(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気スケールの着磁部分と無着磁部分との組み合わせによって絶対値化コードを生成してアブソリュートデータを出力する磁気式アブソリュート型エンコーダであって、前記着磁部分の磁化方向は、前記着磁部分が連続する場合には前記磁気スケールの長手方向に同一の磁化方向としたことを特徴とする磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【請求項２】
連続する場合には磁気スケールの長手方向に同一の磁化方向とした着磁部分および無着磁部分の組み合わせによって絶対値化コードを生成する第１のトラックと、前記第１のトラックの磁束を検出する第１の磁気センサと、前記検出された磁束のアブソリュート検出手段とを備えたことを特徴とする磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【請求項３】
着磁部分の磁化方向は、無着磁部分の前後で磁気スケールの長手方向の磁化方向の向きを反転させたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【請求項４】
着磁部分の着磁箇所の長さは、絶対値化コードの１つの符号に相当する長さよりも短くしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【請求項５】
着磁部分が連続する場合には、無着磁部分と接する端部から所定の距離分内側を着磁箇所としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【請求項６】
第１の磁気センサは、絶対値化コードの一つの符号に相当する長さの半分がずれた二組の磁気センサからなり、磁気スケールの長手方向に所定の間隔でＮＳ方向およびＳＮ方向で着磁された第２のトラックから得られるインクリメンタル信号によって切り替えられることを特徴とする請求項２に記載の磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【請求項７】
第１のトラックから得られるアブソリュートデータを上位ビットとし、第２のトラックから得られるインクリメンタルデータを下位ビットとして、前記上位ビットと前記下位ビットを合成したことを特徴とする請求項６に記載の磁気式アブソリュート型エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線または回転移動体の絶対位置検出に用い、絶対値信号を安定かつ正確に得られる磁気式アブソリュート型エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁気式アブソリュート型エンコーダは、例えば特許文献１に示されているように、符号板上に記録されたアブソリュートコードを複数の検出ヘッドで読み取るものである。アブソリュートコード１つの符号に相当する長さはλであり、アブソリュートコードの着磁部分の磁化方向は、λ１つあたりＮＳ方向とＳＮ方向の２つのペアからなる。アブソリュートコードを読み取る磁気センサはＭＲ素子が用いられるが、ＭＲ素子は磁場の絶対値を測定することはできるが極性は判別できない。したがって、１つの着磁部分の符号を読み取るときに磁場の方向が反転する箇所があるため、磁気センサの出力が０になる箇所があり、特許文献１の図１のように２つのピークが形成される出力となる。また、着磁部分が連続する場合も、着磁部分に相当する符号の数の２倍のピークが形成される。アブソリュートコードを生成するためＭＲ素子の出力にしきい値を設け、しきい値以上の出力を「１」、しきい値未満の出力を「０」と出力するようにすると、着磁部分では「１」が出力されるべきであるが、途中で出力が「０」となる部分が出るため、アブソリュートコードを正確に検知することができない。
【０００３】
これを解決するための手段として、磁気センサＳ１とＳ２をλ／２だけずらした位置に配置してそれらの合成値をとることにより、着磁部分で発生する「０」の出力を無くしている。しかし、互いにλ／２だけずらした位置のＭＲ素子出力の合成値をとれば、着磁部分に相当する符号である「１」の出力をもつ長さがλ／２だけ広がり、例えば着磁部分が１つの場合は「１」となる長さが（３／２）λに、着磁部分が３つ連続する箇所の長さは合計で（７／２）λとなってしまう。このように着磁部分の長さが長くなるため、着磁部分の長さを短くする方式も示されており、これにより着磁部分の符号である「１」と無着磁部分の符号である「０」の長さが正確なものに近づき、適切なアブソリュートコードを読み取ることが示されている。この方式は着磁部分の磁化方向が強く反映される位置、すなわち符号板と磁気センサの間の距離が極めて短い領域では有効であり、例えば磁気センサが符号板に接触して読み取る場合はほぼ正確なアブソリュートコードを読み取ることができる。
