WO2024111340A1 - 位置検出装置 - Google Patents

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WO2024111340A1
WO2024111340A1 PCT/JP2023/038570 JP2023038570W WO2024111340A1 WO 2024111340 A1 WO2024111340 A1 WO 2024111340A1 JP 2023038570 W JP2023038570 W JP 2023038570W WO 2024111340 A1 WO2024111340 A1 WO 2024111340A1
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WO
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receiving coil
wiring layer
layer
wiring
spiral portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/038570
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English (en)
French (fr)
Inventor
司 河野
篤史 小林
亮介 村山
達明 杉戸
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature

Definitions

  • This disclosure relates to a position detection device.
  • an angular position sensor that detects the position of a rotatable detection object (see, for example, Patent Document 1).
  • This angular position sensor has two excitation coils and two sensing coils.
  • This angular position sensor generates a magnetic field between the detection object and the two excitation coils by passing current through the two excitation coils, and detects the rotation angle of the detection object based on a detection signal generated by a change in the magnetic field between the two sensing coils and the detection object.
  • the two excitation coils and the two sensing coils are formed on a four-layer substrate. Specifically, one of the two excitation coils is formed on the first and second layers, and the other of the two excitation coils is formed on the third and fourth layers.
  • the two sensing coils are formed in series from the first layer through the second and third layers to the fourth layer.
  • Each of the two sensing coils has a portion formed by winding four times clockwise or counterclockwise in each layer, for a total of 16 turns.
  • the portions of each of the two sensing coils formed by winding clockwise or counterclockwise in each of the four layers are electrically connected through one of three vias formed through the first to fourth layers of the multilayer board.
  • the inventors have investigated a position detection device that uses a transmitting coil that functions as an excitation coil and a receiving coil that functions as a sensing coil, and that allows the total number of turns in the receiving coil to be increased.
  • the total number of turns in the receiving coil is the total number obtained by adding up all the turns of the receiving coil wound in each layer of a multi-layer board.
  • Methods for increasing the total number of receiving coils include increasing the number of layers in the multi-layer board and increasing the number of turns of the receiving coil formed in each layer of the multi-layer board with the increased number of layers.
  • the through-hole conductive portion reduces the area of the portion in each layer where the receiving coil can be formed. This limits the number of turns of the receiving coil in each layer, and there is a possibility that the total number of turns of the receiving coil cannot be increased to the desired number of turns.
  • the purpose of this disclosure is to provide a position detection device that can ensure a sufficient area for forming a receiving coil.
  • a position detection device comprising: A substrate; A transmission coil formed on the substrate; a first receiving coil and a second receiving coil formed on a substrate and inductively coupled to each other by electromagnetic induction caused by energization of the transmitting coil;
  • the substrate is a multilayer substrate in which six or more wiring layers and insulating layers disposed between each of the six or more wiring layers are alternately stacked, and has a plurality of conductive through parts formed to penetrate at least one of the insulating layers and connect the six or more wiring layers; the first receiving coil and the second receiving coil are wound a plurality of times on each of the wiring layers except for at least one wiring layer among the six or more wiring layers, and are connected via a plurality of conductive through parts; At least one of the plurality of conductive through-portions is disposed inside the first and second receiving coils.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electric motorization system configured using a position detection device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between a position detection device and a drive unit.
  • FIG. 2 is a plan view of a rotating plate and a position detection device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the position detection device taken along line VV in FIG. 4.
  • 6 is a plan view of the printed circuit board according to the first embodiment as viewed in the direction of the arrow indicated by VI in FIG. 5 .
  • 3A to 3C are diagrams for explaining the configuration of a wiring layer, a first receiving coil, and a via in the printed circuit board of the first embodiment.
  • 4A to 4C are diagrams for explaining connections of first receiving coils formed in each wiring layer in the printed circuit board of the first embodiment.
  • 10A and 10B are diagrams for explaining the configuration of a wiring layer, a first receiving coil, and a via in a printed circuit board of a comparative example.
  • 11 is a diagram for explaining an area in which a via can be formed in a printed circuit board of a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of a wiring layer, a first receiving coil, and a via in a printed circuit board according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 of a printed circuit board according to a second embodiment. 13 is a diagram for explaining the configuration of a wiring layer, a first receiving coil, and a via in a printed circuit board according to a third embodiment.
  • FIG. FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 of a printed circuit board according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 6 of a printed circuit board according to a fourth embodiment.
  • a position detection device that detects the rotation of a detection body will be described as an example of the position detection device. Note that in the present embodiment, an example in which the position detection device is applied to an electric motor system mounted on a vehicle will be described.
  • the motorization system includes an actuator 1, a gear 2, a drive unit 3, an ECU 4 (short for Electronic Control Unit), and a position detector S1.
  • the motorization system operates as follows.
  • the actuator 1 is controlled by the ECU 4 and rotates the gear 2 under the control of the ECU 4.
  • the drive unit 3 includes a detection body, which will be described later, and is composed of components that operate in response to the rotation of the gear 2.
  • the position detector S1 detects the displacement of the detection body provided in the drive unit 3 and outputs a detection signal to the ECU 4.
  • the detection body is composed of a rotating flat plate 30, as will be described later, and outputs the rotation angle of the rotating flat plate 30 to the ECU 4.
  • the ECU 4 controls the actuator 1 taking into account the detection signal from the position detector S1.
  • the configuration of the drive unit 3 in which the position detection device S1 is arranged will be described.
  • a motor such as a main motor or an in-wheel motor
  • the driving unit 3 is assumed to be, for example, a rotor for a motor, and as shown in FIG. 2, includes a shaft 10 as a rotating shaft, a rotating flat plate 30, and a fixed base 40. These components 10, 30, and 40 are arranged coaxially with the axial direction Da of the shaft 10 as the center. In the following description, the axial direction Da of the shaft 10 will simply be referred to as the axial direction Da. Note that, for ease of viewing, FIG. 2 shows simplified versions of the transmitting coil 110, first receiving coil 120, and second receiving coil 130 that make up the position detection device S1, which will be described later.
  • the shaft 10 is, for example, a drive shaft, and is composed of a cylindrical member.
  • the shaft 10 is arranged so that a tire is provided on one end side, and the other end side opposite the one end side is on the vehicle body side.
  • the upper side of the paper is the one end side of the shaft 10
  • the lower side of the paper is the other end side of the shaft 10.
  • the shaft 10 is, for example, attached with a rotating wheel and bearing members (not shown), and the rotating wheel is supported by the bearing members in a rotatable state.
  • the rotating flat plate 30 is made of metal and has a circular plate shape with through holes 30a formed therein. As shown in FIG. 3, the rotating flat plate 30 of this embodiment has a plurality of recesses 31 formed evenly around the periphery. In other words, the rotating flat plate 30 has a plurality of protrusions 32 arranged around the periphery. In other words, the rotating flat plate 30 has a concave-convex structure 33 having recesses 31 and protrusions 32 formed around the periphery.
  • the rotating plate 30 is fixed to the shaft 10 with one end of the shaft 10 inserted through the through hole 30a so that the rotating plate 30 rotates with the rotation of the shaft 10, as shown in FIG. 2.
  • the rotating plate 30 corresponds to the detection body.
  • the fixed base 40 is in the form of a plate with a through hole 40a formed therein.
  • the other end of the shaft 10 is inserted into the through hole 40a of the fixed base 40, and a rotating wheel (not shown) is arranged in a rotatable state.
  • the fixed base 40 is also provided with a position detection device S1 so as to face the convex portion 32 of the rotating flat plate 30 in the axial direction Da.
  • the position detection device S1 is arranged so as to have a predetermined gap (i.e., distance) d between it and the rotating flat plate 30, as shown in FIG. 3.
  • the position detection device S1 of this embodiment has a printed circuit board 100 having one surface 100a and the other surface 100b.
  • the position detection device S1 is configured such that a circuit board 200 and a terminal 400 are arranged on the one surface 100a side of the printed circuit board 100, and these are integrally sealed by a sealing member 500.
  • the normal direction Ds to the surface direction of the printed circuit board 100 will be simply referred to as the normal direction Ds.
  • the normal direction Ds of the printed circuit board 100 coincides with the axial direction Da when the position detection device S1 is provided on the fixed base 40.
  • various electronic components such as capacitors and resistors are appropriately arranged on the printed circuit board 100, although not shown in particular.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment is an arc plate. More specifically, the printed circuit board 100 is configured to match the arc of an imaginary circle centered on the shaft 10. In other words, the printed circuit board 100 is shaped such that an imaginary circle with the printed circuit board 100 as its arc matches a circle centered on the shaft 10.
  • the printed circuit board 100 is formed with a transmitting coil 110, a first receiving coil 120, and a second receiving coil 130, as shown in FIG. 6.
  • the printed circuit board 100 is also formed with connection wiring 150 that connects the circuit board 200 with the transmitting coil 110, the first receiving coil 120, and the second receiving coil 130, as shown in FIG. 7.
  • FIG. 5 shows each transmitting coil 110, first receiving coil 120, and second receiving coil 130 in a simplified manner.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment is a multi-layer board in which insulating layers 101 and wiring layers 102 are alternately stacked, as shown in FIG. 8.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment has a six-layer through-hole board in which insulating layers 101 and wiring layers 102 are alternately stacked.
  • the printed circuit board 100 is composed of a ten-layer build-up board in which two insulating layers 101 and wiring layers 102 are further stacked on one side and the other side of the through-hole board in the normal direction Ds.
  • the six-layer through-hole board is also called a core layer.
  • a layer consisting of one insulating layer 101 and one wiring layer 102 formed on one side and the other side of the normal direction Ds of the core layer is also called a build layer.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment is a ten-layer build-up board in which two build layers are arranged on one side and the other side of the normal direction Ds of the core layer composed of six layers.
  • the insulating layer 101 is composed of an insulating material, and is formed of, for example, epoxy resin.
  • the wiring layer 102 is made of a conductive material, for example, copper.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment has the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 formed in the wiring layers 102 except for a specific wiring layer 102 out of the ten wiring layers 102.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are arranged inside the transmitting coil 110 as shown in FIG. 6.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment also has vias 140 that connect the wiring layers 102.
  • the transmitting coil 110, the first receiving coil 120, and the second receiving coil 130 formed in the wiring layer 102 are appropriately connected through the vias 140.
  • the vias 140 function as conductive through parts that electrically connect the ten wiring layers 102.
  • the shape and connection details of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 formed in the wiring layer 102 will be described later.
  • the printed circuit board 100 also has a plurality of pad parts (not shown). As shown in FIG. 5, one end of a rod-shaped terminal 400 is connected to the printed circuit board 100 so as to be connected to the pad portion.
  • the terminals 400 are provided with three terminals, for example, one for power supply, one for ground, and one for output.
  • the output terminal 400 is connected to the ECU 4 and is used to output the rotation angle of the detection object to the ECU 4.
  • the number of terminals 400 is not particularly limited, and the connection destinations can be changed appropriately depending on the number of terminals 400.
  • the circuit board 200 is disposed via a bonding member (not shown) in a portion of the printed circuit board 100 different from the portion in which the transmitting coil 110, the first receiving coil 120, and the second receiving coil 130 are formed.
  • the circuit board 200 is connected to the transmitting coil 110, the first receiving coil 120, and the second receiving coil 130 via the connection wiring 150 formed on the printed circuit board 100.
  • the circuit board 200 includes a microcomputer equipped with a CPU and storage units such as ROM, RAM, and non-volatile RAM, and is connected to the transmitting coil 110, the first receiving coil 120, and the second receiving coil 130.
  • the circuit board 200 realizes various control operations by the CPU reading and executing a program from the ROM or non-volatile RAM.
  • the ROM or non-volatile RAM stores in advance various data (e.g., initial values, lookup tables, maps, etc.) used when executing a program.
  • Storage media such as ROM are non-transient physical storage media.
  • CPU stands for Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM stands for Random Access Memory.
  • the circuit board 200 includes a signal processing unit 210 that is connected to the transmitting coil 110, the first receiving coil 120, and the second receiving coil 130 and performs predetermined processing.
  • the signal processing unit 210 includes, for example, an oscillator 220, a demodulator 230, an AD converter 240, an angle calculator 250, an output unit 260, and a power supply unit 300. Note that, although the following describes a representative example of a case where the signal is converted into a digital signal and then processed, when processing an analog signal, the signal processing unit 210 does not need to include the AD converter 240, etc.
  • the sealing member 500 integrally seals the printed circuit board 100, the circuit board 200, and the terminals 400 so that one end of the terminals 400 connected to the printed circuit board 100 and the other end opposite thereto are exposed.
  • the part of the sealing member 500 that is arc-shaped to conform to the shape of the printed circuit board 100 is referred to as the main part 510
  • the part that seals the terminals 400 and is intended for connection to an external connector is referred to as the connector part 520.
  • the main part 510 is formed, for example, to conform to the shape of the printed circuit board 100, and at least the part on the inner edge side is formed to coincide with the arc of a virtual circle centered on the shaft 10.
  • the connector part 520 is, for example, substantially cylindrical and extends along the normal direction Ds, and has an opening 520a that exposes the other end of the terminals 400 on the side opposite to the main part 510.
  • the sealing member 500 is made of, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the sealing member 500 has collar portions 530 formed in stepped portions at both ends in the circumferential direction of the arc-shaped main portion 510, through which fastening members are inserted for fixing to the fixed base 40.
  • the collar portion 530 is formed by arranging a metal collar 532 in a through hole 531 that passes through the main portion 510 in the thickness direction. Note that it is not necessary for stepped portions to be formed in the circumferential direction of the main portion 510, and the shape of both ends of the main portion 510 can be changed as appropriate to match the shape of the side to which it is fixed.
  • the above is the configuration of the position detection device S1 in this embodiment.
  • the position detection device S1 is arranged on the fixed base 40 so as to face the rotating flat plate 30 in the axial direction Da, as shown in FIG. 2.
  • the position detection device S1 is arranged so that when the rotating flat plate 30 rotates, the coils 110, 120, 130 and the protruding portion 32 of the rotating flat plate 30 alternate between facing and not facing each other in the axial direction Da.
  • the oscillator 220 is connected to both ends of the transmitting coil 110 and applies an alternating current of a predetermined frequency.
  • two capacitors 161, 162 are connected in series between both ends of the transmitting coil 110 and the oscillator 220, and the part connecting the capacitors 161, 162 is connected to ground.
  • the transmitting coil 110 generates a magnetic field in the axial direction Da that passes through the area surrounded by the first receiving coil 120 and the area surrounded by the second receiving coil 130.
  • the way in which the transmitting coil 110 and the oscillator 220 are connected can be changed as appropriate, and for example, one capacitor may be placed between both ends of the transmitting coil 110 and the oscillator 220.
