[发明专利]电磁感应式绝对位置测量用编码器

说明书

2011年8月3日提交的日本专利申请2011-170510所包括的说明书、附图以及权利要求书的全部内容被参考纳入于此。

技术领域

本发明涉及一种电磁感应式绝对位置测量用编码器，特别是，涉及一种优选用于游尺、指示器、线性标尺、测微仪等中的、能够通过提高S/N实现测量的高精度化和/或通过缩小标尺宽度以及编码器宽度实现编码器的小型化的电磁感应式绝对位置测量用编码器。

背景技术

如日本特开平10-318781号公报(以下，专利文献1)、日本特开2003-121206号公报(以下，专利文献2)所述那样，如图1中示出专利文献2的例子那样，已知一种电磁感应式编码器，具备：在标尺10上在测量方向上排列有多个标尺线圈14、16；以及配置在格(还称为滑块)12上的发送线圈24、26和接收线圈20、22，该格12相对于上述标尺10在测量方向上相对移动自如，其中，在发送线圈励磁时，根据经由标尺线圈而由接收线圈检测出的磁通量的变化来检测标尺10与格12的相对移动量。在图中，28为发送控制部，30为接收控制部。

在这种电磁感应式编码器中，在要减少多余信号即偏移的情况下，如图2所示，使由发送线圈24产生的磁场被抵消，将接收线圈20配置在净值为零的部分(在图2的例子中，两侧的发送线圈之间的中央部分)，由此减少偏移。此外，在专利文献2中，除了由图2的第一发送线圈24和第一接收线圈20构成的结构以外，如图3所示，在第二发送线圈26的两侧还配置有第二接收线圈22。

然而，在该结构中，需要三列标尺线圈，标尺线圈的布线长，因此所产生的感应电流由于标尺线圈本身的阻抗而衰减，存在难以得到强信号这种问题。

为了解决这种问题，申请人在日本特开2009-186200号公报(以下，专利文献3)中提出了以下内容：如与该图6对应的图4所示，相对于标尺10的中心对称地配置多组发送线圈24A、24B、接收线圈20A、20B以及标尺线圈14A、14B，处于相对于标尺中心而对称的位置的标尺线圈中的一个(例如14A)相对于另一个标尺线圈(例如14B)具有偏移标尺间距λ的1/2相位的关系。

并且，如图5所示，考虑按照不同的标尺间距λ1、λ2在标尺宽度方向(格宽度方向)上配置两组(由图下侧的发送线圈24-1和图上侧的标尺线圈14-la、接收线圈20-1构成的标尺间距λ1的组以及由图上侧的发送线圈24-2和图下侧的标尺线圈14-2a、接收线圈20-2构成的标尺间距λ2的组)具有标尺线圈、发送线圈以及接收线圈的磁道，从而能够测量绝对位置。在图中，14-3为对标尺线圈14-1a与14-2a进行连接的线圈(称为连接线圈)。

然而，在图5的结构中，为了减少格12上的发送线圈24-1、24-2对接收线圈20-2、20-1的直接的串扰量，需要将接收线圈20-1(20-2)和发送线圈24-1(24-2)配置在相互分离的位置，因此存在以下问题：标尺10上的标尺线圈的长度(标尺线圈14-1a的长度+标尺线圈14-2a的长度+连接线圈14-3的长度)变长，所产生的感应电流Ia由于标尺线圈本身的阻抗而衰减，难以得到强信号。

另外，在图5的结构中，当要缩短标尺线圈14-1a和14-2a之间的间隔等来实现编码器宽度的小型化时，由于发送线圈的驱动而产生的磁场也对与接收线圈正对的标尺线圈直接造成影响，因此产生与流入原有的标尺线圈的感应电流方向相反的感应电流成分，由此标尺线圈所产生的感应电流减少，从而产生通过接收线圈检测出的信号减少这种问题。

下面，示出其说明。

图6示出通过接收线圈20-1对图5上侧的标尺间距λ1的标尺线圈14-la进行检测的动作，如图所示，原来是以下原理：根据由驱动电流ID对发送线圈24-1进行驱动而产生的磁场，在标尺线圈14-2a中产生感应电流Ia，通过接收线圈20-1对由感应电流Ia产生的磁场进行检测，该感应电流Ia经由连接线圈14-3流入标尺线圈14-1a。但是标尺线圈14-1a接近发送线圈24-1，因而根据驱动发送线圈24-1所产生的磁场，在标尺线圈14-1a中产生与感应电流Ia方向相反的感应电流成分Id，因此标尺线圈14-1a的全部感应电流为(Ia-Id)，减少了Id的量。换言之，在标尺线圈14-1a中产生经由标尺线圈14-2a的感应电流成分Ia与由从发送线圈24-1直接进入标尺线圈14-1a的磁场产生的感应电流成分Id(与Ia方向相反)之差的感应电流(Ia-Id)。