(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子上で移動する移動子の位置を検出する位置検出装置であって、
互いに位相の異なる電気信号が供給されるｎ相の電極（ただし、ｎは２以上の整数）が、前記移動子の移動方向に一次元的に配列された複数の第１電極を、前記固定子及び前記移動子の一方に備え、
前記複数の第１電極の少なくとも一部と対向する第２電極を、前記固定子及び前記移動子の他方に備え、
前記移動子が所定の位置にある場合に、前記第１電極及び前記第２電極のうち前記移動子に設けられた電極と対向する第３電極を前記固定子に備え、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相及び前記第３電極に発生する電気信号の強度に基づき、前記移動子が前記所定の位置にあることを検出する第１検出手段を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
固定子上で移動する移動子の位置を検出する位置検出装置であって、
互いに位相の異なる電気信号が供給されるｎ相の電極（ただし、ｎは２以上の整数）が、前記移動子の移動方向に一次元的に配列された複数の第１電極を、前記固定子及び前記移動子の一方に備え、
第２電極であって、前記複数の第１電極の少なくとも一部に供給される電気信号により当該第２電極に電気信号が誘起される第２電極を、前記固定子及び前記移動子の他方に備え、
第３電極であって、前記第１電極及び前記第２電極のうち前記移動子に設けられた電極に生じる電気信号により、該移動子に設けられた電極との距離に応じた強度の電気信号が該第３電極に誘起される第３電極を、前記固定子に備え、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相及び前記第３電極に発生する電気信号の強度に基づき、前記移動子が、前記第３電極の位置と対応する所定の位置にあることを検出する第１検出手段を備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置検出装置であって、
前記第３電極は、前記複数の第１電極の配列の端部付近、あるいは前記第２電極の端部付近に設けられていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位置検出装置であって、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相に基づき、前記移動子の移動量及び位置を検出する第２検出手段と、
前記移動子を駆動する駆動手段と、
所定のイベントに応じて、前記駆動手段により前記移動子を前記所定の位置付近へ移動させると共に、前記第１検出手段による、前記移動子が前記所定の位置にあることの検出タイミングに従い、前記第２検出手段による前記移動子の位置検出の基準を設定する制御手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の位置検出装置であって、
前記制御手段は、前記位置検出の基準を設定した後、前記駆動手段により前記移動子を、該移動子と対応するパラメータの値が示す位置に移動させる手段を備え、
前記第２検出手段が検出した前記移動子の位置に従い所定のパラメータの値を変更する変更手段と、
前記制御手段による前記移動子の移動中は、前記変更手段による前記パラメータの値の変更を無効にする無効化手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位置検出装置であって、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相に基づき、前記移動子の移動量及び位置を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段による、前記移動子が前記所定の位置にあることの検出タイミングに従い、前記第２検出手段による前記移動子の位置検出の基準を設定する制御手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
請求項４に記載の位置検出装置であって、
前記第２検出手段が検出した前記移動子の位置に従い所定のパラメータの値を変更する変更手段と、
所定のイベントを検出した後、前記制御手段により前記位置検出の基準が設定され、その後前記移動子が該移動子と対応するパラメータが示す位置に移動されるまで、前記変更手段による前記パラメータの値の変更を無効にする無効化手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
固定子と、その固定子上で移動する移動子とを備え、互いに位相の異なる電気信号が供給されるｎ相の電極（ただし、ｎは２以上の整数）が、前記移動子の移動方向に一次元的に配列された複数の第１電極を、前記固定子及び前記移動子の一方に備え、前記複数の第１電極の少なくとも一部と対向する第２電極を、前記固定子及び前記移動子の他方に備え、前記移動子が所定の位置にある場合に、前記第１電極及び前記第２電極のうち前記移動子に設けられた電極と対向する第３電極を前記固定子に備える位置検出装置において、前記固定子と前記移動子との相対位置を検出する位置検出方法であって、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相及び前記第３電極に発生する電気信号の強度に基づき、前記移動子が前記所定の位置にあることを検出する第１検出手順を備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の位置検出方法であって、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相に基づき、前記移動子の移動量及び位置を検出する第２検出手順と、
所定のイベントに応じて、駆動手段により前記移動子を前記所定の位置付近へ移動させると共に、前記第１検出手順による、前記移動子が前記所定の位置にあることの検出タイミングに従い、前記第２検出手順による前記移動子の位置検出の基準を設定する制御手順とを備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の位置検出方法であって、
前記制御手順は、前記位置検出の基準を設定した後、前記駆動手段により前記移動子を元の位置に戻す手順を備え、
前記第２検出手順で検出した前記移動子の位置に従い所定のパラメータの値を変更する変更手順と、
前記制御手順による前記移動子の移動中は、前記変更手順による前記パラメータの値の変更を無効にする無効化手順とを備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の位置検出方法であって、
前記第１電極への電気信号の供給に応じて前記第２電極に発生する電気信号の位相に基づき、前記移動子の移動量及び位置を検出する第２検出手順と、
前記第１検出手順による、前記移動子が前記所定の位置にあることの検出タイミングに従い、前記第２検出手順による前記移動子の位置検出の基準を設定する制御手順とを備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置検出方法であって、
前記第２検出手順で検出した前記移動子の位置に従い所定のパラメータの値を変更する変更手順と、
所定のイベントを検出した後、前記制御手順で前記位置検出の基準が設定され、その後前記移動子が前記所定のイベントの検出時点の位置に戻されるまで、前記変更手順による前記パラメータの値の変更を無効にする無効化手順とを備えることを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を検出する位置検出装置及び、このような位置検出装置における位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を検出する位置検出装置が知られている。
例えば、特許文献１には、固定子の誘導電極に電圧を供給し静電誘導により移動子の櫛歯状の電極へ交番電位分布を発生し、その交番電位分布を固定子の電位検出電極で検出して、２つの信号を成分とするベクトルを生成し、そのベクトルの回転角から移動子の固定子に対する相対的な変位を計測することが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、固定子上の４相の電極に９０°ずつ位相がずれた４つの電気信号を供給し、それにより移動子上の第１電極及び第２電極に誘起される信号の位相に基づいて、固定子に対する移動子の位置を計測することが記載されている。
