(57)【要約】      （修正有）【課題】ギヤホイールの変位の検出を正確に行うことの可能な変位検出装置を提供する。【解決手段】変位検出装置は、第１のセンサ２１と、第２のセンサ２２と、第１の方向１Ｒにおいて周期配列された第１の領域と第２の領域とを含み、第１のセンサ２１および第２のセンサ２２に対し第１の方向１Ｒに変位するギヤホイール１と、演算回路３とを備える。第１のセンサ２１は、ギヤホイール１の変位に伴う磁場の変化を検知し、検知した磁場の変化を第１の信号Ｓ１として出力し、第２のセンサ２２は、磁場の変化を検知し、検知した磁場の変化を第１の信号Ｓ１と位相の異なる第２の信号Ｓ２として出力し、演算回路３は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づき、ギヤホイール１の第１の方向１Ｒへの変位量の算出を、ギヤホイール１において連続する第１の領域１Ｔと第２の領域１Ｕとの合計に相当する変位量を１周期とするとき、その１周期につき複数回行う。【選択図】図１
2017138143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセンサと、
第２のセンサと、
第１の方向において周期配列された第１の領域と第２の領域とを含み、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサに対し前記第１の方向に変位する物体と、
演算部と
を備え、
前記第１のセンサは、前記物体の変位に伴う磁場の変化を検知し、検知した前記磁場の変化を第１の信号として出力し、
前記第２のセンサは、前記磁場の変化を検知し、検知した前記磁場の変化を前記第１の信号と位相の異なる第２の信号として出力し、
前記演算部は、前記第１の信号および前記第２の信号に基づき、前記物体の前記第１の方向への変位量の算出を、前記物体において連続する前記第１の領域と前記第２の領域との合計に相当する変位量を１周期とするとき、その１周期につき複数回行う
変位検出装置。
【請求項２】
前記物体は、前記第１の領域としての凸部と前記第２の領域としての凹部とが各々複数個ずつ交互配置されたギヤ歯部分、または前記第１の領域としてのＮ極領域と前記第２の領域としてのＳ極領域とが各々複数個ずつ交互配置された強磁性体部分を有する
請求項１記載の変位検出装置。
【請求項３】
前記物体の前記第１の方向への変位量の算出を行うたびにパルスを発生するパルス発生部を含むパルス出力部をさらに備えた
請求項１または請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項４】
前記物体は、前記第１の領域と前記第２の領域とがｎ（ｎは２以上の整数）個ずつ交互配置された回転体であり、
前記パルス発生部は、前記パルスを前記１周期あたりｍ（ｍは２以上の整数）個発生する
請求項３記載の変位検出装置。
【請求項５】
前記パルス出力部は、前記物体における前記第１の方向への単位時間あたりの変位量を算出し、前記単位時間あたりの変位量が基準値以上である場合に前記パルスを外部に出力する
請求項３または請求項４に記載の変位検出装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記第１の信号および前記第２の信号の波形の整形を行う波形整形部をさらに有する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変位検出装置。
【請求項７】
第１のセンサと、
第２のセンサと、
第１の領域と第２の領域とが第１の方向に周期配列され、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサに対し前記第１の方向に回転する回転体と、
演算部と
を備え、
前記第１のセンサは、前記回転体の回転に伴う磁場の変化を検知して第１の信号を出力し、
前記第２のセンサは、前記磁場の変化を検知して前記第１の信号と位相の異なる第２の信号を出力し、
前記演算部は、前記第１の信号および前記第２の信号に基づき、前記回転体の前記第１の方向への単位時間あたりの回転角の算出を、前記回転体において連続する前記第１の領域と前記第２の領域との合計に相当する回転角を１周期とするとき、その１周期につき複数回おこなう
角速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の変位（または回転）に伴う磁場の変化を検知することにより、その物体の変位（または回転）を検出する変位検出装置および角速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンコーダやポテンショメータ等において回転体の回転動作を検出するものとして、例えばその回転体と共に回転するギヤなどの磁性体と、その磁性体の近傍に離間して配置された磁気検出素子と、バイアス磁界を発生するバイアス磁石とを備えた回転検出装置が用いられている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１４４１１号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の回転検出装置では、回転速度があまりにも遅い場合、回転体の回転の有無を検出するのに多くの時間を要することがあった。回転体のギヤピッチを縮小するにも限界があるからである。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、物体の変位（または回転）が低速度であってもその物体の変位（または回転）の検出を正確に行うことの可能な変位検出装置および角速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、  第１の方向において周期配列された第１の領域と第２の領域とを含み、第１のセンサおよび第２のセンサに対し第１の方向に変位する物体と、演算部とを備えたものである。ここで、第１のセンサは、物体の変位に伴う磁場の変化を検知し、検知した磁場の変化を第１の信号として出力する。第２のセンサは、磁場の変化を検知し、検知した磁場の変化を第１の信号と位相の異なる第２の信号として出力する。演算部は、第１の信号および第２の信号に基づき、物体の第１の方向への変位量の算出を、物体において連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する変位量を１周期とするとき、その１周期あたり複数回行う。
