(57)【要約】  位置検出装置は、表面にＮ極及びＳ極の磁極領域を有する永久磁石ユニットと、永久磁石ユニットの表面と間隔を有して位置する磁気検出装置と、を備える。永久磁石ユニットは、主磁石部と、主磁石部よりも磁気検出装置側に位置する補助磁石部と、を有する。永久磁石ユニットと磁気検出装置とは、間隔を保ちつつ、永久磁石ユニットが形成する磁界の磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向に相対的に変位可能である。表面がＮ極の補助磁石部と表面がＳ極の補助磁石部とは間隔を有して位置し、その間隔は、表面がＮ極の補助磁石部側の主磁石部と表面がＳ極の補助磁石部側の主磁石部との間隔より大きい。
2016047044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にＮ極及びＳ極の磁極領域を有する永久磁石ユニットと、
前記永久磁石ユニットの前記表面と間隔を有して位置する磁気検出装置と、
を備え、
前記永久磁石ユニットは、主磁石部と、前記主磁石部よりも前記磁気検出装置側に位置する補助磁石部と、を有し、
前記永久磁石ユニットと前記磁気検出装置とは、前記間隔を保ちつつ、前記永久磁石ユニットが形成する磁界の磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向に相対的に変位可能であり、
前記表面がＮ極の前記補助磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部とは間隔を有して位置し、前記間隔は、前記表面がＮ極の前記補助磁石部側の前記主磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部側の前記主磁石部との間隔より大きい、位置検出装置。
【請求項２】
前記主磁石部と前記補助磁石部とは、別体として構成される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記主磁石部と前記補助磁石部と間にセパレータが介在する、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記主磁石部は一体として構成され、表面がＮ極の磁極領域、前記表面がＳ極の磁極領域及び前記Ｎ極の磁極領域と前記Ｓ極の磁極領域との間に位置する非着磁領域を有し、
前記表面がＮ極の前記補助磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部との前記間隔は、前記非着磁領域より大きい、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記表面がＮ極の前記補助磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部は、それぞれ前記主磁石部と一体的に構成される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記主磁石の前記表面とは反対側の面にヨークが配置される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
駆動コイルをさらに備え、
前記駆動コイルは、前記主磁石の前記補助磁石が配置されている面とは反対側の面に配置される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項８】
請求項１に記載の位置検出装置を搭載した、手ぶれ補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁石構造体及び磁気検出装置を用いた位置検出装置に関するものであり、特に、位置検出領域の合成磁界の磁束密度を高くしながらも、磁気検出手段の出力の直線性の範囲を広げ、かつ高精度に改善する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、磁束密度の直線的に変化する領域を拡大する位置検出装置を開示する。この位置検出装置は、２極に着磁された永久磁石を有する永久磁石ユニットを備え、永久磁石の各磁極において、それぞれ各磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように永久磁石と離間して補助磁性体または補助磁石を配置することにより磁石構造体が構成される。そして、永久磁石と補助磁性体または補助磁石の間の空間において、永久磁石に対して相対的に移動し、永久磁石の磁界を検出する磁気検出手段を備える。これにより、磁界のピーク位置が互いに離れる方向にシフトし、２極間に発生する合成磁界において、直線性を有する領域を拡大することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２５５７５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、磁石構造体の構成が簡便でありながら、磁界強度を増加させ、２極間に発生する合成磁界において、直線性を有する領域が拡大される位置検出装置を提供する。
【０００５】
本開示における位置検出装置は、表面にＮ極及びＳ極の磁極領域を有する永久磁石ユニットと、永久磁石ユニットの表面と間隔を有して位置する磁気検出装置と、を備える。永久磁石ユニットは、主磁石部と、主磁石部よりも磁気検出装置側に位置する補助磁石部と、を有する。永久磁石ユニットと磁気検出装置とは、間隔を保ちつつ、永久磁石ユニットが形成する磁界の磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向に相対的に変位可能である。表面がＮ極の補助磁石部と表面がＳ極の補助磁石部とは間隔を有して位置し、その間隔は、表面がＮ極の補助磁石部側の主磁石部と表面がＳ極の補助磁石部側の主磁石部との間隔より大きい。
【０００６】
本開示における位置検出装置は、簡便な構成で磁界強度を増加させつつ、合成磁界の直線性を有する領域を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１に係る位置検出装置の斜視図
【図２】実施の形態１に係る位置検出装置の永久磁石ユニットに対する磁気検出装置の相対的移動を示す模式図
【図３】実施の形態１の位置検出装置による合成磁界の説明図
【図４】実施の形態２に係る位置検出装置の斜視図
【図５】実施の形態２に係る位置検出装置の正面図
【図６】実施の形態３に係る位置検出装置の斜視図
【図７Ａ】他の実施の形態（変形例１）に係る位置検出装置の斜視図
【図７Ｂ】他の実施の形態（変形例１）に係る位置検出装置の正面図
【図８Ａ】他の実施の形態（変形例２）に係る位置検出装置の斜視図
【図８Ｂ】他の実施の形態（変形例２）に係る位置検出装置の正面図
【図９Ａ】他の実施の形態に係る駆動手段を備えた位置検出装置の斜視図
【図９Ｂ】図９Ａに示す位置検出装置の説明図
【図１０】実施例の磁束密度曲線を示す図
【図１１】実施例におけるリニアリティ（直線性指数）を求める方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１０】
（実施の形態１）
以下、図１〜３を用いて、実施の形態１に係る位置検出装置１００を説明する。
