の絶対位置を表す信号となる。よって、検出器３８
で得られた各１ビット分の絶対位置間を、第２の検出器
４３を分割することにより得られる分割出力によって分
割することにより、高分解能のアブソリュートセンサを
実現できる。
【００２８】この高分解能化のステップを、図６に示し
てある。この図は、前記着磁パターンとして４ビットの
乱数パターンを採用した例を示してあり、最も左の欄は
ピッチ番号（ディスクのアドレス番号）、次の欄は４ビ
ットの検出パターン（検出器３８により得られる検出出
力）、その次の欄は検出器４３により得られる検出信号
を示し、右欄は各ビッチ番号（ディスクのアドレス番
号）の位置を２n 分割した状態を示してある。
てある。この図は、前記着磁パターンとして４ビットの
乱数パターンを採用した例を示してあり、最も左の欄は
ピッチ番号（ディスクのアドレス番号）、次の欄は４ビ
ットの検出パターン（検出器３８により得られる検出出
力）、その次の欄は検出器４３により得られる検出信号
を示し、右欄は各ビッチ番号（ディスクのアドレス番
号）の位置を２n 分割した状態を示してある。
【００２９】この例において、正弦波信号を４ビット分
割すれば、全体の分割数は、 ２4 × ２4 ＝ ２8 ＝２５６分割 となり、１０ビット分割すれば、 ２4 × ２10＝ ２14＝１６，３８４分割 となる。
割すれば、全体の分割数は、 ２4 × ２4 ＝ ２8 ＝２５６分割 となり、１０ビット分割すれば、 ２4 × ２10＝ ２14＝１６，３８４分割 となる。
【００３０】ここで、この構成は、図２に示す回転ドラ
ム方式のアブソリュートセンサにも同様に適用できる。
この場合には、上記の図２の構成において、円筒状部材
１１における外周面１２および内周面（図示せず）のう
ちの一方の面を着磁パターンに従って着磁された着磁面
とし、当該円筒状部材１１の他方の面を、前記着磁パタ
ーンのｍ倍の着磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極
が交互に形成された第２の着磁面とし、この第２の着磁
面に対向させて、２個の磁気検出素子が配列された構成
の第２の検出器を配置し、前記検出器および前記第２の
検出器の検出出力に基づき、前記円環状部材あるいは前
記検出器の側の絶対位置を検出すればよい。
ム方式のアブソリュートセンサにも同様に適用できる。
この場合には、上記の図２の構成において、円筒状部材
１１における外周面１２および内周面（図示せず）のう
ちの一方の面を着磁パターンに従って着磁された着磁面
とし、当該円筒状部材１１の他方の面を、前記着磁パタ
ーンのｍ倍の着磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極
が交互に形成された第２の着磁面とし、この第２の着磁
面に対向させて、２個の磁気検出素子が配列された構成
の第２の検出器を配置し、前記検出器および前記第２の
検出器の検出出力に基づき、前記円環状部材あるいは前
記検出器の側の絶対位置を検出すればよい。
【００３１】次に、Ｍ系列パターンを着磁パターンとし
て採用している光学式エンコーダの場合には、受光素子
をエンコーダ専用に製作することが一般的に行われてお
り、エンコーダを小型するためにも、複数の受光素子を
隣り合うように配列した構成の検出器を用いることが望
ましく、従って、光学的な検出パターンとしてＭ系列パ
ターンを採用することは装置小型化にとっても望まし
い。
て採用している光学式エンコーダの場合には、受光素子
をエンコーダ専用に製作することが一般的に行われてお
り、エンコーダを小型するためにも、複数の受光素子を
隣り合うように配列した構成の検出器を用いることが望
ましく、従って、光学的な検出パターンとしてＭ系列パ
ターンを採用することは装置小型化にとっても望まし
い。
【００３２】しかしながら、本発明の対象である磁気式
のアブソリュートセンサの場合には、着磁パターンの着
磁ピッチをあまり小さくできず、また、センサ専用の磁
気検出素子を新たに製作するには多額の費用が掛かる。
よって、市販の磁気検出素子を利用することが有利であ
る。この場合、着磁ピッチに比べて磁気検出素子の寸法
が大きい場合には、着磁ピッチに対応した状態で複数個
の磁気検出素子を隣合わせで配列できない。
のアブソリュートセンサの場合には、着磁パターンの着
磁ピッチをあまり小さくできず、また、センサ専用の磁
気検出素子を新たに製作するには多額の費用が掛かる。
よって、市販の磁気検出素子を利用することが有利であ
る。この場合、着磁ピッチに比べて磁気検出素子の寸法
が大きい場合には、着磁ピッチに対応した状態で複数個
の磁気検出素子を隣合わせで配列できない。
【００３３】そこで、本発明のアブソリュートセンサに
おいては、ｎ個の磁気検出素子を隣接配置せずに、離散
した状態に配置する構成を採用している。
おいては、ｎ個の磁気検出素子を隣接配置せずに、離散
した状態に配置する構成を採用している。
【００３４】この場合、図７の構成を採用することが望
ましい。すなわち、着磁パターンが形成された着磁面７
０を検出する検出器７８は、前記ｎ個の磁気検出素子７
４〜７７以外に、更にｋ個（ｋ：正の整数）の磁気検出
素子７９を備えており、前記ｎ個の磁気検出素子７４〜
７７は、相互に隣接しない位置において前記着磁面７０
に対向配置され、前記ｋ個の磁気検出素子７９は、相互
に異なる位置であって、且つ、前記ｎ個の磁気検出素子
７４〜７７のそれぞれとも異なる位置において前記着磁
面７０に対向配置され、これら（ｎ＋ｋ）個の磁気検出
素子７４〜７７、７９の検出出力に基づき、着磁部材７
１あるいは検出器７８の側の絶対位置を検出する構成を
採用することが望ましい。
ましい。すなわち、着磁パターンが形成された着磁面７
０を検出する検出器７８は、前記ｎ個の磁気検出素子７
４〜７７以外に、更にｋ個（ｋ：正の整数）の磁気検出
