(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界変化により抵抗変化を生じる磁気抵抗効果素子体を有し、前記磁気抵抗効果素子体は、被検出対象である歯状磁性体に対向しその移動方向に並べて配置され、前記歯状磁性体が通過する毎にそれぞれ第１信号と第２信号を発生する第１信号発生手段及び第２信号発生手段と、前記第１信号及び前記第２信号の状態から前記歯状磁性体の移動方向を判定する移動方向判定手段とを備える磁気検出装置において、
前記移動方向判定手段から得られる前記歯状磁性体の移動方向に基づき、前記第１信号について前記歯状磁性体の各歯における所定位置に対応する部分を磁性体位置として判定する磁性体位置判定手段と、
前記磁性体位置判定手段から得られる前記磁性体位置と前記移動方向判定手段から得られる前記歯状磁性体の移動方向の情報を含む移動状態信号を出力する移動状態出力手段とを備え、
前記移動状態信号は、３レベルの信号であり、レベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向及びそのエッジにおける変化後レベルの組み合わせで区別されるエッジの種類に、前記磁性体位置及び移動方向情報が対応していることを特徴とする磁気検出装置。    
【請求項２】
前記移動状態信号において、前記３レベルは電圧によって表され、低レベル信号は接地電位近傍、高レベル信号は制御電源電圧、中レベル信号は高レベル信号と低レベル信号の電位差の１／２程度の電圧であることを特徴とする請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記移動状態信号において、前記歯状磁性体の移動方向変化後の初回エッジのうち、前記磁性体位置及び移動方向情報に対応するエッジの種類の一部は、前記歯状磁性体の移動方向が変化していないときの前記磁性体位置及び移動方向情報に対応するエッジの種類とは異なることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記移動状態信号において、前記磁性体位置は、レベルが変化する際の立ち下がりエッジ又は立ち上がりエッジのどちらか一方を含むエッジの種類と対応しており、前記歯状磁性体の移動方向情報は、前記磁性体位置が対応している前記エッジの種類における変化後レベルに対応していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の磁気検出装置。
【請求項５】
前記移動状態信号において、前記磁性体位置は、高レベルから中レベル又は低レベルへ変化する際の立ち下がり方向を含むエッジの種類と対応し、前記歯状磁性体の移動方向情報は、前記磁性体位置が対応している前記エッジの種類における変化後レベルが低レベル時は正転、中レベル時は逆転に対応していると共に、前記歯状磁性体の移動方向が正転から逆転への変化後の初回エッジのうち、低レベルから中レベルへ変化する際の立ち上がり方向を含むエッジの種類は、前記磁性体位置及び移動方向情報については逆転に対応しており、前記歯状磁性体の移動方向が逆転から正転への変化後の初回エッジのうち、中レベルから低レベルへ変化する際の立ち下がり方向を含むエッジの種類は、前記磁性体位置及び移動方向情報については正転に対応していることを特徴とする請求項４記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記移動状態信号において、前記磁性体位置は、中レベルから他のレベルへ変化する際のエッジの種類に対応しており、前記歯状磁性体の移動方向情報は、前記磁性体位置が対応している前記エッジの種類における変化後レベルに対応していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気検出装置。
【請求項７】
前記移動状態信号において、前記磁性体位置は、中レベルから高レベル又は低レベルへ変化する際のエッジの種類と対応し、前記歯状磁性体の移動方向情報は、前記磁性体位置が対応している前記エッジの種類における変化後レベルが低レベル時は正転、高レベル時は逆転に対応していると共に、前記歯状磁性体の移動方向が正転から逆転への変化後の初回エッジのうち、低レベルから高レベルへ変化する際の立ち上がり方向を含むエッジの種類は、前記磁性体位置及び移動方向情報については逆転に対応しており、前記歯状磁性体の移動方向が逆転から正転への変化後の初回エッジのうち、高レベルから低レベルへ変化する際の立ち下がり方向を含むエッジの種類は、前記磁性体位置及び移動方向情報については正転に対応していることを特徴とする請求項６記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯状磁性体の位置及び移動方向を検出する磁気検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯状磁性体の移動方向を検出する磁気検出装置は、特許文献１に示されるように、歯状磁性体の移動方向に並べて配置されたＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子体の抵抗変化を出力する第１及び第２抵抗変化出力回路を備え、第１及び第２抵抗変化出力回路の出力の相互の位相による信号出力と前記抵抗変化出力回路の出力によりパルスを発生するものであり、被検出対象の移動方向に応じて、パルスのハイレベルとローレベルの少なくともいずれかを異にするものである。