特許文献３には、メインスケールの近傍に、原点検出用のランダムパターンを配置して、そのランダムパターンの検出に応じて機械原点を設定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２１４７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−４７６７９号公報
【特許文献３】特開昭６３−７１６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の位置検出装置では、移動子の移動可能範囲を長く取り、多数の電極を用いる場合における、位置測定の基準となる位置の設定法については、特段の言及がない。
また、特許文献３に記載の技術では、機械原点の設定のために、メインスケールを読み取る検出器の他にランダムパターンを読み取る検出器が必要であり、コスト高かつ構成が複雑になるという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような問題を解決し、移動子の移動可能範囲を長く取った場合でも、簡単な構成で、移動子の位置検出の基準を正確に設定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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、この発明の位置検出装置は、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を検出する位置検出装置において、互いに位相の異なる電気信号が供給されるｎ相の電極（ただし、ｎは２以上の整数）が、上記移動子の移動方向に一次元的に配列された複数の第１電極を、上記固定子及び上記移動子の一方に設け、上記複数の第１電極の少なくとも一部と対向する第２電極を、上記固定子及び上記移動子の他方に設け、上記移動子が所定の位置にある場合に、上記第１電極及び上記第２電極のうち上記移動子に設けられた電極と対向する第３電極を上記固定子に設け、上記第１電極への電気信号の供給に応じて上記第２電極に発生する電気信号の位相及び上記第３電極に発生する電気信号の強度に基づき、上記移動子が上記所定の位置にあることを検出する第１検出手段を設けたものである。
【０００８】
また、この発明の別の位置検出装置は、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を検出する位置検出装置において、互いに位相の異なる電気信号が供給されるｎ相の電極（ただし、ｎは２以上の整数）が、上記移動子の移動方向に一次元的に配列された複数の第１電極を、上記固定子及び上記移動子の一方設け、第２電極であって、上記複数の第１電極の少なくとも一部に供給される電気信号によりその第２電極に電気信号が誘起される第２電極を、上記固定子及び上記移動子の他方に設け、第３電極であって、上記第１電極及び上記第２電極のうち上記移動子に設けられた電極に生じる電気信号により、その移動子に設けられた電極との距離に応じた強度の電気信号がその第３電極に誘起される第３電極を、上記固定子に設け、上記第１電極への電気信号の供給に応じて上記第２電極に発生する電気信号の位相及び上記第３電極に発生する電気信号の強度に基づき、上記移動子が、上記第３電極の位置と対応する所定の位置にあることを検出する第１検出手段を設けたものである。
【０００９】
上記の各位置検出装置において、上記第３電極が、上記複数の第１電極の配列の端部付近、あるいは上記第２電極の端部付近に設けられているとよい。
【００１０】
さらに、上記第１電極への電気信号の供給に応じて上記第２電極に発生する電気信号の位相に基づき、上記移動子の移動量及び位置を検出する第２検出手段と、上記移動子を駆動する駆動手段と、所定のイベントに応じて、上記駆動手段により上記移動子を上記所定の位置付近へ移動させると共に、上記第１検出手段による、上記移動子が上記所定の位置にあることの検出タイミングに従い、上記第２検出手段による上記移動子の位置検出の基準を設定する制御手段とを設けるとよい。
【００１１】
さらに、上記制御手段に、上記位置検出の基準を設定した後、上記駆動手段により上記移動子を、その移動子と対応するパラメータの値が示す位置に移動させる手段を設け、上記第２検出手段が検出した上記移動子の位置に従い所定のパラメータの値を変更する変更手段と、上記制御手段による上記移動子の移動中は、上記変更手段による上記パラメータの値の変更を無効にする無効化手段とを設けるとよい。
【００１２】
また、上記の各位置検出装置において、上記第１電極への電気信号の供給に応じて上記第２電極に発生する電気信号の位相に基づき、上記移動子の移動量及び位置を検出する第２検出手段と、上記第１検出手段による、上記移動子が上記所定の位置にあることの検出タイミングに従い、上記第２検出手段による上記移動子の位置検出の基準を設定する制御手段とを設けるとよい。
【００１３】
さらに、上記第２検出手段が検出した上記移動子の位置に従い所定のパラメータの値を変更する変更手段と、所定のイベントを検出した後、上記制御手段により上記位置検出の基準が設定され、その後上記移動子がその移動子と対応するパラメータが示す位置に移動されるまで、上記変更手段による上記パラメータの値の変更を無効にする無効化手段とを設けるとよい。
また、この発明は、上記のように装置として実施する他、システム、方法、プログラム、記録媒体等、任意の態様で実施することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のようなこの発明の構成によれば、移動子の移動可能範囲を長く取った場合でも、簡単な構成で、移動子の位置検出の基準を正確に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施形態の位置検出装置が備える基板の平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した基板の底面図である。
【図４】図１に示した基板上に配置される移動子の平面図である。
【図５】この発明の一実施形態の位置検出装置の概略構成を示す図である。
【図６】図５の６−６線に沿った断面図である。
【図７】位置検出装置において移動子が移動可能範囲の右端にある状態を示す図である。
【図８】図５に示した折り返し制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図９】折り返し制御部の変形例の構成を示す図である。
【図１０】図９に示した折り返し制御部が実行する処理のフローチャートである。
【図１１】信号電極及び移動子電極の第１変形例の構成を示す図である。
【図１２】信号電極及び移動子電極の第２変形例の構成を示す図である。
【図１３】配線電極の第１変形例の構成を示す図である。
【図１４】配線電極の第２変形例の構成を示す図である。
【図１５】この発明の位置検出装置を含むパラメータ制御装置の一実施形態である音信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示した音信号処理装置が備える操作パネルの概略構成図である。
【図１７】図１５に示した音信号処理装置のＣＰＵが実行する処理のフローチャートである。
【図１８】その別の処理のフローチャートである。
【図１９】そのさらに別の処理のフローチャートである。
【図２０】基板の構成の変形例を示す図である。
【図２１】基板の内部に配線電極を配置する変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔位置検出装置及び基板の実施形態：図１乃至図８〕
まず、この発明の位置検出装置及び基板の第１実施形態について説明する。
図５に、この発明の位置検出装置の概略構成を示す。
【００１７】
図５に示す位置検出装置１は、この発明の位置検出装置の実施形態であり、固定子である基板１０（プリント基板）と、基板１０上を移動する移動子３０（小型のプリント基板）とを備え、移動子３０の、基板１０上における位置を検出して出力する装置である。なお、位置検出装置１が検出する移動子３０の位置は、基板１０に対する移動子３０の位置であり、これを絶対位置と呼ぶ。
