(57)【要約】【課題】磁気スケールと検出ヘッド間の距離を短くすることなく、検出ヘッドの小型化を図ることができる絶対値型磁気スケール装置を提供すること。【解決手段】本発明の絶対値型磁気スケール装置１は、磁気スケール２と、検出ヘッド３と、ディテクタ４と、を備えている。磁気スケール２は、非繰り返しコードを表す第１の磁気パターン１１ａが記録された第１の磁気トラック１１と、第１の磁気パターン１１ａの１ビット長を１／２周期とする第２の磁気パターン１２ａが記録された第２の磁気トラック１２とを有している。検出ヘッド３は、第１の検出部２１によって第１の磁気パターン１１ａを検出し、ディテクタ４のコード生成部３１が第１の検出部２１の検出結果に基づいて絶対値コードを生成する。そして、ディテクタ４のＲＯＭ３３が、２つの絶対値コード毎に所定の値を割り当てることのよりコード絶対値信号を生成する。【選択図】図１
2009216589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎは正の整数）ビットの非繰り返しコードを表す第１の磁気パターンが記録された第１の磁気トラックと、前記第１の磁気トラックと平行に延在され、前記第１の磁気パターンの１ビット長を１／２周期とする第２の磁気パターンが記録された第２の磁気トラックとを有する磁気スケールと、
前記磁気スケールに対して相対的に移動可能であって、前記第１の磁気パターンを検出する第１の検出部と、前記第２の磁気パターンを検出して互いに９０度の位相差がある２相信号を出力する第２の検出部とを有する検出ヘッドと、
前記第１の検出部の検出結果に基づいてｎビットで表される絶対値コードを生成するコード生成部と、連続する２つの絶対値コード毎に所定の値を割り当てることによりコード絶対値信号を生成するコード絶対値信号生成部と、前記第２の検出部によって出力された２相信号に基づいて前記第２の磁気パターンの１周期区間の絶対値を示す区間絶対置信号を生成する区間絶対置信号生成部と、前記コード絶対値信号と前記区間絶対値信号とを加算して前記磁気スケールに対する前記検出ヘッドの絶対位置を示す絶対位置信号を生成する加算部とを有するディテクタと、を備えた
ことを特徴とする絶対値型磁気スケール装置。
【請求項２】
前記検出ヘッドの第１の検出部は、前記第１の磁気パターンの１／２ビット長の間隔をあけて隣り合うように配置される第１の検出器群及び第２の検出器群を有し、
前記コード生成部によって生成される前記絶対値コードは、第１の検出器群の検出結果に基づいて生成される第１の絶対値コードと、第２の検出器群の検出結果に基づいて生成される第２の絶対値コードからなり、
前記区間絶対置信号生成部は、前記２相信号の一方の信号に基づいて切換信号を生成し、前記コード絶対値信号生成部は、前記切換信号に基づいて前記第１の絶対値コード及び前記第２の絶対値コードの一方を選択して前記コード絶対値信号を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の絶対値型磁気スケール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動する移動物体の絶対位置や変位検出の計測に用いられる絶対値型磁気スケール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動物体の絶対位置や変位を測定する磁気スケール装置としては、絶対値型（アブソリュート型）磁気スケール装置と、増分値型（インクリメンタル型）磁気スケール装置が知られている。増分値型磁気スケール装置は、スケール上に記録された磁気パターンの磁界を検出ヘッドにより検出し、移動物体の単位変位毎に１単位のパルスが発生する信号を出力する。そして、その信号のパルスを計数回路で計数することにより、移動物体の変位量を計測する。このような増分値型磁気スケール装置では、電源を切ると、検出ヘッドの現在位置が分からなくなるため、電源を入れたときに原点を検出する（原点復帰する）必要がある。
【０００３】