【０００３】
例えば、図１４は、特許文献１に記載された磁気検出装置の回路図、図１５は図１４の回路図の各部ｃ〜ｊの波形ｃ〜ｊを示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体が正転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【０００４】
正転時（ａ）はＭＲ素子１０１の方がＭＲ素子１０４より歯状磁性体２が早く近づくため、ＭＲ素子１０１側ブリッジ回路１０２の信号ｃによる第１比較回路１０３の出力ｅの方が、ＭＲ素子１０４側ブリッジ回路１０５の信号ｄによる第２比較回路１０６の出力ｆより、位相（発生時期）が早くなる。そのため、立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップ１０８の出力ｇは常にハイレベルとなり、トランジスタ１０９はオン状態となる。出力トランジスタ１０７がオフの時は正転時、逆転時にかかわらず、出力ｈレベルは電源端子ＶＣＣの電圧で決定されるハイレベルとなるが、オン状態では出力トランジスタ１０７とトランジスタ１０９から供給される電流と抵抗１１０の積で決定されるローレベル１となる。
【０００５】
これに対し、逆転時（ｂ）はＭＲ素子１０４の方がＭＲ素子１０１より歯状磁性体２が早く近づくため、ＭＲ素子１０４側ブリッジ回路１０５の信号ｄによる第２比較回路１０６の出力ｆの方が、ＭＲ素子１０１側ブリッジ回路１０２の信号ｃによる第１比較回路１０３の出力ｅより、位相（発生時期）が早くなる。このため、Ｄフリップフロップ１０９の出力ｇは常にローレベルとなり、トランジスタ１０９はオフ状態となる。よって、出力ｈレベルは、出力トランジスタ１０７がオン状態の時は出力トランジスタ１０７が供給する電流と抵抗１１０の積で決定されるローレベル２となる。
【０００６】
以上より、出力ｈレベルは３レベルをとり、この大小関係はハイレベル＞ローレベル１＞ローレベル２であり、正転時はハイレベルとローレベル１、逆転時はハイレベルとローレベル２の信号パルスとなるので、ローレベル１，２の値により、回転方向検知が可能となる。なお、図１４で１１３は抵抗、１１１は第３比較回路、１１２は第４比較回路である。
【０００７】
【特許文献１】特許第３５８８０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に開示されている磁気検出装置では、歯状磁性体の検出を示す信号（立ち上がり及び立ち下がりエッジ、つまりエッジにおけるレベルの変化方向）と回転方向を示す情報（正転及び逆転）の組み合わせについては特に述べられていないため、それぞれ２通りの情報であるから計４通りの情報が必要となる。一方、出力ｈのレベルが３レベルの場合、出力ｈの情報量としては３通りしか無く情報量不足の為、歯状磁性体の検出信号もしくは回転方向を間違える懸念がある。例えば図１６は、歯状磁性体２が正転から逆転に反転する際の波形図で、（i）は、ｅがハイレベル，ｆがローレベルの状態、（ii）は、ｅ，ｆ共にローレベルの状態、図１７は、逆転から正転に反転する際の波形図で、ｅ，ｆ共にハイレベルの状態で反転したものである。
【０００９】
図１６（i）内の出力ｈにおいて、正転から逆転に変化した直後のエッジ（ｈ１）は、
すでに逆転しているにも関わらず、その前の正転中のエッジ（ｈ２）、図１６（ii）内の出力ｈにおける正転中のエッジ（ｈ３）と区別することができず、回転方向を正転と誤検知してしまう。
【００１０】
同様に、図１７内の出力ｈにおける、逆転から正転に変化した直後のエッジ（ｈ４）も、すでに正転しているにも関わらず、その前の逆転中のエッジ（ｈ５）と区別することができず、回転方向を逆転と誤検知してしまう。
【００１１】
また、前記誤検知を防止する為に、出力ｈレベルを４レベルとした場合には、情報量は４通りとなるため、誤検知は防止することができるが、出力ｈを使用するコントロールユニット３も４レベルに対応させる必要があるため、３レベルの時に比べ更に比較回路の追加が必要になる。また最高レベルと最低レベルの電位差を広げるとコントロールユニット３の構成を大幅に変更する必要があるため、従来の電位差と同一とすれば、レベルを増やすことによりレベル間の差が少なくなり、より高精度な回路が必要になるなど、コントロールユニット３の構成が複雑になり、また使用する部品も高価となりコストアップを招くという問題点があった。
【００１２】
