(57)【要約】【課題】位置センサにおいて、回路を簡素化する。【解決手段】位置センサ１は、第１の所定の形状の正弦コイル３と、第２の所定形状の余弦コイル４と、正弦コイル３及び余弦コイル４から送波される電磁波を受波する受波コイル５とを備える。また、位置センサ１は、受波コイル５と共振回路を構成するコンデンサ２１と、正弦コイル３及び余弦コイル４に矩形波を入力する送波波形生成部２２と、受波コイル５の出力に基いてターゲット２の位置を検知する位置検知部２３とを備える。送波波形生成部２２は、正弦コイル３及び余弦コイル４に、共振回路の共振周波数と同じ周波数で互いに異なる位相の矩形波を入力する。受波コイル５の出力は、共振回路で共振することにより、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい出力となる。従って、矩形波の生成において、変調回路が不要であり、また、受波コイル５の出力に基くターゲット２の位置の検知において、復調回路が不要である。【選択図】図２
2015145786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送波するための第１の所定の形状の第１の送波コイルと、
電磁波を送波するための前記第１の所定の形状と異なる第２の所定の形状の第２の送波コイルと、
前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルから送波される電磁波を受波するための受波コイルと、
前記第１の送波コイル、前記第２の送波コイル、及び前記受波コイルのうちの少なくとも一つと共振回路を構成するコンデンサと、
前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルに前記共振回路の共振周波数と同じ周波数で互いに異なる位相の矩形波を入力する送波波形生成部と、
前記送波波形生成部が前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルに矩形波を入力することにより前記受波コイルから得られる出力に基いて、前記第１及び第２の送波コイルと前記受波コイルに対して移動可能に設けられるターゲットの位置を検知する位置検知部とを備える、ことを特徴とする位置センサ。
【請求項２】
前記送波波形生成部は、互いの位相関係が第１の所定の位相関係にある矩形波を前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルに入力する第１のモードと、互いの位相関係が前記第１の所定の位相関係とは異なる第２の所定の位相関係にある矩形波を前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルに入力する第２のモードとを有し、
前記位置検知部は、
前記第１のモードにおいて前記受波コイルから得られる第１の出力信号、及び前記第２のモードにおいて前記受波コイルから得られる第２の出力信号に基いて、これらの出力信号の位相に含まれる、前記ターゲットの位置に対応する位相成分を求める位相計測部と、
前記位相計測部により計測した前記ターゲットの位置に対応する位相成分を前記ターゲットの位置に変換する出力変換部とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の位置センサ。
【請求項３】
前記位相計測部は、前記第１の出力信号の位相及び前記第２の出力信号の位相を計測し、これら第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相に基いて、前記ターゲットの位置に対応する位相成分を求める、ことを特徴とする請求項２に記載の位置センサ。
【請求項４】
前記送波波形生成部は、互いの位相関係が第１の所定の位相関係にある矩形波を前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルに入力する第１のモードと、互いの位相関係が前記第１の所定の位相関係とは異なる第２の所定の位相関係にある矩形波を前記第１の送波コイル及び前記第２の送波コイルに入力する第２のモードとを有し、
前記位置検知部は、
前記第１のモードにおいて前記受波コイルから得られる第１の出力信号の位相、及び前記第２のモードにおいて前記受波コイルから得られる第２の出力信号の位相を計測する位相計測部と、
前記位相計測部により計測した第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相に基いて、これらの出力信号の位相に含まれる位相オフセット成分を求め、前記第１の出力信号の位相及び前記第２の出力信号の位相に含まれる前記ターゲットの位置に対応する位相成分を、前記位相オフセット成分に基いて調整して求める位相調整部と、
前記位相調整部により求めた前記ターゲットの位置に対応する位相成分を前記ターゲットの位置に変換する出力変換部とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の位置センサ。
【請求項５】
前記位相計測部は、基準となる所定のタイミングから前記第１の出力信号の極性が変化するまでの時間に基いて、前記第１の出力信号の位相を計測し、基準となる所定のタイミングから前記第２の出力信号の極性が変化するまでの時間に基いて、前記第２の出力信号の位相を計測する、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の位置センサ。
【請求項６】
前記位相計測部は、前記第１の出力信号を前記矩形波の半周期の整数倍とは異なる所定の周期で少なくとも３回サンプリングした値に基いて、前記第１の出力信号の位相を計測し、前記第２の出力信号を前記矩形波の周期の整数倍とは異なる所定の周期で少なくとも３回サンプリングした値に基いて、前記第２の出力信号の位相を計測する、ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の位置センサ。
【請求項７】
前記位相計測部は、前記矩形波の周期の整数倍の時間を１周期とし、この１周期内に少なくとも３回サンプリングした値を１周期分のデータとした場合における、複数周期分のデータを利用して、前記第１の出力信号の位相及び前記第２の出力信号の位相を計測する、ことを特徴とする請求項３、請求項４、及び請求項６のいずれか一項に記載の位置センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁結合を利用してターゲットの位置を検知する位置センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、正弦コイル及び余弦コイルに正弦波及び余弦波を入力し、受波コイルから得られる出力に基いて、ターゲットの位置を検知する位置センサが知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。この位置センサは、正弦コイル及び余弦コイルに正弦波及び余弦波を入力すると、受波コイルの出力信号の位相がターゲットの位置によって異なることから、受波コイルの出力信号の位相を計測することで、ターゲットの位置を検知するものである。
【０００３】
この位置センサは、高周波信号を変調することによって正弦波及び余弦波を生成し、この高周波信号を変調して生成した正弦波及び余弦波を正弦コイル及び余弦コイルに入力するようになっている。そして、受波コイルの出力信号を復調し、この復調した信号の位相を計測するようになっている。
【０００４】
また、この位置センサは、第１のモードにおいて、第１の位相関係にある正弦波及び余弦波を正弦コイル及び余弦コイルに入力し、第２のモードにおいて、第２の位相関係にある正弦波及び余弦波を正弦コイル及び余弦コイルに入力するようになっている。そして、第１のモードでの受波コイルの出力信号の位相と第２のモードでの受波コイルの出力信号の位相を計測し、これらの位相に基いて、ターゲットの位置に対応する位相成分を求めるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５１５６７４号公報
【特許文献２】特表２００５−５０７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の位置センサにおいては、正弦コイル及び余弦コイルに入力する正弦波及び余弦波を生成するための変調回路が必要であり、また、受波コイルの出力信号を復調するための復調回路が必要である。このため、回路が複雑である。
【０００７】
また、従来の位置センサにおいては、受波コイルの出力信号を復調するためにローパスフィルタを使用している。従って、位相の計測は、ローパスフィルタの出力波形が落ち着くまで待たなければならない。ローパスフィルタは、ゆっくりした波を取り出すためのものなので、時定数が大きく、ローパスフィルタの出力波形が落ち着くまでの時間が長い。このため、位相の計測に要する時間が長くなり、ターゲットの位置の検知に要する時間が長くなる。
【０００８】
また、従来の位置センサにおいては、ローパスフィルタを使用しているために、第１のモードから第２のモードに替わるときに、ローパスフィルタによる悪影響が生じる。すなわち、第１のモードから第２のモードに替わるときに、ローパスフィルタの影響によって、位相計測値が変化する。そこで、このローパスフィルタによる悪影響を回避するために、第１のモードから第２のモードに替わるときに、位相のギャップが生じないように（波形が連続するように）、第２のモードの初期位相を調整している。すなわち、第２のモードにおいて正弦コイル及び余弦コイルに入力する正弦波及び余弦波の位相を調整している。この調整は、前回の位相の計測値をフィードバックし、前回の位相の計測値に基いて、位相のギャップが生じないようにするには第２のモードの初期位相をどのようにすればよいのかを計算して行っている。このため、第２のモードの初期位相を調整するための回路（前回の位相の計測値をフィードバックする回路や第２のモードの初期位相を計算する回路など）が必要であり、回路が複雑である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、回路を簡素化することができる位置センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の位置センサは、電磁波を送波するための第１の所定の形状の第１の送波コイルと、電磁波を送波するための第１の所定の形状と異なる第２の所定の形状の第２の送波コイルと、第１の送波コイル及び第２の送波コイルから送波される電磁波を受波するための受波コイルと、第１の送波コイル、第２の送波コイル、及び受波コイルのうちの少なくとも一つと共振回路を構成するコンデンサと、第１の送波コイル及び第２の送波コイルに共振回路の共振周波数と同じ周波数で互いに異なる位相の矩形波を入力する送波波形生成部と、送波波形生成部が第１の送波コイル及び第２の送波コイルに矩形波を入力することにより受波コイルから得られる出力に基いて、第１及び第２の送波コイルと受波コイルに対して移動可能に設けられるターゲットの位置を検知する位置検知部とを備える、ものである。
【００１１】
本発明の位置センサにおいて、送波波形生成部は、互いの位相関係が第１の所定の位相関係にある矩形波を第１の送波コイル及び第２の送波コイルに入力する第１のモードと、互いの位相関係が第１の所定の位相関係とは異なる第２の所定の位相関係にある矩形波を第１の送波コイル及び第２の送波コイルに入力する第２のモードとを有し、位置検知部は、第１のモードにおいて受波コイルから得られる第１の出力信号、及び第２のモードにおいて受波コイルから得られる第２の出力信号に基いて、これらの出力信号の位相に含まれる、ターゲットの位置に対応する位相成分を求める位相計測部と、位相計測部により計測したターゲットの位置に対応する位相成分をターゲットの位置に変換する出力変換部とを有する、ことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の位置センサにおいて、位相計測部は、第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相を計測し、これら第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相に基いて、ターゲットの位置に対応する位相成分を求める、ことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の位置センサにおいて、送波波形生成部は、互いの位相関係が第１の所定の位相関係にある矩形波を第１の送波コイル及び第２の送波コイルに入力する第１のモードと、互いの位相関係が第１の所定の位相関係とは異なる第２の所定の位相関係にある矩形波を第１の送波コイル及び第２の送波コイルに入力する第２のモードとを有し、位置検知部は、第１のモードにおいて受波コイルから得られる第１の出力信号の位相、及び第２のモードにおいて受波コイルから得られる第２の出力信号の位相を計測する位相計測部と、位相計測部により計測した第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相に基いて、これらの出力信号の位相に含まれる位相オフセット成分を求め、第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相に含まれるターゲットの位置に対応する位相成分を、位相オフセット成分に基いて調整して求める位相調整部と、位相調整部により求めたターゲットの位置に対応する位相成分をターゲットの位置に変換する出力変換部とを有する、ことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の位置センサにおいて、位相計測部は、基準となる所定のタイミングから第１の出力信号の極性が変化するまでの時間に基いて、第１の出力信号の位相を計測し、基準となる所定のタイミングから第２の出力信号の極性が変化するまでの時間に基いて、第２の出力信号の位相を計測する、ことが好ましい。