一方、絶対値型磁気スケール装置は、スケール上に記録された非繰り返しコードを読み取ることにより、移動物体の位置座標値を得るものである。絶対値型磁気スケール装置では、原点に対する位置を常に把握できるため、電源を入れたときに原点を検出する（原点復帰する）必要がない。また、検出ヘッドがスケールから外れても、スケール上の所定の位置に検出ヘッドを戻すことにより、その点の絶対位置が即座に得られる。
【０００４】
従来の絶対値型磁気スケール装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。この特許文献１に記載された絶対値型磁気スケール装置は、磁気スケールと、検出ヘッドと、ディテクタを備えている。磁気スケールには、７ビットの非繰り返しコードが磁気パターンとして記録された第１の磁気トラックと、非繰り返しコードの１ビットのピッチＰを１周期とする磁気パターンとして記録された第２の磁気トラックを有している。検出ヘッドは、第１の磁気トラックの磁気パターンを検出する第１の検出ヘッド群と、第２の磁気トラックの磁気パターンを検出して２相のアナログ信号を出力する第２の検出ヘッド及び第３の検出ヘッドからなっている。
【０００５】
ディテクタは、比較器と、ＲＯＭと、内挿器と、加算器を有している。比較器は、第１の検出ヘッド群の検出結果から絶対値コードを生成し、ＲＯＭは、生成された絶対値コードに基づいて第１の絶対値信号（粗い絶対値位置信号）を生成する。内挿器は、２相のアナログ信号に基づいて第２の磁気トラックの磁気パターンの１周期区間の絶対値を表す第２の絶対値信号（区間絶対位置信号）を生成する。加算器は、第１の絶対値信号と第２の絶対値信号を加算し、磁気ヘッドの絶対位置を示す絶対位置信号を生成する。
【特許文献１】特開平１−７９６１９号公報（特許２５７１３９４号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された絶対値型磁気スケール装置では、第１の磁気トラックの１ビットのピッチＰが、第２の磁気トラックの磁気パターンの１周期の長さと同じ長さに設定されていた。そのため、１つの非繰り返しコードを表すために必要な磁気パターンの長さが長くなり、非繰り返しコードを読み取る第１の検出ヘッド群及び第１の検出ヘッド群を有する検出ヘッドが大型化するという問題があった。
【０００７】
また、第１の検出ヘッド群を小型化するには、第２の磁気トラックの磁気パターンのピッチを小さくすることが考えられる。この場合、非繰り返しコードのビット数を増やすことにより、磁気スケールの全長（測定範囲）が短くなることを防ぐことができる。ところが、第２の磁気トラックの磁気パターンのピッチを小さくすることで、その磁気パターンの磁力が弱くなるため、磁気スケールと検出ヘッド間の距離を短くしなければならないという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を考慮し、磁気スケールと検出ヘッド間の距離を短くすることなく、検出ヘッドの小型化を図ることができる絶対値型磁気スケール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の絶対値型磁気スケール装置は、ｎ（ｎは正の整数）ビットの同一コードが発生しない非繰り返しコードを表す第１の磁気パターンが記録された第１の磁気トラックと、第１の磁気トラックと平行に延在され、第１の磁気パターンの１ビット長を１／２周期とする第２の磁気パターンが記録された第２の磁気トラックとを有する磁気スケールと、磁気スケールに対して相対的に移動可能であって、第１の磁気パターンを検出する第１の検出部と、第２の磁気パターンを検出して互いに９０度の位相差を有する２相信号を出力する第２の検出部とを有する検出ヘッドと、第１の検出部の検出結果に基づいてｎビットの絶対値コードを生成するコード生成部と、連続する２つの絶対値コード毎に所定の値を割り当てることによりコード絶対値信号を生成するコード絶対値信号生成部と、第２の検出部によって出力された２相信号に基