特開 2022-37885 走査素子と、走査素子を備えた誘導式位置測定装置

(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】P2022037885

(43)【公開日】2022-03-09

(54)【発明の名称】走査素子と、走査素子を備えた誘導式位置測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/20 20060101AFI20220302BHJP

【ＦＩ】

G01D5/20 110E

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021092684

(22)【出願日】2021-06-02

(31)【優先権主張番号】20192523

(32)【優先日】2020-08-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】390014281

【氏名又は名称】ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100092967

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 修

(74)【代理人】

【識別番号】100220065

【弁理士】

【氏名又は名称】高梨 幸輝

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ・ハイネマン

(72)【発明者】

【氏名】マルク・オリバー・ティーマン

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA43

2F077FF34

2F077PP26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】走査素子と、走査素子を備えた誘導式位置測定装置とを提供すること。
【解決手段】本発明は、プリント基板と、電子部品とを含む走査素子１であって、プリント基板は第１のシールド層および第２のシールド層を含み、第１の検出器ユニットが第１の層Ａおよび第２の層Ｂに配置され、第２の検出器ユニットが第３の層Ｅおよび第４の層Ｆに配置されるように構成されている。シールド層は、第１の直線ｇ１が、第１の検出器ユニットと第１のシールド層の両方を貫通し、一方、第２のシールド層が第１の直線ｇ１に貫通されず、第１のシールド層は、第１の検出器ユニットを起点として、中心面Ｍを越えて配置されるような寸法である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導式位置測定装置のための走査素子（１；１’）であって、多層プリント基板（１．１；１．１’）と、電子部品（１．２）とを含む走査素子において、
－ 前記プリント基板（１．１；１．１’）は第１の検出器ユニット（１．１１）および第２の検出器ユニット（１．１２）を含み、
－ 前記第１の検出器ユニット（１．１１）は、第１の励磁線（１．１１１）および第１の受信線（１．１１２）を有し、
－ 前記第２の検出器ユニット（１．１２）は、第２の励磁線（１．１２１）および第２の受信線（１．１２２）を有し、
－ 前記プリント基板（１．１；１．１’）は、第１のシールド層（１．１３）および第２のシールド層（１．１４）と、幾何学的な中心面（Ｍ）とを有し、前記中心面（Ｍ）は、前記検出器ユニット（１．１１、１．１２）と前記シールド層（１．１３、１．１４）との間に位置し、さらに、前記プリント基板（１．１；１．１’）は、
－ 前記第１の検出器ユニット（１．１１）が第１の層（Ａ）および第２の層（Ｂ）に配置され、
－ 前記第２の検出器ユニット（１．１２）が第３の層（Ｅ）および第４の層（Ｆ）に配置されるように構成されており、
前記シールド層（１．１３、１．１４）は、
－ 第１の直線（ｇ１）が、前記第１の検出器ユニット（１．１１）と前記第１のシールド層（１．１３）の両方を貫通し、一方、前記第２のシールド層（１．１４）が前記第１の直線（ｇ１）に貫通されず、前記第１のシールド層（１．１３）は、前記第１の検出器ユニット（１．１１）を起点として、前記中心面（Ｍ）を越えて配置され、
－ 第２の直線（ｇ２）が、前記第２の検出器ユニット（１．１２）と前記第２のシールド層（１．１４）の両方を貫通し、一方、前記第１のシールド層（１．１３）は前記第２の直線（ｇ２）によって貫通されず、前記第２のシールド層（１．１４）は、前記第２の検出器ユニット（１．１２）を起点として、前記中心面（Ｍ）を越えて配置されているような寸法であり、前記第１の直線（ｇ１）および前記第２の直線（ｇ２）は、前記中心面（Ｍ）に対して直交する方向に方向づけられている、走査素子。

【請求項2】

請求項１に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１のシールド層（１．１３）は第５の層（Ｃ）に配置され、前記第２のシールド層（１．１４）は第６の層（Ｄ）に配置されている、走査素子。

