本發(fā)明涉及一種使用檢測(cè)磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)檢測(cè)元件的移動(dòng)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

一般來(lái)說(shuō)，作為檢測(cè)車軸等旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的裝置，例如使用具備包含磁性體的齒輪、和以與該齒輪非接觸的方式配置的磁場(chǎng)檢測(cè)元件的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平6-34645號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2015-111062號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，近些年，要求提供即使在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)也能夠精確地檢測(cè)齒輪的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。因?yàn)樵诘退傩D(zhuǎn)時(shí)，齒輪的單位時(shí)間的旋轉(zhuǎn)角微小，所以為了檢測(cè)該齒輪的微小旋轉(zhuǎn)，期望齒輪的齒數(shù)更多。

但是，因?yàn)辇X輪本身的尺寸上的限制、齒輪齒的加工精度的問(wèn)題等，所以齒輪的齒數(shù)也有上限。即使能夠精密地加工多個(gè)齒輪齒，也因?yàn)辇X輪齒的尺寸微小化而使在該齒輪齒的周邊產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化也微小化，從而在鄰接的齒輪齒上形成的磁場(chǎng)彼此互相干涉，所以有可能降低磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)靈敏度。

因此，期望提供一種在低速移動(dòng)時(shí)具有出色的檢測(cè)精度的移動(dòng)檢測(cè)裝置。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式的移動(dòng)檢測(cè)裝置具備：移動(dòng)體，在第一方向移動(dòng)；第一傳感器，檢測(cè)伴隨該移動(dòng)體的移動(dòng)的磁場(chǎng)變化且輸出第一信號(hào)；第二傳感器，沿著第一方向設(shè)置在與第一傳感器不同的位置，檢測(cè)伴隨移動(dòng)體的移動(dòng)的磁場(chǎng)變化且輸出第二信號(hào)；以及信號(hào)處理單元，包含信號(hào)生成電路，該信號(hào)生成電路根據(jù)第一信號(hào)生成第三信號(hào)和第四信號(hào)，該第四信號(hào)具有與該第三信號(hào)不同的波形。另外，本發(fā)明的一種實(shí)施方式的移動(dòng)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)移動(dòng)體的移動(dòng)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式的移動(dòng)檢測(cè)裝置的信號(hào)生成電路中，根據(jù)第一信號(hào)，生成互相具有不同波形的第三信號(hào)和第四信號(hào)。因此，可以從第二信號(hào)與第三信號(hào)的比較、和第二信號(hào)與第四信號(hào)的比較的雙方獲得不同時(shí)間的脈沖。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖2是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖3是表示圖2所示的包含在mr元件中的堆棧的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。

圖4是表示圖1所示的信號(hào)處理單元的信號(hào)的波形的波形圖。

圖5a是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的主要部分結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作的第一放大圖。

圖5b是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的主要部分結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作的第二放大圖。

圖5c是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的主要部分結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作的第三放大圖。

圖6是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的變形例的波形圖。

圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖8是表示圖7所示的信號(hào)處理單元的信號(hào)的波形的波形圖。

圖9是本發(fā)明的其他變形例的信號(hào)處理單元的電路圖。

圖10是表示圖9所示的信號(hào)處理單元的信號(hào)的波形的波形圖。

圖11是本發(fā)明的其他變形例的信號(hào)處理單元的電路圖。

符號(hào)的說(shuō)明

1齒輪

1t凸部

1u凹部

2主體

3傳感器單元

3a～3dmr元件

3s傳感器堆棧

4信號(hào)處理單元

40,40a～40c信號(hào)生成電路

41a,41b加法器

42a～42c比較器(comparator)

43組合電路

44a,44b放大器

l1～p14配線

p1～p9連接點(diǎn)

vout輸出端子

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。再有，說(shuō)明按以下的順序進(jìn)行。

1.第一實(shí)施方式

具備包含加法器的信號(hào)生成電路的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。

2.第一實(shí)施方式的變形例

輸出信號(hào)的占空比為0.5的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。

3.第二實(shí)施方式

具備包含放大器的信號(hào)生成電路的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。

4.其他變形例

<1.第一實(shí)施方式>

[旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)]

最初，參照?qǐng)D1和圖2等，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)例子的概略圖。該旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置被稱作所謂的齒輪齒傳感器、齒輪傳感器，例如具備齒輪1和主體2。再有，該旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“移動(dòng)檢測(cè)裝置”的一個(gè)具體例子。

(齒輪1)

齒輪1例如是包含齒輪齒部的沿著箭頭1r方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體，該齒輪齒部例如由磁性體構(gòu)成的凸部1t與凹部1u在圓盤(pán)狀部件的周邊部以所定間隔(例如2～7mm左右的間距)交替配置而成。通過(guò)齒輪1的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，在相對(duì)于主體2的傳感器單元3(后述)的最近的位置，存在凸部1t的狀態(tài)與存在凹部1u的狀態(tài)反復(fù)交替。因此，齒輪1通過(guò)自身的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，能夠帶來(lái)作為對(duì)主體2賦予的外部磁場(chǎng)的反偏壓磁場(chǎng)hbb(參照后述的圖5a～5c)的周期性變化。再有，將齒輪1的凸部1t總數(shù)或凹部1u總數(shù)稱為齒輪1的齒數(shù)。再有，齒輪1對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“移動(dòng)體”的一個(gè)具體例子。

