JP2002081902A - Position sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、インダクタを用
いた位置センサに関するもので、特に微細加工用の装置
において、微小な距離の変化量を検知するために用いら
れるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position sensor using an inductor, and more particularly to an apparatus for fine processing, which is used for detecting a minute change in distance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、微細加工用の装置において、例え
ば１ｍｍ以下の微小な距離の変化量を検知するために、
インダクタンスの変化を用いた位置センサが用いられて
いる。この種の位置センサでは、位置センサに内蔵され
たインダクタと、センシングする対象に設けられる導体
との相対位置の変化に応じたインダクタンスの変化を検
知し、微小な距離の変化量を検出している。2. Description of the Related Art Conventionally, in an apparatus for fine processing, for example, in order to detect a minute distance change amount of 1 mm or less,
A position sensor using a change in inductance is used. In this type of position sensor, a change in inductance according to a change in the relative position between an inductor built in the position sensor and a conductor provided on the object to be sensed is detected, and a minute change in distance is detected. .
【０００３】図１０（ａ），（ｂ）及び図１１はそれぞ
れ、このような従来の位置センサの原理図である。図１
０（ａ），（ｂ）に示すように、センシングする対象に
設けられる導体１１に対向してコイル（スパイラルイン
ダクタ）１２が設けられており、このコイル１２に発振
器から発振信号を供給するようになっている。FIGS. 10 (a), (b) and FIG. 11 are the principle diagrams of such a conventional position sensor. FIG.
As shown in FIGS. 0 (a) and (b), a coil (spiral inductor) 12 is provided opposite to a conductor 11 provided on the object to be sensed, and an oscillator signal is supplied to the coil 12 from an oscillator. Has become.
【０００４】上記導体１１とコイル１２との距離ｄが変
化すると、図１１に破線で示す等ベクトルポテンシャル
線が変化し、その変化量がコイル１２のインダクタンス
の変化量として検知される。そして、上記インダクタン
スの変化量に基づいて、上記導体１１とコイル１２間の
微小な距離ｄを検出する。When the distance d between the conductor 11 and the coil 12 changes, the equi-vector potential line shown by a broken line in FIG. 11 changes, and the change is detected as the change in the inductance of the coil 12. Then, a minute distance d between the conductor 11 and the coil 12 is detected based on the amount of change in the inductance.
【０００５】しかし、上記のようなインダクタンスの変
化を用いた位置センサは、センス感度が低く、特にセン
シングする対象に設けられる導体１１とコイル１２との
距離ｄが大きくなると、感度が急激に低下するという問
題があった。However, the position sensor using the change in inductance as described above has a low sensing sensitivity, and the sensitivity decreases rapidly when the distance d between the conductor 11 and the coil 12 provided on the object to be sensed increases. There was a problem.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
ダクタとセンシングする対象に設けられる導体との相対
位置の変化に応じたインダクタンスの変化を用いて微小
な距離の変化量を検知する従来の位置センサは、センス
感度が低く、センシングする対象に設けられる導体との
距離が大きくなると、感度が急激に低下するという問題
があった。SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the conventional position detecting method uses a change in inductance in accordance with a change in relative position between an inductor and a conductor provided on a sensing object to detect a minute amount of change in distance. The sensor has a problem that the sensor sensitivity is low, and the sensitivity decreases rapidly when the distance to a conductor provided on the object to be sensed increases.
【０００７】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、センス感度を高
めることができ、センシングする対象に設けられる導体
との距離が大きくなったときにも感度の低下を抑制でき
る位置センサを提供することにある。[0007] The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to increase the sense sensitivity and to increase the distance from a conductor provided on an object to be sensed. Another object of the present invention is to provide a position sensor capable of suppressing a decrease in sensitivity.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の位置センサ
は、導体と、この導体に対向して設けられるインダクタ
と、前記導体における前記インダクタとの対向面の裏面
側に設けられる第１の軟磁性膜と、前記インダクタの前
記導体との距離に応じたインダクタンスの変化に基づい
て、前記導体と前記インダクタとの距離を測定する測定
器とを具備することを特徴としている。A position sensor according to the present invention comprises a conductor, an inductor provided to face the conductor, and a first soft magnetic member provided on a back surface of the conductor facing the inductor. It is characterized by comprising a measuring device for measuring a distance between the conductor and the inductor based on a change in inductance according to a distance between the film and the conductor of the inductor.
