JP4926626B2 - POSITION DETECTION SYSTEM, OPTICAL SYSTEM USING POSITION DETECTION SYSTEM, AND IMAGING DEVICE - Google Patents

POSITION DETECTION SYSTEM, OPTICAL SYSTEM USING POSITION DETECTION SYSTEM, AND IMAGING DEVICE Download PDF

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Description

本発明は、磁石と磁気センサを用いた位置検出装置を有する位置検出システム、位置検出システムを用いた光学系と撮像装置に関する。   The present invention relates to a position detection system having a position detection device using a magnet and a magnetic sensor, an optical system using the position detection system, and an imaging device.

近年、様々なセンサがあらゆるところで用いられるようになっている。   In recent years, various sensors have been used everywhere.

例えば、特許文献1や特許文献2に記載されている様にデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラの手ぶれが起きたときにレンズの位置を検出して補正する手ぶれ補正装置や自動焦点調整を行う光学系のレンズの位置検出装置では、瞬時に高精度な位置検出を行う機能を有するセンサが必要となると同時に、近年機器全体の小型化の要求が強いことから、位置検出装置自体の小型化が要求されている。さらには、長寿命化、埃や油(グリース)などの影響を受けにくい特性をもつセンサなど様々な要求がある。   For example, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, when a camera shake occurs in a digital video camera or a digital still camera, a camera shake correction device that detects and corrects a lens position or an optical system that performs automatic focus adjustment The lens position detection device requires a sensor having a function for instantaneously detecting the position with high accuracy, and at the same time, since there is a strong demand for downsizing of the entire device in recent years, downsizing of the position detection device itself is required. ing. Furthermore, there are various demands such as a sensor having a long life and a characteristic that is not easily affected by dust and oil (grease).

上記のような要求をみたすために、例えば、特許文献3に記載されているようにセンサとしてホールセンサ(磁気センサ対)を用いた位置検出装置が知られている。   In order to meet the above requirements, for example, a position detection device using a Hall sensor (magnetic sensor pair) as a sensor as described in Patent Document 3 is known.

また、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、位置検出装置の小型化に加え、変倍中の映像を鮮明に保つことや、オートフォーカスの高速応答のような、高性能化の要求もある。上記の様な要求を満たすため、特許文献2、特許文献3に記載されているように変倍レンズとフォーカスレンズのように複数のレンズの位置をホールセンサにより検出する方式が主流となりつつある。   In addition to downsizing the position detection device, digital video cameras and digital still cameras are also required to have high performance such as maintaining a clear image during zooming and high-speed response of autofocus. In order to satisfy the above-described requirements, as described in Patent Documents 2 and 3, a method of detecting the positions of a plurality of lenses with a Hall sensor, such as a variable power lens and a focus lens, is becoming mainstream.

図1にこのようなホールセンサを用いた2つのレンズの位置検出装置を有するシステムの例を示した。図1では、ビデオカメラ100の内部において、磁石103が取り付けられた第1の変倍レンズ106の位置をホールセンサ101a、101bにより検出し、磁石104が取り付けられた第2の変倍レンズ107の位置をホールセンサ102a、102bにより検出する。そして、ホールセンサ101a、101bから変倍レンズ106の位置の情報を含む信号が、アンプ113に送られ、ホールセンサ102a、102bから変倍レンズ107の位置の情報を含む信号が、アンプ114に送られる。さらに、アンプ113とアンプ114とからA/Dコンバータ115に信号が送信され、A/Dコンバータ115から処理回路111に、信号が送信される。そして、処理回路111から駆動回路112へ信号が送られ、駆動回路112がモーター109と110を制御することにより、固定レンズ105と固定レンズ108との間で、変倍レンズ106、107の位置が制御される。   FIG. 1 shows an example of a system having two lens position detection devices using such a Hall sensor. In FIG. 1, the position of the first variable magnification lens 106 to which the magnet 103 is attached is detected by the Hall sensors 101 a and 101 b inside the video camera 100, and the second variable magnification lens 107 to which the magnet 104 is attached is detected. The position is detected by the hall sensors 102a and 102b. Then, a signal including information on the position of the variable magnification lens 106 is transmitted from the Hall sensors 101a and 101b to the amplifier 113, and a signal including information on the position of the variable magnification lens 107 is transmitted from the Hall sensors 102a and 102b to the amplifier 114. It is done. Further, a signal is transmitted from the amplifier 113 and the amplifier 114 to the A / D converter 115, and a signal is transmitted from the A / D converter 115 to the processing circuit 111. Then, a signal is sent from the processing circuit 111 to the drive circuit 112, and the drive circuit 112 controls the motors 109 and 110, so that the positions of the variable magnification lenses 106 and 107 are between the fixed lens 105 and the fixed lens 108. Be controlled.

特開2002−229090号JP 2002-229090 A 特開平6−014231号JP-A-6-014231 特開2005−331399号JP-A-2005-331399 特開2004−348173号JP 2004-348173 A 特願2005−364090号Japanese Patent Application No. 2005-364090

しかしながら、特許文献2に記載されているようなステッピングモーターの駆動ステップパルスをカウントする位置検出装置では、ステッピングモーターの脱調などにより高精度な位置検出ができない問題がある。さらにデジタルビデオカメラ等ではステッピングモーターの駆動音が音声ノイズとして記録されてしまうということも問題視されている。   However, the position detection device that counts the stepping motor driving step pulses as described in Patent Document 2 has a problem in that it cannot detect the position with high accuracy due to the stepping motor stepping out. Furthermore, in digital video cameras and the like, it is also regarded as a problem that the driving sound of the stepping motor is recorded as audio noise.

また、磁気式の位置検出装置であっても特許文献3の図1に記載されているような構成では、光学系レンズモジュールの小型化に伴って複数のレンズの位置検出装置が近接して配置されるため、一方の位置検出装置の磁石からの磁場の影響で、他方の位置検出装置の精度が悪化するという問題がある。   Further, even in the case of a magnetic position detecting device, in the configuration as shown in FIG. 1 of Patent Document 3, the position detecting devices of a plurality of lenses are arranged close to each other as the optical lens module is downsized. Therefore, there is a problem that the accuracy of the other position detection device deteriorates due to the influence of the magnetic field from the magnet of one position detection device.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数の磁気式の位置検出装置を近接して配置しても、磁場の位置検出精度への相互干渉を抑えることができ、高精度かつ小型である位置検出システム、位置検出システムを用いた光学系と撮像装置を提供する事にある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to prevent mutual interference with magnetic field position detection accuracy even if a plurality of magnetic position detection devices are arranged close to each other. An object of the present invention is to provide a position detection system, an optical system using the position detection system, and an image pickup apparatus that can be suppressed and are highly accurate and small.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、N極S極がそれぞれ単極着磁された磁石と前記磁石の相対的移動による磁束の変化を検出する磁束検出手段とを備える位置検出装置を複数有し、前記複数の位置検出装置のうち近接する少なくとも一組の位置検出装置の、前記磁石の着磁方向ベクトルが互いに直交方向成分を有し、かつ前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち、少なくとも一方の位置検出装置が有する磁束検出手段が、他方の位置検出装置が有する磁石の着磁方向ベクトルの直交方向成分を検出する事が出来る事を特徴とする位置検出システムである。 In order to solve the above-described problem, a first aspect of the present invention includes a magnet in which each of the N pole and the S pole is magnetized, and a magnetic flux detection means for detecting a change in magnetic flux due to relative movement of the magnet. a plurality of position detecting device, the at least one set of the position detector proximate one of said plurality of position detecting device, at least one set that have a magnetization direction vector orthogonal direction components to each other of the magnet, and to the proximity The position detection device is characterized in that the magnetic flux detection means of at least one of the position detection devices can detect the orthogonal component of the magnetization direction vector of the magnet of the other position detection device. System.

また、本発明の第の態様は、第1の態様において、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち、少なくとも一方の位置検出装置の有する磁石の相対的移動方向が、前記位置検出装置が備える磁束検出手段に対向する磁石面に沿って、かつ、他方の位置検出装置の有する磁石の重心を含む磁石対称面上にある事を特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a relative movement direction of a magnet included in at least one position detection device among the at least one pair of position detection devices in proximity is the position detection device. It is characterized by being on a magnet symmetry plane that includes the center of gravity of the magnet of the other position detection device along the magnet surface facing the magnetic flux detection means included in.

また、本発明の第の態様は、第1又は第2の態様において、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち少なくとも一方の位置検出装置において、磁束検出手段が他方の位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, in at least one position detection device of the at least one pair of adjacent position detection devices, the magnetic flux detection means is the other position detection device. It is contained in the symmetry plane of the magnet which has.

また、本発明の第の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置が有する各々の磁石の対称面が同一平面上にある事を特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the symmetry planes of the magnets included in the at least one pair of position detecting devices adjacent to each other are on the same plane. And

また、本発明の第の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記位置検出システムが有する前記近接する少なくとも一組の位置検出装置において、磁束検出手段がそれぞれに対向して配置された磁石の対称面に含まれることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, in the at least one pair of adjacent position detection devices included in the position detection system, the magnetic flux detection means are opposed to each other. It is included in the symmetry plane of the arranged magnet.

また、本発明の第の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記位置検出システムを構成する位置検出装置が1組であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the position detection device constituting the position detection system is one set.

また、本発明の第の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置が有する磁石の着磁方向ベクトルの互いになす角が直交することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the angles formed by the magnetizing direction vectors of the magnets included in the at least one pair of position detecting devices adjacent to each other are orthogonal to each other. Features.

また、本発明の第の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のいずれかが有する磁束検出手段が、この磁束検出手段に対向して配置された磁石の着磁方向ベクトルに平行な磁束密度を検出できることを特徴とする。 In addition, according to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the magnetic flux detection means included in any of the at least one pair of position detection devices adjacent to each other faces the magnetic flux detection means. It is possible to detect the magnetic flux density parallel to the magnetization direction vector of the magnets arranged in the manner described above.

また、本発明の第の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記磁束検出手段が2つ一組の磁気センサを有するホールセンサであることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the magnetic flux detection means is a Hall sensor having a set of two magnetic sensors.

また、本発明の第10の態様は、第1乃至第のいずれかの態様において、前記位置検出システムにおいて、位置検出システムが磁性体を備えたことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the position detection system includes a magnetic body.

また、本発明の第11の態様は、第1乃至第10のいずれかの態様において、前記磁束検出手段が同一基板上に実装されたことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the magnetic flux detection means is mounted on the same substrate.

また、本発明の第12の態様は、第1乃至第11のいずれかの態様の位置検出システムを用いたことを特徴とする光学系である。 A twelfth aspect of the present invention is an optical system using the position detection system according to any one of the first to eleventh aspects.

また、本発明の第13の態様は、第12の態様の光学系を用いたことを特徴とする撮像装置である。
A thirteenth aspect of the present invention is an image pickup apparatus using the optical system according to the twelfth aspect.

以上の手段について以下詳しく説明する。
磁石とはエネルギーを静磁エネルギーの形で蓄えている物質であり、一度磁化したら残留磁化を保つ磁性材料であり、フェライト、アルニコ、希土類などが使われる。これら磁石は、N極S極をそれぞれ単極着磁した幾何学的に対称面を有するものであれば良い。具体的な磁石の形状の例を図2に示すが、磁石201は、図2に示すような幾何学的対称面203a、203b、203cを有していれば良くこれに制限されるものではない。
The above means will be described in detail below.
A magnet is a substance that stores energy in the form of magnetostatic energy. It is a magnetic material that retains residual magnetization once magnetized, and ferrite, alnico, rare earth, etc. are used. These magnets only need to have geometrically symmetrical planes in which N poles and S poles are respectively single poled. Although the example of the shape of a specific magnet is shown in FIG. 2, the magnet 201 should just have the geometric symmetry plane 203a, 203b, 203c as shown in FIG. 2, and is not restrict | limited to this. .

着磁方向ベクトルとは磁石の重心位置での着磁(磁化)方向を示すだけのベクトルなので大きさは特に規定しないが、本発明では大きさを1とする。図2に、着磁ベクトル202の例が示されている。   Since the magnetization direction vector is a vector that only indicates the magnetization (magnetization) direction at the center of gravity of the magnet, the size is not particularly defined, but the size is set to 1 in the present invention. An example of the magnetization vector 202 is shown in FIG.

磁石の相対的移動とは、磁束検出手段に対する磁石の重心の相対的移動を言う。相対的な移動であるので磁石が動いても、磁束検出手段が動いても良い。   The relative movement of the magnet refers to the relative movement of the center of gravity of the magnet with respect to the magnetic flux detection means. Since the movement is relative, the magnet may move or the magnetic flux detection means may move.

磁束検出手段とは、ホールセンサ、磁気抵抗効果素子や、磁気インピーダンス素子、その他様々な磁気センサ及びそれらの組合せであり、これらの駆動、増幅、A/D変換器など、処理回路等の周辺回路を含めたものでもよい。   The magnetic flux detection means is a Hall sensor, a magnetoresistive effect element, a magneto-impedance element, various other magnetic sensors, and combinations thereof. Peripheral circuits such as processing circuits such as drive, amplification, A / D converter, etc. May be included.

ホールセンサとしては、磁気増幅を行うための磁性体チップなどを用いていないGaAs、InAs、InSbなどの化合物半導体からなるホールセンサ、又は、Si、GeなどのIV族半導体からなるホールセンサを用いることができる。当然、上記材料を複数個組み合わせたものでも構わない。磁性体チップなどの磁気増幅を行うための部材は、磁気ヒステリシスを持ち、磁石相対位置の検出精度を落とす要因になりうるが、検出精度がそれほど求められない用途においては、磁性体チップなどを用いたホールセンサを用いても問題にならない。   As a Hall sensor, a Hall sensor made of a compound semiconductor such as GaAs, InAs, or InSb that does not use a magnetic chip for performing magnetic amplification, or a Hall sensor made of an IV group semiconductor such as Si or Ge is used. Can do. Of course, a combination of a plurality of the above materials may be used. A member for performing magnetic amplification such as a magnetic chip has a magnetic hysteresis and may cause a decrease in detection accuracy of the relative position of the magnet. However, in applications where detection accuracy is not so required, a magnetic chip is used. There is no problem with using the hall sensor.

磁気センサは、1つのパッケージに複数のセンサを一体に封入して構成することができる。   The magnetic sensor can be configured by integrally enclosing a plurality of sensors in one package.

位置検出装置とは、磁束発生源である磁石と磁束検出手段よりなる装置である。   The position detection device is a device including a magnet that is a magnetic flux generation source and magnetic flux detection means.

位置検出システムとは、複数の位置検出装置からなるもの乃至一つ以上の位置検出装置と一つ以上の磁石からなるものを言う。   The position detection system refers to one comprising a plurality of position detection devices or one or more position detection devices and one or more magnets.

請求項1に記載の近接する少なくとも一組の位置検出装置とは複数ある位置検出装置において他方の磁場の影響を受けるほど近くに隣り合って位置する2つ位置検出を一組の位置検出装置と言う。また、一組を成す2つの位置検出装置の片側を一方、もう片側を他方と呼ぶ。例えば図14の様に3つの位置検出装置からなる位置検出システムは、位置検出装置AとBの近接する2つの位置検出装置で一組、位置検出装置BとCの近接する2つの位置検出装置で一組、合計2組の位置検出装置を有する。   The at least one set of adjacent position detection devices according to claim 1 is a set of position detection devices in which a plurality of position detection devices are adjacent to each other so as to be influenced by the other magnetic field. . Further, one side of the two position detection devices forming one set is called one side and the other side is called the other side. For example, as shown in FIG. 14, the position detection system including three position detection devices is a set of two position detection devices close to the position detection devices A and B, and two position detection devices close to the position detection devices B and C. There are two sets of position detection devices in total.