【００１１】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における位置検出装置１００の構成を模式的に示す概略斜視図である。位置検出装置１００は、永久磁石ユニット１１０と、磁気検出装置３０とを備える。永久磁石ユニット１１０は、主磁石１１１ａ、１１１ｂ及び、補助磁石１２１ａ、１２１ｂから構成される。永久磁石ユニット１１０の主磁石１１１ａ、１１１ｂ及び補助磁石１２１ａ、１２１ｂは、それぞれ別体として構成されている。永久磁石ユニット１１０において、主磁石１１１ａ、１１１ｂは主磁石部を構成し、補助磁石１２１ａ、１２１ｂは補助磁石部を構成する。
【００１２】
主磁石１１１ａ、１１１ｂの着磁方向は、磁気検出装置３０の駆動する平面領域に対して略直交する。それぞれの主磁石１１１ａ、１１１ｂの磁束の向きは互いに反対向きに配置され、望ましくは１８０度異なる向きとなるように配置される。それら主磁石１１１ａ、１１１ｂの上面に密着してそれぞれの主磁石１１１ａ、１１１ｂと磁束の向きが同一である補助磁石１２１ａ、１２１ｂが配置される。このように構成された永久磁石ユニット１１０の上方に磁気検出装置３０が配置される。このとき、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間の領域は磁気的な間隙であり、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間隔は主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとの間隔より大きい。ここで、以下の条件式（１）を満たすように、主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとの間隔及び、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間隔が設けられることが望ましい。
【００１３】
Ｌ１０＜Ｌ１１  ・・・（１）
ここで、
Ｌ１０：主磁石間の間隔距離
Ｌ１１：補助磁石間の間隔距離
である。
【００１４】
なお、主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとは密着しても良いし、磁気的な間隙を有しても良い。また、必要に応じて主磁石１１１ａ、１１１ｂの磁気検出装置３０とは反対側の面にヨーク（図示せず）を付加することも可能である。
【００１５】
図２は、実施の形態１における磁気検出装置３０の駆動を示す模式図である。永久磁石ユニット１１０を磁界発生手段とし、この永久磁石ユニット１１０の各磁極から発生する磁界内を移動する磁気検出装置３０がＺ方向の磁束密度を検出する。
【００１６】
より具体的には、磁気検出装置３０は、補助磁石１２１ａ、１２１ｂより上方の空間（Ｚ方向に離れた位置）を略Ｘ方向に永久磁石ユニット１１０に対して相対移動し、到達した位置で検出したＺ方向の磁束密度に応じた出力電圧を発生する。これにより永久磁石ユニット１１０と磁気検出装置３０との相対位置の検出が可能となる。即ち、磁気検出装置３０は、図２に示すように、永久磁石ユニット１１０における磁極を分ける領域境界面に対して略垂直な方向（Ｘ方向）に相対的に変位してＺ方向の磁束密度を検出すると、永久磁石ユニット１１０に対する磁気検出装置３０の位置が検出される。なお、磁気検出装置３０の変位が永久磁石ユニット１１０における磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向であれば、略垂直な方向でなくても、永久磁石ユニット１１０に対する磁気検出装置３０の位置の検出は可能である。
【００１７】
［１−２．磁気検出方法］
以上のように構成された位置検出装置１００について、その磁気検出の方法を以下説明する。
【００１８】
図３は、永久磁石ユニット１１０の上方に配置される磁気検出装置３０の移動線分上におけるＺ方向の磁束密度を示す。このとき主磁石１１１ａ、１１１ｂのみで得られるＺ方向の磁束密度を示す曲線を破線で示し、補助磁石１２１ａ、１２１ｂのみで得られるＺ方向の磁束密度を示す曲線を一点鎖線で示している。それぞれの曲線は異なる軌跡を持つことが分かる。実施の形態１に係る位置検出装置１００の永久磁石ユニット１１０全体の合成磁界は、前述の２つの曲線の和となる。
【００１９】
なお、図１に示す永久磁石ユニット１１０では、補助磁石１２１ａ、１２１ｂのＹ方向の長さは主磁石１１１ａ、１１１ｂと同程度であるが、主磁石１１１ａ、１１１ｂのＹ方向の長さより短くても良い。永久磁石ユニット１１０対する相対的な磁気検出装置３０の移動範囲に対して、主磁石１１１ａ、１１１ｂと補助磁石１２１ａ、１２１ｂより形成される合成磁界が検出できれば良い。
【００２０】
［１−３．効果等］
以上のように、実施の形態１に係る位置検出装置１００は、主磁石１１１ａ、１１１ｂ上に補助磁石１２１ａ、１２１ｂを配置し、その上方に磁気検出装置３０を設けている。これにより、広い範囲で合成磁界の直線性が確保でき、より大きな磁束密度を得られる。従って、本開示の位置検出装置１００を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができる。且つ、十分に高い磁界強度を得られることにより、周囲の磁性体の影響による誤差が小さい位置検出装置の提供が可能である。また、主磁石１１１ａ、１１１ｂの下方にヨークを配置することで更に磁束密度が大きくなる。
【００２１】
（実施の形態２）
以下、図４、図５を用いて、実施の形態２に係る位置検出装置２００を説明する。
【００２２】
［２−１．構成］
図４は、位置検出装置２００の構成を示す斜視図である。図５は、位置検出装置２００の構成を示す正面図である。
【００２３】
位置検出装置２００の永久磁石ユニット２１０は、前述の実施の形態１における主磁石１１１ａと補助磁石１２１ａ及び、主磁石１１１ｂと補助磁石１２１ｂをそれぞれ一体構造としたものである。即ち、永久磁石ユニット２１０は、実施の形態１で説明した永久磁石ユニット１１０の主磁石１１１ａと補助磁石１２１ａとを一体化した永久磁石２１０ａ及び主磁石１１１ｂと補助磁石１２１ｂとを一体化した永久磁石２１０ｂを有する。
【００２４】
図４に示すように、永久磁石２１０ａは、ベース部２１１ａと補助部２２１ａから構成され、永久磁石２１０ｂはベース部２１１ｂと補助部２２１ｂから構成される。ベース部２１１ａ、２１１ｂは主磁石部に、補助部２２１ａ、２２１ｂは補助磁石部に対応する。２つの永久磁石２１０ａ、２１０ｂは、図５に示すように、凸型の断面形状を有する。ここで、ベース部２１１ａ、２１１ｂの間隔と補助部２２１ａ、２２１ｂの間隔との関係は、以下の条件（２）を満たすことが望ましい。
【００２５】
Ｌ２０＜Ｌ２１  ・・・（２）
ここで、
Ｌ２０：ベース部間の間隔距離
Ｌ２１：補助部間の間隔距離
である。
【００２６】
このとき、ベース部２１１ａとベース部２１１ｂは密着しても良いし、磁気的な間隙を有しても良い。また、必要に応じて永久磁石２１０ａ、２１０ｂの磁気検出装置３０とは反対側の面にヨーク（図示せず）を付加することも可能である。また、補助部２２１ａ、２２１ｂのＹ方向の長さはベース部２１１ａ、２１１ｂより短くても良い。
【００２７】
［２−２．効果等］
以上のように、本実施の形態においては、ベース部２１１ａ、２１１ｂ上にそれぞれ補助部２２１ａ、２２１ｂを設けて永久磁石ユニット２１０を構成し、その上方に磁気検出装置３０を設けることで、広い範囲で直線性が確保でき、より大きな磁束密度を得られる。従って、本開示の位置検出装置２００を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができる。且つ、十分に高い磁界強度を得られることにより、周囲の磁性体の影響による誤差が小さい位置検出装置の提供が可能である。