【０００９】また、前記インダクタにおける前記導体と
の対向面の裏面側に設けられる第２の軟磁性膜を更に具
備することを特徴としている。[0009] The present invention is further characterized by further comprising a second soft magnetic film provided on the back surface side of the surface of the inductor facing the conductor.
【００１０】更に、前記測定器は、前記インダクタに発
振信号を供給する発振器と、この発振信号の位相情報を
検出するための位相検出回路と、前記位相検出回路で検
出した位相情報を距離情報に変換する演算回路とを備え
ることを特徴としている。Further, the measuring device includes an oscillator for supplying an oscillating signal to the inductor, a phase detecting circuit for detecting phase information of the oscillating signal, and converting the phase information detected by the phase detecting circuit into distance information. And an arithmetic circuit for conversion.
【００１１】上記のような構成によれば、第１の軟磁性
膜を設けたことにより、磁気抵抗が低減され、インダク
タに通電した際に発生する磁束がより有効に導体を鎖交
するようになる。このため、導体に大きな渦電流が発生
し、インダクタのインダクタンスは導体の影響でより大
きく減少する。この結果、センス感度を高めることがで
き、導体との距離が大きくなったときにも感度の低下を
抑制できる。According to the above configuration, the provision of the first soft magnetic film reduces the magnetic resistance, so that the magnetic flux generated when the inductor is energized is more effectively linked to the conductor. Become. For this reason, a large eddy current is generated in the conductor, and the inductance of the inductor is further reduced due to the influence of the conductor. As a result, the sense sensitivity can be increased, and the decrease in sensitivity can be suppressed even when the distance to the conductor is increased.
【００１２】また、第２の軟磁性膜を設ければ、より磁
気抵抗を低減でき、インダクタに通電した際に発生する
磁束が更に有効に導体を鎖交するようになる。よって、
導体により大きな渦電流が発生し、インダクタのインダ
クタンスは導体の影響でより大きく減少する。従って、
更にセンス感度を高めることができ、導体との距離が大
きくなったときにも感度の低下を抑制できる。Further, when the second soft magnetic film is provided, the magnetic resistance can be further reduced, and the magnetic flux generated when the inductor is energized can more effectively link the conductor. Therefore,
A large eddy current is generated in the conductor, and the inductance of the inductor is further reduced due to the effect of the conductor. Therefore,
Further, the sense sensitivity can be increased, and a decrease in sensitivity can be suppressed even when the distance to the conductor is increased.
【００１３】発振器からインダクタに発振信号を供給
し、位相検出回路により上記発振信号の位相情報を検出
し、演算回路で位相情報を距離情報に変換することによ
り、導体とインダクタとの微小な距離の変化量を検知で
きる。An oscillation signal is supplied from an oscillator to an inductor, phase information of the oscillation signal is detected by a phase detection circuit, and the phase information is converted into distance information by an arithmetic circuit, so that a small distance between the conductor and the inductor is obtained. The amount of change can be detected.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は、
この発明の第１の実施の形態に係る位置センサの原理
図、図２は上記位置センサのブロック図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 (a) and 1 (b)
FIG. 2 is a principle diagram of a position sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the position sensor.
