(57)【要約】【課題】  外部ノイズによる影響を受けにくく、しかも分解能が高く、従って位置検出の精度が高くかつ高信頼性を有する磁気エンコーダ及び磁気エンコーダ用信号処理回路を提供する。【解決手段】  磁気媒体と、対向する磁気媒体との相対的な移動方向に沿ってかつ磁気媒体の着磁間隔以下の距離範囲内に順次配列された少なくとも３つの磁気センサ素子と、少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号が入力される信号処理回路とを備えており、信号処理回路が、少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出して少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する入力手段と、入力手段の形成した状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のいずれかと一致した場合にのみ、入力した出力信号が正しい出力信号であると判別する判別手段とを備えている。【選択図】  図６
2006250604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気媒体と、対向する該磁気媒体との相対的な移動方向に沿ってかつ該磁気媒体の着磁間隔以下の距離範囲内に順次配列された少なくとも３つの磁気センサ素子と、該少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号が入力される信号処理回路とを備えており、該信号処理回路が、前記少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出して該少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する入力手段と、該入力手段の形成した状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のいずれかと一致した場合にのみ、入力した前記出力信号が正しい出力信号であると判別する判別手段とを備えていることを特徴とする磁気エンコーダ。
【請求項２】
前記信号処理回路が、前記少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号が反転する時点でトリガ信号を発生するトリガ信号発生手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁気エンコーダ。
【請求項３】
前記入力手段が、前記トリガ信号が印加された際の前記少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出し、該検出した状態を一時的に保持するラッチ手段を有していることを特徴とする請求項２に記載の磁気エンコーダ。
【請求項４】
前記入力手段が、前記ラッチ手段の保持している検出した状態を並び替えて前記少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する手段を有していることを特徴とする請求項３に記載の磁気エンコーダ。
【請求項５】
前記判別手段が、前記次に現れるべき２つの状態検出信号列を、前回の正しい出力信号に係る状態検出信号列から算出する手段を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項６】
前記算出する手段が、前記前回の正しい出力信号に係る状態検出信号列を１つだけインクリメント及びデクリメントすることにより、前記次に現れるべき２つの状態検出信号列をそれぞれ得る手段であることを特徴とする請求項５に記載の磁気エンコーダ。
【請求項７】
前記信号処理回路が、入力した出力信号が正しい出力信号であると判別した場合のみ、アップ又はダウン方向にカウントされる計数手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項８】
前記計数手段が、前記入力手段の形成した状態検出信号列が、前記次に現れるべき２つの状態検出信号列のどちらと一致したかに応じて、アップ方向及びダウン方向のいずれかにカウントされる手段であることを特徴とする請求項７に記載の磁気エンコーダ。
【請求項９】
前記磁気媒体の着磁間隔が、等間隔であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項１０】
前記磁気媒体の一部の着磁間隔が、互いに異なる間隔であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項１１】
前記少なくとも３つの磁気センサ素子が、互いに等しい間隔で配列されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項１２】
