(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に誘電体や金属の目標物までの距離を測定する装置であって、
前記目標物とともに共振チャンバを定める共振構造、および当該共振構造と結合された電子回路を有するセンサを備えており、
前記共振構造は、縁に幅狭部を有する誘電材料からなる要素を備えており、
前記共振チャンバの共振周波数は、前記要素と前記目標物の間の距離に依存し、
前記電子回路は、前記共振周波数に対応する前記共振構造からの出力信号に基づいて、前記要素から前記目標物までの距離を決定するように構成されている、
装置。
【請求項２】
前記幅狭部は、周方向に延びており、回転対称である、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記幅狭部は、凹部または溝の形状である、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記要素は、円筒形状である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記幅狭部は、矩形状の断面を有している、
請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記幅狭部の高さ寸法は、前記要素の高さ寸法の５〜２５％、あるいは１０〜２０％、あるいは約１５％、あるいは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、あるいは０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ、あるいは約０．６ｍｍである、
請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記幅狭部の深さ寸法は、前記要素の幅寸法の５〜２５％、あるいは１０〜２０％、あるいは約１５％、あるいは１．０ｍｍ〜３．８ｍｍ、あるいは１．６ｍｍ〜３．２ｍｍ、あるいは約２．４ｍｍである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記幅狭部は、前記要素の上側三分の一の部分に配置されている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記幅狭部の縁面を含む前記要素の下部は、少なくとも部分的に金属化されている、
請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記要素の外側部分と上側部分の少なくとも一方を覆うようにプラスチックが射出成形されている、
請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサの前記共振構造の少なくとも一部が設置されたスリーブを備えており、
前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記要素は、その上部の一部が前記スリーブの上方に位置するように、当該スリーブ内に配置されている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記電子回路は、周波数変調された入力信号を生成する信号生成部を備えており、
前記出力信号は、ある点において前記共振構造と結合され、所定の共振を伴う当該共振構造の別の点において分離される、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記電子回路は、前記共振構造から分離された前記出力信号をベースバンドと混合する手段、前記出力信号を増幅する手段、前記出力信号をフィルタリングする手段、および前記出力信号をＡ／Ｄ変換する手段の少なくとも一つを備えている、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記電子回路は、前記共振構造に結合される入力信号と局部発振器信号（ＬＯ信号）を生成する発振器と、
前記共振構造から分離された前記出力信号と前記局部発振器信号が入力されうるミキサと、
を備えている、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記共振構造は、電気的励起と磁気的励起の少なくとも一方が行なわれうるように形成されている、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記共振構造は、その内部にモードが形成されるような形状構成とされており、
前記モードの少なくとも大半は、Ｈ１１１モード、ＴＥ０１１モード、ＴＥ１１１モードの少なくとも一つである、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記モードの一部は、ＴＭモードのように区別できる形状であり、好ましくはＴＭ１１０モードまたはＥ１１０モードである、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記センサの前記幅狭部は、絞り弁のように振る舞い、短絡状態をアイドリング状態に変換する、
