JP2003014494A

JP2003014494A - ポジションセンサ

Info

Publication number: JP2003014494A
Application number: JP2001199836A
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】ハウジング７と、ハウジング７に固定さ
れた面状の固定電極１０と、固定電極１０の上面と平行
対向した面を有してハウジング７及び固定電極１０に対
してＸ方向に相対変位し、その変位量に応じて固定電極
１０との面方向の重なり面積（Ｚ方向から見た重なり面
積）が変化する面状の可動電極２０と、互いに対向した
固定電極１０の上面と可動電極２０の下面との間で固定
電極１０に固定した誘電体板３０と、固定電極１０、可
動電極２０、及び誘電体板３０により形成される静電容
量Ｃに応じて固定電極１０と可動電極２０との位置情報
を示す電気信号を出力するセンサ回路４とを備える。固
定電極１０及び可動電極２０はセンサ回路４と電気的に
接続されている。

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２４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】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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ハウ
ジングと、前記ハウジングに固定された面状の固定電極
と、前記固定電極の面と平行対向した面を有して前記ハ
ウジング及び固定電極に対して面方向に相対変位し、前
記変位量に応じて前記固定電極との面方向の重なり面積
が変化する面状の可動電極と、前記固定電極と可動電極
との互いに対向した各内面間で前記固定電極または可動
電極のうち一方の電極に固定した誘電体板と、前記固定
電極、可動電極、及び誘電体板により形成される静電容
量に応じて前記固定電極と前記可動電極との位置情報を
示す電気信号を出力するセンサ回路とを備えることを特
徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、ハウジングと、前記ハ
ウジングに固定された面状の固定電極と、前記固定電極
の面と平行対向した面を有して前記ハウジング及び固定
電極に対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じて
前記固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状の
可動電極と、前記固定電極と可動電極との互いに対向し
た各内面のうち少なくとも一方の面に形成した誘電体膜
と、前記固定電極、可動電極、及び誘電体膜により形成
される静電容量に応じて前記固定電極と前記可動電極と
の位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路とを備
えることを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、ハウジングと、前記ハ
ウジングに固定された面状の固定電極と、前記固定電極
の面と平行対向した面を有して前記ハウジング及び固定
電極に対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じて
前記固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状の
可動電極と、前記固定電極と可動電極との互いに対向し
た各内面のうち少なくとも一方の面に形成した絶縁膜
と、前記固定電極、可動電極、及び絶縁膜により形成さ
れる静電容量に応じて前記固定電極と前記可動電極との
位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路とを備え
ることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、請求項２または３の発
明において、前記固定電極と可動電極とのうちいずれか
の電極はプリント基板上に設けた銅箔で形成されること
を特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記固定電極と可動電極とのうちいずれかの電極と
前記誘電体板とを一体に形成したセラミック基板を具備
することを特徴とする。

【００１４】請求項６の発明は、ハウジングと、前記ハ
ウジングに固定されて互いに平行対向した面状の第１の
固定電極及び第２の固定電極と、前記各固定電極の互い
に対向した各内面間で前記ハウジング及び各固定電極に
対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じて前記各
固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状の誘電
体板と、前記各固定電極、及び誘電体板により形成され
る静電容量に応じて前記各固定電極と誘電体板との位置
情報を示す電気信号を出力するセンサ回路とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、前記第１の固定電極と第２の固定電極とのうち少な
くとも一方の固定電極を、他方の固定電極と平行対向し
たプリント基板の内面に設けた銅箔で形成し、前記プリ
ント基板に前記センサ回路を配置したことを特徴とす
る。

【００１６】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、前記第１の固定電極はプリント基板の内面に設けた
銅箔で形成され、前記第２の固定電極は板金部品からな
って、前記プリント基板上のセンサ回路に接続するため
の端子を前記板金部品を曲げ加工することによって形成
したことを特徴とする。

【００１７】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、前記ハウジングと前記第２の固定電極とは一体成形
されたことを特徴とする。

【００１８】請求項１０の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極はプリント基板の内面に設け
た銅箔で形成され、前記第２の固定電極は、前記ハウジ
ングに施した金属蒸着またはめっきで形成されることを
特徴とする。

【００１９】請求項１１の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極は前記プリント基板の内面に
設けた銅箔で形成されて、前記センサ回路のＧＮＤ電位
に接続され、前記第２の固定電極の外面側に前記第２の
固定電極に対向した面状のアース電極を設け、前記アー
ス電極を前記ＧＮＤ電位または安定電源電圧に接続した
ことを特徴とする。

【００２０】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記ハウジングと前記アース電極とは一体成形
されたことを特徴とする。

【００２１】請求項１３の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記アース電極は、前記固定電極の面と垂直方
向の面からなる外周側壁面を有することを特徴とする。

【００２２】請求項１４の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極はプリント基板の内面に設け
た銅箔で形成され、前記第２の固定電極は前記センサ回
路のＧＮＤ電位に接続されて、前記プリント基板の外面
に前記第１の固定電極を覆うようにＧＮＤ電極を形成し
たことを特徴とする。

【００２３】請求項１５の発明は、請求項１４の発明に
おいて、前記ＧＮＤ電極はメッシュ状に形成されたこと
を特徴とする。

【００２４】請求項１６の発明は、請求項１４の発明に
おいて、前記第２の固定電極は、前記固定電極の面と垂
直方向の面からなる外周側壁面を有することを特徴とす
る。

【００２５】請求項１７の発明は、請求項１または６の
発明において、前記誘電体板は前記電極の面に垂直方向
のシャフトによって支持され、前記シャフトによって支
持されている部分は面に垂直方向の厚みが厚く形成され
ることを特徴とする。

【００２６】請求項１８の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記対向
した電極に直流の定電流を供給する直流定電流回路と、
前記対向した電極間の電位と所定のしきい値とを比較す
るコンパレータ回路と、前記コンパレータ回路の比較結
果が前記対向した電極間の電位は所定のしきい値以上で
ある場合には前記対向した電極間に蓄積した電荷を放電
する放電回路と、前記コンパレータ回路の出力がオンす
る周期に応じて前記位置情報を示す電気信号を出力する
信号処理回路とを備えることを特徴とする。

【００２７】請求項１９の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記対向
した電極間に所定の周波数、振幅の交流電圧を印加する
交流定電圧回路と、前記対向した電極間を流れる電流を
電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換
回路の出力電圧に応じて前記位置情報を示す電気信号を
出力する信号処理回路とを備えることを特徴とする。

【００２８】請求項２０の発明は、請求項１９の発明に
おいて、前記センサ回路は、前記交流定電圧回路の所定
の周波数近傍の周波数成分のみを通過させるバンドパス
フィルタを前記電流電圧変換回路と信号処理回路との間
に付加し、前記信号処理回路は前記バンドパスフィルタ
の出力に応じて前記位置情報を示す電気信号を出力する
ことを特徴とする。

【００２９】請求項２１の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【００３０】請求項２２の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【００３１】請求項２３の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【００３２】請求項２４の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【００３３】請求項２５の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【００３４】請求項２６の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記対向した電極のうち一方
の電極は並列した２つの電極からなり、他方の電極は１
つの電極からなって、前記センサ回路は前記並列した２
つの電極に各々対応することを特徴とする。

【００３５】請求項２７の発明は、請求項１または６の
発明において、前記対向した電極のうち少なくとも一方
の電極は並列した２つの電極からなり、前記並列した２
つの電極に共通の誘電体板を設けて、前記センサ回路は
前記並列した２つの電極に各々対応することを特徴とす
る。

【００３６】請求項２８の発明は、請求項５の発明にお
いて、前記固定電極と可動電極とのうち一方の電極と前
記誘電体板とを一体に形成したセラミック基板を具備
し、前記一方の電極は前記センサ回路のＧＮＤ電位に接
続され、前記固定電極と可動電極とのうちいずれかの電
極は並列した２つの電極からなり、前記センサ回路は前
記並列した２つの電極に各々対応することを特徴とす
る。

【００３７】請求項２９の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極をプリント基板の内面に設け
た銅箔で形成し、前記第１の固定電極と第２の固定電極
とのうちいずれかの固定電極は並列した２つの電極から
なり、前記センサ回路は前記並列した２つの電極に各々
対応することを特徴とする。