【０００７】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置では、物体において連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する変位量を１周期とし、その１周期の間に複数回にわたって物体の第１の方向への変位量の算出を行うようにした。このため、１周期ごとに１回の割合で物体の変位量の算出を行う場合と比較して、より早期に物体の変位が検出される。
【０００８】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置では、物体は、例えば、第１の領域としての凸部と第２の領域としての凹部とが各々複数個ずつ交互配置されたギヤ歯部分、または第１の領域としてのＮ極領域と第２の領域としてのＳ極領域とが各々複数個ずつ交互配置された強磁性体部分を有するものである。
【０００９】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置では、物体の第１の方向への変位量の算出を行うたびにパルスを発生するパルス発生部を含むパルス出力部をさらに備えるようにしてもよい。物体は、例えば第１の領域と第２の領域とがｎ個（ｎは２以上の整数）ずつ交互配置された回転体であってもよい。その場合、パルス発生部は、パルスを１周期あたりｍ個（ｍは２以上の整数）発生する。また、演算部は、物体における第１の方向への単位時間あたりの変位量を算出し、パルス出力部は、物体における前記第１の方向への単位時間あたりの変位量が基準値以上である場合にパルスを外部に出力するようにしてもよい。振動による誤検出を回避するためである。
【００１０】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置では、演算部が、第１の信号および第２の信号の波形の整形を行う波形整形部をさらに有するようにしてもよい。
【００１１】
本発明の一実施の形態としての角速度検出装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、第１の領域と第２の領域とが第１の方向に周期配列され、第１のセンサおよび第２のセンサに対し第１の方向に回転する回転体と、演算部とを備えるようにしたものである。ここで第１のセンサは、回転体の回転に伴う磁場の変化を検知して第１の信号を出力する。第２のセンサは、磁場の変化を検知して第１の信号と位相の異なる第２の信号を出力する。演算部は、第１の信号および第２の信号に基づき、回転体の第１の方向への単位時間あたりの回転角の算出を、回転体において連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する回転角を１周期とするとき、その１周期につき複数回おこなう。
【００１２】
本発明の一実施の形態としての角速度検出装置では、回転体において連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する回転量を１周期とし、その１周期の間に複数回にわたって回転体の第１の方向への角速度の算出を行うようにした。このため、１周期ごとに１回の割合で回転体の角速度の算出を行う場合と比較して、より早期に回転体の回転が検出される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の変位検出装置および角速度検出装置によれば、１周期の間に複数回にわたって物体（回転体）の第１の方向への変位量（角速度）を算出するようにしたので、物体（回転体）の変位（回転）が低速度であってもその物体（回転体）の変位（角速度）の検出を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態としての回転検出装置の全体構成例を表す概略図である。
【図２】図１に示した回転検出装置の一部構成の概略を模式的に表す斜視図である。
【図３】図２に示した磁気センサの回路構成を表す回路図である。
【図４】図２に示した磁気センサの要部構成を拡大して表す分解斜視図である。
【図５Ａ】図１に示した回転検出装置の要部構成、およびその動作を表す第１の拡大図である。
【図５Ｂ】図１に示した回転検出装置の要部構成、およびその動作を表す第２の拡大図である。
【図５Ｃ】図１に示した回転検出装置の要部構成、およびその動作を表す第３の拡大図である
【図６】図１に示した回転検出装置におけるギヤホイールの回転角（電気角）、センサ出力およびパルス出力の経時変化の一例を表す特性図である。
【図７】第１の変形例としての物体の構成を表す模式図である。
【図８】第２の変形例としての物体の構成を表す模式図である。
【図９Ａ】図１に示した回転検出装置におけるギヤホイールの回転角（電気角）、センサ出力およびパルス出力の経時変化の他の一例を表す特性図である。
【図９Ｂ】図１に示した回転検出装置におけるギヤホイールの回転角（電気角）、センサ出力およびパルス出力の経時変化の別の他の一例を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
歯車の回転の有無および角速度を検出する回転検出装置。
２．変形例
【００１６】
＜１．実施の形態＞
［回転検出装置の構成］
最初に、図１および図２を参照して、本発明における一実施の形態としての回転検出装置の構成について説明する。図１は、その回転検出装置の全体構成例を表す概略図である。また、図２は、図１に示した回転検出装置の一部構成の概略を模式的に表す斜視図である。この回転検出装置は、例えば棒状や円盤状をなす被測定物としての回転体の回転角度の検出を行うものである。この回転検出装置は、いわゆるギヤトゥースセンサや歯車センサと呼ばれるものであり、例えば、回転体と一体となって回転するギヤホイール１と、センサ部２と、演算回路３と、パルス出力部４と、磁石５とを備えている。センサ部２、演算回路３およびパルス出力部４は、例えば図２に示したように同一の基板６に設けられているが、これに限定されるものではなく、異なる複数の基板に設けられていてもよい。なお、この回転検出装置は、本発明の「変位検出装置」および「角速度検出装置」に対応する一具体例である。
【００１７】
（ギヤホイール１）
