(57)【要約】【課題】直動方向における大型化を抑制でき、原点位置の検出が容易な直動回転検出器を提案すること。【解決手段】直動回転検出器７は、直動、回転する円筒状の磁気スケール８と、直動位置検出用の第１磁気検出素子４１と、回転位置検出用の第２磁気検出素子４２と、光センサ１０を有する。磁気スケール８は、周面に、軸線方向ＸにＳ極とＮ極とが交互に配列され、かつ、軸線Ｌ回りにＳ極とＮ極とが交互に着磁された格子状の着磁パターン３７を備える。第１磁気検出素子４１および第２磁気検出素子４２は、着磁パターン３７に対向して配置される。着磁パターン３７の表面には原点位置を検出するための反射パターン３８が設けられている。同一の着磁パターン３７に対向させた第１磁気検出素子４１と第２磁気検出素子４２とにより直動位置と回動位置を検出できる。反射パターン３８からの検査光の反射光を光センサ１０で検出することにより原点位置を検出できる。【選択図】図４
2017075884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に直動するとともに軸線回りに回転する円筒状の磁気スケールと、
直動位置検出用の第１磁気検出素子と、
回転位置検出用の第２磁気検出素子と、
前記軸線方向および前記軸線回りの少なくとも一方の原点位置を検出するための反射パターンと、
前記反射パターンからの検査光の反射光を検出する検出部を備える光センサと、を有し、
前記磁気スケールは、前記軸線回りの周面に、前記軸線方向にＳ極とＮ極とが交互に配列され、かつ、前記軸線回りにＳ極とＮ極とが交互に着磁された格子状の着磁パターンを備え、
前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子は、前記着磁パターンに対向して配置され、
前記反射パターンは、前記磁気スケールにおける前記着磁パターンと重なる位置に設けられていることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項２】
請求項１において、
前記反射パターンを備えるシート状部材を有し、
前記シート状部材は、前記磁気スケールにおける前記着磁パターンの表面に貼り付けられていることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記反射パターンは、前記軸線回りの原点位置を検出するためのものであり、前記着磁パターンの表面を前記軸線方向に一定幅で延びていることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記反射パターンは、前記軸線方向の原点位置を検出するためのものであり、前記着磁パターンの表面を軸線回りに一定幅で延びていることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項５】
請求項４において、
前記反射パターンとして、前記軸線方向の第１方向の第１原点位置を検出するための第１方向側反射パターンと、前記第１方向とは反対の第２方向の第２原点位置を検出するための第２方向側反射パターンと、を備え、
前記光センサとして、前記第１方向側反射パターンからの前記反射光を検出する第１光センサと、前記第２方向側反射パターンからの前記反射光を検出する第２光センサと、を備えることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項６】
請求項２において、
前記反射パターンは、前記軸線回りの原点位置を検出するための第１反射パターン部分と、前記軸線方向の原点位置を検出するための第２反射パターン部分と、を備え、
前記第１反射パターン部分は、前記着磁パターンの表面を前記軸線方向に一定幅で延び、
前記第２反射パターン部分は、前記着磁パターンの表面を軸線回りに一定幅で延びることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれかの項において、
前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子とを備えるセンサ基板を有し、
前記第１磁気検出素子は、磁気抵抗素子であり、互いに９０°の位相差で前記磁気スケールの直動を検出するＡ相の第１磁気抵抗パターンおよびＢ相の第１磁気抵抗パターンを
備え、
前記第２磁気検出素子は、磁気抵抗素子であり、互いに９０°の位相差で前記磁気スケールの回転を検出するＡ相の第２磁気抵抗パターンおよびＢ相の第２磁気抵抗パターンを備え、
前記Ａ相の第１磁気抵抗パターンと前記Ｂ相の第１磁気抵抗パターンとは前記センサ基板上で積層されており、
前記Ａ相の第２磁気抵抗パターンと前記Ｂ相の第２磁気抵抗パターンとは前記センサ基板上で積層されていることを特徴とする直動回転検出器。
【請求項８】
請求項７において、
前記磁気スケールの軸線回りに対応する前記センサ基板上の幅方向における前記第１磁気検出素子の中心と前記第２磁気検出素子の前記幅方向の中心とは、前記センサ基板上で重なり、
前記光センサの前記検出部は、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の幅方向の中心を通過して前記軸線を含む仮想面と重なり、
前記幅方向における前記第１磁気検出素子の中心、前記幅方向における前記第２磁気検出素子の中心、および、前記検出部は、前記磁気スケールの曲率の頂点と対向することを特徴とする直動回転検出器。
【請求項９】
請求項７または８において、
前記検出部は、前記第１磁気検出素子および前記前記第２磁気検出素子よりも、前記磁気スケールの表面から離間することを特徴とする直動回転検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動物の回転位置および直動位置を検出する直動回転検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力軸を直動および回転させるモータ部と、出力軸の直動位置および回転位置を検出する直動回転検出器を有する直動回転駆動装置は特許文献１に記載されている。同文献では、直動回転検出器は、直動方向に一定間隔に設けた直動目盛を有する円筒状の直動スケールと、周方向に２極に着磁された円盤形状の永久磁石（回転スケール）を有する。直動スケールと永久磁石は出力軸の軸線方向で離間する位置に固定されている。また、直動回転検出器は、直動スケールを読み取って直動方向の変位を検出する直動変位検出部と、永久磁石の磁界から回転方向の変位を検出する２つの回転変位検出部を備える。２つの回転変位検出部は９０°離間する角度位置で永久磁石に対向している。直動回転検出器は２つの回転変位検出部からの出力を演算することにより軸線回りの原点位置を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６０４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１のように、原点位置を検出するために複数の検出部からの出力を演算しなければならないとすると、原点位置の取得が複雑になる。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、軸線回りや軸線方向の原点位置を簡易に検出できる直動回転検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の直動回転検出器は、軸線方向に直動するとともに軸線回りに回転する円筒状の磁気スケールと、直動位置検出用の第１磁気検出素子と、回転位置検出用の第２磁気検出素子と、前記軸線方向および前記軸線回りの少なくとも一方の原点位置を検出するための反射パターンと、前記反射パターンからの検査光の反射光を検出する検出部を備える光センサと、を有し、前記磁気スケールは、前記軸線回りの周面に、前記軸線方向にＳ極とＮ極とが交互に配列され、かつ、前記軸線回りにＳ極とＮ極とが交互に着磁された格子状の着磁パターンを備え、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子は、前記着磁パターンに対向して配置され、前記反射パターンは、前記磁気スケールにおける前記着磁パターンと重なる位置に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明よれば、磁気スケールに設けた反射パターンを利用して原点位置を光学的に検出する。すなわち、磁気スケールに設けた反射パターンからの検査光の反射光を光センサで検出して原点位置を取得する。従って、原点位置を検出するために複数の検出器からの出力を演算する必要がなく、原点位置の検出を簡易に行うことができる。
