移动体检测器的制作方法

专利名称：移动体检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动体检测器，更详细地说，涉及一种使用标 尺部件的移动体检测器。
背景技术：
当前，作为磁编码器的原点检测装置，己知利用磁传感器和移 动体检测器(磁尺)进行的磁尺传感检测，该磁传感器使用磁阻效应
元件(MR元件)等构成，该移动体检测器是由形成有磁性图案的标 尺部件构成的。
在上述磁尺传感检测中，为了判定磁传感器的位置，需要检测 原点位置。作为原点检测方法，当前已知在与标尺部件不同的通道 (channel)上设置原点检测用的磁性标记，通过检测该磁性标记而 进行原点检测(例如，参照专利文献l)。由于在现有的原点检测方 法中，将原点检测用的磁性标记设置在其他通道中，所以需要在定标 (scaling)用的磁传感器之外另行设置原点检测用的磁传感器。
磁尺传感检测例如应用于滑动操作元件，该滑动操作元件用于 在混音台等中对下述参数进行设定，即，与用于对输入信号或输出信 号的频率特性进行设定的滤波器特性对应的各参数，以及用于对输入 电平或输出电平进行调整的参数(例如，参照专利文献2)。
在将磁尺传感检测用于滑动操作元件的情况下，例如在移动滑 块上配置磁传感器，通过使该移动滑块在兼作为磁尺部件的移动导轨 上移动，检测磁性图案。基于该检测结果，判定移动滑块的位置、移 动量、移动方向等，根据该判定结果设定参数。
磁尺传感器可以高精度地进行检测，同时还可以使移动体检测 器自身小型化。但另一方面，磁定标器(scaler)和磁传感器之间的 间隙的管理更加困难。磁定标器的极性之间的间距(间隔)越小，与
磁定标器对应而可移动地设置的磁传感器和磁定标器之间的间隙就 必然越窄。
专利文献1:特公平6 — 84893号公报 专利文献2:特开2006 — 332074号公报 专利文献3:实开平6 — 53915号公报 专利文献4:特开平11— 148842号公报 专利文献5:特开2005— 195367号公报 专利文献6:特开2007 — 227055号公报

发明内容
在现有的原点检测方法中，由于将原点检测用的磁性标记设置 在其他通道上，所以需要将原点检测用的磁传感器设置在与定标用的 磁传感器不同的磁道上，具有下述问题，S卩，导致移动体检测器的大 型化，进而造成使用该移动体检测器的设备的大型化，同时使成本增 加。
通常，移动体检测器由于从其构造来说，是使磁传感器相对于 磁定标器移动的结构，所以需要用于移动的空隙(游隙)。如果将该 空隙设定得尽可能小，则滑动性变差，如果过大，则产生晃动或传感 脉冲的缺失。
所以，需要设置适当的空隙而将磁定标器和磁传感器定位，但 由于随着老化而使间隙在滑动范围内并不恒定等某些原因，磁定标器 和磁传感器有时会以空隙小于规定值的状态相对。在此情况下，在原 点(代表磁尺的基准点的Z相信号)的检测、移动量及移动方向(在 该标尺上被磁记录的间距进行读取的信号中，相互错开90度的A、 B相信号)的检测共用化的情况下，在Z相的检测中，发生磁传感器 在传感器灵敏度的饱和区域与磁定标器相对的情况，难以获得信号 ("逻辑值0"或"逻辑值1")的分辨率。g卩，有时会连续为"l"或连续 为"0"。
考虑上述情况，为了进行正确的传感检测，考虑将磁定标器和 磁传感器之间的间隙变大，或使磁定标器的磁性(着磁)变弱，但这
些方法都存在易受外部磁干扰影响的缺点。另外，磁定标器和磁传感 器之间的间隙如上述所示，需要随着移动体检测器的高精度化及小型 化而变小。并且，例如弱磁化的磁定标器，相对于将标尺部件接近磁 铁时等的干扰，容易退磁，使磁场强度变弱或变向，受到干扰的影响 较大。因此，磁定标器需要全标度着磁(磁化为使磁化的磁滞曲线面 积达到最大值)。另外，在仅将磁定标器和磁传感器之间的间隙设定 得较窄，将磁定标器的磁场强度设定得较强的情况下，磁传感器在传 感器灵敏度的饱和区域与磁定标器相对，难以获得信号的分辨率。
本发明的目的在于，提供一种可以将原点检测、移动量及移动 方向的检测共用化的移动体检测器。另外，本发明的目的在于提供一 种移动体检测器，其可以在将原点检测和移动量检测共用化的情况 下，稳定地进行正确的传感检测。
根据本发明的一个观点，移动体检测器由下述部分构成磁尺 部，其沿规定方向具有磁性图案；强磁化部，其位于上述磁尺部的上 述规定方向的一端部，其磁性比上述磁性图案更强；磁检测单元，其 配置为与该磁尺部近邻地相对并可沿上述磁尺部的上述规定方向移 动，用于检测上述磁性图案及上述强磁化部的磁场；以及检测电路， 其将由该磁检测单元检测出的磁检测信号分离为标尺信号和强磁化 部信号而进行检测。。