請求項1に記載の磁石の着磁方向ベクトルが同一平面上にない事とは、一組の位置検出装置の内で一方の磁石の着磁方向ベクトルを含む平面上に、他方の磁石の着磁方向ベクトルが含まれない事を言う。詳細を図3に示す。図3に一方の矩形磁石の重心303に着磁方向ベクトル302が示されている。着磁方向ベクトル302を含む面は複数あるが図3には代表として2つの面304a、304bを示す。また、図3に、この面に直交するベクトル305a、305bを各面に対し示した。一例としては、図3の着磁方向ベクトルと同一平面上にない着磁方向ベクトルとは、着磁方向ベクトルを含む面に対する直交成分を有すれば良い。   The fact that the magnetization direction vector of the magnet according to claim 1 is not on the same plane means that the magnetization of the other magnet is placed on a plane including the magnetization direction vector of one magnet in a set of position detection devices. Says that the magnetic direction vector is not included. Details are shown in FIG. FIG. 3 shows a magnetization direction vector 302 at the center of gravity 303 of one rectangular magnet. Although there are a plurality of surfaces including the magnetization direction vector 302, FIG. 3 shows two surfaces 304a and 304b as representatives. FIG. 3 shows vectors 305a and 305b orthogonal to this surface for each surface. As an example, the magnetization direction vector that is not on the same plane as the magnetization direction vector of FIG. 3 may have an orthogonal component with respect to the plane including the magnetization direction vector.

具体的な例として、図4〜14に磁石の配置と磁石の着磁方向ベクトルを示す。図4〜8と、図13〜14は磁石の着磁方向ベクトルが同一平面内にない例を、図9〜12は磁石の着磁方向ベクトルが同一平面内にある例を示す。その他、様々な着磁方向ベクトルの組合せが考えられるが、これは先の条件を満たしていれば良く、図を用いて示した例に限定されるものではない。   As a specific example, FIGS. 4 to 14 show the arrangement of magnets and the magnetization direction vector of the magnets. 4 to 8 and FIGS. 13 to 14 show examples in which the magnetization direction vector of the magnet is not in the same plane, and FIGS. 9 to 12 show examples in which the magnetization direction vector of the magnet is in the same plane. In addition, various combinations of magnetization direction vectors are conceivable. However, this is not limited to the examples shown in the drawings as long as the above conditions are satisfied.

請求項2に記載の磁石の着磁方向ベクトルが互いに直交方向成分を有する事とは、本発明に於ける各磁石の着磁方向ベクトルは同一平面上に無い場合、直角に交わる事は無いが、それらを任意の同一平面上に投影した場合にそれぞれの着磁方向ベクトルの延長線が交わる場合を、直交方向成分を有すると言う。   The magnetized direction vectors of the magnets according to claim 2 have mutually orthogonal components. However, when the magnetized direction vectors of the magnets in the present invention are not on the same plane, they do not intersect at right angles. The case where the extension lines of the respective magnetization direction vectors intersect when they are projected on an arbitrary same plane is said to have an orthogonal direction component.

請求項3に記載の位置検出システムを構成する一組の位置検出装置のうち、少なくとも一方の位置検出装置が有する磁束検出手段が、他方の位置検出装置が有する磁石の着磁方向ベクトルの直交方向成分を検出する事が出来る事とは、一方の位置検出装置が有する磁束検出手段の磁気を検出する方向が、他方の位置検出装置が有する磁石の着磁方向ベクトルの直交成分を検出する方向にある事を言う。   The magnetic flux detection means included in at least one position detection device of the pair of position detection devices constituting the position detection system according to claim 3 is orthogonal to the magnetization direction vector of the magnet included in the other position detection device. The ability to detect the component means that the direction of detecting the magnetism of the magnetic flux detection means of one position detection device is in the direction of detecting the orthogonal component of the magnetization direction vector of the magnet of the other position detection device. Say something.

請求項4に記載の位置検出システムにおいて、近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち、少なくとも一方の位置検出装置の有する磁石の相対的移動方向が、その位置検出装置が備える磁束検出手段に対向する該磁石面に沿って、かつ、他方の位置検出装置の有する磁石の重心を含む該磁石対称面上にある事とは、本発明では磁石の移動は重心の移動で代表させておりその重心の移動方向が、磁束検出手段に対向する磁石面に平行であると同時に他方の位置検出装置の有する磁石の重心を含む磁石の対称面に含まれる事を言う、この時の対称面は無限遠方に拡大した面である。   5. The position detection system according to claim 4, wherein a relative movement direction of a magnet of at least one position detection device of at least one pair of adjacent position detection devices is opposed to magnetic flux detection means included in the position detection device. In the present invention, the movement of the magnet is represented by the movement of the center of gravity, which means that the movement of the magnet is represented by the movement of the center of gravity. The moving direction is parallel to the magnet surface facing the magnetic flux detection means and at the same time included in the symmetry plane of the magnet including the center of gravity of the magnet of the other position detection device. This is an enlarged surface.

請求項6に記載の近接する少なくとも一組の位置検出装置が有する各々の磁石の対称面が同一平面上にある事とは、請求項5に記載の各位置検出装置に備えられた各磁石が有する対称面を無限遠方に延長した場合互いに重なり合う事を言う。   The symmetry planes of the magnets included in at least one pair of adjacent position detection devices according to claim 6 are on the same plane, which means that each magnet provided in each position detection device according to claim 5 has the same plane. When the symmetry plane is extended to infinity, it means that they overlap each other.

磁性体は外部からの磁気雑音を遮蔽したり、磁気を増幅したりするためのものであり、モーターなどで一般的に用いられるものである。材料としては鉄、パーマロイ合金、軟磁性アモルファス合金などがよく知られる。本発明の位置検出システムにおいて、各位置検出装置を磁気シールドで覆うことや、位置検出装置同士の間に磁気シールドを配置することや、一方の位置検出装置の磁石の他方の位置検出装置に対向する面に磁気シールドを貼り付ける事により、互いの位置検出装置が干渉しあわぬようにすることが可能である。また、磁性体を設けることで、磁気検出手段部での磁束密度を増幅することが可能である。ここで挙げた、磁性体材料、磁性体の使用方法はあくまでも1例であり、これに限定されるものではない。   The magnetic material is used to shield external magnetic noise or amplify magnetism, and is generally used in motors and the like. As materials, iron, permalloy alloy, soft magnetic amorphous alloy and the like are well known. In the position detection system of the present invention, each position detection device is covered with a magnetic shield, a magnetic shield is arranged between the position detection devices, or the magnet of one position detection device faces the other position detection device. By attaching a magnetic shield to the surface to be touched, it is possible to prevent the mutual position detecting devices from interfering with each other. Also, by providing a magnetic material, it is possible to amplify the magnetic flux density in the magnetic detection means. The method of using the magnetic material and the magnetic material mentioned here is merely an example, and the present invention is not limited to this.

光学系とは、携帯電話用カメラやデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置や、プロジェクター等の投影装置や、ODD等に用いられる光ピックアップに用いられる、レンズ群、アクチュエータ、CCD等の部品からなるものである。上記で記載したものは、あくまで一例であり、当然これらに限定されるものではない。   The optical system is an imaging device such as a mobile phone camera, a digital video camera, or a digital still camera, a projection device such as a projector, or a component such as a lens group, an actuator, or a CCD that is used in an optical pickup used for ODD or the like. It consists of What has been described above is merely an example, and the present invention is not limited thereto.

撮像装置とは、携帯電話用カメラやデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなど映像を記録または保存できる機器のことである。上記で記載したものは、あくまで一例であり、当然これらに限定されるものではない。   An imaging device is a device capable of recording or storing video, such as a mobile phone camera, a digital video camera, or a digital still camera. What has been described above is merely an example, and the present invention is not limited thereto.

本発明は複数の位置検出装置よりなる位置検出システムであるが、他方が特に精度を要さない場合や他方の磁石が十分小さく実質影響が小さい場合は本発明の条件を全ての位置検出装置に課する必要は無い。   The present invention is a position detection system composed of a plurality of position detection devices. However, if the other does not require accuracy, or if the other magnet is sufficiently small and has little substantial influence, the conditions of the present invention are applied to all position detection devices. There is no need to impose.

本発明によれば、複数の磁気式の位置検出装置を近接して配置しても、磁場の位置検出精度への相互干渉を抑えることができ、高精度かつ小型である位置検出システムと、位置検出システムを用いた光学系と撮像装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, even when a plurality of magnetic position detection devices are arranged close to each other, mutual interference with magnetic field position detection accuracy can be suppressed, and a position detection system that is highly accurate and small in size, It is possible to provide an optical system and an imaging apparatus using the detection system.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
<構成>
図25を用いて位置検出システムの概略構成を示す。磁石M1(2604)は位置検出装置1(2601)に取り付けられた磁石である。磁石M2(2609)は位置検出装置2(2602)に取り付けられた磁石である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Configuration>
A schematic configuration of the position detection system will be described with reference to FIG. A magnet M1 (2604) is a magnet attached to the position detection device 1 (2601). A magnet M2 (2609) is a magnet attached to the position detection device 2 (2602).

位置検出装置1(2601)は、第1のホールセンサS1−1と第2のホールセンサS1−2を有している。位置検出装置2(2602)は第1のホールセンサS2−1と第2のホールセンサS2−2を有している。   The position detection device 1 (2601) includes a first hall sensor S1-1 and a second hall sensor S1-2. The position detection device 2 (2602) has a first hall sensor S2-1 and a second hall sensor S2-2.

磁石M1(2604)、磁石M2(2609)は直方体で単極着磁されているものである。下記の具体例では、磁石はすべてネオジム焼結磁石で、残留磁束密度は1200mT(一般的なネオジウム焼結磁石の値)のものとする。当然、ここで示すのは1例であり、これに限定されるものでないことは言うまでもない。   The magnet M1 (2604) and the magnet M2 (2609) are rectangular parallelepiped and single-pole magnetized. In the following specific example, the magnets are all neodymium sintered magnets, and the residual magnetic flux density is 1200 mT (value of a general neodymium sintered magnet). Of course, this is only an example, and it goes without saying that the present invention is not limited to this example.

図25において、位置検出装置1(2601)と位置検出装置2(2602)とは同様な構成をなす。以下で各位置検出装置の構成を説明する。磁石M1(2604)の着磁方向ベクトル2605と磁石M1の運動方向(2606)は矢印で示されている。位置検出装置1(2601)において、第1のホールセンサS1−1と第2のホールセンサS1−2は規定の間隔を隔てて基板2610上に実装され、直方体磁石M1(2604)はホールセンサS1−1、S1−2に対向するように配置される。同様に、磁石M2(2609)の着磁方向ベクトル2607と磁石M1の運動方向(2608)は矢印で示されている。位置検出装置2(2602)において、第1のホールセンサS2−1と第2のホールセンサS2−2は規定の間隔を隔てて基板2611上に実装され、直方体磁石M2(2609)はホールセンサS2−1、S2−2に対向するように配置される。ホールセンサの感度は2.4mV/mT(一般的なホールセンサの感度)であり、ホールセンサS1−1とホールセンサS1−2が検出した信号は、アンプ2613に送信され、ホールセンサS2−1とホールセンサS2−2が検出した信号は、アンプ2612に送信される。さらに、アンプ2613とアンプ2612とからA/Dコンバータ2614に信号が送信される。そして、A/Dコンバータ2614から処理回路2615に信号が送信され、信号が処理される。そして、処理回路2615は、駆動回路2616に信号を送信し、駆動回路2616は、磁石M1(2604)を有する駆動部品および磁石M2(2609)を有する駆動部品の位置を制御する。   In FIG. 25, the position detection device 1 (2601) and the position detection device 2 (2602) have the same configuration. The configuration of each position detection device will be described below. The magnetization direction vector 2605 of the magnet M1 (2604) and the movement direction (2606) of the magnet M1 are indicated by arrows. In the position detection device 1 (2601), the first hall sensor S1-1 and the second hall sensor S1-2 are mounted on the substrate 2610 at a predetermined interval, and the rectangular parallelepiped magnet M1 (2604) is mounted on the hall sensor S1. −1 and S1-2. Similarly, the magnetization direction vector 2607 of the magnet M2 (2609) and the movement direction (2608) of the magnet M1 are indicated by arrows. In the position detection device 2 (2602), the first hall sensor S2-1 and the second hall sensor S2-2 are mounted on the substrate 2611 at a predetermined interval, and the rectangular parallelepiped magnet M2 (2609) is mounted on the hall sensor S2. -1, S2-2. The sensitivity of the hall sensor is 2.4 mV / mT (general hall sensor sensitivity), and signals detected by the hall sensor S1-1 and the hall sensor S1-2 are transmitted to the amplifier 2613, and the hall sensor S2-1. The signal detected by the Hall sensor S2-2 is transmitted to the amplifier 2612. Further, a signal is transmitted from the amplifier 2613 and the amplifier 2612 to the A / D converter 2614. Then, a signal is transmitted from the A / D converter 2614 to the processing circuit 2615, and the signal is processed. Then, the processing circuit 2615 transmits a signal to the drive circuit 2616, and the drive circuit 2616 controls the position of the drive component having the magnet M1 (2604) and the drive component having the magnet M2 (2609).

ここで、ホールセンサS1−1とS1−2は、直線2603a上にあり、ホールセンサS2−1とS2−2は、直線2603b上にある。   Here, the hall sensors S1-1 and S1-2 are on a straight line 2603a, and the hall sensors S2-1 and S2-2 are on a straight line 2603b.

位置検出システムの評価は、構成する個々の位置検出装置の分解能で行った。分解能は、実際の移動距離と位置検出装置が検出した移動距離の差を誤差とし、その誤差の最大値を磁石の可動範囲で除した値とする。単位は[μm/mm]である。   The position detection system was evaluated with the resolution of the individual position detection devices. The resolution is a value obtained by dividing the difference between the actual moving distance and the moving distance detected by the position detection device as an error, and dividing the maximum value of the error by the movable range of the magnet. The unit is [μm / mm].

次に、ホールセンサの出力から磁石の位置を求める手順を、図26を用いて説明する。ここでは、位置検出装置1(2601)のホールセンサS1−1、S1−2の出力から磁石M1(2604)の位置を求める手順を示す。位置検出装置2(2602)のホールセンサS2−1、S2−2の出力から磁石M2(2609)の位置を下記と同様な手順で求めることができる。図26には、磁石M1(2604)の移動範囲2701、磁石M1(2604)が移動する左端2702、磁石M1(2604)が移動する右端2704、磁石M1(2604)がホールセンサS1−1、S1−2に対して中心に位置しているときの磁石M1(2604)の中心位置2703が示されている。磁石M1(2604)が移動範囲2701を端から端に動く際のホールセンサS1−1、S1−2の出力は、センサ位置により異なる。磁石M1(2604)に対して最適な位置にホールセンサS1−1、S1−2を配置した場合、これら二つのホールセンサからの信号を、処理回路2615によって(出力信号A−出力信号B)/(出力信号A+出力信号B)の演算を行うと、磁石の移動に対し線形に近い信号を得る事ができる。この際、磁石とホールセンサの配置によっては、(出力信号A−出力信号B)の演算でも、磁石の移動に対し線形に近い信号を得ることができる。よって、配置関係によっては、磁石の位置を算出する時に(出力信号A−出力信号B)を用いても構わない。   Next, a procedure for obtaining the position of the magnet from the output of the Hall sensor will be described with reference to FIG. Here, a procedure for obtaining the position of the magnet M1 (2604) from the outputs of the hall sensors S1-1 and S1-2 of the position detection device 1 (2601) will be described. The position of the magnet M2 (2609) can be obtained from the output of the hall sensors S2-1 and S2-2 of the position detection device 2 (2602) in the same procedure as described below. 26, the moving range 2701 of the magnet M1 (2604), the left end 2702 to which the magnet M1 (2604) moves, the right end 2704 to which the magnet M1 (2604) moves, and the magnet M1 (2604) to the Hall sensors S1-1 and S1. The center position 2703 of the magnet M1 (2604) when centered with respect to -2 is shown. The outputs of the hall sensors S1-1 and S1-2 when the magnet M1 (2604) moves from end to end in the moving range 2701 vary depending on the sensor position. When the hall sensors S1-1 and S1-2 are arranged at an optimum position with respect to the magnet M1 (2604), signals from these two hall sensors are output by the processing circuit 2615 (output signal A-output signal B) / When the calculation of (output signal A + output signal B) is performed, a signal close to linear with respect to the movement of the magnet can be obtained. At this time, depending on the arrangement of the magnet and the Hall sensor, a signal close to linear with respect to the movement of the magnet can be obtained even in the calculation of (output signal A−output signal B). Therefore, depending on the arrangement relationship, (output signal A-output signal B) may be used when calculating the position of the magnet.

