移動體檢測器的制作方法

專利名稱：移動體檢測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動體檢測器，更詳細地說，涉及一種使用標 尺部件的移動體檢測器。
背景技術：
當前，作為磁編碼器的原點檢測裝置，己知利用磁傳感器和移 動體檢測器(磁尺)進行的磁尺傳感檢測，該磁傳感器使用磁阻效應
元件(MR元件)等構成，該移動體檢測器是由形成有磁性圖案的標 尺部件構成的。
在上述磁尺傳感檢測中，為了判定磁傳感器的位置，需要檢測 原點位置。作為原點檢測方法，當前已知在與標尺部件不同的通道 (channel)上設置原點檢測用的磁性標記，通過檢測該磁性標記而 進行原點檢測(例如，參照專利文獻l)。由于在現有的原點檢測方 法中，將原點檢測用的磁性標記設置在其他通道中，所以需要在定標 (scaling)用的磁傳感器之外另行設置原點檢測用的磁傳感器。
磁尺傳感檢測例如應用于滑動操作元件，該滑動操作元件用于 在混音臺等中對下述參數進行設定，即，與用于對輸入信號或輸出信 號的頻率特性進行設定的濾波器特性對應的各參數，以及用于對輸入 電平或輸出電平進行調整的參數(例如，參照專利文獻2)。
在將磁尺傳感檢測用于滑動操作元件的情況下，例如在移動滑 塊上配置磁傳感器，通過使該移動滑塊在兼作為磁尺部件的移動導軌 上移動，檢測磁性圖案。基于該檢測結果，判定移動滑塊的位置、移 動量、移動方向等，根據該判定結果設定參數。
磁尺傳感器可以高精度地進行檢測，同時還可以使移動體檢測 器自身小型化。但另一方面，磁定標器(scaler)和磁傳感器之間的 間隙的管理更加困難。磁定標器的極性之間的間距(間隔)越小，與
磁定標器對應而可移動地設置的磁傳感器和磁定標器之間的間隙就 必然越窄。
專利文獻1:特公平6 — 84893號公報 專利文獻2:特開2006 — 332074號公報 專利文獻3:實開平6 — 53915號公報 專利文獻4:特開平11— 148842號公報 專利文獻5:特開2005— 195367號公報 專利文獻6:特開2007 — 227055號公報

發明內容
在現有的原點檢測方法中，由于將原點檢測用的磁性標記設置 在其他通道上，所以需要將原點檢測用的磁傳感器設置在與定標用的 磁傳感器不同的磁道上，具有下述問題，S卩，導致移動體檢測器的大 型化，進而造成使用該移動體檢測器的設備的大型化，同時使成本增 加。
通常，移動體檢測器由于從其構造來說，是使磁傳感器相對于 磁定標器移動的結構，所以需要用于移動的空隙(游隙)。如果將該 空隙設定得盡可能小，則滑動性變差，如果過大，則產生晃動或傳感 脈沖的缺失。
所以，需要設置適當的空隙而將磁定標器和磁傳感器定位，但 由于隨著老化而使間隙在滑動范圍內并不恒定等某些原因，磁定標器 和磁傳感器有時會以空隙小于規定值的狀態相對。在此情況下，在原 點(代表磁尺的基準點的Z相信號)的檢測、移動量及移動方向(在 該標尺上被磁記錄的間距進行讀取的信號中，相互錯開90度的A、 B相信號)的檢測共用化的情況下，在Z相的檢測中，發生磁傳感器 在傳感器靈敏度的飽和區域與磁定標器相對的情況，難以獲得信號 ("邏輯值0"或"邏輯值1")的分辨率。g卩，有時會連續為"l"或連續 為"0"。
考慮上述情況，為了進行正確的傳感檢測，考慮將磁定標器和 磁傳感器之間的間隙變大，或使磁定標器的磁性(著磁)變弱，但這
些方法都存在易受外部磁干擾影響的缺點。另外，磁定標器和磁傳感 器之間的間隙如上述所示，需要隨著移動體檢測器的高精度化及小型 化而變小。并且，例如弱磁化的磁定標器，相對于將標尺部件接近磁 鐵時等的干擾，容易退磁，使磁場強度變弱或變向，受到干擾的影響 較大。因此，磁定標器需要全標度著磁(磁化為使磁化的磁滯曲線面 積達到最大值)。另外，在僅將磁定標器和磁傳感器之間的間隙設定 得較窄，將磁定標器的磁場強度設定得較強的情況下，磁傳感器在傳 感器靈敏度的飽和區域與磁定標器相對，難以獲得信號的分辨率。
本發明的目的在于，提供一種可以將原點檢測、移動量及移動 方向的檢測共用化的移動體檢測器。另外，本發明的目的在于提供一 種移動體檢測器，其可以在將原點檢測和移動量檢測共用化的情況 下，穩定地進行正確的傳感檢測。
根據本發明的一個觀點，移動體檢測器由下述部分構成磁尺 部，其沿規定方向具有磁性圖案；強磁化部，其位于上述磁尺部的上 述規定方向的一端部，其磁性比上述磁性圖案更強；磁檢測單元，其 配置為與該磁尺部近鄰地相對并可沿上述磁尺部的上述規定方向移 動，用于檢測上述磁性圖案及上述強磁化部的磁場；以及檢測電路， 其將由該磁檢測單元檢測出的磁檢測信號分離為標尺信號和強磁化 部信號而進行檢測。。
