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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024072782
(43)【公開日】2024-05-28
(54)【発明の名称】位置検出装置
(51)【国際特許分類】
G01D 5/12 20060101AFI20240521BHJP
G01D 5/14 20060101ALI20240521BHJP
G01D 5/20 20060101ALI20240521BHJP
G01B 7/30 20060101ALI20240521BHJP
G01B 7/00 20060101ALI20240521BHJP
【ＦＩ】
G01D5/12 N
G01D5/14 E
G01D5/20 K
G01B7/30 M
G01B7/00 101E
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023166407
(22)【出願日】2023-09-27
(31)【優先権主張番号】P 2022183453
(32)【優先日】2022-11-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松本 光一郎
(72)【発明者】
【氏名】木村 鮎奈
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼坂 成時
(72)【発明者】
【氏名】小野田 渚
【テーマコード（参考）】
2F063
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F063AA02
2F063AA35
2F063BB02
2F063BB03
2F063BC03
2F063BC06
2F063CA09
2F063DA01
2F063DA05
2F063DB04
2F063DB07
2F063DC08
2F063DD02
2F063DD03
2F063GA03
2F063GA08
2F063KA03
2F063KA04
2F077AA20
2F077AA25
2F077CC02
2F077FF03
2F077FF31
2F077JJ01
2F077JJ03
2F077JJ06
2F077JJ21
2F077TT33
2F077TT42
2F077UU18
2F077UU20
(57)【要約】
【課題】検出精度を向上可能な位置検出装置を提供すること。
【解決手段】
検出体の位置を検出する位置検出装置は、正弦波状の第１信号Ｖ１と、余弦波状の第２信号Ｖ２とを出力する信号出力部３２、３３と、信号出力部が設けられ、検出体と対向して配置される配置部３０と、第１信号および第２信号に基づいて検出体位置を算出する信号処理部５０とを備える。信号処理部は、第１信号および第２信号を補正する信号補正部５４と、補正した第１信号および第２信号に基づいて補正前検出体位置を算出する位置算出部５５と、検出範囲の複数の区間毎の補正前検出体位置を補正する区間補正部５６とを有する。信号補正部は、配置部が、基準ギャップ、１つ以上の近ギャップ、１つ以上の遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の誤差がそれぞれ０に近づくように第１信号および前記第２信号を補正する。区間補正部は、複数の区間毎に補正関数における補正値を導出する。
【選択図】図７
【解決手段】
検出体の位置を検出する位置検出装置は、正弦波状の第１信号Ｖ１と、余弦波状の第２信号Ｖ２とを出力する信号出力部３２、３３と、信号出力部が設けられ、検出体と対向して配置される配置部３０と、第１信号および第２信号に基づいて検出体位置を算出する信号処理部５０とを備える。信号処理部は、第１信号および第２信号を補正する信号補正部５４と、補正した第１信号および第２信号に基づいて補正前検出体位置を算出する位置算出部５５と、検出範囲の複数の区間毎の補正前検出体位置を補正する区間補正部５６とを有する。信号補正部は、配置部が、基準ギャップ、１つ以上の近ギャップ、１つ以上の遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の誤差がそれぞれ０に近づくように第１信号および前記第２信号を補正する。区間補正部は、複数の区間毎に補正関数における補正値を導出する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正し、補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出し、算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎に算出する前記補正前検出体位置を補正可能であって、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正するとともに、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正し、補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出し、算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎に算出する前記補正前検出体位置を補正可能であって、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正するとともに、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
【請求項2】
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記信号補正部は、前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記区間補正部は、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記信号補正部は、前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記区間補正部は、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
【請求項3】
前記検出体は、回転体であって、０°から３６０°より小さい所定の回転範囲内で回転可能であって、
前記信号出力部は、前記検出体が前記所定の回転範囲内で回転する際の前記検出体の回転角度に応じて前記第１信号および前記第２信号を出力し、
前記信号補正部は、前記位置算出部が算出する前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置の誤差が０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記位置算出部は、前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置を算出する請求項２に記載の位置検出装置。
前記信号出力部は、前記検出体が前記所定の回転範囲内で回転する際の前記検出体の回転角度に応じて前記第１信号および前記第２信号を出力し、
前記信号補正部は、前記位置算出部が算出する前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置の誤差が０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記位置算出部は、前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置を算出する請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項4】
前記基準ギャップは、１つ以上の前記近ギャップのうちの前記基準ギャップから最も離れた前記近ギャップの大きさと、１つ以上の前記遠ギャップのうちの前記基準ギャップから最も離れた前記遠ギャップの大きさとの中心の大きさに設定される請求項２または３に記載の位置検出装置。
【請求項5】
前記信号補正部は、前記第１信号の位相、ゲイン、オフセットのうちの少なくとも１つを補正するとともに、前記第２信号の位相、ゲイン、オフセットのうちの少なくとも１つを補正する請求項２または３に記載の位置検出装置。
【請求項6】
前記信号補正部は、前記配置部が前記基準ギャップとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差と、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差との差が０に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項7】
前記信号処理部は、前記第１信号および前記第２信号に基づいて、逆正接関数を演算してアークタンジェント変換することで前記検出体の位置を算出し、
前記信号補正部は、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分が、前記配置部が前記近ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
前記信号補正部は、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分が、前記配置部が前記近ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項8】
前記第１信号のオフセットは、前記第１信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第１定量オフセットおよび前記第１信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第１可変オフセットを含み、
前記第２信号のオフセットは、前記第２信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第２定量オフセットおよび前記第２信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第２可変オフセットを含み、
前記信号補正部は、前記第１信号の振幅の変化量と前記第１信号の振幅の変化量に基づく前記第１信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第１定量オフセットを調整するとともに、前記第２信号の振幅の変化量と前記第２信号の振幅の変化量に基づく前記第２信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第２定量オフセットを調整し、
前記区間補正部は、前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して算出した前記検出体の位置に含まれる１次成分を除去するように、前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する請求項７に記載の位置検出装置。
前記第２信号のオフセットは、前記第２信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第２定量オフセットおよび前記第２信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第２可変オフセットを含み、
前記信号補正部は、前記第１信号の振幅の変化量と前記第１信号の振幅の変化量に基づく前記第１信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第１定量オフセットを調整するとともに、前記第２信号の振幅の変化量と前記第２信号の振幅の変化量に基づく前記第２信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第２定量オフセットを調整し、
前記区間補正部は、前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して算出した前記検出体の位置に含まれる１次成分を除去するように、前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する請求項７に記載の位置検出装置。
【請求項9】
前記配置部は、基板であって、
前記信号出力部は、前記基板に形成されるとともに、送信コイル（３１）と、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（３２）および第２受信コイル（３３）と、を含み、
前記第１受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第１信号を第１電圧値として出力し、
前記第２受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第２信号を第２電圧値として出力し、
前記信号処理部は、前記第１電圧値および前記第２電圧値に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項２または３に記載の位置検出装置。
前記信号出力部は、前記基板に形成されるとともに、送信コイル（３１）と、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（３２）および第２受信コイル（３３）と、を含み、
前記第１受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第１信号を第１電圧値として出力し、
前記第２受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第２信号を第２電圧値として出力し、
前記信号処理部は、前記第１電圧値および前記第２電圧値に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項２または３に記載の位置検出装置。
【請求項10】
前記配置部は、基板であって、
前記信号出力部は、前記基板に設けられるとともに、前記検出体の位置に応じてインダクタンスが変化する第１受信コイル（３２）および第２受信コイル（３３）を含み、
前記第１受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第１信号として出力し、
前記第２受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第２信号として出力し、
前記信号処理部は、前記第１受信コイルのインダクタンスの変化および前記第２受信コイルのインダクタンスの変化に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項２または３に記載の位置検出装置。
前記信号出力部は、前記基板に設けられるとともに、前記検出体の位置に応じてインダクタンスが変化する第１受信コイル（３２）および第２受信コイル（３３）を含み、
前記第１受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第１信号として出力し、
前記第２受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第２信号として出力し、
前記信号処理部は、前記第１受信コイルのインダクタンスの変化および前記第２受信コイルのインダクタンスの変化に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項２または３に記載の位置検出装置。
【請求項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９に記載の位置検出装置。
【請求項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受信コイルのうちの他方が前記正弦曲線と位相が異なる余弦曲線を描くパターン形状を含む請求項９に記載の位置検出装置。
【請求項13】
前記検出体には、磁石（１１０、１２０、１３０）が配置されており、
前記信号出力部は、前記検出体の位置に応じて変化する前記磁石から受ける磁界の変化に基づいて、前記第１信号を出力する第１磁気検出部（６１）および前記第２信号を出力する第２磁気検出部（６２）を有する請求項２または３に記載の位置検出装置。
前記信号出力部は、前記検出体の位置に応じて変化する前記磁石から受ける磁界の変化に基づいて、前記第１信号を出力する第１磁気検出部（６１）および前記第２信号を出力する第２磁気検出部（６２）を有する請求項２または３に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、位置検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、検出体に配置された複数の磁石から受ける磁界の変化に基づいて、検出体の位置を検出するリニアポジションセンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。このリニアポジションセンサは、移動する検出体における複数の磁石の位置に対応した位相の正弦信号及び余弦信号を取得する検出部を備え、検出部が取得する正弦信号及び余弦信号に基づいて検出体の位置を検出する。
【0003】
また、特許文献１に記載のリニアポジションセンサは、検出体における複数の磁石の間隔を不等間隔に配置し、または、磁石の高さを不均等に配置して検出部が受ける磁界をアンバランスに調整することで、特定の位置の検出精度を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－１６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
発明者らの鋭意検討によれば、特許文献１に記載のリニアポジションセンサのような正弦信号及び余弦信号に基づいて検出体の位置を検出する位置検出装置において、特定の位置に限定されず、検出精度を向上させる余地があることが分かった。
【0006】
本開示は、検出精度を向上可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項１に記載の発明は、
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正し、補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出し、算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎に算出する前記補正前検出体位置を補正可能であって、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正するとともに、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する。
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正し、補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出し、算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎に算出する前記補正前検出体位置を補正可能であって、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正するとともに、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する。
【0008】
また、請求項２に記載の発明は、
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、第１信号と位相が異なる余弦波状の検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
