一磁感應(yīng)元件組21、第二磁感應(yīng)元件組22或第三磁感應(yīng)元件23中的某一個(gè)或多個(gè)形成于半導(dǎo)體芯片20上。
[0103]如上所述，根據(jù)實(shí)施方式9，通過將磁感應(yīng)裝置形成于一個(gè)半導(dǎo)體芯片上，從而能提高磁極內(nèi)位置M的測定精度，提高位置檢測分辨率。
[0104]此外，上述實(shí)施方式I?9所示的磁感應(yīng)元件能使用霍爾元件、磁阻元件等，但優(yōu)選使用旋轉(zhuǎn)閥型的磁阻元件。
[0105]尤其是，隧道磁阻元件能減小元件尺寸，因此能夠?qū)⒋鸥袘?yīng)元件間隔P = λ/η設(shè)定成例如實(shí)際的磁尺Ia的磁極限制長λ0 = ΙΟΟμπι以下。其結(jié)果是，能夠提高位置檢測分辨率。
[0106]另外，以上說明中使用的圖中，示出了第一磁感應(yīng)元件組21、第二磁感應(yīng)元件組22及第三磁感應(yīng)元件組23由5個(gè)第一磁感應(yīng)元件21a?21e構(gòu)成的示例，但磁感應(yīng)元件的排列個(gè)數(shù)η并不局限于5個(gè)。η為2以上的自然數(shù)即可。
[0107]另外，上述實(shí)施方式I?7中，假設(shè)磁感應(yīng)裝置2與磁尺Ia或磁性尺Ib之間的相對(duì)移動(dòng)是直線移動(dòng)，但也可以是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。在是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的情況下，將磁尺Ia或磁性尺Ib排列在圓周上，計(jì)算出相對(duì)角度即可，而不計(jì)算相對(duì)位置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁氣式位置檢測裝置，其特征在于，包括: 磁尺，該磁尺由磁性性質(zhì)不同的寬度λ的第一磁性部和寬度λ的第二磁性部所構(gòu)成的寬度2 λ的磁極對(duì)以磁極對(duì)寬度2 λ的周期等間隔排列而成； 磁感應(yīng)裝置，該磁感應(yīng)裝置與所述磁尺隔開預(yù)定間隙相對(duì)配置，在維持所述間隙的同時(shí)，在由所述磁尺所形成的磁場中朝所述磁尺的排列方法相對(duì)移動(dòng)，利用磁感應(yīng)元件來測定所述相對(duì)移動(dòng)時(shí)的所述磁場的變化；以及 位置計(jì)算電路，該位置計(jì)算電路通過分析出所述磁感應(yīng)裝置的輸出值，來計(jì)算所述磁感應(yīng)裝置與所述磁尺之間的相對(duì)位置， 所述磁感應(yīng)裝置具備第一磁感應(yīng)元件組以作為所述磁感應(yīng)元件，該第一磁感應(yīng)元件組由η個(gè)第一磁感應(yīng)元件構(gòu)成，并以磁感應(yīng)元件間隔P等間隔排列，使得λ =ηΡ，從構(gòu)成所述第一磁感應(yīng)元件組的所述η個(gè)第一磁感應(yīng)元件分別并列輸出所述相對(duì)移動(dòng)時(shí)的所述磁場的變化的測定結(jié)果，其中，η是2以上的自然數(shù)， 所述位置計(jì)算電路通過分析出從所述磁感應(yīng)裝置并列輸出的輸出值，來將所述磁感應(yīng)裝置與所述磁尺之間的相對(duì)位置計(jì)算作為λ/η的位置檢測分辨率。2.如權(quán)利要求1所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 所述位置計(jì)算電路包括: Hi/Lo判斷部，該Hi/Lo判斷部對(duì)所述磁感應(yīng)裝置所并列輸出的所述η個(gè)輸出值進(jìn)行Hi/Lo判斷并進(jìn)行二值化，作為η個(gè)Hi/Lo輸出來進(jìn)行輸出；以及 磁極內(nèi)位置計(jì)算部，該磁極內(nèi)位置計(jì)算部基于位置計(jì)算表來將與所述η個(gè)Hi/Lo輸出對(duì)應(yīng)的所述磁感應(yīng)裝置的磁極內(nèi)位置M計(jì)算作為λ/n的位置檢測分辨率，其中，所述位置計(jì)算表中預(yù)先規(guī)定了作為所述磁極對(duì)寬度2 λ內(nèi)的所述相對(duì)位置的2η個(gè)所述磁極內(nèi)位置Μ、與所述η個(gè)Hi/Lo輸出的圖案之間的關(guān)系，其中，所述M是O以上、2n_l以下的2n個(gè)整數(shù)。3.