ギヤホイール１は、被測定物としての回転体に直接もしくは間接的に取り付けられており、その回転体と共に回転軸１Ｊを中心として矢印１Ｒの方向に回転可能に設けられている。ギヤホイール１は、例えば円盤状部材の周縁部に、磁性体からなる凸部１Ｔと凹部１Ｕとが交互に所定の間隔（例えば２〜７ｍｍ程度のピッチ）で配置（周期配列）されたギヤ歯部分を含むものであり、矢印１Ｒの方向に回転する回転体である。ギヤホイール１の回転動作により、センサ部２に対して最も近い位置に凸部１Ｔが存在する状態と凹部１Ｕが存在する状態とが交互に繰り返されることとなる。したがって、ギヤホイール１は、自らの回転動作により、センサ部２に対して付与される外部磁場としてのバックバイアス磁場Ｈｂｂの周期的な変化をもたらすことができる。なお、ギヤホイール１における凸部１Ｔの総数または凹部１Ｕの総数を、ギヤホイール１の歯数という。なお、ギヤホイール１は本発明の「物体」に対応する一具体例であり、凸部１Ｔは本発明の「第１の領域」に対応する一具体例であり、凹部１Ｕは本発明の「第２の領域」に対応する一具体例である。
【００１８】
（センサ部２）
センサ部２は、磁気センサ２１と磁気センサ２２とを有している。磁気センサ２１は、ギヤホイール１の回転に伴う磁場の変化を検知して第１の信号Ｓ１を演算回路３へ出力する。同様に、磁気センサ２２は、ギヤホイール１の回転に伴う磁場の変化を検知して第２の信号Ｓ２を演算回路３へ出力する。但し、第１の信号Ｓ１の位相と第２の信号Ｓ２の位相とは互いに異なっている。例えばギヤホイール１の回転角θに対し、第１の信号Ｓ１がｓｉｎθに従う抵抗値の変化を表すものであるとき、第２の信号Ｓ２はｃｏｓθに従う抵抗値の変化を表すものである。
【００１９】
図３は、センサ部２の回路図である。図３に示したように、磁気センサ２１は、例えば４つの磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-Resistive effect）素子２３（２３Ａ〜２３Ｄ）を含むホイートストンブリッジ回路（以下、単にブリッジ回路）２４と、差分検出器２５とを含んでいる。同様に、磁気センサ２２は、４つのＭＲ素子２６（２６Ａ〜２６Ｄ）含むブリッジ回路２７と、差分検出器２８とを含んでいる。
【００２０】
ブリッジ回路２４は、ＭＲ素子２３ＡおよびＭＲ素子２３Ｂの一端同士が接続点Ｐ１において接続され、ＭＲ素子２３ＣおよびＭＲ素子２３Ｄの一端同士が接続点Ｐ２において接続され、ＭＲ素子２３Ａの他端とＭＲ素子２３Ｄの他端とが接続点Ｐ３において接続され、ＭＲ素子２３Ｂの他端とＭＲ素子２３Ｃの他端とが接続点Ｐ４において接続されている。ここで、接続点Ｐ３は電源Ｖｃｃと接続されており、接続点Ｐ４は接地されている。接続点Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ差分検出器２５の入力側端子と接続されている。この差分検出器２５は、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４との間に電圧が印加されたときの接続点Ｐ１と接続点Ｐ２との間の電位差（ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｄのそれぞれに生ずる電圧降下の差分）を検出し、第１の信号Ｓ１として演算回路３へ向けて出力するものである。同様に、ブリッジ回路２７は、ＭＲ素子２６ＡおよびＭＲ素子２６Ｂの一端同士が接続点Ｐ５において接続され、ＭＲ素子２６ＣおよびＭＲ素子２６Ｄの一端同士が接続点Ｐ６において接続され、ＭＲ素子２６Ａの他端とＭＲ素子２６Ｄの他端とが接続点Ｐ７において接続され、ＭＲ素子２６Ｂの他端とＭＲ素子２６Ｃの他端とが接続点Ｐ８において接続されている。ここで、接続点Ｐ７は電源Ｖｃｃと接続されており、接続点Ｐ８は接地されている。接続点Ｐ５，Ｐ６は、それぞれ差分検出器２８の入力側端子と接続されている。この差分検出器２８は、接続点Ｐ７と接続点Ｐ８との間に電圧が印加されたときの接続点Ｐ５と接続点Ｐ６との間の電位差（ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｄのそれぞれに生ずる電圧降下の差分）を検出し、第２の信号Ｓ２として演算回路３へ向けて出力するものである。
【００２１】
なお、図３において符号ＪＳ１を付した矢印は、ＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄ，２６Ａ〜２６Ｄの各々における磁化固着層ＳＳ１（後出）の磁化の向きを模式的に表している。すなわち、ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃの各抵抗値は、外部からの信号磁場の変化に応じて互いに同じ向きに変化（増加もしくは減少）し、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄの各抵抗値は、いずれも、信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃとは反対向きに変化（減少もしくは増加）することを表している。また、ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃの各抵抗値の変化は、外部からの信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄの各抵抗値の変化に対して位相が９０°ずれている。ＭＲ素子２６Ｂ，２６Ｄの各抵抗値は、いずれも、信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃとは反対向きに変化する。したがって例えば、ギヤホイール１が回転すると、ある角度範囲ではＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃでは抵抗値が増大し、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｃでは抵抗値が減少するという挙動を示す関係にある。その際、ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃの抵抗値は、ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃの抵抗値の変化に例えば９０°だけ遅れて（あるいは進んで）変化し、ＭＲ素子２６Ｂ，２６Ｄの抵抗値は、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄの抵抗値の変化に９０°だけ遅れて（あるいは進んで）変化することとなる。
【００２２】
