CN105917195B - 位置传感器 - Google Patents

Abstract

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。

Description

位置传感器

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特表2011-515674号公报

专利文献2：JP特表2005-507496号公报

发明内容

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。

该位置传感器的电路能够简化。

附图说明

图1A是第1实施方式所涉及的位置传感器的立体图。

图1B是第1实施方式所涉及的位置传感器的俯视图。

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。

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输入波和波接收线圈的输出信号的波形图。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

图11A是表示第4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。

图11B是表示第4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。

图12是表示第4实施方式位置所涉及的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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

(第1实施方式)

图1A和图1B分别是第1实施方式的位置传感器1a的立体图和俯视图。位置传感器1a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1a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。

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。

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R_D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R_D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R_D移动。

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。

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。

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R_D与电路基板7的表面107平行的坐标轴P_X、以及与电路基板7的表面107平行且与坐标轴P_X在探测区域R_D的规定位置即原点O正交的坐标轴P_Y，用坐标(p_x，p_Y)表示包含坐标轴P_X、P_Y的P_XP_Y平面上的位置。位置传感器1a的探测区域R_D具有沿着目标2的探测区域R_D的坐标轴P_X上的端301、302，原点O是以坐标轴P_X上的端301、302为两端的线段的中点，且位于坐标(0，0)处。探测区域R_D具有长度L。即，探测区域R_D的端301、302相距长度L。端301位于坐标轴P_X上的坐标(L/2，0)处，端302位于坐标轴P_X上的坐标(-L/2，0)处。

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A₁。第1规定形状是使振幅A₁按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O为原点，以探测区域R_D的长度L为周期。即，第1规定形状是使振幅A₁与sin((2π/L)X)成比例的形状。在本实施方式中，将探测区域R_D的中央的位置设为目标2的位置X的原点0。

具体来说，第1规定形状是相对于与目标2沿着探测区域R_D移动的移动路径平行的直线呈线对称的形状，是坐标轴P_X的方向上的长度与探测区域R_D的长度L相同、在长度的1/2的位置(原点O)发生180度扭转、两端与探测区域R_D的两端301、302对准并且中央与探测区域R_D的原点O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P_Y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A₁与sin((2π/L)X)成比例。即，正弦线圈3是构成为振幅A₁与sin((2π/L)X)成比例的线圈。

正弦线圈3具有探测区域R_D即坐标轴P_X的方向的长度L和坐标轴P_Y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(p_X，p_Y)处。

p_Y＝(L/2)sin((2π/L)p_X)

(其中，-L/2≤p_X≤L/2)

正弦线圈3的部分3b位于由下式表示的坐标(p_X，p_Y)处。

p_Y＝(-L/2)sin((2π/L)p_X)

(其中，-L/2≤p_X≤L/2)

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3a、3b交叉的原点O处，部分3a、3b彼此不连接，而是分离的。

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。

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A₂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R_D内的规定位置为原点O，以探测区域R_D的长度L为周期。即，第2规定形状是使振幅A₂与cos(2πX/L)成比例的形状。

具体来说，第2规定形状是相对于与目标2沿着探测区域R_D移动的移动路径平行的直线呈线对称的形状，是坐标轴P_X的方向上的长度与探测区域R_D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R_D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A₂与cos((2π/L)X)成比例。即，余弦线圈4是构成为振幅A₂与cos((2π/L)X)成比例的线圈。

余弦线圈4与正弦线圈3同样地，具有探测区域R_D即坐标轴P_X的方向的长度L和坐标轴P_Y的宽度H。正弦线圈3具有：从作为坐标轴P_X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P_X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P_X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P_X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。

余弦线圈4的部分4a位于由下式表示的坐标(p_X，p_Y)处。

p_Y＝(L/2)cos((2π/L)p_X)

(其中，-L/2≤p_X≤L/2)

余弦线圈4的部分4b位于由下式表示的坐标(p_X，p_Y)。

p_Y＝(-L/2)sin((2π/L)p_X)

(其中，-L/2≤p_X≤L/2)

余弦线圈4的部分4c位于由下式表示的坐标(p_X，p_Y)处。

p_X＝L/2(其中，-H/2≤p_Y≤H/2)

余弦线圈4的部分4d位于由下式表示的坐标(p_X，p_Y)处。

p_X＝-L/2(其中，-H/2≤p_Y≤H/2)

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401b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401a、401b、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。

正弦线圈3和余弦线圈4位于以角部401a、401b、402a、402b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。

图2是位置传感器1a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Wi₁、Wi₂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。

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θ_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θ_X变换成位置X的输出变换部37。

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Wi₁和输入波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Wi₁和输入波Wi₂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。

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tb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。

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Wi₁、Wi₂和此时从波接收线圈5得到的输出信号V。

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Wi₁和输入波Wi₂。输入波Wi₁、Wi₂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Wi₂的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi₁的相位延迟了3π/2。此外，在本实施方式中，输入波Wi₁、Wi₂是正弦波。此外，在本实施方式中，输入波Wi₁、Wi₂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Wi₁和输入波Wi₂向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。

输入波Wi₁、Wi₂的输入如下进行。如图3所示，输入波Wi₁、Wi₂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Wi₁从E＜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)×(3/4)的时间的时间点，输入波Wi₂从E＜Ec变为E＞Ec。

向正弦线圈3输入的输入波Wi₁具有以基准时间点Tc为基准的相位延迟量γ(γ＞0)。即，在从基准时间点Tc起经过了相位延迟量γ的时间点，在基准时间点Tc以后输入波Wi₁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(γ+3π/2)的时间点，从E＜Ec变为E＞Ec。基准时间点Tc能够任意地决定，相位延迟量γ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Wi₁从E＜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γ＝0，输入波Wi₁的相位成为0，输入波Wi₂的相位成为3π/2。在本实施方式中，输入波Wi₁与输入波Wi₂的相位关系成为以下相位关系：输入波Wi₂的相位相对于输入波Wi₁的相位延迟了3π/2。

若向正弦线圈3和余弦线圈4分别输入输入波Wi₁、Wi₂，则从波接收线圈5输出输出信号V。输出信号V以输入波Wi₁、Wi₂的基本频率f进行变化，相对于输入波Wi₁延迟了相位差S。

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Wi₁、Wi₂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。

[表达式1]

其中，

相位偏移α包含相位偏移分量γ和相位偏移分量δ。相位偏移分量γ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Wi₁的相位(相位延迟量)对应。相位偏移分量δ由于温度等因素而产生。

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Wi₁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Wi₂而从波接收线圈5输出的信号的叠加的和来得到。

通过向正弦线圈3输入输入波Wi₁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δ的相位延迟，由下式(表达式2)表示。

[表达式2]

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δ的相位延迟，由下式(表达式3)表示。

[表达式3]

通过由公式(表达式2)表示的信号与由公式(表达式3)表示的信号的叠加(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)。

根据公式(表达式1)可知，输出信号V以输入波Wi₁、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θ(＝(2π/L)X+δ-π/2+γ)是以基准时间点Tc为基准的相位，θ＞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Wi₁延迟相位差S(＝(2π/L)X+δ-π/2)。

相位θ包含与目标2的位置X对应的相位分量θ_X(＝(2π/L)X)、以及相位偏移α(＝δ+γ-π/2)。使用相位分量θ_X、相位偏移α将相位θ表示为θ＝θ_X+α。这样，相位θ成为根据目标2的位置X而不同的值。