【請求項3】

請求項１に記載の走査素子であって、前記第１のシールド層（１．１３）は第１の層（Ａ）または第２の層（Ｂ）に配置され、前記第２のシールド層（１．１４）は前記第３の層（Ｅ）または前記第４の層（Ｆ）に配置されている、走査素子。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１の励磁線（１．１１１）および前記第２の励磁線（１．１２１）は、第１の方向（ｘ）に沿って延び、前記第１の方向（ｘ）に直交して方向づけられている第２の方向（ｙ）において、
－ 前記第１のシールド層（１．１３）は、前記第２の励磁線（１．１２１）に対して第１の間隔（ａ１）だけずれて配置され、
および／または、
－ 前記第２のシールド層（１．１４）は、前記第１の励磁線（１．１１１）に対して第２の間隔（ａ２）だけずれて配置されている、走査素子。

【請求項5】

請求項４に記載の走査素子（１；１’）であって、前記中心面（Ｍ）に対して直交する第３の方向（ｚ）において、
－ 前記第１の検出器ユニット（１．１１）は、前記第１のシールド層（１．１３）に対してある距離（ｔ；ｔ’）だけずれて配置されており、前記第２の間隔（ａ２）は、前記距離（ｔ；ｔ’）の２５％以上であり、前記距離（ｔ；ｔ’）の１００％以下であり、したがって、
０．２５・ｔ≦ａ２≦１・ｔまたは０．２５・ｔ’≦ａ２≦１・ｔ’が成立し、
および／または
－ 前記第２の検出器ユニット（１．１２）は、前記第２のシールド層（１．１４）に対してある距離（ｔ；ｔ’）だけずれて配置されており、前記第１の間隔（ａ１）は、前記距離（ｔ；ｔ’）の２５％以上であり、前記距離（ｔ；ｔ’）の１００％以下であり、したがって、
０．２５・ｔ≦ａ１≦１・ｔまたは０．２５・ｔ’≦ａ１≦１・ｔ’が成立する、走査素子。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１の受信線（１．１１２）および前記第２の受信線（１．１２２）は、第１の方向（ｘ）に沿って延び、前記第１の受信線（１．１１２）は、第２の方向（ｙ）において、前記第２の受信線（１．１２２）に対してずれ（Ｙ）を有して配置されている、走査素子。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記走査素子（１；１’）は、前記第１の直線（ｇ１）および／または前記第２の直線（ｇ２）が前記電子部品（１．２）の少なくとも１つを貫通するように構成されている、走査素子。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記プリント基板（１．１；１．１’）は、前記第１の直線（ｇ１）が前記第１の受信線（１．１１２）を貫通し、および／または前記第２の直線（ｇ２）が前記第２の受信線（１．１２２）を貫通するように構成されている、走査素子。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１の励磁線（１．１１１）および前記第２の励磁線（１．１２１）は、第１の方向（ｘ）に沿って延びており、前記第１の励磁線（１．１１１）は、第２の方向（ｙ）について重なるように、前記プリント基板（１．１；１．１’）上の前記第２の励磁線（１．１２１）に対して相対的に配置されている、走査素子。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１の検出器ユニット（１．１１）は第３の励磁線（１．１１３）を有し、前記第２の検出器ユニット（１．１２）は第４の励磁線（１．１２３）を有する、走査素子。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記走査素子（１；１’）は、前記第１の励磁線（１．１１１）および前記第２の励磁線（１．１２１）が電気的に直列に接続されるように構成されている、走査素子。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１の励磁線（１．１１１）および前記第２の励磁線（１．１２１）に、経時変化する励磁電流が通電され、前記励磁電流は、前記電子部品（１．２）によって生成可能である、走査素子。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）であって、前記第１の受信線（１．１１２）および前記第２の受信線（１．１２２）によって生成可能な信号が、前記電子部品（１．２）によってさらに処理可能である、走査素子。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載の走査素子（１；１’）と、第１のスケール素子（２）および第２のスケール素子（３）とを含む誘導式位置測定装置であって、前記スケール素子（２、３）は、中心面（Ｍ）に直交する向きの第３の方向（ｚ）において、前記プリント基板（１．１；１．１’）の両側に離間して配置されている、誘導式位置測定装置。