【００１５】
また、本発明の位置センサにおいて、位相計測部は、第１の出力信号を矩形波の半周期の整数倍とは異なる所定の周期で少なくとも３回サンプリングした値に基いて、第１の出力信号の位相を計測し、第２の出力信号を矩形波の周期の整数倍とは異なる所定の周期で少なくとも３回サンプリングした値に基いて、第２の出力信号の位相を計測する、ことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の位置センサにおいて、位相計測部は、矩形波の周期の整数倍の時間を１周期とし、この１周期内に少なくとも３回サンプリングした値を１周期分のデータとした場合における、複数周期分のデータを利用して、第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相を計測する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、受波コイルからの出力は、第１の送波コイル、第２の送波コイル、及び受波コイルのうちの少なくとも一つとコンデンサとにより構成される共振回路の働きによって、共振回路を用いない場合と比較して、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい出力となる。これにより、従来の位置センサと比較して、回路を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る位置センサの構成を示す斜視図、（ｂ）は同平面図。
【図２】同位置センサの構成を示す電気的ブロック構成図。
【図３】（ａ）は同位置センサの第１の入力モードで正弦コイル及び余弦コイルに入力する矩形波と、受波コイルの出力信号を示す波形図、（ｂ）は同第２の入力モードで正弦コイル及び余弦コイルに入力する矩形波と、受波コイルの出力信号を示す波形図。
【図４】（ａ）は共振回路を構成していない場合の受波コイルの出力信号を示す波形図、（ｂ）は本発明の位置センサにおける共振回路を構成している場合の受波コイルの出力信号を示す波形図。
【図５】同位置センサの、第１の出力信号の位相オフセットと第２の出力信号の位相オフセットが互いに等しい場合の、ターゲットの位置と第１の出力信号の位相及び第２の出力信号の位相との関係を示す図。
【図６】同位置センサの位相計測部における受波コイルの出力信号の位相に対応する位相対応時間の計測方法を説明する図。
【図７】同位置センサの受波コイルの出力信号に含まれるターゲットの位置に対応する位相成分の計測値を示す図。
【図８】同位置センサの別の構成を示す電気的ブロック構成図。
【図９】同位置センサのさらに別の構成を示す電気的ブロック構成図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る位置センサの構成を示す電気的ブロック構成図。
【図１１】同位置センサの位相調整部における位相調整処理を示すフローチャート。
【図１２】（ａ）は同位置センサの位相オフセットが正の値の場合の調整前の位相計測値を示す図、（ｂ）は同調整後の位相計測値を示す図。
【図１３】（ａ）は同位置センサの位相オフセットが負の値の場合の調整前の位相計測値を示す図、（ｂ）は同調整後の位相計測値を示す図。
【図１４】同位置センサの受波コイルの出力信号に含まれるターゲットの位置に対応する位相成分の計測値を示す図。
【図１５】同位置センサの位相調整部における別の位相調整処理を示すフローチャート。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る位置センサの構成を示す電気的ブロック構成図。
【図１７】同位置センサのＡＤタイミング生成部及びＡＤ変換部による受波コイルの出力信号のダウンサンプリングを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態による位置センサについて図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態による位置センサの構成を示す。位置センサ１は、検知対象である金属性（導体）のターゲット２と、ターゲット２の位置を検知するための正弦コイル（第１の送波コイル）３、余弦コイル（第２の送波コイル）４、受波コイル５、及び処理回路部６とを備える。位置センサ１は、ターゲット２の位置によって正弦コイル３及び余弦コイル４と受波コイル５との電磁結合が異なることを利用して、ターゲット２の位置を検知するものである。
【００２０】
正弦コイル３、余弦コイル４、受波コイル５、及び処理回路部６は、回路基板７に設けられている。回路基板７は、多層基板であり、回路基板７の表層に正弦コイル３及び受波コイル５が形成され、回路基板７の内層に余弦コイル４が形成されている。正弦コイル３と余弦コイル４は、回路基板７の表面に垂直な方向に互いに重なるように形成されており、受波コイル５は、正弦コイル３及び余弦コイル４を囲うように形成されている。正弦コイル３、余弦コイル４、及び受波コイル５は、処理回路部６に接続されている。
【００２１】
ターゲット２は、金属性（導体）であり、可動体８の先端に設けられている。可動体８は、非金属性（絶縁体）である。可動体８は、不図示の支持体によって、回路基板７に対して、直線状に往復移動可能に支持されている。つまり、ターゲット２は、正弦コイル３、余弦コイル４、及び受波コイル５に対して、直線状に往復移動可能に設けられている。また、ターゲット２は、回路基板７の表面に隣接した場所を、回路基板７の表面と平行に移動可能に設けられている。
【００２２】
正弦コイル３及び余弦コイル４は、電磁波を送波（電磁場を励起）するためのコイルであり、受波コイル５は、正弦コイル３及び余弦コイル４から送波される電磁波を受波する（励起される電磁場を受ける）ためのコイルである。処理回路部６は、正弦コイル３及び余弦コイル４を駆動し、受波コイル５の出力に基いてターゲット２の位置を検知するための回路である。
【００２３】
正弦コイル３にある周波数で変化する電圧を入力すると、電磁誘導によって、その周波数と同じ周波数で変化する電圧が受波コイル５から出力される。このときの受波コイル５から出力される電圧の振幅は、正弦コイル３の形状によって、また、ターゲット２の位置によって、異なる。これは、正弦コイル３の形状によって、また、ターゲット２の位置によって、正弦コイル３と受波コイル５との電磁結合が異なるためである。
【００２４】
正弦コイル３は、第１の所定の形状をしている。正弦コイル３にある周波数で変化する電圧を入力したときの受波コイル５の出力信号の振幅をＡ１とする。第１の所定の形状は、振幅Ａ１をターゲット２の位置Ｘによって正弦関数（検知領域の所定の位置を原点０とし、検知領域の長さＬを周期とする正弦関数）に従って異らせる形状である。すなわち、第１の所定の形状は、振幅Ａ１をｓｉｎ（（２π／Ｌ）Ｘ）にする形状である。本実施形態では、検知領域の中央の位置をターゲット２の位置Ｘの原点０としている。
【００２５】
具体的には、第１の所定の形状は、ターゲット２の移動経路に平行な線分に対して線対称な形状であって、長さが検知領域の長さＬと同じで、長さの１／２の位置で１８０度捻られ、両端が検知領域の両端に（中央が検知領域の原点０に）合わせられた形状である。１８０度捻られた部分は、繋がっておらず、絶縁体又は空間を介して立体的に交差している。このような形状の正弦コイル３にある周波数で変化する電圧を入力すると、そのときの受波コイル５の出力信号の振幅Ａ１は、ｓｉｎ（（２π／Ｌ）Ｘ）となる。つまり、正弦コイル３は、振幅Ａ１がｓｉｎ（（２π／Ｌ）Ｘ）となるように構成されたコイルである。
【００２６】
また、余弦コイル４にある周波数で変化する電圧を入力すると、電磁誘導によって、その周波数と同じ周波数で変化する電圧が受波コイル５から出力される。このときの受波コイル５から出力される電圧の振幅は、余弦コイル４の形状によって、また、ターゲット２の位置によって、異なる。これは、余弦コイル４の形状によって、また、ターゲット２の位置によって、余弦コイル４と受波コイル５との電磁結合が異なるためである。
【００２７】
余弦コイル４は、第２の所定の形状をしている。余弦コイル４にある周波数で変化する電圧を入力したときの受波コイル５の出力信号の振幅をＡ２とする。第２の所定の形状は、振幅Ａ２をターゲット２の位置Ｘによって余弦関数（検知領域の所定の位置を原点０とし、検知領域の長さＬを周期とする余弦関数）に従って異らせる形状である。すなわち、第２の所定の形状は、振幅Ａ２をｃｏｓ（２πＸ／Ｌ）にする形状である。
【００２８】
具体的には、第２の所定の形状は、ターゲット２の移動経路に平行な線分に対して線対称な形状であって、長さが検知領域の長さＬと同じで、長さの１／４の位置と３／４の位置の各々で１８０度捻られ、両端が検知領域の両端に合わせられた形状である。１８０度捻られた部分は、繋がっておらず、絶縁体又は空間を介して立体的に交差している。このような形状の余弦コイル４にある周波数で変化する電圧を入力すると、そのときの受波コイル５の出力信号の振幅Ａ２は、ｃｏｓ（（２π／Ｌ）Ｘ）となる。つまり、余弦コイル４は、振幅Ａ２がｃｏｓ（（２π／Ｌ）Ｘ）となるように構成されたコイルである。
【００２９】
図２は、位置センサ１の電気的ブロック構成を示す。処理回路部６は、受波コイル５と共振回路を構成するコンデンサ２１を備えている。また、処理回路部６は、正弦コイル３及び余弦コイル４に矩形波を入力する送波波形生成部２２と、受波コイル５から得られる出力に基いてターゲット２の位置を検知する位置検知部２３とを備える。
【００３０】
位置検知部２３は、ターゲット２の位置Ｘの検知において必要な各種タイミングを示す信号を生成する基準タイミング生成部３１と、モードを選択するモード選択部３２と、受波コイル５から得られる出力信号を増幅する増幅部３３と、を有する。また、位置検知部２３は、受波コイル５の出力信号に含まれる、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを計測する位相計測部３４と、各種の計測値を一時的に記憶する計測値記憶部３５と、位相成分θＸを位置Ｘに変換する出力変換部３６と、を有する。
【００３１】
受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路は、その共振周波数が送波波形生成部２２から正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波の基本周波数ｆと同じになるように構成されている。すなわち、共振回路の共振周波数が矩形波の基本周波数ｆと同じになるように、コンデンサ２１の静電容量が調整されている。受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路は、並列共振回路である。
【００３２】
基準タイミング生成部３１は、モード選択部３２にモード切替信号を送信する。モード切替信号は、モードの切替えタイミングであることを示す（モードの切替えを指示する）信号である。また、基準タイミング生成部３１は、モード切替信号を送信した後、送波波形生成部２２に送波開始信号を送信する。送波開始信号は、矩形波の入力の開始タイミングであることを示す（矩形波の入力の開始を指示する）信号である。また、基準タイミング生成部３１は、送波開始信号を送信した後、位相計測部３４に基準時刻信号を送信する。基準時刻信号は、位相の計測の基準となるタイミングであることを示す（位相を計測するための動作の開始を指示する）信号である。
【００３３】
基準タイミング生成部３１は、これらモード切替信号の送信、送波開始信号の送信、及び基準時刻信号の送信を所定の動作周期で繰返す。基準タイミング生成部３１は、これらの信号の送信において、送波開始信号を送信したときから遅延時間ｔａ経過した時点で、基準時刻信号を送信し、基準時刻信号を送信したときから計測動作時間ｔｂ経過後に、モード切替信号を送信する。遅延時間ｔａは、位相計測部３４の動作における後述する待機時間ｔｗよりも短い一定の時間である。計測動作時間ｔｂは、位相計測部３４の後述する計測モードの動作時間である。