图4A和图4B表示目标2的位置X与相位θ的关系。在图4A和图4B中，纵轴表示相位θ，横轴用坐标轴P_X的坐标p_X表示目标2的位置X。与横轴的位置X对应的相位分量θ_X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R_D的左端302(X＝-L/2)到右端301(X＝L/2)的范围内从-π增加至π。相位θ成为在相位分量θ_X上加上了相位偏移α的值。因此，在相位偏移α为正值的情况下，如图4A所示，相位θ在目标2的位置X从探测区域R_D的左端302到周期点P的范围内从-π+α增加至π，在目标2的位置X从周期点P到探测区域R_D的右端301的范围内从-π增加至-π+α。此外，在相位偏移α为负值的情况下，如图4B所示，相位θ在目标2的位置X从探测区域R_D的左端302到周期点P的范围内从π+α增加至π，在目标2的位置X从周期点P到探测区域R_D的右端301的范围内从-π增加至π+α。

另外，周期点P在相位偏移α为正值的情况下，为P＝L/2-(L/2π)×α，在相位偏移α为负值的情况下，为P＝-L/2-(L/2π)×α。相位偏移α越小(接近于0)，周期点P根据相位偏移α的正负而越接近于L/2(探测区域R_D的右端302)或-L/2(探测区域R_D的左端301)。

由于相位θ为θ＝θ_X+α，因此若知道相位θ和相位偏移α，则能够根据θ＝θ_X+α的关系来求取相位分量θ_X，并能够根据θ_X＝(2π/L)X的关系来求取目标2的位置X。

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。

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V。AD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Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的周期。即，输入波Wi₁、Wi₂的周期为1/f，因而采样周期ts为ts≠((1/f)/2)×i。在此，i为任意自然数(正整数)。例如，采样周期ts为ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L。N_L是2以上的任意自然数，h是0或任意自然数，N_W是N_L-1以下的任意自然数。由于N_L×h+N_W不是N_L的整数倍，因而(N_L×h+N_W)/N_L不是整数。因此，由ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L表示的采样周期ts是与输入波Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的周期。

即，AD定时生成部33以ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L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)×(N_L×h+N_W)/N_L的采样周期ts(与输入波Wi₁、Wi₂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，N_L＝3，h＝0，N_W＝1，ts＝(1/f)/6(若以相位表现则为60度)。

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θ_X。

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，则作为时刻t的函数而能够被表示为y＝Asin(2πft-θ)+B。在此，A为振幅，B为振动的中心电压，θ为相位(θ＞0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(2πft-θ)+B。

电位值y＝Asin(2πft-θ)包含A、θ这2个未知的系数。因此，能够根据(t，y)的2个不同的组(t₀，y₀)、(t₁，y₁)的值来求取A、θ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、θ的值。

[表达式4]

y₀＝Asin(2πft₀-θ)

y₁＝Asin(2πft₁-θ)

其中，

(i为任意整数)

即，设时刻t₀与时刻t₁的时间间隔(t₁-t₀)是与((1/f)/2)×i(输入波Wi₁、Wi₂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＝Asin(2πft-θ)+B具有1/f的周期性这一情况，需要(t₀，y₀)、(t₁，y₁)是(t，y)的2个不同的组的值。AD变换部34以采样周期ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L的周期(与输入波Wi₁、Wi₂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t₀、t₁被采样。

通过计测这样的时刻t₀、t₁处的电位值y₀、y₁，从而能够得到(t，y)的2个不同的组(t₀，y₀)、(t₁，y₁)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θ的值。若求解公式(表达式4)的联立方程式，则相位θ成为下式(表达式5)。

[表达式5]

通过公式(表达式5)而求取的相位θ成为以时刻t₀、t₁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θ。

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)。

[表达式6]

y₁＝Asin(2πft₁-θ)

＝Asin(2πft₀+2πf(t₁-t₀)-θ)

＝Asin(2πft₀-θ)cos(2πf(t₁-t₀))

+Acos(2πft₀-θ)sin(2πf(t₁-t₀))

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)。

[表达式7]

从公式(表达式7)得到下式(表达式8)。

[表达式8]

因此，自公式(表达式8)形成公式(表达式5)。另外，相位θ也能够由下式(表达式9)表示。

[表达式9]

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θ中包含的与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。

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θ_X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θ，并将该计测出的值作为相位θ的计测值θ*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θ*以及相位偏移α的基准值α₀，计算与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。即，相位计测部35计算计测值θ_X*(＝θ*-α₀)作为相位分量θ_X。基准值α₀是在目标2的位置X为原点O时(目标2位于探测区域R_D的中心即原点O时)所计测出的相位θ的值，例如在位置传感器1a的制造过程中被计测并存储在相位计测部35中。

相位计测部35如下进行相位θ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。

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y₀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y₁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Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的采样周期ts(＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L)进行了2次采样而得到的电位值y₀、y₁。

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y₀、y₁，求取波接收线圈5的输出信号V的相位θ。即，相位计测部35通过上式(表达式5)来求取相位θ。

在该情况下，时刻t₀、t₁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y₀、y₁是时刻t₀、t₁处的电位值y。这样求取的相位θ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θ。相位计测部35将这样求取到的相位θ设为波接收线圈5的输出信号V的相位的计测值θ*。另外，相位偏移α的基准值α₀是通过与此相同的方法而求取到的值。

基准时刻信号的输入时间点To是相位θ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γ在每次的计测中是固定的。即，若相位偏移分量δ不因温度等因素而变动，则相位偏移α(目标2的位置X为0时的相位θ)是固定的，为α＝α₀。因此，在假定偏移分量δ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θ_X*(＝θ*-α₀)是与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。

输出变换部37将由相位计测部35计测出的相位分量θ_X(计测值θ_X*)变换成目标2的位置X。即，根据θ_X＝(2π/L)X的关系，计算θ_X*×(L/2π)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。

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Wi₁、Wi₂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θ。然后，位置探测部22基于相位θ以及相位偏移α的基准值α₀，求取与目标2的位置X对应的相位分量θ_X，来探测目标2的位置X。

接着，说明位置传感器1a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Wi₁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。

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θ进行计测而得到的计测值θ*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θ的计测值θ*以及相位偏移α的基准值α₀，通过θ*-α₀来计算与目标2的位置X对应的相位分量θ_X*。然后，输出变换部37通过θ_x*×(L/2π)来计算目标2的位置X并输出。

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。

图6A和图6B表示目标2的位置X与相位分量θ_X的计测值θ_X*的关系。在图6A和图6B中，纵轴表示相位θ的计测值θ*，横轴用坐标轴P_X的坐标p_X来表示目标2的位置X。在相位偏移α为正值的情况下，如图6A所示，计测值θ_X*在目标2的位置X处于从探测区域R_D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R_D的左端302到周期点P的范围内从-π增加至π-α。此外，在相位偏移α为正值的情况下，计测值θ_X*在从周期点P到探测区域R_D的右端301(X＝L/2)的范围内从-π-α增加至-π。即，在相位偏移α为正值的情况下，计测值θ_X*在从探测区域R_D的左端302到周期点P的范围中，成为与实际的相位分量θ_X(参照图4A和图4B的相位分量θ_X)相同的值，在这以外的范围中，成为从实际的相位分量θ_X偏离了2π的值。此外，在相位偏移α为负值的情况下，如图6B所示，计测值θ_X*在目标2的位置X处于从周期点P到探测区域R_D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R_D的右端301的范围内从-π-α增加至π。此外，在相位偏移α为负值的情况下，计测值θ_X*在从探测区域R_D的左端302(X＝-L/2)到周期点P的范围内从π增加至π-α。即，在相位偏移α为负值的情况下，计测值θ_X*在从周期点P到探测区域R_D的右端301的范围中，成为与实际的相位分量θ_X相同的值，在这以外的范围即在从探测区域R_D的左端302到周期点P的范围中，成为从实际的相位分量θ_X偏离了2π的值。