図26において、磁石の左端が可動範囲の左端2702に位置したとき、ホールセンサS1−1、S1−2はそれぞれ中段のグラフの△で示した値を出力する。その出力を処理回路で演算を行い、下段に示す線形化信号△を出力する。次に、磁石の右端が可動範囲の右端に位置した時も同様の処理を行う。磁石が右端2704に位置した時の出力信号A、Bと線形化信号は、それぞれ中段と下段のグラフにおいて□で示される。線形化信号△と線形化信号□の2点を直線補間したものを線形式として定義し、実際に磁石が動いた時は、この線形式に当てはめて磁石の位置を算出する。   In FIG. 26, when the left end of the magnet is positioned at the left end 2702 of the movable range, the Hall sensors S1-1 and S1-2 each output a value indicated by Δ in the middle graph. The output is calculated by a processing circuit, and a linearized signal Δ shown in the lower stage is output. Next, the same processing is performed when the right end of the magnet is positioned at the right end of the movable range. The output signals A and B and the linearized signal when the magnet is positioned at the right end 2704 are indicated by □ in the middle and lower graphs, respectively. A linear form is defined by linearly interpolating the two points of the linearization signal Δ and the linearization signal □. When the magnet actually moves, the position of the magnet is calculated by applying this linear form.

以上は、ホールセンサの信号は磁束密度に比例する事から、静磁場解析のコンピュータによる磁気シミュレーションを行い、その磁束密度を図26におけるホールセンサの信号に対応させ、位置検出装置の検出分解能の計算を行った。   As described above, since the Hall sensor signal is proportional to the magnetic flux density, a magnetic simulation by a computer for static magnetic field analysis is performed, and the magnetic flux density is made to correspond to the Hall sensor signal in FIG. 26 to calculate the detection resolution of the position detection device. Went.

静磁場解析のコンピュータシミュレーションは磁場H[A/m]を求める事が可能であれば微分方程式法(有限要素法、差分法など)、積分方程式法(境界要素法、磁気モーメント法など)何れを用いても構わない。   Computer simulations of static magnetic field analysis can use either differential equation methods (finite element method, difference method, etc.) or integral equation methods (boundary element method, magnetic moment method, etc.) as long as the magnetic field H [A / m] can be obtained. You may use.

なお、以下で説明する本発明に係る実施形態に係る位置検出システムを、光学系において用いることができる。そして、上記光学系を撮像装置に用いることもできる。   Note that a position detection system according to an embodiment of the present invention described below can be used in an optical system. And the said optical system can also be used for an imaging device.

<位置検出システム>
以下で説明する本発明に係る実施形態に係る位置検出システムは、すべて2つの位置検出装置からなる。一方の位置検出装置を位置検出装置1、他方の位置検出装置を位置検出装置2とする。本発明の特徴である磁石の着磁方向、ホールセンサの感磁面方向、磁石の運動方向、磁石形状、センサ位置等の具体的な実施条件と比較条件を表1、2に示す。また、磁石配置図を図4〜14、構成図を図15〜24に示す。
<Position detection system>
A position detection system according to an embodiment of the present invention described below is composed of two position detection devices. One position detection device is referred to as a position detection device 1, and the other position detection device is referred to as a position detection device 2. Tables 1 and 2 show specific implementation conditions and comparison conditions such as the magnetizing direction of the magnet, the magnetic sensitive surface direction of the Hall sensor, the moving direction of the magnet, the magnet shape, and the sensor position, which are features of the present invention. Moreover, a magnet arrangement | positioning figure is shown in FIGS. 4-14, and a block diagram is shown in FIGS.

構成図において、磁石M1は位置検出装置1に取り付けられた磁石である。磁石M2は位置検出装置2に取り付けられた磁石である。長さMl1は位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の長さである。長さMl2は位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の長さである。幅Mw1は位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅である。幅Mw2は位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅である。厚みMh1は位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の厚みである。厚みMh2は位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の厚みである。以上では、x軸方向を長さ、y軸方向を幅、z軸方向を厚みと定義した。   In the configuration diagram, the magnet M <b> 1 is a magnet attached to the position detection device 1. The magnet M <b> 2 is a magnet attached to the position detection device 2. The length Ml1 is the length of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The length Ml2 is the length of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The width Mw1 is the width of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The width Mw2 is the width of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The thickness Mh1 is the thickness of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The thickness Mh2 is the thickness of the magnet M2 attached to the position detection device 2. In the above, the x-axis direction is defined as the length, the y-axis direction is defined as the width, and the z-axis direction is defined as the thickness.

ホールセンサS1−1は位置検出装置1に取り付けられた第1のホールセンサである。S1−2は位置検出装置1に取り付けられた第2のホールセンサを示している。ホールセンサS2−1は位置検出装置2に取り付けられた第1のホールセンサである。ホールセンサS2−2は位置検出装置2に取り付けられた第2のホールセンサである。   The hall sensor S <b> 1-1 is a first hall sensor attached to the position detection device 1. S1-2 indicates a second Hall sensor attached to the position detection device 1. The hall sensor S2-1 is a first hall sensor attached to the position detection device 2. The hall sensor S2-2 is a second hall sensor attached to the position detection device 2.

Sd1は位置検出装置1の第1のホールセンサS1−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS1−2の感磁面の中心との距離である。Sd2は位置検出装置2の第1のホールセンサS2−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS2−2の感磁面の中心との距離である。   Sd1 is the distance between the center of the magnetic sensitive surface of the first Hall sensor S1-1 of the position detecting device 1 and the center of the magnetic sensitive surface of the second Hall sensor S1-2. Sd2 is the distance between the center of the magnetic sensitive surface of the first Hall sensor S2-1 of the position detection device 2 and the center of the magnetic sensitive surface of the second Hall sensor S2-2.

距離Mdは位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が、互いに移動して最も近接した時の、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離を示している。ただし、後に示す実施条件5、実施条件6、実施条件7、比較条件4のように位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が重心を支点として、X軸に対してX−Y平面で傾斜している場合においては、距離Mdは磁石M2がX−Y平面で傾斜していない状態での、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が、互いに移動して最も近接した時の磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離を示している。   The distance Md is the X-axis between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 when the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other. The direction distance is shown. However, the magnet M2 attached to the position detection device 2 is inclined in the XY plane with respect to the X axis with the center of gravity as a fulcrum as shown in the following implementation conditions 5, implementation conditions 6, implementation conditions 7, and comparison conditions 4. In the case where the distance is Md, the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move relative to each other when the magnet M2 is not inclined on the XY plane. The distance in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 when closest is shown.

距離MS1は位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の二つのホールセンサS1−1、S1−2に対向する面から、二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面の中心までの距離を示している。   The distance MS1 is from the surface facing the two Hall sensors S1-1 and S1-2 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 to the center of the magnetosensitive surface of the two Hall sensors S1-1 and S1-2. Shows the distance.

距離MS2は位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の二つのホールセンサS2−1、S2−2に対向する面から、二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面の中心までの距離を示している。   The distance MS2 is from the surface facing the two Hall sensors S2-1 and S2-2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 to the center of the magnetosensitive surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2. Shows the distance.

回転角度Mth2は位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度を示している。   The rotation angle Mth2 indicates the rotation angle in the XY plane with respect to the X axis of the straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 in the vertical direction.

距離Mcは位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の重心と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の重心のY軸方向の距離を示している。   The distance Mc indicates the distance in the Y-axis direction between the center of gravity of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the center of gravity of the magnet M2 attached to the position detection device 2.

すべての実施条件と比較条件において、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を位置検出装置1に最も近接するように移動させた条件、つまり位置検出装置2に取り付けられた磁石M2から発生する磁束密度が位置検出装置1の分解能に最も影響を与える条件で位置検出装置1の分解能を算出している。また、すべての実施条件と比較条件において、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を位置検出装置2に最も近接するように移動させた条件、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1から発生する磁束密度が位置検出装置2の分解能に最も影響を与える条件で位置検出装置2の分解能を算出している。   In all the implementation conditions and the comparison conditions, the condition that the magnet M2 attached to the position detection device 2 is moved closest to the position detection device 1, that is, the magnetic flux generated from the magnet M2 attached to the position detection device 2 The resolution of the position detection device 1 is calculated under the condition that the density has the most influence on the resolution of the position detection device 1. Further, in all implementation conditions and comparison conditions, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved so as to be closest to the position detection device 2, that is, generated from the magnet M1 attached to the position detection device 1. The resolution of the position detection device 2 is calculated under the condition that the magnetic flux density to be influenced most affects the resolution of the position detection device 2.

すべての実施条件、比較条件において、位置検出装置1の磁石M1の移動方向と、位置検出装置2の磁石M2の移動方向はX軸方向とした。   In all implementation conditions and comparison conditions, the moving direction of the magnet M1 of the position detecting device 1 and the moving direction of the magnet M2 of the position detecting device 2 were set to the X-axis direction.

位置検出装置1、2おける磁石の大きさ、ホールセンサの個数、配置関係は参考として載せたが実際の使用はこれに制限されるものではない。   The size of the magnets in the position detection devices 1 and 2, the number of Hall sensors, and the arrangement relationship are listed for reference, but actual use is not limited thereto.

<実施条件1>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Condition 1>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range.

以下で、図15における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。   In the following, a design example of optimum values of parameters of each component in FIG. 15 will be described.

実施条件1の構成の概略図を図4、15に示す。   A schematic diagram of the configuration of the implementation condition 1 is shown in FIGS.

まず、実施条件1の位置検出装置1に関する各構成部品のパラメータの最適値について記載する。   First, the optimum values of the parameters of each component relating to the position detection device 1 under the implementation condition 1 will be described.

位置検出装置1の磁石M1の長さMl1=2.00mm、位置検出装置1の磁石M1の幅Mw1=1.00mm、位置検出装置1の磁石M1の厚みMh1=1.00mmとする。   The length Ml1 of the magnet M1 of the position detection device 1 is 2.00 mm, the width Mw1 of the magnet M1 of the position detection device 1 is 1.00 mm, and the thickness Mh1 of the magnet M1 of the position detection device 1 is 1.00 mm.

また、位置検出装置1の第1のホールセンサS1−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS1−2の感磁面の中心との距離Sd1=0.8mm、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の二つのホールセンサS1−1、S1−2に対向する面から、二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面までの距離MS1=1.8mmとする。   Further, the distance Sd1 between the center of the magnetic sensitive surface of the first hall sensor S1-1 of the position detecting device 1 and the center of the magnetic sensitive surface of the second hall sensor S1-2 is 0.8 mm. The distance MS1 = 1.8 mm from the surface of the attached magnet M1 facing the two Hall sensors S1-1 and S1-2 to the magnetosensitive surface of the two Hall sensors S1-1 and S1-2.

磁石M1の着磁方向ベクトルはZ軸方向とし、2個のホールセンサS1−1、S1−2の検出可能である磁束密度の方向はZ軸方向とする。また、2個のホールセンサS1−1、S1−2は、磁石M1の幅Mw1の線分を垂直2等分するX−Z平面上(磁石M1の対称面)に配置する。磁石M1の移動方向はX軸方向とする。   The magnetization direction vector of the magnet M1 is the Z-axis direction, and the direction of the magnetic flux density that can be detected by the two Hall sensors S1-1 and S1-2 is the Z-axis direction. The two hall sensors S1-1 and S1-2 are arranged on the XZ plane (symmetric surface of the magnet M1) that bisects the line segment of the width Mw1 of the magnet M1. The moving direction of the magnet M1 is the X-axis direction.

上記設計の際、ホールセンサS1−1、S1−2をばらばらに実装基板に搭載するよりも、全てのホールセンサS1−1、S1−2を1つのパッケージ内に搭載する方が、ホールセンサS1−1,S1−2の配置誤差が小さくなり、位置検出装置の高精度化に貢献できる。また、例えば、Si基板上に全てのホールセンサS1−1,S1−2を設けることも可能である。従って、ホールセンサS1−1とホールセンサS1−2とを、1つのパッケージ内に封入することが望ましい。このことは、本発明が適応される位置検出システムの全てにおいて適応されることはいうまでもない。   In the case of the above design, it is more preferable to mount all the Hall sensors S1-1 and S1-2 in one package than to mount the Hall sensors S1-1 and S1-2 separately on the mounting board. The arrangement errors of −1 and S1-2 are reduced, which can contribute to the high accuracy of the position detection device. Further, for example, it is possible to provide all the hall sensors S1-1 and S1-2 on the Si substrate. Therefore, it is desirable to enclose the hall sensor S1-1 and the hall sensor S1-2 in one package. It goes without saying that this applies to all position detection systems to which the present invention is applied.

図27〜29は、直方体磁石M1の移動距離に対する磁束密度の変化を示す。図27は磁石M1の移動距離に対する第1のホールセンサS1−1の位置での磁束密度変化11を、図28は磁石M1の移動距離に対する第2のホールセンサS1−2の位置での磁束密度変化12を、図29は磁石の移動距離に対する、第2のホールセンサS1−2の位置での磁束密度から第1のホールセンサS1−1の位置での磁束密度を引いた磁束密度の差の変化13を、表している。   27 to 29 show changes in the magnetic flux density with respect to the moving distance of the rectangular parallelepiped magnet M1. FIG. 27 shows the magnetic flux density change 11 at the position of the first Hall sensor S1-1 with respect to the moving distance of the magnet M1, and FIG. 28 shows the magnetic flux density at the position of the second Hall sensor S1-2 with respect to the moving distance of the magnet M1. FIG. 29 shows the difference of the magnetic flux density difference obtained by subtracting the magnetic flux density at the position of the first Hall sensor S1-1 from the magnetic flux density at the position of the second Hall sensor S1-2 with respect to the moving distance of the magnet. A change 13 is represented.

これにより、磁石M1の移動に対して第2のホールセンサS1−2の位置での磁束密度から第1のホールセンサS1−1の位置での磁束密度を引いた差磁束密度が線形に近い曲線で変化することが分かる。   Thereby, the difference magnetic flux density obtained by subtracting the magnetic flux density at the position of the first Hall sensor S1-1 from the magnetic flux density at the position of the second Hall sensor S1-2 with respect to the movement of the magnet M1 is a curve that is close to linear. It can be seen that changes.

ホールセンサの出力電圧は磁束密度の大きさに比例するので、第1のホールセンサS1−1の出力電圧Vaと、第2のホールセンサS1−2の出力電圧Vbとの差分値は、磁石M1の移動距離に対して線形に近い出力特性を持つことになる。   Since the output voltage of the hall sensor is proportional to the magnitude of the magnetic flux density, the difference value between the output voltage Va of the first hall sensor S1-1 and the output voltage Vb of the second hall sensor S1-2 is the magnet M1. The output characteristic is close to linear with respect to the movement distance.

図30は、上記パラメータでの構成例において、直方体磁石M1の移動に対する、ホールセンサS1−1の出力電圧Vaと、ホールセンサS1−2の出力電圧Vbとの差分値(Va−Vb)を、出力電圧の和(Va+Vb)で割った値を、磁気シミュレーションで求めた結果を示す。図30(b)は、図30(a)の領域22を拡大した図であり、理想直線21(線形式)と磁気シミュレーションの結果が示されている。   FIG. 30 shows a difference value (Va−Vb) between the output voltage Va of the Hall sensor S1-1 and the output voltage Vb of the Hall sensor S1-2 with respect to the movement of the rectangular magnet M1 in the configuration example with the above parameters. The result obtained by magnetic simulation of the value divided by the sum of output voltages (Va + Vb) is shown. FIG. 30B is an enlarged view of the region 22 in FIG. 30A, and shows an ideal straight line 21 (line format) and the result of magnetic simulation.

磁気シミュレーションの前提として、2個のホールセンサS1−1,S1−2の感度を2.4mV/mT(一般的なホールセンサの感度)、直方体磁石の残留磁束密度Brを1200mT(一般的なネオジム焼結磁石の値)として行った。   As the premise of the magnetic simulation, the sensitivity of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 is 2.4 mV / mT (sensitivity of a general Hall sensor), and the residual magnetic flux density Br of the rectangular parallelepiped magnet is 1200 mT (general neodymium). (Sintered magnet value).

