位置传感器的制造方法
【专利摘要】位置传感器具备：第1波发送线圈；形状与第1线圈不同的第2波发送线圈；用于接收从第1和第2波发送线圈发送的电磁波的波接收线圈；向第1和第2波发送线圈分别输入频率彼此相同且相位彼此不同的第1和第2输入波的发送波形生成部；和基于通过发送波形生成部向第1和第2波发送线圈分别输入第1和第2输入波从而从波接收线圈得到的输出信号，探测相对于第1和第2波发送线圈以及波接收线圈能移动地设置的目标的位置的位置探测部。位置探测部基于以与第1和第2输入波的周期的一半的整数倍不同的采样周期对从波接收线圈得到的输出信号至少进行2次采样而得到的值，来探测目标的位置。该位置传感器的电路能够简化。
【专利说明】
位置传感器
技术领域
[0001] 本发明涉及利用电磁耦合来探测目标的位置的位置传感器。
【背景技术】
[0002] 已知一种现有的位置传感器，其向正弦线圈以及余弦线圈输入正弦波以及余弦 波，基于从波接收线圈得到的输出信号，探测目标的位置(例如参照专利文献1以及专利文 献2)。关于该位置传感器，若向正弦线圈以及余弦线圈输入正弦波以及余弦波，则波接收线 圈的输出信号的相位根据目标的位置而不同，因此通过计测波接收线圈的输出信号的相 位，从而探测目标的位置。
[0003] 该位置传感器通过对高频信号进行调制来生成正弦波以及余弦波，向正弦线圈以 及余弦线圈输入该对高频信号进行调制而生成的正弦波以及余弦波。然后，对波接收线圈 的输出信号进行解调，计测该解调出的信号的相位。
[0004] 此外，该位置传感器在第1模式下，向正弦线圈以及余弦线圈输入处于第1相位关 系的正弦波以及余弦波，在第2模式下，向正弦线圈以及余弦线圈输入处于第2相位关系的 正弦波以及余弦波。然后，计测第1模式下的波接收线圈的输出信号的相位和第2模式下的 波接收线圈的输出信号的相位，基于这些相位，求取与目标的位置对应的相位分量。
[0005] 在现有的位置传感器中，电路复杂，存在目标的位置的探测所需的时间较长的情 况。
[0006] 在先技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :JP特表2011-515674号公报 [0009] 专利文献2: JP特表2005-507496号公报
【发明内容】
[0010]位置传感器具备:第1波发送线圈；形状与第1线圈不同的第2波发送线圈；用于接 收从第1波发送线圈和第2波发送线圈发送的电磁波的波接收线圈；向第1波发送线圈和第2 波发送线圈分别输入频率彼此相同且相位彼此不同的第1输入波和第2输入波的发送波形 生成部；以及基于通过发送波形生成部向第1波发送线圈和第2波发送线圈分别输入第1输 入波和第2输入波从而从波接收线圈得到的输出信号，来探测相对于第1波发送线圈、第2波 发送线圈和波接收线圈能移动地设置的目标的位置的位置探测部。位置探测部基于以与第 1输入波和第2输入波的周期的一半的整数倍不同的采样周期对从波接收线圈得到的输出 信号进行至少2次采样而得到的值，来探测目标的位置。
[0011]该位置传感器的电路能够简化。
【附图说明】
[0012]图1A是第1实施方式所涉及的位置传感器的立体图。
[0013] 图1B是第1实施方式所涉及的位置传感器的俯视图。
[0014] 图2是第1实施方式所涉及的位置传感器的电气结构框图。
[0015] 图3是表示向第1实施方式所涉及的位置传感器的正弦线圈以及余弦线圈输入的 矩形波和波接收线圈的输出信号的波形图。
[0016] 图4A是表示第1实施方式所涉及的位置传感器的目标的位置与输出信号的相位的 关系的图。
[0017] 图4B是表示第1实施方式所涉及的位置传感器的目标的位置与输出信号的相位的 关系的图。
[0018] 图5是说明基于第1实施方式所涉及的位置传感器的AD定时生成部以及AD变换部 的波接收线圈的输出信号的采样的图。
[0019] 图6A是表示第1实施方式所涉及的位置传感器的波接收线圈的输出信号中包含的 与目标的位置对应的相位分量的计测值的图。
[0020]图6B是表示第1实施方式所涉及的位置传感器的波接收线圈的输出信号中包含的 与目标的位置对应的相位分量的计测值的图。
[0021]图7是说明基于第2实施方式所涉及的位置传感器的AD定时生成部以及AD变换部 的波接收线圈的输出信号的采样的图。
[0022]图8是说明基于第3实施方式所涉及的位置传感器的AD定时生成部以及AD变换部 的波接收线圈的输出信号的采样的图。
[0023]图9是第4实施方式所涉及的位置传感器的电气结构框图。
[0024] 图10A是表示向第4实施方式所涉及的位置传感器的正弦线圈以及余弦线圈输入 的输入波和波接收线圈的输出信号的波形图。
[0025] 图10B是表示向第4实施方式所涉及的位置传感器的正弦线圈以及余弦线圈输入 的输入波和波接收线圈的输出信号的波形图。
[0026] 图11A是表示第4实施方式位置传感器的目标的位置与输出信号的相位的关系的 图。
[0027] 图11B是表示第4实施方式位置传感器的目标的位置与输出信号的相位的关系的 图。
[0028] 图12是表示第4实施方式位置传感器的波接收线圈的输出信号中包含的与目标的 位置对应的相位分量的计测值的图。
[0029] 图13是第5实施方式所涉及的位置传感器的电气结构框图。
[0030] 图14是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的相位调整部的动作的流程图。
[0031] 图15A是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的调整前的相位的计测值的图。
[0032] 图15B是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的调整后的相位的计测值的图。
[0033] 图16A是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的调整前的相位的计测值的图。
[0034] 图16B是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的调整后的相位的计测值的图。
[0035] 图17是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的波接收线圈的输出信号中包含的 与目标的位置对应的相位分量的计测值的图。
[0036] 图18是表示第5实施方式所涉及的位置传感器的相位调整部的其他动作的流程 图。
[0037]图19是第6实施方式所涉及的位置传感器的电气结构框图。
[0038]图20是第6实施方式所涉及的位置传感器的输出调整部的结构图。
[0039] 图21是第7实施方式所涉及的位置传感器的电气结构框图。
[0040] 图22是表示第7实施方式所涉及的位置传感器的波接收线圈的输出信号的波形 图。
[0041] 图23是第7实施方式所涉及的另一位置传感器的电气结构框图。
[0042] 图24是第7实施方式所涉及的又一位置传感器的电气结构框图。
【具体实施方式】 [0043](第1实施方式）
[0044]图1A和图1B分别是第1实施方式的位置传感器la的立体图和俯视图。位置传感器 la具备:作为探测对象的金属性(导体)的目标2、用于探测目标2的位置的正弦线圈（第1波 发送线圈）3、余弦线圈（第2波发送线圈)4、波接收线圈5以及处理电路部6。位置传感器la利 用正弦线圈3以及余弦线圈4与波接收线圈5的电磁耦合根据目标2的位置而不同，来探测目 标2的位置。
[0045]正弦线圈3、余弦线圈4、波接收线圈5以及处理电路部6设置于电路基板7。电路基 板7是具有表层和内层的多层基板。在电路基板7的表层形成正弦线圈3以及波接收线圈5， 在电路基板7的内层形成余弦线圈4。正弦线圈3和余弦线圈4形成为在与电路基板7的表面 垂直的方向上彼此重叠，波接收线圈5形成为包围正弦线圈3以及余弦线圈4。正弦线圈3、余 弦线圈4以及波接收线圈5与处理电路部6连接。
[0046]目标2设置于可动体8的前端。可动体8由非金属等绝缘体构成。可动体8以能相对 于电路基板7沿着直线状的探测区域Rd往复移动的方式被支撑体支撑。即，目标2被设置为 能够相对于正弦线圈3、余弦线圈4以及波接收线圈5,沿着直线状的探测区域Rd往复移动。 此外，目标2被设置为能够在与电路基板7的表面107相邻的场所，与电路基板7的表面107平 行地沿着探测区域Rd移动。
[0047] 正弦线圈3以及余弦线圈4是用于发送电磁波(激励电磁场）的线圈，波接收线圈5 是用于接收从正弦线圈3以及余弦线圈4发送的电磁波(接受被激励的电磁场)的线圈。处理 电路部6是用于驱动正弦线圈3以及余弦线圈4,基于波接收线圈5的输出信号来探测目标2 的位置的电路。
[0048] 若向正弦线圈3输入以某频率变化的电压，则由于电磁感应，会从波接收线圈5作 为输出信号V而输出以与该频率相同的频率变化的电压。此时的从波接收线圈5输出的电压 的振幅根据正弦线圈3的形状并且根据目标2的位置而不同。这是由于，根据正弦线圈3的形 状，并且根据目标2的位置，正弦线圈3与波接收线圈5的电磁耦合不同。
[0049] 以下，详细叙述正弦线圈3、余弦线圈4和波接收线圈5的形状。如图1B所示，定义沿 着探测区域Rd与电路基板7的表面107平行的坐标轴Px、以及与电路基板7的表面107平行且 与坐标轴Px在探测区域Rd的规定位置即原点0正交的坐标轴Py，用坐标(Px，Py)表示包含坐标 轴Px、Py的PxPy平面上的位置。位置传感器la的探测区域Rd具有沿着目标2的探测区域Rd的坐 标轴Px上的端301、302，原点0是以坐标轴?1上的端301、302为两端的线段的中点，且位于坐 标(〇,〇)处。探测区域Rd具有长度L。即，探测区域Rd的端301、302相距长度L。端301位于坐标 轴Px上的坐标(L/2，0)处，端30 2位于坐标轴Px上的坐标(-L/2，0)处。
[0050] 正弦线圈3形成第1规定形状。向正弦线圈3输入了以某频率变化的电压时的波接 收线圈5的输出信号具有振幅M。第1规定形状是使振幅照正弦函数根据目标2的位置X 而不同的形状。该正弦函数以原点〇为原点，以探测区域Rd的长度L为周期。即，第1规定形状 是使振幅AAsin((2VL)X)成比例的形状。在本实施方式中，将探测区域Rd的中央的位置设 为目标2的位置X的原点0。
[0051] 具体来说，第1规定形状是相对于与目标2沿着探测区域Rd移动的移动路径平行的 直线呈线对称的形状，是坐标轴Px的方向上的长度与探测区域Rd的长度L相同、在长度的1/2 的位置(原点〇)发生180度扭转、两端与探测区域Rd的两端301、302对准并且中央与探测区 域Rd的原点0对准的形状。发生180度扭转的部分不相连，而是隔着绝缘体或空间立体交叉。 正弦线圈3具有坐标轴Py的方向上的宽度W。若向这样的形状的正弦线圈3输入以某频率变 化的电压，则此时的波接收线圈5的输出信号的振幅成比例。即，正弦线 圈3是构成为振幅4 1与8111((231/1如成比例的线圈。
[0052]正弦线圈3具有探测区域Rd即坐标轴Px的方向的长度L和坐标轴PY的宽度H。正弦线 圈3具有从端301延伸到端302的部分3a、3b。部分3a位于由下式表示的坐标(px，PY)处。
[0053] py= (L/2)sin( (2jt/L)px)
[0054] (其中，-L/2<px<L/2)
[0055] 正弦线圈3的部分3b位于由下式表示的坐标(px，PY)处。
[0056] py= (-L/2)sin( (2jt/L)px)
[0057] (其中，-L/2<px<L/2)
[0058] 正弦线圈3的部分3a、3b在端301、302彼此连接而形成了1个环。在部分3&、313交叉 的原点〇处，部分3a、3b彼此不连接，而是分尚的。
[0059] 此外，若向余弦线圈4输入以某频率变化的电压，则由于电磁感应，会从波接收线 圈5输出以与该频率相同的频率变化的电压。此时的从波接收线圈5输出的电压的振幅根据 余弦线圈4的形状，并且根据目标2的位置X而不同。这是由于，根据余弦线圈4的形状，并且 根据目标2的位置X，余弦线圈4与波接收线圈5的电磁耦合不同。
[0060] 余弦线圈4形成第2规定形状。向余弦线圈4输入了以某频率变化的电压时的波接 收线圈5的输出信号具有振幅A2。第2规定形状是使振幅如按照余弦函数根据目标2的位置X 而不同的形状。余弦函数以探测区域Rd内的规定位置为原点〇,以探测区域Rd的长度L为周 期。即，第2规定形状是使振幅知与(： 〇8(2成/1)成比例的形状。
[0061] 具体来说，第2规定形状是相对于与目标2沿着探测区域Rd移动的移动路径平行的 直线呈线对称的形状，是坐标轴Px的方向上的长度与探测区域Rd的长度L相同、在长度的1 /4 的位置以及3/4的位置分别发生180度扭转、两端与探测区域Rd的两端301、302对准的形状。 发生180度扭转的部分不相连，而是隔着绝缘体或空间立体交叉。余弦线圈4的坐标轴P Y的 方向上的宽度为正弦线圈3的宽度H。若向这样的形状的余弦线圈4输入以某频率变化的电 压，则此时的波接收线圈5的输出信号的振幅成比例。即，余弦线圈4是构 成为振幅A 2与cos((2jt/L)X)成比例的线圈。
[0062]余弦线圈4与正弦线圈3同样地，具有探测区域Rd即坐标轴Px的方向的长度L和坐标 轴Py的宽度H。正弦线圈3具有:从作为坐标轴Px的方向上的端301的角部401a(L/2，-H/2)延 伸到作为端302的角部402a(-L/2，-H/2)的部分4a;从作为坐标轴Px的方向上的端301的角 部401b(L/2，H/2)延伸到作为端302的角部402b(-L/2，H/2)的部分4b;从作为坐标轴Px的方 向上的端301的角部401a(L/2，-H/2)延伸到角部401b(L/2，H/2)的直线状的部分4c;和从作 为坐标轴Px的方向上的端302的角部402a(-L/2，-H/2)延伸到角部402b(-L/2，H/2)的直线 状的部分4d。
[0063]余弦线圈4的部分4a位于由下式表示的坐标(px，pY)处。
[0064] py= (L/2)cos( (2jt/L)px)
[0065] (其中，一L/2<px<L/2)
[0066]余弦线圈4的部分4b位于由下式表示的坐标(px，pY)。
[0067] py= (-L/2)sin( (2jt/L)px)
[0068] (其中，-L/2<px<L/2)
[0069]余弦线圈4的部分4c位于由下式表示的坐标(px，pY)处。
[0070] px = L/2(其中，_H/2<py<H/2)
[0071]余弦线圈4的部分4d位于由下式表示的坐标(px，pY)处。
[0072] px = -L/2(其中，-H/2<pY<H/2)
[0073] 余弦线圈4的部分4a、4c在角部401a连接。余弦线圈4的部分4a、4d在角部402a连 接。余弦线圈4的部分4b、4c在角部40 lb连接。余弦线圈4的部分4b、4d在角部402b连接。这 样，余弦线圈4的部分4a~4d在角部40 la、40 lb、402a、402b连接而形成了 1个环。在部分4a、 4b交叉的位置(L/4，0)和位置(-L/4，0)处，部分4a、4b彼此不连接，而是分离的。
[0074] 正弦线圈3和余弦线圈4位于以角部401&、40113、402 &、40213为顶点的矩形形状的区 域内。波接收线圈5具有将正弦线圈3和余弦线圈4所位于的该矩形形状的区域包围的矩形 形状。
[0075]图2是位置传感器la的电气结构框图。处理电路部6具备：向正弦线圈3以及余弦线 圈4输入输入波Wi^Wis的发送波形生成部21;和基于从波接收线圈5得到的输出信号V来探 测目标2的位置X的位置探测部22。
[0076]位置探测部22具有生成表示目标2的位置X的探测中所需要的各种定时的信号的 基准定时生成部31。此外，位置探测部22具有:对从波接收线圈5得到的输出信号V进行放大 的放大部32、用于对放大部32的输出即波接收线圈5的输出信号V进行采样的模拟数字(AD) 定时生成部33以及AD变换部34。此外，位置探测部22具有:计测波接收线圈5的输出信号V中 包含的与目标2的位置X对应的相位分量0 X的相位计测部35;暂时存储各种计测值的计测值 存储部36;和将相位分量0X变换成位置X的输出变换部37。
[0077]基准定时生成部31向发送波形生成部21发送波发送开始信号。波发送开始信号是 表示输入波WidP输入波Wi2分别向正弦线圈3、余弦线圈4输入的开始定时的信号，其指示输 入波而和输入波Wi 2分别向正弦线圈3和余弦线圈4输入的开始。此外，基准定时生成部31在 发送了波发送开始信号之后，向相位计测部35发送基准时刻信号。基准时刻信号是表示所 发送的时刻是成为相位的计测的基准的定时的信号，其指示用于计测相位的动作的开始。 [0078]基准定时生成部31以规定的动作周期反复进行波发送开始信号的发送以及基准 时刻信号的发送。基准定时生成部31在从发送了波发送开始信号时起经过了延迟时间ta的 时间点发送基准时刻信号，在从发送了基准时刻信号时起经过了计测动作时间tb的时间点 发送波发送开始信号。这样，基准定时生成部31以时间（ta+tb)的动作周期反复进行交替发 送基准时刻信号和波发送开始信号的动作。延迟时间ta是比相位计测部35的后述的相位计 测动作中的待机时间tw短的固定的时间。计测动作时间t b是比待机时间tw长的时间，是相 位计测部35的相位计测动作所需的时间。