優選上述檢測電路具有第1及第2比較器，從上述磁傳感器向 它們輸入磁檢測信號，第1比較器具有第1比較電平，其比上述標尺 信號的峰值低，第2比較器具有第2比較電平，其比上述標尺信號的 峰值高而比上述強磁化部信號的峰值低，上述第1比較器輸出上述標 尺信號，上述第2比較器輸出強磁化部信號。
另外，上述檢測電路基于從磁檢測信號分離出的強磁化部信號， 生成表示磁尺部的原點的原點信號。
另外，上述磁檢測單元由磁阻效應元件構成。
另外，上述移動體檢測器具有磁場可變單元，其使從上述磁性 圖案發射的磁通的磁場圖案變形。上述磁場可變單元改變上述磁尺部 的磁各向異性。
另外，上述檢測電路由數字電路構成。
根據本發明的其他觀點，移動體檢測器具有磁尺部，其沿規 定方向具有磁性圖案；強磁化部，其位于上述磁尺部的上述規定方向 的一端部，其磁性比上述磁性圖案更強；磁場整形單元，其與上述磁 尺部相鄰地配置；以及磁檢測單元，其配置為與該磁尺部近鄰地相對 并可沿上述磁尺部的上述規定方向移動，用于檢測上述磁性圖案及上 述強磁化部的磁場。
優選上述磁性圖案和上述強磁化部配置在該磁檢測單元的移動 軌跡上。
另外，上述強磁化部為原點信號生成部。
在一個實施方式中，上述磁場整形單元相對于上述磁尺部設置 在配置上述磁檢測單元一側的相反側上，吸收磁通而進行磁場整形。 在其他實施方式中，上述磁場整形單元沿上述磁尺部的側面設置。
在其他實施方式中，上述磁場整形單元由永磁體構成。
在其他實施方式中，上述磁場整形單元沿上述磁尺部的兩側面 設置，由配置在上述兩側面中的一側上的永磁體和配置在另一側上的 高導磁率部件構成。
在其他實施方式中，上述磁場整形單元由沿上述磁尺部的兩側 面設置的永磁體構成。
在其他實施方式中，上述磁尺部及上述磁場整形單元由導管部 件形成，在剖面為環狀的導管部件的一部分上形成磁尺部，在與該磁 尺部相對的部分上形成上述磁場整形單元。
發明的效果
根據本發明的一方面，實現下述效果不需要另外設置原點檢 測用的磁道，磁道寬度為現有技術的1 /2即可，標尺部的著磁也進 行1次即可，同時，不需要設置專門用于原點檢測的傳感器。
另外，根據本發明的另一方面，可以提供一種移動體檢測器， 其即使在將原點檢測和移動量檢測共用化的情況下，也能夠穩定地進
行正確的傳感檢測。
本發明中， 一方面對磁尺部積極地進行強磁化而增強磁場，另 一方面配置磁場整形單元而對磁場的空間分布進行整形，使進入磁檢 測單元的磁通變弱，同時在標尺部的例如側面形成較強的屏蔽場。第 1，積極地對標尺部進行強磁化而使從標尺部產生的磁通很難退磁。
由于強磁化，因此難以受到外部干擾磁場的影響。第2，配置磁場整 形單元而對磁場的空間分布進行整形，使進入磁檢測單元的磁通變
弱。如果使進入磁檢測單元中的標尺部上方的磁通仍然較強，則會使 磁場強度超過磁檢測單元的磁飽和水平。所以利用磁場整形單元改變 由磁尺部產生的磁場的分布。由此，通過使進入磁檢測單元的磁通變 弱而防止磁傳感檢測的飽和。第3，利用磁整形單元在標尺部的例如 側面形成屏蔽場。由此，難以受到外部干擾磁場的影響，可以進行穩 定的磁傳感檢測。


圖1是表示本發明的第1實施例所涉及的移動體檢測器(磁尺) 1的基本結構的概略側視圖。
圖2是表示本發明的第l實施例所涉及的磁傳感器12的要部結 構和其與磁尺部件11的位置關系的概略圖。
圖3是構成磁傳感器12的磁檢測部121及122的等價電路圖。
圖4是表示構成磁檢測部121及122的MR元件123的特性的 曲線圖。
圖5是表示本發明的第1實施例所涉及的信號形成電路15的結 構的框圖。
圖6是表示輸入至信號形成電路15中的磁檢測部121的檢測模 擬信號、信號形成電路15的輸出標尺信號及原點形成信號的曲線圖。 圖7是表示本發明的第1實施例的變形例的平面圖。 圖8是表示本發明的第2實施例所涉及的偏磁場發生部17的概 要的斜視圖。
圖9是表示本發明的第3實施例所涉及的移動體檢測器(磁尺)
2的基本結構的概略平面圖。
圖10是用于說明本發明的第3實施例所涉及的原點信號檢測的 時序圖。
圖11是本發明的第4實施例所涉及的滑動音量裝置3的要部分 解斜視圖。
圖12是表示本發明的第4實施例所涉及的控制部35的功能的框圖。
圖13是表示本發明的第4實施例所涉及的控制部35中信號處 理的時序圖。
圖14是表示本發明的第4實施例所涉及的控制部35中信號處 理的時序圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發明的第1實施例中的移動體檢測器(磁尺)1 的基本結構的概略側視圖。圖1 (A)是磁尺1的長度方向的側視圖， 圖1 (B)是磁尺1的端面方向的側視圖。
磁尺1構成為包括標尺部件(磁尺部)11、磁傳感器(磁檢測 單元)12、磁整形部件(磁場整形單元或磁致錯誤動作防止單元)13。