优选上述检测电路具有第1及第2比较器，从上述磁传感器向 它们输入磁检测信号，第1比较器具有第1比较电平，其比上述标尺 信号的峰值低，第2比较器具有第2比较电平，其比上述标尺信号的 峰值高而比上述强磁化部信号的峰值低，上述第1比较器输出上述标 尺信号，上述第2比较器输出强磁化部信号。
另外，上述检测电路基于从磁检测信号分离出的强磁化部信号， 生成表示磁尺部的原点的原点信号。
另外，上述磁检测单元由磁阻效应元件构成。
另外，上述移动体检测器具有磁场可变单元，其使从上述磁性 图案发射的磁通的磁场图案变形。上述磁场可变单元改变上述磁尺部 的磁各向异性。
另外，上述检测电路由数字电路构成。
根据本发明的其他观点，移动体检测器具有磁尺部，其沿规 定方向具有磁性图案；强磁化部，其位于上述磁尺部的上述规定方向 的一端部，其磁性比上述磁性图案更强；磁场整形单元，其与上述磁 尺部相邻地配置；以及磁检测单元，其配置为与该磁尺部近邻地相对 并可沿上述磁尺部的上述规定方向移动，用于检测上述磁性图案及上 述强磁化部的磁场。
优选上述磁性图案和上述强磁化部配置在该磁检测单元的移动 轨迹上。
另外，上述强磁化部为原点信号生成部。
在一个实施方式中，上述磁场整形单元相对于上述磁尺部设置 在配置上述磁检测单元一侧的相反侧上，吸收磁通而进行磁场整形。 在其他实施方式中，上述磁场整形单元沿上述磁尺部的侧面设置。
在其他实施方式中，上述磁场整形单元由永磁体构成。
在其他实施方式中，上述磁场整形单元沿上述磁尺部的两侧面 设置，由配置在上述两侧面中的一侧上的永磁体和配置在另一侧上的 高导磁率部件构成。
在其他实施方式中，上述磁场整形单元由沿上述磁尺部的两侧 面设置的永磁体构成。
在其他实施方式中，上述磁尺部及上述磁场整形单元由导管部 件形成，在剖面为环状的导管部件的一部分上形成磁尺部，在与该磁 尺部相对的部分上形成上述磁场整形单元。
发明的效果
根据本发明的一方面，实现下述效果不需要另外设置原点检 测用的磁道，磁道宽度为现有技术的1 /2即可，标尺部的着磁也进 行1次即可，同时，不需要设置专门用于原点检测的传感器。
另外，根据本发明的另一方面，可以提供一种移动体检测器， 其即使在将原点检测和移动量检测共用化的情况下，也能够稳定地进
行正确的传感检测。
本发明中， 一方面对磁尺部积极地进行强磁化而增强磁场，另 一方面配置磁场整形单元而对磁场的空间分布进行整形，使进入磁检 测单元的磁通变弱，同时在标尺部的例如侧面形成较强的屏蔽场。第 1，积极地对标尺部进行强磁化而使从标尺部产生的磁通很难退磁。
由于强磁化，因此难以受到外部干扰磁场的影响。第2，配置磁场整 形单元而对磁场的空间分布进行整形，使进入磁检测单元的磁通变
弱。如果使进入磁检测单元中的标尺部上方的磁通仍然较强，则会使 磁场强度超过磁检测单元的磁饱和水平。所以利用磁场整形单元改变 由磁尺部产生的磁场的分布。由此，通过使进入磁检测单元的磁通变 弱而防止磁传感检测的饱和。第3，利用磁整形单元在标尺部的例如 侧面形成屏蔽场。由此，难以受到外部干扰磁场的影响，可以进行稳 定的磁传感检测。


图1是表示本发明的第1实施例所涉及的移动体检测器(磁尺) 1的基本结构的概略侧视图。
图2是表示本发明的第l实施例所涉及的磁传感器12的要部结 构和其与磁尺部件11的位置关系的概略图。
图3是构成磁传感器12的磁检测部121及122的等价电路图。
图4是表示构成磁检测部121及122的MR元件123的特性的 曲线图。
图5是表示本发明的第1实施例所涉及的信号形成电路15的结 构的框图。
图6是表示输入至信号形成电路15中的磁检测部121的检测模 拟信号、信号形成电路15的输出标尺信号及原点形成信号的曲线图。 图7是表示本发明的第1实施例的变形例的平面图。 图8是表示本发明的第2实施例所涉及的偏磁场发生部17的概 要的斜视图。
图9是表示本发明的第3实施例所涉及的移动体检测器(磁尺)
2的基本结构的概略平面图。
图10是用于说明本发明的第3实施例所涉及的原点信号检测的 时序图。
图11是本发明的第4实施例所涉及的滑动音量装置3的要部分 解斜视图。
图12是表示本发明的第4实施例所涉及的控制部35的功能的框图。
图13是表示本发明的第4实施例所涉及的控制部35中信号处 理的时序图。
图14是表示本发明的第4实施例所涉及的控制部35中信号处 理的时序图。
具体实施例方式
图1是表示本发明的第1实施例中的移动体检测器(磁尺)1 的基本结构的概略侧视图。图1 (A)是磁尺1的长度方向的侧视图， 图1 (B)是磁尺1的端面方向的侧视图。
磁尺1构成为包括标尺部件(磁尺部)11、磁传感器(磁检测 单元)12、磁整形部件(磁场整形单元或磁致错误动作防止单元)13。