[0079]图3表示发送波形生成部21向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wis和此 时从波接收线圈5得到的输出信号V。
[0080]发送波形生成部21向正弦线圈3以及余弦线圈4分别输入基本频率f彼此相同且相 位彼此不同的输入波Wijp输入波Wi2。输入波Wi^Wh彼此的相位关系处于规定的相位关 系。在本实施方式中，规定的相位关系是以下相位关系：向余弦线圈4输入的输入波Wi 2的相 位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wh的相位延迟了3V2。此外，在本实施方式中，输入波 是正弦波。此外，在本实施方式中，输入波Wi^Wk的基本频率f是2MHz。发送波形生 成部21通过从基准定时生成部31输入波发送开始信号，从而开始输入波WidP输入波Wi 2向 正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。
[0081 ] 输入波Wi^Wk的输入如下进行。如图3所示，输入波Wi^Wk都是以基本频率f进行 振动的正弦波的电压，且具有电压值E和电压值E的振动的振幅的中心电压Ec。在波发送开 始信号的输入的时间点Ti，输入波WidAE<Ec变为E>Ec。此外，在从波发送开始信号的输 入的时间点Ti起延迟了（ 1 /f) X (3/4)的时间的时间点，输入波Wi2WE <Ec变为E >Ec。
[0082]向正弦线圈3输入的输入波Wh具有以基准时间点Tc为基准的相位延迟量Y ( Y > 0)。即，在从基准时间点Tc起经过了相位延迟量y的时间点，在基准时间点Tc以后输入波 Wii开始从E<Ec变为E>Ec。向余弦线圈4输入的输入波Wi2在从某基准时间点Tc起经过了相 位延迟量（y +3V2)的时间点，在基准时间点Tc以后输入波WidAE<Ec变为E>Ec。基准时 间点Tc能够任意地决定，相位延迟量Y是根据基准时间点Tc的选择而产生的相位偏移分 量。关于输入波Wi AE<Ec变为E>Ec的时间点，例如若将波发送开始信号的输入的时间点 Ti决定为基准时间点Tc，则成为y = 0，输入波Wh的相位成为0，输入波Wi2的相位成为3 V2。 在本实施方式中，输入波Wi 1与输入波Wi 2的相位关系成为以下相位关系：输入波Wi 2的相位 相对于输入波Wii的相位延迟了加/2。
[0083]若向正弦线圈3和余弦线圈4分别输入输入波Wi^Wih则从波接收线圈5输出输出 信号V。输出信号V以输入波Wi^Wk的基本频率f进行变化，相对于输入波Wh延迟了相位差 So
[0084] 在发送波形生成部21向正弦线圈3以及余弦线圈4分别输入了输入波Wi^Wk时，作 为在时刻t从波接收线圈5得到的电压的输出信号V由下式(表达式1)表示。
[0085] [表达式1]
[0090] 相位偏移a包含相位偏移分量y和相位偏移分量5。相位偏移分量y根据基准时间 点Tc的选择而产生，与以基准时间点Tc为基准的输入波Wh的相位(相位延迟量)对应。相位 偏移分量S由于温度等因素而产生。
[0091] 输出信号V成为如公式(表达式1)那样的理由如下。即，输出信号V利用作为通过向 正弦线圈3输入输入波町:而从波接收线圈5输出的信号、与通过向余弦线圈4输入输入波Wi 2 而从波接收线圈5输出的信号的叠加的和来得到。
[0092]通过向正弦线圈3输入输入波啊:而从波接收线圈5输出的信号加上由于温度等因 素而产生的相位偏移分量S的相位延迟，由下式(表达式2)表示。
[0093][表达式2]
[0095]通过向余弦线圈4输入输入波Wi2而从波接收线圈5输出的信号加上由于温度等因 素而产生的相位偏移分量S的相位延迟，由下式(表达式3)表示。
[0096][表达式3]
[0098]通过由公式(表达式2)表不的信号与由公式(表达式3)表不的信号的叠加（相加） 而得到的信号为输出信号V，若将公式(表达式2)与公式(表达式3)相加，则能够得到表示输 出信号V的公式(表达式1)。
[0099]根据公式(表达式1)可知，输出信号V以输入波Wi i、Wi2的基本频率f变化。此外，公 式(表达式1)所示的输出信号V的相位0( = (231/1)乂+8-31/2+^)是以基准时间点1'(3为基准的 相位，9 >0时，其是以基准时间点Tc为基准的相位延迟量。即，输出信号V相对于输入波Wii 延迟相位差S( = (2VUX+5-Ji/2)。
[0100] 相位0包含与目标2的位置X对应的相位分量0x( = (2jt/L)X)、以及相位偏移a( = 5+ Y-V2)。使用相位分量9x、相位偏移a将相位0表示为0 = 0x+a。这样，相位0成为根据目标2的 位置X而不同的值。
[0101] 图4A和图4B表示目标2的位置X与相位0的关系。在图4A和图4B中，纵轴表示相位9， 横轴用坐标轴Px的坐标pX表示目标2的位置X。对应于横轴位置X的相位分量0x与目标2的位 置X成比例，且在目标2的位置X从探测区域Rd的左端302(X = -L/2)到右端301(X = L/2)的范 围内从-31增加至31。相位0成为在相位分量0X上加上了相位偏移a的值。因此，在相位偏移a为 正值的情况下，如图4A所示，相位0在目标2的位置X从探测区域Rd的左端302到周期点P范围 内从-ji+a增加至31，在目标2的位置X从周期点P到探测区域Rd的右端301的范围内从-Jr增加 至-Ji+a。此外，在相位偏移a为负值的情况下，如图4B所示，相位0在目标2的位置X从探测区 域Rd的左端302到周期点P的范围内从Ji+a增加至31，在目标2的位置X从周期点P到探测区域Rd 的右端301的范围内从-Jr增加至Ji+a。
[0102]另外，周期点P在相位偏移a为正值的情况下，为P = L/2-(L/2jt) Xa，在相位偏移a 为负值的情况下，为P = -L/2-(L/23i)Xa。相位偏移a越小(接近于0)，周期点P根据相位偏移 a的正负而越接近于L/2(探测区域Rd的右端302)或-L/2(探测区域Rd的左端301)。
[0103]由于相位9为9 = 9x+a，因此若知道相位0和相位偏移a，则能够根据0 = 0x+a的关系 来求取相位分量9x，并能够根据9x= (2jt/L)X的关系来求取目标2的位置X。
[0104] AD定时生成部33向AD变换部34发送AD定时信号。AD定时信号是表示对波接收线圈 5的输出信号V(放大部32的输出）进行采样即进行AD变换的定时的信号。若从AD定时生成部 33输入AD定时信号，则AD变换部34在AD定时信号被输入的定时对波接收线圈5的输出信号V 的电位值y进行采样，并将电位值y输出到相位计测部35。
[0105] 图5表示由AD定时生成部33以及AD变换部34采样的波接收线圈5的输出信号VJD 定时生成部33以规定的采样周期ts，向AD变换部34发送AD定时信号。采样周期ts是与向正 弦线圈3和余弦线圈4分别输入的输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的周期。即，输 入波Wi^Wis的周期为1/f，因而采样周期ts为ts矣（（l/f)/2)Xi。在此，i为任意自然数(正 整数）。例如，采样周期ts为^ = ((1/〇/2)\(见\11+咖)/见复是2以上的任意自然数，11是0 或任意自然数，Nw是Nl-1以下的任意自然数。由于Nl Xh+Nw不是Nl的整数倍，因而（Nl X h+ NW)/Nl不是整数。因此，由七8=((1/〇/2)\(此\11+心)/见表示的采样周期七8是与输入波 Wii、Wi2的周期的一半的整数倍不同的周期。
[0106] g卩，AD定时生成部33以ts = ((l/f)/2)X(NLXh+Nw)/NL的采样周期ts，向AD变换部 34发送AD定时信号。由此，AD变换部34基于该AD定时信号，以ts = ((1/f )/2) X (Nl Xh+Nw)/ Nl的采样周期ts(与输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的周期），对波接收线圈5的 输出信号V的电位值y进行采样。然后，AD变换部34将采样到的电位值y输出到相位计测部 35。在本实施方式中，见=3，11 = 0，咖=1七=(1/^)/6(若以相位表现则为60度）。
[0107]相位计测部35基于AD变换部34的输出，即基于从波接收线圈5得到的输出信号V， 计测从波接收线圈5得到的输出信号V的相位中包含的与目标2的位置X对应的相位分量0X。
[0108] 对于波接收线圈5的输出的电位值y来说，若假定波形中未产生失真等，则作为时 亥lj t的函数而能够被表示为y=As in (2iif t-0) +B。在此，A为振幅，B为振动的中心电压，9为相 位(0>〇时为相位延迟）。振动的中心电压B是能够通过电路的设计而任意设定的值。在本实 施方式中，B是已知的，设B = 0。因此，在本实施方式中，波接收线圈5的输出信号V的电位值y 能够被表示为y=Asin(23Tft-0)+B。
[0109] 电位值y=Asin(2Jift-0)包含A、0这2个未知的系数。因此，能够根据(t，y)的2个不 同的组(如，7〇)、（^， 71)的值来求取4、0的值。即，能够根据下式(表达式4)所示的联立方程 式，来求取A、9的值。
[0110][表达式4]
[0111] y〇 = Asin(23ift〇-9)
[0112] yi = Asin(23ifti-9)
[0113] 其中，
[0115] (i为任意整数）
[0116] 即，设时刻to与时刻t的时间间隔（trto)是与（（l/f)/2)Xi(输入波Wi^Wk的周 期的一半的整数倍)不同的时间间隔。这是由于，考虑到y=A sin(23ift-0)+B具有1/f的周期 性这一情况，需要（如，7〇)、（以， 71)是^7)的2个不同的组的值^0变换部34以采样周期^ = ((l/f)/2)X(NLXh+Nw)/NL的周期(与输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的周期） 对电位值y进行采样。因此，基于AD变换部34的电位值y在这样的时刻^、以被采样。
[0117]通过计测这样的时刻to、ti处的电位值yo、yi，从而能够得到（t，y)的2个不同的组 (如，7〇)、（〖1，71)的值。然后，通过使用它们的值对公式(表达式4)的联立方程式进行求解， 从而能够求取相位9的值。若求解公式(表达式4)的联立方程式，则相位9成为下式(表达式 5) 〇
[0118][表达式5]
[0120] 通过公式(表达式5)而求取的移送0成为以时刻to、的基准时刻（时刻0)为基准 (相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号V的相位0。
[0121] 另外，公式(表达式5)如下这样导出。即，从公式(表达式4)的第2式，得到下式(表 达式6)。
[0122] [表达式6]
[0123] yi = Asin(23ifti-9)
[0124] =Asin(23ifto+23rf (ti-to)-9)
[0125] =Asin(23ift〇-9)cos(23Tf (ti-to))
[0126] +Acos(23ift〇-9)sin(23Tf (ti-to))
[0127] 从公式(表达式4)的第1式和公式(表达式6)，得到下式(表达式7)。
[0128] [表达式7]
[0130] 从公式(表达式7)得到下式(表达式8)。
[0131] [表达式8]
[0133] 因此，自公式(表达式8)形成公式(表达式5)。另外，相位9也能够由下式(表达式9) 表不。
[0134] [表达式9]
[0136] 相位计测部35基于AD变换部34的输出，即基于从波接收线圈5得到的输出信号V， 计测从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0中包含的与目标2的位置X对应的相位分量 9x〇
[0137] 相位计测部35通过从基准定时生成部31输入基准时刻信号，从而进行用于计测与 目标2的位置X对应的相位分量0x的相位计测动作。在相位计测动作中，相位计测部35基于 AD变换部34的输出，计测从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0，并将该计测出的值作为 相位9的计测值9*而存储在计测值存储部36中。然后，在相位计测动作中，相位计测部35基 于该计测值9*以及相位偏移a的基准值a Q，计算与目标2的位置X对应的相位分量0X。即，相位 计测部35计算计测值0X*( = 0*-aQ)作为相位分量0X。基准值aQ是在目标2的位置X为原点0时 (目标2位于探测区域R D的中心即原点0时)所计测出的相位0的值，例如在位置传感器la的 制造过程中被计测并存储在相位计测部35中。
[0138] 相位计测部35如下进行相位0的计测。相位计测部35获取由AD变换部34采样到的 (从AD变换部34输出的)波接收线圈5的输出信号V的电位值y，将该获取到的电位值y按顺序 进行编号并存储在计测值存储部36中。其中，在从基准时刻信号的输入时间点To起至到达 规定的待机时间tw为止，相位计测部35不获取波接收线圈5的输出信号V的电位值y。这是为 了防止波接收线圈5的输出信号V不稳定的状态下的误检测。待机时间tw是用于待机至波接 收线圈5的输出信号V的振幅稳定为止的时间，是预先设定的固定的时间。待机时间tw的结 束时间点与AD变换部34对电位值y进行采样的定时一致。
[0139] 此时，相位计测部35将由AD变换部34采样到的2次份的电位值y保存在计测值存储 部36中。即，相位计测部35将在从基准时刻信号的输入时间点To起经过了待机时间tw的时 间点采样到的电位值y作为电位值y〇而保存在计测值存储部36中，将随后采样到的电位值y 作为电位值yi而保存在计测值存储部36中。由此，在计测值存储部36中，保存以与输入波 Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的采样周期以（=((1/〇/2)\(沌\11+心)/沌)进行了2 次采样而得到的电位值y 〇、y 1。
[0140] 然后，相位计测部35基于保存在计测值存储部36中的2个电位值7〇、71，求取波接收 线圈5的输出信号V的相位9。即，相位计测部35通过上式(表达式5)来求取相位9。
[0141 ]在该情况下，时刻to、^是以基准时刻信号的输入时间点To为基准时刻（时刻0)的 时刻。电位值y〇、yi是时刻toA处的电位值y。这样求取的相位0成为以基准时刻信号的输入 时间点To为基准(相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号V的相位0。相位计测部 35将这样求取到的相位0设为波接收线圈5的输出信号V的相位的计测值0*。另外，相位偏移 a的基准值aQ是通过与此相同的方法而求取到的值。
[0142]基准时刻信号的输入时间点To是相位0的基准时间点Tc，波发送开始信号的输入 时间点Ti与基准时刻信号的输入时间点To的时间差在每次的计测中是固定(延迟时间ta) 的，所以相位偏移分量Y在每次的计测中是固定的。即，若相位偏移分量S不因温度等因素 而变动，则相位偏移a(目标2的位置X为0时的相位0)是固定的，为 a = aQ。因此，在假定偏移 分量5不因温度等因素而变动的条件的前提下，由相位计测动作计算出的计测值0 X*( = 0*- a〇)是与目标2的位置X对应的相位分量9x。
[0143] 输出变换部37将由相位计测部35计测出的相位分量0X(计测值0X*)变换成目标2的 位置X。即，根据0 x=(2VL)X的关系，计算0x*X(L/23i)作为目标2的位置X。然后，输出变换部 37输出该计算出的目标2的位置X。
[0144] 若以位置探测部22的整体来看，则位置探测部22基于以与输入波Wi^Wis的周期的 一半的整数倍不同的采样周期ts对从波接收线圈5得到的输出信号V进行了 2次采样而得到 的电位值y，计测从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0。然后，位置探测部22基于相位0 以及相位偏移a的基准值a〇,求取与目标2的位置X对应的相位分量0 X，来探测目标2的位置X。
[0145] 接着，说明位置传感器la的整体的动作。首先，基准定时生成部31向发送波形生成 部21发送波发送开始信号。由此，发送波形生成部21被输入波发送开始信号，开始输入波 Wh以及输入波Wi2向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。由此，从波接收线圈5输出输出信号 V。