【００３４】
モード選択部３２は、モード切替信号が入力されると、モードを切替えて、送波波形生成部２２と位相計測部３４にモード信号を送信する。すなわち、モード選択部３２は、第１のモードであるときにモード切替信号が入力されると、第１のモードから第２のモードへ切替えて、送波波形生成部２２と位相計測部３４に第２のモードであることを示すモード信号を送信する。また、モード選択部３２は、第２のモードであるときにモード切替信号が入力されると、第２のモードから第１のモードへ切替えて、送波波形生成部２２と位相計測部３４に第１のモードであることを示すモード信号を送信する。
【００３５】
増幅部３３は、受波コイル５から得られる出力電圧（受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路で増幅された電圧）を増幅する。
【００３６】
図３（ａ）（ｂ）は、送波波形生成部２２が正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波と、そのときに受波コイル５から得られる出力信号を示す。
【００３７】
送波波形生成部２２は、正弦コイル３及び余弦コイル４に、互いに同じ基本周波数ｆで互いに異なる位相の矩形波を入力する。上述のように、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路は、その共振周波数が矩形波の基本周波数ｆと同じになるように構成されている。すなわち、送波波形生成部２２は、正弦コイル３及び余弦コイル４に、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数と同じ基本周波数ｆで互いに異なる位相の矩形波を入力する。本実施形態では、矩形波の基本周波数ｆ（共振回路の共振周波数でもある）は、４［ｋＨｚ］である。
【００３８】
送波波形生成部２２は、正弦コイル３及び余弦コイル４に矩形波を入力する入力モードとして、第１の入力モードと、第２の入力モードとを有している。第１の入力モードは、互いの位相関係が第１の所定の位相関係にある矩形波を正弦コイル３及び余弦コイル４に入力するモードである。第１の所定の位相関係は、正弦コイル３に入力する矩形波の位相に対して、余弦コイル４に入力する矩形波の位相が３π／２遅れた位相関係である。第２の入力モードは、互いの位相関係が第１の所定の位相関係とは異なる第２の所定の位相関係にある矩形波を正弦コイル３及び余弦コイル４に入力するモードである。第２の所定の位相関係は、正弦コイル３に入力する矩形波の位相に対して、余弦コイル４に入力する矩形波の位相がπ／２遅れた位相関係である。
【００３９】
送波波形生成部２２は、モード選択部３２からモード信号が入力されることにより、入力モードをセットする。すなわち、第１のモードであることを示すモード信号が入力されると、第１の入力モードにセットし、第２のモードであることを示すモード信号が入力されると、第２の入力モードにセットする。
【００４０】
また、送波波形生成部２２は、基準タイミング生成部３１から送波開始信号が入力されることにより、正弦コイル３及び余弦コイル４への矩形波の入力を開始する。すなわち、第１の入力モードにセットした状態のときに送波開始信号が入力されると、第１の入力モードでの矩形波の入力を開始し、第２の入力モードにセットした状態のときに送波開始信号が入力されると、第２の入力モードでの矩形波の入力を開始する。
【００４１】
第１の入力モードでの矩形波の入力は、以下のようにして行われる。すなわち、図３（ａ）に示すように、送波開始信号の入力時点Ｔｉでハイになる、基本周波数ｆの矩形波１−１、及び、送波開始信号の入力時点Ｔｉから（１／ｆ）×（３／４）遅れた時点でハイになる、基本周波数ｆの矩形波１−２を生成する。矩形波１−１の基本周波数ｆと矩形波１−２の基本周波数は、互いに同じ周波数であり、また、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数と同じ周波数である。そして、矩形波１−１を正弦コイル３に入力し、矩形波１−２を余弦コイル４に入力する。
【００４２】
正弦コイル３に入力する矩形波１−１は、ある基準時点Ｔｃ１を基準にした位相遅れ量がγ１（γ１＞０）の矩形波であり、余弦コイル４に入力する矩形波１−２は、ある基準時点Ｔｃ１を基準にした位相遅れ量がγ１＋３π／２の矩形波である。基準時点Ｔｃ１は、任意に定めることが可能であり、γ１は、基準時点Ｔｃ１の選び方によって生じる位相オフセット成分である。矩形波１−１がハイになる時点（例えば、送波開始信号の入力時点Ｔｉ）を基準時点Ｔｃ１に定めれば、γ１＝０となり、矩形波１−１の位相は０となり、矩形波１−２の位相は３π／２となる。矩形波１−１と矩形波１−２の位相関係は、矩形波１−１の位相に対して、矩形波１−２の位相が３π／２遅れた位相関係になっている。
【００４３】
このように矩形波１−１、１−２を入力すると、受波コイル５から信号（第１の出力信号）が出力される。この出力信号は、矩形波１−１、１−２の基本周波数ｆと同じ基本周波数ｆで変化し、矩形波１−１に対してＳ１の位相差を有する。
【００４４】
第２の入力モードでの矩形波の入力は、以下のようにして行われる。すなわち、図３（ｂ）に示すように、送波開始信号の入力時点Ｔｉでハイになる、基本周波数ｆの矩形波２−１、及び、送波開始信号の入力時点Ｔｉから（１／ｆ）×（１／４）遅れた時点でハイになる、基本周波数ｆの矩形波２−２を生成する。矩形波２−１の基本周波数ｆと矩形波２−２の基本周波数は、互いに同じ周波数であり、また、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数と同じ周波数である。そして、矩形波２−１を正弦コイル３に入力し、矩形波２−２を余弦コイル４に入力する。
【００４５】
正弦コイル３に入力する矩形波２−１は、ある基準時点Ｔｃ２を基準にした位相遅れ量がγ２（γ２＞０）の矩形波であり、余弦コイル４に入力する矩形波２−２は、ある基準時点Ｔｃ２を基準にした位相遅れ量がγ２＋π／２の矩形波である。γ２は、基準時点Ｔｃ２の選び方によって生じる位相オフセット成分である。矩形波２−１がハイになる時点（例えば、送波開始信号の入力時点Ｔｉ）を基準時点Ｔｃ２に定めれば、γ２＝０となり、矩形波２−１の位相は０となり、矩形波２−２の位相はπ／２となる。矩形波２−１と矩形波２−２の位相関係は、矩形波２−１の位相に対して、矩形波２−２の位相がπ／２遅れた位相関係になっている。
【００４６】
このように矩形波２−１、２−２を入力すると、受波コイル５から信号（第２の出力信号）が出力される。この出力信号は、矩形波２−１、２−２の基本周波数ｆと同じ基本周波数ｆで変化し、矩形波２−１に対してＳ２の位相差を有する。
【００４７】
上記のように正弦コイル３及び余弦コイル４に矩形波を入力すると、入力する矩形波の基本周波数と同じ周波数で変化する信号が受波コイル５から出力される。このときの受波コイル５の出力信号の基本周波数は、入力する矩形波の基本周波数と同じであるので、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数と同じである。従って、受波コイル５の出力信号は、共振回路で共振し、受波コイル５から得られる出力信号は、共振によって振幅が増幅される。また、共振によって増幅された受波コイル５の出力信号は、増幅部３３によってさらに増幅される。
【００４８】
図４（ａ）は、コンデンサ２１を備えず共振回路を構成していない場合において受波コイル５から得られる出力を示し、図４（ｂ）は、本発明の場合（コンデンサ２１を備えて共振回路を構成している場合）において受波コイル５から得られる出力を示す。コンデンサ２１を備えず共振回路を構成していない場合と、本発明の場合の両方で、受波コイル５から得られる出力の振幅電圧値Ｖｐｐ（増幅部３３による増幅後の値）を測定した。測定の結果、コンデンサ２１を備えず共振回路を構成していない場合に比較して、本発明の場合の方が、振幅電圧値Ｖｐｐが数倍程度高かった。このように、本発明では、コンデンサ２１を備えて共振回路を構成していることにより、受波コイル５から得られる出力は、共振によって振幅が増幅される。
【００４９】
また、コンデンサ２１を備えて共振回路を構成していることにより、受波コイル５から得られる出力は、Ｓ／Ｎ比が大きくなる。これは、以下の理由による。つまり、受波コイル５から出力される基本周波数で変化する電圧は、基本周波数の奇数倍の周波数で変化する電圧の重ね合わせである（一般に、矩形波は、基本周波数の奇数倍の周波数の波の重ね合わせである）。従って、受波コイル５の出力のうち、基本周波数と同じ周波数成分のみが共振して増幅される（基本周波数の３倍以上の奇数倍の周波数成分は共振せず増幅されない）。これにより、高周波成分（基本周波数の奇数倍の周波数成分）は除去され、受波コイル５から得られる出力は、Ｓ／Ｎ比が大きくなる。このように、本発明では、コンデンサ２１を備えて共振回路を構成していることにより、受波コイル５から得られる出力は、共振によってＳ／Ｎ比が大きくなる。
【００５０】
なお、受波コイル５の出力信号の基本周波数と、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数（共振点）とは、完全に一致することが好ましい。しかし、受波コイル５の出力信号の基本周波数と共振回路の共振周波数とが僅かにずれていても、受波コイル５の出力は、共振回路で共振する。すなわち、受波コイル５の出力信号の基本周波数と共振回路の共振周波数とが僅かにずれていても、受波コイル５の出力は、共振によって振幅が増幅され、また、共振によってＳ／Ｎ比が大きくなる。つまり、矩形波の基本周波数ｆと共振回路の共振周波数とは、僅かにずれていてもよい。本発明において、矩形波の基本周波数ｆと共振回路の共振周波数とが同じであるとは、矩形波の基本周波数ｆと共振回路の共振周波数とが完全に一致している場合だけでなく、矩形波の基本周波数ｆと共振回路の共振周波数とが僅かにずれている場合も含んでいる。
【００５１】
また、受波コイル５から得られる出力は、共振によって位相がβずれることになる。この位相ずれβの値は、受波コイル５の繋ぎ方によって正の値又は負の値になる。つまり、受波コイル５から得られる出力は、受波コイル５の繋ぎ方によって、位相が｜β｜（βの絶対値）だけ遅れる又は進むことになる。｜β｜の値は、矩形波の基本周波数ｆと共振回路の共振周波数とが完全に一致している場合には、π／２となり、矩形波の基本周波数ｆと共振回路の共振周波数とが僅かにずれている場合には、そのずれに応じて、π／２からずれた値となる。なお、上記の本発明の場合における振幅電圧値Ｖｐｐの測定結果は、共振による位相ずれβの値がπ／２からずれていた（すなわち、受波コイル５の出力信号の基本周波数が共振回路の共振周波数から僅かにずれていた）場合の測定結果である。
【００５２】
送波波形生成部２２が第１の入力モードで正弦コイル３及び余弦コイル４に矩形波を入力しているとき（矩形波１−１、１−２を入力しているとき）に受波コイル５から得られる出力信号（電圧）を第１の出力信号Ｖ１とする。第１の出力信号Ｖ１は、以下の式（１）で表される。
【００５３】
【数１】
2015145786.tif 000003
【００５４】
ここで、α１＝β＋γ１＋δ−π／２であり、位相オフセットである。βは、共振によって生じる位相オフセット成分（位相ずれ）である。γ１は、基準時点Ｔｃ１の選び方によって生じる位相オフセット成分であり、基準時点Ｔｃ１を基準にした矩形波１−１の位相（位相遅れ量）に対応する成分である。δは、温度などの要因によって生じる位相オフセット成分（位相遅れ）である。ｔは、時間である。
【００５５】
また、送波波形生成部２２が第２の入力モードで正弦コイル３及び余弦コイル４に矩形波を入力しているとき（矩形波２−１、２−２を入力しているとき）に受波コイル５から得られる出力信号（電圧）を第２の出力信号Ｖ２とする。第２の出力信号Ｖ２は、以下の式（２）で表される。
【００５６】
【数２】
2015145786.tif 000004
【００５７】
ここで、α２＝β＋γ２＋δ−π／２であり、位相オフセットである。γ２は、基準時点Ｔｃ２の選び方によって生じる位相オフセット成分であり、基準時点Ｔｃ２を基準にした矩形波２−１の位相（位相遅れ量）に対応する成分である。
【００５８】
第１の出力信号Ｖ１、及び第２の出力信号Ｖ２がこのようになるのは、以下の理由による。すなわち、第１の出力信号Ｖ１は、正弦コイル３に矩形波１−１が入力されることにより受波コイル５から出力される信号と、余弦コイル４に入力波１−２が入力されることにより受波コイル５から出力される信号との重ね合わせにより得られる信号である。
【００５９】
正弦コイル３に矩形波１−１が入力されることにより受波コイル５から出力される信号は、共振により生じるβの位相ずれ、及び温度などの要因によって生じるδの位相遅れが加わり、以下の式（３）で表される信号となる。