【０００８】
本発明において、反射パターンを磁気スケールにおける着磁パターンと重なる位置に設けるためには、前記反射パターンを備えるシート状部材を有し、前記シート状部材は、前記磁気スケールにおける前記着磁パターンの表面に貼り付けられているものとすることができる。
【０００９】
この場合において、前記反射パターンは、前記軸線回りの原点位置を検出するためのものであり、前記着磁パターンの表面を前記軸線方向に一定幅で延びているものとすることができる。このような反射パターンであれば、磁気スケールが軸線方向に移動した場合でも、光センサにより軸線回りの原点位置を検出できる。
【００１０】
また、前記反射パターンは、前記軸線方向の原点位置を検出するためのものであり、前記着磁パターンの表面を軸線回りに一定幅で延びているものとすることができる。このような反射パターンであれば、磁気スケールが軸線回りに回転している場合でも、光センサにより軸線方向の原点位置を検出できる。
【００１１】
この場合において、磁気スケールが直動する直動方向（軸線方向）の一方側の原点位置と他方側の原点位置の双方を検出するためには、前記反射パターンとして、前記軸線方向の第１方向の第１原点位置を検出するための第１方向側反射パターンと、前記第１方向とは反対の第２方向の第２原点位置を検出するための第２方向側反射パターンと、を備え、前記光センサとして、前記第１方向側反射パターンからの前記反射光を検出する第１光センサと、前記第２方向側反射パターンからの前記反射光を検出する第２光センサと、を備えるものとすることができる。
【００１２】
本発明において、軸線方向の原点位置および軸線回りの原点位置の双方を検出するためには、前記反射パターンは、前記軸線回りの原点位置を検出するための第１反射パターン部分と、前記軸線方向の原点位置を検出するための第２反射パターン部分と、を備え、前記第１反射パターンは、前記着磁パターンの表面を前記軸線方向に一定幅で延び、前記第２反射パターンは、前記着磁パターンの表面を軸線回りに一定幅で延びるものとすることができる。
【００１３】
本発明において、前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子とを備えるセンサ基板を有し、前記第１磁気検出素子は、磁気抵抗素子であり、互いに９０°の位相差で前記磁気スケールの直動を検出するＡ相の第１磁気抵抗パターンおよびＢ相の第１磁気抵抗パターンを備え、前記第２磁気検出素子は、磁気抵抗素子であり、互いに９０°の位相差で前記磁気スケールの回転を検出するＡ相の第２磁気抵抗パターンおよびＢ相の第２磁気抵抗パターンを備え、前記Ａ相の第１磁気抵抗パターンと前記Ｂ相の第１磁気抵抗パターンとは前記センサ基板上で積層されており、前記Ａ相の第２磁気抵抗パターンと前記Ｂ相の第２磁気抵抗パターンとは前記センサ基板上で積層されていることが望ましい。
【００１４】
このようにすれば、第１磁気検出素子と第２磁気検出素子をそれぞれ別のセンサ基板に備える場合と比較して、直動回転検出器が大型化することを抑制できる。また、このようにすれば、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子をセンサ基板上において小さくできる。従って、センサ基板を小さくすることができ、装置を小型化できる。
【００１５】
本発明において、前記磁気スケールの軸線回りに対応する前記センサ基板上の幅方向における前記第１磁気検出素子の中心と前記第２磁気検出素子の前記幅方向の中心とは、前記センサ基板上で重なり、前記光センサの前記検出部は、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の幅方向の中心を通過して前記軸線を含む仮想面と重なり、前記幅方向における前記第１磁気検出素子の中心、前記幅方向における前記第２磁気検出素子の中心、および、前記検出部は、前記磁気スケールの曲率の頂点と対向することが望ましい。このようにすれば、第１磁気検出素子からの出力および第２磁気検出素子からの出力について、歪みの少ない正弦波を得ることが容易となる。また、光センサからの出力に基づいて正確な原点位置を取得することが容易となる。
【００１６】
本発明において、前記検出部は、前記第１磁気検出素子および前記前記第２磁気検出素
子よりも、前記磁気スケールの表面から離間しているものとすることができる。このようにすれば、第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子を備えるセンサ基板と、光センサとの配置が容易となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の直動回転検出器によれば、磁気スケールに設けた反射パターンを利用して原点位置を光学的に検出する。従って、原点位置の検出を簡易に行うことができる
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の直動回転検出器を備えた直動回転駆動装置の外観斜視図である。
【図２】図１の直動回転駆動装置を軸線を含む面で切断した断面図である。
【図３】図１の直動回転駆動装置の分解斜視図である。
【図４】直動回転検出器の説明図である。
【図５】直動回転検出器の磁気センサの説明図である。
【図６】磁気センサの磁気抵抗素子が構成する回路の説明図である。
【図７】光センサと磁気センサとの位置関係の説明図である。
【図８】変形例１の直動回転検出器の説明図である。
【図９】変形例２の直動回転検出器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
（直動回転駆動装置）
図１は本発明の直動回転検出器を備えた直動回転駆動装置の外観斜視図である。図２は図１の直動回転駆動装置を軸線を含む面で切断した断面図である。図３は図１の直動回転駆動装置の分解斜視図である。図１に示すように、直動回転駆動装置１は、出力軸２と、出力軸２を軸線Ｌに沿って移動させるリニアモータ部３と、出力軸２を軸線回りθに回転させる回転モータ部４と、ボールスプライン軸受５を備える。ボールスプライン軸受５は、出力軸２を軸線方向Ｘに移動可能に支持するとともに回転モータ部４の駆動力を出力軸２に伝達する。
【００２１】
また、直動回転駆動装置１は、出力軸２の直動位置および回転位置を検出するための直動回転検出器７を備える。直動回転検出器７は、出力軸２に同軸に固定された筒状の磁気スケール８と、軸線Ｌと直交する方向から磁気スケール８に対向する磁気センサ９および光センサ１０を備える。なお、図１乃至３では光センサ１０が実装された回路基板を省略して示す。
【００２２】
直動回転検出器７の磁気スケール８、リニアモータ部３、回転モータ部４、および、ボールスプライン軸受５は、軸線方向Ｘの一方側から他方側に向って、この順番で同軸に配置されている。なお、以下の説明では、軸線方向をＸとし、軸線回りをθとする。
【００２３】
（リニアモータ部）
図２に示すように、リニアモータ部３は可動子１１と固定子１２とを有する。可動子１１は出力軸２と出力軸２の外周面に固定した複数の永久磁石１３を備える。各永久磁石１３は、環状であり、軸線方向ＸにＮ極とＳ極とが着磁されている。複数の永久磁石１３は、隣り合う永久磁石１３同士が互いに同一の極を向けて対向する。本例では出力軸２に１０個の永久磁石１３が固定されている。
【００２４】
固定子１２は可動子１１の外周側に位置する。図１、２に示すように、固定子１２は、同軸に配列した複数のコイル１７を備える筒状のコイル配列体１５と、コイル配列体１５