本発明は、前述のような問題点を解消するためになされたもので、出力レベルが３レベルの信号で歯状磁性体の位置及び移動方向を正確に検出できる磁気検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係わる磁気検出装置は、磁界変化により抵抗変化を生じる磁気抵抗効果素子体を有し、前記磁気抵抗効果素子体は、被検出対象である歯状磁性体に対向しその移動方向に並べて配置され、前記歯状磁性体が通過する毎にそれぞれ第１信号と第２信号を発生する第１信号発生手段及び第２信号発生手段と、前記第１信号及び前記第２信号の状態から前記歯状磁性体の移動方向を判定する移動方向判定手段とを備える磁気検出装置において、前記移動方向判定手段から得られる前記歯状磁性体の移動方向に基づき、前記第１信号について前記歯状磁性体の各歯における所定位置に対応する部分を磁性体位置として判定する磁性体位置判定手段と、前記磁性体位置判定手段から得られる前記磁性体位置と前記移動方向判定手段から得られる前記歯状磁性体の移動方向の情報を含む移動状態信号を出力する移動状態出力手段とを備え、前記移動状態信号は、３レベルの信号であり、レベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向及びそのエッジにおける変化後レベルの組み合わせで区別されるエッジの種類に、前記磁性体位置及び移動方向情報が対応しているものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の磁気検出装置によれば、歯状磁性体の移動方向に基づき、歯状磁性体の各歯における所定位置に対応する部分を磁性体位置として判定するものであり、移動状態信号は、３レベルの信号であり、レベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向及びそのエッジにおける変化後レベルの組み合わせで区別されるエッジの種類に、磁性体位置及び移動方向情報が対応しているので、歯状磁性体の所定位置及び移動方向を正確に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１である磁気検出装置を示すシステム構成図、図２は実施の形態１の磁気検出装置の概念構成図、図３は第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２の回路図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１６】
図１〜図３を用いて、実施の形態１による磁気検出装置の構成について説明する。図１において、１は第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２を備えた磁気検出装置で、歯状磁性体２に備えられた複数の歯（凸部）の所定位置及び移動方向を検出するものである。第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２は、それぞれ磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子という）を内在している。第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２は、歯状磁性体２に対向させ、その回転方向に並べて配置されており、特許文献１と同様の構成で、バイアス磁界を発生させる磁石４と、ＭＲ素子を備え、図３に示すように、ＭＲ素子１０１と抵抗で構成されたブリッジ回路１０２と比較回路１０３を備えている。なお、第１信号発生手段１１と第２信号発生手段１２のＭＲ素子、ブリッジ回路及び比較回路を区別するため、第２信号発生手段１２におけるＭＲ素子は１０４、ブリッジ回路は１０５、比較回路は１０６とする。なお、バイアス磁界は歯状磁性体２を永久磁石化して発生させてもよい。
【００１７】
各信号発生手段１１，１２には、歯状磁性体２の回転により、歯状磁性体２の各歯における凹部と凸部とが交互に接近するため、各信号発生手段１１，１２のＭＲ素子１０１，１０４に印加される磁界が変化する。ブリッジ回路１０２，１０５は、望ましくは定電圧、定電流の電源（制御電源電圧）Ｖｃｃに接続されており、磁界変化によるＭＲ素子１０１，１０４の抵抗変化を電圧に変換すると共に、基準電圧１１５を生成し、比較回路１０３，１０６において、それらの電圧（１１４，１１５）を比較することで歯状磁性体２の各歯における凸部でローレベルとなる矩形波が得られる。このようにして得られた矩形波が、第１及び第２信号発生手段１１，１２における第１及び第２信号となる。
【００１８】
また、磁気検出装置１は、図２に示すように、第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２の他に、移動方向判定手段１３、磁性体位置判定手段１４、及び移動状態出力手段１５を備えており、コントロールユニット３に備えられた入力回路１６に接続されている。移動方向判定手段１３は、第１信号発生手段１１からの第１信号（Ａ）及び第２信号発生手段１２からの第２信号（Ｂ）に基づき、歯状磁性体２の回転方向（Ｃ）を判定する。一方、磁性体位置判定手段１４は、第１信号（Ａ）及び回転方向（Ｃ）に基づき歯状磁性体２の各歯における所定位置（Ｄ）を判定する。最後に移動状態出力手段１５において、回転方向（Ｃ）及び所定位置（Ｄ）から生成された磁性体位置及び移動方向情報が含まれた移動状態信号（Ｅ）が入力回路１６に出力される。