[0146] 此外，基准定时生成部31向相位计测部35发送基准时刻信号。由此，相位计测部35 被输入基准时刻信号，开始相位计测动作，将对相位9进行计测而得到的计测值9*存储在计 测值存储部36中。然后，相位计测部35基于存储在计测值存储部36中的相位0的计测值0*以 及相位偏移a的基准值a Q，通过0*-aQ来计算与目标2的位置X对应的相位分量9x*。然后，输出 变换部37通过0 X* X (L/2JI)来计算目标2的位置X并输出。
[0147] 之后，基准定时生成部31也反复进行波发送开始信号向发送波形生成部21的发 送、以及基准时刻信号向相位计测部35的发送。由此，反复进行上述动作，连续地计算并输 出目标2的位置X。
[0148]图6A和图6B表不目标2的位置X与相位分量9x的计测值9x*的关系。在图6A和图6B 中，纵轴表示相位Q的计测值Q*，横轴用坐标轴PX的坐标px来表示目标2的位置X。在相位偏 移a为正值的情况下，如图6A所示，计测值0 X*在目标2的位置X处于从探测区域Rd的左端302 (X = -L/2)到周期点P的范围时，成为与目标2的位置X成比例的值，在从探测区域Rd的左端 302到周期点P的范围内从-31增加至Ji-a。此外，在相位偏移a为正值的情况下，计测值0 X*在 从周期点P到探测区域Rd的右端301(X = L/2)的范围内从-Ji-a增加至-31。即，在相位偏移a为 正值的情况下，计测值在从探测区域Rd的左端302到周期点P的范围中，成为与实际的相 位分量0x(参照图4A和图4B的相位分量0 X)相同的值，在这以外的范围中，成为从实际的相位 分量偏离了2JI的值。此外，在相位偏移a为负值的情况下，如图6B所示，计测值0 X*在目标2 的位置X处于从周期点P到探测区域Rd的右端301(X = L/2)的范围时，成为与目标2的位置X 成比例的值，在从周期点P到探测区域Rd的右端301的范围内从-Ji-a增加至I此外，在相位 偏移a为负值的情况下，计测值在从探测区域Rd的左端302(X = _L/2)到周期点P的范围内 从增加至Ji-a。即，在相位偏移a为负值的情况下，计测值9x*在从周期点P到探测区域Rd的右 端301的范围中，成为与实际的相位分量0 X相同的值，在这以外的范围即在从探测区域Rd的 左端302到周期点P的范围中，成为从实际的相位分量0X偏离了2JI的值。
[0149]例如，将目标2的移动范围限制成从相位偏移a为正值的情况下的周期点P到相位 偏移a为负值的情况下的周期点P的范围，通过仅计算该范围的计测值9x*，便能够在该范围 中探测并输出目标2的位置X。
[0150] 此外，例如，在0X*>3I的情况以及0X*<-3T的情况下，将0X*校正231即可。即，在0X*> H的情况下，将9X*校正为9x*-2jt，在0x*<-3!的情况下，将0X*校正为 9x*+2jt即可。对于这样求 取的计测值0X*来说，若相位偏移a(相位偏移S)不因温度等因素而从基准值aQ变动，则在-L/ 2 <px<L/2的范围（探测区域Rd的整个范围）中，成为与实际的相位分量0X相同的值。因此， 在-L/2 < X < L/2的范围中，能够探测并输出目标2的位置X。
[0151] 在专利文献1、2所公开的现有的位置传感器中，需要用于生成向正弦线圈以及余 弦线圈输入的正弦波以及余弦波的调制电路，此外，需要用于解调波接收线圈的输出信号 的解调电路。因此，电路复杂。
[0152] 另一方面，在本实施方式的位置传感器la中，基于对波接收线圈5的输出进行采样 而得到的电位值y，计测波接收线圈5的输出信号V的相位0。然后，基于该计测出的相位0，探 测目标2的位置X。由此，即使波接收线圈5的输出信号V较小，也能够基于波接收线圈5的输 出信号V来探测目标2的位置X。
[0153] 因此，在向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wis的生成中，不需要用于 对高频进行调制的调制电路，此外，在基于波接收线圈5的输出信号V的目标2的位置X的探 测中，不需要用于对波接收线圈5的输出进行解调的解调电路。即，不需要调制电路以及解 调电路，便能够探测目标2的位置X。由此，能够简化位置传感器la的电路。
[0154] 此外，在现有的位置传感器中，为了对波接收线圈的输出信号进行解调而使用了 低通滤波器。因此，相位的计测不得不等到低通滤波器的输出波形平稳为止。低通滤波器是 用于提取缓慢的波的滤波器，因而其时间常数较大，直到低通滤波器的输出波形平稳为止 的时间较长。因此，相位的计测所需的时间变长，目标的位置的探测所需的时间变长。
[0155] 此外，在现有的位置传感器中，由于使用了低通滤波器，因而在从第1模式切换为 第2模式时，会产生低通滤波器所引起的不良影响。即，在从第1模式切换为第2模式时，由于 低通滤波器的影响，相位计测值会发生变化。因此，为了避免这种低通滤波器所带来的不良 影响，在从第1模式切换为第2模式时，调整了第2模式的初始相位，以使得不产生相位的间 断，即以使得波形连续。即，调整了在第2模式下向正弦线圈以及余弦线圈输入的正弦波以 及余弦波的相位。该调整是通过以下方式来进行的：反馈上次的相位的计测值，基于上次的 相位的计测值，来计算为了不产生相位的间断如何设定第2模式的初始相位才好。因此，需 要用于调整第2模式的初始相位的电路(反馈上次的相位的计测值的电路、计算第2模式的 初始相位的电路等），电路复杂。
[0156] 另一方面，在本实施方式的位置传感器la中，由于不对波接收线圈5的输出信号进 行解调，所以不需要用于解调的低通滤波器，不使用低通滤波器。因此，虽然在现有的位置 传感器中必须使相位的计测等到低通滤波器的输出波形平稳为止，但在本实施方式的位置 传感器la中没有低通滤波器所引起的计测的延迟。由此，能够缩短相位的计测所需的时间， 能够缩短目标2的位置X的探测所需的时间。此外，不存在如现有的位置传感器那样由于低 通滤波器的影响而导致在从第1模式切换为第2模式时相位计测值发生变化这样的问题。 即，不需要调整第2模式的初始相位，不需要用于调整第2模式的初始相位的电路(反馈上次 的相位的计测值的电路、计算第2模式的初始相位的电路等）。由此，能够简化本实施方式的 位置传感器la的电路。
[0157] 此外，在本实施方式的位置传感器la中，不会降低相位0的计测精度就能够使向正 弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi i、Wi 2的基本频率f (驱动频率)比现有的位置传感器 尚。
[0158]这基于如下理由。即，假定在现有的位置传感器与本实施方式中的位置传感器la 中，波接收线圈5的输出波形相同，并且相位计测部35的时间分辨率相同。于是，理由是，与 现有的位置传感器的基于对直至电压值的符号变化为止的时间进行计测的相位计测相比， 本实施方式中的位置传感器la的基于电压值的采样(采样的时间点处的电压值的计测）的 相位计测为高分辨率。即，理由是，与因时间计测的分辨率而产生的相位计测的误差相比， 因电压值计测的分辨率而产生的相位计测的误差较小。例如，在现有的构成中，将输入波 Wii、Wi2的基本频率f设为2MHz，将时间分辨率设为24MHz，在通过现有的位置传感器的时间 计测来计测了相位_情况下，相位9的计测分辨率成为30度。相对于此，在本实施方式中的 位置传感器la中，若以相同的时间分辨率24MHz，使电压值分辨率相对于振幅为1/30以下， 通过电压值的采样来计测相位9,则相位9的计测分辨率高于现有的位置传感器。由此，在本 实施方式中的位置传感器la中，能够以比现有的位置传感器高的分辨率对相位0进行计测。 因此，本实施方式中的位置传感器la不会降低相位0的计测精度就能够使向正弦线圈和余 弦线圈输入的输入波的基本频率f?(驱动频率)比现有的位置传感器高。
[0159]若提高输入波Wi i、Wi 2的基本频率f，则电压的变化速度加快，从而波接收线圈5的 输出信号V的振幅变大，S/N比也变大。因此，通过提高输入波Wi^Wk的基本频率f，从而能够 得到振幅以及S/N比大的波接收线圈5的输出信号V。即，在提高了输入波Wh、Wi 2的基本频率 f的情况下，波接收线圈5的输出信号V的振幅以及S/N比变大，因此能够在保持相位0的计测 精度或提高相位9的计测精度的同时，提高输入波Wi^Wk的基本频率f。而且，通过提高输入 波Wii、Wi 2的基本频率f，从而能够缩短相位9的计测时间。此外，通过相位9的计测时间缩短， 从而能够减少位置传感器la的消耗电流。
[0160]另外，在本实施方式中，目标2并不限于金属（导体），也可以是电介质、磁性体、LC 谐振器。此外，可动体8并不限于非金属性(绝缘体），也可以是金属性（导体）、电介质、磁性 体、LC谐振器，还可以与目标2-体地形成。
[0161] 此外，在本实施方式中，基准定时生成部31也可以同时发送基准时刻信号和波发 送开始信号，还可以在发送了基准时刻信号之后发送波发送开始信号。在发送了基准时刻 信号之后发送波发送开始信号的情况下，基准定时生成部31在从发送了基准时刻信号时起 经过了固定时间的时间点，发送波发送开始信号。即使这样处理，若以基准时刻信号的输入 时间点To为相位的基准，则相位偏移分量y在每次的计测中也是固定的，若相位偏移分量S 不因温度等因素而变动，则相位偏移a也是固定(a〇)的。因此，即使这样处理，也能够与上述 实施方式同样地计算与位置X对应的相位分量0x。
[0162] 此外，在本实施方式中，发送波形生成部21也可以生成在从波发送开始信号的输 入的时间点Ti起经过了某时间的时间点从E<Ec变为E>Ec的输入波Wii。其中，从波发送开 始信号的输入时间点Ti起到输入波Wi JAE < Ec变为E > Ec为止的时间在每次的计测中是固 定的。即使这样处理，若以基准时刻信号的输入时间点To为相位的基准，则相位偏移分量Y 在每次的计测中也是固定的，若相位偏移分量S不因温度等因素而变动，则相位偏移a也是 固定(a〇)的。因此，即使这样处理，也能够与上述实施方式同样地计算相位分量0x。
[0163] 此外，在本实施方式中，向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wk的相位 关系也可以是以下相位关系：向余弦线圈4输入的输入波Wi 2的相位相对于向正弦线圈3输 入的输入波Wii的相位延迟了 V2。在该情况下，从波接收线圈5得到的输出信号V由下式(表 达式10)表示。
[0164][表达式 10]
[0166] 因此，在该情况下，相位0成为0 = _0x+a，所以计算9x* = -9*+a〇作为相位分量％。另 外，在该情况下，输出信号V成为这样与在上述实施方式中输出信号V成为公式(表达式1)是 同样的理由。即，若将通过向正弦线圈3输入输入波啊:而从波接收线圈5输出的信号、与通 过向余弦线圈4输入输入波Wi 2而从波接收线圈5输出的信号重叠相加，则成为由公式(表达 式10)表不的输出信号V。
[0167] 此外，在本实施方式中，采样周期ts也可以比（l/f)/2(输入波Wi^Wis的周期的一 半)长。即，自然数h也可以为1以上。此外，自然数N W并不限于1，也可以是其他整数(Nl-1以下 的整数）。例如，在自然数Nl为3的情况下，自然数NW也可以为2。此外，待机时间tw的结束时间 点也可以不与电位值y的采样的定时一致。
[0168] (第2实施方式）
[0169] 图7表示由第2实施方式的位置传感器la采样的波接收线圈5的输出信号V。对于本 实施方式的位置传感器la来说，波接收线圈5的输出信号V的采样方法以及波接收线圈5的 输出信号V的相位0的计测方法与上述第1实施方式不同。即，本实施方式的位置传感器la中 的位置探测部22的AD定时生成部33、AD变换部34以及相位计测部35与上述第1实施方式不 同。关于本实施方式中的其他构成，与上述第1实施方式相同。
[0170] AD定时生成部33与上述第1实施方式同样地，以采样周期ts = ((l/f)/2)X(NLXh +Nw)/NL的周期（与输入波Wh、Wi2的周期的一半的整数倍不同的周期），发送AD定时信号。AD 变换部34与上述第1实施方式同样地，以采样周期ts对波接收线圈5的输出信号V的电位值y 进行采样，并将采样到的电位值y输出到相位计测部35。但是，在本实施方式中，与上述第1 实施方式不同，是沌=3、11 = 2、咖=1，采样周期七8是七8=(1/;〇\(7/6)。
[0171] 波接收线圈5的输出信号V的电位值7如上述第1实施方式中所说明的那样，作为时 亥Ijt的函数，能够借助频率f下的电位值y的振动的振幅A、振动的中心电压B以及相位0而表 示为丫 = 48；[11(2对1：-9)+13。在9>时，相位9为相位延迟。在本实施方式中，与上述第1实施方 式不同，中心电压B是未知的。
[0172] 电位值y = Asin(2Jift-0)+B包含振幅A、中心电压B、相位0这3个未知的系数。因此， 能够根据(t，y)的3个不同的组(to，y〇)、（ ti，yi)、（ t2，y2)的值来求取振幅A、中心电压B、相位 0的值。即，通过求解下式(表达式11)所示的联立方程式，从而能够求取振幅A、中心电压B、 相位9的值。
[0173] [表达式 11]
[0174] y〇 = Asin(23ift〇-9)+B
[0175] yi = Asin(23ifti-9)+B
[0176] y2 = Asin(23ift2-9)+B
[0177] 其中，
[0181] (i为任意整数）
[0182] 即，设时刻t〇、tl的时间间隔（tl_t〇)、时刻tl、t2的时间间隔（t2-tl)以及时刻t〇、t2 的时间间隔（t2-to)都是与（（l/f)/2)Xi(i为整数)不同即与输入波Wi^Wis的周期的一半 的整数倍不同的时间间隔。这是由于，考虑到电位值y(=A sin(23ift-0)+B)具有1/f的周期 性这一情况，需要时间间隔(如，7〇)、^ 71)、山，72)为(17)的3个不同的组的值<^变换部 34以采样周期^=((1/〇/2)\(见\1 1+旧瓜的周期（与输入波町1、112的周期一半的整数 倍不同的周期对电位值y进行采样。因此，AD变换部34在这样的时刻t〇、ti、t2对电位值y进行 米样。
[0183] 通过对时刻t〇、ti、t2处的电位值yo、yi、y2进行计测，从而能够得到（t，y)的3个不同 的组(如，7〇)、^71)、山，72)的值。然后，通过使用它们的值对公式(表达式11)的联立方程 式进行求解，从而能够求取相位9的值。若求解公式(表达式11)的联立方程式，则相位9成为 下式(表达式12)。
[0193] 通过公式(表达式12)而求取的相位0成为以时刻的基准时刻(时刻0)为基 准(相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号V的相位0。
[0194] 另外，公式(表达式12)如下这样导出。即，从公式(表达式11)的第1式、第2,得到下 式(表达式13)。
[0195] [表达式 13]
[0196] yi-y〇=Asin(23rft〇-23if (ti-t〇)-9)-Asin(23ift〇-9)
[0197] =Asin(23ift〇-9)cos(23Tf (ti-t〇))
[0198] +Acos(23ift〇-9)sin(23Tf (ti-t〇) )-Asin(23ift〇-9)
[0199] =Asin(23ift〇-9) (cos(2Jif (ti-t〇) )-l)
[0200] +Acos(23ift〇-9)sin(23Tf (ti-t〇))
[0201 ] 从公式(表达式13)，得到下式(表达式14)。
[0202][表达式 14]
[0208] 此外，从公式(表达式11)的第1式、第3式，同样地得到下式(表达式15)。
[0215] 从公式(表达式14)(表达式15)，得到下式(表达式16)(表达式17)。
[0216][表达式 I6]
[0222] 公式(表达式16)(表达式17)是与上述第1实施方式的公式(表达式4)相同的形态。 因此，从公式(表达式16)(表达式17)，经过与上述第1实施方式的公式(表达式6)(表达式7) (表达式8)同样的过程，而得到下式(表达式18)。
[0223] 「表达式 181
[0225] 在公式(表达式16)(表达式17)中，e'zGi-e。因此，自0=6^0'以及公式(表达式 18)，形成公式(表达式12)。另外，相位9也能够由下式(表达式19)表示。
[0226] [表达式 19]
[0228] 相位计测部35与上述第1实施方式同样地，基于AD变换部34的输出信号V，计测从 波接收线圈5得到的输出信号V的相位0中包含的与目标2的位置X对应的相位分量0 X。即，在 相位计测动作中，与上述第1实施方式同样地，基于AD变换部34的输出，计测波接收线圈5的 输出信号V的相位0，并基于相位0的计测值0*以及相位偏移a的基准值a〇,计算与目标2的位 置X对应的相位分量0x。即，计算计测值0x* = 0*_a〇作为相位分量9x。但是，在本实施方式中， 相位0的计测方法与上述第1实施方式不同。