【００２８】
（実施の形態３）
以下、図６を用いて、実施の形態３を説明する。
【００２９】
［３−１．構成］
図６は位置検出装置３００の構成を模式的に示す概略斜視図である。位置検出装置３００は、永久磁石ユニット３１０と、その上方に配置された磁気検出装置３０を有する。永久磁石ユニット３１０は、２つの主磁石３１１ａ、３１１ｂと、それぞれの主磁石３１１ａ、３１１ｂの上面にそれぞれ配置された第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂと、それぞれの第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂの上面にそれぞれ配置された第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂを有する。永久磁石ユニット３１０において、主磁石３１１ａ、３１１ｂは主磁石部を構成し、第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂ及び第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂは補助磁石部を構成する。
【００３０】
主磁石３１１ａ、３１１ｂの着磁方向は磁気検出装置３０の駆動する平面領域に対して直交する。それぞれの主磁石３１１ａ、３１１ｂの磁束の向きは、上下方向（Ｚ方向）に互いに反対向きであり、１８０度異なる関係が望ましい。それら主磁石３１１ａ、３１１ｂの上面に密着して配置される第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂの磁束の向きは、それぞれの主磁石３１１ａ、３１１ｂと同一である。さらに、第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂの上面に密着して配置される第２補助磁石３２２ａ、３２２ｂの磁束の向きは、それぞれの第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂと同一である。
【００３１】
このとき、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間及び第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂとの間の領域は磁気的な間隙を有する。そして、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間隔距離Ｌ３１及び第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂの間隔距離Ｌ３２は、主磁石３１１ａと主磁石３１１ｂとの間隔距離Ｌ３０より広い。また、第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂとの間隔距離Ｌ３２は、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂの間隔距離Ｌ３１より広い。このとき、主磁石３１１ａと主磁石３１１ｂとの間隔距離Ｌ３０と、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間隔距離Ｌ３１及び第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂとの間隔距離Ｌ３２は、下記の条件式（３）を満たす。
【００３２】
Ｌ３０＜Ｌ３１≦Ｌ３２  ・・・（３）
ここで、
Ｌ３０：主磁石間の間隔距離
Ｌ３１：第１の補助磁石間の間隔距離
Ｌ３２：第２の補助磁石間の間隔距離
である。
【００３３】
なお、条件式（３）に示すように、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間隔距離Ｌ３１と、第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂの間隔距離Ｌ３２とは、同じであっても良い。また、主磁石３１１ａ、３１１ｂの間は密着しても良いし、磁気的な間隙を有しても良い。また、主磁石３１１ａ、３１１ｂの磁気検出装置３０とは反対側の面にヨーク（図示せず）を付加することも可能である。また、第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂ及び第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂのＹ方向の長さは、主磁石３１１ａ、３１１ｂより短くても良い。また、第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂの上面に、さらに補助磁石を配置することも可能であり、補助磁石の重畳段数は更に多くても良い。
【００３４】
［３−２．効果等］
実施の形態３に係る永久磁石ユニット３１０において、主磁石３１１ａ、３１１ｂ上に第１補助磁石３２１ａ、３２１ｂ及び第２補助磁石３２２ａ、３２２ｂを設け、その上方に磁気検出装置３０を設けることで、広い範囲で直線性が確保でき、より大きな磁束密度を得られる。従って、本開示の位置検出装置３００を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができる。且つ、十分に高い磁界強度を得られることにより、周囲の磁性体の影響による誤差が小さい位置検出装置の提供が可能である。
【００３５】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００３６】
図７Ａは、実施の形態１の変形例１に係る位置検出装置４００を示す概略斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに示す位置検出装置４００の正面図である。本変形例１は、実施の形態１の主磁石１１１ａ、１１１ｂが１つの主磁石４１１として構成されている点において、実施の形態１とは異なる。
【００３７】
主磁石４１１は多極着磁された永久磁石である。すなわち、主磁石４１１は、着磁領域である第１の主磁石部４１１ａと第２の主磁石部４１１ｂとの間に非着磁領域４１１ｃを有する。主磁石４１１の一方の面に補助磁石１２１ａ、１２１ｂが設けられて永久磁石ユニット４１０が構成される。そして、補助磁石１２１ａと１２１ｂの間隙（間隔距離Ｐ２）は非着磁領域４１１ｃの幅（Ｘ方向の長さ）よりも大きい。
【００３８】
なお、上記実施の形態２で説明したように、主磁石４１１と補助磁石１２１ａ、１２１ｂを永久磁石として一体的に構成することもできる。
【００３９】
図８Ａは、実施の形態１の変形例２に係る位置検出装置５００を示す概略斜視図である。図８Ｂは、図８Ａに示す位置検出装置５００の正面図である。位置検出装置５００の永久磁石ユニット５１０は、主磁石１１１ａと補助磁石１２１ａとの間及び主磁石１１１ｂと補助磁石１２１ｂとの間に、それぞれ薄いスペーサ４０ａ、４０ｂを有する点において、実施の形態１の永久磁石ユニット１１０と異なる。スペーサ４０ａ、４０ｂは非磁性体が望ましいが、容易に磁気飽和するようなごく薄い磁性体も使用可能である。位置検出装置５００の場合も、実施の形態１で説明した位置検出装置１００と同様に、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間隔距離Ｌ１は、主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとの間隔距離Ｌ０より大きい。位置検出装置５００のように、主磁石と補助磁石とが密着している必要はなく、スペーサが介在していたり、わずかに空間が空いていたりしても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４０】