図４に、ＭＲ素子２３，２６の主要部を構成するセンサスタックＳＳの一例を表す。ＭＲ素子２３，２６は、いずれも実質的に同じ構造のセンサスタックＳＳを含んでいる。センサスタックＳＳは、図４に示したように、磁性層を含む複数の機能膜が積層されたスピンバルブ構造をなしている。センサスタックＳＳは、具体的には、一定方向に固着された磁化ＪＳ１を有する磁化固着層ＳＳ１と、特定の磁化方向を発現しない中間層ＳＳ２と、信号磁場の磁束密度に応じて変化する磁化ＪＳ３を有する磁化自由層ＳＳ３とが順に積層されてなるものである。なお、図４は、バックバイアス磁場Ｈｂｂなどの外部磁場が付与されていない無負荷状態を示している。なお、磁化固着層ＳＳ１，中間層ＳＳ２および磁化自由層ＳＳ３は、いずれも単層構造であってもよいし、複数層からなる多層構造であってもよい。
【００２３】
磁化固着層ＳＳ１は、例えばコバルト（Ｃｏ）やコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、コバルト鉄ボロン合金（ＣｏＦｅＢ）などの強磁性材料からなる。なお、磁化固着層ＳＳ１と隣接するように、中間層ＳＳ２と反対側に反強磁性層（図示せず）を設けるようにしてもよい。そのような反強磁性層は、白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）やイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）などの反強磁性材料により構成されるものである。その反強磁性層は、例えば正方向のスピン磁気モーメントと逆方向のスピン磁気モーメントとが完全に打ち消し合った状態にあり、隣接する磁化固着層ＳＳ１の磁化ＪＳ１の向きを、正方向へ固定するように作用する。
【００２４】
中間層ＳＳ２は、例えばセンサスタックＳＳのスピンバルブ構造が磁気トンネル接合（ＭＴＪ：Magnetic Tunnel Junction）である場合、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる非磁性のトンネルバリア層であり、量子力学に基づくトンネル電流が通過可能な程度に厚みの薄いものである。ＭｇＯからなるトンネルバリア層は、例えば、ＭｇＯからなるターゲットを用いたスパッタリング処理のほか、マグネシウム（Ｍｇ）の薄膜の酸化処理、あるいは酸素雰囲気中でマグネシウムのスパッタリングを行う反応性スパッタリング処理などによって得られる。また、ＭｇＯのほか、アルミニウム（Ａｌ），タンタル（Ｔａ），ハフニウム（Ｈｆ）の各酸化物もしくは窒化物を用いて中間層ＳＳ２を構成することも可能である。なお中間層３２は、例えばルテニウム（Ｒｕ）や金（Ａｕ）などの白金族元素や銅（Ｃｕ）などの非磁性金属により構成されていてもよい。その場合、スピンバルブ構造は巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistive effect）膜として機能する。
【００２５】
磁化自由層ＳＳ３は軟質強磁性層であり、例えばコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）あるいはコバルト鉄ボロン合金（ＣｏＦｅＢ）などによって構成される。
【００２６】
磁気センサ２１におけるブリッジ回路２４のＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄには、それぞれ電源Ｖｃｃからの電流Ｉ１０が接続点Ｐ３において分流された電流Ｉ１もしくは電流Ｉ２が供給される。ブリッジ回路２４の接続点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ取り出された信号ｅ１，ｅ２が差分検出器２５に流入する。ここで、信号ｅ１は例えば磁化ＪＳ１と磁化ＪＳ３とのなす角度をγとしたときＡｃｏｓ（＋γ）＋Ｂ（Ａ，Ｂはいずれも定数）に従って変化する抵抗変化を表し、信号ｅ２はＡｃｏｓ（−γ）＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表す。  一方、磁気センサ２２におけるブリッジ回路２７のＭＲ素子２６Ａ〜２６Ｄには、それぞれ電源Ｖｃｃからの電流Ｉ１０が接続点Ｐ７において分流された電流Ｉ３もしくは電流Ｉ４が供給される。ブリッジ回路２７の接続点Ｐ５，Ｐ６からそれぞれ取り出された信号ｅ３，ｅ４が差分検出器２８に流入する。ここで、信号ｅ３はＡｓｉｎ（＋γ）＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表し、信号ｅ４はＡｓｉｎ（−γ）＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表す。さらに、差分検出器２５からの第１の信号Ｓ１および差分検出器２８からの第２の信号Ｓ２が演算回路３に流入する。演算回路３では、ｔａｎγに応じた抵抗値が算出される。ここで、γはセンサ部２に対するギヤホイール１の回転角θに相当するので、回転角θが求められるようになっている。
【００２７】
（演算回路３）
演算回路３は、図１に示したように、例えばマルチプレクサ（ＭＵＸ：multiplexer）３１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：low-pass filter）３２Ａ，３２Ｂと、Ａ／Ｄ変換部３３Ａ，３３Ｂと、フィルタ３４Ａ，３４Ｂと、波形整形部３５と、角度演算部３６とを有している。
【００２８】
ＭＵＸ３１は、磁気センサ２１および磁気センサ２２とそれぞれ接続されており、磁気センサ２１から第１の信号Ｓ１が入力され、磁気センサ２２から第２の信号Ｓ２が入力されるようになっている。
【００２９】
波形整形部３５は、例えば磁気センサ２１から発信された第１の信号Ｓ１と磁気センサ２２から発信された第２の信号Ｓ２とについ波形を整形するものである。波形整形部３５は、例えば、オフセット電圧の相違、振幅の相違、あるいは磁気センサ２１および磁気センサ２２とギヤホイール１との相対角度の相違などを検出する検出回路と、それらの相違の補正を行う補償回路とを含んでいる。
【００３０】
角度演算部３６は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、ギヤホイール１の矢印１Ｒの方向への変位量（回転角θ）の算出を行うＩＣ回路である。角度演算部３６では、ギヤホイール１において１ギヤピッチの変位（回転）、すなわち連続する１つの凸部１Ｔと１つの凹部１Ｕとの合計に相当する変位（回転）に要する時間を１周期とするとき、回転角θの算出をその１周期につきｎ回（ｎは２以上の整数、任意に設定可能）行うようになっている。なお、図１では、凸部１Ｔと凹部１Ｕとが１２個ずつ交互配置されたギヤホイール１を例示しており、この場合、１ギヤピッチの回転角（機械角）は３０°である。角度演算部３６では、その１ギヤピッチ（ここでは機械角３０°に相当）を、例えば０〜３６０°の電気角に割り当て、任意の電気角ごとに回転角θの算出が行われるようになっている。角度演算部３６は、算出した変位量（回転角θ）に関する情報を含む第３の信号Ｓ３をパルス出力部４へ出力するようになっている。