[0229] 即，相位计测部35如下进行相位0的计测。相位计测部35与上述第1实施方式不同， 将由AD变换部34采样到的3次份的电位值y保存在计测值存储部36中。即，相位计测部35将 在从基准时刻信号的输入时间点To起经过了待机时间tw的时间点采样到的电位值y作为yo 而保存在计测值存储部36中，将这之后采样到的电位值y依次作为电位值yi、y2而保存在计 测值存储部36中。由此，在计测值存储部36中，保存以^ = ((1订)/2)\(见\11+^/见的采 样周期ts(与输入波WihWis的周期的一半的整数倍不同的采样周期ts)进行了 3次采样而得 至1J的电位值y〇、yi、y2。
[0230]然后，相位计测部35基于这些在计测值存储部36中保存的3个电位值7〇、71、 72，通 过上述的公式(表达式12)来求取波接收线圈5的输出信号V的相位0。
[0231] 在该情况下，时刻如山山是以基准时刻信号的输入时间点To为基准时刻(时刻0) 的时刻。电位值y〇、yi、y2是时刻t〇、ti、t2处的电位值y。这样求取的相位0成为以基准时刻信 号的输入时间点To为基准(相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号V的相位。相位 计测部35将这样求取到的相位0设为波接收线圈5的输出信号V的相位的计测值0*。在本实 施方式中，相位计测部35这样来计测相位9。
[0232] 位置探测部22在整体上，基于以与输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的采 样周期ts对从波接收线圈5得到的输出信号V进行了 3次采样而得到的电位值y，来计测从波 接收线圈5得到的输出信号V的相位0。然后，位置探测部22基于相位0以及相位偏移a的基准 值a〇,求取与目标2的位置X对应的相位分量9x，来探测目标2的位置X。
[0233] 根据本实施方式的位置传感器la，通过对输出信号V进行N次(N为3以上的整数)采 样来求取相位0，从而能够不受伴随温度变化等的波接收线圈5的输出信号V的振动的中心 电压B的变化的影响地计算相位0，来探测目标2的位置X。
[0234]另外，在本实施方式中，采样周期ts可以比（l/f)(输入波Wi^Wis的周期)短，此外， 也可以比（l/f)/2(输入波Wi^Wk的周期的一半)短。即，自然数h可以为1，此外，也可以为0。 此外，自然数Nw并不限于1，也可以是其他整数(Nl-1以下的整数）。例如，在自然数Nl为3的情 况下，Nw也可以是2。此外，待机时间t w的结束时间点也可以不与电位值y的采样的定时一 致。
[0235] 另外，在本实施方式中，也可以对波接收线圈5的输出波形包含失真等或者电位值 y的计测值包含误差的情况加以考虑，取代上述的公式(表达式12)而通过最小二乘法的方 法来求取相位Q。若通过最小二乘法的方法来求取相位Q，则成为下式(表达式20)。
[0236] [表达式 20]
N^-l N*-l
[0243] H2 = - [:yn cos(27iftn) H3 = ^yn n=0 n=0
[0244] 在该情况下，时刻tn是以基准时刻信号的输入时间点To为基准时刻（时刻0)的时 亥IJ。电位值y n是时刻tn处的电位值y。这样求取的相位0成为以基准时刻信号的输入时间点To 为基准(相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号V的相位0。
[0245] 另外，公式(表达式20)如下这样导出。即，通过最小二乘法而求取的0是电位值7" (n = 0，l，2, ? ? ?，N*-1)的误差的平方和取最小值时的0。电位值yn是第n+1个采样到的电 位值y，N*是采样到的电位值y的个数。
[0246] 电位值yn的误差的平方的和即平方和D由下式(表达式21)表示。
[0247] [表达式 21] N*-1 d=E()v-Asin(27tf\-e)-B)2 n =0
[0248] N:;l , =Z(yn - Asin(2Tcftn)cos0 +Acos(27ift")sin0-B)2 n=u
[0249] 在此，若将变量u、v定义为u=Acos9、v=Asin9，则平方和D成为下式(表达式22)。
[0250] [表达式 22] N*-l 、
[0251] D = I(yn - ii sin(27iftn)+ vc()s(2Tiftn)-B)2 n=U
[0252] 平方和D取最小值时的条件是以变量u对平方和D进行偏微分而得到的导数5D /沅、 以变量v对平方和D进行偏微分而得到的导数3D / 3V、以中心电压B对平方和D进行偏微分 而得到的导数沉）/册分别成为〇。即，满足a〇/5u=0、aD/3v=0、aD/5B=0时 的相位Q是平方和D取最小值时的相位Q，是通过最小二乘法而求取的相位Q。
[0253] 偏微分6D / 5D /〔V、3D / 通过分别以变量u、变量V、中心电压B对公 式(表达式22)进行偏微分而得到，成为下式(表达式23)(表达式24)(表达式25)。
[0260]由于5D/h=0 cT>/fv = 0、cT>/5B = 0,因而若以(?D/(:u = 0、0D /0V二0、0D/SB=O的条件将公式(表达式23)、公式(表达式24)和公式(表达式25)展 开，针对变量u、v、中心电压B进行整理），则得到下式(表达式26)。 「02611 「丟"I大忒
[0263]其中，
[0270] v/u = (Asin9)/(Acos9) = tan9成立，因此，0 = tan_l(v/u)，得到上述的公式(表达 式 20)。
[0271] (第3实施方式）
[0272] 图8表示由第3实施方式的位置传感器la采样的波接收线圈5的输出信号V。对于本 实施方式的位置传感器la来说，波接收线圈5的输出信号V的采样方法以及波接收线圈5的 输出信号V的相位0的计测方法与上述第1实施方式不同。即，本实施方式的位置传感器la中 的位置探测部22的AD定时生成部33、AD变换部34以及相位计测部35与上述第1实施方式不 同。关于本实施方式中的其他构成，与上述第1实施方式相同。
[0273] AD定时生成部33与上述第1实施方式同样地，以采样周期ts = ((l/f)/2) X (NLXh +Nw)/Nl的周期（与输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的周期），发送AD定时信号。
[0274] 其中，在本实施方式中，采样周期ts是利用3以上的整数N和比整数N大且非整数N 的整数倍的整数R，对输入波Wi^Wis的周期（ = l/f)的R倍的时间进行N等分的周期，即是输 入波Wi^Wk的周期的R/N倍的周期。即，采样周期ts为七8=((1/^)/2)\0\1^)/^』为3以 上的任意自然数，k为任意自然数，Z为N-1以下的任意自然数。NXk+Z是比N大且非N的整数 倍的整数。因此，采样周期^( = ((1/〇/2)\0\1^2)/?是对输入波啊1、112的周期（1订） 的R倍的时间进行N等分的周期。
[0275] 采样周期 ts 由 ts=(l/f)X(NXk+Z)/N=((l/f)/2)X(2NXk+2Z)/N 表示。在 2Z< _勺情况下，设为22 = 1^、21^ = 11，采样周期七8可表示为七8=((1/;〇/2)\(此\]1+化)/见。此 外，在2Z2N的情况下，设为2Z = N+Nw、2k+l=h，可表示为ts = ((l/f)/2) X(NLXh+Nw)/NL。 因此，采样周期ts与上述第1实施方式同样地，是与输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不 同的周期。此外，由于1、Z2 1，所以(NXk+Z)/N大于1。因此，采样周期ts是比输入波Wh、 Wi2的周期长的周期。此外，NXk+Z是整数，N是3以上的自然数。因此，采样周期ts是对输入 波Wii、Wi 2的周期的整数倍的时间进行了 N等分的周期(N为3以上）。
[0276] 即，采样周期ts是与输入波Wi^Wis的周期的一半的整数倍不同的周期，并且是比 输入波Wi^Wis的周期长且将输入波Wi^Wis的周期的整数倍的时间等分成3以上的数目的 周期。
[0277] AD变换部34以采样周期以（=(1/〇\0\1^)/?，对波接收线圈5的输出信号￥ 的电位值y进行采样。由于采样周期ts比输入波Wi^Wis的周期长，因此成为对波接收线圈5 的输出信号V进行下采样。并且，以对波形Vs的周期（ = (l/f)XNXk+Z)进行N等分的采样周 期ts对将波接收线圈5的输出信号V进行了 (NXk+Z)分频后得到的虚拟波形Vs进行采样。AD 变换部34将那些采样到的电位值y输出到相位计测部35。在本实施方式中，N = 3(NL = 3)、k = 6(h = 12)、Z = l(Nw=2)，ts=(l/f) X19/3=(l/f) X6+(l/f) X1/3。
[0278] 波接收线圈5的输出的电位值y如在上述第1实施方式中所说明的那样，作为时刻t 的函数而能够表示为7 =六8；[11(2对1：-9)+13。在此4为振幅，13为振动的中心电压，9为相位（ 9 >时为相位延迟）。在本实施方式中，与上述第1实施方式不同，B是未知的。
[0279] 电位值y = Asin(2Jift-0)+B包含A、B、0这3个未知的系数。因此，计测N*个(N*2 3) 电位值yn(n = 0，l，? ? ?，N*-1)，通过最小二乘法的方法，能够求取相位9的值。另外，基于 AD变换部34的电位值y的采样定时在将N次采样作为1周期份的采样的情况下成为1周期份 的采样的电位值y分别取不同的值的定时。
[0280] 在对电位值y进行计测的采样周期ts为ts = (l/f)X(NXk+Z)/N的情况下，若将要 计测的电位值y的个数#设为#=NXm(m为任意自然数），通过最小二乘法的方法来求取相 位9的值，则成为下式(表达式27)。
[0281] [表达式 27]
[0283] 通过公式(表达式27)而求取的相位0成为以对电位值7"进行计测的时刻^的基准 时刻(时刻〇)为基准(相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号的相位。
[0284] 另外，公式(表达式27)如下这样导出。即，通过最小二乘法而求取的相位0是电位 值yn(n = 0，l，2, ? ? ?，N*-1)的误差的平方和取最小值时的值，如上述第2实施方式中所 说明的那样，成为上述的公式(表达式20)。
[0285] 在此，sin函数、cos函数在将M设为2以上的整数而将j设为0以上且小于M的整数的 情况下，满足下式(表达式28)(表达式29)的关系。
[0286] [表达式 28]
[0290] 在采样周期ts为ts = (l/f) X (NXk+Z)/N、yn的个数N*为N* = NXm的情况下，若考 虑公式(表达式28)(表达式29)的关系，则下式(表达式30)的关系得到满足。
[0297] 因此，根据公式(表达式20)(表达式30)，得到上述的公式(表达式27)。
[0298] 相位计测部35与上述第1实施方式同样地，基于AD变换部34的输出，计测从波接收 线圈5得到的输出信号V的相位0中包含的与目标2的位置X对应的相位分量0X。即，在相位计 测动作中，与上述第1实施方式同样地，根据基于AD变换部34的输出对波接收线圈5的输出 信号V的相位0进行计测而得到的计测值0*以及相位偏移a的基准值a〇,来计算与目标2的位 置X对应的相位分量0x。即，计算计测值0x*( = 0*-a〇)作为相位分量0x。但是，在本实施方式 中，相位0的计测方法与上述第1实施方式不同。
[0299] 即，在第3实施方式中，相位计测部35如下进行相位0的计测。相位计测部35与上述 第1实施方式不同，将由AD变换部34采样到的N* = N Xm次份(m为任意自然数)的电位值y保 存在计测值存储部36中。即，相位计测部35将在从基准时刻信号的输入时间点To起经过了 待机时间tw的时间点采样到的电位值y作为yo而保存在计测值存储部36中，将这以后第n次 采样到的电位值y作为y n而保存在计测值存储部36中。由此，在计测值存储部36中，保存以 ts = (1/f) X (NXk+Z)/N的周期进行了N*( = NXm)次采样而得到的电位值yn(n = 0，1， 2, ? ? ? ，N*-l)〇
[0300] 然后，相位计测部35基于保存在计测值存储部36中的N* = N Xm个的电位值yn，通 过上述公式(表达式27)来求取波接收线圈5的输出信号V的相位0。
[0301 ]在该情况下，时刻tn是以基准时刻信号的输入时间点To为基准时刻（时刻0)的时 亥IJ。电位值yn是时刻tn处的电位值y。这样求取的相位0成为以基准时刻信号的输入时间点To 为基准(相位的基准时间点Tc)的波接收线圈5的输出信号V的相位0。相位计测部35将这样 求取到的相位9设为波接收线圈5的输出信号V的相位的计测值0*。在本实施方式中，相位计 测部35这样来计测相位9。
[0302]在位置探测部22的整体的动作中，位置探测部22以对输入波Wi^Wis的周期的R(非 N的整数倍的整数)倍的时间进行N等分的周期，对从波接收线圈5得到的输出信号V的电位 值y进行N* = NXm次采样。即，位置探测部22以输入波Wi^Wis的周期的R/倍的采样周期ts， 对从波接收线圈5得到的输出信号V的电位值y进行N*(=NXm)次采样。然后，位置探测部22 基于进行了 N* = NXm次采样而得到的电位值^仏为0以上且小于N*的整数），计测从波接收 线圈5得到的输出信号V的相位0。然后，位置探测部22基于相位0以及相位偏移a的基准值 a〇,求取与目标2的位置X对应的相位分量0x，来探测目标2的位置X。
[0303]换言之，位置探测部22对波接收线圈5的输出信号V进行下采样，以对波形Vs的周 期（ = (l/f)XR)进行N等分的采样周期ts对将波接收线圈5的输出信号V进行了 R(=NXk+ Z)分频后得到的虚拟波形Vs进行N* = NXm次采样。然后，位置探测部22基于进行了 N* = NX m次采样而得到的电位值y^(n为0以上且小于N*的的整数），探测目标2的位置X。
[0304]在m= 1的情况下(N* = N)，以对输入波Wii、Wi2的周期的R倍的时间进行N等分的采 样周期ts对电位值y进行N次采样，基于进行了 N次（=N*次)采样而得到的电位值y，探测目 标2的位置X。此外，在m=l的情况下，也有时在将N次的采样设为1周期份的采样的情况下， 进行1周期份的采样(N* = N次），基于进行了该1周期份的采样而得到的电位值y，探测目标2 的位置X。在m2 2的情况下，在将N次的采样设为1周期份的采样的情况下，进行多个周期份 的采样(N* = NXm次），基于进行了该多个周期份的采样而得到的电位值y，探测目标2的位 置X。
[0305]对于这样的相位0的计测方法来说，要采样的电位值yn的个数N* = N Xm越多，并且 m越大，其精度越高。在本实施方式中，设为~ = 34 = 6、111 = 5。即，在本实施方式中，将1/^的 19倍的时间设为1周期，将1周期份的电位值7的采样个数设为3个，利用5周期份的电位值y 来对相位9进行计测。
[0306] 在本实施方式中的位置传感器la中，通过进行3次以上(N次)的采样来求取相位0， 从而能够不受伴随温度变化等的波接收线圈5的输出信号V的振动的中心电压B的变化的影 响地计算相位9，来探测目标2的位置。
[0307]此外，通过以对输入波Wi^Wis的周期（1/f)的R(非N的整数倍的整数)倍的时间进 行N等分、即以将周期（1/f)设为R/N倍而得到的采样周期ts进行波接收线圈5的输出信号V 的N* (= N X m)次的采样来求取相位0，从而能够以较少的计算量高效地计算相位0，来探测 目标2的位置X。此外，通过将N次的采样设为1周期份的采样，进行多个m次周期份(m2 2)的 米样来计算相位9，从而能够提尚相位9的计测精度，能够提尚目标2的位置X的探测精度。
[0308] 另外，在本实施方式中，自然数Z并不限于1，也可以是N-1以下的其他整数。例如， 在N为3的情况下，Z也可以是2。此外，自然数m也可以是1。即，数N*也可以是3。此外，待机时 间tw的结束时间点也可以不与电位值y的采样定时一致。
[0309] (第4实施方式）
[0310] 图9是第4实施方式的位置传感器lb的电气结构框图。在图9中，针对与图2所示的 第1实施方式的位置传感器la相同的部分赋予相同的参照编号。对于第4实施方式的位置传 感器lb来说，波接收线圈5的输出信号的相位0的计测方法、以及相位0中包含的与目标2的 位置X对应的相位分量0 X的计测方法与上述第1实施方式不同。即，第4实施方式的位置传感 器lb中的发送波形生成部21以及位置探测部22与上述第1实施方式不同。关于本实施方式 中的其他构成，与上述第1实施方式相同。
[0311]位置探测部22除了具有上述第1实施方式的构成以外，还具有从与输入波Wi^Wis 的相位关系相关的多个模式中选择1个模式的模式选择部41，此外，基准定时生成部31以及 相位计测部35与上述第1实施方式不同。关于位置探测部22的其他构成，与上述第1实施方 式相同。