前記少なくとも３つの磁気センサ素子の一部が、互いに異なる間隔で配列されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項１３】
前記磁気センサ素子が、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子で構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子が、少なくとも１つの巨大磁気抵抗効果素子又はトンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気エンコーダ。
【請求項１５】
対向する磁気媒体との相対的な移動方向に沿ってかつ該磁気媒体の着磁間隔以下の距離範囲内に順次配列された少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号が入力される信号処理回路であり、前記少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出して該少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する入力手段と、該入力手段の形成した状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のいずれかと一致した場合にのみ、入力した前記出力信号が正しい出力信号であると判別する判別手段とを備えていることを特徴とする磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項１６】
前記少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号磁気センサ素子からの出力信号が反転する時点でトリガ信号を発生するトリガ信号発生手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項１７】
前記入力手段が、前記トリガ信号が印加された際の前記少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出し、該検出した状態を一時的に保持するラッチ手段を有していることを特徴とする請求項１６に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項１８】
前記入力手段が、前記ラッチ手段の保持している検出した状態を並び替えて前記少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する手段を有していることを特徴とする請求項１７に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項１９】
前記判別手段が、前記次に現れるべき２つの状態検出信号列を、前回の正しい出力信号に係る状態検出信号列から算出する手段を有していることを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項２０】
前記算出する手段が、前記前回の正しい出力信号に係る状態検出信号列を１つだけインクリメント及びデクリメントすることにより、前記次に現れるべき２つの状態検出信号列をそれぞれ得る手段であることを特徴とする請求項１９に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項２１】
入力した出力信号が正しい出力信号であると判別した場合のみ、アップ又はダウン方向にカウントされる計数手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１５から２０のいずれか１項に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【請求項２２】
前記計数手段が、前記入力手段の形成した状態検出信号列が、前記次に現れるべき２つの状態検出信号列のどちらと一致したかに応じて、アップ方向及びダウン方向のいずれかにカウントされる手段であることを特徴とする請求項２１に記載の磁気エンコーダ用信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３つ以上の磁気センサ素子を備えた磁気エンコーダ及びこの磁気エンコーダ用信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置検出、移動検出又は回転検出等に用いられる一般的な磁気エンコーダは、水平磁気記録による着磁パターンを有する磁気媒体と、形成平面がこの磁気媒体の表面と平行となるように形成された磁気抵抗効果（ＭＲ）素子による磁気センサ素子とを備えており、このＭＲ素子によって、磁界の長手方向成分（水平成分）を検出するように構成されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この種の磁気エンコーダにおいて、移動位置の検出精度を高めるためには、磁気媒体の着磁ピッチをより短くすることが必要となる。