【００６０】
【数３】
2015145786.tif 000005
【００６１】
余弦コイル４に矩形波１−２が入力されることにより受波コイル５から出力される信号は、共振により生じるβの位相ずれ、及び温度などの要因によって生じるδの位相遅れが加わり、以下の式（４）で表される信号となる。
【００６２】
【数４】
2015145786.tif 000006
【００６３】
式（３）で表される信号と式（４）で表される信号の重ね合わせ（足し合わせ）により得られる信号が第１の出力信号Ｖ１であり、式（３）と式（４）を足し合わせると、式（１）となる。従って、第１の出力信号Ｖ１は、式（１）で表される信号となる。
【００６４】
また、第２の出力信号Ｖ２は、正弦コイル３に矩形波２−１が入力されることにより受波コイル５から出力される信号と、余弦コイル４に入力波２−２が入力されることにより受波コイル５から出力される信号との重ね合わせにより得られる信号である。
【００６５】
正弦コイル３に矩形波２−１が入力されることにより受波コイル５から出力される信号は、共振により生じるβの位相ずれ、及び温度などの要因によって生じるδの位相遅れが加わり、以下の式（５）で表される信号となる。
【００６６】
【数５】
2015145786.tif 000007
【００６７】
余弦コイル４に矩形波２−２が入力されることにより受波コイル５から出力される信号は、共振により生じるβの位相ずれ、及び温度などの要因によって生じるδの位相遅れが加わり、以下の式（６）で表される信号となる。
【００６８】
【数６】
2015145786.tif 000008
【００６９】
式（５）で表される信号と式（６）で表される信号の重ね合わせ（足し合わせ）により得られる信号が第２の出力信号Ｖ２であり、式（５）と式（６）を足し合わせると、式（２）となる。従って、第２の出力信号Ｖ２は、式（２）で表される信号となる。
【００７０】
式（１）から明らかなように、第１の出力信号Ｖ１は、矩形波１−１、１−２の基本周波数ｆと同じ基本周波数ｆで変化する信号である。また、第１の出力信号Ｖ１の位相をθ１とすると、θ１＝（２π／Ｌ）Ｘ＋β＋δ−π／２＋γ１である。θ１は、基準時点Ｔｃ１を基準にした位相であり、θ１＞０のとき、基準時点Ｔｃ１を基準にした位相遅れ量である。すなわち、第１の出力信号Ｖ１は、矩形波１−１に対して、位相差Ｓ１＝（２π／Ｌ）Ｘ＋β＋δ−π／２を有している。
【００７１】
また、式（２）から明らかなように、第２の出力信号Ｖ２は、矩形波２−１、２−２の基本周波数ｆと同じ基本周波数ｆで変化する信号である。また、第２の出力信号Ｖ２の位相をθ２とすると、θ２＝−（２π／Ｌ）Ｘ＋β＋δ−π／２＋γ２である。θ２は、基準時点Ｔｃ２を基準にした位相であり、θ２＞０のとき、基準時点Ｔｃ２を基準にした位相遅れ量である。すなわち、第２の出力信号Ｖ２は、矩形波２−１に対して、位相差Ｓ２＝−（２π／Ｌ）Ｘ＋β＋δ−π／２の位相差を有している。
【００７２】
位相θ１、θ２は、各々、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸ＝（２π／Ｌ）Ｘと、位相オフセット成分α１＝β＋δ＋γ１−π／２、α２＝β＋δ＋γ２−π／２とを含んでいる。位相θ１、θ２をθＸ、α１、α２を用いて表すと、θ１＝θＸ＋α１、θ２＝−θＸ＋α２となる。位相θ１、θ２は、各々、ターゲット２の位置Ｘによって異なる値となる。
【００７３】
矩形波１−１と矩形波２−１は、いずれも、送波開始信号の入力時点Ｔｉでハイになる信号である。すなわち、矩形波１−１と矩形波２−１は、送波開始信号の入力時点Ｔｉを基準にして同じタイミングでハイになる信号である。従って、送波開始信号の入力時点Ｔｉと矩形波１−１の位相の基準時点Ｔｃ１との時間差と、送波開始信号の入力時点Ｔｉと矩形波２−１の位相の基準時点Ｔｃ２との時間差が等しければ、γ１＝γ２である。
【００７４】
つまり、基準時点Ｔｃ１と基準時点Ｔｃ２を、いずれも、送波開始信号の入力時点Ｔｉから同じ時間だけ経過した時点（例えば基準時刻信号の入力時点Ｔｏ）に選べば、γ１＝γ２となる。γ１＝γ２であれば、α１＝α２であり、位相θ１の位相オフセット成分α１と位相θ２の位相オフセット成分α２は互いに等しく、θ１＝θＸ＋α、θ２＝−θＸ＋αである（α＝α１、α２）。
【００７５】
図５は、位相オフセット成分α１、α２が互いに等しい場合のターゲット２の位置Ｘと位相θ１、θ２との関係を示す。なお、図５は、αが正の値の場合を図示している。αが負の値の場合については図示を省略する。位相成分θＸは、ターゲット２の位置Ｘに比例した値となり、ターゲット２の位置Ｘが検知領域の左端（−Ｌ／２）から右端（Ｌ／２）の範囲で−πからπまで増加する。位相θ１は、θＸにαを足し合わせた値となり、位相θ２は、−θＸにαを足し合わせた値となる。
【００７６】
従って、αが正の値の場合、位相θ１は、ターゲット２の位置Ｘが検知領域の左端から周期点Ｐ１の範囲で−π＋αからπまで増加し、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ１から検知領域の右端の範囲で−πから−π＋αまで増加する。また、αが正の値の場合、位相θ２は、ターゲット２の位置Ｘが検知領域の左端から周期点Ｐ２の範囲で−π＋αから−πまで減少し、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２から検知領域の右端の範囲でπから−π＋αまで減少する。
【００７７】
また、αが負の値の場合、位相θ１は、ターゲット２の位置Ｘが検知領域の左端から周期点Ｐ１の範囲でπ＋αからπまで増加し、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ１から検知領域の右端の範囲で−πからπ＋αまで増加する。また、αが負の値の場合、位相θ２は、ターゲット２の位置Ｘが検知領域の左端から周期点Ｐ２の範囲でπ＋αから−πまで減少し、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２から検知領域の右端の範囲でπからπ＋αまで減少する。
【００７８】
なお、周期点Ｐ１は、αが正の値の場合は、Ｐ１＝Ｌ／２−（Ｌ／２π）×αであり、αが負の値の場合は、Ｐ１＝−Ｌ／２−（Ｌ／２π）×αである。周期点Ｐ２は、Ｐ２＝−Ｐ１である。周期点Ｐ１と周期点Ｐ２は、位相オフセット成分αが小さい（０に近い）ほど、Ｌ／２（検知領域の右端）と−Ｌ／２（検知領域の左端）に近づく。
【００７９】
位相オフセット成分α１、α２が互いに等しい場合の位相θ１、θ２について考えると、θＸ＝（θ１−θ２）／２、α＝（θ１＋θ２）／２の関係を満たす。従って、位相オフセット成分α１、α２が互いに等しい場合の位相θ１、θ２を求めることができれば、θＸ＝（θ１−θ２）／２の関係からθＸを求めることができ、θＸ＝（２π／Ｌ）Ｘの関係からターゲット２の位置Ｘを求めることができる。
【００８０】
位相計測部３４は、増幅部３３の出力に基いて、すなわち、受波コイル５から得られる出力信号に基いて、受波コイル５から得られる出力信号の位相に含まれる、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを求める。
【００８１】
位相計測部３４は、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを計測するための動作として、第１の計測モードと第２の計測モードを有している。
【００８２】
位相計測部３４は、モード選択部３２からモード信号が入力されることにより、計測モードをセットする。すなわち、第１のモードであることを示すモード信号が入力されると、第１の計測モードにセットし、第２のモードであることを示すモード信号が入力されると、第２の計測モードにセットする。モード選択部３２からのモード信号は、送波波形生成部２２と位相計測部３４の両方に入力される。従って、送波波形生成部２２が第１の入力モードのときに、位相計測部３４が第１の計測モードになり、送波波形生成部２２が第２の入力モードのときに、位相計測部３４が第２の計測モードになる。
【００８３】
また、位相計測部３４は、基準タイミング生成部３１から基準時刻信号が入力されることにより、そのときにセットしている計測モードでの動作を開始する。すなわち、第１の計測モードにセットした状態のときに基準時刻信号が入力されると、第１の計測モードでの動作を開始し、第２の計測モードにセットした状態のときに基準時刻信号が入力されると、第２の計測モードでの動作を開始する。
【００８４】
第１の計測モードでは、位相計測部３４は、受波コイル５から得られる出力信号の位相に対応する位相対応時間ｔθを計測し、その計測した位相対応時間ｔθを第１の位相対応時間ｔ１として、計測値記憶部３５に記憶する。
【００８５】
第２の計測モードでは、位相計測部３４は、受波コイル５から得られる出力信号の位相に対応する位相対応時間ｔθを計測し、その計測した位相対応時間ｔθを第２の位相対応時間ｔ２として、計測値記憶部３５に記憶する。また、第２の計測モードでは、位相計測部３４は、第１の位相対応時間ｔ１及び第２の位相対応時間ｔ２に基いて、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを算出する。すなわち、計測値θＸ＊＝２πｆ×（ｔ１−ｔ２）／２を位相成分θＸとして算出する。
【００８６】
図６は、位相計測部３４による位相対応時間ｔθの計測方法を示す。位相計測部３４は、位相対応時間ｔθの計測を以下のようにして行う。すなわち、図６に示すように、基準時刻信号の入力時点Ｔｏ（基準となる所定の時点）から受波コイル５の出力信号の極性が変化するまでの時間を、位相対応時間ｔθとして計測する。但し、基準時刻信号の入力時点Ｔｏから所定の待機時間ｔｗが経過するまでは、受波コイル５の出力信号の極性の変化の検出を行わない。これは、受波コイル５の出力信号が安定していない状態での誤検出を防ぐためである。待機時間ｔｗは、受波コイル５の出力信号の振幅が安定するまで待機するための時間であり、予め設定された一定の時間である。また、受波コイル５の出力信号の極性が最初に変化するまでの時間は、受波コイル５の出力信号の電圧値が負の値から正の値に最初に変化するまでの時間とする。
【００８７】
つまり、基準時刻信号の入力時点Ｔｏから、待機時間ｔｗ経過後において受波コイル５の出力信号の電圧値が負の値から正の値に最初に変化するまでの時間を、位相対応時間ｔθとして計測する。この計測は、例えば、コンパレータによって、受波コイル５の出力信号の電圧値の変化を検出することにより行われる。
【００８８】
位相計測部３４が第１の計測モードのとき、送波波形生成部２２は、第１の入力モードであり、位相計測部３４が第２の計測モードのとき、送波波形生成部２２は、第２の入力モードである。従って、第１の計測モードで位相対応時間ｔθを計測するときの受波コイル５の出力信号は、第１の出力信号Ｖ１であり、第２の計測モードで位相対応時間ｔθを計測するときの受波コイル５の出力信号は、第２の出力信号Ｖ２である。
【００８９】
従って、第１の計測モードで計測した位相対応時間ｔθ（第１の位相対応時間ｔ１）は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした第１の出力信号Ｖ１の位相θ１に対応する時間である。すなわち、２ｎπ＋θ１＝２πｆｔ１（ｎは自然数：−π＜θ１＜π）の関係（ａ）を満たす。また、第２の計測モードで計測した位相対応時間ｔθ（第２の位相対応時間ｔ２）は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした第２の出力信号Ｖ２の位相θ２に対応する時間である。すなわち、２ｎπ＋θ２＝２πｆｔ２（ｎは自然数：−π＜θ２＜π）の関係（ｂ）を満たす。
【００９０】
基準時刻信号の入力時点Ｔｏが位相θ１、θ２の基準時点Ｔｃ１、Ｔｃ２なので、γ１＝γ２であり、α１＝α２である。すなわち、θ１＝θＸ＋α、θ２＝−θＸ＋α（α＝α１、α２）であり、θＸ＝（θ１−θ２）／２の関係（ｃ）を満たす。（ａ）（ｂ）（ｃ）の関係から、２πｆ×（ｔ１−ｔ２）／２＝θＸである。従って、第２の計測モードで算出する計測値θＸ＊＝２πｆ×（ｔ１−ｔ２）／２は、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸである。
【００９１】
出力変換部３６は、位相計測部３４により計測した位相成分θＸ（計測値θＸ＊）をターゲット２の位置Ｘに変換する。すなわち、θＸ＝（２π／Ｌ）Ｘの関係から、θＸ＊×（Ｌ／２π）をターゲット２の位置Ｘとして算出する。そして、出力変換部３６は、この算出したターゲット２の位置Ｘを出力する。
【００９２】