づいて第２の磁気パターンの１周期区間の絶対値を示す区間絶対置信号を生成する内挿部と、コード絶対値信号と区間絶対値信号とを加算して磁気スケールに対する検出ヘッドの絶対位置を示す絶対位置信号を生成する加算部とを有するディテクタと、を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の絶対値型磁気スケール装置によれば、第１の磁気パターンの１ビット分の長さを第２の磁気パターンの１周期分の長さの半分にしたため、ｎビットの絶対値コードを表すために必要な第１の磁気パターンの長さを短くすることができる。その結果、絶対値コードを検出する第１の検出部及びその第１の検出部を有する検出ヘッドの小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の絶対値型磁気スケール装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の絶対値型磁気スケール装置の第１の実施の例の構成を示す構成図である。図１に示すように、絶対値型磁気スケール装置１は、磁気スケール２と、この磁気スケール２に対して相対的に移動可能とされた検出ヘッド３と、この検出ヘッド３と電気的に接続されたディテクタ４等から構成されている。
【００１３】
磁気スケール２は、細長の長方形とされた帯状或いは板状の部材からなっている。この磁気スケール２には、幅方向に適当な間隔をあけて長手方向に延在された第１の磁気トラック１１及び第２の磁気トラック１２が設けられている。これら第１の磁気トラック１１及び第２の磁気トラック１２は、それぞれ磁気スケール２の長手方向の一端から他端に至るまで連続して設けられている。
【００１４】
第１の磁気トラック１１には、Ｓ極及びＮ極の組合せからなる第１の磁気パターン１１ａが記録されている。この第１の磁気パターン１１ａのＳ極及びＮ極は、磁気スケール２の長手方向に対応する長さがピッチＰに設定されている。第１の磁気パターン１１ａは、連続する８つの磁極によって８ビットの非繰り返しコード（絶対値コード）を表している。本例では、Ｓ極に論理値「０」を対応させ、Ｎ極に論理値「１」を対応させる。例えば、図１に示す磁気スケール２の第１の磁気パターン１１ａにおいて、左端から８つ目までの磁極が全てＳ極となっているため、これら８つの磁極によって表される非繰り返しコードは、「００００００００」となる。
【００１５】
８ビットの非繰り返しコードは、第１の磁気パターン１１ａ上において、繰り返して発生することがない。つまり、第１の磁気パターン１１ａでは、それぞれの非繰り返しコードが１度しか発生しないようにＳ極とＮ極が配列されている。また、非繰り返しコードの１ビットは、第１の磁気パターン１１ａの１つの磁極（Ｓ極或いはＮ極）によって表される。そのため、非繰り返しコードの１ビットの長さ（１ビット長）は、ピッチＰとなる。
【００１６】
第２の磁気トラック１２には、Ｓ極とＮ極が交互に配列された第２の磁気パターン１２ａが記録されている。この第２の磁気パターン１２ａのＳ極及びＮ極は、磁気スケール２の長手方向に対応する長さがそれぞれピッチＰに設定されており、第１の磁気パターン１１ａと同期している。第２の磁気パターン１２ａの１周期（隣り合うＳ極とＮ極によって得られる１波長）は、第１の磁気パターン１１ａの２ビットに対応する。つまり、第２の磁気パターン１２ａは、第１の磁気パターン１１ａの１ビット長を１／２周期としている。
【００１７】
検出ヘッド３は、磁気スケール２の長手方向に移動可能に構成されている。この検出ヘッド３は、磁気スケール２の第１の磁気パターン１１ａを検出する第１の検出部２１と、第２の磁気パターン１２ａを検出する第２の検出部２２と、これら第１の検出部２１及び第２の検出部２２を収容するヘッドケース２３等を備えている。
【００１８】
第１の検出部２１は、第１の検出器群の一具体例を示す第１の磁気センサ群２５と、第２の検出器群の一具体例を示す第２の磁気センサ群２６を有している。第１の磁気センサ群２５及び第２の磁気センサ群２６のそれぞれの検出面は、磁気スケール２の第１の磁気トラック１１に対して所定の間隔をあけて対向される。