また、移動子３０の移動経路は、レールやスリット等、公知の適宜な手法により、基板１０上の適当な一次元の範囲に規制される。
【００１８】
ここで、まず基板１０について、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、基板１０の平面図である。図２は、図１の２−２線における断面図である。図３は、基板１の底面図である。
図１に示す基板１０は、樹脂等の絶縁性材料で形成され、容易に変形しない硬質の基板である。また、図２に現れるように第１層１０ａ〜第３層１０ｃの３層構造となっているが、各層の材質は同じでも異なっていてもよい。また、各層には、各種電極や配線がプリントされており、重ねて接着されている。なお、複数の層により基板１０を形成することは必須ではなく、１層のみでもよい。
【００１９】
そして、基板１０の、図１でおもて側の第１面には、信号電極１１と、取出電極１２ａ，１２ｂと、基準位置電極１３ａ，１３ｂが設けられている。また、信号電極１１と取出電極１２ａとの間には、空隙１４ａが設けられ、信号電極１１と取出電極１２ｂとの間には、空隙１４ｂが設けられている。これらの１１〜１４（及び、後述する配線１５、ビア１９等）は、１つの移動子３０の位置を検出するための基板側要素である。なお、基板１０が充分広ければ、１枚の基板１０上に、複数の移動子３０に対応する複数の基板側要素１１〜１９を設け、各移動子３０の位置を測定することもできる。
【００２０】
これらのうち信号電極１１は、互いに位相が９０°ずつずれた４相の電気信号が供給される複数の電極を、移動子３０の移動方向に一次元的に繰り返し配列した第１電極である。例えば、第１相（＋０°）の信号が供給される第１相電極１１ａと、第２相（＋９０°）の信号が供給される第２相電極１１ｂと、第３相（＋１８０°）の信号が供給される第３相電極１１ｃと、第４相（＋２７０°）の信号が供給される第４相電極１１ｄとをこの順に繰り返し配列する。図における各電極のハッチング（ドット、斜線）は、各電極の相を示す。ハッチングが同じ電極は、同じ相の電極である。
【００２１】
取出電極１２ａ，１２ｂは、信号電極１１の両側それぞれの近傍に設けられ、信号電極１１に供給される電気信号に応じて、容量結合により移動子３０側の電極に誘起される電気信号を取り出すための電極である。この取り出しの仕組みについては後に詳述する。
基準位置電極１３ａ，１３ｂは、取出電極１２ａ，１２ｂの端部付近に設けられ、移動子３０が図５に示すＡｒｅａ６にある場合に、移動子３０側の電極に誘起される電気信号を取り出すための第３電極である。この取り出しの仕組みについても後に詳述する。
【００２２】
空隙１４ａ，１４ｂは、図２に現れるように、基板１０の第１層１０ａ〜第３層１０ｃの全てを貫通する細長い透孔すなわちスリットとして設けている。その幅は、全長に亘ってほぼ均一である。
この空隙１４ａ，１４ｂは、信号電極１１から取出電極１２への直接的な容量結合を介した信号の伝播を低減するために設けたものである。すなわち、信号電極１１と取出電極１２との間には、基板の素材により（後述する移動子３０の電極を介さないという意味で）直接的な容量結合が形成されるため、信号電極１１に交流信号を供給すると、その信号はその直接的な容量結合を介して、移動子３０側の電極の位置によらず、取出電極１２へ伝播する。この信号は、移動子３０の位置を検出する際にノイズとなる。また、伝播する信号の強度は、信号電極１１と取出電極１２との間に直接的に形成される容量性リアクタンス（抵抗成分）に反比例する。
【００２３】
そこで、信号電極１１と取出電極１２（個体を区別しない場合には符号「１２」を用いる）との間に、基板より比誘電率の低い低誘電率部を介在させることにより、容量性リアクタンスを増加（静電容量を減少）させ、信号の伝播を抑えることができる。図１の例では、基板１０の材質である樹脂（一例として比誘電率が２〜４）よりも比誘電率が低い空気を介在させる、という意味で空隙１４ａ，１４ｂを設けているが、基板１０の材質よりも比誘電率の低い物質を充填しても、同様の効果が得られる。
【００２４】
このことにより、移動子の移動可能範囲を長く取り、その結果、信号電極１１の数が増えた場合でも、信号電極１１から取出電極１２への直接の信号の伝播を抑え、移動子３０の位置を精度よく検出できるようにすることができる。
なお、信号電極１１と取出電極１２との間の距離を離して容量性リアクタンスを増加させてもよいが、あまり大きな距離を取ると位置検出装置１のサイズが増加してしまう。この実施形態のように、距離は程々にして空隙１４ａ，１４ｂを設けることが好ましい。
【００２５】
ところで、上述の容量結合の減少が目的であれば、空隙として、透孔の代わりに、例えば第１層１０ａ及び第２層１０ｂを貫通する溝を設けても、ある程度の効果は得られる。しかし、次の観点から、透孔を設けることが望ましい。
すなわち、基板１０を９０％程度以上の湿度が高い環境に置くと、しばしば、基板１０の表面に肉眼では判別し難い程度の細かい水滴がつくことが知られている。この水滴により、信号電極１１と取出電極１２との間の抵抗成分が減少してしまい、この経路を介して信号が伝播する。この信号も、移動子３０の位置を検出する際にノイズとなる。
【００２６】
しかし、信号電極１１と取出電極１２との間に透孔による空隙１４ａ，１４ｂがあると、基板１０の表面に水滴がついたとしても、信号電極１１と取出電極１２との間の導通経路が長いため、信号の伝播を防止できる。従って、位置検出装置１は高湿の環境下においても精度よく移動子３０の位置を検出することができる。
【００２７】
次に、基板１０の内部及び、第１面の裏側の第２面（図３でおもて側の面）に設けた電極について説明する。
基板１０には、その第２面に、図３に現れる配線１５（相を区別する必要がない場合にはアルファベットのない符号「１５」を用いる。「ビア（via）１９」、「端子２０」及び「バレル（barrel）１６」も同様。）、ビア１９及び端子２０を設けている。
【００２８】
配線１５は、同じ相の複数の信号電極１１を電気的に接続し、各信号電極１１に対して電気信号を供給するための配線である。ビア１９は、図２に現れる、基板１０を貫通する透孔に設けたバレル１６を介して異なる２面の２電極（例えば、配線１５と信号電極１１）を電気的に接続する接続部である。端子２０は、外部回路と配線１５とを電気的に接続するための端子である。
【００２９】
図３においては、１つの信号電極１１と平面的に重なる（基板１０に垂直な方向から見た場合に重なる）位置に、１つのビア１９が設けられた箇所（例えば矢印Ｘで示す箇所）と、２つのビア１９が設けられた箇所（例えば矢印Ｙで示す箇所）とがある。
前者の箇所では、単に配線１５が信号電極１１と接続されるのみである（図６参照）。しかし、後者の箇所では、ある相の配線１５が左右の２つの部分配線に分断され、第１部分配線（１５ｃ−１）が第１接続部（ビア１９ｃ−１）を通じて信号電極１１と接続され、さらに第２接続部（ビア１９ｃ−２）を通じて第２部分配線（１５ｃ−２）に接続される。そして、第２部分配線が、より先の各信号電極１１に接続される。
【００３０】
基板１０には、４相の信号電極１１に対応して、４相の配線１５ａ〜１５ｄを設けている。そして、図３に示すように、信号電極１１の配列方向の位置に応じて異なる相の配線１５が、４相の配線１５の中で最も取出電極１２に近い位置に来るように、各相の配線１５の、図３で縦方向の配置を、順次入れ替えている。上記の、１つの信号電極１１と平面的に重なる位置に２つのビア１９を設ける箇所は、この入れ替えのため、配線が他の配線を跨ぐ際に設けるものである。
【００３１】
また、各相の配線１５は、信号電極１１の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、４相の配線１５の中で最も取出電極１２に近い位置となるようにしている。「最も取出電極１２に近い位置」には、「最も取出電極１２ａに近い位置」と、「最も取出電極１２ｂに近い位置」とがあるが、そのどちらについても、上記「おおよそ等しい長さの区間」が成立するとよい。
【００３２】
ここで、最も取出電極１２ａに近い位置にある配線１５と取出電極１２ａとの間には、矢印Ａで示すように直接的な容量結合が形成される。同様に、最も取出電極１２ｂに近い位置にある配線１５と取出電極１２ｂとの間にも、矢印Ｂで示す容量結合が形成される。そして、これらの容量結合を介して配線１５に供給される交流信号が取出電極１２ａ，１２ｂに伝播され、移動子３０の位置を検出する際にノイズとなってしまう。