請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
回転対称なセンサ特性を得るために、複数の共振器結合点が設けられている、
請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記複数の共振器結合点は、９０°だけオフセットした配置とされている、
請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
モードを循環させるために、振幅が同じで位相差が９０°である複数の入力信号が前記複数の共振器結合点に供給可能である、
請求項１９または２０に記載の装置。
【請求項２２】
特に誘電体や金属の目標物までの距離を測定する方法であって、
縁に幅狭部を有する誘電材料からなる要素を備えるとともに前記目標物と共振チャンバを定める共振構造を有するセンサを、当該共振チャンバの共振周波数が前記要素と前記目標物の間の距離に依存するように配置し、
前記共振周波数に対応する前記共振構造からの出力信号に基づいて、前記要素から前記目標物までの距離を決定する、
方法。  
【請求項２３】
ある点において前記共振構造に入力信号を供給可能であり、
前記共振構造の別の点において所定の共振を伴う前記出力信号が分離可能である、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記共振構造は、その内部にモードが形成されるような形状構成とされており、
前記モードの少なくとも大半は、Ｈ１１１モード、ＴＥ０１１モード、ＴＥ１１１モードの少なくとも一つである、
請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
第一共振器結合点を介して入力信号が供給され、当該第一共振器結合点とは位置が異なる第二共振結合点を介して前記出力信号が分離されることにより、回転対称なセンサ特性が得られる、
請求項２２から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
モードを循環させるために、振幅が同じで位相差が９０°である複数の入力信号が複数の共振器結合点に供給される、
請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に誘電体や金属の目標物までの距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された距離測定装置は、センサと評価エレクトロニクスを備えている。当該センサは、共振器を有している。当該共振器は、流体材料（空気や不活性ガスなど）が充填された空洞共振器の形態である。
【０００３】
あるいは、誘導センサ、容量センサ、光学センサ、および超音波センサが近距離の測定に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０００３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
誘導センサは、交流磁場の原理に基づいており、金属目標物にのみ動作する。高い測定精度を得るためには、当該目標物の材料とサイズが知られている必要がある。隣接する誘導センサ同士は、影響を与え合う。それらの検出角度範囲が１８０°に達するからである。加えて、静磁場と動磁場は、センサの機能に悪影響を及ぼしうる。測定精度も温度に伴って変動する。
【０００６】
容量センサについては、信頼性のある距離測定のためには、目標物の材料とサイズが知られていることを要する。さらに、測定精度は、大気の湿度、温度、および電磁場によって影響を受ける。
【０００７】
光学センサは、限られた範囲の産業用途にのみ用いられうる。汚染環境下において機能が保証されていないからである。
【０００８】
超音波センサについては、測定精度は、環境条件（大気の湿度や温度など）に大きく左右される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る距離測定装置は、特に誘電体や金属の目標物に対して使用可能であるが、被覆されたプラスチック材料などの材料にも使用可能であり、非常に良好な測定特性によって特徴づけられるように考案された。
【００１０】
さらに、請求項１６に係る装置（距離測定装置など）は、特殊な共振特性あるいは共振モードによって特徴づけられるように考案された。
【００１１】
幾つかの実施形態は、従属請求項によって特定される。
【００１２】
本発明に係る距離測定装置あるいは本発明に係る距離測定方法の少なくとも一つの実施形態例によって提供される利点は、測定範囲の顕著な増大である。すなわち、センサと目標物の間の測定可能距離が、同サイズの誘導近接センサと比較して２倍から３倍まで明確に増大する。