【０００４】
しかしながら、  磁気式エンコーダにおける符号板と磁気センサとは一方が可動部となるが、部品の取り付け誤差マージン、複数トラック構成時のインクリメンタル用トラックの読み取り誤差を少なくするため、一定の距離だけ間隔を空けることが必要となる場合がある。符号板と磁気センサの間隔が大きくなれば、磁界分布および磁気センサは非線形な特性を示すことから、着磁部分および無着磁部分に正確に対応する符号化を行うことが難しくなる。例えば、１つの着磁部分をＭＲ素子で測定したときの出力は２つのピークが形成されるが、符号板と磁気センサの距離が大きくなると、ピークとピークの間にある谷の部分が広がるようになる。また、着磁部分と無着磁部分の境界付近では、着磁部分に相当する符号「１」の領域が、無着磁部分にまで広がる。この結果、本来は「１」と出力されるべき箇所で「０」が出力されたり、反対に「０」と出力されるべき箇所で「１」と出力される領域が増えたりすることになり、特許文献１に示されているように磁気センサを互いにλ／２だけずらした位置に配置してそれらの合成をとったとしても、ピークとピークとの間の谷の部分を埋めることが難しくなり、着磁部分と無着磁部分の対応を正確にとれない箇所が出ることがある。このような場合は、アブソリュートコードを正しく読み取ることは困難で、絶対位置の検出に誤差を生じる可能性がある。
【０００５】
また、着磁部分と無着磁部分の境界付近は上記のような磁界分布の特性から「０」と「１」を判別する信頼度が低いため、特許文献１の図４に示されているように並列するインクリメンタルトラックの出力を参照して、互いにλ／２だけ異なる位置に配置された素子のうち信頼度の高いほうの出力をとるようにしている。しかしながら、符号板と磁気センサの距離変動や温度変化等の影響によりセンサ位置における磁場も変動することになり、符号化の信頼性を確保することが難しくなる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４５４００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の磁気式アブソリュート型エンコーダは、磁界分布の特性から着磁部分と無着磁部分との境界付近の「０」と「１」とを判別する信頼度が低いという問題点があった。本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことで、絶対位置の検出を高精度に行うことができる磁気式アブソリュート型エンコーダを得ることをも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる磁気式アブソリュート型エンコーダは、磁気スケールの着磁部分と無着磁部分との組み合わせによって絶対値化コードを生成してアブソリュートデータを出力する磁気式アブソリュート型エンコーダであって、着磁部分の磁化方向は、着磁部分が連続する場合には磁気スケールの長手方向に同一の磁化方向としたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係わる磁気式アブソリュート型エンコーダは、連続する場合には磁気スケールの長手方向に同一の磁化方向とした着磁部分および無着磁部分の組み合わせによって絶対値化コードを生成する第１のトラックと、第１のトラックの磁束を検出する第１の磁気センサと、検出された磁束のアブソリュート検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる磁気式アブソリュート型エンコーダは、磁気スケールの着磁部分と無着磁部分との組み合わせによって絶対値化コードを生成してアブソリュートデータを出力する磁気式アブソリュート型エンコーダであって、着磁部分の磁化方向は、着磁部分が連続する場合には磁気スケールの長手方向に同一の磁化方向としたので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係わる磁気式アブソリュート型エンコーダは、連続する場合には磁気スケールの長手方向に同一の磁化方向とした着磁部分および無着磁部分の組み合わせによって絶対値化コードを生成する第１のトラックと、第１のトラックの磁束を検出する第１の磁気センサと、検出された磁束のアブソリュート検出手段とを備えたので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１ ．
図１は本発明の実施の形態１よる磁気式アブソリュート型エンコーダを示す構成図であり、以下に示す動作により絶対位置を検出する。図において、磁気スケール１１は、例えば４ビットの場合、４ビットのＭ系列の先頭に０を付加した絶対値化コードのパターンが形成されており、全部で１６個の符号からなる。絶対値化コードの一つの符号に相当する長さをλとし、長さλの１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは，符号「０