  • the demodulation unit 230 is connected to both ends of the first receiving coil 120 and both ends of the second receiving coil 130.
  • the demodulation unit 230 generates a first demodulated signal by demodulating a first voltage value V1 (described below) of the first receiving coil 120, and generates a second demodulated signal by demodulating a second voltage value V2 (described below) of the second receiving coil 130.
  • the AD conversion unit 240 is connected to, for example, the demodulation unit 230 and the angle calculation unit 250.
  • the AD conversion unit 240 outputs to the angle calculation unit 250 a first conversion signal S obtained by AD converting the first demodulation signal and a second conversion signal C obtained by AD converting the second demodulation signal.
  • the angle calculation unit 250 calculates the rotation angle of the rotating plate 30, for example, by calculating an arctangent function using the first conversion signal S and the second conversion signal C.
  • the output unit 260 outputs, for example, the rotation angle of the rotating plate 30 obtained by calculation in the angle calculation unit 250 to the output terminal 400.
  • the power supply unit 300 is connected to each of the sections 220 to 260 of the signal processing unit 210, and supplies power to each of the sections 220 to 260.
  • the above is the basic configuration of the signal processing unit 210.
  • an alternating current of a predetermined frequency is applied to the transmitting coil 110 from the oscillator 220. This generates electromagnetic induction in the transmitting coil 110. Then, the resulting electromagnetic induction inductively couples the transmitting coil 110 with the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130. Then, a magnetic field is generated in the axial direction Da that passes through the area surrounded by the first receiving coil 120 and the area surrounded by the second receiving coil 130. In addition, because the magnetic field changes due to the alternating current, the first voltage value V1, which is the induced electromotive force generated in the first receiving coil 120, and the second voltage value V2, which is the induced electromotive force generated in the second receiving coil 130, change due to electromagnetic induction.
  • the convex portions 32 are arranged in a line at intervals in the circumferential direction, and the concave portions 31 are formed between the adjacent convex portions 32.
  • the area facing the convex portions 32 changes with the rotation of the rotating flat plate 30, and the size of the portion facing the convex portions 32 in the magnetic field in the axial direction Da passing through the area surrounded by the first receiving coil 120 and the area surrounded by the second receiving coil 130 changes periodically. Therefore, with the rotation of the rotating flat plate 30, the first voltage value V1 generated in the first receiving coil 120 and the second voltage value V2 generated in the second receiving coil 130 change periodically. In this way, the rotating flat plate 30 of this embodiment changes the first voltage value V1 generated in the first receiving coil 120 and the second voltage value V2 generated in the second receiving coil 130 according to its own rotation position.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment is configured as a 10-layer build-up board.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are formed on the wiring layers 102 excluding predetermined wiring layers 102 out of the 10 wiring layers 102.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 of this embodiment are mainly spiral shaped, as shown in FIG. 6.
  • the first receiving coil 120 has a first positive spiral portion 121 and a first anti-spiral portion 122.
  • the first positive spiral portion 121 and the first anti-spiral portion 122 are the portions of the first receiving coil 120 that form the spiral shape.
  • the second receiving coil 130 of this embodiment has a second positive spiral portion 131 and a second anti-spiral portion 132.
  • the second positive spiral portion 131 and the second anti-spiral portion 132 are the portions of the second receiving coil 130 that form the spiral shape.
  • the first positive spiral portion 121, the first counter spiral portion 122, the second positive spiral portion 131, and the second counter spiral portion 132 are formed side by side at a predetermined interval along the circumferential direction of the printed circuit board 100, which extends in an arc-shaped plate shape. Specifically, the first positive spiral portion 121, the second positive spiral portion 131, the first counter spiral portion 122, and the second counter spiral portion 132 are formed side by side in this order from one side to the other side in the circumferential direction of the printed circuit board 100.
  • the first forward spiral portion 121 and the first anti-spiral portion 122 are in a spiral pattern shape formed to draw a rectangle with changing diameter.
  • the first forward spiral portion 121 and the first anti-spiral portion 122 are formed by winding the coil three times in the same direction in each wiring layer 102 except for the two central wiring layers 102 out of the ten wiring layers 102.
  • the first forward spiral portion 121 and the first anti-spiral portion 122 have coil winding directions (i.e., spiral directions) that are opposite to each other.
  • the first forward spiral portion 121 has a coil winding direction that is clockwise when viewed from one side of the normal direction Ds.
  • the first anti-spiral portion 122 has a coil winding direction that is counterclockwise when viewed from one side of the normal direction Ds.
  • the second forward spiral portion 131 and the second anti-spiral portion 132 like the first forward spiral portion 121 and the first anti-spiral portion 122, have a spiral pattern shape formed to draw a rectangle with changing diameter. And, like the first forward spiral portion 121 and the first anti-spiral portion 122, the second forward spiral portion 131 and the second anti-spiral portion 132 are wound three times each in each wiring layer 102 except for the two central wiring layers 102 out of the ten wiring layers 102. However, the second forward spiral portion 131 and the second anti-spiral portion 132 have opposite spiral directions. For example, the second forward spiral portion 131 has a coil wound clockwise. In contrast, the second anti-spiral portion 132 has a coil wound counterclockwise.
  • first positive spiral portion 121, the first anti-spiral portion 122, the second positive spiral portion 131, and the second anti-spiral portion 132 are formed in a plurality of wiring layers 102 among the wiring layers 102 of the ten-layer build-up board.
  • the first positive spiral portion 121, the first anti-spiral portion 122, the second positive spiral portion 131, and the second anti-spiral portion 132 are each formed such that the respective spiral portions formed in each wiring layer 102 overlap in the normal direction Ds.
  • the first positive spiral portion 121 formed on the multiple wiring layers 102 is formed so that the first positive spiral portion 121 formed on each wiring layer 102 overlaps in the normal direction Ds.
  • the first anti-spiral portion 122 formed on the multiple wiring layers 102 is formed so that the first anti-spiral portion 122 formed on each wiring layer 102 overlaps in the normal direction Ds.
  • the second positive spiral portion 131 formed on the multiple wiring layers 102 is formed so that the second positive spiral portion 131 formed on each wiring layer 102 overlaps in the normal direction Ds.
  • the second anti-spiral portion 132 formed on the multiple wiring layers 102 is formed so that the second anti-spiral portion 132 formed on each wiring layer 102 overlaps in the normal direction Ds.
  • the ten wiring layers 102 are, as shown in FIG. 8, arranged from one side to the other in the normal direction Ds as a first wiring layer 1001, a second wiring layer 1002, a third wiring layer 1003, a fourth wiring layer 1004, a fifth wiring layer 1005, a sixth wiring layer 1006, a seventh wiring layer 1007, an eighth wiring layer 1008, a ninth wiring layer 1009, and a tenth wiring layer 1010.
  • the first positive spiral portion 121, the first anti-spiral portion 122, the second positive spiral portion 131, and the second anti-spiral portion 132 are formed in the same wiring layer 102 out of the ten wiring layers 102. Specifically, the first positive spiral portion 121, the first anti-spiral portion 122, the second positive spiral portion 131, and the second anti-spiral portion 132 are formed in the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010.
  • the first forward spiral portion 121, the first counter spiral portion 122, the second forward spiral portion 131, and the second counter spiral portion 132 are formed in the wiring layers 102, excluding the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006, out of the ten wiring layers 102.
  • the first forward spiral portion 121, the first counter spiral portion 122, the second forward spiral portion 131 and the second counter spiral portion 132 are formed by winding the coil three times in each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009 and the tenth wiring layer 1010. Therefore, the total number of turns of the coil in each of the first forward spiral portion 121, the first counter spiral portion 122, the second forward spiral portion 131 and the second counter spiral portion 132 in this embodiment is 24.
  • the first forward spiral portion 121, the first counter spiral portion 122, the second forward spiral portion 131 and the second counter spiral portion 132 formed in the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009 and the tenth wiring layer 1010 are connected by vias 140 formed in the printed circuit board 100.
  • connection method of the first positive spiral portion 121 formed in each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009 and the tenth wiring layer 1010 is the same as the connection method of the first anti-spiral portion 122, the second positive spiral portion 131 and the second anti-spiral portion 132. Therefore, in this embodiment, only the connection method of the first positive spiral portion 121 will be described in detail with reference to Figures 9 and 10, and a detailed description of the connection method of the first anti-spiral portion 122, the second positive spiral portion 131 and the second anti-spiral portion 132 will be omitted.
  • the vias 140 that connect the first positive spiral portion 121 will be described.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment as shown in FIG. 9, seven vias 140 that connect the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the fifth wiring layer 1005, the sixth wiring layer 1006, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010 are formed.
  • the printed circuit board 100 has a first via 1401 that connects the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002, and a second via 1402 that connects the second wiring layer 1002 and the third wiring layer 1003 formed.
  • the printed circuit board 100 is formed with a third via 1403, a fourth via 1404, and a fifth via 1405 that connect the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the fifth wiring layer 1005, and the sixth wiring layer 1006.
  • the printed circuit board 100 is formed with a sixth via 1406 that connects the eighth wiring layer 1008 and the ninth wiring layer 1009, and a seventh via 1407 that connects the ninth wiring layer 1009 and the tenth wiring layer 1010.
  • the first via 1401 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002 in the normal direction Ds.
  • the second via 1402 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the second wiring layer 1002 and the third wiring layer 1003 in the normal direction Ds.
  • the third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405 are formed by penetrating five insulating layers 101 between the third wiring layer 1003 and the eighth wiring layer 1008 in the normal direction Ds.
  • the sixth via 1406 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the eighth wiring layer 1008 and the ninth wiring layer 1009 in the normal direction Ds.
  • the seventh via 1407 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the ninth wiring layer 1009 and the tenth wiring layer 1010 in the normal direction Ds.
  • the via 140 includes a first via 1401, a second via 1402, a sixth via 1406, and a seventh via 1407 that are formed by penetrating one insulating layer 101. Furthermore, the via 140 includes a third via 1403, a fourth via 1404, and a fifth via 1405 that are formed by penetrating five insulating layers 101. The third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405 function as a first conductive portion that is formed by penetrating five insulating layers 101. The first via 1401, the second via 1402, the sixth via 1406, and the seventh via 1407 function as a second conductive portion that is formed by penetrating one insulating layer 101.
  • the first via 1401, the second via 1402, the sixth via 1406, and the seventh via 1407 are formed by copper plating holes formed in the insulating layer 101, for example, by a laser, for the build layer.
  • the third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405 are formed by, for example, copper plating holes formed through all the wiring layers 102 and the insulating layer 101 in the core layer composed of six through-hole layers. Note that in FIG. 9, the insulating layers 101 between the wiring layers 102 are omitted to make the figure easier to see.
  • the first via 1401 and the seventh via 1407 are formed in positions where they overlap each other in the normal direction Ds.
  • the first via 1401 and the seventh via 1407 are formed in positions where they do not overlap the second via 1402, the third via 1403, the fourth via 1404, the fifth via 1405, and the sixth via 1406 in the normal direction Ds.
  • the second via 1402 and the sixth via 1406 are formed in positions where they overlap each other in the normal direction Ds.
  • the second via 1402 and the sixth via 1406 are formed in positions where they do not overlap the third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405 in the normal direction Ds.
  • the third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405 are formed in positions that do not overlap with each other in the normal direction Ds.
  • first via 1401, second via 1402, third via 1403, fourth via 1404, fifth via 1405, sixth via 1406 and seventh via 1407 are formed at positions that do not overlap with first positive spiral portion 121 in normal direction Ds.
  • first via 1401, third via 1403, fifth via 1405 and seventh via 1407 are formed inside the spiral shape of first positive spiral portion 121.
  • second via 1402, fourth via 1404 and sixth via 1406 are formed outside the spiral shape of first positive spiral portion 121. That is, the first via 1401 to the seventh via 1407 are arranged alternately on the inside and outside of the first positive spiral portion 121, with vias 1401, 1403, 1405, and 1407 formed on the inside of the first positive spiral portion 121 and vias 1402, 1404, and 1406 formed on the outside.
  • the first via 1401 corresponds to the inner 1-layer, 2-layer conductive portion.
  • the second via 1402 corresponds to the outer 2-layer, 3-layer conductive portion.
  • the third via 1403 corresponds to the inner 3-layer, 4-layer conductive portion.
  • the fourth via 1404 corresponds to the outer 4-layer, 7-layer conductive portion.
  • the fifth via 1405 corresponds to the inner 7-layer, 8-layer conductive portion.
  • the sixth via 1406 corresponds to the outer 8-layer, 9-layer conductive portion.
  • the seventh via 1407 corresponds to the inner 9-layer, 10-layer conductive portion.
  • the first positive spiral portion 121 formed in each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010 will also be referred to as the first spiral portion 1201, the second spiral portion 1202, the third spiral portion 1203, the fourth spiral portion 1204, the seventh spiral portion 1207, the eighth spiral portion 1208, the ninth spiral portion 1209, and the tenth spiral portion 1210, respectively.
  • the portions formed in each wiring layer 102 are electrically connected by the first via 1401, the second via 1402, the third via 1403, the fourth via 1404, the fifth via 1405, the sixth via 1406, and the seventh via 1407.
  • the first spiral portion 1201 and the second spiral portion 1202 are connected via the first via 1401.
  • the second spiral portion 1202 and the third spiral portion 1203 are connected via the second via 1402.
  • the third spiral portion 1203 and the fourth spiral portion 1204 are connected via the third via 1403.
  • the fourth spiral portion 1204 and the seventh spiral portion 1207 are connected via the fourth via 1404.
  • the seventh spiral portion 1207 and the eighth spiral portion 1208 are connected via the fifth via 1405.
  • the eighth spiral portion 1208 and the ninth spiral portion 1209 are connected via a sixth via 1406.
  • the ninth spiral portion 1209 and the tenth spiral portion 1210 are connected via a seventh via 1407.
  • the first spiral portion 1201, the second spiral portion 1202, the third spiral portion 1203, the fourth spiral portion 1204, the seventh spiral portion 1207, the eighth spiral portion 1208, the ninth spiral portion 1209 and the tenth spiral portion 1210 are electrically connected via the first via 1401, the second via 1402, the third via 1403, the fourth via 1404, the fifth via 1405, the sixth via 1406 and the seventh via 1407.
  • the first spiral portion 1201 and the second spiral portion 1202 are connected by a first via 1401 formed on the inside of the first positive spiral portion 121.
  • the second spiral portion 1202 and the third spiral portion 1203 are connected by a second via 1402 formed on the outside of the first positive spiral portion 121.
  • the third spiral portion 1203 and the fourth spiral portion 1204 are connected by a third via 1403 formed on the inside of the first positive spiral portion 121.
  • the fourth spiral portion 1204 and the seventh spiral portion 1207 are connected by a fourth via 1404 formed on the outside of the first positive spiral portion 121.