に固定された配線基板１６を備える。
【００２５】
図２、３に示すように、コイル配列体１５は、軸線方向Ｘで隣り合う３つのコイル１７を樹脂１８により一体に被い固めた筒状のコイルユニット１９を、複数、備える。各コイルユニット１９は軸線方向Ｘで同軸に連結され、これによりコイル配列体１５が構成されている。本例では、コイル配列体１５は７つのコイルユニット１９を備える。従って、コイル配列体１５は２１個のコイル１７を備える。
【００２６】
各コイルユニット１９を軸線方向Ｘから見た場合の輪郭形状は矩形である。また、各コイルユニット１９は、輪郭形状を構成する矩形の各辺の長さよりも軸線方向Ｘの高さ寸法が短い偏平形状である。各コイルユニット１９の軸線方向Ｘの長さ寸法は、可動子１１に固定された各永久磁石１３の軸線方向Ｘの長さ寸法の２倍程度である。
【００２７】
各コイルユニット１９は軸線回りθに４つの側面を備える。図１に示すように、４つの側面のうちの一つの側面は基板固定面１９ａとなっている。図３に示すように、基板固定面１９ａからはコイルユニット１９内の各コイル１７の始端１７ａと終端１７ｂが外側に露出（突出）している。各コイルユニット１９は基板固定面１９ａを同一方向に向けた姿勢で連結される。配線基板１６は、各コイルユニット１９の基板固定面１９ａが軸線方向Ｘに並ぶことにより形成された平坦面（コイル配列体１５の基板固定面）に固定される。配線基板１６には各コイルユニット１９の各コイル１７の始端１７ａおよび終端１７ｂが接続される。
【００２８】
ここで、リニアモータ部３は３相モータであり、各コイルユニット１９の３つのコイル１７は、リニアモータ部３を駆動する際に、それぞれＵ相のコイル１７（Ｕ）、Ｖ相のコイル１７（Ｖ）、Ｗ相のコイル１７（Ｗ）として機能する。リニアモータ部３では給電するコイル１７を軸線方向Ｘに移動させながら可動子１１を軸線方向Ｘに移動させる。
【００２９】
（回転モータ部）
回転モータ部４は可動子２１と固定子２２とを有する。可動子２１は出力軸２が貫通する中空のナットシャフト２３を備える。図３に示すように、ナットシャフト２３は、小径筒部２３ａと、小径筒部２３ａよりも大径の大径筒部２３ｂを備える。大径筒部２３ｂは小径筒部２３ａのボールスプライン軸受５の側に連続して設けられている。また、可動子２１は、ナットシャフト２３の小径筒部２３ａの外周面に固定された筒状のヨーク２４と、ヨーク２４の外周面に固定された筒状の永久磁石２５を備える。永久磁石２５は、筒状であり、軸線回りθ（周方向）にＮ極とＳ極が交互に複数着磁されている。
【００３０】
固定子２２は永久磁石２５の外周側に位置する。固定子２２は、永久磁石２５を外周側から囲む筒状のヨーク２６と、ヨーク２６の内周面に固定された複数のコイル２７を備える。各コイル２７は、その中空部を軸線Ｌと直交する半径方向に向けた姿勢でヨーク２６に固定されている。複数のコイル２７は軸線回りθに配列されている。本例では、固定子２２は６つのコイル２７を備える。ヨーク２６はケース２８により外周側から保持されている。ケース２８を軸線方向Ｘから見た場合の輪郭形状は正方形である
【００３１】
コイル２７への給電によりナットシャフト２３は軸線回りθに回転する。ここで、ナットシャフト２３の大径筒部２３ｂの内周側には、ボールスプライン軸受５を構成するボールナット３１が配置されている。なお、図２において、ボールスプライン軸受５を構成するボールおよび出力軸２に設けられたスプラインは省略されている。ナットシャフト２３の回転は、ボールナット３１を介して出力軸２に伝達される。従って、回転モータ部４が駆動されると出力軸２は回転する。ナットシャフト２３の大径筒部２３ｂは、軸受ケース３２により覆われている。軸受ケース３２を軸線方向Ｘから見た場合の輪郭形状は正方形
である。本形態の回転モータ部４を用いれば、可動子２１が軸線方向Ｘに移動せずとも、出力軸２だけが軸線方向Ｘに移動可能なため、回転モータ部４の小型化を図ることが可能である。
【００３２】
（直動回転検出器）
図４は直動回転検出器７の説明図である。図４に示すように、磁気スケール８は円筒状である。図１乃至３に示すように、磁気スケール８は、その中心孔に出力軸２を貫通させた状態で出力軸２に同軸に固定されている。磁気スケール８は、出力軸２と一体に軸線方向Ｘに直動するとともに軸線回りθに回転する。なお、図４では光センサ１０が実装された回路基板を省略して示す。
【００３３】
磁気スケール８は、出力軸２への固定部となる筒部材３５と、筒部材３５の外周側に固定された環状の永久磁石３６を備える。永久磁石３６は、軸線回りθの円周面に、軸線方向ＸにＳ極とＮ極とが交互に配列され、かつ、軸線回りθにＳ極とＮ極とが交互に着磁された格子状の着磁パターン３７を備える。ここで、格子状の着磁パターン３７は、軸線方向ＸにＳ極とＮ極とが交互に配列されて軸線方向Ｘに延びる軸方向トラック３７ａを軸線回りθに並列に複数備えるものである。また、格子状の着磁パターン３７は、軸線回りθにＳ極とＮ極とが交互に配列されて軸線回りθに延びる周方向トラック３７ｂを軸線方向Ｘに並列に複数備えるものである。
【００３４】
ここで、磁気スケール８において、着磁パターン３７と重なる位置には反射パターン３８が設けられている。反射パターン３８は、磁気スケール８における着磁パターン３７の表面に貼り付けられたシート状部材３９の表面である。シート状部材３９は、表面に銀が蒸着されており、その表面の反射率は９５％以上である。シート状部材３９の裏面は粘着材が塗布された粘着面である。シート状部材３９（反射パターン３８）は軸線方向Ｘに一定幅で延びている。シート状部材３９（反射パターン３８）の軸線方向Ｘにおける長さ寸法は、出力軸２の直動距離以上である。シート状部材３９は非磁性である。
【００３５】
（磁気センサ）
磁気センサ９は、軸線Ｌと平行な姿勢で軸線Ｌと直交する方向から磁気スケール８に対向するセンサ基板４０を備える。また、磁気センサ９は、センサ基板４０において磁気スケール８に対向する基板表面４０ａに形成された直動位置検出用の第１磁気抵抗素子（第１磁気検出素子）４１と回転位置検出用の第２磁気抵抗素子（第２磁気検出素子）４２を備える。
【００３６】
（第１磁気抵抗素子）
図５は磁気センサ９の説明図である。図５（ａ）の上段の左側の図は基板表面４０ａに第１磁気抵抗素子４１を単層で形成した場合において、軸線方向Ｘから見た場合の磁気スケール８と、第１磁気抵抗素子４１およびセンサ基板４０の位置関係の説明図であり、図５（ａ）の上段の右側の図は、基板表面４０ａに第１磁気抵抗素子４１を単層で形成した場合における磁気抵抗パターンの配置の説明図である。図５（ａ）の下段の左側の図は基板表面４０ａに第２磁気抵抗素子４２を単層で形成した場合において、軸線方向Ｘから見た場合の磁気スケール８と、第２磁気抵抗素子４２およびセンサ基板４０の位置関係の説明図であり、図５（ａ）の下段の右側の図は、基板表面４０ａに第２磁気抵抗素子４２を単層で形成した場合における磁気抵抗パターンの配置の説明図である。
【００３７】
図５（ｂ）の上段の左側の図は基板表面４０ａに第１磁気抵抗素子４１を２層で形成した場合において、軸線方向Ｘから見た場合の磁気スケール８と、第１磁気抵抗素子４１およびセンサ基板４０の位置関係の説明図であり、図５（ｂ）の上段の中央の図は、基板表面４０ａに第１磁気抵抗素子４１を２層で形成した場合における磁気抵抗パターンの配置
の説明図であり、図５（ｂ）の上段の右側の図は、図５（ｂ）の上段の中央の図のＸ−Ｘ線における第１磁気抵抗素子４１の断面を模式的に示した説明図である。図５（ｂ）の下段の左側の図は基板表面４０ａに第２磁気抵抗素子４２を２層で形成した場合において、軸線方向Ｘから見た場合の磁気スケール８と、第２磁気抵抗素子４２およびセンサ基板４０の位置関係の説明図であり、図５（ｂ）の下段の中央の図は、基板表面４０ａに第２磁気抵抗素子４２を２層で形成した場合における磁気抵抗パターンの配置の説明図であり、図５（ｂ）の下段の右側の図は、図５（ｂ）の下段の中央の図のＹ−Ｙ線における第２磁気抵抗素子４２の断面を模式的に示した説明図である。図５（ｃ）の左側の図は、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とを積層した場合において、軸線方向Ｘから見た場合の磁気スケール８と、第１磁気抵抗素子４１、第２磁気抵抗素子４２およびセンサ基板４０の位置関係の説明図であり、図５（ｃ）の右側の図は、基板表面４０ａにおける第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２の配置の説明図である。図６は各磁気抵抗素子４１、４２が構成する回路の説明図である。