素子７９を備えており、前記ｎ個の磁気検出素子７４〜
７７は、相互に隣接しない位置において前記着磁面７０
に対向配置され、前記ｋ個の磁気検出素子７９は、相互
に異なる位置であって、且つ、前記ｎ個の磁気検出素子
７４〜７７のそれぞれとも異なる位置において前記着磁
面７０に対向配置され、これら（ｎ＋ｋ）個の磁気検出
素子７４〜７７、７９の検出出力に基づき、着磁部材７
１あるいは検出器７８の側の絶対位置を検出する構成を
採用することが望ましい。
【００３５】図７の着磁パターンは、図１に示す４ビッ
トのＭ系列パターンを円周上に展開したものである。こ
の図において、ａ〜ｄの位置（ディスクアドレスが１〜
４）に磁気検出素子を配置した場合には検出パターンは
図１に示す場合と同一である。しかるに、本発明では、
１６分割されたディスクアドレス０〜１５における１、
５、９、１３のアドレス位置に４個の磁気検出素子７４
〜７７を対向配置し、第２の検出器に含まれる磁気検出
素子７９を４のアドレス位置に対向配置してある。
トのＭ系列パターンを円周上に展開したものである。こ
の図において、ａ〜ｄの位置（ディスクアドレスが１〜
４）に磁気検出素子を配置した場合には検出パターンは
図１に示す場合と同一である。しかるに、本発明では、
１６分割されたディスクアドレス０〜１５における１、
５、９、１３のアドレス位置に４個の磁気検出素子７４
〜７７を対向配置し、第２の検出器に含まれる磁気検出
素子７９を４のアドレス位置に対向配置してある。
【００３６】この場合には、着磁部材（回転ディスク）
７１の回転に伴って、図８に示すように、４個の磁気検
出素子７４〜７７から得られる４ビットの検出パターン
が変化する。しかし、この検出パターンにおいては、回
転ディスクのアドレス３、１１に磁気検出素子７４が対
向した回転位置において得られる検出パターンが同一と
なってしまう。同様に、回転ディスクのアドレス７、１
５が磁気検出素子７４に位置した回転位置においも検出
パターンが同一となってしまう。このことは、４ビット
の検出パターンの１０進換算値から明らかである。この
結果、絶対位置検出が不可能になてしまう。
７１の回転に伴って、図８に示すように、４個の磁気検
出素子７４〜７７から得られる４ビットの検出パターン
が変化する。しかし、この検出パターンにおいては、回
転ディスクのアドレス３、１１に磁気検出素子７４が対
向した回転位置において得られる検出パターンが同一と
なってしまう。同様に、回転ディスクのアドレス７、１
５が磁気検出素子７４に位置した回転位置においも検出
パターンが同一となってしまう。このことは、４ビット
の検出パターンの１０進換算値から明らかである。この
結果、絶対位置検出が不可能になてしまう。
【００３７】しかるに、本発明では、第２の検出器を備
え、そこに含まれている磁気検出素子７９による検出パ
ターンも考慮している。図示の例では合計で５ビットの
検出パターンが各回転位置毎に得られ、これらの５ビッ
トの検出パターンは、その１０進換算値から明らかなよ
うに相互に異なっている。よって、絶対位置検出が可能
になる。
え、そこに含まれている磁気検出素子７９による検出パ
ターンも考慮している。図示の例では合計で５ビットの
検出パターンが各回転位置毎に得られ、これらの５ビッ
トの検出パターンは、その１０進換算値から明らかなよ
うに相互に異なっている。よって、絶対位置検出が可能
になる。
【００３８】このように、本発明では、磁気検出素子の
離散配置を採用可能としているので、着磁パターンの着
磁ピッチの広狭等に関係なく、市販の磁気検出素子を用
いることが可能になる。よって、磁気式のアブソリュー
トセンサを廉価にしかも簡単に実現できる。
離散配置を採用可能としているので、着磁パターンの着
磁ピッチの広狭等に関係なく、市販の磁気検出素子を用
いることが可能になる。よって、磁気式のアブソリュー
トセンサを廉価にしかも簡単に実現できる。
【００３９】また、図７に示すように、磁気検出素子を
１個あるいは２個以上追加することにより、磁気検出素
子を離散配置しても、例えば、一般的に使用されている
Ｍ系列パターンを着磁パターンとして利用して絶対位置
を検出できる。
１個あるいは２個以上追加することにより、磁気検出素
子を離散配置しても、例えば、一般的に使用されている
Ｍ系列パターンを着磁パターンとして利用して絶対位置
を検出できる。
【００４０】次に、本発明における図２、図３を参照し
て説明した構成は、磁気誘導式のアブソリュートセンサ
にも同様に適用できる。すなわち、本発明は、図９を参
照して説明すると、ステータ９１と、ロータ９２と、前
記ステータ９１に配置された一次側励磁コイル９３およ
び二次側誘導コイル９４とを有し、前記ロータ９２は、
回転位置に応じて、前記ステータ９１の前記一次側励磁
コイル９３および二次側誘導コイル９４間の磁気結合を
変化させるように構成されている磁気誘導型のアブソリ
ュートセンサ９０にも適用できる。
て説明した構成は、磁気誘導式のアブソリュートセンサ
にも同様に適用できる。すなわち、本発明は、図９を参
照して説明すると、ステータ９１と、ロータ９２と、前
記ステータ９１に配置された一次側励磁コイル９３およ
び二次側誘導コイル９４とを有し、前記ロータ９２は、
回転位置に応じて、前記ステータ９１の前記一次側励磁
コイル９３および二次側誘導コイル９４間の磁気結合を
変化させるように構成されている磁気誘導型のアブソリ
ュートセンサ９０にも適用できる。
【００４１】この場合には、前記ロータ９２には、同心
円上に、等角度ピッチで形成された２n 個の区画部分
（図において０〜１５の番号が付された部分）が形成さ
れ、各区画部分は、磁束透過部分および磁束遮断部分の
何れかにパターン付けされている。また、前記ステータ
９１には、同心円上に、ｎ個（ｎ：正の整数）の前記二
次側誘導コイル９４が配置され、各二次側誘導コイル９