信号出力部が設けられ、検出体と離隔した状態で検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
第１信号および第２信号に基づいて、検出体が所定の検出範囲において変位する際の検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
信号処理部は、
第１信号および第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
信号補正部が補正した第１信号および第２信号に基づいて補正前の検出体位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
位置算出部が算出する補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、検出範囲を複数の区間に区分けした際の複数の区間毎の位置算出部が算出する補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
検出体と配置部とが対向する方向である対向方向における検出体と配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となるギャップを基準ギャップとし、基準ギャップより検出体と配置部との間隔が小さいギャップを近ギャップとし、基準ギャップより検出体と配置部との間隔が大きいギャップを遠ギャップとしたとき、
信号補正部は、配置部が、基準ギャップ、１つ以上の近ギャップ、１つ以上の遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように第１信号および第２信号を補正し、
区間補正部は、複数の区間毎に補正関数における補正値を導出する。
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、第１信号と位相が異なる余弦波状の検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
信号出力部が設けられ、検出体と離隔した状態で検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
第１信号および第２信号に基づいて、検出体が所定の検出範囲において変位する際の検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
信号処理部は、
第１信号および第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
信号補正部が補正した第１信号および第２信号に基づいて補正前の検出体位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
位置算出部が算出する補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、検出範囲を複数の区間に区分けした際の複数の区間毎の位置算出部が算出する補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
検出体と配置部とが対向する方向である対向方向における検出体と配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となるギャップを基準ギャップとし、基準ギャップより検出体と配置部との間隔が小さいギャップを近ギャップとし、基準ギャップより検出体と配置部との間隔が大きいギャップを遠ギャップとしたとき、
信号補正部は、配置部が、基準ギャップ、１つ以上の近ギャップ、１つ以上の遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように第１信号および第２信号を補正し、
区間補正部は、複数の区間毎に補正関数における補正値を導出する。
【0009】
これによれば、配置部との間隔が基準ギャップ、近ギャップおよび遠ギャップのいずれかとなるように配置された場合において、検出体位置の誤差が０に近づくように補正項を導出することで、検出誤差を抑制することができる。したがって、位置検出装置における検出精度を向上させることができる。
【0010】
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。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。
【図4】第１実施形態に係る基板を示す図である。
【図5】第１実施形態に係る位置検出装置のブロック図である。
【図6】第１実施形態に係る第１受信コイルに発生する第１電圧値の波形および第２受信コイルに発生する第２電圧値の波形の一例を示す図である。
【図7】第１実施形態に係る位置検出装置のブロック図において、角度算出部の詳細を示した図である。
【図8】理想的な第１受信コイルに発生する第１電圧値の波形および第２受信コイルに発生する第２電圧値の波形の一例を示す図である。
【図9】機械角と電気角との相対関係を示す図である。
【図10】回転角度の誤差の一例を示す図である。
【図11】第１実施形態に係る位置算出部が算出する補正前の回転角度θの誤差の一例を示す図である。
【図12】第１変換信号および第２変換信号それぞれのオフセットがギャップに応じて変化することを説明するための図である。
【図13】第１実施形態に係る区間補正部によって補正された補正回転角度θａの誤差の一例を示す図である。
【図14】第１実施形態に係る位置検出装置のブロック図である。
【図15】第２実施形態に係る基板を示す図である。
【図16】第２実施形態に係る回転部材を示す図である。
【図17】第３実施形態に係る位置検出装置および検出体を示す図である。
【図18】第３実施形態に係る位置検出装置のブロック図である。
【図19】第４実施形態に係る位置算出部が算出する回転角度θの誤差の一例を示す図である。
【図20】第４実施形態に係る区間補正部によって補正された補正回転角度θａの誤差の一例を示す図である。
【図21】第５実施形態に係る基板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
（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１が車両用ペダル装置のブレーキペダルまたはアクセルペダルの回転位置を検出するために用いられた例について説明する。なお、以下の説明では、ブレーキペダルまたはアクセルペダルを単にペダルと称する場合がある。
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１が車両用ペダル装置のブレーキペダルまたはアクセルペダルの回転位置を検出するために用いられた例について説明する。なお、以下の説明では、ブレーキペダルまたはアクセルペダルを単にペダルと称する場合がある。
【0014】
図１～図３に示すように、本実施形態の位置検出装置１は、回転部材２０と基板３０とを備えている。なお、図１～図３に表示された回転軸心ＣＬは、ペダルの回転軸７０および回転部材２０の回転中心である。本実施形態では、回転軸心ＣＬが延びる方向を軸方向Ｄａとし、回転軸心ＣＬの軸を中心に放射状に拡がる方向を径方向Ｄｒとし、回転軸心ＣＬの回転方向を周方向Ｄｃとして説明する。これら軸方向Ｄａ、径方向Ｄｒおよび周方向Ｄｃは、互いに交差する方向、厳密にいえば互いに垂直な方向である。
【0015】
回転部材２０は、金属で構成され、軸方向Ｄａに厚みを有する平板状に形成されている。回転部材２０は、ペダルの回転軸７０に対し相対回転不能に連結されている。例えば、回転部材２０は、回止めキー部材を介することで回転軸７０に対し相対回転不能とされていてもよいし、回転軸７０に対し溶接されることで相対回転不能とされていてもよい。
【0016】
回転部材２０は、所定の回転軸心ＣＬを中心に回転可能なように回転軸７０を介して非回転部材に支持された回転体であり、ペダルおよび回転軸７０と共に一体回転する。したがって、位置検出装置１は、回転部材２０の回転位置を検出することでペダルの回転位置を検出することができる。すなわち、回転軸７０の回転位置は、ペダルの回転位置でもあり、検出体としての回転部材２０の回転位置でもある。本実施形態の位置検出装置１は、回転部材２０の回転位置を検出することで、ペダルの回転位置を検出する。
【0017】
また、回転部材２０は、ペダルの回転軸７０に連結されているので、回転軸心ＣＬまわりに一回転するのではなく、回転軸心ＣＬまわりの所定の角度範囲内で、ペダルの踏込み操作に伴って往復運動する。例えば、本実施形態の回転部材２０は、ペダルの踏込み操作が行われることによって、回転軸心ＣＬまわりに０°から３６０°より小さい範囲である０°から２４°までの角度範囲内で往復運動する。図１では、その往復運動での端位置における回転部材２０の４つのターゲット２２、２３、２４、２５の外形の一部が二点鎖線で図示されている。
【0018】
図１に示すように、回転部材２０は、連結部２１と、４つのターゲット２２、２３、２４、２５とを有している。すなわち、回転部材２０に含まれる４つのターゲット２２、２３、２４、２５は、回転軸心ＣＬを中心に一体回転する。そして、ペダルの踏込み操作に伴って、４つのターゲット２２、２３、２４、２５は、共に、周方向Ｄｃに往復移動する。
【0019】
例えば、回転部材２０は、連結部２１と４つのターゲット２２、２３、２４、２５とを含んだ単一の部品として構成されている。また、回転部材２０は、軸方向Ｄａの厚みが均一な平板状に形成されている。このため、４つのターゲット２２～２５の軸方向Ｄａの厚みは、互いに同じ大きさになっている。なお、本実施形態の説明では、４つのターゲット２２、２３、２４、２５をまとめて、４つのターゲット２２～２５と称する場合がある。また、４つのターゲット２２～２５をそれぞれ第１ターゲット２２、第２ターゲット２３、第３ターゲット２４、第４ターゲット２５と称する場合がある。
【0020】
連結部２１は、回転部材２０の中で中央部分に配置され、回転軸心ＣＬを中心とした円環形状を成している。連結部２１の内側には、連結部２１を軸方向Ｄａに貫通した嵌入孔２１ａが形成されている。そして、嵌入孔２１ａには、回転軸７０が、連結部２１に対し相対回転不能となるように嵌入されている。すなわち、回転部材２０は、この連結部２１にて回転軸７０に連結している。
【0021】
４つのターゲット２２～２５は、それぞれ、連結部２１から径方向Ｄｒの外側に突き出るように形成されている。４つのターゲット２２～２５は、周方向Ｄｃに等ピッチで並ぶように配置されている。具体的に、第１ターゲット２２、第２ターゲット２３、第３ターゲット２４、第４ターゲット２５は、周方向Ｄｃにこの順に９０度ピッチ間隔で並ぶように配置されている。そして、４つのターゲット２２～２５それぞれの周方向Ｄｃの間隔は、第１受信コイル３２の後述する第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂのどちらか一方を覆うことが可能に設定されている。また、４つのターゲット２２～２５それぞれの周方向Ｄｃの間隔は、第２受信コイル３３の後述する第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂのどちらか一方を、第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂの一方と同時に覆うことが可能に設定されている。
【0022】
第１ターゲット２２は、第３ターゲット２４に対し回転軸心ＣＬを挟んだ反対側に配置されている。また、第２ターゲット２３は、第４ターゲット２５に対し回転軸心ＣＬを挟んだ反対側に配置されている。そして、軸方向Ｄａに沿う方向視で、４つのターゲット２２～２５は全体として、回転軸心ＣＬを中心に点対称となるように配置されている。
【0023】
図３に示すように、第１ターゲット２２は、軸方向Ｄａの一方側に形成され、基板３０に対向する第１対向面２２ａを有する。図２に示すように、第２ターゲット２３は、軸方向Ｄａの一方側に形成され、基板３０に対向する第２対向面２３ａを有している。第３ターゲット２４は、軸方向Ｄａの一方側に形成され、基板３０に対向する第３対向面２４ａを有する。第４ターゲット２５は、軸方向Ｄａの一方側に形成され、基板３０に対向する第４対向面２５ａを有している。これらの第１対向面２２ａ、第２対向面２３ａ、第３対向面２４ａおよび第４対向面２５ａは、基板３０の後述する他面３０ｂに対し平行に形成されている。
【0024】
そして、図１に示すように、第１ターゲット２２は、径方向Ｄｒの最も内側の部分から径方向Ｄｒにおける略中央の部分まで、径方向Ｄｒの外側に向かうほど周方向Ｄｃの大きさが小さくなっている。そして、第１ターゲット２２は、径方向Ｄｒの略中央の部分から径方向Ｄｒにおける最も外側の部分まで、径方向Ｄｒの外側に向かうほど周方向Ｄｃの大きさが大きくなっている。したがって、第１ターゲット２２の周方向Ｄｃにおける一方側の端部および他方側の端部は、それぞれ軸方向Ｄａに沿う方向視で曲線状に延伸している。
【0025】
また、第２ターゲット２３、第３ターゲット２４、および第４ターゲット２５は、第１ターゲット２２と同様の形状を成している。本実施形態では、４つのターゲット２２～２５は全て同一の形状を成している。
【0026】
したがって、第２ターゲット２３の周方向Ｄｃにおける一方側の端部および他方側の端部は、それぞれ軸方向Ｄａに沿う方向視で曲線状に延伸している。また、第３ターゲット２４の周方向Ｄｃにおける一方側の端部および他方側の端部は、それぞれ軸方向Ｄａに沿う方向視で曲線状に延伸している。そして、第４ターゲット２５の周方向Ｄｃにおける一方側の端部および他方側の端部は、それぞれ軸方向Ｄａに沿う方向視で曲線状に延伸している。
【0027】
本実施形態では、上記したように４つのターゲット２２～２５は、全て同一の形状であり一体回転する。このため、４つのターゲット２２～２５の動作範囲は、周方向Ｄｃに同じ長さとなる。ここで、第１ターゲット２２の動作範囲を第１動作範囲Ｗ１、第２ターゲット２３の動作範囲を第２動作範囲Ｗ２、第３ターゲット２４の動作範囲を第３動作範囲Ｗ３、第４ターゲット２５の動作範囲を第４動作範囲Ｗ４とする。
【0028】
第１動作範囲Ｗ１は、第１ターゲット２２の往復移動に伴って第１ターゲット２２が及ぶ周方向Ｄｃの最大範囲である。このため、第１ターゲット２２は、その第１動作範囲Ｗ１内で周方向Ｄｃに往復移動する。また、第２動作範囲Ｗ２は、第２ターゲット２３の往復移動に伴って第２ターゲット２３が及ぶ周方向Ｄｃの最大範囲である。このため、第２ターゲット２３は、その第２動作範囲Ｗ２内で周方向Ｄｃに往復移動する。第３動作範囲Ｗ３は、第３ターゲット２４の往復移動に伴って第３ターゲット２４が及ぶ周方向Ｄｃの最大範囲である。このため、第３ターゲット２４は、その第３動作範囲Ｗ３内で周方向Ｄｃに往復移動する。第４動作範囲Ｗ４は、第４ターゲット２５の往復移動に伴って第４ターゲット２５が及ぶ周方向Ｄｃの最大範囲である。このため、第４ターゲット２５は、その第４動作範囲Ｗ４内で周方向Ｄｃに往復移動する。
【0029】
基板３０は、配線パターンが形成され不図示の電気部品が実装された多層のプリント基板である。具体的には、基板３０は、絶縁膜と配線層とが交互に積層された多層基板とされている。そして、基板３０には、特に図示していないが、例えば、抵抗体等の各種の電子部品も適宜配置されている。
【0030】
また、基板３０は、軸方向Ｄａに直交する平面状の一面３０ａと他面３０ｂとを有している。すなわち、基板３０の法線方向は軸方向Ｄａに一致する。基板３０の一面３０ａは、基板３０のうち軸方向Ｄａの一方側に設けられている。基板３０の他面３０ｂは、基板３０のうち軸方向Ｄａの一方側とは反対側の他方側に設けられている。
【0031】
基板３０は、ペダルに対し回転しない非回転部材である。したがって、回転部材２０は、基板３０に対し相対回転する。
【0032】
基板３０は、４つのターゲット２２～２５に対し軸方向Ｄａの一方側に配置されている。そして、基板３０の他面３０ｂは、４つのターゲット２２～２５の第１対向面２２ａ、第２対向面２３ａ、第３対向面２４ａおよび第４対向面２５ａそれぞれに対し、軸方向Ｄａに所定の間隔をあけて対向している。換言すれば、基板３０は、回転部材２０に対向する方向である対向方向において回転部材２０に対して離隔した状態で回転部材２０に対向して配置される。基板３０と回転部材２０との軸方向Ｄａの所定の間隔は、基板３０と４つのターゲット２２～２５のそれぞれとの間のいずれにおいても同じ大きさになっている。以下、基板３０と回転部材２０との軸方向Ｄａの所定の間隔をギャップＧとも呼ぶ。
【0033】
また、基板３０は、回転軸心ＣＬを中心とした円盤形状で形成されている。そして、基板３０の中央には、基板３０を軸方向Ｄａに貫通した貫通孔３０ｃが形成されている。この貫通孔３０ｃには、回転軸７０が挿通されている。
【0034】
図１、図４、図５に示すように、基板３０は、配線パターンとして形成された１つの送信コイル３１と、８つの第１受信コイル３２と、８つの第２受信コイル３３と、後述の信号処理回路４０とを有している。位置検出装置１に設けられる１つの送信コイル３１と、８つの第１受信コイル３２と、８つの第２受信コイル３３と、後述の信号処理回路４０とは、単一の基板３０に形成されている。また、１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３は、多層基板の各層に形成された配線層に形成されている。そして、各層に形成された１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３それぞれがビア３４を介して適宜接続されている。
【0035】
これら１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３はそれぞれ、不図示の接続配線パターンを介して、基板３０に実装されたＩＣなどで構成される後述の信号処理回路４０へ接続されている。基板３０は、これら１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２、８つの第２受信コイル３３および信号処理回路４０が配置される配置部に対応する。
【0036】
送信コイル３１は、複数回巻き回され円環状に形成されている。そして、送信コイル３１は、軸方向Ｄａに沿う方向視において、基板３０が有する８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３を囲むように形成されている。別言すれば、軸方向Ｄａに沿う方向視において、送信コイル３１は、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３の外側に配置されている。そして、送信コイル３１の内側において、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３は、周方向Ｄｃに交互に並んで配置されている。
【0037】
本実施形態の８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３それぞれは、図４に示すように、主に渦巻形状となっている。そして、８つの第１受信コイル３２それぞれは、第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂを有する。第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂは、８つの第１受信コイル３２それぞれにおいて渦巻形状を形成する部分である。そして、８つの第１受信コイル３２それぞれの第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂは、軸方向Ｄａにおいて４つのターゲット２２～２５のいずれかに対向する。また、８つの第１受信コイル３２は、それぞれの第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂを介して、それらが一筆書きにて電気的に接続されている。
