(57)【要約】励磁巻線と、励磁信号を発生するように動作可能であり、発生された励磁信号を励磁巻線に印加するように構成された信号発生器と、励磁巻線に電磁的に結合されたセンサ巻線と、検知されたパラメータを判定するために、信号発生器によって励磁信号が励磁巻線に印加されると、センサ巻線で発生されて周期的電気信号を処理するように動作可能な信号プロセッサとを備えるセンサが開示される。励磁信号は第二の周波数を有する周期的変調信号によって変調された第一の周波数を有する周期的搬送波信号を含んでおり、第一の周波数は第二の周波数よりも高い。このようにしてセンサは、励磁信号を発生し、かつセンサ巻線に誘導された信号を処理する双方の役割を果たすデジタル処理技術を利用するのに適している。一実施形態では、センサは２つの部材の相対位置を検出するために利用される。他の実施形態では、センサは温度や湿度のような環境要因を検知するために利用される。
2005507496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラメータを検出するためのセンサであって、
励磁巻線と、
励磁信号を発生するように動作可能であり、発生された励磁信号を励磁巻線に印加するように構成された信号発生器と、
前記信号発生器によって前記励磁巻線に印加された励磁信号に応動して、センサによって測定されるパラメータ値を示す周期的電気信号がセンサの巻線に発生されるように、励磁巻線に電磁的に結合されたセンサ巻線と、
センサ巻線内に発生された周期的電気信号を処理して、測定されたパラメータを表す値を判定するように動作可能である信号プロセッサと、を備え、
励磁信号は第二の周波数を有する周期的変調信号によって変調された第一の周波数を有する周期的搬送波信号を含んでおり、第一の周波数は第二の周波数よりも高いセンサ。
【請求項２】
励磁巻線は平坦な基板上の導電性トラックによって形成される請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
平坦な基板はプリント基板である請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
励磁巻線は、これを流れる電流が少なくとも１つの他方のループとは反対方向の少なくとも１つの一方のループの周囲を流れるように構成された複数個のループを効果的に備えている請求項２または３のいずれかに記載のセンサ。
【請求項５】
信号発生器は第一の周波数でデジタル搬送波信号を発生するように動作可能なデジタル搬送波信号発生器を備えている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項６】
デジタル搬送波信号は方形波の形状を有するデジタル搬送波信号を発生するように構成されている請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
信号発生器は第二の周波数でデジタル変調信号を発生するように動作可能なデジタル変調信号発生器を備えている請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項８】
デジタル信号発生器は正弦波のデジタル表現を形成するパルス幅変調形の波形を有するデジタル変調信号を発生するように構成されている請求項７に記載のセンサ。
【請求項９】
信号発生器はデジタル搬送波信号とデジタル変調信号とを混合して、デジタル励磁信号を発生するように構成されたデジタル・ミキサを備えている請求項５および７に記載のセンサ。
【請求項１０】
信号発生器は更にデジタル・ミキサによって出力されたデジタル励磁信号に従って励磁信号を発生するためのアナログ駆動回路を備えている請求項９に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記第二周波数は１００Ｈｚから１００ｋＨｚの範囲にある請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記第一周波数は１ＭＨｚ以上である請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記第一周波数は１００ｋＨｚ未満である請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１４】
励磁巻線は第一周波数にほぼ等しい共振周波数を有する共振子を介してセンサ巻線に電磁的に結合されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１５】
信号プロセッサは共振子に関連する移相を判定するように構成され、該移相は環境要因に従って変化するとともに、センサは判定された移相を環境要因の測定値へと変換するための較正データを記憶する手段を更に備えている請求項１４に記載のセンサ。
【請求項１６】
環境要因が温度である請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１７】
環境要因が湿度である請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１８】
センサ巻線は第一周波数にほぼ等しい共振周波数を有する共振子の一部を形成する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１９】
前記共振子は受動共振回路を備えている請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２０】
前記共振子は共振子に誘導される信号の出力を増幅するための増幅器を備えている請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２１】
センサ巻線は平坦基板上の導電性トラックによって形成される請求項１乃至２０のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２２】
センサ巻線はプリント基板上に形成される請求項２１に記載のセンサ。
【請求項２３】
センサ巻線は単一ループ内に形成される請求項２１または請求項２２のいずれかに記載のセンサ。
【請求項２４】
信号プロセッサは、測定されるパラメータを表す値を判定するため、センサ巻線内で発生される周期的電気信号のタイミングを測定するように動作可能である請求項１乃至２３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２５】
信号プロセッサは第二周波数で信号を回復するためにセンサ巻線内で発生された電気信号を復調するように動作可能なデモジュレータを備えている請求項１乃至２４のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２６】
デモジュレータは、
センサ巻線内で発生された信号を整流するために第一周波数で開閉されるように構成された交差スイッチと、
交差スイッチによって出力された整流済み信号を濾波する手段と、を備えている請求項２５に記載のセンサ。
【請求項２７】
濾波手段は第二周波数の帯域フィルタを備えている請求項２６に記載のセンサ。
【請求項２８】
信号プロセッサは更に、方形波信号を発生するため、デモジュレータによって出力された第二周波数の信号と基準電圧とを比較するように構成された比較器を備えている請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２９】
信号プロセッサは更に、測定されるパラメータの値を判定するため、第二周波数で回復された信号を処理するように動作可能なデジタル信号プロセッサを備えている請求項２５乃至２８のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項３０】
デジタル信号プロセッサは更に、
パルス流を発生するように動作可能なパルス流発生器と、
パルス流発生器によって出力されたパルス流と、比較器によって出力された方形波信とを受けるように構成され、受けられたパルス流を前記受けられた方形波信号に従って通したり、ブロックしたりするように動作可能であるゲートと、
デジタル・ゲートが通過させたパルス流のパルス数をカウントするように動作可能なカウンタと、
カウンタによってカウントされたパルス数から測定されるパラメータを表す値を判定する手段と、を備えている請求項２９に記載のセンサ。
【請求項３１】
判定手段は、センサ巻線内で発生された信号のタイミングを判定するために、カウンタによって受けられたパルス・シーケンスの最初のパルスと最後のパルスの少なくとも一方の、第二周波数の基準信号に対するタイミングを特定するように動作可能である請求項３０に記載のセンサ。
【請求項３２】
デモジュレータによって出力された信号は平均的な電圧レベルを有し、比較器はデモジュレータによって出力された信号を前記基準電圧レベルとは離れた基準電圧と比較するように構成されているとともに、判定手段は、パルス・シーケンスの中間ポイントのタイミングを判定するために、カウンタによって受けられたパルス・シーケンスの最初のパルスと最後のパルスの双方の、第二周波数の基準信号に対するタイミングを特定するように動作可能である請求項３１に記載のセンサ。