[0312]基准定时生成部31向模式选择部41发送模式切换信号。模式切换信号为表示是模 式的切换定时即指示模式的切换的信号。然后，基准定时生成部31在发送了模式切换信号 之后，与上述第1实施方式同样地，向发送波形生成部21发送波发送开始信号，在发送了波 发送开始信号之后，向相位计测部35发送基准时刻信号。
[0313]基准定时生成部31以规定的动作周期反复进行模式切换信号的发送、波发送开始 信号的发送、以及基准时刻信号的发送。基准定时生成部31在从发送了波发送开始信号时 起经过了延迟时间ta的时间点发送基准时刻信号，在从发送了基准时刻信号时起经过计测 动作时间tb后发送模式切换信号。延迟时间ta以及计测动作时间tb与上述第1实施方式相 同。
[0314]模式选择部41若被输入模式切换信号，则切换模式，向发送波形生成部21和相位 计测部35发送表示所选择的模式的模式信号。即，模式选择部41若在处于第1模式时被输入 模式切换信号，则从第1模式向第2模式切换，向发送波形生成部21和相位计测部35发送表 示处于第2模式的模式信号。此外，模式选择部41若在处于第2模式时被输入模式切换信号， 则从第2模式向第1模式切换，并向发送波形生成部21和相位计测部35发送表示处于第1模 式的模式信号。
[0315]发送波形生成部21具有第1输入模式和第2输入模式来作为向正弦线圈3以及余弦 线圈4输入输入波Wi^Wis的输入模式。第1输入模式是将彼此的相位关系处于第1规定相位 关系的输入波Wi^Wis分别向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的模式。第1规定相位关系是以 下相位关系：向余弦线圈4输入的输入波Wi 2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wii的 相位延迟了3jt/2。第2输入模式是将彼此的相位关系处于与第1规定相位关系不同的第2规 定相位关系的输入波Wi^Wk向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的模式。第2规定相位关系是 以下相位关系：向余弦线圈4输入的输入波Wi 2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wii 的相位延迟了 V2。向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wis与上述第1实施方式同 样地，是正弦波。此外，向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wk的基本频率f与上 述第1实施方式同样地，是2MHz。
[0316]发送波形生成部21通过从模式选择部41输入模式信号来设定输入模式。即，若被 输入表示处于第1模式的模式信号，则设定为第1输入模式，若被输入表示处于第2模式的模 式信号，则设定为第2输入模式。
[0317]此外，发送波形生成部21通过从基准定时生成部31输入波发送开始信号，从而开 始输入波Wi^Wis向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。即，若在设定为第1输入模式的状态时 被输入波发送开始信号，则开始第1输入模式下的输入波Wii、Wi2的输入，若在设定为第2输 入模式的状态时被输入波发送开始信号，则开始第2输入模式下的输入波Wi 1、Wi 2的输入。 [0318] 即，第1输入模式是将彼此的相位关系处于第1规定相位关系的输入波Win Jin 分别向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的模式。第1规定相位关系是以下相位关系：向余弦线 圈4输入的输入波Wiu的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wiw的相位延迟了3V2。第 2输入模式是将彼此的相位关系处于与第1规定相位关系不同的第2规定相位关系的输入波 Wi2-i、Wi2-2向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的模式。第2规定相位关系是以下相位关系：向 余弦线圈4输入的输入波Wi 2-2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi 2-1的相位延迟了 31/2。这样，第1模式的第1相位关系中的向余弦线圈4输入的输入波Wh-2的相位相对于向正 弦线圈3输入的输入波相位的相位差，与第2模式的第2相位关系中的向余弦线圈4输 入的输入波Wi2-2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波WiH的相位的相位差不同。向正 弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波町 1-1、112-1、111- 2、112-2与上述第1实施方式同样地，是 正弦波。此外，向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^ jin 2、Wi2-2的基本频率 f与上述第1实施方式同样地，是2MHz。
[O319]第1输入模式下的输入波的输入按如下进行。图10A是表示第4实施方式所涉及的 位置传感器lb的第1模式下的向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波以及波 接收线圈5的输出信号波形图。在图10A中，横轴表示时刻t，纵轴表示输入波WiH jin 的电压值E和波接收线圈5的输出信号Vi的值。如图10A所示，输入波WiH是在波发送开始信 号的输入的时间点Ti电压值E与中心电压Ec的关系WE < Ec变为E > Ec的具有基本频率f的 正弦波。输入波Wiw是在从波发送开始信号的输入时间点Ti起延迟了（1/f) X (3/4)的时间 点电压值E与中心电压Ec的关系WE <Ec变为E > Ec的基本频率f的正弦波。输入波Wi卜i的基 本频率f和输入波Wiu的基本频率f是彼此相同的频率。并且，输入波Wi^被输入到正弦线 圈3，输入波Wi p2被输入到余弦线圈4。
[0320]向正弦线圈3输入的输入波Wi^是以某基准时间点TC1为基准的相位延迟量为y i (Y i>0)的正弦波，向余弦线圈4输入的输入波WiH是以某基准时间点TC1S基准的相位延 迟量为Y 1+3V2的正弦波。基准时间点TC1能够任意决定，y i是根据基准时间点TC1的选择 而产生的相位偏移分量。若将输入波Wi h的电压值EWE <Ec变为E >Ec的时间点（例如波发 送开始信号的输入时间点Ti)决定为基准时间点TC1，则成为y i = 0，输入波Wi^的相位成为 〇，输入波Wi 1-2的相位成为3jt/2。在第1模式下输入波Wi 1-1与输入波Wi 1-2的相位关系成为以 下相位关系:输入波Wii-2的相位相对于输入波Wh-i的相位延迟了 3V2。
[0321]若向正弦线圈3和余弦线圈4分别输入输入波Wiw和输入波Win，则从波接收线圈 5输出输出信号Vi(第1输出信号）。输出信号乂:以与输入波的基本频率f相同的基 本频率f振动，相对于输入波Wii-i延迟了相位差Si。
[0322] 第2输入模式下的输入波的输入按如下进行。图10B是表示第4实施方式所涉及的 位置传感器lb的第2模式下的向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波以及波 接收线圈5的输出信号V2的波形图。在图10A中，横轴表不时刻t，纵轴表不输入波Wi2-i、Wi2-2 的电压值E和波接收线圈5的输出信号V 2的值。如图10B所示，输入波Wiu是在波发送开始信 号的输入时间点Ti电压值E与中心电压Ec的关系WE<Ec变为E>Ec的基本频率f的正弦波。 此外，输入波Wi 2-2是在从波发送开始信号的输入时间点Ti起延迟了（l/f)X(l/4)的时间点 电压值E与中心电压Ec的关系WE<Ec变为E>Ec的基本频率f的正弦波。输入波Wi^的基本 频率f和输入波Wi 2-2的基本频率f是彼此相同的频率。并且，输入波Wi^被输入到正弦线圈 3,输入波Wi 2-2被输入到余弦线圈4。
[0323] 向正弦线圈3输入的输入波Wi:^是以某基准时间点Tc2为基准的相位延迟量为Y 2 (Y 2>0)的正弦波，向余弦线圈4输入的输入波Wi2-2是以某基准时间点Tc 2为基准的相位延 迟量为y 2+V2的输入波。y 2是根据基准时间点Tc2的选择而产生的相位偏移分量。若将输 入波Wi 2-i的电压值EWE < Ec变为E > Ec的时间点（例如波发送开始信号的输入时间点T i)决 定为基准时间点Tc2,则成为y2 = 0,输入波Wi2-i的相位成为0,输入波Wi2-2的相位成为V2。 在第2模式下，输入波Wi 2-1与输入波W i 2-2的相位关系成为以下相位关系:输入波Wi 2-2的相位 相对于输入波Wi^的相位延迟了 n/2。
[0324] 若向正弦线圈3和余弦线圈4分别输入输入波Wi:^和输入波Wi2-2,则从波接收线圈 5输出输出信号V 2(第2输出信号）。输出信号％以与输入波的基本频率f相同的基 本频率f振动，相对于输入波Wi2-i延迟了相位差S 2。
[0325] 在发送波形生成部21在第1输入模式下向正弦线圈3以及余弦线圈4分别输入了输 入波Wh-i以及输入波Wh-2时，在时刻t从波接收线圈5得到的电压即输出信号乂:由下式(表 达式31)表示。
[0326] 「衷伏式 311
[0328] 在此，ai为ai= y i+S-jt/2,其是相位偏移。y 1是根据基准时间点Tci的选择而广生 的相位偏移分量，是以基准时间点1^为基准的输入波Wi h的相位(相位延迟量)所对应的 分量。S是因温度等因素而产生的相位偏移分量(相位延迟）。
[0329] 此外，在发送波形生成部21在第2输入模式下向正弦线圈3以及余弦线圈4分别输 入了输入波Wi 2-i以及输入波Wi2-2时，在时亥Ij t从波接收线圈5得到的电压即输出信号V2由下 式(表达式32)表示。
[0330][表达式 32]
[0332] 在此，a〗为a2= y 2+5-31/2,其是相位偏移。y 2是根据基准时间点Tc2的选择而广生 的相位偏移分量，是以基准时间点Tc2为基准的输入波Wi h的相位(相位延迟量)所对应的 分量。
[0333]输出信号Vi、V2由公式(表达式32)表不与上述第1实施方式中输出信号V由公式(表 达式1)以及公式(表达式10)表示为同样的理由。
[0334]根据公式(表达式31)可知，输出信号Vi是以与输入波WinWiu的基本频率f相同 的基本频率f变化的信号。此外，输出信号Vi的相位01为01 = (231/1^+5-31/2+丫1。相位01是以 基准时间点1^为基准的相位，0XX)时，其是以基准时间点T C1为基准的相位延迟量。即，输 出信号Vi相对于输入波Wiw延迟了相位差SI (= (23t/L)X+S-jt/2)。
[0335] 此外，根据公式(表达式32)可知，输出信号V2是以与输入波Wi2-hWk-2的基本频率 f相同的基本频率f变化的信号。此外，输出信号V2的相位02为02 = -(2VL)X+S-3i/2+y2。相 位92是以基准时间点Tc2为基准的相位，0 2 >0时，其是以基准时间点Tc2为基准的相位延迟 量。即，输出信号V2相对于输入波延迟了相位差S2(=-(23t/L)X+S-jt/2)。
[0336] 相位0i包含与目标2的位置X对应的相位分量0x( = (2jt/L)X)和相位偏移~（=5+ Y i-Ji/2)，相位02包含相位分量9x( = (2jt/L)X)和相位偏移a2( = 5+ y 2_3t/2)。若使用相位分 量91和相位偏移(11、€[2来表不相位91、 92，则成为91 =如+(11，92 = -91+(12。相位91、92成为根据目 标2的位置X而不同的值。
[0337] 输入波Wh-iWk-i都是具有在波发送开始信号的输入时间点TiWE<Ec变化为E> Ec的电压值E的信号。即，输入波Wh-iWk-i是具有以波发送开始信号的输入时间点Ti为基准 在相同定时下WE<Ec变化为E>Ec的电压值E的信号。因此，只要波发送开始信号的输入时 间点T i和输入波W i 1 -1的相位的基准时间点T c 1的时间差、与波发送开始信号的输入时间点 Ti和输入波Wi^的相位的基准时间点Tc2的时间差相等，则相位偏移分量y i、y 2便满足y i =Y 2的关系。
[0338] 即，若将基准时间点TC1和基准时间点Tc2都选择为从波发送开始信号的输入时间 点Ti起经过了相同时间的时间点(例如基准时刻信号的输入时间点To)，则成为y y 2。若 Yi= Y2,则ai = a2,相位9i的相位偏移ai和相位02的相位偏移a2彼此相等，相位9i、02为9i = 0x+a、02 = -9x+a(a = a1 = a2) 〇
[0339] 图11A表示相位偏移ai、a^此相等(ai = a2 = a)的情况下的目标2的位置X与相位 Qi、92的关系。在图11A中，纵轴表不相位h、02的值，横轴表不目标2的位置X。另外，图11A图 示了相位偏移a为正值的情况。相位分量为与目标2的位置X成比例的值，且在目标2的位 置X从探测区域Rd的左端302(X = -L/2)到右端301(X = L/2)的范围内从-Jr增加至31。相位0^ 为 01 = 0x+a，相位 02 成为 02-0x+a。
[0340]因此，在相位偏移a为正值的情况下，相位0:在目标2的位置X从探测区域Rd的左端 302(X = -L/2)到周期APi的范围内从-Ji+a增加至31，在目标2的位置X从周期点丹到探测区域 Rd的右端301(X = L/2)的范围内从-Jr增加至-Ji+a。此外，在相位偏移a为正值的情况下，相位 02在目标2的位置X从探测区域Rd的左端302至I」周期点P2的范围内从-3i+a减少至-JT，在目标2 的位置X从周期点P 2到探测区域Rd的右端301的范围内从JT减少至-Ji+a。
[0341] 图11B表示相位偏移ai、a^此相等(ai = a2 = a)的情况下的目标2的位置X与相位 Qi、92的关系。在图11A中，纵轴表不相位h、02的值，横轴表不目标2的位置X。另外，图11B图 示了相位偏移a为负值的情况。在相位偏移a为负值的情况下，相位在目标2的位置X从探 测区域Rd的左端302(X = _L/2)到周期APi的范围内从Ji+a增加至31，在目标2的位置X从周期 点Pi到探测区域Rd的右端301 (X = L/2)的范围内从-Jr增加至Ji+a。此外，在相位偏移a为负值 的情况下，相位02在目标2的位置X从探测区域Rd的左端302(X = -L/2)到周期点？2的范围内 从ji+a减少至-JT，在目标2的位置X从周期点P2到探测区域Rd的右端301(X = L/2)的范围内从JT 减少至n+a。
[0342] 另外，周期点P^a为正值的情况下，为PfL/^-a/^yXa，在a为负值的情况下， 为卩1 = -172-〇7231)\€[。周期点？2为?2 = -?1。相位偏移€[的绝对值越小(接近于0)，周期点？1 和周期点P2越接近于L/2(探测区域Rd的右端301)和-L/2(探测区域Rd的左端302)。即，在相 位偏移a为正值的情况下，相位偏移a的绝对值越小(接近于0)，周期点PjP周期点P 2分别越 接近于L/2(探测区域Rd的右端301)和_L/2(探测区域Rd的左端302)。在相位偏移a为负值的 情况下，相位偏移a的绝对值越小(接近于0)，周期点P4P周期点P 2分别越接近于_L/2(探测 区域Rd的左端302)和L/2 (探测区域Rd的右端301)。
[0343] 在相位偏移ai、a2彼此相等的情况下，相位0^02满足 的关系。因此，只要能够求取相位偏移ai、a2彼此相等的情况下的相位0:、02，便能够根据0 X = (9i-92)/2的关系来求取相位分量9x，能够根据9x=(2jt/L)X的关系来求取目标2的位置X。
[0344] AD定时生成部33与上述第1实施方式同样地，以采样周期ts( = ((l/f)/2)X(NLX h+Nw)/NL)即以与输入波Wh-kWh-2、Wi2-hWk- 2的周期的一半的整数倍不同的采样周期ts， 向AD变换部34发送AD定时信号。AD变换部34与上述第1实施方式同样地，将以采样周期ts对 波接收线圈5的输出信号V的电位值y进行了采样而得到的电位值y n输出到相位计测部35(n =0，1，2, ? ? ?，N*-l)〇
[0345] 相位计测部35基于AD变换部34的输出，即基于从波接收线圈5得到的输出信号V， 求取从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0中包含的与目标2的位置X对应的相位分量 9x〇