(主體2)

主體2例如具有傳感器單元3、信號(hào)處理單元4和磁體5。傳感器單元3內(nèi)置傳感器電路30，信號(hào)處理單元4內(nèi)置信號(hào)生成電路40。圖2是表示傳感器電路30和信號(hào)生成電路40的一個(gè)結(jié)構(gòu)例子的電路圖。主體2如圖1所示，進(jìn)一步設(shè)置有：對(duì)傳感器電路30供給電源電壓的電源端子vcc和接地端子gnd、以及用于取出來(lái)自信號(hào)生成電路40的輸出的輸出端子vout。再有，在圖1中，凸部1t的頭頂部與傳感器單元3的間隔ag例如為0.5mm～3mm。

(傳感器單元3)

傳感器電路30例如具有包含4個(gè)磁阻效應(yīng)(mr：magneto-resistiveeffect)元件3a～3d的惠斯登橋電路。mr元件3a的一端與mr元件3b的一端在連接點(diǎn)p1連接，mr元件3c的一端與mr元件3d的一端在連接點(diǎn)p2連接，mr元件3a的另一端與mr元件3d的另一端在連接點(diǎn)p3連接，mr元件3b的另一端與mr元件3c的另一端在連接點(diǎn)p4連接。在這里，連接點(diǎn)p3與電源端子vcc連接，連接點(diǎn)p4接地。連接點(diǎn)p1、p2分別通過(guò)配線l1、l2與信號(hào)處理單元4連接。另外，mr元件3a和mr元件3b對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“第一傳感器”的一個(gè)具體例子，mr元件3c和mr元件3d對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“第二傳感器”的一個(gè)具體例子。在這里，作為第一傳感器的mr元件3a和mr元件3b在齒輪1的旋轉(zhuǎn)方向(箭頭1r的方向)上，設(shè)置在與作為第二傳感器的mr元件3c和mr元件3d不同的位置。

再有，在圖2中賦予符號(hào)j31的箭頭示意性地表示mr元件3a～3d各自的磁化固定層31(后述)的磁化方向。也就是說(shuō)，表示：mr元件3a和mr元件3c的各個(gè)電阻值根據(jù)外部磁場(chǎng)的變化彼此在第一方向上變化，mr元件3b和mr元件3d的各個(gè)電阻值也根據(jù)外部磁場(chǎng)的變化彼此在第二方向上變化。在這里，第一方向與第二方向是彼此相反的方向。例如存在下列關(guān)系：伴隨齒輪1的旋轉(zhuǎn)，mr元件3a和mr元件3c的各個(gè)電阻值增大，另一方面，mr元件3b和mr元件3d的各個(gè)電阻值減少。

圖3表示構(gòu)成mr元件3a～3d的主要部分的傳感器堆棧3s的一個(gè)例子。mr元件3a～3d全都包含實(shí)質(zhì)上構(gòu)造相同的傳感器堆棧3s。如圖3所示，傳感器堆棧3s為層疊有包含磁性層的多個(gè)功能膜的自旋閥構(gòu)造。具體地說(shuō)，傳感器堆棧3s為依次層疊：具有固定在一定方向的磁化j31的磁化固定層31、沒(méi)有顯出特定的磁化方向的中層間32、和具有根據(jù)信號(hào)磁場(chǎng)而變化的磁化j33的磁化自由層33的構(gòu)造。再有，圖3表示沒(méi)有賦予外部磁場(chǎng)(反偏壓磁場(chǎng)hbb)的空載狀態(tài)。在這種情況下，磁化自由層33的磁化j33為分別與自身的易磁化軸ae33平行、且與磁化固定層31的磁化j31正交的方向。mr元件3a、3c的磁化固定層31例如具有固定在+y方向的磁化j31，mr元件3b、3d的磁化固定層31具有固定在-y方向的磁化j31。再有，磁化固定層31、中間層32和磁化自由層33可以是單層構(gòu)造，也可以是由多層構(gòu)成的多層構(gòu)造。

磁化固定層31包含例如鈷(co)、鈷鐵合金(cofe)、鈷鐵硼合金(cofeb)等強(qiáng)磁性材料。再有，也可以以與磁化固定層31鄰接的方式，在中間層32的反對(duì)側(cè)設(shè)置反強(qiáng)磁性層(未圖示)。這樣的反強(qiáng)磁性層包含鉑錳合金(ptmn)、銥錳合金(irmn)等反強(qiáng)磁性材料。關(guān)于反強(qiáng)磁性層，例如在mr元件3a中，+y方向的自旋磁矩與-y方向的自旋磁矩完全處于相互抵消的狀態(tài)，從而使鄰接的磁化固定層31的磁化j31的方向固定在+y方向上。