标尺部件11是例如由永磁体形成的棒状部件，上述永磁体包括 由铁氧体磁体粉末和橡胶材料等混合而形成的橡胶磁体、或由金属氧 化物构成的铁氧体磁体等。或者，上述标尺部件11也可以是以下述 方式形成的标尺部件将由上述橡胶磁体形成为细长状(例如直径 1.5 5.0mm)而获得的填充磁体部件，填充至例如不锈钢棒(例如 直径4.0 8.0mm)的槽部中，然后利用规定的磁化单元从上部lla 开始将上述填充磁体部件磁化。在标尺部件ll上，作为磁性图案而 在长度方向上交替细微地极化形成N极和S极，而等间隔地形成磁 极。N极和S极的排列间距(标尺着磁间距)P例如为0.lmm 2.0mm 左右。另外，原点检测用的强磁化部14设置在标尺部件11的一侧端 面，其与标尺着磁在同一条线(同一条磁道)上。另外，将强磁化部 磁化至饱和程度，另一方面，将磁性图案磁化为饱和程度的70% 80% 。
磁传感器12例如由多个磁阻效应元件(MR元件)或巨磁阻元 件(GMR元件)等构成，将标尺部件11的长度方向的磁场变化或磁 性体有无(或强弱)检测为电压的变化。磁传感器12设置为可以沿 标尺部件11的长度方向移动，使传感面以微小的空隙(间隔)而与 标尺部件ll相对。另外，空隙设定为例如0.1 0.5mm。
磁整形部件13由例如Fe、 Fe-Ni合金等高导磁材料形成，在标 尺部件11的长度方向的整个长度上设置于标尺部件11的下方。这样， 通过将由高导磁材料形成的磁整形部件13与标尺部件11的下表面近 邻地设置，从而使从着磁在标尺部件11上的磁极向表面空间输出的 磁场的强度减少，避免磁传感器12的磁饱和，可以可靠地检测设置 在标尺部件11的端面上的强磁化部14。
本发明中，对磁尺部件11积极地进行强磁化而增强磁场，另一 方面，配置磁场整形部件13而对磁场的空间分布进行整形，使规定 部分(例如标尺部件上方)的磁场变弱，同时在标尺部件ll的例如 侧面形成屏蔽场(guard field)。
第l，积极地对标尺部件11进行强磁化而使从标尺部件11产生 的磁场不会退磁。弱磁化的磁尺部件11相对于接近磁铁时等的外部 干扰，容易退磁，使磁场强度变弱或其磁矢量变向，受外部干扰的影 响较大。因此，优选提高磁尺部件11的着磁程度而使磁场增强。
第2，配置磁场整形部件13而对磁场的空间分布进行整形，使 规定部分(例如标尺部件ll上方)的磁场变弱。如果标尺部件上方 的磁场仍然较强，则磁场强度有可能超过磁传感器12的磁饱和水平。 所以在本发明中，利用磁场整形部件13 (磁性体、磁体和/或铁板) 改变由磁尺部件11产生的磁场的分布。由此，通过使进入磁传感器 12的磁场变弱而防止磁传感检测的饱和。
第3，利用磁整形部件13在标尺部件11的例如侧面形成较强的 屏蔽场。由此，难以受到外部干扰磁场的影响，可以进行稳定的磁传 感检测。
根据上述结构，如果磁传感器12在标尺部件11的长度方向上
移动，则该磁传感器12输出与标尺部件11的N极和S极间极性反
转对应的脉冲信号(标尺信号)。通过由未图示的控制部对该标尺信
号进行计数，可以检测磁传感器12的移动量。另外，如后述所示， 由于磁传感器12具有相当于错开1 / 2兀而配置的磁检测部121及 122，所以可以根据从上述2个磁检测部121及122输出的标尺信号 的相位偏差的正反方向，判断磁传感器12的移动方向。另外，通过 磁传感器12检测强磁化部14而输出原点形成信号(成为原点信号的 基础的信号，也可以直接作为原点信号使用)。基于上述检测出的移 动量、移动方向、原点信号，检测磁传感器12在标尺部件11上的位 置。
图2是表示本发明的第1实施例所涉及的磁传感器12的要部 123的结构和与磁尺部件11间位置关系的概略图。要部123由8个 MR元件构成，例如从左端元件121al至右端元件121a2的尺寸为 3mm左右。图3是构成磁传感器12的磁检测部121及122的等价电 路图。图4是表示构成磁检测部121及122的各个MR元件123单独 的特性的曲线图。
磁传感器12构成为包含2个磁检测部121及122。磁检测部121 由MR元件形成的磁检测元件121al、 121a2、 121cl、 121c2构成。 磁检测元件121al 121c2和标尺部件11如在图2中的部分(b)和 (c)所示配置。S卩，磁检测元件121al 121c2配置为，各元件的长 度方向与在标尺部件11上等间隔配置的磁极NSNS…的排列方向以 直角相交。另外，图2中的部分(a)是为了便于说明磁检测元件 121al 121c2的结构，而从上部观察该磁检测元件121的平面图。 磁检测元件121al和121a2构成磁检测部121的等价电路图中的电阻 MRa，磁检测元件121cl和121c2构成磁检测部121的等价电路图中 的电阻MRc。另外，磁检测元件121al的电阻值al和磁检测元件 121a2的电阻值a2为al = a2的关系，磁检测元件121cl的电阻值cl 和磁检测元件121c2的电阻值c2为cl = c2的关系。并且，磁检测元 件121al和磁检测元件121a2的合成电阻(MRa)，与磁检测元件 121cl和磁检测元件121c2的合成电阻(MRc)之和始终恒定。