例如，将目标2的移动范围限制成从相位偏移α为正值的情况下的周期点P到相位偏移α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θ_X*，便能够在该范围中探测并输出目标2的位置X。

此外，例如，在θ_x*＞π的情况以及θ_X*＜-π的情况下，将θ_X*校正2π即可。即，在θ_X*＞π的情况下，将θ_X*校正为θ_X*-2π，在θ_X*＜-π的情况下，将θ_X*校正为θ_X*+2π即可。对于这样求取的计测值θ_X*来说，若相位偏移α(相位偏移分量δ)不因温度等因素而从基准值α₀变动，则在-L/2≤p_X≤L/2的范围(探测区域R_D的整个范围)中，成为与实际的相位分量θ_X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。

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。

另一方面，在本实施方式的位置传感器1a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θ。然后，基于该计测出的相位θ，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。

因此，在向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi₁、Wi₂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1a的电路。

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。

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。

另一方面，在本实施方式的位置传感器1a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1a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1a的电路。

此外，在本实施方式的位置传感器1a中，不会降低相位θ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Wi₁、Wi₂的基本频率f(驱动频率)比现有的位置传感器高。

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1a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1a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Wi₁、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θ的情况下，相位θ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1a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θ，则相位θ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1a中，能够以比现有的位置传感器高的分辨率对相位θ进行计测。因此，本实施方式中的位置传感器1a不会降低相位θ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。

若提高输入波Wi₁、Wi₂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Wi₁、Wi₂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Wi₁、Wi₂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θ的计测精度或提高相位θ的计测精度的同时，提高输入波Wi₁、Wi₂的基本频率f。而且，通过提高输入波Wi₁、Wi₂的基本频率f，从而能够缩短相位θ的计测时间。此外，通过相位θ的计测时间缩短，从而能够减少位置传感器1a的消耗电流。

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2一体地形成。

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γ在每次的计测中也是固定的，若相位偏移分量δ不因温度等因素而变动，则相位偏移α也是固定(α₀)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θ_X。

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Wi₁。其中，从波发送开始信号的输入时间点Ti起到输入波Wi₁从E＜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γ在每次的计测中也是固定的，若相位偏移分量δ不因温度等因素而变动，则相位偏移α也是固定(α₀)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θ_X。

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Wi₁、Wi₂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Wi₂的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi₁的相位延迟了π/2。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。

[表达式10]

因此，在该情况下，相位θ成为θ＝-θ_X+α，所以计算θ_X*＝-θ*+α₀作为相位分量θ_X。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Wi₁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Wi₂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)表示的输出信号V。

此外，在本实施方式中，采样周期ts也可以比(1/f)/2(输入波Wi₁、Wi₂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(N_L-1以下的整数)。例如，在自然数N_L为3的情况下，自然数N_W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。

(第2实施方式)

图7表示由第2实施方式的位置传感器1a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1a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θ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1a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。

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＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L的周期(与输入波Wi₁、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N_L＝3、h＝2、N_W＝1，采样周期ts是ts＝(1/f)×(7/6)。

波接收线圈5的输出信号V的电位值y如上述第1实施方式中所说明的那样，作为时刻t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θ而表示为y＝Asin(2πft-θ)+B。在θ＞0时，相位θ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。

电位值y＝Asin(2πft-θ)+B包含振幅A、中心电压B、相位θ这3个未知的系数。因此，能够根据(t，y)的3个不同的组(t₀，y₀)、(t₁，y₁)、(t₂，y₂)的值来求取振幅A、中心电压B、相位θ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θ的值。

[表达式11]

y₀＝Asin(2πft₀-θ)+B

y₁＝Asin(2πft₁-θ)+B

y₂＝Asin(2πft₂-θ)+B

其中，

(i为任意整数)

即，设时刻t₀、t₁的时间间隔(t₁-t₀)、时刻t₁、t₂的时间间隔(t₂-t₁)以及时刻t₀、t₂的时间间隔(t₂-t₀)都是与((1/f)/2)×i(i为整数)不同即与输入波Wi₁、Wi₂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(＝Asin(2πft-θ)+B)具有1/f的周期性这一情况，需要时间间隔(t₀，y₀)、(t₁，y₁)、(t₂，y₂)为(t，y)的3个不同的组的值。AD变换部34以采样周期ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L的周期(与输入波Wi₁、Wi₂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，AD变换部34在这样的时刻t₀、t₁、t₂对电位值y进行采样。

通过对时刻t₀、t₁、t₂处的电位值y₀、y₁、y₂进行计测，从而能够得到(t，y)的3个不同的组(t₀，y₀)、(t₁，y₁)、(t₂，y₂)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θ的值。若求解公式(表达式11)的联立方程式，则相位θ成为下式(表达式12)。

[表达式12]

其中，

通过公式(表达式12)而求取的相位θ成为以时刻t₀、t₁、t₂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θ。

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式，得到下式(表达式13)。

[表达式13]

y₁-y₀＝Asin(2πft₀-2πf(t₁-t₀)-θ)-Asin(2πft₀-θ)

＝Asin(2πft₀-θ)cos(2πf(t₁-t₀))

+Acos(2πft₀-θ)sin(2πf(t₁-t₀))-Asin(2πft₀-θ)

＝Asin(2πft₀-θ)(cos(2πf(t₁-t₀))-1)

+Acos(2πft₀-θ)sin(2πf(t₁-t₀))

从公式(表达式13)，得到下式(表达式14)。

[表达式14]

其中，

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)。

[表达式15]

其中，

从公式(表达式14)(表达式15)，得到下式(表达式16)(表达式17)。

[表达式16]

其中，

θ′＝G₁-θ

[表达式17]

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)。

[表达式18]

在公式(表达式16)(表达式17)中，θ’＝G₁-θ。因此，自θ＝G₁-θ’以及公式(表达式18)，形成公式(表达式12)。另外，相位θ也能够由下式(表达式19)表示。

[表达式19]

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θ中包含的与目标2的位置X对应的相位分量θ_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θ，并基于相位θ的计测值θ*以及相位偏移α的基准值α₀，计算与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。即，计算计测值θ_X*＝θ*-α₀作为相位分量θ_X。但是，在本实施方式中，相位θ的计测方法与上述第1实施方式不同。

即，相位计测部35如下进行相位θ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y₀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y₁、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ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L的采样周期ts(与输入波Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的采样周期ts)进行了3次采样而得到的电位值y₀、y₁、y₂。

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y₀、y₁、y₂，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θ。

在该情况下，时刻t₀、t₁、t₂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y₀、y₁、y₂是时刻t₀、t₁、t₂处的电位值y。这样求取的相位θ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θ设为波接收线圈5的输出信号V的相位的计测值θ*。在本实施方式中，相位计测部35这样来计测相位θ。

位置探测部22在整体上，基于以与输入波Wi₁、Wi₂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θ。然后，位置探测部22基于相位θ以及相位偏移α的基准值α₀，求取与目标2的位置X对应的相位分量θ_X，来探测目标2的位置X。

根据本实施方式的位置传感器1a，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θ，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θ，来探测目标2的位置X。

