(57)【要約】【課題】直線移動する移動体の位置検出を正確に行う位置検出システムを提供する。【解決手段】位置検出システムは、第１の磁石と第１の軟質強磁性体と磁気検出部とを備える。第１の磁石は、第１の方向に着磁された磁化を有し、第１の磁力線を含む第１の磁場を形成する。第１の軟質強磁性体は、第１の方向と直交する第２の方向に沿って延在し、第１の磁石に対し第２の方向に沿って直進移動可能であり、第１の方向および第２の方向の双方と直交する第３の方向において第１の磁石から第１の距離にある第１の外縁部分と第２の方向において第１の外縁部分と異なる位置であって第３の方向において第１の磁石から第２の距離にある第２の外縁部分とを含む凹凸形状の第１の外縁を有する。磁気検出部は、第１の磁石に対する相対位置が一定に維持され、第１の軟質強磁性体が静止した状態において第１の磁力線が自らを第１の方向に通過するように設けられている。【選択図】図２
2020153837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に着磁された磁化を有し、第１の磁力線を含む第１の磁場を形成する第１の磁石と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って延在し、前記第１の磁石に対し前記第２の方向に沿って直進移動可能であり、前記第１の方向および前記第２の方向の双方と直交する第３の方向において前記第１の磁石から第１の距離にある第１の外縁部分と前記第２の方向において前記第１の外縁部分と異なる位置であって前記第３の方向において前記第１の磁石から第２の距離にある第２の外縁部分とを含む凹凸形状の第１の外縁を有する第１の軟質強磁性体と、
前記第１の磁石に対する相対位置が一定に維持され、前記第１の軟質強磁性体が静止した状態において、前記第１の磁力線が自らを前記第１の方向に通過するように設けられた磁気検出部と
を備えた位置検出システム。
【請求項２】
前記第１の軟質強磁性体の前記第１の外縁は、前記第３の方向における前記第１の磁石との距離が前記第２の方向において周期的に変動する形状を有する
請求項１記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記第１の軟質強磁性体の前記第２の方向における移動可能長さは、前記第１の外縁の前記第２の方向における１周期の長さと同等以下である
請求項２記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記第１の外縁は連続する第１の曲線を含む
請求項２または請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記磁気検出部は、前記第３の方向において前記第１の磁石と前記第１の軟質強磁性体との間に設けられている
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記第１の方向における前記磁気検出部の第１の中心位置と、前記第１の方向における前記第１の軟質強磁性体の第２の中心位置とは、前記第１の方向において異なっている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記第１の軟質強磁性体と前記第１の方向において対向するように配置され、前記第２の方向に沿って延在し、前記第１の磁石に対し前記第２の方向に沿って前記第１の軟質強磁性体と同期して直進移動可能であり、前記第３の方向において前記第１の磁石から第３の距離にある第３の外縁部分と前記第２の方向において前記第３の外縁部分と異なる位置であって前記第３の方向において前記第１の磁石から第４の距離にある第４の外縁部分とを含む凹凸形状の第２の外縁を有する第２の軟質強磁性体、をさらに備えた
請求項１記載の位置検出システム。
【請求項８】
前記第１の軟質強磁性体の前記第１の外縁は、前記第３の方向における前記第１の磁石との距離が前記第２の方向において第１の長さを１周期として周期的に変動する形状を有し、
前記第２の軟質強磁性体の前記第２の外縁は、前記第３の方向における前記第１の磁石との距離が前記第２の方向において前記第１の長さを１周期として周期的に変動する形状を有し、
前記第１の外縁の位相と、前記第２の外縁の位相とが０．５周期だけ異なっている
請求項７記載の位置検出システム。
【請求項９】
前記第１の外縁は連続する第１の曲面を含み、前記第２の外縁は連続する第２の曲面を含む
請求項７または請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１０】
前記第１の軟質強磁性体の前記第２の方向への移動に伴い、前記第１の磁力線の方向が周期的に変動し、
前記磁気検出部は、周期的に変動する前記第１の磁力線の方向を検出する
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項１１】
前記磁気検出部に対し、前記磁気検出部を前記第１の方向に通過する第２の磁力線を含む第２の磁場を形成する第２の磁石をさらに備えた
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項１２】
前記磁気検出部は、前記第１の軟質強磁性体と前記第１の磁石との間、または前記第１の軟質強磁性体と前記第２の磁石との間に配置されている
請求項１１記載の位置検出システム。
【請求項１３】
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、前記第２の方向において隣り合っている
請求項１１または請求項１２に記載の位置検出システム。
【請求項１４】
前記磁気検出部は、前記第２の方向において前記第１の磁石と前記第２の磁石との間に配置されている
請求項１３記載の位置検出システム。
【請求項１５】
前記磁気検出部は、第１の検知軸を有する第１の磁気検出素子と、前記第１の検知軸と交差する第２の検知軸を有する第２の磁気検出素子とを含む
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項１６】
前記第１の検知軸は前記第２の方向と実質的に一致し、前記第２の検知軸は前記第３の方向と実質的に一致している