標尺部件11是例如由永磁體形成的棒狀部件，上述永磁體包括 由鐵氧體磁體粉末和橡膠材料等混合而形成的橡膠磁體、或由金屬氧 化物構成的鐵氧體磁體等。或者，上述標尺部件11也可以是以下述 方式形成的標尺部件將由上述橡膠磁體形成為細長狀(例如直徑 1.5 5.0mm)而獲得的填充磁體部件，填充至例如不銹鋼棒(例如 直徑4.0 8.0mm)的槽部中，然后利用規定的磁化單元從上部lla 開始將上述填充磁體部件磁化。在標尺部件ll上，作為磁性圖案而 在長度方向上交替細微地極化形成N極和S極，而等間隔地形成磁 極。N極和S極的排列間距(標尺著磁間距)P例如為0.lmm 2.0mm 左右。另外，原點檢測用的強磁化部14設置在標尺部件11的一側端 面，其與標尺著磁在同一條線(同一條磁道)上。另外，將強磁化部 磁化至飽和程度，另一方面，將磁性圖案磁化為飽和程度的70% 80% 。
磁傳感器12例如由多個磁阻效應元件(MR元件)或巨磁阻元 件(GMR元件)等構成，將標尺部件11的長度方向的磁場變化或磁 性體有無(或強弱)檢測為電壓的變化。磁傳感器12設置為可以沿 標尺部件11的長度方向移動，使傳感面以微小的空隙(間隔)而與 標尺部件ll相對。另外，空隙設定為例如0.1 0.5mm。
磁整形部件13由例如Fe、 Fe-Ni合金等高導磁材料形成，在標 尺部件11的長度方向的整個長度上設置于標尺部件11的下方。這樣， 通過將由高導磁材料形成的磁整形部件13與標尺部件11的下表面近 鄰地設置，從而使從著磁在標尺部件11上的磁極向表面空間輸出的 磁場的強度減少，避免磁傳感器12的磁飽和，可以可靠地檢測設置 在標尺部件11的端面上的強磁化部14。
本發明中，對磁尺部件11積極地進行強磁化而增強磁場，另一 方面，配置磁場整形部件13而對磁場的空間分布進行整形，使規定 部分(例如標尺部件上方)的磁場變弱，同時在標尺部件ll的例如 側面形成屏蔽場(guard field)。
第l，積極地對標尺部件11進行強磁化而使從標尺部件11產生 的磁場不會退磁。弱磁化的磁尺部件11相對于接近磁鐵時等的外部 干擾，容易退磁，使磁場強度變弱或其磁矢量變向，受外部干擾的影 響較大。因此，優選提高磁尺部件11的著磁程度而使磁場增強。
第2，配置磁場整形部件13而對磁場的空間分布進行整形，使 規定部分(例如標尺部件ll上方)的磁場變弱。如果標尺部件上方 的磁場仍然較強，則磁場強度有可能超過磁傳感器12的磁飽和水平。 所以在本發明中，利用磁場整形部件13 (磁性體、磁體和/或鐵板) 改變由磁尺部件11產生的磁場的分布。由此，通過使進入磁傳感器 12的磁場變弱而防止磁傳感檢測的飽和。
第3，利用磁整形部件13在標尺部件11的例如側面形成較強的 屏蔽場。由此，難以受到外部干擾磁場的影響，可以進行穩定的磁傳 感檢測。
根據上述結構，如果磁傳感器12在標尺部件11的長度方向上
移動，則該磁傳感器12輸出與標尺部件11的N極和S極間極性反
轉對應的脈沖信號(標尺信號)。通過由未圖示的控制部對該標尺信
號進行計數，可以檢測磁傳感器12的移動量。另外，如后述所示， 由于磁傳感器12具有相當于錯開1 / 2兀而配置的磁檢測部121及 122，所以可以根據從上述2個磁檢測部121及122輸出的標尺信號 的相位偏差的正反方向，判斷磁傳感器12的移動方向。另外，通過 磁傳感器12檢測強磁化部14而輸出原點形成信號(成為原點信號的 基礎的信號，也可以直接作為原點信號使用)。基于上述檢測出的移 動量、移動方向、原點信號，檢測磁傳感器12在標尺部件11上的位 置。
圖2是表示本發明的第1實施例所涉及的磁傳感器12的要部 123的結構和與磁尺部件11間位置關系的概略圖。要部123由8個 MR元件構成，例如從左端元件121al至右端元件121a2的尺寸為 3mm左右。圖3是構成磁傳感器12的磁檢測部121及122的等價電 路圖。圖4是表示構成磁檢測部121及122的各個MR元件123單獨 的特性的曲線圖。
磁傳感器12構成為包含2個磁檢測部121及122。磁檢測部121 由MR元件形成的磁檢測元件121al、 121a2、 121cl、 121c2構成。 磁檢測元件121al 121c2和標尺部件11如在圖2中的部分(b)和 (c)所示配置。S卩，磁檢測元件121al 121c2配置為，各元件的長 度方向與在標尺部件11上等間隔配置的磁極NSNS…的排列方向以 直角相交。另外，圖2中的部分(a)是為了便于說明磁檢測元件 121al 121c2的結構，而從上部觀察該磁檢測元件121的平面圖。 磁檢測元件121al和121a2構成磁檢測部121的等價電路圖中的電阻 MRa，磁檢測元件121cl和121c2構成磁檢測部121的等價電路圖中 的電阻MRc。另外，磁檢測元件121al的電阻值al和磁檢測元件 121a2的電阻值a2為al = a2的關系，磁檢測元件121cl的電阻值cl 和磁檢測元件121c2的電阻值c2為cl = c2的關系。并且，磁檢測元 件121al和磁檢測元件121a2的合成電阻(MRa)，與磁檢測元件 121cl和磁檢測元件121c2的合成電阻(MRc)之和始終恒定。