另外，在本实施方式中，采样周期ts可以比(1/f)(输入波Wi₁、Wi₂的周期)短，此外，也可以比(1/f)/2(输入波Wi₁、Wi₂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N_W并不限于1，也可以是其他整数(N_L-1以下的整数)。例如，在自然数N_L为3的情况下，N_W也可以是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。

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θ。若通过最小二乘法的方法来求取相位θ，则成为下式(表达式20)。

[表达式20]

其中，

在该情况下，时刻t_n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_n是时刻t_n处的电位值y。这样求取的相位θ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θ。

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θ是电位值y_n(n＝0，1，2，···，N*-1)的误差的平方和取最小值时的θ。电位值y_n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。

电位值y_n的误差的平方的和即平方和D由下式(表达式21)表示。

[表达式21]

在此，若将变量u、v定义为u＝Acosθ、v＝Asinθ，则平方和D成为下式(表达式22)。

[表达式22]

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以变量v对平方和D进行偏微分而得到的导数以中心电压B对平方和D进行偏微分而得到的导数分别成为0。即，满足时的相位θ是平方和D取最小值时的相位θ，是通过最小二乘法而求取的相位θ。

偏微分通过分别以变量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)。

[表达式23]

[表达式24]

[表达式25]

由于因而若以 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)。

[表达式26]

其中，

v/u＝(Asinθ)/(Acosθ)＝tanθ成立，因此，θ＝tan-1(v/u)，得到上述的公式(表达式20)。

(第3实施方式)

图8表示由第3实施方式的位置传感器1a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1a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θ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1a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。

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＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L的周期(与输入波Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的周期)，发送AD定时信号。

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Wi₁、Wi₂的周期(＝1/f)的R倍的时间进行N等分的周期，即是输入波Wi₁、Wi₂的周期的R/N倍的周期。即，采样周期ts为ts＝((1/f)/2)×(N×k+Z)/N。N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。N×k+Z是比N大且非N的整数倍的整数。因此，采样周期ts(＝((1/f)/2)×(N×k+Z)/N)是对输入波Wi₁、Wi₂的周期(1/f)的R倍的时间进行N等分的周期。

采样周期ts由ts＝(1/f)×(N×k+Z)/N＝((1/f)/2)×(2N×k+2Z)/N表示。在2Z＜N的情况下，设为2Z＝N_W、2k＝h，采样周期ts可表示为ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L。此外，在2Z≥N的情况下，设为2Z＝N+N_W、2k+1＝h，可表示为ts＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L。因此，采样周期ts与上述第1实施方式同样地，是与输入波Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的周期。此外，由于k≥1、Z≥1，所以(N×k+Z)/N大于1。因此，采样周期ts是比输入波Wi₁、Wi₂的周期长的周期。此外，N×k+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Wi₁、Wi₂的周期的整数倍的时间进行了N等分的周期(N为3以上)。

即，采样周期ts是与输入波Wi₁、Wi₂的周期的一半的整数倍不同的周期，并且是比输入波Wi₁、Wi₂的周期长且将输入波Wi₁、Wi₂的周期的整数倍的时间等分成3以上的数目的周期。

AD变换部34以采样周期ts(＝(1/f)×(N×k+Z)/N)，对波接收线圈5的输出信号V的电位值y进行采样。由于采样周期ts比输入波Wi₁、Wi₂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(＝(1/f)×N×k+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(N×k+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(N_L＝3)、k＝6(h＝12)、Z＝1(N_W＝2)，ts＝(1/f)×19/3＝(1/f)×6+(1/f)×1/3。

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y＝Asin(2πft-θ)+B。在此，A为振幅，B为振动的中心电压，θ为相位(θ＞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。

电位值y＝Asin(2πft-θ)+B包含A、B、θ这3个未知的系数。因此，计测N*个(N*≥3)电位值y_n(n＝0，1，···，N*-1)，通过最小二乘法的方法，能够求取相位θ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。

在对电位值y进行计测的采样周期ts为ts＝(1/f)×(N×k+Z)/N的情况下，若将要计测的电位值y的个数N^*设为N^*＝N×m(m为任意自然数)，通过最小二乘法的方法来求取相位θ的值，则成为下式(表达式27)。

[表达式27]

通过公式(表达式27)而求取的相位θ成为以对电位值y_n进行计测的时刻t_n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的输出信号的相位。

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θ是电位值y_n(n＝0，1，2，···，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)。

在此，sin函数、cos函数在将M设为2以上的整数而将i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。

[表达式28]

[表达式29]

在采样周期ts为ts＝(1/f)×(N×k+Z)/N、y_n的个数N*为N*＝N×m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。

[表达式30]

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)。

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θ中包含的与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。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θ进行计测而得到的计测值θ*以及相位偏移α的基准值α₀，来计算与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。即，计算计测值θ_X*(＝θ*-α₀)作为相位分量θ_X。但是，在本实施方式中，相位θ的计测方法与上述第1实施方式不同。

即，在第3实施方式中，相位计测部35如下进行相位θ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×m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y₀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)×(N×k+Z)/N的周期进行了N*(＝N×m)次采样而得到的电位值y_n(n＝0，1，2，···，N*-1)。

然后，相位计测部35基于保存在计测值存储部36中的N*＝N×m个的电位值y_n，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θ。

在该情况下，时刻t_n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_n是时刻t_n处的电位值y。这样求取的相位θ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θ。相位计测部35将这样求取到的相位θ设为波接收线圈5的输出信号V的相位的计测值θ*。在本实施方式中，相位计测部35这样来计测相位θ。

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Wi₁、Wi₂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*＝N×m次采样。即，位置探测部22以输入波Wi₁、Wi₂的周期的R/N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*(＝N×m)次采样。然后，位置探测部22基于进行了N*＝N×m次采样而得到的电位值y_n(n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θ。然后，位置探测部22基于相位θ以及相位偏移α的基准值α₀，求取与目标2的位置X对应的相位分量θ_X，来探测目标2的位置X。

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(＝(1/f)×R)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(＝N×k+Z)分频后得到的虚拟波形Vs进行N*＝N×m次采样。然后，位置探测部22基于进行了N*＝N×m次采样而得到的电位值y_n的值(n为0以上且小于N*的的整数)，探测目标2的位置X。

在m＝1的情况下(N*＝N)，以对输入波Wi₁、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＝1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m≥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*＝N×m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。

对于这样的相位θ的计测方法来说，要采样的电位值y_n的个数N*＝N×m越多，并且m越大，其精度越高。在本实施方式中，设为N＝3、k＝6、m＝5。即，在本实施方式中，将1/f的19倍的时间设为1周期，将1周期份的电位值y的采样个数设为3个，利用5周期份的电位值y来对相位θ进行计测。

在本实施方式中的位置传感器1a中，通过进行3次以上(N次)的采样来求取相位θ，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θ，来探测目标2的位置。

此外，通过以对输入波Wi₁、Wi₂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×m)次的采样来求取相位θ，从而能够以较少的计算量高效地计算相位θ，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(m≥2)的采样来计算相位θ，从而能够提高相位θ的计测精度，能够提高目标2的位置X的探测精度。

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。

(第4实施方式)

图9是第4实施方式的位置传感器1b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1a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1b来说，波接收线圈5的输出信号的相位θ的计测方法、以及相位θ中包含的与目标2的位置X对应的相位分量θ_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1b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。

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Wi₁、Wi₂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。

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。

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。

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。

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Wi₁、Wi₂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Wi₁、Wi₂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Wi₂的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi₁的相位延迟了3π/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Wi₁、Wi₂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Wi₂的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi₁的相位延迟了π/2。向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi₁、Wi₂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Wi₁、Wi₂的基本频率f与上述第1实施方式同样地，是2MHz。