４は相互に異なる前記区画部分に対峙するように配置さ
れている。さらには、前記区画部分に形成された磁束透
過部分および磁束遮断部分からなるパターンは、前記ロ
ータを等角度ピッチずつ回転させた場合に、前記ｎ個の
二次側誘導コイル９４が対峙するｎ個分の区画部分のパ
ターンが回転毎に変化するように設定されている。
円上に、等角度ピッチで形成された２n 個の区画部分
（図において０〜１５の番号が付された部分）が形成さ
れ、各区画部分は、磁束透過部分および磁束遮断部分の
何れかにパターン付けされている。また、前記ステータ
９１には、同心円上に、ｎ個（ｎ：正の整数）の前記二
次側誘導コイル９４が配置され、各二次側誘導コイル９
４は相互に異なる前記区画部分に対峙するように配置さ
れている。さらには、前記区画部分に形成された磁束透
過部分および磁束遮断部分からなるパターンは、前記ロ
ータを等角度ピッチずつ回転させた場合に、前記ｎ個の
二次側誘導コイル９４が対峙するｎ個分の区画部分のパ
ターンが回転毎に変化するように設定されている。
【００４２】例えば、ロータ９２としては銅板を用いる
ことができ、この場合には、磁束透過部分は銅板に形成
した貫通孔１０１である。図９（ｃ）に示すように、一
次側コイル９３に交流を流すと、そこに交流磁束が発生
する。この磁束は、外周の磁性リング１０２と二次側コ
イル９４の中心に位置する磁極ピン１０３を通る磁気回
路を構成し、この結果、二次側コイル９４には電圧信号
が誘起される。
ことができ、この場合には、磁束透過部分は銅板に形成
した貫通孔１０１である。図９（ｃ）に示すように、一
次側コイル９３に交流を流すと、そこに交流磁束が発生
する。この磁束は、外周の磁性リング１０２と二次側コ
イル９４の中心に位置する磁極ピン１０３を通る磁気回
路を構成し、この結果、二次側コイル９４には電圧信号
が誘起される。
【００４３】ここで、二次側コイル９４に銅製のロータ
９２を対向配置すると、一次側コイル９３の磁束によっ
て銅板には渦電流が生じ、磁路が断たれて二次側コイル
９４には電圧が誘起されない。これに対して、貫通孔１
０１の部分が二次側コイル９４に対峙した状態では、当
該部分を通って磁気回路が形成されるので、二次側コイ
ル９４には電圧が誘起される。
９２を対向配置すると、一次側コイル９３の磁束によっ
て銅板には渦電流が生じ、磁路が断たれて二次側コイル
９４には電圧が誘起されない。これに対して、貫通孔１
０１の部分が二次側コイル９４に対峙した状態では、当
該部分を通って磁気回路が形成されるので、二次側コイ
ル９４には電圧が誘起される。
【００４４】従って、貫通孔１０１が形成されている区
画部分が図１に示す検出パターンの「１」に相当し、孔
が形成されていない区画部分が検出パターンの「０」に
相当する。従って、貫通孔１０１を、Ｍ系列パターンあ
るいは乱数パターンに従って形成すれば、前述した場合
と同様に絶対位置を検出できる。
画部分が図１に示す検出パターンの「１」に相当し、孔
が形成されていない区画部分が検出パターンの「０」に
相当する。従って、貫通孔１０１を、Ｍ系列パターンあ
るいは乱数パターンに従って形成すれば、前述した場合
と同様に絶対位置を検出できる。
【００４５】ここで、磁束透過部分と磁束遮断部分から
なる検出パターンは、導電材質板に形成した孔の有無に
より規定できるが、この孔を形成する代わりに、非磁性
板の表面に、磁性材料の小片を貼りつけるようにしても
よい。また、銅板の代わりに他の導電材料を用いても良
く、さらには、絶縁板の表面に磁性体を貼ってもよい。
なる検出パターンは、導電材質板に形成した孔の有無に
より規定できるが、この孔を形成する代わりに、非磁性
板の表面に、磁性材料の小片を貼りつけるようにしても
よい。また、銅板の代わりに他の導電材料を用いても良
く、さらには、絶縁板の表面に磁性体を貼ってもよい。
【００４６】いずれにせよ、ロータの検出パターンは、
渦電流により所定の二次側コイルの磁束を遮断し、二次
側コイルでの電圧の誘起を阻止するか、あるいは、磁性
材料によって二次側コイルに磁束を通して誘起電圧を発
生させる構造の何れかの方法により形成すればよい。勿
論、双方の構造を併用して検出パターンを形成すること
もできる。
渦電流により所定の二次側コイルの磁束を遮断し、二次
側コイルでの電圧の誘起を阻止するか、あるいは、磁性
材料によって二次側コイルに磁束を通して誘起電圧を発
生させる構造の何れかの方法により形成すればよい。勿
論、双方の構造を併用して検出パターンを形成すること
もできる。
【００４７】この構成の磁気誘導型のアブソリュートセ
ンサにおいても、図７に示すように、第２の検出器を配
置して、回転位置によって重複した検出パターンが得ら
れることを回避する構成を採用できる。
ンサにおいても、図７に示すように、第２の検出器を配
置して、回転位置によって重複した検出パターンが得ら
れることを回避する構成を採用できる。
【００４８】この場合には、前記ｎ個の二次側誘導コイ
ル以外に、更にｋ個（ｋ：正の整数）の二次側誘導コイ
ルを備えており、前記ｎ個の二次側誘導コイルは、相互
に隣接しない位置において前記ステータの区画部分に対
向配置され、前記ｋ個の二次側誘導コイルは、相互に異
なる位置であって、且つ、前記ｎ個の二次側誘導コイル
のそれぞれとも異なる位置において前記区画部分に対向
配置され、これら（ｎ＋ｋ）個の二次側誘導コイルの検
出出力に基づき、前記ロータの絶対回転位置を検出する
構成にすればよい。
ル以外に、更にｋ個（ｋ：正の整数）の二次側誘導コイ
ルを備えており、前記ｎ個の二次側誘導コイルは、相互
に隣接しない位置において前記ステータの区画部分に対
向配置され、前記ｋ個の二次側誘導コイルは、相互に異
なる位置であって、且つ、前記ｎ個の二次側誘導コイル
のそれぞれとも異なる位置において前記区画部分に対向