[0346]相位计测部35作为用于对与目标2的位置X对应的相位分量0X进行计测的相位计 测动作，具有第1计测模式和第2计测模式。
[0347] 相位计测部35通过从模式选择部41输入模式信号，来设定计测模式。即，若被输入 表示处于第1模式的模式信号，则将相位计测部35设定为第1计测模式，若被输入表示处于 第2模式的模式信号，则将相位计测部35设定为第2计测模式。来自模式选择部41的模式信 号被输入到发送波形生成部21和相位计测部35双方。因此，在发送波形生成部21为第1输入 模式时，相位计测部35为第1计测模式，在发送波形生成部21为第2输入模式时，相位计测部 35为第2计测模式。
[0348] 此外，相位计测部35通过从基准定时生成部31输入基准时刻信号，从而开始此时 所设定的计测模式下的动作。即，相位计测部35若在设定为第1计测模式的状态时被输入基 准时刻信号，则开始第1计测模式下的动作，若在设定为第2计测模式的状态时被输入基准 时刻信号，则开始第2计测模式下的动作。
[0349] 在第1计测模式下，相位计测部35将利用与上述第1实施方式同样的方法来对第1 模式下从波接收线圈5得到的输出信号^的相位0:进行计测而得到的计测值0^存储在计测 值存储部36中。
[0350] 在第2计测模式下，相位计测部35将利用与上述第1实施方式同样的方法来对第2 模式下从波接收线圈5得到的输出信号^的相位0 2进行计测而得到的计测值02*存储在计测 值存储部36中。此外，在第2计测模式下，相位计测部35基于计测值0i*以及计测值02*，来计 算与目标2的位置X对应的相位分量0x。即，相位计测部35计算计测值0x*( = (91*_92*)/2)作 为相位分量0x。
[0351] 在相位计测部35为第1计测模式时，发送波形生成部21为第1输入模式，在相位计 测部35为第2计测模式时，发送波形生成部21为第2输入模式。因此，在第1计测模式下对相 位9进行计测时的波接收线圈5的输出信号为第1输出信号^，在第2计测模式下对相位0进 行计测时的波接收线圈5的输出信号为第2输出信号V 2。
[0352] 因此，在第1计测模式下计测出的相位0是以基准时刻信号的输入时间点To为基准 的第1输出信号^的相位0:的计测值0i*。此外，在第2计测模式下计测出的相位0是以基准时 亥IJ信号的输入时间点To为基准的第2输出信号％的相位0 2的计测值02*。
[0353] 由于基准时刻信号的输入时间点To为相位0^02的基准时间点TC1、Tc2,因而丫 1 = 丫 2，ai = a2。即，相位9i、02、相位分量9x以及相位偏移a( =ai = a2)为9i = 9x+a、02 = -9x+a、9x =(01_02)/2。因此，在第2计测模式下计算出的计测值0x*= (0i*_02*)/2是与目标2的位置X 对应的相位分量如。
[0354] 输出变换部37将由相位计测部35计测出的相位分量0X(计测值0X*)变换成目标2的 位置X。即，与上述第1实施方式同样地，通过X=0 x*X(L/23i)来进行计算，作为目标2的位置 X。然后，输出变换部37输出所计算出的目标2的位置X。
[0355] 接着，说明位置传感器lb的整体的动作。在初始状态下，假定模式选择部41处于第 2模式。首先，基准定时生成部31向模式选择部41发送模式切换信号。由此，模式选择部41被 输入模式切换信号，从第2模式切换为第1模式，并向发送波形生成部21和相位计测部35发 送表示处于第1模式的模式信号。由此，发送波形生成部21被输入表示处于第1模式的模式 信号，将输入模式设定为第1输入模式。此外，相位计测部35被输入表示处于第1模式的模式 信号，将计测模式设定为第1计测模式。
[0356] 接下来，基准定时生成部31向发送波形生成部21发送波发送开始信号。由此，发送 波形生成部21被输入波发送开始信号，在第1输入模式下开始输入波Wii-i以及输入波Wii-2 向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。由此，从波接收线圈5输出第1输出信号Vu
[0357] 此外，基准定时生成部31向相位计测部35发送基准时刻信号。由此，相位计测部35 被输入基准时刻信号，开始第1计测模式下的动作，对相位9进行计测，并将该计测出的相位 9作为第1输出信号乂:的相位0 1而存储在计测值存储部36中。
[0358]然后，基准定时生成部31向模式选择部41发送模式切换信号。由此，模式选择部41 被输入模式切换信号，从第1模式切换为第2模式，并向发送波形生成部21和相位计测部35 发送表示处于第2模式的模式信号。由此，发送波形生成部21被输入表示处于第2模式的模 式信号，将输入模式设定为第2输入模式。此外，相位计测部35被输入表示处于第2模式的模 式信号，将计测模式设定为第2计测模式。
[0359]接下来，基准定时生成部31向发送波形生成部21发送波发送开始信号。由此，发送 波形生成部21被输入波发送开始信号，在第2输入模式下开始输入波Wi2-i以及输入波Wi2-2 向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。由此，从波接收线圈5输入第2输出信号V 2。
[0360]此外，基准定时生成部31向相位计测部35发送基准时刻信号。由此，相位计测部35 被输入基准时刻信号，开始第2计测模式下的动作，对相位0进行计测，并将该计测出的相位 9作为第2输出信号％的相位02而存储在计测值存储部36中。然后，相位计测部35基于存储在 计测值存储部36中的相位0i、02，通过0x= ( 0i_02)/2来计算与目标2的位置X对应的相位分量 9x。然后，输出变换部37通过X = 0XX (L/2JI)来计算目标2的位置X并输出。
[0361] 然后，基准定时生成部31也反复进行模式切换信号向模式选择部41的发送、波发 送开始信号向发送波形生成部21的发送、以及基准时刻信号向相位计测部35的发送。由此， 上述动作被反复进行，连续地计算目标2的位置X并输出。
[0362] 图12表示目标2的位置X与相位分量0x的计测值0x*的关系。在图12中，纵轴表示相 位9的计测值9*的值，横轴表示目标2的位置X。不论相位偏移a是正值还是负值，在目标2的 位置X处于从探测区域Rd的周期点内到周期点丹的范围时，计测值0 X*都成为与目标2的位置 X成比例的值，且在从周期点内到周期APi的范围内从-Ji+a增加至Ji-a。此外，不论a是正值还 是负值，计测值9x*在从探测区域Rd的左端302 (X = -L/2)到周期点P2的范围内从0增加至a， 在从周期点Pi到探测区域Rd的右端301(X = L/2)的范围内从-a增加至0。即，不论相位偏移a 是正值还是负值，计测值在从周期点Pglj周期点范围中，成为与实际的相位分量0x (参照图4A和图4B所示的相位分量0X)相同的值，在这以外的范围中，成为从实际的相位分 量9X偏呙了31的值。
[0363] 例如，将目标2的移动范围限制为从周期点Pi到周期AP2的范围，通过仅计算从周 期点Pjlj周期点P 2的范围的计测值9x*，便能够在从周期点Pglj周期点P2的范围中探测目标2 的位置X并输出。
[0364] 根据本实施方式的位置传感器lb，即使在相位偏移a未知的情况下或相位偏移a因 温度等因素而变动的情况下，也能够计测相位分量如，从而探测目标2的位置X。
[0365] 另外，在本实施方式中，也可以通过与上述第2或第3实施方式同样的方法，来计测 从波接收线圈5得到的输出的相位0(0^02)。即，位置探测部22的AD定时生成部33、AD变换部 34以及相位计测部35可以是与上述第2或第3实施方式同样的构成。
[0366] 此外，在本实施方式中，基准定时生成部31也可以同时发送基准时刻信号和波发 送开始信号，还可以在发送了基准时刻信号之后发送波发送开始信号。在发送了基准时刻 信号之后发送波发送开始信号的情况下，在从发送了基准时刻信号时起经过了一定时间的 时间点，发送波发送开始信号即可。即使这样处理，若以基准时刻信号的输入时间点To为相 位的基准，贝U相位偏移分量y 1、y 2也是y i= y 2,相位U2、相位分量9x以及相位偏移a(= ai = a2)也是01 =如+(1、02 = -01+(1。因此，即使这样处理，也能够与上述实施方式同样地计算 相位分量如。
[0367] 此外，在本实施方式中，发送波形生成部21也可以生成具有在从波发送开始信号 的输入时间点Ti起经过了某时间的时间点从E<Ec变为E>Ec的电压值E的输入波Win、输 入波Wi^。其中，从波发送开始信号的输入时间点Ti起到输入波Wi^的电压值EWE<Ec变 SE > Ec为止的时间、和从波发送开始信号的输入时间点Ti起到输入波Wi h的电压值EWE <Ec变化为E >Ec为止的时间是相同的时间。即使这样处理，若以基准时刻信号的输入时间 点To为相位的基准，贝ij也是y 1= y 2,因此能够与上述实施方式同样地计算相位分量0x。 [0368](第5实施方式）
[0369] 图13是第5实施方式的位置传感器lc的电气结构框图。在图13中，针对与图9所示 的第4实施方式的位置传感器lb相同的部分赋予相同的参照编号。对于第5实施方式的位置 传感器lc来说，与目标2的位置X对应的相位分量0 X的计测方法与上述第4实施方式不同。 即，本实施方式的位置传感器lc中的位置探测部22与上述第4实施方式不同。关于本实施方 式中的其他构成，与上述第4实施方式相同。
[0370] 位置探测部22除了具备上述第4实施方式的构成以外，还具备:存储了相位偏移a 的基准值的基准值存储部51、以及基于相位偏移a来调整与目标2的位置X对应的相位分 量0x的相位调整部52。此外，相位计测部35与上述第4实施方式不同。关于位置探测部22的 其他构成，与上述第4实施方式相同。
[0371]相位计测部35基于AD变换部34的输出，即基于从波接收线圈5得到的输出信号Vi、 V2,计测第1输出信号化的相位以及第2输出信号％的相位02。在本实施方式中，相位计测部 35与上述第4实施方式不同，不求取与目标2的位置X对应的相位分量0 X。
[0372] 相位计测部35具有第1计测模式和第2计测模式作为用于计测相位0^02的相位计 测动作。各计测模式的设定以及各计测模式下的相位计测动作的开始与上述第4实施方式 相同。
[0373] 在第1计测模式下，相位计测部35与上述第1实施方式同样地，将对从波接收线圈5 得到的输出信号％的相位0:进行计测而得到的计测值04存储在计测值存储部36中。在第2 计测模式下，相位计测部35与上述第1实施方式同样地，将对从波接收线圈5得到的输出信 号％的相位0 2进行计测而得到的计测值02*存储在计测值存储部36中。
[0374] 与上述第4实施方式同样地，在第1计测模式下计测出的相位0是以基准时刻信号 的输入时间点To为基准的第1输出信号％的相位0:的计测值04。此外，在第2计测模式下计 测出的相位9是以基准时刻信号的输入时间点To为基准的第2输出信号^的相位0 2的计测值 02*〇
[0375] 基准值存储部51预先存储有相位偏移a的基准值aQ。基准值aQ是目标2的位置X为X =0时（目标2位于探测区域Rd的中心即原点0时）的相位0:或相位02的值，例如可以在位置传 感器lc的制造过程中进行计测而存储在基准值存储部51中。
[0376] 相位调整部52基于由相位计测部35计测出的相位9i、92，来求取相位偏移a，并基于 相位偏移a以及基准值a〇,调整并求取与目标2的位置X对应的相位分量0 X。即，相位调整部52 基于相位h、02、相位偏移a以及基准值aQ，按照在从X = -L/2到X = L/2的范围（探测区域Rd的 整个范围）中成为与实际的相位分量Qx相同的值的方式来求取相位分量9x的计测值9x*。
[0377] 输出变换部37将由相位调整部52求取到的相位分量0X(计测值0X*)变换成目标2的 位置X。即，与上述第1实施方式同样地，通过X=0 x*X(L/23i)来进行计算，作为目标2的位置 X。然后，输出变换部37输出该计算出的目标2的位置X。
[0378] 图14是表示相位调整部52的相位调整处理的流程图。此外，图15A和图15B表示相 位调整处理中的相位偏移a为正值的情况下的相位0:、0 2的计测值04、02*，图16A和图16B表 示相位调整处理中的相位偏移a为负值的情况下的相位0^02的计测值00J2*。在图15A、图 15B、图16A和图16B中，纵轴表示相位0^02的计测值的值，横轴表示目标2的位置X。
[0379] 相位调整部52在相位计测部35计测了第1输出信号乂:的相位0:的计测值0#以及第 2输出信号％的相位分量02的计测值0 2*之后，进行如下处理，来求取与目标2的位置X对应的 相位分量9X的计测值0X*。
[0380] 首先，相位调整部52基于由相位计测部35计测出的计测值0#、02*，通过a*= (00+ 02*)/2来计算相位偏移a的计测值a*(步骤S1)。
[0381 ]在相位偏移a为正值的情况下，如图15A所示，在目标2的位置X处于从周期点PglJ 周期点Pi的范围Fn时，计测值a*成为相位偏移a (a = a*)，在位置X处于范围Fn以外的范围 F12、F13时，计测值a*成为从实际的相位偏移a偏离了-JT的值(a* = a-Ji)。在此，范围F12是从周 期点Pi到探测范围的右端301(X = L/2)的范围，范围F13是从探测范围的左端302(X = -L/2) 到周期点P2的范围。
[0382] 此外，在相位偏移a为负值的情况下，如图16A所示，在目标2的位置X处于从周期点 P2到周期APi的范围F21时，计测值a*与相位偏移a相同，在位置X处于范围F21以外的范围F 22、 F23时，计测值a*成为从实际的相位偏移a偏离了 jt的值((1* = (1+：11)。在此，范围？22是从周期点 P2到探测范围的右端301(X = L/2)的范围，范围F23是从探测范围的左端302(X = -L/2)到周 期点范围。
[0383] 在此，若在步骤S1中计算出的计测值a*小于(a〇-3i/2)(步骤S2中为"是"），则相位 调整部52调整计测值a*，得到(a*+3T)作为计测值a*(步骤S3)。此外，若在步骤S2中，在步骤 S1中计算出的计测值a*为(ao-Ji/2)以上(步骤S2中为"否"），则相位调整部52维持不变地得 到计测值a*。
[0384] 然后，若在步骤S2、S3中得到的计测值a*为(a〇+V2)以上(步骤S4中为"是"），则相 位调整部52调整在步骤S2、S3中得到的计测值a*，得到(am)作为计测值a*(步骤S5)。此 外，若在步骤S4中，在步骤S2、S3中得到的计测值a*小于(ao+jr/2)(步骤S4中为"否"），则相 位调整部52维持不变地得到在步骤S2、S3中得到的计测值a*。
[0385] 然后，若计测值04小于（a*-3i)(步骤S6中为"是"），则相位调整部52调整计测值 9i*，得到9i*+2jt作为计测值0#(步骤S7)。此外，若在步骤S6中，计测值以上(步 骤S6中为"否"），则相位调整部52维持不变地得到计测值0^。
[0386] 然后，若在步骤S6、S7中得到的计测值04为(a*+3i)以上(步骤S8中为"是"），则调 整在步骤S6、S7中得到的计测值0#，得到（00-2JI)作为计测值0^(步骤S9)。此外，若在步骤 S8中，在步骤S6、S7中得到的计测值04小于(a*+3T)(步骤S8中为"否"），则维持不变地得到 在步骤S6、S7中得到的计测值0 #。
[0387] 此外，若计测值02*小于(a*-3i)(步骤S10中为"是"），则相位调整部52调整计测值 02*，得到（M+2JI)作为计测值02*(步骤S11)。此外，若在步骤S10中，计测值02*为(a*-ji)以 上(步骤S10中为"否"），则相位调整部52维持不变地得到计测值0 2*。
[0388] 然后，若在步骤S10、S11中得到的计测值02*为(a*+3i)以上(步骤S12中为"是"），则 调整在步骤S10、S11中得到的计测值0 2*，得到（02*-2jt)作为计测值02*(步骤S13)。此外，若 在步骤S12中，在步骤S10、S11中得到的计测值02*小于(a*+3i)(步骤S12中为"否"），则相位 调整部52维持不变地得到在步骤S10、S11中得到的计测值02*。
[0389]在相位偏移a为正值的情况下，在目标2的位置X处于从周期点Pjlj探测范围的右 端301(X = L/2)的范围F12时，图14所示的动作经由步骤S2中"是"、步骤S3、S4中"否"、步骤S6 中"是"、步骤S7、S8中"否"，步骤S10中"否"以及步骤S12中"否"。由此，在相位偏移a为正值 的情况下，目标2的位置X处于从周期点Pi到探测范围的右端301 (X = X = L/2)的范围Fi2时的 相位0:的计测值0:*如图15A以及图15B所示被进行2JI调整(加法运算），将(00+2JI)作为计测 值M输出。