如圖3所示，電阻MRa及MRc構成在電源Vcc (Al)和接地 GND (Cl)之間串聯連接的半橋電路。利用該半橋電路的中點電位 Bl，隨著磁傳感器12在標尺部件11上的移動而輸出模擬信號。
磁檢測元件121al 121c2的磁檢測面配置為，其長度方向與標 尺部件11的長度方向垂直。如果標尺部件11的N極及S極的標尺 著磁間距為P，則在磁檢測部121中，磁檢測元件121al和121a2配 置為間隔P，磁檢測元件121a2和121cl配置為間隔1/2P，磁檢測 元件121cl和121c2配置為間隔P。
在這里，標尺部件11的長度方向的磁場強度H的絕對值，在磁 極之間最大，在磁極上最小。另外，如圖4所示，磁場強度H的絕 對值最小時，MR元件MR的電阻值為最大值，磁場強度H的絕對值 最大時，MR元件MR的電阻值為最小值。因此，在磁檢測元件121al 和121a2位于N極及S極的磁極之間時，電阻MRa的電阻值降低， 同時，由于磁檢測元件121cl和121c2位于N極及S極上，所以電 阻MRc的電阻值變高。由此，在圖2所示的位置關系中，磁檢測部 121的輸出Bl為"高電平(邏輯值1)"。
磁檢測部122與磁檢測部121相同地構成，由MR元件122al、 122a2、 122cl、 122c2構成，各元件配置為長度方向與在標尺部件11 上等間隔配置的磁極NSNS…以直角相交。并且，磁檢測部121和122 相對于NSNS的間距，錯開3/4間距而與標尺部件相對地配置。該 間距可以錯開1/4，也可以錯開5/4。即，在圖2所示的位置關系 中，磁檢測部122的電阻MRa的電阻值與磁檢測部121的相比略高， 電阻MRc的電阻值與磁檢測部121的相比略低。由此，磁檢測部122 的輸出B2，如果隨后使磁檢測部122向右移動1 / 4間距，則成為"低 電平(邏輯值0)"。即，磁檢測部121及122輸出使相位錯開1 /4兀 的A相信號、B相信號。
如上所示，通過從磁傳感器12輸出A相和B相，傳感器12移 動的方向和其移動量可以通過對該脈沖數進行計數得到。
圖5是表示本發明的第1實施例所涉及的信號形成電路15的結 構的框圖。圖6是表示輸入至信號形成電路15中的磁檢測部121的
檢測模擬信號、和信號形成電路15的輸出標尺信號及原點形成信號 (作為原點信號基礎的信號)的曲線圖。
信號形成電路15構成為含有放大器151，其用于將來自磁檢 測部121的模擬輸出信號放大；比較器152A;比較器152B;以及2
種比較電平輸出電路153A及153B。
在放大器151中，從磁檢測部121輸入來如圖6的實線所示的 模擬信號。由放大器151放大的模擬信號輸入至比較器152A的輸入 端的一側及比較器152B的輸入端的一側。比較器152A通過將輸入 的模擬信號和比較電平A比較，輸出圖6所示的數字信號(標尺信 號)A。比較器152B通過將輸入的模擬信號和比較電平B比較，輸 出圖6所示的數字信號(原點形成信號)B。對于比較電平A，考慮 磁檢測部121的噪聲而設定得盡可能低，以可以利用磁檢測部121 可靠地進行標尺著磁的檢測，比較電平B設定為大于或等于通過標 尺著磁檢測而產生的模擬信號的最大值，小于或等于檢測出原點形成 信號的情況下的值。通過如上述設定比較電平A及B，可以可靠地 對設置在1個磁道上的標尺著磁和強磁化部(原點)進行檢測。
在圖6中，虛線表示在不設置磁整形部件13的情況下，來自磁 檢測部121的模擬輸出信號。在不設置磁整形部件13的情況下，標 尺著磁的磁場強度達到磁檢測部121的飽和區域，標尺著磁檢測產生 的信號和強磁化部檢測產生的信號振幅相同，無法進行原點檢測。所 以，在本實施例中，通過設置磁整形部件13，使標尺部件ll的磁場 變弱至小于或等于磁檢測部121的飽和區域，得到如實線所示的模擬 信號。
另外，在將標尺部件11磁化的過程中，由于難以準確地進行其 末端部的磁化，所以有時會檢測出圖6的右端所示的模擬信號(與其 他波形不一致的波形)Wl。由此，由于應當忽略末端部的信號，所 以作為B信號基礎的強磁化部14并不配置在標尺部件11的末端， 而是配置在磁尺上偏向標尺部件ll的中心部1 數刻度量的位置上。
通過以上述方式構成，根據本發明的第1實施例，可以利用1 個磁道和1個傳感器得到標尺信號和原點形成信號這兩者。另外，通
過設置磁整形部件13，從而將標尺部件11的磁場設定為小于或等于 磁檢測部121的飽和區域，所以可以使標尺部件11的著磁增強，抑 制外部磁干擾等的影響或退磁的產生。
