(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石の磁場を前記磁石の表面に沿って決定するための方法であって、
−  前記磁石の前記表面と磁気カメラデバイスの間で相対運動を実行することであって、前記磁気カメラデバイスが少なくとも２つの磁場センサの一次元配列を備え、前記少なくとも２つの磁場センサの前記一次元配列が第１の方向に沿って配置されていることを特徴とする、前記磁石の前記表面と前記磁気カメラデバイスの間で相対運動を実行することと、
−  前記磁気カメラデバイスを用いることによって前記磁場を測定し、それによって前記表面の磁場測定値を得ることと、を含んでおり、
前記相対運動が、相対的な並進運動および相対的な回転運動の組み合わせである連続運動であり、前記相対的な並進運動が、前記第１の方向に対して平行な運動であり、
前記相対的な回転運動が、前記磁石の前記表面が軸周りで回転する運動であり、前記軸は第２の方向を画定し、
前記第１の方向および前記第２の方向が、垂直であり、その結果、渦巻き状の相対運動を生じさせることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記渦巻き状の相対運動の結果、前記磁場の前記表面に沿った全走査をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記全走査が、前記表面の一部分を２回以上、前記相対的な回転運動のその後の回転サイクルで走査することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記磁気カメラデバイスを用いることによって前記磁場を測定することが、所定の時間的インスタンスで実行される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記所定の時間的インスタンスが、一定の時間間隔で分離される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記相対的な並進運動の速度および前記相対的な回転運動の角度速度が、予め決定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記相対的な並進運動の速度および前記相対的な回転運動の角度速度が、一定である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
磁石の磁場を前記磁石の表面に沿って決定するための装置であって、
‐  前記磁石の前記表面と磁気カメラデバイスの間で相対運動を実行するための手段と、
‐  少なくとも２つの磁場センサの一次元配列を備えた前記磁気カメラデバイスであって、前記少なくとも２つの磁場センサの前記一次元配列が第１の方向に沿って配置されており、それによって前記表面の磁場測定値を得る前記磁気カメラデバイスと、を備えており、
相対運動を実行するための前記手段が、相対的な並進運動および相対的な回転運動の組み合わせである連続運動である相対運動を実行するように適合されており、
前記相対的な並進運動が、前記第１の方向に対して平行な運動であり、
前記相対的な回転運動が、第２の方向を定義する軸の周りで回転する運動であり、
前記第１の方向および前記第２の方向が、垂直であることを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁石の磁場を決定するためのデバイス（ｄｅｖｉｃｅ、機器、機構）および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石の高速かつ正確な品質検査が、位置センサ、電気モータおよびアクチュエータ、スピーカおよびマイクロフォン、医療デバイス、自動車電子装置などの数多くの技術製品の開発および生産においてますます重要になってきている。最終製品の品質は、しばしば、これらの製品内の永久磁石の品質に直接影響され、これに大きく依存する。さらに、永久磁石を作製するのに重要である希土類材料の価格変動は、これらの貴重な材料を効率的な方法で使用して、廃棄される磁石材料の量を最小限に抑え、換言すれば、磁石材料の最少量から最大のパフォーマンスを得ることを、開発者および製造者に強いている。これは、各々の磁石が、厳密な品質要求に適合する必要があることを意味している。また、経済的な点からも、永久磁石の品質制御は、重要性を増してきている。
【０００３】
磁場カメラとも称される磁気測定システムが既知である。この技術は、さまざまな用途における単軸および多重の極磁石を含む、すべての種類の永久磁石向けの先進の磁石検査技術である。磁場カメラ技術は、複数の磁場センサを用いて磁石の磁場分布をマッピングすることに基づいている。