【００１９】
次に動作について説明する。図４は実施の形態１の移動方向判定手段１３、磁性体位置判定手段１４、移動状態出力手段１５、及び入力回路１６の回路図、図５は、図４の回路図の各部（Ａ）〜（Ｅ）の波形（Ａ）〜（Ｅ）を示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体２が正転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【００２０】
まず、第１信号（Ａ）と第２信号（Ｂ）について、位相及び歯状磁性体２の回転方向との関係を説明する。図５において正転時（ａ）は、歯状磁性体２の歯は◆側から近づくため、第１信号（Ａ）の方が第２信号（Ｂ）より位相（発生時期）が早く、◆部に対応した位置で各信号はローレベルとなり立ち下がりエッジが発生する。また、歯状磁性体２の歯は◇側から離れていくため、◇部に対応した位置で各信号はハイレベルとなり立ち上がりエッジが発生する。
【００２１】
一方、逆転時（ｂ）は、歯状磁性体２の歯は◇側から近づくため、第２信号（Ｂ）の方が第１信号（Ａ）より位相（発生時期）が早く、◇部に対応した位置で各信号はローレベルとなり立ち下がりエッジが発生する。また、歯状磁性体２の歯は◆側から離れていくため、◆部に対応した位置で各信号はハイレベルとなり立ち上がりエッジが発生する。これより、第１信号（Ａ）の立ち上がり及び立ち下がりエッジでの第２信号（Ｂ）のレベルにより、歯状磁性体２の回転方向を判定することが可能であり、第１信号（Ａ）の各エッジでの第２信号（Ｂ）レベルと歯状磁性体２の回転方向の関係を図６に示す。
【００２２】
移動方向判定手段１３では、図６の関係から第１信号（Ａ）の立ち上がり及び立ち下がりエッジでの歯状磁性体２の回転方向（Ｃ）を判定する。図４において、２１，２３はＮＯＴ回路、２２，２４は立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップ、２５，２６はＡＮＤ回路、２７はＯＲ回路である。いずれも周知の論理回路であり、ＮＯＴ回路は入力を反転するもの、ＡＮＤ回路はすべての入力がハイレベルの時のみハイレベルを出力するもの、ＯＲ回路は、入力のいずれかがハイレベルの時にハイレベルを出力するものである。また、立ち上がりエッジトリガタイプのＤフリップフロップはＣＬ端子に立ち上がりエッジが入力された時のＤ端子レベルをＱ端子に出力し、ＣＬ入力が立ち上がりエッジ以外のときはＤ端子レベルに関係なく、Ｑ端子の出力は前の状態を保つものである。
【００２３】
第１信号（Ａ）の立ち上がりエッジを検出するために、第１信号（Ａ）をＤフリップフロップ２２のＣＬ端子に入力し、ＮＯＴ回路２１に入力後の第２信号（Ｂ）をＤ端子に入力する。これにより、正転時は図５より第１信号（Ａ）が立ち上がりエッジの時、第２信号（Ｂ）はローレベルのため、ＮＯＴ回路によりＤ端子はハイレベルとなり、Ｑ端子の出力もハイレベルとなる。また、逆転時では第１信号（Ａ）が立ち上がりエッジの時、第２信号（Ｂ）はハイレベルのため、ＮＯＴ回路によりＤ端子はローレベルとなり、Ｑ端子の出力もローレベルとなる。
【００２４】
同様に、第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジを検出するために、ＮＯＴ回路２３入力後の第１信号（Ａ）をＤフリップフロップ２４のＣＬ端子に入力し、第２信号（Ｂ）をＤ端子に入力する。これにより、第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジ時にＣＬ端子は立ち上がりエッジとなり、その時の第２信号（Ｂ）はハイレベルのため、Ｄ端子はハイレベルとなり、Ｑ端子の出力もハイレベルとなる。また、逆転時では、第１信号（Ａ）が立ち下がりエッジの時、第２信号（Ｂ）はローレベルのため、Ｄ端子はローレベルとなり、Ｑ端子の出力もローレベルとなる。いずれのＤフリップフロップ出力も、それぞれのエッジ入力後は、正転時はハイレベル、逆転時はローレベルとなる。
【００２５】
次に、Ｄフリップフロップ２２，２４の出力のうち第１信号（Ａ）のエッジ入力に対応している信号を選択するために、Ｄフリップフロップ２２のＱ端子と第１信号（Ａ）をＡＮＤ回路２５に、Ｄフリップフロップ２４のＱ端子とＮＯＴ回路２３入力後の第１信号（Ａ）をＡＮＤ回路２６に入力し、更にＡＮＤ回路２５及び２６の出力を、ＯＲ回路２７に入力する。これにより、第１信号（Ａ）の立ち上がりエッジ後はハイレベルのため、ＡＮＤ回路２５の出力はＤフリップフロップ２２のＱ端子と等しくなり、一方、ＮＯＴ回路２３入力後の第１信号（Ａ）はローレベルとなるため、ＡＮＤ回路２６の出力は、ローレベルとなる。よって、ＯＲ回路２７の出力はＡＮＤ回路２５と等しく、Ｄフリップフロップ２２のＱ端子と等しくなる。