【請求項15】

請求項１４に記載の誘導式位置測定装置であって、前記スケール素子（２、３）は、前記走査素子（１；１’）に対して共通の軸（Ｒ）を中心に回転可能に配置されている、誘導式位置測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異なる速度で移動可能な２つのスケール素子に対する走査素子を位置決定するための、請求項１に記載の誘導式位置測定装置用の走査素子に関する。
誘導式位置測定装置は、例えば、相対的に回転可能な機械部品の角度位置を決定するための角度測定器として使用される。誘導式位置測定装置では、多くは、励磁線および受信線が、導体路などの形態で、共通の、通常は多層のプリント基板に被着され、その基板は、例えば角度測定器のステータに固定接続されている。このプリント基板に対向して、ピッチ構造が施され、角度測定器のロータに回転不能に接続されたスケール素子がある。励磁線に時間的に変化する励磁電流を印加すると、ロータとステータが相対回転している間に、角度位置に依存した信号が受信コイルに発生する。これらの信号は、その後、評価用電子機器でさらに処理される。

【0002】

特に、ロボットの駆動装置では、駆動軸の角度位置を決定すると同時に、被動軸の角度位置を正確に決定するための測定器として、誘導式位置測定装置が頻繁に使用されており、駆動軸の動きが減速機によって被動軸に導入される。この場合、両側に対応する検出器ユニットを有するプリント基板を含む走査素子を用いて角度位置を測定し、その結果、プリント基板の両側に回転可能に配置されたスケール素子のそれぞれの角度位置を決定することができる。

【0003】

誘導式位置測定装置は、互いに相対的に、特に直線的に変位可能な２つの機械部品の位置を決定する長さ測定器としても使用される。この用途でも、両側に配置された検出器ユニットを有する本発明にかかる走査素子を使用することができる。

【背景技術】

【0004】

国際公開第２０１９／１８５３３６号では、多層プリント基板上に配置された送信コイルおよびセンサコイルを備えた走査素子が記載されており、プリント基板は、シールドとして構成される層を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１８５３３６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、２つのスケール素子の位置決定を可能にする誘導式位置測定装置のための、比較的正確に動作し、安価に製造可能な走査素子を作成するという課題に基づく。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴によって解決される。
誘導式位置測定装置に適し、誘導式位置測定装置のために決定された走査素子は、第１の検出器ユニットおよび第２の検出器ユニットを備えた多層プリント基板と、電子部品とを含む。特に、第１の検出器ユニットは、プリント基板の第１の面に配置され、第２の検出器ユニットは、プリント基板の第２の面に配置されている。第１の検出器ユニットは、第１の励磁線および第１の受信線を有する。第２の検出器ユニットは、第２の励磁線および第２の受信線を有する。さらに、プリント基板は、第１のシールド層および第２のシールド層と、特にプリント基板の第１の面と第２の面との間の中央に配置された幾何学的な中心面とを有し、中心面は検出器ユニットとシールド層との間に位置する。さらに、この多層プリント基板は、第１の検出器ユニットが第１の層および第２の層に配置され、さらに第２の検出器ユニットが第３の層および第４の層に配置されるように構成されている。シールド層は、架空の幾何学的な第１の直線が、第１の検出器ユニットと第１のシールド層の両方を貫通または交差し、一方、第２のシールド層が第１の直線に貫通されないような寸法である。その際、第１の検出器ユニットを起点として、第１のシールド層が中心面を越えて配置されている。また、架空の幾何学的な第２の直線が、第２の検出器ユニットと第２のシールド層の両方を貫通または交差し、一方、第１のシールド層は第２の直線によって貫通されない。第２のシールド層は、第２の検出器ユニットを起点として中心面を越えて配置されている。第１の直線および第２の直線は、中心面に対して直交する方向に方向づけられている。

【0008】

第１の直線は、第１の励磁線の領域または第１の受信線の領域において、第１の検出器ユニットと交差または貫通することができる。第２の直線は、第２の励磁線の領域または第２の受信線の領域で、第２の検出器ユニットと交差または貫通することができる。第１の励磁線および第２の励磁線は、プリント基板の異なる層（すなわち、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層）に延びる励磁導体路を含む。同様に、第１の受信線および第２の受信線は、プリント基板の第１の層、第２の層、第３の層、第４の層に延びる受信導体路を含む。