【００３８】
第１磁気抵抗素子４１は、その感磁方向を軸線方向Ｘに向けている。従って、第１磁気抵抗素子４１は、磁気スケール８の着磁パターン３７を、Ｓ極とＮ極とが交互に配列されて軸線方向Ｘに延びる軸方向トラック３７ａを軸線回りθに複数列備えるものとして、磁気スケール８が移動したときの磁界の変化を検出する。ここで、第１磁気抵抗素子４１は、複数の軸方向トラック３７ａにおいて、軸線回りθで隣り合う２つの軸方向トラック３７ａの境界部分（Ｎ極とＳ極とが隣り合う部分）で発生する回転磁界を検出する。また、第１磁気抵抗素子４１は磁気抵抗素子の飽和感度領域を利用して回転磁界を検出する。すなわち、第１磁気抵抗素子４１は、後述する磁気抵抗パターンに電流を流し、かつ、抵抗値が飽和する磁界強度を印加して、境界部分で面内方向の向きが変化する回転磁界を検出する。
【００３９】
第１磁気抵抗素子４１は、互いに９０°の位相差で磁気スケール８の直動を検出するＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮおよびＢ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳを備える。換言すれば、センサ基板４０は、磁気スケール８から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な位置にＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳを備える。
【００４０】
また、Ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮは、１８０°の位相差をもって磁気スケール８の直動を検出する＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−とを備える。同様に、Ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳは、１８０°の位相差をもって磁気スケール８の直動を検出する＋ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ＋と−ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ−とを備える。すなわち、＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ＋は、センサ基板４０上において、磁気スケール８から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な位置に形成されている。また、−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、センサ基板４０上において、磁気スケール８から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な位置に形成されている。
【００４１】
図５（ａ）の上段の右側の図に示すように、＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、＋ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−、−ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、基板表面４０ａ上において、各第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が互いに重ならない配置に、単層で、形成することができる。
【００４２】
これに対して、本例では、Ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ（ＳＩＮ＋、ＳＩＮー）とＢ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ（ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−）をセンサ基板４０上で２層
に重ねている。
【００４３】
より具体的には、図５（ｂ）の上段の中央および右側の図に示すように、センサ基板４０の基板表面４０ａに＋ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を形成し、その上に＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋を積層している。また、センサ基板４０の基板表面４０ａ上に−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−を形成し、その上に−ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ−を積層している。なお、＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と、＋ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ＋の積層関係は逆でもよい。また、−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ−の積層関係は逆でもよい。
【００４４】
第１磁気抵抗素子４１を構成するＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層すれば、センサ基板４０上におけるＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳの配置の自由度が増す。従って、Ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ（ＳＩＮ＋、ＳＩＮー）とＢ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ（ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−）を積層せずにセンサ基板４０上に形成した場合と比較して、第１磁気抵抗素子４１を小さくできる。
【００４５】
本例では、第１磁気抵抗素子４１を構成するＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層することにより、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の第１磁気抵抗素子４１の幅Ｗ１を、磁気スケール８の軸線方向Ｘに対応する方向の第１磁気抵抗素子４１の高さＨ１（図５（ｂ）上段参照）と比較して短くしている。また、本例では、第１磁気抵抗素子４１の幅方向の中心を、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられた着磁パターン３７の曲率の頂点と対向する位置に配置している。
【００４６】
ここで、第１磁気抵抗素子４１が磁界の変化を検出する着磁パターン３７は、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられている。従って、センサ基板４０を軸線Ｌと平行な姿勢として磁気スケール８の円周面に対向させたときに、第１磁気抵抗パターンとセンサ基板４０との間のギャップＧは軸線回りθ（周方向）で変化する。従って、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の第１磁気抵抗素子４１の幅Ｗ１を短くすることにより、第１磁気抵抗素子４１からの出力について、磁気スケール８とセンサ基板４０との間の曲率に伴うギャップ変動に起因する磁気強度部分の影響を抑制できる。