位置検出装置５００では、スペーサ４０ａ、４０ｂは、図８Ａ、図８Ｂに示すように、それぞれ主磁石１１１ａ、１１１ｂの補助磁石側の面全体に設けられている。そして、スペーサ４０ａ、４０ｂのそれぞれ補助磁石１２１ａ、１２１ｂが配置される部分は凹状に形成され、主磁石１１１ａ、１１１ｂに対する補助磁石１２１ａ、１２１ｂの配置位置を定めている。なお、スペーサ４０ａ、４０ｂは、それぞれ主磁石１１１ａ、１１１ｂの補助磁石側の面全体ではなく、補助磁石１２１ａ、１２１ｂが配置される部分に設けられていれば良い。
【００４１】
また、位置検出装置５００の主磁石１１１ａ、１１１ｂは、上記変形例１に示す主磁石４１１のように、一体的に構成しても良い。
【００４２】
図９Ａは、実施の形態１の位置検出装置１００に、更に永久磁石ユニット１１０と磁気検出装置３０とを相対移動させるための駆動手段を備えた位置検出装置１０を示す概略斜視図である。図９Ｂは、図９Ａに示す位置検出装置１０の平面図、断面図及び正面図である。駆動手段として、駆動コイル５０を用いることが可能である。駆動コイル５０は、主磁石１１１ａ、１１１ｂを挟んで、補助磁石１２１ａ、１２１ｂとは反対側に配置される。これにより主磁石１１１ａ、１１１ｂのみの場合と比較して、より大きな駆動力を得られる。
【００４３】
さらに、より大きな駆動力を得るために、必要に応じて対向磁石６１ａ、６１ｂを使用しても良い。対向磁石６１ａ、６１ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、駆動コイル５０を挟んで、主磁石１１１ａ、１１１ｂとは反対側（Ｚ方向の下方）に配置される。対向磁石６１ａ、６１ｂの代わりに対向ヨークを用いることもできる。また、駆動手段としては、駆動コイル５０の代わりに、各種アクチュエータを用いることもできる。
【００４４】
（実施例）
以下、本開示の効果について、実験による検証を説明する。
【００４５】
主磁石として、ＮｄＦｅＢ系永久磁石（１０ｍｍ×２ｍｍ×１．５ｍｍ）を、その主面（１０ｍｍ×２ｍｍの面）を単極で飽和着磁した。また、補助磁石として、ＮｄＦｅＢ系永久磁石（４ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ）を、その主面（４ｍｍ×１ｍｍの面）を単極で飽和着磁した。
【００４６】
２つの主磁石のＹ軸方向に伸びる側面を密着させ、さらに、２つの主磁石の背面側に鉄製のヨークを配置する。このとき、主磁石の着磁方向は対向するように配置する。ヨークは、永久磁石のサイズとほぼ等しいサイズを有し、厚さ１．０ｍｍとした。それぞれの主磁石の上面には補助磁石各１個を着磁方向を主磁石と揃えて配置し、２つの補助磁石は主磁石同士の密着面から距離ｄで、面対称の位置に配置される。２つの補助磁石の間隔距離Ｌ１１は２ｄである。
【００４７】
（サンプルパターン）
位置検出装置のサンプル１〜３を作製した。各サンプルの構成は下記の通りである。
【００４８】
サンプル１：主磁石の上部に補助磁石を設置せず、主磁石の表面から０．５ｍｍの高さでＺ方向の磁束密度を計測した（比較例１）。
【００４９】
サンプル２：主磁石の上部に補助磁石を設置せず、主磁石の表面から３．４ｍｍの高さでＺ方向の磁束密度を計測した（比較例２）。
【００５０】
サンプル３：主磁石の上部に補助磁石を設置し、補助磁石同士の間隔ｄを０．４ｍｍとし、補助磁石の表面から０．５ｍｍの高さでＺ方向の磁束密度を計測した（実施例）。
【００５１】
これらサンプル１〜３について、磁束密度を計測した結果を図１０に示す。そして、これら磁束密度の波形について、それぞれリニアリティ（直線性指数）を計測した。リニアリティの計測方法は次の通りである。
【００５２】
図１１は、リニアリティを求める方法を示す図である。まず、図１１に示すように、磁束密度を測定したグラフ上において、測定位置Ｘが−０．５ｍｍ及び０．５ｍｍのときの磁束密度を示す２点Ｐ、Ｑを求め、これら２点Ｐ、Ｑを通る直線Ａを引く。そして、２点Ｐ、Ｑにおけるそれぞれの磁束密度の値Ｄ、Ｅを求める。そして、直線Ａの傾きα（（Ｅ−Ｄ）／（０．５−（−０．５）））及びＹ切片βを求め、直線Ａの式（Ｙ＝αＸ＋β）を求める。
【００５３】
次に、各測定ポイント（例えば、測定位置Ｘの０．０５ｍｍおき）において、磁束密度の値Ｂ（磁束密度波形のＹ軸値）を計測するとともに、同様の測定ポイントにおいて直線ＡのＹ軸値Ｃを算出する。そして、各測定ポイントにおける直線Ａからのシフト量（１００×（Ｂ−Ｃ）／α）の値（％）を算出し、これらの値の中で絶対値の最大値を直線性指数とする。
【００５４】
上記サンプル１〜３について、計測された直線性指数と直線の傾きαを表１に示す。
【００５５】
【表１】
2016047044.tif 000003
【００５６】
表１から明らかな通り、比較例１，２（サンプル１、２）に比べて実施例（サンプル３）では、直線性指数の値が小さくなっている。直線性指数の値が小さいということは、直線からのシフト量が小さく直線性に優れているということを示している。また、磁束密度波形が直線性に優れていれば、位置検出に使用可能な領域の拡大に繋がる。
【００５７】
一方、実施例（サンプル３）の直線の傾きαは、比較例の中で直線性に優れた比較例２（サンプル２）と比較して遥かに大きい。これは外的要因であるノイズに対してロバスト性があることを示している。これらにより、本開示の位置検出装置の有効性が明らかとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本開示は、磁気検出装置を用いた位置検出装置に適用可能である。具体的には、デジタルスチルカメラにおける手ぶれ補正機構、デジタルカムコーダにおける手ぶれ補正機構、各種バルブ開閉装置の開閉量検出機構、プランジャー制御、など、位置検出を行う装置に、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１００，２００，３００，４００，５００  位置検出装置
３０  磁気検出装置
４０ａ，４０ｂ  スペーサ
５０  駆動コイル
６１ａ，６１ｂ  対向磁石
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０  永久磁石ユニット
１１１ａ，１１１ｂ，３１１ａ，３１１ｂ，４１１  主磁石
１２１ａ，１２１ｂ，３２１ａ，３２１ｂ，３２２ａ，３２２ｂ  補助磁石
２１０ａ，２１０ｂ  永久磁石
２１１ａ，２１１ｂ  ベース部
２２１ａ，２２１ｂ  補助部
４１１ａ，４１１ｂ  主磁石部
４１１ｃ  非着磁領域
【図１】
2016047044.tif 000004
【図２】
2016047044.tif 000005
【図３】
2016047044.tif 000006
【図４】
2016047044.tif 000007
【図５】
2016047044.tif 000008
【図６】
2016047044.tif 000009
【図７Ａ】
2016047044.tif 000010
【図７Ｂ】
2016047044.tif 000011