[0390]此外，在相位偏移a为正值的情况下，在目标2的位置X处于从左端302(X = _L/2)到 周期点P2的范围F13时，图14所示的动作经由步骤S2中"是"、步骤S3、S4中"否"、步骤S6中 "否"、步骤S8中"否"、步骤S10中"是"、步骤Sll、S12中"否"。由此，在相位偏移a为正值的情 况下，目标2的位置X处于从端302(X = -L/2)到周期点P2的范围Fi3时的相位92的计测值02*如 图15A以及图15B所示被进行2JI调整(加法运算），将(00+2JI)作为计测值0#输出。
[0391] 此外，在相位偏移a为负值的情况下，在目标2的位置X处于从左端302(X = _L/2)到 周期点P!的范围F23时，图14所示的动作经由步骤S2中"否"、步骤S4中"是"、步骤S5、S6中 "否"、步骤S8中"是"、步骤S9、S10中"否"以及步骤S12中"否"。由此，在相位偏移a为负值的 情况下，目标2的位置X处于从端302 (X = -L/2)到周期点Pi的范围F23时的相位91的计测值9i* 如图16A以及图16B所示被进行-2JI调整(加法运算），将(00-2JI)作为计测值0#输出。
[0392] 此外，在相位偏移a为负值的情况下，在目标2的位置X处于从周期点P2到探测范围 的右桥301(X = L/2)的范围F22时，图14所示的动作经由步骤S2中"否"、步骤S4中"是"、步骤 S5、S6中"否"、步骤S8中"否"、步骤S10中"否"、步骤S12中"是"以及步骤S13。由此，在相位偏 移a为负值的情况下，目标2的位置X处于从周期点P 2到端301(X = L/2)的范围时的相位02的 计测值02*如图16A以及图16B所示被进行-2JI调整(加法运算），将(00-2JI)作为计测值0^11 出。
[0393] 然后，相位调整部52基于经过步骤S2~S13进行调整而得到的计测值通过 0x*= (91*-02*)/2来计算相位分量0X的计测值0x*(步骤S14)。
[0394] 图17表示目标2的位置X与这样求取到的相位分量0X的计测值0X*的关系。在图17 中，纵轴表示相位分量如的计测值0*的值，横轴表示目标2的位置X。如图17所示，不论相位 偏移a是正值还是负值，计测值9x*在从探测范围的左端(X = _L/2)到右端301(X = L/2)的范 围即在探测区域Rd的整个范围中，均为与目标2的位置X成比例的值，且在从端302(X = -L/ 2)到端301(X = L/2)的范围内从-31增加至31。即，不论相位偏移a是正值还是负值，计测值0X* 在从端302(X = -L/2)到端301(X = L/2)的范围中，成为与实际的相位分量0X(参照图4A和图 4B的相位分量9 x)相同的值。
[0395] 本实施方式的位置传感器lc能够在探测区域RD的整个范围中，按照成为与实际的 相位分量0X相同的值的方式对计测值0X*进行计测，从而探测目标2的位置X。而且，即使在相 位偏移a由于温度等因素而从基准值发生了变动的情况下，也能够在探测区域Rd的整个范 围中，按照成为与实际的相位分量相同的值的方式对计测值0x*进行计测，从而探测目标2 的位置X。其中，相位偏移a的变动设为-V2<a Q<3i/2的范围。另外，在相位偏移a没有从基 准值a〇发生变动的情况下，不需要图14所示的步骤S2、S4的处理，对于步骤S6、S8、S10、S12 的各处理来说，设为将计测值a*置换为基准值a〇的处理即可。
[0396] 图18是相位调整部52的其他相位调整处理的流程图。在图18所示的相位调整处理 中，相位调整部52如下求取与目标2的位置X对应的相位分量9x的计测值9x*。
[0397] 首先，相位调整部52基于由相位计测部35计测出的计测值0#、02*，通过a*= (00+ 02*)/2来计算相位偏移a的计测值a*(步骤S21)。
[0398] 在此，若在步骤S21中计算出的计测值a*小于(aQ-3i/2)(步骤S22中为"是"），则相 位调整部52调整计测值a*，得到(a*+3i)作为计测值a*(步骤S23)。调整计测值0#，得到(0A+ 2jt)作为计测值9i*(步骤S24)。此外，若在步骤S22中，在步骤S21中得到的计测值a*为( a〇-3i/ 2)以上(步骤S22中为"否"），则相位调整部52维持不变地得到计测值a*和计测值0^。
[0399] 然后，若在步骤S22、S23中得到的计测值a*为ao+jr/2以上（S25中"是"），则相位调 整部52调整在步骤S22、S23中得到的计测值a*，得到(a*-3i)作为计测值a*(步骤S26)，并调 整在步骤S22、S24中得到的计测值0^，得到（00-2JI)作为计测值0^(步骤S27)。此外，若在 步骤S25中，在步骤S25中得到的计测值a*小于(a〇+V2)(步骤S25中为"否"），则相位调整部 52维持不变地得到计测值a*和计测值0^。
[0400] 接下来，相位调整部52基于计测值02*和在步骤S22~S27中得到的计测值0^，通过 0X*= 来计算相位分量0X的计测值0 X*(步骤S28)。
[0401] 然后，若在步骤S28中计算出的计测值0X*小于-3I(步骤S29中为"是"），则相位调整 部52调整计测值0x*，得到（9x*+2jt)作为计测值0x*(步骤S30)。此外，若在步骤S29中，在步骤 S28中计算出的计测值0X*为-Jr以上(步骤S29中为"否"），则相位调整部52维持不变地得到 计测值 0x*。
[0402]然后，若在步骤S29、S30中得到的计测值0x*为?!以上（步骤S31中为"是"），则相位 调整部52调整在步骤S29、S30中得到的计测值0x*，得到（9x*-2jt)作为计测值0x*(步骤S32)。 此外，若在步骤S31中，在步骤S29、S30中得到的计测值0x*小于?!(步骤S31中为"否"），则相 位调整部52维持不变地得到在步骤S29、S30中得到的计测值0 X*。
[0403]在相位偏移a为正值的情况下，在目标2的位置X处于从周期点Pi到探测区域Rd的右 端301(X = L/2)的范围F12时，图18所示的动作经由步骤S22中"是"、步骤S23、S24、S25中 "否"、步骤S28、S29中"否"以及步骤S31中"否"。此外，在相位偏移a为正值的情况下，在目标 2的位置X处于从探测范围的左端302(X = -L/2)到周期点内的范围F13时，图18所示的动作经 由步骤S22中"是"、步骤S23、S24、S25中"否"、步骤S28、S29中"否"、步骤S31中"是"以及步骤 S32〇
[0404]此外，在相位偏移a为负值的情况下，在目标2的位置X处于从端302(X = _L/2)到周 期点Pi的范围F23时，图18所示的动作经由步骤S22中"否"、步骤S25中"是"、步骤S26、S27、 S28、S29中"否"以及步骤S31中"否"。此外，在相位偏移a为负值的情况下，在目标2的位置X 处于从周期点P2到端301(X = L/2)的范围F22时，经由步骤S22中"否"、步骤S25中"是"、步骤 S26、S27、S28、S29 中"是"、步骤S30、S31 中"否"。
[0405] 根据这样的相位调整处理，能够与上述图14的相位调整处理同样地，在探测区域 Rd的整个范围中，按照成为与实际的相位分量0x相同的值的方式对计测值0x*进行计测。
[0406] (第6实施方式）
[0407] 图19表示第6实施方式的位置传感器Id的电气结构框图。在图19中，针对与图2所 不的第3实施方式的位置传感器la相同的部分赋予相同的参照编号。第6实施方式的位置传 感器Id除了具备上述第3实施方式的构成以外，还具备对从波接收线圈5得到的输出的大小 进行调整的输出调整部71。此外，位置探测部22的相位计测部35与上述第3实施方式不同。 关于本实施方式中的其他构成，与上述第3实施方式相同。
[0408]图20是输出调整部71的结构图。如图20所示，输出调整部71具备：用于调整流过正 弦线圈3的电流量的正弦开关部72;用于调整流过余弦线圈4的电流量的余弦开关部73;和 控制正弦开关部72以及余弦开关部73的开关控制部74。
[0409] 正弦开关部72连接在发送波形生成部21与正弦线圈3之间，具有多个电阻81a~ 81d和多个开关82a~82d。电阻81a~81d彼此并联连接，在各电阻81a~81d与正弦线圈3之 间连接有开关82a~82d。具体来说，正弦开关部72具有与发送波形生成部21连接的连接点 72a以及与正弦线圈3连接的连接点72b。电阻81a~81d在连接点72a、72b之间彼此并联连 接。开关82a~82d在连接点72a、72b之间与电阻81a~81d分别串联连接。电阻81a~81d的电 阻值彼此不同。在本实施方式中，电阻81a具有电阻值r，电阻81b具有电阻值2r，电阻81c具 有电阻值4r，电阻81d具有电阻值8r。因此，根据开关82a~82d的开闭的组合方法，能够将电 阻81a~81d的合成电阻值调整为16个等级，从而将流过正弦线圈3的电流量调整为16个等 级。
[0410]余弦开关部73连接在发送波形生成部21与余弦线圈4之间，且具有多个电阻83a~ 83d和多个开关84a~84d。电阻83a~83d彼此并联连接，在各电阻83a~83d与余弦线圈4之 间连接有开关84a~84d。具体来说，余弦开关部73具有与发送波形生成部21连接的连接点 73a以及与余弦线圈4连接的连接点73b。电阻83a~83d在连接点73a、73b之间彼此并联连 接。开关84a~84d在连接点73a、73b之间与电阻83a~83d分别串联连接。电阻83a~83d的电 阻值彼此不同。在本实施方式中，电阻83a具有电阻值r，电阻83b具有电阻值2r，电阻83c具 有电阻值4r，电阻83d具有电阻值8r。因此，根据开关84a~84d的开闭的组合方法，能够将电 阻83a~83d的合成电阻值调整为16个等级，从而将流过余弦线圈4的电流量调整为16个等 级。
[0411] 开关控制部74通过控制正弦开关部72的开关82a~82d以及余弦开关部73的开关 84a~84d的开闭，从而调整流过正弦线圈3的电流量以及流过余弦线圈4的电流量，来调整 波接收线圈5的输出信号V的大小。
[0412] 位置探测部22与上述第3实施方式同样地，基于从波接收线圈5得到的输出信号V 来探测目标2的位置X。即，位置探测部22基于从波接收线圈5得到的输出信号V，通过与上述 第3实施方式同样的方法，计测从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0。然后，位置探测部 22基于相位0，通过与上述第3实施方式同样的方法，求取与目标2的位置X对应的相位分量 0x来探测目标2的位置X。
[0413] 但是，在本实施方式中，位置探测部22的相位计测部35除了计测从波接收线圈5得 到的输出的相位9以外，还计测从波接收线圈5得到的输出信号V的振幅A。即，相位计测部35 通过下式(表达式33)，来计测从波接收线圈5得到的输出的振幅A。
[0414] [表达式 33]
[0416]其中，
[0419] 另外，公式(表达式33)如下这样导出。即，在上述第3实施方式的公式(表达式27) 的导出（上述第2实施方式的公式(表达式20)的导出）中，定义了u=Acos0、v=Asin0以及变 量u、v。因此，u 2+v2 = A2。然后，变量u、v由上述第2实施方式的公式(表达式26)表示，并且，满 足上述第3实施方式的公式(表达式30)的关系，因而得到上述的公式(表达式33)。
[0420] 相位计测部35将所计测出的振幅A的值输出到开关控制部74。开关控制部74基于 相位计测部35计测出的振幅A的值，使开关82a~82d、开关84a~84d进行开闭。此时，开关控 制部74使开关82a~82d、84a~84d进行开闭，以使得振幅A为规定值以上且处于规定范围 内，即以使得从波接收线圈5得到的输出信号V的振幅A为规定值以上且处于规定范围内。
[0421] 根据本实施方式的位置传感器ld，即使目标2与电路基板7的间隔（目标2与正弦线 圈3、余弦线圈4以及波接收线圈5的间隔)发生变动，也能够自动地将从波接收线圈5得到的 输出信号V的大小调整为适当的大小。由此，能够不依赖于目标2与电路基板7的间隔地始终 得到适当的振幅A的波接收线圈5的输出信号V，能够提高波接收线圈5的输出的S/N比。由 此，本实施方式的位置传感器Id能够不依赖于目标2与电路基板7的间隔地始终高精度地计 测相位9，从而高精度地探测目标2的位置X。
[0422] 另外，在本实施方式中，也可以取代开关82a~82d、84a~84d而使用微型计算机。 即，也可以对用于输入输出的微型计算机的输入输出端口进行切换来代替使用开关82a~ 82d、84a~84d。此外，也可以通过控制放大部32的放大率，来调整从波接收线圈5得到的输 出信号V的大小。
[0423] 另外，在本实施方式中，也可以取代开关82a~82d和作为固定电阻的电阻81a~ 81d而具备串联连接在连接点72a、72b之间的可变电阻，取代开关84a~84d和作为固定电阻 的电阻82a~82d而具备串联连接在连接点73a、73b之间的可变电阻。开关控制部74通过调 整这些可变电阻的电阻值，从而能够高精度地调整向正弦线圈3和余弦线圈4输入的输入波 的振幅，能够高精度地调整来自波接收线圈5的输出信号V的振幅A。
[0424] 此外，在本实施方式中，也可以通过与上述第1或第2实施方式同样的方法，来计测 从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0。即，位置探测部22也可以是与上述第1或第2实施 方式同样的构成。此外，也可以通过与上述第4或第5实施方式同样的方法，来求取与目标2 的位置X对应的相位分量0 X。即，发送波形生成部21以及位置探测部22也可以是与上述第4 或第5实施方式同样的构成。
[0425] (第7实施方式）
[0426] 图21是第7实施方式的位置传感器le的电气结构框图。在图21中，针对与图2所示 的第1实施方式的位置传感器la相同的部分赋予相同的参照编号。第7实施方式的位置传感 器le除了具备上述第1实施方式的构成以外，还具备与波接收线圈5构成谐振电路91a的电 容器91。此外，发送波形生成部21与上述第1实施方式不同。关于本实施方式中的其他构成， 与上述第1实施方式相同。
[0427]由波接收线圈5和电容器91构成的谐振电路91a的谐振频率构成为与向正弦线圈3 以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wk的基本频率f相同。即，对电容器91的静电电容进行了 调整，以使得谐振电路91a的谐振频率与输入波Wh、Wi 2的基本频率f相同。由波接收线圈5和 电容器91构成的谐振电路91a是并联谐振电路。
[0428]发送波形生成部21输入与由波接收线圈5和电容器91构成的谐振电路91a的谐振 频率相同的基本频率f的矩形波，作为输入波Wh、Wi2。即，发送波形生成部21输入基本频率f 与谐振电路91a的谐振频率相同且相位彼此不同的矩形波，作为输入波Wi^Wis。在本实施方 式中，输入波町:与输入波Wi 2的相位关系与上述第1实施方式同样地，是以下相位关系：向余 弦线圈4输入的输入波Wi 2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi i的相位延迟了 3 V2。 此外，在本实施方式中，输入波Wi^Wk的基本频率f (谐振电路91a的谐振频率)与上述第1实 施方式不同，为4kHz。
[0429]发送波形生成部21与上述第1实施方式同样地，通过从基准定时生成部31输入波 发送开始信号，从而开始输入波Wi^Wis向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。
[0430]若向正弦线圈3以及余弦线圈4分别输入作为矩形波的输入波Wi^Wis，则与上述第 1实施方式同样地，从波接收线圈5输出以与输入波Wi i、Wi 2的基本频率f相同的频率变化的 输出信号V。此时的波接收线圈5的输出信号V的基本频率与输入波Wi^Wk的基本频率f?相 同，所以与由波接收线圈5和电容器91构成的谐振电路91a的谐振频率相同。因此，波接收线 圈5的输出信号V在谐振电路91a发生谐振，从波接收线圈5得到的输出信号V通过谐振而使 振幅放大。此外，通过谐振而放大的波接收线圈5的输出信号V由放大部32进一步放大。 [0431]图22示出在不具备电容器91而未构成谐振电路91a的情况下从波接收线圈5得到 的输出信号V即输出信号Va、和在具备图21所示的电容器91而构成了谐振电路91a的情况下 从波接收线圈5得到的输出信号V即输出信号Vb。测量了从波接收线圈5得到的输出信号Va、 Vb的振幅电压值Vpp(由放大部32进行放大后的值）。测量的结果是，与来自不具备电容器91 而未构成谐振电路91a的位置传感器的波接收线圈5的输出信号Vb相比，来自构成了谐振电 路91a的本实施方式中的位置传感器的波接收线圈5的输出信号Vb的振幅电压值Vpp高几倍 程度。这样，本实施方式中的位置传感器le通过具备电容器91来构成谐振电路91a，从而从 波接收线圈5得到的输出信号V通过谐振而使振幅放大。