  • the seventh spiral portion 1207 and the eighth spiral portion 1208 are connected by a fifth via 1405 formed on the inside of the first positive spiral portion 121.
  • the eighth spiral portion 1208 and the ninth spiral portion 1209 are connected by a sixth via 1406 formed on the outside of the first positive spiral portion 121.
  • the ninth spiral portion 1209 and the tenth spiral portion 1210 are connected by a seventh via 1407 formed on the inside of the first positive spiral portion 121.
  • the first positive spiral portion 121 formed in each wiring layer 102 is electrically connected by the first via 1401 to the seventh via 1407 formed alternately on the inside and outside of the first positive spiral portion 121.
  • first anti-spiral portion 122 formed in each wiring layer 102 is electrically connected by the first via 1401 to the seventh via 1407 formed alternately on the inside and outside of the first anti-spiral portion 122.
  • the second positive spiral portion 131 formed in each wiring layer 102 is electrically connected by the first via 1401 to the seventh via 1407 formed alternately on the inside and outside of the second positive spiral portion 131.
  • the second anti-spiral portion 132 formed in each wiring layer 102 is electrically connected by the first via 1401 to the seventh via 1407 formed alternately on the inside and outside of the second anti-spiral portion 132.
  • first via 1401 to seventh via 1407 are alternately formed on the inside and outside of first forward spiral portion 121, first counter spiral portion 122, second forward spiral portion 131, and second counter spiral portion 132 will be explained using first forward spiral portion 121.
  • first spiral portion 1201, second spiral portion 1202, third spiral portion 1203, fourth spiral portion 1204, seventh spiral portion 1207, eighth spiral portion 1208, ninth spiral portion 1209, and tenth spiral portion 1210 have the same coil winding direction (clockwise in this embodiment).
  • the first spiral portion 1201, the second spiral portion 1202, the third spiral portion 1203, the fourth spiral portion 1204, the seventh spiral portion 1207, the eighth spiral portion 1208, the ninth spiral portion 1209, and the tenth spiral portion 1210 are formed to overlap in the normal direction Ds.
  • adjacent spiral portions have a clockwise spiral direction, and are formed so that the direction from the outside to the inside and the direction from the inside to the outside are alternately formed.
  • the first spiral portion 1201 is formed by winding a coil from the outside to the inside.
  • the second spiral portion 1202 formed in the second wiring layer 1002 adjacent to the first wiring layer 1001 in which the first spiral portion 1201 is formed is formed by winding a coil from the inside to the outside.
  • the third spiral portion 1203 formed in the third wiring layer 1003 adjacent to the second wiring layer 1002 in which the second spiral portion 1202 is formed is formed by winding a coil from the outside to the inside.
  • the first positive spiral portion 121 is formed in the first wiring layer 1001 to the tenth wiring layer 1010, excluding the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006, that is, the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010.
  • each wiring layer 102, the first positive spiral portion 121, and the via 140 are shown typically.
  • the wiring layer 102 in which the first positive spiral portion 121 is formed is shown by a solid line
  • the wiring layer 102 in which the first positive spiral portion 121 is not formed is shown by a dashed line.
  • the portions where the first spiral portion 1201, the second spiral portion 1202, the third spiral portion 1203, the fourth spiral portion 1204, the seventh spiral portion 1207, the eighth spiral portion 1208, the ninth spiral portion 1209, and the tenth spiral portion 1210 are electrically connected are shown by a thick line.
  • each wiring layer 102 in which the first positive spiral portion 121 is formed vias 140 that appear when viewed from one side in the normal direction Ds are shown by solid lines, and vias 140 that do not appear are shown by dashed lines. Also, the electrical connections between each via 140 are shown by dashed and dotted lines.
  • first positive spiral portion 121 is formed in the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006, it is necessary to add a via 140 to the printed circuit board 100 to connect the first positive spiral portion 121 formed in the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006.
  • the printed circuit board 100 when the first positive spiral portion 121 is formed in the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006, the printed circuit board 100 needs a via 140 for connecting the fourth spiral portion 1204 and the first positive spiral portion 121 formed in the fifth wiring layer 1005.
  • the printed circuit board 100 also needs a via 140 for connecting the first positive spiral portion 121 formed in the fifth wiring layer 1005 and the first positive spiral portion 121 formed in the sixth wiring layer 1006.
  • the printed circuit board 100 also needs a via 140 for connecting the first positive spiral portion 121 formed in the sixth wiring layer 1006 and the seventh spiral portion 1207.
  • the board in which the first positive spiral portion 121 is formed on the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006 shown in FIG. 11 is referred to as the comparative printed circuit board 100A.
  • the first positive spiral portion 121 formed on the fifth wiring layer 1005 in the comparative printed circuit board 100A is referred to as the fifth spiral portion 1205, and the first positive spiral portion 121 formed on the sixth wiring layer 1006 is referred to as the sixth spiral portion 1206.
  • the via 140 for connecting the fourth spiral portion 1204 and the fifth spiral portion 1205 is referred to as the eighth via 1408, and the via 140 for connecting the fifth spiral portion 1205 and the sixth spiral portion 1206 is referred to as the ninth via 1409.
  • the fourth via 1404 is referred to as connecting the sixth spiral portion 1206 and the seventh spiral portion 1207.
  • the eighth via 1408 connecting the fourth spiral portion 1204 and the fifth spiral portion 1205 is formed through the core layer made up of six layers of through-hole substrates, similar to the third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405.
  • the ninth via 1409 connecting the fifth spiral portion 1205 and the sixth spiral portion 1206 is also formed through the core layer made up of six layers of through-hole substrates, similar to the third via 1403, the fourth via 1404, and the fifth via 1405.
  • first spiral portion 1201 to the tenth spiral portion 1210 need to be formed so as to overlap in the normal direction Ds.
  • first via 1401 to the ninth via 1409 need to be formed in positions that do not overlap the first positive spiral portion 121 in the normal direction Ds, as shown in FIG. 12.
  • the first via 1401 to the ninth via 1409 need to be formed alternately on the inside and outside of the first positive spiral portion 121.
  • the eighth via 1408, which is next to the third via 1403 formed on the inside of the first positive spiral portion 121 is formed on the outside of the first positive spiral portion 121, as shown in FIG. 12.
  • the ninth via 1409, which is next to the eighth via 1408 formed on the outside of the first positive spiral portion 121 is formed on the inside of the first positive spiral portion 121.
  • the first positive spiral portion 121 When forming the first positive spiral portion 121 in all ten wiring layers 102 of the comparative printed circuit board 100A, the first positive spiral portion 121 must be formed at a position that does not overlap the first via 1401 to the ninth via 1409 in the normal direction Ds. This limits the surface area in the wiring layer 102 where the first positive spiral portion 121 can be formed. Specifically, by adding the ninth via 1409 to the comparative printed circuit board 100A, the surface area in which a spiral coil can be formed inside the first positive spiral portion 121 in the wiring layer 102 is reduced. In other words, compared to the printed circuit board 100 of this embodiment, the comparative printed circuit board 100A has a reduced surface area in the wiring layer 102 where the first positive spiral portion 121 can be formed.
  • the comparative printed circuit board 100A has a reduced number of coil turns that can be formed inside the first positive spiral portion 121 compared to the printed circuit board 100 of this embodiment.
  • the ninth via 1409 the number of possible coil turns in the first positive spiral portion 121 is reduced from three to two.
  • the first positive spiral portion 121 in the comparative printed circuit board 100A is composed of a coil wound 20 times. In other words, the total number of turns of the coil that constitutes the first positive spiral portion 121 is 20.
  • the first voltage value V1 generated in the first receiving coil 120 and the second voltage value V2 generated in the second receiving coil 130 change according to the total number of turns in the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130, respectively. Specifically, the first voltage value V1 and the second voltage value V2 become larger as the total number of turns in the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 increases.
  • the comparative printed circuit board 100A in which the total number of turns of the coil that constitutes the first positive spiral portion 121 is reduced compared to the printed circuit board 100 of this embodiment, has a smaller first voltage value V1 and second voltage value V2 compared to the printed circuit board 100 of this embodiment.
  • the position detection device S1 of this embodiment includes a printed circuit board 100, which is a multilayer board in which ten wiring layers 102 and insulating layers 101 arranged between each of the ten wiring layers 102 are alternately stacked.
  • the ten wiring layers 102 are electrically connected by vias 140 formed through at least one of the insulating layers 101.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are wound three times around each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010, excluding the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006, out of the ten wiring layers 102.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 formed on each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010 are connected through vias 140.
  • the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in each wiring layer 102 that forms the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 is easy to increase. Furthermore, by increasing the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130, the total number of turns of the coils of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in the entire printed circuit board 100 can be increased.
  • the first voltage value V1 generated in the first receiving coil 120 and the second voltage value V2 generated in the second receiving coil 130 can be increased.
  • a second embodiment will be described with reference to Fig. 13 and Fig. 14.
  • the configuration of the printed circuit board 100 is different from that of the first embodiment.
  • the rest is the same as in the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the parts different from the first embodiment will be mainly described, and the description of the parts similar to the first embodiment may be omitted.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment has a four-layer through-hole board in which insulating layers 101 and wiring layers 102 are alternately stacked.
  • the printed circuit board 100 is composed of an eight-layer build-up board in which two insulating layers 101 and wiring layers 102 are further stacked on each of one side and the other side of the through-hole board in the normal direction Ds.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment is an eight-layer build-up board in which two build layers are arranged on each of one side and the other side of the normal direction Ds of a core layer composed of four layers.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment has a first wiring layer 1001 to an eighth wiring layer 1008, as shown in FIG. 13.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are wound three times in the same direction in each of the eight wiring layers 102 except for the two central wiring layers 102. That is, the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are wound three times in each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the sixth wiring layer 1006, the seventh wiring layer 1007, and the eighth wiring layer 1008 except for the fourth wiring layer 1004 and the fifth wiring layer 1005.
  • the printed circuit board 100 also has a first via 1401 that connects the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002, and a second via 1402 that connects the second wiring layer 1002 and the third wiring layer 1003.
  • the printed circuit board 100 also has a third via 1403 that connects the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the fifth wiring layer 1005, and the sixth wiring layer 1006.
  • the printed circuit board 100 also has a fourth via 1404 that connects the sixth wiring layer 1006 and the seventh wiring layer 1007, and a fifth via 1405 that connects the seventh wiring layer 1007 and the eighth wiring layer 1008.
  • the first via 1401 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002 in the normal direction Ds.
  • the second via 1402 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the second wiring layer 1002 and the third wiring layer 1003 in the normal direction Ds.
  • the third via 1403 is formed by penetrating three insulating layers 101 between the third wiring layer 1003 and the sixth wiring layer 1006 in the normal direction Ds.
  • the fourth via 1404 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the sixth wiring layer 1006 and the seventh wiring layer 1007 in the normal direction Ds.
  • the fifth via 1405 is formed by penetrating one insulating layer 101 between the seventh wiring layer 1007 and the eighth wiring layer 1008 in the normal direction Ds.
  • the vias 140 include a first via 1401, a second via 1402, a fourth via 1404, and a fifth via 1405 formed through one insulating layer 101, and a third via 1403 formed through three insulating layers 101.
  • the third via 1403 functions as a first conductive portion formed through the three insulating layers 101.
  • the first via 1401, the second via 1402, the fourth via 1404, and the fifth via 1405 function as a second conductive portion formed through one insulating layer 101.
  • the first via 1401 and the fifth via 1405 are formed in positions where they overlap each other in the normal direction Ds.
  • the first via 1401 and the fifth via 1405 are formed in positions where they do not overlap the second via 1402, the third via 1403, and the fourth via 1404 in the normal direction Ds.
  • the second via 1402 is formed in a position that does not overlap with the third via 1403 and the fourth via 1404 in the normal direction Ds.
  • the third via 1403 and the fourth via 1404 are formed in positions that do not overlap in the normal direction Ds.
  • the first via 1401, the second via 1402, the third via 1403, the fourth via 1404 and the fifth via 1405 are formed at positions that do not overlap with the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in the normal direction Ds.
  • the first via 1401, the third via 1403 and the fifth via 1405 are formed inside the spiral shapes of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130.
  • the second via 1402 and the fourth via 1404 are formed outside the spiral shapes of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130.
  • the first via 1401 to the fifth via 1405 are formed alternately on the inside and outside of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130, with vias 1401, 1403, and 1405 formed on the inside and vias 1402 and 1404 formed on the outside.
  • the first receiving coil 120 formed in the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the sixth wiring layer 1006, the seventh wiring layer 1007, and the eighth wiring layer 1008 is electrically connected by the first via 1401 to the fifth via 1405 formed alternately on the inside and outside of the first receiving coil 120.
  • the second receiving coil 130 formed in the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the sixth wiring layer 1006, the seventh wiring layer 1007, and the eighth wiring layer 1008 is electrically connected by the first via 1401 to the fifth via 1405 formed alternately on the inside and outside of the second receiving coil 130.
  • the first receiving coil 120 formed in the first wiring layer 1001 and the first receiving coil 120 formed in the second wiring layer 1002 are connected by a first via 1401 formed inside the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed in the second wiring layer 1002 and the first receiving coil 120 formed in the third wiring layer 1003 are connected by a second via 1402 formed outside the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed in the third wiring layer 1003 and the first receiving coil 120 formed in the sixth wiring layer 1006 are connected by a third via 1403 formed inside the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed in the sixth wiring layer 1006 and the first receiving coil 120 formed in the seventh wiring layer 1007 are connected by a fourth via 1404 formed outside the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed in the seventh wiring layer 1007 and the first receiving coil 120 formed in the eighth wiring layer 1008 are connected by a fifth via 1405 formed inside the first receiving coil 120.
  • the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in each wiring layer 102 that forms the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 is easy to increase. Furthermore, by increasing the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130, the total number of turns of the coils of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in the entire printed circuit board 100 can be increased.
  • a third embodiment will be described with reference to Fig. 15 and Fig. 16.
  • the configuration of the printed circuit board 100 is different from that of the first embodiment.
  • the rest is the same as in the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the parts different from the first embodiment will be mainly described, and the description of the parts similar to the first embodiment may be omitted.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment has a four-layer through-hole board in which insulating layers 101 and wiring layers 102 are alternately stacked.
  • the printed circuit board 100 is then configured as a six-layer build-up board in which one insulating layer 101 and one wiring layer 102 are further stacked on each of one and the other sides of the through-hole board in the normal direction Ds.
  • the printed circuit board 100 of this embodiment has a first wiring layer 1001 to a sixth wiring layer 1006, as shown in FIG. 15.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are wound three times in the same direction in each of the six wiring layers 102 except for the two central wiring layers 102. That is, the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are wound three times in each of the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the fifth wiring layer 1005, and the sixth wiring layer 1006, except for the third wiring layer 1003 and the fourth wiring layer 1004.