【００３３】
特に、特定の相の配線１５のみが最も取出電極１２に近い位置にあると、特定位相の電気信号が取出電極１２に供給されてしまう。このため、後述のような電気信号の位相に基づく移動子３０の位置検出への影響が大きい。しかし、信号電極の配列方向の位置に応じて異なる相の配線１５が、取出電極１２に近い位置にあれば、複数相の信号が取出電極１２上に伝播されるため、取出電極１２上で逆相の信号同士が打ち消し合い、配線１５から伝播される信号の影響を、全体で見て低減することができる。各相の配線１５が、信号電極１１の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、最も取出電極１２に近い位置となるようにすれば、この効果は一層顕著である。
【００３４】
以上の他、基板１０には、その内部の、第２層１０ｂ上に、遮蔽電極１７，１８ａ，１８ｂを設けている。これらの遮蔽電極１７，１８ａ，１８ｂは、いずれも、グランドに接続された電極であり、電気信号の伝播を遮蔽する遮蔽部材として機能する。
遮蔽電極１７は、信号電極１１を配置した領域と平面的に重なる位置に設けたものであり、信号電極１１と、配線１５及びビア１９との間の、バレル１６を介しない電気信号の伝播を阻止するために設けたものである。なお、バレル１６の位置には遮蔽電極１７は設けておらず、遮蔽電極１７とバレル１６とが接触しないよう、遮蔽電極１７には、バレル１６よりやや大きいサイズの孔（antipad）を設けている。
【００３５】
また、遮蔽電極１８ａ，１８ｂは、それぞれ外部から取出電極１２ａ，１２ｂへのノイズ信号の伝播を阻止するために設けたものである。ただし、遮蔽電極１８ａ，１８ｂは、取出電極１２ａ，１２ｂと平面的に重なる位置を避けて設けている。これは、平面的に重なる位置に設けると、矢印Ａや矢印Ｂの容量結合が増えて、配線１５から取出電極１２ａ，１２ｂへの漏れが大きくなるためである。
【００３６】
次に、移動子３０について、図４乃至図６を用いて説明する。
図４は、移動子３０の平面図である。
移動子３０は、基板３１の、図４でうら側の面に、第２電極である移動子電極３２ａ，３２ｂを配置（プリント）して構成したものである。移動子電極３２ａは、それぞれ信号電極１１と対向させる第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃと、取出電極１２ａと対向させる信号取出部３５ａを備える。また、移動子電極３２ｂは、それぞれ信号電極１１と対向させる第２対向部３３ｂ及び第４対向部３３ｄと、取出電極１２ｂと対向させる信号取出部３５ｂを備える。
【００３７】
図５には、移動子３０を基板１０上に配置した状態を示している。図６は、図５の６−６線に沿った断面図である。なお、図５において、移動子電極３２ａ，３２ｂは、基板３１のうら側にあるが、図を見やすくするために実線で示している。
図５に示すように、移動子電極３２ａの第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃは、移動子３０の位置に応じて、信号電極１１の、いずれかの相の電極と対向するが、ちょうど１周期分離れた同じ相の電極と対向する寸法となっている。
【００３８】
また、信号電極１１に電気信号を供給すると、それに応じて容量結合により第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃにも電気信号が誘起される。そして、同じ相の電極と対向していることから、第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃには同じ位相の電気信号が誘起される。この電気信号は、信号取出部３５ａに伝達される。そして、信号取出部３５ａに電気信号が発生したことにより、信号取出部３５ａと対向する取出電極１２ａにも容量結合により電気信号が誘起される。
【００３９】
取出電極１２ａに誘起される電気信号は、第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃがどの相の信号電極１１と対向しているか、すなわち、移動子３０がどの位置にあるか、に応じて異なる位相となる。例えば、第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃが第１相電極１１ａのみと対向する位置であれば、取出電極１２ａには、第１相と同じ位相の電気信号が誘起される。また、図５の例のように第２相電極１１ｂ及び第３相電極１１ｃの双方を丁度カバーする位置であれば、取出電極１２ａには、第２相と第３相の中間の位相（第２相と第３相の信号を加算して得られる信号の位相）の電気信号が誘起される。
【００４０】
同様に、他の位置にある場合でも、移動子３０の位置に応じて連続的に変化する位相の信号が、取出電極１２ａに誘起される。また、その位相は、移動子３０が、４相分の信号電極１１、すなわち、図５に「Ａｒｅａ」で示した領域１つ分を移動する毎に、３６０°（１周期相当）変化する。従って、取出電極１２ａに誘起される電気信号の位相に基づき、各領域内における移動子３０の位置を検出することができる。
【００４１】
なお、移動子電極３２ｂの第２対向部３３ｂ及び第４対向部３３ｄと、信号電極１１と、取出電極１２ｂとの間にも、同じ関係がある。ただし、第２対向部３３ｂ及び第４対向部３３ｄが対向する信号電極１１は、第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃが対向する信号電極とは２相分ずれた、異なる相の電極である。例えば、各相の電気信号の位相が９０°ずつ異なる場合、第１対向部３３ａ及び第３対向部３３ｃの場合と比べ、ちょうど逆相の信号電極１１と対向する。従って、取出電極１２ｂに誘起される電気信号は、取出電極１２ａに誘起される電気信号の逆相であり、これらの差分を取ることにより、信号が増幅されると共に、両取出電極１２ａ，１２ｂに共通するノイズ信号がキャンセルされ、移動子３０の位置の検出精度が向上する。
【００４２】
また、上記の「Ａｒｅａ」は、ここでは便宜的に、第１対向部３３ａの位置を基準に区切ることとし、第１対向部３３ａの中心と第１相電極１１ａの中心とが重なる位置を、エリアの区切りとする。位置検出装置１において、エリアは「Ａｒｅａ１」〜「Ａｒｅａ６」の６つを設けている。
【００４３】
ここで、例えば図７に示すように、移動子３０が「Ａｒｅａ６」にある場合、信号取出部３５ａ，３５ｂは、取出電極１２ａ，１２ｂだけでなく、基準位置電極１３ａ，１３ｂとも対向する。従って、基準位置電極１３ａ，１３ｂには、移動子が「Ａｒｅａ６」にある場合のみ、信号取出部３５ａ，３５ｂを介して、容量結合により、検出できる程度の電気信号が誘起される。逆に、移動子が「Ａｒｅａ６」にない場合は、微弱な電気信号しか誘起されない。基準位置電極１３ａ，１３ｂには、信号取出部３５ａ，３５ｂに電気信号が発生したことに応じて、信号取出部３５ａ，３５ｂと基準位置電極１３ａ，１３ｂとの間の距離に応じた強度の電気信号が誘起されるためである。
従って、基準位置電極１３ａ，１３ｂから所定強度以上の電気信号が出力されている場合には、移動子３０が「Ａｒｅａ６」にある。これを、取出電極１２ａ，１２ｂからの電気信号の位相と組み合わせれば、「Ａｒｅａ６」中の移動子３０の位置を特定できる。
【００４４】
なお、「Ａｒｅａ６」の位置、つまり、基準位置電極１３ａ，１３ｂを設ける位置はこの例に限らず、どこに設けてもよい。その場合、基準位置電極１３ａ，１３ｂを、例えば、取出電極１２ａ，１２ｂの外側に設け、信号取出部３５ａ，３５ｂを、取出電極１２ａ，１２ｂの外側まで延ばして設けてもよい。但し、この実施例のように、基準位置電極１３ａ，１３ｂを、取出電極１２ａ，１２ｂの延長線上に設ければ、省スペースを実現できる。
【００４５】
また、「Ａｒｅａ６」の位置全てで、基準位置電極１３ａ，１３ｂから所定強度以上の電気信号が出力される必要はなく（信号取出部３５ａ，３５ｂが基準位置電極１３ａ，１３ｂと対向する必要もなく）、図で右の方の一部にあるときのみ、所定強度以上の電気信号が出力されるようにしてもよい。隣の「Ａｒｅａ５」の位置にあるときに誤って「Ａｒｅａ６」と判断しないようにするためには、この「一部のみ」の構成の方が望ましいと言える。