【００１９】
第１の磁気センサ群２５は、８つの磁気センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈからなっている。８つの磁気センサ２５ａ〜２５ｈは、ピッチＰの間隔をあけて配列されており、第１の磁気トラック１１に記録した第１の磁気パターン１１ａの連続する８つの磁極にそれぞれ対向される。第２の磁気センサ群２６は、第１の磁気センサ群２５と同様に、８つの磁気センサ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈからなっている。８つの磁気センサ２６ａ〜２６ｈは、ピッチＰの間隔をあけて配列されており、第１の磁気パターン１１ａの連続する８つの磁極にそれぞれ対向される。
【００２０】
８つの磁気センサ２５ａ〜２５ｈと８つの磁気センサ２６ａ〜２６ｈは、交互に隣り合うように配置されており、隣り合う磁気センサの間隔がピッチＰの半分（Ｐ／２）となっている。また、８つの磁気センサ２５ａ〜２５ｈと８つの磁気センサ２６ａ〜２６ｈは、それぞれ第１の磁気パターン１１ａのＳ極を検出するとマイナスの電圧値を示し、Ｎ極を検出するとプラスの電圧値を示すアナログ信号を出力する。
【００２１】
第２の検出部２２は、正弦波発生用磁気センサ２８と、余弦波発生用磁気センサ２９を有している。正弦波発生用磁気センサ２８及び余弦波発生用磁気センサ２９のそれぞれの検出面は、磁気スケール２の第２の磁気トラック１２に対して所定の間隔をあけて対向される。
【００２２】
正弦波発生用磁気センサ２８は、第１の磁気センサ群２５と第２の磁気センサ群２６の隣り合う磁気センサの中間に対応する位置に配置されている。また、余弦波発生用磁気センサ２９は、正弦波発生用磁気センサ２８に対して第２の磁気パターン１２ａの１／４周期或いは１／４周期の奇数倍だけ間隔をあけて配置されている。本例では、正弦波発生用磁気センサ２８を、磁気センサ２５ｈと磁気センサ２６ｈの中間部に対応する位置に配置し、余弦波発生用磁気センサ２９を正弦波発生用磁気センサ２８から５／４周期離れた位置に配置している。
【００２３】
正弦波発生用磁気センサ２８は、第２の磁気パターン１２ａのＳ極を検出するとマイナスの電圧値を示し、Ｎ極を検出するとプラスの電圧値を示す正弦波信号（アナログ信号）を出力する。一方、余弦波発生用磁気センサ２９は、第２の磁気パターン１２ａのＳ極を検出するとマイナスの電圧値を示し、Ｎ極を検出するとプラスの電圧値を示す余弦波信号（アナログ信号）を出力する。
【００２４】
正弦波発生用磁気センサ２８から出力された正弦波信号と、余弦波発生用磁気センサ２９から出力された余弦波信号には、１／４波長或いは１／４波長の奇数倍の位相差が生じる。つまり、第２の検出部２２は、正弦波発生用磁気センサ２８と余弦波発生用磁気センサ２９のそれぞれで第２の磁気パターン１２ａを検出し、互いに９０度の位相差がある２相信号（正弦波信号と余弦波信号）を出力する。
【００２５】
８つの磁気センサ２５ａ〜２５ｈと、８つの磁気センサ２６ａ〜２６ｈと、正弦波発生用磁気センサ２８及び余弦波発生用磁気センサ２９としては、磁束密度反応型の静磁界検出可能なセンサを適用する。これにより、各センサ２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈ，２８，２９は、検出ヘッド３が静止した状態であっても各磁気パターン１１ａ，１２ａの検出が可能となる。
【００２６】
ディテクタ４は、コード生成部３１と、コード絶対値信号生成部の一具体例を示すＲＯＭ（Read Only Memory）３３と加算部の一具体例を示す加算器３４と有するデコーダ３２と、区間絶対置信号生成部の一具体例を示す内挿器３５等を備えている。
【００２７】