【請求項３３】
励磁巻線は第一励磁巻線であり、第一部材に取付けられ、センサ巻線は第一部材に対して移動可能な第二部材に取付けられ、かつセンサは更に、第一部材に取付けられ、センサ巻線と電磁的に結合された第二励磁巻線を備え、
第一励磁巻線とセンサ巻線とは、第一励磁巻線とセンサ巻線との電磁結合が、第一の関数に従って測定方向に沿った第一部材と第二部材との間の相対位置に応じて変化するように構成され、
第二励磁巻線とセンサ巻線とは、第二励磁巻線とセンサ巻線との電磁結合が、第一関数とは異なる第二の関数に従って測定方向に沿った第一部材と第二部材との間の相対位置に応じて変化するように構成され、
第一励磁巻線に印加される励磁信号は第一励磁信号であり、信号発生器は第二励磁巻線に印加される第二励磁信号を発生するように動作可能であり、第二励磁信号は第二周波数の第二の周期的変調信号によって変調された第一周波数の第二の周期的搬送波信号を含んでおり、
第一励磁巻線に印加された第一励磁信号と、第二励磁巻線に印加された第二励磁信号とに応動してセンサ巻線内で発生される周期的電気信号は、第一部材と第二部材の測定方向に沿った相対位置に応じて変化するタイミングを有し、
信号プロセッサは第一部材と第二部材の測定方向に沿った相対位置を表す値を判定するため、センサ巻線内で発生された周期的電気信号のタイミングを測定するように動作可能である請求項１乃至３２のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項３４】
第二部材は配向がそれぞれ異なる複数個のセンサ巻線を備えている請求項３３に記載のセンサ。
【請求項３５】
励磁巻線は第一励磁巻線であり、センサは更に第二励磁巻線を備え、第一と第二の励磁巻線、およびセンサ巻線は第一部材に対して取付けられており、
センサは更に第一周波数にほぼ等しい共振周波数を有する共振子を備え、該共振子は第二部材に対して取付けられており、
第一と第二の励磁巻線は、第一と第二の励磁巻線とセンサ巻線との電磁結合がそれぞれ異なる関数に従って変化するように、共振子を介してセンサ巻線に電磁的に結合され、
第一励磁巻線に印加される励磁信号は第一励磁信号であり、発生される信号は第二励磁巻線に印加される第二励磁信号を発生するように動作可能であり、第二励磁信号は第二周波数の第二周期的変調信号によって変調された第一周波数の第二周期的搬送波信号を含み、
第一励磁巻線に印加される第一励磁信号と、第二励磁巻線に印加される第二励磁信号とに応動して、センサ巻線内で発生される周期的電気信号は、第一部材と第二部材の測定方向に沿った相対位置に応じて変化するタイミングを有し、
信号プロセッサは第一部材と第二部材の測定方向に沿った相対位置を表す値を判定するため、センサ巻線内で発生される周期的電気信号のタイミングを測定するように動作可能である請求項１乃至３２のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項３６】
複数個の共振子が第二部材に対して取付けられ、複数個の共振子の各々はそれぞれ異なる配向を有している請求項３５に記載のセンサ。
【請求項３７】
複数個の共振子はそれぞれ異なる共振周波数を有している請求項３６に記載のセンサ。
【請求項３８】
第一と第二の励磁巻線、およびセンサ巻線は、前記第一と第二の関数が同じ周期であるが互いに位相外れしている位置とともに正弦的に変化するように構成されている請求項３３乃至３７のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項３９】
第一と第二の関数は互いに１／４サイクルだけ位相外れしている請求項３８に記載のセンサ。
【請求項４０】
第二周期的変調信号は第一変調信号と同じ波形であるが、位相外れしている請求項３３乃至３９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項４１】
第二の周期的変調信号は第一の周期的変調信号と１／４サイクルだけ位相外れしている請求項４０に記載のセンサ。
【請求項４２】
センサは、第一と第二の励磁信号を印加する第一のタイミング測定を判定し、かつ第一の励磁信号を前記第一励磁巻線に印加し、第三の励磁信号を前記第二励磁巻線に印加する第二のタイミング測定を得るように構成され、第三励磁信号は第二周波数の第三周期的変調信号によって変調された第一周波数の第三周期的搬送波信号を含んでおり、第三周期的変調信号は前記第二周期的変調信号と逆相であるとともに、
信号プロセッサは第一と第二のタイミング測定を利用して位置の値を判定するように構成されている請求項３３乃至４１のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項４３】
第一と第二の部材は直線方向に沿って相対移動可能である請求項３３乃至４２のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項４４】
位置センサにおいて、
測定方向に沿って互いに移動可能である第一と第二の部材であって、第一部材は第一と第二の励磁巻線およびセンサ巻線を備え、第二部材は共振周波数を有する共振子を備え、第一励磁巻線と共振子との電磁結合は第一の関数に従って、測定方向に沿った第一部材と第二部材との間の相対位置に応じて変化し、第二励磁巻線と共振子との電磁結合は、第一関数とは異なる第二の関数に従って、測定方向に沿った第一部材と第二部材との間の相対位置とともに変化するようにされた第一と第二の部材と、
第一と第二の励磁信号を発生し、第一と第二の励磁巻線にそれぞれ第一と第二の励磁するように動作可能な励磁回路であって、前記第一と第二の励磁巻線に印加された第一と第二の励磁信号に応動して、測定方向に沿った第一と第二の部材の相対位置に従って重み付けされた第一と第二の励磁信号の組合せに対応する電気信号がセンサ巻線内で発生されるようにされた励磁回路と、
印加測定方向に沿った第一と第二の部材の相対位置を表す値を判定するため、センサ巻線内で発生された電気信号を処理するように動作可能な信号プロセッサとを備え、
第一と第二の励磁信号は搬送波周波数よりも低い変調周波数の第一と第二の周期的変調信号によって変調された周波数の周期的搬送波信号を含み、搬送波周波数は共振子の共振周波数とほぼ等しく、第一と第二の変調信号はそれぞれ異なる位相を有している位置センサ。
【請求項４５】
パラメータを検出する方法であって、
励磁信号を励磁巻線に印加するステップと、
測定されるパラメータを表す値を判定するため、励磁巻線への例示信号の印加に応動して、励磁巻線に電磁結合されたセンサ巻線で発生された信号を処理するステップと、を含み、
励磁巻線に印加される励磁信号は、第二周波数を有する周期的変調信号によって変調され第二周波数よりも大きい第一周波数を有する周期的搬送波信号を含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの部材の相対位置を検出するための位置センサに特に関連するが、それに限定されない検出装置、および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
相対移動可能な２つの部材の位置を示す信号を発生するために、様々な形式の誘導性センサが使用されてきた。標準的には、一方の部材は励磁巻線および２つ以上のセンサ巻線を保持し、他方の部材は共振回路を保持する。共振回路と各センサ巻線との磁気結合は位置とともに変化するので、共振回路の共振周波数で発振信号を励磁巻線に印加することによって、共振周波数で振動するが、その振幅は２つの部材の相対位置の関数として変化する信号が各センサ巻線に誘導される。
【０００３】
国際公開特許ＷＯ９４／２５８２９号は、共振回路を含む回転素子を支点に２つの励磁巻線とセンサ巻線とが直交に配置されることで、各励磁巻線とセンサ巻線との磁気結合が回転素子の角度位置に従って変化する回転式位置センサを記載している。同相の発振信号と、（同相発振信号と９０度位相外れしている）直角位相発振信号とはそれぞれ２つの励磁巻線に印加され、回転素子の回転位置は同相信号と直角位相信号とに対応する、センサ巻線に誘導される信号成分の相対的振幅によって判定される。
【特許文献１】
国際公開特許ＷＯ９４／２５８２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＯ９４／２５８２９号に記載される回転式位置センサの問題点は、センサ巻線に誘導される信号から回転位置を導出するのに必要な処理である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様では、信号発生器が励磁巻線に励磁信号を印加し、励磁信号は搬送波周波数よりも低い変調周波数を有する周期的変調信号によって変調された搬送波を有する周期的搬送波信号を含んでいる。励磁巻線に励磁信号を印加すると、センサによって測定されたパラメータに応じて変化する周期的電気信号がセンサ内に誘導され、信号プロセッサが誘導された周期的信号を処理して、測定されたパラメータを表す値を判定する。
【０００６】