【００３８】請求項３０の発明は、請求項２９の発明に
おいて、前記プリント基板の内面に設けた銅箔で形成さ
れた第１の固定電極は並列した２つの電極からなり、前
記第２の固定電極は１つの電極からなることを特徴とす
る。

【００３９】請求項３１の発明は、請求項２６乃至３０
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記並列
した２つの電極に直流の定電流を供給する１つの直流定
電流回路と、前記２つの対向した電極間の各電位と所定
のしきい値とを比較するコンパレータ回路と、前記コン
パレータ回路の比較結果が前記対向した電極間の各電位
は所定のしきい値以上である場合には前記対向した電極
間に蓄積した電荷を各々放電する放電回路と、前記コン
パレータ回路の出力がオンする周期に応じて前記位置情
報を示す電気信号を各々出力する信号処理回路とを備え
ることを特徴とする。

【００４０】請求項３２の発明は、請求項２６乃至３０
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記並列
した２つの電極と前記並列した２つの電極に対向する電
極との間に所定の周波数、振幅の交流電圧を各々印加す
る１つの交流定電圧回路と、前記対向した電極間を流れ
る各電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電
流電圧変換回路の各出力電圧に応じて前記位置情報を示
す電気信号を各々出力する信号処理回路とを備えること
を特徴とする。

【００４１】請求項３３の発明は、請求項２６乃至３２
いずれかの発明において、前記各回路の能動回路は単一
のモノリシックＩＣで構成したことを特徴とする。

【００４２】

【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。

【００４３】（実施形態１）本実施形態は、図１に示す
ように、ハウジング７と、ハウジング７に固定された面
状の固定電極１０と、固定電極１０の上面と平行対向し
た面を有してハウジング７及び固定電極１０に対してＸ
方向に相対変位し、その変位量に応じて固定電極１０と
の面方向の重なり面積（Ｚ方向から見た重なり面積）が
変化する面状の可動電極２０と、互いに対向した固定電
極１０の上面と可動電極２０の下面との間で固定電極１
０に固定した誘電体板３０と、固定電極１０、可動電極
２０、及び誘電体板３０により形成される静電容量Ｃに
応じて固定電極１０と可動電極２０との位置情報を示す
電気信号を出力するセンサ回路４とを備える。固定電極
１０及び可動電極２０はセンサ回路４と電気的に接続さ
れている。

【００４４】固定電極１０−可動電極２０間の静電容量
Ｃは、相対変位量ｘ、面方向の重なり面積Ａ（ｘ）、誘
電体板３０の誘電率ε、誘電体３０の厚みｄとすると、
Ｃ＝ε×Ａ（ｘ）／ｄである。例えば、電極の形を長方
形にすれば重なり面積Ａ（ｘ）は相対変位量ｘに対して
直線的に変化する。もし、固定電極１０−可動電極２０
間の寸法が組立て等でばらついても、誘電体板３０の誘
電率εが大きいので、静電容量Ｃにはほとんど影響がな
い。ここで、もし誘電体板３０がないとすると、固定電
極１０−可動電極２０間の寸法のばらつきはそのまま静
電容量Ｃのばらつきとなる。誘電体板３０の厚みｄは静
電容量Ｃのばらつきに影響するが、例えば誘電体板３０
がセラミック板の場合、その厚みは０．１ｍｍ以下の精
度が十分に期待でき、静電容量Ｃのばらつきを小さくで
きる。

【００４５】このように本実施形態は、固定電極１０と
可動電極２０との相対変位量ｘに比例した静電容量Ｃを
得ることできるので、静電容量Ｃを電気信号として取り
出すセンサ回路４の出力は、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。また、センサ部の温
度特性は誘電体板３０の誘電率εの温度係数で決まるの
で、温度に対して出力はリニアな変化となる（変位には
依存しない）。したがってこのセンサ回路に温度補正の
ための回路を付加する場合には、比較的小規模の回路構
成で補正回路を実現することができる。

【００４６】また、誘電体板３０は、可動電極２０に固
定しても同様の効果を得ることができる。

【００４７】なお、誘電体板３０の代わりに、固定電極
１０の上面または可動電極２０の下面の少なくとも一方
の面に、誘電体膜または絶縁膜を形成しても同様の効果
を得ることができる。

【００４８】（実施形態２）本実施形態は、図２
（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング（図示なし）
に固定された面状の固定電極１０と、固定電極１０の上
面と平行対向した面を有してハウジング及び固定電極１
０に対してＸ方向に相対変位し、その変位量に応じて固
定電極１０との面方向の重なり面積が変化する面状のセ
ラミック基板５と、センサ回路４とを備える。

【００４９】セラミック基板５は、誘電体板であるセラ
ミック板３１と、その上面に一体に形成した銅箔からな
る可動電極２１とを有して、その上面端部にセンサ回路
４を配置しており、センサ回路４は固定電極１０、可動
電極２１、及びセラミック板３１により形成される静電
容量Ｃに応じて固定電極１０と可動電極２１との位置情
報を示す電気信号を出力する。固定電極１０はセラミッ
ク基板５とワイヤ等で電気的に接続されることによって
セラミック基板５を介してセンサ回路４と接続され、可
動電極２１はセラミック基板５上の配線でセンサ回路４
と接続されている。

【００５０】本実施形態は実施形態１と同様の効果を得
ることができる上に、可動電極２１とセラミック板３１
とセンサ回路４とを一体的に形成できるので、外来ノイ
ズの影響を受けにくくなり、且つ組立て工数の削減、小
型化を図ることができる。

【００５１】（実施形態３）本実施形態は、図３に示す
ように、ハウジング（図示なし）に固定されて互いに平
行対向した一対の面状の固定電極１０，１０’と、固定
電極１０の上面と固定電極１０’の下面との間でハウジ
ング及び固定電極１０，１０’に対してＸ方向に相対変
位し、その変位量に応じて固定電極１０，１０’との面
方向の重なり面積が変化する面状の誘電体板３０と、固
定電極１０、１０’、及び誘電体板３０により形成され
る静電容量Ｃに応じて固定電極１０，１０’と誘電体板
３０との位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路
４とを備える。固定電極１０，１０’はセンサ回路４と
電気的に接続されている。

【００５２】実施形態１は、可動電極２０とセンサ回路
４との間の電気接続部が可動となり、そのために、余分
なインピーダンス変化を伴う、断線の恐れがあるために
寿命に関わる、接続のための可動用ワイヤ等が必要とな
るためコストアップとなる、等の問題があるが、本実施
形態は実施形態１と同様の効果を得ることができる上
に、センサ回路４と接続する電極は固定電極１０，１
０’であるのでこのような問題は発生しない。

【００５３】（実施形態４）図４に構成を示す本実施形
態は、実施形態３を示す図３の固定電極１０’を、固定
電極１０（第２の固定電極）と平行対向したプリント基
板６の下面に設けた銅箔からなる固定電極１１（第１の
固定電極）としたものである。プリント基板６の上面に
はセンサ回路４が配置されて、第１の固定電極１１とセ
ンサ回路４とはプリント基板６のパターン配線で容易に
接続でき、第１の固定電極１１とプリント基板６とセン
サ回路４とを一体的に形成できるので、外来ノイズの影
響を受けにくくなり、且つ組立て工数の削減、小型化を
図ることができる。なお、本実施形態では、固定電極１
０はプリント基板６とワイヤをはんだ付けすることによ
って、プリント基板６を介してセンサ回路４と電気的に
接続されている。

【００５４】なお、実施形態３と同様の構成には同一の
符号を付して説明は省略する。

【００５５】（実施形態５）図５に構成を示す本実施形
態は、実施形態４を示す図４の第２の固定電極１０を板
金部品で構成し、プリント基板６上のセンサ回路４に接
続するための端子１０ａを板金部品をプリント基板６の
方向に曲げ加工することによって形成したもので、固定
電極１０は端子１０ａをプリント基板６にはんだ付けす
ることによって、プリント基板６を介してセンサ回路４
と電気的に接続される。したがって、組立てやすい簡単
な構造で、センサ回路４と第２の固定電極１０とを確実
に接続することができる。