中間層32是由例如氧化鎂(mgo)構(gòu)成的非磁性的隧道阻擋層(tunnelbarrierlayer)，是具有根據(jù)量子力學(xué)可以通過(guò)隧道電流的厚度的薄層。因此在這種情況下，傳感器堆棧3s為mtj(magnetictunneljunction)構(gòu)造。由mgo構(gòu)成的隧道阻擋層例如能夠通過(guò)下列處理來(lái)獲得：使用由mgo構(gòu)成的靶子(target)的濺射處理、鎂(mg)薄膜的氧化處理、或在氧氣氣氛中進(jìn)行鎂濺射的反應(yīng)濺射處理。另外，除了mgo之外，也可以使用鋁(al)、鉭(ta)、鉿(hf)的各種氧化物或氮化物來(lái)構(gòu)成中間層32。進(jìn)一步說(shuō)，中間層32不限定于隧道阻擋層，也可以是非磁性導(dǎo)電層。在這種情況下，傳感器堆棧3s為gmr(giantmagnetoresistiveeffect)構(gòu)造。

磁化自由層33是軟性強(qiáng)磁性層，例如具有x軸方向的易磁化軸ae33。磁化自由層33例如包含鈷鐵合金(cofe)、鎳鐵合金(nife)或鈷鐵硼合金(cofeb)等。

由于這樣的結(jié)構(gòu)，在傳感器單元3的橋接電路中，例如如果從電源端子vcc供給電流i10，那么該電流i10經(jīng)由連接點(diǎn)p3流入mr元件3a和mr元件3d。分別通過(guò)mr元件3a和mr元件3d的傳感器堆棧3s的電流i10到達(dá)連接點(diǎn)p1和連接點(diǎn)p2。之后，電流i10分別從連接點(diǎn)p1和連接點(diǎn)p2流入mr元件3b的一端和mr元件3c的一端以后，通過(guò)mr元件3b和mr元件3c并經(jīng)由連接點(diǎn)p4到達(dá)接地端子gnd。另外，來(lái)自連接點(diǎn)p1和連接點(diǎn)p2的、傳感器單元3的橋接電路的輸出通過(guò)配線l1和配線l2，作為信號(hào)a和信號(hào)b分別提供給信號(hào)處理單元4。

(信號(hào)處理單元4)

包含在信號(hào)處理單元4中的信號(hào)生成電路40對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的“信號(hào)生成電路”的一個(gè)具體例子，例如具有加法器41a和41b、比較器42a～42c以及組合電路43。組合電路43包含：“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b、以及“或”門(mén)43c。并且，信號(hào)生成電路40具有：將配線l1分支為3個(gè)路徑的連接點(diǎn)p5、和將配線l2分支為3個(gè)路徑的連接點(diǎn)p6。進(jìn)一步說(shuō)，信號(hào)生成電路40具有：分別連接連接點(diǎn)p5與比較器42a～42c的配線l3～l5、和分別連接連接點(diǎn)p6與比較器42a～42c的配線l6～l8。加法器41a設(shè)置在連接點(diǎn)p5與比較器42a之間的配線l3上，加法器41b設(shè)置在連接點(diǎn)p5與比較器42b之間的配線l4上。

加法器41a是通過(guò)對(duì)流經(jīng)配線l3的信號(hào)a加算所定的偏移電壓而生成信號(hào)a1、且將該信號(hào)a1向比較器42a發(fā)送的邏輯電路。同樣，加法器41b是通過(guò)對(duì)流經(jīng)配線l4的信號(hào)a加算所定的偏移電壓生成信號(hào)a2、且將該信號(hào)a2向比較器42b發(fā)送的邏輯電路。在這里，可以通過(guò)使在加法器41a中加算的偏移電壓、與在加法器41b中加算的偏移電壓不同，而使信號(hào)a1與信號(hào)a2成為互相不同的波形。在圖4中，將信號(hào)a1、a、a2的波形與信號(hào)b的波形一起分別表示。再有，在圖4中，有關(guān)信號(hào)a1、a、a2、b的縱軸表示電壓v的大小。另外在圖4中，一起表示：齒輪1的凸部1t和凹部1u的位置、mr元件3a和mr元件3b的位置、mr元件3c和mr元件3d的位置。以下，將mr元件3a和mr元件3b合稱為“第一傳感器”，將mr元件3c和mr元件3d合稱為“第二傳感器”。在這里，在加法器41a中加算的偏移電壓優(yōu)選地保持在信號(hào)a1的波形與信號(hào)b的波形形成交點(diǎn)的范圍內(nèi)。關(guān)于在加法器41b中加算的偏移電壓也優(yōu)選地保持在信號(hào)a2的波形與信號(hào)b的波形形成交點(diǎn)的范圍內(nèi)。

比較器42a～42c是進(jìn)行輸入的2個(gè)信號(hào)的邏輯值(在這里為電壓)的比較、且根據(jù)這2個(gè)信號(hào)的電壓的大小關(guān)系輸出新信號(hào)的邏輯電路。具體地說(shuō)，比較器42a進(jìn)行加算有偏移電壓的信號(hào)a1與信號(hào)b的比較，且根據(jù)該結(jié)果輸出信號(hào)c1。同樣，比較器42b進(jìn)行加算有偏移電壓的信號(hào)a2與信號(hào)b的比較，且根據(jù)該結(jié)果輸出信號(hào)c2。比較器42c進(jìn)行沒(méi)有加算偏移電壓的信號(hào)a與信號(hào)b的比較，且根據(jù)該結(jié)果輸出信號(hào)c。在圖4中，分別表示信號(hào)c1、c、c2的波形。在圖4中，將信號(hào)a1、a、a2的各個(gè)電壓高于信號(hào)b的電壓的情況作為高電平(hi)，將信號(hào)a1、a、a2的各個(gè)電壓低于信號(hào)b的電壓的情況作為低電平(lo)。