  • the printed circuit board 100 is formed with a first via 1401 that connects the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002, and a second via 1402 that connects the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, and the fifth wiring layer 1005. Furthermore, the printed circuit board 100 is formed with a third via 1403 that connects the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006.
  • the first via 1401 is formed penetrating one insulating layer 101 between the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002 in the normal direction Ds.
  • the second via 1402 is formed penetrating three insulating layers 101 between the second wiring layer 1002 and the fifth wiring layer 1005 in the normal direction Ds.
  • the third via 1403 is formed penetrating one insulating layer 101 between the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006 in the normal direction Ds.
  • the via 140 includes a first via 1401 and a third via 1403 formed through one insulating layer 101, and a second via 1402 formed through three insulating layers 101.
  • the second via 1402 functions as a first conductive portion formed through three insulating layers 101.
  • the first via 1401 and the third via 1403 function as a second conductive portion formed through one insulating layer 101.
  • the first via 1401, the second via 1402, and the third via 1403 are formed in positions that do not overlap with each other in the normal direction Ds.
  • the first via 1401, the second via 1402, and the third via 1403 are formed at positions that do not overlap the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in the normal direction Ds, as shown in FIG. 16.
  • the first via 1401 and the third via 1403 are formed inside the spiral shape of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130.
  • the second via 1402 is formed outside the spiral shape of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130.
  • the first via 1401 to the third via 1403 are formed alternately on the inside and outside of the first receiving coil 120, with the vias 1401 and 1403 formed inside and the via 1402 formed outside.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 formed in the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006 are electrically connected by the first vias 1401 to the third vias 1403 formed alternately on the inside and outside of the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed on the first wiring layer 1001 and the first receiving coil 120 formed on the second wiring layer 1002 are connected by a first via 1401 formed inside the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed on the second wiring layer 1002 and the first receiving coil 120 formed on the fifth wiring layer 1005 are connected by a second via 1402 formed outside the first receiving coil 120.
  • the first receiving coil 120 formed on the fifth wiring layer 1005 and the first receiving coil 120 formed on the sixth wiring layer 1006 are connected by a third via 1403 formed inside the first receiving coil 120.
  • the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in each wiring layer 102 that forms the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 is easy to increase. Furthermore, by increasing the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130, the total number of turns of the coils of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in the entire printed circuit board 100 can be increased.
  • the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 17.
  • the pattern shapes of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are different from those of the first embodiment.
  • the rest is the same as the first embodiment. Therefore, in this embodiment, the parts different from the first embodiment will be mainly described, and the description of the parts similar to the first embodiment may be omitted.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 of this embodiment are wound four times in the normal direction Ds, and are formed into an arc frame shape with one direction (i.e., the circumferential direction of the printed circuit board 100) as the longitudinal direction.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are disposed inside the transmitting coil 110 in the normal direction Ds.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are configured by appropriately connecting different wiring layers 102 through vias 140 so as not to interfere with each other (i.e., not to overlap in the same layer).
  • the first receiving coil 120 is formed in a pattern shape that describes a sine curve so as to form a closed-loop sine wave.
  • the first receiving coil 120 is formed by winding the coil four times, and each winding is offset by a predetermined amount in the amplitude direction for each winding.
  • the first receiving coil 120 is formed by winding the coil four times, and each winding is connected in series, forming a single stroke.
  • the second receiving coil 130 is formed in a pattern shape that draws a cosine curve so as to form a closed-loop cosine wave.
  • the second receiving coil 130 is formed by winding the coil four times, with each winding offset by a predetermined amount in the amplitude direction for each winding.
  • the first receiving coil 120 is formed by winding the coil four times, with each winding connected in series and formed in a single stroke.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 which are formed by multiple turns, may be formed with a phase shift.
  • the first receiving coil 120 may be formed in a pattern shape that draws a cosine curve so as to form a closed-loop cosine wave.
  • the second receiving coil 130 is formed in a pattern shape that draws a sine curve so as to form a closed-loop sine wave.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are formed in the first wiring layer 1001, the second wiring layer 1002, the third wiring layer 1003, the fourth wiring layer 1004, the seventh wiring layer 1007, the eighth wiring layer 1008, the ninth wiring layer 1009, and the tenth wiring layer 1010 of the ten wiring layers 102.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are formed in the wiring layers 102 excluding the fifth wiring layer 1005 and the sixth wiring layer 1006 of the ten wiring layers 102.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are formed and adjacent wiring layers 102 are connected by vias 140.
  • the first receiving coil 120 formed on the first wiring layer 1001 and the first receiving coil 120 formed on the second wiring layer 1002 are connected by a via 140 formed between the first wiring layer 1001 and the second wiring layer 1002.
  • the first receiving coil 120 formed on the second wiring layer 1002 and the first receiving coil 120 formed on the third wiring layer 1003 are connected by a via 140 formed between the second wiring layer 1002 and the third wiring layer 1003.
  • the first receiving coil 120 formed on the third wiring layer 1003 and the first receiving coil 120 formed on the fourth wiring layer 1004 are connected by a via 140 formed between the third wiring layer 1003 and the fourth wiring layer 1004.
  • the first receiving coil 120 formed in the fifth wiring layer 1005 and the first receiving coil 120 formed in the seventh wiring layer 1007 are connected by a via 140 formed through the fifth wiring layer 1005 to the seventh wiring layer 1007.
  • the first receiving coil 120 formed in the seventh wiring layer 1007 and the first receiving coil 120 formed in the eighth wiring layer 1008 are connected by a via 140 formed between the seventh wiring layer 1007 and the eighth wiring layer 1008.
  • the first receiving coil 120 formed in the eighth wiring layer 1008 and the first receiving coil 120 formed in the ninth wiring layer 1009 are connected by a via 140 formed between the eighth wiring layer 1008 and the ninth wiring layer 1009.
  • the first receiving coil 120 formed in the ninth wiring layer 1009 and the first receiving coil 120 formed in the tenth wiring layer 1010 are connected by a via 140 formed between the ninth wiring layer 1009 and the tenth wiring layer 1010.
  • the first and second receiving coils 120 and 130 formed in the adjacent wiring layers 102 among the first wiring layer 1001 to the tenth wiring layer 1010 are shown using solid and dashed lines.
  • the surface area on which the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 can be formed can be increased.
  • the number of turns of the coils constituting the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in each wiring layer 102 that forms the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 is easy to increase. Furthermore, by increasing the number of turns of each of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130, the total number of turns of each of the coils of the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 in the entire printed circuit board 100 can be increased.
  • the position detection device S1 is applied to an electrification system mounted on a vehicle, but the present invention is not limited to this.
  • the position detection device S1 may be mounted on something other than a vehicle.
  • the position detection device S1 detects the rotation angle of a rotating detection body, but the present invention is not limited to this.
  • the position detection device S1 may detect the amount of displacement of a linearly moving detection body.
  • first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are wound two or three times, but this is not limited thereto.
  • first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 may be wound four or more times.
  • the printed circuit board 100 is configured as a 6-layer, 8-layer, or 10-layer build-up board, but this is not limited to this.
  • the number of layers of the printed circuit board 100 can be changed as appropriate.
  • the printed circuit board 100 is a 6-layer, 8-layer, or 10-layer build-up board
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 are formed in a wiring layer 102 other than the two central wiring layers 102
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 may be configured not to be formed in a wiring layer 102 other than the two central wiring layers 102 in a 6-layer, 8-layer, or 10-layer build-up board.
  • the first receiving coil 120 and the second receiving coil 130 may be configured not to be formed in one or more wiring layers 102 in a 6-layer, 8-layer, or 10-layer build-up board.
  • control unit and the method of the present disclosure may be realized in a special-purpose computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program.
  • the control unit and the method of the present disclosure may be realized in a special-purpose computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • the control unit and the method of the present disclosure may be realized in one or more special-purpose computers configured by combining a processor and memory programmed to execute one or more functions and a processor configured with one or more hardware logic circuits.
  • the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by the computer.
  • a position detection device comprising: A substrate (100); A transmitting coil (110) formed on the substrate; a first receiving coil (120) and a second receiving coil (130) formed on the substrate and inductively coupled by electromagnetic induction caused by energization of the transmitting coil;
  • the substrate is a multilayer substrate in which six or more wiring layers (102, 1001 to 1010) and insulating layers (101) arranged between each of the six or more wiring layers are alternately stacked, and the substrate has a plurality of conductive through parts (140, 1401 to 1407) formed by penetrating at least one of the insulating layers and connecting the six or more wiring layers;
  • the first receiving coil and the second receiving coil are wound a plurality of times around each of the wiring layers except for at least one wiring layer among the six or more wiring layers, and are connected via the plurality of conductive through parts;
  • a position detection device wherein at least one of the plurality of conductive through parts is arranged inside the first receiving coil and the second receiving coil.
  • the substrate has 10 wiring layers;
  • the plurality of conductive through portions include a first conductive portion (1403, 1404, 1405) formed by penetrating five of the insulating layers, and a second conductive portion (1401, 1402, 1406, 1407) formed by penetrating one of the insulating layers, Three first conductive parts are formed on the substrate, and at least one of the first conductive parts is disposed inside the first receiving coil and the second receiving coil, The position detection device according to the second aspect, wherein four of the second conductive portions are formed on the substrate, and at least one of the second conductive portions is disposed inside the first receiving coil and the second receiving coil.
  • the first receiving coil and the second receiving coil are wound a plurality of times around each of the first wiring layer, the second wiring layer, the third wiring layer, the fourth wiring layer, the seventh wiring layer, the eighth wiring layer, the ninth wiring layer, and the tenth wiring layer, excluding the fifth wiring layer and the sixth wiring layer;
  • the three first conductive portions formed on the substrate include an inner three-layer, four-layer conductive portion (1403) that connects the first and second receiving coils formed in the third and fourth wiring layers, respectively, and is arranged inside the first and second receiving coils, an outer four-layer, seven-layer conductive portion (1404) that connects the first and second receiving coils
  • the inner one-layer/two-layer conductive portion and the inner nine-layer/ten-layer conductive portion are disposed at overlapping positions in a normal direction Ds relative to a surface direction of the substrate,
  • the position detection device according to a fourth aspect, wherein the outer two-layer/three-layer conductive portion and the outer eight-layer/nine-layer conductive portion are arranged in overlapping positions in the normal direction.
  • the substrate has eight wiring layers;
  • the position detection device according to the first aspect, wherein the first receiving coil and the second receiving coil are wound multiple times around each of the eight wiring layers except for at least one wiring layer.
  • the plurality of conductive through portions include a first conductive portion (1403) formed by penetrating three of the insulating layers, and a second conductive portion (1401, 1402, 1404, 1405) formed by penetrating one of the insulating layers, the first conductive portion is formed on the substrate and is disposed inside the first receiving coil and the second receiving coil,
  • the position detection device according to the sixth aspect, wherein four of the second conductive portions are formed on the substrate, and at least one of the second conductive portions is disposed inside the first receiving coil and the second receiving coil.
  • the substrate has six wiring layers;
  • the position detection device according to the first aspect, wherein the first receiving coil and the second receiving coil are wound multiple times around each of the six wiring layers except for at least one wiring layer.
  • the plurality of conductive through portions include a first conductive portion (1402) formed by penetrating three of the insulating layers, and a second conductive portion (1401, 1403) formed by penetrating one of the insulating layers, the first conductive portion is formed on the substrate and is disposed inside the first receiving coil and the second receiving coil,
  • the position detection device according to an eighth aspect, wherein two second conductive portions are formed on the substrate, and at least one of the second conductive portions is disposed inside the first receiving coil and the second receiving coil.
  • a position detection device as described in any one of the first to ninth aspects comprising a detection unit (30) that generates an induced current by electromagnetic induction in response to the influence of the current-carrying transmitting coil, and changes the induced electromotive force generated in the first receiving coil and the second receiving coil using the generated induced current.
  • a position detection device according to a thirteenth aspect, further comprising a signal processing unit (210) that calculates a position of the detection unit based on the induced electromotive forces output by the first receiving coil and the second receiving coil.