【００５６】なお、実施形態４と同様の構成には同一の
符号を付して説明は省略する。

【００５７】（実施形態６）図６に構成を示す本実施形
態は、実施形態５を示す図５の第２の固定電極１０とハ
ウジング７とを一体成形したもので、ハウジング７に対
する第２の固定電極１０の浮きがなくなり、組立て時の
寸法誤差を小さくすることができる。また、第１の固定
電極１１と第２の固定電極１０との距離をできるだけ小
さくする方が静電容量Ｃを大きくとれるので、図６に示
すように第２の固定電極１０はハウジング７から露出さ
せる方が望ましい。

【００５８】なお、実施形態５と同様の構成には同一の
符号を付して説明は省略する。

【００５９】（実施形態７）図７に構成を示す本実施形
態は、実施形態５を示す図５の第２の固定電極１０を、
ハウジング７に金属蒸着またはめっきを施すことによっ
て形成した第２の固定電極１０としたもので、第２の固
定電極１０とプリント基板６とは、ワイヤボンディング
で接続される。したがって、ハウジング７に対する第２
の固定電極１０の浮きがなくなり、組立て時の寸法誤差
を小さくすることができる。

【００６０】また、第２の固定電極の一部である側壁面
１０ｂにも金属蒸着またはめっきが施されることによっ
て外来のノイズに対するシールド効果が向上する。

【００６１】なお、実施形態５と同様の構成には同一の
符号を付して説明は省略する。

【００６２】（実施形態８）図８に示す本実施形態は、
実施形態５を示す図５の第２の固定電極１０に対して下
面側のハウジング７内に所定の間隔を設けてアース電極
８を備えたもので、ハウジング７とアース電極８とは一
体成形されている。アース電極８はプリント基板６の方
向に曲げ加工を施して、端子８ａと、第１の固定電極１
１及び第２の固定電極１０の各面に垂直な外周側壁面８
ｂとを形成している。端子８ａをプリント基板６にはん
だ付けすることによって、アース電極８をプリント基板
６のＧＮＤ電位または安定電源電圧に接続して外来ノイ
ズに対して強くし、外周側壁面８ｂは外来ノイズに対す
るシールド効果がある。

【００６３】また、第２の固定電極１０とアース電極８
との距離が小さいと静電容量Ｃの変化の感度が小さくな
るので、第２の固定電極１０とアース電極８との距離は
できるだけ大きい方がよい。本実施形態では、ハウジン
グ７とアース電極８とは一体成形されているために、ハ
ウジング７に対するアース電極８の浮きがなくなり、ア
ース電極８と第２の固定電極１０との組立て寸法誤差を
最小にすることができる。

【００６４】さらに、第１の固定電極１１はセンサ回路
４のＧＮＤ電位に接続しており、これは、センサ回路４
をプリント基板６上に作成する上で、必ずＧＮＤパター
ンを引く必要があり、このＧＮＤパターンは外来ノイズ
の対策上、広いほどよいためである。そこで、第１の固
定電極１１をセンサ回路４のＧＮＤ電位に接続すること
によって、このＧＮＤパターンと第１の固定電極１１と
を兼用させているのである。

【００６５】なお、実施形態５と同様の構成には同一の
符号を付して説明は省略する。

【００６６】（実施形態９）図９に示す本実施形態は、
実施形態５を示す図５の第２の固定電極１０に形成した
端子１０ａをプリント基板６にはんだ付けして、第２の
固定電極１０をセンサ回路４のＧＮＤ電位に接続してい
る。これは、信号を発生する第１の固定電極１１をプリ
ント基板６の下面に形成して、第１の固定電極１１とセ
ンサ回路４との間のインピーダンスを小さくしているこ
とに加えて、さらに第２の固定電極１０をセンサ回路４
のＧＮＤ電位に接続することによって第２の固定電極１
０とセンサ回路４との間の不要なインピーダンスを最小
にすることによって、回路動作上有利になる。

【００６７】さらに、プリント基板６の上面に第１の固
定電極１１を覆うようにＧＮＤ電極９を形成し、ＧＮＤ
電極９をセンサ回路４のＧＮＤ電位に接続する。したが
って、第１の固定電極１１の外側にＧＮＤ電極９がある
ので外来ノイズに強くなり、センサ回路４はＧＮＤ電極
９を用いて配線することで配置が容易になる。

【００６８】また、ＧＮＤ電極９はメッシュ上に形成す
れば、第１の固定電極１１との対向面積を減らすことが
できて、ＧＮＤ電極９と第１の固定電極１１との間の静
電容量を小さくでき、第１の固定電極１１と第２の固定
電極１０との間に生じる信号容量の感度比を向上させる
ことができ、さらにプリント基板６の厚みを厚くすれば
静電容量Ｃの変化の感度を大きくすることができる。

【００６９】そして、第２の固定電極１０がその面に垂
直な外周側壁面を備えれば、外来ノイズに対するシール
ド効果がさらに向上する。

【００７０】なお、実施形態５と同様の構成には同一の
符号を付して説明は省略する。

【００７１】（実施形態１０）図１０は、回転角度を検
知する回転角度センサの断面分解斜視図を示している
（センサ回路部は図示なし）。基本的な構成は実施形態
４を示す図４と同様であるが、誘導体板３０の変位方向
がシャフト４０を中心とする回転方向である点が異な
る。

【００７２】一般に、誘導体板３０は薄いほど電極間の
静電容量Ｃが大きくなって、出力のダイナミックレンジ
を大きく取れるので望ましいが、薄いとシャフト４０と
の連結部３０ａでの強度が十分に取れなくなり、そこで
本実施形態では、誘導体板３０がシャフト４０と連結す
る連結部３０ａの厚さを厚くして、静電容量Ｃの低下を
最小限に抑えて連結部３０での強度を十分に保ってい
る。

【００７３】（実施形態１１）図１１は、実施形態１乃
至１０のセンサ回路４の回路構成を示す。

【００７４】センサ回路４は、対向した電極９０，９１
（電極９０，９１は本発明における固定電極、可動電極
の組み合わせのうちいずれでもよい）に直流の定電流を
供給する直流定電流回路Ｓ１と、対向した電極９０，９
１間の電極間電圧Ｖｃと所定のしきい値とを比較するコ
ンパレータ回路Ｓ２と、コンパレータ回路Ｓ２の比較結
果が電極間電圧Ｖｃは所定のしきい値以上である場合に
は対向した電極９０，９１間に蓄積した電荷を放電する
放電回路Ｓ３と、コンパレータ回路Ｓ２の出力Ｖｓがオ
ンする周期に応じて位置情報を示す電気信号Ｖｏｕｔを
出力する信号処理回路Ｓ４とを備える。

【００７５】直流定電流回路Ｓ１は、エミッタを制御電
圧に接続し、ゲートとコレクタを接続したＰＮＰ型のト
ランジスタＱ１と、エミッタを制御電圧に接続し、コレ
クタに電極９０とコンパレータ回路Ｓ２と放電回路Ｓ３
とを接続し、ゲートにトランジスタＱ１のゲートを接続
したＰＮＰ型のトランジスタＱ２と、トランジスタＱ１
のコレクタと接地電位との間に接続した定電流源Ｊ１と
から構成される。

【００７６】コンパレータ回路Ｓ２は、出力が放電回路
Ｓ３及び信号処理回路Ｓ４に接続されたコンパレータＣ
Ｐ１と、コンパレータＣＰ１の非反転入力に接続した抵
抗Ｒ１と、反転入力に接続した直流電圧源Ｅ１とから構
成され、放電回路Ｓ３は、コンパレータＣＰ１の出力に
接続した抵抗Ｒ２と、ゲートを抵抗Ｒ２に接続し、コレ
クタを電極９０に接続し、エミッタを接地したＮＰＮ型
のトランジスタＱ３とから構成される。