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。

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Wi₁、Wi₂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Wi₁、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Wi₁、Wi₂的输入。

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Wi_1-1、Wi_1-2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_1-2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi_1-1的相位延迟了3π/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_2-1、Wi_2-2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π/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Wi_1-2的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi_1-1的相位的相位差，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Wi_1-1、Wi_2-1、Wi_1-2、Wi_2-2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_1-1、Wi_2-1、Wi_1-2、Wi_2-2的基本频率f与上述第1实施方式同样地，是2MHz。

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1b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Wi_1-1、Wi_1-2以及波接收线圈5的输出信号V₁的波形图。在图10A中，横轴表示时刻t，纵轴表示输入波Wi_1-1、Wi_1-2的电压值E和波接收线圈5的输出信号V₁的值。如图10A所示，输入波Wi_1-1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的关系从E＜Ec变为E＞Ec的具有基本频率f的正弦波。输入波Wi_1-2是在从波发送开始信号的输入时间点Ti起延迟了(1/f)×(3/4)的时间点电压值E与中心电压Ec的关系从E＜Ec变为E＞Ec的基本频率f的正弦波。输入波Wi_1-1的基本频率f和输入波Wi_1-2的基本频率f是彼此相同的频率。并且，输入波Wi_1-1被输入到正弦线圈3，输入波Wi_1-2被输入到余弦线圈4。

向正弦线圈3输入的输入波Wi_1-1是以某基准时间点Tc₁为基准的相位延迟量为γ₁(γ₁＞0)的正弦波，向余弦线圈4输入的输入波Wi_1-2是以某基准时间点Tc₁为基准的相位延迟量为γ₁+3π/2的正弦波。基准时间点Tc₁能够任意决定，γ₁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_1-1的电压值E从E＜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γ₁＝0，输入波Wi_1-1的相位成为0，输入波Wi_1-2的相位成为3π/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Wi_1-2的相位相对于输入波Wi_1-1的相位延迟了3π/2。

若向正弦线圈3和余弦线圈4分别输入输入波Wi_1-1和输入波Wi_1-2，则从波接收线圈5输出输出信号V₁(第1输出信号)。输出信号V₁以与输入波Wi_1-1、Wi_1-2的基本频率f相同的基本频率f振动，相对于输入波Wi_1-1延迟了相位差S₁。

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1b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Wi_2-1、Wi_2-2以及波接收线圈5的输出信号V₂的波形图。在图10B中，横轴表示时刻t，纵轴表示输入波Wi_2-1、Wi_2-2的电压值E和波接收线圈5的输出信号V₂的值。如图10B所示，输入波Wi_2-1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的关系从E＜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(1/f)×(1/4)的时间点电压值E与中心电压Ec的关系从E＜Ec变为E＞Ec的基本频率f的正弦波。输入波Wi_2-1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_2-1被输入到正弦线圈3，输入波Wi_2-2被输入到余弦线圈4。

向正弦线圈3输入的输入波Wi_2-1是以某基准时间点Tc₂为基准的相位延迟量为γ₂(γ₂＞0)的正弦波，向余弦线圈4输入的输入波Wi_2-2是以某基准时间点Tc₂为基准的相位延迟量为γ₂+π/2的正弦波。γ₂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_2-1的电压值E从E＜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Tc₂，则成为γ₂＝0，输入波Wi_2-1的相位成为0，输入波Wi_2-2的相位成为π/2。在第2模式下，输入波Wi_2-1与输入波Wi_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_2-1的相位延迟了π/2。

若向正弦线圈3和余弦线圈4分别输入输入波Wi_2-1和输入波Wi_2-2，则从波接收线圈5输出输出信号V₂(第2输出信号)。输出信号V₂以与输入波Wi_2-1、Wi_2-2的基本频率f相同的基本频率f振动，相对于输入波Wi_2-1延迟了相位差S₂。

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Wi_1-1以及输入波Wi_1-2时，在时刻t从波接收线圈5得到的电压即输出信号V₁由下式(表达式31)表示。

[表达式31]

在此，α₁为α₁＝γ₁+δ-π/2，其是相位偏移。γ₁是根据基准时间点Tc₁的选择而产生的相位偏移分量，是以基准时间点Tc₁为基准的输入波Wi_1-1的相位(相位延迟量)所对应的分量。δ是因温度等因素而产生的相位偏移分量(相位延迟)。

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_2-1以及输入波Wi_2-2时，在时刻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。

[表达式32]

在此，α₂为α₂＝γ₂+δ-π/2，其是相位偏移。γ₂是根据基准时间点Tc₂的选择而产生的相位偏移分量，是以基准时间点Tc₂为基准的输入波Wi_2-1的相位(相位延迟量)所对应的分量。

输出信号V₁、V₂由公式(表达式32)表示与上述第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。

根据公式(表达式31)可知，输出信号V₁是以与输入波Wi_1-1、Wi_1-2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V₁的相位θ₁为θ₁＝(2π/L)X+δ-π/2+γ₁。相位θ₁是以基准时间点Tc₁为基准的相位，θ₁＞0时，其是以基准时间点Tc₁为基准的相位延迟量。即，输出信号V₁相对于输入波Wi_1-1延迟了相位差S1(＝(2π/L)X+δ-π/2)。

此外，根据公式(表达式32)可知，输出信号V₂是以与输入波Wi_2-1、Wi_2-2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θ₂为θ₂＝-(2π/L)X+δ-π/2+γ₂。相位θ₂是以基准时间点Tc₂为基准的相位，θ₂＞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Wi_2-1延迟了相位差S2(＝-(2π/L)X+δ-π/2)。

相位θ₁包含与目标2的位置X对应的相位分量θ_X(＝(2π/L)X)和相位偏移α₁(＝δ+γ₁-π/2)，相位θ₂包含相位分量θ_X(＝(2π/L)X)和相位偏移α₂(＝δ+γ₂-π/2)。若使用相位分量θ_X和相位偏移α₁、α₂来表示相位θ₁、θ₂，则成为θ₁＝θ_X+α₁，θ₂＝-θ_X+α₂。相位θ₁、θ₂成为根据目标2的位置X而不同的值。

输入波Wi_1-1、Wi_2-1都是具有在波发送开始信号的输入时间点Ti从E＜Ec变化为E＞Ec的电压值E的信号。即，输入波Wi_1-1、Wi_2-1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从E＜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Ti和输入波Wi_1-1的相位的基准时间点Tc₁的时间差、与波发送开始信号的输入时间点Ti和输入波Wi_2-1的相位的基准时间点Tc₂的时间差相等，则相位偏移分量γ₁、γ₂便满足γ₁＝γ₂的关系。

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γ₁＝γ₂。若γ₁＝γ₂，则α₁＝α₂，相位θ₁的相位偏移α₁和相位θ₂的相位偏移α₂彼此相等，相位θ₁、θ₂为θ₁＝θ_X+α、θ₂＝-θ_X+α(α＝α₁＝α₂)。

图11A表示相位偏移α₁、α₂彼此相等(α₁＝α₂＝α)的情况下的目标2的位置X与相位θ₁、θ₂的关系。在图11A中，纵轴表示相位θ₁、θ₂的值，横轴表示目标2的位置X。另外，图11A图示了相位偏移α为正值的情况。相位分量θ_X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R_D的左端302(X＝-L/2)到右端301(X＝L/2)的范围内从-π增加至π。相位θ₁成为θ₁＝θ_X+α，相位θ₂成为θ₂＝θ_X+α。