」に相当する無着磁部分であり、長さλの２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈは，符号「１」に相当する着磁部分である。符号「１」に相当する着磁部分は，その中央付近の長さαの箇所のみが着磁されており、αは例えばλ／２などの値をとる。以下、符号「１」に相当する部分を「着磁部分」、着磁部分のうち実際に着磁されている箇所を「着磁箇所」と呼ぶことにする。着磁部分の磁化方向は、連続する２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは図の左から右へＳＮの方向になっており、以下、２ｅはＮＳ方向、２ｆと２ｇはＳＮ方向、２ｈはＮＳ方向となっている。着磁部分が連続する箇所は同一の磁化方向であり、無着磁部分の前後で磁化方向の向きを反転させている。
【００１３】
すなわち、連続する符号「１」に相当する着磁部分はすべて同じ磁化方向であり、符号「０」に相当する無着磁部分を挟んだ次の着磁部分の磁化方向は、前の着磁部分の磁化方向と反転した向きとなっている。これらの着磁パターンにより形成される磁場を磁気センサ１２により測定する。磁気センサ１２は、例えば複数のＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）からなり、４ビットの絶対値化コードのデータを取得するためには、４個のＭＲ素子を３ａ，４ａ，５ａ，６ａの位置に、それぞれの素子の間隔を絶対値化コードの一つの符号に相当する長さλだけ離して、磁気スケール１１から所定の距離だけ離れた位置に配置する。磁気センサ１２の出力は公知のアブソリュート検出手段１３によって絶対値化テーブルを参照して絶対位置データに変換される。
【００１４】
ところで、絶対位置を正確に検出するためには、磁気スケールに記録された符号「１」と「０」に相当する信号を磁気センサ１２により正確に検出しなければならない。すなわち、磁気センサにより符号「１」に相当する部分は確実に「１」を、符号「０」に相当する部分は確実に「０」を検知する必要があり、仮に「０」と「１」の符号化に誤りがあれば、正確な絶対位置データが得られないことになる。
【００１５】
図２は１つの着磁部分の磁化方向がＮＳ方向とＳＮ方向の２つのペアからなるもので、本発明と比較して説明するためのものであり、検出すべき信号、磁気スケールの着磁パターン、磁束密度分布、ＭＲ素子出力および符号化出力を示したものである。図２において、水平方向をＸ方向とする。磁束密度分布とは、磁気スケールから一定の距離ｒ１またはｒ２だけ離れた位置における磁束密度のＸ方向成分を示したものであり、実線は距離ｒ１のとき、破線は距離ｒ２のときのものである。Ｘ方向の磁束密度分布は磁界解析計算、実験によって得られるもので、ＭＲ素子の感磁方向に一致する。また、ＭＲ素子出力とはＭＲ素子の感度特性を考慮して得られた出力であり、符号化出力とはＭＲ素子出力に一定のしきい値を設け、しきい値以上を「１」、しきい値未満を「０」としたものである。
【００１６】
図２から分かるように、磁束密度分布は極性が正負交互に得られ、ＭＲ素子出力はピークと谷を繰り返す形状となる。この結果、符号化出力も「１」と「０」を繰り返すことになり、１つの着磁部分（λ１個分）では「１」が２回、「０」が１回現れることになる。また、２つの着磁部分が連続している（λ２個分）ときは「１」が４回、「０」が３回現れることなる。１つの着磁部分のピークとピークの間に現れる「０」の領域は、図２に示すとおり磁気スケールと磁気センサの距離が長いほど「０」の領域が大きくなる。また、着磁部分と無着磁部分の境界付近では、着磁部分に相当する「１」の領域が無着磁部分にまで広がり、磁気スケールと磁気センサの距離が離れるほど顕著となる。このような場合、本来は「１」と符号化されるべきところに「０」が出力されたり、「０」と符号化されるべきところに「１」が出力されたりすることになるため、正確な符号化ができなくなり絶対位置の検出に誤差が生じる可能性がある。
【００１７】
一方、図３は本発明の着磁方法による磁気スケール１１により形成される磁束密度分布、ＭＲ素子出力および符号化出力を示したものである。図３における磁束密度分布、ＭＲ素子出力、符号化出力の定義は図２のものと同様である。なお、図において、同一の符号を付したものおよび同一の表記をしたものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。また、明細書全文に表れている構成要素の形容は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１８】