【００７７】次にこの回路の動作について図１２の波形
図を用いて説明する。直流定電流回路Ｓ１は、トランジ
スタＱ２のコレクタ電流を定電流Ｉｏとして出力し、電
極９０，９１間を充電する。そしてコンパレータＣＰ１
は、電極間電圧Ｖｃと、直流電圧源Ｅ１のしきい値電圧
Ｖｔｈとを比較し、Ｖｃ＞Ｖｔｈの場合はＨレベルの電
圧信号Ｖｓを出力し、Ｖｃ＜Ｖｔｈの場合はＬレベルの
電圧信号Ｖｓを出力する。電極９０，９１間が充電され
て電極間電圧Ｖｃがしきい値電圧Ｖｔｈを超えると、抵
抗Ｒ２を介してゲートにＨレベルの電圧信号Ｖｓを入力
されたトランジスタＱ３はエミッタ−コレクタ間をオン
にして、電極９０，９１間に蓄積した電荷を放電する。
そして、コンパレータＣＰ１が出力する電圧信号Ｖｓが
Ｌレベルになると、トランジスタＱ３のエミッタ−コレ
クタ間はオフになり、再び定電流Ｉｏによって電極９
０，９１間を充電する。以後、この動作を繰り返す。

【００７８】信号処理回路Ｓ４は、コンパレータＣＰ１
が出力する電圧信号ＶｓがＨレベルになる周期Ｔ３毎に
オン・オフを繰り返す電圧信号Ｖｏｕｔを出力する。

【００７９】ここで、電極９０，９１間の静電容量Ｃに
対して、周期Ｔ３＝Ｃ×Ｖｔｈ／Ｉｏで表される。そし
て、信号処理回路Ｓ４の出力に接続したＥＣＵ（図示な
し）で周期Ｔ３をタイマで計測すれば、しきい値電圧Ｖ
ｔｈ、定電流Ｉｏは所定の値であるので、静電容量Ｃを
特定でき、静電容量Ｃに対応した相対変位量ｘを特定す
ることができる。そして、静電容量Ｃを電極９０，９１
の相対変位量ｘに対してリニアに変化する特性にしてお
けば、周期Ｔ３も相対変位量ｘに対してリニアに変化す
る特性となる。

【００８０】なお、電極９０，９１間への充電時間が放
電時間に対して十分に長くなることが重要であるが、放
電時間は信号処理回路Ｓ４が電圧信号Ｖｓのパルスを認
識できる程度の長さは必要であり、また、実際にはコン
パレータＣＰ１にヒステリシスを設ける等の工夫は必要
であるが、本実施形態は電極９０，９１のインピーダン
スの変化に依らず消費電流が一定であるというメリット
がある。

【００８１】（実施形態１２）図１３は、実施形態１乃
至１０のセンサ回路４の回路構成を示す。

【００８２】センサ回路４は、対向した電極９０，９１
（電極９０，９１は本発明における固定電極、可動電極
の組み合わせのうちいずれでもよい）に所定の周波数、
振幅の交流電圧を印加する交流電源Ｅ２と、対向した電
極９０，９１間を流れる電流を電圧に変換する電流電圧
変換回路Ｓ５と、電流電圧変換回路Ｓ５の出力電圧に応
じて位置情報を示す電気信号を出力する信号処理回路Ｓ
４とを備える。

【００８３】電流電圧変換回路Ｓ５は、出力を信号処理
回路Ｓ４に接続し、非反転入力を接地したオペアンプＯ
Ｐ１と、オペアンプＯＰ１の反転入力−出力間に接続し
た抵抗Ｒ４と、反転入力に接続した抵抗Ｒ３とから構成
される。

【００８４】次にこの回路の動作について説明する。交
流電源Ｅ２は、所定の周波数、振幅の交流電圧を電極９
０，９１に印加する。このとき、交流電圧の周波数ｆ、
振幅Ｖｏ、時間ｔとすると、電極９０，９１間の静電容
量Ｃに対して電極９０，９１間を流れる電流Ｉｃは、Ｉ
ｃ＝２×π×ｆ×Ｃ×Ｖｏ×ｓｉｎ（２×π×ｆ×ｔ）
で表され、この電流Ｉｃを電流電圧変換回路Ｓ５によっ
て電圧に変換した出力を信号処理回路Ｓ４で検波すれ
ば、静電容量Ｃに比例した電圧信号Ｖｏｕｔを得ること
ができる。

【００８５】そして、信号処理回路Ｓ４の出力に接続し
たＥＣＵ（図示なし）で電圧信号Ｖｏｕｔの振幅を計測
すれば、静電容量Ｃを特定でき、静電容量Ｃに対応した
相対変位量ｘを特定することができる。そして、静電容
量Ｃを電極９０，９１の相対変位量ｘに対してリニアに
変化する特性にしておけば、電圧信号Ｖｏｕｔの振幅も
相対変位量ｘに対してリニアに変化する。

【００８６】また、図１４に示すように、電流電圧変換
回路Ｓ５と信号処理回路Ｓ４との間に交流電源Ｅ２の周
波数ｆ近傍の周波数成分のみを通過させるバンドパスフ
ィルタＳ６を付加すれば、周波数ｆ近傍の周波数成分以
外の外来ノイズを遮断して、外来ノイズに対するシール
ド効果を向上させることができる。

【００８７】（実施形態１３）本実施形態では、実施形
態１１または１２のセンサ回路４が出力する電圧信号Ｖ
ｏｕｔの構成について説明する。

【００８８】ポジションセンサの信号を受けて処理する
システムであるＥＣＵがデジタル回路である場合、電圧
信号Ｖｏｕｔ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、電圧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。そこで、センサ回路
４が出力する電圧信号Ｖｏｕｔをデジタル信号で構成し
た例を示す。センサ回路４は、信号処理回路Ｓ４の出力
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記デジ
タル信号をデジタルトリミングする補正回路とを有する
信号補正回路を具備している。

【００８９】図１５は、信号補正回路が出力する電圧信
号Ｖｏｕｔの第１の例を示し、基準パルスＶｒ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、静電容量
Ｃを特定することができる。

【００９０】図１６は、信号補正回路が出力する電圧信
号Ｖｏｕｔの第２の例を示し、基準パルスＶｒ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。

【００９１】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、静電容量Ｃ
を特定することができる。

【００９２】図１７は、信号補正回路が出力する電圧信
号Ｖｏｕｔの第３の例を示し、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Ｖｒのパルス数によって
各々決められる。

【００９３】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、静電容量Ｃを特定することがで
きる。

【００９４】なお、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、図１５〜１７に示す例によれば信号線は１本で
済む。また、電圧信号Ｖｏｕｔは、静電容量Ｃ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。さら
に、信号線の数が問題にならなければ、電圧信号Ｖｏｕ
ｔを位置検出に必要な分解能を満たすビット数のデジタ
ル信号で構成してもよい。

【００９５】（実施形態１４）本実施形態のポジション
センサは、車載用に使用することを考慮して、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を２重
にしたものである。

【００９６】検出部を２重にした例１は、図１８に示す
ように、ハウジング（図示なし）に固定されて互いに平
行対向した２組の一対の面状の固定電極１２，１２’及
び固定電極１３，１３‘と、固定電極１２，１３の各上
面と固定電極１２’，１２’の各下面との間でハウジン
グ及び固定電極１２，１３，１２’，１３’に対してＸ
方向に相対変位し、その変位量に応じて固定電極１２，
１２’及び固定電極１３，１３’との各面方向の重なり
面積が変化する１つの面状の誘電体板３０と、固定電極
１２、１２’、及び誘電体板３０により形成される静電
容量に応じて固定電極１２，１２’と誘電体板３０との
位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路４ａと、
固定電極１３、１３’、及び誘電体板３０により形成さ
れる静電容量に応じて固定電極１３，１３’と誘電体板
３０との位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路
４ｂとを備える。固定電極１２，１２’はセンサ回路４
ａと電気的に接続され、固定電極１３，１３’はセンサ
回路４ｂと各々電気的に接続されている。

【００９７】このように２つの検出部で誘電体板３０を
共用することによって検出部２重化に伴なうコストアッ
プが小さくなる。

【００９８】なお、各動作については実施形態３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。

【００９９】検出部を２重にした例２は、図１９
（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング（図示なし）
に固定された２つの面状の固定電極１２，１３と、固定
電極１２，１３の各上面と平行対向した面を有してハウ
ジング及び固定電極１２，１３に対してＸ方向に相対変
位し、その変位量に応じて固定電極１２，１３との各面
方向の重なり面積が変化する１つの面状のセラミック基
板５と、センサ回路４とを備える。