【００４７】
なお、センサ基板４０はガラス或いはシリコンからなる。基板表面４０ａに設けられる１層目の各磁気抵抗パターンＳＩＮ−、ＣＯＳ＋は、半導体プロセスによって基板表面４０ａに強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成される。また、１層目の各磁気抵抗パターンＳＩＮ−、ＣＯＳ＋に重ねられる２層目の各磁気抵抗パターンＣＯＳ−、ＳＩＮ＋は、１層目の各磁気抵抗パターン上にＳｉＯ２等の無機絶縁層を形成し、この無機絶縁層の上に、強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成される。
【００４８】
ここで、図６は、第１磁気抵抗素子４１の各磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が構成する回路図である。＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋および−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−は、図６（ａ）に示すように、ブリッジ回路を構成しており、いずれも一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。また、＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋の中点位置には、＋ａ相が出力される端子＋ａが設けられ、−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−の中点位置には、−ａ相が出力される端子−ａが設けられる。従って、端子＋ａ、端子−ａからの出力を減算器に入力すれば歪の少ない正弦波の差動出力を得ることができる。
【００４９】
同様に、＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋および−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、図６（ｂ）に示すように、ブリッジ回路を構成しており、いずれも一方端が電源端子（Ｖｃｃ）に接続され、他方端がグランド端子（ＧＮＤ）に接続されている。＋ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ＋の中点位置には、＋ｂ相が出力される端子＋ｂが設けられ、−ｂ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ−の中点位置には、−ｂ相が出力される端子−ｂが設けられる。従って、端子＋ｂ、端子−ｂからの出力を減算器に入力すれば歪の少ない正弦波の差動出力を得ることができる。
【００５０】
（第２磁気抵抗素子）
第２磁気抵抗素子４２は、その感磁方向を軸線回りθ（周方向）に向けている。従って、第２磁気抵抗素子４２は、磁気スケール８の着磁パターン３７を、軸線回りθにＳ極とＮ極とが交互に配列されて軸線回りθに延びる周方向トラック３７ｂを軸線方向Ｘに複数列備えるものとして、磁気スケール８が回転したときの磁界の変化を検出する。また、第２磁気抵抗素子４２は、複数の周方向トラック３７ｂにおいて、軸線方向Ｘで隣り合う２つの周方向トラック３７ｂの境界部分（Ｎ極とＳ極とが隣り合う部分）で発生する回転磁界を検出する。また、第２磁気抵抗素子４２は磁気抵抗素子の飽和感度領域を利用して回転磁界を検出する。すなわち、第２磁気抵抗素子４２は、後述する磁気抵抗パターンに電流を流し、かつ、抵抗値が飽和する磁界強度を印加して、境界部分で面内方向の向きが変化する回転磁界を検出する。
【００５１】
第２磁気抵抗素子４２は、互いに９０°の位相差で磁気スケール８の回転を検出するＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮおよびＢ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳを備える。換言すれば、センサ基板４０は、磁気スケール８から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な位置にＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳを備える。
【００５２】
また、Ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮは、１８０°の位相差をもって磁気スケール８の回転を検出する＋ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ−とを備える。同様に、Ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳは、１８０°の位相差をもって磁気スケール８の回転を検出する＋ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ＋と−ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ−とを備える。すなわち、＋ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と＋ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ＋は、センサ基板４０上において、磁気スケール８から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な位置に形成されている。また、−ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ−と−ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、センサ基板４０上において、磁気スケール８から得られる同一の波長を９０°の位相差で検出可能な位置に形成されている。
【００５３】
図５（ａ）の下段の右側の図に示すように、＋ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、＋ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、−ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ−、−ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ−は、基板表面４０ａ上において、各第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、ＳＩＮ−、ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−が互いに重ならない配置に、単層で、形成することができる。なお、＋ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、＋ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、−ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ−、−ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ−を基板表面４０ａに単層で形成した場合の各磁気抵抗パターンの配置関係は、＋ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ＋、＋ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、−ａ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮ−、−ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳ−を基板表面４０ａに単層で形成した場合の各磁気抵抗パターン（図５（ａ）の上段の右側の図参照）を面内方向で９０°回転させた場合と同様の配置関係である。