【００４６】
また、基準位置電極１３ａ，１３ｂは、１つのみでもよいが、２つ設けているのは、２つの信号取出部３５ａ，３５ｂから基準位置電極に漏れる信号の量を等しくして、２つの取出電極１２ａ、１２ｂからの２つの電気信号に対する影響を相互に同じにするためである。
なお、充分な結合容量を確保するため、移動子の移動可能範囲は、取出電極１２ａ、１２ｂの右端が、基準位置電極１３ａ，１３ｂを覆うところまでとし、それ以上右には移動できないようにするのが良い。図７に、移動子３０を移動可能範囲の右端に移動させた状態を示した。
【００４７】
次に、以上説明してきた位置検出装置１において、電気信号を生成して各信号電極１１に供給する供給回路４１〜４４や、その信号に応じて取出電極１２ａ，１２ｂ及び基準位置電極１３ａ，１３ｂからの電気信号に基づき移動子３０の位置を検出する検出回路４１、４５〜５１の構成及び動作について、図５を参照しつつ説明する。
【００４８】
図５に示す位置検出装置１の構成ブロック４１〜５１は、その全部を基板１０上に実装してもよいし、一部を基板１０上に実装し、残りを別基板に実装してもよい。また、図５で四角枠で示す各ブロックは、それぞれ、専用回路で構成してもよいし、プロセッサに所要のプログラムを実行させることによってその機能を実現してもよい。
位置検出装置１は、例えば、カウンタ４１、波形テーブル４２、出力器４３，４４、差動増幅器４５、コンパレータ４６、位相差検出部４７、レベル判定部４８、折り返し制御部４９、補正テーブル５０、フィルタ５１を備える。
【００４９】
これらのうち、カウンタ４１は、所定のクロック（例えば、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ）をフリーランでカウントして、信号電極１１に供給する電気信号の位相であるカウント値を出力する。例えば、７ビットのカウンタであれば、０〜１２７のカウントを繰り返し、その周波数は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚとなる。カウンタ４１のカウント値は、例えば、０が０°、３２が９０°、６４が１８０°、９６が２７０°にそれぞれ相当し、波形テーブル４２及び位相差検出部４７に供給される。
【００５０】
波形テーブル４２は、少なくとも１／４周期分の正弦波のサンプル値を格納したテーブルであり、カウンタ４１からのカウント値を位相として、その位相における正弦波（ｓｉｎ）と余弦波（ｃｏｓ）のサンプル値を生成する。波形テーブル４２は、出力器４３にはｃｏｓのサンプル値を、出力器４４にはｓｉｎのサンプル値を出力する。
出力器４３，４４は、それぞれ入力されるサンプル値をアナログ信号に変換し、正相と逆相で電力増幅して出力する。出力器４３，４４からの各相のアナログ信号は、それぞれ対応する相の端子２０及び配線１５を経て信号電極１１へ供給される。
【００５１】
出力器４３の反転出力からは、第４相（＋２７０°）の逆相の余弦波（−ｃｏｓ）が第４相電極１１ｄへ、非反転出力からは、第２相（＋９０°）の正相の余弦波（ｃｏｓ）が第２相電極１１ｂへ供給される。また、出力器４４の非反転出力からは、第３相（＋１８０°）の正相の正弦波（ｓｉｎ）が第３相電極１１ｃへ、反転出力からは、第１相（＋０°）の逆相の正弦波（−ｓｉｎ）が第１相電極１１ａへ供給される。
【００５２】
次に、差動増幅器４５は、取出電極１２ａからの電気信号と、取出電極１２ｂからの電気信号との差の信号を出力する。取出電極１２ａ側がプラス、取出電極１２ｂ側がマイナスである。
コンパレータ４６は、差動増幅器４５の出力がマイナスからプラスに変わるタイミングで、位相差検出部４７に対してパルス信号を出力する。
【００５３】
位相差検出部４７は、コンパレータ４６からパルス信号が入力されたタイミングでカウンタ４１のカウント値をラッチすると共に、そのラッチしたカウント値と、基準のカウント値Ｒｅｆとの差を、位相差Ｐａとして折り返し制御部４９へ供給する。
これらの差動増幅器４５、コンパレータ４６及び位相差検出部４７が検出部に該当する。
【００５４】
例えば、移動子３０が、最初のエリアの始点、すなわち第１対向部３３ａの中心と第１相電極１１ａの中心とが重なる位置にある場合に、コンパレータ４６からのパルス信号に従ってラッチされる位相カウント値を基準のカウント値とする。その場合、第１相は−ｓｉｎであるから、この信号がマイナスからプラスに変わるのは、位相１８０°のタイミングであり、基準のカウント値は６４である。従って、ラッチしたカウント値から６４を減算すればよい。また、カウント値０を１８０°に対応付けすれば、第１相の基準のカウント値を０にでき、この減算を省略できる。さらに、第１相を基準とせず、他の相（例えば第３相）を基準にしてもよい。
【００５５】
これに対し、例えば移動子３０が、第１対向部３３ａの中心と第２相電極１１ｂの中心とが重なる位置にある場合には、第２相はｃｏｓであるから、この信号がマイナスからプラスに変わるのは、位相２７０°のタイミングである。この場合、ラッチしたカウント値は９６であり、６４を減算して位相差Ｐａは３２（＋９０°）となる。位相差Ｐａは、例えば、第１対向部３３ａと対向する信号電極１１が第１相のとき０、第２相のとき３２、第３相のとき６４、第４相のとき９６である。
【００５６】
レベル判定部４８は、基準位置電極１３ａからの電気信号の強度が所定値以上あるか否か判断し、あれば、移動子３０が「Ａｒｅａ６」にあることを示す信号Ａ６を「１」にし、そうでなければ「０」にして折り返し制御部４９へ出力する。
折り返し制御部４９は、図８を用いて後述する処理により、位相差検出部４７からの位相差Ｐａと、レベル判定部４８からの信号Ａ６とに基づき、移動子３０の絶対位置Ｐｓを算出する。
【００５７】
補正テーブル５０は、折り返し制御部４９が算出した絶対位置Ｐｓを補正する。移動子３０の位置と、取出電極１２ａ，１２ｂからの電気信号の位相との関係は完全にリニアではないため、それをリニアになるように補正するものである。
なお、補正テーブル５０を、折り返し制御部４９の前段に配置し、位相差検出部４７からの位相差Ｐａを、位置リニアになるように補正してもよい。
【００５８】
フィルタ５１は、補正テーブル５０による補正後の絶対位置から急な変化を除去する。この除去は、低域を通過させるローパスフィルタ処理や、所定時間分のデータを加算平均により行えばよい。その他、適宜な方法を採用可能である。
フィルタ５１の出力が、移動子３０の位置ＰＤとして、位置検出装置１から出力される。
なお、基板１０が複数ある場合、図５に示した供給回路４１〜４４が、複数の基板１０に並列に４相の電気信号を入力し、検出回路４１、４５〜５１が、複数の基板１０の取出電極１２ａ，１２ｂから複数の電気信号を並列に受け取り、時分割で処理して、各基板１０上における移動子３０の位置を検出するようにすればよい。
【００５９】
次に、図８を用いて、折り返し制御部４９が実行する処理について説明する。
図８は、その処理のフローチャートである。
折り返し制御部４９は、位相差検出部４７から位相差Ｐａが入力されると、その時点の信号Ａ６を取得して、図８のフローチャートに示す処理を開始する。なお、ｔは図８の処理の起動カウントであり、図８において、（ｔ）は今回新たに取得したデータ、（ｔ−１）は前回の図８の処理の際に保存しておいたデータである。
【００６０】
図８の処理において、折り返し制御部４９はまず、今回の信号Ａ６（ｔ）の値が「１」であるか否か判断する（Ｓ１１）。これがＮｏであれば、前回処理時から今回までにエリアをまたぐ移動子３０の移動があったか否か判断すべく、ステップＳ１２以下の処理に進む。
ここでは、折り返し制御部４９は、まず今回の位相差Ｐａ（ｔ）と前回の位相差Ｐａ（ｔ−１）との差を、７ｂｉｔで求める（Ｓ１２）。位相差Ｐａはいずれも７ｂｉｔのデータであるから、この演算は、差を取って桁あふれを捨てる演算となる。
【００６１】
次に、折り返し制御部４９は、ステップＳ１２の減算結果の最上位ビットの値を、移動方向ＤＩＲに代入する（Ｓ１３）。
この実施形態では、４相の信号の１周期以内に検出信号の位相が１／２周期以上変動することがないように信号周期を調整している。従って、ステップＳ１２の演算で１／２周期以上、すなわち最上位ビットが「１」となる６４以上の差が求まった場合には、実際には位相差Ｐａは増加したのではなく、０をまたいで減少したのだと考えられる。また、差の値がマイナスの場合にも、最上位ビットは「１」となる。