【００１３】
他方、所望の設計条件が満足されうる。当該条件の例としては、最大周波数帯域におけるモード純度、共振器に対する電磁波の結合と分離の容易性、誘電材料と空気の境界におけるセンサ壁電流の小ささなどが挙げられる。
【００１４】
本発明に係る距離測定装置あるいは本発明に係る距離測定方法の少なくとも一つの実施形態例において、ファクター１センサなどの形態をとるセンサが用いられうる。この種のセンサは、金属などの目標物が存在し、目標物の表面領域の大きさがセンサの径あるいはセンサ面領域よりもさほど小さくなければ、その全てに対して同じ測定特性曲線を有しうる。
【００１５】
少なくとも一つの実施形態において、このセンサは小さな取り付けばねを備える特殊な組み立て構造を有しうる。これにより、センサを包囲する部品に対して高さ方向への上下変位がごく僅かであるか、皆無である。
【００１６】
本発明の一態様によれば、特に誘電体や金属の目標物までの距離を測定する装置が提供される。当該装置は、共振チャンバと共振構造を有するセンサを備えている。前記共振構造は、縁に幅狭部を有する誘電材料からなる要素を備えている。前記共振チャンバの共振周波数は、前記要素と前記目標物の間の距離に依存する。
【００１７】
前記幅狭部は、周方向に延びており、例えば回転対称である。前記幅狭部は、例えば凹部または溝の形状である。前記幅狭部は、例えば矩形状の断面を有している。
【００１８】
前記要素は、角のある形状や円筒形状でありうる。
【００１９】
前記幅狭部の高さ寸法は、前記要素の高さ寸法の５〜２５％、あるいは１０〜２０％、あるいは約１５％、あるいは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、あるいは０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ、あるいは約０．６ｍｍでありうる。
【００２０】
これに加えてあるいは代えて、前記幅狭部の深さ寸法は、前記要素の幅寸法の５〜２５％、あるいは１０〜２０％、あるいは約１５％、あるいは１．０ｍｍ〜３．８ｍｍ、あるいは１．６ｍｍ〜３．２ｍｍ、あるいは約２．４ｍｍでありうる。
【００２１】
前記幅狭部は、前記要素の上側三分の一の部分に配置されうる。スリーブが設けられる場合、前記幅狭部は、当該スリーブの上縁の上方に配置されうる。
【００２２】
前記幅狭部の縁面を含む前記要素の下部は、少なくとも部分的に金属化されうる。前記要素の外側部分と上側部分の少なくとも一方を覆うようにプラスチックが射出成形されうる。
【００２３】
前記センサの前記共振構造の少なくとも一部は、スリーブ内に設置されうる。前記要素は、その上部の一部が前記スリーブの上方に位置するように、当該スリーブ内に配置されうる。
【００２４】
少なくとも一つの実施形態例に係る距離測定装置においては、周波数変調された信号を生成する信号生成部が設けられうる。前記信号は、ある点において前記共振構造と結合され、所定の共振を伴う当該共振構造の別の点において分離される。
【００２５】
前記距離測定装置は、前記共振構造から分離された信号を、ベースバンドと混合する手段、増幅する手段、フィルタリングする手段、Ａ／Ｄ変換する手段の少なくとも一つを備えうる。
【００２６】
前記距離測定装置は、前記共振構造に結合される信号と局部発振器信号（ＬＯ信号）を生成する発振器と、前記共振構造から分離された信号と前記局部発振器信号が入力されうるミキサと、を備えうる。
【００２７】
前記共振構造は、電気的励起と磁気的励起の少なくとも一方が行なわれうるように形成されうる。
【００２８】
少なくとも一つの実施形態例あるいは本発明の別態様に係る装置において、前記共振構造は、その内部にモードが形成されるような形状構成とされうる。前記モードの少なくとも大半は、Ｈ１１１モード、ＴＥ０１１モード、ＴＥ１１１モードの少なくとも一つである。当該装置は、距離測定以外の目的にも使用されうる。
【００２９】
前記モードの一部は、ＴＭモードのように区別できる形状でありうる。
【００３０】
前記センサの前記幅狭部は、絞り弁のように振る舞い、短絡状態をアイドリング状態に変換しうる。
【００３１】
少なくとも一つの実施形態例においては、回転対称なセンサ特性を得るために、複数の共振器結合点が設けられうる。当該複数の共振器結合点は、特定の角度または距離だけオフセットした配置とされうる。特定の位相差（例えば９０°）を伴う複数の信号（振幅は同じでもよい）が、モードを循環させるべく前記複数の共振器結合点に供給可能である。
【００３２】
本発明の別態様によれば、共振チャンバと共振構造を有するセンサを用いて特に誘電体や金属の目標物までの距離を測定する方法が提供される。前記共振構造は、縁に幅狭部を有する誘電材料からなる要素を備えている。前記共振チャンバの共振周波数は、前記要素と前記目標物の間の距離に依存する。ある点において前記共振構造に信号を供給可能であり、前記共振構造の別の点において所定の共振を伴う信号が分離可能である。