図27〜30に示した磁気シミュレーション結果より、位置検出装置1では、直方体磁石M1の移動に対する、ホールセンサS1−1の出力電圧Vaと、ホールセンサS1−2の出力電圧Vbとの差分値を、出力電圧の和で割った値が高い線形性を持ち、理想の直線(線形式)とよく一致することが分かる。   From the magnetic simulation results shown in FIGS. 27 to 30, in the position detection device 1, the difference value between the output voltage Va of the hall sensor S1-1 and the output voltage Vb of the hall sensor S1-2 with respect to the movement of the rectangular parallelepiped magnet M1 is obtained. It can be seen that the value divided by the sum of the output voltages has high linearity and matches well with the ideal straight line (linear form).

ここで、図30(a)に記載した理想直線21は、直方体磁石M1の移動距離が+1mmにおける2個のホールセンサS1−1,S1−2の出力電圧の差分値(Va−Vb)を、出力電圧の和(Va+Vb)で割った値と、直方体磁石の移動距離が−1mmにおける2個のホールセンサS1−1,S1−2の出力電圧の差分値(Va−Vb)を、出力電圧の和(Va+Vb)で割った値とを結んだ直線と定義した。   Here, the ideal straight line 21 described in FIG. 30A represents the difference value (Va−Vb) between the output voltages of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 when the moving distance of the rectangular magnet M1 is +1 mm. The value divided by the sum of the output voltages (Va + Vb) and the difference value (Va−Vb) of the output voltages of the two hall sensors S1-1 and S1-2 when the moving distance of the rectangular parallelepiped magnet is −1 mm is A straight line connecting the value divided by the sum (Va + Vb) was defined.

図30(b)より、第1のホールセンサS1−1の出力電圧Vaと、第2のホールセンサS1−2の出力電圧Vbとの差分値(Va−Vb)を、出力電圧の和(Va+Vb)で割った値は、少しではあるが理想直線21からずれているのが分かる。   30B, the difference value (Va−Vb) between the output voltage Va of the first hall sensor S1-1 and the output voltage Vb of the second hall sensor S1-2 is calculated as the sum of the output voltages (Va + Vb). It can be seen that the value divided by) is slightly deviated from the ideal straight line 21.

一般的には、この理想直線上の値を用いて位置検出を行うため、第1のホールセンサS1−1の出力電圧Vaと、第2のホールセンサS1−2の出力電圧Vbとの差分値(Va−Vb)を、出力電圧の和(Va+Vb)で割った値の理想直線21からのずれが大きければ、位置検出誤差が大きくなる。   Generally, since position detection is performed using a value on this ideal straight line, a difference value between the output voltage Va of the first hall sensor S1-1 and the output voltage Vb of the second hall sensor S1-2. If the deviation of the value obtained by dividing (Va−Vb) by the sum of output voltages (Va + Vb) from the ideal straight line 21 is large, the position detection error becomes large.

図31は、直方体磁石M1の移動距離が+1mmにおける2個のホールセンサS1−1,S1−2の出力電圧の差を和で割った値と、直方体磁石M1の移動距離が−1mmにおける2個のホールセンサS1−1,S1−2の出力電圧の差分値を和で割った値を結んだ直線を理想直線21として、理想直線21と図30に示した磁気シミュレーションの結果とのずれから換算した位置検出における誤差を示した図である。   FIG. 31 shows a value obtained by dividing the difference between the output voltages of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 when the moving distance of the cuboid magnet M1 is +1 mm, and two pieces when the moving distance of the cuboid magnet M1 is −1 mm. A straight line connecting the values obtained by dividing the difference value of the output voltages of the Hall sensors S1-1 and S1-2 by the sum as an ideal straight line 21 is converted from the deviation between the ideal straight line 21 and the magnetic simulation result shown in FIG. It is the figure which showed the error in the detected position.

図31に示す結果より、位置検出装置1は単体であれば、位置検出誤差は最大でも4.4μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して4.4[μm]÷2[mm]=2.2[μm/mm](0.22%)と高精度な位置検出を達成していることが分かる。   From the results shown in FIG. 31, if the position detection device 1 is a single unit, the position detection error is 4.4 μm at the maximum, and the resolution is 4.4 [μm] / 2 [mm] = 2 with respect to the total stroke of 2 mm. 2 [μm / mm] (0.22%), it can be seen that highly accurate position detection is achieved.

当然、図31で示した磁気シミュレーション結果から最小2乗法で求めた直線を理想直線21としてもかまわない。最小2乗法で求めた直線を理想直線21とすると、さらに位置検出誤差は小さくなり、分解能は高くなる。このことは、本発明が適応される位置検出システムの全てにおいて適応されることはいうまでもない。   Naturally, the straight line obtained by the least square method from the magnetic simulation result shown in FIG. If the straight line obtained by the least square method is the ideal straight line 21, the position detection error is further reduced and the resolution is increased. It goes without saying that this applies to all position detection systems to which the present invention is applied.

次に、実施条件1の位置検出装置2に関する各構成部品のパラメータの最適値について記載する。   Next, the optimum values of the parameters of the respective components related to the position detection device 2 under the implementation condition 1 will be described.

位置検出装置2の磁石M2の長さMl2=2.30mm、位置検出装置2の磁石M2の幅Mw2=2.1mm、位置検出装置2の磁石M2の厚みMh2=0.90mmとする。   The length Ml2 of the magnet M2 of the position detection device 2 = 2.30 mm, the width Mw2 of the magnet M2 of the position detection device 2 = 2.1 mm, and the thickness Mh2 of the magnet M2 of the position detection device 2 = 0.90 mm.

また、位置検出装置2の第1のホールセンサS2−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS2−2の感磁面の中心との距離Sd2=0.8mm、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の二つのホールセンサS2−1、S2−2に対向する面から、二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面までの距離1.0mmとする。   Further, the distance Sd2 between the center of the magnetic sensitive surface of the first Hall sensor S2-1 of the position detecting device 2 and the center of the magnetic sensitive surface of the second Hall sensor S2-2 is 0.8 mm, and the position detecting device 2 The distance from the surface of the attached magnet M2 facing the two Hall sensors S2-1 and S2-2 to the magnetic sensitive surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is 1.0 mm.

磁石M2の着磁方向ベクトルはY軸方向とし、2個のホールセンサS2−1、S2−2の検出可能である磁束密度の方向はY軸方向とする。また、2個のホールセンサS2−1、S2−2は、磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面上に配置する。磁石M2の移動方向はX軸方向とする。   The magnetization direction vector of the magnet M2 is the Y-axis direction, and the direction of the magnetic flux density that can be detected by the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is the Y-axis direction. The two hall sensors S2-1 and S2-2 are arranged on an XZ plane that divides the width Mw2 of the magnet M2 into two equal parts. The moving direction of the magnet M2 is the X-axis direction.

上記の構成で位置検出装置1と同様の計算を行ったところ、位置検出装置2は単体であれば、位置検出誤差は最大でも5.8μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)と高精度な位置検出を達成していることが分かる。   When calculation similar to that of the position detection device 1 was performed with the above configuration, if the position detection device 2 is a single unit, the position detection error is 5.8 μm at the maximum, and the resolution is 5.8 with respect to a total stroke of 2 mm. It can be seen that [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) achieves highly accurate position detection.

次に、実施条件1の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   Next, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 in the case where the position detection device 1 and the position detection device 2 of the implementation condition 1 are arranged close to each other was obtained.

ここで、実施条件1の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 1 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensing surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Y-axis direction) of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 is perpendicular to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)が同一平面上かつ各々近接する位置検出装置のホールセンサを含むように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   An XZ plane (symmetric plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and a width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are divided into two halves. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the XZ plane magnets (symmetrical surfaces of the magnet M2) to be included include the Hall sensors of the position detection devices on the same plane and close to each other.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面が同一直線上(X軸に平行な直線)に載るように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are placed on the same straight line (a straight line parallel to the X axis). The position detecting device 1 and the position detecting device 2 are arranged in the above.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行にX軸に沿って移動する。   The movement of the magnets attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 moves along the X axis parallel to the straight line connecting the Hall sensors.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M2が位置検出装置1の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, when the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of -1 mm, the distance Md in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is 0.1 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged. When calculating the resolution of the position detection device 1 by calculation, the magnet M2 attached to the position detection device 2 is moved to a position of −1 mm, that is, the magnet M2 has the greatest influence on the resolution of the position detection device 1. Asked for the state.

また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について、位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも4.4μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して4.4[μm]÷2[mm]=2.2[μm/mm](0.22%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大でも5.8μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)となった。これは、位置検出装置2が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。   When the position detection device 2 is arranged in the vicinity of the position detection device 1 under the above conditions, the same calculation as when only the position detection device 1 is performed. As a result, the position detection error of the position detection device 1 is the maximum. However, it was 4.4 μm, and the resolution was 4.4 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.2 [μm / mm] (0.22%) with respect to the total stroke of 2 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position detection device 1 alone. Further, when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, as a result of performing the same calculation as that of the position detection device 1 alone, the position detection error of the position detection device 2 is The maximum was 5.8 μm, and the resolution was 5.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) with respect to the total stroke of 2 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position detection device 2 alone.

これらの結果から、本発明の位置検出システムでは、比較条件に比べ位置検出装置を近接して配置しても磁場の位置検出精度への相互干渉を抑えることができ、高精度かつ小型である位置検出システムを実現できることが分かる。   From these results, the position detection system of the present invention can suppress mutual interference to the position detection accuracy of the magnetic field even if the position detection device is arranged closer than the comparison condition, and the position is highly accurate and compact. It can be seen that a detection system can be realized.

<比較条件1>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Comparison condition 1>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range.

図20における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。   A design example of the optimum value of the parameter of each component in FIG. 20 will be described.

比較条件1の概略構成を図9、20に示す。   A schematic configuration of the comparison condition 1 is shown in FIGS.

比較条件1の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置1と同じである。   The position detection device 1 under comparison condition 1 is the same as the position detection device 1 under execution condition 1.

以下、比較条件1の位置検出装置2に関する各構成部品のパラメータの最適値について記載する。   Hereinafter, the optimum values of the parameters of the respective components related to the position detection device 2 under the comparison condition 1 will be described.

位置検出装置2の磁石M2の長さMl2=2.1mm、位置検出装置2の磁石M2の幅Mw2=1.1mm、位置検出装置2の磁石M2の厚みMh2=1.0mmとする。   The length Ml2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 2.1 mm, the width Mw2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 1.1 mm, and the thickness Mh2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 1.0 mm.

また、位置検出装置2の第1のホールセンサS2−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS2−2の感磁面の中心との距離Sd2=1.6mm、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の二つのホールセンサS2−1、S2−2に対向する面から、二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面までの距離MS=1.0mmとする。   Further, the distance Sd2 between the center of the magnetic sensitive surface of the first hall sensor S2-1 of the position detecting device 2 and the center of the magnetic sensitive surface of the second hall sensor S2-2 is 1.6 mm, and the position detecting device 2 The distance MS from the surface of the attached magnet M2 facing the two Hall sensors S2-1 and S2-2 to the magnetic sensitive surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is set to 1.0 mm.

磁石M2の着磁方向ベクトルはX軸方向とし、2個のホールセンサS2−1、S2−2の検出可能である磁束密度の方向はX軸方向とする。また、2個のホールセンサS2−1、S2−2は、磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面上に配置する。磁石M2の移動方向はX軸方向とする。   The magnetization direction vector of the magnet M2 is the X-axis direction, and the direction of the magnetic flux density that can be detected by the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is the X-axis direction. The two hall sensors S2-1 and S2-2 are arranged on an XZ plane that divides the width Mw2 of the magnet M2 into two equal parts. The moving direction of the magnet M2 is the X-axis direction.

上記の構成で実施条件1の位置検出装置1と同様の計算を行ったところ、比較条件1の位置検出装置2は単体であれば、位置検出誤差は最大でも1.49μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して1.49[μm]÷2[mm]=0.75[μm/mm](0.075%)と高精度な位置検出を達成している。   When calculation similar to that of the position detection device 1 of the implementation condition 1 was performed with the above configuration, if the position detection device 2 of the comparison condition 1 is a single unit, the position detection error is 1.49 μm at the maximum, and the resolution is all 1.49 [μm] ÷ 2 [mm] = 0.75 [μm / mm] (0.075%) relative to a stroke of 2 mm achieves highly accurate position detection.

次に、比較条件1の位置検出装置1と位置検出装置2を近接しておいた場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   Next, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 of the comparison condition 1 are close to each other was obtained.

ここで、比較条件1の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the comparison condition 1 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)が直交するように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。比較条件1では、磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)は同一平面上にある。   The position detection device 1 so that the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are orthogonal to each other. And the position detection device 2 were arranged. In comparative condition 1, the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 are on the same plane.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic sensing surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 can detect the magnetic flux density orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2, and the position detection device The position detection device 1 and the magnetic sensing surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to 2 can detect the magnetic flux density orthogonal to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1. A position detection device 2 was arranged.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)が同一平面上かつ各々近接する位置検出装置のホールセンサを含むように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   An XZ plane (symmetric plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and a width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are divided into two halves. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the XZ plane magnets (symmetrical surfaces of the magnet M2) to be included include the Hall sensors of the position detection devices on the same plane and close to each other.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面が同一直線上(X軸に平行な直線)に乗るように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are on the same straight line (a straight line parallel to the X axis). The position detecting device 1 and the position detecting device 2 are arranged in the above.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行にX軸に沿って移動する。   The movement of the magnets attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 moves along the X axis parallel to the straight line connecting the Hall sensors.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, when the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of -1 mm, the distance Md in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is 0.1 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M2が位置検出装置1の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating the resolution of the position detection device 1 by calculation, the magnet M2 attached to the position detection device 2 is moved to a position of −1 mm, that is, the magnet M2 has the greatest influence on the resolution of the position detection device 1. Asked for the state. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大で90.2μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して90.22[μm]÷2[mm]=45.11[μm/mm](4.5%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能2.2[μm/mm](0.22%)と比較して一桁以上も位置検出精度が落ちたことになる。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で105.1μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して105.1[μm]÷2[mm]=52.5[μm/mm](5.25%)となった。これは、位置検出装置2が単体で達成した分解能0.75[μm/mm](0.075%)と比較して一桁以上も位置検出精度が落ちたことになる。   When the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the same calculation as when only the position detection device 1 is performed. As a result, the position detection error of the position detection device 1 is maximum. The resolution was 90.22 [μm] ÷ 2 [mm] = 45.11 [μm / mm] (4.5%) with respect to the total stroke of 2 mm. This means that the position detection accuracy is reduced by one digit or more as compared with the resolution of 2.2 [μm / mm] (0.22%) achieved by the position detection device 1 alone. Further, when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, as a result of performing the same calculation as that of the position detection device 1 alone, the position detection error of the position detection device 2 is The maximum was 105.1 μm, and the resolution was 105.1 [μm] ÷ 2 [mm] = 52.5 [μm / mm] (5.25%) with respect to the total stroke of 2 mm. This means that the position detection accuracy is reduced by one digit or more as compared with the resolution of 0.75 [μm / mm] (0.075%) achieved by the position detection device 2 alone.

これらの結果から、比較条件1で示した磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)は同一平面上にあるような構成(本発明の請求項1に記載の条件を満たさない構成)では、本発明の位置検出システムと比較して位置検出装置1と位置検出装置2の精度が大幅に悪化することが分かる。   From these results, a configuration in which the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 shown in Comparative Condition 1 are on the same plane (claims of the present invention). In the configuration that does not satisfy the condition described in item 1, it can be seen that the accuracy of the position detection device 1 and the position detection device 2 is significantly deteriorated as compared with the position detection system of the present invention.

<実施条件2>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Condition 2>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range.

図16における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。   A design example of the optimum value of the parameter of each component in FIG. 16 will be described.

実施条件2の概略構成を図5、16に示す。   A schematic configuration of the implementation condition 2 is shown in FIGS.