配置され、これら（ｎ＋ｋ）個の二次側誘導コイルの検
出出力に基づき、前記ロータの絶対回転位置を検出する
構成にすればよい。
【００４９】このように二次側コイルを離散配置するこ
とができると、装置を小型化できる。すなわち、図１０
（ａ）に示すように、例えば４個の二次側コイル１０５
〜１０８を隣り合わせに配列した場合には、コイル外径
寸法により、装置全体の外径寸法を小さくすることが制
限される。これに対して、離散配置を採用可能な本発明
においては、図１０（ｂ）に示すように、例えば、９０
度間隔で４個の二次側コイル１０５〜１０８を配置すれ
ば、装置全体の外径寸法を、二次側コイルの外径寸法に
左右されることなく、大幅に小さくできる。換言する
と、装置外径寸法が同一の場合には、その分解能を高め
ることができる。
とができると、装置を小型化できる。すなわち、図１０
（ａ）に示すように、例えば４個の二次側コイル１０５
〜１０８を隣り合わせに配列した場合には、コイル外径
寸法により、装置全体の外径寸法を小さくすることが制
限される。これに対して、離散配置を採用可能な本発明
においては、図１０（ｂ）に示すように、例えば、９０
度間隔で４個の二次側コイル１０５〜１０８を配置すれ
ば、装置全体の外径寸法を、二次側コイルの外径寸法に
左右されることなく、大幅に小さくできる。換言する
と、装置外径寸法が同一の場合には、その分解能を高め
ることができる。
【００５０】ここで、上記の図９、１０に関する説明に
おいては、便宜的に、磁気検出部を二次側コイルとして
説明してきたが、実際には、磁気検出部は磁極ピンと、
その外周に巻いたコイル巻線とで成り立っている。従っ
て、上記の説明は、図１０（ｃ）に示すような磁極ピン
１５１の外周に同心状にコイル巻線１５２が巻かれた構
成の磁気検出部を想定している。
おいては、便宜的に、磁気検出部を二次側コイルとして
説明してきたが、実際には、磁気検出部は磁極ピンと、
その外周に巻いたコイル巻線とで成り立っている。従っ
て、上記の説明は、図１０（ｃ）に示すような磁極ピン
１５１の外周に同心状にコイル巻線１５２が巻かれた構
成の磁気検出部を想定している。
【００５１】しかし、磁気検出部としては、図１０
（ｄ）に示すように、磁極ピン１６１がＬ形に折れ曲が
り、その下側部分にコイル巻線１６２が巻かれた構成も
考えられる。この場合には、検出パターンに対峙させる
部分は、磁極ピン１６１の端面部分１６１ａである。よ
って、この場合には、図１０（ｅ）に示すように配置す
ることにより、検出装置全体の小型化を達成できる。な
お、磁極ピンは、珪素鋼板のような磁性材料をプレス成
形することにより製造できる。
（ｄ）に示すように、磁極ピン１６１がＬ形に折れ曲が
り、その下側部分にコイル巻線１６２が巻かれた構成も
考えられる。この場合には、検出パターンに対峙させる
部分は、磁極ピン１６１の端面部分１６１ａである。よ
って、この場合には、図１０（ｅ）に示すように配置す
ることにより、検出装置全体の小型化を達成できる。な
お、磁極ピンは、珪素鋼板のような磁性材料をプレス成
形することにより製造できる。
【００５２】次に、本発明の上記の各構成は、リニアセ
ンサにも同様に適用できる。すなわち、図４に示すよう
な分解能を高めるための構成を採用する場合には、本発
明の着磁部材は平行に延びる第１および第２の平面を備
えており、前記第１の平面は前記着磁パターンにより着
磁された前記着磁面であり、前記第２の平面は、前記着
磁パターンのｍ倍の着磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、
Ｎ、Ｓ極が交互に形成された第２の着磁面とされ、この
第２の着磁面に対向させて、２個の磁気検出素子が配列
された構成の第２の検出器が配置されており、前記検出
器および前記第２の検出器の検出出力に基づき、前記着
磁部材あるいは前記検出器の側の絶対位置を検出する構
成とされる。
ンサにも同様に適用できる。すなわち、図４に示すよう
な分解能を高めるための構成を採用する場合には、本発
明の着磁部材は平行に延びる第１および第２の平面を備
えており、前記第１の平面は前記着磁パターンにより着
磁された前記着磁面であり、前記第２の平面は、前記着
磁パターンのｍ倍の着磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、
Ｎ、Ｓ極が交互に形成された第２の着磁面とされ、この
第２の着磁面に対向させて、２個の磁気検出素子が配列
された構成の第２の検出器が配置されており、前記検出
器および前記第２の検出器の検出出力に基づき、前記着
磁部材あるいは前記検出器の側の絶対位置を検出する構
成とされる。
【００５３】なお、上記構成の磁気式のアブソリュート
センサにおける磁気検出素子の離散配置は、光学式のア
ブソリュートセンサに対しても同様に適用できる。
センサにおける磁気検出素子の離散配置は、光学式のア
ブソリュートセンサに対しても同様に適用できる。
【００５４】すなわち、本発明は、円周方向あるいは直
線状に所定の光透過パターンあるいは光反射パターンが
形成されたパターン形成面を備えたパターン形成部材
と、前記パターン形成面に対向配置された複数の光検出
素子を備えた検出器とを有し、これらパターン形成部材
および検出器を相対移動させることにより得られる前記
検出器の検出出力に基づき、前記パターン形成部材ある
いは検出器の側の絶対位置を検出する光学式のアブソリ
ュートセンサにおいて、次の構成を採用している。
線状に所定の光透過パターンあるいは光反射パターンが
形成されたパターン形成面を備えたパターン形成部材
と、前記パターン形成面に対向配置された複数の光検出
素子を備えた検出器とを有し、これらパターン形成部材
および検出器を相対移動させることにより得られる前記
検出器の検出出力に基づき、前記パターン形成部材ある
いは検出器の側の絶対位置を検出する光学式のアブソリ