【００３１】
（パルス出力部４）
パルス出力部４は、図１に示したように、パルス発生部４１とパルス計数部４２とを有している。パルス発生部４１は角度演算部３６と接続されており、角度演算部３６から第３の信号Ｓ３が入力されるようになっている。パルス発生部４１では、角度演算部３６が変位量（回転角θ）の算出を行う都度、パルスを発生しパルス計数部４２へ入力するようになっている。パルス計数部４２では、単位時間あたりのパルス発生数をカウントすることで、単位時間あたりの変位量（回転角θ）、すなわち角速度を求めるようになっている。
【００３２】
（磁石５）
磁石５は、センサ部２を挟んでギヤホイール１と反対側に位置する。磁石５は、ギヤホイール１およびセンサ部２に向けてバックバイアス磁場Ｈｂｂを付与するものである。センサ部２は、磁気センサ２１および磁気センサ２２により、バックバイアス磁場Ｈｂｂの変化を検出する。
【００３３】
［回転検出装置の動作および作用］
本実施の形態の回転検出装置では、ギヤホイール１の回転の有無を、センサ部２、演算回路３、パルス出力部４および磁石５によって検出することができる。
【００３４】
この回転検出装置では、例えば図５Ａの状態からギヤホイール１が矢印１Ｒの方向に回転すると、センサ部２に対し、ギヤホイール１における凸部１Ｔと凹部１Ｕとが交互に対向することとなる。その際、例えば図５Ｂに示したように磁性体からなる凸部１Ｔがセンサ部２に近づくと、その背後に位置する磁石５からのバックバイアス磁場Ｈｂｂの磁束が凸部１Ｔに集中する。すなわちＸ軸方向の磁束の広がりは小さいので、バックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分は比較的小さい。一方、例えば図５Ｃに示したように凸部１Ｔがセンサ部２から離れて凹部１Ｕがセンサ部２に近づくと、バックバイアス磁場Ｈｂｂの磁束の一部はその凹部１Ｕの両隣の凸部１Ｔに向かう。すなわちＸ軸方向の磁束の広がりは大きくなるので、バックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分が比較的大きくなる。このバックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分の変化に応じて、センサ部２の各センサスタックＳＳにおける磁化自由層ＳＳ３の磁化ＪＳ３の向きが変化する。この磁化ＪＳ３の向きの変化に伴うＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄ，２６Ａ〜２６Ｄの抵抗変化を利用して、ギヤホイール１の回転の有無を検出することができる。
【００３５】
磁気センサ２１から発信された第１の信号Ｓ１は、演算回路３へ入力されると、ＭＵＸ３１、ＬＰＦ３２Ａ、Ａ／Ｄ変換部３３Ａおよびフィルタ３４Ａを経て波形整形部３５に到達する。同様に、磁気センサ２２から発信された第２の信号Ｓ２は、演算回路３へ入力されると、ＭＵＸ３１、ＬＰＦ３２Ｂ、Ａ／Ｄ変換部３３Ｂおよびフィルタ３４Ｂを経て波形整形部３５に到達する。第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２は、波形整形部３５において、例えばオフセット電圧の相違、振幅の相違、あるいは磁気センサ２１および磁気センサ２２とギヤホイール１との相対角度の相違などの補償が行われ、波形の整形がなされる。そののち、角度演算部３６において、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、ギヤホイール１の矢印１Ｒの方向への変位量（回転角θ）の算出が行われる。さらに、パルス発生部４１において、角度演算部３６から第３の信号Ｓ３が入力され、角度演算部３６が変位量（回転角θ）の算出を行う都度、パルスを発生しパルス計数部４２へ入力する。パルス計数部４２において単位時間あたりのパルス発生数をカウントすることで、単位時間あたりの変位量（回転角θ）、すなわち角速度を求める。
【００３６】
ここで、パルス出力部４は、ギヤホイール１における矢印１Ｒの方向への単位時間あたりの回転角θが予め定められた基準値以上である場合にパルスを外部に出力するようにしてもよい。こうすることにより、例えばギヤホイール１の静止時における振動に伴う誤検出を排除しやすくなる。
【００３７】
以下、図６を参照してギヤホイール１の回転検出動作を詳細に説明する。図６において、横軸は経過時間を表し、左側の縦軸は磁気センサ２１，２２の出力を表し、右側の縦軸は電気角を表している。ここではギヤホイール１の１ギヤピッチが機械角６０°である場合、すなわち歯数（凸部１Ｔの数）が６つの場合を例示する。ここで機械角６０°を１周期とし、この１周期を０〜３６０°の電気角で表している。曲線Ｃ１は磁気センサ２１の出力である第１の信号Ｓ１を表す波形であり、曲線Ｃ２は磁気センサ２２の出力である第２の信号Ｓ２を表す波形であり、曲線Ｃ３はギヤホイール１の電気角の変化を表す波形であり、符号ＰＬＳはパルス発生部４１から出力されるパルスを表す波形である。磁気センサ２１，２２の出力波形も機械角６０°を１周期としている。なお、電気角は、互いに位相の異なる磁気センサ２１からの第１の信号Ｓ１と磁気センサ２２からの第２の信号Ｓ２とによって求めることができる。上述したように、バックバイアス磁場ＨｂｂのＸ軸成分の変化に応じて、センサ部２の各センサスタックＳＳにおける磁化自由層ＳＳ３の磁化ＪＳ３の向きが変化する。これによって、例えば第１の信号Ｓ１はＡｃｏｓθ＋Ｂ（Ａ，Ｂはいずれも定数）に従って変化する抵抗変化を表し、第２の信号Ｓ２はＡｓｉｎθ＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表すので、演算回路３では、ｔａｎθに応じた抵抗値が算出されるからである。
【００３８】
図１に示したように、ここでは、矢印１Ｒの方向へのギヤホイール１の回転角θの算出を電気角６０°ごとに１回、演算回路３が行い、電気角６０°ごとに１つのパルスＰＬＳをパルス発生部４１が発生するように設定されている。すなわち、従来のギヤトゥースセンサでは１ギヤピッチごとに１つのパルス出力が行われていたが、本実施の形態の回転検出装置では、回転角θの算出およびパルスＰＬＳの発生を１ギヤピッチ（１周期）につき複数回行うようにしている。