励磁信号を形成するために、センサ巻線に誘導される信号を変調するのではなく、より低い周波数の変調信号によって発振搬送波信号を変調することによって、センサは励磁信号を発生し、かつセンサ巻線に誘導された信号を処理する双方のためにデジタル処理技術を利用するのに好適である。
【０００７】
好適には信号は、励磁信号の搬送波周波数にほぼ等しい共振子の共振周波数を有する共振子を介して、励磁巻線とセンサ巻線との間に結合される。このようにして、望ましくない高調波が励磁巻線と共振子との間の電磁結合によって効率的に濾波されて除去される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ここで添付図面を参照して本発明の実施形態の例を説明する。
図１は測定方向（図１の方向Ｘ）に沿った直線移動を可能にするため支持体３に摺動可能に取付けたセンサ素子１の位置を検出するための位置センサを概略的に示している。プリント基板（ＰＣＢ）５は支持体３の近傍で測定方向に沿って延在し、各々が制御ユニット１３に接続された正弦コイル７、余弦コイル９、および検出コイル１１を形成する導電性トラックが基板上にプリントされている。支持体３に沿ったセンサ素子１の位置を表す数を表示するためのディスプレイ１５も制御ユニット１３に接続されている。
【０００９】
図１に示すように、ＰＣＢ５は一般に形状が方形であり、縦方向の軸は測定方向と位置合わせされ、幅方向の軸は測定方向に対して垂直に位置合わせされている。正弦コイル７、余弦コイル９、および検出コイル１１はゼロに等しい位置の値ｘに対応するＰＣＢ５の縦縁部を介して制御ユニットに接続されており、位置の数値はゼロに等しいｘに対応する縦縁部からＰＣＢ５の長さ沿って増加する。
【００１０】
ここで図２を参照して、図１に示した位置センサの動作を概観する。制御ユニット１３はそれぞれ異なる出力で同相信号Ｉ（ｔ）と、直角位相信号Ｑ（ｔ）を発生する直角位相信号発生器２１を含んでいる。同相信号Ｉ（ｔ）は、この実施形態では３．９ｋＨｚである変調周波数ｆ１で振動する第一変調信号を用いて、この実施形態では２ＭＨｚである搬送波周波数ｆ０を有する発振搬送波信号を振幅変調することによって発生される。したがって、同相信号Ｉ（ｔ）は下記の形式となる。
Ｉ（ｔ）＝Ａｓｉｎ２πｆ１ｔｃｏｓ２πｆ０ｔ                        （１）
【００１１】
同様に、直角位相信号Ｑ（ｔ）は変調周波数ｆ１で振動する第二変調信号を用いて、搬送波周波数ｆ０を有する発振搬送波信号を振幅変調することによって発生され、第二変調信号は第一変調信号とπ／２ラジアン（９０°）だけ位相ずれしている。したがって、直角位相信号Ｑ（ｔ）は下記の形式となる。
Ｑ（ｔ）＝Ａｃｏｓ２πｆ１ｔｃｏｓ２πｆ０ｔ                          （２）
【００１２】
同相信号Ｉ（ｔ）は正弦コイル７に印加され、直角位相信号Ｑ（ｔ）は余弦コイル９に印加される。
【００１３】
正弦コイル７は、電流が正弦コイル７を流れて、第一磁界Ｂ１を生成するようなパターンで形成され、ＰＣＢ５に対して垂直に分解された第一磁界の磁界強度成分は下記の関数に従って測定方向に沿って正弦的に変化する。
【数１】
2005507496.tif 000003
ただしＬはｘ方向での正弦コイルの周期である。
【００１４】
同様にして、余弦コイル９は、電流が余弦コイル９を流れて、第二磁界Ｂ２を生成するようなパターンで形成され、ＰＣＢ５に対して垂直に分解された第二磁界の磁界強度成分も測定方向に沿って正弦的に変化するが、第一磁界Ｂ１の位相からπ／２ラジアン（９０°）の位相差を有しており、下記のようになる。
【数２】
2005507496.tif 000004
【００１５】
このようにして、測定方向に沿ったいずれかの位置で発生された全磁界ＢＴは第一磁界Ｂ１からの第一成分と、第二磁界Ｂ２からの第二成分とによって形成され、ＰＣＢ５に対して垂直に分解された第一と第二の成分の大きさは測定方向に沿って変化する。
【００１６】
正弦コイル７と余弦コイル９のそれぞれに同相信号Ｉ（ｔ）と直角位相信号Ｑ（ｔ）とを印加することによって、ＰＣＢ５に対して垂直に分解された発生された全磁界成分ＢＴは、変調周波数ｆ１で変化する振幅エンベロープ関数に従って搬送波周波数ｆ０で振動し、振幅エンベロープ関数の位相は測定方向に沿って変化する。そこで下記のようになる。
【数３】
2005507496.tif 000005
【００１７】
実際に、振幅エンベロープ関数の位相は測定方向に沿って回転する。
この実施形態では、センサ素子１は搬送波周波数ｆ０にほぼ等しい共振周波数を有する共振回路を含んでいる。したがって、全磁界ＢＴは搬送波周波数ｆ０で振動する共振回路に電気信号を誘導し、かつ測定方向に沿ったセンサ素子１の位置に応じた位相で変調周波数ｆ１にて変調された振幅を有している。一方、共振回路内に誘導された電気信号は、検出コイル１１内に検出された電気信号Ｓ（ｔ）を誘導する磁界を生成し、検出された電気信号Ｓ（ｔ）は搬送波周波数ｆ０で振動する。検出された信号Ｓ（ｔ）の振幅も、測定方向に沿ったセンサ素子１の位置に応じた位相で変調周波数ｆ１にて変調される。検出された信号Ｓ（ｔ）は位相検出器２３に入力され、これは検出された信号を復調して、搬送波周波数ｆ０にある成分を除去し、励磁波形に対する残りの振幅エンベロープ関数の位相を検出する。次に位相検出器２３は検出された位相を表す位相信号Ｐ（ｔ）を位置計算機２５に出力し、これは検出された位相を対応する位置の値へと変換し、対応する位置の値を表示するためにディスプレイ１５に駆動信号を出力する。
【００１８】
変調周波数ｆ１よりも高い搬送波周波数ｆ０を用いることによって、５０／６０Ｈｚの電源のような低周波ノイズ源とは離れた周波数で誘導性結合が行われ、一方、信号処理は依然としてデジタル処理により好適な比較的低い周波数で行うことができる。更に、搬送波周波数ｆ０を高めることによってセンサ素子１の小型化が促進され、これは多くの用途で重要な利点となる。搬送波周波数ｆ０を高めることによって更に信号強度もより高くなる。
【００１９】
ここで、図１に示した位置センサの個別コンポーネントをより詳細に説明する。
図３（Ａ）に示すように、正弦コイル７は導電性トラックによって形成されており、これはＰＣＢ５の各幅方向の縁部上の、導電性トラックがＰＣＢ５の対応する反対側の各幅方向の縁部と交差する、測定方向のＰＣＢ５に沿った中間の交差点から離れたＰＣＢ５の周囲の周りにおおむね延在している。このようにして、第一電流ループ２１ａと第二電流ループ２１ｂとが効率的に形成される。信号が正弦コイル７に印加されると、電流は第一電流ループ２１ａと第二電流ループ２１ｂの周囲を逆方向に流れ、したがって、第一電流ループ２１ａの周囲を流れる電流は、第二電流ループ２１ｂの周囲を流れる電流によって生成される磁界とは反対の極性を有する磁界を生成する。その結果、上記の方程式３によって与えられる、ＰＣＢ５に対して垂直に分解される第一磁界Ｂ１の成分の磁界強度が正弦的に変化する。
【００２０】
具体的には、正弦コイル７のレイアウトは、正弦コイル７を流れる電流によって発生される、ＰＣＢ５に対して垂直に分解される第一磁界Ｂ１の成分の磁界強度が、測定方向に沿ってｘが０に等しいポイントのほぼゼロから、ｘがＬ／４に等しい最大値（図３（Ａ）に示す位置Ｃ）まで変化し、その後、ｘがＬ／２に等しいゼロ（図３（Ａ）に示す位置Ｃ）に戻り、次にｘが３Ｌ／４に等しい（位置Ａでの最大値とは逆の極性を有する）最大値まで変化し、その後、再度ｘがＬに等しいゼロまで戻るようなレイアウトである。このように、正弦コイル７は正弦関数の１周期に従って変化するＰＣＢ５に対して垂直な磁界成分を発生する。
【００２１】
図３（Ｂ）に示すように、余弦コイル９は導電性トラックによって形成されており、これは測定方向でＰＣＢ５に沿った経路の１／４と３／４の地点にそれぞれ位置する、２つの交差点から離れたＰＣＢ５の周囲の周りにおおむね延在している。このようにして、３つのループ２３ａ、２３ｂ、２３ｃが形成され、そのうちの外側のループ２３ａ、２３ｃは内側のループ２３ｂの半分のサイズである。信号が余弦コイル９に印加されると、電流は外側のループ２３ａ、２３ｃの周囲で一方向に流れ、内側のループ２３ｂの周囲で反対方向に流れる。このようにして、内側のループ２３ｂの周囲を流れる電流によって発生される磁界は、外側のループ２３ａ、２３ｃの周囲を流れる電流によって生成される磁界とは反対の極性を有している。その結果、上記の方程式４によって与えられる、ＰＣＢ５に対して垂直に分解される第二磁界Ｂ２の成分の磁界強度が正弦的に変化する。
【００２２】
具体的には、余弦コイル９のレイアウトは、余弦コイル９を流れる電流によって発生される、ＰＣＢ５に対して垂直に分解される第二磁界Ｂ２の成分の磁界強度が、測定方向に沿ってｘが０に等しいポイントの最大値から、ｘがＬ／４に等しいゼロ（図３（Ｂ）に示す位置Ａ）まで変化し、その後ｘがＬ／２に等しい（ｘが０に等しい最大値と逆の極性を有する）最大値に戻り、次にｘが３Ｌ／４に等しいゼロまで戻り、その後ｘがＬに等しい（ｘが０に等しい最大値と同じ極性を有する）最大値まで戻って変化するようなレイアウトである。このように、余弦コイル９は、上記の方程式４によって与えられる余弦関数の１周期に従って変化する、ＰＣＢ５に対して垂直な磁界成分を生成する。