【００２６】
また、第１信号（Ａ）の立ち下がりエッジ後はローレベルのため、ＡＮＤ回路２５の出力はローレベルとなり、一方、ＮＯＴ回路２３入力後の第１信号（Ａ）はハイレベルとなるため、ＡＮＤ回路２６の出力は、Ｄフリップフロップ２４のＱ端子と等しくなる。よって、ＯＲ回路２７の出力はＡＮＤ回路２６と等しく、Ｄフリップフロップ２４のＱ端子と等しくなる。以上より、第１信号（Ａ）の各エッジに対応した信号を正しく選択すること
ができ、移動方向判定手段１３は、歯状磁性体２の回転方向（Ｃ）として、図５にも示す通り、正転時はハイレベル、逆転時はローレベルを出力する。
【００２７】
磁性体位置判定手段１４では、回転方向（Ｃ）のレベルにより第１信号（Ａ）を変換することで歯状磁性体２の各歯における所定位置（Ｄ）を生成する。図４において、３１はＸＯＲ回路であり、周知の論理回路で２入力が異なる場合に、ハイレベルを出力するものである。第１信号（Ａ）及び回転方向（Ｃ）をＸＯＲ回路に入力しており、正転時は、回転方向（Ｃ）はハイレベルのため、ＸＯＲ回路の出力は第１信号（Ａ）が反転したものとなる。
【００２８】
一方、逆転時は、回転方向（Ｃ）はローレベルのため、ＸＯＲ回路の出力は第１信号（Ａ）と等しくなる。以上より、図５に示す通り、歯状磁性体２の各歯における所定位置（各歯の特定の一方の角部）を◆部とすると、磁性体位置判定手段１４の出力（Ｄ）は回転方向に関わらず、所定位置◆では立ち上がりエッジとなる。
【００２９】
移動状態出力手段１５では、磁性体位置判定手段１４の出力（所定位置）（Ｄ）に基づき移動状態信号（Ｅ）のエッジを生成すると共に、回転方向（Ｃ）によりエッジ後の移動状態信号（Ｅ）のレベルを決定する。図４において、４１はＮＯＴ回路、４２はトランジスタ、４３，４５は抵抗、４４は出力トランジスタであり、ＮＯＴ回路４１入力後の回転方向（Ｃ）をトランジスタ４２に入力し、所定位置（Ｄ）を出力トランジスタ４４に入力する。
【００３０】
これにより、図５における所定位置◆では、磁性体位置判定手段１４の出力（所定位置）（Ｄ）は回転方向に関わらず立ち上がりエッジのため、出力トランジスタ４４はオフからオンに変化する。一方、トランジスタ４２については、正転時はＮＯＴ回路４１入力後の回転方向（Ｃ）はローレベルのため、オフとなり、逆転時は逆にオンとなる。よって、移動状態信号（Ｅ）は、出力トランジスタ４４がオフの時は、トランジスタ４２の状態は影響しないため、回転方向に関わらず、コントロールユニット３に備えられた入力回路１６内の電源Ｖｃｃの電圧で決定される高レベルとなる。
【００３１】
また、出力トランジスタ４４がオンの時はトランジスタ４２から供給される電流が影響し、トランジスタ４２がオンの時は、トランジスタ４２及び出力トランジスタ４４から供給される電流の和と抵抗４５の積で決定される中レベルとなり、トランジスタ４２がオフの時は、出力トランジスタ４４が供給する電流と抵抗４５の積で決定される低レベルとなる。
【００３２】
各レベルの電圧としては、例えば、制御電源電圧Ｖｃｃ＝５Ｖ、抵抗１１３を４ｋΩとした場合、トランジスタ４２及び出力トランジスタ４４のエミッタ−コレクタ間の内部抵抗を０と考えると、抵抗４３を０．８ｋΩ、抵抗４５を１ｋΩとすれば、高レベルは５Ｖ、中レベルは３Ｖ、低レベルは１Ｖ（つまり、基板電位又は接地電位近傍の電圧）となる。情報を電圧レベルの変化に対応させることにより、移動状態信号（Ｅ）を使用するコントロールユニット３の入力回路１６は、構成を複雑にすることなく情報量を増加させることができる。
【００３３】
以上より、図５に示す通り、所定位置である◆部では、回転方向に関わらず出力トランジスタ４４はオフからオンに変化するため、移動状態信号（Ｅ）は立ち下がりエッジとなり、更に、立ち下がりエッジ後において、歯状磁性体２が正転時はトランジスタ４２がオフのため、移動状態信号（Ｅ）は低レベルとなり、逆転時はトランジスタ４２がオンのため中レベルとなる。
【００３４】
図７は、歯状磁性体２が正転から逆転に、図８は、逆転から正転に反転する際の（Ａ）〜（Ｅ）の波形を、反転時における第１信号（Ａ）及び第２信号（Ｂ）の各レベルの状態別に示したもので、（i）は、（Ａ），（Ｂ）共にハイレベル、（ii）は、（Ａ）ハイレ
ベル，（Ｂ）ローレベル、（iii）は、（Ａ），（Ｂ）共にローレベル、（iv）は、（Ａ
）ローレベル，（Ｂ）ハイレベル、で反転した時のものである。また、（Ａ）上部の◆は、反転前後の歯状磁性体２の歯の所定位置を示すものである。
【００３５】
図７（i），（ii）においては、いずれの（Ｅ）も、正転最後の◆部で低レベルへの立
ち下がりエッジ、逆転直後の◆部で中レベルへの立ち下がりエッジとなり、図８（iii）
，（iv）においては、いずれの（Ｅ）も、逆転最後の◆部で中レベルへの立ち下がりエッジ、正転直後の◆部で低レベルへの立ち下がりエッジとなり、回転方向が変化しない状態と同様、誤判定することなく歯状磁性体２の歯の所定位置及び回転方向を得ることが可能となる。