次に、位置センサ１の全体的な動作について説明する。初期の状態において、モード選択部３２は、第２のモードにあるとする。まず、基準タイミング生成部３１は、モード選択部３２にモード切替信号を送信する。これにより、モード選択部３２は、モード切替信号が入力され、第２のモードから第１のモードに切替えて、送波波形生成部２２と位相計測部３４に第１のモードであることを示すモード信号を送信する。これにより、送波波形生成部２２は、第１のモードであることを示すモード信号が入力され、入力モードを第１の入力モードにセットする。また、位相計測部３４は、第１のモードであることを示すモード信号が入力され、計測モードを第１の計測モードにセットする。
【００９３】
続いて、基準タイミング生成部３１は、送波波形生成部２２に送波開始信号を送信する。これにより、送波波形生成部２２は、送波開始信号が入力され、第１の入力モードで正弦コイル３及び余弦コイル４への矩形波（矩形波１−１及び矩形波１−２）の入力を開始する。これにより、受波コイル５から第１の出力信号Ｖ１が出力される。この第１の出力信号Ｖ１は、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路での共振により増幅され、振幅が大きく、Ｓ／Ｎ比も大きい出力となる。そして、この出力信号Ｖ１は、増幅部３３によってさらに増幅される。
【００９４】
また、基準タイミング生成部３１は、位相計測部３４に基準時刻信号を送信する。これにより、位相計測部３４は、基準時刻信号が入力され、第１の計測モードでの動作を開始し、位相対応時間ｔθを計測して、その計測した位相対応時間ｔθを第１の位相対応時間ｔ１として計測値記憶部３５に記憶する。
【００９５】
その後、基準タイミング生成部３１は、モード選択部３２にモード切替信号を送信する。これにより、モード選択部３２は、モード切替信号が入力され、第１のモードから第２のモードに切替えて、送波波形生成部２２と位相計測部３４に第２のモードであることを示すモード信号を送信する。これにより、送波波形生成部２２は、第２のモードであることを示すモード信号が入力され、入力モードを第２の入力モードにセットする。また、位相計測部３４は、第２のモードであることを示すモード信号が入力され、計測モードを第２の計測モードにセットする。
【００９６】
続いて、基準タイミング生成部３１は、送波波形生成部２２に送波開始信号を送信する。これにより、送波波形生成部２２は、送波開始信号が入力され、第２の入力モードで正弦コイル３及び余弦コイル４への矩形波（矩形波２−１及び矩形波２−２）の入力を開始する。これにより、受波コイル５から第２の出力信号Ｖ２が出力される。この第２の出力信号Ｖ２は、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路での共振により増幅され、振幅が大きく、Ｓ／Ｎ比も大きい出力となる。そして、この出力信号Ｖ２は、増幅部３３によってさらに増幅される。
【００９７】
また、基準タイミング生成部３１は、位相計測部３４に基準時刻信号を送信する。これにより、位相計測部３４は、基準時刻信号が入力され、第２の計測モードでの動作を開始し、位相対応時間ｔθを計測して、その計測した位相対応時間ｔθを第２の位相対応時間ｔ２として計測値記憶部３５に記憶する。そして、位相計測部３４は、計測値記憶部３５に記憶している第１の位相対応時間ｔ１及び第２の位相対応時間ｔ２に基いて、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを２πｆ×（ｔ１−ｔ２）／２によって算出する。そして、出力変換部３６は、ターゲット２の位置ＸをθＸ×（Ｌ／２π）によって算出して出力する。
【００９８】
その後も、基準タイミング生成部３１は、モード選択部３２へのモード切替信号の送信、送波波形生成部２２への送波開始信号の送信、及び位相計測部３４への基準時刻信号の送信を繰り返し行う。これにより、上記の動作が繰り返され、ターゲット２の位置Ｘが継続的に算出されて出力される。
【００９９】
図７は、ターゲット２の位置Ｘと、位相成分θＸの計測値θＸ＊との関係を示す。αが正の値であるか負の値であるかに関わらず、計測値θＸ＊は、ターゲット２の位置Ｘが検知領域の周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲にあるとき、ターゲット２の位置Ｘに比例した値となり、周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲で−π＋αからπ−αまで増加する。また、αが正の値であるか負の値であるかに関わらず、計測値θＸ＊は、検知領域の左端（−Ｌ／２）から周期点Ｐ２の範囲で０からαまで増加し、周期点Ｐ１から検知領域の右端（Ｌ／２）の範囲で−αから０まで増加する。すなわち、αが正の値であるか負の値であるかに関わらず、計測値θＸ＊は、周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲において、実際の位相成分θＸ（図５のθＸ参照）と同じ値となり、それ以外の範囲においては、実際の位相成分θＸからπだけずれた値となる。
【０１００】
例えば、ターゲット２の移動範囲を周期点Ｐ１から周期点Ｐ２の範囲に制限して、周期点Ｐ１から周期点Ｐ２の範囲の計測値θＸ＊だけを算出することにより、周期点Ｐ１から周期点Ｐ２の範囲において、ターゲット２の位置Ｘを検知して出力することができる。
【０１０１】
また、例えば、ターゲット２の位置Ｘが０のとき（ターゲット２が検知領域の中心に位置しているとき）の位相θ１又は位相θ２、すなわち、位相オフセット成分αを予め計測して、その計測した値を基準値α０として記憶しておく。そして、位相対応時間ｔθを計測し、位相対応時間ｔθ及び基準値α０に基いて、２ｎπ＋θＸ＝２πｆｔθ−α０（ｎは自然数：−π＜θＸ＜π）の関係からθＸを求めてもよい。すなわち、２πｆｔθ−α０を２πで割った余りをθＸとして求めてもよい。このようにして求める計測値θＸ＊は、位相オフセットαが（δが）温度などの要因によって基準値α０から変動していなければ、−Ｌ／２からＬ／２の範囲（検知領域の全ての範囲）において、実際の位相成分θＸと同じ値になる。従って、−Ｌ／２からＬ／２の範囲において、ターゲット２の位置Ｘを検知して出力することができる。
【０１０２】
本実施形態の位置センサ１によれば、受波コイル５から得られる出力は、受波コイル５とコンデンサ２１とにより構成される共振回路で共振する。この共振によって、受波コイル５から得られる出力は、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい出力となる。
【０１０３】
これにより、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波が高周波を変調したものでなくても、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい受波コイル５の出力を得ることができ、この受波コイル５の出力に基いてターゲット２の位置Ｘを検知することができる。
【０１０４】
従って、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波の生成において、高周波を変調するための変調回路が不要であり、また、受波コイル５の出力に基くターゲット２の位置Ｘの検知において、受波コイル５の出力を復調するための復調回路が不要である。つまり、これらの変調回路及び復調回路を必要とせずに、ターゲット２の位置Ｘを検知することができる。これにより、回路を簡素化することができる。また、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波は、ローとハイの２値の電圧から成るため、生成が容易であり、簡単な回路によって生成することができる。これにより、回路を簡素化することができる。
【０１０５】
また、受波コイル５とコンデンサ２１とにより構成される共振回路が並列共振回路なので、少ない電流値で、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい受波コイル５の出力を得ることができる。
【０１０６】
また、本実施形態の位置センサ１によれば、受波コイル５の出力を復調しないので、復調のためのローパスフィルタが不要であり、ローパスフィルタを使用していない。従って、従来のようにローパスフィルタの出力波形が落ち着くまで位相の計測を待たなければならない、ということがない。これにより、位相の計測に要する時間を短くすることができ、ターゲットの位置の検知に要する時間を短くすることができる。また、従来のようにローパスフィルタの影響によって第１のモードから第２のモードに替わるときに位相計測値が変化する、ということがない。つまり、第２のモードの初期位相を調整する必要がなく、第２のモードの初期位相を調整するための回路（前回の位相の計測値をフィードバックする回路や第２のモードの初期位相を計算する回路など）が不要である。これにより、回路を簡素化することができる。
【０１０７】
なお、本実施形態において、ターゲット２は、金属性（導体）に限られず、誘電体、磁性体、ＬＣ共振器であってもよい。また、可動体８は、非金属性（絶縁体）に限られず、金属性（導体）、誘電体、磁性体、ＬＣ共振器であってもよく、ターゲット２と一体的に形成されていてもよい。
【０１０８】
また、本実施形態において、基準タイミング生成部３１は、基準時刻信号と送波開始信号を同時に送信してもよいし、基準時刻信号を送信した後に送波開始信号を送信してもよい。基準時刻信号を送信した後に送波開始信号を送信する場合には、基準時刻信号を送信したときから一定時間経過した時点で、送波開始信号を送信すればよい。このようにしても、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを位相の基準にすると、γ１＝γ２であり、第１の位相対応時間ｔ１及び第２の位相対応時間ｔ２は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした位相に対応する時間である。従って、このようにしても、上記実施形態と同じようにしてθＸを算出することができる。
【０１０９】
また、本実施形態において、送波波形生成部２２は、送波開始信号の入力時点Ｔｉからある時間が経過した時点でハイになる矩形波１−１、矩形波２−１を生成するようにしてもよい。但し、送波開始信号の入力時点Ｔｉから矩形波１−１がハイになるまでの時間と、送波開始信号の入力時点Ｔｉから矩形波２−１がハイになるまでの時間は、同じ時間である。このようにしても、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを位相の基準にすると、γ１＝γ２であるので、上記実施形態と同じようにしてθＸを算出することができる。
【０１１０】
また、本実施形態において、位相計測部３４は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏから受波コイル５の出力信号の電圧値が正の値から負の値に変化するまでの時間を、位相対応時間ｔθとして計測してもよい。また、位相計測部３４は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏから受波コイル５の出力信号の電圧値が所定の基準電圧（例えばグランド電位）と交差するまでの時間を、位相対応時間ｔθとして計測してもよい。また、ターゲット２が検知領域の中心（Ｘ＝０の位置）に位置するときに、基準時刻信号の入力時点Ｔｏから受波コイル５の出力信号の電圧値が基準電圧と交差するまでの時間をｔｃとする。そして、基準時刻信号の入力時点Ｔｏから時間ｔｃが経過した時点を、位相対応時間ｔθの計測開始時点としてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態において、位相計測部３４は、第１の出力信号Ｖ１の位相θ１及び第２の出力信号Ｖ２の位相θ２を計測し、これら計測した位相θ１、θ２に基いて、ターゲット２の位置に対応する位相成分θＸを算出してもよい。すなわち、第１の位相対応時間ｔ１に基いて、２ｎπ＋θ１＝２πｆｔ１（ｎは自然数：−π＜θ１＜π）の関係から位相θ１を算出する。つまり、２πｆｔ１を２πで割った余りをθ１として算出する。また、第２の位相対応時間ｔ２に基いて、２ｎπ＋θ２＝２πｆｔ２（ｎは自然数：−π＜θ２＜π）の関係から位相θ２を算出する。つまり、２πｆｔ２を２πで割った余りをθ２として算出する。そして、これらの位相θ１、θ２に基いて、θＸ＝（θ１−θ２）／２の関係からθＸを算出するようにしてもよい。
【０１１２】
図８は、位置センサ１の変形例を示す。図８に示す位置センサ１は、上記実施形態におけるコンデンサ２１に代えて、正弦コイル３と共振回路を構成するコンデンサ５１と、余弦コイル４と共振回路を構成するコンデンサ５２とを備えている。正弦コイル３とコンデンサ５１とによって構成される共振回路は、並列共振回路であり、余弦コイル４とコンデンサ５２とによって構成される共振回路も、並列共振回路である。これらの共振回路の共振周波数は、いずれも、上記実施形態における受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数と同じ周波数であり、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力される矩形波の基本周波数と同じ周波数である。