【０００４】
欧州特許出願第１７２００２６号明細書（特許文献１）では、磁気カメラモジュールとも呼ばれる、磁場カメラの例が説明される。
欧州特許出願第２５０８９０６号明細書（特許文献２）では、磁気システムの入力パラメータの初期化されたセットに基づいて磁気システムを特徴付けるための配置構成であって、
‐通常は磁気カメラモジュールとして具体化される、磁場分布を測定するための手段と、‐磁気システムの最適な予想磁場分布を決定するための手段とを備える、配置構成が、説明されている。
【０００５】
工業界において、磁場カメラの固有の測定または感知領域（ｓｅｎｓｉｎｇ  ａｒｅａ）より大きい領域、たとえば磁石の表面領域にわたって磁場分布を決定することができる磁場カメラに対するニーズが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願第１７２００２６号明細書
【特許文献２】欧州特許出願第２５０８９０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示の目的は、磁石の磁場分布を磁石の表面に沿って決定するための方法を提供することである。最初の独立請求項のステップを含む方法に従って、本開示により、この目的は達成される。
【０００８】
本開示の別の目的は、磁石の磁場分布を磁石の表面に沿って決定するためのデバイスまたは装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）を提供することである。この目的は、２番目の独立請求項の技術特徴を示すデバイスによる、本開示によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様では、磁石の磁場を磁石の表面に沿って決定するための方法であって、
‐磁石の表面と磁気カメラデバイスの間で相対運動を実行することと、
‐磁気カメラデバイスを用いることによって磁場を測定し、それによってその表面の磁場測定値を得ることと、を含み、相対運動が、相対的な並進運動および相対的な回転運動の組み合わせである連続運動である方法が、開示される。
【００１０】
磁場測定を表面に対して行った時点で、測定値を含む対応するデータは、たとえば適切なソフトウェアまたはコンピュータプログラムを用いることによって、磁石の磁場をモデル化し分析するために使用され得る。好ましくは、本発明の態様による方法は、相対運動を規定する少なくともパラメータに基づいて、それぞれの磁場測定値に対する位置座標を決定することを含む。本発明の態様による方法は、さらに、規則的なグリッドパターン（ｇｒｉｄ  ｐａｔｔｅｒｎ、格子状パターン）に対応する位置にしたがって仮想の測定値（ｖｉｒｔｕａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｖａｌｕｅ）を導出するために、その算出された位置に対して決定された測定値を内挿することを含むこともできる。
【００１１】
これにより、磁石の磁場は、その表面に沿って、たとえばその主要表面に沿って走査され得る。好ましい実施形態によれば、走査は、連続プロセスになることができ、すなわち、測定および相対運動は、同時に起こり、それにより、相対運動は、磁場測定が実行されるときに停止されない（ゼロに等しい速度を有さない）。
【００１２】
相対運動は、連続的な不断の運動である。好ましくは、相対運動によって規定されるパターンは、数学的意味において連続的である。好ましくは、相対運動は、中断を含まず、運動の相対速度は、常にゼロを上回る。好ましくは、相対的な並進運動および相対的な回転運動は、常に、ゼロではない速度を有し、すなわち非ゼロ速度を有する。相対運動によって規定されたパターンは、好ましくは、平滑な曲線であり、すなわち、数学的意味では平滑関数として説明され得る。
【００１３】
本発明の実施形態の利点は、磁石、たとえばその主要表面全体の磁場分布が、すばやいおよび／または自動式の方法で決定され得ることである。
【００１４】
本発明の実施形態の別の利点は、磁場分布が、単一の磁気カメラの検出表面より大きい、またはかなり大きい磁石の主要表面に対して効率的に決定され得ることである。
【００１５】
磁場カメラデバイスは、たとえばマトリクス（ｍａｔｒｉｘ、行列）または線構成で配置された、磁場の特性を各々が測定することができる複数のセンサを備えるデバイスであって、磁場分布を測定することができるデバイスになることができる。磁場カメラは、たとえば、参照によって本明細書に組み込まれる、欧州特許出願第１７２００２６号明細書（特許文献１）または欧州特許出願第２５０８９０６号明細書（特許文献２）に開示されるようなカメラとすることができる。これは、たとえば、二次元（２Ｄ）もしくは一次元（１Ｄ）のホールセンサ配列（Ｈａｌｌ  ｓｅｎｓｏｒ  ａｒｒａｙ）、または別のタイプの磁場センサの２Ｄもしくは１Ｄ配列とすることができる。
