(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物（２００）の物理量を検出するセンシングシステムであって、
弾性表面波励振用の電気信号である励振信号が入力されると弾性表面波が励振されて所定の伝搬経路を伝搬した後に再び電気信号に変換されるように構成された遅延型構造を有し、前記励振信号の位相と前記変換された電気信号である検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第１センサ部（１１）と、
前記励振信号を出力可能であって、その出力した励振信号に対して前記第１センサ部から出力された前記検出信号を入力可能に構成され、出力した前記励振信号とその励振信号に対して入力された前記検出信号との位相差に基づいて前記物理量を検出するように構成された信号処理部（２０）と、
前記第１センサ部と前記信号処理部との間において前記励振信号及び前記検出信号の伝送用に設けられた伝送路であって、前記励振信号及び前記検出信号を無線で伝送するための一組のアンテナ（６，７）を有する無線伝送区間を含み、前記一組のアンテナの相対的位置関係が変化可能に構成された伝送路（３０）と、
当該センシングシステム及び前記検出対象物の少なくとも一方の状態に関連した少なくとも１つの情報であって、前記相対的位置関係に応じて変化する情報を含む、少なくとも１つの状態情報を出力するように構成された状態情報出力部（１３）と、
を備え、
前記信号処理部は、前記位相差、及び前記状態情報出力部から出力される前記少なくとも１つの状態情報を用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための、特定の演算を行うことにより、前記物理量を検出するように構成されており、
前記状態情報出力部は、前記遅延型構造を有する情報検出部であって、前記伝搬経路の長さが前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さとは異なり、前記信号処理部からの前記励振信号が前記伝送路を経て入力され、その入力された前記励振信号に対する前記検出信号が前記状態情報として前記伝送路へ出力されるように構成された情報検出部（１３）を有し、
前記情報検出部は、当該情報検出部に入力される前記励振信号の位相とその励振信号に対して出力される前記検出信号の位相の差が前記物理量の変化によって変化しないように設けられており、
さらに、前記遅延型構造を有する第２センサ部であって、前記伝搬経路の長さが前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さ及び前記情報検出部の前記伝搬経路の長さの何れとも異なり、前記信号処理部からの前記励振信号が前記伝送路を経て入力され、その入力された前記励振信号に対する前記検出信号が前記伝送路へ出力されるように構成され、前記励振信号の位相と前記検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第２センサ部（１２）を備え、
前記信号処理部は、前記特定の演算として、前記励振信号に対する、前記第１センサ部から入力される前記検出信号との位相差、前記第２センサ部から入力される前記検出信号との位相差、及び前記情報検出部から入力される前記検出信号との位相差を用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去され、且つ前記第１センサ部及び前記第２センサ部の温度の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための演算を行うように構成されている、
センシングシステム（１０）。
【請求項２】
検出対象物（２００）の物理量を検出するセンシングシステムであって、
弾性表面波励振用の電気信号である励振信号が入力されると弾性表面波が励振されて所定の伝搬経路を伝搬した後に再び電気信号に変換されるように構成された遅延型構造を有し、前記励振信号の位相と前記変換された電気信号である検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第１センサ部（６６）と、
前記励振信号を出力可能であって、その出力した励振信号に対して前記第１センサ部から出力された前記検出信号を入力可能に構成され、出力した前記励振信号とその励振信号に対して入力された前記検出信号との位相差に基づいて前記物理量を検出するように構成された信号処理部（２０）と、
前記第１センサ部と前記信号処理部との間において前記励振信号及び前記検出信号の伝送用に設けられた伝送路であって、前記励振信号及び前記検出信号を無線で伝送するための一組のアンテナ（６，７）を有する無線伝送区間を含み、前記一組のアンテナの相対的位置関係が変化可能に構成された伝送路（３０）と、
当該センシングシステム及び前記検出対象物の少なくとも一方の状態に関連した少なくとも１つの情報であって、前記相対的位置関係に応じて変化する情報を含む、少なくとも１つの状態情報を出力するように構成された状態情報出力部（６８）と、
を備え、
前記信号処理部は、前記位相差、及び前記状態情報出力部から出力される前記少なくとも１つの状態情報を用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための、特定の演算を行うことにより、前記物理量を検出するように構成されており、
前記状態情報出力部は、前記遅延型構造を有する情報検出部であって、前記伝搬経路の長さが前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さとは異なり、前記信号処理部からの前記励振信号が前記伝送路を経て入力され、その入力された前記励振信号に対する前記検出信号が前記状態情報として前記伝送路へ出力されるように構成された情報検出部（６８）を有し、
さらに、前記遅延型構造を有する第２センサ部であって、前記伝搬経路の長さが前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さ及び前記情報検出部の前記伝搬経路の長さの何れとも異なり、前記信号処理部からの前記励振信号が前記伝送路を経て入力され、その入力された前記励振信号に対する前記検出信号が前記伝送路へ出力されるように構成され、前記励振信号の位相と前記検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第２センサ部（６７）を備え、
前記情報検出部（６８）は、当該情報検出部に入力される前記励振信号の位相とその励振信号に対して出力される前記検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられており、
前記情報検出部の前記伝搬経路の長さは、前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さ及び前記第２センサ部の前記伝搬経路の長さのいずれよりも短く、
前記信号処理部は、前記特定の演算として、前記励振信号に対する、前記第１センサ部から入力される前記検出信号との位相差、前記第２センサ部から入力される前記検出信号との位相差、及び前記情報検出部から入力される前記検出信号との位相差を用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去され、且つ前記第１センサ部及び前記第２センサ部の温度の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための演算を行うように構成されている、
センシングシステム。
【請求項３】
検出対象物（２００）の物理量を検出するセンシングシステムであって、
弾性表面波励振用の電気信号である励振信号が入力されると弾性表面波が励振されて所定の伝搬経路を伝搬した後に再び電気信号に変換されるように構成された遅延型構造を有し、前記励振信号の位相と前記変換された電気信号である検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられたセンサ部（１１）と、
前記励振信号を出力可能であって、その出力した励振信号に対して前記センサ部から出力された前記検出信号を入力可能に構成され、出力した前記励振信号とその励振信号に対して入力された前記検出信号との位相差に基づいて前記物理量を検出するように構成された信号処理部（５２）と、
前記センサ部と前記信号処理部との間において前記励振信号及び前記検出信号の伝送用に設けられた伝送路であって、前記励振信号及び前記検出信号を無線で伝送するための一組のアンテナ（６，７）を有する無線伝送区間を含み、前記一組のアンテナの相対的位置関係が変化可能に構成された伝送路（３０）と、
当該センシングシステム及び前記検出対象物の少なくとも一方の状態に関連した少なくとも１つの情報であって、前記相対的位置関係に応じて変化する情報を含む、少なくとも１つの状態情報を出力するように構成された状態情報出力部（５１）と、
を備え、
前記状態情報出力部は、前記状態情報としての、前記相対的位置関係の変化量を示す信号を出力するように構成された位置変化検出部（５１）を有し、
前記信号処理部は、前記位相差、及び前記位置変化検出部から出力された信号が示す前記相対的位置関係の変化量を用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための、特定の演算を行うことにより、前記物理量を検出するように構成されている、
センシングシステム（５０）。
【請求項４】
請求項３に記載のセンシングシステムであって、
前記センサ部を第１センサ部（１１）として、
さらに、前記遅延型構造を有する第２センサ部であって、前記伝搬経路の長さが前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さ及び前記情報検出部の前記伝搬経路の長さの何れとも異なり、前記信号処理部からの前記励振信号が前記伝送路を経て入力され、その入力された前記励振信号に対する前記検出信号が前記伝送路へ出力されるように構成され、前記励振信号の位相と前記検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第２センサ部（１２）を備え、
前記信号処理部は、前記特定の演算として、前記励振信号に対する、前記第１センサ部から入力される前記検出信号との位相差及び前記第２センサ部から入力される前記検出信号との位相差と、前記位置変化検出部により検出された前記相対的位置関係の変化量とを用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去され、且つ前記第１センサ部及び前記第２センサ部の温度の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための演算を行うように構成されている、
センシングシステム。
【請求項５】
検出対象物（２００）の物理量を検出するセンシングシステムであって、