実施条件2の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置1と同じ構成である。   The position detection device 1 under the execution condition 2 has the same configuration as the position detection device 1 under the execution condition 1.

また、実施条件2の位置検出装置2は実施条件1の位置検出装置2と同じ構成で実施条件1との違いは位置検出装置間のZ方向の相対的な位置関係が異っている点である。   Further, the position detection device 2 in the implementation condition 2 has the same configuration as the position detection device 2 in the implementation condition 1, and the difference from the implementation condition 1 is that the relative positional relationship in the Z direction between the position detection devices is different. is there.

実施条件1の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   The resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 of the implementation condition 1 are arranged close to each other was obtained.

ここで、実施条件2の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 2 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensing surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Y-axis direction) of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 is perpendicular to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)が同一平面上かつ各々近接する位置検出装置のホールセンサを含むように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   An XZ plane (symmetric plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and a width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are divided into two halves. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the XZ plane magnets (symmetrical surfaces of the magnet M2) to be included include the Hall sensors of the position detection devices on the same plane and close to each other.

また、位置検出装置1に取り付けられている2つのホールセンサS1−1とホールセンサS1−2を結ぶ直線(X軸方向)と、位置検出装置2に取り付けられている2つのホールセンサS2−1とS2−2を結ぶ直線(X軸方向)が平行になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Further, a straight line (X-axis direction) connecting the two hall sensors S <b> 1-1 and the hall sensor S <b> 1-2 attached to the position detection device 1, and the two hall sensors S <b> 2-1 attached to the position detection device 2. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the straight line (X-axis direction) connecting S2-2 and S2-2 is parallel.

ここで、位置検出装置1に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2の感磁面の中心が、位置検出装置2に取り付けられている磁石M2の高さMh2の線分の中点がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Here, the center of the magnetic sensing surfaces of the Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 is the midpoint of the line segment of the height Mh2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the same coordinate in the Z-axis direction.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行にX軸に沿って移動する。   The movement of the magnets attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 moves along the X axis parallel to the straight line connecting the Hall sensors.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, when the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of -1 mm, the distance Md in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is 0.1 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M2が位置検出装置1の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。位置検出装置1と位置検出装置2における磁石M1、M2の移動方向はX軸方向である。   When calculating the resolution of the position detection device 1 by calculation, the magnet M2 attached to the position detection device 2 is moved to a position of −1 mm, that is, the magnet M2 has the greatest influence on the resolution of the position detection device 1. Asked for the state. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give. The movement direction of the magnets M1 and M2 in the position detection device 1 and the position detection device 2 is the X-axis direction.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも4.4μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して4.4[μm]÷2[mm]=2.2[μm/mm](0.22%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大でも5.8μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)となった。これは、位置検出装置2が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 4.4 μm, and the resolution was 4.4 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.2 [μm / mm] (0.22%) with respect to the total stroke of 2 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position detection device 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The position detection error was 5.8 μm at the maximum, and the resolution was 5.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) with respect to the total stroke of 2 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position detection device 2 alone.

これらの結果から、位置検出装置1と位置検出装置2のZ方向の相対的な配置関係が実施条件1と変わっても、本発明を用いる事により位置検出装置を近接して配置しても、磁場の位置検出精度への相互干渉を抑えることができ、高精度かつ小型である位置検出システムを実現できることが分かる。   From these results, even if the relative arrangement relationship in the Z direction between the position detection device 1 and the position detection device 2 is different from the implementation condition 1, even if the position detection device is arranged close by using the present invention, It can be seen that mutual interference with the magnetic field position detection accuracy can be suppressed, and a highly accurate and compact position detection system can be realized.

<実施条件3>
実施条件3では、位置検出システムにおいて、実施条件1に於ける二つの位置検出装置が対称に入れ替えられている。本実施条件において、二つの位置検出装置を対称に入れ替えた場合は、実施条件3は、実施条件1と同等となることは自明である。
<Condition 3>
In the implementation condition 3, in the position detection system, the two position detection devices in the implementation condition 1 are replaced symmetrically. In the present implementation condition, it is obvious that the implementation condition 3 is equivalent to the implementation condition 1 when the two position detection devices are replaced symmetrically.

<実施条件4>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2のいずれかが分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。図18における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。このような条件では近接する二つの位置検出装置としてではなく、一つの位置検出手段と近接する磁石の組合せとして使用する。具体的にはスピーカやレシーバなど、磁石を有する部品に近接して位置検出装置を用いる場合があり、本実施条件はそのような場合を想定している。ここでは位置検出装置2も示し請求項4の効果を表した。
<Condition 4>
A case will be described in which either the position detection device 1 or the position detection device 2 detects a position of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range. A design example of the optimum value of the parameter of each component in FIG. 18 will be described. Under such conditions, it is not used as two adjacent position detecting devices but as a combination of one position detecting means and adjacent magnets. Specifically, the position detection device may be used in the vicinity of a component having a magnet, such as a speaker or a receiver, and the present implementation condition assumes such a case. Here, the position detection device 2 is also shown, and the effect of claim 4 is expressed.

実施条件4の概略構成を図7、18に示す。   A schematic configuration of the implementation condition 4 is shown in FIGS.

実施条件4の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置2と同じ構成である。   The position detection device 1 under the implementation condition 4 has the same configuration as the position detection device 2 under the implementation condition 1.

また、実施条件4の位置検出装置2は、単体で見れば実施条件1の位置検出装置1と同じ構成である。   Further, the position detection device 2 under the implementation condition 4 has the same configuration as the position detection device 1 under the implementation condition 1 when viewed alone.

以下で、実施条件4の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   In the following, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 of the implementation condition 4 are arranged close to each other was obtained.

ここで、実施条件4の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 4 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Y軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Z軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Y-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M1と磁石M2がそれぞれ0mmの位置にあるとき、つまり位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M1と磁石M2がそれぞれの原点に位置する時に、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の長さMl2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)が同一平面上にあるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 and the magnet M2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are at positions of 0 mm, that is, the magnet M1 and the magnet M2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the respective origins. XZ plane (symmetrical plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 when it is positioned at the position, and the length of the magnet M2 attached to the position detection device 2 The position detection device 1 and the position detection device 2 were arranged so that XZ plane magnets (symmetrical surfaces of the magnet M2) that divide Ml2 into two halves are on the same plane.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するY−Z平面磁石(磁石M2の対称面)はそれぞれのホールセンサを含むように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。位置検出装置1の磁束検出手段は位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の対称面に含まれるが、位置検出装置2の磁束検出手段は位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の対称面に含まれずそのような対称面は存在しない。従って、同一平面とはなりえない。   An XZ plane (symmetric plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and a width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are divided into two halves. The position detecting device 1 and the position detecting device 2 are arranged so that the YZ plane magnet (symmetrical surface of the magnet M2) includes the respective hall sensors. The magnetic flux detection means of the position detection device 1 is included in the symmetry plane of the magnet M2 attached to the position detection device 2, but the magnetic flux detection means of the position detection device 2 is in the symmetry plane of the magnet M1 attached to the position detection device 1. There is no such plane of symmetry. Therefore, it cannot be the same plane.

位置検出装置1に取り付けられている2つのホールセンサS1−1とホールセンサS1−2を結ぶ直線(X軸方向)と、位置検出装置2に取り付けられている2つのホールセンサS2−1とS2−2を結ぶ直線(Y軸方向)が直交するように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   A straight line (X-axis direction) connecting the two hall sensors S1-1 and the hall sensor S1-2 attached to the position detection device 1, and the two hall sensors S2-1 and S2 attached to the position detection device 2 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the straight line connecting -2 is perpendicular (Y-axis direction).

位置検出装置1に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 1 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びY軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 2 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the Y axis.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, the position detection device 1 and the position detection device 2 were arranged so that the distance Md in the X-axis direction between the opposed surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 was 0.1 mm.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を0mmの位置に配置した状態で求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。位置検出装置1の磁石M1の移動方向はX軸方向とし、位置検出装置2の磁石M2の移動方向はY軸方向とした。   When obtaining the resolution of the position detection device 1 by calculation, the resolution was obtained in a state where the magnet M2 attached to the position detection device 2 was disposed at a position of 0 mm. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give. The movement direction of the magnet M1 of the position detection device 1 was the X-axis direction, and the movement direction of the magnet M2 of the position detection device 2 was the Y-axis direction.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも5.8μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で548.3μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して548.3[μm]÷2[mm]=274.2[μm/mm](27.4%)となった。これは、位置検出装置2が単体で達成した分解能2.2[μm/mm](0.22%)と比較して二桁以上も位置検出精度が落ちたことになる。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 5.8 μm, and the resolution was 5.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) for a total stroke of 2 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position detection device 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The maximum position detection error was 548.3 μm, and the resolution was 548.3 [μm] ÷ 2 [mm] = 274.2 [μm / mm] (27.4%) with respect to the total stroke of 2 mm. This means that the position detection accuracy is reduced by two digits or more as compared with the resolution of 2.2 [μm / mm] (0.22%) achieved by the position detection device 2 alone.

この結果より、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の移動方向(Y軸方向)が、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトルを含む対称面に含まれていない(請求項4に記載の条件を満たしていない)事により、位置検出装置2の精度が悪化していることが分かる。   From this result, the moving direction (Y-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is not included in the symmetry plane including the magnetization direction vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 (claim). It can be seen that the accuracy of the position detection device 2 is deteriorated because the condition described in item 4 is not satisfied.

また、実施条件4では位置検出装置2の磁石M2を原点に固定する事により、位置検出装置1は請求項4に記載の条件を満たしているため精度は単体の時と同じである。比較条件6に記載しているように、M2が移動すれば位置検出装置1の精度も落ちる。このような場合は一つの位置検出装置と一つの磁石から成る位置検出システムとして使用する。   In the implementation condition 4, the magnet M2 of the position detection device 2 is fixed at the origin, so that the position detection device 1 satisfies the condition described in claim 4, and therefore the accuracy is the same as that of a single unit. As described in the comparison condition 6, if the position M2 moves, the accuracy of the position detection device 1 also decreases. In such a case, it is used as a position detection system comprising one position detection device and one magnet.

<実施条件5>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Condition 5>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range.

図19における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。   An example of designing optimum values of parameters of each component in FIG. 19 will be described.

実施条件5の概略構成を図8、19に示す。   A schematic configuration of the implementation condition 5 is shown in FIGS.

実施条件5の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置2と同じ構成である。   The position detection device 1 under the implementation condition 5 has the same configuration as the position detection device 2 under the implementation condition 1.

以下、実施条件5の位置検出装置2に関する各構成部品のパラメータの最適値について記載する。   Hereinafter, the optimum values of the parameters of the respective components related to the position detection device 2 under the implementation condition 5 will be described.

位置検出装置2の磁石M2の長さMl2=3.9mm、位置検出装置2の磁石M2の幅Mw2=0.6mm、位置検出装置2の磁石M2の厚みMh2=2.7mmとする。   The length Ml2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 3.9 mm, the width Mw2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 0.6 mm, and the thickness Mh2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 2.7 mm.

また、位置検出装置2の第1のホールセンサS2−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS2−2の感磁面の中心との距離Sd2=0.8mm、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の二つのホールセンサS2−1、S2−2に対向する面から、二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面までの距離MS=0.5mmとする。   Further, the distance Sd2 between the center of the magnetic sensitive surface of the first Hall sensor S2-1 of the position detecting device 2 and the center of the magnetic sensitive surface of the second Hall sensor S2-2 is 0.8 mm, and the position detecting device 2 The distance MS from the surface of the attached magnet M2 facing the two Hall sensors S2-1 and S2-2 to the magnetically sensitive surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is set to 0.5 mm.

位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度Mth2=4°とする。   The rotation angle Mth2 on the XY plane with respect to the X axis of a straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is set to 4 °.

磁石M2の着磁方向ベクトルはZ軸方向とし、2個のホールセンサS2−1、S2−2の検出可能である磁束密度の方向はZ軸方向とする。また、2個のホールセンサS2−1、S2−2は、磁石M2の重心を含むY−Z平面上に配置する。磁石M2の移動方向はX軸方向とする。   The magnetization direction vector of the magnet M2 is the Z-axis direction, and the direction of the magnetic flux density that can be detected by the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is the Z-axis direction. Further, the two hall sensors S2-1 and S2-2 are arranged on the YZ plane including the center of gravity of the magnet M2. The moving direction of the magnet M2 is the X-axis direction.

上記の構成で実施条件1の位置検出装置1と同様の計算を行ったところ、実施条件5の位置検出装置2は単体であれば、位置検出誤差は最大でも0.18μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して0.18[μm]÷2[mm]=0.09[μm/mm](0.009%)と高精度な位置検出を達成している。
次に実施条件5の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。
When the same calculation as that of the position detection device 1 of the implementation condition 1 was performed with the above configuration, if the position detection device 2 of the implementation condition 5 is a single unit, the position detection error is 0.18 μm at the maximum, and the resolution is all Highly accurate position detection is achieved with 0.18 [μm] ÷ 2 [mm] = 0.09 [μm / mm] (0.009%) for a stroke of 2 mm.
Next, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 in the implementation condition 5 are arranged close to each other was obtained.

ここで、実施条件5の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 5 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Y軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Z軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Y-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の重心と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の重心のY軸方向の座標が同じ値になるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)は磁石M2の重心を含む。一方、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)は磁石M1の重心は含まない。   The position detection device 1 and the position detection device 2 are set such that the center of gravity of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the center of gravity of the magnet M2 attached to the position detection device 2 have the same value in the Y-axis direction. Arranged. The XZ plane (symmetric surface of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 includes the center of gravity of the magnet M2. On the other hand, the XZ plane magnet (symmetric plane of the magnet M2) that bisects the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 does not include the center of gravity of the magnet M1.

位置検出装置1に取り付けられている2つのホールセンサS1−1とホールセンサS1−2を結ぶ直線(X軸方向)と、位置検出装置2に取り付けられている2つのホールセンサS2−1とS2−2を結ぶ直線(Y軸方向)が直交するように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。各位置検出装置のホールセンサは近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれない。   A straight line (X-axis direction) connecting the two hall sensors S1-1 and the hall sensor S1-2 attached to the position detection device 1, and the two hall sensors S2-1 and S2 attached to the position detection device 2 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the straight line connecting -2 is perpendicular (Y-axis direction). The Hall sensor of each position detection device is not included in the symmetry plane of the magnets of the adjacent position detection devices.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 1 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に垂直にかつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 2 moves perpendicularly to the straight line connecting the Hall sensors and along the surface facing the straight line and the X axis.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, when the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of -1 mm, the distance Md in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is 0.1 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−1mmの位置に配置した状態で求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating | requiring the resolution of the position detection apparatus 1 by calculation, it calculated | required in the state which has arrange | positioned the magnet M2 attached to the position detection apparatus 2 in the position of -1 mm. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも7.1μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して7.1[μm]÷2[mm]=3.5[μm/mm](0.35%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)と比較して大きく違わない程度である。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で5.56μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して2.78[μm/mm](0.278%)となった。これは、位置検出装置2が単体で達成した分解能0.09[μm/mm](0.009%)と比較して一桁以上も位置検出精度が落ちたことになる。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 7.1 μm, and the resolution was 7.1 [μm] ÷ 2 [mm] = 3.5 [μm / mm] (0.35%) with respect to the total stroke of 2 mm. This is not much different from the resolution 5.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) achieved by the position detection apparatus 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The maximum position detection error was 5.56 μm, and the resolution was 2.78 [μm / mm] (0.278%) for a total stroke of 2 mm. This means that the position detection accuracy is reduced by one digit or more as compared with the resolution of 0.09 [μm / mm] (0.009%) achieved by the position detection device 2 alone.

この結果より、各位置検出装置の磁束検出手段が近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれるという条件(請求項5に記載の条件)を満たしていないため、位置検出装置1、位置検出装置2共に位置検出精度が悪化していることが分かる。しかしながら、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度Mth2=4°と小さく、上記の条件(請求項6に記載の条件)に近いため実用上問題のない程度(位置検出装置1、位置検出装置2共に全ストローク2mmを分解能10μm/mmで位置検出可能)しか精度が悪化していない。   From this result, the condition that the magnetic flux detection means of each position detection device is included in the symmetry plane of the magnet of the adjacent position detection device (the condition described in claim 5) is not satisfied. It can be seen that both the detection devices 2 have deteriorated position detection accuracy. However, the rotation angle Mth2 in the XY plane with respect to the X axis of the straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is as small as 4 °, and the above-described conditions (claims) However, the accuracy is only deteriorated to the extent that there is no practical problem (both the position detection device 1 and the position detection device 2 can detect the position with a full stroke of 2 mm with a resolution of 10 μm / mm).