請求項１５記載の位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の移動に伴う磁場の変化を検知することにより、その物体の位置を検出する位置検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、これまでに、磁気感知素子と、その磁気感知素子と対向するように一列に配列された複数の磁気部材とを備え、複数の磁気部材に対する磁気感知素子の位置を一意に特定可能である磁気式位置検出装置を提案している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５０１３１４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、磁気感知素子は、一般的には角度検知範囲が０°〜３６０°に限定されるので、上記特許文献１の磁気式位置検出装置では、複数の磁気部材の配置ピッチよりも検知対象となる物体の移動量が少ないことが必要条件となる。したがって、検知対象となる物体の移動量が大きい場合、複数の磁気部材の配置ピッチを大きくせざるを得ない。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コンパクトな構成でありながら、移動する物体の位置検出をより正確に行うことの可能な位置検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施の形態としての位置検出システムは、第１の磁石と、第１の軟質強磁性体と、磁気検出部とを備える。第１の磁石は、第１の方向に着磁された磁化を有し、第１の磁力線を含む第１の磁場を形成する。第１の軟質強磁性体は、第１の方向と直交する第２の方向に沿って延在し、第１の磁石に対し第２の方向に沿って直進移動可能であり、第１の方向および第２の方向の双方と直交する第３の方向において第１の磁石から第１の距離にある第１の外縁部分と第２の方向において第１の外縁部分と異なる位置であって第３の方向において第１の磁石から第２の距離にある第２の外縁部分とを含む第１の外縁を有する。磁気検出部は、第１の磁石に対する相対位置が一定に維持され、第１の軟質強磁性体が静止した状態において、第１の磁力線が自らを第１の方向に通過するように設けられている。
【０００７】
本発明の一実施の形態としての位置検出システムでは、第１の磁石が磁気検出部に対して付与する第１の磁場における第１の磁力線の方向が、第１の軟質強磁性体が直線移動する第２の方向と実質的に直交している。このため、磁気検出部による第１の軟質強磁性体の位置の検出精度は、磁気検出部と第１の軟質強磁性体との相対位置の影響を受けにくい。また、磁気検出部に対し第１の磁石が移動することなく、磁気検出部に対する第１の軟質強磁性体の位置が検出される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の位置検出システムによれば、磁気検出部による第１の軟質強磁性体の位置の検出精度が、磁気検出部と第１の軟質強磁性体と第１の磁石との相対位置の変化の影響を受けにくい。このため、小型化した場合であっても、第１の軟質強磁性体の位置検出を正確に行うことができる。磁気検出部に対し第１の磁石が移動しないので、第１の磁石の大きさを大きくすることなく、第１の軟質強磁性体の第２の方向の移動量を拡大できる。したがって、本発明の位置検出システムによれば、コンパクトな構成でありながら、移動する物体の位置検出をより正確に行うことができる。さらに、本発明の位置検出システムによれば、磁気検出部に対し第１の磁石が移動せず、第１の軟質強磁性体の移動によって第１の磁石の生成する磁場の向きが変動するのを磁気検出部により検出するようにしている。このため、磁気検出部において検出するのに必要な磁場強度は安定的に得られる。よって、第１の磁石の大きさを大きくすることなく、第１の軟質強磁性体の第２の方向の移動量を拡大できる。したがって、本発明の位置検出システムによれば、コンパクトな構成でありながら、移動する物体の位置検出をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態としての位置検出システムの全体構成例を表す概略図である。
【図２】図１に示した位置検出システムの一部構成を模式的に表す斜視図である。
【図３】図１に示した位置検出システムの一部構成を模式的に表す正面図である。
【図４】図１に示した検出モジュールの一部構成を模式的に表す斜視図である。
【図５】図１に示した位置検出システムの一部構成を模式的に表す側面図である。
【図６】図４に示した磁気センサの回路構成を表す回路図である。
【図７】図４に示した磁気センサの要部構成を拡大して表す分解斜視図である。
【図８Ａ】図１に示した位置検出システムの挙動を説明するための説明図である。
【図８Ｂ】図１に示した位置検出システムの挙動を説明するための他の説明図である。
【図９Ａ】第２の実施の形態としての位置検出システムの一部構成例を模式的に表す斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示した位置検出システムの一部構成例を模式的に表す正面図である。
【図１０】図９に示した位置検出システムの動作中における磁力線の変化を模式的に表す第１の説明図である。
【図１１】図９に示した位置検出システムの動作中における磁力線の変化を模式的に表す第２の説明図である。
【図１２】図９に示した位置検出システムの動作中における磁力線の変化を模式的に表す第３の説明図である。
【図１３】図９に示した位置検出システムにおける、磁気ヨークの移動量とセンサ部からの出力との関係を表す特性図である。
【図１４Ａ】第３の実施の形態としての位置検出システムの一部構成例を模式的に表す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示した位置検出システムの一部構成例を模式的に表す正面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａに示した位置検出システムの一部構成例を模式的に表す他の斜視図である。
【図１５】本発明の変形例としての位置検出システムの一部構成例を模式的に表す斜視図である。
【図１６】参考例としての位置検出システムの一部構成例を模式的に表す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
１つの磁石により磁場を形成し、１つの磁気ヨークの一軸方向の位置を検出する位置検出システムの例。
２．第２の実施の形態
１つの磁石により磁場を形成し、同期して直進移動する２つの磁気ヨークの一軸方向の位置を検出する位置検出システムの例。
３．第３の実施の形態
２つの磁石により磁場を形成し、同期して直進移動する２つの磁気ヨークの一軸方向の位置を検出する位置検出システムの例。
４．変形例
【００１１】
＜１．第１の実施の形態＞
［位置検出システムの構成］
最初に、図１から図３を参照して、本発明における第１の実施の形態としての位置検出システム１の構成について説明する。図１は、位置検出システム１の全体構成例の概略を表すブロック図である。また、図２は位置検出システム１の主要な構成要素を表す斜視図であり、図３は位置検出システム１の主要な構成要素を表す正面図である。なお、図２では、後述する磁気ヨーク１０および磁石６のみを記載しており、図３では、後述の磁気ヨーク１０、磁石６およびセンサ部３のみを記載している。