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Abstract

位置検出装置は、基板(100)と、基板に形成された送信コイル(110)と、基板に形成されるとともに、送信コイルへの通電による電磁誘導によって、誘導結合する第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、を備える。基板は、6個以上の配線層(102、1001~1010)と6個以上の配線層それぞれの間に配置される絶縁層(101)とが交互に積層された多層基板であって、絶縁層の少なくとも1つを貫通して形成されて6個以上の配線層を接続する複数の導電貫通部(140、1401~1407)を有する。第1受信コイルおよび第2受信コイルは、6個以上の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれており、複数の導電貫通部を介して接続されている。複数の導電貫通部のうちの少なくとも1つは、第1受信コイルおよび第2受信コイルの内側に配置されている。

Description

位置検出装置 関連出願への相互参照
 本出願は、2022年11月24日に出願された日本特許出願番号2022-187596号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
 本開示は、位置検出装置に関する。
 従来、回転可能な検出体の位置を検出する角度位置センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。この角度位置センサは、2つの励磁コイルと2つの感知コイルとを有する。そして、この角度位置センサは、2つの励磁コイルへの通電により検出体との間に磁界を生じさせ、2つの感知コイルと検出体との間における磁界の変化により生じる検出信号に基づいて検出体の回転角度を検出する。
 ここで、2つの励磁コイルおよび2つの感知コイルは、4層の多層基板に形成されている。具体的には、2つの励磁コイルのうち、一方の励磁コイルは、第1層および第2層に形成され、2つの励磁コイルのうち、他方の励磁コイルは、第3層および第4層に形成されている。
 また、2つの感知コイルそれぞれは、第1層から第2層および第3層を介して第4層に至るまで直列的に形成されている。そして、2つの感知コイルそれぞれは、各層において時計回りまたは半時計回りに4回ずつ巻かれて、合計16回巻かれて形成される部位を有する。そして、2つの感知コイルそれぞれは、4つの各層において時計回りまたは半時計回りに巻かれて形成される部位が、多層基板の第1層から第4層まで貫通して形成される3つのビアのうちのいずれかを介して電気的に接続されている。
国際公開第2022/015363号
 発明者らは、励磁コイルとして機能する送信コイルと感知コイルとして機能する受信コイルを用いた位置検出装置において、受信コイルの巻き数の総数を増加可能な位置検出装置を検討した。受信コイルの巻き数の総数とは、多層基板の各層で巻かれる受信コイルの巻き数を全部加えた合計の数である。受信コイルの総数を増加させる方法としては、多層基板の層数を増加させるとともに、層数を増加させた多層基板の各層に形成する受信コイルの巻き数を増加させる方法がある。
 しかし、発明者らの鋭意検討によれば、多層基板の全層を貫通してビアのような貫通導電部を形成すると、当該貫通導電部によって、各層における受信コイルを形成可能な部位の面積が減少する。すると、各層において、受信コイルの巻き数が制限され、受信コイルの巻き数の総数を所望の巻き数まで増加させることができない可能性が有る。
 本開示は、受信コイルの形成面積を確保可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
 本開示の1つの観点によれば、
 位置検出装置であって、
 基板と、
 基板に形成された送信コイルと、
 基板に形成されるとともに、送信コイルへの通電による電磁誘導によって、誘導結合する第1受信コイルおよび第2受信コイルと、を備え、
 基板は、6個以上の配線層と6個以上の配線層それぞれの間に配置される絶縁層とが交互に積層された多層基板であって、絶縁層の少なくとも1つを貫通して形成されて6個以上の配線層を接続する複数の導電貫通部を有し、
 第1受信コイルおよび第2受信コイルは、6個以上の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれており、複数の導電貫通部を介して接続されており、
 複数の導電貫通部のうちの少なくとも1つは、第1受信コイルおよび第2受信コイルの内側に配置されている。
 これによれば、6個以上の全ての配線層に第1受信コイルおよび第2受信コイルを形成する場合に比較して、第1受信コイルおよび第2受信コイルを接続するための導電貫通部の数量を減少させることができる。このため、第1受信コイルおよび第2受信コイルそれぞれを形成する各配線層において、第1受信コイルおよび第2受信コイルそれぞれを形成可能な面積を拡大することができる。
 なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第1実施形態の位置検出装置を用いて構成した電動化システムのブロック図である。 位置検出装置と駆動部との関係を示す図である。 回転平板および位置検出装置の平面図である。 位置検出装置の斜視図である。 図4中のV-V線に沿った位置検出装置の断面図である。 図5のVIで示す矢印の方向から見た第1実施形態に係るプリント基板の平面図である。 位置検出装置のブロック図である。 第1実施形態に係るプリント基板の断面図である。 第1実施形態のプリント基板において、配線層と第1受信コイルとビアとの構成を説明するための図である。 第1実施形態のプリント基板において、各配線層に形成される第1受信コイルの接続を説明するための図である。 比較例のプリント基板において、配線層と第1受信コイルとビアとの構成を説明するための図である。 比較例のプリント基板において、ビアを形成可能な面積を説明するための図である。 第2実施形態のプリント基板において、配線層と第1受信コイルとビアとの構成を説明するための図である。 第2実施形態のプリント基板における図6に相当する図である。 第3実施形態のプリント基板において、配線層と第1受信コイルとビアとの構成を説明するための図である。 第3実施形態のプリント基板における図6に相当する図である。 第4実施形態のプリント基板における図6に相当する図である。
 以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
 (第1実施形態)
 本実施形態について、図1~図12を参照して説明する。本実施形態では、位置検出装置として、検出体の回転を検出する位置検出装置を例に挙げて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される電動化システムに位置検出装置を適用した例について説明する。
 〔電動化システム〕
 電動化システムは、例えば図1に示すように、アクチュエータ1、ギア2、駆動部3、ECU4(Electronic Control Unitの略)、位置検出装置S1を備えている。そして、この電動化システムは、次のように作動する。すなわち、アクチュエータ1は、ECU4によって制御され、ECU4の制御にしたがってギア2を回転させる。駆動部3は、後述する検出体を含むものであり、ギア2の回転によって動作する部品で構成されている。位置検出装置S1は、駆動部3に備えられている検出体の変位を検出し、検出信号をECU4に出力する。本実施形態では、後述するように、検出体が回転平板30で構成されており、回転平板30の回転角度をECU4に出力する。そして、ECU4は、位置検出装置S1からの検出信号を加味してアクチュエータ1の制御を行う。
 次に、位置検出装置S1が配置される駆動部3の構成について説明する。本実施形態では、主機モータやインホイールモータ等のモータに位置検出装置S1を配置した例について説明する。
 駆動部3は、例えば、モータ用ロータ等が想定され、図2に示すように、回転軸としてのシャフト10、回転平板30および固定台40等を備えている。そして、これらの各部材10、30、40は、シャフト10の軸方向Daを中心とした同軸状に配置されている。以下、シャフト10の軸方向Daを単に軸方向Daとして説明する。なお、図2では、見易くするため、位置検出装置S1を構成する後述の送信コイル110、第1受信コイル120、第2受信コイル130を簡略化したものを示している。
 シャフト10は、例えば、ドライブシャフトであり、円柱状の部材で構成されている。そして、シャフト10は、一端部側にタイヤが備えられ、一端部側と反対側の他端部側が車体側となるように配置される。例えば、図2では、紙面上側がシャフト10の一端部側となり、紙面下側がシャフト10の他端部側となる。なお、シャフト10は、詳細は省略するが、例えば、図示しない回転輪や軸受部材等が取り付けられ、回転輪が回転可能な状態で軸受部材に支持されている。
 回転平板30は、金属で構成され、貫通孔30aが形成された円環板状とされている。また、本実施形態の回転平板30は、図3に示すように、外縁部に複数の凹部31が周方向に均等に形成されている。言い換えると、回転平板30は、外縁部に、周方向に沿って複数の凸部32が配置された構成とされている。つまり、回転平板30は、外縁部に凹部31および凸部32を有する凹凸構造33が周方向に沿って形成された構成とされている。
 そして、回転平板30は、図2に示すように、シャフト10の回転に伴って回転するように、貫通孔30aにシャフト10の一端部側が挿通された状態でシャフト10に固定されている。なお、本実施形態では、回転平板30が検出体に相当する。
 固定台40は、貫通孔40aが形成された板状とされている。そして、シャフト10は、他端部側が固定台40の貫通孔40aに挿通され、図示しない回転輪が回転可能な状態で配置されている。また、固定台40には、軸方向Daにて回転平板30の凸部32と対向するように位置検出装置S1が備えられている。なお、位置検出装置S1は、図3に示すように、回転平板30との間に所定のギャップ(すなわち、間隔)dを有するように配置される。
 〔位置検出装置〕
 次に、本実施形態の位置検出装置S1の構成について説明する。本実施形態の位置検出装置S1は、図4および図5に示すように、一面100aおよび他面100bを有するプリント基板100を有している。そして、位置検出装置S1は、プリント基板100の一面100a側に回路基板200およびターミナル400が配置され、これらが封止部材500によって一体的に封止された構成とされている。以下、プリント基板100の面方向に対する法線方向Dsを単に法線方向Dsとして説明する。なお、プリント基板100の法線方向Dsは、位置検出装置S1が固定台40に備えられた場合には軸方向Daと一致する方向となる。また、プリント基板100には、特に図示していないが、例えば、コンデンサや抵抗体等の各種の電子部品も適宜配置されている。
 本実施形態のプリント基板100は、円弧板状とされている。詳しくは、プリント基板100は、シャフト10を中心とした仮想円の円弧と一致するように構成されている。つまり、プリント基板100は、当該プリント基板100を円弧とする仮想円がシャフト10を中心とする円と一致する形状とされている。
 そして、プリント基板100には、図6に示すように、送信コイル110、第1受信コイル120、第2受信コイル130が形成されている。また、プリント基板100には、図7に示すように、回路基板200と送信コイル110、第1受信コイル120および第2受信コイル130とを接続する接続配線150が形成されている。なお、図5では、各送信コイル110、第1受信コイル120および第2受信コイル130を簡易的に示している。
 具体的には、本実施形態のプリント基板100は、図8に示すように、絶縁層101と配線層102とが交互に積層された多層基板とされている。本実施形態のプリント基板100は、絶縁層101と配線層102とが交互に積層された6層の貫通基板を有する。そして、プリント基板100は、当該貫通基板における法線方向Dsの一方側および他方側それぞれに2層の絶縁層101および配線層102がさらに積層された10層のビルドアップ基板で構成されている。6層の貫通基板は、コア層とも呼ばれる。また、コア層における法線方向Dsの一方側および他方側それぞれに形成される1つの絶縁層101および1つの配線層102から成る層は、ビルド層とも呼ばれる。本実施形態のプリント基板100は、6層で構成されるコア層の法線方向Dsの一方側および他方側それぞれに2層のビルド層が配置された10層のビルドアップ基板である。絶縁層101は、絶縁体の部材で構成され、例えば、エポキシ樹脂で形成される。配線層102は、導電体の部材で構成され、例えば、銅で形成される。
 そして、本実施形態のプリント基板100は、10層の配線層102のうち、所定の配線層102を除く配線層102に、第1受信コイル120および第2受信コイル130が形成されている。第1受信コイル120および第2受信コイル130は、図6に示すように、送信コイル110の内側に配置されている。また、本実施形態のプリント基板100には、配線層102を接続するビア140が形成されている。そして、配線層102に形成された送信コイル110、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、当該ビア140を介して適宜接続される。ビア140は、10層の配線層102を電気的に接続する導電貫通部として機能する。配線層102に形成された第1受信コイル120および第2受信コイル130の形状および接続の詳細については後述する。また、プリント基板100には、図示しない複数のパッド部が形成されている。そして、図5に示すように、プリント基板100には、パッド部と接続されるように、棒状のターミナル400の一端部が接続されている。
 ターミナル400は、例えば、電源用、グランド用、出力用の3本が備えられている。例えば、出力用のターミナル400は、ECU4に接続され、ECU4に検出体の回転角度を出力するのに用いられる。なお、ターミナル400の数は特に限定されるものではなく、その接続先についてはターミナル400の数に応じて適宜変更されうる。
 回路基板200は、プリント基板100のうちの送信コイル110、第1受信コイル120、第2受信コイル130が形成される部分と異なる部分に、図示しない接合部材を介して配置されている。そして、回路基板200は、プリント基板100に形成される接続配線150を介して送信コイル110、第1受信コイル120、第2受信コイル130と接続されている。
 回路基板200は、CPUや、ROM、RAM、不揮発性RAM等の記憶部を備えたマイクロコンピュータ等を含んで構成されており、送信コイル110、第1受信コイル120および第2受信コイル130と接続されている。そして、回路基板200は、CPUがROM、または不揮発性RAMからプログラムを読み出して実行することで各種の制御作動を実現する。なお、ROM、または不揮発性RAMには、プログラムの実行の際に用いられる各種のデータ(例えば、初期値、ルックアップテーブル、マップ等)が予め格納されている。また、ROM等の記憶媒体は、非遷移的実体的記憶媒体である。CPUは、Central Processing Unitの略であり、ROMは、Read Only Memoryの略であり、RAMは、Random Access Memoryの略である。
 具体的には、回路基板200は、図7に示すように、送信コイル110、第1受信コイル120および第2受信コイル130と接続されて所定の処理を行う信号処理部210を備えている。信号処理部210は、例えば、発振部220、復調部230、AD変換部240、角度算出部250、出力部260および電源部300を有している。なお、以下では、デジタル信号に変換して処理する例を代表例として説明するが、アナログ信号で処理する場合には、信号処理部210は、AD変換部240等を備えていなくてもよい。
 封止部材500は、図4および図5に示すように、ターミナル400のうちのプリント基板100に接続される一端部と反対側の他端部が露出するように、プリント基板100、回路基板200、ターミナル400を一体的に封止している。以下では、封止部材500において、プリント基板100の形状に沿って円弧板状とされた部分を主部510とし、ターミナル400を封止する部分であり、外部のコネクタとの接続を図る部分をコネクタ部520として説明する。主部510は、例えば、プリント基板100の形状に沿って形成されており、少なくとも内縁側の部分がシャフト10を中心した仮想円の円弧と一致するように形成されている。コネクタ部520は、例えば、法線方向Dsに沿って延設された略円筒状とされ、ターミナル400の他端部を主部510とは反対側に露出させる開口部520aが形成されている。封止部材500は、例えば、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂で構成されている。
 封止部材500は、円弧板状とされた主部510の周方向における両端部の段差部に、固定台40に固定するための締結部材が挿通されるカラー部530が形成されている。カラー部530は、主部510を厚さ方向に貫通する貫通孔531に、金属製のカラー532が配置されることで構成される。なお、主部510の周方向に段差部が形成されていなくてもよく、主部510の両端部の形状は、固定される側の形状に合わせて適宜変更可能である。
 以上が本実施形態における位置検出装置S1の構成である。そして、このような位置検出装置S1は、図2に示すように、軸方向Daにおいて回転平板30と対向するように、固定台40に配置される。具体的には、位置検出装置S1は、図2および図3に示すように、回転平板30が回転した際、軸方向Daにて各コイル110、120、130と回転平板30の凸部32とが対向する状態および対向しない状態が交互に繰り返されるように配置されている。
 〔信号処理部〕
 次に、上記の回路基板200における信号処理部210の作動について説明する。
 発振部220は、図7に示すように、送信コイル110の両端と接続されており、所定の周波数の交流電流を印加する。なお、送信コイル110の両端と発振部220との間には、例えば、2つのコンデンサ161、162が直列に接続されていると共に、各コンデンサ161、162同士を接続する部分がグランドに接続されている。そして、送信コイル110は、第1受信コイル120で囲まれる領域および第2受信コイル130で囲まれる領域を通過する軸方向Daの磁界を発生させる。但し、送信コイル110と発振部220との接続の仕方は適宜変更可能であり、例えば、送信コイル110の両端と発振部220との間に1つのコンデンサを配置するようにしてもよい。
 復調部230は、第1受信コイル120の両端および第2受信コイル130の両端と接続されている。そして、復調部230は、第1受信コイル120の後述する第1電圧値V1を復調した第1復調信号を生成すると共に、第2受信コイル130の後述する第2電圧値V2を復調した第2復調信号を生成する。
 AD変換部240は、例えば、復調部230と、角度算出部250と接続されている。そして、AD変換部240は、第1復調信号をAD変換した第1変換信号Sおよび第2復調信号をAD変換した第2変換信号Cを角度算出部250に出力する。
 角度算出部250は、例えば、第1変換信号Sおよび第2変換信号Cを用いた逆正接関数を演算して回転平板30の回転角度を算出する。
 出力部260は、例えば、角度算出部250での演算により得られる回転平板30の回転角度を出力用のターミナル400に出力する。
 電源部300は、信号処理部210の各部220~260と接続されており、各部220~260に電源の供給を行う。
 以上が、信号処理部210の基本的な構成である。
 次に、回転平板30が回転した際の第1受信コイル120の第1電圧値V1および第2受信コイル130の第2電圧値V2について説明する。
 まず、送信コイル110は、発振部220から所定の周波数の交流電流が印加される。これにより、送信コイル110には電磁誘導が生じる。すると、生じる電磁誘導によって、送信コイル110と、第1受信コイル120および第2受信コイル130とが誘導結合する。そして、第1受信コイル120によって囲まれる領域および第2受信コイル130によって囲まれる領域を通過する軸方向Daの磁界が発生する。また、交流電流によって磁界が変化するため、電磁誘導により、第1受信コイル120に発生する誘導起電力である第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する誘導起電力である第2電圧値V2が変化する。
 そして、回転平板30の凸部32が送信コイル110、第1受信コイル120、第2受信コイル130と対向すると、電磁誘導によって凸部32に誘導電流である渦電流が発生すると共に渦電流に起因する磁界が発生する。このため、第1受信コイル120によって囲まれる領域および第2受信コイル130によって囲まれる領域を通過する軸方向Daの磁界のうちの凸部32と対向する部分を通過する磁界は、渦電流を起因とする磁界によって相殺される。これにより、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2が変化する。
 そして、上記のように、凸部32は、周方向に間隔を空けて複数並んで配置されており、互いに隣り合う凸部32の間には凹部31が形成されている。これにより、回転平板30の回転に伴って凸部32と対向する面積が変化し、第1受信コイル120によって囲まれる領域および第2受信コイル130によって囲まれる領域を通過する軸方向Daの磁界のうちの凸部32と対向する部分の大きさが周期的に変化する。このため、回転平板30の回転に伴い、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2は、周期的に変化する。このように、本実施形態の回転平板30は、自身の回転位置に応じて第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2を変化させる。
 〔第1受信コイルおよび第2受信コイルの詳細〕
 続いて、配線層102に形成された第1受信コイル120および第2受信コイル130の形状および接続の詳細について説明する。本実施形態のプリント基板100は、上述したように、10層のビルドアップ基板で構成されている。第1受信コイル120および第2受信コイル130は、10層の配線層102のうち、所定の配線層102を除く配線層102に形成されている。