【００２３】
図３（Ｃ）に示すように、検出コイル１１は単一ループを形成するＰＣＢ５の周囲の回りにおおむね延在している導電性トラックによって形成される。
正弦コイル７のレイアウトは、第一電流ループ２１ａの周りを流れる電流によって検出コイル１１に誘導される電流が、第二電流ループ２１ｂの周りを流れる電流によって検出コイル１１に誘導される電流によって実質的に相殺されるようなレイアウトである。同様に、余弦コイル９の場合は、外側のループ２３ａ、２３ｃによって検出コイル１１に誘導される電流が、内側のループ２３ｂによって検出コイル１１に誘導される電流によって相殺される。このように平衡されたコイルを使用することは、正弦コイル７と余弦コイル９とからの電磁気放出が距離とともに単一の平坦巻線の場合よりも速やかに消滅するという更なる利点を有している。それによって、依然として電磁気放出の法規の基準を満たしつつ、より高出力の駆動信号を使用できる。このことは、電磁気放出の法規基準がますます厳しくなっているので特に重要である。
【００２４】
図４はセンサ素子１をより詳細に示している。図示のように、この実施形態ではセンサ素子１は、コンデンサ３３を介して端部が互いに接続されたコイル３１を含んでいる。コイル３１は関連するインダクタンスを有しているので、コイル３１とコンデンサ３３とは共に共振回路を形成する。この実施形態では、共振回路の定格周波数ｆｒｅｓは（搬送波周波数ｆ０に等しい）２ＭＨｚであるが、実際の共振周波数は温度や湿度のような環境要因に応じて変化する。
【００２５】
前述のように、発振駆動信号が正弦回路７と余弦回路９の一方または双方に印加されると、同じ周波数の発振信号がセンサ素子１の共振回路に誘導される。しかし、駆動信号と誘導信号との間に位相遅れが生じ、位相遅れの量は駆動信号の周波数と共振回路の共振周波数との関係によって左右される。図５Ａに示すように、位相遅れは共振回路も共振周波数の周囲で最も急激に変化し、共振周波数における位相遅れはπ／２ラジアン（９０°）である。共振回路の品質係数が高いほど、位相は共振周波数の周囲でより急激に変化する。しかし、図５Ｂに示すように、共振回路の品質係数が低いほど、共振回路に誘導される電気信号の振幅は小さくなる。したがって、共振回路の品質係数の値を選択する場合に、信号強度と周波数に伴う位相変化率との妥協点に達する必要がある。
【００２６】
直角位相信号発生器２１によって発生され、駆動信号として正弦コイル７および余弦コイル９に印加される直角位相信号を、ここで図６Ａから６Ｃを参照してより詳細に説明する。
【００２７】
図６Ａに示すように、直角位相信号発生器２１は第一変調信号を用いて搬送波信号を変調することによって、直角位相信号Ｑ（ｔ）を発生する。図示のように、この実施形態では第一変調信号は搬送波信号に「フル」変調を施さない。言い換えると、図６Ａに点線で示されている振幅エンベロープ関数はゼロ振幅には達しない。したがって実際の直角位相信号Ｑ（ｔ）は下記によって与えられる。
Ｑ（ｔ）＝Ｃｃｏｓ２πｆ１ｔ＋Ｂｃｏｓ２πｆ１ｔｃｏｓ２πｆ０ｔ        （６）
【００２８】
図６Ｂに示すように、直角位相信号発生器２１は、位相がπ／２ラジアン（すなわち９０°）だけ第一変調信号の位相から遅れている第二変調信号を用いて、搬送波信号の振幅を変調することによって同相信号Ｉ（ｔ）を発生する。この実施形態では同様に、第二変調信号は搬送波信号にフル変調を施さない。したがって実際の同相信号Ｉ（ｔ）は下記によって与えられる。
Ｉ（ｔ）＝Ｃｃｏｓ２πｆ０ｔ＋Ｂｓｉｎ２πｆ１ｔｃｏｓ２πｆ０ｔ        （７）
【００２９】
同相信号Ｉ（ｔ）と直角位相信号Ｑ（ｔ）はそれぞれ３つの周波数成分を含んでおり、１つはｆ０、１つは（ｆ０＋ｆ１）、そして１つは（ｆ０−ｆ１）である。図５Ａからこれらの３つの成分の各々がそれぞれ異なる位相遅れを伴って、センサ素子１の共振回路に電気信号を誘導することが分かる。その結果、検出された信号Ｓ（ｔ）に移相が生じ、これは正確な位置測定を達成するために修正される必要がある。検出された信号Ｓ（ｔ）の位相はセンサ素子１の位置を判定するために利用されることを念頭に置く必要がある。この実施形態では、後により詳細に説明するように、この修正は、同相信号Ｉ（ｔ）が「逆相」信号
【数４】
2005507496.tif 000006
に置き換えられる第二の位相測定を行うことによって達成される。
【００３０】
図６Ｃに示すように、直角位相信号発生器２１は、これも変調周波数ｆ１にあるが、その位相はπ／２ラジアン（９０°）だけ第一変調信号の位相より先行している第三変調信号によって（搬送波周波数搬送波信号ｆ０を有する）搬送波信号を変調することにより、逆相信号
【数５】
2005507496.tif 000007
を発生する。この実施形態では同様に、第三変調信号は搬送波信号にフル変調を施さない。したがって逆相信号
【数６】
2005507496.tif 000008
は下記によって与えられる。
【数７】
2005507496.tif 000009
【００３１】
ここで図７Ａから７Ｃを参照して、同相信号Ｉ（ｔ）および直角位相信号Ｑ（ｔ）がそれぞれ正弦コイル７と余弦コイル９に印加されると検出コイル１１内に誘導される検出信号Ｓ（ｔ）について説明する。図７Ａから７Ｃでは、共振回路によって移相が誘発されず、したがって移相は完全にセンサ素子１の位置に起因するものと仮定されている。
【００３２】
図７Ａは、センサ素子１が図１、および３Ａから３Ｃで特定された（ｘがＬ／４に等しい）ポイントＡの近傍に位置する場合に検出された信号Ｓ（ｔ）を示している。ポイントＡで、余弦コイル９によって発生される磁界の磁界強度はおよそゼロであり、したがって、共振回路に起因する移相がないものと仮定すると、検出された信号Ｓ（ｔ）は同相信号Ｉ（ｔ）と適合する。したがって、検出された信号Ｓ（ｔ）は直角位相信号Ｑ（ｔ）と比較してπ／２ラジアン（９０°）の位相遅れを有している。
【００３３】
図７Ｂはセンサ素子１が（ｘが３Ｌ／８に等しい）ポイントＢの近傍に位置する場合に検出された信号Ｓ（ｔ）を示している。この場合、正弦コイル７と余弦コイル９によって発生される磁界の磁界強度はほぼ等しく、したがって、共振回路に起因する移相がないものと仮定すると、検出された信号Ｓ（ｔ）は同相信号Ｉ（ｔ）と適合する。したがって、検出された信号Ｓ（ｔ）は直角位相信号Ｑ（ｔ）と比較してπ／４ラジアン（４５°）の位相遅れを有している。
【００３４】
図７Ｃはセンサ素子１が（ｘがＬ／２に等しい）ポイントＣの近傍に位置する場合に検出された信号Ｓ（ｔ）を示している。この場合、正弦コイル７によって発生される磁界の磁界強度はほぼゼロであり、したがって、共振回路に起因する移相がないものと仮定すると、検出された信号Ｓ（ｔ）は直角位相信号Ｑ（ｔ）と適合する。したがって、検出された信号Ｓ（ｔ）は直角位相信号Ｑ（ｔ）と同相である。
【００３５】
上記の方程式５から、同相信号Ｉ（ｔ）および直角位相信号Ｑ（ｔ）が正弦コイル７と余弦コイル９とにそれぞれ印加された場合、位置の数値が増加すると検出信号Ｓ（ｔ）の位相は減少することが分かる。
【００３６】
逆相信号
【数８】
2005507496.tif 000010
と直角位相信号Ｑ（ｔ）とが正弦コイル７と余弦コイル９とにそれぞれ印加された場合に、検出コイル１１に誘導される検出信号Ｓ（ｔ）について、ここで図８Ａから８Ｃを参照して説明する。この場合も、共振回路によって移相が誘発されず、したがって移相は完全にセンサ素子１の位置に起因するものと仮定されている。
【００３７】
図８Ａはセンサ素子１がポイントＡの近傍に位置する場合に検出された信号Ｓ（ｔ）を示している。この場合、余弦コイル９によって発生される磁界の磁界強度はほぼゼロであり、したがって、共振回路に起因する移相がないものと仮定すると、検出された信号Ｓ（ｔ）は逆相信号
【数９】
2005507496.tif 000011
と適合する。したがって、検出された信号Ｓ（ｔ）は直角位相信号Ｑ（ｔ）の位相にπ／２ラジアン（９０°）だけ先行している。
【００３８】
図８Ｂはセンサ素子１がポイントＢの近傍に位置する場合に検出された信号Ｓ（ｔ）を示している。この場合、正弦コイル７と余弦コイル９によって発生される磁界の磁界強度はほぼ等しく、したがって、共振回路に起因する移相がないものと仮定すると、検出された信号Ｓ（ｔ）の位相は直角位相信号Ｑ（ｔ）の位相にπ／４ラジアン（４５°）だけ先行している。
【００３９】
図８Ｃはセンサ素子１がポイントＣの近傍に位置する場合に検出された信号Ｓ（ｔ）を示している。この場合、正弦コイル７によって発生される磁界の磁界強度はほぼゼロであり、したがって、共振回路に起因する移相がないものと仮定すると、検出された信号Ｓ（ｔ）は直角位相信号Ｑ（ｔ）と同相である。
【００４０】
図８Ａから８Ｃによって示されるように、逆相信号
【数１０】
2005507496.tif 000012
および直角位相信号Ｑ（ｔ）が正弦コイル７と余弦コイル９とにそれぞれ印加された場合、検出された信号Ｓ（ｔ）の位相は位置の数値とともに直線的に増加することが分かる。
【００４１】