【００１２】
図１に示したように、位置検出システム１は、被測定物としての移動体に固定された磁気ヨーク１０と、その磁気ヨーク１０のＸ軸方向における位置の検出を行う検出モジュール２とを備えている。なお、位置検出システム１は、本発明の「位置検出システム」に対応する一具体例である。
【００１３】
（磁気ヨーク１０）
磁気ヨーク１０は、Ｘ軸方向を長手方向とするように延在すると共に、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に厚みを有する板状部材である。磁気ヨーク１０は、磁石６を含む検出モジュール２に対し、Ｘ軸に沿って＋Ｘ方向および−Ｘ方向へ直進移動可能に設けられている。磁気ヨーク１０は、Ｚ軸方向において検出モジュール２におけるセンサ部３および磁石６と対向する外縁１１を有している。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方と直交している。外縁１１は、Ｚ軸方向において、例えば磁石６から距離１１Ｄ（図２）の位置にある。ここで外縁１１は、平坦ではなく、例えば凸部１１Ｔと凹部１１Ｕとを含む凹凸形状を有している。より具体的には、外縁１１は、Ｚ軸方向における磁石６との距離１１Ｄが例えば正弦曲線を描くようにＸ軸方向において周期的に変動する形状、すなわち連続する曲面を有する。凸部１１Ｔは、Ｚ軸方向において磁石６から第１の距離Ｄ１にある第１の外縁部分である。また、凹部１１Ｕは、Ｘ軸方向において凸部１１Ｔと異なる位置であってＺ軸方向において磁石６から第２の距離Ｄ２にある第２の外縁部分である。ここで、第１の距離Ｄ１は、距離１１Ｄのうちの最小値であり、第２の距離Ｄ２は、距離１１Ｄのうちの最大値である。Ｘ軸方向における凸部１１Ｔから凹部１１Ｕまでの長さが、外縁１１が描く正弦曲線の半周期の長さ０．５Ｔに相当する。磁気ヨーク１０は、例えばパーマロイなどの軟質強磁性体を主成分として含んでいる。
【００１４】
ここで、磁気ヨーク１０のＸ軸方向における移動可能長さＬ１０（図３）は、外縁１１のＸ軸方向における１周期の長さ１Ｔと同等以下であるとよい。移動体としての磁気ヨーク１０のＸ軸方向における絶対位置が容易に特定できるからである。なお、移動可能長さＬ１０の始点および終点は、Ｘ軸方向における凸部１１Ｔの位置および凹部１１Ｕの位置とそれぞれ一致していてもよいし、異なっていてもよい。
【００１５】
磁気ヨーク１０は、Ｘ軸に沿った自らの移動動作により、センサ部３に対して付与される磁石６からの磁場の磁力線６Ｌ（後出）の周期的な変化をもたらすことができる。  磁気ヨーク１０は、本発明の「第１の軟質強磁性体」に対応する一具体例である。
【００１６】
（検出モジュール２）
検出モジュール２は、センサ部３と、演算回路４と、磁石６とを備えている。検出モジュール２のうち、センサ部３および演算回路４は、例えば図４に示したように同一の基板７に設けられているが、これに限定されるものではなく、異なる複数の基板に設けられていてもよい。なお、図４は、図１に示した検出モジュール２の一部構成の概略を模式的に表す斜視図である。ここで、センサ部３は本発明の「磁気検出部」に対応する一具体例である。さらに、磁石６は、本発明の「第１の磁石」に対応する一具体例である。
【００１７】
（センサ部３）
図１に示したように、センサ部３は、磁気センサ３１と磁気センサ３２とを有している。磁気センサ３１は、磁気ヨーク１０の＋Ｘ方向への移動または−Ｘ方向への移動に伴う磁場の磁力線６Ｌ（後出）の変化を検知して第１の信号Ｓ１を演算回路４へ出力するようになっている。同様に、磁気センサ３２は、磁気ヨーク１０の移動に伴う磁場の磁力線６Ｌの変化を検知して第２の信号Ｓ２を演算回路４へ出力するようになっている。
【００１８】
図４に示したように、磁気センサ３１はＸ軸方向に沿った検知軸Ｊ３１を有し、磁気センサ３２は検知軸Ｊ３１と実質的に直交するようにＺ軸方向に沿った検知軸Ｊ３２を有する。このため、第１の信号Ｓ１の位相と第２の信号Ｓ２の位相とは互いに異なっている。例えば磁気ヨーク１０のＸ軸方向の移動量ΔＸ（図２および図３参照）に対し、第１の信号Ｓ１がｓｉｎθに従う抵抗値の変化を表すものであるとき、第２の信号Ｓ２はｃｏｓθに従う抵抗値の変化を表すものとなる。
【００１９】
図５は、検出モジュール２の一部構成を模式的に表す側面図である。図５に示したように、センサ部３は、磁石６と磁気ヨーク１０とが対向するＺ軸方向において、磁石６と磁気ヨーク１０との間に設けられており、磁石６および磁気ヨーク１０の双方から離間して配置されている。また、Ｙ軸方向におけるセンサ部３の中心位置ＣＰ３と、Ｙ軸方向における磁気ヨーク１０の中心位置ＣＰ１０とは、Ｙ軸方向において異なっている。特に本実施の形態では、センサ部３は、Ｚ軸方向において磁気ヨーク１０と重なり合う位置から外れた位置に設けられている。
【００２０】
図６は、センサ部３の回路図である。図６に示したように、磁気センサ３１は、例えば４つの磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-Resistive effect）素子２３（２３Ａ〜２３Ｄ）を含むホイートストンブリッジ回路（以下、単にブリッジ回路）２４と、差分検出器２５とを含んでいる。同様に、磁気センサ３２は、４つのＭＲ素子２６（２６Ａ〜２６Ｄ）含むブリッジ回路２７と、差分検出器２８とを含んでいる。
【００２１】
ブリッジ回路２４は、ＭＲ素子２３ＡおよびＭＲ素子２３Ｂの一端同士が接続点Ｐ１において接続され、ＭＲ素子２３ＣおよびＭＲ素子２３Ｄの一端同士が接続点Ｐ２において接続され、ＭＲ素子２３Ａの他端とＭＲ素子２３Ｄの他端とが接続点Ｐ３において接続され、ＭＲ素子２３Ｂの他端とＭＲ素子２３Ｃの他端とが接続点Ｐ４において接続されている。ここで、接続点Ｐ３は電源Ｖｃｃと接続されており、接続点Ｐ４は接地されている。接続点Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ差分検出器２５の入力側端子と接続されている。この差分検出器２５は、接続点Ｐ３と接続点Ｐ４との間に電圧が印加されたときの接続点Ｐ１と接続点Ｐ２との間の電位差（ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｄのそれぞれに生ずる電圧降下の差分）を検出し、第１の信号Ｓ１として演算回路４へ向けて出力するものである。同様に、ブリッジ回路２７は、ＭＲ素子２６ＡおよびＭＲ素子２６Ｂの一端同士が接続点Ｐ５において接続され、ＭＲ素子２６ＣおよびＭＲ素子２６Ｄの一端同士が接続点Ｐ６において接続され、ＭＲ素子２６Ａの他端とＭＲ素子２６Ｄの他端とが接続点Ｐ７において接続され、ＭＲ素子２６Ｂの他端とＭＲ素子２６Ｃの他端とが接続点Ｐ８において接続されている。ここで、接続点Ｐ７は電源Ｖｃｃと接続されており、接続点Ｐ８は接地されている。接続点Ｐ５，Ｐ６は、それぞれ差分検出器２８の入力側端子と接続されている。この差分検出器２８は、接続点Ｐ７と接続点Ｐ８との間に電圧が印加されたときの接続点Ｐ５と接続点Ｐ６との間の電位差（ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｄのそれぞれに生ずる電圧降下の差分）を検出し、第２の信号Ｓ２として演算回路４へ向けて出力するものである。