【0038】
また、本実施形態の８つの第２受信コイル３３それぞれは、第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂを有する。第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、８つの第２受信コイル３３それぞれにおいて渦巻形状を形成する部分である。そして、８つの第２受信コイル３３それぞれの第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、軸方向Ｄａにおいて４つのターゲット２２～２５のいずれかに対向する。また、８つの第２受信コイル３３は、それぞれの第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂを介して、それらが一筆書きにて電気的に接続されている。
【0039】
８つの第１受信コイル３２それぞれの第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂは、それぞれの形状が同様である。このため、以下では、ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２についてのみ、その詳細を説明し、残り３つのターゲット２３～２５に対向する第１受信コイル３２の詳細な説明は省略する。
【0040】
また、８つの第２受信コイル３３それぞれの第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、それぞれの形状が同様である。このため、以下では、ターゲット２２に対向する第２受信コイル３３についてのみ、その詳細を説明し、残り３つのターゲット２３～２５に対向する第２受信コイル３３の詳細な説明は省略する。
【0041】
第１受信コイル３２の第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂと、第２受信コイル３３の第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、周方向Ｄｃ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３２ａ、第２正渦巻部３３ａ、第１反渦巻部３２ｂおよび第２反渦巻部３３ｂは、基板３０の周方向Ｄｃ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。
【0042】
第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂ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３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂは、基板３０の複数の配線層それぞれにおいてコイルが複数回ずつ同じ方向に巻かれている。基板３０の複数の配線層それぞれに形成された第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂは、法線方向において重なるように形成されている。ただし、第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂ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３２ａは、法線方向に沿う方向視で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３２ｂは、法線方向に沿う方向視でコイルの巻き方向が反時計回りになっている。
【0043】
第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂ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３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂと同様、基板３０の複数の配線層それぞれにおいてコイルが複数回ずつ同じ方向に巻かれている。基板３０の複数の配線層それぞれに形成された第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、法線方向において重なるように形成されている。ただし、第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂ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３３ａ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３３ｂは、反時計回りにコイルが巻かれている。
【0044】
８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３のうち、第１ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、周方向Ｄｃにおける第１ターゲット２２の位置を検出するためのコイルである。
【0045】
そして、第１受信コイル３２の第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂは、第１ターゲット２２の第１動作範囲Ｗ１内のいずれかの位置で、第１ターゲット２２に対し少なくとも一部が軸方向Ｄａの一方側に重なるように配置されている。また、第２受信コイル３３の第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂは、第１ターゲット２２の第１動作範囲Ｗ１内のいずれかの位置で、第１ターゲット２２に対し少なくとも一部が軸方向Ｄａの一方側に重なるように配置されている。
【0046】
このため、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３のうち、第１ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、第１ターゲット２２の位置に応じた検出信号を出力する。第１ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、回転部材２０の回転位置に応じた信号を出力する信号出力部として機能する。
【0047】
第１受信コイル３２および第２受信コイル３３が出力する検出信号は、例えば電圧値である。また、第１受信コイル３２が出力する検出信号は、信号出力部として第１受信コイル３２が出力する第１信号であって、例えば後述の図５に示された第１電圧値Ｖ１に該当する。また、第２受信コイル３３が出力する検出信号は、信号出力部として機能する第２受信コイル３３が出力する第２信号であって、例えば後述の図５に示された第２電圧値Ｖ２に該当する。
【0048】
また、第２ターゲット２３に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、周方向Ｄｃにおける第２ターゲット２３の位置を検出するためのコイルである。このため、第２ターゲット２３に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、第２ターゲット２３の位置に応じた検出信号を出力する。
【0049】
そして、第３ターゲット２４に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、周方向Ｄｃにおける第３ターゲット２４の位置を検出するためのコイルである。このため、第３ターゲット２４に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、第３ターゲット２４の位置に応じた検出信号を出力する。
【0050】
また、第４ターゲット２５に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、周方向Ｄｃにおける第４ターゲット２５の位置を検出するためのコイルである。このため、第４ターゲット２５に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、第４ターゲット２５の位置に応じた検出信号を出力する。このため、第２ターゲット２３、第３ターゲット２４および第４ターゲット２５それぞれに対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、それぞれが回転部材２０の回転位置に応じた信号を出力する信号出力部として機能する。
【0051】
そして、図４に示すように、８つの第１受信コイル３２の第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂと、８つの第２受信コイル３３の第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂとは、回転軸心ＣＬを中心とした円環形状を成すように周方向Ｄｃに並んでいる。具体的には、８つの第１受信コイル３２の第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂと、８つの第２受信コイル３３の第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂとは、それぞれが回転軸心ＣＬを中心として周方向Ｄｃに２０度ピッチで並んで配置されている。
【0052】
第１ターゲット２２は、上述したとおり、第１動作範囲Ｗ１内で周方向Ｄｃに往復移動する。そして、第１ターゲット２２は、第２ターゲット２３、第３ターゲット２４および第４ターゲット２５に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３とは軸方向Ｄａに重ならないように構成されている。
【0053】
また、第２ターゲット２３は、第２動作範囲Ｗ２内で周方向Ｄｃに往復移動する。そして、第２ターゲット２３は、第１ターゲット２２、第３ターゲット２４および第４ターゲット２５に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３とは軸方向Ｄａに重ならないように構成されている。
【0054】
そして、第３ターゲット２４は、第３動作範囲Ｗ３内で周方向Ｄｃに往復移動する。そして、第３ターゲット２４は、第１ターゲット２２、第２ターゲット２３および第４ターゲット２５に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３とは軸方向Ｄａに重ならないように構成されている。
【0055】
また、第４ターゲット２５は、第４動作範囲Ｗ４内で周方向Ｄｃに往復移動する。そして、第４ターゲット２５は、第１ターゲット２２、第２ターゲット２３および第３ターゲット２４に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３とは軸方向Ｄａに重ならないように構成されている。
【0056】
また、基板３０には、図５に示すように、１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２、８つの第２受信コイル３３および信号処理回路４０のほかにも種々の電気部品が実装されている。例えば、基板３０には、１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３を信号処理回路４０に接続する接続配線３５が形成されている。そして、信号処理回路４０は、接続配線３５を介してこれら１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３と接続されている。
【0057】
信号処理回路４０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３１、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３と接続されている。そして、信号処理回路４０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。
【0058】
具体的には、信号処理回路４０は、図５に示すように、１つの送信コイル３１、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３と接続されて所定の処理を行う信号処理部５０を備えている。信号処理部５０は、発振部５１、復調部５２、ＡＤ変換部５３、角度算出部８０、出力部５７および電源部５８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５０は、ＡＤ変換部５３等を備えていなくてもよい。
【0059】
なお、本実施形態では、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３それぞれが４つのターゲット２２～２５の位置に応じた電圧値を出力する。そして、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３それぞれから信号処理部５０に電圧値が出力された際に信号処理部５０が実行する制御処理は同様である。
【0060】
このため、図５では、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３のうち、第１ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３のみを記載している。そして、以下では、第１ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３が第１ターゲット２２の位置に応じた電圧値を出力する際の第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２について説明する。第１電圧値Ｖ１は、第１ターゲット２２の位置に応じて第１受信コイル３２が出力する電圧値である。第２電圧値Ｖ２は、第１ターゲット２２の位置に応じて第２受信コイル３３が出力する電圧値である。
【0061】
まず、送信コイル３１は、発振部５１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３１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３１と、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３とが誘導結合する。そして、第１受信コイル３２の第１正渦巻部３２ａおよび第１反渦巻部３２ｂの周囲と、第２受信コイル３３の第２正渦巻部３３ａおよび第２反渦巻部３３ｂの周囲とに、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３を軸方向Ｄａに通過する磁界が発生する。また、交流電流によって発生した磁界が変化するため、電磁誘導により、第１受信コイル３２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３３に発生する誘導起電力である第２電圧値Ｖ２が変化する。
【0062】
そして、第１ターゲット２２が第１受信コイル３２および第２受信コイル３３と対向すると、電磁誘導によって第１ターゲット２２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３２および第２受信コイル３３を通過する軸方向Ｄａの磁界のうち、第１ターゲット２２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３２に発生する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル３３に発生する第２電圧値Ｖ２が変化する。
【0063】
そして、回転部材２０の回転に伴って第１受信コイル３２および第２受信コイル３３における第１ターゲット２２と対向する面積が変化する。すると、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３を通過する軸方向Ｄａの磁界のうちの第１ターゲット２２に対向する部分の大きさが周期的に変化する。このように、本実施形態の回転部材２０は、自身の回転位置に応じて第１受信コイル３２に発生する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル３３に発生する第２電圧値Ｖ２を変化させる。
【0064】
このため、図６に示すように、回転部材２０の回転位置が変更する伴い、第１受信コイル３２に発生する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル３３に発生する第２電圧値Ｖ２は、周期的に変化する。
【0065】
そして、例えば、第１ターゲット２２が第１受信コイル３２における第１正渦巻部３２ａに比較して第１反渦巻部３２ｂに対向する部分が大きい場合、第１電圧値Ｖ１は、正弦波状の第１電圧値Ｖ１のうち振幅の中央よりもプラス側の電圧値となる。また、例えば、第１ターゲット２２が第１受信コイル３２における第１反渦巻部３２ｂに比較して第１正渦巻部３２ａに対向する部分が大きい場合、正弦波状の第１電圧値Ｖ１のうち振幅の中央よりもマイナス側の電圧値を出力する。
【0066】
そして、例えば、第１ターゲット２２が第２受信コイル３３における第２正渦巻部３３ａに比較して第２反渦巻部３３ｂに対向する部分が大きい場合、第２電圧値Ｖ２は、余弦波状の第２電圧値Ｖ２のうち振幅の中央よりもプラス側の電圧値となる。また、例えば、第１ターゲット２２が第２受信コイル３３における第２反渦巻部３３ｂに比較して第２正渦巻部３３ａに対向する部分が大きい場合、余弦波状の第２電圧値Ｖ２のうち振幅の中央よりもマイナス側の電圧値を出力する。
【0067】
そして、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、第１電圧値Ｖ１の波形と第２電圧値Ｖ２の波形とが電気角で９０°異なるように形成されている。このため、本実施形態では、第１受信コイル３２に発生する第１電圧値Ｖ１は、第１ターゲット２２の回転位置に応じた正弦波状となる。また、第２受信コイル３３に発生する第２電圧値Ｖ２は、第１電圧値Ｖ１と位相が異なる波状であって、第１ターゲット２２の回転位置に応じた余弦波状となる。
【0068】
なお、本実施形態の基板３０は、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３が回転軸心ＣＬを中心とした円環形状を成すように周方向Ｄｃに並んでいる。そして、仮に回転部材２０が３６０°回転可能であった場合、回転部材２０が１周する間に、８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３それぞれの前を４つのターゲット２２～２５が通過することとなる。
【0069】
このような構成となっている位置検出装置１は、基板３０の第１受信コイル３２および第２受信コイル３３が４極構成となっている。そして、４極構成となっている第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、回転部材２０が１周する間に８つの第１受信コイル３２および８つの第２受信コイル３３それぞれが出力する電圧値は、正負に４回変化する。すなわち、回転部材２０の回転角である機械角が０°～３６０°の範囲で１周する間に、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３の電気角は０°～３６０°の範囲で４周する。換言すれば、電気角の１周、すなわち、０°～３６０°の回転範囲は、機械角の０°～９０°の回転範囲に相当する。
【0070】