コード生成部３１は、第１の比較器群３７と、第２の比較器群３８を有している。第１の比較器群３７は、８つの比較器３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈからなっている。８つの比較器３７ａ〜３７ｈには、検出ヘッド３の８つの磁気センサ２５ａ〜２５ｈから出力された８つのアナログ信号がそれぞれ供給される。８つの比較器３７ａ〜３７ｈは、それぞれ供給されたアナログ信号のプラスの電圧値を「１」に変換し、マイナスの電圧値を「０」に変換する。これにより、第１の比較器群３７は、８つの磁気センサ２５ａ〜２５ｈから供給されたアナログ信号に基づいて、８ビットで表される第１の絶対値コードを生成する。
【００２８】
第２の比較器群３８は、８つの比較器３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ，３８ｇ，３８ｈからなっている。８つの比較器３８ａ〜３８ｈには、検出ヘッド３の８つの磁気センサ２６ａ〜２６ｈから出力された８つのアナログ信号がそれぞれ供給される。８つの比較器３８ａ〜３８ｈは、８つの比較器３７ａ〜３７ｈと同様に、それぞれ供給されたアナログ信号のプラスの電圧値を「１」に変換し、マイナスの電圧値を「０」に変換する。これにより、第２の比較器群３８は、８つの磁気センサ２６ａ〜２６ｈから供給されたアナログ信号に基づいて、８ビットで表される第２の絶対値コードを生成する。
【００２９】
内挿器３５は、検出ヘッド３の第２の検出部２２により出力された２相信号（正弦波信号と余弦波信号）に基づいて内挿を行い、第２の磁気パターン１２ａの１周期区間（２Ｐ）の絶対値を示す区間絶対置信号を生成する。内挿とは、第２の磁気パターン１２ａの１周期区間を所定の分解能（内挿数）で細分化することである。本例では、分解能（内挿数）を２００に設定している。
【００３０】
内挿器３５は、第２の検出部２２により出力された２相信号（正弦波信号と余弦波信号）を、内挿器３５内の２組のアナログ−デジタル変換器（図示せず）に供給し、デジタル正弦波信号とデジタル余弦波信号に変換する。そして、デジタル正弦波信号の値とデジタル余弦波信号の値をアドレスとして、ＲＯＭ等に予め記録されているデータを読み出し、区間絶対置信号を生成する。つまり、内挿器３５は、ルックアップテーブル方式を用いて区間絶対置信号を生成する。また、内挿器３５は、正弦波信号（ｓｉｎ信号）の１／４周期毎に“０”と“１”を繰り返すデジタル的な１ビットの切換信号を生成する。
【００３１】
区間絶対位置信号は、仮想的な内挿化パターンを用いて決定される。図２は、内挿化パターンを説明する説明図である。図２に示すように、内挿化パターンは、正弦波入力（ｓｉｎ入力）を縦軸とし、余弦波入力（ｃｏｓ入力）を横軸とした直交座標で表される。この直交座標において、デジタル正弦波信号の値とデジタル余弦波信号の値によって決まる座標点は、第２の検出部２２の移動に応じて円の軌跡を描く。
【００３２】
直交座標に描かれる円の円周は、正弦波信号及び余弦波信号（デジタルとアナログのどちらでも同じ）の１周期、つまり、第２の磁気パターン１２ａの１周期に対応する。したがって、３６０゜を内挿数Ｖ（本例では２００）で均等に分割し、原点Ｏを中心とする複数の放射状ブロック（θ＝１／Ｖ）を作成することにより、第２の磁気パターン１２ａの１周期区間を所定の内挿数で細分化することができる。そして、０〜Ｖにそれぞれ対応するデータ（本例では８ビットで表している）をＲＯＭ等に記録することにより、正弦波入力（ｓｉｎ入力）と余弦波入力（ｃｏｓ入力）をアドレスとして各データを読み出すことができる。
【００３３】
図３は、内挿器３５に入力される２相信号（正弦波信号と余弦波信号）と、内挿器３５から出力される区間絶対置信号及び切換信号との関係を表す波形図である。つまり、図３Ａが正弦波信号（ｓｉｎ入力）と余弦波信号（ｃｏｓ入力）を表す波形図、図３Ｂが区間絶対置信号を表す波形図、図３Ｃが切換信号を表す波形図である。
【００３４】
