"リニアモータの一次側に設けられ正弦波波形と余弦波波形の検出信号を出力する複数の磁気検出手段と、デジタル変換された前記検出信号を移動平均して振動成分を濾波する濾波手段と、前記検出信号のゼロクロス点における不正な変位を補正する変位補正手段と、前記検出信号から位置データを生成して出力する位置演算手段と、前記位置データを移動方向に合わせてピッチ補正値で補正する位置補正手段と、を含んでなる位置検出装置。前記変位補正手段は、前記検出信号の前記不正な変位が発生する所定の位相角帯域における正側にある検出信号を前記不正な変位の半分に相当する所定量マイナス方向に偏位させ、負側にある検出信号を前記所定量プラス方向に偏位させることを特徴する請求項1に記載の位置検出装置。しかしながら、磁気センサが出力するアナログの検出信号には、振幅が不特定で比較的大きい振動成分がノイズとして全周波数帯域で存在している。そのため、振動成分を濾波して取り除くだけでは、ノイズがない正規の正弦波波形の検出信号に十分近接した位置データを常に安定して得られるとは限らない。その結果、検出信号の信頼性が低く、精密機器の移動装置の位置検出装置として必要な程度まで検出精度を高くすることができない。特に、磁気センサの正弦波波形の検出信号には、正負が反転する位置であるゼロクロス点でノイズに因る振動成分とは性質が異なる変位が発生していることが新たに判明した。この不正な変位は、位置に換算して±20μmに相当し、検出信号の波形に段差を与える。不正な変位は、結果的に移動体にしばしば異常な振動を発生させることが確認された。本発明は、リニアモータの二次側の界磁を利用して移動体の位置を検出する位置検出装置であって、より高い検出精度を得ることができる改良された精密機器の移動装置に適用できる位置検出装置を提供することを主たる目的とする。本発明の位置検出装置の具体的ないくつかの利点については、実施の形態の移動装置を説明するときに詳細に説明される。本発明の位置検出装置は、上記課題を解決するために、リニアモータ2の一次側に設けられ正弦波波形と余弦波波形の検出信号を出力する複数の磁気検出手段10と、デジタル変換された検出信号を移動平均して振動成分を濾波する濾波手段30と、検出信号のゼロクロス点における不正な変位を補正する変位補正手段40と、検出信号から位置データを生成して出力する位置演算手段70と、位置データを移動方向に合わせてピッチ補正値で補正する位置補正手段80と、を含んでなるようにする。特に、変位補正手段40を、検出信号の不正な変位が発生する所定の位相角帯域における正側にある検出信号を不正な変位の半分に相当する所定量マイナス方向に偏位させ、負側にある検出信号を所定量プラス方向に偏位させるようにする。本発明の位置検出装置は、移動平均によって磁気センサの検出信号から振動成分を除去するので、検出信号が不特定で比較的大きい振幅の振動成分を含んでいても、安定して正規の正弦波波形の検出信号に近接した位置データを得ることができる。また、複数のピッチ誤差データからピッチ補正値を計算し、位置データを補正して移動制御装置に与える。特に、正弦波波形の検出信号のゼロクロス点における不正な変位を取り除くので、移動体に異常な振動的動作が発生しない。そのため、リニアモータの二次側の界磁を利用して移動体の位置を検出する位置検出装置であって、多くの精密機器の移動装置で許容される十分に高い検出精度を得ることができるとともに一層信頼性の高い検出信号を得ることができる。その結果、構成が比較的簡単で、位置検出装置に要する費用の負担を小さくすることができる。また、位置検出器の耐久性が高く、維持管理を容易にして作業性を向上させ、維持管理に要する費用を削減することができる。図1は、三相交流同期型リニアモータのモデルと位置検出装置および移動制御装置の構成を示す。移動体1は、直線1軸方向Xに往復移動する直線移動体である。移動体1は、図示しないガイドを介在させて基台の上に移動可能に搭載される。移動体1は、例えば、工作機械のテーブルあるいは半導体製造装置のステージである。リニアモータ2は、移動体1を移動させるアクチュエータである。リニアモータ2は、一次側が励磁コイル2Aであり、二次側の界磁が複数の永久磁石2Bである永久磁石型モータである。励磁コイル2Aと永久磁石2Bは、数mm以下のギャップGを隔てて設けられる。実施の形態のリニアモータ2は、一次側が可動子で二次側が固定子である。励磁コイル2Aは、冷却機構を含むコイルユニットCUの鉄心CFに銅線を巻き回してなる。コイルユニットCUは、移動体1の下側に取り付けられる。