ュートセンサにおいて、次の構成を採用している。
【００５５】すなわち、前記光透過パターンあるいは光
反射パターンは、等ピッチで形成された２n 個（ｎ：正
の整数）の各パターン形成区画部分に、所定の配列パタ
ーンで、光透過および光遮断部分、あるいは光反射およ
び光吸収部分が形成されている。
反射パターンは、等ピッチで形成された２n 個（ｎ：正
の整数）の各パターン形成区画部分に、所定の配列パタ
ーンで、光透過および光遮断部分、あるいは光反射およ
び光吸収部分が形成されている。
【００５６】また、前記検出器はｎ個の光検出素子を備
え、各光検出素子は相互に異なる前記パターン形成区画
部分に対峙するように配置されておいる。
え、各光検出素子は相互に異なる前記パターン形成区画
部分に対峙するように配置されておいる。
【００５７】さらに、前記光透過あるいは光反射パター
ンは、前記パターン形成部材および前記検出器をパター
ン形成ピッチずつ相対移動させた場合に、前記ｎ個の光
検出素子が対峙するｎ個分のパターン形成区画部分の光
透過あるいは光反射パターン配列が相対移動毎に変化す
るように設定されている。
ンは、前記パターン形成部材および前記検出器をパター
ン形成ピッチずつ相対移動させた場合に、前記ｎ個の光
検出素子が対峙するｎ個分のパターン形成区画部分の光
透過あるいは光反射パターン配列が相対移動毎に変化す
るように設定されている。
【００５８】さらには、前記検出器は、前記ｎ個の光検
出素子以外に、更にｋ個（ｋ：正の整数）の光検出素子
を備えている。
出素子以外に、更にｋ個（ｋ：正の整数）の光検出素子
を備えている。
【００５９】これに加えて、前記ｎ個の光検出素子は、
相互に隣接しない位置において前記パターン形成面に対
向配置されている。
相互に隣接しない位置において前記パターン形成面に対
向配置されている。
【００６０】また、前記ｋ個の光検出素子は、相互に異
なる位置であって、且つ、前記ｎ個の光検出素子のそれ
ぞれとも異なる位置において前記パターン形成面にに対
向配置されている。
なる位置であって、且つ、前記ｎ個の光検出素子のそれ
ぞれとも異なる位置において前記パターン形成面にに対
向配置されている。
【００６１】そして、これら（ｎ＋ｋ）個の光検出素子
の検出出力に基づき、前記パターン形成部材あるいは前
記検出器の側の絶対位置を検出するようになっている。
の検出出力に基づき、前記パターン形成部材あるいは前
記検出器の側の絶対位置を検出するようになっている。
【００６２】この場合、前記光透過あるいは光反射パタ
ーンとしては、光透過部分および光遮断部分、あるいは
光反射部分および光吸収部分が、ｎビットのＭ系列パタ
ーンに従って配列されたものを採用できる。本発明によ
れば、Ｍ系列パターンを採用している場合でも、受光素
子の離散配置構成を採用できるので、装置レイアウトが
容易になる等の利点がある。
ーンとしては、光透過部分および光遮断部分、あるいは
光反射部分および光吸収部分が、ｎビットのＭ系列パタ
ーンに従って配列されたものを採用できる。本発明によ
れば、Ｍ系列パターンを採用している場合でも、受光素
子の離散配置構成を採用できるので、装置レイアウトが
容易になる等の利点がある。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気式の
アブソリュートセンサにおいては、Ｍ系列パターン、乱
数パターン等に従った着磁パターンを複数の磁気検出素
子で検出し、それらの検出パターンに基づき回転部材あ
るいはスライド部材の回転位置あるいはスライド位置の
絶対位置を検出している。従って、従来の磁気式のアブ
ソリュートセンサに比べて、装置構成を小型化でき、ま
た、廉価に製造することが可能になる。
アブソリュートセンサにおいては、Ｍ系列パターン、乱
数パターン等に従った着磁パターンを複数の磁気検出素
子で検出し、それらの検出パターンに基づき回転部材あ
るいはスライド部材の回転位置あるいはスライド位置の
絶対位置を検出している。従って、従来の磁気式のアブ
ソリュートセンサに比べて、装置構成を小型化でき、ま
た、廉価に製造することが可能になる。
【００６４】また、本発明においては、Ｎ、Ｓが交互に
着磁された第２の着磁パターンも検出することにより、
Ｍ系列パターン等に従って形成された着磁パターンによ
り得られた各絶対位置内を、第２の着磁パターンにより
得られた検出信号に基づき多分割化できるようにしてい
るので、高分解能のアブソリュートセンサを実現でき
る。
着磁された第２の着磁パターンも検出することにより、
Ｍ系列パターン等に従って形成された着磁パターンによ
り得られた各絶対位置内を、第２の着磁パターンにより
得られた検出信号に基づき多分割化できるようにしてい
るので、高分解能のアブソリュートセンサを実現でき
る。
【００６５】さらには、本発明においては、Ｍ系列パタ
ーン等を着磁パターンとして採用した場合に、複数の磁
気検出素子の離散配置を可能としているので、市販の磁
気検出素子等をそのまま用いることが可能になり、セン
サを廉価に製造できる。
ーン等を着磁パターンとして採用した場合に、複数の磁
気検出素子の離散配置を可能としているので、市販の磁
気検出素子等をそのまま用いることが可能になり、セン
サを廉価に製造できる。
【００６６】一方、本発明による光学式のアブソリュー
トセンサにおいては、Ｍ系列パターン等を検出パターン
として採用した場合に、複数の受光素子の離散配置を可
能としているので、装置レイアウトが容易になる等の利
点が得られる。
トセンサにおいては、Ｍ系列パターン等を検出パターン
として採用した場合に、複数の受光素子の離散配置を可
能としているので、装置レイアウトが容易になる等の利
点が得られる。
【図１】４ビットのＭ系列パターンを利用した光学式の
アブソリュートセンサの検出原理を説明するための説明
図である。