【0009】

発明対象の空間的な配置構成を規定することに関して、まず第１の方向ｘを定義することができる。第１の方向ｘは、求められた位置を測定する方向（測定方向）を表す。第１の方向ｘは、例えば、周方向や接線方向などである。この場合、第１の方向の位置測定により、（回転）軸を中心とした回転運動または旋回運動に関する走査素子に対するスケール素子の角度位置を測定することができる。直線的な位置測定の場合、第１の方向ｘは直線的な測定経路に沿って延びる。

【0010】

さらに、第１の方向ｘと直交する第２の方向ｙを定義することができる。
第１の方向ｘに直交し、同時に第２の方向ｙに直交して第３の方向ｚが方向づけられている。例えば、第３の方向ｚは、スケール素子が走査素子に対して相対的に回転可能な（回転）軸に平行であってもよい。さらに、第３の方向ｚは、中心面に対して直交する方向にある。プリント基板の各層は、第３の方向ｚに互いにずれて配置されている。

【0011】

中心面は第３の方向ｚに関して、第１の検出器ユニットと第１のシールド層との間に位置するか、または、第１の検出器ユニットおよび第１のシールド層が中心面の両側に配置されている。したがって、同様に、中心面が第３の方向ｚに関して、第２の検出器ユニットと第２のシールド層との間に位置することも成立し、第２の検出器ユニットおよび第２のシールド層が中心面の両側に配置されていることも成立する。

【0012】

有利には、第１のシールド層はプリント基板の第５の層に配置され、第２のシールド層はプリント基板の第６の層に配置されている。代替的に、第１のシールド層を第１の層または第２の層に配置し、第２のシールド層を第３の層または第４の層に配置してもよい。

【0013】

本発明のさらなる形態では、第１の励磁線および第２の励磁線は、第１の方向ｘに沿って延びる。第２の方向ｙにおいて、第１のシールド層は、第２の励磁線に対して第１の間隔だけずれて配置されている。代替的または補完的に、第２のシールド層は、第１の励磁線に対して、第２の方向に第２の間隔だけずれて配置されている。

【0014】

有利には、中心面に対して直交する方向に方向づけられた第３の方向において、第１の検出器ユニットは、第１のシールド層に対してある距離だけずれて配置されており、第２の間隔は、距離の２５％以上であり、距離の１００％以下である。代替的または補完的に、第２の検出器ユニットは、第２のシールド層に対してある距離だけずれて配置されており、第１の間隔は、距離の２５％以上であり、距離の１００％以下である。好ましくは、第２の間隔は距離の３３％以上、７５％以下であり、および／または、第１の間隔は距離の３３％以上、７５％以下である。

【0015】

有利には、第１の受信線および第２の受信線は、第１の方向ｘに沿って延びる。第１の受信線は、第２の方向ｙにおいて、第２の受信線に対してずれを有して配置されている。
本発明のさらなる形態では、走査素子は、第１の直線または第２の直線が電子部品の少なくとも１つを貫通するように構成されている。代替的に、特にプリント基板の両面に電子部品が実装されている場合には、第１の直線および第２の直線が１つ以上の電子部品を貫通することができる。

【0016】

有利には、プリント基板は、第１の直線が第１の検出器ユニットの第１の受信線を貫通し、および／または第２の直線が第２の検出器ユニットの第２の受信線を貫通するように構成されている。

【0017】

有利には、第１の励磁線および第２の励磁線は、第１の方向ｘに沿って延びており、第１の励磁線は、第２の方向ｙについて重なるように、プリント基板上の第２の励磁線に対して相対的に配置されている。換言すれば、第１の励磁線および第２の励磁線の領域は、第２の方向ｙで重なっている。特に、第１の励磁線が第２の励磁線に対して、第２の方向ｙに実質的にずれることなく配置されているように、重なりはほぼ１００％の値であってもよい。

【0018】

本発明のさらなる形態では、第１の検出器ユニットが第３の励磁線を有し、第２の検出器ユニットが第４の励磁線を有する。第３の励磁線は、第２の方向において、第４の励磁線に対してずれて配置されている。