弾性表面波励振用の電気信号である励振信号が入力されると弾性表面波が励振されて所定の伝搬経路を伝搬した後に再び電気信号に変換されるように構成された遅延型構造を有し、前記励振信号の位相と前記変換された電気信号である検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第１センサ部（１１）と、
前記励振信号を出力可能であって、その出力した励振信号に対して前記第１センサ部から出力された前記検出信号を入力可能に構成され、出力した前記励振信号とその励振信号に対して入力された前記検出信号との位相差に基づいて前記物理量を検出するように構成された信号処理部（４２）と、
前記第１センサ部と前記信号処理部との間において前記励振信号及び前記検出信号の伝送用に設けられた伝送路であって、前記励振信号及び前記検出信号を無線で伝送するための一組のアンテナ（６，７）を有する無線伝送区間を含み、前記一組のアンテナの相対的位置関係が変化可能に構成された伝送路（３０）と、
当該センシングシステム及び前記検出対象物の少なくとも一方の状態に関連した少なくとも１つの情報であって、前記相対的位置関係に応じて変化する情報を含む、少なくとも１つの状態情報を出力するように構成された状態情報出力部と、
を備え、
前記状態情報出力部は、
前記遅延型構造を有する第２センサ部であって、前記伝搬経路の長さが前記第１センサ部の前記伝搬経路の長さ及び前記情報検出部の前記伝搬経路の長さの何れとも異なり、前記信号処理部からの前記励振信号が前記伝送路を経て入力され、その入力された前記励振信号に対する前記検出信号が前記状態情報として前記伝送路へ出力されるように構成され、前記励振信号の位相と前記検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられた第２センサ部（１２）と、
前記状態情報としての、前記第１センサ部及び前記第２センサ部の温度を示す信号を出力するように構成された温度検出部（４１）と、
を有し、
前記信号処理部は、前記励振信号に対する、前記第１センサ部から入力される前記検出信号との位相差及び前記第２センサ部から入力される前記検出信号との位相差と、前記温度検出部から出力された信号が示す前記温度とを用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去され、且つ前記第１センサ部及び前記第２センサ部の温度の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための、特定の演算を行うことにより、前記物理量を検出するように構成されている、
センシングシステム（４０）。
【請求項６】
請求項３に記載のセンシングシステムであって、
前記一組のアンテナは、ループ面が互いに対向するように設けられた一組のループアンテナであり、
前記一組のアンテナのうち、前記信号処理部に接続されている一方のアンテナは、前記検出対象物以外の特定の部位であって前記検出対象物が動くことによっては動かない前記特定の部位に固定して設けられており、前記センサ部に接続されている他方のアンテナは、ループ面に垂直な所定の回転軸を中心として回転可能に構成されている、
センシングシステム。
【請求項７】
請求項１、請求項２、請求項４及び請求項５のうちの何れか１項に記載のセンシングシステムであって、
前記一組のアンテナは、ループ面が互いに対向するように設けられた一組のループアンテナであり、
前記一組のアンテナのうち、前記信号処理部に接続されている一方のアンテナは、前記検出対象物以外の特定の部位であって前記検出対象物が動くことによっては動かない前記特定の部位に固定して設けられており、前記第１センサ部に接続されている他方のアンテナは、ループ面に垂直な所定の回転軸を中心として回転可能に構成されている、
センシングシステム。
【請求項８】
検出対象物（２００）の物理量を検出するセンシングシステムであって、
弾性表面波励振用の電気信号である励振信号が入力されると弾性表面波が励振されて所定の伝搬経路を伝搬した後に再び電気信号に変換されるように構成された遅延型構造を有し、前記励振信号の位相と前記変換された電気信号である検出信号の位相の差が前記物理量に応じて変化するように設けられたセンサ部（１１，１２，６６，６７）と、
前記励振信号を出力可能であって、その出力した励振信号に対して前記センサ部から出力された前記検出信号を入力可能に構成され、出力した前記励振信号とその励振信号に対して入力された前記検出信号との位相差に基づいて前記物理量を検出するように構成された信号処理部（２０，４２，５２）と、
前記センサ部と前記信号処理部との間において前記励振信号及び前記検出信号の伝送用に設けられた伝送路であって、前記励振信号及び前記検出信号を無線で伝送するための一組のアンテナ（６，７）を有する無線伝送区間を含み、前記一組のアンテナの相対的位置関係が変化可能に構成された伝送路（３０）と、
当該センシングシステム及び前記検出対象物の少なくとも一方の状態に関連した少なくとも１つの情報であって、前記相対的位置関係に応じて変化する情報を含む、少なくとも１つの状態情報を出力するように構成された状態情報出力部（１３，４１，５１）と、
を備え、
前記信号処理部は、前記位相差、及び前記状態情報出力部から出力される前記少なくとも１つの状態情報を用いた演算であって、前記相対的位置関係の変化の影響が除去された前記物理量を算出するための、特定の演算を行うことにより、前記物理量を検出するように構成されており、
前記一組のアンテナは、ループ面が互いに対向するように設けられた一組のループアンテナであり、
前記一組のアンテナのうち、前記信号処理部に接続されている一方のアンテナは、前記検出対象物以外の特定の部位であって前記検出対象物が動くことによっては動かない前記特定の部位に固定して設けられており、前記センサ部に接続されている他方のアンテナは、ループ面に垂直な所定の回転軸を中心として回転可能に構成されている、
センシングシステム（１０，４０，５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波を利用して検出対象物の物理量を検出するセンシングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遅延線タイプの弾性表面波素子を用い、その弾性表面波素子に入力される励振信号とその励振信号に対して弾性表面波素子から出力される検出信号との位相差に基づいて検出対象物の物理量を検出するように構成されたセンシングシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。なお、上記の位相差のことを、以下、検出信号の位相角とも言う。
【０００３】
特許文献１に記載のセンシングシステムでは、弾性表面波素子と、弾性表面波素子に対して信号の送受を行う信号処理回路との間の、信号送受用の伝送路に、一組のアンテナを有する無線伝送区間が備えられている。つまり、弾性表面波素子と信号処理回路との間の信号送受は、その無線伝送区間による無線伝送を介して行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１５９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
センシングシステムの構成によっては、一組のアンテナのうち少なくとも一方が他方に対して相対的に回転するように構成される場合がある。このように構成されたセンシングシステムにおいては、アンテナの特性上、各アンテナの相対的位置関係（以下「アンテナ位置関係」とも言う）が変化すると、無線伝送区間における信号の通過特性が変化してしまう。
【０００６】
具体的に、検出信号の位相角には、アンテナ位置関係に起因する成分（以下「アンテナ成分」とも言う）も含まれ、アンテナ位置関係が変化すると、位相角に含まれるアンテナ成分も変化して、結果として位相角が変化する。そのため、アンテナ成分を含む位相角に基づいて検出される物理量には、アンテナ位置関係に起因する誤差が含まれる。この誤差は、物理量の検出精度を低下させる要因となる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、アンテナ位置関係の変化に起因して発生する位相角の変化の影響が抑制された物理量を検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明は、検出対象物（２００）の物理量を検出するセンシングシステムであって、センサ部（１１，１２，６６，６７）と、信号処理部（２０，４２，５２）と、伝送路（３０）と、状態情報出力部（１３，４１，５１）とを備えたセンシングシステムである。
【０００９】
センサ部は、弾性表面波励振用の電気信号である励振信号が入力されると弾性表面波が励振されて所定の伝搬経路を伝搬した後に再び電気信号に変換されるように構成された遅延型構造を有し、励振信号の位相と上記変換された電気信号である検出信号の位相の差が検出対象物の物理量に応じて変化するように設けられている。
【００１０】
信号処理部は、励振信号を出力可能であって、その出力した励振信号に対してセンサ部から出力された検出信号を入力可能に構成され、出力した励振信号とその励振信号に対して入力された検出信号との位相差に基づいて物理量を検出するように構成されている。
【００１１】
伝送路は、センサ部と信号処理部との間において励振信号及び検出信号の伝送用に設けられた伝送路であって、励振信号及び検出信号を無線で伝送するための一組のアンテナ（６，７）を有する無線伝送区間を含み、一組のアンテナの相対的位置関係が変化可能に構成されている。
【００１２】
状態情報出力部は、当該センシングシステム及び検出対象物の少なくとも一方の状態に関連した少なくとも１つの情報であって、相対的位置関係に応じて変化する情報を含む、少なくとも１つの状態情報を出力するように構成されている。
【００１３】
そして、信号処理部は、励振信号と検出信号の位相差、及び状態情報出力部から出力される上記少なくとも１つの状態情報を用いた特定の演算を行うことにより物理量を検出する。特定の演算は、相対的位置関係の変化の影響が除去された物理量を算出するための演算である。
【００１４】
このように構成された本発明のセンシングシステムでは、信号処理部は、センサ部に対して入出力される励振信号と検出信号の位相差（即ち検出信号の位相角）だけでなく、さらに状態情報出力部から出力される状態情報を用いて、特定の演算を実行することにより、物理量を算出する。
【００１５】
状態情報は、一組のアンテナの相対的位置関係に応じて変化する情報であり、一組のアンテナの相対的位置関係を示す情報である。そして、特定の演算は、この状態情報及び検出信号の位相角を用いて、アンテナ位置関係の変化の影響が除去された物理量を算出するように構成されている。
【００１６】
そのため、本発明のセンシングシステムによれば、アンテナ位置関係の変化に起因して発生する検出信号の位相角の変化の影響が抑制された、精度の高い物理量を検出することができる。
【００１７】
なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のセンシングシステムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態のセンシングシステムの電気的構成を示す説明図である。
【図３】第１実施形態の弾性表面波センサにおいて入出力される信号を示す説明図である。
【図４】第２実施形態のセンシングシステムの全体構成を示す斜視図である。
【図５】第２実施形態のセンシングシステムの電気的構成を示す説明図である。
【図６】第３実施形態のセンシングシステムの電気的構成を示す説明図である。
【図７】検出対象物に対する弾性表面波センサの取り付け方法の他の例を示す説明図である。
【図８】弾性表面波センサの他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
（１）センシングシステムの概要
図１に示すように、本実施形態のセンシングシステム１０は、動力を伝達するシャフト２００に加えられるトルクを検出するように構成されている。即ち、本実施形態のセンシングシステム１０において、検出対象物はシャフト２００であり、検出すべき物理量はシャフト２００に加えられるトルクである。シャフト２００は、例えば車両において、回転力を伝達するために設けられている。
【００２０】
図１に示すように、シャフト２００の回転軸をｘ軸と規定し、ｘ軸を通り且つｘ軸に垂直な軸をｙ軸と規定し、ｘ軸とｙ軸の交点を通り且つｘ軸及びｙ軸の双方に垂直な軸をｚ軸と規定する。
【００２１】
シャフト２００は、ｘ軸周りの力のモーメントが加えられることにより、ｘ軸を回転軸として回転する。センシングシステム１０は、シャフト２００に加えられる、シャフト２００の回転方向のトルクを検出するように構成されている。よって、本実施形態においてトルクとは、特にことわりのない限り、シャフト２００に加えられる回転方向のトルクを意味する。
【００２２】
シャフト２００には、図１に示すように、第１切り欠き２１１及び第２切り欠き２１２の、２つの凹状の切り欠きが形成されている。第１切り欠き２１１の底面２１１ａ及び第２切り欠き２１２の底面２１２ａはいずれもｘ軸と平行となるように形成されている。
【００２３】
シャフト２００には、シャフト２００に加えられるトルクを検出するためのＳＡＷセンサ３が取り付けられている。ＳＡＷセンサ３は、検出用弾性表面波素子４、及び参照用弾性表面波素子５の、２つの弾性表面波素子を有する。なお、弾性表面波のことを、以下、「ＳＡＷ」（Surface Acoustic Wave の略）とも言う。
【００２４】
ＳＡＷセンサ３は、シャフト２００に形成されている各切り欠き２１１，２１２に取り付けられている。具体的に、第１切り欠き２１１の底面２１１ａには検出用ＳＡＷ素子４が取り付けられており、第２切り欠き２１２の底面２１２ａには参照用ＳＡＷ素子５が取り付けられている。各ＳＡＷ素子４，５はいずれも遅延線タイプ且つ反射型のＳＡＷ素子である。各ＳＡＷ素子４，５の具体的構成については後述する。
【００２５】
シャフト２００に対し、その回転方向にトルクが加わると、そのトルクによってシャフト２００に歪みが生じる。シャフト２００が歪むと、各切り欠き２１１，２１２の各底面２１１ａ，２１２ａも歪む。
【００２６】
検出用ＳＡＷ素子４は、第１切り欠き２１１の底面２１１ａに対し、例えば接着剤によって接合されている。この接着剤は、第１切り欠き２１１の底面２１１ａと検出用ＳＡＷ素子４との間に介在する接着剤の層の厚さは非常に薄く、検出用ＳＡＷ４は第１切り欠き２１１の底面２１１ａに直接接合されているとみなせる。そのため、シャフト２００にトルクが加えられることによってシャフト２００が歪み、これにより第１切り欠き２１１の底面２１１ａが歪むと、その歪みが検出用ＳＡＷ素子４にも伝わって、検出用ＳＡＷ素子４にも歪みが生じる。
【００２７】
検出用ＳＡＷ素子４は、シャフト２００のトルクに応じた検出信号を出力させるために用いられるＳＡＷ素子である。そのため、検出用ＳＡＷ素子４は、トルクに応じて発生するシャフト２００の歪みが検出用ＳＡＷ素子４に伝わるように設ける必要がある。換言すれば、検出用ＳＡＷ素子４は、トルクに応じた検出信号が検出用ＳＡＷ素子４から出力されるように設けることが可能な種々の方法で設ければよい。
【００２８】
一方、参照用ＳＡＷ素子５は、第２切り欠き２１２の底面２１２ａに対し、軟質接着部材９によって取り付けられている。つまり、第２切り欠き２１２の底面２１２ａと参照用ＳＡＷ素子５との間には軟質接着部材９が介在している。
【００２９】
軟質接着部材９は、例えばエポキシ樹脂或いはその他の軟質性の部材を用いて形成された、接着用の部材である。第２切り欠き２１２の底面２１２ａと参照用ＳＡＷ素子５との間に軟質接着部材９が介在していることにより、第２切り欠き２１２の底面２１２ａが歪んでも、その歪みは参照用ＳＡＷ素子５までは伝わらない。そのため、シャフト２００にトルクが加えられることによってシャフト２００が歪み、これにより第２切り欠き２１２の底面２１２ａが歪んでも、参照用ＳＡＷ素子５は歪まない。
【００３０】
参照用ＳＡＷ素子５は、シャフト２００のトルクの影響を受けない検出信号、即ちトルクの変化によっては変化しない検出信号を出力させるために用いられるＳＡＷ素子である。そのため、参照用ＳＡＷ素子５は、トルクの変化によって検出信号が変化しないようにすることが可能な種々の方法で設ければよい。
【００３１】
また、センシングシステム１０は、信号を無線伝送するための一組のアンテナを備えている。具体的に、センサ側アンテナ６と、回路側アンテナ７とを備えている。各アンテナ６，７は、本実施形態ではいずれもループアンテナである。各アンテナ６，７のループ面の面積は同じである。各アンテナ６，７は、各々のループ面が対向するよう、且つ各々のループ面が平行になるように配置されている。
【００３２】
センサ側アンテナ６は、支持部材２０１によって、シャフト２００に対して一体的に支持されている。支持部材２０１は絶縁体である。そのため、シャフト２００が回転すると、その回転に追従してセンサ側アンテナ６が一体的に回動する。なお、本実施形態では、センサ側アンテナ６は、シャフト２００に対し、ループ面の中心がｘ軸と略一致するように支持されている。そのため、シャフト２００がｘ軸を回転軸として回転すると、センサ側アンテナ６も、ｘ軸を回転軸として回転する。
【００３３】
センサ側アンテナ６の給電点６ａは、センサ側配線６ｂ（図１では不図示。図２参照。）によって、検出用ＳＡＷ素子４及び参照用ＳＡＷ素子５の双方に接続されている。よって、回路側アンテナ７から無線送信された励振信号（詳細は後述）がセンサ側アンテナ６によって受信されると、その励振信号は、センサ側配線６ｂを介して各ＳＡＷ素子４，５に伝送される。また、各ＳＡＷ素子４，５から検出信号（詳細は後述）が出力されると、その検出信号がセンサ側配線６ｂを介してセンサ側アンテナ６へ伝送され、センサ側アンテナ６から無線送信される。
【００３４】
回路側アンテナ７は、シャフト２００とは物理的に接続されておらず、よって、シャフト２００が回転しても回路側アンテナ７は動かない。回路側アンテナ７は、シャフト２００以外の特定の部位（例えば車両のシャシー、或いはセンシングシステム１０を構成する他の不図示の構成物など）に固定されている。
【００３５】
回路側アンテナ７の給電点７ａは、回路側配線７ｂによって信号処理回路２０に接続されている。よって、信号処理回路２０から回路側配線７ｂへ励振信号が出力されると、その励振信号が回路側配線７ｂを介して回路側アンテナ７へ伝送され、回路側アンテナ７から無線送信される。また、センサ側アンテナ６から無線送信された検出信号が回路側アンテナ７によって受信されると、その検出信号は回路側配線７ｂを介して信号処理回路２０へ伝送される。
【００３６】
このように、本実施形態のセンシングシステム１０は、ＳＡＷセンサ３と信号処理回路２０との間の信号の伝送路に、一組のアンテナ６，７によって信号が無線送信される無線伝送区間が含まれている。
【００３７】
また、信号処理回路２０に接続されている回路側アンテナ７は固定されているのに対し、ＳＡＷセンサ３に接続されているセンサ側アンテナ６は、シャフト２００に固定され、シャフト２００が回転するとそれに追従してセンサ側アンテナ６も回転する。そのため、シャフト２００が回転すると、アンテナ位置関係、即ち各アンテナ６，７の相対的位置関係が、変化する。
【００３８】
より具体的に、本実施形態では、既述の通り、シャフト２００の回転軸はｘ軸であり、センサ側アンテナ６はそのループ面の中心をｘ軸が通るように配置されている。そのため、シャフト２００が回転した場合、センサ側アンテナ６の給電点６ａの位置が回転方向に変化する。
【００３９】
（２）センシングシステムの電気的構成
次に、センシングシステム１０の電気的構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、センシングシステム１０は、ＳＡＷセンサ３と、信号処理回路２０とを備え、これら両者が、伝送路３０によって相互に信号を送受信可能に接続されている。
【００４０】
なお、伝送路３０は、回路側配線７ｂ、一組のアンテナ６，７による無線伝送区間、及びセンサ側配線６ｂを含む。
ＳＡＷセンサ３が有する２つのＳＡＷ素子のうち、検出用ＳＡＷ素子４は、第１センサ部１１及び第２センサ部１２の２つのセンサ部を有する。即ち、検出用ＳＡＷ素子４においては、２つのセンサ部１１，１２が一体化されている。
【００４１】
具体的に、検出用ＳＡＷ素子４は、圧電体基板４ａと、櫛形電極（以下「ＩＤＴ」と略す）１４と、第１反射器１５と、第２反射器１６とを有する。なお、ＩＤＴはInterdigital Transducer の略称である。
【００４２】
第１センサ部１１は、圧電体基板４ａ、ＩＤＴ１４、及び第１反射器１５を少なくとも含む遅延型構造を有している。また、第２センサ部１２は、圧電体基板４ａ、ＩＤＴ１４、及び第２反射器１６を少なくとも含む遅延型構造を有している。
【００４３】
圧電体基板４ａは、圧電性材料を含む素材によって形成され、外部から電気信号が印加されるとＳＡＷが励振されて伝搬するように構成されている。圧電性材料は例えばニオブ酸リチウムであってもよい。
【００４４】
ＩＤＴ１４は、導体（例えばアルミニウム）である。ＩＤＴ１４は、一例として、櫛の歯数が５本の２つの電極が対となって構成され、計１０本の歯が４９．５μｍのピッチで配置されている。対となった２つ電極のうち、１つの電極は接地されており、もう１つの電極にはセンサ側配線６ｂが接続されている。
【００４５】
ＩＤＴ１４に、伝送路３０を介して励振信号が入力されると、ＩＤＴ１４によって圧電体基板４ａにＳＡＷが励振される。そして、その励振されたＳＡＷが、所定の伝搬方向へ伝搬する。ＳＡＷの伝搬方向は、ＩＤＴ１４を構成する櫛の配列方向と同じ方向である。具体的に、ＩＤＴ１４によって励振されたＳＡＷは、図２に示すように、ＩＤＴ１４が設けられている位置から、Ｄａ方向、及びこのＤａ方向と１８０度反対のＤｂ方向の双方に伝搬する。
【００４６】