図３において、着磁箇所の長さαは、符号「１」に相当する着磁部分の長さλよりも短く、連続する着磁部分はすべて同じ磁化方向であり、無着磁部分を挟んだ次の着磁部分の磁化方向は、前の着磁部分の磁化方向と反転した向きとなっている。図から分かるように、磁束密度分布は着磁部分が連続しているときは同じ極性を示し、無着磁部分を挟んだ次の着磁部分は極性が反転する。ＭＲ素子は極性の正負にかかわらず磁場の絶対値を出力するため、着磁部分が連続する場合には同一の磁化方向となり、着磁部分では一定値以上の値が出力され、０に近い値が出力されることがない。すなわち、符号化出力は着磁部分が連続する場合には「０」は全く出力されずすべて「１」と出力される。それに対し、無着磁部分では出力は０に近い値のみが得られる。また、磁気スケールの符号「１」に相当する部分と符号「０」に相当する部分の境界付近では、「１」の領域が「０」の部分にまで広がることはなく、磁気スケールの符号とＭＲ素子出力から得られた符号化出力が適切に対応している。したがって、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００１９】
したがって、着磁部分の着磁箇所の長さは、絶対値化コードの１つの符号に相当する長さよりも短くしたので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。この際、着磁箇所は、絶対値化コードの１つの符号に相当する長さの中央部に配置されることになる。
【００２０】
なお、Ｍ系列では「０」と「１」の反転回数が偶数回であり、本発明の絶対値化コードもＭ系列の先頭に「０」を付加しただけなので、「０」と「１」の反転回数が偶数回となる。したがって、図４に示すように回転体の周囲に磁気スケール１１を配置して回転角を測定するような場合には絶対値化コードのパターンが循環することになるが、「０」と「１」の反転回数が偶数であるため、無着磁部分を挟んだ両側の着磁部分の磁化方向はどの箇所でも互いに逆の極性になる。よって、本発明による絶対位置の検出は回転体の場合にも適用が可能である。
【００２１】
また、上記の例では４ビットのＭ系列に０を付加した絶対値化コードについて示したが、さらに大きなビット数とすることにより高分解能化が可能である。なお、上記の例における符号化は、着磁部分を符号「１」、無着磁部分を符号「０」としているが、符号がその逆であっても、同様の効果がえられる。以下の実施の形態において、アブソリュート検出手段１３によって検出される磁気スケールの着磁部分の磁化方向は、着磁部分が連続する場合には同一の磁化方向となり、無着磁部分の前後で磁化方向の向きを反転することは共通している。
【００２２】
以上のことより、磁気スケールの着磁部分と無着磁部分との組み合わせによって絶対値化コードを生成してアブソリュートデータを出力する磁気式アブソリュート型エンコーダであって、着磁部分の磁化方向は、着磁部分が連続する場合には同一の磁化方向としたので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００２３】
また、連続する場合には同一の磁化方向とした着磁部分および無着磁部分の組み合わせによって絶対値化コードを生成する第１のトラックと、第１のトラックの磁束を検出する第１の磁気センサと、検出された磁束のアブソリュート検出手段とを備えたので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００２４】
さらに、着磁部分の磁化方向は、無着磁部分の前後で磁化方向の向きを反転させたので、符号化出力は着磁部分が連続する場合には「０」が出力されることがなく全て「１」と出力されるとともに、無着磁部分では「０」が出力され、次の着磁部分では「１」が確実に出力される。したがって、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００２５】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２の着磁方法による磁気スケールにより形成される磁束密度分布、ＭＲ素子出力および符号化出力を示したものである。実施の形態１の磁気スケール１１と異なり、着磁部分と着磁箇所とが一致している。すなわち、１つの着磁箇所の長さαが、絶対値化コードの一つの符号に相当する長さλに一致した場合であり、その結果、着磁部分に相当する符号「１」がｎ個連続する場合は、着磁領域が１つの極性を持ち、長さがｎλとなる。このため、磁束密度分布は着磁部分が連続しているときは同じ極性を示し、無着磁部分を挟んだ次の着磁部分で極性が反転する。これによって、符号化出力は着磁部分が連続する場合には「０」は全く出力されずすべて「１」と出力されるので、正確かつ安定に絶対値化コードを符号化することが可能となる。
【００２６】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３の着磁方法による磁気スケールによって形成される磁束密度分布、ＭＲ素子出力および符号化出力を示したものである。実施の形態２に対して、無着磁部と接する着磁部分の着磁箇所が狭くなっている構成である。磁気スケールの符号「１」に相当する部分と符号「０」に相当する部分の境界付近の出力を正確に得るために、着磁部分の長さを短くすることにより実現可能である。