圖7是表示本發明的第1實施例的變形例的平面圖。 圖7 (A)是表示本發明的第1實施例的第1變形例的平面圖。 在該例子中，通過將磁整形部件13a及13b與標尺部件11的兩側面 相鄰地設置，使從著磁在標尺部件11上的磁極向表面空間輸出的磁 場強度減少。在該例子中，磁整形部件13a與第1實施例相同地，例 如由Fe、 Fe-Ni合金等高導磁材料形成，在標尺部件11的長度方向 的整個長度上設置于標尺部件11的一側面。另外，磁整形部件Bb 例如由永磁體形成，在標尺部件11的長度方向的整個長度上設置于 標尺部件11的另一側面。在這里，標尺部件11的上表面和磁整形部 件13a及13b的上表面之間設有間隔D。間隔D是考慮標尺著磁間 距和著磁寬度、磁場強度等而進行設定的，以能夠可靠地檢測原點。 另外，如果間隔D變窄，則標尺部件11的磁場變弱，容易取得原點 形成信號。并且難以受外部干擾磁場干擾。
圖7 (B)是表示本發明的第1實施例的第2變形例的平面圖。 在該例子中，通過將磁整形部件13b與標尺部件11的側面相鄰地配 置，使從著磁在標尺部件11上的磁極向表面空間輸出的磁場強度減 少。在該例子中，磁整形部件13b例如由永磁體形成，在標尺部件 11的長度方向的整個長度上設置于標尺部件11另一側面。在該例子 中，標尺部件11的上表面和磁整形部件13b的上表面之間也設有間 隔D。
圖7 (C)是表示本發明的第l實施例的第3變形例的平面圖。 在該例子中，通過將磁整形部件13b與標尺部件11的兩側面相鄰地 配置，使從著磁在標尺部件11上的磁極向表面空間輸出的磁場強度 減少。在該例子中，例如，磁整形部件13b由永磁體形成，在標尺部 件11的長度方向的整個長度上設置于標尺部件11的兩側面。在該例 子中，標尺部件11的上表面和磁整形部件13b的上表面之間也設有 間隔D。 一對永磁體13b、 13b配置為隔著標尺部件11而使同極之間
(S極和S極、或N極和N極)相對。但是，本發明并不僅限于此。 也可以將一對永磁體13b、13b配置為隔著標尺部件11而使異極之間 (S極和N極)相對。
圖7 (D)是表示本發明的第1實施例的第4變形例的斜視圖及 端面的平面圖。在該例子中，例如使用由Fe、 Fe-Ni合金等高導磁材 料構成的磁整形部件13a而形成外導管16，在該外導管16的上表面 形成槽，在該槽中埋入標尺部件11，由此得到與上述各實施例相同 的效果。另外，在該例子中，在外導管16的底面，在標尺部件11 的長度方向的整個長度上設置由永磁體構成的磁整形部件13b。該磁 整形部件13b與標尺部件11的長度方向平行，以與標尺部件11相向 /遠離(相對)的方向進行磁化。
圖8是表示本發明的第2實施例所涉及的偏磁場發生部17的概 要的斜視圖。該第2實施例在上述第1實施例及其變形例的結構中添 加了偏磁場發生部17。由于除了偏磁場發生部17之外的結構與第1 實施例相同，所以省略說明。
偏磁場發生部17例如由橡膠磁體等形成，配置在磁傳感器12 的背面(磁檢測面的相反側的主表面)，可以與該背面平行地旋轉。 通過使偏磁場發生部17旋轉，可以在磁傳感器12的形狀各向異性方 向上施加偏磁場，調整至最佳狀態(可以檢測原點的程度)。
另外，在該第2實施例中，可以省略上述第1實施例及其變形 例中的磁整形部件13。
圖9是表示本發明的第3實施例所涉及的移動體檢測器(磁尺) 2的基本結構的概略平面圖。
該第3實施例與第1實施例的不同點在于，取代在標尺部件11 的整個長度上配置的磁整形部件13，而將由永磁體構成的磁整形部 件23僅配置在標尺部件11的端部附近。由于其他的基本結構與第1 實施例相同，所以省略說明。
由于第3實施例所涉及的移動體檢測器(磁尺)2，如上述所示 僅在標尺部件的端面配置磁整形部件23，所以需要用于取得原點形 成信號的處理。所以，如圖10所示，生成標尺信號A和原點形成信
號B的EXOR，在磁傳感器12向端面移動的情況下，將最先輸出的 EXOR信號作為原點。另外，在該第3實施例中，由于僅在標尺部件 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，標尺 部件11的磁場較強，有時無法區分標尺信號和原點形成信號。但是， 在標尺部件11的端面附近，由于磁整形部件23的影響，標尺部件 11的磁場變弱，僅有設置在端面上的強磁化部14的檢測信號超過比 較電平B，所以在端部附近，原點形成信號暫時消失，并在強磁化部 14處出現原點形成信號。
另外，在圖10所示的時序圖中，在磁傳感器12向端面移動的 情況下，也可以在原點形成信號消失，且多個標尺信號落在沒有原點 形成信號的區間中的條件下，將隨后檢測出原點形成信號的情況下的 信號B作為真正的原點形成信號。該情況下的處理在后述的第4實 施例中說明。另外，在圖10中，A信號的右端部分相當于圖6的右 端部分的模擬信號及基于該模擬信號的A信號的右端部分，是標尺 部件11的末端部夢的不正確的磁化部分，所以忽略該信號。
圖11是本發明的第4實施例所涉及的滑動音量裝置3的要部分 解斜視圖。另外，對與第1至第3實施例相同的部件標注相同的參照 標號，省略說明。