アブソリュートセンサの検出原理を説明するための説明
図である。
【図２】本発明を適用した磁気ドラム式のアブソリュー
トセンサを示すための説明図である。
トセンサを示すための説明図である。
【図３】本発明を適用した回転ディスク式のアブソリュ
ートセンサを示すための説明図である。
ートセンサを示すための説明図である。
【図４】本発明を適用した高分解能の回転ディスク式の
アブソリュートセンサを示すための説明図である。
アブソリュートセンサを示すための説明図である。
【図５】図４における第２の検出器から得られる検出信
号の例を示す信号波形図である。
号の例を示す信号波形図である。
【図６】図４のアブソリュートセンサによる絶対位置の
検出原理を示すための説明図である。
検出原理を示すための説明図である。
【図７】本発明を適用した検出素子を離散配置可能な磁
気式のアブソリュートセンサを示すための説明図であ
る。
気式のアブソリュートセンサを示すための説明図であ
る。
【図８】図７のセンサの検出原理を説明するための説明
図である。
図である。
【図９】本発明を適用した磁気誘導式のアブソリュート
センサを示すための説明図である。
センサを示すための説明図である。
【図１０】図９のアブソリュートセンサにおける二次側
検出コイルの離散配置による装置小型化の効果を示すた
めの説明図である。
検出コイルの離散配置による装置小型化の効果を示すた
めの説明図である。
【図１１】従来の磁気式のアブソリュートセンサの例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１２】従来の磁気式のアブソリュートセンサの別の
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
２１ 円筒状部材 ２２ 外周面 ２３〜２６ 磁気検出素子 ２８ 検出器 ３１ 円環状部材 ３２ 上面 ３３ 下面 ３４〜３７ 磁気検出素子 ３８ 検出器 ４１、４２ 磁気検出素子 ４３ 第２の検出器 ７０ 着磁面 ７１ 着磁部材 ７４〜７７ 磁気検出素子 ７９ 磁気検出素子 ９０ 磁気誘導式のセンサ ９１ ステータ ９２ ロータ ９３ 一次側コイル ９４ 二次側コイル １０１ 貫通孔（磁束透過部分） １０５〜１０８ 二次側コイル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月５日（１９９９．８．５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F077 AA25 NN03 NN04 NN26 NN28 NN30 PP12 PP14 PP19 PP21 QQ05 QQ07 QQ10 QQ15 RR03 RR17 RR23 RR29 TT44 2F103 BA37 CA02 CA03 DA06 DA13 EA12 FA07
Claims (12)
- 【請求項１】 円周方向あるいは平面方向に所定のパタ
ーンで着磁された着磁面を備えた着磁部材と、前記着磁
面に対向配置された複数の磁気検出素子を備えた検出器
とを有し、これら着磁部材および検出器を前記着磁面の
着磁パターンの方向に相対移動させることにより得られ
る前記検出器の検出出力に基づき、前記着磁部材あるい
は検出器の側の絶対位置を検出するアブソリュートセン
サにおいて、 前記着磁パターンは、等ピッチで形成された２n 個
（ｎ：正の整数）の各着磁区画部分に、所定の配列パタ
ーンでＮおよびＳ極が着磁されたものであり、 前記検出器はｎ個の磁気検出素子を備え、各磁気検出素
子は相互に異なる前記着磁区画部分に対峙するように配
置されており、 前記着磁パターンは、前記着磁部材および前記検出器を
着磁ピッチずつ相対移動させた場合に、前記ｎ個の磁気
検出素子が対峙しているｎ個分の着磁区画部分の着磁配
列パターンが相対移動毎に変化するように設定されてい
ることを特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記着磁面は円形外周面あるいは円形内周面であること
を特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記着磁面は所定の
幅の円環状端面であることを特徴とするアブソリュート
セ ンサ。 - 【請求項４】 請求項３において、 円環状部材における一方の円環状端面は前記着磁パター
ンが形成された着磁面であり、 当該円環状部材の他方の円環状端面は、前記着磁パター
ンのｍ倍の着磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極が
交互に形成された第２の着磁面とされ、 この第２の着磁面に対向させて、２個の磁気検出素子が
配列された構成の第２の検出器が配置されており、 前記検出器および前記第２の検出器の検出出力に基づ
き、前記円環状部材あるいは前記検出器の側の絶対位置
を検出することを特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項５】 請求項２において、 円筒状部材における外周面および内周面のうちの一方の
面は前記着磁パターンが形成された着磁面であり、 当該円筒状部材の他方の面は、前記着磁パターンのｍ倍
の着磁ピッチ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極が交互に形
成された第２の着磁面とされ、 この第２の着磁面に対向させて、２個の磁気検出素子が
配列された構成の第２の検出器が配置されており、 前記検出器および前記第２の検出器の検出出力に基づ
き、前記円環状部材あるいは前記検出器の側の絶対位置
を検出することを特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のうちの何れかの項に
おいて、 複数個の磁石片を部材表面に貼り付けることにより前記