<実施条件6>
広い温度範囲において、位置検出装置1が分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出し、位置検出装置2が分解能25μm/mm以下で8mm(±4mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Execution condition 6>
In a wide temperature range, the position detection device 1 detects a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less, and the position detection device 2 detects a range of 8 mm (± 4 mm) with a resolution of 25 μm / mm or less. Show the case.

図19における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。   An example of designing optimum values of parameters of each component in FIG. 19 will be described.

実施条件6の概略構成を図8、19に示す。   A schematic configuration of the implementation condition 6 is shown in FIGS.

実施条件6の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置2と同じ構成である。   The position detection device 1 under the execution condition 6 has the same configuration as the position detection device 2 under the execution condition 1.

以下、実施条件6の位置検出装置2に関する各構成部品のパラメータの最適値について記載する。   Hereinafter, the optimum values of the parameters of the respective components related to the position detection device 2 of the implementation condition 6 will be described.

位置検出装置2の磁石M2の長さMl2=9.7mm、位置検出装置2の磁石M2の幅Mw2=1.4mm、位置検出装置2の磁石M2の厚みMh2=1.0mmとする。   The length Ml2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 9.7 mm, the width Mw2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 1.4 mm, and the thickness Mh2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 1.0 mm.

また、位置検出装置2の第1のホールセンサS2−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS2−2の感磁面の中心との距離Sd2=0.8mm、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の二つのホールセンサS2−1、S2−2に対向する面から、二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面までの距離MS2=0.5mmとする。   Further, the distance Sd2 between the center of the magnetic sensitive surface of the first Hall sensor S2-1 of the position detecting device 2 and the center of the magnetic sensitive surface of the second Hall sensor S2-2 is 0.8 mm, and the position detecting device 2 The distance MS2 = 0.5 mm from the surface of the attached magnet M2 facing the two Hall sensors S2-1 and S2-2 to the magnetosensitive surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2.

位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度Mth2=4°とする。   The rotation angle Mth2 on the XY plane with respect to the X axis of a straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is set to 4 °.

磁石M2の着磁方向ベクトルはZ軸方向とし、2個のホールセンサS2−1、S2−2の検出可能である磁束密度の方向はZ軸方向とする。また、2個のホールセンサS2−1、S2−2は、磁石M2の重心を含むY−Z平面上に配置する。磁石M2の移動方向はX軸方向とする。   The magnetization direction vector of the magnet M2 is the Z-axis direction, and the direction of the magnetic flux density that can be detected by the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is the Z-axis direction. Further, the two hall sensors S2-1 and S2-2 are arranged on the YZ plane including the center of gravity of the magnet M2. The moving direction of the magnet M2 is the X-axis direction.

上記の構成で実施条件1の位置検出装置1と同様の計算を行ったところ、実施条件6の位置検出装置2は単体であれば、位置検出誤差は最大でも20.1μmであり、分解能は全ストローク8mmに対して20.1[μm]÷8[mm]=2.51[μm/mm](0.251%)と高精度な位置検出を達成していることが分かる。
次に、実施条件6の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。
When the same calculation as that of the position detection device 1 of the implementation condition 1 was performed with the above configuration, if the position detection device 2 of the implementation condition 6 is a single unit, the position detection error is 20.1 μm at the maximum, and the resolution is all It can be seen that highly accurate position detection is achieved with 20.1 [μm] ÷ 8 [mm] = 2.51 [μm / mm] (0.251%) for a stroke of 8 mm.
Next, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 in the implementation condition 6 are arranged close to each other was obtained.

ここで、実施条件6の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 6 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Y軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Z軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Y-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)は磁石M2の重心を含む。一方、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)は磁石M1の重心は含まない。   The XZ plane (symmetric surface of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 includes the center of gravity of the magnet M2. On the other hand, the XZ plane magnet (symmetric plane of the magnet M2) that bisects the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 does not include the center of gravity of the magnet M1.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の重心と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の重心のY軸方向の座標が同じ値になるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The position detection device 1 and the position detection device 2 are set such that the center of gravity of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the center of gravity of the magnet M2 attached to the position detection device 2 have the same value in the Y-axis direction. Arranged.

位置検出装置1に取り付けられている2つのホールセンサS1−1とホールセンサS1−2を結ぶ直線(X軸方向)と、位置検出装置2に取り付けられている2つのホールセンサS2−1とS2−2を結ぶ直線(Y軸方向)が直交するように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   A straight line (X-axis direction) connecting the two hall sensors S1-1 and the hall sensor S1-2 attached to the position detection device 1, and the two hall sensors S2-1 and S2 attached to the position detection device 2 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the straight line connecting -2 is perpendicular (Y-axis direction).

各位置検出装置のホールセンサは近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれない。   The Hall sensor of each position detection device is not included in the symmetry plane of the magnets of the adjacent position detection devices.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 1 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に垂直にかつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 2 moves perpendicularly to the straight line connecting the Hall sensors and along the surface facing the straight line and the X axis.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−4mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.5mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. When the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of −4 mm, the distance Md in the X-axis direction between the facing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is Md = 0.5 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−4mmの位置に配置した状態で求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating | requiring the resolution of the position detection apparatus 1 by calculation, it calculated | required in the state which has arrange | positioned the magnet M2 attached to the position detection apparatus 2 in the position of -4 mm. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも7.82μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して7.82[μm]÷2[mm]=3.91[μm/mm](0.391%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)と比較して大きく違わない程度である。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で20.1μmであり、分解能は全ストローク8mmに対して20.1[μm]÷8[mm]=2.51[μm/mm](0.251%)となった。これは、位位置検出装置2が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 7.82 μm, and the resolution was 7.82 [μm] ÷ 2 [mm] = 3.91 [μm / mm] (0.391%) with respect to the total stroke of 2 mm. This is not much different from the resolution 5.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) achieved by the position detection apparatus 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The maximum position detection error was 20.1 μm, and the resolution was 20.1 [μm] ÷ 8 [mm] = 2.51 [μm / mm] (0.251%) with respect to the total stroke of 8 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position position detection device 2 alone.

この結果より、各位置検出装置の磁束検出手段が近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれるという条件(請求項5に記載の条件)を満たしていないが、実施条件6の位置検出装置2に取り付けられた磁石M2のように磁石の長さMl2が大きい場合は、位置検出装置2に取り付けられたホールセンサS2−1、S2−2が、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1から離れるために影響をほとんど受けないことが分かる。また、実施条件5と同様に位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度Mth2=4°と小さく、上記の条件(請求項6に記載の条件)に近いため実用上問題のない程度(位置検出装置1は全ストローク2mmを分解能10μm/mm以下、位置検出装置2は全ストローク8mmを分解能25μm/mm以下で位置検出可能)しか精度が悪化していない。   From this result, the condition that the magnetic flux detection means of each position detection device is included in the symmetry plane of the magnet of the position detection device that is close to the position detection device (the condition described in claim 5) is not satisfied. When the magnet length Ml2 is large like the magnet M2 attached to the device 2, the Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are replaced with the magnet M1 attached to the position detection device 1. It turns out that it is hardly influenced by leaving. Similarly to the implementation condition 5, the rotation angle Mth2 on the XY plane with respect to the X axis of the straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is as small as 4 °, Since it is close to the above conditions (the conditions described in claim 6), there is no practical problem (the position detection device 1 has a total stroke of 2 mm with a resolution of 10 μm / mm or less, and the position detection device 2 has a total stroke of 8 mm with a resolution of 25 μm / mm. (The position can be detected below) but the accuracy has deteriorated.

<実施条件7>
広い温度範囲において、位置検出装置1が分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出し、位置検出装置2が分解能25μm/mm以下で8mm(±4mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Condition 7>
In a wide temperature range, the position detection device 1 detects a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less, and the position detection device 2 detects a range of 8 mm (± 4 mm) with a resolution of 25 μm / mm or less. Show the case.

図19における各構成部品のパラメータの最適値の設計例を説明する。   An example of designing optimum values of parameters of each component in FIG. 19 will be described.

実施条件7の概略構成を図8、19に示す。   A schematic configuration of the implementation condition 7 is shown in FIGS.

実施条件7の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置2と同じ構成である。   The position detection device 1 under the execution condition 7 has the same configuration as the position detection device 2 under the execution condition 1.

以下、実施条件7の位置検出装置2に関する各構成部品のパラメータの最適値について記載する。   Hereinafter, the optimum values of the parameters of the respective components related to the position detection device 2 under the implementation condition 7 will be described.

位置検出装置2の磁石M2の長さMl2=9.4mm、位置検出装置2の磁石M2の幅Mw2=1.4mm、位置検出装置2の磁石M2の厚みMh2=1.4mmとする。   The length Ml2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 9.4 mm, the width Mw2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 1.4 mm, and the thickness Mh2 of the magnet M2 of the position detection device 2 is 1.4 mm.

また、位置検出装置2の第1のホールセンサS2−1の感磁面の中心と第2のホールセンサS2−2の感磁面の中心との距離Sd2=0.8mm、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の二つのホールセンサS2−1、S2−2に対向する面から、二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面までの距離MS2=0.5mmとする。   Further, the distance Sd2 between the center of the magnetic sensitive surface of the first Hall sensor S2-1 of the position detecting device 2 and the center of the magnetic sensitive surface of the second Hall sensor S2-2 is 0.8 mm, and the position detecting device 2 The distance MS2 = 0.5 mm from the surface of the attached magnet M2 facing the two Hall sensors S2-1 and S2-2 to the magnetosensitive surface of the two Hall sensors S2-1 and S2-2.

位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度Mth2=8°とする。   A rotation angle Mth2 on the XY plane with respect to the X axis of a straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is set to 8 °.

磁石M2の着磁方向ベクトルはZ軸方向とし、2個のホールセンサS2−1、S2−2の検出可能である磁束密度の方向はZ軸方向とする。また、2個のホールセンサS2−1、S2−2は、磁石M2の重心を含むY−Z平面上に配置する。   The magnetization direction vector of the magnet M2 is the Z-axis direction, and the direction of the magnetic flux density that can be detected by the two Hall sensors S2-1 and S2-2 is the Z-axis direction. Further, the two hall sensors S2-1 and S2-2 are arranged on the YZ plane including the center of gravity of the magnet M2.

磁石M2の移動方向はX軸方向とする。   The moving direction of the magnet M2 is the X-axis direction.

上記の構成で実施条件1の位置検出装置1と同様の計算を行ったところ、実施条件7の位置検出装置2は単体であれば、位置検出誤差は最大でも14.0μmであり、分解能は全ストローク8mmに対して14.0[μm]÷8[mm]=1.75[μm/mm](0.175%)と高精度な位置検出を達成していることが分かる。
次に、実施条件7の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。
When the same calculation as that of the position detection device 1 of the implementation condition 1 was performed with the above configuration, if the position detection device 2 of the implementation condition 7 is a single unit, the position detection error is 14.0 μm at the maximum, and the resolution is all It can be seen that highly accurate position detection is achieved with 14.0 [μm] ÷ 8 [mm] = 1.75 [μm / mm] (0.175%) for a stroke of 8 mm.
Next, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 in the implementation condition 7 are arranged close to each other was obtained.

ここで、実施条件7の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 7 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Y軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Z軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Y-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の重心と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の重心のY軸方向の座標が同じ値になるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)は磁石M2の重心を含む。一方、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)は磁石M1の重心は含まない。   The position detection device 1 and the position detection device 2 are set such that the center of gravity of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the center of gravity of the magnet M2 attached to the position detection device 2 have the same value in the Y-axis direction. Arranged. The XZ plane (symmetric surface of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 includes the center of gravity of the magnet M2. On the other hand, the XZ plane magnet (symmetric plane of the magnet M2) that bisects the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 does not include the center of gravity of the magnet M1.

位置検出装置1に取り付けられている2つのホールセンサS1−1とホールセンサS1−2を結ぶ直線(X軸方向)と、位置検出装置2に取り付けられている2つのホールセンサS2−1とS2−2を結ぶ直線(Y軸方向)が直交するように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   A straight line (X-axis direction) connecting the two hall sensors S1-1 and the hall sensor S1-2 attached to the position detection device 1, and the two hall sensors S2-1 and S2 attached to the position detection device 2 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the straight line connecting -2 is perpendicular (Y-axis direction).

各位置検出装置のホールセンサは各々の磁石の対称面に含まれるが、近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれない。   The Hall sensor of each position detection device is included in the symmetry plane of each magnet, but is not included in the symmetry plane of the magnet of the adjacent position detection device.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 1 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に垂直かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 2 moves along the X axis and the plane perpendicular to the straight line connecting the Hall sensors and facing them.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−4mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.5mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. When the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of −4 mm, the distance Md in the X-axis direction between the facing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is Md = 0.5 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−4mmの位置に配置した状態で求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating | requiring the resolution of the position detection apparatus 1 by calculation, it calculated | required in the state which has arrange | positioned the magnet M2 attached to the position detection apparatus 2 in the position of -4 mm. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも8.72μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して8.72[μm]÷2[mm]=4.36[μm/mm](0.436%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能5.8[μm]÷2[mm]=2.9[μm/mm](0.29%)と比較して大きく違わない程度である。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 8.72 μm, and the resolution was 8.72 [μm] ÷ 2 [mm] = 4.36 [μm / mm] (0.436%) for a total stroke of 2 mm. This is not much different from the resolution 5.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 2.9 [μm / mm] (0.29%) achieved by the position detection apparatus 1 alone.

また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で14.2μmであり、分解能は全ストローク8mmに対して14.2[μm]÷8[mm]=1.77[μm/mm](0.177%)となった。これは、位位置検出装置2が単体で達成した分解能とほぼ同じ値を示している。   Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The maximum position detection error was 14.2 μm, and the resolution was 14.2 [μm] ÷ 8 [mm] = 1.77 [μm / mm] (0.177%) with respect to the total stroke of 8 mm. This shows almost the same value as the resolution achieved by the position detection device 2 alone.

この結果より、各位置検出装置の磁束検出手段が近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれるという条件(請求項5に記載の条件)を満たしていないが、実施条件6の位置検出装置2に取り付けられた磁石M2のように磁石の長さMl2が大きい場合は、位置検出装置2に取り付けられたホールセンサS2−1、S2−2が、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1から離れるために影響をほとんど受けないことが分かる。しかしながら、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2の線分を垂直二等分する直線のX軸に対するX−Y平面での回転角度Mth2=8°と実施条件6より回転角度Mth2が大きいため、上記の条件(請求項6に記載の条件)から離れるので実施条件6よりも位置検出装置1の分解能が低下しているが実用上問題無い程度である。   From this result, the condition that the magnetic flux detection means of each position detection device is included in the symmetry plane of the magnet of the position detection device that is close to the position detection device (the condition described in claim 5) is not satisfied. When the magnet length Ml2 is large like the magnet M2 attached to the device 2, the Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are replaced with the magnet M1 attached to the position detection device 1. It turns out that it is hardly influenced by leaving. However, the rotation angle Mth2 in the XY plane with respect to the X axis of the straight line that bisects the line segment of the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is 8 °, and the rotation angle Mth2 is determined from the execution condition 6. Since it is large, the resolution of the position detection device 1 is lower than that of the implementation condition 6 because it is away from the above condition (the condition described in claim 6), but there is no practical problem.

<比較条件2>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Comparison condition 2>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range.

図21における各構成部品のパラメータの設計例を説明する。   A parameter design example of each component in FIG. 21 will be described.

比較条件2の概略構成を図10、21に示す。   A schematic configuration of the comparison condition 2 is shown in FIGS.

比較条件2の位置検出装置1、位置検出装置2は、双方とも実施条件1の位置検出装置2と同じ構成である。   Both the position detection device 1 and the position detection device 2 under the comparison condition 2 have the same configuration as the position detection device 2 under the implementation condition 1.