【００３３】
前記距離測定方法などの方法において、前記共振構造は、その内部にモードが形成されるような形状構成とされている。前記モードの少なくとも大半は、Ｈ１１１モード、ＴＥ０１１モード、ＴＥ１１１モードの少なくとも一つである。
【００３４】
第一共振器結合点を介して信号が供給され、当該第一共振器結合点とは位置が異なる第二共振結合点を介して信号が分離されることにより、回転対称なセンサ特性が得られる。位相差が例えば９０°である複数の信号（振幅は同じでもよい）が複数の共振器結合点あるいは共振器接続点に供給されると、モードの循環が生ずる。
【００３５】
更なる利点、特徴、および本発明の応用可能性は、図面を参照した好適な実施形態の例に係る以降の説明より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る距離測定装置の実施形態例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る距離測定装置あるいは距離測定に用いられうる共振構造の実施形態の断面図である。
【図３】図２の共振構造におけるモードの一部を示している。
【図４】円モードで動作する本発明に係る距離測定装置の実施形態例を示すブロック図である。
【図５】円モードを簡略化して示している。
【図６】目標物距離に対する共振周波数の応答を示している。
【図７】シミュレーション対象（目標周波数変化、高い品質、小さい壁電流、広いモード明瞭範囲、単純な結合など）を列挙している。
【図８】電場によるＨ０１１モード形成、電気エネルギー密度、および表面電流を示している。
【図９】反射型目標または透過型目標の有無による動作モードを示している。ここで目標とは、目標物を意味している。
【図１０】目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線を示している。
【図１１】目標物距離に対する周波数変化を示している。
【図１２】目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線の形態をとる誘電率の変化を示している。
【図１３】目標物距離に対する周波数変化特性曲線の形態をとる誘電率の変化を示している。
【図１４】目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線についてセンサ径を小さくした場合の効果を例示している。
【図１５】目標物距離に対する周波数変化特性曲線についてセンサ径を小さくした場合の効果を例示している。
【図１６】目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線（無負荷）についてセンサ径を大きくした場合の効果を例示している。
【図１７】目標物距離に対する周波数変化特性曲線についてセンサ径を大きくした場合の効果を例示している。
【図１８】Ｈ１１１／Ｅ１１０モード用のシミュレーションモデルを目標物および共振構造とともに示している。
【図１９】Ｈ１１１／Ｅ１１０モード、目標物および共振構造とともに、電場像の形態で動作モードを示している。
【図２０】電場によるＨ１１１／Ｅ１１０モード形成、電気エネルギー密度、および表面電流を示している。
【図２１】目標物距離が５ｍｍの場合と目標物が存在しない場合における電場の断面を示している。
【図２２】Ｈ１１１／Ｅ１１０モードに係る周波数および品質の特性曲線（無負荷）を例示している。
【図２３】Ｈ１１１／Ｅ１１０モードに係る周波数変化の特性曲線を例示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１に係る一実施形態におけるセンサの原理は、当該センサ内に配置された共振構造と当該センサから特定の距離だけ離間した目標物により定まる共振チャンバの周波数を特定することにある。以降の説明においては、記録される当該距離を目標物距離とも称する。
【００３８】
目標物距離は、その共振周波数依存性に基づいて決定されうる。したがって、共振構造は、周波数変調信号に対して結合あるいは作用されうる。当該共振構造の別の点においては、所定の共振に伴い、信号が分離されうる。分離された信号は、ベースバンドへの混合、増幅、フィルタリング、およびＡ／Ｄ変換の少なくとも一つに供されうる。
【００３９】
図１に示される実施形態例には、電子回路などの形態をとる制御・評価装置１が設けられている。制御・評価装置１は、電圧変化などの形態をとる制御信号を、電圧制御される発振器（ＶＣＯ）３にライン２を介して入力する。ＶＣＯ３から出力された周波数変調信号は、ライン４を介して共振構造５の入力接続部５’に励起信号として入力される。
【００４０】
別の接続部５”において共振構造５から取り出された出力信号は、ライン６を介してミキサ７に入力される。ライン４に現れて共振構造５に供給される信号は、局部発振器信号として第二の入力部８を通じてミキサ７に供給される。
【００４１】