【００３９】
［回転検出装置の効果］
このように本実施の形態によれば、ギヤホイール１の１ギヤピッチに相当する変位（回転）を１周期とし、その１周期の間に複数回にわたってギヤホイール１の矢印１Ｒの方向への回転角θの算出を行うようにした。このため、１周期ごとに１回の割合でギヤホイールの回転角の算出を行う場合と比較して、より早期に回転の有無が検出される。また、その１周期の間に複数回にわたってパルスＰＬＳの発生を行うようにしたので、そのパルスＰＬＳの単位時間あたりの数をパルス計数部４２でカウントすることにより、ギヤホイール１の角速度が求められる。したがって、本実施の形態の回転検出装置によれば、ギヤホイール１の回転が低速度であっても、ギヤホイール１の回転の有無および角速度の検出を正確に行うことができる。
【００４０】
＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では「物体」としてギヤホイールを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示したように、物体として、第１の領域としてのＳ極領域７Ｓと第２の領域としてのＮ極領域７Ｎとが円周方向に沿って一定の間隔で交互に配置（周期配列）された環状の磁石７を用いてもよい。なお、その場合、バイアス磁場を付与する磁石５は不要である。また、物体として、図８に示したように、矢印Ｙ８の方向に延在する棒状の磁石８を用いてもよい。磁石８は、Ｓ極領域８ＳとＮ極領域８Ｎとが矢印Ｙ８の方向に沿って一定の間隔で交互に配置（周期配列）され、センサ部２に対して矢印Ｙ８の方向に相対的に変位（直進移動）するものである。磁石７，８では、連続する１つのＳ極領域と１つのＮ極領域との合計に相当する変位量（回転角もしくは直進移動量）が１周期に相当する。
【００４１】
また、上記実施の形態では、ギヤホイール１の１ギヤピッチにつき、ギヤホイール１の回転角θの算出およびパルスＰＬＳの発生を６回ずつ行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図９Ａおよび図９Ｂに示したように、ギヤホイール１の回転角θの算出およびパルスＰＬＳの発生を、１ギヤピッチにつき１２回または３６回ずつ行うようにすることもできる。このように、ギヤホイール１の回転角θの算出およびパルスＰＬＳの発生を行う回数を増加させることにより、より低速の回転であってもより早期に回転の有無や角速度の検出を行うことができる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、２つのセンサを備えるようにしたが、本発明では、センサの数は２に限定されず、３以上備えるようにしてもよい。但し、互いに異なる位相の信号を出力するものであることが求められる。
【００４３】
さらに、上記実施の形態では、「物体」として矢印１Ｒの方向に回転する回転体であるギヤホイール１を例示してその説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば「物体」として第１の方向に沿って直線状に延在する、いわゆるリニアスケールを用いてもよい。このリニアスケールは、例えば第１の方向にＳ極とＮ極とが所定の間隔で交互配置されたものである。本発明の変位検出装置として、このリニアスケールと、その近傍に配置された第１のセンサおよび第２のセンサとを備え、リニアスケールと第１のセンサおよび第２のセンサとが第１の方向において相対的に変位するように構成されたものを用いてもよい。このようなリニアスケールを備えた変位検出装置であっても、物体（リニアスケール）の第１の方向への変位量の算出を、連続するＳ極とＮ極との合計に相当する変位量を１周期とするとき、その１周期につき複数回行うことで、回転体（ギヤホイール１）を備えた変位検出装置と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００４４】
１…ギヤホイール、２…センサ部、３…演算回路、４…パルス出力部、５，７，８…磁石、２１，２２…磁気センサ、３６…角度演算部、４１…パルス発生部。
【図１】
2017138143.tif 000003
【図２】
2017138143.tif 000004
【図３】
2017138143.tif 000005
【図４】
2017138143.tif 000006
【図５Ａ】
2017138143.tif 000007
【図５Ｂ】
2017138143.tif 000008
【図５Ｃ】
2017138143.tif 000009
【図６】
2017138143.tif 000010
【図７】
2017138143.tif 000011
【図８】
2017138143.tif 000012
【図９Ａ】
2017138143.tif 000013
【図９Ｂ】
2017138143.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月5日(2017.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のセンサと、
第２のセンサと、
第１の方向において周期配列された第１の領域と第２の領域とを含み、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサに対し前記第１の方向に変位する物体と、
演算部と
を備え、
前記第１のセンサは、前記物体の変位に伴う第１の磁場の変化を検知し、検知した前記第１の磁場の変化を第１の信号として出力し、
前記第２のセンサは、前記物体の変位に伴う第２の磁場の変化を検知し、検知した前記第２の磁場の変化を前記第１の信号と位相の異なる第２の信号として出力し、
前記演算部は、前記第１の信号および前記第２の信号に基づく前記物体の前記第１の方向への変位量の算出を、前記物体が連続する前記第１の領域と前記第２の領域との合計に相当する変位量を変位するのに要する時間を１周期とするとき、その１周期につき複数回行う
変位検出装置。
【請求項２】
前記物体は、前記第１の領域としての凸部と前記第２の領域としての凹部とが各々複数個ずつ交互配置されたギヤ歯部分、または前記第１の領域としてのＮ極領域と前記第２の領域としてのＳ極領域とが各々複数個ずつ交互配置された強磁性体部分を有する
請求項１記載の変位検出装置。
【請求項３】
前記物体の前記第１の方向への変位量の算出を行うたびにパルスを発生するパルス発生部を含むパルス出力部をさらに備えた