第１センサ部１１を構成する第１反射器１５は、圧電体基板４ａにおける、ＩＤＴ１４が形成されている面と同じ面において、ＩＤＴ１４からＤａ方向へ所定距離離れた位置に形成されている。第１反射器１５は、ＩＤＴ１４と同一の材料（例えばアルミニウム）で形成されている。第１反射器１５は、一例として、ＳＡＷの伝搬方向と垂直な方向に延びた４０本の電極が、ＳＡＷの伝搬方向に４９．５μｍのピッチで並設されて構成されている。
【００４７】
ＩＤＴ１４により励振されてＤａ方向へ伝搬するＳＡＷは、第１反射器１５によって反射され、再びＩＤＴ１４へ戻る。ＳＡＷがＩＤＴ１４へ戻ると、そのＳＡＷがＩＤＴ１４によって電気信号に変換され、その変換された電気信号が検出信号としてＩＤＴ１４からセンサ側配線６ｂへ出力される。
【００４８】
なお、ＩＤＴ１４によって励振されたＳＡＷが第１反射器１５に伝搬していって第１反射器１５で反射されて再びＩＤＴ１４に戻ってくるまでの、ＳＡＷの伝搬経路を、第１伝搬経路Ａという。つまり、第１伝搬経路Ａは、第１センサ部１１におけるＳＡＷの伝搬経路である。第１伝搬経路Ａの長さは、例えば、７９２０μｍである。また、第１センサ部１１から出力される検出信号を、以下、第１検出信号とも言う。
【００４９】
第１検出信号は、励振信号の入力タイミングから遅延して出力されるため、励振信号の位相に対して第１検出信号の位相には遅れが生じる。第１センサ部１１に入力される励振信号の位相とその励振信号に対して第１センサ部１１から出力される検出信号の位相の差（以下「第１遅相量」とも言う）は、第１伝搬経路Ａの長さに依存する。また、第１遅相量は、シャフト２００のトルク変化によって、即ちそのトルク変化によって生じる第１センサ部１１の歪みの変化によって、変化する。
【００５０】
第２センサ部１２を構成する第２反射器１６は、圧電体基板４ａにおける、ＩＤＴ１４が形成されている面と同じ面において、ＩＤＴ１４からＤｂ方向へ所定距離離れた位置に形成されている。第２反射器１６の材質及び構成は、第１反射器１５と同じであり、一例として、ＳＡＷの伝搬方向と垂直な方向に延びた４０本の電極が、ＳＡＷの伝搬方向に４９．５μｍのピッチで並設されて構成されている。
【００５１】
ＩＤＴ１４により励振されてＤｂ方向へ伝搬するＳＡＷは、第２反射器１６によって反射され、再びＩＤＴ１４へ戻る。ＳＡＷがＩＤＴ１４へ戻ると、そのＳＡＷがＩＤＴ１４によって電気信号に変換され、その変換された電気信号が検出信号としてＩＤＴ１４からセンサ側配線６ｂへ出力される。
【００５２】
なお、ＩＤＴ１４によって励振されたＳＡＷが第２反射器１６に伝搬していって第２反射器１６で反射されて再びＩＤＴ１４に戻ってくるまでの、ＳＡＷの伝搬経路を、第２伝搬経路Ｂという。つまり、第２伝搬経路Ｂは、第２センサ部１２におけるＳＡＷの伝搬経路である。第２伝搬経路Ｂの長さは、第１伝搬経路Ａの長さとは異なり、例えば１１８８０μｍである。また、第２センサ部１２から出力される検出信号を、以下、第２検出信号とも言う。
【００５３】
第２検出信号も、第１検出信号と同様、励振信号の位相に対して位相遅れが生じる。第２センサ部１２に入力される励振信号の位相とその励振信号に対して第２センサ部１２から出力される検出信号の位相の差（以下「第２遅相量」とも言う）は、第２伝搬経路Ｂの長さに依存する。また、第２遅相量は、シャフト２００のトルク変化によって、即ちそのトルク変化によって生じる第２センサ部１２の歪みの変化によって、変化する。
【００５４】
参照用ＳＡＷ素子５は、第３センサ部１３を有する。つまり、参照用ＳＡＷ素子５はそれ自体が１つの第３センサ部１３として機能する。具体的に、参照用ＳＡＷ素子５は、圧電体基板５ａ、ＩＤＴ１７、及び反射器１８を少なくとも含む遅延型構造を有している。
【００５５】
参照用ＳＡＷ素子５の圧電体基板５ａは、検出用ＳＡＷ素子４の圧電体基板４ａと同様、圧電性材料を含む素材によって形成され、外部から電気信号が印加されるとＳＡＷが励振されて伝搬するように構成されている。
【００５６】
また、参照用ＳＡＷ素子５のＩＤＴ１７は、検出用ＳＡＷ素子４のＩＤＴ１４と同じ材質、構成であり、参照用ＳＡＷ素子５の反射器１８は、検出用ＳＡＷ素子４の第１反射器１５と同じ材質、構成である。
【００５７】
参照用ＳＡＷ素子５において、ＩＤＴ１７を構成する一対の電極のうち一方の電極は接地されており、他方の電極にはセンサ側配線６ｂが接続されている。そのため、ＩＤＴ１７に伝送路３０を介して励振信号が入力されると、ＩＤＴ１７によって圧電体基板５ａにＳＡＷが励振され、Ｄａ方向へ伝搬する。
【００５８】
参照用ＳＡＷ素子５において、反射器１８は、ＩＤＴ１７からみてＤａ方向に設けられている。そのため、ＩＤＴ１７により励振されてＤａ方向へ伝搬するＳＡＷは、反射器１８によって反射され、再びＩＤＴ１７へ戻る。ＳＡＷがＩＤＴ１７へ戻ると、そのＳＡＷがＩＤＴ１７によって電気信号に変換され、その変換された電気信号が検出信号としてＩＤＴ１７から伝送路３０へ出力される。
【００５９】
なお、参照用ＳＡＷ素子５において、ＩＤＴ１７によって励振されたＳＡＷが反射器１８に伝搬していって反射器１８で反射されて再びＩＤＴ１７に戻ってくるまでの、ＳＡＷの伝搬経路を、第３伝搬経路Ｃという。つまり、第３伝搬経路Ｃは、第３センサ部１３におけるＳＡＷの伝搬経路である。第３伝搬経路Ｃの長さは、第１伝搬経路Ａの長さ及び第２伝搬経路Ｂの長さの何れとも異なり、例えば１９８００μｍである。また、第３センサ部１３から出力される検出信号を、以下、第３検出信号とも言う。
【００６０】
第３検出信号も、第１検出信号と同様、励振信号の位相に対して位相遅れが生じる。第３センサ部１３に入力される励振信号の位相とその励振信号に対して第３センサ部１３から出力される検出信号の位相の差（以下「第３遅相量」とも言う）は、第３伝搬経路Ｃの長さに依存する。ただし、既述の通り、第３センサ部１３は、シャフト２００の歪みが第３センサ部１３に伝わらないように設けられている。そのため、第３遅相量は、第１遅相量及び第２遅相量とは異なり、シャフト２００のトルクが変化しても変化しない。
【００６１】
なお、第３伝搬経路Ｃの長さを、第１伝搬経路Ａの長さ及び第２伝搬経路Ｂの長さよりも長くすることは、必須ではない。各伝搬経路Ａ，Ｂ，Ｃの長さは、後述するように同じ励振信号に対して各センサ部１３から出力される検出信号の出力期間が重複しないように、適宜決めてもよい。
【００６２】
信号処理回路２０は、信号源２１と、出力増幅器２２と、スイッチ２３と、移相器２４と、入力増幅器２５と、第１ミキサ２６と、第２ミキサ２７と、演算部２８と、周囲温度センサ２９と、を備える。
【００６３】
信号源２１は、各ＳＡＷ素子４，５にＳＡＷを励振させるための電気信号である励振信号を生成し、出力するように構成されている。励振信号の具体的な内容は適宜決めてもよい。本実施形態では、励振信号として、４０ＭＨｚの正弦波信号を用いる。信号源２１から出力された励振信号は、出力増幅器２２、移相器２４、及び第１ミキサ２６に入力される。
【００６４】
出力増幅器２２は、信号源２１から出力された励振信号を増幅してスイッチ２３へ出力する。
スイッチ２３は、出力増幅器２２及び入力増幅器２５に接続されると共に、回路側配線７ｂが接続されている。スイッチ２３は、信号処理回路２０内における、回路側配線７ｂの接続先（即ち伝送路３０の接続先）を、出力増幅器２２及び入力増幅器２５の何れか一方に選択的に切り替え可能に構成されている。
【００６５】
スイッチ２３によって出力増幅器２２が回路側配線７ｂに接続された状態では、信号源２１から出力されて出力増幅器２２で増幅された励振信号がスイッチ２３を介して回路側配線７ｂへ出力される。一方、スイッチ２３によって入力増幅器２５が回路側配線７ｂに接続された状態では、回路側アンテナ７で受信されて回路側配線７ｂを伝送されてきた検出信号が、スイッチ２３を介して入力増幅器２５へ出力される。
【００６６】
なお、信号源２１からの励振信号の出力、及びスイッチ２３の動作は、本実施形態では、一例として演算部２８によって制御されるものとする。
移相器２４は、信号源２１から入力される励振信号の位相を９０ｄｅｇ進相させる。移相器２４によって９０ｄｅｇ進相された励振信号は、第２ミキサ２７へ出力される。なお、移相器２４における励振信号の位相の変化量が９０ｄｅｇ進相であることはあくまでも一例である。
【００６７】
入力増幅器２５は、スイッチ２３を介して入力された信号（本実施形態ではＳＡＷセンサ３から出力されて伝送路３０を経て入力される検出信号）を増幅する。入力増幅器２５で増幅された検出信号は、各ミキサ２６，２７へ出力される。
【００６８】
第１ミキサ２６には、信号源２１からの励振信号と入力増幅器２５からの検出信号とが入力される。第１ミキサ２６は、これら入力される励振信号と検出信号をミキシング（具体的には乗算）する。第１ミキサ２６でミキシングされた信号は、演算部２８へ出力される。
【００６９】
第２ミキサ２７には、移相器２４で９０ｄｅｇ進相された励振信号と、入力増幅器２５からの検出信号とが入力される。第２ミキサ２７は、これら入力される２つの信号をミキシング（具体的には乗算）する。第２ミキサ２７でミキシングされた信号は、演算部２８へ出力される。
【００７０】
演算部２８は、各ミキサ２６，２７から入力された各信号に基づいて、励振信号と検出信号との位相差、即ち検出信号の位相角を算出する。本実施形態では、より詳しくは、演算部２８の起動時（即ち物理量の演算の開始時）の初期状態での位相角に対する、実際に入力された検出信号に基づく位相角の変化量（以下「位相変化量」という）を算出する。そして、その算出した位相変化量に基づいて、検出対象物の物理量、即ちシャフト２００のトルクを検出する。
【００７１】
ただし、本実施形態では、同じ励振信号に対し、異なる３つの検出信号が順次入力される。具体的に、第１センサ部１１からの第１検出信号と、第２センサ部１２からの第２検出信号と、第３センサ部１３からの第３検出信号が、時系列的に個別に順次入力される。
【００７２】
演算部２８は、３つの検出信号毎に個別に、位相変化量を算出する。具体的に、第１検出信号に対しては、励振信号と第１検出信号との位相差を算出し、その位相差に基づいて位相変化量を算出する。以下、第１検出信号をもとに算出される位相変化量を、第１位相変化量θＡとも言う。また、演算部２８は、第２検出信号に対しても、励振信号と第２検出信号との位相差を算出し、その位相差に基づいて位相変化量を算出する。以下、第２検出信号をもとに算出される位相変化量を、第２位相変化量θＢとも言う。また、演算部２８は、第３検出信号に対しても、励振信号と第３検出信号との位相差を算出し、その位相差に基づいて位相変化量を算出する。以下、第３検出信号をもとに算出される位相変化量を、第３位相変化量θＣとも言う。
【００７３】
そして、演算部２８は、算出した３つの位相変化量θＡ、θＢ、θＣを用いて、後述する特定の演算を行うことで、シャフト２００のトルクを算出する。