【００１６】
磁場を測定することは、当業者が認識するように、磁場の単一の成分を測定することを含むことができる。これは、たとえば、磁石の主要表面に対する磁場の面外成分（の大きさ）を測定することを含むことができる。これはまた、別の方向に沿った磁石の磁場の成分になることもできる。磁場成分は、たとえば、軸もしくは表面上の磁場ベクトルの投影の大きさ、または磁場ベクトル自体の大きさを含むことができる。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、磁気カメラデバイスは、少なくとも２つの磁場センサの一次元配列を備える。好ましい実施形態によれば、磁場カメラが２Ｄセンサ配列である場合、本開示の実施形態では前記磁場カメラデバイスの単一の横列／縦列を使用するだけで十分であり、これが、好ましい。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの磁場センサの一次元配列は、第１の方向に沿って配置される。たとえば、少なくとも２つの磁場センサは、位置合わせされ、単一の平面内に配置される、感知領域を有することができる。
【００１９】
これは、比較的簡単な読み出しおよび／または磁気画像再構成アルゴリズムが、最終的に使用され得るという利点を提供する。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、相対的な並進運動は、第１の方向に平行な、たとえばこれに沿った運動である。
【００２１】
好ましい実施形態によれば、相対的な回転運動は、磁石の表面が軸周りで回転する運動であり、軸は第２の方向を画定する。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、第１の方向および第２の方向は、平行であり、その結果、らせん状の相対運動を生じさせる。これらの実施形態は、円筒形状を有する磁石の磁場分布を測定する場合に特に有用である。
【００２３】
好ましい実施形態によれば、第１の方向および第２の方向は、垂直であり、その結果、渦巻き状の相対運動を生じさせる。これらの実施形態は、リング（環）またはディスク（円盤）形状を有する磁石の磁場分布を測定するのに特に有用である。
【００２４】
らせん状または渦巻き状の相対運動の使用は、平滑な走査プロセスをもたらし、また、磁場センサデバイスによる磁場の測定値に対応する測定データを適切な形で提供して、容易に、すなわち簡単な算出によって、測定値を磁石の表面に対する位置座標にマッピングする。
【００２５】
好ましい実施形態によれば、渦巻き状またはらせん状の相対運動は、磁場または磁場成分の磁石の表面に沿った全走査を結果としてもたらす。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、渦巻き状またはらせん状の相対運動は、磁場または磁場成分の磁石の表面に沿った全走査をもたらし、さらに、磁石の表面の境界を超えて、たとえば磁石から離れたところまで及ぶ。これは、磁石によって生成された磁場の空間延長が、測定され、したがって分析され得るという利点を提供する。
【００２７】
好ましい実施形態によれば、全走査を実行することは、表面の一部分を２回以上、たとえば相対的な回転運動のその後の回転サイクルで走査することを含む。この部分は、重複部分として見ることができる。重複部分の存在、したがって磁場測定プロセス中のこの部分の二重の磁場画像化は、それぞれの測定値がとられた位置に対する測定値のより正確なマッピングを実行できる。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、磁気カメラデバイスを用いることによって磁場を測定することは、所定の時間的インスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ、場面、事例）で実行される。あるいは、これらの時間インスタンスは、登録され、それらの測定値に関連付けられる。
【００２９】
所定の時間的インスタンスは、一様な測定点密度を得るために、好ましくは、一定の時間間隔（intervals、インターバル）によって分離される。
【００３０】
好ましい実施形態によれば、相対的な並進運動の速度および相対的な回転運動の（ａｎｇｕｌａｒ、角、角度）速度は、予め決定され、好ましくは、常にゼロではない。これは、測定された磁場値の位置に対するマッピングプロセスを簡易化することができる。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、相対的な並進運動の速度および相対的な回転運動の（角）速度は、好ましくは、一定であり、好ましくはゼロではない。
