JP2003014408A

JP2003014408A - ポジションセンサ

Info

Publication number: JP2003014408A
Application number: JP2001199834A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Niwa; 正久丹羽
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】精密な部品、組み立て、及び温度補償が不要
で、変位に対する出力の十分なリニアリティを得ること
ができるポジションセンサを提供する。【解決手段】発信コイル１は発振器５からの信号を供
給されており、Ｘ方向の変位位置によって受信コイル２
１…２ｎのうち近傍にある１つまたは隣接する複数の受
信コイルに誘導電圧を発生させる。検出回路３は受信コ
イル２１…２ｎのうちいずれの受信コイルが誘導電圧が
発生したかを検出し、信号処理回路４は検出回路３の検
出結果に基づいて発信コイル１の位置情報を示すポジシ
ョン信号を出力する。そして、受信コイル２ｋまたはそ
の隣接する複数の受信コイルに誘導電圧が発生し、信号
処理回路４は受信コイル２ｋの位置に発信コイル１があ
ることを示すポジション信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の変位を検
出するポジションセンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の非接触式のポジションセンサは、
永久磁石と感磁性素子を用いるものが多い。この方法で
は、感磁性素子にリニアな磁界を作用させる磁気回路の
構成が最重要ポイントとなる。

【０００３】図２６は特公平６−８２０４１号公報で開
示された一例であって、断面コの字状のヨーク１００の
内上面に設けた永久磁石１０１にテーパーを形成し、永
久磁石１０１とヨーク１００の内下面との間に感磁性素
子１０２を配置して、感磁性素子１０２のＺ方向の変位
に対して磁束１０３のリニアな磁界変化を実現してい
る。

【０００４】また、最大のメリットは、感磁性素子１０
２とセンサ回路（感磁性素子１０２への電源供給、信号
処理回路）をモノリシックＩＣとして作り込み、１つの
パッケージに納めることにより小型化、部品点数の削減
を図ることができることである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような磁
気式のポジションセンサにおいては、変位に対する磁界
１０３のリニアリティを得るためには、研削加工等によ
る正確な永久磁石１０１の寸法出しと、永久磁石１０１
と感磁性素子１０２との精密な位置決めが必要となる。

【０００６】この感磁性素子１０２はＩｎＳｂ薄膜等を
用い、特殊な半導体プロセスを必要とするため高価であ
り、その感度特性は周囲温度による特性変化が大きいた
め、温度補償回路が不可欠となり回路が複雑となる。

【０００７】また、感磁性素子１０２とセンサ回路とを
モノリシックＩＣとして車載用に用いる場合には、フェ
ールセーフシステムの思想に基づいてセンサの検出部は
２重にしなければならず、２個のモノリシックＩＣが本
質的に必要となる。

【０００８】さらに、車載用のスロットルポジションセ
ンサなどの回転角度センサに用いる場合には広範囲にわ
たって高精度の位置検出が求められるため、前記のよう
な永久磁石１０１と感磁性素子１０２を用いたセンサで
は、センサ組み立て後、最低使用温度、最高使用温度で
主要な角度位置におけるセンサ出力を測定し、測定した
データを元にしてセンサ回路に内蔵されている調整手段
を最適に調整することによって所望の出力特性を得てい
る。したがって、組み立て−検査−調整で多くの工数を
要しているのである。

【０００９】本発明は、上記事由に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、精密な部品、組み立て、及び温度
補償が不要で、変位に対する出力の十分なリニアリティ
を得ることができるポジションセンサを提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、並置
された複数の受信コイルと、前記複数の受信コイルに対
して並置方向に相対変位し、１つまたは隣接する複数の
前記受信コイルに誘導電圧を発生させる発信コイルと、
前記複数の受信コイルのうちいずれの受信コイルが前記
発信コイルによって誘導電圧を発生したかを検出する検
出回路と、前記検出回路の検出結果に基づいて前記発信
コイルの位置情報を示すポジション信号を出力する信号
処理回路とを備えることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、並置された複数の発信
コイルと、前記複数の発信コイルに各々異なる固有の信
号を供給する信号パターン発生回路と、前記複数の発信
コイルに対して並置方向に相対変位し、１つまたは隣接
する複数の発信コイルによって誘導電圧を発生する受信
コイルと、前記受信コイルに発生した誘導電圧に基づい
て前記受信コイルの位置情報を示すポジション信号を出
力する信号処理回路とを備えることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記複数の受信コイルはプリント基板に銅箔パター
ンにて形成されていることを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、前記複数の発信コイルはプリント基板に銅箔パター
ンにて形成されていることを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項３または４の発
明において、前記プリント基板に形成された複数のコイ
ルは各々の一端を接地していることを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、請求項３または４の発
明において、前記プリント基板は多層基板であり、前記
プリント基板に形成されたコイルは前記プリント基板の
複数の層にわたって形成されていることを特徴とする。

【００１６】請求項７の発明は、請求項３または４の発
明において、前記プリント基板に形成された複数のコイ
ルは隣接するコイルと互いに接するまたは重なることを
特徴とする。

【００１７】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、前記信号処理回路は、隣接する複数個の受信コイル
が誘導電圧を発生したことを検出した場合に、前記発信
コイルの位置が前記隣接する複数個の受信コイルの中央
位置であることを示すポジション信号を出力することを
特徴とする。

【００１８】請求項９の発明は、請求項２の発明におい
て、矩形波を出力する矩形波発生回路と、所定の周期で
送信開始信号を出力する送信開始信号発生回路とを備
え、前記信号パターン発生回路は、前記送信開始信号が
出力されてから前記発信コイル毎に異なる所定番目に出
力された前記矩形波の単一パルス信号を前記所定番目の
単一パルス信号に対応する発信コイルに供給し、前記信
号処理回路は、前記送信開始信号が出力されてから何番
目の前記単一パルス信号によって前記受信コイルに誘導
電圧が発生したかを計数した結果に基づいて、または前
記送信開始信号が出力されてから前記受信コイルに誘導
電圧が発生するまでの時間を計測した結果に基づいて前
記受信コイルの位置を特定して、前記ポジション信号を
出力することを特徴とする。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、前記信号パターン発生回路は、前記送信開始信号
が出力されてから前記所定番目の単一パルス信号が出力
されたときに、前記複数の発信コイルのうち前記所定番
目の単一パルス信号に対応する発信コイルと前記矩形波
発信回路とを接続する切替回路で構成されることを特徴
とする。

【００２０】請求項１１の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記信号処理回路は、前記受信コイルが隣接する
複数個の発信コイルによって誘導電圧を発生したことを
検出した場合に、前記受信コイルの位置が前記隣接する
複数個の発信コイルの中央位置であることを示すポジシ
ョン信号を出力することを特徴とする。

【００２１】請求項１２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記信号処理回路は、隣接しない複数の受信コイ
ルが誘導電圧を発生したことを前記検出回路が検出した
ときは、エラー信号を出力する、または直前の出力を保
持することを特徴とする。

【００２２】請求項１３の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記信号処理回路は、隣接しない複数の発信コイ
ルによる誘導電圧を前記受信コイルが発生したときは、
エラー信号を出力する、または直前の出力を保持するこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項１４の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記発信コイルは磁性体からなるコア材を有し、
前記複数の受信コイルは前記コア材のギャップ部または
端部近傍に位置することを特徴とする。

【００２４】請求項１５の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記受信コイルは磁性体からなるコア材を有し、
前記複数の発信コイルは前記コア材のギャップ部または
端部近傍に位置することを特徴とする。

【００２５】請求項１６の発明は、請求項１４または１
５の発明において、前記磁性体はアモルファスであるこ
とを特徴とする。

【００２６】請求項１７の発明は、請求項１４または１
５の発明において、前記磁性体はフェライトであること
を特徴とする。

【００２７】請求項１８の発明は、請求項３または４の
発明において、前記プリント基板はフレキシブル基板で
あることを特徴とする。

【００２８】請求項１９の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記発信コイルはコンデンサとでＬＣ共振回路を
構成し、所定の周波数で発振していることを特徴とす
る。

【００２９】請求項２０の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記受信コイルに発生した誘導電圧が入力される
前記検出回路の入力端子と、一端が接地されている前記
受信コイルの接地電位との間に、複数のダイオードが前
記接地電位から前記検出回路の入力端子に向かって順方
向に直列接続されていることを特徴とする。

【００３０】請求項２１の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記受信コイルに発生した誘導電圧が入力される
前記信号処理回路の入力端子と、一端が接地されている
前記受信コイルの接地電位との間に、複数のダイオード
が前記接地電位から前記検出回路の入力端子に向かって
順方向に直列接続されていることを特徴とする。

【００３１】請求項２２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記検出回路は、前記受信コイルに発生した誘導
電圧が入力される入力端子と、前記入力端子にゲートを
接続されて、前記誘導電圧によってオン・オフするＦＥ
Ｔとを備えることを特徴とする。

【００３２】請求項２３の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記検出回路または信号処理回路のいずれかは入
力のピークを保持するピークホールド回路を備えること
を特徴とする。

【００３３】請求項２４の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記信号処理回路の出力を入力されるバッファ回
路を備え、前記バッファ回路は、前記検出回路が１つ以
上の受信コイルに誘導電圧が発生していることを検出し
た場合には入力をそのまま出力し、前記検出回路がいず
れの受信コイルにも誘導電圧が発生していないことを検
出した場合には、前記検出回路がいずれの受信コイルに
も誘導電圧が発生していないことを検出する直前の入力
を維持して出力することを特徴とする。

【００３４】請求項２５の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記信号処理回路の出力を入力されるバッファ回
路を備え、前記バッファ回路は、前記発信コイルの発振
信号が所定のしきい値を超えている場合には入力をその
まま出力し、前記発信コイルの発振信号が所定のしきい
値を下回った場合には、前記発信コイルの発振信号が所
定のしきい値を下回る直前の入力を維持して出力するこ
とを特徴とする。

【００３５】請求項２６の発明は、請求項８の発明にお
いて、前記検出回路は、前記複数の受信コイルのうち１
つの受信コイルのみが誘導電圧を発生している場合に、
該１つの受信コイルに対応した検出信号を出力する論理
ＩＣと、前記複数の受信コイルのうち隣接した２つの受
信コイルが誘導電圧を発生している場合に、該隣接した
２つの受信コイルに対応した検出信号を出力する論理Ｉ
Ｃとから構成されることを特徴とする。

【００３６】請求項２７の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記検出回路は、前記複数の受信コイルが各々接
続した複数の入力、及び前記複数の全ての入力に１つず
つ順次接続する切替スイッチを有する切替回路と、前記
切替スイッチを介して順次入力される前記受信コイルに
発生する誘導電圧を所定のしきい値と順次比較して比較
結果を前記信号処理回路に順次出力するコンパレータ回
路、または前記切替スイッチを介して順次入力される前
記受信コイルに発生する誘導電圧を順次Ａ／Ｄ変換して
変換結果を前記信号処理回路に順次出力するＡ／Ｄ変換
回路とを備えることを特徴とする。