以下で、比較条件2の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   Hereinafter, the resolutions of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 of the comparison condition 2 are arranged close to each other were obtained.

ここで、比較条件2の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the comparison condition 2 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Y軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)が同一平面上にあり、かつ平行になるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are on the same plane and are parallel. The position detection device 1 and the position detection device 2 were arranged so that

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに平行である磁束密度(Y軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに平行である磁束密度(Y軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   A magnetic flux density (Y-axis direction) in which the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are parallel to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is obtained. Magnetic flux density (Y-axis) that can be detected and the magnetic sensitive surfaces of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are parallel to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the direction can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)が同一平面上かつ各々近接する位置検出装置のホールセンサを含むように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   An XZ plane (symmetric plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and a width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are divided into two halves. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the XZ plane magnets (symmetrical surfaces of the magnet M2) to be included include the Hall sensors of the position detection devices on the same plane and close to each other.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面が同一直線上(X軸に平行な直線)に乗るように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are on the same straight line (a straight line parallel to the X axis). The position detecting device 1 and the position detecting device 2 are arranged in the above.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行にX軸に沿って移動する。   The movement of the magnets attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 moves along the X axis parallel to the straight line connecting the Hall sensors.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, when the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of -1 mm, the distance Md in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is 0.1 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M2が位置検出装置1の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating the resolution of the position detection device 1 by calculation, the magnet M2 attached to the position detection device 2 is moved to a position of −1 mm, that is, the magnet M2 has the greatest influence on the resolution of the position detection device 1. Asked for the state. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大でも62.3μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して62.3[μm]÷2[mm]=31.17[μm/mm](3.12%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能2.91[μm/mm](0.291%)と比較して一桁以上精度が落ちた事になる。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の分解能は位置検出装置1の結果と同様になることは言うまでもない。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 62.3 μm, and the resolution was 62.3 [μm] ÷ 2 [mm] = 31.17 [μm / mm] (3.12%) with respect to the total stroke of 2 mm. This means that the accuracy has dropped by one digit or more compared to the resolution of 2.91 [μm / mm] (0.291%) achieved by the position detection device 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 Needless to say, the resolution is the same as the result of the position detection apparatus 1.

この結果より、比較条件2の位置検出システムでは、各位置検出装置の磁石の着磁方向ベクトルが同一平面上にあり(請求項1に記載の条件を満たしていない)、直交方向成分を有せず(請求項2に記載の条件を満たしていない)、一方の位置検出装置の磁束検出手段が他方の位置検出装置に取り付けられた磁石の着磁方向ベクトルの直交方向成分を検出する事が出来ないため(請求項3に記載の条件を満たしていない)、位置検出装置1と位置検出装置2の双方とも著しく精度が悪化していることが分かる。   From this result, in the position detection system of the comparison condition 2, the magnetization direction vectors of the magnets of the respective position detection devices are on the same plane (does not satisfy the condition described in claim 1), and has no orthogonal component. Therefore, the magnetic flux detection means of one position detection device can detect the orthogonal component of the magnetization direction vector of the magnet attached to the other position detection device. Therefore, it can be seen that both the position detection device 1 and the position detection device 2 are significantly deteriorated in accuracy (the condition described in claim 3 is not satisfied).

<比較条件3>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Comparison condition 3>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range.

図22における各構成部品のパラメータの設計例を説明する。   A design example of parameters of each component in FIG. 22 will be described.

比較条件3の概略構成を図11、22に示す。   A schematic configuration of the comparison condition 3 is shown in FIGS.

比較条件3の位置検出装置1、位置検出装置2は、双方とも実施条件1の位置検出装置1と同じ構成である。これは特許文献3に記載されている従来の位置検出システムと同様の構成である。   Both the position detection device 1 and the position detection device 2 under the comparison condition 3 have the same configuration as the position detection device 1 under the implementation condition 1. This is the same configuration as the conventional position detection system described in Patent Document 3.

以下で、比較条件3の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   Below, the resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 of the comparison condition 3 are arranged close to each other was obtained.

ここで、比較条件3の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the comparison condition 3 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Z軸方向)が同一平面上にあり、かつ平行になるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are on the same plane and are parallel. The position detection device 1 and the position detection device 2 were arranged so that

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに平行である磁束密度(Z軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに平行である磁束密度(Z軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetosensitive surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are parallel to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is obtained. Magnetic flux density (Z-axis) that can be detected and the magnetic sensing surfaces of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 are parallel to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the direction can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)が同一平面上かつ各々近接する位置検出装置のホールセンサを含むように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   An XZ plane (symmetric plane of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and a width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are divided into two halves. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the XZ plane magnets (symmetrical surfaces of the magnet M2) to be included include the Hall sensors of the position detection devices on the same plane and close to each other.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面が同一直線上(X軸に平行な直線)に乗るように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are on the same straight line (a straight line parallel to the X axis). The position detecting device 1 and the position detecting device 2 are arranged in the above.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行にX軸に沿って移動する。   The movement of the magnets attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 moves along the X axis parallel to the straight line connecting the Hall sensors.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−1mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.1mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. Then, when the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of -1 mm, the distance Md in the X-axis direction between the opposing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is 0.1 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M2が位置検出装置1の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating the resolution of the position detection device 1 by calculation, the magnet M2 attached to the position detection device 2 is moved to a position of −1 mm, that is, the magnet M2 has the greatest influence on the resolution of the position detection device 1. Asked for the state. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大で41.8μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して41.8[μm]÷2[mm]=20.9[μm/mm](2.9%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能2.91[μm/mm](0.291%)と比較して一桁程度精度が落ちた事になる。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の分解能は位置検出装置1の結果と同様になることは言うまでもない。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 41.8 μm, and the resolution was 41.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 20.9 [μm / mm] (2.9%) for a total stroke of 2 mm. This means that the accuracy is reduced by about one digit compared with the resolution of 2.91 [μm / mm] (0.291%) achieved by the position detection device 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 Needless to say, the resolution is the same as the result of the position detection apparatus 1.

この結果より、比較条件3の位置検出システムでは、各位置検出装置の磁石の着磁方向ベクトルが同一平面上にあり(請求項1に記載の条件を満たしていない)、直交方向成分を有せず(請求項2に記載の条件を満たしていない)、一方の位置検出装置の磁束検出手段が他方の位置検出装置に取り付けられた磁石の着磁方向ベクトルの直交方向成分を検出する事が出来ないため(請求項3に記載の条件を満たしていない)、位置検出装置1と位置検出装置2の双方とも著しく精度が悪化していることが分かる。   From this result, in the position detection system of the comparison condition 3, the magnetization direction vectors of the magnets of the respective position detection devices are on the same plane (does not satisfy the condition described in claim 1), and has no orthogonal component. Therefore, the magnetic flux detection means of one position detection device can detect the orthogonal component of the magnetization direction vector of the magnet attached to the other position detection device. Therefore, it can be seen that both the position detection device 1 and the position detection device 2 are significantly deteriorated in accuracy (the condition described in claim 3 is not satisfied).

<比較条件4>
広い温度範囲において、位置検出装置1が分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出し、位置検出装置2が分解能25μm/mm以下で8mm(±4mm)の範囲を位置検出する場合について示す。図23における各構成部品のパラメータの設計例を説明する。
<Comparison condition 4>
In a wide temperature range, the position detection device 1 detects a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less, and the position detection device 2 detects a range of 8 mm (± 4 mm) with a resolution of 25 μm / mm or less. Show the case. A parameter design example of each component in FIG. 23 will be described.

比較条件4の概略構成を図12、23に示す。   A schematic configuration of the comparison condition 4 is shown in FIGS.

比較条件4の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置1と同じ構成である。   The position detection device 1 under the comparison condition 4 has the same configuration as the position detection device 1 under the implementation condition 1.

比較条件4の位置検出装置2は実施条件6の位置検出装置2と同じ構成である。   The position detection device 2 under the comparison condition 4 has the same configuration as the position detection device 2 under the implementation condition 6.

比較条件4の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   The resolution of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 of the comparison condition 4 are arranged close to each other was obtained.

ここで、比較条件4の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the comparison condition 4 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Z軸方向)が同一平面上にあり、かつ平行となるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are on the same plane and are parallel. The position detection device 1 and the position detection device 2 were arranged so that

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに平行な磁束密度(Z軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに平行な磁束密度(Z軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetic sensing surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 detect the magnetic flux density (Z-axis direction) parallel to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Z-axis direction) of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 is parallel to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の重心と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の重心のY軸方向の座標が同じ値になるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The position detection device 1 and the position detection device 2 are set such that the center of gravity of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the center of gravity of the magnet M2 attached to the position detection device 2 have the same value in the Y-axis direction. Arranged.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の幅Mw1を垂直2等分するX−Z平面(磁石M1の対称面)は磁石M2の重心を含む。一方、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の幅Mw2を垂直2等分するX−Z平面磁石(磁石M2の対称面)は磁石M1の重心は含まない。   The XZ plane (symmetric surface of the magnet M1) that bisects the width Mw1 of the magnet M1 attached to the position detection device 1 includes the center of gravity of the magnet M2. On the other hand, the XZ plane magnet (symmetric plane of the magnet M2) that bisects the width Mw2 of the magnet M2 attached to the position detection device 2 does not include the center of gravity of the magnet M1.

位置検出装置1に取り付けられている2つのホールセンサS1−1とホールセンサS1−2を結ぶ直線(X軸方向)と、位置検出装置2に取り付けられている2つのホールセンサS2−1とS2−2を結ぶ直線(Y軸方向)が直行する様に位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   A straight line (X-axis direction) connecting the two hall sensors S1-1 and the hall sensor S1-2 attached to the position detection device 1, and the two hall sensors S2-1 and S2 attached to the position detection device 2 The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the straight line (−Y direction) connecting −2 is orthogonal.

各位置検出装置のホールセンサは各々の磁石の対称面に含まれるが、近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれない。   The Hall sensor of each position detection device is included in the symmetry plane of each magnet, but is not included in the symmetry plane of the magnet of the adjacent position detection device.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 1 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に垂直にかつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 2 moves perpendicularly to the straight line connecting the Hall sensors and along the surface facing the straight line and the X axis.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2とが、互いに移動して最も近接した時、つまり位置検出装置1に取り付けられた磁石M1が+1mmの位置に移動し、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2が−4mmの位置に移動したときに、磁石M1と磁石M2との対向する面どうしのX軸方向の距離Md=0.5mmとなるように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   When the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnet M2 attached to the position detection device 2 move and come closest to each other, that is, the magnet M1 attached to the position detection device 1 moves to a position of +1 mm. When the magnet M2 attached to the position detection device 2 moves to the position of −4 mm, the distance Md in the X-axis direction between the facing surfaces of the magnet M1 and the magnet M2 is Md = 0.5 mm. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1の分解能を計算により求める際には、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2を−4mmの位置に配置した状態で求めた。また、位置検出装置2の分解能を計算により求める際には、位置検出装置1に取り付けられた磁石M1を+1mmの位置に移動させた状態、つまり磁石M1が位置検出装置2の分解能にもっとも影響を与える状態にして求めた。   When calculating | requiring the resolution of the position detection apparatus 1 by calculation, it calculated | required in the state which has arrange | positioned the magnet M2 attached to the position detection apparatus 2 in the position of -4 mm. Further, when the resolution of the position detection device 2 is obtained by calculation, the magnet M1 attached to the position detection device 1 is moved to the position of +1 mm, that is, the magnet M1 has the most influence on the resolution of the position detection device 2. I asked for it to give.

位置検出装置1の磁石M1の移動方向はX軸方向とし、位置検出装置2の磁石M2の移動方向はX軸方向とした。   The movement direction of the magnet M1 of the position detection device 1 was the X-axis direction, and the movement direction of the magnet M2 of the position detection device 2 was the X-axis direction.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大で150.1μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して150.1[μm]÷2[mm]=75.05[μm/mm](7.505%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能2.2[μm/mm](0.22%)と比較して、一桁以上精度が落ちている。また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で20.1μmであり、分解能は全ストローク8mmに対して20.1[μm]÷8[mm]=2.51[μm/mm](0.251%)となった。これは、位置検出装置2が単体で達成した分解能と全く同じ値を示している。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 150.1 μm, and the resolution was 150.1 [μm] ÷ 2 [mm] = 75.05 [μm / mm] (7.505%) for a total stroke of 2 mm. This is less than an order of magnitude accuracy compared to the resolution of 2.2 [μm / mm] (0.22%) achieved by the position detection device 1 alone. Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The maximum position detection error was 20.1 μm, and the resolution was 20.1 [μm] ÷ 8 [mm] = 2.51 [μm / mm] (0.251%) with respect to the total stroke of 8 mm. This shows the same value as the resolution achieved by the position detection device 2 alone.

この結果より、比較条件4の位置検出システムでは、各位置検出装置の磁石の着磁方向ベクトルが同一平面上にあり(請求項1に記載の条件を満たしていない)、直交方向成分を有せず(請求項2に記載の条件を満たしていない)、一方の位置検出装置の磁束検出手段が他方の位置検出装置に取り付けられた磁石の着磁方向ベクトルの直交方向成分を検出する事が出来ない(請求項3に記載の条件を満たしていない)。   From this result, in the position detection system of comparison condition 4, the magnetization direction vectors of the magnets of the respective position detection devices are on the same plane (does not satisfy the conditions described in claim 1), and have orthogonal direction components. Therefore, the magnetic flux detection means of one position detection device can detect the orthogonal component of the magnetization direction vector of the magnet attached to the other position detection device. (The condition described in claim 3 is not satisfied).

各位置検出装置の磁束検出手段が近接する位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれるという条件(請求項5に記載の条件)を満たしていないため、位置検出装置1の精度が著しく悪化していることが分かる。   Since the magnetic flux detection means of each position detection device does not satisfy the condition (the condition described in claim 5) that the position detection device is included in the symmetrical plane of the magnet, the accuracy of the position detection device 1 is significantly deteriorated. I understand that

<実施条件8>
広い温度範囲において、位置検出装置1と位置検出装置2が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。図24における各構成部品のパラメータの設計例を説明する。
<Condition 8>
A case will be described in which the position detection device 1 and the position detection device 2 detect a position in a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range. A parameter design example of each component in FIG. 24 will be described.

実施条件8の概略構成を図13、24に示す。   A schematic configuration of the working condition 8 is shown in FIGS.

実施条件8の位置検出装置1は実施条件1の位置検出装置1と同じ構成である。   The position detection device 1 under the execution condition 8 has the same configuration as the position detection device 1 under the execution condition 1.

実施条件8の位置検出装置2は実施条件1の位置検出装置2と同じ構成である。   The position detection device 2 under the implementation condition 8 has the same configuration as the position detection device 2 under the implementation condition 1.

実施条件8と実施条件1の違いは位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の重心と、位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の重心のY軸方向の距離Mc=0.1mmとなるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した事にある。   The difference between the execution condition 8 and the execution condition 1 is that the distance Mc in the Y-axis direction between the center of gravity of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the center of gravity of the magnet M2 attached to the position detection device 2 is 0.1 mm. The position detecting device 1 and the position detecting device 2 are arranged in the above.

実施条件8の位置検出装置1と位置検出装置2を近接して配置した場合の、位置検出装置1と位置検出装置2の分解能を求めた。   The resolutions of the position detection device 1 and the position detection device 2 when the position detection device 1 and the position detection device 2 in the implementation condition 8 are arranged close to each other were obtained.

ここで、実施条件5の位置検出装置1と位置検出装置2の配置関係を説明する。   Here, the arrangement relationship between the position detection device 1 and the position detection device 2 under the implementation condition 5 will be described.