【００５４】
これに対して、本例では、Ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ（ＳＩＮ＋、ＳＩＮー）とＢ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ（ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−）をセンサ基板４０上で２層に重ねている。
【００５５】
より具体的には、図５（ｂ）の下段の中央および右側の図に示すように、センサ基板４０の基板表面４０ａ上に−ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ−を形成し、その上に＋ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ＋を積層している。また、センサ基板４０の基板表面４０ａ上に−ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ−を形成し、その上に＋ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋を積層している。なお、−ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ−と、＋ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ＋の積層関係は逆でもよい。また、＋ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ＋と−ｂ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ−の積層関係は逆でもよい。
【００５６】
第２磁気抵抗素子４２を構成するＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層すれば、センサ基板４０上におけるＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳの配置の自由度が増す。従って、Ａ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮ（ＳＩＮ＋、ＳＩＮー）とＢ相の第２磁気抵抗パターンＣＯＳ（ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−）を積層せずにセンサ基板４０上に形成した場合と比較して、第２磁気抵抗素子４２を小さくできる。これにより、センサ基板４０の小型化が可能となるので、直動回転検出器７を小さくすることが可能となる。
【００５７】
本例では、第２磁気抵抗素子４２を構成するＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層することにより、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の第２磁気抵抗素子４２の幅Ｗ２を、磁気スケール８の軸線方向Ｘに対応する方向の第２磁気抵抗素子４２の高さＨ２（図５（ｂ）下段参照）と比較して短くしている。また、本例では、第２磁気抵抗素子４２の幅方向の中心を、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられた着磁パターン３７の曲率の頂点と対向する位置に配置している。
【００５８】
ここで、第２磁気抵抗素子４２が磁界の変化を検出する着磁パターン３７は、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられている。従って、センサ基板４０を軸線Ｌと平行な姿勢として磁気スケール８の円周面に対向させたときに、第２磁気抵抗パターンとセンサ基板４０との間のギャップＧは軸線回りθ（周方向）で変化する。従って、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の第２磁気抵抗素子４２の幅Ｗ２を短くすることにより、第２磁気抵抗素子４２からの出力について、磁気スケール８とセンサ基板４０との間の曲率に伴うギャップ変動に起因する磁気強度部分の影響を抑制できる。
【００５９】
なお、第２磁気抵抗素子４２についても、第１磁気抵抗素子４１と同様に、基板表面４０ａに設けられる１層目の各磁気抵抗パターンＳＩＮ−、ＣＯＳ−は、半導体プロセスによって基板表面４０ａに強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成される。また、１層目の各磁気抵抗パターンＳＩＮ−、ＣＯＳ−に重ねられる２層目の各磁気抵抗パターンＣＯＳ＋、ＳＩＮ＋は、１層目の各磁気抵抗パターン上にＳｉＯ２等の無機絶縁層を形成し、この無機絶縁層の上に、強磁性体ＮｉＦｅ等の磁性体膜を積層することによって形成される。
【００６０】
また、第２磁気抵抗素子４２は、第１磁気抵抗素子４１と同様の回路構成を備える。第２磁気抵抗素子４２の回路構成は、図６に示すものと同様なので、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
（第１磁気抵抗素子および第２磁気抵抗素子）
ここで、本例では、図５（ｃ）に示すように、更に、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とをセンサ基板４０上で積層している。すなわち、センサ基板４０上では、第１磁気抵抗素子４１を構成するＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳとを２層に重ね、その上又は下に、第２磁気抵抗素子４２を構成するＡ相の第２磁気抵抗パターンとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳを２層に重ねている。従って、本例では、センサ基板４０上における、第１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２の形成面積を小さくできる。これにより、センサ基板４０を小さくできるので、直動回転検出器７を小さくすることが可能となる。
【００６２】
また、積層に際しては、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とは、それぞれの幅方向（磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向）の中心を一致させている。よって、積層された第１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２において、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の幅Ｗは、磁気スケール８の軸線方向Ｘに対応する方向の第１磁気抵抗素子４１の高さＨと比較して短い。さらに、積層された第１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２の幅方向の中心を、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられた着磁パターン３７の曲率の頂点と対向する位置に配置している。従って、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２のそれぞれの出力について、磁気スケール８とセンサ基板４０との間の曲率に伴うギャップ変動に起因する磁気強度部分の影響を抑制できる。
【００６３】
（光センサ）