【００３７】請求項２８の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、位置検出に必要な分解能を満たすビット数
のデジタル信号であることを特徴とする。

【００３８】請求項２９の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、出力開始信号と、前記出力開始信号が出力
してから前記位置情報に応じた時間を経て出力されるパ
ルス信号とから構成されることを特徴とする。

【００３９】請求項３０の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、出力開始信号と、前記出力開始信号に続い
て出力される前記位置情報に応じた数のパルス信号とか
ら構成されることを特徴とする。

【００４０】請求項３１の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、前記位置情報に応じたデューティ比のパル
ス信号とから構成されることを特徴とする。

【００４１】請求項３２の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、前記位置情報に応じたパルス幅のパルス信
号とから構成されることを特徴とする。

【００４２】請求項３３の発明は、請求項１または２の
発明において、前記各回路の能動回路はモノリシックＩ
Ｃで構成したことを特徴とする。

【００４３】請求項３４の発明は、請求項１または２の
発明において、前記各回路の能動回路はマイクロコンピ
ュータで構成したことを特徴とする。

【００４４】請求項３５の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記複数の受信コイルを１枚のプリント基板上に
２組形成し、前記２組の複数の受信コイルに対応した前
記発信コイルと前記検出回路と前記信号処理回路とを備
えることを特徴とする。

【００４５】請求項３６の発明は、請求項４の発明にお
いて、前記複数の発信コイルを１枚のプリント基板上に
２組形成し、前記２組の複数の発信コイルに対応した前
記受信コイルと前記信号パターン発生回路と前記信号処
理回路とを備えることを特徴とする。

【００４６】請求項３７の発明は、請求項３５の発明に
おいて、前記２組の複数の受信コイルに各々対応した２
つの発信コイルを有し、前記２つの発振コイルは１つの
励振回路によって励振することを特徴とする。

【００４７】請求項３８の発明は、請求項３５の発明に
おいて、前記２組の複数の受信コイルに各々対応した２
つの発信コイルを有し、前記２つの発信コイルはコンデ
ンサと接続して１つのＬＣ共振回路を構成することを特
徴とする。

【００４８】請求項３９の発明は、請求項３６の発明に
おいて、前記２組の複数の発信コイルは、１つの前記信
号パターン発生回路から信号を供給されることを特徴と
する。

【００４９】請求項４０の発明は、請求項３５または３
６の発明において、前記各回路の能動回路はモノリシッ
クＩＣで構成したことを特徴とする。

【００５０】請求項４１の発明は、請求項３または４の
発明において、外部機器と接続するための外部コネクタ
端子と、前記プリント基板とを取り付けたハウジングを
備えることを特徴する。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００５２】（実施形態１）本実施形態のポジションセ
ンサの構成を図１に示す。発振器５に接続されてＸ方向
に相対変位する発信コイル１と、Ｘ方向に並置された複
数個、本実施形態ではｎ個の受信コイル２１…２ｎと、
受信コイル２１…２ｎが接続された検出回路３と、検出
回路３の出力が接続された信号処理回路４とから構成さ
れ、発信コイル１は受信コイル２１…２ｎに対して相対
変位する。

【００５３】次に本実施形態の動作について説明する。

【００５４】発信コイル１は発振器５からの信号を供給
されており、Ｘ方向の変位位置によって受信コイル２１
…２ｎのうち近傍にある１つまたは隣接する複数の受信
コイルに誘導電圧を発生させる。検出回路３は受信コイ
ル２１…２ｎのうちいずれの受信コイルが誘導電圧を発
生したかを検出し、信号処理回路４は検出回路３の検出
結果に基づいて発信コイル１の位置情報を示すポジショ
ン信号を出力する。図１では、受信コイル２ｋまたはそ
の隣接する複数の受信コイルに誘導電圧が発生し、信号
処理回路４は受信コイル２ｋの位置に発信コイル１があ
ることを示すポジション信号を出力する。

【００５５】このような本実施形態のポジションメータ
は、受信コイル２１…２ｎの各々に誘導電圧が発生する
か否かのオン・オフで発信コイル１の位置を検出するこ
とができるので、温度変動，ばらつきに対して強く、従
来例のような温度補償は不要となる。また、変位に対す
る出力の十分なリニアリティを確保するために、部品、
組み立ての精度を上げる必要もなく、受信コイル２１…
２ｎの数を増やすことによって所望の分解能を得ること
ができる。

【００５６】なお、受信コイル２１…２ｎはＸ方向に等
間隔に配置しても、重要度に応じた各間隔で配置しても
よく、相対変位なので発信コイル１が変位しても、受信
コイル２１…２ｎが変位してもよい。

【００５７】（実施形態２）本実施形態のポジションセ
ンサの構成を図２に示す。Ｘ方向に並置された複数個、
本実施形態ではｎ個の発信コイル７１…７ｎと、発信コ
イル７１…７ｎが接続された信号パターン発生回路６
と、発信コイル７１…７ｎに対してＸ方向に相対変位す
る受信コイル８と、受信コイル８が接続された信号処理
回路９とから構成される。

【００５８】次に本実施形態の動作について説明する。

【００５９】信号パターン発生回路６は複数の発信コイ
ル７１…７ｎに各々異なる固有の信号を供給している。
受信コイル８は、Ｘ方向の変位位置によって発信コイル
７１…７ｎのうち近傍にある１つまたは隣接する複数の
発信コイルによって発信コイルの信号パターンに応じた
誘導電圧を発生し、その波形は、受信コイル８が発信コ
イル７１…７ｎのいずれの近傍に位置しているか、即ち
変位位置によって異なる。そして、信号処理回路９は受
信コイル８に発生した誘導電圧に基づいて受信コイル８
の位置情報を示すポジション信号を出力する。図２で
は、発信コイル７ｋまたはその隣接する複数の発信コイ
ルによって受信コイル８に誘導電圧が発生し、信号処理
回路４は発信コイル７ｋの位置に受信コイル８があるこ
とを示すポジション信号を出力する。

【００６０】このような本実施形態のポジションメータ
は、受信コイル８が受信した信号パターンによって受信
コイル８の位置を検出することができるので、温度変
動，ばらつきに対して強く、従来例のような温度補償は
不要となる。また、変位に対する出力の十分なリニアリ
ティを確保するために、部品、組み立ての精度を上げる
必要もなく、発信コイル７１…７ｎの数を増やすことに
よって所望の分解能を得ることができる。

【００６１】なお、発信コイル７１…７ｎはＸ方向に等
間隔に配置しても、重要度に応じた各間隔で配置しても
よく、相対変位なので受信コイル８が変位しても、発信
コイル７１…７ｎが変位してもよい。

【００６２】（実施形態３）本実施形態のポジションセ
ンサの構成は実施形態１を示す図１と同様であり、同様
の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【００６３】図３は受信コイル２１…２ｎをプリント基
板上に銅箔パターンによって櫛状に形成し、信号処理回
路４もプリント基板１０上に実装する（検出回路３も実
装してもよい）ことによって、受信コイル２１…２ｎの
巻線が不要になり、且つ大量生産が可能になって低コス
ト化を図ることができ、且つ受信コイル２１…２ｎ相互
間の精密な位置決めが可能になり、容易に分解能を上げ
ることができる。

【００６４】図４は、図３に示す受信コイル２１…２ｎ
の各一端をスルーホール１１を介して接地しているもの
で、プリント基板１０上での配線数が減るので受信コイ
ル２１…２ｎ相互間の配置ピッチを狭くして、センサの
分解能をさらに高くすることができる。図３，４に示す
構成を図２に示す実施例に適用する場合には、受信コイ
ル２１…２ｎを発信コイル７１…７ｎに置き換え、信号
処理回路４を信号パターン発生回路６に置き換えれば同
様の効果を得ることができる。

【００６５】次に、プリント基板１０を４層基板とした
ときの１層目，２層目，３層目、４層目の各構成を図５
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に各々示す。１層目か
ら４層目の各受信コイル２ｋはプリント基板１０上に銅
箔パターンによって形成され、スルーホール１１を介し
て接続して４巻構造となっている。したがって、発信コ
イル１が発生する磁束による誘導電圧を大きくするこ
と、または発信コイル１のドライブ電流を小さくするこ
とができる。この構成を図２に示す実施例に適用する場
合には、受信コイル２１…２ｎを発信コイル７１…７ｎ
に置き換え、信号処理回路４を信号パターン発生回路６
に置き換えれば、受信コイル８に大きな誘導電圧を発生
させることができ、または発信コイル７１…７ｎのドラ
イブ電流を小さくすることができる。

【００６６】図６（ａ），（ｂ）は、プリント基板１０
上に形成された受信コイル２１〜２６を表面から見た構
成及び裏面から見た構成を各々示しており、分解能を上
げるために受信コイル２１〜２６の相互間の間隔を詰め
て、裏面にて一端を接地面１２に接続している。この構
成を図２に示す実施例に適用する場合には、受信コイル
２１…２ｎを発信コイル７１…７ｎに置き換え、信号処
理回路４を信号パターン発生回路６に置き換えれば同様
の効果を得ることができる。

【００６７】図７（ａ），（ｂ）は、プリント基板１０
上に形成された受信コイル２１〜２６を表面から見た構
成及び裏面から見た別の構成を各々示しており、受信コ
イル２１〜２６の各誘導電圧を上げるために受信コイル
２１〜２６が相互に重なるように形成しており、裏面に
て一端を接地面１２に接続している。したがって、常に
１つ以上の受信コイルに有効な誘導電圧が発生している
状態をより確実に実現することができる。つまり、どの
受信コイルにも有効な誘導電圧が発生していない状態を
回避できるのである。この構成を図２に示す実施例に適
用する場合には、受信コイル２１…２ｎを発信コイル７
１…７ｎに置き換え、信号処理回路４を信号パターン発
生回路６に置き換えれば、１つ以上の発信コイルの信号
パターンを受信コイル８が受信し、信号処理回路９が検
出できる状態をより確実に実現することができる。

【００６８】（実施形態４）図８は本実施形態のポジシ
ョンセンサの構成を示し、実施形態２を示す図２に矩形
波発生回路１３と送信開始信号発生回路１４とを付加し
たものであり、図２と同様の構成には同一の符号を付し
て説明は省略する。