【００３２】
本発明の第２の態様によれば、磁石の磁場を磁石の表面に沿って決定するための装置であって、
‐磁石の表面と磁気カメラデバイスの間で相対運動を実行するための手段と、
‐表面の磁場測定値をそれによって得るための磁気カメラデバイスと、を備え、
‐相対運動を実行するための手段が、相対的な並進運動および相対的な回転運動の組み合わせである連続運動である相対運動を実行するように適合される、装置が開示される。
【００３３】
好ましい実施形態によれば、磁気カメラデバイスは、少なくとも２つの磁場センサの一次元配列を備える。
【００３４】
好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの磁場センサの一次元配列は、第１の方向に沿って配置される。
【００３５】
好ましい実施形態によれば、相対運動を実行するための手段は、第１の方向に平行に、（またはこれに沿って）相対的な並進運動を実行するように適合される。
【００３６】
好ましい実施形態によれば、相対運動を実行するための手段は、軸の周りで磁石（の表面）を回転させるように適合され、軸は、第２の方向を画定する。
【００３７】
好ましい実施形態によれば、第１の方向および第２の方向は、平行であり、その結果、らせん状の相対運動が行われる。
【００３８】
好ましい実施形態によれば、第１の方向および第２の方向は、垂直であり、その結果、渦巻き状の相対運動が行われる。
【００３９】
好ましい実施形態によれば、相対運動を実行するための手段は、渦巻き状またはらせん状の相対運動を実行するように適合され、その結果、磁場の表面に沿った全走査をもたらす。
【００４０】
好ましい実施形態によれば、相対運動を実行するための手段は、渦巻き状またはらせん状の相対運動を実行するように適合され、その結果、磁場の表面に沿った全走査をもたらし、それにより、表面の一部分を、２回以上、相対的な回転運動のその後の回転サイクルにおいて走査する。
【００４１】
好ましい実施形態によれば、磁気カメラデバイスは、所定の時間的インスタンスで測定を実行するように適合される。これらのインスタンスは、一定の時間間隔によって分離され得る。
【００４２】
好ましい実施形態によれば、磁場測定が磁気カメラデバイスの異なる磁場センサによって実行される時間的インスタンスは、異なる。好ましい実施形態によれば、磁場測定は、隣接する磁場センサによって、その後の時間的インスタンスにおいて実行される。
【００４３】
好ましい実施形態によれば、相対的な並進運動の速度および相対的な回転運動の角度速度は、予め決定される。
【００４４】
好ましい実施形態によれば、相対的な並進運動の速度および相対的な回転運動の角度速度は、一定である。
【００４５】
好ましい実施形態によれば、相対運動をもたらすための手段は、さらに、運動を操縦または制御するための制御装置を備えることができる。
【００４６】
好ましい実施形態によれば、回転手段または装置は、電磁気エンジンのロータを備える。
【００４７】
好ましい実施形態では、磁場センサデバイスは、少なくとも１０個の磁場センサの配列を備える。より好ましい実施形態では、磁場センサデバイスは、少なくとも１００個の磁場センサの配列を備える。
【００４８】
好ましい実施形態では、センサ配列内の連続するセンサ間の相対距離は、１ｍｍ未満である。より好ましい実施形態では、センサ配列内の連続するセンサ間の相対距離は、０．２ｍｍ未満である。
【００４９】
好ましい実施形態では、単一のセンサを読み取るための時間は、１ｍｓ未満である。
【００５０】
本発明の上記の態様の１つに対して開示される特徴および利点は、本明細書ではまた、他の態様、準用に対して暗黙的に本明細書に開示され、これは、当業者が認識するであろう。たとえば、デバイスは、本発明の方法態様に対して開示される実施形態の任意のものを実行するように適合された、必要な任意の手段を備えることができる。
【００５１】
好ましい実施形態によれば、上記のすべてまたは一部は、センサシステム、スイッチおよびリレー、電気モータ、アクチュエータ、スピーカ、マイクロフォン、磁気結合、保持磁石、ビーム案内システム、ウィグラ（ｗｉｇｇｌｅｒｓ）、アンジュレータ（ｕｎｄｕｌａｔｏｒ）、永久磁石ベアリング、測定機器、研究設備、新しい磁気材料、鋼などの磁気材料の非破壊試験など用の工業用途または研究用途における永久磁石または磁石組立体の検査に適用される。
【００５２】
本発明の態様を使用できる業界の例は、自動車、工業、医療、家電、磁石生産、研究所である。
【００５３】
本開示は、さらに、以下の説明および付属の図を用いることによって解明される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の態様の理解を容易にする基本的な概念図である