滑動音量裝置3例如安裝在混音器等的前面板上，進行音量等 的控制。
滑動音量裝置3構成為包括框架31，其具有開口部31h;移 動體32，其可沿開口部31h的長度方向移動地進行安裝；移動導軌 33及34;電動機36;以及驅動滑輪36a及36b等。
移動體32安裝在移動導軌33、 34上，可以在開口部31h的長 度方向上自由滑動。移動導軌33例如由圖7 (D)所示的導管16構 成，在其上表面設置磁尺部件11。另外，移動導軌33也可以構成為 包含將上述第1實施例及其變形例、第2實施例、第3實施例所涉及 的任一個磁尺部件ll、磁整形部件13進行組合而成的部件。
在框架31的一側安裝電動機36。在電動機36的驅動軸上安裝 驅動滑輪36a，另外，在框架31的另一端配置從動滑輪36b。在驅動
滑輪36a和從動滑輪36b上巻繞有未圖示的同步帶，在該同步帶的一 個位置上安裝移動體32的上部。由此，通過電動機36的正反旋轉， 使移動體32沿開口部31h的長度方向往復移動。
移動體32構成為包含滑動操作元件37、磁傳感器12及控制部 35。滑動操作元件37的一端安裝在移動體32上，另一端從開口部 31h向上部凸出。將磁傳感器12的磁檢測面朝下，使該磁檢測面與 磁尺部件11對應地進行安裝。控制部35處理來自磁傳感器12的模 擬輸出信號，輸出滑動操作元件37的位置信息。
通過用戶操作滑動操作元件37，移動體32沿開口部31h的長度 方向往復移動。隨著該往復移動，磁傳感器12在磁尺部件11上移動， 磁傳感器12將與該移動對應的模擬檢測信號輸出至控制部35。控制 部35處理該檢測信號，輸出滑動操作元件37的位置信息。
另外，在作為手動部件構成滑動音量裝置3的情況下，去除電 動機36、滑輪36a、 36b、皮帶等而構成。
圖12是表示本發明的第4實施例所涉及的控制部35的功能的 框圖。圖13是表示本發明的第4實施例所涉及的控制部35中信號處 理的時序圖。在該例子中，對使用第3實施例的部件作為第4實施例 的移動體檢測器的情況進行說明。另外，對與第1至第3實施例相同 的部件標注相同的參照標號，省略說明。
控制部35構成為包含圖5所示的信號形成電路15、EXOR電路 51、 AND電路52、 RS觸發器電路53、 D觸發器電路(DFF) 54、 微分電路(單觸發OS) 55、升降計數器56、波形整形單元(放大器 及波形整形電路)57。
從磁檢測部121輸入的模擬檢測信號，由信號形成電路15 (參 照圖5)作為標尺信號A及原點形成信號B輸出。標尺信號A輸入 至升降計數器56的CK端子，同時輸入至EXOR電路51及D觸發 器電路54的D端子。原點形成信號B輸入至EXOR電路51的另一 個輸入端子及RS觸發器電路53的R端子。
從磁檢測部122輸入的模擬檢測信號經由波形整形單元57，輸 入至D觸發器電路54的時鐘輸入端子CK。由于DFF 54使圖13所
示的A相信號A (標尺信號A)從信號形成電路15的A端子輸入至 D輸入端子，所以在輸入時鐘(作為B相信號的b信號、或圖3 (B) 的B2輸出信號、圖13的b'波形的上升沿)的上升沿時取得D輸入 數據"1"，作為2Q輸出而得到R (2Q)輸出。R (2Q)是指，在圖 11、圖1或圖7的傳感器12向右移動的情況下，從2Q得到的R(右) 方向信號。圖13及圖14的L (2Q)信號是在傳感器12向左移動的 情況下，從2Q得到的L (左)方向信號。在圖13及圖14中，橫軸 表示時間軸或位置信息。根據R方向信號2Q的"1"，使U/D計數 器56成為遞增計數的狀態。此時，與電路52將2Q二"r'的輸入和 EXOR輸出的輸入通過與運算而將觸發器電路53置位。由于EXOR 輸出僅在傳感器12到達右端時產生2個(或大于或等于2個)脈沖， 所以基于第l個脈沖，使觸發器電路53成為(^ = "1"， /Q(下面， /Q表示反相Q) ="0"，在信號形成電路15的B輸出(B信號)上 升至"l"的定時tl， /Q = "l"。該信號通過微分電路(單觸發OS) 55使計數器56重置。S卩，利用該重置進行檢測器1的零點調整。
如果將移動至右端的移動體32 (傳感器12)，從定時tl所示的 位置Pr向左方移動，則在與圖13相同的位置上，EXOR輸出產生2 個脈沖，但此時，由于如L(2Q)所示(按時刻示出)，輸出2Q = "0"， 所以沒有將觸發器電路53置位。所以，保持重置狀態，OS輸出也為 "0"，也不會將計數器56重置。即，該U/D計數器56被重置的定 時僅在從左方向右端移動而到達右端時。由此，僅在滑動操作元件 37向原點方向移動而到達原點時被重置。.如圖所示，重置信號(原 點信號)與原點形成信號的上升沿在相同的定時tl輸出。