【００２２】
なお、図６において符号ＪＳ１を付した矢印は、ＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄ，２６Ａ〜２６Ｄの各々における磁化固着層ＳＳ１（後出）の磁化の向きを模式的に表している。すなわち、ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃの各抵抗値は、外部磁場の変化に応じて互いに同じ向きに変化（増加もしくは減少）し、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄの各抵抗値は、いずれも、信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃとは反対向きに変化（減少もしくは増加）することを表している。また、ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃの各抵抗値の変化は、外部からの信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄの各抵抗値の変化に対して位相が９０°ずれている。ＭＲ素子２６Ｂ，２６Ｄの各抵抗値は、いずれも、信号磁場の変化に応じてＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃとは反対向きに変化する。したがって例えば、位置検出システム１の磁気ヨーク１０が移動すると、ある角度範囲ではＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃでは抵抗値が増大し、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄでは抵抗値が減少するという挙動を示す関係にある。その際、ＭＲ素子２６Ａ，２６Ｃの抵抗値は、ＭＲ素子２３Ａ，２３Ｃの抵抗値の変化に例えば９０°だけ遅れて（あるいは進んで）変化し、ＭＲ素子２６Ｂ，２６Ｄの抵抗値は、ＭＲ素子２３Ｂ，２３Ｄの抵抗値の変化に９０°だけ遅れて（あるいは進んで）変化することとなる。
【００２３】
図７に、ＭＲ素子２３，２６の主要部を構成するセンサスタックＳＳの一例を表す。ＭＲ素子２３，２６は、いずれも実質的に同じ構造のセンサスタックＳＳを含んでいる。センサスタックＳＳは、図７に示したように、磁性層を含む複数の機能膜が積層されたスピンバルブ構造をなしている。センサスタックＳＳは、具体的には、一定方向に固着された磁化ＪＳ１を有する磁化固着層ＳＳ１と、特定方向の磁化を発現しない中間層ＳＳ２と、信号磁場の磁束密度に応じて変化する磁化ＪＳ３を有する磁化自由層ＳＳ３とが順に積層されてなるものである。なお、図６は、磁石６が形成する磁場などの外部磁場が付与されていない無負荷状態を示している。なお、磁化固着層ＳＳ１，中間層ＳＳ２および磁化自由層ＳＳ３は、いずれも単層構造であってもよいし、複数層からなる多層構造であってもよい。
【００２４】
磁化固着層ＳＳ１は、例えばコバルト（Ｃｏ）やコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、コバルト鉄ボロン合金（ＣｏＦｅＢ）などの強磁性材料からなる。なお、磁化固着層ＳＳ１と隣接するように、中間層ＳＳ２と反対側に反強磁性層（図示せず）を設けるようにしてもよい。そのような反強磁性層は、白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）やイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）などの反強磁性材料により構成されるものである。その反強磁性層は、例えば正方向のスピン磁気モーメントと逆方向のスピン磁気モーメントとが完全に打ち消し合った状態にあり、隣接する磁化固着層ＳＳ１の磁化ＪＳ１の向きを、正方向へ固定するように作用する。
【００２５】
中間層ＳＳ２は、例えばセンサスタックＳＳのスピンバルブ構造が磁気トンネル接合（ＭＴＪ：Magnetic Tunnel Junction）である場合、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる非磁性のトンネルバリア層であり、量子力学に基づくトンネル電流が通過可能な程度に厚みの薄いものである。ＭｇＯからなるトンネルバリア層は、例えば、ＭｇＯからなるターゲットを用いたスパッタリング処理のほか、マグネシウム（Ｍｇ）の薄膜の酸化処理、あるいは酸素雰囲気中でマグネシウムのスパッタリングを行う反応性スパッタリング処理などによって得られる。また、ＭｇＯのほか、アルミニウム（Ａｌ），タンタル（Ｔａ），ハフニウム（Ｈｆ）の各酸化物もしくは窒化物を用いて中間層ＳＳ２を構成することも可能である。なお中間層ＳＳ２は、例えばルテニウム（Ｒｕ）や金（Ａｕ）などの白金族元素や銅（Ｃｕ）などの非磁性金属により構成されていてもよい。その場合、スピンバルブ構造は巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistive effect）膜として機能する。
【００２６】
磁化自由層ＳＳ３は軟質強磁性層であり、例えばコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）あるいはコバルト鉄ボロン合金（ＣｏＦｅＢ）などによって構成される。
【００２７】