続いて、信号処理部５０の作動について説明する。信号処理部５０は、第１受信コイル３２が出力する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル３３が出力する第２電圧値Ｖ２に基づいて、回転部材２０の回転位置を算出する算出部である。すなわち、信号処理部５０は、検出体である回転部材２０の位置としての検出体位置を算出する算出部である。
【0071】
発振部５１は、図５に示されるように、送信コイル３１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３１の両端と発振部５１との間には、２つのコンデンサ３６、３７が直列に接続されていると共に、２つのコンデンサ３６、３７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３１は、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３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３１と発振部５１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３１の両端と発振部５１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。
【0072】
復調部５２は、第１受信コイル３２の両端および第２受信コイル３３の両端と接続されている。そして、復調部５２は、第１受信コイル３２の第１電圧値Ｖ１を復調した第１復調信号ＶＤ１を生成すると共に、第２受信コイル３３の第２電圧値Ｖ２を復調した第２復調信号ＶＤ２を生成する。
【0073】
ＡＤ変換部５３は、復調部５２および角度算出部８０と接続されている。そして、ＡＤ変換部５３は、第１復調信号ＶＤ１をＡＤ変換した第１変換信号Ｓｉおよび第２復調信号ＶＤ２をＡＤ変換した第２変換信号Ｃｏを角度算出部８０に出力する。
【0074】
ところで、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３を通過する軸方向Ｄａの磁界は、回転部材２０と基板３０とのギャップＧの大きさに基づいて磁束が変化する。このため、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３を軸方向Ｄａに通過する磁界に起因する第１受信コイル３２に発生する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル３３に発生する第２電圧値Ｖ２は、回転部材２０と基板３０とのギャップＧに基づいて変化する。
【0075】
したがって、第１受信コイル３２の第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉおよび第２受信コイル３３の第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏは、図６に示されるように、ギャップＧに応じて、その振幅が変化する。具体的には、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉおよび第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏは、ギャップＧが長くなるほど振幅が小さくなり、ギャップＧが短くなるほど振幅が大きくなる。
【0076】
ここで、図６において、回転部材２０の回転範囲が機械角０°～９０°であって、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３の電気角が０°から３６０°であった場合のギャップＧに応じた第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏの振幅の変化の一例を示す。具体的には、実線ａは、ギャップＧを２ｍｍに設定した場合の第１変換信号Ｓｉを示す。実線ｂは、ギャップＧを２．５ｍｍに設定した場合の第１変換信号Ｓｉを示す。実線ｃは、ギャップＧを３ｍｍに設定した場合の第１変換信号Ｓｉを示す。実線ｄは、ギャップＧを３．５ｍｍに設定した場合の第１変換信号Ｓｉを示す。実線ｅは、ギャップＧを４ｍｍに設定した場合の第１変換信号Ｓｉを示す。
【0077】
また、図６の実線ｆは、ギャップＧを２ｍｍに設定した場合の第２変換信号Ｃｏを示す。実線ｇは、ギャップＧを２．５ｍｍに設定した場合の第２変換信号Ｃｏを示す。実線ｈは、ギャップＧを３ｍｍに設定した場合の第２変換信号Ｃｏを示す。実線ｉは、ギャップＧを３．５ｍｍに設定した場合の第２変換信号Ｃｏを示す。実線ｊは、ギャップＧを４ｍｍに設定した場合の第２変換信号Ｃｏを示す。
【0078】
なお、上記実線ａ、実線ｂ、実線ｃ、実線ｄ、実線ｅ、実線ｆ、実線ｇ、実線ｈ、実線ｉ、実線ｊの説明は後述の図８においても同様である。
【0079】
このように、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉおよび第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏは、ギャップＧに応じて振幅が変化する。また、具体的には後述するが、位置算出部５５が回転角度θを算出する場合、位置算出部５５は、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉおよび第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏに基づいて回転角度θを算出する。このため、回転軸７０に回転部材２０および基板３０を組付ける際に、ギャップＧを予め設定した設計値とすることが望ましい。これにより、位置算出部５５によって角度算出を行う際に、ギャップＧに応じた振幅の大きさを考慮して回転角度θを算出させることができる。
【0080】
しかし、回転部材２０と基板３０とのギャップＧは、回転軸７０に回転部材２０および基板３０を組付ける際の組付け誤差や製造誤差によって、設計値からずれる場合がある。例えば、ギャップＧの設計値が３ｍｍであった場合であっても、回転軸７０に回転部材２０および基板３０を組付ける際の組付け誤差や製造誤差によって、実際のギャップＧが３ｍｍから２ｍｍや４ｍｍへずれることがある。そして、ギャップＧが設計値からずれることで第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏの振幅が変化すると、位置算出部５５が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに基づいて回転角度θを算出する際の算出結果に対する誤差が生じる要因となる。
【0081】
また、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉは、正弦波状となるところ、ギャップＧに応じて、正弦波状である第１変換信号Ｓｉのゲイン、オフセット、位相が変化する。これにより、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉは、ギャップＧに応じて理想的な正弦波状から歪む場合がある。この場合、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉが示す形状は、理想的な正弦波の形状に対して歪んだ正弦波状となる。換言すれば、第１電圧値Ｖ１は、歪みを含む正弦波状となる。
【0082】
また、第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏは、余弦波状となるところ、ギャップＧに応じて、余弦波状である第２変換信号Ｃｏのゲイン、オフセット、位相が変化する。これにより、第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏは、ギャップＧに応じて理想的な正弦波状から歪む場合がある。この場合、第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏが示す形状は、理想的な余弦波の形状に対して歪んだ余弦波状となる。換言すれば、第２電圧値Ｖ２は、歪みを含む余弦波状となる。
【0083】
このような理想的な正弦波状からの第１変換信号Ｓｉの歪みや理想的な余弦波状からの第２変換信号Ｃｏの歪みも、位置算出部５５が回転角度θを算出する際の算出結果に対する誤差が生じる要因となる。
【0084】
このため、角度算出部８０は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いて回転角度θを算出する際に用いられるゲイン（Ｇ）、オフセット（Ｏ）、位相（Ｐ）それぞれを補正して第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。そして、角度算出部８０は、補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いて逆正接（すなわち、アークタンジェント）関数を演算して角度算出を行うための後述するｔａｎθを導出し、導出したｔａｎθに基づいて回転部材２０の位置を算出する。本実施形態の角度算出部８０は、例えば、図７に示すように、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正するＧＯＰ補正部５４と、回転角度θを算出する位置算出部５５と、位置算出部５５が算出した回転角度θを補正する区間補正部５６を含む。
【0085】
本実施形態の信号処理部５０は、ＧＯＰ補正部５４、位置算出部５５、区間補正部５６として機能可能に構成されている。なお、信号処理部５０は、ＧＯＰ補正部５４、位置算出部５５および区間補正部５６の機能を発揮可能な１つの回路モジュールを有する構成であってもよい。または、信号処理部５０は、ＧＯＰ補正部５４、位置算出部５５、区間補正部５６に１対１に対応する複数の回路モジュールを備えて構成されていてもよい。
【0086】
ＧＯＰ補正部５４は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに対するゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項のうち、少なくとも１つの補正項を用いて第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。そして、補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏと、下記数式１とを用いてｔａｎθを導出する。このように第１補正項および第２補正項を用いて第１変換信号Ｓｉに変換した第１電圧値Ｖ１および第２変換信号Ｃｏに変換した第２電圧値Ｖ２を補正するＧＯＰ補正部５４は、信号補正部として機能する。換言すれば、ＧＯＰ補正部５４は、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉおよび第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏを補正する。
【0087】
（数１）
なお、上記数式１において、Ａ１が第１変換信号Ｓｉのゲインを補正するゲイン用補正項であり、Ａ２が第２変換信号Ｃｏのゲインを補正するゲイン用補正項である。また、上記数式１において、Ｂ１が第１変換信号Ｓｉのオフセットを補正するオフセット用補正項であり、Ｂ２が第２変換信号Ｃｏのオフセットを補正するオフセット用補正項である。そして、上記数式１において、Ｃが第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれの位相を補正する位相用補正項である。数式１に示すように、数式１は、正弦波状の第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉと、余弦形状の第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏに基づくものである。
【0088】
以下、第１変換信号Ｓｉのゲインを補正するゲイン用補正項を第１ゲイン用補正項、第１変換信号Ｓｉのオフセットを補正するオフセット用補正項を第１オフセット用補正項とも呼ぶ。また、第２変換信号Ｃｏのゲインを補正するゲイン用補正項を第２ゲイン用補正項、第２変換信号Ｃｏのオフセットを補正するオフセット用補正項を第２オフセット用補正項とも呼ぶ。そして、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれの位相を補正する位相用補正項を単に位相用補正項とも呼ぶ。
【0089】
また、本実施形態では、第１ゲイン用補正項および第１オフセット用補正項が第１補正項に対応し、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項が第２補正項に対応する。そして、以下において、第１ゲイン用補正項および第１オフセット用補正項を単に第１補正項と呼び、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項を呼ぶ場合がある。
【0090】
これら第１補正項、第２補正項および位相用補正項は、例えば、予め回転軸７０に回転部材２０および基板３０を組付けた状態で得られる第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを、例えば、位置検出装置１とは別の外部装置に取り込むことで求めることができる。外部装置は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等の記憶部や、入出力インタフェースを備えたマイクロコンピュータ等で構成されてもよい。この場合、外部装置は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムと、入力される第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏとに基づいて、第１補正項、第２補正項および位相用補正項を導出することができる。
【0091】
外部装置は、導出した第１補正項、第２補正項および位相用補正項の情報をＧＯＰ補正部５４に送信することでＧＯＰ補正部５４に記憶させる。これにより、ＧＯＰ補正部５４は、ＡＤ変換部５３が出力する第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを受信すると、記憶された第１補正項、第２補正項および位相用補正項を用いて、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。そして、ＧＯＰ補正部５４は、数式１によって、位置算出部５５が角度算出を行うためのｔａｎθを導出する。
【0092】
ここで、本実施形態のＧＯＰ補正部５４は、第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項、第２オフセット用補正項および位相用補正項のうち、第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項を用いて第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。このため、本実施形態のＧＯＰ補正部５４は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれの位相を補正しない。したがって、本実施形態のＧＯＰ補正部５４は、位相用補正項であるＣに１が代入された数式１を用いてｔａｎθを導出する。
【0093】
ここで、第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項の導出方法について説明する。第１ゲイン用補正項および第１オフセット用補正項は、第１変換信号Ｓｉが図８に示すような理想的な正弦波状に近付くように導出される。また、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項は、第２変換信号Ｃｏが図８に示すような理想的な余弦波状に近付くように導出される。さらに、第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項は、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが設計値から外れた場合の誤差との差がそれぞれ小さくなるように導出される。
【0094】
ここで、第１変換信号Ｓｉが図６に示すような正弦波状であって、第２変換信号Ｃｏが図６に示すような余弦波状であったとする。図６に示す第１変換信号Ｓｉは、理想的な正弦波の形状に対して歪みを含むとともに、不図示の周波数成分が重畳した正弦波状である。また、図６に示す第２変換信号Ｃｏは、理想的な余弦波の形状に対して歪みを含むとともに、不図示の周波数成分が重畳した余弦波状である。
【0095】
このような場合に、第１ゲイン用補正項および第１オフセット用補正項は、第１変換信号Ｓｉが理想的な正弦波状に近付くように導出される。また、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項は、第２変換信号Ｃｏが理想的な余弦波状に近付くように導出される。
【0096】
ところで、本実施形態の位置検出装置１は、回転軸心ＣＬまわりの所定の角度範囲内で往復運動するペダルの回転位置を検出するために用いられている。具体的に、本実施形態の位置検出装置１は、ペダルの踏込み操作が行われることによって、回転軸心ＣＬまわりに０°から２４°までの角度範囲内で往復運動する回転部材２０の回転位置を検出する。この場合、位置検出装置１が検出する回転部材２０の検出範囲は、０°から２４°までである。
【0097】
このため、０°から２４°までの検出範囲を検出する位置検出装置１では、検出範囲外における回転位置の誤差を小さくするように第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項を導出する必要が無い。換言すれば、０°から２４°までの検出範囲を検出する位置検出装置１は、検出範囲内における回転位置の誤差が小さくなるように第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項を導出すればよい。
【0098】
このため、本実施形態では、第１ゲイン用補正項および第１オフセット用補正項は、検出範囲である０°から２４°までの角度範囲内において、第１変換信号Ｓｉが理想的な正弦波状に近づくように導出される。また、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項は、検出範囲である０°から２４°までの角度範囲内において、第２変換信号Ｃｏが理想的な余弦波状に近づくように導出される。
【0099】
このように、位置検出装置１が検出する角度範囲に限定して第１補正項および第２補正項を導出したとする。そして、導出した第１補正項および第２補正項を用いて回転部材２０の回転角度である機械角を求めたとする。すると、回転部材２０の回転角度と第１受信コイル３２の電気角との関係は図９のようになる。具体的に、回転部材２０の回転角度（すなわち、機械角）は、第１受信コイル３２の電気角に比例する。そして、ギャップＧに関わらず、回転部材２０の機械角と第１受信コイル３２の電気角との相対関係は略同じになる。
【0100】
これによれば、回転角度は、ギャップＧの大きさにかかわらず、図１０に示すように、２４°より大きい角度範囲内における誤差より０°から２４°までの角度範囲内における誤差を比較的小さくできる。
【0101】