【図８Ａ】
2016047044.tif 000012
【図８Ｂ】
2016047044.tif 000013
【図９Ａ】
2016047044.tif 000014
【図９Ｂ】
2016047044.tif 000015
【図１０】
2016047044.tif 000016
【図１１】
2016047044.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月10日(2016.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁石構造体及び磁気検出装置を用いた位置検出装置に関するものであり、特に、位置検出領域の合成磁界の磁束密度を高くしながらも、磁気検出手段の出力の直線性の範囲を広げ、かつ高精度に改善する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、磁束密度の直線的に変化する領域を拡大する位置検出装置を開示する。この位置検出装置は、２極に着磁された永久磁石を有する永久磁石ユニットを備え、永久磁石の各磁極において、それぞれ各磁極の磁界ピーク位置より極間から離れる位置に中心が位置するように永久磁石と離間して補助磁性体または補助磁石を配置することにより磁石構造体が構成される。そして、永久磁石と補助磁性体または補助磁石の間の空間において、永久磁石に対して相対的に移動し、永久磁石の磁界を検出する磁気検出手段を備える。これにより、磁界のピーク位置が互いに離れる方向にシフトし、２極間に発生する合成磁界において、直線性を有する領域を拡大することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２５５７５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、磁石構造体の構成が簡便でありながら、磁界強度を増加させ、２極間に発生する合成磁界において、直線性を有する領域が拡大される位置検出装置を提供する。
【０００５】
本開示における位置検出装置は、表面にＮ極及びＳ極の磁極領域を有する永久磁石ユニットと、永久磁石ユニットの表面と間隔を有して位置する磁気検出装置と、を備える。永久磁石ユニットは、主磁石部と、主磁石部よりも磁気検出装置側に位置する補助磁石部と、を有する。永久磁石ユニットと磁気検出装置とは、間隔を保ちつつ、永久磁石ユニットが形成する磁界の磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向に相対的に変位可能である。表面がＮ極の補助磁石部と表面がＳ極の補助磁石部とは間隔を有して位置し、その間隔は、表面がＮ極の補助磁石部側の主磁石部と表面がＳ極の補助磁石部側の主磁石部との間隔より大きい。
【０００６】
本開示における位置検出装置は、簡便な構成で磁界強度を増加させつつ、合成磁界の直線性を有する領域を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１に係る位置検出装置の斜視図
【図２】実施の形態１に係る位置検出装置の永久磁石ユニットに対する磁気検出装置の相対的移動を示す模式図
【図３】実施の形態１の位置検出装置による合成磁界の説明図
【図４】実施の形態２に係る位置検出装置の斜視図
【図５】実施の形態２に係る位置検出装置の正面図
【図６】実施の形態３に係る位置検出装置の斜視図
【図７Ａ】他の実施の形態（変形例１）に係る位置検出装置の斜視図
【図７Ｂ】他の実施の形態（変形例１）に係る位置検出装置の正面図
【図８Ａ】他の実施の形態（変形例２）に係る位置検出装置の斜視図
【図８Ｂ】他の実施の形態（変形例２）に係る位置検出装置の正面図
【図９Ａ】他の実施の形態に係る駆動手段を備えた位置検出装置の斜視図
【図９Ｂ】図９Ａに示す位置検出装置の説明図
【図１０】実施例の磁束密度曲線を示す図
【図１１】実施例におけるリニアリティ（直線性指数）を求める方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１０】
（実施の形態１）
以下、図１〜３を用いて、実施の形態１に係る位置検出装置１００を説明する。
【００１１】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における位置検出装置１００の構成を模式的に示す概略斜視図である。位置検出装置１００は、永久磁石ユニット１１０と、磁気検出装置３０とを備える。永久磁石ユニット１１０は、主磁石１１１ａ、１１１ｂ及び、補助磁石１２１ａ、１２１ｂから構成される。永久磁石ユニット１１０の主磁石１１１ａ、１１１ｂ及び補助磁石１２１ａ、１２１ｂは、それぞれ別体として構成されている。永久磁石ユニット１１０において、主磁石１１１ａ、１１１ｂは主磁石部を構成し、補助磁石１２１ａ、１２１ｂは補助磁石部を構成する。
【００１２】
主磁石１１１ａ、１１１ｂの着磁方向は、磁気検出装置３０の駆動する平面領域に対して略直交する。それぞれの主磁石１１１ａ、１１１ｂの磁束の向きは互いに反対向きに配置され、望ましくは１８０度異なる向きとなるように配置される。それら主磁石１１１ａ、１１１ｂの上面に密着してそれぞれの主磁石１１１ａ、１１１ｂと磁束の向きが同一である補助磁石１２１ａ、１２１ｂが配置される。このように構成された永久磁石ユニット１１０の上方に磁気検出装置３０が配置される。このとき、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間の領域は磁気的な間隙であり、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間隔は主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとの間隔より大きい。ここで、以下の条件式（１）を満たすように、主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとの間隔及び、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間隔が設けられることが望ましい。
【００１３】
Ｌ１０＜Ｌ１１  ・・・（１）
ここで、
Ｌ１０：主磁石間の間隔距離
Ｌ１１：補助磁石間の間隔距離
である。
【００１４】
なお、主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとは密着しても良いし、磁気的な間隙を有しても良い。また、必要に応じて主磁石１１１ａ、１１１ｂの磁気検出装置３０とは反対側の面にヨーク（図示せず）を付加することも可能である。
【００１５】
図２は、実施の形態１における磁気検出装置３０の駆動を示す模式図である。永久磁石ユニット１１０を磁界発生手段とし、この永久磁石ユニット１１０の各磁極から発生する磁界内を移動する磁気検出装置３０がＺ方向の磁束密度を検出する。
【００１６】
より具体的には、磁気検出装置３０は、補助磁石１２１ａ、１２１ｂより上方の空間（Ｚ方向に離れた位置）を略Ｘ方向に永久磁石ユニット１１０に対して相対移動し、到達した位置で検出したＺ方向の磁束密度に応じた出力電圧を発生する。これにより永久磁石ユニット１１０と磁気検出装置３０との相対位置の検出が可能となる。即ち、磁気検出装置３０は、図２に示すように、永久磁石ユニット１１０における磁極を分ける領域境界面に対して略垂直な方向（Ｘ方向）に相対的に変位してＺ方向の磁束密度を検出すると、永久磁石ユニット１１０に対する磁気検出装置３０の位置が検出される。なお、磁気検出装置３０の変位が永久磁石ユニット１１０における磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向であれば、略垂直な方向でなくても、永久磁石ユニット１１０に対する磁気検出装置３０の位置の検出は可能である。