【０１１３】
このような構成の位置センサ１によれば、正弦コイル３に入力する矩形波は、正弦コイル３とコンデンサ５１とにより構成される共振回路で共振し、余弦コイル４に入力する矩形波は、余弦コイル４とコンデンサ５２とにより構成される共振回路で共振する。この共振によって、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波は、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きいものとなり、その結果、受波コイル５から得られる出力は、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい出力となる。これにより、上記実施形態と同様に、回路を簡素化することができる。
【０１１４】
また、正弦コイル３とコンデンサ５１とにより構成される共振回路、及び余弦コイル４とコンデンサ５２とにより構成される共振回路が並列共振回路なので、少ない電流値で、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい受波コイル５の出力を得ることができる。
【０１１５】
図９は、位置センサ１の別の変形例を示す。図９に示す位置センサ１は、上記実施形態におけるコンデンサ２１に加え、正弦コイル３と共振回路を構成するコンデンサ５１と、余弦コイル４と共振回路を構成するコンデンサ５２とを備えている。正弦コイル３とコンデンサ５１とによって構成される共振回路は、並列共振回路であり、余弦コイル４とコンデンサ５２とによって構成される共振回路も、並列共振回路である。これらの共振回路の共振周波数は、いずれも、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数と同じ周波数であり、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力される矩形波の基本周波数と同じ周波数である。
【０１１６】
このような構成の位置センサ１によれば、正弦コイル３に入力する矩形波は、正弦コイル３とコンデンサ５１とにより構成される共振回路で共振し、余弦コイル４に入力する矩形波は、余弦コイル４とコンデンサ５２とにより構成される共振回路で共振する。また、受波コイル５から得られる出力は、受波コイル５とコンデンサ２１とにより構成される共振回路で共振する。これらの共振によって、受波コイル５から得られる出力は、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい出力となる。これにより、上記実施形態と同様に、回路を簡素化することができる。
【０１１７】
しかも、受波コイル５とコンデンサ２１とによる共振回路での共振に加え、正弦コイル３とコンデンサ５１とによる共振回路及び余弦コイル４とコンデンサ５２とによる共振回路での共振によって、受波コイル５の出力は、振幅が大きくＳ／Ｎ比も大きい出力となる。これにより、上記実施形態と比較して、また、上記図８の変形例と比較して、振幅がより一層大きくＳ／Ｎ比もより一層大きい受波コイル５の出力を得ることができる。
【０１１８】
また、正弦コイル３とコンデンサ５１とにより構成される共振回路、及び余弦コイル４とコンデンサ５２とにより構成される共振回路が並列共振回路なので、少ない電流値で、振幅がより一層大きくＳ／Ｎ比もより一層大きい受波コイル５の出力を得ることができる。
【０１１９】
＜第２の実施形態＞
図１０は、第２の実施形態による位置センサ１の電気的ブロック構成を示す。本実施形態の位置センサ１では、位置検知部２３は、上記第１の実施形態の構成に加え、位相オフセットαの基準値α０を記憶した基準値記憶部６１と、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを位相オフセットαに基いて調整する位相調整部６２とを備える。また、位相計測部３４が上記第１の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。
【０１２０】
位相計測部３４は、増幅部３３の出力に基いて、すなわち、受波コイル５から得られる出力信号に基いて、第１の出力信号Ｖ１の位相θ１、及び第２の出力信号Ｖ２の位相θ２を計測する。
【０１２１】
位相計測部３４は、位相θ１、θ２を計測するための動作として、第１の計測モードと第２の計測モードを有している。各計測モードのセット及び各計測モードでの動作の開始は、上記第１の実施形態と同様である。
【０１２２】
第１の計測モードでは、位相計測部３４は、受波コイル５から得られる出力信号の位相θを計測し、その計測した位相θを第１の出力信号Ｖ１の位相θ１の計測値θ１＊として、計測値記憶部３５に記憶する。
【０１２３】
第２の計測モードでは、位相計測部３４は、受波コイル５から得られる出力信号の位相θを計測し、その計測した位相θを第２の出力信号Ｖ２の位相θ２の計測値θ２＊として、計測値記憶部３５に記憶する。
【０１２４】
位相計測部３４は、位相θの計測を以下のようにして行う。すなわち、上記第１の実施形態と同様の方法で位相対応時間ｔθを計測する。そして、その計測した位相対応時間ｔθに基いて、２ｎπ＋θ＝２πｆｔθ（ｎは自然数：−π＜θ＜π）の関係から位相θを求める。つまり、２πｆｔθを２πで割った余りをθとして算出する。
【０１２５】
上記第１の実施形態と同様に、第１の計測モードで位相対応時間ｔθを計測するときの受波コイル５の出力信号は、第１の出力信号Ｖ１であり、第２の計測モードで位相対応時間ｔθを計測するときの受波コイル５の出力信号は、第２の出力信号Ｖ２である。従って、第１の計測モードで計測した位相θは、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした第１の出力信号Ｖ１の位相θ１の計測値θ１＊である。また、第２の計測モードで計測した位相θは、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした第２の出力信号Ｖ２の位相θ２の計測値θ２＊である。
【０１２６】
基準値記憶部６１は、位相オフセットαの基準値α０を予め記憶している。基準値α０は、ターゲット２の位置Ｘが０のとき（ターゲット２が検知領域の中心に位置しているとき）の位相θ１又は位相θ２の値であり、例えば、位置センサ１の製造過程において計測されて基準値記憶部６１に記憶される。
【０１２７】
位相調整部６２は、位相計測部３４により計測した位相θ１、θ２に基いて、位相オフセット成分αを求め、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを、位相オフセット成分α及び基準値α０に基いて調整して求める。つまり、位相調整部６２は、位相成分θＸの計測値θＸ＊を、位相θ１、θ２、位相オフセット成分α、及び基準値α０に基いて、−Ｌ／２からＬ／２の範囲（検知領域の全ての範囲）において実際の位相成分θＸと同じ値になるように求める。
【０１２８】
出力変換部３６は、位相調整部６２により求めた位相成分θＸ（計測値θＸ＊）をターゲット２の位置Ｘに変換する。すなわち、上記第１の実施形態と同様に、θＸ＊×（Ｌ／２π）をターゲット２の位置Ｘとして算出する。そして、出力変換部３６は、この算出したターゲット２の位置Ｘを出力する。
【０１２９】
図１１は、位相調整部６２における位相調整処理を示す。また、図１２（ａ）（ｂ）は、位相調整処理における位相オフセットαが正の値の場合の計測値θ１＊、θ２＊の調整の様子を示し、図１３（ａ）（ｂ）は、位相調整処理における位相オフセットαが負の値の場合の計測値θ１＊、θ２＊の調整の様子を示す。
【０１３０】
位相調整部６２は、位相計測部３４が第１の出力信号Ｖ１の位相θ１の計測値θ１＊、及び第２の出力信号Ｖ２の位相θ２の計測値θ２＊を計測した後、以下のようにして、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸの計測値θＸ＊を求める。
【０１３１】
まず、位相調整部６２は、位相計測部３４により計測された計測値θ１＊、θ２＊に基いて、（θ１＊＋θ２＊）／２を算出し、その算出した値を位相オフセットαの計測値α＊とする（Ｓ１）。
【０１３２】
位相オフセットαが正の値の場合には、図１２（ａ）に示すように、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲にあるときに、計測値α＊＝αとなり、それ以外のときに、計測値α＊＝α−πとなる。すなわち、位相オフセットαが正の値の場合には、計測値α＊は、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲にあるときに、実際の位相オフセットαと同じになり、それ以外のときは、実際の位相オフセットαから−πずれた値となる。
【０１３３】
また、位相オフセットαが負の値の場合には、図１３（ａ）に示すように、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲にあるときに、計測値α＊＝αとなり、それ以外のときに、計測値α＊＝α＋πとなる。すなわち、位相オフセットαが負の値の場合には、計測値α＊は、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２から周期点Ｐ１の範囲にあるときに、実際の位相オフセットαと同じになり、それ以外のときは、実際の位相オフセットαからπずれた値となる。
【０１３４】
ここで、位相調整部６２は、計測値α＊がα０−π／２未満であれば（Ｓ２でＹＥＳ）、計測値α＊を調整し、α＊＋πを計測値α＊とする（Ｓ３）。また、計測値α＊がα０＋π／２以上であれば（Ｓ４でＹＥＳ）、計測値α＊を調整し、α＊−πを計測値α＊とする（Ｓ５）。
【０１３５】
そして、位相調整部６２は、計測値θ１＊がα＊−π未満であれば（Ｓ６でＹＥＳ）、計測値θ１＊を調整し、θ１＊＋２πを計測値θ１＊とする（Ｓ７）。また、計測値θ１＊がα＊＋π以上であれば（Ｓ８でＹＥＳ）、計測値θ１＊を調整し、θ１＊−２πを計測値θ１＊とする（Ｓ９）。
【０１３６】
また、位相調整部６２は、計測値θ２＊がα＊−π未満であれば（Ｓ１０でＹＥＳ）、計測値θ２＊を調整し、θ２＊＋２πを計測値θ２＊とする（Ｓ１１）。また、計測値θ２＊がα＊＋π以上であれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、計測値θ２＊を調整し、θ２＊−２πを計測値θ２＊とする（Ｓ１３）。
【０１３７】
位相オフセットαが正の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ１からＬ／２の範囲にあるときには、Ｓ２でＹＥＳ、Ｓ３、Ｓ４でＮＯ、Ｓ６でＹＥＳ、Ｓ７、Ｓ８でＮＯ、Ｓ１０でＮＯ、及びＳ１２でＮＯを経由する。これにより、位相オフセットαが正の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ１からＬ／２の範囲にあるときの位相θ１の計測値θ１＊が、図１２（ａ）から図１２（ｂ）のように２π調整される。
【０１３８】
また、位相オフセットαが正の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが−Ｌ／２から周期点Ｐ２の範囲にあるときには、Ｓ２でＹＥＳ、Ｓ３、Ｓ４でＮＯ、Ｓ６でＮＯ、Ｓ８でＮＯ、Ｓ１０でＹＥＳ、Ｓ１１、及びＳ１２でＮＯを経由する。これにより、位相オフセットαが正の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが−Ｌ／２から周期点Ｐ２の範囲にあるときの位相θ２の計測値θ２＊が、図１２（ａ）から図１２（ｂ）のように２π調整される。
【０１３９】
また、位相オフセットαが負の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが−Ｌ／２から周期点Ｐ１の範囲にあるときには、Ｓ２でＮＯ、Ｓ４でＹＥＳ、Ｓ５、Ｓ６でＮＯ、Ｓ８でＹＥＳ、Ｓ９、Ｓ１０でＮＯ、及びＳ１２でＮＯを経由する。これにより、位相オフセットαが負の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが−Ｌ／２から周期点Ｐ１の範囲にあるときの位相θ１の計測値θ１＊が、図１３（ａ）から図１３（ｂ）のように−２π調整される。
【０１４０】