なお、図１０に示す実線Ａは、回転軸７０に回転部材２０および基板３０を組付ける際のギャップＧの設計値が３ｍｍに設定された場合において、実際のギャップＧが２ｍｍに設定された場合の回転角度の誤差を示す。また、実線Ｂは、ギャップＧの設計値が３ｍｍに設定された場合において、実際のギャップＧが２．５ｍｍに設定された場合の回転角度の誤差を示す。また、実線Ｃは、ギャップＧの設計値が３ｍｍに設定された場合において、実際のギャップＧが設計値である３ｍｍに設定された場合の回転角度の誤差を示す。また、実線Ｄは、ギャップＧの設計値が３ｍｍに設定された場合において、実際のギャップＧが３．５ｍｍに設定された場合の回転角度の誤差を示す。また、実線Ｅは、ギャップＧの設計値が３ｍｍに設定された場合において、実際のギャップＧが４ｍｍに設定された場合の回転角度の誤差を示す。回転角の誤差は、ギャップＧが長くなるほど振幅が小さくなり、ギャップＧが短くなるほど振幅が大きくなる。
【0102】
ただし、図１０に示すように、ギャップＧが設計値から外れた場合の誤差は、ギャップＧが設計値である場合の誤差に比較して大きくなっている。ここで、設計値とは、回転軸７０に回転部材２０および基板３０を組付ける際の基準となるギャップＧの大きさである。このため、ギャップＧの大きさが基準ギャップから外れた大きさである２ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍである場合の誤差は、基準ギャップとなる３ｍｍである場合の誤差に比較して大きくなっている。したがって、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが設計値から外れた場合の誤差との差がそれぞれ小さくなるように第１補正項および第２補正項が導出される。
【0103】
以下では設計値から外れたこれらギャップＧのうち、基準ギャップより回転部材２０と基板３０との間隔が小さい２ｍｍおよび２．５ｍｍのギャップＧを近ギャップとする。また、設計値から外れたこれらギャップＧのうち、基準ギャップより回転部材２０と基板３０との間隔が大きい３．５ｍｍ、４ｍｍのギャップＧを遠ギャップとする。
【0104】
そして、近ギャップである２ｍｍおよび２．５ｍｍのうちの最も基準ギャップから離れたギャップＧの大きさと、遠ギャップである３．５ｍｍおよび４ｍｍのうちの最も基準ギャップから離れたギャップＧとの中心である３ｍｍに基準ギャップが設定されている。
【0105】
そして、図１０に示すギャップＧが３ｍｍである場合の誤差を基準誤差、ギャップＧが２ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍそれぞれの場合の誤差を基準外誤差とする。
【0106】
第１補正項および第２補正項は、０°から２４°までの角度範囲内における機械角毎の基準誤差および基準外誤差がそれぞれ０に近づくように導出される。本実施形態の第１補正項および第２補正項は、基準誤差を基準として、基準誤差と４つの基準外誤差それぞれとの差が小さくなるように導出される。具体的に、第１ゲイン用補正項および第１オフセット用補正項は、０°から２４°までの角度範囲内における機械角毎の基準誤差から４つの基準外誤差それぞれを減算して得られる値の絶対値が小さくなるように導出される。また、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項は、０°から２４°までの角度範囲内における機械角毎の基準誤差から４つの基準外誤差それぞれを減算して得られる値の絶対値が小さくなるように導出される。
【0107】
このように、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが設計値から外れた場合の誤差との差がそれぞれ小さくなるように第１補正項および第２補正項を導出し、回転部材２０の回転角度である機械角を求めたとする。すると、図１１に示すように、ギャップＧが設計値である場合も、ギャップＧが設計値から外れる場合であっても、位置算出部５５が算出する回転角度θの機械角毎の誤差を小さくすることができる。
【0108】
このように、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが設計値から外れた場合の誤差との差がそれぞれ小さくなるように第１補正項および第２補正項を導出する理由について説明する。
【0109】
上述したように、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３を通過する軸方向Ｄａの磁界では、回転部材２０と基板３０とのギャップＧの大きさに基づいて磁束が変化する。このため、第１受信コイル３２に発生する第１電圧値Ｖ１および第２受信コイル３３に発生する第２電圧値Ｖ２は、回転部材２０と基板３０とのギャップＧに基づいて変化する。したがって、第１電圧値Ｖ１に基づく第１変換信号Ｓｉおよび第２電圧値Ｖ２に基づく第２変換信号Ｃｏそれぞれの振幅及びオフセットは、ギャップＧに応じて変化する。そして、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれの振幅の変化およびオフセットの変化は、位置算出部５５が算出する回転角度θに誤差を発生させる要因となる。
【0110】
発明者らの鋭意検討によれば、図１２に示すように、ギャップＧに応じて変化する第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれのオフセットには、振幅の変化によらないオフセット成分と、振幅の変化に応じて変化するオフセット成分とを含むことが判った。具体的には、振幅の変化によらないオフセット成分は、振幅の変化に応じて変化するオフセット成分に比較してギャップＧの変化に伴う変化量が少ないことが判った。例えば、図１２に示す一例では、振幅の変化によらないオフセット成分は、ギャップＧの大きさによらず、その大きさがほとんど変化せず、略一定であった。このような振幅の変化によらないオフセット成分は、例えば、基板３０における送信コイル３１、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３とは異なる配線パターンなどがコイル成分を有すること等に起因するものである。
【0111】
これに対して、振幅の変化に応じて変化するオフセット成分は、ギャップＧが小さいほど大きくなり、ギャップＧが大きいほど小さくなる。換言すれば、振幅の変化に応じて変化するオフセット成分は、ギャップＧが近ギャップである場合、ギャップＧが遠ギャップである場合に比較して大きくなる。本実施形態では、振幅の変化に応じて変化するオフセット成分は、ギャップＧが小さくなるにしたがい、その大きさが比例的に小さくなった。
【0112】
なお、図１２では、振幅の変化によらないオフセット成分を白抜きで示し、振幅の変化に応じて変化するオフセット成分をハッチングで示す。以下、第１変換信号Ｓｉのオフセットのうち、第１変換信号Ｓｉの振幅の変化によらないオフセット成分を第１定量オフセット、第１変換信号Ｓｉの振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分を第１可変オフセットとも呼ぶ。また、第２変換信号Ｃｏのオフセットのうち第２変換信号Ｃｏの振幅の変化によらないオフセット成分を第２定量オフセット、第２変換信号Ｃｏの振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分を第２可変オフセットとも呼ぶ。
【0113】
なお、第１定量オフセットは、第１変換信号Ｓｉの振幅の変化によってその大きさがほとんど変化しないものの、必ずしも一定であることを意味するものではない。また、第２定量オフセットは、第２変換信号Ｃｏの振幅の変化によってその大きさがほとんど変化しないものの、必ずしも一定であることを意味するものではない。
【0114】
ところで、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれの振幅は、ギャップＧが小さいほど大きくなり、ギャップＧが大きいほど小さくなる。このため、ギャップＧが大きくなるほど、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏのオフセットの変化の影響が大きくなる。
【0115】
また、上述したように、第１変換信号Ｓｉは、周波数成分が重畳した正弦波状である。第２変換信号Ｃｏは、周波数成分が重畳した余弦波状である。発明者らのさらなる鋭意検討によれば、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する周波数成分には０次成分、１次成分に加えて高次成分が含まれるところ、ギャップＧに応じて、周波数成分に含まれるこれらの成分が異なることが判った。具体的には、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する高次成分は、ギャップＧが小さいほど高次成分の周波数成分が多くなり、ギャップＧが大きいほど高次成分の周波数成分が少なくなる傾向があることが判った。
【0116】
例えば、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する高次成分は、ギャップＧが近ギャップである場合、ギャップＧが遠ギャップである場合に比較して２次以上の高次成分が多くなる。また、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する高次成分は、ギャップＧが近ギャップである場合、ギャップＧが遠ギャップである場合に比較して１次以下の成分が少なくなり、ギャップＧの大きさが小さいほど、０次成分の成分が少なくなる。
【0117】
これに対して、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する高次成分は、ギャップＧが遠ギャップである場合、ギャップＧが近ギャップである場合に比較して０次成分が多く含まれる。また、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する高次成分は、ギャップＧが遠ギャップである場合、他の成分に比較して０次成分が多く含まれる。第１変換信号Ｓｉに重畳する０次成分は、第１定量オフセットおよび第１可変オフセットに起因するものである。また、第２変換信号Ｃｏに重畳する０次成分は、第２定量オフセットおよび第２可変オフセットに起因するものである。
【0118】
このようなことは、発明者らが回転部材２０と基板３０とのギャップＧの設定値を様々に変化させて、各ギャップＧの設定値における第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号ＣｏそれぞれをＦＦＴ解析することによって見出された。
【0119】
ところで、位置算出部５５は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いて逆正接関数を演算してアークタンジェント変換することで回転角度θを算出する。このため、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する周波数成分は、位置算出部５５が算出する回転角度θの算出結果に誤差を生じさせる要因となる。そして、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する周波数成分は、アークタンジェント変換されることで、アークタンジェント変換される前に比較して各成分の次数がそれぞれ１つ大きくなる。
【0120】
例えば、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する２次成分は、アークタンジェント変換することで３次成分となる。また、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する０次成分は、アークタンジェント変換することで１次成分となる。
【0121】
このため、ギャップＧが１次以下の成分に比較して２次以上の高次成分が大きく含まれる近ギャップの場合、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏをアークタンジェント変換して算出する回転角度θには、３次以上の高次成分の誤差が含まれることとなる。ただし、ギャップＧが近ギャップの場合の第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏは、ギャップＧが遠ギャップである場合に比較して１次以下の成分が少ない。このため、ギャップＧが近ギャップの場合の回転角度θの誤差には、ギャップＧが遠ギャップである場合に比較して２次以下の成分があまり含まれない。この場合、位置算出部５５が算出する０°から２４°までの角度範囲内における回転角度θには、全角度範囲内において３次以上の高次成分の誤差が重畳する。
【0122】
これに対して、ギャップＧが他の成分に比較して０次成分が大きく含まれる遠ギャップの場合、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏをアークタンジェント変換して算出する回転角度θには、１次成分の誤差が多く含まれることとなる。この場合、位置算出部５５が算出する０°から２４°までの角度範囲内における回転角度θには、算出する回転角度θが大きくなるほど比例的に大きくなる誤差が重畳する。
【0123】
このように、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに周波数成分が重畳する場合、高次成分の周波数成分より０次成分の方が回転角度θの算出結果に与える影響が大きくなる。そして、第１変換信号Ｓｉに重畳する０次成分は、第１定量オフセットおよび第１可変オフセットに起因するものである。また、第２変換信号Ｃｏに重畳する０次成分は、第２定量オフセットおよび第２可変オフセットに起因するものである。このため、ギャップＧが大きくなるほど、これら第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれのオフセット成分の影響が大きくなる。
【0124】
本実施形態では、ＧＯＰ補正部５４は、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが遠ギャップである場合の誤差との差が小さくなるように第１補正項および第２補正項を導出する。具体的に、ＧＯＰ補正部５４は、ギャップＧが遠ギャップである場合における位置算出部５５が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏをアークタンジェント変換して得られる１次成分が、ギャップＧが近ギャップである場合における位置算出部５５が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏをアークタンジェント変換して得られる１次成分に近づくように第１オフセット用補正項および第２オフセット用補正項を導出する。
【0125】
さらに、ＧＯＰ補正部５４は、第１定量オフセットを調整することによって、第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量と第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量に基づく第１変換信号Ｓｉのオフセットの変化量との関係が比例関係となるように第１オフセット用補正項を導出する。換言すれば、第１定量オフセットを調整後の第１変換信号Ｓｉのオフセットが、第１変換信号Ｓｉの振幅が小さくなるに比例して直線的に小さくなるように第１オフセット用補正項を導出する。
【0126】
例えば、本実施形態のように、第１変換信号Ｓｉの振幅が小さくなるに比例して第１可変オフセットが直線的に小さくなる場合、ＧＯＰ補正部５４は、オフセットのうちの第１定量オフセット分の除去を可能とする第１オフセット用補正項を導出してもよい。これにより、第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量と第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量に基づく第１変換信号Ｓｉのオフセットの変化量との関係を、比例定数が負の値である比例関係とすることができる。そしてこれにより、ＧＯＰ補正部５４がオフセット調整した第１変換信号Ｓｉには、第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量に応じて比例的に変化するオフセットが残存することとなる。
【0127】
また、ＧＯＰ補正部５４は、第２定量オフセットを調整することによって、第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量と第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量に基づく第２変換信号Ｃｏのオフセットの変化量との関係が比例関係となるように第２オフセット用補正項を導出する。換言すれば、第２定量オフセットを調整後の第２変換信号Ｃｏのオフセットが、第２変換信号Ｃｏの振幅が小さくなるに比例して直線的に小さくなるように第２オフセット用補正項を導出する。
【0128】
例えば、本実施形態のように、第２変換信号Ｃｏの振幅が小さくなるに比例して第２可変オフセットが直線的に小さくなる場合、ＧＯＰ補正部５４は、オフセットのうちの第２定量オフセット分の除去を可能とする第２オフセット用補正項を導出してもよい。これにより、第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量と第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量に基づく第２変換信号Ｃｏのオフセットの変化量との関係を、比例定数が負の値である比例関係とすることができる。そしてこれにより、ＧＯＰ補正部５４がオフセット調整した第２変換信号Ｃｏには、第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量に応じて比例的に変化するオフセットが残存することとなる。
【0129】
このように、第１変換信号Ｓｉに残存する第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量に応じて比例的に変化するオフセットは、第１変換信号Ｓｉに重畳する周波数成分のうち０次成分の発生要因となるものである。また、第２変換信号Ｃｏに残存する第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量に応じて比例的に変化するオフセットは、第２変換信号Ｃｏに重畳する周波数成分のうち０次成分の発生要因となるものである。そして、オフセット調整後の第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに残存するこれらオフセットは、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いてアークタンジェント変換することで１次成分となるものである。
【0130】
オフセット調整後の第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いてアークタンジェント変換することで得られる回転角度θに残存する１次成分は、後述の区間補正部５６が実行する処理によって除去することができる。
【0131】
上記したように第１補正項および第２補正項を導出することで、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが近ギャップである場合の誤差との差を小さくすることができる。また、振幅の変化によらないオフセット成分の影響を小さくすることができる。
【0132】
なお、基準誤差および基準外誤差がそれぞれ０に近づくように第１補正項および第２補正項を導出する方法は、上記に限定されない。
【0133】
例えば、第１補正項および第２補正項を導出する方法は、機械角毎の基準誤差の絶対値と基準外誤差の絶対値との和が最小値となるように導出してもよい。また、第１補正項および第２補正項を導出する方法は、最小二乗法を用いて導出してもよい。最小二乗法による導出方法によれば、第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２にノイズが重畳する場合であっても、ノイズの影響を低減可能な第１補正項および第２補正項を導出することができる。