如图3所示，电阻MRa及MRc构成在电源Vcc (Al)和接地 GND (Cl)之间串联连接的半桥电路。利用该半桥电路的中点电位 Bl，随着磁传感器12在标尺部件11上的移动而输出模拟信号。
磁检测元件121al 121c2的磁检测面配置为，其长度方向与标 尺部件11的长度方向垂直。如果标尺部件11的N极及S极的标尺 着磁间距为P，则在磁检测部121中，磁检测元件121al和121a2配 置为间隔P，磁检测元件121a2和121cl配置为间隔1/2P，磁检测 元件121cl和121c2配置为间隔P。
在这里，标尺部件11的长度方向的磁场强度H的绝对值，在磁 极之间最大，在磁极上最小。另外，如图4所示，磁场强度H的绝 对值最小时，MR元件MR的电阻值为最大值，磁场强度H的绝对值 最大时，MR元件MR的电阻值为最小值。因此，在磁检测元件121al 和121a2位于N极及S极的磁极之间时，电阻MRa的电阻值降低， 同时，由于磁检测元件121cl和121c2位于N极及S极上，所以电 阻MRc的电阻值变高。由此，在图2所示的位置关系中，磁检测部 121的输出Bl为"高电平(逻辑值1)"。
磁检测部122与磁检测部121相同地构成，由MR元件122al、 122a2、 122cl、 122c2构成，各元件配置为长度方向与在标尺部件11 上等间隔配置的磁极NSNS…以直角相交。并且，磁检测部121和122 相对于NSNS的间距，错开3/4间距而与标尺部件相对地配置。该 间距可以错开1/4，也可以错开5/4。即，在图2所示的位置关系 中，磁检测部122的电阻MRa的电阻值与磁检测部121的相比略高， 电阻MRc的电阻值与磁检测部121的相比略低。由此，磁检测部122 的输出B2，如果随后使磁检测部122向右移动1 / 4间距，则成为"低 电平(逻辑值0)"。即，磁检测部121及122输出使相位错开1 /4兀 的A相信号、B相信号。
如上所示，通过从磁传感器12输出A相和B相，传感器12移 动的方向和其移动量可以通过对该脉冲数进行计数得到。
图5是表示本发明的第1实施例所涉及的信号形成电路15的结 构的框图。图6是表示输入至信号形成电路15中的磁检测部121的
检测模拟信号、和信号形成电路15的输出标尺信号及原点形成信号 (作为原点信号基础的信号)的曲线图。
信号形成电路15构成为含有放大器151，其用于将来自磁检 测部121的模拟输出信号放大；比较器152A;比较器152B;以及2
种比较电平输出电路153A及153B。
在放大器151中，从磁检测部121输入来如图6的实线所示的 模拟信号。由放大器151放大的模拟信号输入至比较器152A的输入 端的一侧及比较器152B的输入端的一侧。比较器152A通过将输入 的模拟信号和比较电平A比较，输出图6所示的数字信号(标尺信 号)A。比较器152B通过将输入的模拟信号和比较电平B比较，输 出图6所示的数字信号(原点形成信号)B。对于比较电平A，考虑 磁检测部121的噪声而设定得尽可能低，以可以利用磁检测部121 可靠地进行标尺着磁的检测，比较电平B设定为大于或等于通过标 尺着磁检测而产生的模拟信号的最大值，小于或等于检测出原点形成 信号的情况下的值。通过如上述设定比较电平A及B，可以可靠地 对设置在1个磁道上的标尺着磁和强磁化部(原点)进行检测。
在图6中，虚线表示在不设置磁整形部件13的情况下，来自磁 检测部121的模拟输出信号。在不设置磁整形部件13的情况下，标 尺着磁的磁场强度达到磁检测部121的饱和区域，标尺着磁检测产生 的信号和强磁化部检测产生的信号振幅相同，无法进行原点检测。所 以，在本实施例中，通过设置磁整形部件13，使标尺部件ll的磁场 变弱至小于或等于磁检测部121的饱和区域，得到如实线所示的模拟 信号。
另外，在将标尺部件11磁化的过程中，由于难以准确地进行其 末端部的磁化，所以有时会检测出图6的右端所示的模拟信号(与其 他波形不一致的波形)Wl。由此，由于应当忽略末端部的信号，所 以作为B信号基础的强磁化部14并不配置在标尺部件11的末端， 而是配置在磁尺上偏向标尺部件ll的中心部1 数刻度量的位置上。
通过以上述方式构成，根据本发明的第1实施例，可以利用1 个磁道和1个传感器得到标尺信号和原点形成信号这两者。另外，通
过设置磁整形部件13，从而将标尺部件11的磁场设定为小于或等于 磁检测部121的饱和区域，所以可以使标尺部件11的着磁增强，抑 制外部磁干扰等的影响或退磁的产生。