周囲温度センサ２９は、センシングシステム１０全体の周囲温度（いわゆる雰囲気温度）を検出するための温度センサである。周囲温度センサ２９は、例えばサーミスタ、熱電対などの、温度に応じた信号を出力可能な素子を有し、温度に応じた信号を演算部２８へ出力する。演算部２８は、周囲温度センサ２９から入力される信号に基づいて雰囲気温度を取得することができる。
【００７４】
（３）演算部２８の処理
次に、検出対象の物理量を検出するために演算部２８が行う各種処理について説明する。演算部２８は、物理量を検出する際、まず、スイッチ２３において出力増幅器２２と回路側配線７ｂとを接続させる。
【００７５】
そして、信号源２１から励振信号を出力させる。この励振信号は、出力増幅器２２で増幅された後、スイッチ２３及び伝送路３０を経て、ＳＡＷセンサ３に入力される。具体的に、励振信号は、検出用ＳＡＷ素子４のＩＤＴ１４及び参照用ＳＡＷ素子５のＩＤＴ１７に入力される。換言すれば、３つのセンサ部１１，１２，１３にそれぞれ同時に入力される。
【００７６】
これにより、検出用ＳＡＷ素子４においてはＩＤＴ１４によりＳＡＷが励振され、参照用ＳＡＷ素子５においてはＩＤＴ１７によりＳＡＷが励振される。
そして、検出用ＳＡＷ素子４における、第１センサ部１１においては、ＩＤＴ１４により励振されたＳＡＷが第１伝搬経路Ａを伝搬して再びＩＤＴ１４へ戻り、その戻ってきたＳＡＷによってＩＤＴ１４に第１検出信号が発生する。つまり、戻ってきたＳＡＷが第１検出信号に変換される。なお、ＳＡＷが第１伝搬経路Ａを伝搬する過程で第１反射器１５で反射されることは既述の通りである。
【００７７】
また、検出用ＳＡＷ素子４における、第２センサ部１２においては、ＩＤＴ１４により励振されたＳＡＷが第２伝搬経路Ｂを伝搬して再びＩＤＴ１４へ戻り、その戻ってきたＳＡＷによってＩＤＴ１４に第２検出信号が発生する。なお、ＳＡＷが第２伝搬経路Ｂを伝搬する過程で第２反射器１６で反射されることは既述の通りである。
【００７８】
また、参照用ＳＡＷ素子５、即ち第３センサ部１３においては、ＩＤＴ１７により励振されたＳＡＷが第３伝搬経路Ｃを伝搬して再びＩＤＴ１７へ戻り、その戻ってきたＳＡＷによってＩＤＴ１７に第３検出信号が発生する。つまり、戻ってきたＳＡＷが第３検出信号に変換される。なお、ＳＡＷが第３伝搬経路Ｃを伝搬する過程で反射器１８で反射されることは既述の通りである。
【００７９】
信号処理回路２０から出力された励振信号に対し、上記のように、各センサ部１１，１２，１３からそれぞれ検出信号が出力されるが、その出力タイミングは、センサ部毎に異なる。同じ励振信号に対する、各センサ部１１，１２，１３からの検出信号の出力タイミングは、主に、ＳＡＷの伝搬経路の長さに依存する。本実施形態では、３つの伝搬経路のうち、第１伝搬経路Ａが最も短く、第３伝搬経路Ｃが最も長い。そのため、同じ励振信号に対し、まず第１センサ部１１から第１検出信号が出力され、次に第２センサ部１２から第２検出信号が出力され、最後に第３センサ部１３から第３検出信号が出力される。
【００８０】
そこで、演算部２８は、信号源２１から励振信号の出力を開始させた後、第１センサ部１１から第１検出信号が出力されるよりも前の所定のタイミングで、スイッチ２３を入力増幅器２５側に切り替える。
【００８１】
信号処理回路２０における、励振信号の出力タイミングに対する各検出信号の入力タイミングについて、図３を用いて具体的に説明する。図３に示すように、時刻ｔ１で信号源２１から励振信号を出力させたとする。なおこのとき、スイッチ２３は、出力増幅器２２側に接続された状態にある。
【００８２】
時刻ｔ１で励振信号を出力すると、その励振信号が伝送路３０を経てＳＡＷセンサ３に入力される。そして、その励振信号に対し、まず時刻ｔ１１に第１センサ部１１から第１検出信号が入力される。そこで、演算部２８は、時刻ｔ１１よりも前の時刻ｔ１０で、スイッチ２３を入力増幅器２５側に切り替えて励振信号のＳＡＷセンサ３への出力を停止させる。
【００８３】
つまり、励振信号は、時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの規定時間、ＳＡＷセンサ３へ出力される。そして、規定時間が経過した時刻ｔ１０よりも後の時刻ｔ１１でまず第１センサ部１１から第１検出信号が入力される。第１検出信号は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで入力される。第１センサ部１１からの第１検出信号の入力が終了した後、時刻ｔ１３で、第２センサ部１２から第２検出信号が入力される。第２検出信号は、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４まで入力される。第２センサ部１２からの第２検出信号の入力が終了した後、時刻ｔ１５で、第３センサ部１３から第３検出信号が入力される。第３検出信号は、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６まで入力される。
【００８４】
そして、時刻ｔ１６で第３検出信号の入力が終了した後、時刻ｔ２で、再びスイッチ２３を出力増幅器２２側に切り替えて、時刻ｔ２０までの規定時間、ＳＡＷセンサ３へ励振信号を出力させる。このようにして、励振信号は、所定のバースト周期でＳＡＷセンサ３へ出力される。そして、各周期において、規定時間出力される励振信号に対し、３つのセンサ部１１，１２，１３から信号処理回路２０へ各検出信号が順次出力される。
【００８５】
一周期における、励振信号の出力期間、及び各検出信号の入力期間は、これら各期間が重複しないようにされている。つまり、励振信号がＳＡＷセンサ３へ出力される規定時間、及び、各センサ部１１，１２，１３の各伝搬経路Ａ，Ｂ，Ｃの長さは、励振信号の出力期間、及び各検出信号の入力期間がいずれも重複しないように設計されている。
【００８６】
演算部２８は、バースト周期ごとに、励振信号に対して各センサ部１１，１２，１３から順次入力される各検出信号に基づいて、各位相変化量θＡ、θＢ、θＣを算出する。算出した各位相変化量θＡ、θＢ、θＣは、不図示のメモリに一時的に記憶される。演算部２８は、バースト周期ごとに、算出した各位相変化量θＡ、θＢ、θＣを用いて、特定の演算を行うことで、シャフト２００のトルクを算出する。
【００８７】
ここで、トルクを算出するために３つのセンサ部１１，１２，１３を用いている理由について説明する。仮に、第１センサ部１１からの第１検出信号の遅相量がシャフト２００のトルクにのみ依存し、且つ、伝送路３０における各アンテナ６，７の相対的位置関係が変化しても第１位相変化量θＡは変化しないならば、必要なセンサ部は第１センサ部１１のみでよい。
【００８８】
しかし、実際には、第１センサ部１１から出力される第１検出信号の遅相量は、第１センサ部１１の温度によっても変化する。そのため、演算部２８によって算出される第１位相変化量θＡには、トルクの変化によって生じる成分（以下「トルク変化成分」とも言う）だけでなく、第１センサ部１１の温度の変化によって生じる成分（以下「温度変化成分」とも言う）も含まれている。
【００８９】
さらに、伝送路３０には、一組のアンテナ６，７による無線伝送区間が含まれており、  アンテナ位置関係が変化すると、各アンテナ６，７間の電波の伝搬特性も変化する。そのため、演算部２８によって算出される第１位相変化量θＡには、トルク変化成分及び温度変化成分に加えて、さらに、アンテナ位置関係の変化によって生じるアンテナ位置成分も含まれている。
【００９０】
そのため、第１センサ部１１から出力される第１検出信号のみに基づいてトルクを算出すると、算出されるトルクには、温度変化成分に起因する誤差、及びアンテナ位置成分に起因する誤差が含まれてしまう。これらの誤差は、トルクの算出精度を低下させる要因となる。
【００９１】
そこで、本実施形態では、第１センサ部１１に加え、さらに、検出信号がトルクに依存して変化する第２センサ部１２、及び検出信号がトルクに依存しない第３センサ部１３を設け、これら３つのセンサ部１１，１２，１３からの各検出信号に基づいてトルクを算出するようにしている。また、これら３つのセンサ部１１，１２，１３は、各々の温度が同じか若しくは同じと見なせる程度の温度差に収まるように近接して配置されている。
【００９２】
そして、これら３つのセンサ部１１，１２，１３からの３つの検出信号に基づく特定の演算を行うことで、温度変化成分及びアンテナ位置成分の影響が抑制されたトルクを算出するように構成されている。
【００９３】
なお、アンテナ位置成分は考慮せず温度変化成分の影響を抑制すればよい場合は、第３センサ部１３部は不要であり、第１センサ部１１に加えて第２センサ部１２を備えればよい。これに対し、本実施形態では、アンテナ位置成分の影響も抑制するために、さらに、トルクの影響を受けない第３検出信号を出力可能な第３センサ部１３を設けている。
【００９４】
３つの位相変化量θＡ、θＢ、θＣを用いてトルクを算出するための特定の演算について、具体的に説明する。なお、以下に述べる特定の演算は、トルクに限らず他の各種の物理量を算出する際にも同様に用いることができる。
【００９５】
まず、参考例として、伝送路３０に無線伝送区間が存在しない構成、即ちＳＡＷセンサ３と信号処理回路２０とが有線で直接接続されている例について説明する。この参考例の場合、第３センサ部１３は不要であり、第１センサ部１１からの第１検出信号及び第２センサ部１２からの第２検出信号に基づいて物理量を算出できる。
【００９６】
この場合、算出すべき物理量Ｓｕｂｊｅｃｔの、初期状態からの変化量をＳｂｊとすると、第１検出信号に基づいて算出される第１位相変化量θＡ、及び第２検出信号に基づいて算出される第２位相変化量θＢは、それぞれ次式（１）、（２）のように表される。
【００９７】
【数１】
0006740587.tif 000002
なお、Ｔｅｍｐは、検出用ＳＡＷ素子４の現在の温度である。また、Ｔｅは、素子温度Ｔｅｍｐの、初期状態からの変化量である。物理量Ｓｕｂｊｅｃｔ、物理量変化量Ｓｂｊ、素子温度Ｔｅｍｐ、及び素子温度変化量Ｔｅは、未知情報である。また、θＳｂｊＡは、第１センサ部１１の物理量感度関数（素子温度Ｔｅｍｐの関数）である。θＳｂｊＢは、第２センサ部１２の物理量感度関数（素子温度Ｔｅｍｐの関数）である。これら２つの物理量感度関数の比率である物理量感度比（θＳｂｊＢ／θＳｂｊＡ）は、予め知ることが可能な既知情報である。また、θＴｅＡは第１センサ部１１の温度感度であり、θＴｅＢは第２センサ部１２の温度感度である。これら各温度感度θＴｅＡ、θＴｅＢは、いずれも既知情報である。
【００９８】
上記式（１）、（２）において、右辺第１項は、検出対象物における検出対象の物理量の変化によって生じる成分である物理量変化成分であり、右辺第２項は、各センサ部１１，１２の温度の変化によって生じる成分である温度変化成分である。
【００９９】
上記式（１）、（２）から、物理量変化量Ｓｂｊの項を消去することで、下記式（３）のように、素子温度変化量Ｔｅが得られる。よって、初期状態での検出用ＳＡＷ素子４の素子温度をＴｅｍｐ０とすると、現在の素子温度Ｔｅｍｐは、次式（４）で表される。
【０１００】
【数２】
0006740587.tif 000003