因此，在相位偏移α为正值的情况下，相位θ₁在目标2的位置X从探测区域R_D的左端302(X＝-L/2)到周期点P₁的范围内从-π+α增加至π，在目标2的位置X从周期点P1到探测区域R_D的右端301(X＝L/2)的范围内从-π增加至-π+α。此外，在相位偏移α为正值的情况下，相位θ₂在目标2的位置X从探测区域R_D的左端302到周期点P₂的范围内从-π+α减少至-π，在目标2的位置X从周期点P₂到探测区域R_D的右端301的范围内从π减少至-π+α。

图11B表示相位偏移α₁、α₂彼此相等(α₁＝α₂＝α)的情况下的目标2的位置X与相位θ₁、θ₂的关系。在图11B中，纵轴表示相位θ₁、θ₂的值，横轴表示目标2的位置X。另外，图11B图示了相位偏移α为负值的情况。在相位偏移α为负值的情况下，相位θ₁在目标2的位置X从探测区域R_D的左端302(X＝-L/2)到周期点P₁的范围内从π+α增加至π，在目标2的位置X从周期点P₁到探测区域R_D的右端301(X＝L/2)的范围内从-π增加至π+α。此外，在相位偏移α为负值的情况下，相位θ₂在目标2的位置X从探测区域R_D的左端302(X＝-L/2)到周期点P₂的范围内从π+α减少至-π，在目标2的位置X从周期点P₂到探测区域R_D的右端301(X＝L/2)的范围内从π减少至π+α。

另外，周期点P₁在α为正值的情况下，为P₁＝L/2-(L/2π)×α，在α为负值的情况下，为P₁＝-L/2-(L/2π)×α。周期点P₂为P₂＝-P₁。相位偏移α的绝对值越小(接近于0)，周期点P₁和周期点P₂越接近于L/2(探测区域R_D的右端301)和-L/2(探测区域R_D的左端302)。即，在相位偏移α为正值的情况下，相位偏移α的绝对值越小(接近于0)，周期点P₁和周期点P₂分别越接近于L/2(探测区域R_D的右端301)和一L/2(探测区域R_D的左端302)。在相位偏移α为负值的情况下，相位偏移α的绝对值越小(接近于0)，周期点P₁和周期点P₂分别越接近于-L/2(探测区域R_D的左端302)和L/2(探测区域R_D的右端301)。

在相位偏移α₁、α₂彼此相等的情况下，相位θ₁、θ₂满足θ_X＝(θ₁-θ₂)/2、α＝(θ₁+θ₂)/2的关系。因此，只要能够求取相位偏移α₁、α₂彼此相等的情况下的相位θ₁、θ₂，便能够根据θ_X＝(θ₁-θ₂)/2的关系来求取相位分量θ_X，能够根据θ_X＝(2π/L)X的关系来求取目标2的位置X。

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(＝((1/f)/2)×(N_L×h+N_W)/N_L)即以与输入波Wi_1-1、Wi_1-2、Wi_2-1、Wi_2-2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*-1)。

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θ中包含的与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。

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θ_X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。

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。

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。

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V₁的相位θ₁进行计测而得到的计测值θ₁*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V₂的相位θ₂进行计测而得到的计测值θ₂*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θ₁*以及计测值θ₂*，来计算与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。即，相位计测部35计算计测值θ_X*(＝(θ₁*-θ₂*)/2)作为相位分量θ_X。

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θ进行计测时的波接收线圈5的输出信号为第1输出信号V₁，在第2计测模式下对相位θ进行计测时的波接收线圈5的输出信号为第2输出信号V₂。

因此，在第1计测模式下计测出的相位θ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V₁的相位θ₁的计测值θ₁*。此外，在第2计测模式下计测出的相位θ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V₂的相位θ₂的计测值θ₂*。

由于基准时刻信号的输入时间点To为相位θ₁、θ₂的基准时间点Tc₁、Tc₂，因而γ₁＝γ₂，α₁＝α₂。即，相位θ₁、θ₂、相位分量θ_X以及相位偏移α(＝α₁＝α₂)为θ₁＝θ_X+α、θ₂＝-θ_X+α、θ_X＝(θ₁-θ₂)/2。因此，在第2计测模式下计算出的计测值θ_X*＝(θ₁*-θ₂*)/2是与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。

输出变换部37将由相位计测部35计测出的相位分量θ_X(计测值θ_X*)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＝θ_X*×(L/2π)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。

接着，说明位置传感器1b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。

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Wi_1-1以及输入波Wi_1-2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V₁。

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θ进行计测，并将该计测出的相位θ作为第1输出信号V₁的相位θ₁而存储在计测值存储部36中。

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。

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Wi_2-1以及输入波Wi_2-2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V₂。

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θ进行计测，并将该计测出的相位θ作为第2输出信号V₂的相位θ₂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θ₁、θ₂，通过θ_X＝(θ₁-θ₂)/2来计算与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。然后，输出变换部37通过X＝θ_X×(L/2π)来计算目标2的位置X并输出。

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。

图12表示目标2的位置X与相位分量θ_X的计测值θ_X*的关系。在图12中，纵轴表示相位θ的计测值θ*的值，横轴表示目标2的位置X。不论相位偏移α是正值还是负值，在目标2的位置X处于从探测区域R_D的周期点P₂到周期点P₁的范围时，计测值θ_X*都成为与目标2的位置X成比例的值，且在从周期点P₂到周期点P₁的范围内从-π+α增加至π-α。此外，不论α是正值还是负值，计测值θ_X*在从探测区域R_D的左端302(X＝-L/2)到周期点P₂的范围内从0增加至α，在从周期点P₁到探测区域R_D的右端301(X＝L/2)的范围内从-α增加至0。即，不论相位偏移α是正值还是负值，计测值θ_X*在从周期点P₂到周期点P₁的范围中，成为与实际的相位分量θ_X(参照图4A和图4B所示的相位分量θ_X)相同的值，在这以外的范围中，成为从实际的相位分量θ_X偏离了π的值。

例如，将目标2的移动范围限制为从周期点P₁到周期点P₂的范围，通过仅计算从周期点P₁到周期点P₂的范围的计测值θ_X*，便能够在从周期点P₁到周期点P₂的范围中探测目标2的位置X并输出。

根据本实施方式的位置传感器1b，即使在相位偏移α未知的情况下或相位偏移α因温度等因素而变动的情况下，也能够计测相位分量θ_X，从而探测目标2的位置X。

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θ(θ₁、θ₂)。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。

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，则相位偏移分量γ₁、γ₂也是γ₁＝γ₂，相位θ₁、θ₂、相位分量θ_X以及相位偏移α(＝α₁＝α₂)也是θ₁＝θ_X+α、θ₂＝-θ_X+α。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θ_X。

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Wi_1-1、输入波Wi_2-1。其中，从波发送开始信号的输入时间点Ti起到输入波Wi_1-1的电压值E从E＜Ec变为E＞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_2-1的电压值E从E＜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，则也是γ₁＝γ₂，因此能够与上述实施方式同样地计算相位分量θ_X。

(第5实施方式)

图13是第5实施方式的位置传感器1c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1b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1c来说，与目标2的位置X对应的相位分量θ_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1c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。

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α的基准值α₀的基准值存储部51、以及基于相位偏移α来调整与目标2的位置X对应的相位分量θ_X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。

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V₁、V₂，计测第1输出信号V₁的相位θ₁以及第2输出信号V₂的相位θ₂。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θ_X。