磁気センサ３１におけるブリッジ回路２４のＭＲ素子２３Ａ〜２３Ｄには、それぞれ電源Ｖｃｃからの電流Ｉ１０が接続点Ｐ３において分流された電流Ｉ１もしくは電流Ｉ２が供給される。ブリッジ回路２４の接続点Ｐ１，Ｐ２からそれぞれ取り出された信号ｅ１，ｅ２が差分検出器２５に流入する。ここで、信号ｅ１は例えば磁化ＪＳ１と磁化ＪＳ３とのなす角度をγとしたときＡｃｏｓ（＋γ）＋Ｂ（Ａ，Ｂはいずれも定数）に従って変化する抵抗変化を表し、信号ｅ２はＡｃｏｓ（−γ）＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表す。一方、磁気センサ３２におけるブリッジ回路２７のＭＲ素子２６Ａ〜２６Ｄには、それぞれ電源Ｖｃｃからの電流Ｉ１０が接続点Ｐ７において分流された電流Ｉ３もしくは電流Ｉ４が供給される。ブリッジ回路２７の接続点Ｐ５，Ｐ６からそれぞれ取り出された信号ｅ３，ｅ４が差分検出器２８に流入する。ここで、信号ｅ３はＡｓｉｎ（＋γ）＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表し、信号ｅ４はＡｓｉｎ（−γ）＋Ｂに従って変化する抵抗変化を表す。さらに、差分検出器２５からの第１の信号Ｓ１および差分検出器２８からの第２の信号Ｓ２が演算回路４に流入する。演算回路４では、ｔａｎγに応じた抵抗値が算出される。ここで、γはセンサ部３に対する磁気ヨーク１０の移動量ΔＸに対応するので、磁気ヨーク１０の移動量ΔＸが求められるようになっている。
【００２８】
（演算回路４）
演算回路４は、図１に示したように、例えばローパスフィルタ（ＬＰＦ：low-pass filter）４２Ａ，４２Ｂと、Ａ／Ｄ変換部４３Ａ，４３Ｂと、フィルタ４４Ａ，４４Ｂと、波形整形部４５と、角度演算部４６と、位置演算部４７とを有している。
【００２９】
ローパスフィルタ４２Ａは、磁気センサ３１と接続されており、磁気センサ３１から第１の信号Ｓ１が入力されるようになっている。ローパスフィルタ４２Ａに入力された第１の信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換部４３Ａとフィルタ４４Ａとを経由して波形整形部４５に入力されるようになっている。同様に、ローパスフィルタ４２Ｂは、磁気センサ３２と接続されており、磁気センサ３２から第２の信号Ｓ２が入力されるようになっている。ローパスフィルタ４２Ｂに入力された第２の信号Ｓ２は、Ａ／Ｄ変換部４３Ｂとフィルタ４４Ｂとを経由して波形整形部４５に入力されるようになっている。
【００３０】
波形整形部４５は、例えば磁気センサ３１から発信された第１の信号Ｓ１と磁気センサ３２から発信された第２の信号Ｓ２とについ波形を整形するものである。波形整形部４５は、例えば、オフセット電圧の相違、振幅の相違、あるいは磁気センサ３１および磁気センサ３２と磁気ヨーク１０との相対位置の相違などを検出する検出回路と、それらの相違の補正を行う補償回路とを含んでいる。
【００３１】
角度演算部４６および位置演算部４７は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、磁気ヨーク１０のＸ軸方向に沿った移動量ΔＸの大きさの算出を行うＩＣ回路である。角度演算部４６は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて磁力線６Ｌの角度の変化を算出する。位置演算部４７は、角度演算部４６による磁力線６Ｌの角度の変化の情報に基づき、磁気ヨーク１０の移動量ΔＸを算出し、その移動量ΔＸに関する情報を含む第３の信号Ｓ３を外部へ出力するようになっている。
【００３２】
（磁石６）
磁石６は、センサ部３を挟んで磁気ヨーク１０と反対側に位置する。磁石６は、磁気ヨーク１０およびセンサ部３に向けて磁力線６Ｌを含む磁場を付与するものである。センサ部３は、磁気センサ３１および磁気センサ３２により、磁力線６Ｌの方向の変化を検出する。磁石６がセンサ部３に付与する磁場は、図５に示したように、センサ部３を通過する位置においてＹ軸に沿った方向の磁力線６Ｌを有する。磁力線６Ｌの方向は、磁気ヨーク１０のＸ軸方向への直進移動により周期的に変動する。磁気ヨーク１０が磁石６およびセンサ部３に対して静止した状態において、センサ部３を通過する磁力線６Ｌの方向は、磁気ヨーク１０の移動方向と実質的に直交するＹ軸に沿った方向である。ここでいうＹ軸に沿った方向とは、Ｙ軸に対して完全平行、すなわち０°の方向に限定されず、例えばＹ軸に対して±３０°以下の角度をなす方向を意味する。したがって、変動する磁力線６Ｌの方向の振幅の中心は、例えばＹ軸と完全一致となる０°が望ましいが、その０°を中心として例えば±３０°以下の角度で傾いていてもよい。また、変動する磁力線６Ｌの方向の振幅は大きいほどよいが、実質的には±５°程度である。ここで、磁気ヨーク１０の凹部１１Ｕが磁石６に最接近している状態では、磁力線６Ｌの方向は、センサ部３を通過する位置においてＹ軸方向と実質的に一致している。なお、磁石６の着磁方向Ｊ６は、例えばＹ軸方向と実質的に一致しているとよい。
【００３３】
［位置検出システム１の動作および作用］
本実施の形態の位置検出システム１では、磁気ヨーク１０のＸ軸方向の移動量ΔＸを、センサ部３、演算回路４および磁石６を含む検出モジュール２によって検出することができる。
【００３４】
位置検出システム１では、Ｘ軸方向に沿った磁気ヨーク１０の直進移動に伴い、磁気ヨーク１０の凸部１１Ｔが磁石６へ接近したり磁石６から遠ざかったりする。このような動作に伴い、磁石６が発生する磁力線６Ｌのベクトルが逐次変化する。具体的には、例えば図８Ａに示したように、磁気ヨーク１０の凸部１１Ｔが磁石６に接近している状態では、磁石６が発生する磁力線６Ｌ１はＹ軸方向に対して僅かに傾いたベクトルＶ１を有する。これに対し、磁気ヨーク１０の凸部１１Ｔが磁石６から遠ざかっている状態、すなわち、凹部１１Ｕが磁石６に接近している状態では、磁石６が発生する磁力線６Ｌ０はＹ軸方向と実質的に一致したベクトルＶ０を有する。したがって、磁気ヨーク１０がＸ軸方向に沿って直進移動することにより、すなわち、磁石６に対する凸部１１Ｔの相対位置の連続した変化に伴い、図８Ｂに示したように、磁力線６ＬのベクトルＶは歳差運動を行うこととなる。なお、図８Ｂでは、凸部１１Ｔ１、凸部１１Ｔ２、凸部１１Ｔ３の順に凸部Ｔが移動している様子を表している。このとき、磁石６に対する凸部１１Ｔの接近のサイクルと、磁力線６ＬのベクトルＶの変化のサイクルとは一致する。センサ部３は、Ｘ軸方向に沿った成分ＢｘおよびＺ軸方向に沿った成分Ｂｚを各々含む第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２をそれぞれ出力する。それらの第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２を用いて、演算回路４により、磁気ヨーク１０の移動量ΔＸやＸ軸方向の絶対位置を求めることができる。
【００３５】
［位置検出システム１の効果］