【0019】

有利には、走査素子は、第１の励磁線および第２の励磁線が電気的に直列に接続されるように構成されている。
有利には、第１の励磁線および第２の励磁線に、通常は経時変化する電流強度を有する励磁電流（交流電流または混合電流）を通電することができる。励磁電流は、電子部品によって生成可能であり、すなわち、その経路は電子部品によって形成可能である。電流強度と電圧強度には物理的な関連性があるため、当然、励磁電圧についても同じように考えることができる。

【0020】

本発明のさらなる形態では、第１の受信線および第２の受信線によって生成可能な信号は、特に評価回路を形成する電子部品によってさらに処理可能である。
すなわち、電子部品は、異なる電子回路の素子であってもよいし、異なる回路に割り当てられていてもよい。例えば、ある電子部品は励磁電流を発生させるための回路素子であり、さらなる電子部品は信号を評価し、または信号をさらに処理するためのさらなる回路素子であってよい。

【0021】

さらなる側面によると、本発明は、走査素子と、第１のスケール素子および第２のスケール素子とを備える誘導式位置測定装置も含む。スケール素子は、第３の方向ｚ（中心面に直交する方向）に、プリント基板の両側に離間して配置されている。さらに、スケール素子は、走査素子に対して共通の軸を中心に回転可能に配置されていてもよい。

【0022】

本発明の有利な構成は、従属請求項からわかる。
本発明にかかる走査素子のさらなる詳細および利点は、添付の図を参照して、いくつかの実施例の以下の説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】走査素子、第１のスケール素子および第２のスケール素子を含む位置測定装置の斜視図。

【図2】走査素子の第１の側面の平面図。

【図3】走査素子の第２の側面の平面図。

【図4】第１の実施例にかかる走査素子の詳細断面図。

【図5】第１のスケール素子の平面図。

【図6】第２のスケール素子の平面図。

【図7】第２の実施例にかかる走査素子の詳細断面図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明は、第１のスケール素子２の角度位置と、第２のスケール素子３の角度位置の両方を検出するために使用できる走査素子１を有する位置測定装置を参照して、図１に従って説明される。２つのスケール素子２、３は、走査素子１に対して軸Ｒを中心に回転可能に配置されている。このような位置測定装置は、例えば、ロボットの駆動装置で使用することができる。そして、第２のスケール素子３は、例えば、モータの駆動軸に回転不能に接続されている。これが、他方では被動軸を有する減速機につながっている。この被動軸とともに第２のスケール素子は回転する。このようにして、例えば、モータの転流のための角度位置を第２のスケール素子３を用いて行い、ロボットの位置決めのための比較的高精度の角度位置を第１のスケール素子２を用いて行うことができる。

【0025】

図２と図３にそれぞれ平面図で示されている走査素子１は、複数の層を有するプリント基板１．１と、プリント基板１．１上に取り付けられた電子部品１．２（図３）とを含む。走査素子１は、第１のスケール素子２の走査と同時に、第２のスケール素子３の走査にも使用される。このため、図２にかかるプリント基板１．１の第１の面には第１の検出器ユニット１．１１が配置され、図３にかかるプリント基板１．１の第２の面には第２の検出器ユニット１．１２が配置されている。本実施例では、電子部品１．２は第２の面にのみ取り付けられている。しかし、代替的または追加的に、プリント基板１．１の第１の面に電子部品を実装することも可能である。

【0026】

第１の検出器ユニット１．１１は、第１の励磁線１．１１１、第１の受信線１．１１２、第３の励磁線１．１１３、第３の受信線１．１１４および第５の励磁線１．１１５を含む。第２の検出器ユニット１．１２は、第２の励磁線１．１２１、第２の受信線１．１２２、第４の励磁線１．１２３および第４の受信線１．１２４を含む。