【０００４】
しかしながら、磁気媒体の着磁ピッチが小さくなればなるほど、隣接する着磁信号間で打ち消しが生じるため、この磁気媒体面から遠くまで磁気信号が出てこなくなる。磁気媒体と磁気センサ素子との間隙がわずかに増大するのみで、検出信号は急激に小さくなり、位置信号検出エラーを発生し易くなる。従って、磁気センサ素子を磁気媒体にできる限り近づける必要がでてくる。一方、磁気媒体と、磁気センサ素子との間隙が狭くなればなるほど、両者の接触等の影響で機械的に破壊され易くなってしまう。このように、磁気エンコーダにおいて、高分解能の位置検出を行うためには、磁気媒体と磁気センサ素子とを極端に近接させるか、又は接触させて用いることが必要となるが、これは耐久性に問題が生じるため、高分解能かつ高耐久性の磁気エンコーダを実現することは難しかった。
【０００５】
特許文献２及び３には、２相の磁気エンコーダにおいて、磁気媒体の着磁ピッチをλとすると、磁気センサ素子をその間隔がλ／４となるように配列させることによって、着磁ピッチλを変えることなく１回転当たりの出力パルス数を増大できることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１６０５１１号公報
【特許文献２】特開昭５９−０７９８０６号公報
【特許文献３】特開２０００−１０５１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２及び３に開示されているように、磁気センサ素子の配列間隔を磁気媒体の着磁ピッチより狭くすれば、分解能を低下させることなく磁気媒体の着時ピッチを広くすることが可能となり、その結果、磁気媒体から離れた位置まで磁界が到達することから磁気媒体と磁気センサ素子との離隔距離を大きくすることができる。
【０００８】
しかしながら、磁気媒体と磁気センサ素子との離隔距離を大きくすると、磁気検出信号が外部ノイズ等の影響を受けやすくなり、位置の検出エラーが起こり易くなる。
【０００９】
従って本発明の目的は、外部ノイズによる影響を受けにくい磁気エンコーダ及び磁気エンコーダ用信号処理回路を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、分解能が高く、従って位置検出の精度が高くかつ高信頼性を有する磁気エンコーダ及び磁気エンコーダ用信号処理回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、磁気媒体と、対向する磁気媒体との相対的な移動方向に沿ってかつ磁気媒体の着磁間隔以下の距離範囲内に順次配列された少なくとも３つの磁気センサ素子と、少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号磁気センサ素子からの出力信号が入力される信号処理回路とを備えており、信号処理回路が、少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出して少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する入力手段と、入力手段の形成した状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のいずれかと一致した場合にのみ、入力した出力信号が正しい出力信号であると判別する判別手段とを備えている磁気エンコーダが提供される。
【００１２】
本発明によれば、さらに、対向する磁気媒体との相対的な移動方向に沿ってかつ磁気媒体の着磁間隔以下の距離範囲内に順次配列された少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号が入力される信号処理回路であり、少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出して少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する入力手段と、入力手段の形成した状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のいずれかと一致した場合にのみ、入力した出力信号が正しい出力信号であると判別する判別手段とを備えている磁気エンコーダ用信号処理回路が提供される。
【００１３】