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θ₁、θ₂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。

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V₁的相位θ₁进行计测而得到的计测值θ₁*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V₂的相位θ₂进行计测而得到的计测值θ₂*存储在计测值存储部36中。

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θ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V₁的相位θ₁的计测值θ₁*。此外，在第2计测模式下计测出的相位θ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V₂的相位θ₂的计测值θ₂*。

基准值存储部51预先存储有相位偏移α的基准值α₀。基准值α₀是目标2的位置X为X＝0时(目标2位于探测区域R_D的中心即原点O时)的相位θ₁或相位θ₂的值，例如可以在位置传感器1c的制造过程中进行计测而存储在基准值存储部51中。

相位调整部52基于由相位计测部35计测出的相位θ₁、θ₂，来求取相位偏移α，并基于相位偏移α以及基准值α₀，调整并求取与目标2的位置X对应的相位分量θ_X。即，相位调整部52基于相位θ₁、θ₂、相位偏移α以及基准值α₀，按照在从X＝-L/2到X＝L/2的范围(探测区域R_D的整个范围)中成为与实际的相位分量θ_X相同的值的方式来求取相位分量θ_X的计测值θ_X*。

输出变换部37将由相位调整部52求取到的相位分量θ_X(计测值θ_X*)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＝θ_X*×(L/2π)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。

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α为正值的情况下的相位θ₁、θ₂的计测值θ₁*、θ₂*，图16A和图16B表示相位调整处理中的相位偏移α为负值的情况下的相位θ₁、θ₂的计测值θ₁*、θ₂*。在图15A、图15B、图16A和图16B中，纵轴表示相位θ₁、θ₂的计测值θ₁*、θ₂*的值，横轴表示目标2的位置X。

相位调整部52在相位计测部35计测了第1输出信号V₁的相位θ₁的计测值θ₁*以及第2输出信号V₂的相位θ₂的计测值θ₂*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θ_X的计测值θ_X*。

首先，相位调整部52基于由相位计测部35计测出的计测值θ₁*、θ₂*，通过α*＝(θ₁*+θ₂*)/2来计算相位偏移α的计测值α*(步骤S1)。

在相位偏移α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P₂到周期点P₁的范围F₁₁时，计测值α*成为相位偏移α(α＝α*)，在位置X处于范围F₁₁以外的范围F₁₂、F₁₃时，计测值α*成为从实际的相位偏移α偏离了-π的值(α*＝α-π)。在此，范围F₁₂是从周期点P₁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。

此外，在相位偏移α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到周期点P₁的范围F₂₁时，计测值α*与相位偏移α相同，在位置X处于范围F₂₁以外的范围F₂₂、F₂₃时，计测值α*成为从实际的相位偏移α偏离了π的值(α*＝α+π)。在此，范围F₂₂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P₁的范围。

在此，若在步骤S1中计算出的计测值α*小于(α₀-π/2)(步骤S2中为“是”)，则相位调整部52调整计测值α*，得到(α*+π)作为计测值α*(步骤S3)。此外，若在步骤S2中，在步骤S1中计算出的计测值α*为(α₀-π/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α*。

然后，若在步骤S2、S3中得到的计测值α*为(α₀+π/2)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α*，得到(α*-π)作为计测值α*(步骤S5)。此外，若在步骤S4中，在步骤S2、S3中得到的计测值α*小于(α₀+π/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α*。

然后，若计测值θ₁*小于(α*-π)(步骤S6中为“是”)，则相位调整部52调整计测值θ₁*，得到θ₁*+2π作为计测值θ₁*(步骤S7)。此外，若在步骤S6中，计测值θ₁*为(α*-π)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θ₁*。

然后，若在步骤S6、S7中得到的计测值θ₁*为(α*+π)以上(步骤S8中为“是”)，则调整在步骤S6、S7中得到的计测值θ₁*，得到(θ₁*-2π)作为计测值θ₁*(步骤S9)。此外，若在步骤S8中，在步骤S6、S7中得到的计测值θ₁*小于(α*+π)(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θ₁*。

此外，若计测值θ₂*小于(α*-π)(步骤S10中为“是”)，则相位调整部52调整计测值θ₂*，得到(θ₂*+2π)作为计测值θ₂*(步骤S11)。此外，若在步骤S10中，计测值θ₂*为(α*-π)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θ₂*。

然后，若在步骤S10、S11中得到的计测值θ₂*为(α*+π)以上(步骤S12中为“是”)，则调整在步骤S10、S11中得到的计测值θ₂*，得到(θ₂*-2π)作为计测值θ₂*(步骤S13)。此外，若在步骤S12中，在步骤S10、S11中得到的计测值θ₂*小于(α*+π)(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θ₂*。

在相位偏移α为正值的情况下，在目标2的位置X处于从周期点P₁到探测范围的右端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α为正值的情况下，目标2的位置X处于从周期点P₁到探测范围的右端301(X＝L/2)的范围F₁₂时的相位θ₁的计测值θ₁*如图15A以及图15B所示被进行2π调整(加法运算)，将(θ₁*+2π)作为计测值θ₁*输出。

此外，在相位偏移α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S11、S12中“否”。由此，在相位偏移α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F₁₃时的相位θ₂的计测值θ₂*如图15A以及图15B所示被进行2π调整(加法运算)，将(θ₁*+2π)作为计测值θ₁*输出。

此外，在相位偏移α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P₁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α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P₁的范围F₂₃时的相位θ₁的计测值θ₁*如图16A以及图16B所示被进行-2π调整(加法运算)，将(θ₁*-2π)作为计测值θ₁*输出。

此外，在相位偏移α为负值的情况下，在目标2的位置X处于从周期点P₂到探测范围的右端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α为负值的情况下，目标2的位置X处于从周期点P₂到端301(X＝L/2)的范围时的相位θ₂的计测值θ₂*如图16A以及图16B所示被进行-2π调整(加法运算)，将(θ₂*-2π)作为计测值θ₂*输出。

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θ₁*、θ₂*，通过θ_X*＝(θ₁*-θ₂*)/2来计算相位分量θ_X的计测值θ_X*(步骤S14)。

图17表示目标2的位置X与这样求取到的相位分量θ_X的计测值θ_X*的关系。在图17中，纵轴表示相位分量θ_X的计测值θ*的值，横轴表示目标2的位置X。如图17所示，不论相位偏移α是正值还是负值，计测值θ_X*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R_D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-π增加至π。即，不论相位偏移α是正值还是负值，计测值θ_X*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θ_X(参照图4A和图4B的相位分量θ_X)相同的值。

本实施方式的位置传感器1c能够在探测区域R_D的整个范围中，按照成为与实际的相位分量θ_X相同的值的方式对计测值θ_X*进行计测，从而探测目标2的位置X。而且，即使在相位偏移α由于温度等因素而从基准值α₀发生了变动的情况下，也能够在探测区域R_D的整个范围中，按照成为与实际的相位分量θ_X相同的值的方式对计测值θ_X*进行计测，从而探测目标2的位置X。其中，相位偏移α的变动设为-π/2＜α₀＜π/2的范围。另外，在相位偏移α没有从基准值α₀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α*置换为基准值α₀的处理即可。