【００６９】本実施形態のポジションセンサは、Ｘ方向
に並置されたｎ個の発信コイル７１…７ｎと、抵抗Ｒ１
…Ｒｎを各々介して発信コイル７１…７ｎが接続された
信号パターン発生回路６と、Ｘ方向に相対変位する受信
コイル８と、受信コイル８が接続された信号処理回路９
と、信号パターン発生回路６に接続された矩形波発生回
路１３と、信号パターン発生回路６，信号処理回路９，
及び矩形波発生回路１３に接続された送信開始信号発生
回路１４とから構成される。

【００７０】矩形波発生回路１３は矩形波を出力し、送
信開始信号発生回路１４はその矩形波を分周した信号の
立上りパルスを出力することによって、所定の周期で送
信開始信号を出力している。発信コイル７１…７ｎは、
この矩形波の各単一パルスのうち送信開始信号が出力さ
れてから互いに異なる所定番目の単一パルス信号を送信
回路６１…６ｎを各々介して供給される。即ち、送信回
路６１…６ｎは、送信開始信号が出力されてから所定番
目に出力された矩形波の単一パルス信号を発信コイル７
１…７ｎのうち前記所定番目の単一パルス信号に対応す
る発信コイルに各々供給することによって、発信コイル
７１…７ｎは、互いに異なる信号を供給される。そし
て、信号処理回路９は、受信コイル８に発生した誘導電
圧は送信開始信号が出力されてから何番目の単一パルス
信号によって発生したかを計数することによって、また
は送信開始信号が出力されてから受信コイル８に誘導電
圧が発生するまでの時間を計測することによって受信コ
イル８の位置情報を示すポジション信号を出力する。

【００７１】図８に示すポジションセンサにおいて、受
信コイル８が発信コイル７ｋの位置にある場合の、矩形
波発振回路１３が出力する矩形波Ｖ１，送信開始信号発
生回路１４内部での分周信号Ｖ２，送信開始信号発生回
路１４が出力する送信開始信号Ｖ３，発信コイル７１に
供給される単一パルス信号Ｖ４，発信コイル７２に供給
される単一パルス信号Ｖ５，発信コイル７ｋに供給され
る単一パルス信号Ｖ６，信号処理回路９で受信する受信
信号Ｖ８の各波形を図９に示す。

【００７２】送信開始信号Ｖ３は、矩形波Ｖ１を分周し
た分周信号Ｖ２の立ち上がりパルスであり、送信開始信
号Ｖ３と同時に出力される矩形波Ｖ１の単一パルスが発
信コイル７１に供給される単一パルス信号Ｖ４であり、
送信開始信号Ｖ３が出力してから２番目に出力される単
一パルスが発信コイル７２に供給される単一パルス信号
Ｖ５であり、送信開始信号Ｖ３が出力してからｋ番目に
出力される単一パルスが発信コイル７ｋに供給される単
一パルス信号Ｖ６である。

【００７３】そして、受信コイル８が発信コイル７ｋの
位置にあるので、受信コイル８は発信コイル７ｋによっ
て誘導電圧を発生し、信号処理回路９は単一パルス信号
Ｖ６のタイミングで受信信号Ｖ８を受信する。このと
き、信号処理回路９は、送信開始信号Ｖ３が出力してか
らｋ番目の単一パルス信号で受信信号Ｖ８が発生したこ
とを計数することによって、または送信開始信号Ｖ３が
出力してから受信コイル８に誘導電圧が発生するまでの
時間Ｔ３を計測することによって受信コイル８は送信コ
イル７ｋの位置にあることを示すポジション信号を出力
する。

【００７４】図１０は信号パターン発生回路６に切替回
路６ａを用いた例であり、切替回路６ａは、送信開始信
号が出力されてから所定番目の前記矩形波の単一パルス
信号が出力されたときに、前記所定番目の単一パルス信
号に対応する発信コイルと矩形波発信回路１３とを接続
することによって、発信コイル７１…７ｎへ各々対応す
る単一パルス信号を供給する。

【００７５】図１０に示すポジションセンサにおいて、
受信コイル８が発信コイル７ｋと発信コイル７ｋ＋１と
の中央位置にある場合の、矩形波発振回路１３が出力す
る矩形波Ｖ１，送信開始信号発生回路１４内部での分周
信号Ｖ２，送信開始信号発生回路１４が出力する送信開
始信号Ｖ３，発信コイル７１に供給される単一パルス信
号Ｖ４，発信コイル７２に供給される単一パルス信号Ｖ
５，発信コイル７ｋに供給される単一パルス信号Ｖ６，
発信コイル７ｋ＋１に供給される単一パルス信号Ｖ７，
信号処理回路９で受信する受信信号Ｖ８の各波形を図１
１に示す。

【００７６】受信コイル８が発信コイル７ｋと発信コイ
ル７ｋ＋１との中央位置にあるので、受信コイル８は発
信コイル７ｋと発信コイル７ｋ＋１とによって誘導電圧
を発生し、信号処理回路９は単一パルス信号Ｖ６，Ｖ７
のタイミングで受信信号Ｖ８を受信する。このとき、信
号処理回路９は、送信開始信号Ｖ３が出力してからｋ番
目及びｋ＋１番目の単一パルス信号で受信信号Ｖ８が発
生したことを計数することによって、または送信開始信
号Ｖ３が出力してから受信コイル８に誘導電圧が発生す
るまでの時間を計測することによって受信コイル８は送
信コイル７ｋと送信コイル７ｋ＋１との中央位置にある
ことを示すポジション信号を出力する。

【００７７】このように、隣接する複数の発信コイルに
よって受信コイル８に誘導電圧が発生した場合には、隣
接する複数の発信コイルの中央位置に受信コイル８は位
置していると判断することによって分解能を上げること
ができる。

【００７８】また、正常な場合には、例えば発信コイル
７ｋと発信コイル７ｋ＋２のように隣接しない発信コイ
ルによる誘導電圧を信号処理回路９が受信するというこ
とはあり得ない。したがって、信号処理回路９は、隣接
しない複数の発信コイルによる誘導電圧を受信した場合
には、所定のエラー信号を出力してセンサの動作異常を
報知することができる。センサ自身の信頼性がもともと
十分である場合には、異常となる直前のポジション信号
を維持してそのまま出力すれば、外来ノイズ等の原因
で、瞬時的にこのような異常になった場合でも、センサ
は正常な出力を維持することができる。

【００７９】なお、実施例１を示す図１においては、発
信コイル１によって隣接する複数の受信コイルに誘導電
圧が発生した場合には、隣接する複数の受信コイルの中
央位置に受信コイル１は位置していると判断することに
よって前記同様に分解能を上げることができ、隣接しな
い複数の受信コイルで誘導電圧を受信した場合には、前
記同様にエラー信号を出力または、異常となる直前のポ
ジション信号を維持してそのまま出力すれば同様の効果
を得ることができる。

【００８０】（実施形態５）本実施形態のポジションセ
ンサの構成は実施形態１を示す図１と同様であり、同様
の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【００８１】図１２（ａ）においては、発信コイル１は
ギャップを有する磁性体からなる略Ｃ型のコアＡ１に巻
回している。プリント基板１０上には基板面に対して垂
直方向を軸方向とする受信コイル２１…２ｎが形成され
ており、受信コイル２１…２ｎはコアＡ１のギャップに
位置するように配置されており、発信コイル１と受信コ
イル２１…２ｎとの磁気結合を大きくでき、発信コイル
１の磁束によって受信コイル２１…２ｎに発生する誘導
電圧を大きくすることができる。また、発信コイル１の
磁気抵抗を小さくすることができるので、発信コイル１
のドライブ電流を小さくして、且つ大きな磁束を発生す
ることができる。

【００８２】図１２（ｂ）においては、発信コイル１を
磁性体からなる棒状のコアＡ２に巻回している。プリン
ト基板１０上には基板面に対して垂直方向を軸方向とす
る受信コイル２１…２ｎが形成されており、受信コイル
２１…２ｎはコアＡ２の一端近傍に位置するように配置
されており、図１２（ａ）に示す構成に比べると、発信
コイル１の磁界によって受信コイル２１…２ｎに誘導電
圧を発生させる効率は低下するが、組み立ての容易さに
おいては優れている。

【００８３】コアＡ１，Ａ２の磁性材料としては、アモ
ルファスが用いられ、アモルファスの磁気特性は高周波
特性がよいので、発信コイル１を高周波で励振させるこ
とができ、また磁束変化が大きくなって受信コイル２１
…２ｎの誘導電圧を大きくすることができて、且つ箔体
であるので薄型化を容易に行うことができる。

【００８４】ここで、実施形態４に示したポジションセ
ンサでは、センサの分解能は受信コイル２１…２ｎ、ま
たは発信コイル７１…７ｎの数によって決まる。しか
し、実施形態４に示す内容をハードウェアで実現しよう
とすると、ハードウェアが複雑になる。理想的には、同
時に誘導電圧が発生する受信コイル、または同時に誘導
電圧を発生させる送信コイルは１個又は２個までとし、
同時に３個以上動作しないことがハードウェアで実施形
態４を実現するための最も簡単な回路構成となる。その
ためには、発信コイル１と受信コイル２１…２ｎとの各
幅、または発信コイル７１…７ｎと受信コイル８との変
位方向の各幅を同程度にすることが望ましい。そのため
にはコアＡ１，Ａ２を薄型に形成するのが好ましく、こ
の点から見ても薄型に形成できるアモルファスは適して
いる。

【００８５】また、コアＡ１，Ａ２の磁性材料として
は、フェライトを用いてもよく、フェライトの磁気特性
は高周波特性がよいので、発信コイル１を高周波で励振
させることができ、磁束変化が大きくなって受信コイル
２１…２ｎの誘導電圧を大きくすることができる。アモ
ルファスは箔体であるために組み立て段階での取り扱い
が非常に難しいがフェライトであれば組み立てを容易に
行うことができる。

【００８６】なお、この構成を図２に示す実施例に適用
する場合には、発信コイル１を受信コイル８に置き換
え、受信コイル２１…２ｎを発信コイル７１…７ｎに置
き換えれば同様の効果を得ることができ、特にコアＡ
１，Ａ２の材料としてアモルファスまたはフェライトを
用いれば、感度がよいので発信コイル７１．．．７ｎの
磁束が少ない場合でも信号パターンを読み取ることが可
能となる。

【００８７】さらに、プリント基板１０をフレキシブル
基板で形成すれば、フレキシブル基板は薄いのでコアＡ
１のギャップを小さくすることができ、ギャップによる
磁気回路のロスを小さくすることができる。