少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のいずれかと一致した場合にのみ、入力した出力信号が正しい出力信号であると判別しているため、検出信号から外部ノイズを効果的に排除することができるから、ノイズに強い磁気エンコーダを提供することができる。また、少なくとも３つの磁気センサ素子が磁気媒体の着磁間隔以下の距離範囲内に配列されているので、分解能を低下させることなく磁気媒体の着磁間隔を広くすることが可能となり、磁気媒体から離れた位置まで磁界が到達することから磁気媒体と磁気センサ素子との離隔距離を大きくすることができる。従って、位置検出の精度が高くかつ高い信頼性の磁気エンコーダを得ることができる。
【００１４】
信号処理回路が、少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号が反転する時点でトリガ信号を発生するトリガ信号発生手段をさらに備えていることが好ましい。
【００１５】
入力手段が、トリガ信号が印加された際の少なくとも３つの磁気センサ素子からの出力信号の状態を検出し、検出した状態を一時的に保持するラッチ手段を有していることも好ましい。この入力手段が、ラッチ手段の保持している検出した状態を並び替えて少なくとも３つの磁気センサ素子の配列順に並ぶ状態検出信号列を形成する手段を有していることがより好ましい。
【００１６】
判別手段が、次に現れるべき２つの状態検出信号列を、前回の正しい出力信号に係る状態検出信号列から算出する手段を有していることも好ましい。この算出する手段が、前回の正しい出力信号に係る状態検出信号列を１つだけインクリメント及びデクリメントすることにより、次に現れるべき２つの状態検出信号列をそれぞれ得る手段であることがより好ましい。
【００１７】
信号処理回路が、入力した出力信号が正しい出力信号であると判別した場合のみ、アップ又はダウン方向にカウントされる計数手段をさらに備えていることも好ましい。この計数手段が、入力手段の形成した状態検出信号列が、次に現れるべき２つの状態検出信号列のどちらと一致したかに応じて、アップ方向及びダウン方向のいずれかにカウントされる手段であることがより好ましい。
【００１８】
磁気媒体の着磁間隔が、等間隔であることが好ましい。
【００１９】
磁気媒体の一部の着磁間隔が、互いに異なる間隔であることも好ましい。
【００２０】
少なくとも３つの磁気センサ素子が、互いに等しい間隔で配列されていることも好ましい。
【００２１】
少なくとも３つの磁気センサ素子の一部が、互いに異なる間隔で配列されていることも好ましい。
【００２２】
磁気センサ素子が、少なくとも１つのＭＲ素子で構成されていることが好ましい。この場合、少なくとも１つのＭＲ素子が、少なくとも１つの巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、検出信号から外部ノイズを効果的に排除することができるから、ノイズに強い磁気エンコーダを提供することができる。また、位置検出の精度が高くかつ信頼性も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の一実施形態として、磁気エンコーダの記録媒体及び磁気センサ装置部分の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２５】
同図において、１０は所定の着磁ピッチλで磁気記録がなされたテープ状の磁気媒体、１１はこの磁気媒体１０に検出面が近接して対向する磁気センサ装置をそれぞれ示している。
【００２６】
本実施形態では、磁気媒体１０は位置（又は角度）及び移動方向（又は回転方向）を検出すべき対象物（図示なし）の表面に固着されており、非動作時、磁気センサ装置１１はこの磁気媒体１０の表面に近接した状態で静止位置に固定されている。従って、磁気媒体１０は磁気センサ装置１１に対して矢印１２方向及び／又はその逆方向に相対的に移動することとなる。なお、磁気媒体としては、図に示したようなテープ状のものの他に、平板状、回転ドラム状、回転ディスク状などいかなる態様のものであっても良い。
【００２７】
図２は本実施形態における磁気センサ装置の構造を概略的に示す（Ａ）斜視図、及び（Ｂ）分解斜視図である。
【００２８】
同図に示すように、磁気センサ装置１１は、プリント基板２０と、このプリント基板２０の先端中央に固着された磁気センサチップ２１と、プリント基板２０を上下から挟み込む上部ハウジング２２及び下部ハウジング２３と、プリント基板２０の先端の磁気センサチップ２１以外の部分を覆う被覆膜２４とから主として構成されている。
【００２９】
プリント基板２０は、本実施形態では、エポキシ等による基板２０ａ上に、磁気センサチップ２１の電極端子にそれそれワイヤボンディングされているセンサ接続パッド２０ｂと、外部接続パッド２０ｃと、接続パッド２０ｂ及び２０ｃ間をそれぞれ電気的に接続している接続導体２０ｄとを設けることによって構成されている。
【００３０】
上部及び下部ハウジング２２及び２３は、本実施形態では、金属又はセラミック材料によって構成されている。