[0432] 此外，通过具备电容器91来构成谐振电路91a，从而从波接收线圈5得到的输出的 S/N比变大。这是基于以下理由。在输入波Wi^Wis为矩形波的情况下，由于一般矩形波是基 本频率的奇数倍的频率的波的叠加，所以从波接收线圈5输出的以基本频率f变化的电压是 以基本频率f的奇数倍的频率进行变化的电压的叠加。因此，波接收线圈5的输出信号V当中 的仅与基本频率f相同的频率分量在谐振电路91a发生谐振而被放大，基本频率f的3倍以上 的奇数倍的频率分量不在谐振电路91a发生谐振而不被放大。由此，基本频率f的奇数倍的 频率分量即高频分量被去除，从波接收线圈5得到的输出信号V的S/N比变大。这样，在本实 施方式中，通过具备电容器91来构成谐振电路91a，从而从波接收线圈5得到的输出信号V通 过谐振而使S/N比变大。
[0433] 另外，波接收线圈5的输出信号V的基本频率f、以及由波接收线圈5和电容器91构 成的谐振电路91a的谐振频率(谐振点）优选为完全一致。但是，即使波接收线圈5的输出信 号V的基本频率f与谐振电路91 a的谐振频率略微偏离，波接收线圈5的输出信号V也在谐振 电路91a发生谐振。即，即使波接收线圈5的输出信号V的基本频率f与谐振电路91a的谐振频 率略微偏离，波接收线圈5的输出信号V也会通过谐振而使振幅放大，并且，通过谐振而使S/ N比变大。即，输入波Wi i、Wi 2的基本频率f与谐振电路的谐振频率也可以略微偏离。在本实施 方式中，所谓输入波Wii、Wi2的基本频率f与谐振电路9la的谐振频率相同，也包含输入波 Wi^Wk的基本频率f?与谐振电路91a的谐振频率略微偏离的情况。
[0434] 从波接收线圈5得到的输出信号V通过谐振而使相位偏离相位偏离0。相位偏离抑勺 值根据波接收线圈5的连接方式而成为正值或负值。即，从波接收线圈5得到的输出信号V根 据波接收线圈5的连接方式，相位会延迟或超前相位偏离0的绝对值| 0 |。相位偏离0的绝对 值101在输入波Wi^Wk的基本频率f?与谐振电路91a的谐振频率完全一致的情况下成为V2， 在输入波WiuWk的基本频率f与谐振电路的谐振频率略微偏离的情况下，成为相应于该偏 离而从V2偏离的值。另外，图22所示的振幅电压值Vpp的测量结果是谐振所引起的相位偏 离邱勺值从V2偏离、即波接收线圈5的输出信号V的基本频率f略微偏离了谐振电路91a的谐 振频率的情况下的测量结果。
[0435] 发送波形生成部21向正弦线圈3以及余弦线圈4输入了输入波Wi^Wk时从波接收 线圈5得到的输出信号V与上述第1实施方式同样地，由公式(表达式1)表示。但是，相位偏移 a加上因谐振而产生的相位偏离0，成为a = 0+y+5-31/2。
[0436] 位置探测部22与上述第1实施方式同样地，基于从波接收线圈5得到的输出信号V， 来探测目标2的位置X。即，位置探测部22基于从波接收线圈5得到的输出信号V，通过与上述 第1实施方式同样的方法，来计测从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0。然后，位置探测 部22基于所计测出的相位0，通过与上述第1实施方式同样的方法，求取与目标2的位置X对 应的相位分量9x，来探测目标2的位置X。
[0437] 根据本实施方式的位置传感器le，从波接收线圈5得到的输出信号V在由波接收线 圈5和电容器91构成的谐振电路91a中发生谐振。通过该谐振，从而从波接收线圈5得到的输 出信号V的振幅变大且S/N比也变大。
[0438] 由此，即使向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi^Wis并非对高频进行调制 而得到的输入波，也能够得到振幅较大且S/N比也较大的波接收线圈5的输出信号V，能够基 于波接收线圈5的输出信号V来探测目标2的位置X。
[0439] 因此，在本实施方式中的位置传感器le中，在向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的 输入波Wi^Wis的生成中，不需要用于调制高频的调制电路，此外，在基于波接收线圈5的输 出信号V的目标2的位置X的探测中，不需要用于解调波接收线圈5的输出信号V的解调电路。 即，本实施方式中的位置传感器le不需要调制电路以及解调电路，便能够探测目标2的位置 X。由此，能够简化位置传感器le的电路。此外，向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波 Wii、Wi2为矩形波，由低和高的2值电压构成，因此生成容易，且能够通过简单的电路来生成。 由此，能够简化电路。
[0440] 此外，由波接收线圈5和电容器91构成的谐振电路91a是并联谐振电路，因此能够 以较少的电流值，得到振幅较大且S/N比也较大的波接收线圈5的输出信号V。
[0441] 另外，在本实施方式中，也可以通过与上述第2或第3实施方式同样的方法，来计测 从波接收线圈5得到的输出信号V的相位0。即，位置探测部22也可以是与上述第2或第3实施 方式同样的构成。此外，也可以通过与上述第4或第5实施方式同样的方法，来求取与目标2 的位置X对应的相位分量0X。即，发送波形生成部21以及位置探测部22也可以是与上述第4 或第5实施方式同样的构成。此外，也可以还具备与上述第6实施方式同样的输出调整部71。
[0442] 图23是第7实施方式中的另一位置传感器If的结构图。在图23中，针对与图21所示 的位置传感器le相同的部分赋予相同的参照编号。图23所示的位置传感器If取代图21所示 的位置传感器的电容器91，而具备与正弦线圈3构成谐振电路92a的电容器92、以及与余弦 线圈4构成谐振电路93a的电容器93。由正弦线圈3和电容器92构成的谐振电路92a是并联谐 振电路，由余弦线圈4和电容器93构成的谐振电路93a也是并联谐振电路。谐振电路92a、93a 的谐振频率均是与图21所示的由波接收线圈5和电容器91的构成的谐振电路91a的谐振频 率相同的频率，并且是与向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的矩形波即输入波Wi^Wk的基本 频率f相同的频率。
[0443] 在图23所示的位置传感器If中，向正弦线圈3输入的输入波Wh在由正弦线圈3和 电容器92构成的谐振电路92a中发生谐振，向余弦线圈4输入的输入波Wi 2在由余弦线圈4和 电容器93构成的谐振电路93a中发生谐振。通过该谐振，从而向正弦线圈3以及余弦线圈4输 入的输入波Wi^Wis成为振幅较大且S/N比也较大的输入波，结果是，从波接收线圈5得到的 输出信号V成为振幅较大且S/N比也较大的输出。由此，与图21所示的位置传感器同样地，图 23所示的位置传感器If?的电路能够简化。
[0444] 此外，由正弦线圈3和电容器92构成的谐振电路92a以及由余弦线圈4和电容器93 构成的谐振电路93a是并联谐振电路，因此能够以较少的电流值，得到振幅较大且S/N比也 较大的波接收线圈5的输出信号V。
[0445] 图24是第7实施方式的又一位置传感器lg的结构图。在图24中，针对与图21所示的 位置传感器le相同的部分赋予相同的参照编号。图24所示的位置传感器lg除了图21所示的 位置传感器的电容器91，还具备与正弦线圈3构成谐振电路92a的电容器92、以及与余弦线 圈4构成谐振电路93a的电容器93。由正弦线圈3和电容器92构成的谐振电路92a是并联谐振 电路，由余弦线圈4和电容器93构成的谐振电路93a也是并联谐振电路。谐振电路92a、93a的 谐振频率都是与由波接收线圈5和电容器91构成的谐振电路91a的谐振频率相同的频率，并 且是与向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的矩形波即输入波Wi^Wis的基本频率f相同的频 率。
[0446] 在图24所示的位置传感器lg中，向正弦线圈3输入的输入波Wh在由正弦线圈3和 电容器92构成的谐振电路92a中发生谐振，向余弦线圈4输入的输入波Wi 2在由余弦线圈4和 电容器93构成的谐振电路93a中发生谐振。此外，从波接收线圈5得到的输出信号V在由波接 收线圈5和电容器91构成的谐振电路91a中发生谐振。通过这些谐振，从而从波接收线圈5得 到的输出信号V成为振幅较大且S/N比也较大的输出。由此，图24所示的位置传感器lg能够 与图21所示的位置传感器le同样地简化电路。
[0447] 而且，在图24所示的位置传感器lg中，除了由波接收线圈5和电容器91构成的谐振 电路91a中的谐振以外，还通过由正弦线圈3和电容器92构成的谐振电路92a以及由余弦线 圈4和电容器93构成的谐振电路93a中的谐振，从而波接收线圈5的输出信号V成为振幅较大 且S/N比也较大的输出。由此，在图24所示的位置传感器lg中，与图21和图23所示的位置传 感器相比，能够得到振幅更大且S/N比也更大的波接收线圈5的输出信号V。
[0448] 此外，在图24所示的位置传感器lg中，由正弦线圈3和电容器92构成的谐振电路 92a以及由余弦线圈4和电容器93构成的谐振电路93a是并联谐振电路，因此能够以较少的 电流值，得到振幅更大且S/N比也更大的波接收线圈5的输出信号V。
[0449] 符号说明
[0450] la~lg位置传感器
[0451 ] 2 目标
[0452] 3正弦线圈（第1波发送线圈）
[0453] 4余弦线圈(第2波发送线圈）
[0454] 5波接收线圈
[0455] 6处理电路部
[0456] 7电路基板
[0457] 21发送波形生成部
[0458] 22位置探测部
[0459] 31基准定时生成部
[0460] 32放大部
[0461 ] 33 AD定时生成部
[0462] 34 AD变换部
[0463] 35相位计测部
[0464] 36计测值存储部
[0465] 37输出变换部
[0466] 41模式选择部
[0467] 51基准值存储部
[0468] 52相位调整部
[0469] 71输出调整部
[0470] 91、92、93 电容器
[0471 ] 91a、92a、93a 谐振电路
[0472] Wh输入波(第1输入波）
[0473] Wh-i输入波（第1输入波）
[0474] Wh-2输入波(第2输入波）
[0475] Wi2输入波（第2输入波）
[0476] Wi2-i输入波(第3输入波）
[0477] Wi2-2输入波(第4输入波）
[0478] V输出信号(第1输出信号）
[0479] Vi输出信号(第1输出信号）
[0480] V2输出信号(第2输出信号）
[0481 ] a相位偏移
[0482] ai相位偏移(第1相位偏移）
[0483] a2相位偏移(第2相位偏移）
[0484] 0相位(第1相位）
[0485] 0:相位(第1相位）
[0486] 02相位(第2相位）
[0487] 9x相位分量
【主权项】
1. 一种位置传感器，具备： 用于发送电磁波的第1规定形状的第1波发送线圈； 用于发送电磁波的与所述第1规定形状不同的第2规定形状的第2波发送线圈； 波接收线圈，其用于接收从所述第1波发送线圈和所述第2波发送线圈发送的电磁波； 发送波形生成部，其向所述第1波发送线圈和所述第2波发送线圈分别输入频率彼此相 同且相位彼此不同的第1输入波和第2输入波；以及 位置探测部，其基于通过所述发送波形生成部向所述第1波发送线圈和所述第2波发送 线圈分别输入所述第1输入波和所述第2输入波从而从所述波接收线圈得到的第1输出信 号，来探测相对于所述第1波发送线圈、第2波发送线圈和所述波接收线圈能移动地设置的 目标的位置， 所述位置探测部基于以与所述第1输入波和所述第2输入波的周期的一半的整数倍不 同的采样周期对从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号进行了至少2次采样而得到的 值，来探测所述目标的所述位置。2. 根据权利要求1所述的位置传感器，其中， 所述位置探测部基于以所述采样周期对从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号进 行了至少3次采样而得到的值，来探测所述目标的所述位置。3. 根据权利要求2所述的位置传感器，其中， 所述采样周期是所述第1输入波和所述第2输入波的所述周期的R/N倍，其中，N为3以上 的整数，R是比N大且非N的整数倍的整数， 所述位置探测部基于以所述采样周期对从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号进 行了 N次采样而得到的值，来探测所述目标的所述位置。4. 根据权利要求3所述的位置传感器，其中， 所述位置探测部基于以所述采样周期对从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号进 行了 NXm次采样而得到的值，来探测所述目标的所述位置，其中，m为2以上的整数。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的位置传感器，其中， 所述第1输入波与所述第2输入波的相位的关系处于第1规定相位关系， 所述发送波形生成部具有： 第1模式，向所述第1波发送线圈和所述第2波发送线圈分别输入所述第1输入波和所述 第2输入波；以及 第2模式，向所述第1波发送线圈和所述第2波发送线圈分别输入第3输入波和第4输入 波，其中，所述第3输入波和所述第4输入波具有所述第1输入波和所述第2输入波的所述频 率，并且具有彼此不同的相位且彼此的相位关系处于与所述第1规定相位关系不同的第2规 定相位关系，所述位置探测部具有： 相位计测部，其基于以所述采样周期对在所述第1模式下从所述波接收线圈得到的所 述第1输出信号进行了采样而得到的值、和以所述采样周期对在所述第2模式下从所述波接 收线圈得到的第2输出信号进行了采样而得到的值，来求取在从所述波接收线圈得到的所 述第1输出信号的第1相位和所述第2输出信号的第2相位中包含的与所述目标的所述位置 对应的相位分量；以及 输出变换部，其将由所述相位计测部求取到的所述相位分量变换成所述目标的所述位 置。6. 根据权利要求5所述的位置传感器，其中， 所述相位计测部按照以下方式进行动作： 基于对在所述第1模式下从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号进行了采样而得 到的值，计测从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号的所述第1相位， 基于对在所述第2模式下从所述波接收线圈得到的所述第2输出信号进行了采样而得 到的值，计测从所述波接收线圈得到的所述第2输出信号的所述第2相位， 基于所述第1相位和所述第2相位，求取与所述目标的所述位置对应的所述相位分量。7. 根据权利要求1~4中任一项所述的位置传感器，其中， 所述第1输入波与所述第2输入波的相位的关系处于第1规定相位关系， 所述发送波形生成部具有： 第1模式，向所述第1波发送线圈和所述第2波发送线圈分别输入所述第1输入波和所述 第2输入波；以及 第2模式，向所述第1波发送线圈和所述第2波发送线圈分别输入第3输入波和第4输入 波，其中，所述第3输入波和所述第4输入波具有所述第1输入波和所述第2输入波的所述频 率，并且具有彼此不同的相位且彼此的相位关系处于与所述第1规定相位关系不同的第2规 定相位关系， 所述位置探测部具有： 相位计测部，其基于对在所述第1模式下从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号进 行了采样而得到的值来计测从所述波接收线圈得到的所述第1输出信号的第1相位，并基于 对在所述第2模式下从所述波接收线圈得到的第2输出信号进行了采样而得到的值来计测 从所述波接收线圈得到的所述第2输出信号的第2相位； 相位调整部，其求取所述第1相位和所述第2相位中各自包含的第1相位偏移和第2相位 偏移分量，并基于所述第1相位偏移和所述第2相位偏移进行调整来求取所述第1相位和所 述第2相位中包含的与所述目标的所述位置对应的相位分量;以及 输出变换部，其将由所述相位调整部求取到的与所述目标的所述位置对应的所述相位 分量变换成所述目标的所述位置。8. 根据权利要求1~7中任一项所述的位置传感器，其中， 该位置传感器还具备： 输出调整部，其对从所述波接收线圈得到的所述输出信号的大小进行调整。9. 根据权利要求1~8中任一项所述的位置传感器，其中， 该位置传感器还具备： 电容器，其与所述第1波发送线圈、所述第2波发送线圈和所述波接收线圈当中的至少 一个构成谐振电路， 所述发送波形生成部向所述第1波发送线圈和第2波发送线圈分别输入频率与所述谐 振电路的谐振频率相同的第1矩形波和第2矩形波，作为所述第1输入波和所述第2输入波。
【文档编号】G01D5/20GK105917195SQ201580005045
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】原口马, 原口一马, 杉本义彦, 丹羽正久
【申请人】松下知识产权经营株式会社