少なくとも一つの実施形態例において、ミキサ７の出力信号は、増幅器９を介してローパスフィルタ１０とＡ／Ｄコンバータ１１の少なくとも一方に送られ、入力部から制御・評価装置１に供給される。
【００４２】
多くの実施形態例において、ミキサ７の入力部８に送られる局部発振器信号（ＬＯ信号）は、ＶＣＯ３以外の発振器によって生成されうる。しかしながら、図１に係る実施形態例および幾つかの実施形態例において、当該信号は、同じ発振器３によって入力部８におけるカップリング信号として生成される。この混合原理は、振幅に対する感度を持たせ、共振周波数に曖昧性と対向する構造的に同一のセンサによるカップリングを防止する。
【００４３】
少なくとも一つの実施形態例において、当該センサは、以下の構造を有しうる。当該センサは、図２に例示したものに対応する共振構造５を有する。図示された寸法は、Ｍ１８サイズ（螺合センサのねじサイズとしてのＩＳＯメートルねじ規格）のセンサにおける典型的なものであるが、仕様に応じて適宜に変更されうる。
【００４４】
図示された実施形態例において、共振構造５は、主に要素１４、目標物２０、当該要素１４と当該目標物２０の間の空気領域１９からなる。要素１４は、誘電材料からなり、円筒形状をとりうる。この構成により、小さな寸法比で高い共振周波数が得られうる。
【００４５】
少なくとも一つの実施形態例において、誘電材料からなる要素１４は、幅狭部１８を有する。幅狭部１８は、例えば外周縁に形成され、回転対称性を有する溝などの凹部である。要素１４の下部の大半あるいは全体は、金属化されうる（例えば金属化部１５を有する）。要素１４の下側面と幅狭部１８の境界面（すなわち、センサ５の下側面と平行に延びる面、および当該面と直交する凹部１８の内縁側）の少なくとも一方の大半あるいは全体もまた、金属化されうる（例えば金属化部１５を有する）。要素１４は、樹脂などのプラスチック１６によって包囲されうる。例えば、要素１４は、射出成形によってプラスチック１６に覆われうる。プラスチック１６は、凹部１８の内側を含む要素１４の側部全体だけでなく、要素１４の上側も小さな層厚で覆う。
【００４６】
下部において、要素１４は、センサスリーブ１７によって包囲されている。要素１４の一部は、センサスリーブ１７よりも上方の上部に位置している。センサスリーブ１７の高さ寸法は、要素１４の高さ寸法の三分の一から三分の二でありうる。上端が凹部１８よりも下方（例えば要素１４の約半分の高さ）に位置するようにしてもよい。
【００４７】
少なくとも一つの実施形態例において、幅狭部１８は、矩形の断面を有しうる。幅狭部１８の高さ寸法は、要素１４の高さ寸法の５〜２５％、あるいは１０〜２０％、あるいは約１５％でありうる（例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、あるいは０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ、あるいは約０．６ｍｍ）。
【００４８】
さらに、幅狭部１８は、要素１４の幅寸法の５〜２５％、あるいは１０〜２０％、あるいは約１５％の深さ寸法を有しうる（例えば、１．０ｍｍ〜３．８ｍｍ、あるいは１．６ｍｍ〜３．２ｍｍ、あるいは約２．４ｍｍ）。
【００４９】
図示の実施形態例において、幅狭部１８は、外縁に形成され、要素１４の上側半分あるいは上側三分の一の部分に配置されている。
【００５０】
共振構造５は、電気的あるいは磁気的に励起され、図３に示されるように内部にモードが形成されるような形状構成とされる。当該モードの大部分はＴＥ１１１モードの形態でありうる。加えて、当該モードは、ＴＭモードのように異なる形状の部分を有する。溝のｚ位置（すなわち、図示された例における凹部１８の上側水平境界）において、共振器５内の電場の強さは最大となる。他方、誘電材料からなる要素１４の縁（溝あるいは凹部１８の内側）には壁電流が流れる。これにより、センサ面に流れる破壊的な壁電流が防止される。外側、すなわちセンサの縁に向かって、凹部あるいは溝１８は、絞り弁のように振る舞い、短絡状態をアイドリング状態に変換する。後者は、センサヘッド周辺のフィールド部分を最小化する。当該フィールド部分は、凹部１８の下方において形成されるＥモード型の部分によってさらに低減される。
【００５１】
少なくとも一つの実施形態例において、上述のモードを循環させることによって回転対称なセンサ特性が得られうる。そのため、図４に示されるように、少なくとも二つの共振結合点２２、２３が、９０°だけオフセットされた配置で設けられている。共振結合点２２、２３においては、同じ振幅であるが位相が９０°異なる信号が供給される。図４は、矢印で示される座標系のｚ方向から見た要素１４の底面を示している。ＶＣＯ３によって生成された周波数変調信号２４は、第一の結合点２２と９０°位相シフタ２５へ直接入力される。９０°位相がずらされた出力信号は、第二の結合点２３に入力される。
【００５２】
そして、図５に示されるように、右円モードあるいは左円モード２６が形成される。図５は、要素１４の上面を示している。