【図２】図２は、「らせん状の相対運動」タイプの本発明の実施形態を示す図である。
【図３】図３は、「らせん状の相対運動」タイプの本発明の実施形態を示す図である。
【図４】図４は、「らせん状の相対運動」タイプの本発明の実施形態を示す図である。
【図５】図５は、「渦巻き状の相対運動」タイプの本発明の実施形態を示す図である。
【図６】図６は、「渦巻き状の相対運動」タイプの本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本開示は、特定の実施形態に対して、また、特定の図を参照して説明されるが、本開示は、これに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。説明する図は、概略的にすぎず、非限定的なものである。図では、要素の一部のサイズは、例示の目的で誇張され、原縮尺では描かれないことがある。寸法および相対的寸法は、必ずしも開示の現実の実施化に対応するものではない。
【００５６】
さらに、本説明および特許請求の範囲内の第１、第２、第３などの用語は、類似の要素間を見分けるために使用され、必ずしも順次的または時間的順序を説明するために使用されるものではない。用語は、適切な状況下で交換可能であり、本開示の実施形態は、本明細書において説明するまたは例示する以外の他の順序で作動することができる。
【００５７】
さらに、本明細書および特許請求の範囲における上部、底部、上方、下方などの用語は、説明的目的のために使用され、必ずしも相対的位置を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において説明する開示の実施形態は、本明細書において説明するまたは例示する以外の他の配向で作動することができる。
【００５８】
さらに、「好ましい」と称されるさまざまな態様は、本開示の範囲を限定するものではなく、本開示を実施することができる例示的な方法として解釈されるものである。
【００５９】
２０１２年１０月１５日出願の欧州特許出願第１２１８８５２１．４号明細書では、磁石の磁場分布を磁石の主要表面に沿って決定するためのデバイスおよび方法であって、デバイスが、
‐互いに対して固定された相対位置に配置された、少なくとも２つの独立した磁場カメラモジュールの配置構成であって、各々の磁場カメラモジュールが、これが露出される磁場分布を、それぞれの検出表面を用いることによって測定するように適合される、配置構成と、
‐主要表面と配置構成の間に所定の相対移動をもたらすための手段であって、それによって磁石の磁場分布を主要表面に沿って走査する手段とを備える、デバイスおよび方法が、説明され得る。
【００６０】
上記特許出願は、磁場分布が、比較的大きい領域にわたって決定される必要があるところ、すなわち、磁石の主要表面が、磁場カメラの固有の測定領域より大きい場合に用途を見出す。
【００６１】
しかし、実際には、比較的大きい領域を測定するのに１つだけの磁場カメラを使用することが好ましいことが多く、それにより、磁石に対する磁場カメラの相対的な機械運動を使用する。
【００６２】
磁石１の磁場を磁石の表面に沿って決定するための方法であって、
‐磁石１の表面と磁気カメラデバイス２の間で相対運動を実行することと、
‐磁気カメラデバイス２を用いることによって磁場を測定し、それによって表面の磁場測定値を得ることと、を含み、相対運動が、相対的な並進運動および相対的な回転運動の組み合わせである連続運動である、方法が次に説明される。
【００６３】
図１に示す第１の好ましい実施形態によれば、円筒形状の磁気システム１の全円筒表面に沿って磁場を測定するための方法が、開示される。そのようなシステムは、たとえば円筒状またはリング形状の永久磁石、円筒状表面上に配置された複数の磁石の組立体、電気モータで使用するための永久磁石ロータなどを備えることができる。磁場分布を形成する磁場値は、ホールセンサ、磁気抵抗センサ、または当業者に知られている別のタイプの磁場センサの配列などの磁場センサまたは磁場カメラ２の配列を使用して決定される。配列はまた、磁場センサのマトリクス内の１つの横列のセンサになることもできる。センサ配列は、好ましくは、配列の方向が、円筒形状の磁気システムの軸方向に対して平行であるように、また、センサの感知表面の配向が、所望の磁場成分、たとえば円筒形状の磁気システムの軸方向に対して垂直な成分である動径成分を測定するように、第１の方向に沿って配向される。円筒形状の磁気システムは、第１の回転軸３の周りで、すなわち、第２の方向に対応するその長手方向軸の周りで回転することができ、それによって回転運動を行う。第１の方向および第２の方向は、これにより平行である。磁場センサデバイス２は、固定された高さにある磁石の表面上方に位置することができる。相対的な回転運動は、たとえば、磁石を回転させ、磁気センサデバイス２を磁石２の表面上方の固定された位置に保つことによって具体化され得る。あるいは、相対的な回転運動は、磁石１を固定された位置に保ち、磁場センサデバイスを、磁石の周りで、磁石２の表面の上方の、ある、たとえば固定された高さで回転させて具体化することができる。