なお、検出用ＳＡＷ素子４の初期温度Ｔｅｍｐ０は、例えば周囲温度センサ２９によって検出された温度に基づいて取得できる。本実施形態では、演算部２８は、起動後の初期状態において、周囲温度センサ２９からの検出信号に基づいて雰囲気温度を取得する。そして、その雰囲気温度を、検出用ＳＡＷ素子４の初期温度Ｔｅｍｐ０としてメモリに記憶し、以後の演算で必要に応じてメモリから読み出して用いる。
【０１０１】
本実施形態では、初期状態とは、一例として、車両の電源スイッチ（不図示）がオンされて演算部２８を含む車両の各部が起動した状態を想定している。つまり、運転者が車両に乗り込んで走行させようとすべく、まず電源スイッチをオンした状態を、初期状態として想定している。そのため、本実施形態では、初期状態においては雰囲気温度と検出用ＳＡＷ素子４の実際の温度はほぼ等しいであろうという予測に基づいて、周囲温度センサ２９によって検出される雰囲気温度を初期温度Ｔｅｍｐ０としている。一方、電源スイッチがオンされて各部が起動すると、車両の動作状態によっては、雰囲気温度と検出用ＳＡＷ素子４の温度とに差が生じる可能性がある。そのため、現在の素子温度Ｔｅｍｐについては、雰囲気温度ではなく、上記演算によって算出するようにしている。
【０１０２】
一方、上記式（１）、（２）から、素子温度変化量Ｔｅの項を消去することで、下記式（５）のように、物理量変化量Ｓｂｊが得られる。式（５）中の素子温度Ｔｅｍｐは、上記式（４）で得られる値を用いることができる。
【０１０３】
よって、初期状態での物理量を初期物理量Ｓｕｂｊｅｃｔ０とすると、現在の物理量Ｓｕｂｊｅｃｔは、次式（６）で表される。
【０１０４】
【数３】
0006740587.tif 000004
なお、初期物理量Ｓｕｂｊｅｃｔ０は、例えば、演算部２８の起動後の初期状態において想定される検出対象物の状態に基づき、その初期状態において想定される物理量を、初期物理量Ｓｕｂｊｅｃｔ０として適宜決めておいてもよい。本実施形態では、初期物理量Ｓｕｂｊｅｃｔ０が例えば０に設定され、メモリに記憶されている。
【０１０５】
このように、伝送路３０に無線伝送区間が存在しない場合は、第１検出信号及び第２検出信号に基づいて第１位相変化量θＡ及び第２位相変化量θＢを算出し、それら第１位相変化量θＡ及び第２位相変化量θＢに基づく上記式（３）〜（６）の演算を行うことで、素子温度Ｔｅｍｐの影響が抑制された物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出することができる。
【０１０６】
次に、伝送路３０に無線伝送区間が含まれている本実施形態における、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出するための特定の演算について説明する。本実施形態では、各位相変化量θＡ、θＢ、θＣに含まれるアンテナ位置成分は各センサ部１１，１２，１３それぞれ独立して発生する。ただし、各アンテナ位置成分は、互いに線形関係となっているものとする。
【０１０７】
つまり、第１位相変化量θＡに含まれるアンテナ位置成分をθＡｎＡ（φ）、第２位相変化量θＢに含まれるアンテナ位置成分をθＡｎＢ（φ）、第３位相変化量θＣに含まれるアンテナ位置成分をθＡｎＣ（φ）とすると、これら３者間には、θＡｎＡ（φ）＝ａ・θＡｎＣ（φ）、θＡｎＢ（φ）＝ｂ・θＡｎＣ（φ）、θＡｎＢ（φ）＝Ｃ０・θＡｎＡ（φ）、という関係があるものとする。
【０１０８】
なお、φは、初期状態を基準とする、センサ側アンテナ６の回転角である。回転角φは、０ｄｅｇから３６０ｄｅｇ（＝０ｄｅｇ）までの範囲内の値をとる。また、ａ，ｂ，Ｃ０は所定の定数である。各センサ部１１，１２，１３と各アンテナ６，７とを適宜調整することで、上記のように各位相変化量θＡ、θＢ、θＣの３者間に線形関係を持たせることができる。各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）、θＡｎＣ（φ）は、センサ側アンテナ６の回転角φに依存（換言すればアンテナ位置関係に依存）する。
【０１０９】
この場合、第１位相変化量θＡ、第２位相変化量θＢ、及び第３位相変化量θＣは、それぞれ次式（７）、（８）、（９）のように表される。なお、式（９）中のθＴｅＣは、第３センサ部１３の温度感度であり、既知情報である。
【０１１０】
【数４】
0006740587.tif 000005
上記式（７）、（８）における右辺第３項、及び上記式（９）における右辺第２項は、アンテナ位置関係の変化によって生じる成分であるアンテナ変化成分である。
【０１１１】
第３センサ部１３は、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔの影響を受けないように設けられている。そのため、式（９）に示すように、第３センサ部１３からの第３検出信号に基づく第３位相変化量θＣには、物理量の変化によって生じる物理量変化成分は含まれない。
【０１１２】
上記式（７）、（８）、（９）より、各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）、θＡｎＣ（φ）を消去すると、次式（１０）、（１１）が得られる。
【０１１３】
【数５】
0006740587.tif 000006
上記式（１０）、（１１）から、物理量変化量Ｓｂｊの項を消去することで、式（１２）のように素子温度変化量Ｔｅが得られる。よって、現在の素子温度Ｔｅｍｐは、式（１３）で表される。
【０１１４】
【数６】
0006740587.tif 000007
一方、上記式（１０）、（１１）から、素子温度変化量Ｔｅの項を消去することで、式（１４）のように物理量変化量Ｓｂｊが得られる。よって、算出すべき現在の物理量Ｓｕｂｊｅｃｔは、式（１５）で表される。
【０１１５】
【数７】
0006740587.tif 000008
信号処理回路２０の演算部２８は、各位相変化量θＡ、θＢ、θＣに基づき、上記式（１２）〜（１５）を少なくとも含む特定の演算を行うことで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出する。
【０１１６】
（４）第１実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態のセンシングシステム１０では、ＳＡＷセンサ３は、物理量の変化に応じて検出信号が変化するように設けられた第１センサ部１１及び第２センサ部１２と、物理量が変化しても検出信号が変化しないように設けられた第３センサ部１３とを備えている。また、伝送路３０には、一組のアンテナ６，７を含む無線伝送区間が存在している。
【０１１７】
信号処理回路２０の演算部２８は、各センサ部１１，１２，１３へ励振信号を出力し、その励振信号に対して各センサ部１１，１２，１３から順次受信される各検出信号ごとに個別に、位相変化量θＡ、θＢ、θｃを算出する。
【０１１８】
そして、それら各位相変化量θＡ、θＢ、θｃに基づき、上記式（１２）〜（１５）を少なくとも含む特定の演算を行うことで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出することができる。そして、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出するための特定の演算は、上記式（１２）〜（１５）に示したように、アンテナ位置関係の変化の影響が除去され、且つ温度の変化の影響が除去された物理量を算出するための演算である。この特定の演算は、実質的には、第１検出信号に基づく第１位相変化量θＡから温度変化成分及びアンテナ位置成分を除去し、その除去後の第１位相変化量に基づいて物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出することと等価である。
【０１１９】
よって、本実施形態のセンシングシステム１０によれば、アンテナ位置関係の変化に起因して発生する検出信号の位相角の変化の影響が抑制された、精度の高い物理量を検出することができる。
【０１２０】
なお、本実施形態において、第３センサ部１３から出力される第３検出信号は、状態情報の一例に相当する。また、信号処理回路２０は信号処理部の一例に相当する。また、参照用ＳＡＷ素子５は状態情報出力部及び情報検出部の一例に相当する。
【０１２１】
［第２実施形態］
第１実施形態では、算出される物理量に対するアンテナ位置関係の影響を抑制するために、検出用ＳＡＷ素子４（即ち第１センサ部１１及び第２センサ部１２）とは別に参照用ＳＡＷ素子５（即ち第３センサ部１３）を設けた。
【０１２２】
これに対し、本第２実施形態では、図４に示すように、参照用ＳＡＷ素子５に代えて、検出用ＳＡＷ素子４の温度を検出するための素子温度センサ４１を設ける。なお、第２実施形態は、参照用ＳＡＷ素子５に代えて素子温度センサ４１を設けていること、及び物理量を算出するための特定の演算の方法が第１実施形態とは異なることを除き、基本的な構成は第１実施形態と同じである。そのため、第１実施形態と共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【０１２３】
図４に示すように、本実施形態のセンシングシステム４０は、ＳＡＷを励振させて検出信号を出力させるためのＳＡＷセンサ４５として、検出用ＳＡＷ素子４を備えている。また、この検出用ＳＡＷ素子４の近傍に、この検出用ＳＡＷ素子４の温度である素子温度Ｔｅｍｐを検出するための素子温度センサ４１が設けられている。
【０１２４】
素子温度センサ４１は、本実施形態では例えば赤外線放射温度計である。素子温度センサ４１は、検出対象物としてのシャフト２００には直接は固定されておらず、シャフト２００が回転しても素子温度センサ４１は動かない。
【０１２５】
素子温度センサ４１を設ける目的は、素子温度Ｔｅｍｐ（換言すれば各センサ部１１，１２の温度）を検出することである。そのため、温度検出部として図４に示すような素子温度センサ４１を用いること、及びそれを検出対象物に固定しないこと、などはあくまでも一例であり、素子温度センサ４１以外の他の方法を用いて素子温度Ｔｅｍｐを検出するようにしてもよい。
【０１２６】
例えば、シャフト２００における検出用ＳＡＷ素子４のごく近傍に温度センサを固定し、その温度センサで検出された検出信号を無線にて信号処理回路４２へ送信させるようにしてもよい。また、第１実施形態の信号処理回路２０と同様に周囲温度センサ２９を設け、この周囲温度センサ２９により検出される温度を素子温度Ｔｅｍｐとして扱っても差し支えない場合は、周囲温度センサ２９によって素子温度Ｔｅｍｐを検出するようにしてもよい。
【０１２７】
図５に示すように、素子温度センサ４１から出力される、素子温度Ｔｅｍｐを示す温度検出信号は、信号処理回路４２内の演算部４３に入力される。演算部４３は、素子温度センサ４１から入力される温度検出信号に基づいて素子温度Ｔｅｍｐを取得し、その素子温度Ｔｅｍｐに基づいて素子温度変化量Ｔｅを算出する。
【０１２８】