 本実施形態の第1受信コイル120および第2受信コイル130は、図6に示すように、主に渦巻形状となっている。そして、第1受信コイル120は、第1正渦巻部121および第1反渦巻部122を有する。第1正渦巻部121および第1反渦巻部122は、第1受信コイル120のうち、渦巻形状を形成する部分である。また、本実施形態の第2受信コイル130は、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132を有する。第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、第2受信コイル130のうち、渦巻形状を形成する部分である。
 これら第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、円弧板状に延びるプリント基板100の周方向に沿って所定の間隔を空けて並んで形成されている。具体的には、第1正渦巻部121、第2正渦巻部131、第1反渦巻部122および第2反渦巻部132は、プリント基板100の周方向の一方側から他方側に向かってこの順に並んで形成されている。
 第1正渦巻部121および第1反渦巻部122は、径を変えながら四角形を描くように形成された渦巻状のパターン形状となっている。そして、第1正渦巻部121および第1反渦巻部122は、10層の配線層102のうち、中央2つの配線層102を除く各配線層102において、コイルが3回ずつ同じ方向に巻かれている。ただし、第1正渦巻部121および第1反渦巻部122は、コイルの巻き方向(すなわち、渦巻きの方向)が互いに逆方向となっている。例えば、第1正渦巻部121は、法線方向Dsの一方側から視たコイルの巻き方向が時計回りになっている。これに対し、第1反渦巻部122は、法線方向Dsの一方側から視たコイルの巻き方向が反時計回りになっている。
 第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、第1正渦巻部121および第1反渦巻部122と同様、径を変えながら四角形を描くように形成された渦巻状のパターン形状となっている。そして、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、第1正渦巻部121および第1反渦巻部122と同様、10層の配線層102のうち、中央2つの配線層102を除く各配線層102において、3回ずつ巻かれている。ただし、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、渦巻きの方向が互いに逆方向となっている。例えば、第2正渦巻部131は、時計回りにコイルが巻かれている。これに対し、第2反渦巻部132は、反時計回りにコイルが巻かれている。
 また、第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、10層のビルドアップ基板の配線層102のうち、複数の配線層102に形成されている。そして、第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132それぞれは、各配線層102に形成されるそれぞれの渦巻部が法線方向Dsにおいて重なるように形成されている。
 例えば、複数の配線層102に形成される第1正渦巻部121は、それぞれの配線層102に形成される各第1正渦巻部121が法線方向Dsにおいて重なるように形成されている。また、複数の配線層102に形成される第1反渦巻部122は、それぞれの配線層102に形成される各第1反渦巻部122が法線方向Dsにおいて重なるように形成されている。そして、複数の配線層102に形成される第2正渦巻部131は、それぞれの配線層102に形成される各第2正渦巻部131が法線方向Dsにおいて重なるように形成されている。さらに、複数の配線層102に形成される第2反渦巻部132は、それぞれの配線層102に形成される各第2反渦巻部132が法線方向Dsにおいて重なるように形成されている。
 ここで、10層の配線層102を、図8に示すように、法線方向Dsにおける一方側から他方側に向かって第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第5配線層1005、第6配線層1006、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009、第10配線層1010とする。
 本実施形態の第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、10層の配線層102のうち、同じ配線層102に形成されている。具体的には、第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010に形成されている。換言すれば、第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、10層の配線層102のうち、第5配線層1005および第6配線層1006を除く配線層102に形成されている。
 そして、第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132は、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010それぞれにおいて、3回ずつコイルが巻かれて形成されている。このため、本実施形態の第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132それぞれのコイルの巻き数の総数は、24回となっている。
 第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010に形成された第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132のそれぞれは、プリント基板100に形成されたビア140によって接続されている。
 ここで、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010の各層に形成された第1正渦巻部121の接続方法は、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132それぞれの接続方法と同様である。このため、本実施形態では、第1正渦巻部121の接続方法についてのみ、図9および図10を参照してその詳細を説明し、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132それぞれの接続方法の詳細な説明は省略する。
 まず、第1正渦巻部121を接続するビア140について説明する。本実施形態のプリント基板100には、図9に示すように、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第5配線層1005、第6配線層1006、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010を接続する7個のビア140が形成されている。具体的には、プリント基板100には、第1配線層1001および第2配線層1002を接続する第1ビア1401と、第2配線層1002および第3配線層1003を接続する第2ビア1402とが形成されている。また、プリント基板100には、第3配線層1003、第4配線層1004、第5配線層1005および第6配線層1006を接続する第3ビア1403と、第4ビア1404と、第5ビア1405とが形成されている。さらに、プリント基板100には、第8配線層1008および第9配線層1009を接続する第6ビア1406と、第9配線層1009および第10配線層1010を接続する第7ビア1407とが形成されている。
 第1ビア1401は、第1配線層1001と第2配線層1002との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第2ビア1402は、第2配線層1002と第3配線層1003との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405は、第3配線層1003から第8配線層1008までの間の5個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第6ビア1406は、第8配線層1008と第9配線層1009との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第7ビア1407は、第9配線層1009と第10配線層1010との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。
 すなわち、ビア140は、1個の絶縁層101を貫通して形成される第1ビア1401、第2ビア1402、第6ビア1406および第7ビア1407を含んでいる。さらに、ビア140は、5個の絶縁層101を貫通して形成される第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405を含んでいる。第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405は、5個の絶縁層101を貫通して形成される第1導電部として機能する。第1ビア1401、第2ビア1402、第6ビア1406および第7ビア1407は、1個の絶縁層101を貫通して形成される第2導電部として機能する。
 第1ビア1401、第2ビア1402、第6ビア1406および第7ビア1407は、ビルド層に対して例えばレーザによって絶縁層101に形成した穴に銅メッキが施されて形成されている。第3ビア1403と、第4ビア1404と、第5ビア1405は、6層の貫通基板で構成されるコア層における全ての配線層102および絶縁層101を貫通して形成された貫通穴に、例えば、銅メッキが施されて形成されている。なお、図9において、図を見やすくするために各配線層102の間の絶縁層101を省略している。
 図6および図9に示すように、第1ビア1401および第7ビア1407は、互いに法線方向Dsにおいて重なる位置に形成されている。そして、第1ビア1401および第7ビア1407は、第2ビア1402、第3ビア1403、第4ビア1404、第5ビア1405および第6ビア1406と法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 第2ビア1402および第6ビア1406は、互いに法線方向Dsにおいて重なる位置に形成されている。そして、第2ビア1402および第6ビア1406は、第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405と法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405は、互いに法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 そして、第1ビア1401、第2ビア1402、第3ビア1403、第4ビア1404、第5ビア1405、第6ビア1406および第7ビア1407は、図6に示すように、法線方向Dsにおいて第1正渦巻部121に重ならない位置に形成されている。具体的には、第1ビア1401、第3ビア1403、第5ビア1405および第7ビア1407は、第1正渦巻部121の渦巻き形状の内側に形成されている。これに対して、第2ビア1402、第4ビア1404および第6ビア1406は、第1正渦巻部121の渦巻き形状の外側に形成されている。すなわち、第1ビア1401~第7ビア1407は、第1正渦巻部121の内側に形成されたビア1401、1403、1405、1407と外側に形成されたビア1402、1404、1406とが第1正渦巻部121の内側と外側とに交互に形成されている。
 本実施形態の第1ビア1401は、内側1層2層導電部に対応する。第2ビア1402は、外側2層3層導電部に対応する。第3ビア1403は、内側3層4層導電部に対応する。第4ビア1404は、外側4層7層導電部に対応する。第5ビア1405は、内側7層8層導電部に対応する。第6ビア1406は、外側8層9層導電部に対応する。第7ビア1407は、内側9層10層導電部に対応する。
 続いて、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010それぞれに形成された第1正渦巻部121の接続方法について説明する。なお、以下の説明では、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010それぞれに形成された第1正渦巻部121をそれぞれ、第1渦巻部1201、第2渦巻部1202、第3渦巻部1203、第4渦巻部1204、第7渦巻部1207、第8渦巻部1208、第9渦巻部1209および第10渦巻部1210とも呼ぶ。
 第1正渦巻部121は、第1ビア1401、第2ビア1402、第3ビア1403、第4ビア1404、第5ビア1405、第6ビア1406および第7ビア1407によって、各配線層102に形成された部位それぞれが電気的に接続されている。具体的に、図9に示すように、第1渦巻部1201および第2渦巻部1202は、第1ビア1401を介して接続されている。第2渦巻部1202および第3渦巻部1203は、第2ビア1402を介して接続されている。第3渦巻部1203および第4渦巻部1204は、第3ビア1403を介して接続されている。第4渦巻部1204および第7渦巻部1207は、第4ビア1404を介して接続されている。第7渦巻部1207および第8渦巻部1208は、第5ビア1405を介して接続されている。第8渦巻部1208および第9渦巻部1209は、第6ビア1406を介して接続されている。第9渦巻部1209および第10渦巻部1210は、第7ビア1407を介して接続されている。
 このように、本実施形態では、第1渦巻部1201、第2渦巻部1202、第3渦巻部1203、第4渦巻部1204、第7渦巻部1207、第8渦巻部1208、第9渦巻部1209および第10渦巻部1210が第1ビア1401、第2ビア1402、第3ビア1403、第4ビア1404、第5ビア1405、第6ビア1406および第7ビア1407を介して電気的に接続されている。
 そして、第1渦巻部1201および第2渦巻部1202は、第1正渦巻部121の内側に形成された第1ビア1401によって接続されている。第2渦巻部1202および第3渦巻部1203は、第1正渦巻部121の外側に形成された第2ビア1402によって接続されている。第3渦巻部1203および第4渦巻部1204は、第1正渦巻部121の内側に形成された第3ビア1403によって接続されている。第4渦巻部1204および第7渦巻部1207は、第1正渦巻部121の外側に形成された第4ビア1404によって接続されている。第7渦巻部1207および第8渦巻部1208は、第1正渦巻部121の内側に形成された第5ビア1405によって接続されている。第8渦巻部1208および第9渦巻部1209は、第1正渦巻部121の外側に形成された第6ビア1406によって接続されている。第9渦巻部1209および第10渦巻部1210は、第1正渦巻部121の内側に形成された第7ビア1407によって接続されている。
 このように、各配線層102に形成された第1正渦巻部121は、第1正渦巻部121の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第7ビア1407によって電気的に接続されている。
 また、各配線層102に形成された第1反渦巻部122は、第1反渦巻部122の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第7ビア1407によって電気的に接続されている。各配線層102に形成された第2正渦巻部131は、第2正渦巻部131の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第7ビア1407によって電気的に接続されている。各配線層102に形成された第2反渦巻部132は、第2反渦巻部132の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第7ビア1407によって電気的に接続されている。
 このように第1ビア1401~第7ビア1407が第1正渦巻部121、第1反渦巻部122、第2正渦巻部131および第2反渦巻部132それぞれの内側と外側とに交互に形成されている理由について第1正渦巻部121を用いて説明する。上述したように、第1渦巻部1201、第2渦巻部1202、第3渦巻部1203、第4渦巻部1204、第7渦巻部1207、第8渦巻部1208、第9渦巻部1209および第10渦巻部1210は、それぞれのコイルの巻き方向が同じ方向(本実施形態では時計回り方向)になっている。そして、第1渦巻部1201、第2渦巻部1202、第3渦巻部1203、第4渦巻部1204、第7渦巻部1207、第8渦巻部1208、第9渦巻部1209および第10渦巻部1210は、法線方向Dsにおいて重なるように形成される。
 このため、第1渦巻部1201、第2渦巻部1202、第3渦巻部1203、第4渦巻部1204、第7渦巻部1207、第8渦巻部1208、第9渦巻部1209および第10渦巻部1210のうちの互いに隣り合う渦巻部は、図10に示すように、渦巻きの方向が時計回り方向であって、外側から内側に向かう方向と内側から外側に向かう方向とが交互となって形成されることとなる。
 例えば、第1渦巻部1201は、外側から内側に向かってコイルが巻かれて形成されるとする。この場合、第1渦巻部1201が形成される第1配線層1001の隣の第2配線層1002に形成される第2渦巻部1202は、内側から外側に向かってコイルが巻かれて形成される。そして、第2渦巻部1202が形成される第2配線層1002の隣の第3配線層1003に形成される第3渦巻部1203は、外側から内側に向かってコイルが巻かれて形成される。
 そして本実施形態では、第1正渦巻部121は、第1配線層1001~第10配線層1010のうち、第5配線層1005および第6配線層1006を除く第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010に形成されている。
 なお、図9では、各配線層102と第1正渦巻部121との電気的な接続を分かり易くするため、各配線層102と、第1正渦巻部121と、ビア140とを模式的に示している。そして、第1正渦巻部121が形成されている配線層102を実線で示し、第1正渦巻部121が形成されていない配線層102を破線で示している。第1渦巻部1201、第2渦巻部1202、第3渦巻部1203、第4渦巻部1204、第7渦巻部1207、第8渦巻部1208、第9渦巻部1209および第10渦巻部1210が電気的に接続している部分を太線で示している。
 また、図10では、第1正渦巻部121が形成される各配線層102において、法線方向Dsの一方側から視た際に現れるビア140を実線で示し、現れないビア140を破線で示している。また、各ビア140間の電気的接続を一点鎖線で示している。
 続いて、第1正渦巻部121が第1配線層1001~第10配線層1010のうち、第5配線層1005および第6配線層1006に形成されていない理由について説明する。
 仮に、第5配線層1005および第6配線層1006に第1正渦巻部121を形成する場合、これら第5配線層1005および第6配線層1006に形成される第1正渦巻部121を接続するビア140をプリント基板100に追加する必要がある。
 具体的には、第5配線層1005および第6配線層1006に第1正渦巻部121を形成する場合、プリント基板100には、第4渦巻部1204と第5配線層1005に形成される第1正渦巻部121とを接続するためのビア140が必要となる。また、プリント基板100には、第5配線層1005に形成される第1正渦巻部121と第6配線層1006に形成される第1正渦巻部121とを接続するためのビア140が必要となる。さらに、プリント基板100には、第6配線層1006に形成される第1正渦巻部121と第7渦巻部1207とを接続するためのビア140が必要となる。
 ここで、図11に示す第5配線層1005および第6配線層1006に第1正渦巻部121を形成した基板を比較プリント基板100Aとする。そして、比較プリント基板100Aにおいて第5配線層1005に形成される第1正渦巻部121を第5渦巻部1205、第6配線層1006に形成される第1正渦巻部121を第6渦巻部1206とする。また、第4渦巻部1204と第5渦巻部1205とを接続するためのビア140を第8ビア1408、第5渦巻部1205と第6渦巻部1206とを接続するためのビア140を第9ビア1409とする。なお、第8ビア1408および第9ビア1409が形成される場合、第4ビア1404は、第6渦巻部1206と第7渦巻部1207とを接続するとする。
 図11に示すように、第4渦巻部1204と第5渦巻部1205とを接続する第8ビア1408は、第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405と同様、6層の貫通基板で構成されるコア層を貫通して形成される。また、第5渦巻部1205と第6渦巻部1206とを接続する第9ビア1409も、第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405と同様、6層の貫通基板で構成されるコア層を貫通して形成される。
 ここで、第1渦巻部1201~第10渦巻部1210は、法線方向Dsにおいて重なるように形成される必要がある。そして、第1ビア1401~第9ビア1409は、図12に示すように、法線方向Dsにおいて第1正渦巻部121に重ならない位置に形成される必要がある。
 さらに、第1ビア1401~第9ビア1409は、上述したように、第1正渦巻部121の内側と外側とに交互に形成される必要がある。このため、第1正渦巻部121の内側に形成される第3ビア1403の次となる第8ビア1408は、図12に示すように、第1正渦巻部121の外側に形成される。また、第1正渦巻部121の外側に形成される第8ビア1408の次となる第9ビア1409は、第1正渦巻部121の内側に形成される。
 そして、比較プリント基板100Aの10層全ての配線層102に第1正渦巻部121を形成するにあたり、第1正渦巻部121は、法線方向Dsにおいてこれら第1ビア1401~第9ビア1409に重ならない位置に形成する必要がある。すると、配線層102における第1正渦巻部121を形成可能な表面積が制限されることとなる。具体的には、比較プリント基板100Aに第9ビア1409を追加することによって、配線層102における第1正渦巻部121の内側に、渦巻状のコイルを形成可能な表面積が減少する。換言すれば、本実施形態のプリント基板100に比較して、比較プリント基板100Aは、配線層102における第1正渦巻部121を形成可能な表面積が減少する。