【００８８】（実施形態６）本実施形態のポジションセ
ンサの構成は実施形態１を示す図１と同様であり、同様
の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【００８９】図１３は、ＬＣ共振回路を用いた発信コイ
ル１と発振器５との回路構成例を示しており、一端を接
地した発信コイル１及びコンデンサＣ１を並列に接続し
たＬＣ共振回路と、ＬＣ共振回路の他端にエミッタを接
続し、コレクタ−ベース間を短絡したｎｐｎ型のトラン
ジスタＱ３と、トランジスタＱ３のコレクタに接続した
定電流源Ｊ１と、制御電圧を各エミッタと接続してカレ
ントミラー回路を構成するｐｎｐ型のトランジスタＱ
１，Ｑ２と、ベースをトランジスタＱ３のベースと接続
し、コレクタをトランジスタＱ２のコレクタと接続し、
エミッタを帰還電流を調節する抵抗Ｒａと接続してエミ
ッタフォロワを構成するｎｐｎ型のトランジスタＱ４と
から構成されて、発信コイル１とコンデンサＣ１とのＬ
Ｃ共振回路は、励振されて所定の共振周波数で発振する
ため、発信コイル１には大きな共振電流が流れ、発信コ
イル１の磁化力を大きくすることが容易にでき、しかも
消費電流が大きくなることはない。

【００９０】図１４は、ロジック回路を用いた発信コイ
ル１と発振器５との回路構成例を示しており、インバー
タ素子ＩＣ１と、インバータ素子ＩＣ１の入出力間に接
続されたコンデンサＣ２，発信コイル１，抵抗Ｒｃの直
列回路、抵抗ｒｂ，及びコンデンサＣ３と、インバータ
素子ＩＣ１の入力と接地電位間とに接続したコンデンサ
Ｃ４と、インバータ素子ＩＣ１の出力と接地電位間とに
接続したコンデンサＣ５とから構成されて、発信コイル
１とコンデンサＣ２とでＬＣ共振回路を成し、回路全体
をロジック回路で構成する場合に適する。

【００９１】（実施形態７）本実施形態のポジションセ
ンサの構成は実施形態１を示す図１と同様であり、同様
の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【００９２】図１５に、検出回路３の回路構成の一部を
示す。受信コイル２ｋで発生した誘導電圧は、ダイオー
ドＤ５を介してＦＥＴＱ５のゲートに入力される。ＦＥ
ＴＱ５のドレインは抵抗Ｒｄを介して制御電源と接続
し、ソースは接地しており、ゲート−ソース間容量Ｃｐ
とゲート−ドレイン間容量Ｃｄとを有しており、誘導電
圧がＦＥＴＱ５のゲート電圧のオンしきい値を超えれば
ＦＥＴＱ５はオンし、ドレインの電圧をＨレベルからＬ
レベルに切り換えて検出結果として出力する。

【００９３】そして、誘導電圧の入力部には接地電位と
の間にダイオードＤ１〜Ｄ３の直列回路を接続し、制御
電源との間にダイオードＤ４を接続しており、ダイオー
ドＤ１〜Ｄ４の各順方向電圧を０．７Ｖとすると誘導電
圧を正の電圧は制御電源＋０．７Ｖに、負の電圧は−
２．１Ｖにクランプして、静電気保護を行っている。従
来の１段接続の静電気保護用ダイオードでは負のクラン
プ電圧は−０．７Ｖであるが、本実施形態では３段接続
としてクランプする電圧を大きくすることができ、した
がって誘導電圧の入力しきい値を大きくすることができ
て、このときの耐静電気性は従来の１段接続の場合と変
わらない性能を維持することができる。

【００９４】またＦＥＴＱ５のゲートは入力インピーダ
ンスが高いので誘導電圧が大きくなり、さらにゲート−
ソース間容量Ｃｐ、及びゲート−ドレイン間容量Ｃｄを
有しているので、この容量と静電気保護用のダイオード
Ｄ１〜Ｄ４とによってピークホールド回路を形成して、
交流である誘導電圧がＦＥＴＱ５をオンさせる入力しき
い値を下回る位相の間でも誘導電圧の値をピークホール
ドしてセンサ出力のチャタリングを防ぐことができる。
この構成では、別にピークホールド回路を備える必要が
なく、検出回路３の小型化を図ることもできる。

【００９５】前記ピークホールド回路について、図１６
〜１８を用いて説明する。

【００９６】図１６（ａ）はピークホールド回路を備え
ていない場合の回路構成を示し、誘導電圧Ｖ９（図１６
（ｂ））がＦＥＴＱ５をオンさせる入力しきい値を下回
っている間ではＦＥＴＱ５はオフとなり、検出回路３の
出力電圧Ｖ１１（図１６（ｃ））はチャタリングを発生
している。

【００９７】図１７（ａ）は検出回路３の入力部にピー
クホールド回路を備えている場合の回路構成を示してお
り、ピークホールド回路は、ベースに誘導電圧を入力さ
れるトランジスタＱ６と、トランジスタＱ６のエミッタ
に接続される抵抗Ｒｅ，コンデンサＣ６の並列回路とか
ら構成されて、コンデンサＣ６の両端電圧をＦＥＴＱ５
のゲートに入力している。このピークホールド回路は、
誘導電圧Ｖ９（図１７（ｂ））によってトランジスタＱ
６がオン・オフし、トランジスタＱ６の両端電圧Ｖ１０
（図１７（ｃ））は、トランジスタＱ６のオン時に充電
され、オフ時には抵抗Ｒｅを介して放電されるが、抵抗
Ｒｅ，コンデンサＣ６の時定数を持って放電されるため
瞬時には放電されずにピークホールド動作を行うため、
誘導電圧Ｖ９が入力されている間、ＦＥＴＱ５はオン状
態となり、検出回路３の出力電圧Ｖ１１（図１７
（ｃ））はＬ状態を維持している。

【００９８】図１８（ａ）は検出回路３の出力部にピー
クホールド回路を備えている場合の回路構成を示してお
り、ピークホールド回路は、ＦＥＴＱ５のドレイン−ソ
ース間に接続されたコンデンサＣ７から構成されてい
る。受信コイル２ｋに誘導電圧Ｖ９（図１８（ｂ））が
発生していないときＦＥＴＱ５はオフ状態であり、コン
デンサＣ７には抵抗Ｒｄを介して充電されて、検出回路
３の出力電圧Ｖ１１（図１８（ｃ））はＨ状態となる。
次に誘導電圧Ｖ９が発生して、誘導電圧Ｖ９の振幅に応
じてＦＥＴＱ５がオン・オフすると、コンデンサＣ７
は、ＦＥＴＱ５のオン時にＦＥＴＱ５を介して放電し、
ＦＥＴＱ５のオフ時には抵抗Ｒｄを介して充電される。
しかし、充電時にはコンデンサＣ７と抵抗Ｒｄとの時点
数を有するので、十分に充電されない状態で放電して、
誘導電圧Ｖ９が入力されている間、出力電圧Ｖ１１はＬ
状態を維持している。

【００９９】（実施形態８）図１９は本実施形態のポジ
ションセンサの構成を示し、実施形態１を示す図１にＡ
ＮＤ素子ＩＣ２とインバータ素子ＩＣ３とバッファ回路
１５とを付加したものであり、図１と同様の構成には同
一の符号を付して説明は省略する。

【０１００】本実施形態のポジションセンサは、受信コ
イル２１〜２ｎに各々対応して検出回路３が備える受信
回路３１〜３ｎの全ての出力をＡＮＤ素子ＩＣ２に入力
し、ＡＮＤ素子ＩＣ２の出力はインバータ素子ＩＣ３に
て反転されて、信号処理回路４の出力に接続されたバッ
ファ回路１５のイネーブル端子に入力される。

【０１０１】次に動作について説明する。

【０１０２】受信回路３１〜３ｎは、対応する受信コイ
ル２１〜２ｎが誘導電圧を各々発生した場合にＬレベル
の信号を出力し、誘導電圧を発生していない場合にはＨ
レベルの信号を出力する。

【０１０３】受信コイル２１〜２ｎのうち１つ以上の受
信コイルが誘導電圧を発生した場合（すなわち受信回路
３１〜３ｎのうち１つ以上の出力がＬレベルの場合）に
は、ＡＮＤ素子ＩＣ２の出力はＬレベルとなって、イン
バータ素子ＩＣ３の出力はＨレベルとなり、バッファ回
路１５は、イネーブル端子がＨレベル入力となって、信
号処理回路４が出力したポジション信号を更新しながら
出力する。

【０１０４】全ての受信コイル２１〜２ｎが誘導電圧を
発生していない場合（すなわち受信回路３１〜３ｎの出
力が全てＨレベルの場合）には、ＡＮＤ素子ＩＣ２の出
力はＨレベルとなって、インバータ素子ＩＣ３の出力は
Ｌレベルとなり、バッファ回路１５はイネーブル端子が
Ｌレベル入力となって、全ての受信コイル２１〜２ｎに
誘導電圧が発生しなくなる直前のポジション信号を維持
して出力する。

【０１０５】このように本実施形態においては、実施形
態７と同様に、交流である誘導電圧が受信回路３１〜３
ｎの入力しきい値を下回っている位相の間に発生する出
力のチャタリングを防止することができ、さらに、実施
形態７で説明したピークホールド回路を用いる場合に比
べて、発信コイル１の発振周期程度にまで応答性を早め
ることができる。

【０１０６】また、バッファ回路１５は、発信コイル２
に供給される交流信号の振幅が所定の値以上である時点
と同期して、信号処理回路４が出力したポジション信号
を更新しながら出力してもよく、交流である誘導電圧が
受信回路３１〜３ｎの入力しきい値を下回っている位相
の間の外来ノイズの影響を受けないという効果がある。

【０１０７】なお、本実施形態においてはバッファ回路
１５を信号処理回路４の出力に接続しているが、信号処
理回路４に設けてもよい。

【０１０８】（実施形態９）本実施形態のポジションセ
ンサの構成は実施形態１を示す図１と同様であり、同様
の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

【０１０９】図２０に、検出回路３の回路構成を示す。
検出回路３は、１つの正論理入力及び２つの負論理入力
を備えるＡＮＤ素子ＩＣ４ａ〜４ｎと、２つの正論理入
力を備えるＡＮＤ素子ＩＣ５ａ〜５ｎとから構成され、
ＡＮＤ素子ＩＣ４ａ〜４ｎには隣接する３個の受信コイ
ルが中央の受信コイルが正論理入力に入力されるように
接続され（ＡＮＤ素子ＩＣ４ａ，４ｎの１つの負論理入
力は各々接地される）、ＡＮＤ素子ＩＣ５ａ〜５ｎには
隣接する２つの受信コイルが接続されている。

【０１１０】実施形態５において、同時に誘導電圧が発
生する受信コイルは１個又は２個までとし、同時に３個
以上動作しないことがハードウェアで実施形態４を実現
するための最も簡単な回路構成となることを述べたが、
本実施形態の図２０は、同時に誘導電圧が発生する受信
コイルは２個までとしたときに、隣接する２個の受信コ
イルが誘導電圧を発生したことを検出した場合に、発信
コイル１の位置が隣接する２個の受信コイルの中央位置
であることを示すポジション信号を出力する回路構成を
示している。