また、位相オフセットαが負の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２からＬ／２の範囲にあるときには、Ｓ２でＮＯ、Ｓ４でＹＥＳ、Ｓ５、Ｓ６でＮＯ、Ｓ８でＮＯ、Ｓ１０でＮＯ、Ｓ１２でＹＥＳ、及びＳ１３を経由する。これにより、位相オフセットαが負の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２からＬ／２の範囲にあるときの位相θ２の計測値θ２＊が、図１３（ａ）から図１３（ｂ）のように−２π調整される。
【０１４１】
そして、位相調整部６２は、このように調整した後の計測値θ１＊、θ２＊に基いて、（θ１＊−θ２＊）／２を算出し、その算出した値を位相成分θＸの計測値θＸ＊とする（Ｓ１４）。
【０１４２】
図１４は、ターゲット２の位置Ｘと、このようにして求めた位相成分θＸの計測値θＸ＊との関係を示す。計測値θＸ＊は、−Ｌ／２からＬ／２の範囲（検知領域の全ての範囲）において、ターゲット２の位置Ｘに比例した値となり、−Ｌ／２からＬ／２の範囲で−πからπまで増加する。すなわち、計測値θＸ＊は、−Ｌ／２からＬ／２の範囲において、実際の位相成分θＸ（図５のθＸ参照）と同じ値となる。
【０１４３】
本実施形態の位置センサ１によれば、検知領域の全ての範囲において、計測値θＸ＊を実際の位相成分θＸと同じ値になるように計測して、ターゲット２の位置Ｘを検知することができる。しかも、位相オフセットαが温度などの要因によって基準値α０から変動した場合であっても、検知領域の全ての範囲において、計測値θＸ＊を実際の位相成分θＸと同じ値になるように計測して、ターゲット２の位置Ｘを検知することができる。但し、位相オフセットαの変動は、−π／２＜α０＜π／２の範囲であるとする。なお、位相オフセットαが基準値α０から変動しないとすれば、Ｓ２、Ｓ４の処理は、不要であり、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２の各処理は、α＊をα０に置き換えた処理にすればよい。
【０１４４】
図１５は、位相調整部６２における位相調整処理の変形例を示す。図１５に示す位相調整処理では、位相調整部６２は、以下のようにして、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸの計測値θＸ＊を求める。
【０１４５】
まず、位相調整部６２は、位相計測部３４により計測された計測値θ１＊、θ２＊に基いて、（θ１＊＋θ２＊）／２を算出し、その算出した値を位相オフセットαの計測値α＊とする（Ｓ２１）。
【０１４６】
ここで、位相調整部６２は、計測値α＊がα０−π／２未満であれば（Ｓ２２でＹＥＳ）、計測値α＊を調整し、α＊＋πを計測値α＊とする（Ｓ２３）。また、計測値θ１＊を調整し、θ１＊＋２πを計測値θ１＊とする（Ｓ２４）。
【０１４７】
また、位相調整部６２は、計測値α＊がα０＋π／２以上であれば（Ｓ２５でＹＥＳ）、計測値α＊を調整し、α＊−πを計測値α＊とする（Ｓ２６）。また、計測値θ１＊を調整し、θ１＊−２πを計測値θ１＊とする（Ｓ２７）。
【０１４８】
続いて、位相調整部６２は、このように調整した後の計測値θ１＊、θ２＊に基いて、（θ１＊−θ２＊）／２を算出し、その算出した値を位相成分θＸの計測値θＸ＊とする（Ｓ２８）。
【０１４９】
そして、位相調整部６２は、計測値θＸ＊が−π未満であれば（Ｓ２９でＹＥＳ）、計測値θＸ＊を調整し、θＸ＊＋２πを計測値θＸ＊とする（Ｓ３０）。また、計測値θＸ＊がπ以上であれば（Ｓ３１でＹＥＳ）、計測値θＸ＊を調整し、θＸ＊−２πを計測値θＸ＊とする（Ｓ３２）。
【０１５０】
位相オフセットαが正の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ１からＬ／２の範囲にあるときには、Ｓ２２でＹＥＳ、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５でＮＯ、Ｓ２８、Ｓ２９でＮＯ、及びＳ３１でＮＯを経由する。また、位相オフセットαが正の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが−Ｌ／２から周期点Ｐ２の範囲にあるときには、Ｓ２２でＹＥＳ、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５でＮＯ、Ｓ２８、Ｓ２９でＮＯ、Ｓ３１でＹＥＳ、及びＳ３２を経由する。
【０１５１】
また、位相オフセットαが負の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが−Ｌ／２から周期点Ｐ１の範囲にあるときには、Ｓ２２でＮＯ、Ｓ２５でＹＥＳ、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９でＮＯ、及びＳ３１でＮＯを経由する。また、位相オフセットαが負の値の場合において、ターゲット２の位置Ｘが周期点Ｐ２からＬ／２の範囲にあるときには、Ｓ２２でＮＯ、Ｓ２５でＹＥＳ、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９でＹＥＳ、Ｓ３０、及びＳ３１でＮＯを経由する。
【０１５２】
このような位相調整処理によれば、上記第２の実施形態の位相調整処理と同様に、検知領域の全ての範囲において、計測値θＸ＊を実際の位相成分θＸと同じ値になるように計測することができる。
【０１５３】
＜第３の実施形態＞
図１６は、第３の実施形態による位置センサ１の電気的ブロック構成を示す。本実施形態の位置センサ１では、位置検知部２３は、上記第１の実施形態における増幅部３３に代えて、受波コイル５の出力信号をダウンサンプリングするためのＡＤタイミング生成部７１及びＡＤ変換部７２を備える。また、位相計測部３４が上記第１の実施形態と異なっている。また、本実施形態では、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波の基本周波数ｆは、２［ＭＨｚ］であり、受波コイル５とコンデンサ２１とによって構成される共振回路の共振周波数も、矩形波の基本周波数と同じ２［ＭＨｚ］に設定されている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。
【０１５４】
ＡＤタイミング生成部７１は、ＡＤ変換部７２にＡＤタイミング信号を送信する。ＡＤタイミング信号は、受波コイル５の出力信号をサンプリング（ＡＤ変換）するタイミングを示す信号である。ＡＤ変換部７２は、ＡＤタイミング生成部７１からＡＤタイミング信号が入力されると、そのタイミングで受波コイル５の出力信号の電位値ｙをサンプリングして、その電位値ｙを位相計測部３４に出力する。
【０１５５】
図１７は、ＡＤタイミング生成部７１及びＡＤ変換部７２による受波コイル５の出力信号のダウンサンプリングの様子を示す。ＡＤタイミング生成部７１は、所定のサンプリング周期ｔｓで、ＡＤ変換部７２にＡＤタイミング信号を送信する。サンプリング周期ｔｓは、正弦コイル３及余弦コイル４に入力する矩形波の周期１／ｆよりも長い周期である。また、サンプリング周期ｔｓは、正弦コイル３及余弦コイル４に入力する矩形波の半周期（１／ｆ）／２の整数倍とは異なる周期である。また、サンプリング周期ｔｓは、１／ｆの整数倍の時間を３等分以上に等分する周期である。すなわち、サンプリング周期ｔｓは、ｔｓ＝（１／ｆ）×（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎである。Ｎは、３以上の任意の自然数であり、ｋは、任意の自然数であり、Ｚは、Ｎ−１までの任意の自然数である。
【０１５６】
矩形波の半周期（１／ｆ）／２の整数倍とは異なる周期は、（１／ｆ）／２）×（Ｌｈ＋Ｗ）／Ｌと表せる。Ｌは、２以上の任意の自然数であり、ｈは、０又は任意の自然数であり、Ｗは、Ｌ−１までの任意の自然数である。Ｌｈ＋Ｗは、Ｌの整数倍ではないので、（Ｌｈ＋Ｗ）／Ｌは、整数でない。従って、（（１／ｆ）／２）×（Ｌｈ＋Ｗ）／Ｌは、矩形波の半周期（１／ｆ）／２の整数倍とは異なる周期である。
【０１５７】
サンプリング周期ｔｓは、ｔｓ＝（１／ｆ）×（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎ＝（（１／ｆ）／２）×（２Ｎｋ＋２Ｚ）／Ｎである。２Ｚ＜Ｎの場合は、２Ｚ＝Ｗ、２ｋ＝ｈとして、ｔｓ＝（（１／ｆ）／２）×（Ｌｈ＋Ｗ）／Ｌと表せる。また、２Ｚ≧Ｎの場合は、２Ｚ＝Ｎ＋Ｗ、２ｋ＋１＝ｈとして、ｔｓ＝（（１／ｆ）／２）×（Ｌｈ＋Ｗ）／Ｌと表せる。従って、サンプリング周期Ｔｓは、矩形波の半周期（１／ｆ）／２の整数倍とは異なる周期である。また、ｋ≧１、Ｚ≧１であることから、（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎは、１よりも大きい。従って、サンプリング周期ｔｓは、矩形波の周期１／ｆよりも長い周期である。また、Ｎｋ＋Ｚは、整数であり、Ｎは、３以上の自然数である。従って、サンプリング周期ｔｓは、矩形波の周期１／ｆを整数倍した時間を３等分以上に等分（Ｎ等分）する周期である。
【０１５８】
すなわち、ＡＤタイミング生成部７１は、サンプリング周期ｔｓ＝（１／ｆ）×（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎの周期で、ＡＤ変換部７２にＡＤタイミング信号を送信する。これにより、ＡＤ変換部７２は、このＡＤタイミング信号に基いて、サンプリング周期ｔｓ＝（１／ｆ）×（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎの周期で、受波コイル５の出力信号の電位値ｙをサンプリングする。そして、ＡＤ変換部７２は、それらサンプリングした電位値ｙを位相計測部３４に出力する。本実施形態では、Ｎ＝３（Ｌ＝３）、ｋ＝６（ｈ＝１２）、Ｚ＝１（Ｗ＝２）であり、ｔｓ＝（１／ｆ）×１９／３＝（１／ｆ）×６＋（１／ｆ）×１／３である。位相計測部３４は、ＡＤ変換部７２の出力に基いて、すなわち、受波コイル５から得られる出力信号に基いて、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを計測する。
【０１５９】
受波コイル５の出力の電位値ｙは、波形に歪などが生じないとすれば、時間ｔの関数としてｙ＝Ａｓｉｎ（２πｆｔ−θ）＋Ｂと表せる。ここで、Ａは振幅であり、Ｂは振動の中心電圧であり、θは位相（θ１又はθ２：θ＞のとき、位相遅れ）である。
【０１６０】
電位値ｙ＝Ａｓｉｎ（２πｆｔ−θ）＋Ｂは、Ａ、Ｂ、θの３つの未知の係数を含んでいる。従って、（ｔ、ｙ）の３つの異なる組（ｔ０、ｙ０）、（ｔ１、ｙ１）、（ｔ２、ｙ２）の値からＡ、Ｂ、θの値を求めることができる。すなわち、以下の式（７）に示す連立方程式を解くことにより、Ａ、Ｂ、θの値を求めることができる。
【０１６１】
【数７】
2015145786.tif 000009
【０１６２】
但し、ｔ１≠ｔ０＋（（１／ｆ）／２）×ｉ、ｔ２≠ｔ０＋（（１／ｆ）／２）×ｉ、ｔ２≠ｔ１＋（（１／ｆ）／２）×ｉ（ｉは任意の整数）であるとする。つまり、ｔ０とｔ１との時間間隔ｔ１−ｔ０、ｔ１とｔ２との時間間隔ｔ２−ｔ１、ｔ０とｔ２との時間間隔ｔ２−ｔ０が、いずれも、（（１／ｆ）／２）×ｉ（入力波１、２の半周期の整数倍）とは異なる時間間隔とする。これは、ｙ＝Ａｓｉｎ（２πｆｔ−θ）＋Ｂが１／ｆの周期性を有していることを考慮し、（ｔ０、ｙ０）、（ｔ１、ｙ１）、（ｔ２、ｙ２）が（ｔ、ｙ）の３つの異なる組の値である必要性のためである。ＡＤ変換部７２による電位値ｙのサンプリングタイミングは、このようなｔ０、ｔ１、ｔ２となる。
【０１６３】
このようなｔ０、ｔ１、ｔ２における電位値ｙ０、ｙ１、ｙ２を計測し、それらの値を用いて式（７）の連立方程式を解くことにより、θの値を求めることができる。つまり、式（７）に示す連立方程式をθについて解くことにより、θの値を求めることができる。また、式（７）に示す連立方程式をｓｉｎθ／ｃｏｓθについて解くことにより、θ＝ｔａｎ−１（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）の関係から、θの値を求めることができる。
【０１６４】
ｓｉｎ関数、ｃｏｓ関数は、Ｍを２以上の整数とし、ｊを０からＭまでの整数とした場合、以下の式（８）（９）の関係を満たす。
【０１６５】
【数８】
2015145786.tif 000010
【０１６６】
例えば、Ｎ＝３の場合、式（８）（９）の関係を考慮すると、式（７）に示す連立方程式から、以下の式（１０）が得られる。
【０１６７】
【数９】
2015145786.tif 000011
【０１６８】
従って、θは、θ＝ｔａｎ−１（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）の関係から、以下の式（１１）となる。
【０１６９】
【数１０】
2015145786.tif 000012
【０１７０】
式（１１）により求められるθは、電位値ｙｎを計測する時刻ｔｎの基準時刻（時刻０）を基準（位相の基準時点Ｔｃ）にした受波コイル５の出力信号の位相θとなる。
【０１７１】