【００１５】図１（ａ），（ｂ）に示すように、センシ
ングする対象に設けられる導体２１に対向してコイル
（スパイラルインダクタ）２２が設けられており、上記
導体２１におけるコイル２２との対向面の裏面側に、軟
磁性膜２３が設けられている。上記導体２１としては、
電気抵抗が低い（１×１０−８Ω・ｃｍ以下）ことが望
ましく、例えば銅板が好適である。また、上記軟磁性膜
２３としては、透磁率が５００以上で周波数特性が５０
ＭＨｚ程度までフラットな特性を有する材料が好まし
く、例えば(a)パーマロイやセンダスト、(b)鉄系のアモ
ルファス金属、(c)高抵抗軟磁性膜であるヘテロアモル
ファスやナノクリスタルを材料として含む膜等を用いる
と良い。As shown in FIGS. 1A and 1B, a coil (spiral inductor) 22 is provided so as to face a conductor 21 provided on the object to be sensed. The soft magnetic film 23 is provided on the back side of the surface. As the conductor 21,
It is desirable that the electric resistance is low (1 × 10 −8 Ω · cm or less), and for example, a copper plate is suitable. The soft magnetic film 23 has a magnetic permeability of 500 or more and a frequency characteristic of 50.
Materials having flat characteristics up to about MHz are preferable, such as (a) permalloy and sendust, (b) an iron-based amorphous metal, and (c) a high-resistance soft magnetic film such as a film containing heteroamorphous or nanocrystal as a material. It is better to use
【００１６】図２に示すように、位置センサ２０は、導
体２１、軟磁性膜２３、コイル２２、発振器２４、位相
検出回路２５及び演算回路２６等を含んで構成されてい
る。上記発振器２４、位相検出回路２５及び演算回路２
６は、コイル２２のインダクタンス変化に基づいて、導
体２１とコイル２２との距離ｄを測定する測定器として
働くものである。上記発振器２４は、コイル２２に発振
信号を供給する。上記位相検出回路２５は、上記発振信
号の位相を検出して位相情報を出力する。また、演算回
路２６は、上記位相検出回路から出力された位相情報を
距離情報に変換して外部に出力する。As shown in FIG. 2, the position sensor 20 includes a conductor 21, a soft magnetic film 23, a coil 22, an oscillator 24, a phase detection circuit 25, an arithmetic circuit 26 and the like. The oscillator 24, the phase detection circuit 25, and the arithmetic circuit 2
Numeral 6 functions as a measuring instrument for measuring the distance d between the conductor 21 and the coil 22 based on the change in the inductance of the coil 22. The oscillator 24 supplies an oscillation signal to the coil 22. The phase detection circuit 25 detects the phase of the oscillation signal and outputs phase information. The arithmetic circuit 26 converts the phase information output from the phase detection circuit into distance information and outputs the distance information to the outside.
【００１７】上記のような構成において、コイル２２に
は、発振器２４から発振信号が供給されており、コイル
２２と導体２１との距離ｄ等の相対位置が変化すると、
インダクタンスが変化するため、発振信号の位相が変化
する。この発振信号の位相の変化を位相検出回路２５で
検出し、検出した位相情報を演算回路２６で距離情報に
変換し、この演算回路２６から距離情報を出力するよう
になっている。In the above configuration, an oscillation signal is supplied from the oscillator 24 to the coil 22, and when the relative position such as the distance d between the coil 22 and the conductor 21 changes,
Since the inductance changes, the phase of the oscillation signal changes. The change in the phase of the oscillation signal is detected by a phase detection circuit 25, the detected phase information is converted into distance information by an arithmetic circuit 26, and the arithmetic circuit 26 outputs the distance information.
【００１８】図３（ａ），（ｂ）は軟磁性膜を設けた場
合と設けない場合の等ベクトルポテンシャル線の相違を
示す図、図４（ａ），（ｂ）は同じく軟磁性膜を設けた
場合と設けない場合の磁束密度について説明するための
図、図５は同じく軟磁性膜を設けた場合と設けない場合
のインダクタンスとコイル−導体間の距離との関係を示
す図である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams showing the difference between equi-vector potential lines when a soft magnetic film is provided and when it is not provided, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) show FIG. 5 is a diagram for explaining the magnetic flux density in the case where the soft magnetic film is provided and in the case where the soft magnetic film is not provided, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the inductance and the distance between the coil and the conductor when the soft magnetic film is not provided.