【0027】

図４には、走査素子１を通る、またはプリント基板１．１を通る概略的な部分断面図が示されており、見易くするために、プリント基板１．１の電気絶縁材料のハッチングは省略されている。さらに、図４の部分断面図は、本発明にかかる走査素子１をよりよく説明するために、縮尺通りには記載されていない。すでに上述したように、プリント基板１．１は多層構造になっている。幾何学的に見ると、プリント基板１．１に対していわゆる中心面Ｍを定義することができ、この中心面Ｍは、プリント基板１．１の第１の側面に平行に、また第２の側面に平行に、それぞれ第１の側面と第２の側面との間の中心に配置されている。さらに、個々の素子の相互の幾何学的な関係は、座標系を用いて定義することができる。ここで、第１の方向ｘは、位置または角度の測定が意図した通りに行われるべき方向である。本実施例では、第１の方向ｘは周方向に相当する。スケール素子２、３が周囲を回転可能な軸Ｒは、第３の方向ｚに平行に延び、この第３の方向ｚは、ここでは軸方向とも定義できる。第３の方向ｚおよび第１の方向ｘに直交して第２の方向ｙが方向づけられており、第２の方向ｙは、本実施例（角度測定）では半径方向とも呼ぶことができる。したがって、ｘ軸およびｙ軸で構成される平面は中心面Ｍに平行に方向づけられ、第３の方向ｚと軸Ｒは中心面Ｍと直交して延びている。プリント基板１．１の第１の層Ａおよびプリント基板１．１の第２の層Ｂには第１の検出器ユニット１．１１が配置され、一方、第３の層Ｅおよび第４の層Ｆには第２の検出器ユニット１．１２が配置されている。第１の層Ａは、プリント回路基板１．１の第１の面に最も近い位置にあり、第２の層Ｂは、プリント回路基板１．１の第１の面に２番目に近い位置にある。プリント回路基板１．１の第２の面に関して、第３の層Ｅおよび第４の層Ｆについても同様である。

【0028】

第１の検出器ユニット１．１１の励磁線１．１１１、１．１１３、１．１１５は、第１の層Ａおよび第２の層Ｂに延びる励磁導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１５１を含む。これと同様に、第２の検出器ユニット１．１２の励磁線１．１２１、１．１２３は、第３の層Ｅおよび第４の層Ｆに延びる励磁導体路１．１２３１、１．１２３１を含む。

【0029】

第１の検出器ユニット１．１１の励磁線１．１１１、１．１１３、１．１１５は、第１の受信線１．１１２または第３の受信線１．１１４を囲む。第２の検出器ユニット１．１２の第２の励磁線１．１２１および第４の励磁線１．１２３は、第２の検出器ユニット１．１２の第２の受信線１．１２２を囲む。同様に第２の検出器ユニット１．１２．に割り当てられる第４の受信線１．１２４は、第４の励磁線１．１２３によって片側が囲まれている。励磁線１．１１１、１．１２１、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３と受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４の両方は、第１の方向ｘに沿って延びる。

【0030】

受信線１．１１２１、１．１１４、１．１２２、１．１２４は、それぞれ少なくとも２つの受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１を含む。さらに、第１の検出器ユニット１．１１の受信導体路１．１１２１、１．１１４１は、プリント基板１．１の異なる層、すなわち第１の層Ａと第２の層Ｂにおいてスルーホールを有して延びるため、交差箇所での望ましくない短絡が回避される。第２の検出器ユニット１．１２の受信導体路１．１２２１、１．１２４１についても同様であり、これらは第３の層Ｅおよび第４の層Ｆにおいて延びる。受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１は、略正弦波または正弦波状である空間的に周期的な経路を有する。本実施例では、１つの同じ受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４にあるそれらの受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１は、完全な正弦周期の１／４だけ（第１の方向ｘに沿ってπ／２または９０°だけ）互いにずれて配置されている。受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１は、第１の方向ｘにおける位置決定に関して、最終的に９０°位相をずらした信号を供給できるように、電気的に接続されている。

【0031】

本実施例では、プリント基板１．１はまた、第５の層Ｃおよび第６の層Ｄを含んでいる。第６の層Ｄには第１のシールド層１．１３があり、第５の層Ｃには第２のシールド層１．１４がある。ここで、シールド層１．１３、１．１４は、部分的に中断されているか、部分的に除去されている、比較的面積の大きい銅層である。