【０１１１】即ち、受信コイル２１のみが誘導電圧を発
生した場合にはＩＣ４ａの出力がＨレベルになり、受信
コイル２１，２２が誘導電圧を発生した場合にはＩＣ５
ａの出力がＨレベルになり、受信コイル２２のみが誘導
電圧を発生した場合にはＩＣ４ｂの出力がＨレベルにな
り、受信コイル２２，２３が誘導電圧を発生した場合に
はＩＣ５ｂの出力がＨレベルになり、．．．、受信コイ
ル２ｎのみが誘導電圧を発生した場合にはＩＣ４ｎの出
力がＨレベルになる。このように隣接する２つの受信コ
イルが誘導電圧を発生した場合には、ＩＣ５ａ〜５ｎの
うちいずれかの出力がＨレベルになり、発信コイル１の
位置が隣接する２個の受信コイルの中央位置であること
を示す信号を信号処理回路４に出力する。

【０１１２】このような構成とすることによって、受信
コイル２１〜２ｎの数に比べて分解能を上げることがで
き、且つロジックゲートであるＡＮＤ素子ＩＣ４ａ〜４
ｎ、５ａ〜５ｎの組み合わせで回路を構成しているので
低コスト化を図ることができる。

【０１１３】（実施形態１０）図２１は本実施形態のポ
ジションセンサの受信側の構成を示し、実施形態１を示
す図１に矩形波発振回路１６を付加したものであり、図
１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略す
る。

【０１１４】本実施形態のポジションセンサの検出回路
３は、複数の受信コイル２１〜２ｎが各々接続した複数
の入力、及び矩形波発振回路１６が発生する矩形波の周
期に同期して複数の全ての入力に１つずつ順次接続する
切替スイッチＳＷ１を有する切替回路３ａと、矩形波発
振回路１６が発生する矩形波の周期に同期して切替スイ
ッチＳＷ１を介して順次入力される受信コイル２１〜２
ｎに発生する各誘導電圧を所定のしきい値と順次比較し
て比較結果を信号処理回路４に順次出力するコンパレー
タ回路３ｂとを備えている。

【０１１５】このように時系列的に複数の受信コイル２
１〜２ｎの誘導電圧を検出することによって、実質的な
検出回路の数を少なくすることができる。

【０１１６】なお、切替スイッチＳＷ１を介して順次入
力される受信コイル２１〜２ｎに発生する誘導電圧を順
次Ａ／Ｄ変換して変換結果を信号処理回路４に順次出力
するＡ／Ｄ変換回路をコンパレータ回路３ｂの代わりに
設けてもよい。

【０１１７】（実施形態１１）図１，２に示すポジショ
ンセンサにおいて、信号処理回路４が出力するポジショ
ン信号は位置検出に必要な分解能を満たすビット数のデ
ジタル信号である。

【０１１８】ポジション信号を受けて処理するシステム
（以後、ＥＣＵと呼ぶ）がデジタル回路である場合、ポ
ジション信号がアナログ信号であると余計なＡ／Ｄ変換
やＤ／Ａ変換を繰り返すことにより誤差が生じ、且つ応
答遅れを伴うが、ポジション信号がデジタル信号であれ
ばアナログ信号のような前記問題はなく、さらに信号伝
達の際の外部ノイズの影響を受けにくい。また、必要ビ
ット数のデジタル出力なので、ＥＣＵ側はリアルタイム
に読出しを行うことができ、タイマーやカウンタの必要
なしに処理を迅速に行うことができる。

【０１１９】例えば、図１に示すポジションセンサにお
いて、実施形態９で説明した構成で受信コイルの数が５
０個である場合、分解能として９９の位置情報を得るこ
とができ、７ビットの２進数で表すことができる。した
がって、信号処理回路４は、該当位置に対応する２進数
のデジタル信号からなるポジション信号を一本の信号線
で出力すればよい。

【０１２０】（実施形態１２）図１，２に示すポジショ
ンセンサにおいて、信号処理回路４が出力するポジショ
ン信号を図２２に示す。ポジション信号Ｖ１３は、基準
パルスＶ１２のパルス幅３個分の幅Ｔ１を有する出力開
始信号と、出力開始信号が出力してから位置情報に応じ
た時間Ｔ２を経て出力されるパルス信号とから構成され
る。ＥＣＵ側では出力開始信号のパルス幅Ｔ１と、パル
ス信号が表れるまでの時間Ｔ２とをタイマで測定するこ
とによって、何番目の受信コイル（あるいは送信コイ
ル）の信号かを判断することができる。図２２では、Ｔ
２＝基準パルスＶ１２のパルス幅×５であるので３番目
の受信コイル（あるいは送信コイル）の信号であると判
断することができる。

【０１２１】ＥＣＵがデジタル回路である場合、ポジシ
ョン信号がアナログ信号であると余計なＡ／Ｄ変換やＤ
／Ａ変換を繰り返すことにより誤差が生じ、且つ応答遅
れを伴うが、ポジション信号がデジタル信号であればア
ナログ信号のような前記問題はなく、さらに信号伝達の
際の外部ノイズの影響を受けにくい。また必要ビット数
のデジタル出力を確保するとポジションセンサ−ＥＣＵ
間の配線数が増えてしまうが、本実施形態によれば信号
線は１本で済む。

【０１２２】（実施形態１３）図１，２に示すポジショ
ンセンサにおいて、信号処理回路４が出力するポジショ
ン信号を図２３に示す。ポジション信号Ｖ１３は、基準
パルスＶ１２のパルス幅３個分の幅を有する出力開始信
号と、出力開始信号に続いて出力される位置情報に応じ
た数のパルス信号とから構成される。

【０１２３】ＥＣＵ側では出力開始信号に続くパルス信
号の数をカウンタで計数することによって、何番目の受
信コイル（あるいは送信コイル）の信号かを判断するこ
とができる。図２３では、パルス信号の数が３個である
ので３番目の受信コイル（あるいは送信コイル）の信号
であると判断することができる。

【０１２４】ＥＣＵがデジタル回路である場合、ポジシ
ョン信号がアナログ信号であると余計なＡ／Ｄ変換やＤ
／Ａ変換を繰り返すことにより誤差が生じ、且つ応答遅
れを伴うが、ポジション信号がデジタル信号であればア
ナログ信号のような前記問題はなく、さらに信号伝達の
際の外部ノイズの影響を受けにくい。また必要ビット数
のデジタル出力を確保するとポジションセンサ−ＥＣＵ
間の配線数が増えてしまうが、本実施形態によれば信号
線は１本で済む。

【０１２５】（実施形態１４）図１，２に示すポジショ
ンセンサにおいて、信号処理回路４が出力するポジショ
ン信号を図２４に示す。ポジション信号Ｖ１３は、位置
情報に応じたデューティ比のパルス信号とから構成さ
れ、そのデューティ比のオン，オフ時間は基準パルスＶ
１２のパルス数によって各々決められる。

【０１２６】ＥＣＵ側では周期とパルス幅とをタイマで
計測することによって、何番目の受信コイル（あるいは
送信コイル）の信号かを判断することができる。図２４
では、分解能が８であるポジションセンサにおいて、３
番目の受信コイル（あるいは送信コイル）を示してい
る。

【０１２７】ＥＣＵがデジタル回路である場合、ポジシ
ョン信号がアナログ信号であると余計なＡ／Ｄ変換やＤ
／Ａ変換を繰り返すことにより誤差が生じ、且つ応答遅
れを伴うが、ポジション信号がデジタル信号であればア
ナログ信号のような前記問題はなく、さらに信号伝達の
際の外部ノイズの影響を受けにくい。また必要ビット数
のデジタル出力を確保するとポジションセンサ−ＥＣＵ
間の配線数が増えてしまうが、本実施形態によれば信号
線は１本で済む。

【０１２８】なお、ポジション信号Ｖ１３は、位置情報
に応じたパルス幅のパルス信号とから構成されてもよ
い。

【０１２９】（実施形態１５）図２５は、本発明のポジ
ションセンサを回転角度検出に用いた例の外観図を示
す。半円環状の支持体Ｂに互いに対向して取り付けられ
た２個の発信コイル１ａ，１ｂが、センサハウジング
（図示なし）に取り付けられた円形状のプリント基板１
０の周囲を変位する。プリント基板１０上には、銅箔パ
ターンからなる受信コイル２１〜２ｎ、２１’〜２ｎ’
と、検出回路３及び信号処理回路４と、発振回路（図示
なし）と、発信コイル接続部１６とが形成、実装され、
発信コイル１ａは受信コイル２１〜２ｎに対応し、発信
コイル１ｂは受信コイル２１’〜２ｎ’に対応してい
る。発信コイル１ａ，１ｂは、プリント基板１０の中央
部付近の発信コイル接続部１６に接続されることによっ
て、接続配線のうちの可動部分（変形する部分）を少な
くできる。プリント基板１０は外部接続する必要がある
ために、本実施形態のようにセンサハウジングに固定
し、発信コイル１ａ，１ｂを可動とするほうが望まし
い。

【０１３０】２個の発信コイル１ａ，１ｂは各々の変位
位置によって受信コイル２１〜２ｎ、２１’〜２ｎ’の
うち鎖交する受信コイルは変わっていき、誘導電圧の発
生する受信コイルに応じて、信号処理回路４からポジシ
ョン信号が出力される。

【０１３１】検出回路３及び信号処理回路４の能動回路
部分はモノリシックＩＣにて構成してもよく、矩形波で
同期を取るとき等のタイミングずれが小となり、また小
型化、低コスト化を図ることができる。

【０１３２】また能動素子部分をマイクロコンピュータ
で構成すれば、隣接する多数の受信コイルが同時に誘導
電圧を発生したときにその中央位置を発信コイルの変位
位置であると判断する場合に、ロジックゲートの組み合
わせ等のハードでは回路規模が膨大になるが、マイクロ
コンピュータであればソフト的に実現可能であり、信号
処理、信号パターンの生成、最終出力信号の生成につい
てハードの回路規模増大を伴うことなく実現することが
できる。

【０１３３】更に、２個の発信コイル１ａ，１ｂと２組
の受信コイル２１〜２ｎ，２１’〜２ｎ’を備えて、検
出部を２重化した車載用のフェールセーフシステムに用
いることができ、また、１枚のプリント基板１上に２組
の受信コイル２１〜２ｎ，２１’〜２ｎ’を形成したの
で、２重化に伴うコストアップが小さくなる。