図３Ａに示すように、第２の磁気パターン１２ａの１周期区間の始点ａでは、ｓｉｎ入力が０となり、ｃｏｓ入力が＋の最大値となる。このときの区間絶対置信号の値は、図３Ｂに示すように、０となる。そして、始点ａから点ｂ、点ｃ、点ｄに至るにつれて区間絶対置信号の値が大きくなる。また、図３Ｃに示す切換信号は、上述したように、正弦波信号（ｓｉｎ信号）の１／４周期毎に“０”と“１”を繰り返す。
【００３５】
図１に示すように、デコーダ３２のＲＯＭ３３には、第１の比較器群３７及び第２の比較器群３８から出力された第１及び第２の絶対値コードと、内挿器３５から出力された切換信号が入力される。このＲＯＭ３３は、切換信号に基づいて、第１の絶対値コード及び第２の絶対値コードの一方を選択し、選択したコードを順列化することにより、コード絶対値信号を生成する。
【００３６】
具体的に説明すると、ＲＯＭ３３は、切換信号が“１”であるときに第１の絶対値コードを選択し、切換信号が“０”であるときに第２の絶対値コードを選択する。また、順列化とは、選択したコードに所定の値Ｔを割り当てて絶対値コードを連続的な数に置き換えることである。所定の値Ｔは、以下に示す数式により算出される。
【００３７】
〔数１〕  Ｔ＝（ｍ−１）Ｖ
ただし、ｍは正の整数（ｍ＝１，２，３・・・）
Ｖは内挿数（本例では２００）
【００３８】
加算器３４には、ＲＯＭ３３から出力されたコード絶対値信号と、内挿器３５から出力された区間絶対置信号が入力される。加算器３４は、コード絶対値信号と区間絶対置信号を加算し、磁気スケール２に対する検出ヘッド３の絶対位置を示す絶対位置信号を生成する。
【００３９】
次に、絶対値型磁気スケール装置１の動作を、図４を参照して説明する。図４は、絶対値型磁気スケール装置１の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００４０】
磁気スケール２の第２の磁気トラック１２を検出ヘッド３の第２の検出部２２によって検出すると、図４Ａに示す正弦波（ｓｉｎ）信号と余弦波（ｃｏｓ）信号からなる２相信号が得られる。この２相信号は、デコーダ３２の内挿器３５に入力される。
【００４１】
内挿器３５は、入力された２相信号に基づいて内挿を行い、図４Ｂに示す区間絶対置信号を生成する。この区間絶対置信号は、第２の磁気トラック１２に形成された第２の磁気パターン１２ａの１周期区間の絶対値を示す信号であり、デコーダ３２の加算器３４に入力される。また、内挿器３５は、入力された２相信号のうちのｓｉｎ信号に基づいて、図４Ｃに示す切換信号を生成する。この切換信号は、ｓｉｎ信号の１／４周期毎に“０”と“１”を繰り返す１ビットの信号であり、デコーダ３２のＲＯＭ３３に入力される。
【００４２】
一方、磁気スケール２の第１の磁気トラック１１を検出ヘッド３の第１の検出部２１によって検出すると、第１の磁気センサ群２５と第２の磁気センサ群２６からそれぞれアナログ信号が出力される。これらアナログ信号は、それぞれコード生成部３１の第１の比較器群３７及び第２の比較器群３８に入力される。
【００４３】
第１の比較器群３７は、入力されたアナログ信号に基づいて、図４Ｄに示す第１の絶対値コードを生成する。また、第２の比較器群３８は、入力されたアナログ信号に基づいて、図４Ｅに示す第２の絶対値コードを生成する。第１及び第２の絶対値コードは、それぞれ８ビットで表されるコードであり、デコーダ３２のＲＯＭ３３に入力される。
【００４４】
ＲＯＭ３３は、内挿器３５で生成された切換信号（図４Ｃを参照）の値が、“１”であれば第１の絶対値コード（図４Ｄを参照）を選択し、“０”であれば第２の絶対値コード（図４Ｅを参照）を選択する。
【００４５】
切換信号の値が“１”であるとき、第２の磁気センサ群２６が第１の磁気パターン１１ａの境界を横切るため、第２の磁気センサ群２６による検出が不安定なり、第２の絶対値コードが不正確になる可能性がある。一方、第１の磁気センサ群２５は、切換信号の値が“１”であるときに第１の磁気パターン１１ａの境界を横切らないため、第１の磁気センサ群２５による検出が安定し、正確に第１の絶対値コードを生成することができる。したがって、ＲＯＭ３３は、切換信号の値が“１”であれば第１の絶対値コードを選択する。これとは逆に、切換信号の値が“０”であるとき、第２の磁気センサ群２６による検出が安定し、正確に第２の絶対値コードを生成することができる。したがって、ＲＯＭ３３は、切換信号の値が“０”であれば第２の絶対値コードを選択する。
