[发明专利]感应检测式编码器及数字千分尺

说明书

相关申请的引用

本申请基于2011年9月16日提交的日本专利申请No.2011-203743，并要求该专利申请的优先权，该专利申请的所有内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及感应检测式编码器及数字千分尺，其使用布线之间的磁通耦合来测量对象的位置和尺寸。

背景技术

已知一种感应检测式编码器（见日本特开2010-210472号公报），其通过发送线圈使感应电流在磁通耦合线圈中流动，并通过接收线圈来接收感应电流，以测量磁通耦合线圈和接收线圈的相对位置。感应检测式编码器对环境有很突出的耐性，并应用于多种场合，例如线性编码器或旋转编码器。

感应检测式编码器用感应电流来测量位置。例如，在旋转编码器的情形中，发送线圈被形成为圆形，磁通耦合线圈被形成为齿轮型或环形以便沿着周向以预定的间隔配置。交流电在发送线圈中流动以产生磁场，该磁场导致感应电流在磁通耦合线圈中流动。通过接收线圈检测到由感应电流产生的在测量方向上的周期性的磁场图案。因此，如果发送线圈是理想的圆形并且接收线圈在周向上具有均一的形状，可以期望在接收线圈中获得理想的信号。

然而，在发送线圈上需要设置引出布线单元以便供应电力，并且在接收线圈上需要设置引出布线单元以便提取信号。相应地，在这些引出布线单元处产生的对磁场的干扰影响了接收线圈产生的接收信号，这导致测量误差。

发明内容

本发明致力于提供允许高精度测量的感应检测式编码器及数字千分尺。

根据本发明的感应检测式编码器包括：第一构件和第二构件，二者被相对布置并且能在测量方向上相对移动；发送线圈，其形成于所述第一构件；磁通耦合体，其形成于所述第二构件，并与所述发送线圈产生的磁场耦合以产生码道，在该码道中磁场在所述测量方向上周期性地变化；和接收线圈，其形成于所述第一构件，并具有与所述磁通耦合体的码道对应地沿着所述测量方向周期性地形成的接收环。所述发送线圈和所述接收线圈中的至少一方具有：特定图案，其损害图案的均一性和周期性；和虚设图案，其形成于与所述特定图案成周期的特定相位关系的位置，其中该周期由所述该码道产生。

借助于这种构造，由形成于发送线圈和接收线圈中的至少一方的布线引出单元和布线的特定图案所产生的感应电流被虚设图案所抵消，可以提供允许高精度测量的感应检测式编码器。此外，这种构造可以应用于诸如线性编码器或旋转编码器等多种编码器。

在本发明的一些实施方式中，所述特定图案是布线引出单元和引出布线，布线引出单元和引出布线被构造成从发送线圈和接收线圈中的至少一方引出布线。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，第一构件包括：第一布线层，其具有接收线圈的一部分和发送线圈；以及第二布线层，其具有接收线圈的其余部分，该其余部分与接收线圈在第一层中的部分一同形成接收线圈，并且被构造成从接收线圈引出布线的引出布线和虚设图案被形成于除第一布线层之外的同一布线层。利用这种构造，可以减少组成部件的数量而不损害测量精度。

进一步地，形成引出布线和虚设图案的部分可以适当地调节。例如，可以考虑在第一构件中进一步设置具有磁屏蔽布线的第三布线层和具有引出布线和虚设图案的第四布线层。此外，还可以考虑在第二布线层中设置引出布线和虚设图案。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述接收线圈由多相线圈形成，该多相线圈的相位在所述测量方向上变化，所述特定图案和所述虚设图案形成于所述发送线圈，并且所述特定图案和所述虚设图案被形成为靠近所述接收线圈的特定相位线圈。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述特定图案和所述虚设图案形成于所述接收线圈，以便使通过与所述发送线圈耦合而产生的在所述接收线圈中流动的电流彼此反向。

进一步地，特定图案、虚设图案之间的特定相位关系和虚设图案的形状可以被适当地调节。例如，当接收线圈在测量方向上的波长是λ时，特定图案和虚设图案可以在彼此间隔（n+1/2）λ的位置上形成为相同的图案（在此情形中，n是任意整数）。或者，特定图案和虚设图案可以在彼此间隔nλ（在此情形中，n是任意整数）的位置上形成为在相反的方向上影响接收线圈的图案。在后一情形中，如果发送线圈具有特定图案和虚设图案，可以认为特定图案是朝向发送线圈外侧的图案，并且向发送线圈内侧延伸的图案被设置为在相反的方向上影响接收线圈的图案。同时，如果接收线圈具有特定图案和虚设图案，可以认为与特定图案相同的图案被形成为虚设图案，并且此虚设图案与接收线圈连接的连接端部被切换。