【０１００】セラミック基板５は、誘電体板であるセラ
ミック板３１と、その上面に一体に形成した銅箔からな
る可動電極２１とを有して、その上面にセンサ回路４を
配置しており、可動電極２１はセンサ回路４のＧＮＤ電
位に接続されている。センサ回路４は固定電極１２、可
動電極２１、及びセラミック板３１により形成される静
電容量に応じて固定電極１２と可動電極２１との位置情
報を示す電気信号、及び固定電極１３、可動電極２１、
及びセラミック板３１により形成される静電容量に応じ
て固定電極１３と可動電極２１との位置情報を示す電気
信号を各々出力する。固定電極１２，１３はセラミック
基板５とワイヤ等で電気的に接続されることによってセ
ラミック基板５を介してセンサ回路４と接続され、可動
電極２１はセラミック基板５上の配線でセンサ回路４と
接続されている。

【０１０１】このように２つの検出部でセラミック基板
５を共用することによって検出部２重化に伴なうコスト
アップが小さくなる。特に、セラミック基板５は高価
なので、共用メリットが大きい。

【０１０２】なお、各動作については実施形態２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。検出部を２重にした例３は、図２０に示すよう
に、本実施形態の例１を示す図１８の２つの固定電極
１２’，１３’を、固定電極１２，１３（第２の固定電
極）と平行対向した１つのプリント基板６の下面に設け
た銅箔からなる固定電極１４，１５（第１の固定電極）
としたものである。プリント基板６の上面にはセンサ回
路（図示なし）が配置されて、第１の固定電極１４，１
５とセンサ回路とはプリント基板６のパターン配線で容
易に接続でき、第１の固定電極１４，１５とプリント基
板１５とセンサ回路とを一体的に形成できるので、外来
ノイズの影響を受けにくくなり、且つ組立て工数の削
減、小型化を図ることができる。

【０１０３】また、第２の固定電極１２，１３を板金部
品で構成し、プリント基板６上のセンサ回路に接続する
ための端子１２ａ，１３ａを板金部品をプリント基板６
の方向に曲げ加工することによって形成したもので、第
２の固定電極１２，１３は端子１２ａ，１３ａをプリン
ト基板６にはんだ付けすることによって、プリント基板
６を介してセンサ回路と電気的に接続される。したがっ
て、組立てやすい簡単な構造で、センサ回路と第２の固
定電極１２，１３とを確実に接続することができる。

【０１０４】このように、２つの検出部でプリント基板
６を共用することによって検出部２重化に伴なうコス
トアップが小さくなり、特に、プリント基板６は高価な
ので、共用メリットが大きい。

【０１０５】なお、各動作については実施形態４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。

【０１０６】検出部を２重にした例４は、図２１に示す
ように、本実施形態の例３を示す図２０の２つの第２の
固定電極１２，１３を１つの第２の固定電極１０とした
ものであり、２つの検出部で、第１の固定電極１０を共
用するので検出部２重化に伴なうコストアップが小さく
なり、検出部の２重化をしても、プリント基板６と第２
の固定電極１０との接続数を増やさなくてもよいので、
プリント基板６の面積を増やさなくてもよい。

【０１０７】（実施形態１５）図２２は、実施形態１４
に示した検出部を２重化したポジションセンサのセンサ
回路４の回路構成を示す。

【０１０８】センサ回路４は、対向した電極９０ａ，９
１ａ，９０ｂ，９１ｂ（電極９０ａ，９１ａ，９０ｂ，
９１ｂは本発明における固定電極、可動電極の組み合わ
せのうちいずれでもよい）に直流の定電流を供給する１
つの直流定電流回路Ｓ７と、対向した電極９０ａ，９１
ａ間及び対向した電極９０ｂ，９１ｂ間の各電極間電圧
Ｖｃａ，Ｖｃｂと所定の各しきい値とを比較する２つの
コンパレータ回路Ｓ２ａ，Ｓ２ｂと、コンパレータ回路
Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの各比較結果が電極間電圧Ｖｃａ，Ｖｃ
ｂは所定の各しきい値以上である場合には対向した電極
９０ａ，９１ａ間及び対向した電極９０ｂ，９１ｂ間に
各々蓄積した電荷を放電する２つの放電回路Ｓ３ａ，Ｓ
３ｂと、コンパレータ回路Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの各出力Ｖｓ
ａ，Ｖｓｂがオンする周期に応じて位置情報を示す電気
信号Ｖｏｕｔａ，Ｖｏｕｔｂを各々出力する２つの信号
処理回路Ｓ４ａ，Ｓ４ｂとを備える。

【０１０９】本実施形態では、２つの検出部の電極９０
ａ，９１ａ及び電極９０ｂ，９１ｂに対して、単一の直
流定電流回路Ｓ７から定電流Ｉｏａ，Ｉｏｂを供給する
ので、検出部の２重化に伴なうコストアップが小さくな
る。

【０１１０】また、前記各回路を単一のモノリシックＩ
Ｃとして構成すれば、検出部２重化に伴なうコストアッ
プがさらに小さくなり、特に、ＩＣは高価なので、共用
メリットがさらに大きくなる。そして、モノリシック化
により、外来ノイズの影響を受け難くなる。

【０１１１】なお、各動作については実施形態１１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。

【０１１２】（実施形態１６）図２３は、実施形態１４
に示した検出部を２重化したポジションセンサのセンサ
回路４の回路構成を示す。

【０１１３】センサ回路４は、対向した電極９０ａ，９
１ａ，９０ｂ，９１ｂ（電極９０ａ，９１ａ，９０ｂ，
９１ｂは本発明における固定電極、可動電極の組み合わ
せのうちいずれでもよい）に所定の周波数、振幅の交流
電圧を印加する１つの交流電源Ｅ２と、対向した電極９
０ａ，９１ａ，９０ｂ，９１ｂ間を流れる電流を電圧に
変換する２つの電流電圧変換回路Ｓ５ａ，Ｓ５ｂと、電
流電圧変換回路Ｓ５ａ，Ｓ５ｂの各出力電圧に応じて位
置情報を示す電気信号Ｖｏｕｔａ，Ｖｏｕｔｂを各々出
力する２つの信号処理回路Ｓ４ａ，Ｓ４ｂとを備える。

【０１１４】本実施形態では、２つの検出部の電極９０
ａ，９１ａ，９０ｂ，９１ｂに対して、単一の交流電源
Ｅ２が所定の周波数、振幅の交流電圧を印加するので、
検出部の２重化に伴なうコストアップが小さくなる。

【０１１５】また、前記各回路を単一のモノリシックＩ
Ｃとして構成すれば、検出部２重化に伴なうコストアッ
プがさらに小さくなり、特に、ＩＣは高価なので、共用
メリットがさらに大きくなる。そして、モノリシック化
により、外来ノイズの影響を受け難くなる。

【０１１６】

【発明の効果】請求項１の発明は、ハウジングと、前記
ハウジングに固定された面状の固定電極と、前記固定電
極の面と平行対向した面を有して前記ハウジング及び固
定電極に対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じ
て前記固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状
の可動電極と、前記固定電極と可動電極との互いに対向
した各内面間で前記固定電極または可動電極のうち一方
の電極に固定した誘電体板と、前記固定電極、可動電
極、及び誘電体板により形成される静電容量に応じて前
記固定電極と前記可動電極との位置情報を示す電気信号
を出力するセンサ回路とを備えるので、可動電極と固定
電極との相対変位量に比例した静電容量が得られるの
で、変位に対する出力の十分なリニアリティを得ること
ができるという効果がある。また、誘電体板を有するこ
とによって厚み方向に多少の組立て誤差が生じたとして
もその影響は小さい、さらに、センサ部の温度特性は誘
電体板の誘電率の温度係数で決まるので変位には依存せ
ず、温度に対してリニアな変化となり、したがってセン
サ回路に温度補償回路を付けるとしても比較的小規模の
回路構成で温度補償回路が実現できる。