图7是表示本发明的第1实施例的变形例的平面图。 图7 (A)是表示本发明的第1实施例的第1变形例的平面图。 在该例子中，通过将磁整形部件13a及13b与标尺部件11的两侧面 相邻地设置，使从着磁在标尺部件11上的磁极向表面空间输出的磁 场强度减少。在该例子中，磁整形部件13a与第1实施例相同地，例 如由Fe、 Fe-Ni合金等高导磁材料形成，在标尺部件11的长度方向 的整个长度上设置于标尺部件11的一侧面。另外，磁整形部件Bb 例如由永磁体形成，在标尺部件11的长度方向的整个长度上设置于 标尺部件11的另一侧面。在这里，标尺部件11的上表面和磁整形部 件13a及13b的上表面之间设有间隔D。间隔D是考虑标尺着磁间 距和着磁宽度、磁场强度等而进行设定的，以能够可靠地检测原点。 另外，如果间隔D变窄，则标尺部件11的磁场变弱，容易取得原点 形成信号。并且难以受外部干扰磁场干扰。
图7 (B)是表示本发明的第1实施例的第2变形例的平面图。 在该例子中，通过将磁整形部件13b与标尺部件11的侧面相邻地配 置，使从着磁在标尺部件11上的磁极向表面空间输出的磁场强度减 少。在该例子中，磁整形部件13b例如由永磁体形成，在标尺部件 11的长度方向的整个长度上设置于标尺部件11另一侧面。在该例子 中，标尺部件11的上表面和磁整形部件13b的上表面之间也设有间 隔D。
图7 (C)是表示本发明的第l实施例的第3变形例的平面图。 在该例子中，通过将磁整形部件13b与标尺部件11的两侧面相邻地 配置，使从着磁在标尺部件11上的磁极向表面空间输出的磁场强度 减少。在该例子中，例如，磁整形部件13b由永磁体形成，在标尺部 件11的长度方向的整个长度上设置于标尺部件11的两侧面。在该例 子中，标尺部件11的上表面和磁整形部件13b的上表面之间也设有 间隔D。 一对永磁体13b、 13b配置为隔着标尺部件11而使同极之间
(S极和S极、或N极和N极)相对。但是，本发明并不仅限于此。 也可以将一对永磁体13b、13b配置为隔着标尺部件11而使异极之间 (S极和N极)相对。
图7 (D)是表示本发明的第1实施例的第4变形例的斜视图及 端面的平面图。在该例子中，例如使用由Fe、 Fe-Ni合金等高导磁材 料构成的磁整形部件13a而形成外导管16，在该外导管16的上表面 形成槽，在该槽中埋入标尺部件11，由此得到与上述各实施例相同 的效果。另外，在该例子中，在外导管16的底面，在标尺部件11 的长度方向的整个长度上设置由永磁体构成的磁整形部件13b。该磁 整形部件13b与标尺部件11的长度方向平行，以与标尺部件11相向 /远离(相对)的方向进行磁化。
图8是表示本发明的第2实施例所涉及的偏磁场发生部17的概 要的斜视图。该第2实施例在上述第1实施例及其变形例的结构中添 加了偏磁场发生部17。由于除了偏磁场发生部17之外的结构与第1 实施例相同，所以省略说明。
偏磁场发生部17例如由橡胶磁体等形成，配置在磁传感器12 的背面(磁检测面的相反侧的主表面)，可以与该背面平行地旋转。 通过使偏磁场发生部17旋转，可以在磁传感器12的形状各向异性方 向上施加偏磁场，调整至最佳状态(可以检测原点的程度)。
另外，在该第2实施例中，可以省略上述第1实施例及其变形 例中的磁整形部件13。
图9是表示本发明的第3实施例所涉及的移动体检测器(磁尺) 2的基本结构的概略平面图。
该第3实施例与第1实施例的不同点在于，取代在标尺部件11 的整个长度上配置的磁整形部件13，而将由永磁体构成的磁整形部 件23仅配置在标尺部件11的端部附近。由于其他的基本结构与第1 实施例相同，所以省略说明。
由于第3实施例所涉及的移动体检测器(磁尺)2，如上述所示 仅在标尺部件的端面配置磁整形部件23，所以需要用于取得原点形 成信号的处理。所以，如图10所示，生成标尺信号A和原点形成信
号B的EXOR，在磁传感器12向端面移动的情况下，将最先输出的 EXOR信号作为原点。另外，在该第3实施例中，由于仅在标尺部件 11的端面附近配置磁整形部件23，所以在除此之外的位置上，标尺 部件11的磁场较强，有时无法区分标尺信号和原点形成信号。但是， 在标尺部件11的端面附近，由于磁整形部件23的影响，标尺部件 11的磁场变弱，仅有设置在端面上的强磁化部14的检测信号超过比 较电平B，所以在端部附近，原点形成信号暂时消失，并在强磁化部 14处出现原点形成信号。
另外，在图10所示的时序图中，在磁传感器12向端面移动的 情况下，也可以在原点形成信号消失，且多个标尺信号落在没有原点 形成信号的区间中的条件下，将随后检测出原点形成信号的情况下的 信号B作为真正的原点形成信号。该情况下的处理在后述的第4实 施例中说明。另外，在图10中，A信号的右端部分相当于图6的右 端部分的模拟信号及基于该模拟信号的A信号的右端部分，是标尺 部件11的末端部梦的不正确的磁化部分，所以忽略该信号。
图11是本发明的第4实施例所涉及的滑动音量装置3的要部分 解斜视图。另外，对与第1至第3实施例相同的部件标注相同的参照 标号，省略说明。