また、受波コイル５の出力波形が歪などを含んでいたり、電位値ｙの計測値が誤差を含んでいたりすることを考慮し、３個よりも多くの電位値ｙを計測して、最小自乗法の手法によって、θの値を求めることもできる。
【０１７２】
例えば、計測する電位値ｙの個数Ｎ＊をＮ＊＝Ｎ×ｍ（ｍは、任意の自然数）とし、電位値ｙを計測するサンプリング周期ｔｓをｔｓ＝（１／ｆ）×（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎとした場合、最小二乗法の手法によってθの値を求めると、以下の式（１２）となる。
【０１７３】
【数１１】
2015145786.tif 000013
【０１７４】
式（１２）により求められるθは、電位値ｙｎを計測する時刻ｔｎの基準時刻（時刻０）を基準（位相の基準時点Ｔｃ）にした受波コイル５の出力信号の位相θとなる。
【０１７５】
なお、式（１２）は、以下のようにして導出される。すなわち、最小自乗法によって求めるθは、電位値ｙｎ（ｎ＝０、１、２、・・・、Ｎ＊−１）の誤差の自乗和が最小値をとるときのθである。
【０１７６】
電位値ｙｎの誤差の自乗和をＤとすると、この自乗和Ｄは、以下の式（１３）で表される。
【０１７７】
【数１２】
2015145786.tif 000014
【０１７８】
ここで、ｕ＝Ａｃｏｓθ、ｖ＝Ａｓｉｎθとおく。すると、自乗和Ｄは、以下の式（１４）となる。
【０１７９】
【数１３】
2015145786.tif 000015
【０１８０】
自乗和Ｄが最小値を取るときの条件は、Ｄをｕで偏微分した導関数∂Ｄ／∂ｕ、Ｄをｖで偏微分した導関数∂Ｄ／∂ｖ、ＤをＢで偏微分した導関数∂Ｄ／∂Ｂが、それぞれ、０となるときである。すなわち、∂Ｄ／∂ｕ＝０、∂Ｄ／∂ｖ＝０、∂Ｄ／∂Ｂ＝０を満たすときのθが、自乗和Ｄが最小値を取るときのθであって、最小自乗法によって求めるθである。
【０１８１】
∂Ｄ／∂ｕ、∂Ｄ／∂ｖ、∂Ｄ／∂Ｂは、式（１４）をｕ、ｖ、Ｂのそれぞれで偏微分することにより得られ、以下の式（１５）（１６）（１７）となる。
【０１８２】
【数１４】
2015145786.tif 000016
【０１８３】
サンプリング周期ｔｓがｔｓ＝（１／ｆ）×（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎであり、ｙｎの個数Ｎ＊がＮ＊＝Ｎ×ｍである場合、式（８）（９）の関係を考慮すると、∂Ｄ／∂ｕ＝０、∂Ｄ／∂ｖ＝０、∂Ｄ／∂Ｂ＝０から、以下の式（１８）（１９）（２０）が得られる。
【０１８４】
【数１５】
2015145786.tif 000017
【０１８５】
ｖ／ｕ＝（Ａｓｉｎθ）／（Ａｃｏｓθ）＝ｔａｎθである。従って、θ＝ｔａｎ−１（ｖ／ｕ）であり、上記の式（１２）が得られる。
【０１８６】
位相計測部３４は、ＡＤ変換部７２の出力に基いて、すなわち、受波コイル５から得られる出力信号に基いて、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを計測する。
【０１８７】
位相計測部３４は、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを計測するための動作として、第１の計測モードと第２の計測モードを有している。各計測モードのセット及び各計測モードでの動作の開始は、上記第１の実施形態と同様である。
【０１８８】
第１の計測モードでは、位相計測部３４は、受波コイル５から得られる出力信号の位相θを計測し、その計測した位相θを第１の出力信号Ｖ１の位相θ１の計測値θ１＊として、計測値記憶部３５に記憶する。
【０１８９】
第２の計測モードでは、位相計測部３４は、受波コイル５から得られる出力信号の位相θを計測し、その計測した位相θを第２の出力信号Ｖ２の位相θ２の計測値θ２＊として、計測値記憶部３５に記憶する。また、第２の計測モードでは、位相計測部３４は、計測値θ１＊及び計測値θ２＊に基いて、ターゲット２の位置Ｘに対応する位相成分θＸを算出する。すなわち、計測値θＸ＊＝（θ１＊−θ２＊）／２を位相成分θＸとして算出する。
【０１９０】
位相計測部３４は、位相θの計測を以下のようにして行う。位相計測部３４は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏ以降にＡＤ変換部７２によりサンプリングされた（ＡＤ変換部７２から出力された）受波コイル５の出力信号の電位値ｙを順に番号付けして計測値記憶部３５に記憶する。つまり、位相計測部３４は、基準時刻信号の入力時点Ｔｏ以降にＡＤ変換部７２によりサンプリングされたｎ番目の電位値ｙをｙｎとして計測値記憶部３５に格納する。このとき、位相計測部３４は、ＡＤ変換部７２によりサンプリングされたＮ＊＝Ｎ×ｍ個の電位値ｙｎを計測値記憶部３５に格納する。これにより、計測値記憶部３５には、基準時刻信号の入力時点Ｔｏ以降に１／ｆの（Ｎｋ＋Ｚ）／Ｎ倍の周期（１／ｆの整数倍とは異なる周期）でＮ＊＝Ｎ×ｍ回サンプリングした電位値ｙｎが格納される。つまり、基準時刻信号の入力時点Ｔｏ以降に１／ｆの（Ｎｋ＋Ｚ）倍の時間をＮ等分する時間間隔でサンプリングしたＮ＊＝Ｎ×ｍ個の電位値ｙｎが格納される。
【０１９１】
そして、位相計測部３４は、それら計測値記憶部３５に格納したＮ＊＝Ｎ×ｍ個の電位値ｙｎに基いて、受波コイル５の出力信号の位相θを求める。すなわち、位相計測部３４は、上記の式（１２）を適用して、最小自乗法の手法によって、位相θを求める。
【０１９２】
この場合、ｔｎは、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準時刻（時刻０）とした時刻である。ｙｎは、時刻ｔｎにおける電位値ｙである。このようにして求めるθは、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした受波コイル５の出力信号の位相θとなる。
【０１９３】
このような位相θの計測方法は、１／ｆのＮｋ＋Ｚ（Ｎの倍数でない整数）倍の時間を１周期とし、この周期をＮ等分した間隔でサンプリングしたＮ個の電位値ｙｎを１周期分のデータとし、ｍ周期分のデータを利用して位相θを計測しているということである。そして、このような位相θの計測方法は、サンプリングする電位値ｙｎの個数Ｎ＊＝Ｎ×ｍが多いほど、また、ｍが大きいほど、精度が高くなる。本実施形態では、Ｎ＝３、ｋ＝６、ｍ＝５としている。すなわち、本実施形態では、１／ｆの１９倍の時間を１周期とし、１周期分のデータの個数を３個とし、５周期分のデータを利用して、位相θを計測している。位相計測部３４は、このようにして求めたθを受波コイル５の出力信号の位相の計測値θ＊とする。
【０１９４】
上記第１の実施形態と同様に、位相計測部３４が第１の計測モードのとき、送波波形生成部２２は、第１の入力モードであり、位相計測部３４が第２の計測モードのとき、送波波形生成部２２は、第２の入力モードである。送波波形生成部２２が第１の入力モードのときにＡＤタイミング生成部７１及びＡＤ変換部７２がダウンサンプリングする受波コイル５の出力信号は、第１の出力信号Ｖ１である。また、送波波形生成部２２が第２の入力モードのときにＡＤタイミング生成部７１及びＡＤ変換部７２がダウンサンプリングする受波コイル５の出力信号は、第２の出力信号Ｖ２である。従って、第１の計測モードで計測した位相θは、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした第１の出力信号Ｖ１の位相θ１の計測値θ１＊である。また、第２の計測モードで計測した位相θは、基準時刻信号の入力時点Ｔｏを基準にした第２の出力信号Ｖ２の位相θ２の計測値θ２＊である。
【０１９５】
本実施形態の位置センサ１によれば、位相θ１、θ２の計測精度を落とさずに、正弦コイル３及び余弦コイル４に入力する矩形波の基本周波数ｆ（駆動周波数）を上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態よりも高くすることができる。
【０１９６】
これは、以下の理由による。すなわち、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態と本実施形態とで、受波コイル５の出力波形が同じであり、かつ、位相計測部３４の時間分解能が同じであるとする。すると、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態の電圧値の符号が変わるまでの時間計測による位相計測よりも、本実施形態の電圧値のサンプリング（その時刻での電圧値計測）による位相計測の方が高分解能になるためである。つまり、時間計測の分解能により生じる位相計測の誤差よりも、電圧値計測の分解能により生じる位相計測の誤差の方が小さいためである。例えば、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態において、矩形波の基本周波数ｆを２［ＭＨｚ］とし、時間分解能を２４［ＭＨｚ］として、時間計測により位相θ１、θ２を計測すると、位相θ１、θ２の計測分解能は３０度となる。これに対し、本実施形態において、同じ時間分解能２４［ＭＨｚ］で、電圧値分解能を振幅に対して１／３０以下として、電圧値のサンプリングにより位相θ１、θ２を計測すると、位相θ１、θ２の計測分解能は第１及び上記第２の実施形態よりも高くなる。本実施形態によれば、このことによって、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態よりも高い分解能で位相θ１、θ２を計測することができる。
【０１９７】
このように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態よりも高い分解能で位相θ１、θ２を計測することができる。従って、本実施形態によれば、位相θ１、θ２の計測精度を落とさずに、矩形波の基本周波数ｆ（駆動周波数）を上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態よりも高くすることができる。
【０１９８】
矩形波の基本周波数ｆを高くすると、電圧の変化速度が速くなることにより、受波コイル５の出力は、振幅が大きくなり、Ｓ／Ｎ比も大きくなる。従って、矩形波の基本周波数ｆを高くすることにより、振幅及びＳ／Ｎ比の大きい受波コイル５の出力を得ることができる。つまり、矩形波の基本周波数ｆを高くした場合、受波コイル５の出力の振幅及びＳ／Ｎ比が大きくなるので、位相θ１、θ２の計測精度を保ちつつ又は位相θ１、θ２の計測精度を高めつつ、矩形波の基本周波数ｆを高くすることができる。しかも、矩形波の基本周波数ｆを高くすることにより、位相θ１、θ２の計測時間を短くすることができる。また、位相θ１、θ２の計測時間が短くなることで、消費電流を減らすことができる。複数周期分のデータを利用して位相θ１、θ２を計測することにより、位相θ１、θ２の計測精度が向上する。
【０１９９】
なお、本実施形態において、位相計測部３４により計測した位相θ１、θ２に基いて、上記第２の実施形態における位相調整処理又は上記図１５に示す位相調整処理と同様の位相調整処理を行って、位相成分θＸの計測値θＸ＊を求めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２００】
１    位置センサ
２    ターゲット
３  正弦コイル（第１の送波コイル）
４  余弦コイル（第２の送波コイル）
５  受波コイル
６    処理回路部
７    回路基板
８    可動体
２１    コンデンサ
２２    送波波形生成部
２３    位置検知部
３１    基準タイミング生成部
３２    モード選択部
３３    増幅部
３４    位相計測部
３５    計測値記憶部
３６    出力変換部
５１    コンデンサ
５２    コンデンサ
６１    基準値記憶部
６２    位相調整部
７１    ＡＤタイミング生成部
７２    ＡＤ変換部
【図１】
2015145786.tif 000018
【図２】
2015145786.tif 000019
【図３】
2015145786.tif 000020
【図４】
2015145786.tif 000021
【図５】
2015145786.tif 000022
【図６】
2015145786.tif 000023
【図７】
2015145786.tif 000024
【図８】
2015145786.tif 000025
【図９】
2015145786.tif 000026
【図１０】
2015145786.tif 000027
【図１１】
2015145786.tif 000028
【図１２】
2015145786.tif 000029
【図１３】
2015145786.tif 000030
【図１４】
2015145786.tif 000031
【図１５】
2015145786.tif 000032
【図１６】
2015145786.tif 000033
【図１７】
2015145786.tif 000034