【０１１７】請求項２の発明は、ハウジングと、前記ハ
ウジングに固定された面状の固定電極と、前記固定電極
の面と平行対向した面を有して前記ハウジング及び固定
電極に対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じて
前記固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状の
可動電極と、前記固定電極と可動電極との互いに対向し
た各内面のうち少なくとも一方の面に形成した誘電体膜
と、前記固定電極、可動電極、及び誘電体膜により形成
される静電容量に応じて前記固定電極と前記可動電極と
の位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路とを備
えるので、変位に対する出力の十分なリニアリティを得
ることができるという効果がある。

【０１１８】請求項３の発明は、ハウジングと、前記ハ
ウジングに固定された面状の固定電極と、前記固定電極
の面と平行対向した面を有して前記ハウジング及び固定
電極に対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じて
前記固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状の
可動電極と、前記固定電極と可動電極との互いに対向し
た各内面のうち少なくとも一方の面に形成した絶縁膜
と、前記固定電極、可動電極、及び絶縁膜により形成さ
れる静電容量に応じて前記固定電極と前記可動電極との
位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路とを備え
るので、変位に対する出力の十分なリニアリティを得る
ことができるという効果がある。

【０１１９】請求項４の発明は、請求項２または３の発
明において、前記固定電極と可動電極とのうちいずれか
の電極はプリント基板上に設けた銅箔で形成されるの
で、組立工数が減り、小型化が可能になるという効果が
ある。

【０１２０】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記固定電極と可動電極とのうちいずれかの電極と
前記誘電体板とを一体に形成したセラミック基板を具備
するので、センサ回路も一体的に形成でき外来ノイズの
影響を低減でき、組立工数が減り、小型化が可能になる
という効果がある。

【０１２１】請求項６の発明は、ハウジングと、前記ハ
ウジングに固定されて互いに平行対向した面状の第１の
固定電極及び第２の固定電極と、前記各固定電極の互い
に対向した各内面間で前記ハウジング及び各固定電極に
対して面方向に相対変位し、前記変位量に応じて前記各
固定電極との面方向の重なり面積が変化する面状の誘電
体板と、前記各固定電極、及び誘電体板により形成され
る静電容量に応じて前記各固定電極と誘電体板との位置
情報を示す電気信号を出力するセンサ回路とを備えるの
で、請求項１乃至３のように可動電極と固定電極とを用
いた場合には、可動電極とセンサ回路との電気接続部も
可動になり、余分なインピーダンス変化を伴う、断線の
恐れがあるために寿命に関わる、接続のための可動用ワ
イヤ等が必要となるためコストアップとなる、等の問題
があるが、本請求項では請求項１と同様の効果を得るこ
とができる上に、センサ回路と接続する電極は固定電極
であるのでこのような問題は発生しないという効果があ
る。

【０１２２】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、前記第１の固定電極と第２の固定電極とのうち少な
くとも一方の固定電極を、他方の固定電極と平行対向し
たプリント基板の内面に設けた銅箔で形成し、前記プリ
ント基板に前記センサ回路を配置したので、センサ回路
も一体的に形成でき外来ノイズの影響を低減でき、組立
工数が減り、小型化が可能になるという効果がある。

【０１２３】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、前記第１の固定電極はプリント基板の内面に設けた
銅箔で形成され、前記第２の固定電極は板金部品からな
って、前記プリント基板上のセンサ回路に接続するため
の端子を前記板金部品を曲げ加工することによって形成
したので、組立て易い簡単な構造で第２の固定電極とセ
ンサ回路とを接続することができるという効果がある。

【０１２４】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、前記ハウジングと前記第２の固定電極とは一体成形
されたので、ハウジングに対する第２の固定電極の浮き
がなくなり、組立て時の寸法誤差がなくなるという効果
がある。

【０１２５】請求項１０の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極はプリント基板の内面に設け
た銅箔で形成され、前記第２の固定電極は、前記ハウジ
ングに施した金属蒸着またはめっきで形成されるので、
請求項９と同様の効果を得ることができる。

【０１２６】請求項１１の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極は前記プリント基板の内面に
設けた銅箔で形成されて、前記センサ回路のＧＮＤ電位
に接続され、前記第２の固定電極の外面側に前記第２の
固定電極に対向した面状のアース電極を設け、前記アー
ス電極を前記ＧＮＤ電位または安定電源電圧に接続した
ので、プリント基板上のＧＮＤパターンと第１の固定電
極とを兼用して小型化、低コスト化を図ることができ、
且つ第２の固定電極の外側にアース電極があるので外来
ノイズに強くなるという効果がある。

【０１２７】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記ハウジングと前記アース電極とは一体成形
されたので、ハウジングに対するアース電極の浮きがな
くなり、アース電極と第２の固定電極との組立て寸法誤
差を最小にすることができるという効果がある。

【０１２８】請求項１３の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記アース電極は、前記固定電極の面と垂直方
向の面からなる外周側壁面を有するので、外来ノイズに
対するシールド効果を向上させることができるという効
果がある。

【０１２９】請求項１４の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極はプリント基板の内面に設け
た銅箔で形成され、前記第２の固定電極は前記センサ回
路のＧＮＤ電位に接続されて、前記プリント基板の外面
に前記第１の固定電極を覆うようにＧＮＤ電極を形成し
たので、第２の固定電極をセンサ回路のＧＮＤ電位に接
続することによって第２の固定電極とセンサ回路との間
の不要なインピーダンスを最小にすることによって、回
路動作上有利になり、また、第１の固定電極の外側にＧ
ＮＤ電極を配置することによって外来ノイズに強くな
り、さらにこのＧＮＤ電極を利用することによってセン
サ回路を問題なく配置することができる。

【０１３０】請求項１５の発明は、請求項１４の発明に
おいて、前記ＧＮＤ電極はメッシュ状に形成されたの
で、第１の固定電極とＧＮＤ電極との対向面積を減らし
て、その間の静電容量を減らすことができ、第１の固定
電極と第２の固定電極との間に生じる信号容量の感度比
を向上させることができるという効果がある。

【０１３１】請求項１６の発明は、請求項１４の発明に
おいて、前記第２の固定電極は、前記固定電極の面と垂
直方向の面からなる外周側壁面を有するので、外来ノイ
ズに対するシールド効果を向上させることができるとい
う効果がある。

【０１３２】請求項１７の発明は、請求項１または６の
発明において、前記誘電体板は前記電極の面に垂直方向
のシャフトによって支持され、前記シャフトによって支
持されている部分は面に垂直方向の厚みが厚く形成され
るので、薄い誘導体板を用いて場合にシャフトとの連結
部の強度を十分に保つことができる。

【０１３３】請求項１８の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記対向
した電極に直流の定電流を供給する直流定電流回路と、
前記対向した電極間の電位と所定のしきい値とを比較す
るコンパレータ回路と、前記コンパレータ回路の比較結
果が前記対向した電極間の電位は所定のしきい値以上で
ある場合には前記対向した電極間に蓄積した電荷を放電
する放電回路と、前記コンパレータ回路の出力がオンす
る周期に応じて前記位置情報を示す電気信号を出力する
信号処理回路とを備えるので、電極間の静電容量に比例
してコンパレータ回路がオンする周期が決まり、結果と
して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、また電極のインピーダンス変化に依らず消費電
流を一定のできるという効果がある。

【０１３４】請求項１９の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記対向
した電極間に所定の周波数、振幅の交流電圧を印加する
交流定電圧回路と、前記対向した電極間を流れる電流を
電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換
回路の出力電圧に応じて前記位置情報を示す電気信号を
出力する信号処理回路とを備えるので、電極間の静電容
量に比例して電極間を流れる電流が決まり、結果として
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、また請求項１８と比べて応答性がよいという効果が
ある。

【０１３５】請求項２０の発明は、請求項１９の発明に
おいて、前記センサ回路は、前記交流定電圧回路の所定
の周波数近傍の周波数成分のみを通過させるバンドパス
フィルタを前記電流電圧変換回路と信号処理回路との間
に付加し、前記信号処理回路は前記バンドパスフィルタ
の出力に応じて前記位置情報を示す電気信号を出力する
ので、外来ノイズに対するシールド効果を向上させるこ
とができるという効果がある。