【0134】
そして、このように導出される第１補正項および第２補正項を用いてＧＯＰ補正部５４は、ギャップＧが設計値である場合の誤差と、ギャップＧが設計値から外れた場合の誤差がそれぞれ０に近づくように第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。そして、ＧＯＰ補正部５４は、数式１を用いてｔａｎθを導出する。ＧＯＰ補正部５４は、導出したｔａｎθの情報を位置算出部５５に送信する。
【0135】
なお、本実施形態に示す一例では、図１１に示すように、機械角が０°から２４°の角度範囲において、０°、１２°および２１°である際に、基準誤差が０となっている。そして、基準誤差は、機械角が０°から１２°の範囲および２１°から２４°までの範囲において０より大きいプラス側となっており、機械角が１２°から２１°までの範囲において０より小さいマイナス側となっている。すなわち、基準誤差は、機械角が０°から２４°までの角度範囲において、プラス側とマイナス側とに交互に変化する波形状となっている。
【0136】
また、ギャップＧが近ギャップである２ｍｍおよび２．５ｍｍである場合の基準外誤差は、機械角が約２°から約１０°までの範囲において、その誤差の値が同じ機械角で比較した場合の基準誤差より大きくなっている。また、ギャップＧが近ギャップである２ｍｍおよび２．５ｍｍである場合の基準外誤差は、機械角が０°から約２°までの範囲および１０°から約２４°までまでの範囲において、その誤差の値が同じ機械角で比較した場合の基準誤差より小さくなっている。
【0137】
このように、ギャップＧが近ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差と同様、機械角が０°から２４°までの角度範囲において波形状に変化するとともに、基準誤差と交差してその値が変化する。そして、波形状に変化するギャップＧが近ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差の値の変化に沿ってその値が変化する。すなわち、ギャップＧが近ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差がプラス側である機械角の範囲と略同じ範囲において、その値がプラス側となっている。そして、ギャップＧが近ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差がマイナス側である機械角の範囲と略同じ範囲において、その値がマイナス側となっている。
【0138】
また、ギャップＧが遠ギャップである３．５ｍｍおよび４ｍｍである場合の基準外誤差は、機械角が約０°から約１３°までの範囲および２２°から約２４°までまでにおいて、その誤差の値が同じ機械角で比較した場合の基準誤差より小さくなっている。また、ギャップＧが遠ギャップである３．５ｍｍおよび４ｍｍである場合の基準外誤差は、機械角が１３°から約２２°までの範囲において、その誤差の値が同じ機械角で比較した場合の基準誤差より大きくなっている。
【0139】
このように、ギャップＧが遠ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差と同様、機械角が０°から２４°までの角度範囲において、波形状に変化するとともに、基準誤差と交差してその値が変化する。そして、波形状に変化するギャップＧが遠ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差の値の変化に沿ってその値が変化する。すなわち、ギャップＧが遠ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差がプラス側である機械角の範囲と略同じ範囲において、その値がプラス側となっている。そして、ギャップＧが遠ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差がマイナス側である機械角の範囲と略同じ範囲において、その値がマイナス側となっている。
【0140】
位置算出部５５は、ＧＯＰ補正部５４が導出したｔａｎθの情報を用いて回転部材２０の補正前の検出体位置（すなわち、補正前検出体位置）である回転角度θを算出する。本実施形態では、位置算出部５５は、数式１によって導出されるｔａｎθを用いて回転部材２０の回転角度θを算出するものである。
【0141】
区間補正部５６は、位置算出部５５および出力部５７と接続されており、位置算出部５５が算出した補正前検出体位置である回転角度θを補正した補正回転角度θａを出力部５７に出力する。本実施形態では、区間補正部５６は、算出した回転角度θの誤差および下記数式２に示す補正関数を用いて、区間補正を行って補正回転角度θａを算出する。
【0142】
（数２）
ｙ＝αｘ＋β・・・（数式２）
数式２におけるｙは、出力値である補正回転角度θａを示し、ｘは、位置算出部５５が算出する回転角度θを示す。また、数式２におけるαは、傾き補正値を示し、βは、オフセット補正値を示す。
ｙ＝αｘ＋β・・・（数式２）
数式２におけるｙは、出力値である補正回転角度θａを示し、ｘは、位置算出部５５が算出する回転角度θを示す。また、数式２におけるαは、傾き補正値を示し、βは、オフセット補正値を示す。
【0143】
そして、区間補正部５６は、予め設定された区間毎において、基準誤差が０に近づくように、複数の区間（すなわち、回転角度範囲）毎に傾き補正値αとオフセット補正値βとを導出する。なお、本実施形態の例では、図１３に示すように、検出範囲である０°から２４°までの角度範囲が７つの区間に区分けされている。
【0144】
数式２に示す補正関数は、７つの区間それぞれにおける機械角と回転角度θの誤差の関係を示すものであって、位置算出部５５が算出した回転角度θに基づいている。区間補正部５６は、当該７つの区間毎に傾き補正値αとオフセット補正値βとを導出する。そして、区間補正部５６は、位置算出部５５が算出する回転角度θと、導出した傾き補正値αと、オフセット補正値βとを用いて７つの区間毎の回転角度θを補正して補正回転角度θａを算出する。
【0145】
【0146】
ところで、区間補正部５６は、位置算出部５５が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いてアークタンジェント変換した回転角度θに基づいて補正回転角度θａを算出する。そして、回転角度θを求めるために用いられる第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏには、上述したように、０次成分の周波数成分が重畳する。第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する０次成分は、高次成分の周波数成分に比較して回転角度θに含まれる誤差が大きくなる要因となる。これは、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏをアークタンジェント変換して回転角度θを求める際に、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに重畳する０次成分が１次成分となるためである。
【0147】
そして、ＧＯＰ補正部５４によって補正された第１変換信号Ｓｉには、０次成分の発生要因となる第１変換信号Ｓｉの振幅の変化量に応じて変化するオフセットが含まれる。また、ＧＯＰ補正部５４によって補正された第２変換信号Ｃｏには、０次成分の発生要因となる第２変換信号Ｃｏの振幅の変化量に応じて変化するオフセットが含まれる。
【0148】
そこで、本実施形態の区間補正部５６は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いてアークタンジェント変換した回転角度θに含まれる１次成分を除去するように、数式２に示す補正関数を用いて区間補正を行う。換言すれば、区間補正部５６は、ＧＯＰ補正部５４によってオフセット調整された後の第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを用いてアークタンジェント変換することで得られる回転角度θに残存する１次成分を除去するために区間補正を行う。
【0149】
なお、区間補正部５６は、７つのより少ない区間毎や７つより多い区間毎に傾き補正値αおよびオフセット補正値βを導出してもよい。
【0150】
また、全基準外誤差における最も大きい誤差と最も小さい誤差との差を小さくすることができる。本実施形態に示す一例では、全基準外誤差のうち、最も誤差が大きい基準外誤差は、ギャップＧが近ギャップである２ｍｍであって機械角が８°の場合であった。また、全基準外誤差のうち、最も誤差が小さい基準外誤差は、ギャップＧが近ギャップである２ｍｍであって機械角が１６°の場合であった。そして、最も大きい誤差と最も小さい誤差との差は、０．１８ｄｅｇとすることができた。
【0151】
ここで、上述したように、ギャップＧが２ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍおよび４ｍｍそれぞれの基準外誤差は、基準誤差と同様、機械角が０°から２４°までの角度範囲において、波形状にその値が変化する。これら基準外誤差は、基準誤差がプラス側である機械角の範囲と略同じ範囲において、その値がプラス側となっており、基準誤差がマイナス側である機械角の範囲と略同じ範囲において、その値がマイナス側となっている。
【0152】
このため、回転部材２０および基板３０の組付け誤差等によって、ギャップＧが設計値から外れる場合であっても、基準誤差が０に近づくように導出した傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いて基準外誤差を０に近付けることができる。
【0153】
例えば、基準誤差は、機械角が０°から１２°の範囲および２１°から２４°の範囲において０より大きいプラス側となっている。このため、基準誤差が０に近づくように導出した傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いることで、機械角が０°から１２°の範囲および２１°から２４°までの範囲における基準誤差は、小さくされて０に近づけられる。すなわち、基準誤差は、機械角が０°から１２°の範囲および２１°から２４°までの範囲において、マイナス側に補正される。
【0154】
そして、基準外誤差を、これら傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いて補正することによって、基準外誤差は、基準誤差がプラス側となっている機械角の範囲においてマイナス側に補正される。このため、基準誤差と略同じ機械角の範囲においてプラス側となっている基準外誤差を、傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いて補正することで、０に近づけることができる。
【0155】
また、基準誤差は、機械角が１２°から２１°の範囲において０より小さいマイナス側となっている。このため、基準誤差が０に近づくように導出した傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いることで、機械角が１２°から２１°の範囲における基準誤差は、大きくされて０に近づけられる。すなわち、基準誤差は、機械角が１２°から２１°の範囲において、プラス側に補正される。
【0156】
そして、基準外誤差を、これら傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いて補正することによって、基準外誤差は、基準誤差がマイナス側となっている機械角の範囲においてプラス側に補正される。このため、基準誤差と略同じ機械角の範囲においてマイナス側となっている基準外誤差を、傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いて補正することで、０に近づけることができる。
【0157】
このように、数式２を用いて補正回転角度θａを算出する場合において、ギャップＧ毎に傾き補正値αおよびオフセット補正値βを導出することなく、基準外誤差を０に近づけることができる。
【0158】
以上の如く、本実施形態の信号処理部５０は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正するＧＯＰ補正部５４と、ＧＯＰ補正部５４が補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏに基づいて補正前の回転角度θを算出する位置算出部５５と、を有する。さらに、信号処理部５０は、７つの区間毎に回転角度θを補正して補正回転角度θａを算出する区間補正部５６を有する。ＧＯＰ補正部５４は、ギャップＧが２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍおよび４ｍｍとなるように回転部材２０と基板３０とが配置された際の回転角度θの誤差がそれぞれ０に近づくように第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。区間補正部５６は、７つの区間毎に補正関数における傾き補正値αおよびオフセット補正値βを導出する。
【0159】
これによれば、回転部材２０と基板３０との間隔が設計値のギャップＧとなるように配置された場合において、回転角度θを補正回転角度θａに補正することで、補正しない場合に比較して、検出誤差を小さくすることができる。すなわち、位置検出装置１における検出精度を向上させることができる。
【0160】
また、回転部材２０と基板３０との間隔が設計値から外れたギャップＧで配置された場合においても、設計値のギャップＧとなるように配置された場合の傾き補正値αおよびオフセット補正値βを用いて補正することで、検出誤差を小さくすることができる。
【0161】
また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【0162】
（１）上記実施形態では、回転部材２０は、回転体であって、０°から３６０°より小さい０°から２４°までの回転範囲内で回転可能に構成されている。第１受信コイル３２は、回転部材２０が０°から２４°までの回転範囲内で回転する際の回転部材２０の回転角度θに応じた第１電圧値Ｖ１を出力する。第２受信コイル３３は、回転部材２０が０°から２４°までの回転範囲内で回転する際の回転部材２０の回転角度θに応じた第２電圧値Ｖ２を出力する。位置算出部５５は、回転部材２０の回転角度θに応じた第１電圧値Ｖ１および第２電圧値Ｖ２に基づいて０°から２４°までの回転範囲内で回転する回転部材２０の回転角度θを算出する。ＧＯＰ補正部５４は、位置算出部５５が算出する０°から２４°までの回転範囲内の回転角度θの誤差が０に近づくように第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。
【0163】
これによれば、回転角度θの誤差を０に近づける角度範囲が限定されているため、誤差を０に近づける角度範囲が限定されていない場合に比較して、回転範囲内における角度毎の誤差の絶対値を小さくし易い。
【0164】
（２）上記実施形態では、基準ギャップが２つの近ギャップである２ｍｍおよび２．５ｍｍのうちの最も基準ギャップから離れた２ｍｍと、２つの遠ギャップである３．５ｍｍおよび４ｍｍのうちの最も基準ギャップから離れた４ｍｍとの中心に設定されている。
【0165】
これによれば、基準ギャップがこのように設定されていない場合に比較して、回転角度θの誤差を小さくし易い。すなわち、位置検出装置１における検出精度を向上させ易い。
【0166】
（第１実施形態の第１の変形例）
上述の第１実施形態では、位置検出装置１が０°から３６０°より小さい０°から２４°までの角度範囲内で回転する回転部材２０の回転位置を算出する例について説明したが、位置検出装置１が算出する回転位置はこれに限定されない。例えば、位置検出装置１は、０°～３６０°より小さい範囲内であって、０°から２４°までとは異なる角度範囲内で回転する回転部材２０の回転位置を算出してもよい。また、位置検出装置１は、０°～３６０°の角度範囲内で回転する回転部材２０の回転位置を算出してもよい。また、位置検出装置１が算出する検出体は、回転体である場合においてペダルに限定されない。
上述の第１実施形態では、位置検出装置１が０°から３６０°より小さい０°から２４°までの角度範囲内で回転する回転部材２０の回転位置を算出する例について説明したが、位置検出装置１が算出する回転位置はこれに限定されない。例えば、位置検出装置１は、０°～３６０°より小さい範囲内であって、０°から２４°までとは異なる角度範囲内で回転する回転部材２０の回転位置を算出してもよい。また、位置検出装置１は、０°～３６０°の角度範囲内で回転する回転部材２０の回転位置を算出してもよい。また、位置検出装置１が算出する検出体は、回転体である場合においてペダルに限定されない。
【0167】
（第１実施形態の第２の変形例）
上述の第１本実施形態では、ＧＯＰ補正部５４が、基準誤差を基準として、基準誤差と４つの基準外誤差それぞれとの差が小さくなるように第１補正項および第２補正項を導出する例について説明したが、これに限定されない。
上述の第１本実施形態では、ＧＯＰ補正部５４が、基準誤差を基準として、基準誤差と４つの基準外誤差それぞれとの差が小さくなるように第１補正項および第２補正項を導出する例について説明したが、これに限定されない。
【0168】
例えば、基準誤差および４つの基準外誤差の５つの誤差における中心値を基準値としたとする。そして、当該基準値と、基準誤差および４つの基準外誤差それぞれとの差が小さくなるように第１補正項および第２補正項を導出してもよい。
【0169】
（第１実施形態の第３の変形例）
上述の第１実施形態では、第１補正項および第２補正項を位置検出装置１とは別の外部装置が導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１が上記した導出方法によって第１補正項および第２補正項を導出してもよい。具体的に、位置検出装置１における信号処理部５０の構成機器（例えば、ＧＯＰ補正部５４）が導出してもよい。また、位置検出装置１は、第１補正項および第２補正項を導出するための補正項導出部を有する構成であってもよい。
上述の第１実施形態では、第１補正項および第２補正項を位置検出装置１とは別の外部装置が導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１が上記した導出方法によって第１補正項および第２補正項を導出してもよい。具体的に、位置検出装置１における信号処理部５０の構成機器（例えば、ＧＯＰ補正部５４）が導出してもよい。また、位置検出装置１は、第１補正項および第２補正項を導出するための補正項導出部を有する構成であってもよい。
【0170】
（第１実施形態の第４の変形例）
上述の第１実施形態では、ＧＯＰ補正部５４が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれを補正し、補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏと、数式１とを用いてｔａｎθを導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、ＧＯＰ補正部５４が補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏと、数式１とを用いて位置算出部５５がｔａｎθを導出する構成であってもよい。