 これにより、比較プリント基板100Aは、第1正渦巻部121の内側に第9ビア1409を追加することによって、本実施形態のプリント基板100に比較して、第1正渦巻部121の内側に形成可能なコイルの巻き数が減少する。例えば、第9ビア1409を追加することによって、第1正渦巻部121における可能なコイルの巻き数が3回から2回に減少する。すると、比較プリント基板100Aにおける第1正渦巻部121は、20回巻かれたコイルによって構成されることとなる。換言すれば、第1正渦巻部121を構成するコイルの巻き数の総数が20回となる。
 ところで、回転平板30の回転に伴い、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2は、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数に応じて変化する。具体的には、第1電圧値V1および第2電圧値V2は、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数が多いほど大きくなる。
 このため、第1正渦巻部121を構成するコイルの巻き数の総数が本実施形態のプリント基板100に比較して減少する比較プリント基板100Aは、本実施形態のプリント基板100に比較して第1電圧値V1および第2電圧値V2が小さくなる。
 これに対して、本実施形態の位置検出装置S1は、10個の配線層102と10個の配線層102それぞれの間に配置される絶縁層101とが交互に積層された多層基板であるプリント基板100を備える。10個の配線層102は、少なくとも1つの絶縁層101を貫通して形成されるビア140によって電気的に接続される。
 第1受信コイル120および第2受信コイル130は、10個の配線層102のうち、第5配線層1005および第6配線層1006を除く第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010それぞれに3回巻かれている。そして、これら第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010それぞれに形成された第1受信コイル120および第2受信コイル130は、ビア140を介して接続されている。
 これによれば、10個全ての配線層102に第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する場合に比較して、第1受信コイル120および第2受信コイル130を接続するためのビア140の数量を減少させることができる。このため、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成する各配線層102において、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成可能な表面積を拡大することができる。
 したがって、第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する各配線層102における第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加させ易い。そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加することによって、プリント基板100全体における第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数を増加させることができる。
 そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数を増加させることによって、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2を大きくすることができる。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態について、図13および図14を参照して説明する。本実施形態では、プリント基板100の構成が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
 本実施形態のプリント基板100は、絶縁層101と配線層102とが交互に積層された4層の貫通基板を有する。そして、プリント基板100は、当該貫通基板における法線方向Dsの一方側および他方側それぞれに2層の絶縁層101および配線層102がさらに積層された8層のビルドアップ基板で構成されている。本実施形態のプリント基板100は、4層で構成されるコア層の法線方向Dsの一方側および他方側それぞれに2層のビルド層が配置された8層のビルドアップ基板である。そして、本実施形態のプリント基板100は、図13に示すように、第1配線層1001~第8配線層1008を有する。
 また、プリント基板100には、8層の配線層102のうち、中央2つの配線層102を除く各配線層102において、第1受信コイル120および第2受信コイル130が3回ずつ同じ方向に巻かれている。すなわち、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、第4配線層1004および第5配線層1005を除く第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第6配線層1006、第7配線層1007および第8配線層1008に3回ずつ巻かれて形成されている。
 また、プリント基板100には、第1配線層1001および第2配線層1002を接続する第1ビア1401と、第2配線層1002および第3配線層1003を接続する第2ビア1402とが形成されている。また、プリント基板100には、第3配線層1003、第4配線層1004、第5配線層1005および第6配線層1006を接続する第3ビア1403が形成されている。さらに、プリント基板100には、第6配線層1006および第7配線層1007を接続する第4ビア1404と、第7配線層1007および第8配線層1008を接続する第5ビア1405とが形成されている。
 第1ビア1401は、第1配線層1001と第2配線層1002との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第2ビア1402は、第2配線層1002と第3配線層1003との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第3ビア1403は、第3配線層1003から第6配線層1006までの間の3個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第4ビア1404は、第6配線層1006と第7配線層1007との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第5ビア1405は、第7配線層1007と第8配線層1008との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。
 すなわち、ビア140は、1個の絶縁層101を貫通して形成される第1ビア1401、第2ビア1402、第4ビア1404および第5ビア1405と、3個の絶縁層101を貫通して形成される第3ビア1403を含んでいる。第3ビア1403は、3個の絶縁層101を貫通して形成される第1導電部として機能する。第1ビア1401、第2ビア1402、第4ビア1404および第5ビア1405は、1個の絶縁層101を貫通して形成される第2導電部として機能する。
 図13および図14に示すように、第1ビア1401および第5ビア1405は、互いに法線方向Dsにおいて重なる位置に形成されている。そして、第1ビア1401および第5ビア1405は、第2ビア1402、第3ビア1403および第4ビア1404と法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 第2ビア1402は、第3ビア1403および第4ビア1404と法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 第3ビア1403および第4ビア1404は、法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 そして、第1ビア1401、第2ビア1402、第3ビア1403、第4ビア1404および第5ビア1405は、図14に示すように、法線方向Dsにおいて第1受信コイル120および第2受信コイル130に重ならない位置に形成されている。具体的には、第1ビア1401、第3ビア1403および第5ビア1405は、第1受信コイル120および第2受信コイル130の渦巻き形状の内側に形成されている。これに対して、第2ビア1402および第4ビア1404は、第1受信コイル120および第2受信コイル130の渦巻き形状の外側に形成されている。第1ビア1401~第5ビア1405は、第1受信コイル120および第2受信コイル130の内側に形成されたビア1401、1403、1405と外側に形成されたビア1402、1404とが内側と外側とに交互に形成されている。
 そして、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第6配線層1006、第7配線層1007および第8配線層1008に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第5ビア1405によって電気的に接続されている。また、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第6配線層1006、第7配線層1007および第8配線層1008に形成された第2受信コイル130は、第2受信コイル130の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第5ビア1405によって電気的に接続されている。
 例えば、第1配線層1001に形成された第1受信コイル120および第2配線層1002に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の内側に形成された第1ビア1401によって接続されている。第2配線層1002に形成された第1受信コイル120および第3配線層1003に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の外側に形成された第2ビア1402によって接続されている。第3配線層1003に形成された第1受信コイル120および第6配線層1006に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の内側に形成された第3ビア1403によって接続されている。第6配線層1006に形成された第1受信コイル120および第7配線層1007に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の外側に形成された第4ビア1404によって接続されている。第7配線層1007に形成された第1受信コイル120および第8配線層1008に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の内側に形成された第5ビア1405によって接続されている。
 これによれば、8個全ての配線層102に第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する場合に比較して、第1受信コイル120および第2受信コイル130を接続するためのビア140の数量を減少させることができる。このため、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成する各配線層102において、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成可能な表面積を拡大することができる。
 したがって、第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する各配線層102における第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加させ易い。そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加することによって、プリント基板100全体における第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数を増加させることができる。
 そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数の総数を増加させることによって、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2を大きくすることができる。
 (第3実施形態)
 次に、第3実施形態について、図15および図16を参照して説明する。本実施形態では、プリント基板100の構成が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
 本実施形態のプリント基板100は、絶縁層101と配線層102とが交互に積層された4層の貫通基板を有する。そして、プリント基板100は、当該貫通基板における法線方向Dsの一方側および他方側それぞれに1層の絶縁層101および配線層102がさらに積層された6層のビルドアップ基板で構成されている。そして、本実施形態のプリント基板100は、図15に示すように、第1配線層1001~第6配線層1006を有する。
 また、プリント基板100には、6層の配線層102のうち、中央2つの配線層102を除く各配線層102において、第1受信コイル120および第2受信コイル130が3回ずつ同じ方向に巻かれている。すなわち、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、第3配線層1003および第4配線層1004を除く第1配線層1001、第2配線層1002、第5配線層1005および第6配線層1006それぞれに3回ずつ巻かれて形成されている。
 また、プリント基板100には、第1配線層1001および第2配線層1002を接続する第1ビア1401と、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004および第5配線層1005を接続する第2ビア1402が形成されている。さらに、プリント基板100には、第5配線層1005および第6配線層1006を接続する第3ビア1403が形成されている。
 第1ビア1401は、第1配線層1001と第2配線層1002との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第2ビア1402は、第2配線層1002から第5配線層1005までの間の3個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。第3ビア1403は、第5配線層1005と第6配線層1006との間の1個の絶縁層101を法線方向Dsに貫通して形成されている。
 すなわち、ビア140は、1個の絶縁層101を貫通して形成される第1ビア1401および第3ビア1403と、3個の絶縁層101を貫通して形成される第2ビア1402を含んでいる。第2ビア1402は、3個の絶縁層101を貫通して形成される第1導電部として機能する。第1ビア1401および第3ビア1403は、1個の絶縁層101を貫通して形成される第2導電部として機能する。
 第1ビア1401、第2ビア1402および第3ビア1403は、互いに法線方向Dsにおいて重ならない位置に形成されている。
 そして、第1ビア1401、第2ビア1402および第3ビア1403は、図16に示すように、法線方向Dsにおいて第1受信コイル120および第2受信コイル130に重ならない位置に形成されている。具体的には、第1ビア1401および第3ビア1403は、第1受信コイル120および第2受信コイル130の渦巻き形状の内側に形成されている。これに対して、第2ビア1402は、第1受信コイル120および第2受信コイル130の渦巻き形状の外側に形成されている。第1ビア1401~第3ビア1403は、第1受信コイル120の内側に形成されたビア1401、1403と外側に形成されたビア1402とが内側と外側とに交互に形成されている。
 そして、第1配線層1001、第2配線層1002、第5配線層1005および第6配線層1006に形成された第1受信コイル120および第2受信コイル130は、第1受信コイル120の内側と外側とに交互に形成された第1ビア1401~第3ビア1403によって電気的に接続されている。
 例えば、第1配線層1001に形成された第1受信コイル120および第2配線層1002に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の内側に形成された第1ビア1401によって接続されている。第2配線層1002に形成された第1受信コイル120および第5配線層1005に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の外側に形成された第2ビア1402によって接続されている。第5配線層1005に形成された第1受信コイル120および第6配線層1006に形成された第1受信コイル120は、第1受信コイル120の内側に形成された第3ビア1403によって接続されている。
 これによれば、6個全ての配線層102に第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する場合に比較して、第1受信コイル120および第2受信コイル130を接続するためのビア140の数量を減少させることができる。このため、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成する各配線層102において、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成可能な表面積を拡大することができる。
 したがって、第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する各配線層102における第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加させ易い。そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加することによって、プリント基板100全体における第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数を増加させることができる。
 そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数の総数を増加させることによって、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2を大きくすることができる。
 (第4実施形態)
 次に、第4実施形態について、図17を参照して説明する。本実施形態では、第1受信コイル120および第2受信コイル130のパターン形状が第1実施形態と相違している。これ以外は、第1実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
 本実施形態の第1受信コイル120および第2受信コイル130は、図17に示すように、法線方向Dsにおいて、コイルが4回巻かれて、一方向(すなわち、プリント基板100の周方向)を長手方向とする円弧枠状に形成されている。
 また、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、法線方向Dsにおいて、送信コイル110の内側に配置されている。また、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、互いに干渉しない(すなわち、同じ層内で重ならない)ように、ビア140を介して異なる配線層102が適宜接続されることで構成されている。
 第1受信コイル120は、閉ループの正弦波状となるように正弦曲線を描くパターン形状で形成されている。そしてコイルが4回巻かれて形成される第1受信コイル120は、各巻かれている部分が、一巻き毎にそれぞれ、振幅方向に所定の大きさだけオフセットされて形成されている。そして、4回巻かれて形成される第1受信コイル120は、各巻かれている部分が直列的に接続されており、一筆書きで形成されている。
 第2受信コイル130は、閉ループの余弦波状となるように余弦曲線を描くパターン形状で形成されている。そしてコイルが4回巻かれて形成される第2受信コイル130は、各巻かれている部分が、一巻き毎にそれぞれ、振幅方向に所定の大きさだけオフセットされて形成されている。そして、4回巻かれて形成される第1受信コイル120は、各巻かれている部分が直列的に接続されており、一筆書きで形成されている。
 なお、複数回巻かれて形成される第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれは、位相がずれて形成されていてもよい。また、第1受信コイル120は、閉ループの余弦波状となるように余弦曲線を描くパターン形状で形成されていてもよい。この場合、第2受信コイル130は、閉ループの正弦波状となるように正弦曲線を描くパターン形状で形成される。
 また、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、10層の配線層102のうち、第1配線層1001、第2配線層1002、第3配線層1003、第4配線層1004、第7配線層1007、第8配線層1008、第9配線層1009および第10配線層1010に形成されている。換言すれば、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、10層の配線層102のうち、第5配線層1005および第6配線層1006を除く配線層102に形成されている。
 そして、10層の配線層102のうち、第1受信コイル120および第2受信コイル130が形成されて互いに隣り合う配線層102がビア140で接続されている。
 例えば、第1配線層1001に形成された第1受信コイル120および第2配線層1002に形成された第1受信コイル120は、第1配線層1001と第2配線層1002との間に形成されたビア140によって接続されている。第2配線層1002に形成された第1受信コイル120および第3配線層1003に形成された第1受信コイル120は、第2配線層1002と第3配線層1003との間に形成されたビア140によって接続されている。第3配線層1003に形成された第1受信コイル120および第4配線層1004に形成された第1受信コイル120は、第3配線層1003と第4配線層1004との間に形成されたビア140によって接続されている。