演算部４３は、第１実施形態の演算部２８と同様、信号源２１で生成される励振信号を周期的にＳＡＷセンサ４５へ出力させる。そして、励振信号を出力させる１周期ごとに、その励振信号に対して各センサ部１１，１２から伝送路３０を介して信号処理回路４２へ入力される第１検出信号及び第２検出信号に基づいて、第１検出信号の位相角及び第２検出信号の位相角を算出し、ひいては第１位相変化量θＡ及び第２位相変化量θＢを算出する。そして、算出した各位相変化量θＡ，θＢ、及び素子温度センサ４１からの温度検出信号に基づいて取得した素子温度Ｔｅｍｐ及び素子温度変化量Ｔｅを用いて、特定の演算を実行することにより、物理量としてのトルクを算出する。
【０１２９】
本実施形態の特定の演算について具体的に説明する。本実施形態では、素子温度Ｔｅｍｐ及び素子温度変化量Ｔｅは既知となる。また、本実施形態においても、第１位相変化量θＡに含まれるアンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）と第２位相変化量θＢに含まれるアンテナ位置成分θＡｎＢ（φ）との間には、θＡｎＢ（φ）＝Ｃ０・θＡｎＡ（φ）、という線形関係があるものとする。
【０１３０】
ここで、既述の式（７）、（８）を、それぞれ、次式（１６）、（１７）のように変形する。
【０１３１】
【数８】
0006740587.tif 000009
上記式（１６）、（１７）から、各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）を消去すると、次式（１８）のように、物理量変化量Ｓｂｊが得られる。よって、算出すべき現在の物理量Ｓｕｂｊｅｃｔは、式（１９）で表される。
【０１３２】
【数９】
0006740587.tif 000010
信号処理回路４２の演算部４３は、各位相変化量θＡ、θＢ、素子温度Ｔｅｍｐ、及び素子温度変化量Ｔｅを用いて、上記式（１８），（１９）を少なくとも含む特定の演算を行うことで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出する。
【０１３３】
以上説明したように、第２実施形態のセンシングシステム４０では、ＳＡＷセンサ４５は、物理量の変化に応じて検出信号が変化するように設けられた第１センサ部１１及び第２センサ部１２を備えている。更に、ＳＡＷセンサ４５とは別に、素子温度Ｔｅｍｐを検出するための素子温度センサ４１を備えている。
【０１３４】
信号処理回路４２の演算部４３は、２つのセンサ部１１，１２へ励振信号を出力し、その励振信号に対して各センサ部１１，１２から順次受信される各検出信号ごとに個別に、位相変化量θＡ、θＢを算出する。
【０１３５】
そして、それら各位相変化量θＡ、θＢ、及び、素子温度センサ４１からの温度検出信号に基づいて取得した素子温度Ｔｅｍｐ及び素子温度変化量Ｔｅを用いて、上記式（１８），（１９）を少なくとも含む特定の演算を行うことで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出する。
【０１３６】
本実施形態における、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出するための特定の演算も、第１実施形態の特定の演算と同様、アンテナ位置関係の変化の影響が除去され、且つ温度の変化の影響が除去された物理量を算出するための演算である。
【０１３７】
よって、本実施形態のセンシングシステム４０によれば、アンテナ位置関係の変化に起因して発生する検出信号の位相角の変化の影響が抑制された、精度の高い物理量を検出することができる。
【０１３８】
なお、本実施形態においては、第２センサ部１２から伝送路３０を経て信号処理回路４２へ入力される第２検出信号、及び素子温度センサ４１から出力される温度検出信号は、いずれも状態情報の一例に相当する。また、素子温度センサ４１は温度検出部の一例に相当する。
【０１３９】
［第３実施形態］
第２実施形態では、算出される物理量に対するアンテナ位置関係の影響を抑制するために、検出用ＳＡＷ素子４（即ち第１センサ部１１及び第２センサ部１２）とは別に、素子温度センサ４１を設けた。
【０１４０】
これに対し、本第３実施形態では、図６に示すように、素子温度センサ４１に代えて、センサ側アンテナ６の回転角φを検出するための回転角センサ５１を設ける。回転角φは、アンテナ位置関係の変化量の一例である。
【０１４１】
なお、第２実施形態は、素子温度センサ４１に代えて回転角センサ５１を設けていること、及び物理量を算出するための特定の演算の方法が第２実施形態とは異なることを除き、基本的な構成は第２実施形態と同じである。そのため、第２実施形態と共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【０１４２】
図６に示すように、本実施形態のセンシングシステム５０では、回転角センサ５１から出力される、センサ側アンテナ６の回転角φを示す回転検出信号が、信号処理回路５２に入力される。回転角センサ５１は、センサ側アンテナ６の回転角φを検出可能な種々の構成のセンサを用いてもよい。
【０１４３】
図６に示すように、回転角センサ５１から出力される、回転角φを示す回転検出信号は、信号処理回路５２内において、演算部５３に入力される。演算部５３は、回転角センサ５１から入力される回転検出信号に基づいて回転角φを取得し、その回転角φに基づいて、各位相変化量θＡ，θＢに含まれるアンテナ位置成分を導出する。
【０１４４】
本実施形態では、各位相変化量θＡ、θＢごとに個別に、回転角φに対するアンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）が予め対応付けられている。具体的に、例えば回転角φを変数とするアンテナ位置成分の関数式を各位相変化量θＡ、θＢごとに個別に用意しておき、演算部５３がそれら関数式を用いて回転角φに対する各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）を導出するようにしてもよい。また例えば、回転角φと各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）との対応関係を予め調べておいて例えばテーブル化しておき、演算部５３がそのテーブルを参照して、回転角φに対する各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）を導出するようにしてもよい。上記の関数式やテーブルは、例えば不図示のメモリに記憶されていてもよい。
【０１４５】
演算部４３は、第２実施形態の演算部４３と同様、信号源２１で生成される励振信号を周期的にＳＡＷセンサ４５へ出力させる。そして、励振信号を出力させる１周期ごとに、その励振信号に対して各センサ部１１，１２から伝送路３０を介して信号処理回路４２へ入力される第１検出信号及び第２検出信号に基づいて、第１検出信号の位相角及び第２検出信号の位相角を算出し、ひいては第１位相変化量θＡ及び第２位相変化量θＢを算出する。そして、算出した各位相変化量θＡ，θＢ、及び回転角センサ５１からの回転検出信号に基づいて取得した回転角φを用いて、特定の演算を実行することにより、物理量としてのトルクを算出する。
【０１４６】
本実施形態の特定の演算について具体的に説明する。本実施形態では、回転角φは既知となる。また、回転角φがわかれば、既述の通り、各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）を導出できるため、これら各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）も既知となる。なお、本実施形態では、各アンテナ位置成分θＡｎＡ（φ）、θＡｎＢ（φ）が互いに線形関係にあってもよいし、線形関係になくてもよい。  
【０１４７】
ここで、既述の式（７）、（８）を、それぞれ、次式（２０）、（２１）のように変形する。
【０１４８】
【数１０】
0006740587.tif 000011
上記式（２０）、（２１）から、物理量変化量Ｓｂｊの項を消去することで、式（２２）のように素子温度変化量Ｔｅが得られる。よって、現在の素子温度Ｔｅｍｐは、式（２３）で表される。
【０１４９】
【数１１】
0006740587.tif 000012
一方、上記式（２０）、（２１）から、素子温度変化量Ｔｅの項を消去することで、式（２４）のように物理量変化量Ｓｂｊが得られる。よって、算出すべき現在の物理量Ｓｕｂｊｅｃｔは、式（２５）で表される。
【０１５０】
【数１２】
0006740587.tif 000013
信号処理回路５２の演算部５３は、各位相変化量θＡ、θＢ、及び回転角φを用いて、上記式（２２）〜（２５）を少なくとも含む特定の演算を行うことで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出する。
【０１５１】
以上説明したように、第３実施形態のセンシングシステム５０では、ＳＡＷセンサ４５に加えて、回転角φを検出するための回転角センサ５１を備えている。信号処理回路５２の演算部５３は、２つのセンサ部１１，１２へ励振信号を出力し、その励振信号に対して各センサ部１１，１２から順次受信される各検出信号ごとに個別に、位相変化量θＡ、θＢを算出する。
【０１５２】
そして、それら各位相変化量θＡ、θＢ、及び、回転角センサ５１からの回転検出信号に基づいて取得した回転角φを用いて、上記式（２２）〜（２５）を少なくとも含む特定の演算を行うことで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出する。
【０１５３】
本実施形態における、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出するための特定の演算も、第１実施形態の特定の演算と同様、アンテナ位置関係の変化の影響が除去され、且つ温度の変化の影響が除去された物理量を算出するための演算である。よって、本実施形態のセンシングシステム５０によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５４】
なお、本実施形態において、回転角センサ５１から出力される回転検出信号は、状態情報の一例に相当する。また、回転角センサ５１は位置変化検出部の一例に相当する。
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
【０１５５】
（１）上記各実施形態では、位相変化量に含まれる誤差成分として、アンテナ位置成分だけでなく温度変化成分まで考慮して、これら２つの成分を除去するための特定の演算を行うことで、これら２つの成分の影響が抑制された物理量を算出した。
【０１５６】
一方、仮に、位相変化量に含まれる各成分のうち温度変化成分は無視してもよい場合は、特定の演算として、温度変化成分を考慮しない簡素な演算を行うことで、物理量を算出することができる。
【０１５７】
例えば第１実施形態において、温度変化成分を考慮する必要がない場合は、参照用ＳＡＷ素子５を省くか、又は検出用ＳＡＷ素子４に形成されている２つのセンサ部１１，１２のうち何れか一方を省くことができる。