【0032】

第１のシールド層１．１３は、中心面Ｍに直交して第３の方向ｚに平行に方向づけられ、第１の検出器ユニット１．１１と第１のシールド層１．１３の両方をそれぞれ交差または貫通する第１の直線ｇ１を生成できるような寸法である。さらに、第１の直線ｇ１は電子部品１．２も貫通している。しかしながら、同時に第２のシールド層１．１４は第１の直線ｇ１によって貫通されていない。さらに、第１の検出器ユニット１．１１を起点として、第１のシールド層１．１３は、中心面Ｍを超えて、つまり、第１の検出器ユニット１．１１から見て中心面Ｍの反対側に配置されている。

【0033】

さらに、第２のシールド層１．１４は、中心面Ｍに直交して方向づけられ、第２の検出器ユニット１．１２と第２のシールド層１．１４の両方を貫通する第２の直線ｇ２を生成できるような寸法である。第１のシールド層１．１３は、第２の直線ｇ２によって貫通されていない。第２の検出器ユニット１．１２を起点として、第２のシールド層１．１４は、中心面Ｍを越えて配置されている。

【0034】

特に、プリント基板１．１は、第１の直線ｇ１が第１の検出器ユニット１．１１の第１の受信線１．１１２を貫通し、第２の直線ｇ２が第２の検出器ユニット１．１２の第２の受信線１．１２２を貫通するように配置されている。

【0035】

説明した配置構成によって、第１のシールド層１．１３は、第３の方向ｚに対して距離ｔだけ第１の検出器ユニット１．１１の後方に（または第３の方向ｚにおいて第１の検出器ユニット１．１１へずれて）配置されている。ここで、距離ｔはプリント基板１の厚さの半分よりも大きい。第２の検出器ユニット１．１２に対する第２のシールド層１．１４の相対的な配置構成についても同様である。本実施例では、距離ｔは２ｍｍであり、距離は第３の方向ｚに延びる。

【0036】

第１の受信線１．１１２は、第２の受信線１．１２２に対して、第２の方向ｙにおけるずれＹを有して配置されている。これに対して、本実施例では、第１の励磁線１．１１１は、第２の励磁線１．１２１に対して、第２の方向ｙにおけるずれを持たないため、第１の励磁線１．１１１は、プリント基板１．１上で第２の励磁線１．１２１に対して、第２の方向ｙにおけるずれを持たずに配置されている。

【0037】

第２の方向ｙに関して、第１のシールド層１．１３は第２の励磁線１．１２１まで延びておらず、第１のシールド層１．１３と第２の励磁線１．１２１との間には、第２の方向ｙにおける（半径方向の）第１の間隔ａ１が存在する。同様に、第２のシールド層１．１４と第１の励磁線１．１１１の間には、第２の方向ｙにおける第２の間隔ａ２が存在する。したがって、第１のシールド層１．１３は、第２の励磁線１．１２１に対して第１の間隔ａ１だけずれて配置され、さらに、第２のシールド層１．１４は、第１の励磁線１．１１１に対して第２の間隔ａ２だけずれて配置されている。第１の間隔ａ１および／または第２の間隔ａ２が２５％・ｔから１００％・ｔの間の値（０．２５・ｔ≦ａ１≦１・ｔ；０．２５・ｔ≦ａ２≦１・ｔ）を取る場合、測定信号の質が高く、したがって全体として高い測定精度が得られることが示されている。本実施例では、ａ１＝ａ２である。