計數器56的輸出OUT由后級(未圖示)的應用電路或單元， 作為移動體32 (參照圖11)的正確位置利用。例如作為混音器的音 量控制器裝置或電子樂器的移動控制位置信息進行利用，作為其控制 對象，可以應用在聲音等級或PAN控制等級設定或效果控制、音色 調制控制等上。此外，還可以用于例如打印機等其他工業產品。
在本實施例中，在EXOR信號(作為原點信號的基礎的信號) 至少大于或等于2個的情況下，才被用作原點信號基礎的信號，這是
為了例如在接近強磁體等暫時由于某些理由而產生較強的外部干擾 磁場的情況下，也能確保精度。如果暫時接近較強的外部干擾磁場， 則使磁尺產生的磁場受到干擾，即使不在原點附近，有時也會檢測不
到B信號(產生EXOR信號)。為了防止上述的原點錯誤檢測，通 過僅在EXOR信號(作為原點信號的基礎的信號)至少大于或等于2 個的情況下作為原點形成信號使用，從而確保精度。
按照上述考慮方法，根據圖12實線部分，如果在原點之外的中 間位置上由于外部干擾而輸出近似于原點的信號(EXOR輸出)，則 在該外部干擾消除的位置上，產生將該點作為原點的錯誤動作(產生 B信號)。為了避免上述情況，也可以如圖12中的點劃線所示，在 AND電路52和RS觸發器電路53之間設置可預觸發計數器58，而 追加插入設置該計數器58。
該計數器58具有下述功能，SP，基于與電路52的輸出而進行 遞增計數，但只要在規定時間、例如0.1秒以內沒有持續進行遞增計 數，則其計數值返回0，該計數器58構成為僅在計數值例如大于或 等于2的情況下輸出"l"，而將觸發器電路53置位。
稂據上述結構，在磁場整形單元13作為磁致錯誤動作防止單元 (使磁致錯誤動作難以發生的單元)起作用的基礎上，進一步通過追 加點劃線的增強單元(計數器58)，由此即使產生外部干擾，也具 有阻止該外部千擾(不受到外部干擾的影響)的效果。在此情況下， 在利用原點信號將本發明的實施例所涉及的檢測器重置時，需要考慮 上述條件而迅速進行端部抵接動作。這是由于如果緩慢地進行抵接動 作，則由于計數器58的溢出輸出而無法得到RS觸發器電路53的置 位后的重置狀態，無法將計數器56重置。
另外，在該例子中，對使用第3實施例的部件作為第4實施例 的移動體檢測器的情況進行了說明，但也可以使用第1實施例及其變 形例、第2實施例的移動體檢測器作為第4實施例的移動體檢測器。 在此情況下，時序圖如圖14所示，其結果，可以在原點形成信號的 檢測定時(右端位置)tl下輸出重置信號(原點信號)。另外，在 使用第1實施例及其變形例、第2實施例的移動體檢測器作為第4
實施例的移動體檢測器使用的情況下，也可以省略控制部35的
EXOR電路51、 AND電路52、 RS觸發器電路53，將原點形成信號 B直接輸入至微分電路(單觸發OS) 55。
另外，雖然未圖示，但圖13及圖14中與圖IO相同地，在A信 號的右端部分產生與圖6的右端部分的模擬信號及基于該模擬信號 的A信號的右端部分相當的A信號，由于是標尺部件11的末端部分 的不正確的磁化部分，所以忽略該信號。
以上，根據本發明的各實施例，將標尺信號檢測用的標尺磁性 圖案和原點信號檢測用的強磁化部配置在同一條線上。對于該配置， 只要是配置在相同磁道上即可，該線也可以是曲線，只要配置在連續 的線上即可。由此，使移動體檢測器的結構非常簡單。通過使用上述 結構，不需要分別準備標尺信號檢測用的磁傳感器和原點信號檢測用 的磁傳感器，不需要進行不同的2個傳感器的位置對齊，精度提高。
另外，根據本發明的實施例，通過將磁整形部件與標尺部件相 鄰地設置，可以使從著磁在標尺部件上的磁極向表面空間輸出的磁場 強度減少，避免磁傳感器的磁飽和。另外，由此，可以將設置在標尺 部件的端面上的強磁化部與標尺信號檢測用的標尺磁性圖案區分開， 而可靠地進行檢測。
并且，由于通過將磁整形部件與標尺部件相鄰地設置，可以使 從著磁在標尺部件上的磁極向表面空間輸出的磁場強度減少，所以可 以最大限度地使磁尺部件的著磁增強，可以進行穩定的標尺傳感檢
另外，在上述實施例中，僅對將本發明的各實施例所涉及的移 動體檢測器應用在滑動音量裝置中的例子進行了說明，但本發明的各 實施例所涉及的移動體檢測器也可以應用在車輛的懸架、打印機的位 置檢測傳感器等中。
另外，在上述實施例中，僅說明了線性標尺，但本發明的實施 例也可以應用在旋轉編碼器等中。
根據上述實施例說明了本發明，但本發明并不限制于此。例如 各種變更、改良、組合等對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
權利要求
1.一種移動體檢測器，其具有磁尺部，其沿規定方向具有磁性圖案；強磁化部，其位于上述磁尺部的上述規定方向的一端部，其磁性比上述磁性圖案更強；磁場整形單元，其與上述磁尺部相鄰地配置；以及磁檢測單元，其配置為與該磁尺部近鄰地相對并可沿上述磁尺部的上述規定方向移動，用于檢測上述磁性圖案及上述強磁化部的磁場。
2. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁性圖案和上述強磁化部配置在該磁檢測單元的移動軌跡上。
3. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述強磁化部為原點信號生成部。
4. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場整形單元相對于上述磁尺部設置在配置上述磁檢測單元一側的相反側上，吸收磁通而進行磁場整形。
5. 根據權利要求l所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場整形單元沿上述磁尺部的側面設置。
6. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場整形單元由永磁體構成。
7. 根據權利要求l所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場整形單元沿上述磁尺部的兩側面設置，由配置在上述 兩側面中的一側上的永磁體和配置在另一側上的高導磁率部件構成。
8. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場整形單元由沿上述磁尺部的兩側面設置的永磁體構成。
9. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁尺部及上述磁場整形單元由導管部件形成，在剖面為環狀的導管部件的一部分上形成磁尺部，在與該磁尺部相對的部分上形 成上述磁場整形單元。
10. 根據權利要求1所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁檢測單元由磁阻效應元件構成。
11. 根據權利要求l所述的移動體檢測器，其特征在于， 該移動體檢測器具有磁場可變單元，其使從上述磁性圖案發射的磁通的磁場圖案變形。
12. 根據權利要求11所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場可變單元改變上述磁尺部的磁各向異性。
13. —種移動體檢測器，其由下述部分構成 磁尺部，其沿規定方向具有磁性圖案；強磁化部，其位于上述磁尺部的上述規定方向的一端部，其磁 性比上述磁性圖案更強；磁檢測單元，其配置為與該磁尺部近鄰地相對并可沿上述磁尺 部的上述規定方向移動，用于檢測上述磁性圖案及上述強磁化部的磁 場；以及檢測電路，其將由該磁檢測單元檢測出的磁檢測信號分離為標 尺信號和強磁化部信號而進行檢測。
14. 根據權利要求13所述的移動體檢測器，其特征在于，上述檢測電路具有第1及第2比較器，從上述磁傳感器向它們輸入磁檢測信號，上述第1比較器具有第1比較電平，其比上述標尺信號的峰值低，上述第2比較器具有第2比較電平，其比上述標尺信號的峰值 高而比上述強磁化部信號的峰值低，上述第1比較器輸出上述標尺信號， 上述第2比較器輸出強磁化部信號。
15. 根據權利要求13所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述檢測電路基于從磁檢測信號分離出的強磁化部信號，生成表示磁尺部的原點的原點信號。
16. 根據權利要求13所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁檢測單元由磁阻效應元件構成。
17. 根據權利要求13所述的移動體檢測器，其特征在于， 該移動體檢測器具有磁場可變單元，其使從上述磁性圖案發射的磁通的磁場圖案變形。
18. 根據權利要求17所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述磁場可變單元改變上述磁尺部的磁各向異性。
19. 根據權利要求13所述的移動體檢測器，其特征在于， 上述檢測電路由數字電路構成。
全文摘要
本發明提供一種移動體檢測器，其可以使結構簡化并穩定地進行正確的傳感檢測。移動體檢測器(1)具有磁尺部(11)，其沿規定方向具有磁性圖案；強磁化部(14)，其位于磁尺部(11)的規定方向的一端部，其磁性比磁性圖案更強；磁場整形單元(13)，其與磁尺部(11)相鄰地配置；以及磁檢測單元(12)，其配置為與磁尺部(11)近鄰地相對并可沿磁尺部(11)的規定方向移動，檢測磁性圖案及強磁化部(14)的磁場。磁性圖案和強磁化部(14)配置在磁檢測單元(12)的移動軌跡上。
文檔編號G01D5/245GK101358859SQ20081013512
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者林好典 申請人:雅馬哈株式會社