滑动音量装置3例如安装在混音器等的前面板上，进行音量等 的控制。
滑动音量装置3构成为包括框架31，其具有开口部31h;移 动体32，其可沿开口部31h的长度方向移动地进行安装；移动导轨 33及34;电动机36;以及驱动滑轮36a及36b等。
移动体32安装在移动导轨33、 34上，可以在开口部31h的长 度方向上自由滑动。移动导轨33例如由图7 (D)所示的导管16构 成，在其上表面设置磁尺部件11。另外，移动导轨33也可以构成为 包含将上述第1实施例及其变形例、第2实施例、第3实施例所涉及 的任一个磁尺部件ll、磁整形部件13进行组合而成的部件。
在框架31的一侧安装电动机36。在电动机36的驱动轴上安装 驱动滑轮36a，另外，在框架31的另一端配置从动滑轮36b。在驱动
滑轮36a和从动滑轮36b上巻绕有未图示的同步带，在该同步带的一 个位置上安装移动体32的上部。由此，通过电动机36的正反旋转， 使移动体32沿开口部31h的长度方向往复移动。
移动体32构成为包含滑动操作元件37、磁传感器12及控制部 35。滑动操作元件37的一端安装在移动体32上，另一端从开口部 31h向上部凸出。将磁传感器12的磁检测面朝下，使该磁检测面与 磁尺部件11对应地进行安装。控制部35处理来自磁传感器12的模 拟输出信号，输出滑动操作元件37的位置信息。
通过用户操作滑动操作元件37，移动体32沿开口部31h的长度 方向往复移动。随着该往复移动，磁传感器12在磁尺部件11上移动， 磁传感器12将与该移动对应的模拟检测信号输出至控制部35。控制 部35处理该检测信号，输出滑动操作元件37的位置信息。
另外，在作为手动部件构成滑动音量装置3的情况下，去除电 动机36、滑轮36a、 36b、皮带等而构成。
图12是表示本发明的第4实施例所涉及的控制部35的功能的 框图。图13是表示本发明的第4实施例所涉及的控制部35中信号处 理的时序图。在该例子中，对使用第3实施例的部件作为第4实施例 的移动体检测器的情况进行说明。另外，对与第1至第3实施例相同 的部件标注相同的参照标号，省略说明。
控制部35构成为包含图5所示的信号形成电路15、EXOR电路 51、 AND电路52、 RS触发器电路53、 D触发器电路(DFF) 54、 微分电路(单触发OS) 55、升降计数器56、波形整形单元(放大器 及波形整形电路)57。
从磁检测部121输入的模拟检测信号，由信号形成电路15 (参 照图5)作为标尺信号A及原点形成信号B输出。标尺信号A输入 至升降计数器56的CK端子，同时输入至EXOR电路51及D触发 器电路54的D端子。原点形成信号B输入至EXOR电路51的另一 个输入端子及RS触发器电路53的R端子。
从磁检测部122输入的模拟检测信号经由波形整形单元57，输 入至D触发器电路54的时钟输入端子CK。由于DFF 54使图13所
示的A相信号A (标尺信号A)从信号形成电路15的A端子输入至 D输入端子，所以在输入时钟(作为B相信号的b信号、或图3 (B) 的B2输出信号、图13的b'波形的上升沿)的上升沿时取得D输入 数据"1"，作为2Q输出而得到R (2Q)输出。R (2Q)是指，在图 11、图1或图7的传感器12向右移动的情况下，从2Q得到的R(右) 方向信号。图13及图14的L (2Q)信号是在传感器12向左移动的 情况下，从2Q得到的L (左)方向信号。在图13及图14中，横轴 表示时间轴或位置信息。根据R方向信号2Q的"1"，使U/D计数 器56成为递增计数的状态。此时，与电路52将2Q二"r'的输入和 EXOR输出的输入通过与运算而将触发器电路53置位。由于EXOR 输出仅在传感器12到达右端时产生2个(或大于或等于2个)脉冲， 所以基于第l个脉冲，使触发器电路53成为(^ = "1"， /Q(下面， /Q表示反相Q) ="0"，在信号形成电路15的B输出(B信号)上 升至"l"的定时tl， /Q = "l"。该信号通过微分电路(单触发OS) 55使计数器56重置。S卩，利用该重置进行检测器1的零点调整。
如果将移动至右端的移动体32 (传感器12)，从定时tl所示的 位置Pr向左方移动，则在与图13相同的位置上，EXOR输出产生2 个脉冲，但此时，由于如L(2Q)所示(按时刻示出)，输出2Q = "0"， 所以没有将触发器电路53置位。所以，保持重置状态，OS输出也为 "0"，也不会将计数器56重置。即，该U/D计数器56被重置的定 时仅在从左方向右端移动而到达右端时。由此，仅在滑动操作元件 37向原点方向移动而到达原点时被重置。.如图所示，重置信号(原 点信号)与原点形成信号的上升沿在相同的定时tl输出。