着磁パターンが形成されていることを特徴とするアブソ
リュートセンサ。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のうちの何れかの項に
おいて、 前記検出器は、前記ｎ個の磁気検出素子以外に、更にｋ
個（ｋ：正の整数）の磁気検出素子を備えており、 前記ｎ個の磁気検出素子は、相互に隣接しない位置にお
いて前記着磁面に対向配置され、 前記ｋ個の磁気検出素子は、相互に異なる位置であっ
て、且つ、前記ｎ個の磁気検出素子のそれぞれとも異な
る位置において前記着磁面に対向配置され、 これら（ｎ＋ｋ）個の磁気検出素子の検出出力に基づ
き、前記着磁部材あるいは前記検出器の側の絶対位置を
検出することを特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項８】 ステータと、ロータと、前記ステータに
配置された一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイルと
を有し、前記ロータは、回転位置に応じて、前記ステー
タの前記一次側励磁コイルおよび二次側誘導コイル間の
磁気結合を変化させるように構成されている磁気誘導型
のアブソリュートセンサにおいて、 前記ロータには、同心円上に、等角度ピッチで形成され
た２n 個の区画部分が形成され、各区画部分は、磁束透
過部分および磁束遮断部分の何れかとされ、 前記ステータには、同心円上に、ｎ個（ｎ：正の整数）
の前記二次側誘導コイルが配置され、各二次側誘導コイ
ルは相互に異なる前記区画部分に対峙するように配置さ
れており、 前記区画部分に形成された磁束透過部分および磁束遮断
部分の配列パターンは、前記ロータを等角度ピッチずつ
回転させた場合に、前記ｎ個の二次側誘導コイルが対峙
しているｎ個分の区画部分の配列パターンが回転毎に変
化するように設定されていることを特徴とするアブソリ
ュートセンサ。 - 【請求項９】 請求項８において、 前記ｎ個の二次側誘導コイル以外に、更にｋ個（ｋ：正
の整数）の二次側誘導コイルを備えており、 前記ｎ個の二次側誘導コイルは、相互に隣接しない位置
において前記ステータの区画部分に対向配置され、 前記ｋ個の二次側誘導コイルは、相互に異なる位置であ
って、且つ、前記ｎ個の二次側誘導コイルのそれぞれと
も異なる位置において前記区画部分に対向配置され、 これら（ｎ＋ｋ）個の二次側誘導コイルの検出出力に基
づき、前記ロータの絶対回転位置を検出することを特徴
とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項１０】 請求項１において、 前記着磁部材は平行に延びる第１および第２の平面を備
えており、 前記第１の平面は前記着磁パターンにより着磁された前
記着磁面であり、 前記第２の平面は、前記着磁パターンのｍ倍の着磁ピッ
チ（ｍ：正の整数）で、Ｎ、Ｓ極が交互に形成された第
２の着磁面とされ、 この第２の着磁面に対向させて、２個の磁気検出素子が
配列された構成の第２の検出器が配置されており、 前記検出器および前記第２の検出器の検出出力に基づ
き、前記着磁部材あるいは前記検出器の側の絶対位置を
検出することを特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項１１】 円周方向あるいは平面方向に所定の配
列パターンで、光透過・遮断部分あるいは光反射・吸収
部分が形成されたパターン形成面を備えたパターン形成
部材と、前記パターン形成面に対向配置された複数の光
検出素子を備えた検出器とを有し、これらパターン形成
部材および検出器を相対移動させることにより得られる
前記検出器の検出出力に基づき、前記パターン形成部材
あるいは検出器の側の絶対位置を検出する光学式のアブ
ソリュートセンサにおいて、 前記配列パターンは、等ピッチで形成された２n 個
（ｎ：正の整数）の各パターン形成区画部分に、所定の
配列パターンで、光透過および光遮断部分、あるいは光
反射および光吸収部分が形成されており、 前記検出器はｎ個の光検出素子を備え、各光検出素子は
相互に異なる前記パターン形成区画部分に対峙するよう
に配置されており、 前記配列パターンは、前記パターン形成部材および前記
検出器をパターン形成ピッチずつ相対移動させた場合
に、前記ｎ個の光検出素子が対峙しているｎ個分のパタ
ーン形成区画部分のパターン配列が相対移動毎に変化す
るように設定されており、 前記検出器は、前記ｎ個の光検出素子以外に、更にｋ個
（ｋ：正の整数）の光検出素子を備えており、 前記ｎ個の光検出素子は、相互に隣接しない位置におい
て前記パターン形成面に対向配置され、 前記ｋ個の光検出素子は、相互に異なる位置であって、
且つ、前記ｎ個の光検出素子のそれぞれとも異なる位置
において前記パターン形成面に対向配置され、 これら（ｎ＋ｋ）個の光検出素子の検出出力に基づき、
前記パターン形成部材あるいは前記検出器の側の絶対位
置を検出することを特徴とするアブソリュートセンサ。 - 【請求項１２】 請求項１１において、 前記配列パターンは、光透過部分および光遮断部分、あ
るいは光反射部分および光吸収部分が、ｎビットのＭ系
列パターンに従って配列されたものであることを特徴と
するアブソリュートセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16323199A JP4290281B2 (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | アブソリュートセンサ |