励磁コイル2Aは、直線1軸方向Xに沿ってU相,V相,W相の各相の順番に等間隔に設けられる。永久磁石板MBには、直線1軸方向Xに沿って複数の平板形の永久磁石2Bが等間隔に固着されている。複数の永久磁石2Bは、上面側がN極の永久磁石と上面側がS極の永久磁石とが交互に所定の極ピッチPで直線的に配列される。位置検出装置3は、リニアモータ2の二次側の界磁を利用して移動体1の位置を検出する。位置検出装置3の本体3Aは、移動体1ないしはコイルユニットCUに取り付けられる。設置条件によって本体3Aの中に設けることができない部位は、本体3Aから離れた場所3Bに設けられる。実施の形態の位置検出装置3では、移動制御装置4の中に本体3Aから離れた場所3Bがある。移動制御装置4は、図示しない指令装置から与えられる移動指令に従ってリニアモータ2を駆動制御する制御信号を出力するモータ制御装置と制御信号に基づいてリニアモータ2の一次側に所要の電流を供給する駆動装置とを含んでなる。指令装置は、入力装置と表示装置を含むヒューマンインターフェースを有する制御装置に設けられることが一般的である。移動制御装置4は、移動体1の現在位置に基づいて位置の誤差を補正しながら移動体1を移動制御する。移動制御装置4は、位置検出装置3から現在位置を示す位置データを入力して移動指令と現在位置との誤差がなくなるように制御信号を演算して出力する。また、移動制御装置4は、同じように速度の誤差と電流の誤差がなくなるように補正しながら移動体1を移動制御する。したがって、移動制御装置4は、サーボ制御系を有するリニアモータ2の制御装置である。図2は、デジタルの検出信号の波形を示す。図3は、正弦波波形の検出信号のゼロクロス点付近の波形を示す。以下に、図1ないし図3を用いて位置検出装置3の構成と動作を詳しく説明する。位置検出装置3は、主に複数の磁気センサ10と、アナログデジタル変換器20と、デジタルフィルタ30と、前記検出信号のゼロクロス点における不正な変位を補正する変位補正器40と、パラレルシリアル変換器50と、検出信号の波形を揃える波形補正器60と、現在位置を示す位置データを求める位置演算器70と、位置データをピッチ補正値で補正するピッチ補正器80と、を含んでなる。磁気センサ10は、リニアモータ2のギャップGに形成される磁場もしくは磁界の大きさを検出する磁気検出手段である。磁気センサ10Aは、正弦波波形の検出信号を出力する。磁気センサ10Bは、磁気センサ10Aの検出信号に対して90度の位相差を有する正弦波波形の検出信号を出力する。言い換えると、磁気センサ10Bは、磁気センサ10Aの検出信号を基準にして余弦波波形の検出信号を出力する。磁気センサ10は、リニアモータ2の一次側のコイルユニットCUに設けられる。具体的に、磁気センサ10Aと磁気センサ10Bは、図1に仮想で表わされている直線1軸方向XにおけるギャップGの磁界の大きさの変化を表わすサイン曲線SCに対して互いに位相角で90度離れる位置に並設される。アナログデジタル変換器20は、差動増幅器で増幅された磁気センサ10のアナログの検出信号をデジタルの検出信号に変換する変換手段である。アナログデジタル変換器30は、磁気センサ10Aと磁気センサ10Bの出力に対してそれぞれ設けられる。磁気センサ10とアナログデジタル変換器20との間は、アナログ信号を転送するシリアル通信線ALで接続される。アナログデジタル変換器20は、位置検出装置3の本体3Aに設置される。そのため、磁気センサ10とアナログデジタル変換器20との間を数十cm以下にできる。シリアル通信線ALは可能な限り短くされる。実施の形態の位置検出装置3では、シリアル通信線ALの全長は5cmにされている。アナログデジタル変換器20が本体3Aに設けられるので、アナログデジタル変換器20が磁気センサ10の近傍にある。そのため、シリアル通信線ALの長さを可能な限り短くすることができ、磁気センサ10から出力される検出信号に与えるノイズの影響が十分に小さくなるので、磁気センサ10のライン出力電圧を1Vppにすることができる。その結果、アナログデジタル変換器20の電圧負荷に対する負担が軽減される。アナログデジタル変換器20は、所定のサンプリング周期毎に検出信号の値を保持して所定の量子化数で量子化する。アナログデジタル変換器20の連続する出力信号は、デジタルの擬似正弦波波形と擬似余弦波波形の検出信号である。アナログデジタル変換器20から出力される検出信号の分解能は、正弦波波形の半波を分割する量子化数で決まる。