【００４６】
図４Ｆは、ＲＯＭ３３によって選択された絶対値コードの結果を示すものである。図４Ｆに示すように、選択された絶対値コードは、第１の絶対値コードと第２の絶対値コードによって１つの絶対値コードを示す。例えば、図４Ｆに示す絶対値コード[００００００００]は、切換信号の値が“１”であるときに選択された第１の絶対値コード[００００００００]と、切換信号の値が“０”であるときに選択された第２の絶対値コード[００００００００]からなる。
【００４７】
次に、ＲＯＭ３３は、選択された絶対値コードを順列化し、図４Ｇに示すコード絶対値信号を生成する。このとき、ＲＯＭ３３は、連続する２つの絶対値コード毎に所定の値Ｔ（Ｔ＝（ｍ−１）Ｖ）を割り当てる。例えば、図４Ｆに示す絶対値コード[００００００００]と絶対値コード[０００００００１]には、「０」が割り当てられる。そして、絶対値コード[００００００１０]と絶対値コード[０００００１００]には、「Ｖ」が割り当てられる。これは、連続する２つの絶対値コードに対して第２の磁気パターン１２ａの１周期区間が割り当てられており、内挿器３５によって第２の磁気パターン１２ａの１周期区間の絶対値を示す区間絶対置信号（図４Ｂを参照）を生成するためである。図４Ｇに示すコード絶対値信号は、加算器３４に入力される。
【００４８】
加算器３４は、ＲＯＭ３３から出力されたコード絶対値信号（図４Ｇを参照）と、内挿器３５から出力された区間絶対置信号（図４Ｂを参照）を加算し、図４Ｈに示す絶対位置信号を生成する。この絶対位置信号は、磁気スケール２に対する検出ヘッド３の絶対位置を示す信号である。つまり、図４Ｈに示す絶対位置信号によって、磁気スケール２に対する検出ヘッド３の絶対位置を検出することができる。
【００４９】
以上説明したように、絶対値型磁気スケール装置１では、第２の磁気パターン１２ａの１周期区間に対して２つの絶対値コードを割り当てる。これにより、第２の磁気パターン１２ａの１周期を基準とすると、第１の磁気パターン１１ａのピッチＰを、従来の第１の磁気パターンのピッチの１／２にすることができる。その結果、第１の磁気パターン１１ａを検出する第１の検出部２１に必要なスペースを小さくすることができ、検出ヘッド３の小型化を図ることができる。また、検出ヘッド３の小型化を図ってヘッドケース２３を小さくすることにより、材料費を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
第１の磁気パターン１１ａのピッチＰが従来の第１の磁気パターンのピッチの１／２になるため、従来と同じビット数によって非繰り返しコード（第１及び第２の絶対値コード）を表すと、磁気スケール２の全長が従来の磁気スケールの全長の１／２となる。磁気スケール２の全長を従来の磁気スケールの全長と等しくするためには、従来よりも１ビット増やしたビット数で非繰り返しコードを表す。つまり、従来の非繰り返しコードが７ビットで表されていた場合は、本発明に係る非繰り返しコードを８ビットで表す。
【００５１】
例えば、従来の磁気スケールにおいて、第１の磁気パターンの１ビットのピッチが２０ｍｍ、第２の磁気パターンのＮ極のピッチが１０ｍｍ、Ｓ極のピッチが１０ｍｍであったとする。この場合、非繰り返しコードが７ビットで表されていると、非繰り返しコードを検出する第１の検出部に必要のスペースは、７×２０ｍｍで１４０ｍｍとなる。そして、磁気スケールの全長は、２の７乗×２０ｍｍで２５６０ｍｍとなる。
【００５２】
これに対し、本発明の絶対値型磁気スケール装置１に係る磁気スケール２では、第１の磁気パターン１１ａの１ビットのピッチＰが１０ｍｍ、第２の磁気パターン１２ａのＮ極のピッチが１０ｍｍ、Ｓ極のピッチが１０ｍｍとなる。磁気スケール２の全長を従来の磁気スケールの全長と等しくなるように２５６０ｍｍにするには、２の８乗×１０ｍｍ＝２５６０ｍｍとなることから、非繰り返しコードを表すビットが８ビットになる。この場合、非繰り返しコード検出する第１の検出部２１に必要のスペースは、８×１０ｍｍで８０ｍｍとなる。したがって、第１の検出部２１に必要のスペースが従来と比較して６０ｍｍ小さくすることができる。