如權(quán)利要求2所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 所述位置計(jì)算電路還包括: 偏移計(jì)算部，該偏移計(jì)算部基于所述磁極內(nèi)位置計(jì)算部所輸出的所述磁極內(nèi)位置M、以及預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的上一次的所述磁極內(nèi)位置M的變化信息，在所述磁極內(nèi)位置M從2n-l偏移為O時(shí)判斷為所述磁感應(yīng)裝置相對(duì)于所述磁尺的相對(duì)位置向沿+方向相鄰的磁極對(duì)偏移，在所述磁極內(nèi)位置M從O偏移為2n-l時(shí)判斷為所述磁感應(yīng)裝置相對(duì)于所述磁尺的相對(duì)位置向沿-方向相鄰的磁極對(duì)偏移； 磁極對(duì)位置計(jì)算部，該磁極對(duì)位置計(jì)算部通過基于所述偏移計(jì)算部的判斷結(jié)果來實(shí)施增減計(jì)算，從而計(jì)算出所述磁感應(yīng)裝置相對(duì)于所述磁尺的以磁極對(duì)寬度2 λ為單位的相對(duì)位置、即磁極對(duì)位置L，其中所述L是整數(shù)；以及 位置計(jì)算部，該位置計(jì)算部基于所述磁極對(duì)位置L以及所述磁極內(nèi)位置Μ，來計(jì)算所述磁感應(yīng)裝置的所述相對(duì)位置。4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 所述磁感應(yīng)裝置除了包括所述第一磁感應(yīng)元件組以外，還包括第二磁感應(yīng)元件組以作為所述磁感應(yīng)元件， 所述第二磁感應(yīng)元件組由具有與所述第一磁感應(yīng)元件同相的磁感應(yīng)特性的η個(gè)磁感應(yīng)元件構(gòu)成，并以所述磁感應(yīng)元件間隔P等間隔排列，使得λ = ηΡ，所述第二磁感應(yīng)元件組位于離開所述第一磁感應(yīng)元件組Q * λ的距離的相對(duì)位置上，其中，所述Q為奇數(shù)， 對(duì)于互相離開Q * λ的距離的所述第一磁感應(yīng)元件組中所包含的η個(gè)磁感應(yīng)元件、與所述第二磁感應(yīng)元件組中所包含的η個(gè)磁感應(yīng)元件，分別將一方布線至GND相連接，將另一方布線至電源Vin，從而構(gòu)成半橋電路，將各個(gè)所述半橋電路的連接點(diǎn)電壓、即半橋電壓并列輸出。5.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 所述磁感應(yīng)裝置除了包括所述第一磁感應(yīng)元件組以外，還包括第三磁感應(yīng)元件組以作為所述磁感應(yīng)元件， 所述第三磁感應(yīng)元件組由具有與所述第一磁感應(yīng)元件反相的磁感應(yīng)特性的η個(gè)磁感應(yīng)元件構(gòu)成，并以所述磁感應(yīng)元件間隔P等間隔排列，使得λ = ηΡ，所述第三磁感應(yīng)元件組位于離開所述第一磁感應(yīng)元件組R * λ的距離的相對(duì)位置上，其中，所述R為偶數(shù)， 對(duì)于互相離開R * λ的距離的所述第一磁感應(yīng)元件組中所包含的η個(gè)磁感應(yīng)元件、與所述第三磁感應(yīng)元件組中所包含的η個(gè)磁感應(yīng)元件，分別將一方布線至GND，將另一方布線至電源Vin，從而構(gòu)成半橋電路，將各個(gè)所述半橋電路的連接點(diǎn)電壓、即半橋電壓并列輸出。6.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置裝置，其特征在于， 所述磁尺中，用磁極紊亂部代替特定位置上的所述第一磁性部或所述第二磁性部來進(jìn)行配置，所述磁極紊亂部因所述第一磁性部與所述第二磁性部的混合而產(chǎn)生周期紊亂，所述位置計(jì)算電路根據(jù)所述磁感應(yīng)裝置的輸出的周期性紊亂來檢測出所述磁極紊亂部的配置位置，在每次檢測到所述磁極紊亂部時(shí)，重置至此為止的相對(duì)位置，并重新設(shè)定所述相對(duì)位置，以使得檢測到所述磁極紊亂部的位置成為絕對(duì)基準(zhǔn)位置。7.如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 所述磁感應(yīng)元件是旋轉(zhuǎn)閥型磁阻元件、隧道磁阻元件及旋轉(zhuǎn)閥型隧道磁阻元件中的任意一種。8.如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 由η個(gè)磁感應(yīng)元件構(gòu)成的磁感應(yīng)元件組利用半導(dǎo)體處理來形成于一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。9.