実施の形態の位置検出装置3のアナログデジタル変換器20は、具体的に、アナログ信号を16ビットで量子化してデジタル信号に変換して出力する。したがって、例えば、極ピッチPが48mmである場合では、検出信号の分解能は、12mmを65536分割した約0.2μmである。デジタルフィルタ30は、デジタル変換された磁気センサ10の各検出信号を移動平均して振動成分を濾波する濾波手段である。移動平均の方法は、基本的には、単位時間毎に複数のデータを採取して平均する単純移動平均である。検出位置の移動に合わせて順次移動平均で振動成分を除去していくので、不特定の振幅の振動に関わらずに常に検出信号の正規の正弦波波形または余弦波波形に近接した値を得ることができる。そのため、位置検出装置3は、より高い検出精度を得ることができる。実施の形態のデジタルフィルタ30は、検出位置の移動にともなってn個のサンプルデータで1回の移動平均を行ないながら、m回の移動平均を行なって得られるm個の値を移動平均することによって、結果としてサンプルデータの総数がn×m個の移動平均をする。このとき、新しくm1回目の移動平均のデータを得るたびに現在位置から一番遠い位置にある移動平均のデータを捨てる。したがって、十分な数のサンプルデータで移動平均を行なうので、信頼性が高い値を得ることができる。一方で、最初の4回の移動平均を除いて検出信号を出力するまでの時間は、常に1回の移動平均に要する時間とほぼ同じであるから、致命的な時間の遅れが発生しない。例えば、16個のデータで1回の移動平均を行ないながら、4回の移動平均のデータで移動平均を行なうとき、結果的に64個のデータで移動平均をしながら、移動平均に要する時間は、16個のデータで1回の移動平均に要する時間とほぼ同じである。濾波されていない正弦波波形の検出信号が図2Aに示される。また、デジタルフィルタ30で移動平均によって濾波された検出信号が図2Bに示される。検出信号を移動平均で濾波することによって振動の振幅をアナログデジタル変換器20の分解能の単位に換算して20カウント値以下まで小さくすることができる。例えば、アナログデジタル変換器20の分解能が約0.2μmであるときは、位置に換算すると約4μmに相当する。特に、正規の正弦波波形の検出信号に対して突出して離散した値が発生しない。そのため、単に検出精度が高くなるだけではなく、検出信号の信頼性が向上する。結果的に、制御信号の比例ゲインと積分ゲインを増加することができるようになるので、微分ゲインを下げることが可能になり、フォローイングエラーを約25改善することができる利点がある。変位補正器40は、正弦波波形と余弦波波形の各検出信号のゼロクロス点における不正な変位を補正する変位補正手段である。変位補正器40は、不正な変位が発生する所定の位相角帯域時間帯におけるデジタルの検出信号に対して正側にある検出信号を不正な変位の半分に相当する所定量マイナス方向に偏位させ、負側にある検出信号を所定量プラス方向に偏位させる。図3に、変位補正器40で不正な変位が補正され除去された検出信号の波形が示される。不正な変位が発生する原因は不明であるが、磁気センサ10の出力する検出信号に含まれている。不正な変位は、位置決め誤差の大きさと無関係に移動体1に不定の異常な振動を発生させる。変位補正器40で不正な変位を取り除いた結果、移動体1の振動的な動作の発生が解消された。パラレルシリアル変換器50は、変位補正器40から出力されるパラレルの検出信号のデータをシリアルの検出信号のデータに変換して位置検出装置3の本体3Aから離れた場所3Bにある波形補正器60に送信するデータ転送手段である。ただし、波形補正器60を含む場所3Bに設けられている装置が位置検出装置3の本体3Aに設けられているときは、パラレルシリアル変換器50と場所3Bに設けられている各装置の配置が入れ換えられる。パラレルシリアル変換器50から出力されるシリアルの検出信号のデータは、シリアル通信線DLを通して移動制御装置4に転送される。シリアル通信線DLの長さが3m~5mあるが、検出信号のデータが十分な電圧差を有するデジタル信号であるので、ノイズによる位置データの転送エラーは発生しない。波形補正器60は、正弦波波形と余弦波波形の各検出信号の波形を揃える波形補正手段である。磁気センサ10は、ギャップGに形成される磁場もしくは磁界の大きさをアナログ信号で出力するので、検出信号が正電圧側または負電圧側に偏向したり、各検出信号間で出力差が発生することがある。波形補正器60は、各検出信号に予め定められたオフセットとゲインを与えて各検出信号を補正して揃えることができる。