【０１５８】
例えば参照用ＳＡＷ素子５を省いて検出用ＳＡＷ素子４のみ用いる場合、既述の式（７）、（８）は、温度を考慮しなくても良い分、下記式（２６）、（２７）のように簡略化できる。
【０１５９】
【数１３】
0006740587.tif 000014
よって、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔは、特定の演算として下記式（２８）の演算を行うことによって算出することができる。
【０１６０】
【数１４】
0006740587.tif 000015
また、例えば第１センサ部１１と第３センサ部１３のみ用いて第２センサ部１２は用いない場合、既述の式（７）、（９）をそれぞれ簡略化でき、それら簡略化した式からアンテナ位置成分を消去することで、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔを算出する式が得られる。
【０１６１】
また、第３実施形態において、温度変化成分を考慮する必要がない場合は、例えば第１センサ部１１からの第１検出信号に基づく第１位相変化量θＡ及び回転角センサ５１からの回転検出信号に基づく回転角φを用いて物理量を算出することができる。
【０１６２】
具体的に、第１検出信号に基づく第１位相変化量θＡは、上記式（２６）で表せる。ここで、アンテナ変化成分θＡｎＡ（φ）は、回転角センサ５１からの回転検出信号に基づいて得られる。そのため、物理量Ｓｕｂｊｅｃｔは、特定の演算として下記式（２９）の演算を行うことによって算出することができる。
【０１６３】
【数１５】
0006740587.tif 000016
このように、第１実施形態及び第３実施形態に示した構成において、温度変化成分を考慮しなくてもよい場合は、システム全体の構成をより簡素化でき、且つ、物理量を算出するための特定の演算もより簡素化できる。
【０１６４】
（２）第１実施形態において、参照用ＳＡＷ素子５を取り付ける方法は、軟質接着部材９によってシャフト２００に取り付ける方法に限定されない。参照用ＳＡＷ素子５は、トルクの変化によっては第３検出信号が変化しないようにすることが可能な他の方法によって取り付けてもよい。
【０１６５】
例えば、センサ側アンテナ６に対して、直接、又は支持部材によって間接的に、参照用ＳＡＷ素子５を設けるようにしてもよい。
また例えば、図７に示すように、１つの素子上に２つのセンサ部が形成されたＳＡＷ素子１４１を用い、物理量の検出対象物１７０に対するこのＳＡＷ素子１４１の取り付け方法を工夫することで、２つのセンサ部のうち一方を第１センサ部として機能させ、他方を第３センサ部として機能させるようにしてもよい。
【０１６６】
具体的に、図７に示すＳＡＷ素子１４１は、第１実施形態の検出用ＳＡＷ素子４と同じように、１つのＩＤＴ１４５と、第１反射器１４６と、第３反射器１５０とを有する。ＩＤＴ１４５と第１反射器１４６との位置関係は、第１実施形態における検出用ＳＡＷ素子４のＩＤＴ１４と第１反射器１５との位置関係と全く同じである。また、ＩＤＴ１４５と第３反射器１５０との位置関係は、第１実施形態における参照用ＳＡＷ素子５のＩＤＴ１７と反射器１８との位置関係と全く同じである。
【０１６７】
そして、図７に示すように、ＳＡＷ素子１４１全体のうち、ＩＤＴ１４５から第１反射器１４６側の領域を、検出対象物１７０に接合させる。一方、ＩＤＴ１４５から第３反射器１５０側の領域は、検出対象物１７０に接合させずに検出対象物１７０から浮いた状態にする。
【０１６８】
このような構成により、ＩＤＴ１４５と第１反射器１４６とによって第１センサ部が実現され、この第１センサ部から出力される第１検出信号は、検出対象物１７０の歪みの影響を受けて変化する。さらに、ＩＤＴ１４５と第３反射器１５０とによって第３センサ部が実現され、この第３センサ部から出力される第３検出信号は、検出対象物１７０の歪みの影響を受けない。なお、図７に示すＳＡＷ素子１４１から第１反射器１４６を省いて、ＳＡＷ素子１４１を単に第３センサ部としてのみ機能させるようにしてもよい。
【０１６９】
（３）第１実施形態において、第３センサ部１３については、必ずしも、物理量の影響を全く受けないようにすることまでは要求されない。第３センサ部１３は、同じ物理量の変化に対する歪みの量を他の２つのセンサ部１１，１２よりも少なくでき、且つ物理量の変化に起因して第３検出信号が変化するとしてもその変化量を無視し得る程度のレベルに抑えることができるものであってもよい。
【０１７０】
具体的に、例えば図８（ａ）に示すように、１つのＳＡＷ素子上に３つのセンサ部が形成されたＳＡＷセンサ６０を、検出対象物に直接接合して用いてもよい。図８（ａ）に示すＳＡＷセンサ６０は、第１センサ部６６、第２センサ部６７、及び第３センサ部６８が同一ＳＡＷ素子に形成されている。具体的に、同じ１つの圧電体基板６１上に、第１センサ部６６を構成する第１ＩＤＴ７０ａと第１反射器７１、第２センサ部６７を構成する第２ＩＤＴ７０ｂと第２反射器７２、及び第３センサ部６８を構成する第３ＩＤＴ７０ｃと第３反射器７３が形成されている。
【０１７１】
各ＩＤＴ７０ａ，７０ｂ，７０ｃは、いずれも第１実施形態のＩＤＴ１４と同じ構成である。また、各反射器７１，７２，７３は、いずれも第１実施形態の第１反射器１５と同じ構成である。また、第１センサ部６６の第１伝搬経路Ａは第１実施形態の第１センサ部１１の第１伝搬経路Ａと同じ長さであり、第２センサ部６７の第２伝搬経路Ｂは第１実施形態の第２センサ部１２の第２伝搬経路Ｂと同じ長さである。
【０１７２】
一方、第３センサ部６８の第３伝搬経路Ｃは、他の２つの伝搬経路Ａ，Ｂよりも非常に短い。第３伝搬経路Ｃの長さは、物理量の変化に対する第３センサ部６８から出力される第３検出信号の変化量が、同じ物理量の変化に対する他の２つのセンサ部６６，６７から出力される各検出信号の変化量に対して相対的に無視し得る程度に小さいレベルとなるように適宜決めることができる。例えば、第３伝搬経路Ｃの長さを、他の２つの伝搬経路Ａ，Ｂのうち短い方の１／１０以下としてもよい。
【０１７３】
また例えば、図８（ｂ）に示すようなＳＡＷセンサ８０を検出対象物に直接接合して用いてもよい。図８（ｂ）に示すＳＡＷセンサ８０は、同じ１つの圧電体基板８１上に、第２反射器８７、第１反射器８６、ＩＤＴ８５、及び第３反射器８８が、この順に一列に並ぶように形成されている。
【０１７４】
そして、ＩＤＴ８５と第１反射器８６によって第１センサ部が構成され、この第１センサ部におけるＳＡＷの伝搬経路である第１伝搬経路Ａは、第１実施形態の第１伝搬経路Ａと同じ長さである。また、ＩＤＴ８５と第２反射器８７によって第２センサ部が構成され、この第２センサ部におけるＳＡＷの伝搬経路である第２伝搬経路Ｂは、第１実施形態の第２伝搬経路Ｂと同じ長さである。また、ＩＤＴ８５と第３反射器８８によって第３センサ部が構成され、この第３センサ部におけるＳＡＷの伝搬経路である第３伝搬経路Ｃは、図８（ａ）に示した第３センサ部６８の第３伝搬経路Ｃと同じ長さである。
【０１７５】
また、第１実施形態において、参照用ＳＡＷ素子５における第３伝搬経路Ｃを、図８（ａ）に例示した第３センサ部６８の第３伝搬経路Ｃと同じ長さにして、その参照用ＳＡＷ素子５をシャフト２００に対して検出用ＳＡＷ素子４と全く同じように取り付けてもよい。
【０１７６】
（４）上記各実施形態では、第１センサ部１１及び第２センサ部１２が同じ１つの検出用ＳＡＷ素子４において一体化された構成となっていたが、このような構成はあくまでも一例である。例えば、第１センサ部１１と第２センサ部１２をそれぞれ異なるＳＡＷ素子を用いて個別に設けてもよい。
【０１７７】
一方、同じ１つのＳＡＷ素子に第１センサ部１１及び第２センサ部１２を一体的に形成する場合、上記各実施形態の検出用ＳＡＷ素子４とは異なる構成を採用してもよい。例えば、図８（ｂ）に示したＳＡＷセンサ８０から第３反射器８８を省いた構成のＳＡＷセンサを検出用ＳＡＷ素子４として用いてもよい。また例えば、図８（ａ）に示したＳＡＷセンサ６０から第３センサ部６８を省いた構成のＳＡＷセンサを検出用ＳＡＷ素子４として用いてもよい。
【０１７８】
（５）本発明は、一組のアンテナの相対的位置関係が、上記実施形態に示した変化とは異なる態様で変化するように構成されたセンシングシステムに対しても適用することができる。即ち、上記実施形態では、回路側アンテナ７は固定され、センサ側アンテナ６がｘ軸を回転軸として回転する構成であったが、例えば、センサ側アンテナ６が、ループ面を通る軸であって且つｘ軸とは異なる軸を回転軸として回転する構成であってもよい。
【０１７９】
また、回転とは異なる態様で双方の相対的位置関係が変化する構成であってもよい。例えば、双方のアンテナのｘ軸方向の距離が変化するような構成であってもよい。また例えば、双方のアンテナのｙ軸方向又はｚ軸方向の距離が変化するような構成であってもよい。
【０１８０】
また、各アンテナ６，７は、双方のループ面が完全に対向するように配置されていなくてもよい。また、各アンテナ６，７は、ループ面の面積が異なっていてもよい。また、一組のアンテナがループアンテナであることは必須ではない。ループアンテナ以外の他のアンテナであってもよい。また、一組のアンテナが同じ種類のアンテナであることも必須ではない。
【０１８１】
（６）検出対象物として、上記実施形態に示したシャフト２００は一例に過ぎない。シャフト２００以外の他の検出対象物を対象としてその物理量を検出するようにしてもよい。また、検出可能な物理量についても、トルクはあくまでも一例であり、トルク以外の他の物理量を検出するようにしてもよい。
【０１８２】
（７）信号処理回路において、演算部により行われる特定の演算は、マイクロコンピュータがプログラムを実行することにより実現されるソフトウェア処理であってもよいし、例えばＡＳＩＣやＦＰＧＡその他の各種ロジック回路などのハードウェア回路によって実現されてもよい。
【０１８３】
（８）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【０１８４】
３，４５，６０，８０…ＳＡＷセンサ、４…検出用ＳＡＷ素子、４ａ，５ａ，６１…圧電体基板、５…参照用ＳＡＷ素子、６…センサ側アンテナ、７…回路側アンテナ、９…軟質接着部材、１０、４０，５０…センシングシステム、１１，６６…第１センサ部、１２，６７…第２センサ部、１３，６８…第３センサ部、１５…第１反射器、１６…第２反射器、１８…反射器、２０，４２，５２…信号処理回路、２１…信号源、２２…出力増幅器、２３…スイッチ、２８，４３，５３…演算部、２９…周囲温度センサ、３０…伝送路、４１…素子温度センサ、５１…回転角センサ、１４１…ＳＡＷ素子、１７０…検出対象物、２００…シャフト、２０１…支持部材、２１１…第１切り欠き、２１２…第２切り欠き。
【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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