【０１３４】そして、２個の発信コイル１ａ，１ｂを単
一のＬＣ励振回路で励振すれば、共用部分が更に増え、
コストアップを更に抑えることができる。

【０１３５】なお、実施形態２に示すポジションセンサ
の構成においても、本実施形態と同様の構成にすれば同
様の効果を得ることができ、この場合は、２組の発信コ
イルに対して単一の信号パターン発信回路から信号パタ
ーンを与えるようすれば共用部分が更に増え、コストア
ップを更に抑えることができる。

【０１３６】

【発明の効果】請求項１の発明は、並置された複数の受
信コイルと、前記複数の受信コイルに対して並置方向に
相対変位し、１つまたは隣接する複数の前記受信コイル
に誘導電圧を発生させる発信コイルと、前記複数の受信
コイルのうちいずれの受信コイルが前記発信コイルによ
って誘導電圧を発生したかを検出する検出回路と、前記
検出回路の検出結果に基づいて前記発信コイルの位置情
報を示すポジション信号を出力する信号処理回路とを備
えるので、各受信コイルに誘導電圧が発生するか否かの
オン・オフで発信コイルの位置を検出することによっ
て、温度変動、ばらつきに対して強く、温度補償が不要
となり、リニアリティ確保のために部品や組立ての精度
を上げるまでもなく、配置した受信コイル数によって分
解能、角度分解能が自動的に決まるという効果がある。

【０１３７】請求項２の発明は、並置された複数の発信
コイルと、前記複数の発信コイルに各々異なる固有の信
号を供給する信号パターン発生回路と、前記複数の発信
コイルに対して並置方向に相対変位し、１つまたは隣接
する複数の発信コイルによって誘導電圧を発生する受信
コイルと、前記受信コイルに発生した誘導電圧に基づい
て前記受信コイルの位置情報を示すポジション信号を出
力する信号処理回路とを備えるので、受信コイルが受信
した信号パターンで発信コイルの位置を検出することに
よって、温度変動、ばらつきに対して強く、温度補償が
不要となり、リニアリティ確保のために部品や組立ての
精度を上げるまでもなく、配置した発信コイル数によっ
て分解能、角度分解能が自動的に決まるという効果があ
る。

【０１３８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記複数の受信コイルはプリント基板に銅箔パター
ンにて形成されているので、巻線が不用になり多数個を
同時に製作可能となって低コスト化、受信コイル相互間
の精密な位置決め、分解能の向上が可能となるという効
果がある。

【０１３９】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、前記複数の発信コイルはプリント基板に銅箔パター
ンにて形成されているので、巻線が不用になり多数個を
同時に製作可能となって低コスト化、発信コイル相互間
の精密な位置決め、分解能の向上が可能となるという効
果がある。

【０１４０】請求項５の発明は、請求項３または４の発
明において、前記プリント基板に形成された複数のコイ
ルは各々の一端を接地しているので、プリント基板上で
の配線数が減少し、コイル同士の配置ピッチを狭くする
ことができ、センサの分解能を向上させることができる
という効果がある。

【０１４１】請求項６の発明は、請求項３または４の発
明において、前記プリント基板は多層基板であり、前記
プリント基板に形成されたコイルは前記プリント基板の
複数の層にわたって形成されているので、プリント基板
に形成されたコイルが受信コイルである場合、発信コイ
ルの磁束による誘導電圧を大きくできる、または発信コ
イルのドライブ電流を小さくでき、また、プリント基板
に形成されたコイルが発信コイルである場合、受信コイ
ルに大きな誘導電圧を発生させることができる、または
発信コイルのドライブ電流を小さくできるという効果が
ある。

【０１４２】請求項７の発明は、請求項３または４の発
明において、前記プリント基板に形成された複数のコイ
ルは隣接するコイルと互いに接するまたは重なるので、
プリント基板に形成されたコイルが受信コイルである場
合、どの受信コイルにも有効な誘導電圧が発生していな
い状態を回避して、少なくとも１つ以上の受信コイルに
誘導電圧が発生している状態をより確実に実現すること
ができ、また、プリント基板に形成されたコイルが発信
コイルである場合、少なくとも１つ以上の発信コイルの
信号パターンを受信コイルが受信して信号処理回路が検
出する状態をより確実に実現することができるという効
果がある。

【０１４３】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、前記信号処理回路は、隣接する複数個の受信コイル
が誘導電圧を発生したことを検出した場合に、前記発信
コイルの位置が前記隣接する複数個の受信コイルの中央
位置であることを示すポジション信号を出力するので、
少ない受信コイルでも分解能を上げることが可能になる
という効果がある。

【０１４４】請求項９の発明は、請求項２の発明におい
て、矩形波を出力する矩形波発生回路と、所定の周期で
送信開始信号を出力する送信開始信号発生回路とを備
え、前記信号パターン発生回路は、前記送信開始信号が
出力されてから前記発信コイル毎に異なる所定番目に出
力された前記矩形波の単一パルス信号を前記所定番目の
単一パルス信号に対応する発信コイルに供給し、前記信
号処理回路は、前記送信開始信号が出力されてから何番
目の前記単一パルス信号によって前記受信コイルに誘導
電圧が発生したかを計数した結果に基づいて、または前
記送信開始信号が出力されてから前記受信コイルに誘導
電圧が発生するまでの時間を計測した結果に基づいて前
記受信コイルの位置を特定して、前記ポジション信号を
出力するので、受信コイルが複数の発信コイルからの信
号パターンを受信しても互いを識別し、信号処理するこ
とが可能となり、また同時に複数の発信コイルがオンす
ることがないので発信コイルの駆動に要する消費電流を
低減させることができるという効果がある。

【０１４５】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、前記信号パターン発生回路は、前記送信開始信号
が出力されてから前記所定番目の単一パルス信号が出力
されたときに、前記複数の発信コイルのうち前記所定番
目の単一パルス信号に対応する発信コイルと前記矩形波
発信回路とを接続する切替回路で構成されるので、信号
パターン発生回路の構成を簡易にすることができるとい
う効果がある。

【０１４６】請求項１１の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記信号処理回路は、前記受信コイルが隣接する
複数個の発信コイルによって誘導電圧を発生したことを
検出した場合に、前記受信コイルの位置が前記隣接する
複数個の発信コイルの中央位置であることを示すポジシ
ョン信号を出力するので、少ない発信コイルでも分解能
を上げることが可能になるという効果がある。

【０１４７】請求項１２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記信号処理回路は、隣接しない複数の受信コイ
ルが誘導電圧を発生したことを前記検出回路が検出した
ときは、エラー信号を出力する、または直前の出力を保
持するので、センサ動作の異常時に誤検出を防ぐことが
できるという効果がある。

【０１４８】請求項１３の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記信号処理回路は、隣接しない複数の発信コイ
ルによる誘導電圧を前記受信コイルが発生したときは、
エラー信号を出力する、または直前の出力を保持するの
で、センサ動作の異常時に誤検出を防ぐことができると
いう効果がある。

【０１４９】請求項１４の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記発信コイルは磁性体からなるコア材を有し、
前記複数の受信コイルは前記コア材のギャップ部または
端部近傍に位置するので、発信コイルと受信コイルとの
磁気結合を大きくして受信コイルに発生する誘導電圧を
大きくでき、また、発信コイルの磁気抵抗を小さくでき
て比較的小さな励磁電流で大きな磁束を発生させること
ができるという効果がある。

【０１５０】請求項１５の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記受信コイルは磁性体からなるコア材を有し、
前記複数の発信コイルは前記コア材のギャップ部または
端部近傍に位置するので、発信コイルと受信コイルとの
磁気結合を大きくして受信コイルに発生する誘導電圧を
大きくできるという効果がある。

【０１５１】請求項１６の発明は、請求項１４または１
５の発明において、前記磁性体はアモルファスであるの
で、磁気特性の高周波特性がよく発信コイルを高周波で
励振させることが可能であり、磁束変化が大きくなって
受信コイルの誘導電圧を大きくすることができる。ま
た、受信コイルとして用いる場合、アモルファスは感度
がよいので少ない磁束でも発信コイルの信号パターンを
読み取ることができる。さらに、高い分解能を得るため
には発信コイル、受信コイルも薄くする必要があるがア
モルファスは箔体であり、薄型化が容易であるという効
果がある。

【０１５２】請求項１７の発明は、請求項１４または１
５の発明において、前記磁性体はフェライトであるの
で、磁気特性の高周波特性がよく発信コイルを高周波で
励振させることが可能であり、磁束変化が大きくなって
受信コイルの誘導電圧を大きくすることができる。ま
た、受信コイルとして用いる場合、フェライトは感度が
よいので少ない磁束でも発信コイルの信号パターンを読
み取ることができる。さらに、アモルファスは箔体であ
るために、組立て段階での取り扱いが非常に難しいが、
フェライトは組立て段階での取り扱いも容易であるとい
う効果がある。

【０１５３】請求項１８の発明は、請求項３または４の
発明において、前記プリント基板はフレキシブル基板で
あるので、フレキシブル基板は薄く、コイルのコアに基
板を配置する場合にコアのギャップを小さくすることが
でき、ギャップによる磁気回路のロスを低減することが
できるという効果がある。

【０１５４】請求項１９の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記発信コイルはコンデンサとでＬＣ共振回路を
構成し、所定の周波数で発振しているので、共振状態で
は、消費電流を増加させることなしに発信コイルに大き
な電流を流して発信コイルの磁化力を大きくすることが
容易にできるという効果がある。

【０１５５】請求項２０の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記受信コイルに発生した誘導電圧が入力される
前記検出回路の入力端子と、一端が接地されている前記
受信コイルの接地電位との間に、複数のダイオードが前
記接地電位から前記検出回路の入力端子に向かって順方
向に直列接続されているので、従来の静電気保護用のダ
イオードのように１段接続であれば、誘導電圧の負の電
圧がダイオードの順方向電圧以上になると誘導電圧をク
ランプしてしまうことになるが、ダイオードを複数段接
続することによりクランプする電圧を引き上げることが
でき、検出回路部の入力しきい値も引き上げることがで
きる。また、耐静電気性は１段の静電気保護用ダイオー
ドを接続した場合と変わらない性能を維持できるという
効果がある。

【０１５６】請求項２１の発明は、請求項２の発明にお
いて、前記受信コイルに発生した誘導電圧が入力される
前記信号処理回路の入力端子と、一端が接地されている
前記受信コイルの接地電位との間に、複数のダイオード
が前記接地電位から前記検出回路の入力端子に向かって
順方向に直列接続されているので、従来の静電気保護用
のダイオードのように１段接続であれば、誘導電圧の負
の電圧がダイオードの順方向電圧以上になると誘導電圧
をクランプしてしまうことになるが、ダイオードを複数
段接続することによりクランプする電圧を引き上げるこ
とができ、信号処理回路部の入力しきい値も引き上げる
ことができる。また、耐静電気性は１段の静電気保護用
ダイオードを接続した場合と変わらない性能を維持でき
るという効果がある。