上述の第１実施形態では、ＧＯＰ補正部５４が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれを補正し、補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏと、数式１とを用いてｔａｎθを導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、ＧＯＰ補正部５４が補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏと、数式１とを用いて位置算出部５５がｔａｎθを導出する構成であってもよい。
【0171】
このような構成の場合、図１４に示すように、ＧＯＰ補正部５４は、ゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項のうち、少なくとも１つの補正項を用いて第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。そして、補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏの情報を位置算出部５５に出力する。
【0172】
位置算出部５５は、ＧＯＰ補正部５４から補正した第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏの情報を受信すると、数式１によって、ｔａｎθを算出し、算出したｔａｎθを用いて回転部材２０の回転角度θを算出してもよい。
【0173】
（第２実施形態）
次に、第２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、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３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。
次に、第２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、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３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。
【0174】
本実施形態の第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、図１５に示すように、基板３０の周方向Ｄｃに沿って延びる円環状に形成されている。
【0175】
また、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、法線方向に沿う方向視において、送信コイル３１の内側に配置されている。また、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３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３４を介して異なる配線層に適宜接続されることで構成されている。
【0176】
第１受信コイル３２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、第１受信コイル３２は、順に積層された配線層のうちの隣り合う２つの配線層がビア３４で接続されて構成されている。
【0177】
第２受信コイル３３は、閉ループの余弦波状となるように正弦曲線と位相が異なる余弦曲線を描くパターン形状で形成されている。そして、第２受信コイル３３は、順に積層された配線層のうちの隣り合う２つの配線層がビア３４で接続されて構成されている。
【0178】
図１５における第１受信コイル３２および第２受信コイル３３の表示に関しては、分かり易くするため、積層された複数の配線層に亘って形成される第１受信コイル３２および第２受信コイル３３を全て実線で表示している。
【0179】
なお、第１受信コイル３２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３３は、閉ループの正弦波状となるように余弦曲線と位相が異なる正弦曲線を描くパターン形状で形成される。
【0180】
また、本実施形態の回転部材２０の４つのターゲット２２～２５は、図１６に示すように、径方向Ｄｒの外側ほど周方向Ｄｃに拡幅する扇形形状を成している。このため、４つのターゲット２２～２５それぞれの周方向Ｄｃにおける一方側端部および他方側端部は、軸方向Ｄａに沿う方向視で径方向Ｄｒに沿った直線状に延伸している。
【0181】
本実施形態によれば、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３が、法線方向に沿う方向視で正弦曲線または余弦曲線を描くパターン形状を成している。したがって、第１受信コイル３２は、回転部材２０の回転位置に応じた正弦波状の第１電圧値Ｖ１を出力する。また、第２受信コイル３３は、回転部材２０の回転位置に応じた余弦波状の第２電圧値Ｖ２を出力する。
【0182】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【0183】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１７および図１８を参照して説明する。本実施形態では、位置検出装置１の形状および構成が第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。
次に、第３実施形態について、図１７および図１８を参照して説明する。本実施形態では、位置検出装置１の形状および構成が第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。
【0184】
本実施形態の位置検出装置１は、検出体のストローク方向における位置を検出可能に構成されている。検出体は、例えば車両に搭載された可動部品１００である。位置検出装置１は、ストローク方向に沿って移動する検出体である可動部品１００の位置を検出する。
【0185】
本実施形態の可動部品１００は、ストローク方向に沿って所定の範囲内で直進するとともに、往復する。図１７に示すように、可動部品１００は、複数の磁石１１０、１２０、１３０を有する。複数の磁石１１０、１２０、１３０は、ストローク方向に沿って離隔して配置される。複数の磁石１１０、１２０、１３０それぞれは、Ｎ極またはＳ極の極性を有する磁極面１１１、１２１、１３１を有する。そして、複数の磁石１１０、１２０、１３０は、互いに隣り合う磁極面１１１、１２１、１３１がそれぞれＮ極とＳ極とで反対の極となるように配置される。
【0186】
位置検出装置１は、可動部品１００の側の先端部に後述する検出部６０が設けられるケース部１０を有する。そして、位置検出装置１は、複数の磁石１１０、１２０、１３０それぞれの磁極面１１１、１２１、１３１とケース部１０との間に所定の間隔が設けられる。換言すれば、ケース部１０は、複数の磁石１１０、１２０、１３０それぞれと離隔した状態で可動部品１００に対して対向して配置される。また、ケース部１０は、それぞれの磁極面１１１、１２１、１３１とケース部１０との間の所定の間隔が一定となるように配置されている。本実施形態におけるギャップＧは、それぞれの磁極面１１１、１２１、１３１とケース部１０との間の距離に相当する。
【0187】
また、本実施形態の位置検出装置１は、外部から磁界の影響を受けたときに抵抗値が変化する図１８に示す磁気抵抗素子６１、６２を用いた磁気検出方式が採用されており、ケース部１０の内部に、当該磁気抵抗素子６１、６２が設けられている。磁気抵抗素子６１、６２は、例えば、異方向性磁気抵抗素子、すなわちＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive）素子、巨大磁気抵抗素子、すなわちＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、トンネル磁気抵抗素子、すなわちＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子等を採用することができる。
【0188】
なお、磁気抵抗素子６１、６２の代わりにホール素子を採用して、位置検出装置１をホール素子を用いた磁気検出方式として用いることもできる。
【0189】
図１８に示すよう、検出部６０は、磁気検出部として機能する２個の磁気抵抗素子６１、６２を有する。２個の磁気抵抗素子６１、６２は、磁界の影響を受けたときの抵抗値の変化を電圧値として取得する。以下、２個の磁気抵抗素子６１、６２のうち、一方を第１磁気検出部６１、他方を第２磁気検出部６２と呼ぶ。
【0190】
第１磁気検出部６１は、可動部品１００の位置に応じて正弦波状の第１電圧値Ｖ１を出力する。第２磁気検出部６２は、可動部品１００の位置に応じて余弦波状の第２電圧値Ｖ２を出力する。このため、本実施形態では、検出部６０が検出体である可動部品１００の位置に応じた正弦波状の第１信号および余弦波状の第２信号を出力する信号出力部として機能する。また、ケース部１０が配置部として機能する。
【0191】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【0192】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１９および図２０を参照して説明する。本実施形態では、第１補正項および第２補正項の導出方法が第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。
次に、第４実施形態について、図１９および図２０を参照して説明する。本実施形態では、第１補正項および第２補正項の導出方法が第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。
【0193】
本実施形態では、第１補正項および第２補正項は、０°から２４°までの角度範囲内において、ギャップＧが設計値である場合の誤差が最も小さくなるように導出される。
【0194】
具体的に、第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項は、０°から２４°までの角度範囲内における機械角毎の基準誤差が０に近づくように導出される。この際、本実施形態では、０°から２４°までの角度範囲内における機械角毎の基準外誤差は考慮せずに第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項が導出される。
【0195】
これにより、図１９に示すように、ギャップＧが設計値である場合の回転角度θの機械角毎の誤差を小さくすることができる。また、ギャップＧが設計値である場合の回転角度θの機械角毎の誤差を小さくなるように導出した第１補正項および第２補正項を用いることで、ギャップＧが設計値から外れる場合の回転角度θの機械角毎の誤差も小さくすることができる。
【0196】
また、図１９に示すように、基準誤差は、機械角が０°から２４°までの角度範囲において、プラス側とマイナス側とに交互に変化する波形状となっている。
【0197】
そして、ギャップＧが近ギャップである２ｍｍおよび２．５ｍｍである場合の基準外誤差は、基準誤差と同様、波形状に変化するとともに、基準誤差の値の変化に沿ってその値が変化する。また、機械角が０°から２４°までまで全検出範囲において、その誤差の値が同じ機械角で比較した場合の基準誤差より小さくなっている。このため、近ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差と交差しないでその値が変化する。
【0198】
また、ギャップＧが遠ギャップである３．５ｍｍおよび４ｍｍである場合の基準外誤差は、基準誤差と同様、波形状に変化するとともに、基準誤差の値の変化に沿ってその値が変化する。また、機械角が０°から２４°までの全検出範囲において、その誤差の値が同じ機械角で比較した場合の基準誤差より大きくなっている。このため、遠ギャップである場合の基準外誤差は、基準誤差と交差しないでその値が変化する。
【0199】
そして、ＧＯＰ補正部５４は、このように導出される第１ゲイン用補正項、第１オフセット用補正項、第２ゲイン用補正項および第２オフセット用補正項を用いて第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏを補正する。そして、ＧＯＰ補正部５４は、数式１を用いてｔａｎθを導出する。ＧＯＰ補正部５４は、導出したｔａｎθの情報を位置算出部５５に送信する。
【0200】
位置算出部５５は、ＧＯＰ補正部５４が導出したｔａｎθの情報を用いて回転部材２０の補正前の回転角度θを算出する。そして、区間補正部５６は、位置算出部５５が算出した補正前の回転角度θおよび第１実施形態で説明した数式２を用いて、区間補正を行って補正回転角度θａを算出する。
【0201】
また、区間補正部５６は、第１実施形態と同様、検出範囲である０°から２４°までの角度範囲における７つの区間毎に、基準誤差が０に近づくように、傾き補正値αとオフセット補正値βとを導出する。そして、区間補正部５６は、位置算出部５５が算出する回転角度θと、導出した傾き補正値αと、オフセット補正値βとを用いて補正回転角度θａを算出する。
【0202】
【0203】
また、全基準外誤差における最も大きい誤差と最も小さい誤差との差を小さくすることができる。本実施形態では、全基準外誤差のうち、最も誤差が大きい基準外誤差は、ギャップＧが４ｍｍであって機械角が１８°の場合であった。また、全基準外誤差のうち、最も誤差が小さい基準外誤差は、ギャップＧが２ｍｍであって機械角が１６°の場合であった。そして、最も大きい誤差と最も小さい誤差との差は、０．５０ｄｅｇとすることができた。
【0204】
（第４実施形態のまとめ）
第４実施形態は、上記のように構成されている。このため、まとめると、以下の観点を備えているといえる。
第４実施形態は、上記のように構成されている。このため、まとめると、以下の観点を備えているといえる。
【0205】
（観点１）
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記信号出力部が出力する前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体の位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記信号補正部は、前記配置部が、前記基準ギャップとなるように配置された前記補正前検出体位置の誤差が０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正することで、前記配置部が、前記近ギャップおよび前記遠ギャップの少なくともどちらかとなるように配置された際の各ギャップの前記補正前検出体位置の誤差をそれぞれ０に近づけ、
前記区間補正部は、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記信号出力部が出力する前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体の位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記信号補正部は、前記配置部が、前記基準ギャップとなるように配置された前記補正前検出体位置の誤差が０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正することで、前記配置部が、前記近ギャップおよび前記遠ギャップの少なくともどちらかとなるように配置された際の各ギャップの前記補正前検出体位置の誤差をそれぞれ０に近づけ、
前記区間補正部は、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
【0206】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図２１を参照して説明する。本実施形態では、基板３０に送信コイル３１が形成されていない点が第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。
次に、第５実施形態について、図２１を参照して説明する。本実施形態では、基板３０に送信コイル３１が形成されていない点が第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。
【0207】
本実施形態の基板３０は、図２１に示すように、第１実施形態と異なり、送信コイル３１の配線パターンが形成されていない。そして、第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、第１実施形態で説明した通り、主に渦巻形状となっている。本実施形態では、基板３０に形成される第１受信コイル３２および第２受信コイル３３は、発振部５１から交流電流が印加された際に所定のインダクタンスの大きさを有するインダクタンス素子として機能する。なお、図２１では、接続配線３５の図示を省略している。
【0208】
このような基板３０が送信コイル３１を有さない構成の場合、回転部材２０の回転位置に応じて回転部材２０に発生する渦電流が変化する。例えば、回転部材２０が回転して第１受信コイル３２および第２受信コイル３３に対向する第１ターゲット２２の回転位置が変化すると、第１ターゲット２２に発生する渦電流が変化する。
【0209】
すると、第１ターゲット２２に対向する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３のインダクタンスが変化する。このようなインダクタンスの変化は、不図示の検出回路によって検出することができる。検出回路は、例えば、コイルおよびコンデンサなどを含む共振回路によって構成される。換言すれば、第１受信コイル３２は、回転部材２０の回転位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を出力する。また、第２受信コイル３３は、回転部材２０の回転位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を出力する。
【0210】
検出回路が検出する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３それぞれのインダクタンスの変化は、回転部材２０の回転位置に応じて周期的に変化する。検出回路は、検出する第１受信コイル３２および第２受信コイル３３それぞれのインダクタンスの変化の情報をＡＤ変換部５３に出力する。検出回路が出力する第１受信コイル３２のインダクタンスの変化の情報は、第１実施形態における第１電圧値Ｖ１に相当する。また、検出回路が出力する第２受信コイル３３のインダクタンスの変化の情報は、第１実施形態における第２電圧値Ｖ２に相当する。
【0211】
以上説明したことを除き、本実施形態は第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。
【0212】
（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。
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。
【0213】
上述の実施形態では、基準ギャップが設計値である３ｍｍであって、設計値から外れたギャップＧが２ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍである例について説明した。また、基準ギャップが、基準ギャップから最も離れた２ｍｍと４ｍｍとの中心である３ｍｍである例について説明したが、これに限定されない。
【0214】
基準ギャップは、３ｍｍに限定されず、適宜変更可能である。また、設計値から外れたギャップＧは、２ｍｍより小さい大きさのものが含まれていてもよいし、４ｍｍより大きいものが含まれていてもよい。また、設計値から外れたギャップＧのうち、近ギャップが１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、設計値から外れたギャップＧのうち、遠ギャップが１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、基準ギャップは、複数の近ギャップのうちの最も基準ギャップから離れた大きさと、複数の遠ギャップのうちの最も基準ギャップから離れた大きさとの中心から外れた大きさで設定されていてもよい。