前述のように、共振回路により移相が誘発されないものと仮定すると、測定方向での各位置ｘについて、同相信号Ｉ（ｔ）および直角位相信号Ｑ（ｔ）が印加されると位置関連移相Φ（ｘ）が誘発され、逆相信号
【数１１】
2005507496.tif 000013
および直角位相信号Ｑ（ｔ）が印加されると位置関連移相Φ（ｘ）が誘発される。実際には、共振回路は移相ΦＲＣを誘発するが、移相ΦＲＣは一般に、正弦コイル７に同相信号Ｉ（ｔ）が印加されても逆相信号
【数１２】
2005507496.tif 000014
が印加されても同じである。したがって、この実施形態では逆相信号
【数１３】
2005507496.tif 000015
が印加された場合に測定された移相が、同相信号Ｉ（ｔ）が印加され場合に測定された移相から減算され、その結果、共振回路によって誘発された移相ΦＲＣが相殺されて、位置依存移相Φ（ｘ）の２倍に等しい合成位相が与えられる。
【００４２】
ここで同相信号Ｉ（ｔ）、直角位相信号Ｑ（ｔ）および逆信号
【数１４】
2005507496.tif 000016
を発生し、検出された信号Ｓ（ｔ）を処理して位置の数値を算定する処理回路を図９を参照して説明する。図９に示すように、処理回路はマイクロプロセッサ４１と、デジタル・コンポーネント６１と、アナログ駆動回路８１と、アナログ信号処理コンポーネント９１とから構成されている。
【００４３】
マイクロプロセッサ４１は搬送波周波数ｆ０の２倍の（すなわち４ＭＨｚの）方形波信号を発生する第一方形波発振子４３を含んでいる。この方形波信号はマイクロプロセッサ４１から直角位相分割ユニット６３へと出力し、これは方形波信号を２分割し、搬送波周波数で同相デジタル搬送波信号＋Ｉを形成し、搬送波周波数で逆相デジタル搬送波信号−Ｉを形成し、これも搬送波周波数で直角位相デジタル搬送波信号＋Ｑを形成する。後述するように、直角位相デジタル搬送波信号＋Ｑは変調されて、正弦コイル７および余弦コイル９に印加される駆動信号が形成され、一方、同相および逆相デジタル搬送波信号±Ｉを利用して、検出された信号Ｓ（ｔ）を復調させるために同期的検出が行われる。
【００４４】
マイクロプロセッサ４１は第二方形波発振子４５も含んでおり、これは変調周波数ｆ１にて変調同期信号ＭＯＤ  ＳＹＮＣを出力して基準タイミングを提供する。変調同期信号ＭＯＤ  ＳＹＮＣはパルス幅変調（ＰＷＭ）式パターン発生器４７に入力され、これは変調周波数ｆ１にて、すなわち３．９ＫＨｚにて変調信号を表す２ＭＨｚのデジタル・データ流を発生する。具体的には、ＰＷＭ式パターン発生器４７は互いに同相の直角位相である２つの変調信号、すなわち余弦信号ＣＯＳと、同相信号Ｉ（ｔ）または逆相信号
【数１５】
2005507496.tif 000017
のいずれであるかに応じて正または負の正弦信号±ＳＩＮを発生する。
【００４５】
余弦信号ＣＯＳはマイクロプロセッサ４１によって出力され、この実施形態では余弦信号を直角位相デジタル搬送波信号＋ＱとミキシングするＮＯＲゲートである第一デジタル・ミキサ６５に印加されて、直角位相信号Ｑ（ｔ）のデジタル表現が生成される。正弦信号±ＳＩＮはマイクロプロセッサによって出力され、直角位相デジタル搬送波信号＋Ｑとともに、この実施形態ではＮＯＲゲートである第二デジタル・ミキサ６７に印加されて、同相信号Ｉ（ｔ）または逆相信号
【数１６】
2005507496.tif 000018
のいずれかのデジタル表現が生成される。第一と第二のデジタル・ミキサ６５、６７から出力されたデジタル信号は第一と第二のコイル駆動回路８３、８５にそれぞれ入力され、次に、コイル駆動器８３、８５によって出力された増幅済み信号が余弦コイル９と正弦コイル７にそれぞれ印加される。
【００４６】
正弦コイル７と余弦コイル９とに印加された駆動信号がデジタル式に生成されると、高周波の調波ノイズが誘発される。しかし、コイル駆動器６５、６７は、余弦コイルおよび正弦コイル７、９の周波数応答特性がそうするように、上記の高周波調波ノイズの一部を除去する。更に、センサ素子１内の共振回路は共振周波数よりも大幅に高い信号には応答せず、したがって、共振回路も不都合な高周波の調波ノイズの一部を濾波して除去する。
【００４７】
前述のように、正弦コイル７と余弦コイル９に印加された信号はセンサ素子１の共振回路に電気信号を誘導し、その結果こんどは検出コイル１１内に検出された信号Ｓ（ｔ）が誘導される。検出された信号Ｓ（ｔ）はアナログ信号処理コンポーネント９１を通される。具体的には、検出された信号Ｓ（ｔ）は、最初は高域フィルタ増幅器９３を通され、増幅器９３は受けた信号を増幅し、（例えば５０Ｈｚの主電源装置からの）低周波ノイズと何らかのＤＣオフセットとを除去する双方の役割を果たす。高域フィルタ９３から出力された増幅済み信号は次に、交差アナログ・スイッチ９５に入力され、交差アナログ・スイッチ９５は直角位相分割器２１によって生成された同相および逆相の方形波搬送波信号±Ｉを使用して、２ＭＨｚの搬送波周波数にて同期的検出を実行する。直角位相デジタル搬送波信号＋Ｑから９０°位相ずれした同相および逆相のデジタル搬送波信号は、正弦コイル７および余弦コイル９に印加される駆動信号を生成するために利用され、前述のように、これはセンサ素子１の共振回路が搬送波信号に対するほぼ９０°の移相を誘発するので、同期的検出のために利用される。
【００４８】
交差アナログ・スイッチ９５から出力される信号は、交差アナログ・スイッチ９５に入力された信号の完全に整流されたバージョンにほぼ対応する（すなわち、信号内の負の電圧の谷がゼロ電圧ラインと重なって、元の電圧ピークの間にある電圧ピークが形成される）。この整流された信号は次に低域フィルタ増幅器９７を通され、これは基本的にＤＣ成分と変調周波数ｆ１での成分とを有する時平均信号または平滑化信号を生成する。ＤＣ成分は同期的検出プロセスによって実行される整流の結果であると見られる。
【００４９】
低域フィルタ増幅器９７から出力された信号は次に、変調周波数ｆ１を中心とする帯域フィルタ増幅器９９に入力され、これがＤＣ成分を除去する。帯域フィルタ増幅器９９から出力された信号は比較器１０１に入力され、これは入力された信号を方形波信号へと変換し、そのタイミングがセンサ素子１の位置を判定するために変調同期信号ＭＯＤ  ＳＹＮＣのタイミングと比較される。
【００５０】
図１０はアナログ信号処理コンポーネント９１をより詳細に示している。図示のように、検出コイル１１の一端は２つの抵抗Ｒ１とＲ２との間に接続され、これらの抵抗は動作アース電圧レベルＶＡＧを設定するため、供給電圧と「真の」アースとの間に直列に接続される。具体的には、この実施形態では、供給電圧は５Ｖであり、２．５Ｖの動作アース電圧レベルを与えるために、抵抗Ｒ１の抵抗値は抵抗Ｒ２の抵抗値に等しい。
【００５１】
図１１Ａは変調同期信号ＭＯＤ  ＳＹＮＣを示し、図１１Ｂは検出コイル１１内に誘導された検出された信号Ｓ（ｔ）を示す。図示のように、検出された信号Ｓ（ｔ）の振幅エンベロープ関数は変調同期信号ＭＯＤ  ＳＹＮＣとは同相ではない。図１１Ｃは、振幅エンベロープ関数にほぼ対応する、低域フィルタ増幅器９７によって出力された信号１１１を示している。図１１Ｄは帯域フィルタ増幅器９９によって出力された信号１１３と、比較器１０１によって出力された方形波１１５とを示している。
【００５２】
この実施形態では、比較器１０１は、帯域フィルタ増幅器９９から出力された信号１１３が基準電圧レベルＶｒｅｆ未満である場合は出力がｈｉｇｈ（すなわち５Ｖ）であり、帯域フィルタ増幅器から出力された信号１１３が基準電圧レベルＶｒｅｆ以上である場合は出力がｌｏｗ（すなわち０Ｖ）である反転比較器である。図１０から分かるように、基準電圧レベルＶｒｅｆは動作アース電圧レベルＶＡＧではなく、むしろ、動作アース電圧レベルＶＡＧと真のアースとの間に接続された２つの抵抗Ｒ３とＲ４の間から引き出された動作アース電圧レベルＶＡＧよりも低い電圧である。それによって、帯域フィルタ増幅器９９から少量のノイズを除いて出力がない場合に、比較器１０１がスプリアス信号を生成することが防止される。しかし、このことは比較器１０１によって出力された信号の立上がり区間および立下り区間が、帯域フィルタ増幅器９９によって出力された信号１１３が動作アース電圧レベルＶＡＧと交差するポイントと一致しないことをも意味する。これが位相エラーを誘発することを回避するため、比較器１０１によって出力された信号１１５のタイミングは、立上がり区間と立下り区間の中点のタイミングによって判定される。具体的には、図１１Ｄに示すように、立下り区間がｔ１の時点にあり、立上がり区間がｔ２の時点にある場合は、測定された時間は（ｔ１＋ｔ２）／２に対応する。
【００５３】
図９に戻ると、比較器１０１から出力された（実際にデジタル信号である）方形波信号は、位相分割器によって出力された直角位相デジタル搬送波信号＋Ｑとともに、この実施形態ではＮＯＲゲートであるデジタル・ゲート６９に印加される。したがって、デジタル・ゲート６９は、比較器１０１からの出力がｌｏｗ（すなわち０Ｖ）である場合は搬送波周波数ｆ０で一連のパルスを出力し、比較器１０１の出力がｈｉｇｈ（すなわち５Ｖ）である場合は信号を出力しない。図１２は更に、以下ではフレームと呼ばれるＭＯＤ  ＳＹＮＣ信号の１周期でのデジタル・ゲート６９からの出力の例を示している。