【０１３６】請求項２１の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【０１３７】請求項２２の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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。

【０１３８】請求項２３の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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２２と同様の効
果を得ることができる。

【０１３９】請求項２４の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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パルス幅のパルス
信号とから構成されるので、請求項２２と同様の効果を
得ることができる。

【０１４０】請求項２５の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記静電
容量に応じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、前記デジタル信号をデジタルトリミングする補
正回路とを備える信号補正回路を具備し、前記信号補正
回路の出力は、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、ので、請求項２２と同様の効果を
得ることができる。

【０１４１】請求項２６の発明は、請求項１乃至３、６
いずれかの発明において、前記対向した電極のうち一方
の電極は並列した２つの電極からなり、他方の電極は１
つの電極からなって、前記センサ回路は前記並列した２
つの電極に各々対応するので、検出部の２重化に伴うコ
ストアップを低減できるという効果がある。

【０１４２】請求項２７の発明は、請求項１または６の
発明において、前記対向した電極のうち少なくとも一方
の電極は並列した２つの電極からなり、前記並列した２
つの電極に共通の誘電体板を設けて、前記センサ回路は
前記並列した２つの電極に各々対応するので、請求項２
６と同様の効果を得ることができる。

【０１４３】請求項２８の発明は、請求項５の発明にお
いて、前記固定電極と可動電極とのうち一方の電極と前
記誘電体板とを一体に形成したセラミック基板を具備
し、前記一方の電極は前記センサ回路のＧＮＤ電位に接
続され、前記固定電極と可動電極とのうちいずれかの電
極は並列した２つの電極からなり、前記センサ回路は前
記並列した２つの電極に各々対応するので、請求項２６
と同様の効果を得ることができる。特にセラミック基板
は、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。

【０１４４】請求項２９の発明は、請求項７の発明にお
いて、前記第１の固定電極をプリント基板の内面に設け
た銅箔で形成し、前記第１の固定電極と第２の固定電極
とのうちいずれかの固定電極は並列した２つの電極から
なり、前記センサ回路は前記並列した２つの電極に各々
対応するので、請求項２６と同様の効果を得ることがで
きる。特にプリント基板は、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。

【０１４５】請求項３０の発明は、請求項２９の発明に
おいて、前記プリント基板の内面に設けた銅箔で形成さ
れた第１の固定電極は並列した２つの電極からなり、前
記第２の固定電極は１つの電極からなるので、請求項２
６と同様の効果を得ることができる。また、検出部を２
重化しても、プリント基板と第２の固定電極との接続箇
所数を増やさなくてもよいので、プリント基板の面積を
ふやさなくてもよい。

【０１４６】請求項３１の発明は、請求項２６乃至３０
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記並列
した２つの電極に直流の定電流を供給する１つの直流定
電流回路と、前記２つの対向した電極間の各電位と所定
のしきい値とを比較するコンパレータ回路と、前記コン
パレータ回路の比較結果が前記対向した電極間の各電位
は所定のしきい値以上である場合には前記対向した電極
間に蓄積した電荷を各々放電する放電回路と、前記コン
パレータ回路の出力がオンする周期に応じて前記位置情
報を示す電気信号を各々出力する信号処理回路とを備え
るので、請求項２６と同様の効果を得ることができる。

【０１４７】請求項３２の発明は、請求項２６乃至３０
いずれかの発明において、前記センサ回路は、前記並列
した２つの電極と前記並列した２つの電極に対向する電
極との間に所定の周波数、振幅の交流電圧を各々印加す
る１つの交流定電圧回路と、前記対向した電極間を流れ
る各電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電
流電圧変換回路の各出力電圧に応じて前記位置情報を示
す電気信号を各々出力する信号処理回路とを備えるの
で、請求項２６と同様の効果を得ることができる。

【０１４８】請求項３３の発明は、請求項２６乃至３２
いずれかの発明において、前記各回路の能動回路は単一
のモノリシックＩＣで構成したので、請求項２６と同様
の効果を得ることができる。特にＩＣは、コストが高い
部品であるので、共用化のメリットが大きく、またモノ
リシック化により外来ノイズの影響を受けにくくなる。

【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】（ａ），（ｂ）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を示す構成図である。