【００５３】
図６は、図２に示された構成における周波数特性曲線２８の例を示している。当該曲線は、金属目標物２０の距離変化に対する共振周波数の変化を示している。曲線２８は、目標物距離に対する周波数変化が比較的直線的であることが特に特徴的である。この特性は使用されるモードによって定まり、主にＥモード型部分とＨ１１１モード型部分とから構成される。後者は、目標物距離に対する周波数変化により顕著かつ大きく寄与し、場の構造と比較的低い共振周波数に基づき、特に長距離の測定に適している。
【００５４】
図６においては、横軸を目標物距離（単位ｍｍ）とし、縦軸を周波数（単位ＧＨｚ）としてプロットがなされている。
【００５５】
図６から判るように、Ｍ１８サイズのセンサによる距離測定が、１ｍｍから２０ｍｍ以上という非常に広い範囲にわたって確実になされうる。
【００５６】
当該センサは、誘電体目標物の距離測定においても有利である。この場合、場の一部は誘電体目標物に侵入する。より高い目標物内における場の集中度と、空気および目標物の間の誘電率差とに基づき、共振周波数は、目標物距離に対して金属目標物の場合とは異なるシフトをする。この効果は、誘電率の値、材料の厚さと高周波数特性に依存する。この効果は、距離の測定や材料の特定に用いられうる。
【００５７】
少なくとも一つの実施形態例において、共振構造の形状は、内部で形成されるモードの少なくとも大部分がＨ１１１モードの形態をとるように構成されうる。新しいタイプの生成器または非常に広い範囲の測定能力は、Ｈ１１１モードによって生み出される。この生成器または測定能力は、測定装置（すなわち距離測定装置）や距離測定だけでなく、他の目的にも用いられうる。ＨモードとＥモードはドイツ式の表記であり、ＴＭモードとＴＥモードはアメリカ式の表記である。例えば、Ｈ１１１モードはＴＥ１１１モードと同じであり、Ｅ１１０モードはＴＭ１１０モードと同じである。
【００５８】
図７から図２３は、本発明に係る距離測定装置の実施形態例における共振構造５（ディマ３０におけるセラミック共振器など）についてのシミュレーション構造とシミュレーション結果（共振周波数、品質、スイッチング距離、周波数特性曲線、場の特性など）を示している。
【００５９】
図７は、シミュレーション対象（目標周波数変化、高い品質、小さい壁電流、広いモード明瞭範囲、単純な結合など）を列挙している。
【００６０】
図８は、電場によるＨ０１１モード形成、電気エネルギー密度、および表面電流を示している。
【００６１】
図９は、反射型目標または透過型目標の有無による動作モードを示している。ここで目標とは、目標物を意味している。
【００６２】
図１０は、目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線を示している。
【００６３】
図１１は、目標物距離に対する周波数変化を示している。
【００６４】
図１２は、目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線の形態をとる誘電率の変化を示している。
【００６５】
図１３は、目標物距離に対する周波数変化特性曲線の形態をとる誘電率の変化を示している。
【００６６】
図１４は、目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線についてセンサ径を小さくした場合の効果を例示している。
【００６７】
図１５は、目標物距離に対する周波数変化特性曲線についてセンサ径を小さくした場合の効果を例示している。
【００６８】
図１６は、目標物距離に対する周波数と品質の特性曲線（無負荷）についてセンサ径を大きくした場合の効果を例示している。
【００６９】
図１７は、目標物距離に対する周波数変化特性曲線についてセンサ径を大きくした場合の効果を例示している。
【００７０】
図１８は、Ｈ１１１／Ｅ１１０モード用のシミュレーションモデルを目標物および共振構造とともに示している。
【００７１】
図１９は、Ｈ１１１／Ｅ１１０モード、目標物および共振構造とともに、電場像の形態で動作モードを示している。
【００７２】
図２０は、電場によるＨ１１１／Ｅ１１０モード形成、電気エネルギー密度、および表面電流を示している。
【００７３】
図２１は、目標物距離が５ｍｍの場合と目標物が存在しない場合における電場の断面を示している。
【００７４】
図２２は、Ｈ１１１／Ｅ１１０モードに係る周波数および品質の特性曲線（無負荷）を例示している。
【００７５】
図２３は、Ｈ１１１／Ｅ１１０モードに係る周波数変化の特性曲線を例示している。
【００７６】
これらの図面は、それ自体で独立した開示として理解可能であるため、より詳細な説明は不要である。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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