【０１５７】請求項２２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記検出回路は、前記受信コイルに発生した誘導
電圧が入力される入力端子と、前記入力端子にゲートを
接続されて、前記誘導電圧によってオン・オフするＦＥ
Ｔとを備えるので、検出回路の入力インピーダンスを高
くして誘導電圧を大きくすることができ、またＦＥＴの
ゲート容量を利用してピークホールド回路を形成するこ
とができて、余分なピークホールド回路を設けずに検出
回路部を小さくすることができるという効果がある。

【０１５８】請求項２３の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記検出回路または信号処理回路のいずれかは入
力のピークを保持するピークホールド回路を備えるの
で、交流である誘導電圧が所定値（入力しきい値）を下
回る位相の間でもセンサ出力のチャタリングを防ぐこと
ができるという効果がある。

【０１５９】請求項２４の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記信号処理回路の出力を入力されるバッファ回
路を備え、前記バッファ回路は、前記検出回路が１つ以
上の受信コイルに誘導電圧が発生していることを検出し
た場合には入力をそのまま出力し、前記検出回路がいず
れの受信コイルにも誘導電圧が発生していないことを検
出した場合には、前記検出回路がいずれの受信コイルに
も誘導電圧が発生していないことを検出する直前の入力
を維持して出力するので、交流である誘導電圧が所定値
（入力しきい値）を下回る位相の間でもセンサ出力のチ
ャタリングを防ぐことができ、またピークホールド回路
を用いる場合に比べて応答性を早めることができるとい
う効果がある。

【０１６０】請求項２５の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記信号処理回路の出力を入力されるバッファ回
路を備え、前記バッファ回路は、前記発信コイルの発振
信号が所定のしきい値を超えている場合には入力をその
まま出力し、前記発信コイルの発振信号が所定のしきい
値を下回った場合には、前記発信コイルの発振信号が所
定のしきい値を下回る直前の入力を維持して出力するの
で、交流である誘導電圧が所定値（入力しきい値）を下
回る位相の間でもセンサ出力のチャタリング及び外来ノ
イズの影響を防ぐことができ、またピークホールド回路
を用いる場合に比べて応答性を早めることができるとい
う効果がある。

【０１６１】請求項２６の発明は、請求項８の発明にお
いて、前記検出回路は、前記複数の受信コイルのうち１
つの受信コイルのみが誘導電圧を発生している場合に、
該１つの受信コイルに対応した検出信号を出力する論理
ＩＣと、前記複数の受信コイルのうち隣接した２つの受
信コイルが誘導電圧を発生している場合に、該隣接した
２つの受信コイルに対応した検出信号を出力する論理Ｉ
Ｃとから構成されるので、簡単な論理ＩＣの組み合わせ
で検出回路を構成することができて、低コスト化を図る
ことができるという効果がある。

【０１６２】請求項２７の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記検出回路は、前記複数の受信コイルが各々接
続した複数の入力、及び前記複数の全ての入力に１つず
つ順次接続する切替スイッチを有する切替回路と、前記
切替スイッチを介して順次入力される前記受信コイルに
発生する誘導電圧を所定のしきい値と順次比較して比較
結果を前記信号処理回路に順次出力するコンパレータ回
路、または前記切替スイッチを介して順次入力される前
記受信コイルに発生する誘導電圧を順次Ａ／Ｄ変換して
変換結果を前記信号処理回路に順次出力するＡ／Ｄ変換
回路とを備えるので、各々の受信コイルに対応した検出
回路の内部回路は必要無く、検出回路の内部回路が実質
的に少なくて済むという効果がある。

【０１６３】請求項２８の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、位置検出に必要な分解能を満たすビット数
のデジタル信号であるので、ポジションセンサの出力を
入力されて処理するシステム（ＥＣＵ）がデジタル回路
である場合、ポジションセンサの出力がアナログ信号で
あると余計なＡＤ変換、ＤＡ変換を繰り返すことによっ
て誤差が生じ、且つ応答遅れを伴うが、ポジションセン
サの出力はデジタル出力であるのでこのような問題は発
生しない。また、アナログ出力に比べて信号伝達の際に
外部ノイズの影響を受けにくい。さらに、必要な分解能
を満たすビット数のデジタル信号であるので、ＥＣＵ側
はリアルタイムに読出しを行うことができ、且つ処理を
迅速に行うことができるという効果がある。

【０１６４】請求項２９の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、出力開始信号と、前記出力開始信号が出力
してから前記位置情報に応じた時間を経て出力されるパ
ルス信号とから構成されるので、ポジションセンサの出
力を入力されて処理するシステム（ＥＣＵ）がデジタル
回路である場合、ポジションセンサの出力がアナログ信
号であると余計なＡＤ変換、ＤＡ変換を繰り返すことに
よって誤差が生じ、且つ応答遅れを伴うが、ポジション
センサの出力はデジタル出力であるのでこのような問題
は発生しない。また、アナログ出力に比べて信号伝達の
際に外部ノイズの影響を受けにくい。さらに、信号線が
１本でよいという効果がある。

【０１６５】請求項３０の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、出力開始信号と、前記出力開始信号に続い
て出力される前記位置情報に応じた数のパルス信号とか
ら構成されるので、請求項２９と同様の効果を得ること
ができる。

【０１６６】請求項３１の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、前記位置情報に応じたデューティ比のパル
ス信号とから構成されるので、請求項２９と同様の効果
を得ることができる。

【０１６７】請求項３２の発明は、請求項１または２の
発明において、前記信号処理回路が出力する前記ポジシ
ョン信号は、前記位置情報に応じたパルス幅のパルス信
号とから構成されるので、請求項２９と同様の効果を得
ることができる。

【０１６８】請求項３３の発明は、請求項１または２の
発明において、前記各回路の能動回路はモノリシックＩ
Ｃで構成したので、外来ノイズの影響を受けにくくな
り、信号のタイミングずれが小となって、且つ小型化、
低コスト化を図ることができるという効果がある。

【０１６９】請求項３４の発明は、請求項１または２の
発明において、前記各回路の能動回路はマイクロコンピ
ュータで構成したので、信号処理、信号パターンの生
成、最終出力信号の生成を、論理素子等のハードの回路
規模増大を伴うことなく実現することができるという効
果がある。

【０１７０】請求項３５の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記複数の受信コイルを１枚のプリント基板上に
２組形成し、前記２組の複数の受信コイルに対応した前
記発信コイルと前記検出回路と前記信号処理回路とを備
えるので、検出部を２重化した場合に、基幹部品である
プリント基板を１体部品として作るのでコストアップを
低減することができるという効果がある。

【０１７１】請求項３６の発明は、請求項４の発明にお
いて、前記複数の発信コイルを１枚のプリント基板上に
２組形成し、前記２組の複数の発信コイルに対応した前
記受信コイルと前記信号パターン発生回路と前記信号処
理回路とを備えるので、請求項３５と同様の効果を得る
ことができる。

【０１７２】請求項３７の発明は、請求項３５の発明に
おいて、前記２組の複数の受信コイルに各々対応した２
つの発信コイルを有し、前記２つの発振コイルは１つの
励振回路によって励振するので、検出部の２重化に対し
て共用部分がさらに増えて、コストアップをさらに低減
することができるという効果がある。

【０１７３】請求項３８の発明は、請求項３５の発明に
おいて、前記２組の複数の受信コイルに各々対応した２
つの発信コイルを有し、前記２つの発信コイルはコンデ
ンサと接続して１つのＬＣ共振回路を構成するので、請
求項３７と同様の効果を得ることができる。

【０１７４】請求項３９の発明は、請求項３６の発明に
おいて、前記２組の複数の発信コイルは、１つの前記信
号パターン発生回路から信号を供給されるので、請求項
３７と同様の効果を得ることができる。

【０１７５】請求項４０の発明は、請求項３５または３
６の発明において、前記各回路の能動回路はモノリシッ
クＩＣで構成したので、請求項３７と同様の効果を得る
ことができる。特にＩＣ部は最もコストが高い部品であ
るので、共用化のメリットが大きい。

【０１７６】請求項４１の発明は、請求項３または４の
発明において、外部機器と接続するための外部コネクタ
端子と、前記プリント基板とを取り付けたハウジングを
備えるので、外部コネクタ及びプリント基板の各接続部
が固定されるので、電気的信頼性が向上するという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す構成図である。

【図２】本発明の実施形態２を示す構成図である。

【図３】本発明の実施形態３のプリント基板を示す第１
の構成図である。

【図４】本発明の実施形態３のプリント基板を示す第２
の構成図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施形態３のコイル部
分を示す第１の構成図である。

【図６】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態３のコイル部
分を示す第２の構成図である。

【図７】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態３のコイル部
分を示す第３の構成図である。

【図８】本発明の実施形態４を示す第１の構成図であ
る。

【図９】本発明の実施形態４の動作を示す第１の波形図
である。

【図１０】本発明の実施形態４を示す第２の構成図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態４の動作を示す第２の波形
図である。

【図１２】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態５を示す構
成図である。

【図１３】本発明の実施形態６を示す第１の回路構成図
である。

【図１４】本発明の実施形態６を示す第２の回路構成図
である。

【図１５】本発明の実施形態７を示す第１の回路構成図
である。

【図１６】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施形態７を示す第
２の回路構成図及び波形図である。

【図１７】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施形態７を示す第
３の回路構成図及び波形図である。

【図１８】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施形態７を示す第
４の回路構成図及び波形図である。