【００６４】
基本的な例では、センサ配列の長さＬｓは、軸方向（「ｚ」方向）の円筒磁石の長さＬｍと等しい、またはこれより大きい。センサ配列の両方の端部が円筒磁石の境界と同一場所にある、または軸方向にこれを超えて延びるように、センサ配列が、特定の固定された位置に軸方向に沿って位置決めされると、円筒磁石の主要円筒表面に沿った磁場分布は、次の方法で決定され得る。
【００６５】
センサ配列からの測定値は、比較的高速になり得る規則的な時間間隔で記録される。それにより、配列内のすべてのセンサは、局所磁場を同時に記録することができ、またはこれらは、順次的に、ただしそれらの間に規則的な時間間隔を伴ってそのように記録することができる。Ｎを配列内のセンサの数とする。ここで、２つのセンサ間の距離は、Δｘ＝Ｌｓ／（Ｎ−１）である。表記ｔ＿ａ（「秒」で表わされる）は、センサ配列の２つの測定間の時間期間に使用される。実際には、たとえば、測定速度を増大させるために、または空間分解能を低減するために、センサ配列の一部だけが、磁場を記録するために使用され得る。
【００６６】
センサ配列からの磁場値を規則的な時間間隔で記録するのと同時に、円筒磁石はその軸周りで、センサ配列に対して、所定の一定の速度ｖ＿ｒｏｔ（たとえば「秒あたりの角度」または「°／ｓ」で表される）において回転され、それにより、一定期間ｔ＿ａ後、円筒は、Δθ＝ｖｒｏｔ・ｔａに等しい角度にわたって回転されている。それにより、ｖ＿ｒｏｔおよびｔ＿ａは、Δθが、決定された磁場分布の所望の角度分解能に対応するように選択される。円筒形が３６０°の全回転を実行した後、円筒磁石の主要円筒表面に沿った全磁場分布が、決定されている。
【００６７】
図２に示す類似の好ましい実施形態では、センサ配列の長さＬｓは、軸方向の円筒磁石の長さＬｍより小さいものである。センサ配列が、第１の方向に沿って配置され、特定の固定された位置に軸方向に沿って、第２の方向に対応する軸方向に対して平行に位置決めされ、上記で説明した同じ手順が実行される場合、主要円筒表面の一部分のみの磁場分布、すなわち軸方向長さＬｓを有する円筒形の磁場分布が、決定される。磁場分布を主要円筒表面のより長い軸方向長さに沿って決定するために、図３に示される、次の方法が適用でききる。最初、（第１の方向に沿って配置された）センサ配列は、円筒境界を完全に超えるように軸方向に平行に置かれる。次いで、第１の方向４に沿って配置された、センサ配列２に対する円筒磁石１の（第２の方向を規定する軸３を中心とする回転を含む）相対的な回転運動が、実行され、それと同時に、円筒磁石に対するセンサ配列の（第１の方向４に対応する）軸方向の相対的な並進運動を実行する。ｖ＿ａｘとして表記される並進運動は、センサ配列が、全円筒周りでらせん状トラックまたは曲線を描くように選択され、それによって、全円筒表面は覆われ、それにより、全円筒表面上の磁場分布を決定することができる。それにより、ｖ＿ａｘおよびｖ＿ｒｏｔの値は、３６０°の１回の全回転後、センサ配列が、その長さ、
【数１】
0006574195.tif 000002
に等しい距離にわたって軸方向にシフトしているように選択され得る。この条件により、全円筒表面は、センサ配列のらせん状軌道によって覆われる。ｖ＿ａｘの値が、この値より小さくなるように選択される場合、重複部５が、その後の３６０°の回転においてセンサ配列位置間に作り出され、これは、実際には、決定された磁場分布内の小さい隙間を回避するのに有用である。これは図４に示される。
【００６８】
相対的な回転および並進運動または動作は、センサ配列が、円筒磁石の表面の全領域を覆うまで継続される。実際には、磁石の両側の軸方向のいくらか延ばされた領域が含まれ得る。
【００６９】
説明される方法の利点として、すべての機械的速度が一定であり、センサの読み出しが規則的なタイミングパターンを辿ると考えれば、測定手順中、回転動作、並進動作、およびセンサ配列読み出し間の同期化は必要とされない。
【００７０】
説明する方法の別の利点は、これが、全磁場分布の磁石の主要円筒表面に沿った高速の測定を可能にすることである。
【００７１】