【００３１】
被覆膜２４は、本実施形態では、樹脂をモールドすることによって形成されている。
【００３２】
図３は本実施形態における記録媒体と磁気センサチップ内の磁気センサ素子との位置関係を概略的に示す（Ａ）斜視図及び（Ｂ）側面図、並びに（Ｃ）各磁気センサ素子の構成を概略的に示す拡大図である。
【００３３】
同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態では、磁気センサチップ２１は磁気媒体１０と対向する面２１ａの側に４つの磁気センサ素子３０〜３３を有しており、これら４つの磁気センサ素子３０〜３３は記録媒体１０の着磁ピッチλの間隔内に等間隔でかつ磁気媒体１０との相対的な移動方向に沿って順次配列されている。即ち、これら磁気センサ素子３０〜３３の間隔はλ／４以下の距離となっている。
【００３４】
各磁気センサ素子、例えば磁気センサ素子３０は、同図（Ｃ）から分かるように、磁気センサチップ２１の記録媒体対向面２１ａと平行な面上に２つの直線部分が先端でＵ字状に折り返しされた直線ストリップにパターニングされたＭＲ素子３０ａと、ＭＲ素子３０ａに電気的に接続されたリード導体３０ｂとを備えており、リード導体３０ｂは図示しない電極端子である信号取出し端子、Ｖｃｃ端子及びグランド端子等を介してセンサ接続パッド２０ｂ（図２）に接続されている。ＭＲ素子３０ａは、多層構造のＧＭＲ素子又はＴＭＲ素子から形成されている。他の磁気センサ素子３１〜３３の構成も同様である。
【００３５】
本実施形態において、各ＭＲ素子を折り返しさせているのは、ＭＲ素子を高出力化及び高感度化するためにその長さを充分にしたいが、折り返しせずに記録媒体対向面２１ａに沿って長く伸長させると、アジマス角の影響が出てしまうのでこれを避けるためである。折り返し回数は、１回に限定されるものではなく、３つ以上の直線ストリップで構成されていても良い。さらに、各ＭＲ素子は、記録媒体対向面２１ａに露出はしておらず、その上に絶縁保護膜が形成されている。
【００３６】
磁気センサ素子３０〜３３のＭＲ素子は、その伸長方向が磁気センサ装置１１の磁気媒体１０（図１）に対する相対的な移動方向（磁気媒体１０のピッチ方向）とほぼ垂直となる方向に設定されている。
【００３７】
このような構成により、本実施形態の４つの磁気センサ素子３０〜３３は磁気媒体１０に記録されている水平方向磁界を４相で検出する。
【００３８】
図４は本実施形態における信号処理回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【００３９】
同図において、４０〜４３は４つの磁気センサ素子３０〜３３からの４相の出力信号をゼロクロス検出して増幅し矩形波信号を出力する増幅器、４４〜４７は増幅器４０〜４３から出力される矩形波信号の立上がりエッジ及び立下がりエッジをそれぞれ検出するエッジ検出回路、４８はエッジ検出回路４４〜４７の論理和を出力するオア回路、４９〜５２は増幅器４０〜４３から出力される矩形波信号の論理状態をそれぞれラッチするラッチ回路、５３は信号処理制御を行うデジタルコンピュータ、５４は移動位置に対応する計数値を有するアップダウンカウンタをそれぞれ示している。なお、アップダウンカウンタ５４は、コンピュータ５３内でソフト的に構成しても良い。信号処理回路は、本実施形態のように、磁気センサ装置とは別個に設けても良いが、磁気センサ装置内に設けても良い。また、磁気センサチップに付帯させてももちろん良い。
【００４０】
図５は、増幅器から出力される矩形波信号とその論理状態検出信号列とを説明する図である。
【００４１】
増幅器４０〜４３からは、４つの磁気センサ素子３０〜３３の０〜３相の検出出力に対応して、同図（Ａ）に示すような矩形波信号Ｓ０〜Ｓ３が出力される。一方、オア回路４８からは、矩形波信号が反転する各時点ＴＲＧでトリガ信号が出力されてコンピュータ５３に印加され、これによってコンピュータ５３は割り込み動作を開始する。
【００４２】
図６はこのコンピュータ５３の割り込み動作を説明するフローチャートである。
【００４３】
トリガ信号による割り込み指示がなされると、コンピュータ５３は、まず、ラッチ回路４９〜５２に対して、矩形波信号の論理状態をラッチする指示を出す（ステップＳ１）。
【００４４】
次いで、このラッチして得た状態検出信号をラッチ回路４９〜５２から取り込み、磁気センサ素子３０〜３３の配列順序に従った状態検出信号列に並び替える（ステップＳ２）。
【００４５】