位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁方向ベクトル(Z軸方向)と位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁方向ベクトル(Y軸方向)が同一平面上になく、かつ直交するように、位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetization direction vector (Z-axis direction) of the magnet M1 attached to the position detection device 1 and the magnetization direction vector (Y-axis direction) of the magnet M2 attached to the position detection device 2 are not on the same plane and are orthogonal. Thus, the position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられた二つのホールセンサS1−1、S1−2の感磁面が位置検出装置2に取り付けられた磁石M2の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Z軸方向)を検出でき、位置検出装置2に取り付けられた二つのホールセンサS2−1、S2−2の感磁面が位置検出装置1に取り付けられた磁石M1の着磁ベクトルに直交する磁束密度(Y軸方向)を検出できるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Detects the magnetic flux density (Z-axis direction) in which the magnetic sensing surfaces of the two Hall sensors S1-1 and S1-2 attached to the position detection device 1 are orthogonal to the magnetization vector of the magnet M2 attached to the position detection device 2. The magnetic flux density (Y-axis direction) of the two Hall sensors S2-1 and S2-2 attached to the position detection device 2 is perpendicular to the magnetization vector of the magnet M1 attached to the position detection device 1. The position detection device 1 and the position detection device 2 are arranged so that the signal can be detected.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2とS2−1、S2−2の各々で感磁面が同一直線上(X軸に平行な直線)に載りかつ距離Mcで平行になるよう位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   The magnetosensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are on the same straight line (a straight line parallel to the X axis). The position detection device 1 and the position detection device 2 were arranged so as to be placed and parallel at a distance Mc.

各位置検出装置のホールセンサは磁石対称面に含まれるが、近接する位置検出装置が有する磁石の対称面には含まれない。   The Hall sensor of each position detection device is included in the magnet symmetry plane, but is not included in the magnet symmetry plane of the adjacent position detection device.

位置検出装置1と位置検出装置2に取り付けられているホールセンサS1−1、S1−2、S2−1、S2−2の感磁面の中心がZ軸方向で同じ座標になるように位置検出装置1と位置検出装置2を配置した。   Position detection so that the centers of the magnetic sensitive surfaces of the Hall sensors S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 attached to the position detection device 1 and the position detection device 2 are the same in the Z-axis direction. The device 1 and the position detection device 2 are arranged.

位置検出装置1に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 1 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

位置検出装置2に取り付けられている磁石の運動はホールセンサを結ぶ直線に平行かつこれらに対向する面及びX軸に沿って移動する。   The movement of the magnet attached to the position detection device 2 moves along a plane parallel to the straight line connecting the Hall sensors and facing these and the X axis.

上記の条件で位置検出装置2が位置検出装置1に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置1の位置検出誤差は最大で12.8μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して12.8[μm]÷2[mm]=6.4[μm/mm](0.64%)となった。これは、位置検出装置1が単体で達成した分解能2.2[μm/mm](0.22%)と比較して、2.9倍程度性能が落ちているが分解能は10μm/m以下で高い分解能を有している。   As a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 2 is arranged close to the position detection device 1 under the above conditions, the position detection of the position detection device 1 The maximum error was 12.8 μm, and the resolution was 12.8 [μm] ÷ 2 [mm] = 6.4 [μm / mm] (0.64%) with respect to the total stroke of 2 mm. This is about 2.9 times lower than the resolution 2.2 [μm / mm] (0.22%) achieved by the position detection device 1 alone, but the resolution is 10 μm / m or less. Has high resolution.

また、上記の条件で位置検出装置1が位置検出装置2に近接して配置されている場合について実施条件1の位置検出装置1のみの時と同様の計算を行った結果、位置検出装置2の位置検出誤差は最大で6.5μmであり、分解能は全ストローク2mmに対して6.5[μm]÷2[mm]=3.25[μm/mm](0.325%)となった。これは、位位置検出装置2が単体で達成した分解能2.9[μm/mm](0.29%)と比較して1.1倍程度精度が落ちているが分解能は10μm/m以下で高い分解能を有している。   Further, as a result of performing the same calculation as in the case of only the position detection device 1 of the implementation condition 1 when the position detection device 1 is arranged close to the position detection device 2 under the above conditions, the position detection device 2 The maximum position detection error was 6.5 μm, and the resolution was 6.5 [μm] ÷ 2 [mm] = 3.25 [μm / mm] (0.325%) with respect to the total stroke of 2 mm. This is about 1.1 times lower than the resolution 2.9 [μm / mm] (0.29%) achieved by the position position detection device 2 alone, but the resolution is 10 μm / m or less. Has high resolution.

この結果より、実施条件8の位置検出システムでは、請求項1〜3を満たしている、一方の位置検出装置に取り付けられた磁石の相対的移動方向が、他方の位置検出装置に取り付けられた磁石の着磁方向ベクトルを含む対称面に含まれておらず(請求項4に記載の条件を満たしていない)、各位置検出で複数の磁束検出手段がそれぞれに対向して配置された磁石の対称面に配置されず、各位置検出装置の磁束検出手段を含む各磁石の対称面が同一平面上にないことにより(請求項6に記載の条件を満たしていない)、がその量が小さい事から位置検出装置1、位置検出装置2の双方とも位置検出精度を有している事が分る。   From this result, in the position detection system according to the implementation condition 8, the relative movement direction of the magnet attached to one position detection device satisfying claims 1 to 3 is the magnet attached to the other position detection device. Is not included in the plane of symmetry including the magnetization direction vector (the condition of claim 4 is not satisfied), and a plurality of magnetic flux detection means are arranged to face each other at each position detection. Since the symmetry plane of each magnet including the magnetic flux detection means of each position detection device is not on the same plane (not satisfying the condition described in claim 6), the amount is small. It can be seen that both the position detection device 1 and the position detection device 2 have position detection accuracy.

<実施条件9>
図14に、広い温度範囲において、位置検出装置1〜3(位置検出装置A、位置検出装置B、位置検出装置C)が、それぞれ分解能10μm/mm以下で2mm(±1mm)の範囲を位置検出する場合について示す。
<Condition 9>
FIG. 14 shows that the position detection devices 1 to 3 (position detection device A, position detection device B, and position detection device C) detect a range of 2 mm (± 1 mm) with a resolution of 10 μm / mm or less in a wide temperature range. The case where it does is shown.

図14において、位置検出装置Aの磁石1403aは、運動方向1401aで運動し、磁石1403aの位置は、基板1404aの上にあるホールセンサS1−1、S1−2によって検出される。図14では、一例として、磁石1403aの着磁方向ベクトル1402aが、図示されている。   In FIG. 14, the magnet 1403a of the position detection apparatus A moves in the movement direction 1401a, and the position of the magnet 1403a is detected by the Hall sensors S1-1 and S1-2 on the substrate 1404a. In FIG. 14, the magnetization direction vector 1402a of the magnet 1403a is illustrated as an example.

図14において、位置検出装置Bの磁石1403bは、運動方向1401bで運動し、磁石1403bの位置は、基板1404bの上にあるホールセンサS2−1、S2−2によって検出される。図14では、一例として、磁石1403bの着磁方向ベクトル1402bが、図示されている。   In FIG. 14, the magnet 1403b of the position detection device B moves in the movement direction 1401b, and the position of the magnet 1403b is detected by the Hall sensors S2-1 and S2-2 on the substrate 1404b. In FIG. 14, the magnetization direction vector 1402b of the magnet 1403b is illustrated as an example.

図14において、位置検出装置Cの磁石1403cは、運動方向1401cで運動し、磁石1403cの位置は、基板1404cの上にあるホールセンサS3−1、S3−2によって検出される。図14では、一例として、磁石1403cの着磁方向ベクトル1402cが、図示されている。   In FIG. 14, the magnet 1403c of the position detection device C moves in the movement direction 1401c, and the position of the magnet 1403c is detected by the Hall sensors S3-1 and S3-2 on the substrate 1404c. In FIG. 14, the magnetization direction vector 1402c of the magnet 1403c is illustrated as an example.

尚、本発明で示した実施条件1〜8は二つの位置検出装置を用いた位置検出システムのものであるが、二つの位置検出装置と同等の条件を有する位置検出装置を付加させる事で3つ以上の位置検出装置を有する位置検出システムとする事が出来ることは自明である。例えば、図14の様に実施条件1の位置検出装置1(位置検出装置A)と同等の位置検出装置3(位置検出装置C)を、位置検出装置2(位置検出装置B)を挟んで設ける事で、実質実施条件1を同時に二つ満たす事ができる。また、位置検出装置2を付加して位置検出装置1を挟む事も可能である。同様な事は他の実施条件でも可能である。   The implementation conditions 1 to 8 shown in the present invention are those of a position detection system using two position detection devices. However, by adding a position detection device having conditions equivalent to those of the two position detection devices, 3 It is obvious that a position detection system having two or more position detection devices can be obtained. For example, as shown in FIG. 14, a position detection device 3 (position detection device C) equivalent to the position detection device 1 (position detection device A) under the implementation condition 1 is provided with the position detection device 2 (position detection device B) interposed therebetween. Thus, two real implementation conditions 1 can be satisfied at the same time. It is also possible to add the position detection device 2 and sandwich the position detection device 1. The same thing is possible with other implementation conditions.

本発明の実施条件の寸法、分解能等の一覧を表1に示し、比較条件の寸法、分解能等の一覧を表2に示した。また、実施条件および比較条件と請求項1、2、6との対応一覧を表3に示し、実施条件および比較条件と請求項3〜5との対応一覧を表4、5に示した。   Table 1 shows a list of dimensions, resolution, etc. of the implementation conditions of the present invention, and Table 2 shows a list of dimensions, resolution, etc., of the comparison conditions. Table 3 shows a correspondence list between the implementation conditions and comparison conditions and claims 1, 2, and 6. Table 4 shows a correspondence list between the implementation conditions and comparison conditions and claims 3-5.

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2つの位置検出装置を有するシステムの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the system which has two position detection apparatuses. 本発明で用いる磁石の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the magnet used by this invention. 本発明に於ける着磁方向ベクトルの条件を示す図である。It is a figure which shows the conditions of the magnetization direction vector in this invention. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 着磁方向ベクトルと磁石配置図を示す図である。It is a figure which shows a magnetization direction vector and a magnet arrangement | positioning figure. 本発明に於ける実施条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the implementation conditions in this invention. 本発明に於ける実施条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the implementation conditions in this invention. 本発明に於ける実施条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the implementation conditions in this invention. 本発明に於ける実施条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the implementation conditions in this invention. 本発明に於ける実施条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the implementation conditions in this invention. 本発明に於ける比較条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the comparison conditions in this invention. 本発明に於ける比較条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the comparison conditions in this invention. 本発明に於ける比較条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the comparison conditions in this invention. 本発明に於ける比較条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the comparison conditions in this invention. 本発明に於ける比較条件の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the comparison conditions in this invention. 本発明の代表的な概略構成を示す図である。It is a figure which shows the typical schematic structure of this invention. 線形化処理を説明する図である。It is a figure explaining a linearization process. 直方体磁石M1の移動距離に対する磁束密度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the magnetic flux density with respect to the moving distance of the rectangular parallelepiped magnet M1. 直方体磁石M1の移動距離に対する磁束密度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the magnetic flux density with respect to the moving distance of the rectangular parallelepiped magnet M1. 直方体磁石M1の移動距離に対する磁束密度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the magnetic flux density with respect to the moving distance of the rectangular parallelepiped magnet M1. 磁気シミュレーションの結果と理想直線とを比較する図である。It is a figure which compares the result of a magnetic simulation, and an ideal straight line. 理想直線21と図30に示した磁気シミュレーションの結果とのずれから換算した位置検出における誤差を示した図である。It is the figure which showed the error in the position detection converted from the shift | offset | difference of the ideal straight line 21 and the result of the magnetic simulation shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

S1−1 ホールセンサ
S1−2 ホールセンサ
S2−1 ホールセンサ
S2−2 ホールセンサ
11 磁束密度変化
12 磁束密度変化
13 磁束密度の変化の差
21 理想直線
22 領域
S1-1 Hall sensor S1-2 Hall sensor S2-1 Hall sensor S2-2 Hall sensor 11 Magnetic flux density change 12 Magnetic flux density change 13 Difference of magnetic flux density change 21 Ideal straight line 22 Region

Claims (13)

N極S極がそれぞれ単極着磁された磁石と前記磁石の相対的移動による磁束の変化を検出する磁束検出手段とを備える位置検出装置を複数有し、前記複数の位置検出装置のうち近接する少なくとも一組の位置検出装置の、前記磁石の着磁方向ベクトルが互いに直交方向成分を有し、かつ
前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち、少なくとも一方の位置検出装置が有する磁束検出手段が、他方の位置検出装置が有する磁石の着磁方向ベクトルの直交方向成分を検出する事が出来る事を特徴とする位置検出システム。
A plurality of position detection devices each including a magnet in which each of the N and S poles is unipolarly magnetized and a magnetic flux detection means for detecting a change in magnetic flux due to relative movement of the magnet; to at least one set of position detecting apparatus, it has a magnetization direction vector orthogonal direction components to each other of the magnet, and
Of the at least one set of adjacent position detection devices, the magnetic flux detection means of at least one position detection device can detect the orthogonal component of the magnetization direction vector of the magnet of the other position detection device. A position detection system characterized by
前記位置検出システムにおいて、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち、少なくとも一方の位置検出装置の有する磁石の相対的移動方向が、前記位置検出装置が備える磁束検出手段に対向する磁石面に沿って、かつ、他方の位置検出装置の有する磁石の重心を含む該磁石対称面上にある事を特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。 In the position detection system, a relative movement direction of a magnet included in at least one position detection device among the at least one pair of position detection devices close to each other is a magnet surface facing a magnetic flux detection unit included in the position detection device. The position detection system according to claim 1 , wherein the position detection system is on the plane of symmetry of the magnet including the center of gravity of the magnet of the other position detection device . 前記位置検出システムにおいて、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のうち少なくとも一方の位置検出装置において、磁束検出手段が他方の位置検出装置が有する磁石の対称面に含まれることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の位置検出システム。 In the position detection system, in at least one position detection device of the at least one set of adjacent position detection devices, the magnetic flux detection means is included in a symmetry plane of a magnet included in the other position detection device. Item 3. The position detection system according to any one of Items 1 to 2 . 前記位置検出システムにおいて、前記近接する少なくとも一組の位置検出装置が有する各々の磁石の対称面が同一平面上にある事を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の位置検出システム。 4. The position detection system according to claim 1, wherein the symmetry planes of the magnets included in the at least one pair of position detection devices adjacent to each other are on the same plane . 5. 前記位置検出システムが有する前記近接する少なくとも一組の位置検出装置において、磁束検出手段がそれぞれに対向して配置された磁石の対称面に含まれることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の位置検出システム。 5. The at least one set of adjacent position detection devices included in the position detection system, wherein the magnetic flux detection means is included in a symmetry plane of the magnets arranged to face each other. The position detection system described in. 前記位置検出システムを構成する位置検出装置が2つであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の位置検出システム。 6. The position detection system according to claim 1, wherein there are two position detection devices that constitute the position detection system. 前記近接する少なくとも一組の位置検出装置が有する磁石の着磁方向ベクトルの互いになす角が直交することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の位置検出システム。 The position detection system according to any one of claims 1 to 6, wherein angles formed by magnet magnetization direction vectors of the at least one pair of adjacent position detection devices are orthogonal to each other . 前記近接する少なくとも一組の位置検出装置のいずれかが有する磁束検出手段が、該磁束検出手段に対向して配置された磁石の着磁方向ベクトルに平行な磁束密度を検出できることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の位置検出システム。 The magnetic flux detection means included in any of the at least one set of position detection devices close to each other can detect a magnetic flux density parallel to a magnetization direction vector of a magnet arranged to face the magnetic flux detection means. Item 8. The position detection system according to any one of Items 1 to 7 . 前記磁束検出手段は、2つ一組の磁気センサを有するホールセンサであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 1, wherein the magnetic flux detection means is a Hall sensor having a pair of magnetic sensors . 前記位置検出システムにおいて、前記位置検出システムが磁性体を備えたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の位置検出システム。 10. The position detection system according to claim 1, wherein the position detection system includes a magnetic body . 前記磁束検出手段が同一基板上に実装されたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 1, wherein the magnetic flux detection unit is mounted on the same substrate . 請求項1乃至11のいずれかに記載の位置検出システムを用いたことを特徴とする光学系 An optical system using the position detection system according to claim 1 . 請求項12に記載の光学系を用いたことを特徴とする撮像装置 An imaging apparatus using the optical system according to claim 12 .
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