【００６２】
ただし、差がマイナス６４以下であると、最上位ビットは「０」となる。この場合には、６４以上の場合と同様、実際には位相差Ｐａは減少したのではなく、０をまたいで増加したのだと考えられる。
いずれにせよ、位相差Ｐａが増加する方向に変化した（移動子３０が図５で右向きに移動された）と考えられる場合、移動方向ＤＩＲの値は「０」となり、位相差Ｐａが減少する方向に変化した（移動子３０が図５で左向きに移動された）と考えられる場合、移動方向ＤＩＲの値は「１」となる。
【００６３】
次に、折り返し制御部４９は、今回の位相差Ｐａ（ｔ）と前回の位相差Ｐａ（ｔ−１）との大小を比較する（Ｓ１４）。そして、Ｐａ（ｔ）が大きいか等しければ、大小判定値ＢＩＧの値に「０」を代入し（Ｓ１５，Ｓ１６）、Ｐａ（ｔ）が小さければ、ＢＩＧの値に「１」を代入する（Ｓ１７）。
【００６４】
以上の処理は、単純に数値の大小を比較するものであり、最上位ビットから順に両者のビットを比較して、最初に異なった位置のＰａ（ｔ−１）のビットの値を、ＢＩＧの値とすればよい。また、最後まで同じであれば、ＢＩＧの値を「０」とすればよい。
以上の結果、ＤＩＲとＢＩＧの値が両方「０」であるか両方「１」であれば、移動子３０はエリアをまたいだ移動をしていないことがわかる。移動方向と位相差Ｐａの増減が合っているためである。この場合（Ｓ１８のＹｅｓ）、折り返し制御部４９は、エリア番号ＡＮを前回のものから変化させない（Ｓ１９）。
【００６５】
また、ＤＩＲが「１」でＢＩＧが「０」の場合、位相差Ｐａが減少する方向に移動し、かつ位相差Ｐａの数値は大きくなっているので、繰り下がりが発生した、すなわち、移動子３０がエリア番号の１つ小さいエリアに移動したことがわかる。この場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、折り返し制御部４９は、エリア番号ＡＮを前回のものから１減少させる（Ｓ２１）。
【００６６】
ＤＩＲが「０」でＢＩＧが「１」の場合、位相差Ｐａが増加する方向に移動し、かつ位相差Ｐａの数値は小さくなっているので、繰り上がりが発生した、すなわち、移動子３０がエリア番号の１つ大きいエリアに移動したことがわかる。この場合（Ｓ２０のＮｏ）、折り返し制御部４９は、エリア番号ＡＮを前回のものから１増加させる（Ｓ２２）。
【００６７】
なお、ステップＳ１１でＹｅｓの場合、移動子３０は「Ａｒｅａ６」の位置にあることがわかるので、今回のエリア番号Ａｎ（ｔ）の値は「６」とする（Ｓ２３）。
ステップＳ１９，Ｓ２１〜Ｓ２３のいずれの場合も、折り返し制御部４９は、今回求めたＡＮ（ｔ）を上位３ビット、今回の位相差Ｐａ（ｔ）を下位７ビットとする絶対位置Ｐｓ（ｔ）を出力し（Ｓ２４）、Ａｎ（ｔ）とＰａ（ｔ）を次回処理時に参照するため保存して（Ｓ２５）、処理を終了する。
【００６８】
以上の処理により、折り返し制御部４９は、絶対位置Ｐｓ（ｔ）を生成して出力することができる。より具体的には、移動子３０の移動可能範囲であるスケール全体を複数のエリアに分割し、エリア毎の４相の信号電極１１を用いて、そのエリア内の絶対位置を求め、さらに、その時間変化に基づいて、エリアを跨いだ移動の累積値を検出し、エリア内の絶対位置とその累積値からスケール全体での絶対位置を求めることができる。
【００６９】
なお、以上の処理において、ステップＳ１１でＹｅｓの場合、折り返し制御部４９は、位相差検出部４７及びレベル判定部４８からの信号を参照して、信号電極１１への電気信号の供給に応じて移動子電極３２ａ，３２ｂ及び取出電極１２ａ，１２ｂに発生する電気信号の位相及び基準位置電極１３ａに発生する電気信号の強度に基づき、移動子３０が「Ａｒｅａ６」の特定の位置（位相差Ｐａ（ｔ）と対応する位置）にあることを検出できる。この検出の手順が第１検出手順であり、この検出の機能が第１検出手段の機能である。
また、図８の処理は、全体として、信号電極１１への電気信号の供給に応じて移動子電極３２ａ，３２ｂ及び取出電極１２ａ，１２ｂに発生する電気信号の位相に基づき、移動子３０の移動量及び位置を検出する処理である。この検出の手順が第２検出手順であり、この検出の機能が第２検出手段の機能である。
【００７０】
〔折り返し制御部の変形例：図９及び図１０〕
次に、上述した実施形態の種々の変形例について説明する。
まず、折り返し制御部の変形例について説明する。
図９にこの変形例における折り返し制御部４９′の構成を示す。
図９に示す折り返し制御部４９′は、絶対位置Ｐｓを、エリア６以外では、位相差Ｐａは直接使用せず、位相差Ｐａから算出された移動量ＭＡだけに基づいて算出する点が図５の折り返し制御部４９と異なる。
より具体的には、折り返し制御部４９′は、図８の処理に代えて図１０の処理を実行する。
【００７１】
折り返し制御部４９′は、位相差検出部４７から位相差Ｐａが入力されると、その時点のＡｒｅａ６信号Ａ６を取得して、図１０のフローチャートに示す処理を開始する。
図１０の処理において、折り返し制御部４９′はまず、今回の信号Ａ６（ｔ）の値が「１」であるか否か判断する（Ｓ３１）。これがＮｏであれば、折り返し制御部４９′は、まず今回の位相差Ｐａ（ｔ）と前回の位相差Ｐａ（ｔ−１）との差を、７ｂｉｔで求め、その値を移動量ＭＡとする（Ｓ３２）。この演算は、図８のステップＳ１２と同様である。次に、折り返し制御部４９′は、前回の絶対位置Ｐｓ（ｔ−１）に、ステップＳ３２で求めた移動量ＭＡを加算して、今回の絶対位置Ｐｓ（ｔ）を求める（Ｓ３３）。ただし、７ｂｉｔの移動量ＭＡを、−６４〜＋６３の整数として扱う。すなわち、最上位ビットの値が「１」である数は、負の数として加算する。
【００７２】
また、ステップＳ３１でＹｅｓの場合は、図８のステップＳ１１でＹｅｓの場合と同様、移動子３０は「Ａｒｅａ６」の位置にあることがわかるので、絶対位置Ｐｓ（ｔ）の上位３ビットの値を「Ａｒｅａ６」を示す「６」、下位７ビットの値をＰａ（ｔ）として、今回の絶対位置を生成することができる（Ｓ３４）。
いずれの場合も、生成した絶対位置Ｐｓ（ｔ）を出力すると共に、Ｐａ（ｔ）とＰｓ（ｔ）を次回処理時に参照するために保存して（Ｓ３５）、処理を終了する。
【００７３】
以上の処理によっても、図８の処理の場合と同様、絶対位置Ｐｓ（ｔ）を求めることができる。
図１０の処理も、ステップＳ３１でＹｅｓの場合の処理が、第１検出手順の処理であり、第１検出手段の機能に係る処理である。また、その全体が、第２検出手順の処理であり、第２検出手段の機能に係る処理である。
【００７４】
〔信号電極の変形例：図１１及び図１２〕
次に、信号電極１１の形状及び配置の変形例について説明する。なお、信号電極１１の変形に伴い、移動子３０側に設ける電極の形状及び配置も変更される。
図１１及び図１２に、それぞれ異なる変形例における、信号電極１１及び移動子３０側の電極を示す。なお、これらの図では、上述した実施形態と対応する箇所には同じ符号を用いている。また、電極に付与されたハッチングが、その電極の相を示す点も、上述した実施形態と同じである。以下に説明する各変形例においても同様とする。
【００７５】
図１１に示す第１変形例では、各相の信号電極１１を三角形状に構成すると共に、信号電極１１を配列する領域の図で横向きの中心線を対称軸として、互いに線対称な位置に逆相の信号電極１１を配置している。例えば、第１相電極１１ａと対称な位置に第３相電極１１ｃを配置し、第２相電極１１ｂと対称な位置に第４相電極１１ｄを配置している。なお、対称軸の上側も下側も、それぞれ、移動子３０の移動方向に沿ってみれば、４相の信号電極１１が一次元的に繰り返し配列されている。なお、直線でも曲線でも、何らかの線に沿って信号電極１１が配列されていれば、「一次元的」である。この例のように、複数列であってもよい。
【００７６】
基板１０側の電極１１，１２に対応して、移動子３０側には、対応するサイズの移動子電極３６ａ，３６ｂを配置している。移動子電極３６ａは、図で上段に配列された信号電極１１と取出電極１２ａとを容量結合する。移動子電極３６ｂは、図で下段に配列された信号電極１１と取出電極１２ｂとを容量結合する。
上述のように、互いに線対称な位置に逆相の信号電極１１を配置していることから、信号電極１１への各相の電気信号の供給に伴い、移動子電極３６ａ，３６ｂには互いに逆相の信号が誘起され、上述した実施形態の場合と同様、２つの信号の差分を取って信号を増幅することができる。
【００７７】