次に、図４および図７を参照して光センサ１０を説明する。図７は磁気スケール８、磁気センサ９および光センサ１０の位置関係の説明図である。光センサ１０はフォトリフレクターである。図７に示すように光センサ１０は回路基板５０に実装されている。回路基板５０とセンサ基板４０とは平行に配置されており、フレキシブルプリント基板５１により接続されている。回路基板５０は、センサ基板４０よりも磁気スケール８から離間した位置にある。従って、光センサ１０は、第１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２よりも磁気スケール８から離間している。
【００６４】
図４に示すように、光センサ１０は、検出光を射出する発光部５４と、反射パターン３８からの検出光の反射光を受光する検出部５５を備える。光センサ１０は、発光部５４が磁気スケール８の軸線回りθの回転方向θ１において検出部５５よりも後側に位置する。従って、反射パターン３８が光センサ１０による検出位置を通過する際には、反射パターン３８は発光部５４と対向する位置を通過した後に検出部５５と対向する位置を通過する。光センサ１０をこのような配置とすることにより、光センサ１０と反射パターン３８との距離に依存するギャップ特性が改善される。すなわち、光センサ１０と反射パターン３８との距離が目標とする距離に対してずれた場合でも、光センサ１０からの出力が変動することを抑制できる。
【００６５】
また、光センサ１０は、その検出部５５が、第１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２の幅方向の中心を通過して軸線Ｌを含む仮想面Ｍと重なる。また、光センサ１０の検出部５５は、磁気スケール８の曲率の頂点と対向する。
【００６６】
なお、反射パターン３８は、着磁パターン３７において、磁気スケール８の回転を検出する第２磁気抵抗素子４２のＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮからの出力が０となり、かつ、Ｂ相の第１磁気抵抗パターンＣＯＳからの出力が最大となる位置（Ａｒｃｔａｎ＝０°）に取り付けられている。ここで、反射パターン３８が光センサ１０の検出位置を通過する際には、検出部５５が検査光の反射光を受光する。これにより、光センサ１０からは、矩形のアナログ信号が出力される。従って、直動回転検出器７において、軸線回りθの原点位置を取得できる。
【００６７】
（作用効果）
本例の直動回転検出器７によれば、磁気スケール８を用いて直動位置と回動位置を検出できる。よって、直動スケールと回転スケールとを軸線方向Ｘに配列する必要がない。また、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子を一つの磁気スケール８に設けられた着磁パターン３７に対向して配置できるので、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とを軸線方向Ｘにおける同じ位置に配置できる。よって、直動回転検出器７が軸線方向Ｘに大型化することを抑制できる。
【００６８】
また、本例では、第１磁気抵抗素子４１を構成するＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層しているので、センサ基板４０上におけるＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳの配置の自由度が増す。同様に、第２磁気抵抗素子４２を構成するＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層しているので、センサ基板４０上におけるＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳの配置の自由度が増す。さらに、本例では、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２とをセンサ基板４０上で積層している。従って、各磁気抵抗素子４１、４２において、Ａ相の磁気抵抗パターンＳＩＮ（ＳＩＮ＋、ＳＩＮー）とＢ相の磁気抵抗パターンＣＯＳ（ＣＯＳ＋、ＣＯＳ−）を積層せずにセンサ基板４０上に形成した場合や、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２を積層せずにセンサ基板４０上に形成した場合と比較して、磁気センサ９９を小さくできる。
【００６９】
さらに、本例では、第１磁気抵抗素子４１を構成するＡ相の第１磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第１磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層することにより、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の第１磁気抵抗素子４１の幅Ｗ１を、磁気スケール８の軸線方向Ｘに対応する方向の第１磁気抵抗素子４１の高さＨ１と比較して短くしている。そして、第１磁気抵抗素子４１の幅方向の中心を、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられた着磁パターン３７の曲率の頂点と対向する位置に配置している。また、第２磁気抵抗素子４２を構成するＡ相の第２磁気抵抗パターンＳＩＮとＢ層の第２磁気抵抗パターンＣＯＳをセンサ基板４０上で積層することにより、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の第２磁気抵抗素子４２の幅Ｗ２を、磁気スケール８の軸線方向Ｘに対応する方向の第２磁気抵抗素子４２の高さＨ２と比較して短くしている。そして、第２磁気抵抗素子４２の幅方向の中心を、円筒状の磁気スケール８の円周面に設けられた着磁パターン３７の曲率の頂点と対向する位置に配置している。従って、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２のそれぞれの出力について、磁気スケール８とセンサ基板４０との間の曲率に伴うギャップ変動に起因する磁気強度部分の影響を抑制できる。
【００７０】
ここで、磁気スケール８とセンサ基板４０との間の曲率に伴うギャップ変動に起因する磁気強度部分の影響を抑制すれば、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２のそれぞれから出力されるアナロク信号の品位が向上する。すなわち、アナロク信号として、理想的な正弦波に近い出力を得ることができる。また、第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２のそれぞれについて、磁気スケール８の軸線回りθに対応する方向の幅Ｗ１、Ｗ２を小さくすれば、磁気スケール８を細径化（小径化）できる。よって、直動回転検出器７を小型化できる。
【００７１】
さらに、本例では、磁気スケール８に設けた反射パターン３８を利用して軸線回りθの原点位置を光学的に検出する。すなわち、磁気スケール８に設けた反射パターン３８からの検査光の反射光を光センサ１０で検出して原点位置を取得する。従って、原点位置を検出するために複数の検出器からの出力を演算する必要がなく、原点位置の検出を簡易に行うことができる。
【００７２】
また、本例では、原点位置を検出するための反射パターン３８と磁気スケール８における着磁パターン３７が重なる位置に設けられている。従って、磁気スケール８に反射パターン３８を設けた場合でも、直動回転検出器７が軸線方向Ｘに大型化することがない。
【００７３】
さらに、反射パターン３８を備えるシート状部材３９を着磁パターン３７の表面に張り付けることにより磁気スケール８に反射パターン３８を設ける。従って、反射パターン３８を設けることが容易である。ここで、反射パターン３８は、着磁パターン３７の表面を軸線方向Ｘに一定幅で延びる。従って、磁気スケール８が軸線方向Ｘに移動した場合でも、光センサ１０により軸線回りθの原点位置を検出できる。
【００７４】