信號(hào)生成電路40進(jìn)一步具有：從比較器42a伸向“與”門(mén)43a的配線l9、從比較器42b伸向“與”門(mén)43a的配線l10、和從比較器42c伸向“與”門(mén)43a的配線l11。在配線l9上設(shè)置有連接點(diǎn)p7，并且以連接連接點(diǎn)p7與“與”門(mén)43b的方式設(shè)置配線l12。在配線l10上設(shè)置有連接點(diǎn)p8，并且以連接連接點(diǎn)p8與“與”門(mén)43b的方式設(shè)置配線l13。在配線l11上設(shè)置有連接點(diǎn)p9，并且以連接連接點(diǎn)p9與“與”門(mén)43b的方式設(shè)置配線l14。在組合電路43中，在信號(hào)c1、c、c2分別被輸入“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b之后，來(lái)自“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b的輸出通過(guò)經(jīng)由“或”門(mén)43c，最終從輸出端子vout輸出信號(hào)d。在圖4中，表示信號(hào)d的波形。

(磁體5)

磁體5隔著傳感器單元3位于齒輪1的相反側(cè)。磁體5朝著齒輪1和傳感器單元3賦予+z方向的反偏壓磁場(chǎng)hbb(參照后述的圖5a～5c)。傳感器單元3通過(guò)mr元件3a～3d，檢測(cè)反偏壓磁場(chǎng)hbb的變化(x軸成分的變化)。

[旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的動(dòng)作和作用]

在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置中，能夠通過(guò)內(nèi)置在主體2中的傳感器單元3、信號(hào)處理單元4和磁體5檢測(cè)齒輪1的旋轉(zhuǎn)速度。

在該旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置中，如果齒輪1例如從圖5a的狀態(tài)沿著箭頭1r方向旋轉(zhuǎn)，那么相對(duì)于傳感器單元3的mr元件3a～3d，齒輪1的凸部1t與凹部1u交替對(duì)向。這時(shí)，如圖5b所示，如果由磁性體構(gòu)成的凸部1t接近傳感器單元3，那么來(lái)自位于其背后的磁體5的反偏壓磁場(chǎng)hbb的磁通量集中于凸部1t。也就是說(shuō)，因?yàn)閤軸方向的磁通量擴(kuò)展小，所以反偏壓磁場(chǎng)hbb的x軸成分比較小。另一方面，如圖5c所示，如果凸部1t離開(kāi)傳感器單元3而凹部1u接近傳感器單元3，那么反偏壓磁場(chǎng)hbb的磁通量的一部分朝向該凹部1u兩旁的凸部1t。也就是說(shuō)，因?yàn)閤軸方向的磁通量擴(kuò)展變大，所以反偏壓磁場(chǎng)hbb的x軸成分變得比較大。對(duì)應(yīng)于該反偏壓磁場(chǎng)hbb的x軸成分的變化，mr元件3a～3d的磁化自由層33的磁化j33的方向發(fā)生變化。利用伴隨該磁化j33的方向變化的mr元件3a～3d的電阻變化，能夠檢測(cè)齒輪1的旋轉(zhuǎn)速度。

以下，主要參照?qǐng)D4對(duì)齒輪1的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。這里在齒輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，將任意的凸部1t從最接近第一傳感器的位置到最接近第二傳感器的位置所需要的通過(guò)期間作為th。另一方面，將任意的凹部1u從最接近第一傳感器的位置到最接近第二傳感器的位置所需要的通過(guò)期間作為tl。再有，在圖4中，將齒輪1相對(duì)于第一傳感器和第二傳感器的旋轉(zhuǎn)方向作為箭頭1r方向。另外，在圖4中，橫軸表示經(jīng)過(guò)的時(shí)間，表示越向右進(jìn)、經(jīng)過(guò)的時(shí)間變得越大。

如上所述，凸部1t越是接近傳感器單元3，來(lái)自位于其背后的磁體5的反偏壓磁場(chǎng)hbb的磁通量越是集中于凸部1t，反偏壓磁場(chǎng)hbb的x軸成分變小。另一方面，凹部1u越是接近傳感器單元3，反偏壓磁場(chǎng)hbb的磁通量的一部分越是朝向該凹部1u兩旁的凸部1t，反偏壓磁場(chǎng)hbb的x軸成分變大。其結(jié)果是：流經(jīng)配線l2的信號(hào)b呈現(xiàn)符號(hào)b所示的曲線(圖4)。也就是說(shuō)，在期間th中，信號(hào)b的電壓在逐漸下降、經(jīng)過(guò)最小值之后逐漸上升；而在期間tl中，信號(hào)b的電壓在逐漸上升、經(jīng)過(guò)最大值之后逐漸下降。對(duì)此，流經(jīng)配線l1的信號(hào)a呈現(xiàn)符號(hào)a所示的曲線(圖4)。也就是說(shuō)，在期間th中，信號(hào)a的電壓在逐漸上升、經(jīng)過(guò)最大值之后逐漸下降；而在期間tl中，信號(hào)a的電壓在逐漸下降、經(jīng)過(guò)最小值之后逐漸上升。