このように本実施の形態の位置検出システム１によれば、磁気ヨーク１０が、センサ部３および磁石６に対し、Ｘ軸方向に沿って直進移動可能であり、磁石６から第１の距離Ｄ１にある凸部１１Ｔ、および磁石６から第２の距離Ｄ２にある凹部１１Ｕを含む外縁１１を有する。このため、磁気ヨーク１０の移動に伴う磁石６の磁力線６ＬのベクトルＶのわずかな変動を、センサ部３により検出することができる。ここで、磁力線６Ｌがセンサ部３を通過する位置における磁力線６ＬのベクトルＶは、磁気ヨーク１０の移動方向であるＸ軸方向と実質的に直交するＹ軸方向に向いている。このため、磁気ヨーク１０とセンサ部３と磁石６との相対位置の精度が及ぼす、センサ部３からの出力信号の波形への影響を抑制できる。その結果、本実施の形態の位置検出システム１によれば、小型化した場合であっても、磁気ヨーク１０の移動量や磁気ヨーク１０の絶対位置を正確に求めることができる。
【００３６】
ところが、例えば図１６の（Ａ）〜（Ｃ）に示した参考例としての位置検出システムのように、磁石１００６が、その磁石１００６と磁気ヨーク１０１０の外縁１０１１とが対向するＺ軸方向に沿った磁力線１００６Ｌを発生させるものである場合には、磁気ヨーク１０１０とセンサ部１００３と磁石１００６との相対位置が、センサ部１００３の検出精度に大きな影響を与えてしまう。具体的には、磁気ヨーク１０１０とセンサ部１００３と磁石１００６との相対位置が適切である場合には、図１４の（Ｂ）に示したように、第１の信号Ｓ１００１の波形および第２の信号Ｓ１００２の波形は良好である。しかしながら、磁気ヨーク１０１０とセンサ部１００３と磁石１００６との相対位置がわずかにＺ軸方向においてずれた場合、例えば図１４の（Ａ）に示したように第１の信号Ｓ１００１の波形に歪みが生じたり、図１４の（Ｃ）に示したように第２の信号Ｓ１００２の波形に歪みが生じたりする。また、このような参考例の位置検出システムでは、磁気ヨーク１０１０のＺ軸方向での相対位置のずれによっても、検出精度が低下しやすい。
【００３７】
これに対し、本実施の形態の位置検出システム１によれば、上記参考例としての位置検出システムと比較して、磁気ヨーク１０とセンサ部３と磁石６との相対位置の許容範囲が広い。このため、小型化した場合であっても、磁気ヨーク１０とセンサ部３と磁石６との配置位置のずれに起因する位置検出精度の低下を回避しやすい。
【００３８】
また、本実施の形態の位置検出システム１によれば、被測定物としての移動体に磁気ヨーク１０を固定し、磁気ヨーク１０を移動させるようにしたので、例えば磁石を移動させる場合のように磁石に鉄粉などの磁性粉が付着しにくい。磁石に磁性粉が付着するとその磁石の形成する磁力線の向きに影響が及び、センサ部における検出精度が劣化することが懸念される。本実施の形態の位置検出システム１によれば、磁石６を移動させる必要がないので、検出モジュール２の内部に設置でき、磁石６に磁性粉が付着するのを回避できる。よって、磁石６への磁性粉の付着に伴う検出精度劣化の懸念を解消できる。
【００３９】
また、本実施の形態の位置検出システム１によれば、センサ部３と磁石６との相対位置が一定に保持される構造であるので、センサ部３に必要とされる最低動作磁場強度が安定的に得られ、センサ部３の動作安定性に優れる。
【００４０】
さらに、本実施の形態の位置検出システム１によれば、センサ部３に対し磁石６が移動しないので、すなわちセンサ部３と磁石６との距離は一定であるので、被測定物としての移動体の移動範囲によってセンサ部３の検出感度が低下することがない。被測定物としての移動体の移動範囲が広い場合には、磁気ヨーク１０のＸ軸方向における移動可能長さＬ１０（図３）を拡大することで対応できる。Ｘ軸方向における移動可能長さＬ１０は、磁気ヨーク１０の凹凸形状（Ｘ軸方向における周期）を変更することで調整できる。
【００４１】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、図９Ａおよび図９Ｂを参照して、本発明における第２の実施の形態としての位置検出システム１Ａの構成について説明する。上記第１の実施の形態の位置検出システム１は、１つの磁気ヨーク１０および１つのセンサ部３に対し、１つの磁石６を備えるようにした。これに対し、第２の実施の形態の位置検出システム１Ａは、図９Ａおよび図９Ｂに示したように、１つのセンサ部３および１つの磁石６に対し、２つの磁気ヨーク１０および磁気ヨーク２０を配置したものである。すなわち、位置検出システム１Ａは、１つの磁石６により磁場を形成し、同期して直進移動する２つの磁気ヨーク１０，２０のＸ軸方向の位置を検出するものである。位置検出システム１Ａはこの点を除き、他は第１の実施の形態の位置検出システム１と実質的に同じ構成を有する。図９Ａは、位置検出システム１Ａのうち、２つの磁気ヨーク１０，２０および磁石６を表す斜視図であり、図９Ｂは、位置検出システム１Ａのうち、２つの磁気ヨーク１０，２０、センサ部３および磁石６を表す正面図である。なお、位置検出システム１Ａは本発明の「位置検出システム」に対応する一具体例であり、磁気ヨーク２０は本発明の「第２の軟質強磁性体」に対応する一具体例である。
【００４２】
図９Ａおよび図９Ｂに示したように、位置検出システム１Ａでは、磁気ヨーク１０と磁気ヨーク２０とがＹ軸方向において対向するように配置されている。磁気ヨーク２０は、磁気ヨーク１０に対して平行をなすようにＸ軸方向に沿って延在すると共にＹ軸方向に厚みを有する板状部材である。磁気ヨーク２０は、磁石６を含む検出モジュール２に対し、磁気ヨーク１０と同期して＋Ｘ方向および−Ｘ方向へ直進移動可能に設けられている。なお、磁気ヨーク２０は、磁気ヨーク１０と共通の移動体に固定されている。
【００４３】
磁気ヨーク２０は、Ｚ軸方向において検出モジュール２におけるセンサ部３および磁石６と対向する外縁１２を有している。外縁１２は、Ｚ軸方向において、例えば磁石６から距離１２Ｄ（図９Ａ）の位置にある。ここで外縁１２は、平坦ではなく、磁気ヨーク１０の外縁１１と同様に、例えば凸部１２Ｔと凹部１２Ｕとを含む凹凸形状を有している。より具体的には、外縁１２は、Ｚ軸方向における磁石６との距離１２Ｄが例えば正弦曲線を描くようにＸ軸方向において周期的に変動する形状、すなわち連続する曲面を有する。凸部１２Ｔは、Ｚ軸方向において磁石６から第３の距離Ｄ３にある第３の外縁部分である。また、凹部１２Ｕは、Ｘ軸方向において凸部１２Ｔと異なる位置であってＺ軸方向において磁石６から第４の距離Ｄ４にある第４の外縁部分である。ここで、第３の距離Ｄ３は、距離１２Ｄのうちの最小値であり、第４の距離Ｄ４は、距離１２Ｄのうちの最大値である。なお、本実施の形態の位置検出システム１Ａでは、第１の距離Ｄ１と第３の距離Ｄ３とが等しく、第２の距離Ｄ２と第４の距離Ｄ４とが等しい。また、Ｘ軸方向における凸部１２Ｔから凹部１２Ｕまでの長さが、外縁１２が描く正弦曲線の半周期の長さ０．５Ｔに相当する。なお、本実施の形態の位置検出システム１Ａでは、外縁１１が描く正弦曲線の１周期と外縁１２が描く正弦曲線の１周期とは互いに等しい（１Ｔ）。但し、図９Ｂに示したように、外縁１１の描く曲線の位相と、外縁１２の描く曲線の位相とが０．５周期（０.５Ｔ）だけ異なっている。