【００２７】
着磁箇所の長さは、磁気スケールと磁気センサの距離やＭＲ素子の特性などにより適切に決めればよいが、例えば、無着磁部分と接する着磁部分の端部のみλ／４だけ短くしたものであり、符号「１」がｎ個連続すれば着磁領域（着磁箇所）の全長は｛ｎλ−（１／２）λ｝となる。これによって、符号「１」に相当する部分と符号「０」に相当する部分の境界付近の出力が適切になり、絶対値コードの符号化をさらに安定かつ正確に行うことができる。
【００２８】
したがって、着磁部分が連続する場合には、無着磁部分と接する端部から所定の距離分内側を着磁箇所としたので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００２９】
実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４による磁気式アブソリュート型エンコーダを示す構成図である。磁気スケールは２つのトラックから構成されており、絶対値化コードのパターンが着磁された磁気スケール１１による第１のトラックと、全領域にわたって所定の間隔でＮＳ方向およびＳＮ方向で着磁された磁気スケール１５による第２のトラックからなる。なお、ここでは実施の形態１の磁気スケール１１を用いて説明するが、実施の形態２または３の磁気スケールを用いてもよい。
【００３０】
４ビットの場合、磁気センサ１２は、絶対値化コードの一つの符号に相当する長さλだけ離して４個のＭＲ素子を３ａ，４ａ，５ａ，６ａの位置に配置した実施の形態１の配置に加えて、これら４個のＭＲ素子を配置した位置３ａ，４ａ，５ａ，６ａからλ／２だけ離れた位置３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂに、さらに４個のＭＲ素子を配置する。すなわち、第１のトラックの絶対値化コードを読み取るＭＲ素子は３ａ，４ａ，５ａ，６ａのほかに、これらと互いにλ／２だけ離れた位置にある３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂが備えられている。
よって、半波長（λ／２）ずれた磁気センサ１２を二組備えることになる。
【００３１】
ＭＲ素子３ａおよび３ｂにより符号「０」または「１」が出力されるが、「０」から「１」、または「１」から「０」のようにビット反転する箇所の近傍にＭＲ素子があるとき、その出力は不安定であり信頼性に欠けることになる。しかしながら、３ａまたは３ｂのうちのいずれか一方がこの不安定箇所にあるとき、他方のＭＲ素子はλ／２だけ離れた位置にあるため、不安定箇所からは十分遠く、その出力は安定である。すなわち、３ａまたは３ｂのうちいずれか一方は安定な出力が得られるため、どちらの素子の出力を採用するかを必要に応じて切り替えることによって、安定かつ正確な位置検出が可能となる。
【００３２】
この切り替えには、第２のトラックである磁気スケール１４の磁場を磁気センサ１５で測定してインクリメンタル検出手段１６で得られた切替信号を用いる。磁気スケール１４は、長さλ１つあたりＮＳ方向となるもの及びＳＮ方向となるものの２つのペアで長さ２λを基本単位にして、この基本単位を繰り返している。このため、磁気スケール１４がつくる磁場の分布は正弦波状になり、磁気センサ１５を構成するＭＲ素子７ａの出力も正弦波状になる。磁気スケール１４は磁気スケール１１と平行な波長２λの交番磁気とし、磁気スケール１１と同期を取ることができる。ここで、絶対値化コードを読み取るＭＲ素子３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂのうち、代表して３ａと３ｂとの切り替え方法について、図８を用いて説明する。
【００３３】
図８において、ＭＲ素子ａ出力とはＭＲ素子３ａの出力を示し、符号化ａ出力とはＭＲ素子３ａの出力に適切なしきい値を設けて、しきい値以上を「１」、しきい値未満を「０」としたものである。また、ＭＲ素子ｂ出力および符号化ｂ出力とはＭＲ素子３ｂのものであり、その定義はＭＲ素子３ａのものと同様であるが、素子の位置がＭＲ素子３ａからλ／２だけ離れていることだけが異なる点である。切替信号とは、インクリメンタル検出手段１６から出力される信号であり、ＭＲ素子７ａで検出した正弦波信号を元に生成されるものである。
【００３４】
図７において、磁気スケール１１の着磁パターンと磁気スケール１４の着磁パターンは周期λで同期しているため、ＭＲ素子７ａの出力である正弦波信号を参照すれば、ＭＲ素子３ａまたは３ｂの出力がビット反転するおおよそのタイミングを特定できる。よって、ＭＲ素子３ａまたは３ｂの出力がビット反転するタイミングを避けるように切替信号を出力することができる。図８において、切替信号レベルがＨのときは符号化ａ出力を、切替信号レベルがＬのときは符号化ｂ出力を読むようにすれば、ＭＲ素子３ａおよび３ｂがビット反転するタイミングを避けて検出信号を生成することができる。これによって、信頼性の高いデータを読み取ることができ、絶対値コードの符号化をさらに安定かつ正確に行うことができる。