【００５４】
図９に示すように、デジタル・ゲート６９から出力されたパルスは、マイクロプロセッサ４１の一部を形成するカウンタ４９に入力される。第二方形波発振子４５によって出力されたＭＯＤ  ＳＹＮＣ信号は周波数逓倍器５１に入力され、この実施形態ではこれがＭＯＤ  ＳＹＮＣ信号の周波数を１６倍し、逓倍された信号をカウンタ４９に出力する。逓倍された信号の各周期τＮは以下ではウィンドウと呼ばれるので、フレームはウィンドウ１から１６と呼ばれる１６のウィンドウに対応する。この実施形態では、変調周波数は２ＭＨｚ／２９＝３．９ｋＨｚに設定されている。このことは、各フレームがデジタル・ゲート２５に入力された搬送波信号＋Ｑの５１２周期に相当し、また各ウィンドウが搬送波信号＋Ｑの３２周期（５１２／１６）に対応することを意味する。
【００５５】
カウンタ４９のカウント値はフレーム内の各ウィンドウの後に処理ユニット５３によって記録され、記憶された後、ゼロにリセットされる。このように、各フレームごとに処理ユニットは１６のカウント値を受け、処理ユニットから処理ユニット５３はセンサ素子１の位置を判定し、判定された位置を表す信号を表示コントローラ５５に出力し、判定された位置を示すために、表示コントローラ５５がディスプレイ１５に駆動信号を出力する。
ここで、センサ素子１の位置を判定するために処理ユニット５３によって実行される処理を、図１３から１５を参照してより詳細に説明する。
【００５６】
図１３に示すように、最初に処理ユニット５３は制御信号をＰＷＭ式パターン発生器４７に送り、発生器４７は余弦信号ＣＯＳおよび正の正弦信号＋ＳＩＮを出力することで応答し、それによってステップＳ１で同相信号Ｉ（ｔ）と直角位相信号Ｑ（ｔ）とが正弦コイル７および余弦コイル９にそれぞれ印加される。次に処理ユニット５３はステップＳ３で、同相信号Ｉ（ｔ）と直角位相信号Ｑ（ｔ）とが印加されている間に得られたフレームに相当する１６のカウント値を利用して、検出された信号Ｓ（ｔ）とＭＯＤ  ＳＹＮＣ信号との間の、以下では順方向角度と呼ばれる位相角を測定する。
【００５７】
図１４は順方向角度を測定する主なステップを示している。最初に、処理ユニット５３はステップＳ２１で、帯域フィルタ増幅器９９によって出力された信号１１３が正の方向で基準電圧Ｖｒｅｆと交差する時点に対応するパルスを特定する。具体的には、この「正のゼロ交差」パルスは、それぞれのカウント値が０、０と３２の間の数値ｎ１および３２である（ウィンドウｋ、ｋ＋１、およびｋ＋２と呼ばれる）３つの連続するウィンドウを特定することによって特定される。次に、３２に（ｋ＋１）を乗算し、次にウィンドウｋ＋１のカウント値ｎ１を減算することによって、正のゼロ交差パルスのパルス数Ｐ１が計算される。このように、図１２に示したフレーム例の場合、ｋは３に等しく、正のゼロ交差パルスのパルス数Ｐ１は１２４（すなわち（４×３２）−４）である。
【００５８】
次に、処理ユニット５３はステップＳ２３で、帯域フィルタ増幅器９９によって出力された信号１１３が負の方向で基準電圧Ｖｒｅｆと交差する時点に対応するパルスを特定する。この「負のゼロ交差」パルスは、それぞれのカウント値が３２、０と３２の間の数値ｎ２および０である（ウィンドウｌ、ｌ＋１、およびｌ＋２と呼ばれる）３つの連続するウィンドウを特定することによって特定される。次に、３２にｌを乗算し、ウィンドウｌ＋１のカウント値ｎ２を加算することによって、負のゼロ交差パルスのパルス数Ｐ２が計算される。このように、図１２に示したフレーム例の場合、ｌは１２に等しく、負のゼロ交差パルスのパルス数は３８６（すなわち（１２×３２）＋２）である。
【００５９】
次に処理ユニット５３はステップＳ２５で、パルス数Ｐ１がパルス数Ｐ２よりも大きいか否かを判定する。このことはフレームの始端がパルス・シーケンスの途中で現れた場合に生ずる。パルス数Ｐ１がパルス数Ｐ２よりも大きいものと判定された場合は、処理ユニット５３はステップＳ２７でパルス数Ｐ２の値に５１２（すなわちフレームに対応するパルス数）を加算する。次に処理ユニット５３は、パルス・シーケンスの中点に相当するパルス数を得るためにパルス数Ｐ１とＰ２を平均化し（すなわち（Ｐ１＋Ｐ２／２）、次に、得られたパルス数を３６０／５１２で乗算することによって、フレームの始端からパルス・シーケンスの中点までのタイミングに相当する順方向角度を設定する。
【００６０】
次に処理ユニット５３はステップＳ３１で、順方向角度が３６０°以上であるか否かをチェックする。このことはフレームの始まりがパルス・シーケンスの途中で現れた場合に生ずる。順方向角度が３６０°以上である場合は、処理ユニット５３はステップＳ３３で順方向角度から３６０を減算する。
【００６１】
図１３に戻ると、処理ユニット５３は順方向角度を測定した後、制御信号をＰＷＭ式パターン発生器４７に送り、発生器４７は余弦信号ＣＯＳおよび負の正弦信号−ＳＩＮを出力することで応答し、それによってステップＳ５で逆相信号
【数１７】
2005507496.tif 000019
と直角位相信号Ｑ（ｔ）とが正弦コイル７および余弦コイル９にそれぞれ印加される。次に処理ユニット５３はステップＳ７で、逆相信号
【数１８】
2005507496.tif 000020
と直角位相信号Ｑ（ｔ）とが印加されている間に得られたフレームに相当する１６のカウント値を利用して、検出された信号Ｓ（ｔ）とＭＯＤ  ＳＹＮＣ信号との間の、以下では逆方向角度と呼ばれる逆相角度を測定する。
【００６２】
図１５は逆方向角度を測定する主なステップを示している。最初に、処理ユニットは順方向角度の計算について前述したと同様の態様で、ステップＳ４１で、正のゼロ交差パルスのパルス数Ｐ１およびＰ２を判定する。次に処理ユニット５３はステップＳ４５で、パルス数Ｐ１がパルス数Ｐ２よりも大きいか否かを判定する。そうである場合は、処理ユニットはステップＳ４７でパルス数Ｐ２の数値に５１２を加算する。
【００６３】
次に処理ユニット５３はステップＳ４９で、パルス・シーケンスの中点に相当するパルス数を得るためにパルス数Ｐ１とＰ２を平均化し、次に、得られたパルス数を３６０／５１２で乗算し、かつ乗算の結果を３６０から減算することによって、フレームの始端からパルス・シーケンスの中点までのタイミングに相当する逆方向角度を設定する。次に処理ユニット５３はステップＳ５１で、逆方向角度が０°未満であるか否かをチェックする。このことはパルス・シーケンスが２つのフレームにまたがっている場合に生じ、そうである場合は、ステップＳ５３で逆方向角度に３６０を加算する。
【００６４】
図１３に戻ると、処理ユニット５３は次にステップＳ９で、前述のようにセンサ素子１内に共振回路によって誘導された固定移相ФＲＣを除去する順方向角度と逆方向角度とを平均して、センサ素子１の位置を表す平均角度を与える。処理ユニット５３は次にステップＳ１１で、平均角度をある倍率で乗算することによって平均角度を位置の数値へと変換する。次に位置の数値はディスプレイ１５に表示される。
【００６５】
修正およびその他の実施形態
共振回路によって誘発される移相ФＲＣの量は変調周波数ｆ１によって左右される。何故ならば、変調周波数が低いほど、正弦コイル７と余弦コイル９によって生成される磁界の周波数成分は周波数が近い。例えば、変調周波数ｆ１が品質係数の１０倍で分割された共振周波数に等しい場合は、位相オフセットФＲＣは約１０°であるのに対して、変調周波数ｆ１が品質係数の１００倍で分割された共振周波数に等しい場合は、位相オフセットФＲＣは約１°である。このことは、変調周波数ｆ１をできるだけ低くすべきであることを暗示している。しかし、変調周波数を低減することの欠点は、フレームの継続期間が長くなり、したがって測定に要する時間が長引き、更新速度が低下することである。
【００６６】
前述のように、共振回路によってセンサ素子１に誘発された移相ФＲＣは、正弦コイル７に印加される信号の位相が測定ごとに逆である２度の位置測定を効果的に実行することによって除去される。代替実施形態では、測定の更新速度を高めるという利点を有する移相ФＲＣの値を算定するため、逆測定は断続的に実行するだけでよいことが理解されよう。あるいは、工場での較正によって算定された移相ФＲＣの所定値を単独の位相測定から減算することも可能であろう。しかし、それは好ましくない。何故ならば、それは共振周波数ｆｒｅｓおよび共振回路の品質係数に影響を及ぼし、したがって移相ФＲＣを変化させる環境要因を許容し得ないからである。
【００６７】
逆方向角度が順方向角度に加算されるのではなく、それから減算される場合は、位置依存移相Ф（ｘ）が除去されて、移相ФＲＣの２倍に等しい値が残されることが理解されよう。移相ФＲＣが環境要因に応じて変化するので、移相ФＲＣを測定することで環境要因を示すことができる。したがって、前述の誘導性センサを、例えば温度センサとして（湿度が一定の環境で）、または湿度センサとして（温度が一定の環境で）利用することも可能であろう。標準的には、これには誘導性センサの制御回路に、測定された移相ФＲＣと環境要因の対応値との間の工場較正を記憶しておくことが含まれよう。
【００６８】