波形補正器60は、パラレルシリアル変換器50から入力されてくる各検出信号に同一または異なる所定のオフセットを付与して各検出信号の波形の偏向がなくなるように修正する。また、波形補正器60は、偏向が修正されている各検出信号の一方または両方に同一または異なる所定のゲインを付与して検出信号間の出力差を修正する。位置演算器70は、検出信号から位置データを生成して出力する位置演算手段である。位置演算器70は、アナログデジタル変換器20でデジタル変換された正弦波波形と余弦波波形の各検出信号から計数信号を得る。位置演算器70は、A相の計数信号が進んで入力されるときには検出位置が直線1軸方向Xに沿って正の移動方向に移動していると判別する。A相の計数信号が遅れて入力されるときには検出位置が負の移動方向に移動していると判別する。位置演算器70は、各相の計数信号を検出位置の移動方向に合わせて累積加減算する。位置演算器70は、移動方向が正であるときは計数信号を加算し、移動方向が負であるときは計数信号を減算する。位置演算器70は、計数信号のカウント値を位置データに変換する。このとき、位置データとして必要がない桁の数値は切り捨てられる。位置演算器70は、プラスマイナスの符号である移動方向のデータを位置データに付加してピッチ補正器80に出力する。実施の形態の位置検出装置3は、最小単位が0.18μmとするデータ量が32ビットの位置データを出力する。ピッチ補正器80は、位置演算器70から出力される位置データを移動方向に合わせてピッチ補正値で補正する位置補正手段である。ピッチ補正器80は、実測のピッチ誤差データからピッチ補正値を求めて位置データを補正する。ピッチ補正器80は、ピッチ補正値で補正した位置データを位置検出装置3が出力する現在位置として移動制御装置4に与える。ピッチ補正器80は、予めピッチエラー測定によって獲得されて判明している単位距離毎のピッチ誤差データを記憶している。実施の形態の位置検出装置3のピッチ補正器80は、正負の移動方向で別々に固有のピッチ誤差データを記憶する。以下、単位距離で決まる直線1軸方向Xにおける特定の点を定点という。測定して保持しておく各定点毎の複数のピッチ誤差データは、正負の移動方向でそれぞれ複数回実施したピッチエラー測定で獲得したピッチ誤差の平均である。ピッチエラー測定の回数は任意であるが、3回程度が適当である。また、単位移動距離は、0.1mm~1mmが適当である。ピッチエラー測定で獲得した複数のピッチ誤差データは、移動方向で別々にデータテーブルに記録され記憶装置に記憶される。ピッチ補正器80は、位置演算器70から位置データを入力したときに、位置データに含まれる移動方向を検出し、移動方向に対応して記憶装置に記憶されている移動方向に合うピッチ誤差データ群の中から入力した位置データに一致する定点または直近の2つの定点のピッチ誤差データを取得する。位置データが定点と一致しないとき、ピッチ補正器80は、取得した直近の2つの定点のピッチ誤差データから現在位置を示す位置データに一致する点におけるピッチ補正値を求める。具体的に、現在位置pxに直近の2つの定点pnとPn-1および各定点におけるピッチ誤差データfnとfn-1とを既知の値として数1によって現在位置pxにおけるピッチ補正値fxを計算する。ピッチ補正器80は、位置演算器70から入力した位置データをピッチ補正値で補正して移動制御装置4に出力する。このときのピッチ誤差は、永久磁石の取付誤差が原因で発生するものであるため、離散的である。実施の形態の位置検出装置3は、位置データを入力するたびに予め実測して獲得している現在位置に直近の2つの定点におけるピッチ誤差データからピッチ補正値を求めて位置データを補正するので、高い検出精度を得ることができる。実施の形態の位置検出装置3を用いて実際にリニアモータ2を駆動して移動体1を移動制御して繰返し検出誤差を測定したところ、検出誤差が最大で7μmであった。したがって、精密機器の移動装置の位置検出装置として要求される10μm以下の検出精度を常に得ることができることが判明した。本発明は、実施の形態の位置検出装置と全く同一の構成である必要はなく、実施の形態の位置検出装置に限定されない。すでにいくつかの例が挙げられているように、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で実施の形態の位置検出装置の構成を変更したり、応用したりすることが可能である。また、他の発明と組み合わせて実施することができる。"