【００３５】
なお、図８の検出信号が「０」から「１」、または「１」から「０」へと変わる位置は、磁気スケールの着磁パターンとでＸ方向に関して所定の距離だけずれているが、この量はシステムの構成によって固定された固有の値となるため絶対値化には差し支えないことになる。
【００３６】
よって、第１の磁気センサは、絶対値化コードの一つの符号に相当する長さの半分がずれた二組の磁気センサからなり、所定の間隔でＮＳ方向およびＳＮ方向で着磁された第２のトラックから得られるインクリメンタル信号によって切り替えられるので、絶対値化コードの符号化を安定かつ正確に行うことができ、絶対位置の検出を高精度に行うことができる。
【００３７】
実施の形態５．
図９は本発明の実施の形態５による磁気式アブソリュート型エンコーダを示す構成図である。実施の形態４と比較して、特に、第２のトラックである磁気スケール１４の磁場を測定する磁気センサ１５の構成と、位相データ演算手段１７とをさらに備えた点で異なっている。磁気スケールは２つのトラックから構成されており、第１のトラックである磁気スケール１１は絶対値化コードのパターンであり、第２のトラックである磁気スケール１４は全領域にわたって所定の間隔でＮＳ方向およびＳＮ方向で着磁されたパターンから形成されている。
【００３８】
磁気センサ１５は、互いに位相がλ／４だけ異なる位置７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂに４個のＭＲ素子が配置されている。これによって、例えば、一方の出力（７ａ，７ｂ側）を正弦、他方の出力（８ａ，８ｂ側）を余弦とすることができる。一対の正弦と余弦となる磁気センサ１５の信号に基づき、インクリメンタル検出手段１６および位相データ演算手段１７にて、磁気スケール１４により形成される正弦波の位相角を求めることができる。この位相角の情報を用いることによって、長さλの内部をさらに分割して精度よく位置を求めることができる。
【００３９】
したがって、第１のトラックから得られるアブソリュートデータを上位ビットとし、第２のトラックから得られるインクリメンタルデータを下位ビットとして、上位ビットと下位ビットを合成したので、さらに高分解能の絶対位置検出を行うことができる。
【００４０】
実施の形態４および５では、第１のトラックと第２のトラックとによる２トラックについて説明したが、さらに高分解能化を図るため、新たにトラックを付加して多段トラック構成にすることも可能である。また、これまで説明してきた実施の形態は、回転体の回転角を検出するロータリーエンコーダに限らず、直線移動体の移動距離を検出するリニアエンコーダにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１による磁気式アブソリュート型エンコーダの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１と比較して説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による磁束密度分布、ＭＲ素子出力、符号化出力の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１による回転式の磁気式アブソリュート型エンコーダの磁気スケールの構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２による磁束密度分布、ＭＲ素子出力、符号化出力の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３による磁束密度分布、ＭＲ素子出力、符号化出力の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４による磁気式アブソリュート型エンコーダの構成図である。
【図８】本発明の実施の形態４による絶対値化コードを読み取るＭＲ素子の切替方法に関する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態５による磁気式アブソリュート型エンコーダの構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  磁気スケール、１２  磁気センサ、１３  アブソリュート検出手段、１４  磁気スケール、１５  磁気センサ、１６  インクリメンタル検出手段、１７  位相データ演算手段。
【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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