本発明の一実施形態では、前述の誘導性センサは容器内の液体の温度を遠隔検知するために使用される。具体的には、センサ素子１が容器内に設置されて液体に浸される一方で、正弦コイル７、余弦コイル９、および検出コイル１１は容器の外側の近傍に配置される。前述のように順方向角度と逆方向角度とが計算され、次に加算されて移相ФＲＣを表す数値が与えられる。次に処理ユニット５３が、測定された移相ФＲＣと温度との間の工場較正を記憶する参照用テーブルにアクセスすることで、温度の値が得られる。センサ素子は液体に浸されるので、湿度が一定の環境で有効であることが理解されよう。更に、誘導性センサを使用する利点は、センサ素子から電気信号を得るために、容器に穴をあける必要がないことであることも理解されよう。
【００６９】
本発明による誘導性センサの別の用途は、衣類乾燥機の排気管内の湿度を検出することであり、これは乾燥サイクルを最適化するのに有用である。
環境要因の検出は相対移動する２つの部材の相対位置を検出する代わりに、またはそれに加えて実行可能であることが理解されよう。
【００７０】
前述の実施形態では、正弦コイル７と余弦コイル９とは、ＰＣＢ５に対して垂直な全磁界成分への相対的な寄与が測定方向に沿った位置に応じて変化するように構成されている。具体的には、正弦コイルおよび余弦コイルは交互に撚ったループ構造を有している。しかし、最終的に検出される合成信号に現れる第一と第二の送信信号の相対的な比率が、測定方向でのセンサ素子の位置に左右されるようにするという目的を達成する送信空中線を形成するために、著しく多様な異なる形状の励磁巻線を使用できることは、この分野の当業者には明らかであろう。
【００７１】
説明している実施形態では、励磁巻線はプリント基板上の導電性トラックによって形成されるが、別の平坦な基板上に備えてもよく、または充分な剛性があれば自立形でもよいであろう。更に、励磁巻線は必ずしも平坦である必要はないが、それは、例えば円筒形巻線をその円筒軸に沿って移動するセンサ素子とともに使用できるからである。
【００７２】
温度や湿度のような環境要因だけを測定するために誘導性センサが使用される場合は、磁界の位相を位置に応じて変化させる必要がないので、送信空中線だけを使用することができよう。
【００７３】
上記の実施形態では、正弦コイル７と余弦コイル９のそれぞれに印加される第一と第二の励磁信号を発生するため、一対の直角位相変調信号が搬送波信号に加えられる。しかし、これは必ずしも不可欠ではない。何故ならば、第一と第二の励磁信号からの相対的な寄与を合成信号の処理によって導出できるように、励磁信号の成分を搬送する情報がある程度別個のものであればよいからである。例えば、変調信号は、ある周波数と９０°以外の量で異なる位相を有することができよう。あるいは、変調信号が僅かに異なる周波数を有することで、２つの信号間に継続的に変化する位相差を誘発するようにもできよう。
【００７４】
上記の実施形態では、受動共振子が使用される。しかし環境によっては、共振子に誘導される信号が著しく増幅され、信号処理回路への要求が軽減されるように、電動共振子を使用することが有利であることもあろう。
【００７５】
合成信号の情報搬送成分の位相を検出する代わりに、一方は同相変調信号を用いた同期的な検出であり、他方は直角位相変調信号を用いた同期的な検出である並行した合成信号の検出を行い、次に、復調された信号の検出された大きさの比率に逆正接演算を実行することも可能である。このような実施形態では、変調信号が比較的低い周波数を有することができるように、搬送波周波数信号と変調信号とを含む励磁信号を利用することによって、変調信号の大きさの検出と、次の逆正接計算（または参照用テーブルの参照）は、搬送波周波数からの逓降変換後にデジタル・ドメインで実行可能である。搬送波周波数からベースバンドへの逓降変換後に信号の一部を搬送する情報を検出する代替方法は、高速フーリエ変換による検出を行うことであろう。理解されるように、これは幾つかの付加的な特別の専用ハードウエア（例えばアプリケーション専用の集積回路）を使用するか、またはマイクロプロセッサを適宜にプログラミングすることによって可能であろう。このような検出方法は、標的の１つ以上の自由度が検出されるような機構で特に便利であろう。
【００７６】
記載の実施形態では、誘導性センサは直線に沿った測定方向で第二の部材（すなわちＰＣＢ５）に対する第一の部材（すなわちセンサ素子１）の直線位置を測定するために使用される。あるいは、当業者には明らかな態様で正弦コイルと余弦コイルのレイアウトを変更することによって、例えば円のような曲線に沿って直線位置を測定するように誘導性部材を構成することもできよう（すなわち回転式位置センサ）。第二の部材に対する第一の部材も位置を知られているタイミングで連続的に測定することによって、誘導性センサを速度検出器として使用することもできる。更に、位置座標系に対する第二の部材の位置を検出するために、追加の位置検出デバイスを含めることによって（例えばＧＰＳセンサ、慣性ジャイロスコープ、コンパスなど）、位置座標系内の第一の部材の位置を判定することができる。
【００７７】
一実施形態では、記載の実施形態のプリント基板上に第二の一対の励磁巻線が形成され、この第二対の励磁巻線は、磁界全体に対する相対的な寄与が、記載の実施形態の測定方向に対して垂直な方向に沿った位置に応じて変化するように構成される。第二対の励磁信号はそれぞれ第二対の励磁巻線に印加され、搬送波は同じであるが、正弦コイル７および余弦コイル９に印加される第一対の励磁信号の変調周波数とは異なる変調周波数が用いられる。このような構成では、同時に送信されるように、一対の励磁巻線は有利には全て同時に励磁される。合成信号は送信された全ての信号を単一信号に合成し、その後、この信号は単一のアナログ処理チャネルを用いて処理される。
【００７８】
具体的には、合成された単一信号は共通のアナログ処理コンポーネントを利用して搬送波周波数にて濾波され、増幅され、かつ同期的に検出されるので、その結果生じた復調信号は各変調周波数で移相信号を含んでいる。次に、各変調周波数を絶縁するために並列に備えられた帯域フィルタのセット（アナログまたはデジタル）および位相関連信号を導出するためのデジタル・エレクトロニクスによって、または復調された信号をデジタル化し、かつ高速フーリエ変換法を利用して、各変調周波数の移相を判定することができる。変調周波数の全てが共通の基本周波数の倍数であれば、高速フーリエ変換法は特に簡単である。対応する軸に沿った第一の部材の位置を判定するために、各復調周波数での移相を利用することができる。
【００７９】
ある実施形態では、第一の部材は共振回路よりも大幅に大きい。この場合は、第一の部材の動きを正確に特定することは困難であることがある。例えば、共振周回路は直線的に移動し、一方、第一の部材の動きは回転成分を含んでいる。第一の部材のそれぞれ異なる位置に取付けられた、それぞれ異なる共振周波数を有する２つの共振回路を使用することによって、第一の部材に関するより精確な情報を得ることができる。各共振回路の位置は、搬送波周波数ｆ０をその共振回路用の共振周波数に同調させることによって個別に測定でき、第一の部材の位置と配向に関するより精確な情報を与えるため、２つの位置を処理することができる。
【００８０】
前述のように、誘導性センサは位置に加えて環境上のパラメータを測定するためにも利用できる。ある実施形態では、第一センサは異なる共振周波数を有する、同位置に配置された２つの共振回路を含んでおり、一方の共振回路は環境要因から比較的影響を受けないコンポーネントを含んでいるので、共振周波数は比較的安定しており、これに対して、他方の共振回路は環境要因に応じて比較的敏感に変化する共振周波数を有している。このように、移相фＲＣを修正せずに各共振回路ごとの位置測定を行うことによって、位置測定の差は環境パラメータの尺度になることができる（例えば、湿度が一定の環境での温度、または温度が一定の環境での湿度）。更に、測定方向（単数または複数）での２つの共振回路の相対位置が判明していれば、これらの共振回路を同位置に配置することは必ずしも必要ない。
【００８１】
搬送波信号の位相は前述の実施形態と同様に、全ての送信コイルで同一であることが好適である。というのは、そうでないと情報を搬送する変調信号に移相が誘発され、位相エラー、ひいては位置エラーが発生してしまうからである（それが生ずるのは、同期検出器の利得が搬送波信号の位相に敏感であるためである）。したがって、共通の搬送波信号を使用し、かつ信号発生器からコイル・ドライバまで同類の経路をしなえることが好適である。
【００８２】
上記の実施形態で、変調信号は正弦信号のデジタル表現として記述されている。これは厳密に必要なものではなく、簡単なエレクトロニクスを使用して、より簡単に発生できる変調信号を使用することが便利である。例えば、変調信号は三角波形のデジタル表現であってもよいであろう。変調の位相は、変調される信号の基本周波数を見て調べるだけで、すなわち三角波形に存在するより高い調波を濾波して除去することで、通常の方法でデコード可能である。ある種のフィルタリングは送信空中線と受信空中線の物理的および電気的プロパティ、および両者の電磁結合の結果としてなされることに留意されたい。あるいは、フィルタリングを利用しなくても、復調された波形のゼロ交差点はなお、参照用テーブルまたは同類の技術を利用して位置の直線的測定に変換可能な、非直線的ではあるが、ある種予測可能な態様で標的の位置に応じて変化する。