在信號(hào)a和信號(hào)b分別經(jīng)由配線l5和配線l8、被直接輸入的比較器42c中，進(jìn)行了信號(hào)a與信號(hào)b的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出具有脈沖波形的信號(hào)c。也就是說(shuō)，在期間th中，因?yàn)樾盘?hào)a的電壓高于信號(hào)b的電壓，所以信號(hào)c成為高電平(hi)；而在期間tl中，因?yàn)樾盘?hào)a的電壓低于信號(hào)b的電壓，所以信號(hào)c成為低電平(lo)(圖4)。

信號(hào)a經(jīng)由在連接點(diǎn)p5被分支的配線l3、被輸入加法器41a中。在加法器41a中，通過(guò)對(duì)信號(hào)a加算偏移電壓而生成新信號(hào)a1。信號(hào)a1被輸入比較器42a中。另一方面，信號(hào)b經(jīng)由在連接點(diǎn)p6被分支的配線l6、被輸入比較器42a中。在比較器42a中，進(jìn)行信號(hào)a1與信號(hào)b的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出具有脈沖波形的信號(hào)c1。因?yàn)樾盘?hào)a1加算有偏移電壓，所以信號(hào)a1的波形與信號(hào)b的波形的交點(diǎn)的位置、與信號(hào)a的波形與信號(hào)b的波形的交點(diǎn)的位置不同。具體地說(shuō)，信號(hào)a1的電壓高于信號(hào)b的電壓的期間變得比期間th長(zhǎng)，信號(hào)a1的電壓低于信號(hào)b的電壓的期間變得比期間tl短。因此，在信號(hào)c1中，成為高電平(hi)的期間th1變得比期間th長(zhǎng)，成為低電平(lo)的期間tl1變得比期間tl短(圖4)。

信號(hào)a經(jīng)由在連接點(diǎn)p5被分支的配線l4、被輸入加法器41b中。在加法器41b中，通過(guò)對(duì)信號(hào)a加算與在加法器41a中加算的偏移電壓大小不同的偏移電壓，生成新信號(hào)a2。信號(hào)a2被輸入比較器42b中。另一方面，信號(hào)b經(jīng)由在連接點(diǎn)p6被分支的配線l7、被輸入比較器42b中。在比較器42b中，進(jìn)行信號(hào)a2與信號(hào)b的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出具有脈沖波形的信號(hào)c2。因?yàn)樾盘?hào)a2加算有所定的偏移電壓，所以信號(hào)a2的波形與信號(hào)b的波形的交點(diǎn)的位置、與信號(hào)a的波形與信號(hào)b的波形的交點(diǎn)的位置和信號(hào)a1的波形與信號(hào)b的波形的交點(diǎn)的位置都不同。具體地說(shuō)，信號(hào)a2的電壓高于信號(hào)b的電壓的期間變得比期間th短，信號(hào)a2的電壓低于信號(hào)b的電壓的期間變得比期間tl長(zhǎng)。因此，在信號(hào)c2中，成為高電平(hi)的期間th2變得比期間th短，成為低電平(lo)的期間tl2變得比期間tl長(zhǎng)(圖4)。

信號(hào)c1、c、c2生成以后，在信號(hào)生成電路40中，通過(guò)組合電路43，生成從輸出端子vout輸出的信號(hào)d。如圖4所示，信號(hào)d在期間th中包含多個(gè)脈沖(脈沖pl1、pl2)。

[旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的效果]

像這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，在1個(gè)凸部1t通過(guò)第一傳感器與第二傳感器之間時(shí)，能夠輸出包含多個(gè)脈沖的信號(hào)d。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)信號(hào)處理單元4，根據(jù)信號(hào)a生成了相互具有不同波形的2個(gè)信號(hào)a1、a2，并且由比較器42a、42b形成了具有不同波形的信號(hào)c1、c2。

然而，如果沒(méi)有生成信號(hào)a1、a2，那么在1個(gè)凸部1t和1個(gè)凹部1u通過(guò)第一傳感器與第二傳感器之間時(shí)，僅能夠得到包含1個(gè)脈沖的信號(hào)c。對(duì)此，在本實(shí)施方式中，在1個(gè)凸部1t和1個(gè)凹部1u通過(guò)第一傳感器與第二傳感器之間時(shí)，能夠得到包含3個(gè)脈沖pl1～pl3的信號(hào)d。

根據(jù)本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，因?yàn)榫邆湫盘?hào)處理單元4，所以能夠得到比僅從信號(hào)a與信號(hào)b的關(guān)系獲得的脈沖多的脈沖。因此，即使是齒輪1的微小旋轉(zhuǎn)，也能夠精確地檢測(cè)。

<2.第一實(shí)施方式的變形例>

在上述第一實(shí)施方式中的圖4所示的信號(hào)d中，脈沖pl1、pl2的寬度與脈沖pl3的寬度不同，并且脈沖pl1與脈沖pl2的間隔、與脈沖pl2與脈沖pl3的間隔也不同。但是，在計(jì)算齒輪1的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)角時(shí)，信號(hào)d的數(shù)值的處理變得繁雜。