【図４】本発明の実施形態４を示す構成図である。

【図５】本発明の実施形態５を示す構成図である。

【図６】本発明の実施形態６を示す構成図である。

【図７】本発明の実施形態７を示す構成図である。

【図８】本発明の実施形態８を示す構成図である。

【図９】本発明の実施形態９を示す構成図である。

【図１０】本発明の実施形態１０を示す構成図である。

【図１１】本発明の実施形態１１のセンサ回路を示す構
成図である。

【図１２】本発明の実施形態１１の動作を示す波形図で
ある。

【図１３】本発明の実施形態１２のセンサ回路を示す第
１の構成図である。

【図１４】本発明の実施形態１２のセンサ回路を示す第
２の構成図である。

【図１５】本発明の実施形態１３のセンサ回路が出力す
る電圧信号を示す第１の波形図である。

【図１６】本発明の実施形態１３のセンサ回路が出力す
る電圧信号を示す第２の波形図である。

【図１７】本発明の実施形態１３のセンサ回路が出力す
る電圧信号を示す第３の波形図である。

【図１８】本発明の実施形態１４を示す第１の構成図で
ある。

【図１９】（ａ），（ｂ）本発明の実施形態１４を示す
第２の構成図である。

【図２０】本発明の実施形態１４を示す第３の構成図で
ある。

【図２１】本発明の実施形態１４を示す第４の構成図で
ある。

【図２２】本発明の実施形態１５のセンサ回路を示す構
成図である。

【図２３】本発明の実施形態１６のセンサ回路を示す構
成図である。

【図２４】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

４センサ回路７ハウジング１０固定電極２０可動電極３０誘電体板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、前記ハウジングに固定さ
れた面状の固定電極と、前記固定電極の面と平行対向し
た面を有して前記ハウジング及び固定電極に対して面方
向に相対変位し、前記変位量に応じて前記固定電極との
面方向の重なり面積が変化する面状の可動電極と、前記
固定電極と可動電極との互いに対向した各内面間で前記
固定電極または可動電極のうち一方の電極に固定した誘
電体板と、前記固定電極、可動電極、及び誘電体板によ
り形成される静電容量に応じて前記固定電極と前記可動
電極との位置情報を示す電気信号を出力するセンサ回路
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】ハウジングと、前記ハウジングに固定さ
れた面状の固定電極と、前記固定電極の面と平行対向し
た面を有して前記ハウジング及び固定電極に対して面方
向に相対変位し、前記変位量に応じて前記固定電極との
面方向の重なり面積が変化する面状の可動電極と、前記
固定電極と可動電極との互いに対向した各内面のうち少
なくとも一方の面に形成した誘電体膜と、前記固定電
極、可動電極、及び誘電体膜により形成される静電容量
に応じて前記固定電極と前記可動電極との位置情報を示
す電気信号を出力するセンサ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】ハウジングと、前記ハウジングに固定さ
れた面状の固定電極と、前記固定電極の面と平行対向し
た面を有して前記ハウジング及び固定電極に対して面方
向に相対変位し、前記変位量に応じて前記固定電極との
面方向の重なり面積が変化する面状の可動電極と、前記
固定電極と可動電極との互いに対向した各内面のうち少
なくとも一方の面に形成した絶縁膜と、前記固定電極、
可動電極、及び絶縁膜により形成される静電容量に応じ
て前記固定電極と前記可動電極との位置情報を示す電気
信号を出力するセンサ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４】前記固定電極と可動電極とのうちいずれ
かの電極はプリント基板上に設けた銅箔で形成されるこ
とを特徴とする請求項２または３記載のポジションセン
サ。
【請求項５】前記固定電極と可動電極とのうちいずれ
かの電極と前記誘電体板とを一体に形成したセラミック
基板を具備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６】ハウジングと、前記ハウジングに固定さ
れて互いに平行対向した面状の第１の固定電極及び第２
の固定電極と、前記各固定電極の互いに対向した各内面
間で前記ハウジング及び各固定電極に対して面方向に相
対変位し、前記変位量に応じて前記各固定電極との面方
向の重なり面積が変化する面状の誘電体板と、前記各固
定電極、及び誘電体板により形成される静電容量に応じ
て前記各固定電極と誘電体板との位置情報を示す電気信
号を出力するセンサ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７】前記第１の固定電極と第２の固定電極と
のうち少なくとも一方の固定電極を、他方の固定電極と
平行対向したプリント基板の内面に設けた銅箔で形成
し、前記プリント基板に前記センサ回路を配置したこと
を特徴とする請求項６記載のポジションセンサ。
【請求項８】前記第１の固定電極はプリント基板の内
面に設けた銅箔で形成され、前記第２の固定電極は板金
部品からなって、前記プリント基板上のセンサ回路に接
続するための端子を前記板金部品を曲げ加工することに
よって形成したことを特徴とする請求項７記載のポジシ
ョンセンサ。
【請求項９】前記ハウジングと前記第２の固定電極と
は一体成形された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１０】前記第１の固定電極はプリント基板の
内面に設けた銅箔で形成され、前記第２の固定電極は、
前記ハウジングに施した金属蒸着またはめっきで形成さ
れることを特徴とする請求項７記載のポジションセン
サ。
【請求項１１】前記第１の固定電極は前記プリント基
板の内面に設けた銅箔で形成されて、前記センサ回路の
ＧＮＤ電位に接続され、前記第２の固定電極の外面側に
前記第２の固定電極に対向した面状のアース電極を設
け、前記アース電極を前記ＧＮＤ電位または安定電源電
圧に接続したことを特徴とする請求項７記載のポジショ
ンセンサ。
【請求項１２】前記ハウジングと前記アース電極とは
一体成形されたことを特徴とする請求項１１記載のポジ
ションセンサ。
【請求項１３】前記アース電極は、前記固定電極の面
と垂直方向の面からなる外周側壁面を有することを特徴
とする請求項１１記載のポジションセンサ。
【請求項１４】前記第１の固定電極はプリント基板の
内面に設けた銅箔で形成され、前記第２の固定電極は前
記センサ回路のＧＮＤ電位に接続されて、前記プリント
基板の外面に前記第１の固定電極を覆うようにＧＮＤ電
極を形成したことを特徴とする請求項７記載のポジショ
ンセンサ。
【請求項１５】前記ＧＮＤ電極はメッシュ状に形成さ
れたことを特徴とする請求項１４記載のポジションセン
サ。
【請求項１６】前記第２の固定電極は、前記固定電極
の面と垂直方向の面からなる外周側壁面を有することを
特徴とする請求項１４記載のポジションセンサ。
【請求項１７】前記誘電体板は前記電極の面に垂直方
向のシャフトによって支持され、前記シャフトによって
支持されている部分は面に垂直方向の厚みが厚く形成さ
れることを特徴とする請求項１または６記載のポジショ
ンセンサ。
【請求項１８】前記センサ回路は、前記対向した電極
に直流の定電流を供給する直流定電流回路と、前記対向
した電極間の電位と所定のしきい値とを比較するコンパ
レータ回路と、前記コンパレータ回路の比較結果が前記
対向した電極間の電位は所定のしきい値以上である場合
には前記対向した電極間に蓄積した電荷を放電する放電
回路と、前記コンパレータ回路の出力がオンする周期に
応じて前記位置情報を示す電気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請求項１乃至３、６い
ずれか記載のポジションセンサ。
【請求項１９】前記センサ回路は、前記対向した電極
間に所定の周波数、振幅の交流電圧を印加する交流定電
圧回路と、前記対向した電極間を流れる電流を電圧に変
換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路の出
力電圧に応じて前記位置情報を示す電気信号を出力する
信号処理回路とを備えることを特徴とする請求項１乃至
３、６いずれか記載のポジションセンサ。
【請求項２０】前記センサ回路は、前記交流定電圧回
路の所定の周波数近傍の周波数成分のみを通過させるバ
ンドパスフィルタを前記電流電圧変換回路と信号処理回
路との間に付加し、前記信号処理回路は前記バンドパス
フィルタの出力に応じて前記位置情報を示す電気信号を
出力することを特徴とする請求項１９記載のポジション
センサ。
【請求項２１】前記センサ回路は、前記静電容量に応
じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記デジタル信号をデジタルトリミングする補正回路と
を備える信号補正回路を具備し、前記信号補正回路の出
力は、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乃至３、６い
ずれか記載のポジションセンサ。
【請求項２２】前記センサ回路は、前記静電容量に応
じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記デジタル信号をデジタルトリミングする補正回路と
を備える信号補正回路を具備し、前記信号補正回路の出
力は、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乃至３、
６いずれか記載のポジションセンサ。
【請求項２３】前記センサ回路は、前記静電容量に応
じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記デジタル信号をデジタルトリミングする補正回路と
を備える信号補正回路を具備し、前記信号補正回路の出
力は、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乃至３、６
いずれか記載のポジションセンサ。
【請求項２４】前記センサ回路は、前記静電容量に応
じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記デジタル信号をデジタルトリミングする補正回路と
を備える信号補正回路を具備し、前記信号補正回路の出
力は、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乃至３、６いず
れか記載のポジションセンサ。
【請求項２５】前記センサ回路は、前記静電容量に応
じた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記デジタル信号をデジタルトリミングする補正回路と
を備える信号補正回路を具備し、前記信号補正回路の出
力は、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乃至３、６いずれか記
載のポジションセンサ。
【請求項２６】前記対向した電極のうち一方の電極は
並列した２つの電極からなり、他方の電極は１つの電極
からなって、前記センサ回路は前記並列した２つの電極
に各々対応することを特徴とする請求項１乃至３、６い
ずれか記載のポジションセンサ。
【請求項２７】前記対向した電極のうち少なくとも一
方の電極は並列した２つの電極からなり、前記並列した
２つの電極に共通の誘電体板を設けて、前記センサ回路
は前記並列した２つの電極に各々対応することを特徴と
する請求項１または６記載のポジションセンサ。
【請求項２８】前記固定電極と可動電極とのうち一方
の電極と前記誘電体板とを一体に形成したセラミック基
板を具備し、前記一方の電極は前記センサ回路のＧＮＤ
電位に接続され、前記固定電極と可動電極とのうちいず
れかの電極は並列した２つの電極からなり、前記センサ
回路は前記並列した２つの電極に各々対応することを特
徴とする請求項５記載のポジションセンサ。
【請求項２９】前記第１の固定電極をプリント基板の
内面に設けた銅箔で形成し、前記第１の固定電極と第２
の固定電極とのうちいずれかの固定電極は並列した２つ
の電極からなり、前記センサ回路は前記並列した２つの
電極に各々対応することを特徴とする請求項７記載のポ
ジションセンサ。
【請求項３０】前記プリント基板の内面に設けた銅箔
で形成された第１の固定電極は並列した２つの電極から
なり、前記第２の固定電極は１つの電極からなることを
特徴とする請求項２９記載のポジションセンサ。
【請求項３１】前記センサ回路は、前記並列した２つ
の電極に直流の定電流を供給する１つの直流定電流回路
と、前記２つの対向した電極間の各電位と所定のしきい
値とを比較するコンパレータ回路と、前記コンパレータ
回路の比較結果が前記対向した電極間の各電位は所定の
しきい値以上である場合には前記対向した電極間に蓄積
した電荷を各々放電する放電回路と、前記コンパレータ
回路の出力がオンする周期に応じて前記位置情報を示す
電気信号を各々出力する信号処理回路とを備えることを
特徴とする請求項２６乃至３０いずれか記載のポジショ
ンセンサ。
【請求項３２】前記センサ回路は、前記並列した２つ
の電極と前記並列した２つの電極に対向する電極との間
に所定の周波数、振幅の交流電圧を各々印加する１つの
交流定電圧回路と、前記対向した電極間を流れる各電流
を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変
換回路の各出力電圧に応じて前記位置情報を示す電気信
号を各々出力する信号処理回路とを備えることを特徴と
する請求項２６乃至３０いずれか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単一のモノリ
シックＩＣで構成したことを特徴とする請求項２６乃至
３２いずれか記載のポジションセンサ。