【0038】

図５では、第１のスケール素子２が平面図で示されている。また、図６には、第２のスケール素子３が同様に平面図で示されている。スケール素子２、３は、図示の実施例ではエポキシ樹脂製の基板でそれぞれ構成されており、その上にそれぞれ２つのピッチ線２．１、２．２；３．１、３．２が配置されている。ピッチ線２．１、２．２；３．１、３．２はリング状に構成されており、基板上に、直径の異なる軸Ｒに対して同心円状に配置されている。ピッチ線２．１、２．２；３．１、３．２は、それぞれ、交互に配置された導電性のピッチ領域２．１１、２．２１；３．１１、３．２１と、非導電性のピッチ領域２．１２、２．２２；３．１２、３．２２の周期的なシーケンスで構成されている。導電性のピッチ領域２．１１、２．２１；３．１１、３．２１の材料として、図示の例では銅を基板に塗布した。一方、非導電性のピッチ領域２．１２、２．２２；３．１２、３．２２では、基板はコーティングされなかった。それぞれ２つのピッチ線２．１、２．２；３．１、３．２を有する配置構成によって、スケール素子２、３の角度位置は、それぞれ絶対的に決定することができる。第１のスケール素子２の最も外側のピッチ線２．２は、円周線に沿って最大数のピッチ領域２．１１、２．２１を有しているため、これによって角度位置の測定に関する最大の解像度を得ることができる。

【0039】

図１にかかる組み立て状態では、走査素子１およびスケール素子２、３は、それぞれ軸方向の間隔や空隙を持って対向しているため、受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１におけるスケール素子２、３と走査素子１との間で相対的な回転が生じる場合、誘導効果によってそれぞれの角度位置に依存した信号を生成することができる。対応する信号を形成するための前提条件は、励磁導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１４１、１．１２１１、１．１２３１が、それぞれ走査されたピッチ構造の領域で経時変化する電磁励磁フィールドを生成することである。図示の実施例では、励磁用導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１４１、１．１２１１、１．１２３１は、複数の平面並列型の通電個別導体路として構成されている。走査素子１は、層Ｅ、Ｆを介して互いに電気的に接続された電子部品１．２を備えた電子回路を有する。電子回路は、例えば、ＡＳＩＣモジュールを含んでもよい。この走査素子１の電子回路は、評価素子としてだけでなく、励磁制御素子としても動作し、その制御下で、励磁導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１４１、１．１２１１、１．１２３１を流れる励磁電流が生成される。したがって、励磁導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１４１、１．１２１１、１．１２３１は、１つの同じ励磁制御素子によって通電される。ここで、第１の励磁線１．１１１および第２の励磁線１．１２１は電気的に直列に接続されている。

【0040】

励磁線１．１１１、１．１２１、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３が通電されると、励磁導体路１．１１１、１．１１３１、１．１１４１、１．１２１１、１．１２３１の周囲に筒状または円筒状に配向した電磁界が形成される。結果として生じる電磁場の磁力線は、励磁線１．１１１、１．１２１、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３の周囲に延び、磁力線の方向は、励磁導体路１．１１１、１．１１３１、１．１１４１、１．１２１１、１．１２３１の電流の方向に、既知の方法で依存している。導電性ピッチ領域２．１１、２．２１；３．１１、３．２１の領域に渦電流が誘導され、それによってそれぞれ角度位置に依存したフィールドの変調が達成される。したがって、受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４によって、相対的な角度位置をそれぞれ測定することができる。一対の受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１は、それぞれが９０°位相のずれた信号を供給するように、その受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４内に配置されており、その結果、回転方向の決定も可能となる。受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４によって生成された信号は、評価回路を形成する電子部品１．２の一部によってさらに処理される。

【0041】

第１のシールド層１．１３と第２のシールド層１．１４の特別な寸法と配置構成により、２つの検出器ユニット１．１１、１．１２による測定精度への悪影響をほぼ防ぐことができる。

【0042】

特に、許容できないほど高いレベルのクロストーク信号が防止されると同時に、励磁場の過度な減衰が回避される。さらに、電子部品１．２によるまたは外部からの検出器ユニット１．１１、１．１２の電磁干渉も防止される。

【0043】

図７には、第２の実施例にかかる走査素子１’の形態を示されている。第２の実施例のプリント基板１．１’は、４つの層Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのみを有する。本実施例では、第１のシールド層１．１３が第３の層Ｅに位置し、第２のシールド層１．１４が第２の層Ｂに位置している。ここでも、距離ｔ’はプリント基板１’の厚さの半分よりも実質的に大きい。

【0044】

代替的に、第１のシールド層１．１３を第１の層Ａに配置し、および／または第２のシールド層１．１４を第４の層Ｆに配置することも可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【外国語明細書】