【図１９】本発明の実施形態８を示す回路構成図であ
る。

【図２０】本発明の実施形態９を示す回路構成図であ
る。

【図２１】本発明の実施形態１０を示す回路構成図であ
る。

【図２２】本発明の実施形態１２の動作を示す波形図で
ある。

【図２３】本発明の実施形態１３の動作を示す波形図で
ある。

【図２４】本発明の実施形態１４の動作を示す波形図で
ある。

【図２５】本発明の実施形態１５を示す外観構成図であ
る。

【図２６】従来例を示す外観構成図である。

【符号の説明】

１発信コイル２１…２ｎ受信コイル３検出回路４信号処理回路５発振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】並置された複数の受信コイルと、前記複
数の受信コイルに対して並置方向に相対変位し、１つま
たは隣接する複数の前記受信コイルに誘導電圧を発生さ
せる発信コイルと、前記複数の受信コイルのうちいずれ
の受信コイルが前記発信コイルによって誘導電圧を発生
したかを検出する検出回路と、前記検出回路の検出結果
に基づいて前記発信コイルの位置情報を示すポジション
信号を出力する信号処理回路とを備えることを特徴とす
るポジションセンサ。
【請求項２】並置された複数の発信コイルと、前記複
数の発信コイルに各々異なる固有の信号を供給する信号
パターン発生回路と、前記複数の発信コイルに対して並
置方向に相対変位し、１つまたは隣接する複数の発信コ
イルによって誘導電圧を発生する受信コイルと、前記受
信コイルに発生した誘導電圧に基づいて前記受信コイル
の位置情報を示すポジション信号を出力する信号処理回
路とを備えることを特徴とするポジションセンサ。
【請求項３】前記複数の受信コイルはプリント基板に
銅箔パターンにて形成されていることを特徴とする請求
項１記載のポジションセンサ。
【請求項４】前記複数の発信コイルはプリント基板に
銅箔パターンにて形成されていることを特徴とする請求
項２記載のポジションセンサ。
【請求項５】前記プリント基板に形成された複数のコ
イルは各々の一端を接地していることを特徴とする請求
項３または４記載のポジションセンサ。
【請求項６】前記プリント基板は多層基板であり、前
記プリント基板に形成されたコイルは前記プリント基板
の複数の層にわたって形成されていることを特徴とする
請求項３または４記載のポジションセンサ。
【請求項７】前記プリント基板に形成された複数のコ
イルは隣接するコイルと互いに接するまたは重なること
を特徴とする請求項３または４記載のポジションセン
サ。
【請求項８】前記信号処理回路は、隣接する複数個の
受信コイルが誘導電圧を発生したことを検出した場合
に、前記発信コイルの位置が前記隣接する複数個の受信
コイルの中央位置であることを示すポジション信号を出
力することを特徴とする請求項１記載のポジションセン
サ。
【請求項９】矩形波を出力する矩形波発生回路と、所
定の周期で送信開始信号を出力する送信開始信号発生回
路とを備え、前記信号パターン発生回路は、前記送信開
始信号が出力されてから前記発信コイル毎に異なる所定
番目に出力された前記矩形波の単一パルス信号を前記所
定番目の単一パルス信号に対応する発信コイルに供給
し、前記信号処理回路は、前記送信開始信号が出力され
てから何番目の前記単一パルス信号によって前記受信コ
イルに誘導電圧が発生したかを計数した結果に基づい
て、または前記送信開始信号が出力されてから前記受信
コイルに誘導電圧が発生するまでの時間を計測した結果
に基づいて前記受信コイルの位置を特定して、前記ポジ
ション信号を出力することを特徴とする請求項２記載の
ポジションセンサ。
【請求項１０】前記信号パターン発生回路は、前記送
信開始信号が出力されてから前記所定番目の単一パルス
信号が出力されたときに、前記複数の発信コイルのうち
前記所定番目の単一パルス信号に対応する発信コイルと
前記矩形波発信回路とを接続する切替回路で構成される
ことを特徴とする請求項９記載のポジションセンサ。
【請求項１１】前記信号処理回路は、前記受信コイル
が隣接する複数個の発信コイルによって誘導電圧を発生
したことを検出した場合に、前記受信コイルの位置が前
記隣接する複数個の発信コイルの中央位置であることを
示すポジション信号を出力することを特徴とする請求項
２記載のポジションセンサ。
【請求項１２】前記信号処理回路は、隣接しない複数
の受信コイルが誘導電圧を発生したことを前記検出回路
が検出したときは、エラー信号を出力する、または直前
の出力を保持することを特徴とする請求項１記載のポジ
ションセンサ。
【請求項１３】前記信号処理回路は、隣接しない複数
の発信コイルによる誘導電圧を前記受信コイルが発生し
たときは、エラー信号を出力する、または直前の出力を
保持することを特徴とする請求項２記載のポジションセ
ンサ。
【請求項１４】前記発信コイルは磁性体からなるコア
材を有し、前記複数の受信コイルは前記コア材のギャッ
プ部または端部近傍に位置することを特徴とする請求項
１記載のポジションセンサ。
【請求項１５】前記受信コイルは磁性体からなるコア
材を有し、前記複数の発信コイルは前記コア材のギャッ
プ部または端部近傍に位置することを特徴とする請求項
２記載のポジションセンサ。
【請求項１６】前記磁性体はアモルファスであること
を特徴とする請求項１４または１５記載のポジションセ
ンサ。
【請求項１７】前記磁性体はフェライトであることを
特徴とする請求項１４または１５記載のポジションセン
サ。
【請求項１８】前記プリント基板はフレキシブル基板
であることを特徴とする請求項３または４記載のポジシ
ョンセンサ。
【請求項１９】前記発信コイルはコンデンサとでＬＣ
共振回路を構成し、所定の周波数で発振していることを
特徴とする請求項１記載のポジションセンサ。
【請求項２０】前記受信コイルに発生した誘導電圧が
入力される前記検出回路の入力端子と、一端が接地され
ている前記受信コイルの接地電位との間に、複数のダイ
オードが前記接地電位から前記検出回路の入力端子に向
かって順方向に直列接続されていることを特徴とする請
求項１記載のポジションセンサ。
【請求項２１】前記受信コイルに発生した誘導電圧が
入力される前記信号処理回路の入力端子と、一端が接地
されている前記受信コイルの接地電位との間に、複数の
ダイオードが前記接地電位から前記検出回路の入力端子
に向かって順方向に直列接続されていることを特徴とす
る請求項２記載のポジションセンサ。
【請求項２２】前記検出回路は、前記受信コイルに発
生した誘導電圧が入力される入力端子と、前記入力端子
にゲートを接続されて、前記誘導電圧によってオン・オ
フするＦＥＴとを備えることを特徴とする請求項１記載
のポジションセンサ。
【請求項２３】前記検出回路または信号処理回路のい
ずれかは入力のピークを保持するピークホールド回路を
備えることを特徴とする請求項１記載のポジションセン
サ。
【請求項２４】前記信号処理回路の出力を入力される
バッファ回路を備え、前記バッファ回路は、前記検出回
路が１つ以上の受信コイルに誘導電圧が発生しているこ
とを検出した場合には入力をそのまま出力し、前記検出
回路がいずれの受信コイルにも誘導電圧が発生していな
いことを検出した場合には、前記検出回路がいずれの受
信コイルにも誘導電圧が発生していないことを検出する
直前の入力を維持して出力することを特徴とする請求項
１記載のポジションセンサ。
【請求項２５】前記信号処理回路の出力を入力される
バッファ回路を備え、前記バッファ回路は、前記発信コ
イルの発振信号が所定のしきい値を超えている場合には
入力をそのまま出力し、前記発信コイルの発振信号が所
定のしきい値を下回った場合には、前記発信コイルの発
振信号が所定のしきい値を下回る直前の入力を維持して
出力することを特徴とする請求項１記載のポジションセ
ンサ。
【請求項２６】前記検出回路は、前記複数の受信コイ
ルのうち１つの受信コイルのみが誘導電圧を発生してい
る場合に、該１つの受信コイルに対応した検出信号を出
力する論理ＩＣと、前記複数の受信コイルのうち隣接し
た２つの受信コイルが誘導電圧を発生している場合に、
該隣接した２つの受信コイルに対応した検出信号を出力
する論理ＩＣとから構成されることを特徴とする請求項
８記載のポジションセンサ。
【請求項２７】前記検出回路は、前記複数の受信コイ
ルが各々接続した複数の入力、及び前記複数の全ての入
力に１つずつ順次接続する切替スイッチを有する切替回
路と、前記切替スイッチを介して順次入力される前記受
信コイルに発生する誘導電圧を所定のしきい値と順次比
較して比較結果を前記信号処理回路に順次出力するコン
パレータ回路、または前記切替スイッチを介して順次入
力される前記受信コイルに発生する誘導電圧を順次Ａ／
Ｄ変換して変換結果を前記信号処理回路に順次出力する
Ａ／Ｄ変換回路とを備えることを特徴とする請求項１記
載のポジションセンサ。
【請求項２８】前記信号処理回路が出力する前記ポジ
ション信号は、位置検出に必要な分解能を満たすビット
数のデジタル信号であることを特徴とする請求項１また
は２記載のポジションセンサ。
【請求項２９】前記信号処理回路が出力する前記ポジ
ション信号は、出力開始信号と、前記出力開始信号が出
力してから前記位置情報に応じた時間を経て出力される
パルス信号とから構成されることを特徴とする請求項１
または２記載のポジションセンサ。
【請求項３０】前記信号処理回路が出力する前記ポジ
ション信号は、出力開始信号と、前記出力開始信号に続
いて出力される前記位置情報に応じた数のパルス信号と
から構成されることを特徴とする請求項１または２記載
のポジションセンサ。
【請求項３１】前記信号処理回路が出力する前記ポジ
ション信号は、前記位置情報に応じたデューティ比のパ
ルス信号とから構成されることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のポジションセンサ。
【請求項３２】前記信号処理回路が出力する前記ポジ
ション信号は、前記位置情報に応じたパルス幅のパルス
信号とから構成されることを特徴とする請求項１または
２記載のポジションセンサ。
【請求項３３】前記各回路の能動回路はモノリシック
ＩＣで構成したことを特徴とする請求項１または２記載
のポジションセンサ。
【請求項３４】前記各回路の能動回路はマイクロコン
ピュータで構成したことを特徴とする請求項１または２
記載のポジションセンサ。
【請求項３５】前記複数の受信コイルを１枚のプリン
ト基板上に２組形成し、前記２組の複数の受信コイルに
対応した前記発信コイルと前記検出回路と前記信号処理
回路とを備えることを特徴とする請求項３記載のポジシ
ョンセンサ。
【請求項３６】前記複数の発信コイルを１枚のプリン
ト基板上に２組形成し、前記２組の複数の発信コイルに
対応した前記受信コイルと前記信号パターン発生回路と
前記信号処理回路とを備えることを特徴とする請求項４
記載のポジションセンサ。
【請求項３７】前記２組の複数の受信コイルに各々対
応した２つの発信コイルを有し、前記２つの発振コイル
は１つの励振回路によって励振することを特徴とする請
求項３５記載のポジションセンサ。
【請求項３８】前記２組の複数の受信コイルに各々対
応した２つの発信コイルを有し、前記２つの発信コイル
はコンデンサと接続して１つのＬＣ共振回路を構成する
ことを特徴とする請求項３５記載のポジションセンサ。
【請求項３９】前記２組の複数の発信コイルは、１つ
の前記信号パターン発生回路から信号を供給されること
を特徴とする請求項３６記載のポジションセンサ。
【請求項４０】前記各回路の能動回路はモノリシック
ＩＣで構成したことを特徴とする請求項３５または３６
記載のポジションセンサ。
【請求項４１】外部機器と接続するための外部コネク
タ端子と、前記プリント基板とを取り付けたハウジング
を備えることを特徴する請求項３または４記載のポジシ
ョンセンサ。