請求項１または請求項２に記載の変位検出装置。
【請求項４】
前記物体は、前記第１の領域と前記第２の領域とがｎ（ｎは２以上の整数）個ずつ交互配置された回転体であり、
前記パルス発生部は、前記パルスを前記１周期あたりｍ（ｍは２以上の整数）個発生する
請求項３記載の変位検出装置。
【請求項５】
前記パルス出力部は、前記物体における前記第１の方向への単位時間あたりの変位量が基準値以上である場合に前記パルスを外部に出力する
請求項３または請求項４に記載の変位検出装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記第１の信号および前記第２の信号の波形の整形を行う波形整形部をさらに有する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変位検出装置。
【請求項７】
第１のセンサと、
第２のセンサと、
第１の領域と第２の領域とが第１の方向に周期配列され、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサに対し前記第１の方向に回転する回転体と、
演算部と
を備え、
前記第１のセンサは、前記回転体の回転に伴う第１の磁場の変化を検知し、検知した前記第１の磁場の変化を第１の信号として出力し、
前記第２のセンサは、前記回転体の回転に伴う第２の磁場の変化を検知し、検知した前記第２の磁場の変化を前記第１の信号と位相の異なる第２の信号として出力し、
前記演算部は、前記第１の信号および前記第２の信号に基づく前記回転体の前記第１の方向への単位時間あたりの回転角の算出を、前記回転体が連続する前記第１の領域と前記第２の領域との合計に相当する回転角を回転するのに要する時間を１周期とするとき、その１周期につき複数回おこなう
角速度検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、第１の方向において周期配列された第１の領域と第２の領域とを含み、第１のセンサおよび第２のセンサに対し第１の方向に変位する物体と、演算部とを備えたものである。ここで、第１のセンサは、物体の変位に伴う第１の磁場の変化を検知し、検知した第１の磁場の変化を第１の信号として出力する。第２のセンサは、物体の変位に伴う第２の磁場の変化を検知し、検知した第２の磁場の変化を第１の信号と位相の異なる第２の信号として出力する。演算部は、第１の信号および第２の信号に基づく物体の第１の方向への変位量の算出を、物体が連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する変位量を変位するのに要する時間を１周期とするとき、その１周期につき複数回行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一実施の形態としての変位検出装置では、物体が連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する変位量を変位するのに要する時間を１周期とし、その１周期の間に複数回にわたって物体の第１の方向への変位量の算出を行うようにした。このため、１周期ごとに１回の割合で物体の変位量の算出を行う場合と比較して、より早期に物体の変位が検出される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一実施の形態としての角速度検出装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、第１の領域と第２の領域とが第１の方向に周期配列され、第１のセンサおよび第２のセンサに対し第１の方向に回転する回転体と、演算部とを備えるようにしたものである。ここで第１のセンサは、回転体の回転に伴う第１の磁場の変化を検知し、検知した第１の磁場の変化を第１の信号として出力する。第２のセンサは、回転体の回転に伴う第２の磁場の変化を検知し、検知した第２の磁場の変化を第１の信号と位相の異なる第２の信号として出力する。演算部は、第１の信号および第２の信号に基づく回転体の第１の方向への単位時間あたりの回転角の算出を、回転体が連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する回転角を回転するのに要する時間を１周期とするとき、その１周期につき複数回おこなう。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一実施の形態としての角速度検出装置では、回転体において連続する第１の領域と第２の領域との合計に相当する回転角を回転するのに要する時間を１周期とし、その１周期の間に複数回にわたって回転体の第１の方向への角速度の算出を行うようにした。このため、１周期ごとに１回の割合で回転体の角速度の算出を行う場合と比較して、より早期に回転体の回転が検出される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
なお、図３において符号ＪＳ１を付した矢印は、ＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄ，２６Ａ〜２６Ｄの各々における磁化固着層ＳＳ１（後出）の磁化の向きを模式的に表している。すなわち、ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃの各抵抗値は、外部からの信号磁場の変化に応じて互いに同じ向きに変化（増加もしくは減少）し、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄの各抵抗値は、いずれも、信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃとは反対向きに変化（減少もしくは増加）することを表している。また、ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃの各抵抗値の変化は、外部からの信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄの各抵抗値の変化に対して位相が９０°ずれている。ＭＲ素子２６Ｂ，２６Ｄの各抵抗値は、いずれも、信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃとは反対向きに変化する。したがって例えば、ギヤホイール１が回転すると、ある角度範囲ではＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃでは抵抗値が増大し、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄでは抵抗値が減少するという挙動を示す関係にある。その際、ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃの抵抗値は、ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃの抵抗値の変化に例えば９０°だけ遅れて（あるいは進んで）変化し、ＭＲ素子２６Ｂ，２６Ｄの抵抗値は、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄの抵抗値の変化に９０°だけ遅れて（あるいは進んで）変化することとなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