【００４４】
磁気ヨーク２０は、磁気ヨーク１０と同様、例えばパーマロイなどの軟質強磁性体を主成分として含んでいる。
【００４５】
磁気ヨーク１０および磁気ヨーク２０は、Ｘ軸に沿った一体的な移動動作により、センサ部３に対して付与される磁石６からの磁場の磁力線６Ｌの周期的な変化をもたらすことができる。なお、磁石６は後出の図１０〜図１２に示すように、Ｙ軸方向において磁気ヨーク１０と磁気ヨーク２０との間に配置されているとよい。
【００４６】
続いて、図１０〜図１３を参照し、図９Ａなどに示した位置検出システム１Ａの動作中における磁力線６Ｌの変化について説明する。
【００４７】
図１０は、位置検出システム１Ａにおいて、磁気ヨーク１０の凸部１１Ｔおよび磁気ヨーク２０の凹部１２ＵがＸ軸方向におけるセンサ部３の中心位置ＣＰ３に到達した状態（以下、「第１の状態」という。）を表している。図１０の第１の状態における磁気ヨーク１０，２０の位置を基準位置０Ｔとする。
【００４８】
図１１は、位置検出システム１Ａにおいて、凸部１１Ｔと凹部１１ＵとのＸ軸方向の中間点、すなわち凸部１２Ｔと凹部１２ＵとのＸ軸方向の中間点が、センサ部３の中心位置ＣＰ３に到達した状態（以下、「第２の状態」という。）を表している。図１１の第２の状態における磁気ヨーク１０，２０の移動量ΔＸを０．２５Ｔ（１／４周期）とする。
【００４９】
図１２は、位置検出システム１Ａにおいて、磁気ヨーク１０の凹部１１Ｕおよび磁気ヨーク２０の凸部１２ＴがＸ軸方向におけるセンサ部３の中心位置ＣＰ３に到達した状態（以下、「第３の状態」という。）を表している。図１２の第３の状態における磁気ヨーク１０，２０の移動量ΔＸを０．５Ｔ（１／２周期）とする。
【００５０】
図１０の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、第１の状態における位置検出システム１Ａのうちの磁気ヨーク１０，２０、センサ部３および磁石６を表す正面図、上面図および側面図である。
【００５１】
図１１の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、第２の状態における位置検出システム１Ａのうちの磁気ヨーク１０，２０、センサ部３および磁石６を表す正面図、上面図および側面図である。
【００５２】
図１２の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、第３の状態における位置検出システム１Ａのうちの磁気ヨーク１０，２０、センサ部３および磁石６を表す正面図、上面図および側面図である。
【００５３】
さらに、図１３の（Ａ）は、センサ部３において検出される磁力線６Ｌの成分Ｂｘと、磁気ヨーク１０，２０のＸ軸方向の移動量ΔＸとの関係を表す特性図である。また、図１３の（Ｂ）は、センサ部３において検出される磁力線６Ｌの成分Ｂｚと、磁気ヨーク１０，２０のＸ軸方向の移動量ΔＸとの関係を表す特性図である。
【００５４】
図１０に示したように、第１の状態では、センサ部３を通過する磁力線６ＬのベクトルＶ０はＸ軸方向の成分Ｂｘを含まず、Ｙ軸方向の成分ＢｙおよびＺ軸方向の成分Ｂｚのみを含む。但し、第１の状態ではベクトルＶ０の成分Ｂｚが＋Ｚ方向である。このため、図１３に示したように、移動量ΔＸ＝０Ｔの基準位置では、成分Ｂｘは０となる。一方、移動量ΔＸ＝０Ｔの基準位置では、成分Ｂｚは最大値ＨＺとなる。
【００５５】
図１１に示したように、磁気ヨーク１０，２０が第１の状態から＋Ｘ方向へ０．２５Ｔ移動した第２の状態では、センサ部３を通過する磁力線６ＬのベクトルＶ０.２５はＺ軸方向の成分Ｂｚを含まず、Ｘ軸方向の成分ＢｘおよびＹ軸方向の成分Ｂｙのみを含む。但し、第２の状態ではベクトルＶ０．２５の成分Ｂｘが＋Ｘ方向である。このため、図１３に示したように、移動量ΔＸ＝０.２５Ｔの位置では、成分Ｂｘは最大値ＨＸとなり、成分Ｂｚは０となる。
【００５６】
図１２に示したように、磁気ヨーク１０，２０が第１の状態から＋Ｘ方向へ０．５Ｔ移動した第３の状態では、図１０の第１の状態と同様、センサ部３を通過する磁力線６ＬのベクトルＶ０.５はＸ軸方向の成分Ｂｘを含まず、Ｙ軸方向の成分ＢｙおよびＺ軸方向の成分Ｂｚのみを含む。但し、図１０の第１の状態ではベクトルＶ０の成分Ｂｚが＋Ｚ方向であったのに対し、図１２の第３の状態ではベクトルＶ０．５の成分Ｂｚは−Ｚ方向である。このため、図１３に示したように、移動量ΔＸ＝０.５Ｔの位置では、成分Ｂｘは０となり、成分Ｂｚは最小値ＬＺとなる。
【００５７】
このように、第２の実施の形態の位置検出システム１Ａにおいても、成分Ｂｘの変化および成分Ｂｚの変化をそれぞれ含む第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２を利用して、磁気ヨーク１０，２０のＸ軸方向に沿った移動量ΔＸを求めることができる。したがって、上記第１の実施の形態の位置検出システム１と同様の効果が期待できる。
【００５８】
そのうえ、第２の実施の形態の位置検出システム１Ａでは、移動方向であるＸ軸方向と直交するＹ軸方向において隣り合う２枚の磁気ヨーク１０および磁気ヨーク２０を有するようにしたので、第１の実施の形態と比較して、検出精度に対するＹ軸方向におけるセンサ部３および磁石６の位置ずれの影響が、より低減される。これは、１枚の磁気ヨークの場合と比べて磁石６から発生する磁場における移動方向であるＸ軸方向に沿った成分Ｂｘの振幅と、磁石６から発生する磁場におけるＺ軸方向に沿ったＢｚ成分の振幅とがそれぞれ２倍になり、Ｓ／Ｎ比が向上するためである。
【００５９】
さらに、磁気ヨーク１０と磁気ヨーク２０との間にセンサ部３を配置することにより、例えばセンサ部３がＹ軸方向に沿って磁気ヨーク１０から遠ざかる方向にずれた場合、センサ部３は必然的にＹ軸方向に沿って磁気ヨーク２０に近づくこととなる。このため、磁気ヨーク１０から遠ざかることでセンサ部３に及ぶ磁場の磁束密度が低下したとしても、磁気ヨーク２０がセンサ部３に近づくことによりセンサ部３に及ぶ磁場の磁束密度が補完されることとなる。したがって、本実施の形態の位置検出システム１Ａによれば、センサ部３と磁気ヨーク１０，２０とのＹ軸方向における位置ずれの影響によって検出感度が低下するのを防ぐことができる。