なお、図１１では、移動子電極３６ａは常に２又は３の信号電極１１と対向する。しかし、移動子電極３６ａに誘起される電気信号の総和の位相は、対向する信号電極１１の電気信号を、対向する面積に応じた重み付けで加算した信号の位相と概ね一致する。信号電極１１が三角形状であるため、移動子の位置に対して、電気信号の位相がよりリニアに変化する。移動子３０の移動につれ、移動子電極３６ａに誘起される電気信号の位相が徐々に変化することは、上述の実施形態の場合と同じである。
上述の実施形態の場合と同様、移動子電極３６ａによる容量結合により取出電極１２ａに誘起される電気信号を取り出し、その位相から、移動子３０の位置を検出できる。
【００７８】
次に、図１２に示す第２変形例では、各相の信号電極１１を二等辺三角形状に構成して、互い違いに一次元的に配列している。移動子３０側の移動子電極３２ａ，３２ｂは、図４に示したものと同じであり、各対向部３３ａ〜３３ｄの太さは、信号電極１１の底辺の長さと概ね同じである。例えば、第１対向部３３ａが概ねある第２相電極１１ｂの底辺と重なる場合、第３対向部３３ｃはその次の第２相電極１１ｂの底辺と重なる。
【００７９】
以上の構成でも、移動子電極３２ａと、移動子電極３２ｂとは、互いに逆相の信号電極１１と対向し、移動子３０の位置に応じた位相の電気信号が誘起される。このため、上述の実施形態及び第１変形例の場合と同様、移動子電極３２ａ，３２ｂに誘起される電気信号に応じて取出電極１２ａ，１２ｂに誘起される電気信号を取り出し、その位相を検出することにより、移動子３０の位置を検出することができる。
【００８０】
〔配線電極の変形例：図１３及び図１４〕
次に、配線１５の形状及び配置の変形例について説明する。
図１３及び図１４に、それぞれ異なる変形例における、信号電極１１及び移動子３０側の電極を示す。図３と同様に、配線１５及びビア１９の配置を示すものであるが、空隙１４ａ，１４ｂの内側の部分のみを示している。
図３では、配線１５を部分的に信号電極１１の配列方向（移動子３０の移動方向）に対して斜めにして、各相の配線１５を、信号電極１１の配列方向の位置に応じて、取出電極１２に対して近づけたり遠ざけたりしていた。
【００８１】
しかし、配線１５を常に信号電極１１の配列方向と平行に配置しても、信号電極のところで、２つのビア１９を用いて、左右の２つの配線１５を電気的に接続できる（図２、図３参照）。つまり、各信号電極のところで、各相の配線１５の、取出電極１２からの距離を変更可能である。
例えば、各相の配線１５及びビア１９を、図１３のように順番に配置してもよいし、図１４のように配置してもよい。
【００８２】
どのような配置であっても、信号電極１１の配列方向の位置に応じて異なる相の配線１５が、４相の配線１５の中で最も取出電極１２に近い位置に来るようにし、また、各相の配線１５が、信号電極１１の配列方向に見ておおよそ等しい長さの区間で、４相の配線１５の中で最も取出電極１２に近い位置となるようにすれば、上述した実施形態で説明した効果が得られる。
【００８３】
〔パラメータ制御装置の実施形態：図１５乃至図１９〕
次に、この発明の位置検出装置を含むパラメータ制御装置の実施形態について説明する。
図１５は、この発明の位置検出装置を含むパラメータ制御装置の一実施形態である音信号処理装置の構成を示すブロック図である。
図１５に示す音信号処理装置２００は、ＣＰＵ２１１、フラッシュメモリ２１２、ＲＡＭ２１３、表示器Ｉ／Ｆ２１５、フェーダＩ／Ｆ２１６、操作子Ｉ／Ｆ２１７、信号処理部（ＤＳＰ）２１８、波形入出力部（Ｉ／Ｏ）２１９を備え、これらがシステムバス２２４によって接続されている。また、表示器２２０を表示器Ｉ／Ｆ２１５に接続し、フェーダ２２１及びモータ２２２をフェーダＩ／Ｆ２１６に接続し、操作子２２３を操作子Ｉ／Ｆ２１７に接続してそれぞれ設けている。
【００８４】
図１５に示した構成のうち、ＣＰＵ２１１は、音信号処理装置２００の全体の動作を制御する制御手段であり、フラッシュメモリ２１２に記憶された所要のプログラムを実行して所要のハードウェアを制御することにより、図５に示した回路の制御を含め、種々の機能を実現する。
フラッシュメモリ２１２は、ＣＰＵ２１１が実行する制御プログラム等を記憶する書き換え可能な不揮発性記憶手段である。
ＲＡＭ２１３は、一時的に記憶すべきデータを記憶したり、ＣＰＵ２１１のワークメモリとして使用したりする記憶手段である。
【００８５】
表示器２２０は、例えば液晶パネル（ＬＣＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成することができる。表示器Ｉ／Ｆ２１５は、表示器２２０の表示をＣＰＵ２１１から制御可能とするためのインタフェースである。
フェーダ２２１は、上述した実施形態の移動子３０と対応する、音信号処理装置２００に対する操作を受け付けるための複数のスライダ操作子を備える操作部である。移動子３０には、ユーザがつまんで操作するためのつまみ２２１ａ（図１６参照）が設けられている。また、モータ２２２は、つまみ２２１ａを含む移動子３０を移動させるための駆動手段である。
【００８６】
フェーダＩ／Ｆ２１６は、図５の、移動子３０の位置を検出するための回路と対応する、ＣＰＵ２１１がフェーダ２２１に対する操作を検出できるようにするためのインタフェースである。また、フェーダＩ／Ｆ２１６は、ＣＰＵ２１１からモータ２２２を制御し、つまみ２２１ａを含む移動子３０を任意の向きに移動させられるようにするためのインタフェースでもある。
操作子２２３は、種々のキー、ボタン、ロータリーエンコーダ、タッチパネル等によって構成することができる。操作子Ｉ／Ｆ２１７は、ＣＰＵ２１１が操作子２２３に対する操作を検出できるようにするためのインタフェースである。
【００８７】
ＤＳＰ２１８は、波形Ｉ／Ｏ２１９から供給されるデジタルの音信号にミキシングやイコライジング等の信号処理を施し、信号処理後の音信号を再び波形Ｉ／Ｏ２１９に出力する機能を備える音信号処理手段である。
波形Ｉ／Ｏ２１９は、ＤＳＰ２１８で処理すべき音信号の入力を受け付け、また処理後の音信号を出力するためのインタフェースである。
このような音信号処理装置２００は、例えばデジタルミキサとして構成でき、その他、シンセサイザ、レコーダ、電子楽器等として構成することもできる。
【００８８】
次に、図１６に、図１５の音信号処理装置２００が備える操作パネルの概略構成を示す。
図１６に示すように、音信号処理装置２００が備える操作パネル３００上には、ディスプレイ３１０をはじめとする種々の表示器と、ボタン群３２０やロータリーエンコーダ３３０をはじめとする種々の操作子が設けられている。
【００８９】
その中で、フェーダ２２１のようなスライダ操作子を、上述の実施形態あるいは変形例で説明したような、移動子３０を含む位置検出装置１として構成することができる。また、操作パネル３００上には複数のフェーダ２２１が配置されるが、その複数のフェーダ２２１を、その操作検出用の回路を含め、複数の基板１０及び移動子３０を備え、各移動子３０の、対応する基板１０上での位置を検出する位置検出装置として構成することができる。もちろん、音信号処理装置２００全体を、位置検出装置として捉えることもできる。
なお、フェーダ２２１のうち実際に操作者が触れるつまみ２２１ａは、移動子３０そのものあるいは移動子３０と一体であっても、移動子３０に別の部品を固定して設けたものでもよい。
【００９０】
次に、図１７に、ＣＰＵ２１１がフェーダ２２１の絶対位置の変動を検出した場合に実行する処理を示す。
ＣＰＵ２１１は、図５を用いて説明した回路により随時各フェーダ２２１における移動子３０（つまみ２２１ａ）の、移動可能範囲中での絶対位置を検出しており、いずれかのフェーダ２２１における絶対位置の変動を検出すると、図１７の処理により、変動後の絶対位置に従って、そのフェーダに割り当てられている所定のパラメータの値を制御する（Ｓ１０１）。この制御は、値の増減、オンオフ値のトグル、動作モードの切り替え等、任意であり、適宜定めればよい。
【００９１】
次に、図１８に、ＣＰＵ２１１が自動校正指示を検出した場合に実行する処理を示す。
ＣＰＵ２１１は、ユーザによるボタン群３２０の操作や、所定のイベントの発生等による、自動でフェーダ２２１の校正を行う旨の指示を検出すると、図１８のフローチャートに示す処理を開始する。
この処理において、ＣＰＵ２１１はまず、図１７の処理による、フェーダの絶対位置に従ったパラメータの値の設定を無効化する（Ｓ１１１）。この処理が無効化手順の処理であり、無効化手段の機能と対応する。