【0215】
上述の実施形態では、ＧＯＰ補正部５４が第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに対するゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項のうち、ゲイン用補正項およびオフセット用補正項を導出する例について説明したが、これに限定されない。
【0216】
例えば、ＧＯＰ補正部５４は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに対するゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項のうち、少なくとも１つを導出すればよい。具体的には、ＧＯＰ補正部５４は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに対するゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項のうち、例えば、いずれか１つのみの補正項を導出してもよい。また、ＧＯＰ補正部５４は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに対するゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項のうち、任意の２つの補正項を導出してもよい。さらに、ＧＯＰ補正部５４は、第１変換信号Ｓｉおよび第２変換信号Ｃｏそれぞれに対するゲイン用補正項、オフセット用補正項、位相用補正項の全てを導出してもよい。
【0217】
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。
【0218】
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。
【0219】
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。
【0220】
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。
【0221】
（本発明の特徴）
[請求項１]
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正し、補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出し、算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎に算出する前記補正前検出体位置を補正可能であって、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正するとともに、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
[請求項２]
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記信号補正部は、前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記区間補正部は、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
[請求項３]
前記検出体は、回転体であって、０°から３６０°より小さい所定の回転範囲内で回転可能であって、
前記信号出力部は、前記検出体が前記所定の回転範囲内で回転する際の前記検出体の回転角度に応じて前記第１信号および前記第２信号を出力し、
前記信号補正部は、前記位置算出部が算出する前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置の誤差が０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記位置算出部は、前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置を算出する請求項２に記載の位置検出装置。
[請求項４]
前記基準ギャップは、１つ以上の前記近ギャップのうちの前記基準ギャップから最も離れた前記近ギャップの大きさと、１つ以上の前記遠ギャップのうちの前記基準ギャップから最も離れた前記遠ギャップの大きさとの中心の大きさに設定される請求項２または３に記載の位置検出装置。
[請求項５]
前記信号補正部は、前記第１信号の位相、ゲイン、オフセットのうちの少なくとも１つを補正するとともに、前記第２信号の位相、ゲイン、オフセットのうちの少なくとも１つを補正する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項６]
前記信号補正部は、前記配置部が前記基準ギャップとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差と、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差との差が０に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
[請求項７]
前記信号処理部は、前記第１信号および前記第２信号に基づいて、逆正接関数を演算してアークタンジェント変換することで前記検出体の位置を算出し、
前記信号補正部は、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分が、前記配置部が前記近ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
[請求項８]
前記第１信号のオフセットは、前記第１信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第１定量オフセットおよび前記第１信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第１可変オフセットを含み、
前記第２信号のオフセットは、前記第２信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第２定量オフセットおよび前記第２信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第２可変オフセットを含み、
前記信号補正部は、前記第１信号の振幅の変化量と前記第１信号の振幅の変化量に基づく前記第１信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第１定量オフセットを調整するとともに、前記第２信号の振幅の変化量と前記第２信号の振幅の変化量に基づく前記第２信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第２定量オフセットを調整し、
前記区間補正部は、前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して算出した前記検出体の位置に含まれる１次成分を除去するように、前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する請求項７に記載の位置検出装置。
[請求項９]
前記配置部は、基板であって、
前記信号出力部は、前記基板に形成されるとともに、送信コイル（３１）と、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（３２）および第２受信コイル（３３）と、を含み、
前記第１受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第１信号を第１電圧値として出力し、
前記第２受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第２信号を第２電圧値として出力し、
前記信号処理部は、前記第１電圧値および前記第２電圧値に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項１０]
前記配置部は、基板であって、
前記信号出力部は、前記基板に設けられるとともに、前記検出体の位置に応じてインダクタンスが変化する第１受信コイル（３２）および第２受信コイル（３３）を含み、
前記第１受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第１信号として出力し、
前記第２受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第２信号として出力し、
前記信号処理部は、前記第１受信コイルのインダクタンスの変化および前記第２受信コイルのインダクタンスの変化に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項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９または１０に記載の位置検出装置。
[請求項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受信コイルのうちの他方が前記正弦曲線と位相が異なる余弦曲線を描くパターン形状を含む請求項９または１０に記載の位置検出装置。
[請求項１３]
前記検出体には、磁石（１１０、１２０、１３０）が配置されており、
前記信号出力部は、前記検出体の位置に応じて変化する前記磁石から受ける磁界の変化に基づいて、前記第１信号を出力する第１磁気検出部（６１）および前記第２信号を出力する第２磁気検出部（６２）を有する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項１]
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正し、補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出し、算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎に算出する前記補正前検出体位置を補正可能であって、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正するとともに、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
[請求項２]
検出体（２０、１００）の位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出体の位置に応じた正弦波状の第１信号（Ｖ１）と、前記第１信号と位相が異なる余弦波状の前記検出体の位置に応じた第２信号（Ｖ２）とを出力する信号出力部（３２、３３、６１、６２）と、
前記信号出力部が設けられ、前記検出体と離隔した状態で前記検出体と対向して配置される配置部（３０、１０）と、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記検出体が所定の検出範囲において変位する際の前記検出体の位置である検出体位置を算出する信号処理部（５０）と、を備え、
前記信号処理部は、
前記第１信号および前記第２信号を補正する信号補正部（５４）と、
前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて補正前の前記検出体位置である補正前検出体位置を算出する位置算出部（５５）と、
前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置の誤差に基づいた補正関数を演算して、前記検出範囲を複数の区間に区分けした際の前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する区間補正部（５６）と、を有し、
前記検出体と前記配置部とが対向する方向である対向方向における前記検出体と前記配置部との間隔をギャップ（Ｇ）とし、基準となる前記ギャップを基準ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が小さい前記ギャップを近ギャップとし、前記基準ギャップより前記検出体と前記配置部との間隔が大きい前記ギャップを遠ギャップとしたとき、
前記信号補正部は、前記配置部が、前記基準ギャップ、１つ以上の前記近ギャップ、１つ以上の前記遠ギャップそれぞれとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差がそれぞれ０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記区間補正部は、前記複数の区間毎に前記補正関数における補正値を導出する位置検出装置。
[請求項３]
前記検出体は、回転体であって、０°から３６０°より小さい所定の回転範囲内で回転可能であって、
前記信号出力部は、前記検出体が前記所定の回転範囲内で回転する際の前記検出体の回転角度に応じて前記第１信号および前記第２信号を出力し、
前記信号補正部は、前記位置算出部が算出する前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置の誤差が０に近づくように前記第１信号および前記第２信号を補正し、
前記位置算出部は、前記信号補正部が補正した前記第１信号および前記第２信号に基づいて前記所定の回転範囲内の前記補正前検出体位置を算出する請求項２に記載の位置検出装置。
[請求項４]
前記基準ギャップは、１つ以上の前記近ギャップのうちの前記基準ギャップから最も離れた前記近ギャップの大きさと、１つ以上の前記遠ギャップのうちの前記基準ギャップから最も離れた前記遠ギャップの大きさとの中心の大きさに設定される請求項２または３に記載の位置検出装置。
[請求項５]
前記信号補正部は、前記第１信号の位相、ゲイン、オフセットのうちの少なくとも１つを補正するとともに、前記第２信号の位相、ゲイン、オフセットのうちの少なくとも１つを補正する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項６]
前記信号補正部は、前記配置部が前記基準ギャップとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差と、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された際の前記補正前検出体位置の誤差との差が０に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
[請求項７]
前記信号処理部は、前記第１信号および前記第２信号に基づいて、逆正接関数を演算してアークタンジェント変換することで前記検出体の位置を算出し、
前記信号補正部は、前記配置部が前記遠ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分が、前記配置部が前記近ギャップとなるように配置された場合に前記信号処理部が前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して得られる１次成分に近づくように前記第１信号のオフセットを補正するとともに、前記第２信号のオフセットを補正する請求項５に記載の位置検出装置。
[請求項８]
前記第１信号のオフセットは、前記第１信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第１定量オフセットおよび前記第１信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第１可変オフセットを含み、
前記第２信号のオフセットは、前記第２信号の振幅の変化によらないオフセット成分である第２定量オフセットおよび前記第２信号の振幅の変化に応じて信号の大きさが変化するオフセット成分である第２可変オフセットを含み、
前記信号補正部は、前記第１信号の振幅の変化量と前記第１信号の振幅の変化量に基づく前記第１信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第１定量オフセットを調整するとともに、前記第２信号の振幅の変化量と前記第２信号の振幅の変化量に基づく前記第２信号のオフセットの変化量との関係が比例関係となるように前記第２定量オフセットを調整し、
前記区間補正部は、前記第１信号および前記第２信号をアークタンジェント変換して算出した前記検出体の位置に含まれる１次成分を除去するように、前記複数の区間毎の前記位置算出部が算出する前記補正前検出体位置を補正する請求項７に記載の位置検出装置。
[請求項９]
前記配置部は、基板であって、
前記信号出力部は、前記基板に形成されるとともに、送信コイル（３１）と、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（３２）および第２受信コイル（３３）と、を含み、
前記第１受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第１信号を第１電圧値として出力し、
前記第２受信コイルは、通電する前記送信コイルからの電磁誘導によって前記検出体に流れる渦電流の影響を受けて変化する、前記検出体の位置に応じた前記第２信号を第２電圧値として出力し、
前記信号処理部は、前記第１電圧値および前記第２電圧値に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項１０]
前記配置部は、基板であって、
前記信号出力部は、前記基板に設けられるとともに、前記検出体の位置に応じてインダクタンスが変化する第１受信コイル（３２）および第２受信コイル（３３）を含み、
前記第１受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第１信号として出力し、
前記第２受信コイルは、前記検出体の位置に応じて変化する自身のインダクタンスの変化を前記第２信号として出力し、
前記信号処理部は、前記第１受信コイルのインダクタンスの変化および前記第２受信コイルのインダクタンスの変化に基づいて、前記検出体位置を算出する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の位置検出装置。
[請求項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９または１０に記載の位置検出装置。
[請求項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受信コイルのうちの他方が前記正弦曲線と位相が異なる余弦曲線を描くパターン形状を含む請求項９または１０に記載の位置検出装置。
[請求項１３]
前記検出体には、磁石（１１０、１２０、１３０）が配置されており、
前記信号出力部は、前記検出体の位置に応じて変化する前記磁石から受ける磁界の変化に基づいて、前記第１信号を出力する第１磁気検出部（６１）および前記第２信号を出力する第２磁気検出部（６２）を有する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の位置検出装置。
【符号の説明】
【0222】
２０ 検出体
３０ 配置部
３２、３３ 信号出力部
５０ 信号処理部
５４ 補正項導出部
５５ 位置算出部
５６ 区間補正部
Ｇ ギャップ
Ｖ１ 第１信号
Ｖ２ 第２信号
３０ 配置部
３２、３３ 信号出力部
５０ 信号処理部
５４ 補正項導出部
５５ 位置算出部
５６ 区間補正部
Ｇ ギャップ
Ｖ１ 第１信号
Ｖ２ 第２信号
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】