| PCT/JP2000/008759 WO2002048653A1 (en) | 1999-06-10 | 2000-12-11 | Absolute sensor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16323199A JP4290281B2 (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | アブソリュートセンサ |
| PCT/JP2000/008759 WO2002048653A1 (en) | 1999-06-10 | 2000-12-11 | Absolute sensor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352523A true JP2000352523A (ja) | 2000-12-19 |
| JP2000352523A5 JP2000352523A5 (ja) | 2006-05-11 |
| JP4290281B2 JP4290281B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=26344994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16323199A Expired - Lifetime JP4290281B2 (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | アブソリュートセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4290281B2 (ja) |
| WO (1) | WO2002048653A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013015342A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-24 | Rhythm Watch Co Ltd | 時計装置 |
| US8659290B2 (en) | 2010-04-12 | 2014-02-25 | Murata Machinery, Ltd. | Magnetic pole detection system and magnetic pole detection method |
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| JP2016520794A (ja) * | 2013-05-21 | 2016-07-14 | 三菱電機株式会社 | ロータリエンコーダを自己較正するための方法 |
| JP2016183897A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 三菱重工工作機械株式会社 | 電磁誘導式位置検出器及びそれを用いた位置検出方法 |
| WO2020129401A1 (ja) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ステアリング装置 |
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| JPWO2024127739A1 (ja) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 |
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|---|---|---|---|---|
| FR3052254B1 (fr) | 2016-06-07 | 2018-06-15 | Stmicroelectronics (Rousset) Sas | Dispositif de determination du mouvement d'un element rotatif, en particulier pour les releves de compteurs d'eau et/ou de gaz |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63177019A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-07-21 | Alpine Electron Inc | 位置センサ |
| JP2691943B2 (ja) * | 1990-04-19 | 1997-12-17 | 株式会社ニコン | １トラック型アブソリュート・エンコーダ |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP16323199A patent/JP4290281B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-12-11 WO PCT/JP2000/008759 patent/WO2002048653A1/ja not_active Ceased
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| JP2020100214A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | ステアリング装置 |
| JP2021110670A (ja) * | 2020-01-14 | 2021-08-02 | 株式会社ミツトヨ | ロータリエンコーダ |
| JP7353992B2 (ja) | 2020-01-14 | 2023-10-02 | 株式会社ミツトヨ | ロータリエンコーダ |
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|---|---|
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