【００６０】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、図１４Ａ〜図１４Ｃを参照して、本発明における第３の実施の形態としての位置検出システム１Ｂの構成について説明する。上記第２の実施の形態の位置検出システム１Ａは、２つの磁気ヨーク１０，２０および１つのセンサ部３に対し、１つの磁石６を備えるようにした。これに対し、第３の実施の形態の位置検出システム１Ｂは、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したように、１つのセンサ部３に対し、２つの磁気ヨーク１０および磁気ヨーク２０と２つの磁石６Ａおよび磁石６Ｂを配置したものである。すなわち、位置検出システム１Ｂは、２つの磁石６Ａ，６Ｂにより磁場を形成し、同期して直進移動する２つの磁気ヨーク１０，２０のＸ軸方向の位置を検出するものである。位置検出システム１Ｂはこの点を除き、他は第２の実施の形態の位置検出システム１Ａと実質的に同じ構成を有する。図１４Ａは、位置検出システム１Ｂのうち、２つの磁気ヨーク１０，２０および２つの磁石６Ａ，６Ｂを表す斜視図であり、図１４Ｂは、位置検出システム１Ｂのうち、２つの磁気ヨーク１０，２０、センサ部３および２つの磁石６Ａ，６Ｂを表す正面図である。また、図１４Ｃは、位置検出システム１Ｂのうち、センサ部３と２つの磁石６Ａ，６Ｂとを表す斜視図である。なお、位置検出システム１Ｂは本発明の「位置検出システム」に対応する一具体例であり、磁石６Ａおよび磁石６Ｂは、それぞれ本発明の「第１の磁石」および「第２の磁石」に対応する一具体例である。
【００６１】
図１４Ａおよび図１４Ｂに示したように、位置検出システム１Ｂでは、磁石６Ａおよび磁石６Ｂは、磁気ヨーク１０，２０が移動するＸ軸方向に沿って離間して隣り合うように配置されている。センサ部３は、Ｘ軸方向において磁石６Ａと磁石６Ｂとの間に配置され、磁石６Ａおよび磁石６Ｂと磁気ヨーク１０，２０とが対向するＺ軸方向において磁石６Ａおよび磁石６Ｂと磁気ヨーク１０，２０との間に配置されている。図１４Ｃに示したように、磁石６Ａおよび磁石６Ｂは、いずれもＹ軸方向に沿って着磁されており、それぞれ磁力線６ＡＬおよび磁力線６ＢＬを含む磁場を発生させるようになっている。磁力線６ＡＬおよび磁力線６ＢＬは、それぞれ、それらがセンサ部３を通過する位置においてＹ軸に沿った方向の、実質的に互いに平行のベクトルを有する。
【００６２】
なお、磁石６Ａおよび磁石６Ｂは、Ｙ軸方向において磁気ヨーク１０と磁気ヨーク２０との間に配置されているとよい。
【００６３】
このように、第３の実施の形態の位置検出システム１Ｂにおいても、上記第１の実施の形態の位置検出システム１および上記第２の実施の形態の位置検出システム１Ａと同様の効果が期待できる。そのうえ、第３の実施の形態の位置検出システム１Ｂでは、隣接配置された磁石６Ａおよび磁石６Ｂにより磁力線６ＡＬおよび磁力線６ＢＬを発生させ、それら磁力線６ＡＬおよび磁力線６ＢＬがセンサ部３を通過する位置において、磁力線６ＡＬおよび磁力線６ＢＬがＹ軸に沿った方向のベクトルを有するようにした。このため、センサ部３の近傍において磁力線６ＡＬと磁力線６ＢＬとが反発し合う不安定領域が生じ、その不安定領域の近傍を例えば磁気ヨーク１０の凸部１１Ｔが通過した際に磁力線６ＡＬのベクトルの向きおよび磁力線６ＢＬのベクトルの向きが敏感に変化することとなる。よって、第３の実施の形態の位置検出システム１Ｂでは、第１の実施の形態の位置検出システム１および第２の実施の形態の位置検出システム１Ａと比較して、センサ部３においてより大きな出力変化が得られる。
【００６４】
＜４．変形例＞
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はそれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施の形態では、第１の軟質強磁性体および第２の軟質強磁性体の各々の外縁が正弦曲線を描くように曲面をなす凹凸形状としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、矩形状の外縁であってもよい。
【００６５】
また、上記第３の実施の形態では、１つのセンサ部に対し２つの磁気ヨークと２つの磁石とを配置するようにしたが、例えば１つのセンサ部に対し、１つの磁気ヨークと２つの磁石とを配置するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態における各図面では、１つの磁気ヨークの外縁が１つの凸部と１つの凹部とを有するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１５に示した変形例としての位置検出システム１Ｃのように、磁気ヨーク１０Ｃ，２０Ｃの各々の外縁１１，１２が複数の凸部と複数の凹部とが交互にＸ軸方向に繰り返し配置されるものであってもよい。
【００６７】
また、磁気ヨークのＸ軸方向における移動可能長さは、その外縁のＸ軸方向における１周期の長さよりも長くてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態等では、磁気検出部が２つの磁気検出素子を備えるようにしたが、本発明では、磁気検出素子の数は２に限定されず、１つのみでもよいし、３以上備えるようにしてもよい。但し、３以上の磁気検出素子を備える場合、それらが互いに異なる位相の信号を出力することが望ましい。
【００６９】
また、上記第１の実施の形態では、磁気検出素子として、磁気抵抗効果素子をそれぞれ含む磁気センサ３１および磁気センサ３２を例示して説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明の磁気検出素子は、磁場の向き（角度）の変化を検出できる素子であれば特に限定されず、例えばホール素子であってもよい。
【００７０】
また、本発明の磁気検出部は、互いに直交する第１の検知軸および第２の検知軸を有する２軸の磁気検出素子を１以上備えていてもよい。あるいは、本発明の磁気検出部は、第１の検知軸を有する第１の磁気検出素子と、その第１の検知軸と直交する第２の検知軸を有する第２の磁気検出素子とを近接配置した磁気検出素子対を、複数備えるようにしてもよい。上記した２軸の磁気検出素子を複数箇所に配置する場合、および、上記した磁気検出素子対を複数箇所に配置する場合、それらの配置ピッチは、いずれにおいても、軟質強磁性体の移動方向では、例えば軟質強磁性体の凸部の配置ピッチと一致していることが望ましい。
【符号の説明】
【００７１】
１，１Ａ〜１Ｃ…位置検出システム、１０，２０…磁気ヨーク、１１，１２…外縁、１１Ｔ，１２Ｔ…凸部、１１Ｕ，１２Ｕ…凹部、２…検出モジュール、３…センサ部、３１，３２…磁気センサ、４…演算回路、４６…角度演算部、４７…位置演算部、６，６Ａ，６Ｂ…磁石、６Ｌ…磁力線、７…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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