【００１７】
［１−２．磁気検出方法］
以上のように構成された位置検出装置１００について、その磁気検出の方法を以下説明する。
【００１８】
図３は、永久磁石ユニット１１０の上方に配置される磁気検出装置３０の移動線分上におけるＺ方向の磁束密度を示す。このとき主磁石１１１ａ、１１１ｂのみで得られるＺ方向の磁束密度を示す曲線を破線で示し、補助磁石１２１ａ、１２１ｂのみで得られるＺ方向の磁束密度を示す曲線を一点鎖線で示している。それぞれの曲線は異なる軌跡を持つことが分かる。実施の形態１に係る位置検出装置１００の永久磁石ユニット１１０全体の合成磁界は、前述の２つの曲線の和となる。
【００１９】
なお、図１に示す永久磁石ユニット１１０では、補助磁石１２１ａ、１２１ｂのＹ方向の長さは主磁石１１１ａ、１１１ｂと同程度であるが、主磁石１１１ａ、１１１ｂのＹ方向の長さより短くても良い。永久磁石ユニット１１０対する相対的な磁気検出装置３０の移動範囲に対して、主磁石１１１ａ、１１１ｂと補助磁石１２１ａ、１２１ｂより形成される合成磁界が検出できれば良い。
【００２０】
［１−３．効果等］
以上のように、実施の形態１に係る位置検出装置１００は、主磁石１１１ａ、１１１ｂ上に補助磁石１２１ａ、１２１ｂを配置し、その上方に磁気検出装置３０を設けている。これにより、広い範囲で合成磁界の直線性が確保でき、より大きな磁束密度を得られる。従って、本開示の位置検出装置１００を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができる。且つ、十分に高い磁界強度を得られることにより、周囲の磁性体の影響による誤差が小さい位置検出装置の提供が可能である。また、主磁石１１１ａ、１１１ｂの下方にヨークを配置することで更に磁束密度が大きくなる。
【００２１】
（実施の形態２）
以下、図４、図５を用いて、実施の形態２に係る位置検出装置２００を説明する。
【００２２】
［２−１．構成］
図４は、位置検出装置２００の構成を示す斜視図である。図５は、位置検出装置２００の構成を示す正面図である。
【００２３】
位置検出装置２００の永久磁石ユニット２１０は、前述の実施の形態１における主磁石１１１ａと補助磁石１２１ａ及び、主磁石１１１ｂと補助磁石１２１ｂをそれぞれ一体構造としたものである。即ち、永久磁石ユニット２１０は、実施の形態１で説明した永久磁石ユニット１１０の主磁石１１１ａと補助磁石１２１ａとを一体化した永久磁石２１０ａ及び主磁石１１１ｂと補助磁石１２１ｂとを一体化した永久磁石２１０ｂを有する。
【００２４】
図４に示すように、永久磁石２１０ａは、ベース部２１１ａと補助部２２１ａから構成され、永久磁石２１０ｂはベース部２１１ｂと補助部２２１ｂから構成される。ベース部２１１ａ、２１１ｂは主磁石部に、補助部２２１ａ、２２１ｂは補助磁石部に対応する。２つの永久磁石２１０ａ、２１０ｂは、図５に示すように、凸型の断面形状を有する。ここで、ベース部２１１ａ、２１１ｂの間隔と補助部２２１ａ、２２１ｂの間隔との関係は、以下の条件（２）を満たすことが望ましい。
【００２５】
Ｌ２０＜Ｌ２１  ・・・（２）
ここで、
Ｌ２０：ベース部間の間隔距離
Ｌ２１：補助部間の間隔距離
である。
【００２６】
このとき、ベース部２１１ａとベース部２１１ｂは密着しても良いし、磁気的な間隙を有しても良い。また、必要に応じて永久磁石２１０ａ、２１０ｂの磁気検出装置３０とは反対側の面にヨーク（図示せず）を付加することも可能である。また、補助部２２１ａ、２２１ｂのＹ方向の長さはベース部２１１ａ、２１１ｂより短くても良い。
【００２７】
［２−２．効果等］
以上のように、本実施の形態においては、ベース部２１１ａ、２１１ｂ上にそれぞれ補助部２２１ａ、２２１ｂを設けて永久磁石ユニット２１０を構成し、その上方に磁気検出装置３０を設けることで、広い範囲で直線性が確保でき、より大きな磁束密度を得られる。従って、本開示の位置検出装置２００を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができる。且つ、十分に高い磁界強度を得られることにより、周囲の磁性体の影響による誤差が小さい位置検出装置の提供が可能である。
【００２８】
（実施の形態３）
以下、図６を用いて、実施の形態３を説明する。
【００２９】
［３−１．構成］
図６は位置検出装置３００の構成を模式的に示す概略斜視図である。位置検出装置３００は、永久磁石ユニット３１０と、その上方に配置された磁気検出装置３０を有する。永久磁石ユニット３１０は、２つの主磁石３１１ａ、３１１ｂと、それぞれの主磁石３１１ａ、３１１ｂの上面にそれぞれ配置された第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂと、それぞれの第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂの上面にそれぞれ配置された第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂを有する。永久磁石ユニット３１０において、主磁石３１１ａ、３１１ｂは主磁石部を構成し、第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂ及び第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂは補助磁石部を構成する。
【００３０】
主磁石３１１ａ、３１１ｂの着磁方向は磁気検出装置３０の駆動する平面領域に対して直交する。それぞれの主磁石３１１ａ、３１１ｂの磁束の向きは、上下方向（Ｚ方向）に互いに反対向きであり、１８０度異なる関係が望ましい。それら主磁石３１１ａ、３１１ｂの上面に密着して配置される第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂの磁束の向きは、それぞれの主磁石３１１ａ、３１１ｂと同一である。さらに、第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂの上面に密着して配置される第２補助磁石３２２ａ、３２２ｂの磁束の向きは、それぞれの第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂと同一である。
【００３１】
このとき、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間及び第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂとの間の領域は磁気的な間隙を有する。そして、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間隔距離Ｌ３１及び第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂの間隔距離Ｌ３２は、主磁石３１１ａと主磁石３１１ｂとの間隔距離Ｌ３０より広い。また、第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂとの間隔距離Ｌ３２は、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂの間隔距離Ｌ３１より広い。このとき、主磁石３１１ａと主磁石３１１ｂとの間隔距離Ｌ３０と、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間隔距離Ｌ３１及び第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂとの間隔距離Ｌ３２は、下記の条件式（３）を満たす。