计数器56的输出OUT由后级(未图示)的应用电路或单元， 作为移动体32 (参照图11)的正确位置利用。例如作为混音器的音 量控制器装置或电子乐器的移动控制位置信息进行利用，作为其控制 对象，可以应用在声音等级或PAN控制等级设定或效果控制、音色 调制控制等上。此外，还可以用于例如打印机等其他工业产品。
在本实施例中，在EXOR信号(作为原点信号的基础的信号) 至少大于或等于2个的情况下，才被用作原点信号基础的信号，这是
为了例如在接近强磁体等暂时由于某些理由而产生较强的外部干扰 磁场的情况下，也能确保精度。如果暂时接近较强的外部干扰磁场， 则使磁尺产生的磁场受到干扰，即使不在原点附近，有时也会检测不
到B信号(产生EXOR信号)。为了防止上述的原点错误检测，通 过仅在EXOR信号(作为原点信号的基础的信号)至少大于或等于2 个的情况下作为原点形成信号使用，从而确保精度。
按照上述考虑方法，根据图12实线部分，如果在原点之外的中 间位置上由于外部干扰而输出近似于原点的信号(EXOR输出)，则 在该外部干扰消除的位置上，产生将该点作为原点的错误动作(产生 B信号)。为了避免上述情况，也可以如图12中的点划线所示，在 AND电路52和RS触发器电路53之间设置可预触发计数器58，而 追加插入设置该计数器58。
该计数器58具有下述功能，SP，基于与电路52的输出而进行 递增计数，但只要在规定时间、例如0.1秒以内没有持续进行递增计 数，则其计数值返回0，该计数器58构成为仅在计数值例如大于或 等于2的情况下输出"l"，而将触发器电路53置位。
稂据上述结构，在磁场整形单元13作为磁致错误动作防止单元 (使磁致错误动作难以发生的单元)起作用的基础上，进一步通过追 加点划线的增强单元(计数器58)，由此即使产生外部干扰，也具 有阻止该外部千扰(不受到外部干扰的影响)的效果。在此情况下， 在利用原点信号将本发明的实施例所涉及的检测器重置时，需要考虑 上述条件而迅速进行端部抵接动作。这是由于如果缓慢地进行抵接动 作，则由于计数器58的溢出输出而无法得到RS触发器电路53的置 位后的重置状态，无法将计数器56重置。
另外，在该例子中，对使用第3实施例的部件作为第4实施例 的移动体检测器的情况进行了说明，但也可以使用第1实施例及其变 形例、第2实施例的移动体检测器作为第4实施例的移动体检测器。 在此情况下，时序图如图14所示，其结果，可以在原点形成信号的 检测定时(右端位置)tl下输出重置信号(原点信号)。另外，在 使用第1实施例及其变形例、第2实施例的移动体检测器作为第4
实施例的移动体检测器使用的情况下，也可以省略控制部35的
EXOR电路51、 AND电路52、 RS触发器电路53，将原点形成信号 B直接输入至微分电路(单触发OS) 55。
另外，虽然未图示，但图13及图14中与图IO相同地，在A信 号的右端部分产生与图6的右端部分的模拟信号及基于该模拟信号 的A信号的右端部分相当的A信号，由于是标尺部件11的末端部分 的不正确的磁化部分，所以忽略该信号。
以上，根据本发明的各实施例，将标尺信号检测用的标尺磁性 图案和原点信号检测用的强磁化部配置在同一条线上。对于该配置， 只要是配置在相同磁道上即可，该线也可以是曲线，只要配置在连续 的线上即可。由此，使移动体检测器的结构非常简单。通过使用上述 结构，不需要分别准备标尺信号检测用的磁传感器和原点信号检测用 的磁传感器，不需要进行不同的2个传感器的位置对齐，精度提高。
另外，根据本发明的实施例，通过将磁整形部件与标尺部件相 邻地设置，可以使从着磁在标尺部件上的磁极向表面空间输出的磁场 强度减少，避免磁传感器的磁饱和。另外，由此，可以将设置在标尺 部件的端面上的强磁化部与标尺信号检测用的标尺磁性图案区分开， 而可靠地进行检测。
并且，由于通过将磁整形部件与标尺部件相邻地设置，可以使 从着磁在标尺部件上的磁极向表面空间输出的磁场强度减少，所以可 以最大限度地使磁尺部件的着磁增强，可以进行稳定的标尺传感检
另外，在上述实施例中，仅对将本发明的各实施例所涉及的移 动体检测器应用在滑动音量装置中的例子进行了说明，但本发明的各 实施例所涉及的移动体检测器也可以应用在车辆的悬架、打印机的位 置检测传感器等中。
另外，在上述实施例中，仅说明了线性标尺，但本发明的实施 例也可以应用在旋转编码器等中。
根据上述实施例说明了本发明，但本发明并不限制于此。例如 各种变更、改良、组合等对本领域的技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种移动体检测器，其具有磁尺部，其沿规定方向具有磁性图案；强磁化部，其位于上述磁尺部的上述规定方向的一端部，其磁性比上述磁性图案更强；磁场整形单元，其与上述磁尺部相邻地配置；以及磁检测单元，其配置为与该磁尺部近邻地相对并可沿上述磁尺部的上述规定方向移动，用于检测上述磁性图案及上述强磁化部的磁场。
2. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁性图案和上述强磁化部配置在该磁检测单元的移动轨迹上。
3. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述强磁化部为原点信号生成部。
4. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场整形单元相对于上述磁尺部设置在配置上述磁检测单元一侧的相反侧上，吸收磁通而进行磁场整形。
5. 根据权利要求l所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场整形单元沿上述磁尺部的侧面设置。
6. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场整形单元由永磁体构成。
7. 根据权利要求l所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场整形单元沿上述磁尺部的两侧面设置，由配置在上述 两侧面中的一侧上的永磁体和配置在另一侧上的高导磁率部件构成。
8. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场整形单元由沿上述磁尺部的两侧面设置的永磁体构成。
9. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁尺部及上述磁场整形单元由导管部件形成，在剖面为环状的导管部件的一部分上形成磁尺部，在与该磁尺部相对的部分上形 成上述磁场整形单元。
10. 根据权利要求1所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁检测单元由磁阻效应元件构成。
11. 根据权利要求l所述的移动体检测器，其特征在于， 该移动体检测器具有磁场可变单元，其使从上述磁性图案发射的磁通的磁场图案变形。
12. 根据权利要求11所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场可变单元改变上述磁尺部的磁各向异性。
13. —种移动体检测器，其由下述部分构成 磁尺部，其沿规定方向具有磁性图案；强磁化部，其位于上述磁尺部的上述规定方向的一端部，其磁 性比上述磁性图案更强；磁检测单元，其配置为与该磁尺部近邻地相对并可沿上述磁尺 部的上述规定方向移动，用于检测上述磁性图案及上述强磁化部的磁 场；以及检测电路，其将由该磁检测单元检测出的磁检测信号分离为标 尺信号和强磁化部信号而进行检测。
14. 根据权利要求13所述的移动体检测器，其特征在于，上述检测电路具有第1及第2比较器，从上述磁传感器向它们输入磁检测信号，上述第1比较器具有第1比较电平，其比上述标尺信号的峰值低，上述第2比较器具有第2比较电平，其比上述标尺信号的峰值 高而比上述强磁化部信号的峰值低，上述第1比较器输出上述标尺信号， 上述第2比较器输出强磁化部信号。
15. 根据权利要求13所述的移动体检测器，其特征在于， 上述检测电路基于从磁检测信号分离出的强磁化部信号，生成表示磁尺部的原点的原点信号。
16. 根据权利要求13所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁检测单元由磁阻效应元件构成。
17. 根据权利要求13所述的移动体检测器，其特征在于， 该移动体检测器具有磁场可变单元，其使从上述磁性图案发射的磁通的磁场图案变形。
18. 根据权利要求17所述的移动体检测器，其特征在于， 上述磁场可变单元改变上述磁尺部的磁各向异性。
19. 根据权利要求13所述的移动体检测器，其特征在于， 上述检测电路由数字电路构成。
全文摘要
本发明提供一种移动体检测器，其可以使结构简化并稳定地进行正确的传感检测。移动体检测器(1)具有磁尺部(11)，其沿规定方向具有磁性图案；强磁化部(14)，其位于磁尺部(11)的规定方向的一端部，其磁性比磁性图案更强；磁场整形单元(13)，其与磁尺部(11)相邻地配置；以及磁检测单元(12)，其配置为与磁尺部(11)近邻地相对并可沿磁尺部(11)的规定方向移动，检测磁性图案及强磁化部(14)的磁场。磁性图案和强磁化部(14)配置在磁检测单元(12)的移动轨迹上。
文档编号G01D5/245GK101358859SQ20081013512
公开日2009年2月4日 申请日期2008年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者林好典 申请人:雅马哈株式会社