 第5配線層1005に形成された第1受信コイル120および第7配線層1007に形成された第1受信コイル120は、第5配線層1005から第7配線層1007に至るまで貫通して形成されたビア140によって接続されている。
 第7配線層1007に形成された第1受信コイル120および第8配線層1008に形成された第1受信コイル120は、第7配線層1007と第8配線層1008との間に形成されたビア140によって接続されている。第8配線層1008に形成された第1受信コイル120および第9配線層1009に形成された第1受信コイル120は、第8配線層1008と第9配線層1009との間に形成されたビア140によって接続されている。第9配線層1009に形成された第1受信コイル120および第10配線層1010に形成された第1受信コイル120は、第9配線層1009と第10配線層1010との間に形成されたビア140によって接続されている。
 なお、図17では、見易くするため、第1配線層1001~第10配線層1010のうち、第1受信コイル120および第2受信コイル130が形成されて互いに隣り合う配線層102に形成される第1受信コイル120および第2受信コイル130を実線および破線を用いて示している。
 これによれば、10個全ての配線層102に第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する場合に比較して、第1受信コイル120および第2受信コイル130を接続するためのビア140の数量を減少させることができる。第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成する各配線層102において、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれを形成可能な表面積を拡大することができる。
 したがって、第1受信コイル120および第2受信コイル130を形成する各配線層102における第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数を増加させ易い。そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数を増加することによって、プリント基板100全体における第1受信コイル120および第2受信コイル130それぞれのコイルの巻き数の総数を増加させることができる。
 そして、第1受信コイル120および第2受信コイル130を構成するコイルの巻き数の総数を増加させることによって、第1受信コイル120に発生する第1電圧値V1および第2受信コイル130に発生する第2電圧値V2を大きくすることができる。
 (他の実施形態)
 以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
 上述の実施形態では、位置検出装置S1が車両に搭載される電動化システムに適用される例について説明したが、これに限定されない。例えば、位置検出装置S1は、車両以外に搭載されて用いられてもよい。
 上述の実施形態では、位置検出装置S1が回転する検出体の回転角度を検出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、位置検出装置S1は、直動する検出体の変位量を検出してもよい。
 上述の実施形態では、第1受信コイル120および第2受信コイル130が2回、または3回巻かれている例について説明したが、これに限定されない。例えば、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、4回以上巻かれていてもよい。
 上述の実施形態では、プリント基板100が6層、8層または10層のビルドアップ基板で構成されている例について説明したが、これに限定されない。プリント基板100の層の数は適宜変更可能である。
 上述の実施形態では、プリント基板100が6層、8層または10層のビルドアップ基板であって、第1受信コイル120および第2受信コイル130が中央2つの配線層102を除く配線層102に形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、6層、8層または10層のビルドアップ基板における中央2つの配線層102とは異なる配線層102に形成されていない構成であってもよい。また、第1受信コイル120および第2受信コイル130は、6層、8層または10層のビルドアップ基板における1つまたは3つ以上の配線層102に形成されていない構成であってもよい。
 上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
 上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
 上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
 本開示の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせで構成された一つ以上の専用コンピュータで、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
(本発明の特徴)
[第1の観点]
 位置検出装置であって、
 基板(100)と、
 前記基板に形成された送信コイル(110)と、
 前記基板に形成されるとともに、前記送信コイルへの通電による電磁誘導によって、誘導結合する第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、を備え、
 前記基板は、6個以上の配線層(102、1001~1010)と前記6個以上の配線層それぞれの間に配置される絶縁層(101)とが交互に積層された多層基板であって、前記絶縁層の少なくとも1つを貫通して形成されて前記6個以上の配線層を接続する複数の導電貫通部(140、1401~1407)を有し、
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記6個以上の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれており、前記複数の導電貫通部を介して接続されており、
 前記複数の導電貫通部のうちの少なくとも1つは、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている位置検出装置。
[第2の観点]
 前記基板は、10個の配線層を有し、
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記10個の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれている第1の観点に記載の位置検出装置。
[第3の観点]
 前記複数の導電貫通部は、5個の前記絶縁層を貫通して形成される第1導電部(1403、1404、1405)と、1個の前記絶縁層を貫通して形成される第2導電部(1401、1402、1406、1407)とを含み、
 前記第1導電部は、前記基板に3個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されており、
 前記第2導電部は、前記基板に4個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている第2の観点に記載の位置検出装置。
[第4の観点]
 前記10個の配線層を、第1配線層(1001)、第2配線層(1002)、第3配線層(1003)、第4配線層(1004)、第5配線層(1005)、第6配線層(1006)、第7配線層(1007)、第8配線層(1008)、第9配線層(1009)、第10配線層(1010)としたとき、
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記第5配線層および前記第6配線層を除く前記第1配線層、前記第2配線層、前記第3配線層、前記第4配線層、前記第7配線層、前記第8配線層、前記第9配線層、前記第10配線層それぞれに複数回巻かれており、
 前記基板に3個形成される前記第1導電部は、前記第3配線層および前記第4配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側3層4層導電部(1403)と、前記第4配線層および前記第7配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの外側に配置される外側4層7層導電部(1404)と、前記第7配線層および前記第8配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側7層8層導電部(1405)と、を含み、
 前記基板に4個形成される前記第2導電部は、前記第1配線層および前記第2配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側1層2層導電部(1401)と、前記第2配線層および前記第3配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの外側に配置される外側2層3層導電部(1402)と、前記第8配線層および前記第9配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの外側に配置される外側8層9層導電部(1406)と、前記第9配線層および前記第10配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側9層10層導電部(1407)と、を含む第3の観点に記載の位置検出装置。
[第5の観点]
 前記内側1層2層導電部および前記内側9層10層導電部は、前記基板の面方向に対する法線方向Dsにおいて、重なる位置に配置されており、
 前記外側2層3層導電部および前記外側8層9層導電部は、前記法線方向において、重なる位置に配置されている第4の観点に記載の位置検出装置。
[第6の観点]
 前記基板は、8個の配線層を有し、
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記8個の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれている第1の観点に記載の位置検出装置。
[第7の観点]
 前記複数の導電貫通部は、3個の前記絶縁層を貫通して形成される第1導電部(1403)と、1個の前記絶縁層を貫通して形成される第2導電部(1401、1402、1404、1405)とを含み、
 前記第1導電部は、前記基板に1個形成されるとともに、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されており、
 前記第2導電部は、前記基板に4個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている第6の観点に記載の位置検出装置。
[第8の観点]
 前記基板は、6個の配線層を有し、
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記6個の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれている第1の観点に記載の位置検出装置。
[第9の観点]
 前記複数の導電貫通部は、3個の前記絶縁層を貫通して形成される第1導電部(1402)と、1個の前記絶縁層を貫通して形成される第2導電部(1401、1403)とを含み、
 前記第1導電部は、前記基板に1個形成されるとともに、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されており、
 前記第2導電部は、前記基板に2個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている第8の観点に記載の位置検出装置。
[第10の観点]
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記6個以上の配線層のうち、中央2個の配線層を除く配線層それぞれに形成されている第6ないし第9の観点のいずれか1つに記載の位置検出装置。
[第11の観点]
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、渦巻状のパターン形状である部分を含む第1ないし第10の観点のいずれか1つに記載の位置検出装置。
[第12の観点]
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルのうちの一方が正弦曲線を描くパターン形状を含み、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルのうち他方が余弦曲線を描くパターン形状を含む第1ないし第10の観点のいずれか1つに記載の位置検出装置。
[第13の観点]
 通電する前記送信コイルから影響を受けて電磁誘導による誘導電流を発生させて、発生させた前記誘導電流によって、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルに発生させる誘導起電力を変化させる検出部(30)を備える第1ないし第9の観点のいずれか1つに記載の位置検出装置。
[第14の観点]
 前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルが出力する前記誘導起電力に基づき、前記検出部の位置を算出する信号処理部(210)を備える第13の観点に記載の位置検出装置。

Claims (14)

  1.  位置検出装置であって、
     基板(100)と、
     前記基板に形成された送信コイル(110)と、
     前記基板に形成されるとともに、前記送信コイルへの通電による電磁誘導によって、誘導結合する第1受信コイル(120)および第2受信コイル(130)と、を備え、
     前記基板は、6個以上の配線層(102、1001~1010)と前記6個以上の配線層それぞれの間に配置される絶縁層(101)とが交互に積層された多層基板であって、前記絶縁層の少なくとも1つを貫通して形成されて前記6個以上の配線層を接続する複数の導電貫通部(140、1401~1407)を有し、
     前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記6個以上の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれており、前記複数の導電貫通部を介して接続されており、
     前記複数の導電貫通部のうちの少なくとも1つは、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている位置検出装置。
  2.  前記基板は、10個の配線層を有し、
     前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記10個の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれている請求項1に記載の位置検出装置。
  3.  前記複数の導電貫通部は、5個の前記絶縁層を貫通して形成される第1導電部(1403、1404、1405)と、1個の前記絶縁層を貫通して形成される第2導電部(1401、1402、1406、1407)とを含み、
     前記第1導電部は、前記基板に3個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されており、
     前記第2導電部は、前記基板に4個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている請求項2に記載の位置検出装置。
  4.  前記10個の配線層を、前記基板の面方向に対する法線方向における一方側から他方側に向かって、第1配線層(1001)、第2配線層(1002)、第3配線層(1003)、第4配線層(1004)、第5配線層(1005)、第6配線層(1006)、第7配線層(1007)、第8配線層(1008)、第9配線層(1009)、第10配線層(1010)としたとき、
     前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記第5配線層および前記第6配線層を除く前記第1配線層、前記第2配線層、前記第3配線層、前記第4配線層、前記第7配線層、前記第8配線層、前記第9配線層、前記第10配線層それぞれに複数回巻かれており、
     前記基板に3個形成される前記第1導電部は、前記第3配線層および前記第4配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側3層4層導電部(1403)と、前記第4配線層および前記第7配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの外側に配置される外側4層7層導電部(1404)と、前記第7配線層および前記第8配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側7層8層導電部(1405)と、を含み、
     前記基板に4個形成される前記第2導電部は、前記第1配線層および前記第2配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側1層2層導電部(1401)と、前記第2配線層および前記第3配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの外側に配置される外側2層3層導電部(1402)と、前記第8配線層および前記第9配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの外側に配置される外側8層9層導電部(1406)と、前記第9配線層および前記第10配線層それぞれに形成された前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルを接続し、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置される内側9層10層導電部(1407)と、を含む請求項3に記載の位置検出装置。
  5.  前記内側1層2層導電部および前記内側9層10層導電部は、前記法線方向において、重なる位置に配置されており、
     前記外側2層3層導電部および前記外側8層9層導電部は、前記法線方向において、重なる位置に配置されている請求項4に記載の位置検出装置。
  6.  前記基板は、8個の配線層を有し、
     前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記8個の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれている請求項1に記載の位置検出装置。
  7.  前記複数の導電貫通部は、3個の前記絶縁層を貫通して形成される第1導電部(1403)と、1個の前記絶縁層を貫通して形成される第2導電部(1401、1402、1404、1405)とを含み、
     前記第1導電部は、前記基板に1個形成されるとともに、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されており、
     前記第2導電部は、前記基板に4個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている請求項6に記載の位置検出装置。
  8.  前記基板は、6個の配線層を有し、
     前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記6個の配線層のうち、少なくとも1つの配線層を除く配線層それぞれに複数回巻かれている請求項1に記載の位置検出装置。
  9.  前記複数の導電貫通部は、3個の前記絶縁層を貫通して形成される第1導電部(1402)と、1個の前記絶縁層を貫通して形成される第2導電部(1401、1403)とを含み、
     前記第1導電部は、前記基板に1個形成されるとともに、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されており、
     前記第2導電部は、前記基板に2個形成されるとともに、少なくとも1つが前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルの内側に配置されている請求項8に記載の位置検出装置。
  10.  前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記6個以上の配線層のうち、中央2個の配線層を除く配線層それぞれに形成されている請求項6ないし9のいずれか1つに記載の位置検出装置。
  11.  前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、渦巻状のパターン形状である部分を含む請求項1ないし9のいずれか1つに記載の位置検出装置。
  12.  前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルは、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルのうちの一方が正弦曲線を描くパターン形状を含み、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルのうち他方が余弦曲線を描くパターン形状を含む請求項1ないし7のいずれか1つに記載の位置検出装置。
  13.  通電する前記送信コイルから影響を受けて電磁誘導による誘導電流を発生させて、発生させた前記誘導電流によって、前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルに発生させる誘導起電力を変化させる検出体(30)を備える請求項1ないし9のいずれか1つに記載の位置検出装置。
  14.  前記第1受信コイルおよび前記第2受信コイルが出力する前記誘導起電力に基づき、前記検出体の位置を算出する信号処理部(210)を備える請求項13に記載の位置検出装置。
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