【００３２】
Ｌ３０＜Ｌ３１≦Ｌ３２  ・・・（３）
ここで、
Ｌ３０：主磁石間の間隔距離
Ｌ３１：第１の補助磁石間の間隔距離
Ｌ３２：第２の補助磁石間の間隔距離
である。
【００３３】
なお、条件式（３）に示すように、第１の補助磁石３２１ａと第１の補助磁石３２１ｂとの間隔距離Ｌ３１と、第２の補助磁石３２２ａと第２の補助磁石３２２ｂの間隔距離Ｌ３２とは、同じであっても良い。また、主磁石３１１ａ、３１１ｂの間は密着しても良いし、磁気的な間隙を有しても良い。また、主磁石３１１ａ、３１１ｂの磁気検出装置３０とは反対側の面にヨーク（図示せず）を付加することも可能である。また、第１の補助磁石３２１ａ、３２１ｂ及び第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂのＹ方向の長さは、主磁石３１１ａ、３１１ｂより短くても良い。また、第２の補助磁石３２２ａ、３２２ｂの上面に、さらに補助磁石を配置することも可能であり、補助磁石の重畳段数は更に多くても良い。
【００３４】
［３−２．効果等］
実施の形態３に係る永久磁石ユニット３１０において、主磁石３１１ａ、３１１ｂ上に第１補助磁石３２１ａ、３２１ｂ及び第２補助磁石３２２ａ、３２２ｂを設け、その上方に磁気検出装置３０を設けることで、広い範囲で直線性が確保でき、より大きな磁束密度を得られる。従って、本開示の位置検出装置３００を用いることで、位置検出可能な範囲を拡大することができる。且つ、十分に高い磁界強度を得られることにより、周囲の磁性体の影響による誤差が小さい位置検出装置の提供が可能である。
【００３５】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００３６】
図７Ａは、実施の形態１の変形例１に係る位置検出装置４００を示す概略斜視図である。図７Ｂは、図７Ａに示す位置検出装置４００の正面図である。本変形例１は、実施の形態１の主磁石１１１ａ、１１１ｂが１つの主磁石４１１として構成されている点において、実施の形態１とは異なる。
【００３７】
主磁石４１１は多極着磁された永久磁石である。すなわち、主磁石４１１は、着磁領域である第１の主磁石部４１１ａと第２の主磁石部４１１ｂとの間に非着磁領域４１１ｃを有する。主磁石４１１の一方の面に補助磁石１２１ａ、１２１ｂが設けられて永久磁石ユニット４１０が構成される。そして、補助磁石１２１ａと１２１ｂの間隙（間隔距離Ｐ２）は非着磁領域４１１ｃの幅（Ｘ方向の長さ）よりも大きい。
【００３８】
なお、上記実施の形態２で説明したように、主磁石４１１と補助磁石１２１ａ、１２１ｂを永久磁石として一体的に構成することもできる。
【００３９】
図８Ａは、実施の形態１の変形例２に係る位置検出装置５００を示す概略斜視図である。図８Ｂは、図８Ａに示す位置検出装置５００の正面図である。位置検出装置５００の永久磁石ユニット５１０は、主磁石１１１ａと補助磁石１２１ａとの間及び主磁石１１１ｂと補助磁石１２１ｂとの間に、それぞれ薄いスペーサ４０ａ、４０ｂを有する点において、実施の形態１の永久磁石ユニット１１０と異なる。スペーサ４０ａ、４０ｂは非磁性体が望ましいが、容易に磁気飽和するようなごく薄い磁性体も使用可能である。位置検出装置５００の場合も、実施の形態１で説明した位置検出装置１００と同様に、補助磁石１２１ａと補助磁石１２１ｂとの間隔距離Ｌ１は、主磁石１１１ａと主磁石１１１ｂとの間隔距離Ｌ０より大きい。位置検出装置５００のように、主磁石と補助磁石とが密着している必要はなく、スペーサが介在していたり、わずかに空間が空いていたりしても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４０】
位置検出装置５００では、スペーサ４０ａ、４０ｂは、図８Ａ、図８Ｂに示すように、それぞれ主磁石１１１ａ、１１１ｂの補助磁石側の面全体に設けられている。そして、スペーサ４０ａ、４０ｂのそれぞれ補助磁石１２１ａ、１２１ｂが配置される部分は凹状に形成され、主磁石１１１ａ、１１１ｂに対する補助磁石１２１ａ、１２１ｂの配置位置を定めている。なお、スペーサ４０ａ、４０ｂは、それぞれ主磁石１１１ａ、１１１ｂの補助磁石側の面全体ではなく、補助磁石１２１ａ、１２１ｂが配置される部分に設けられていれば良い。
【００４１】
また、位置検出装置５００の主磁石１１１ａ、１１１ｂは、上記変形例１に示す主磁石４１１のように、一体的に構成しても良い。
【００４２】
図９Ａは、実施の形態１の位置検出装置１００に、更に永久磁石ユニット１１０と磁気検出装置３０とを相対移動させるための駆動手段を備えた位置検出装置１０を示す概略斜視図である。図９Ｂは、図９Ａに示す位置検出装置１０の平面図、断面図及び正面図である。駆動手段として、駆動コイル５０を用いることが可能である。駆動コイル５０は、主磁石１１１ａ、１１１ｂを挟んで、補助磁石１２１ａ、１２１ｂとは反対側に配置される。これにより主磁石１１１ａ、１１１ｂのみの場合と比較して、より大きな駆動力を得られる。
【００４３】
さらに、より大きな駆動力を得るために、必要に応じて対向磁石６１ａ、６１ｂを使用しても良い。対向磁石６１ａ、６１ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、駆動コイル５０を挟んで、主磁石１１１ａ、１１１ｂとは反対側（Ｚ方向の下方）に配置される。対向磁石６１ａ、６１ｂの代わりに対向ヨークを用いることもできる。また、駆動手段としては、駆動コイル５０の代わりに、各種アクチュエータを用いることもできる。
【００４４】
（実施例）
以下、本開示の効果について、実験による検証を説明する。
【００４５】
主磁石として、ＮｄＦｅＢ系永久磁石（１０ｍｍ×２ｍｍ×１．５ｍｍ）を、その主面（１０ｍｍ×２ｍｍの面）を単極で飽和着磁した。また、補助磁石として、ＮｄＦｅＢ系永久磁石（４ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ）を、その主面（４ｍｍ×１ｍｍの面）を単極で飽和着磁した。
【００４６】
２つの主磁石のＹ軸方向に伸びる側面を密着させ、さらに、２つの主磁石の背面側に鉄製のヨークを配置する。このとき、主磁石の着磁方向は対向するように配置する。ヨークは、永久磁石のサイズとほぼ等しいサイズを有し、厚さ１．０ｍｍとした。それぞれの主磁石の上面には補助磁石各１個を着磁方向を主磁石と揃えて配置し、２つの補助磁石は主磁石同士の密着面から距離ｄで、面対称の位置に配置される。２つの補助磁石の間隔距離Ｌ１１は２ｄである。
【００４７】
（サンプルパターン）
位置検出装置のサンプル１〜３を作製した。各サンプルの構成は下記の通りである。
【００４８】
サンプル１：主磁石の上部に補助磁石を設置せず、主磁石の表面から０．５ｍｍの高さでＺ方向の磁束密度を計測した（比較例１）。
【００４９】
サンプル２：主磁石の上部に補助磁石を設置せず、主磁石の表面から３．４ｍｍの高さでＺ方向の磁束密度を計測した（比較例２）。