図５（Ｂ）には、同図（Ａ）に示す矩形波信号に対応する状態検出信号列が示されている。同図からも分かるように、４相の場合、状態検出信号列は、「００００」、「１０００」、「１１００」、「１１１０」、「１１１１」、「０１１１」、「００１１」及び「０００１」の８種類であり、並び替えた状態検出信号列は、これがノイズ信号でなければこのうちのいずれかとなる。しかも、磁気媒体に対する相対的な移動が前後２方向のうちの１方向であるから、前回の状態検出信号列に対して、１つインクリメントして得た状態検出信号列（インクリメント信号列）か、又は１つデクリメントして得た状態検出信号列（デクリメント信号列）となるべきである。例えば、前回の状態検出信号列が「１１００」であれば、「１１１０」か「１０００」のいずれかとなるべきである。
【００４６】
そこで、今回得た状態検出信号列をインクリメント信号列と比較して一致するかどうか判別する（ステップＳ３）。一致する場合は、今回得た状態検出信号列がノイズ信号ではなく正しい信号列であると判断し、しかもその相対的な移動方向が所定の方向（例えば右方向）であると判断し、アップダウンカウンタ５４を１つだけカウントアップさせて（ステップＳ５）、次のステップＳ７へ進む。
【００４７】
一方、ステップＳ３において、不一致の場合は、今回得た状態検出信号列をデクリメント信号列と比較して一致するかどうか判別する（ステップＳ４）。不一致の場合は、今回得た状態検出信号列がノイズ信号であると判断して、以降の処理を何もせずにこの割り込み処理を終了して元の処理に戻る。
【００４８】
ステップＳ４において、一致する場合は、今回得た状態検出信号列がノイズ信号ではなく正しい信号列であると判断し、しかもその相対的な移動方向が所定の方向と逆の方向（例えば左方向）であると判断し、アップダウンカウンタ５４を１つだけカウントダウンさせて（ステップＳ６）、次のステップＳ７へ進む。
【００４９】
ステップＳ７では、今回得た状態検出信号列を前回の状態検出信号列として記憶する。
【００５０】
次いで、この前回の状態検出信号列を１つインクリメントしてインクリメント信号列を作成し、さらに、１つデクリメントしてデクリメント信号列を作成し、これらを次の割り込み処理のために記憶し（ステップＳ８）、この割り込み処理を終了して元の処理に戻る。
【００５１】
その結果、今回の状態検出信号列が次に現れるべき２つの状態検出信号列の一方に一致した場合にのみ、アップダウンカウンタ５４がその方向にカウントされることとなり、外部ノイズによって誤ったカウントが行われる確率は、本実施形態のごとく４相の場合に３／８に減少する。従って、ノイズに非常に強い位置検出、移動方向検出を行うことができる。さらに、ｎ相の場合には確率は３／２・ｎに減少し、素子間隔が短くなればなるほど、高いノイズ除去効果が得られる。
【００５２】
また、記録媒体１０の着磁ピッチλの間隔内に４つの磁気センサ素子３０〜３３が等間隔（λ／４以下の間隔）Ｐで配列されているので、分解能を低下させることなく磁気媒体１０の着磁ピッチλを広くすることが可能となる。
【００５３】
図７はこの点を説明するために、磁気媒体の着磁ピッチと磁束分布との関係を示す図である。位置分解能を高めるためには、同図（Ａ）に示すように磁気媒体１０′の着磁ピッチλ′を狭くする方法が一般的である。これに代えて、同図（Ｂ）に示すように、磁気媒体１０の着磁ピッチλを大きくしたまま複数の磁気センサ素子３０〜３３を着磁ピッチλ間に配列して磁気センサ素子３０〜３３のピッチＰを狭めた方が磁気媒体と磁気センサ素子との距離（ギャップ距離）ＧＡＰが大きくても磁界強度が強くなる。
【００５４】
図８は着磁ピッチλを変えた場合のギャップ距離ＧＡＰに対する磁界強度の関係を表すグラフである。同図から分かるように、３０〜４０×１０−４Ｔ（３０〜４０Ｇａｕｓｓ）で飽和出力が得られる磁気センサ素子では、着磁ピッチがλ＝０．８ｍｍの場合は、λ＝０．２ｍｍの場合に比して４〜５倍のギャップ距離としても同じ磁界強度を得ることができる。従って、同一の磁気媒体を使用した場合に着磁ピッチλを広げるとギャップ距離ＧＡＰを大きくすることができる。それ故、本実施形態のように、記録媒体１０の着磁ピッチλの間隔内に４つの磁気センサ素子３０〜３３をλ／４以下の間隔Ｐで配列することによって、位置検出の精度が高く保った状態で、接触などによる損傷のない高い信頼性の磁気エンコーダを得ることができる。
【００５５】
また、磁界強度が大きくとれることから、磁気媒体と磁気センサ装置とがそれぞれ別個の物体に取付けられる機器においては、ギャップ距離のばらつきの影響を低減させることができる。さらに、磁気センサ素子の飽和出力を容易に得ることができるので、その意味からも信頼性の向上が図れる。
【００５６】
図９は、本発明の他の実施形態における（Ａ）記録媒体と磁気センサチップ内の磁気センサ素子との位置関係を概略的に示す側面図、及び（Ｂ）磁気センサ素子の接続回路図である。
【００５７】
図１の実施形態（図３）においては、４つの磁気センサ素子３０〜３３がλ／４以下の等間隔を有する４相に配置されているが、本実施形態では、同図（Ａ）に示すように、磁気センサチップ２１′として８つの磁気センサ素子９０〜９７がλ／４以下の等間隔を有するように配置し、同図（Ｂ）に示すように、互いに着磁ピッチλの間隔を有する２つの磁気センサ素子９０及び９４、９１及び９５、９２及び９６並びに９３及び９７を直列接続しそれらの中点から２倍の出力を取出す４相ハーフブリッジ構成となっている。