上記手順の結果として生じた磁場分布データは、続いて、円筒表面上の正しい円筒座標上にマッピングされなければならない。円筒表面上の各々の位置は、円筒座標（θ，ｚ）によって説明され、ここで、θは角度座標であり、ｚは、軸方向座標である。記録された磁場分布データ内の各々のデータ点は、座標（ｉ，ｊ）に位置し、ここでｉは、記録された線のインデックス番号であり、ｊはセンサ配列のセンサインデックス番号（ｊ＝０，．．．，Ｎ−１）であり、Ｎは配列内のセンサの数である。（ｉ，ｊ）座標の（θ，ｚ）上へのマッピングが、次いで、以下の式を用いて実行され得る。すなわち、
【数２】
0006574195.tif 000003
ここで、式中、ｓｃａｎｄｉｒは、センサ配列内側の連続的なセンサ読み出しの（電子）走査方向の記号であり、これは、配列がｚ軸方向に走査されるときは＋１、反対の方向に走査されるときは−１となる。
【００７２】
数式１は、センサ配列内のセンサが、順次的な方法で記録されると仮定し、それによって配列内の２つの連続するセンサ読み出し間の期間は、ｔ＿ｓとなる。すべてのセンサが並行して記録される場合では、パラメータｔ＿ｓは、数式１ではゼロに設定することができ、それによって式を簡易化する。
【００７３】
当業者は、数式１の正当性を検証することができる。数式１の元の座標、すなわち（θ＝０，ｚ＝０）座標は、（順次的なセンサ読み出しの場合）その瞬間にセンサ配列内で測定されている最初のセンサの位置または（並行なセンサ読み出しの場合）最前線の記録の瞬間の配列内の最初の（すなわち最少のＺ位置にある）センサの位置に対応する。
【００７４】
記録手順の開始時に磁石の位置を決定することによって、円筒磁石に対して記録された磁場分布の全体位置を決定することが可能である。
【００７５】
数式１を適用した結果、測定開始時（または任意の他の決定された時間において）磁石の絶対位置を決定することによって解消され得るθおよびｚ方向のずれとは別に、測定点間にθおよびｚ方向の正しい相対間隔を有する磁場分布マップが生じる。
【００７６】
数式１からの結果として生じる座標または位置グリッド（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｇｒｉｄ）は、通常、規則的なグリッドではない。規則的なグリッドは、データ点を所定の規則的なグリッド上に内挿することによって得ることができる。
【００７７】
図５および図６に示す本発明の第２の実施形態によれば、平坦な円筒１または平坦なリング１の形状を有する磁石のディスク表面に沿った磁場分布が決定される必要がある場合、類似の方法を使用することができる。この場合、１Ｄセンサ配列２は、上側表面（平坦な円筒またはリング形状の主要表面である）の上方に、好ましくはそこから固定された距離を離して配置される。センサ配列２は、リングまたは円筒形の径方向（第１の方向４）に沿って配向される。磁石の主要表面の走査は、たとえば平坦な円筒またはリングのその長手方向軸周りの回転として具体化された、第２の方向３を規定する軸周りの相対的な回転運動と組み合わせて、径方向４に沿って相対的な並進運動を実行しながら、行われる。第１の方向４および第３の方向は、これにより垂直である。結果として生じる相対運動は、渦巻き状の相対運動である。渦巻き状相対運動は、好ましくは、磁石の主要表面に対して平行な平面内で行われる。
【００７８】
当業者は、相対的な回転運動が、たとえば、磁石をその長手方向対称軸周りで回転させ、磁気センサデバイス２を磁石２の主要表面の上方の固定された高さに保ちながら、磁場センサデバイスによって並進運動を実行することによって具体化され得ることを理解するであろう。あるいは、相対的な回転運動は、磁石１を固定された位置に保ち、渦巻き状の運動を、磁場センサデバイス２によって、磁石の主要表面上方で、主要表面に対して平行な平面内で実行するものとして具体化されてよい。これにより、磁場センサデバイスは、磁石の長手方向対称軸に対応する軸の周りでの回転運動を、それと同時に磁石の径方向に沿って並進運動を実行する。
【００７９】
当業者は、それぞれの磁場測定値の関連する位置または座標をマッピングするために、本開示の第１の実施形態に関して類似の数学式を導出することができる。
【００８０】
本発明の上記の実施形態のすべてにおいて、一次配列の磁場センサの測定表面が、好ましくは、平行に、より好ましくは同じ平面内に配置されることが理解されよう。測定表面は、たとえば、走査される（磁場測定がそれに沿って行われる）表面によって画定された平面に対して平行に配置され得るが、この平面に対してゼロまたは１８０°ではない角度でも配向され得る。走査される表面に対する磁場センサの測定表面間にそのような傾きを導入することにより、異なる磁場成分が、測定され得る。
【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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