【００３６】
一方、図７（iii），（iv）では、いずれの（Ｅ）も、正転最後の◆部で低レベルへの
立ち下がりエッジとなるが、低レベルの状態で逆転直後の◆部となるので、この場合のみ、逆転直後の◆部で低レベルから中レベルへの立ち上がりエッジとなる。また、図８（i
），（ii）では、いずれの（Ｅ）も、逆転最後の◆部で中レベルへの立ち下がりエッジとなるが、中レベルの状態で正転直後の◆部となるので、正転直後の◆部で中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなる。これらの波形は、回転方向が変化しない状態での波形と異なるが、反転直後のみ出力される波形であり判別することが可能なため、これらの場合も歯状磁性体２の歯の所定位置及び回転方向を正しく得ることが可能となる。
【００３７】
実施の形態２．
実施の形態２は、図９に示すように、実施の形態１における磁性体位置判定手段１４，移動状態出力手段１５を、磁性体位置判定及び移動状態出力手段５０に置き換えたもので、移動方向判定手段１３等その他の部分は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
図１０，図１１を用いて、動作について説明する。図１０は、実施の形態２の磁性体位置判定及び移動状態出力手段５０の回路図であり、実施の形態１の図４における磁性体位置判定手段１４，移動状態出力手段１５と置き換えるものである。図１１は、図４及び図１０の回路図の各部（Ａ）〜（Ｅ）の波形（Ａ）〜（Ｅ）を示す波形図であり、その（ａ）は歯状磁性体２が正転した時、その（ｂ）は逆転した時のものである。
【００３９】
第１信号（Ａ）、第２信号（Ｂ）及び回転方向（Ｃ）については、実施の形態１と同様の動作であり、これらのうち、第１信号（Ａ）及び回転方向（Ｃ）が磁性体位置判定及び移動状態出力手段５０に入力される。磁性体位置判定及び移動状態出力手段５０は、実施の形態１における磁性体位置判定手段１４，移動状態出力手段１５を一体化したもので、第１信号（Ａ）及び回転方向（Ｃ）から内部で正転時位置（ＣＤ１）及び逆転時位置（ＣＤ２）を生成し、移動状態信号（Ｅ）を出力するものである。図１０において、５１，５３はＯＲ回路、５２，５４は出力トランジスタ、５５，５６は抵抗である。
【００４０】
正転時位置（ＣＤ１）を生成する為に、ＯＲ回路５１に第１信号（Ａ）及びレベル反転後回転方向（Ｃ）を入力する。ＯＲ回路５１の出力は、正転時はレベル反転後回転方向（Ｃ）はローレベルのため、第１信号（Ａ）と等しくなり、逆転時ではレベル反転後回転方向（Ｃ）はハイレベルのため、常にハイレベルとなる。
【００４１】
一方、逆転時位置（ＣＤ２）を生成する為に、ＯＲ回路５３にレベル反転後第１信号（Ａ）及び回転方向（Ｃ）を入力する。ＯＲ回路５３の出力は、正転時は回転方向（Ｃ）はハイレベルのため、常にハイレベルとなり、逆転時では回転方向（Ｃ）はローレベルのた
め、レベル反転後の第１信号（Ａ）と等しくなる。よって、図１１に示す通り、正転時の所定位置◆で、正転時位置（ＣＤ１）は立ち下がりエッジとなり、逆転時位置（ＣＤ２）は常にハイレベルとなる。また、逆転時の所定位置◆では、逆転時位置（ＣＤ２）が立ち下がりエッジとなり、正転時位置（ＣＤ１）は常にハイレベルとなる。
【００４２】
次に、得られた正転時位置（ＣＤ１）を、出力トランジスタ５２に入力し、逆転時位置（ＣＤ２）を出力トランジスタ５４に入力する。正転時は、出力トランジスタ５４は常にオンとなるため、移動状態信号（Ｅ）は、出力トランジスタ５２の動作によりレベルが変化し、出力トランジスタ５２オン時は出力トランジスタ５２及び出力トランジスタ５４から供給される電流の和と抵抗５６の積で決定される中レベルとなり、出力トランジスタ５２オフ時は出力トランジスタ５４が供給する電流と抵抗５６の積で決定される低レベルとなる。
【００４３】
一方、逆転時は、出力トランジスタ５２は常にオンとなるため、移動状態信号（Ｅ）は、出力トランジスタ５４の動作によりレベルが変化し、出力トランジスタ５４オン時は出力トランジスタ５２及び出力トランジスタ５４から供給される電流の和と抵抗５６の積で決定される中レベルとなり、出力トランジスタ５４オフ時は出力トランジスタ５２の状態は影響しないため、コントロールユニット３に備えられた入力回路１６内の電源Ｖｃｃの電圧で決定される高レベルとなる。
【００４４】
各レベルの電圧としては、実施の形態１同様、例えば、制御電源電圧Ｖｃｃ＝５Ｖ、抵抗１１３を４ｋΩとした場合、出力トランジスタ５２及び出力トランジスタ５４のエミッタ−コレクタ間の内部抵抗を０と考えると、抵抗５５を０．８ｋΩ、抵抗５６を１ｋΩとすれば、高レベルは５Ｖ、中レベルは３Ｖ、低レベルは１Ｖ（基板電位又は接地電位近傍の電圧）となる。
【００４５】
以上より図１１に示す通り、移動状態信号（Ｅ）は、所定位置である◆部で、正転時は中レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなり、逆転時は中レベルから高レベルへの立ち上がりエッジとなる。