【００５８】
本実施形態におけるその他の構成は、図１の実施形態の場合とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【００５９】
図１０は本発明のさらに他の実施形態における（Ａ）記録媒体と磁気センサチップ内の磁気センサ素子との位置関係を概略的に示す側面図、及び磁気センサ素子の検出出力に対応する（Ｂ）矩形波信号と（Ｃ）その論理状態検出信号列とを説明する図である。
【００６０】
図１の実施形態においては、４つの磁気センサ素子３０〜３３がλ／４以下の等間隔を有する４相に配置されているが、本実施形態では、同図（Ａ）に示すように、磁気センサチップ２１″として３つの磁気センサ素子１００〜１０２がλ／３以下の等間隔を有するように配置されている。この３つの磁気センサ素子１００〜１０２の０〜２相の検出出力に対応して、同図（Ｂ）に示すような矩形波信号Ｓ０〜Ｓ３が出力され、この論理状態が磁気センサ素子１００〜１０２の配列順序に従った状態検出信号列となる。同図（Ｃ）には、この矩形波信号に対応する状態検出信号列が示されている。同図からも分かるように、３相の場合、状態検出信号列は、「０００」、「１００」、「１１０」、「１１１」、「０１１」及び「００１」の６種類となる。
【００６１】
本実施形態におけるその他の構成は、図１の実施形態の場合とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
以上述べた実施形態においては、記録媒体の着磁間隔内に３つ又は４つの磁気センサ素子が配置されているが、この数は３つ以上であればいくつであっても良い。センサ素子数が大きくなればなるほど、高分解能の位置及び移動方向検出が可能となる。また、上述の実施形態においては、磁気媒体の着磁間隔が等間隔であるとしているが、本発明においては、磁気媒体の着磁間隔はその一部又は全てが互いに異なる間隔であっても良い。また、磁気センサ素子の間隔も等間隔であっても良いし、その一部又は全てが互いに異なる間隔であっても良い。
【００６３】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態として、磁気エンコーダの記録媒体及び磁気センサ装置部分の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態における磁気センサ装置の構造を概略的に示す斜視図及び分解斜視図である。
【図３】図１の実施形態における記録媒体と磁気センサチップ内の磁気センサ素子との位置関係を概略的に示す斜視図及び側面図、並びに各磁気センサの構成を概略的に示す拡大図である。
【図４】図１の実施形態における信号処理回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】磁気センサ素子の検出出力に対応する矩形波信号とその論理状態検出信号列とを説明する図である。
【図６】図３のコンピュータの動作を説明するフローチャートである。
【図７】磁気媒体の着磁ピッチと磁束分布との関係を示す図である。
【図８】着磁ピッチを変えた場合のギャップ距離に対する磁界強度の関係を表すグラフである。
【図９】本発明の他の実施形態における記録媒体と磁気センサチップ内の磁気センサ素子との位置関係を概略的に示す側面図、及び磁気センサ素子の接続回路図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態における記録媒体と磁気センサチップ内の磁気センサ素子との位置関係を概略的に示す側面図、及び磁気センサ素子の検出出力に対応する矩形波信号とその論理状態検出信号列とを説明する図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１０′  磁気媒体
１１  磁気センサ装置
１２  矢印
２０  プリント基板
２０ａ  基板
２０ｂ  センサ接続パッド
２０ｃ  外部接続パッド
２０ｄ  接続導体
２１、２１′、２１″  磁気センサチップ
２２  上部ハウジング
２３  下部ハウジング
２４  被覆膜
３０〜３３、９０〜９７、１００〜１０２  磁気センサ素子
３０ａ  ＭＲ素子
３０ｂ  リード導体
４０〜４３  増幅器
４４〜４７  エッジ検出回路
４８  オア回路
４９〜５２  ラッチ回路
５３  デジタルコンピュータ
５４  アップダウンカウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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