如權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 所述磁尺排列在直線上或圓周上， 所述位置計(jì)算電路通過分析出所述磁感應(yīng)裝置的輸出值，來計(jì)算所述磁感應(yīng)裝置與所述磁尺之間的相對(duì)直線位置或相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。10.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 在所述磁尺中，所述第一磁性部由S極構(gòu)成，所述第二磁性部由N極構(gòu)成。11.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的磁氣式位置檢測裝置，其特征在于， 在所述磁尺中，所述第一磁性部由凹部構(gòu)成，所述第二磁性部由凸部構(gòu)成， 所述磁感應(yīng)裝置具有用于在自身與所述磁尺之間形成所述磁場的磁鐵。12.一種磁氣式位置檢測方法，該磁氣式位置檢測方法在磁氣式位置檢測裝置中使用，所述磁氣式位置檢測裝置包括: 磁尺，該磁尺由磁性性質(zhì)不同的寬度λ的第一磁性部和寬度λ的第二磁性部所構(gòu)成的寬度2 λ的磁極對(duì)以磁極對(duì)寬度2 λ的周期等間隔排列而成； 磁感應(yīng)裝置，該磁感應(yīng)裝置與所述磁尺隔開預(yù)定間隙相對(duì)配置，在維持所述間隙的同時(shí)，在由所述磁尺所形成的磁場中朝所述磁尺的排列方向相對(duì)移動(dòng)，利用磁感應(yīng)元件來測定所述相對(duì)移動(dòng)時(shí)的所述磁場的變化；以及 位置計(jì)算電路，該位置計(jì)算電路通過分析出所述磁感應(yīng)裝置的輸出值，來計(jì)算所述磁感應(yīng)裝置與所述磁尺之間的相對(duì)位置， 所述磁感應(yīng)裝置具備第一磁感應(yīng)元件組以作為所述磁感應(yīng)元件，該第一磁感應(yīng)元件組由η個(gè)第一磁感應(yīng)元件構(gòu)成，并以磁感應(yīng)元件間隔P等間隔排列，使得λ =ηΡ，從構(gòu)成所述第一磁感應(yīng)元件組的所述η個(gè)第一磁感應(yīng)元件分別并列輸出所述相對(duì)移動(dòng)時(shí)的所述磁場的變化的測定結(jié)果，其中，η是2以上的自然數(shù)，所述磁氣式位置檢測方法的特征在于，在所述位置計(jì)算電路中具有: Hi/Lo判斷步驟，該Hi/Lo判斷步驟中，對(duì)所述磁感應(yīng)裝置所并列輸出的所述η個(gè)輸出值進(jìn)行Hi/Lo判斷并進(jìn)行二值化，作為η個(gè)Hi/Lo輸出來進(jìn)行輸出； 存儲(chǔ)步驟，該存儲(chǔ)步驟中，將位置計(jì)算表存儲(chǔ)至存儲(chǔ)部中，所述位置計(jì)算表中預(yù)先規(guī)定了作為所述磁極對(duì)寬度2 λ內(nèi)的所述相對(duì)位置的2η個(gè)磁極內(nèi)位置Μ、與所述η個(gè)Hi/Lo輸出的圖案之間的關(guān)系，其中，所述M是O以上、2n-l以下的2n個(gè)整數(shù)；以及 磁極內(nèi)位置計(jì)算步驟，該磁極內(nèi)位置計(jì)算步驟中，基于在所述存儲(chǔ)步驟中存儲(chǔ)至所述存儲(chǔ)部中的所述位置計(jì)算表，來將與所述η個(gè)Hi/Lo輸出對(duì)應(yīng)的所述磁感應(yīng)裝置的所述磁極內(nèi)位置M計(jì)算作為λ/n的位置檢測分辨率。
【專利摘要】使由磁性性質(zhì)不同的第一磁性部(11a)與第二磁性部(12a)所構(gòu)成的磁極對(duì)以磁極對(duì)寬度2λ的周期排列而成的磁尺(1a)、與由n個(gè)磁感應(yīng)元件(21a～21e)以λ＝nP的方式以磁感應(yīng)元件間隔P進(jìn)行排列而形成的磁感應(yīng)裝置(2)隔開預(yù)定間隙而相對(duì)配置，通過分析從n個(gè)磁感應(yīng)元件(21a～21e)并列輸出的輸出值，從而將磁感應(yīng)裝置(2)與磁尺(1a)之間的相對(duì)位置計(jì)算作為λ/n的位置檢測分辨率。
【IPC分類】G01D5/245
【公開號(hào)】CN105143831
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380075894
【發(fā)明人】原京史, 川野裕司
【申請(qǐng)人】三菱電機(jī)株式會(huì)社
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2013年4月23日
【公告號(hào)】WO2014174586A1