因此，如圖6所示，優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)整在加法器41a、41b中對(duì)信號(hào)a加算的偏移電壓，從信號(hào)生成電路40的組合電路43獲得等寬度的多個(gè)脈沖以等間隔排列的信號(hào)d1。具體地說(shuō)，在將信號(hào)a和信號(hào)b的電壓的振幅作為±1v的情況下，在加法器41a中生成信號(hào)a1時(shí)對(duì)信號(hào)a加算的偏移電壓v1可以是+1.732v(＝-2×sin240°＝-2×sin300°)，在加法器41b中生成信號(hào)a2時(shí)對(duì)信號(hào)a加算的偏移電壓v2可以是-1.732v(＝-2×sin60°＝-2×sin120°)。通過(guò)這樣做，信號(hào)a的波形在0°、180°與信號(hào)b的波形交叉時(shí)，信號(hào)a1的波形在240°、300°與信號(hào)b的波形交叉，信號(hào)a2的波形在60°、120°與信號(hào)b的波形交叉。其結(jié)果是：在1個(gè)凸部1t和1個(gè)凹部1u通過(guò)第一傳感器與第二傳感器之間時(shí)，各自具有60°的寬度的3個(gè)脈沖以60°的間隔產(chǎn)生。

像這樣，通過(guò)從信號(hào)處理單元4輸出等寬度的多個(gè)脈沖以等間隔排列的、占空比為0.5的信號(hào)d1，從而能夠容易地求得齒輪1的旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)角。

<3.第二實(shí)施方式>

[旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作]

其次，參照?qǐng)D7對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表示該旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的信號(hào)生成電路40a的結(jié)構(gòu)的電路圖。在上述第一實(shí)施方式的信號(hào)生成電路40中，使用加法器41a、41b生成了新信號(hào)a1、a2。對(duì)此，在本實(shí)施方式的信號(hào)生成電路40a中，使用放大器44a、44b替代加法器41a、41b，并且根據(jù)信號(hào)a生成新信號(hào)a3、a4。另外，在該信號(hào)生成電路40a中，從傳感器單元3輸入與信號(hào)a的相位具有180°以外的相位差的信號(hào)b0。除了上述點(diǎn)之外，因?yàn)樾盘?hào)生成電路40a具有與信號(hào)生成電路40實(shí)質(zhì)上同一的結(jié)構(gòu)，所以在以下的說(shuō)明中，對(duì)實(shí)質(zhì)上同一的構(gòu)成要素附加與上述第一實(shí)施方式相同的符號(hào)，并適當(dāng)省略其說(shuō)明。

放大器44a是如下放大電路：其設(shè)置在連接連接點(diǎn)p5與比較器42a的配線l3上，通過(guò)在所定的范圍內(nèi)對(duì)流經(jīng)配線l3的信號(hào)a進(jìn)行電壓放大，從而生成信號(hào)a3，并且將該信號(hào)a3向比較器42a發(fā)送。同樣，放大器44b是如下放大電路：其設(shè)置在連接連接點(diǎn)p5與比較器42b的配線l4上，通過(guò)在所定的范圍內(nèi)對(duì)流經(jīng)配線l4的信號(hào)a進(jìn)行電壓放大，從而生成信號(hào)a4，并且將該信號(hào)a4向比較器42b發(fā)送。在這里，可以通過(guò)使在放大器44a中的放大倍率、與在放大器44b中的放大倍率不同，而使信號(hào)a3與信號(hào)a4成為互相不同的波形。在圖8中，將信號(hào)a3、a、a4的波形與信號(hào)b0的波形一起分別表示。

比較器42a進(jìn)行放大后的信號(hào)a3與信號(hào)b0的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出信號(hào)c3。同樣，比較器42b進(jìn)行放大后的信號(hào)a4與信號(hào)b0的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出信號(hào)c4。比較器42c進(jìn)行沒(méi)有放大的信號(hào)a與信號(hào)b0的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出信號(hào)c0。在圖8中，分別表示信號(hào)c3、c0、c4的波形。

并且在組合電路43中，在信號(hào)c3、c0、c4分別被輸入“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b之后，來(lái)自“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b的輸出通過(guò)經(jīng)由“或”門(mén)43c，最終從輸出端子vout輸出信號(hào)d2。在圖8中，表示信號(hào)d2的波形。

[旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的效果]

在本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置中，根據(jù)信號(hào)a，使用放大器44a、44b生成了相互具有不同波形的2個(gè)信號(hào)a3、a4。因此，能夠獲得與上述第一實(shí)施方式同樣的效果。

<4.其他變形例>

以上，雖然列舉幾個(gè)實(shí)施方式和變形例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式等，可以做出各種變化。例如在上述實(shí)施方式等中，雖然在信號(hào)生成電路中使用加法器或放大器由1個(gè)信號(hào)生成了多個(gè)新信號(hào)，但是本發(fā)明并不限定于此。