【００４６】
図１２は、歯状磁性体２が正転から逆転に、図１３は、逆転から正転に反転する際の（Ａ）〜（Ｅ）の波形を、反転時における第１信号（Ａ）及び第２信号（Ｂ）の各レベルの状態別に示したもので、それらの（i）は、（Ａ），（Ｂ）共にハイレベル、（ii）は、
（Ａ）ハイレベル，（Ｂ）ローレベル、（iii）は、（Ａ），（Ｂ）共にローレベル、（iv）は、（Ａ）ローレベル，（Ｂ）ハイレベル、で反転した時のものである。また、（Ａ
）上部の◆は、反転前後の歯状磁性体２の歯の所定位置を示すものである。
【００４７】
図１２（i），（ii）においては、いずれの（Ｅ）も、正転最後の◆部で低レベルへの
立ち下がりエッジ、逆転直後の◆部で高レベルへの立ち上がりエッジとなり、図１３（iii），（iv）においては、いずれの（Ｅ）も、逆転最後の◆部で高レベルへの立ち上がり
エッジ、正転直後の◆部で低レベルへの立ち下がりエッジとなり、回転方向が変化しない状態と同様、誤判定することなく歯状磁性体２の歯の所定位置及び回転方向を得ることが可能となる。
【００４８】
一方、図１２（iii），（iv）では、いずれの（Ｅ）も、正転最後の◆部で低レベルへ
の立ち下がりエッジとなるが、低レベルの状態で逆転直後の◆部となるので、この場合、逆転直後の◆部で直接低レベルから高レベルへの立ち上がりエッジとなる。また、図１３（i），（ii）では、いずれの（Ｅ）も、逆転最後の◆部で高レベルへの立ち上がりエッ
ジとなるが、高レベルの状態で正転直後の◆部となるので、正転直後の◆部で高レベルから低レベルへの立ち下がりエッジとなる。
【００４９】
これらの波形は、回転方向が変化しない状態での波形と異なるが、実施の形態１同様、反転直後のみ出力される波形であり判別することが可能なため、これらの場合も歯状磁性体２の歯の所定位置及び回転方向を正しく得ることが可能となる。
【００５０】
実施の形態１，２のいずれも、第１信号発生手段１１及び第２信号発生手段１２共に、１つのＭＲ素子を備えたものであったが、複数備えたものでもよい。また、ＭＲ素子の代わりにＧＭＲ素子を用いてもよく、この場合、ブリッジ回路出力を大きくすることができ、歯状磁性体２と磁気検出装置との距離が離れている場合でも検出可能になり、装置の性能が向上する。
【００５１】
以上のように実施の形態によれば、歯状磁性体の移動方向の判定が可能な磁気検出装置において、歯状磁性体の移動方向に基づき、歯状磁性体の各歯における所定位置に対応する部分を磁性体位置として判定すると共に、得られた磁性体位置と移動方向から移動状態信号を出力すると共に、移動状態信号は、３レベルの信号であり、レベルが変化する際のエッジにおいて、レベルの変化方向（立ち下がりエッジ又は立ち上がりエッジ）及びそのエッジにおける変化後レベルの組み合わせで区別されるエッジの種類に、磁性体位置及び移動方向情報が対応しているので、３レベルの信号で歯状磁性体の所定位置及び移動方向を正確に検出することができる。 
【００５２】
また、移動状態信号において、３レベルは電圧によって表され、低レベル信号は基板電位又は接地電位（０Ｖ）近傍、高レベル信号は制御電源電圧（＋側の電圧）、中レベル信号は高レベル信号と低レベル信号の電位差の１／２程度の電圧であるので、移動状態信号を使用するコントロールユニットの構成を複雑にすることなく情報量を増加させることができる。
【００５３】
また、移動状態信号において、歯状磁性体の移動方向変化後の初回エッジのうち、磁性体位置及び移動方向情報に対応するエッジの種類の一部は、歯状磁性体の移動方向が変化していないときの磁性体位置及び移動方向情報に対応するエッジの種類とは異なるので、歯状磁性体の移動方向が変化する際の特別な処理を磁気検出装置に追加する必要が無く構成を簡素化できる。 
【００５４】
また、移動状態信号において、磁性体位置は、レベルが変化する際の立ち下がりエッジ又は立ち上がりエッジのどちらか一方を含むエッジの種類と対応しており、歯状磁性体の移動方向情報は、磁性体位置が対応しているエッジの種類における変化後レベルに対応しているので、移動状態信号を使用するコントロールユニットでの磁性体位置及び歯状磁性体の移動方向の検出を容易にすることができる。 
【００５５】
さらに、移動状態信号において、磁性体位置は、高レベルから中レベル又は低レベルへ変化する際の立ち下がり方向を含むエッジの種類と対応し、歯状磁性体の移動方向情報は、磁性体位置が対応しているエッジの種類における変化後レベルが低レベル時は正転、中レベル時は逆転に対応していると共に、歯状磁性体の移動方向が正転から逆転への変化後の初回エッジのうち、低レベルから中レベルへ変化する際の立ち上がり方向を含むエッジの種類は、磁性体位置及び移動方向情報については逆転に対応しており、歯状磁性体の移動方向が逆転から正転への変化後の初回エッジのうち、中レベルから低レベルへ変化する際の立ち下がり方向を含むエッジの種類は、磁性体位置及び移動方向情報については正転に対応しているので、歯状磁性体の移動方向が変化したときも歯状磁性体の所定位置及び移動方向を正確に検出することができる。 