【００５０】
サンプル３：主磁石の上部に補助磁石を設置し、補助磁石同士の間隔ｄを０．４ｍｍとし、補助磁石の表面から０．５ｍｍの高さでＺ方向の磁束密度を計測した（実施例）。
【００５１】
これらサンプル１〜３について、磁束密度を計測した結果を図１０に示す。そして、これら磁束密度の波形について、それぞれリニアリティ（直線性指数）を計測した。リニアリティの計測方法は次の通りである。
【００５２】
図１１は、リニアリティを求める方法を示す図である。まず、図１１に示すように、磁束密度を測定したグラフ上において、測定位置Ｘが−０．５ｍｍ及び０．５ｍｍのときの磁束密度を示す２点Ｐ、Ｑを求め、これら２点Ｐ、Ｑを通る直線Ａを引く。そして、２点Ｐ、Ｑにおけるそれぞれの磁束密度の値Ｄ、Ｅを求める。そして、直線Ａの傾きα（（Ｅ−Ｄ）／（０．５−（−０．５）））及びＹ切片βを求め、直線Ａの式（Ｙ＝αＸ＋β）を求める。
【００５３】
次に、各測定ポイント（例えば、測定位置Ｘの０．０５ｍｍおき）において、磁束密度の値Ｂ（磁束密度波形のＹ軸値）を計測するとともに、同様の測定ポイントにおいて直線ＡのＹ軸値Ｃを算出する。そして、各測定ポイントにおける直線Ａからのシフト量（１００×（Ｂ−Ｃ）／α）の値（％）を算出し、これらの値の中で絶対値の最大値を直線性指数とする。
【００５４】
上記サンプル１〜３について、計測された直線性指数と直線の傾きαを表１に示す。
【００５５】
【表１】
2016047044.tif 000018
【００５６】
表１から明らかな通り、比較例１，２（サンプル１、２）に比べて実施例（サンプル３）では、直線性指数の値が小さくなっている。直線性指数の値が小さいということは、直線からのシフト量が小さく直線性に優れているということを示している。また、磁束密度波形が直線性に優れていれば、位置検出に使用可能な領域の拡大に繋がる。
【００５７】
一方、実施例（サンプル３）の直線の傾きαは、比較例の中で直線性に優れた比較例２（サンプル２）と比較して遥かに大きい。これは外的要因であるノイズに対してロバスト性があることを示している。これらにより、本開示の位置検出装置の有効性が明らかとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本開示は、磁気検出装置を用いた位置検出装置に適用可能である。具体的には、デジタルスチルカメラにおける手ぶれ補正機構、デジタルカムコーダにおける手ぶれ補正機構、各種バルブ開閉装置の開閉量検出機構、プランジャー制御、など、位置検出を行う装置に、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１００，２００，３００，４００，５００    位置検出装置
３０    磁気検出装置
４０ａ，４０ｂ    スペーサ
５０    駆動コイル
６１ａ，６１ｂ    対向磁石
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０    永久磁石ユニット
１１１ａ，１１１ｂ，３１１ａ，３１１ｂ，４１１    主磁石
１２１ａ，１２１ｂ，３２１ａ，３２１ｂ，３２２ａ，３２２ｂ    補助磁石
２１０ａ，２１０ｂ    永久磁石
２１１ａ，２１１ｂ    ベース部
２２１ａ，２２１ｂ    補助部
４１１ａ，４１１ｂ    主磁石部
４１１ｃ    非着磁領域
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にＮ極及びＳ極の磁極領域を有する永久磁石ユニットと、
前記永久磁石ユニットの前記表面と間隔を有して位置する磁気検出装置と、
を備え、
前記永久磁石ユニットは、主磁石部と、前記主磁石部よりも前記磁気検出装置側に位置する補助磁石部と、を有し、
前記永久磁石ユニットと前記磁気検出装置とは、前記間隔を保ちつつ、前記永久磁石ユニットが形成する磁界の磁極を分ける領域境界面に対して傾斜した方向に相対的に変位可能であり、
前記表面がＮ極の前記補助磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部とは間隔を有して位置し、前記間隔は、前記表面がＮ極の前記補助磁石部側の前記主磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部側の前記主磁石部との間隔より大きい、位置検出装置。
【請求項２】
前記主磁石部および前記補助磁石部は、前記傾斜した方向の断面形状が略矩形である、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記主磁石部と前記補助磁石部とは、別体として構成される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記主磁石部と前記補助磁石部と間にセパレータが介在する、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記主磁石部は一体として構成され、表面がＮ極の磁極領域、前記表面がＳ極の磁極領域及び前記Ｎ極の磁極領域と前記Ｓ極の磁極領域との間に位置する非着磁領域を有し、
前記表面がＮ極の前記補助磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部との前記間隔は、前記非着磁領域より大きい、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記表面がＮ極の前記補助磁石部と前記表面がＳ極の前記補助磁石部は、それぞれ前記主磁石部と一体的に構成される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記主磁石部の前記表面とは反対側の面にヨークが配置される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項８】
駆動コイルをさらに備え、
前記駆動コイルは、前記主磁石部の前記補助磁石部が配置されている面とは反対側の面に配置される、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項９】
請求項１に記載の位置検出装置を搭載した、手ぶれ補正装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016047044.tif 000019
【図２】
2016047044.tif 000020
【図３】
2016047044.tif 000021
【図４】
2016047044.tif 000022
【図５】
2016047044.tif 000023
【図６】
2016047044.tif 000024
【図７Ａ】
2016047044.tif 000025
【図７Ｂ】
2016047044.tif 000026
【図８Ａ】
2016047044.tif 000027
【図８Ｂ】
2016047044.tif 000028
【図９Ａ】
2016047044.tif 000029
【図９Ｂ】
2016047044.tif 000030
【図１０】
2016047044.tif 000031
【図１１】
2016047044.tif 000032
【国際調査報告】
2016047044.tif 000033
2016047044.tif 000034
2016047044.tif 000035
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