也可以如圖9所示的信號(hào)生成電路40b，根據(jù)信號(hào)a，使用相位偏移電路45a、45b生成新信號(hào)a5、a6。相位偏移電路45a是使用線圈、電容器等的相位控制電路，其設(shè)置在連接連接點(diǎn)p5與比較器42a的配線l3上，通過(guò)使流經(jīng)配線l3的信號(hào)a產(chǎn)生所定的時(shí)間上的偏差(延遲)，從而生成信號(hào)a5，并且將該信號(hào)a5向比較器42a發(fā)送。同樣，相位偏移電路45b是使用線圈、電容器等的相位控制電路，其設(shè)置在連接連接點(diǎn)p5與比較器42b的配線l4上，通過(guò)使流經(jīng)配線l4的信號(hào)a產(chǎn)生所定的時(shí)間上的偏差(延遲)，從而生成信號(hào)a6，并且將該信號(hào)a6向比較器42b發(fā)送。在這里，可以通過(guò)使在相位偏移電路45a中延遲的時(shí)間、與在相位偏移電路45b中延遲的時(shí)間不同，而使信號(hào)a5與信號(hào)a6成為相位互相不同的波形。在圖10中，將信號(hào)a5、a、a6的波形與信號(hào)b的波形一起分別表示。

比較器42a進(jìn)行相位移動(dòng)后的信號(hào)a5與信號(hào)b的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出信號(hào)c5。同樣，比較器42b進(jìn)行相位移動(dòng)后的信號(hào)a6與信號(hào)b的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出信號(hào)c6。比較器42c進(jìn)行沒(méi)有相位移動(dòng)的信號(hào)a與信號(hào)b的比較，并且根據(jù)其結(jié)果輸出信號(hào)c。在圖10中，分別表示信號(hào)c5、c、c6的波形。

并且在組合電路43中，在信號(hào)c5、c、c6分別被輸入“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b之后，來(lái)自“與”門(mén)43a和“與”門(mén)43b的輸出通過(guò)經(jīng)由“或”門(mén)43c，最終從輸出端子vout輸出信號(hào)d3。在圖10中，表示信號(hào)d3的波形。

即使在這種情況下，因?yàn)樾盘?hào)a5、a、a6與信號(hào)b的交點(diǎn)的位置在時(shí)間上不同，所以在1個(gè)凸部1t通過(guò)第一傳感器與第二傳感器之間時(shí)，能夠輸出包含多個(gè)脈沖的信號(hào)d3。因此，能夠獲得與上述實(shí)施方式等同樣的效果。

進(jìn)一步說(shuō)，在本發(fā)明中，在信號(hào)處理單元中由1個(gè)信號(hào)生成頻率不同的多個(gè)新信號(hào)的情況下，也可以使用倍頻電路來(lái)代替加法器、放大器或相位偏移電路。

另外，雖然在上述實(shí)施方式等中舉例說(shuō)明了作為信號(hào)處理單元的模擬電路，但是本發(fā)明并不限定于此。信號(hào)處理單元也可以由數(shù)字電路構(gòu)成，在該數(shù)字電路中，例如使用數(shù)字比較儀作為比較單元、使用脈沖發(fā)生器代替組合電路等。在這種情況下，可以利用a/d比較器等將來(lái)自傳感器單元的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)之后，輸入信號(hào)處理單元。

另外，在上述實(shí)施方式等中，雖然在信號(hào)處理單元中根據(jù)來(lái)自第一傳感器的信號(hào)a生成了3個(gè)新信號(hào)a、a1、a2，但是該數(shù)目并不限定于3個(gè)?？梢允?個(gè)，也可以是4個(gè)以上。

另外，在信號(hào)處理單元中，也可以僅根據(jù)來(lái)自第二傳感器的信號(hào)b生成多個(gè)新信號(hào)bn(b1、b2、…、bn)?；蛘撸谛盘?hào)處理單元中，根據(jù)來(lái)自第一傳感器的信號(hào)a生成多個(gè)新信號(hào)am(a1、a2、…、am)，并且根據(jù)第二傳感器的信號(hào)b生成多個(gè)新信號(hào)bn(b1、b2、…、bn)。在圖11中，表示作為其具體例子的信號(hào)生成電路40c。在圖11的信號(hào)生成電路40c中，在連接點(diǎn)p6與比較器42a之間進(jìn)一步設(shè)置加法器41c、且根據(jù)信號(hào)b形成新信號(hào)b1，并且在連接點(diǎn)p6與比較器42b之間進(jìn)一步設(shè)置加法器41d、且根據(jù)信號(hào)b形成新信號(hào)b2。除了這些點(diǎn)之外，該信號(hào)生成電路40c具有與信號(hào)生成電路40實(shí)質(zhì)上同一的結(jié)構(gòu)。

另外，在本發(fā)明中，也可以不將傳感器數(shù)限定于2或4，只要是2以上可以隨意選擇。

進(jìn)一步說(shuō)，雖然在上述實(shí)施方式等中，作為移動(dòng)體使用了：凸部與凹部在圓盤(pán)狀部件的周邊部交替配置而成的齒輪，但是本發(fā)明并不限定于此。例如也可以使用如下移動(dòng)體：包含s極區(qū)域與n極區(qū)域在圓盤(pán)狀(或環(huán)狀)部件的周邊部以所定間隔交替配置而成的強(qiáng)磁性體部。另外，雖然在上述實(shí)施方式等中，作為移動(dòng)檢測(cè)裝置，例示了具備旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，但是本發(fā)明并不限定于此。也就是說(shuō)，作為移動(dòng)體，并不限定于上述旋轉(zhuǎn)體，例如也可以是在一個(gè)方向延伸的直線狀的物體。本發(fā)明的一種實(shí)施方式的移動(dòng)檢測(cè)裝置也可以是檢測(cè)這樣的直線狀的移動(dòng)體的、沿著該延伸方向的移動(dòng)的裝置。