また、光センサ１０が実装された回路基板５０は、センサ基板４０よりも磁気スケール８から離間した位置にある。従って、光センサ１０は、第１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２よりも磁気スケール８から離間する。従って、１磁気抵抗素子４１および第２磁気抵抗素子４２を備えるセンサ基板４０と光センサ１０を配置することが容易である。
【００７５】
さらに、本例では、第１磁気抵抗素子４１における幅方向の中心、第２磁気抵抗素子４２における幅方向の中心、および、光センサ１０の検出部５５は、軸線Ｌを含む仮想面Ｍと重なり、磁気スケール８の曲率の頂点と対向している。従って、光センサ１０からの出力に基づいて正確な原点位置を取得できる。
【００７６】
（変形例１）
上記の例では、磁気スケール８に、反射パターンとして、軸線回りθの原点位置を検出するためのものが設けられているが、反射パターンとして、軸線方向Ｘの原点位置を検出するためのものを設けてもよい。図８は軸線方向Ｘの原点位置を検出する反射パターンを設けた変形例１の直動回転検出器７Ａの説明図である。図８（ａ）は直動回転検出器７Ａが軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１の第１原点位置を検出した状態を示し、図８（ｂ）は直動回転検出器７Ａが軸線方向Ｘの第２方向Ｘ２の第２原点位置を検出した状態を示す。なお、本例の直動回転検出器７Ａは、反射パターン３８および光センサ１０を除く他の構成が上記の直動回転検出器７と同一である。従って、反射パターン３８および光センサ１０を説明して、他の説明を省略する。
【００７７】
本例では、反射パターン３８は、着磁パターン３７の表面を軸線回りθに一定幅で延びている。また、反射パターン３８は磁気スケール８（着磁パターン３７）の全周に亘って延びている。さらに、本例では、反射パターン３８として、軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１の第１原点位置８Ａを検出するための第１方向側反射パターン３８ａと、第１方向Ｘ１とは反対の第２方向Ｘ２の第２原点位置８Ｂを検出するための第２方向側反射パターン３８ｂを備える。また、本例では、光センサ１０として、第１方向側反射パターン３８ａからの検査光の反射光を検出する第１光センサ１０ａと、第２方向側反射パターン３８ｂからの検査光の反射光を検出する第２光センサ１０ｂを備える。
【００７８】
本例では、図８（ａ）に示すように、磁気スケール８が第１方向Ｘ１の第１原点位置８Ａにある場合に、第１光センサ１０ａが第１方向側反射パターン３８ａからの検査光の反射光を検出する。一方、図８（ｂ）に示すように、磁気スケール８が第２方向Ｘ２の第２原点位置８Ｂにある場合に、第２光センサ１０ｂが、第２方向側反射パターン３８ｂからの検査光の反射光を検出する。従って、本例の直動回転検出器７Ａによれば、磁気スケール８の軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１の原点位置８Ａおよび第２方向Ｘ２の原点位置８Ｂを検出できる。また、反射パターン３８ａ、３８ｂが着磁パターン３７の表面を軸線回りθに一定幅で延びているので、磁気スケール８が軸線回りθに回転している場合でも、光セン
サ１０ａ、１０ｂにより軸線方向Ｘの原点位置８Ａ、８Ｂを検出できる。
【００７９】
なお、第２方向側反射パターン３８ｂおよび第２光センサ１０ｂを省略して、磁気スケール８が第１原点位置８Ａにある場合のみを検出可能としてもよい。また、第１方向側反射パターン３８ａおよび第１光センサ１０ａを省略して、磁気スケール８が第２原点位置８Ｂにある場合のみを検出可能としてもよい。
【００８０】
（変形例２）
図９は、磁気スケール８に、軸線回りθの原点位置を検出するための検出する反射パターン部分と、軸線方向Ｘの原点位置を検出するための反射パターン部分を備える反射パターンを設けた変形例２の直動回転検出器７Ｂの説明図である。本例の直動回転検出器７Ｂでは、反射パターン３８および光センサ１０を除く他の構成が上記の直動回転検出器７と同一である。従って、反射パターン３８および光センサ１０を説明して、他の説明を省略する。
【００８１】
本例では、反射パターン３８は、軸線回りθの原点位置を検出するための第１反射パターン部分６１と、軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１の原点位置を検出するための第２反射パターン部分６２と、軸線方向Ｘの第２方向Ｘ１の原点位置を検出するための第３反射パターン部分６３を備える。第１反射パターン部分６１は着磁パターン３７の表面を軸線方向Ｘに一定幅で延びる。第１反射パターン部分６１は直動回転検出器７の磁気スケール８に設けた反射パターン３８と同一である。第２反射パターン部分６２および第３反射パターン部分６３は着磁パターン３７の表面を軸線回りθに一定幅で延びる。第２反射パターン部分６２および第３反射パターン部分６３は直動回転検出器７Ａの磁気スケール８に設けた反射パターン３８ａ、３８ｂと同一である。
【００８２】
また、本例では、光センサ１０として、第１反射パターン部分６１および第２反射パターン部分６２からの検査光の反射光を検出する第１光センサ１０ａと、第１反射パターン部分６１および第３反射パターン部分６３からの検査光の反射光を検出する第２光センサ１０ｂを備える。
【００８３】
本例では、直動回転検出器７Ａと同様に、第１光センサ１０ａが第２反射パターン部分６２からの検査光の反射光を検出した場合に、磁気スケール８の第１原点位置８Ａを取得する（図８（ａ）参照）。第２光センサ１０ｂが、第３反射パターン部分６３からの検査光の反射光を検出した場合に、磁気スケール８の第２原点位置８Ｂを取得する（図８（ｂ）参照）。そして、第１光センサ１０ａおよび第２光センサ１０ｂの双方が第１反射パターン部分６１からの検査光の反射光を検出した場合に、軸線回りθの原点位置を取得する。本例によれば、磁気スケール８に設けた反射パターン３８により、軸線回りθの原点位置および軸線方向Ｘの原点位置のうちの一方を排他的に検出できる。
【００８４】
（その他の実施の形態）
なお、反射パターン３８は、第１反射パターン部分と、第１反射パターン部分よりも反射率の低い第２反射パターン部分を備えるものとしてもよい。この場合には、光センサ１０は、第１反射パターン部分からの検査光の反射光を検出するものとする。
【００８５】
すなわち、上記の各例では、シート状部材３９は、その表面の全体が反射率の高い反射パターンとなっているが、シート状部材３９として、上記の例よりも幅方向に広いものを用い、その表面に反射率の異なる第１反射パターン３８と第２反射パターン３８を設け、反射率の高い第１反射パターン３８からの反射光を光センサ１０により検出するものとすることができる。例えば、金属箔などからなるシート状部材３９の表面に黒インクなどで印刷を施すことより第２反射パターン３８を設け、印刷が施されていない領域を、第１反
射パターン３８とする。このようにすれば、シート状部材３９の表面に反射パターンを精度よく設けることができる。
【００８６】
上記の例では、磁気センサ９は磁気抵抗素子（第１磁気抵抗素子４１と第２磁気抵抗素子４２）を備えるが、磁気抵抗素子に替えてホール素子を用いることもできる。
【符号の説明】
【００８７】
７・７Ａ・７Ｂ・・・直動回転検出器
８・・・磁気スケール
８Ａ・・・第１原点位置
８Ｂ・・・第２原点位置
１０・・・光センサ
３７・・・着磁パターン
３８・・・反射パターン
３８ａ・・・第１方向側反射パターン
３８ｂ・・・第２方向側反射パターン
３９・・・シート状部材
４０・・・センサ基板
４１・・・第１磁気抵抗素子（第１磁気検出素子）
４２・・・第２磁気抵抗素子（第２磁気検出素子）
５５・・・検出部
６１・・・第１反射パターン部分
６２・・・第２反射パターン部分
Ｌ・・・軸線
Ｍ・・・仮想面
Ｘ・・・軸線方向
Ｘ１・・・第１方向
Ｘ２・・・第２方向
【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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