中間層ＳＳ２は、例えばセンサスタックＳＳのスピンバルブ構造が磁気トンネル接合（ＭＴＪ：Magnetic Tunnel Junction）である場合、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる非磁性のトンネルバリア層であり、量子力学に基づくトンネル電流が通過可能な程度に厚みの薄いものである。ＭｇＯからなるトンネルバリア層は、例えば、ＭｇＯからなるターゲットを用いたスパッタリング処理のほか、マグネシウム（Ｍｇ）の薄膜の酸化処理、あるいは酸素雰囲気中でマグネシウムのスパッタリングを行う反応性スパッタリング処理などによって得られる。また、ＭｇＯのほか、アルミニウム（Ａｌ），タンタル（Ｔａ），ハフニウム（Ｈｆ）の各酸化物もしくは窒化物を用いて中間層ＳＳ２を構成することも可能である。なお中間層ＳＳ２は、例えばルテニウム（Ｒｕ）や金（Ａｕ）などの白金族元素や銅（Ｃｕ）などの非磁性金属により構成されていてもよい。その場合、スピンバルブ構造は巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistive effect）膜として機能する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
角度演算部３６は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、ギヤホイール１の矢印１Ｒの方向への変位量（回転角θ）の算出を行うＩＣ回路である。角度演算部３６では、ギヤホイール１において１ギヤピッチ、すなわち連続する１つの凸部１Ｔと１つの凹部１Ｕとの合計に相当する回転角（機械角）をギヤホイール１が変位（回転）に要する時間を１周期とするとき、回転角θの算出をその１周期につきｎ回（ｎは２以上の整数、任意に設定可能）行うようになっている。なお、図１では、凸部１Ｔと凹部１Ｕとが１２個ずつ交互配置されたギヤホイール１を例示しており、この場合、１ギヤピッチの回転角（機械角）は３０°である。角度演算部３６では、その１ギヤピッチ（ここでは機械角３０°に相当）を、例えば０〜３６０°の電気角に割り当て、任意の電気角ごとに回転角θの算出が行われるようになっている。角度演算部３６は、算出した変位量（回転角θ）に関する情報を含む第３の信号Ｓ３をパルス出力部４へ出力するようになっている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
［回転検出装置の効果］
このように本実施の形態によれば、ギヤホイール１の１ギヤピッチに相当する変位（回転）に要する時間を１周期とし、その１周期の間に複数回にわたってギヤホイール１の矢印１Ｒの方向への回転角θの算出を行うようにした。このため、１周期ごとに１回の割合でギヤホイールの回転角の算出を行う場合と比較して、より早期に回転の有無が検出される。また、その１周期の間に複数回にわたってパルスＰＬＳの発生を行うようにしたので、そのパルスＰＬＳの単位時間あたりの数をパルス計数部４２でカウントすることにより、ギヤホイール１の角速度が求められる。したがって、本実施の形態の回転検出装置によれば、ギヤホイール１の回転が低速度であっても、ギヤホイール１の回転の有無および角速度の検出を正確に行うことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では「物体」としてギヤホイールを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示したように、物体として、第１の領域としてのＳ極領域７Ｓと第２の領域としてのＮ極領域７Ｎとが円周方向に沿って一定の間隔で交互に配置（周期配列）された環状の磁石７を用いてもよい。なお、その場合、バイアス磁場を付与する磁石５は不要である。また、物体として、図８に示したように、矢印Ｙ８の方向に延在する棒状の磁石８を用いてもよい。磁石８は、Ｓ極領域８ＳとＮ極領域８Ｎとが矢印Ｙ８の方向に沿って一定の間隔で交互に配置（周期配列）され、センサ部２に対して矢印Ｙ８の方向に相対的に変位（直進移動）するものである。磁石７，８では、連続する１つのＳ極領域と１つのＮ極領域との合計に相当する磁石７，８の変位量（回転角もしくは直進移動量）を磁石７，８が変位（回転もしくは直進移動）するのに要する時間が１周期に相当する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
さらに、上記実施の形態では、「物体」として矢印１Ｒの方向に回転する回転体であるギヤホイール１を例示してその説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば「物体」として第１の方向に沿って直線状に延在する、いわゆるリニアスケールを用いてもよい。このリニアスケールは、例えば第１の方向にＳ極領域とＮ極領域とが所定の間隔で交互配置されたものである。本発明の変位検出装置として、このリニアスケールと、その近傍に配置された第１のセンサおよび第２のセンサとを備え、リニアスケールと第１のセンサおよび第２のセンサとが第１の方向において相対的に変位するように構成されたものを用いてもよい。このようなリニアスケールを備えた変位検出装置であっても、物体（リニアスケール）の第１の方向への変位量の算出を、その物体（リニアスケール）が連続するＳ極領域とＮ極領域との合計に相当する物体（リニアスケール）の変位量を変位するのに要する時間を１周期とするとき、その１周期につき複数回行うことで、回転体（ギヤホイール１）を備えた変位検出装置と同様の効果を奏する。