再有，本技術(shù)也能夠采用以下結(jié)構(gòu)。

(1)

一種移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，具備：

移動(dòng)體，在第一方向移動(dòng)；

第一傳感器，檢測(cè)伴隨所述移動(dòng)體的所述移動(dòng)的第一磁場(chǎng)變化且輸出第一信號(hào)；

第二傳感器，沿著所述第一方向設(shè)置在與所述第一傳感器不同的位置，檢測(cè)伴隨所述移動(dòng)體的所述移動(dòng)的第二磁場(chǎng)變化且輸出第二信號(hào)；以及

信號(hào)處理單元，包含信號(hào)生成電路，所述信號(hào)生成電路根據(jù)所述第一信號(hào)生成第三信號(hào)和第四信號(hào)，所述第四信號(hào)具有與所述第三信號(hào)不同的波形。

(2)

所述(1)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，

所述移動(dòng)體具有：多個(gè)凸部與多個(gè)凹部交替配置而成的齒輪齒部，

所述信號(hào)生成電路進(jìn)一步具有脈沖生成單元，所述脈沖生成單元在一個(gè)所述凸部或一個(gè)所述凹部通過(guò)所述第一傳感器與所述第二傳感器的期間內(nèi)生成多個(gè)脈沖。

(3)

所述(1)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，

所述移動(dòng)體具有：多個(gè)n極區(qū)域與多個(gè)s極區(qū)域交替配置而成的強(qiáng)磁性體部，

所述信號(hào)生成電路進(jìn)一步具有脈沖生成單元，所述脈沖生成單元在一個(gè)所述n極區(qū)域或一個(gè)所述s極區(qū)域通過(guò)所述第一傳感器與所述第二傳感器的期間內(nèi)生成多個(gè)脈沖。

(4)

所述(1)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，

所述信號(hào)生成電路進(jìn)一步具有：

第一比較單元，根據(jù)所述第三信號(hào)與所述第二信號(hào)的比較，輸出第五信號(hào)；

第二比較單元，根據(jù)所述第四信號(hào)與所述第二信號(hào)的比較，輸出第六信號(hào)；以及

脈沖生成單元，進(jìn)行所述第五信號(hào)與所述第六信號(hào)的組合，生成包含多個(gè)脈沖的第七信號(hào)。

(5)

所述(4)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，

所述移動(dòng)體具有：多個(gè)凸部與多個(gè)凹部交替配置而成的齒輪齒部，

所述脈沖生成單元在一個(gè)所述凸部或一個(gè)所述凹部通過(guò)所述第一傳感器與所述第二傳感器的期間內(nèi)生成所述多個(gè)脈沖。

(6)

所述(4)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，

所述移動(dòng)體具有：多個(gè)n極區(qū)域與多個(gè)s極區(qū)域交替配置而成的強(qiáng)磁性體部，

所述脈沖生成單元在一個(gè)所述n極區(qū)域或一個(gè)所述s極區(qū)域通過(guò)所述第一傳感器與所述第二傳感器的期間內(nèi)生成所述多個(gè)脈沖。

(7)

所述(1)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，所述信號(hào)生成電路進(jìn)一步根據(jù)所述第二信號(hào)生成第八信號(hào)和第九信號(hào)，所述第九信號(hào)具有與所述第八信號(hào)不同的波形。

(8)

所述(7)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，

所述信號(hào)生成電路進(jìn)一步具有：

第三比較單元，根據(jù)所述第三信號(hào)與所述第八信號(hào)的比較，輸出第十信號(hào)；

第四比較單元，根據(jù)所述第四信號(hào)與所述第九信號(hào)的比較，輸出第十一信號(hào)；以及

脈沖生成單元，進(jìn)行所述第十信號(hào)與所述第十一信號(hào)的組合，生成包含多個(gè)脈沖的第十二信號(hào)。

(9)

所述(1)至所述(8)中的任一項(xiàng)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，所述信號(hào)生成電路包含加法器，所述加法器對(duì)所述第一信號(hào)加算偏移電壓。

(10)

所述(1)至所述(8)中的任一項(xiàng)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，所述信號(hào)生成電路包含放大器，所述放大器進(jìn)行所述第一信號(hào)的放大。

(11)

所述(1)至所述(8)中的任一項(xiàng)所述的移動(dòng)檢測(cè)裝置，其中，所述信號(hào)生成電路包含相位偏移電路，所述相位偏移電路使所述第一信號(hào)產(chǎn)生時(shí)間上的偏差。

本公開(kāi)含有涉及在2015年12月28日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)jp2015-255642中公開(kāi)的主旨，其全部?jī)?nèi)容包含在此，以供參考。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，雖然根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素可能出現(xiàn)各種修改，組合，子組合和可替換項(xiàng)，但是它們均包含在附加的權(quán)利要求或它的等同物的范圍內(nèi)。