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θ_X的计测值θ_X*。

首先，相位调整部52基于由相位计测部35计测出的计测值θ₁*、θ₂*，通过α*＝(θ₁*+θ₂*)/2来计算相位偏移α的计测值α*(步骤S21)。

在此，若在步骤S21中计算出的计测值α*小于(α₀-π/2)(步骤S22中为“是”)，则相位调整部52调整计测值α*，得到(α*+π)作为计测值α*(步骤S23)。调整计测值θ₁*，得到(θ₁*+2π)作为计测值θ₁*(步骤S24)。此外，若在步骤S22中，在步骤S21中得到的计测值α*为(α₀-π/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α*和计测值θ₁*。

然后，若在步骤S22、S23中得到的计测值α*为α₀+π/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α*，得到(α*-π)作为计测值α*(步骤S26)，并调整在步骤S22、S24中得到的计测值θ₁*，得到(θ₁*-2π)作为计测值θ₁*(步骤S27)。此外，若在步骤S25中，在步骤S25中得到的计测值α*小于(α₀+π/2)(步骤S25中为“否”)，则相位调整部52维持不变地得到计测值α*和计测值θ₁*。

接下来，相位调整部52基于计测值θ₂*和在步骤S22～S27中得到的计测值θ₁*，通过θ_X*＝(θ₁*-θ₂*)/2来计算相位分量θ_X的计测值θ_X*(步骤S28)。

然后，若在步骤S28中计算出的计测值θ_X*小于-π(步骤S29中为“是”)，则相位调整部52调整计测值θ_X*，得到(θ_X*+2π)作为计测值θ_X*(步骤S30)。此外，若在步骤S29中，在步骤S28中计算出的计测值θ_X*为-π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θ_X*。

然后，若在步骤S29、S30中得到的计测值θ_X*为π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θ_X*，得到(θ_X*-2π)作为计测值θ_X*(步骤S32)。此外，若在步骤S31中，在步骤S29、S30中得到的计测值θ_X*小于π(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θ_X*。

在相位偏移α为正值的情况下，在目标2的位置X处于从周期点P₁到探测区域R_D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α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P₂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。

此外，在相位偏移α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P₁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α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”。

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R_D的整个范围中，按照成为与实际的相位分量θ_X相同的值的方式对计测值θ_X ^*进行计测。

(第6实施方式)

图19表示第6实施方式的位置传感器1d的电气结构框图。在图19中，针对与图2所示的第3实施方式的位置传感器1a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1d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。

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。

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，在各开关82a～82d与正弦线圈3之间连接有电阻81a～81d。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。

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，在各开关84a～84d与余弦线圈4之间连接有电阻83a～83d。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。

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。

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θ。然后，位置探测部22基于相位θ，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θ_X来探测目标2的位置X。

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θ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。

[表达式33]

其中，

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＝Acosθ、v＝Asinθ以及变量u、v。因此，u²+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)。

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。

根据本实施方式的位置传感器1d，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1d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θ，从而高精度地探测目标2的位置X。

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。

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。

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θ。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θ_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。

(第7实施方式)

图21是第7实施方式的位置传感器1e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1a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1e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。

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Wi₁、Wi₂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Wi₁、Wi₂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。

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Wi₁、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Wi₁、Wi₂。在本实施方式中，输入波Wi₁与输入波Wi₂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Wi₂的相位相对于向正弦线圈3输入的输入波Wi₁的相位延迟了3π/2。此外，在本实施方式中，输入波Wi₁、Wi₂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。

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Wi₁、Wi₂向正弦线圈3以及余弦线圈4的输入。

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Wi₁、Wi₂，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Wi₁、Wi₂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Wi₁、Wi₂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。

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Va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1e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。

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Wi₁、Wi₂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。

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91a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Wi₁、Wi₂的基本频率f与谐振电路91a的谐振频率也可以略微偏离。在本实施方式中，所谓输入波Wi₁、Wi₂的基本频率f与谐振电路91a的谐振频率相同，也包含输入波Wi₁、Wi₂的基本频率f与谐振电路91a的谐振频率略微偏离的情况。

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β。相位偏离β的值根据波接收线圈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β的绝对值|β|。相位偏离β的绝对值|β|在输入波Wi₁、Wi₂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π/2，在输入波Wi₁、Wi₂的基本频率f与谐振电路91a的谐振频率略微偏离的情况下，成为相应于该偏离而从π/2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β的值从π/2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。

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Wi₁、Wi₂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α加上因谐振而产生的相位偏离β，成为α＝β+γ+δ-π/2。

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θ。然后，位置探测部22基于所计测出的相位θ，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θ_X，来探测目标2的位置X。

根据本实施方式的位置传感器1e，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。

由此，即使向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi₁、Wi₂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。

因此，在本实施方式中的位置传感器1e中，在向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi₁、Wi₂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1e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1e的电路。此外，向正弦线圈3以及余弦线圈4输入的输入波Wi₁、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。

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。

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θ。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θ_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。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。

图23是第7实施方式中的另一位置传感器1f的结构图。在图23中，针对与图21所示的位置传感器1e相同的部分赋予相同的参照编号。图23所示的位置传感器1f取代图21所示的位置传感器1e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Wi₁、Wi₂的基本频率f相同的频率。

在图23所示的位置传感器1f中，向正弦线圈3输入的输入波Wi₁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Wi₂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Wi₁、Wi₂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1e同样地，图23所示的位置传感器1f的电路能够简化。

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。

图24是第7实施方式的又一位置传感器1g的结构图。在图24中，针对与图21所示的位置传感器1e相同的部分赋予相同的参照编号。图24所示的位置传感器1g除了图21所示的位置传感器1e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Wi₁、Wi₂的基本频率f相同的频率。

在图24所示的位置传感器1g中，向正弦线圈3输入的输入波Wi₁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Wi₂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1g能够与图21所示的位置传感器1e同样地简化电路。

而且，在图24所示的位置传感器1g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1g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。

此外，在图24所示的位置传感器1g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。

符号说明

1a～1g 位置传感器

2 目标

3 正弦线圈(第1波发送线圈)

4 余弦线圈(第2波发送线圈)

5 波接收线圈

6 处理电路部

7 电路基板

21 发送波形生成部

22 位置探测部

31 基准定时生成部

32 放大部

33 AD定时生成部

34 AD变换部

35 相位计测部

36 计测值存储部

37 输出变换部

41 模式选择部

51 基准值存储部

52 相位调整部

71 输出调整部

91、92、93 电容器

91a、92a、93a 谐振电路

Wi₁ 输入波(第1输入波)

Wi_1-1 输入波(第1输入波)

Wi_1-2 输入波(第2输入波)

Wi₂ 输入波(第2输入波)

Wi_2-1 输入波(第3输入波)

Wi_2-2 输入波(第4输入波)

V 输出信号(第1输出信号)

V₁ 输出信号(第1输出信号)

V₂ 输出信号(第2输出信号)

α 相位偏移

α₁ 相位偏移(第1相位偏移)

α₂ 相位偏移(第2相位偏移)

θ 相位(第1相位)

θ₁ 相位(第1相位)

θ₂ 相位(第2相位)

θ_X 相位分量

Claims (10)

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N×m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，

所述第1输出信号是在所述第1模式下从所述波接收线圈得到的，

所述第2输出信号是在所述第2模式下从所述波接收线圈得到的，

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所述第2输出信号进行了采样而得到的值，来求取在所述第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，

所述第1输出信号是在所述第1模式下从所述波接收线圈得到的，

所述第2输出信号是在所述第2模式下从所述波接收线圈得到的，

所述位置探测部具有：

相位计测部，其基于对所述第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，并基于对所述第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，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第1输出信号的大小进行调整。

9.根据权利要求5或7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第1输出信号和所述第2输出信号的大小进行调整。

10.根据权利要求1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。