【００５３】
また、第２の磁気パターン１２ａのＮ極及びＳ極のピッチは、従来の第２の磁気パターンのＮ極及びＳ極のピッチと等しい（両者共に１０ｍｍ）。しかも、第１の磁気パターン１１ａの１ビットのピッチＰは、第２の磁気パターン１２ａのＮ極及びＳ極のピッチと同じ１０ｍｍである。したがって、磁気スケール２と検出ヘッド３との間の距離を短くする必要はなく、従来と同等な検出距離を確保することができる。
【００５４】
本例では、コード生成部３１によって第１の絶対値コードと第２の絶対値コードを生成し、内挿器３５から出力される切換信号に基づいて両コードの一方を選択する構成とした。しかしながら、本発明に係る絶対値コードの種類としては、１種類であってもよく、また、３種類以上であってもよい。
【００５５】
例えば、１種類の絶対値コードを用いる場合、第１の検出部２１には第１の磁気センサ群２５のみを設ければよく、コード生成部３１には第１の比較器群３７を設ければよい。その際、第２の検出部２２の正弦波発生用磁気センサ２８は、磁気センサ２５ａ〜２５ｈの隣り合うセンサ間の中間部に対応する位置に配置する。そして、余弦波発生用磁気センサ２９は、正弦波発生用磁気センサ２８に対して第２の磁気パターン１２ａの１／４周期或いは１／４周期の奇数倍だけ間隔をあけて配置する。なお、１種類の絶対値コードを用いる場合は、絶対値コードを選択する必要がないため、内挿器３５から切換信号を出力させなくてよい。
【００５６】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。前記実施の形態では、非繰り返しコード（絶対値コード）を８ビットで表す構成としたが、本発明に係る非繰り返しコードとしては、７ビット以下で表す構成としてもよく、また、９ビット以上で表す構成としてもよい。つまり、本発明に係る非繰り返しコードとしては、磁気スケールの全長を考慮して設定することができ、ｎ（ｎは正の整数）ビットで表す構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の絶対値型磁気スケール装置の第１の実施の例の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の絶対値型磁気スケール装置の第１の実施の例に係る内挿パターンを説明する説明図である。
【図３】本発明の絶対値型磁気スケール装置の第１の実施の例に係る内挿器に入力される２相信号と、内挿器から出力される区間絶対置信号及び切換信号との関係を表す波形図である。
【図４】本発明の絶対値型磁気スケール装置の第１の実施の例の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１…絶対値型磁気スケール装置、  ２…磁気スケール、  ３…検出ヘッド、  ４…ディテクタ、  １１…第１の磁気トラック、  １１ａ…第１の磁気パターン、  １２…第２の磁気トラック、  １２ａ…第２の磁気パターン、  ２１…第１の検出部、  ２２…第２の検出部、  ２３…ヘッドケース、  ２５…第１の磁気センサ群（第１の検出器群）、  ２６…第２の磁気センサ群（第２の検出器群）、  ２８…正弦波発生用磁気センサ、  ２９…余弦波発生用磁気センサ、  ３１…コード生成部、  ３２…デコーダ、  ３３…ＲＯＭ（コード絶対値信号生成部）、  ３４…加算器（加算部）、  ３５…内挿器（区間絶対値信号生成部）、  ３７…第１の比較器群、  ３８…第２の比較器群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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