【００５６】
また、移動状態信号において、磁性体位置は、中レベルから他のレベルへ変化する際のエッジの種類に対応しており、歯状磁性体の移動方向情報は、磁性体位置が対応しているエッジの種類における変化後レベルに対応しているので、移動状態信号を使用するコントロールユニットでの磁性体位置及び歯状磁性体の移動方向の検出を容易にすることができる。 
【００５７】
さらに、移動状態信号において、磁性体位置は、中レベルから高レベル又は低レベルへ変化する際のエッジの種類と対応し、歯状磁性体の移動方向情報は、磁性体位置が対応しているエッジの種類における変化後レベルが低レベル時は正転、高レベル時は逆転に対応していると共に、歯状磁性体の移動方向が正転から逆転への変化後の初回エッジのうち、低レベルから高レベルへ変化する際の立ち上がり方向を含むエッジの種類は、磁性体位置及び移動方向情報については逆転に対応しており、歯状磁性体の移動方向が逆転から正転への変化後の初回エッジのうち、高レベルから低レベルへ変化する際の立ち下がり方向を含むエッジの種類は、磁性体位置及び移動方向情報については正転に対応しているので、歯状磁性体の移動方向が変化したときも歯状磁性体の所定位置及び移動方向を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１である磁気検出装置を示すシステム構成図である。
【図２】実施の形態１である磁気検出装置を示す概念構成図である。
【図３】実施の形態１による信号発生手段を示す回路図である。
【図４】実施の形態１による移動方向判定手段，磁性体位置判定手段，移動状態出力手段，及び入力回路を示す回路図である。
【図５】実施の形態１である磁気検出装置の各部の波形図である。
【図６】実施の形態１による第１信号（Ａ）,第２信号（Ｂ）及び歯状磁性体の回転方向の関係を示す図である。
【図７】実施の形態１の磁気検出装置による歯状磁性体が逆転へ反転した時の波形図である。
【図８】実施の形態１の磁気検出装置による歯状磁性体が正転へ反転した時の波形図である。
【００５９】
【図９】実施の形態２である磁気検出装置を示す概念構成図である。
【図１０】実施の形態２による磁性体位置判定及び移動状態出力手段を示す回路図である。
【図１１】実施の形態２である磁気検出装置の各部の波形図である。
【図１２】実施の形態２の磁気検出装置による歯状磁性体が逆転へ反転した時の波形図である。
【図１３】実施の形態２の磁気検出装置による歯状磁性体が正転へ反転した時の波形図である。
【図１４】従来の磁気検出装置を示す回路図である。
【００６０】
【図１５】図１４の回路図による各部の波形図である。
【図１６】図１４の回路図による歯状磁性体が逆転へ反転した時の波形図である。
【図１７】図１４の回路図による歯状磁性体が正転へ反転した時の波形図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  磁気検出装置                        ２  歯状磁性体
３  コントロールユニット                ４  磁石
１１  第１信号発生手段                  １２  第２信号発生手段
１３移動方向判定手段                    １４  磁性体位置判定手段
１５  移動状態出力手段                  １６  入力回路
２１，２３  ＮＯＴ回路                  ２２，２４  Ｄフリップフロップ
２５，２６  ＡＮＤ回路                  ２７  ＯＲ回路
３１  ＸＯＲ回路                        ４１  ＮＯＴ回路
【００６２】
４２  トランジスタ                      ４３，４５  抵抗
４４  出力トランジスタ                  
５０  磁性体位置判定手段及び移動状態出力手段
５１，５３  ＯＲ回路                    ５２，５４  出力トランジスタ
５５，５６  抵抗                        １０１，１０４  ＭＲ素子
１０２，１０５  ブリッジ回路            １０３  第１比較回路
１０６  第２比較回路                    １０７  出力トランジスタ
１０８  Ｄフリップフロップ              １０９  トランジスタ
１１０，１１３  抵抗                    １１１  第３比較回路
１１２  第４比較回路                    １１５基準電圧
【図１】
0004489105.tif 000002
【図２】
0004489105.tif 000003
【図３】
0004489105.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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