【００８３】
例えば外部デバイスから派生する不都合なノイズへの感受性を最小限にするには、第一の検出コイルを平衡するために受信空中線に１つ以上の追加の検出コイルを追加してもよい。このような追加の検出コイルは好適には、検出コイルによって受信された信号が移動可能な２つの部材の相対位置に応じて変化しないように、測定経路に対して横向きにずらされる。しかし、検出される信号は、位相情報だけが必要な合成信号であるので、それは必ずしも不可欠ではない。
【００８４】
上記の実施形態では、測定経路は２つの送信コイル（すなわち正弦コイル７と余弦コイル９）の空間的バリエーションの単一周期だけに延びている。しかし、必ずしもそうである必要はなく、測定経路は送信コイルの空間的バリエーションの単一周期以上、またはそれ以下に亘って延びていてもよい。このような場合は、周期の不明確さを解消するための機構を含めることが好適である（すなわち、合成信号の情報搬送成分の基本位相が、送信コイルの異なる空間的周期の同じ対応位置で同一であるという事実である）。空間的周期の不明確さを克服するために利用できる機構には、例えば単一地点の位置センサによって検出された単一の規準位置を備え（例えば、第一と第二の送信空中線を加えるため、異なる変調周波数の第三の送信信号を送信する、ローカライズされた単一の送信コイルを有することによって、または光学スイッチを使用して）、その後で、基準位置からの周期をカウントし、センサ素子が目下位置している特定周期の記録をマイクロプロセッサ内のレジスタに保存することが含まれる。あるいは、バーニア目盛り効果を得るための僅かに変化する空間周波数、または大規模な送信コイル・セットを使用した位置の粗検出を行い、また小規模の送信コイルを使用した位置の微検出を行うための大幅に変化する空間周波数のいずれかで、異なる変調周波数で送信する（または時分割式に送信する）追加の送信コイル・セットを使用することもできよう。
【００８５】
記載の実施形態では、単一の共振回路はセンサ素子１上に形成され、正弦コイル７、余弦コイル９、および検出コイル１１に対するセンサ素子１の配向は固定的である。測定の一貫性にとって、配向が固定的であるか判明していることが好適であるが、特定の配向は不可欠ではない。
【００８６】
用途によっては、センサ素子１の配向にどのような制約も加えないようにすることが望ましい。例えば、センサ素子が液体の水面に浮いている液体レベル・センサ（例えば、洗剤などを保存する容器内の液体レベル・センサ）の場合、センサ素子の動きに制約が加わると、センサ素子は長期間の使用後に動かなくなってしまって、液体レベルの適正な表示ができない。このような用途では、センサ素子は液体面に自由に浮き、センサ素子の配向に関わらずその位置を検出できるように、それぞれ異なる配向の複数個の共振回路を備えていることが好適である。必要があれば、可能性があるすべての共振周波数を走査し、受信信号の強度を測定することによって、センサ素子の配向も検出できるように、各共振回路ごとの共振周波数を異なるようにすることもできる。
【００８７】
記載の実施形態の利点は、検出素子の位置を判定するのに必要なデジタル処理が極めて簡単なので、従来のマイクロプロセッサ・チップによって実行される短いコードで実施できることにある。したがって、困難で時間がかかることで有名なタスクである、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を開発する必要がない。専用マイクロプロセッサは必要ないので、例えば家庭用電気器具の制御のような付加的な機能を実行するマイクロプロセッサを使用できることが理解されよう。
【００８８】
記載の実施形態では、それがデジタル処理技術に好適であるので、３．９ｋｈｚの変調周波数が利用されている。このことは１００Ｈｚから１００ＫＨｚの範囲の周波数に一般に当てはまる。
【００８９】
記載の実施形態では、２ＭＨｚの搬送波周波数が利用されている。１ＭＨｚ以上の搬送波周波数を利用することによって、センサ素子の小型化が促進される。しかし、用途によっては、１００ＫＨｚ未満の搬送波周波数を利用することが望ましい場合もある。それは例えば、非金属ステンレススチールの薄板がセンサ素子を励磁巻線およびセンサ巻線から遮断している場合であり、その理由は非磁性体ステンレススチールの浸透厚さは周波数が低いほど厚いからである。
【００９０】
記載の実施形態では、励磁巻線（すなわち正弦コイル７と余弦コイル９）は共振回路を介してセンサ巻線（すなわち検出コイル１１）と電磁的に結合されている。あるいは、励磁巻線は透磁性素子、または（励磁信号の調波で信号を発生する磁気抵抗素子のような）調波素子を介してセンサ巻線に結合することもできよう。更に、センサ巻線または励磁巻線のいずれかをセンサ素子上に形成できるので、励磁巻線とセンサ巻線との間に中間結合コンポーネントを使用する必要はない。しかし、センサ素子に電気的接続を行う必要があるので、そうすることは好ましくはない。ある実施形態では、センサ巻線はセンサ素子上に共振回路の一部を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】位置センサの概略透視図である。
【図２】図１に示した位置センサの主要コンポーネントの概略図である。
【図３】図１に示した位置センサの一部を形成する正弦コイル、余弦コイル及び検出コイルの構成図である。
【図４】図１に示した位置センサの一部を形成するセンサ素子の図面である。
【図５Ａ】図４に示したセンサ素子の一部を形成する共振回路に誘導される信号の位相が駆動信号の周波数に応じて変化する態様を示す概略図である。
【図５Ｂ】図４に示したセンサ素子の一部を形成する共振回路に誘導される信号の振幅が駆動信号の周波数に応じて変化する態様を示す概略図である。
【図６Ａ】図３（Ｂ）に示した余弦コイルに印加される信号を示すタイミング図である。
【図６Ｂ】図３（Ａ）に示した正弦コイルに印加される第一の信号を示すタイミング図である。
【図６Ｃ】図３（Ａ）に示した正弦コイルに印加される第二の信号を示すタイミング図である。
【図７Ａ】センサ素子の３つの異なる位置で、図６Ａに示した信号が余弦コイルに印加され、図６Ｂに示した信号が正弦コイルに印加される場合に、図３（Ｃ）に示した検出コイルに誘導される信号を示すタイミング図である。
【図７Ｂ】センサ素子の３つの異なる位置で、図６Ａに示した信号が余弦コイルに印加され、図６Ｂに示した信号が正弦コイルに印加される場合に、図３（Ｃ）に示した検出コイルに誘導される信号を示すタイミング図である。
【図７Ｃ】センサ素子の３つの異なる位置で、図６Ａに示した信号が余弦コイルに印加され、図６Ｂに示した信号が正弦コイルに印加される場合に、図３（Ｃ）に示した検出コイルに誘導される信号を示すタイミング図である。
【図８Ａ】センサ素子の３つの異なる位置で、図６Ａに示した信号が余弦コイルに印加され、図６Ｃに示した信号が正弦コイルに印加される場合に、図３（Ｃ）に示した検出コイルに誘導される信号を示すタイミング図である。
【図８Ｂ】センサ素子の３つの異なる位置で、図６Ａに示した信号が余弦コイルに印加され、図６Ｃに示した信号が正弦コイルに印加される場合に、図３（Ｃ）に示した検出コイルに誘導される信号を示すタイミング図である。
【図８Ｃ】センサ素子の３つの異なる位置で、図６Ａに示した信号が余弦コイルに印加され、図６Ｃに示した信号が正弦コイルに印加される場合に、図３（Ｃ）に示した検出コイルに誘導される信号を示すタイミング図である。
【図９】図１に示した位置センサの処理回路をより詳細に示したブロック図である。
【図１０】図９に示した処理回路のアナログ信号処理コンポーネントをより詳細に示した図面である。
【図１１Ａ】図９に示した処理回路内の様々な位置での信号を示したタイミング図である。
【図１１Ｂ】図９に示した処理回路内の様々な位置での信号を示したタイミング図である。
【図１１Ｃ】図９に示した処理回路内の様々な位置での信号を示したタイミング図である。
【図１１Ｄ】図９に示した処理回路内の様々な位置での信号を示したタイミング図である。
【図１２】図９に示した処理回路一部を形成するマイクロプロセッサで受信されたパルスを示すタイミング図である。
【図１３】図１に示した位置センサのセンサ素子の位置を計算するために実行される演算を示すフローチャートである。
【図１４】図１に示した位置センサのセンサ素子の位置を計算するために利用される順方向角度を計算するために実行される演算をより詳細に示すフローチャートである。
【図１５】図１に示した位置センサのセンサ素子の位置を計算するために利用される順方向角度を計算するために実行される演算をより詳細に示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2005507496.tif 000110
2005507496.tif 000111
2005507496.tif 000112