次に、ＣＰＵ２１１は、モータ２２２を駆動し、フェーダ２２１のつまみ２２１ａを、基準位置電極１３ａを設けた位置へ向けて移動させる（Ｓ１１２）。
【００９２】
その後、移動子電極３２ａが基準位置電極１３ａと対向して折り返し制御部４９が検出する信号Ａ６（ｔ）が「１」となり、かつ、Ｐａ（ｔ）が所定値となるまで、移動を続ける（Ｓ１１３）。信号Ａ６（ｔ）が「１」であると、基板１０上での移動子３０の絶対位置をＡ６（ｔ）とＰａ（ｔ）により、図８又は図１０等の処理に従い一意に定めることができる（校正）。そして、その校正された時の位置を基準に、図８又は図１０等の処理により以後の移動子３０の絶対位置を検出することができる。なおここでは、測定の安定性を考慮し、移動子電極３２ａが基準位置電極１３ａと十分な面積で対向して、Ａ６（ｔ）として安定して「１」が得られるような位置を、Ｐａ（ｔ）の所定値として用いる。しかし、Ｐａ（ｔ）の値を参照せず、Ａ６（ｔ）が「１」であれば、ステップＳ１１３でＹｅｓとすることも考えられる。
【００９３】
ステップＳ１１３でＹｅｓとなると、ＣＰＵ２１１は、モータ２２２を駆動し、フェーダ２２１のつまみ２２１ａを、そのフェーダ２２１と対応するパラメータの値が示す位置へ向けて移動させる（Ｓ１１４）。位置検出の基準を設定できたため、パラメータの値を設定するための位置へ戻すためである。
そして、移動が完了すると（Ｓ１１５）、ＣＰＵ２１１は、ステップＳ１１１で行った、フェーダの絶対位置に従ったパラメータの値の設定の無効化を解除して（Ｓ１１６）、図１８の処理を終了する。
【００９４】
以上の処理によれば、フェーダ２２１のつまみ２２１ａの位置検出の基準を自動で設定することができる。従って、万一、ノイズ等により図８又は図１０等の処理による絶対位置の検出に不具合が生じても、差分によらず絶対位置を特定できる「Ａｒｅａ６」の位置検出を行って、正常に位置検出を行える状態に復帰できる。また、その設定の間に、つまみ２２１ａの位置が変化してもそれに応じてパラメータ値が変化してしまうことがないので、実行中の信号処理に影響を与えることなく設定が可能となる。
【００９５】
なお、図１８には自動校正の処理を示したが、手動での校正も可能であり、図１９に、この場合の処理のフローチャートを示す。この処理は、モータ２２２のない音信号処理装置にも適用可能である。
図１９の処理においても、ＣＰＵ２１１はまず、フェーダの絶対位置に従ったパラメータの値の設定を無効化する（Ｓ１２１）。次に、信号Ａ６（ｔ）が「１」となり、かつ、Ｐａ（ｔ）が所定値となったか否か判断する（Ｓ１２２）。この処理は、図１８のステップＳ１１３と対応し、ユーザがフェーダ２２１のつまみ２２１ａを操作して位置検出の基準とする「Ａｒｅａ６」内の所定位置に移動させるまで待機するものである。
【００９６】
ステップＳ１２２でＹｅｓとなると、ＣＰＵ２１１は次に、フェーダ２２１のつまみ２２１ａが、そのフェーダ２２１と対応するパラメータの値が示す位置へ移動されるまで待機する（Ｓ１２３）。この処理は、図１８のステップＳ１１５と対応し、位置検出の基準の設定後、パラメータの値を設定するための位置へ戻るまで待機するものである。
そして、ステップＳ１２３でＹｅｓとなると、ＣＰＵ２１１は、ステップＳ１２１で行った、フェーダの絶対位置に従ったパラメータの値の設定の無効化を解除して（Ｓ１２４）、図１９の処理を終了する。
以上の処理によれば、ユーザが手でフェーダ２２１のつまみ２２１ａを操作して、実行中の信号処理に影響を与えることなく位置検出の基準を設定可能である。
【００９７】
〔その他の変形例〕
以上で実施形態の説明を終了するが、装置の具体的な構成、各部の形状、回路の構成などが、上述の実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
例えば、上述した実施形態では、１枚の基板１０内に空隙１４ａ，１４ｂを設けたが、基板を複数枚に分けて構成し、それらを一定の間隔を開けて配置することにより空隙を構成してもよい。
【００９８】
図２０にこの例を示す。
図２０の例では、固定子である基板を、第１基板１０ｘ〜第３基板１０ｚの３つの部分に分けて構成している。そして、これらの基板を、一定の間隔を開けて支持部材に組み付けることにより、第１基板１０ｘと第２基板１０ｙとの間に空隙１４ａを、第２基板１０ｙと第３基板１０ｚとの間に空隙１４ｂを形成している。
このような構成でも、上述した実施形態の場合と同様な効果が得られる。
【００９９】
また、上述した実施形態では、配線１５及びビア１９を、基板１０の第２面上に設ける例について説明した。しかし、配線１５及びビア１９は、基板１０の内部に設けてもよい。
図２１にこの例を示す。
図２１の例では、基板１０を、第１層１０ａ〜第４層１０ｄの４層構造としており、配線１５及びビア１９を、第３層１０ｃの下側に設けている。すなわち、第４層１０ｄで覆われた、基板１０の内部に設けている。
このような構成であっても、上述した実施形態の場合と同様な効果が得られる。また、配線１５及びビア１９の損傷を防止できるという効果もある。
【０１００】
また、上述した実施形態では、基板１０側に信号電極１１を設けたが、移動子３０側に信号電極を設け、これと対応する電極を、基板１０側に設けてもよい。この場合の基板１０側の具体的な構造としては、図２０において、移動子３０側に取り付けられた信号電極から供給される電極が図２０における信号電極１１のような配置で設けられ、連続した各供給される電極は、それぞれ相の異なる遅延回路を挟んで、図２０における取出電極に接続されるようになっている。なお、この場合、移動子３０側に設けられた信号電極は、取出電極１２に極力影響を与えないような構造となっている。他は他の実施例と同様の構造である。
【０１０１】
また、上述した実施形態では４相の信号電極１１を用いたが、３相、５相以上など、任意のｎ相（ｎは３以上の整数）の信号電極１１を用いても、同様な移動子３０の位置検出が可能である。例えば３相のような奇数の場合でも、図１１に示すような信号電極１１の配置とし、上側と下側で電極の配置を１．５本分ずらせば、上下で逆相の信号を移動子電極３６ａ，３６ｂに誘起可能である。
【０１０２】
位置検出装置１の適用対象は、図１５乃至図１９を用いて説明したような音信号処理装置には限られない。ユーザからの操作を受け付ける任意の装置に適用可能である。操作の検出結果に従って、他の装置が持つパラメータの値を制御するものであってもよい。操作の検出結果を、パラメータの値の制御に用いることも必須ではない。
また、以上述べてきた構成及び変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、移動子の移動可能範囲を長く取った場合でも、固定子と、その固定子上で移動する移動子との相対位置を精度よく検出することが可能な位置検出装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１：位置検出装置、１０：基板、１１：信号電極、１１ａ：第１相電極、１１ｂ：第２相電極、１１ｃ：第３相電極、１１ｄ：第４相電極、１２：取出電極、１３：基準位置電極、１４ａ,１４ｂ：空隙、１５：配線、１６：バレル、１７,１８ａ,１８ｂ：遮蔽電極、１９：ビア、２０：端子、３０：移動子、３１：基板、３２ａ,３２ｂ,３６ａ,３６ｂ：移動子電極、３３ａ：第１対向部、３３ｂ：第２対向部、３３ｃ：第３対向部、３３ｄ：第４対向部、３５ａ,３５ｂ：信号取出部、４１：カウンタ、４２：波形テーブル、４３，４４：出力器、４５：差分増幅器、４６：コンパレータ、４７：位相差検出部、４８：レベル判定部、４９，４９′：折り返し制御部、５０：補正テーブル、５１：フィルタ、２００：音信号処理装置、２１１：ＣＰＵ、２１２：フラッシュメモリ、２１３：ＲＡＭ、２１５：表示器Ｉ／Ｆ、２１６：フェーダＩ／Ｆ、２１７：操作子Ｉ／Ｆ、２１８：信号処理部（ＤＳＰ）、２１９：波形Ｉ／Ｏ、２２０：表示器、２２１：フェーダ、２２１ａ：つまみ、２２２：モータ、２２３：操作子、２２４：システムバス、３００：操作パネル、３１０：ディスプレイ、３２０：ボタン群、３３０：ロータリーエンコーダ
【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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