【００１９】ここでは、上記コイル２２のライン（Ｌ）
／スペース（Ｓ）が８０／８０μｍで、外径ＯＤが５０
００μｍの場合を例にとって示している。また、導体２
１としては、厚さΔＡが５００μｍの銅板を用いてい
る。更に、軟磁性膜２３としては、厚さΔＢが６μｍの
ＦｅＣｏＢＣを用いている。Here, the line (L) of the coil 22
/ Space (S) is 80 / 80μm and outer diameter OD is 50
The case of 00 μm is shown as an example. Also, conductor 2
As 1, a copper plate having a thickness ΔA of 500 μm is used. Further, as the soft magnetic film 23, FeCoBC having a thickness ΔB of 6 μm is used.
【００２０】図３（ａ）に示す軟磁性膜を設けない場合
に比べ、図３（ｂ）に示すように軟磁性膜２３を設けた
場合には、等ベクトルポテンシャル線が導体２１側に近
づく。すなわち、上記軟磁性膜２３により、磁気抵抗が
低減され、コイル２２に通電した際に発生する磁束がよ
り有効に導体２１を鎖交するようになる。このため、導
体２１には軟磁性膜２３を配置する前に比べ大きな渦電
流が発生し、結果的にコイル２２のインダクタンスは導
体２１の影響でより大きく減少する。Compared with the case where the soft magnetic film is not provided as shown in FIG. 3A, when the soft magnetic film 23 is provided as shown in FIG. . That is, the magnetic resistance is reduced by the soft magnetic film 23, and the magnetic flux generated when the coil 22 is energized is more effectively linked to the conductor 21. For this reason, a larger eddy current is generated in the conductor 21 than before the soft magnetic film 23 is arranged, and as a result, the inductance of the coil 22 is further reduced due to the influence of the conductor 21.
【００２１】この位置センサは、導体２１がコイル２２
に接近することで、コイル２２のインダクタンスが低く
なる現象を用いているため、導体２１の裏面に軟磁性膜
２３を配置することにより、上述したように、より大き
な渦電流が発生し、インダクタンスの変化量を大きくし
て、センス感度を向上できる。In this position sensor, the conductor 21 is a coil 22
, The inductance of the coil 22 is reduced by using the phenomenon that the soft magnetic film 23 is disposed on the back surface of the conductor 21. As described above, a larger eddy current is generated, and the inductance of the coil 22 is reduced. By increasing the amount of change, the sense sensitivity can be improved.
【００２２】図４（ａ）は、導体２１内の磁束密度のう
ち、図４（ｂ）の法線Ｂ方向（ｙ方向）、つまり上下方
向の成分がＡ−Ａ’線（ｘ方向）上でどのように分布し
ているかを、軟磁性膜２３を設けた場合と設けない場合
で比較して示している。導体２１を鎖交する（法線Ｂ方
向に横切る）成分の２乗が大きいほどインダクタンスの
変化量が大きくなるため、効果の指針となる。図４
（ａ）から分かるように、軟磁性膜２３を設けた場合に
は、設けない場合に比べて、導体２１を鎖交する磁束密
度が導体２１の中心付近で高くなっている。FIG. 4A shows that the component of the magnetic flux density in the conductor 21 in the direction of the normal B in FIG. 4B (y direction), that is, the component in the vertical direction is on the line AA ′ (x direction). The distribution is shown in comparison with the case where the soft magnetic film 23 is provided and the case where the soft magnetic film 23 is not provided. The larger the square of the component interlinking the conductor 21 (crossing in the direction of the normal line B), the larger the amount of change in inductance is, so that it serves as a guide for the effect. FIG.
As can be seen from (a), when the soft magnetic film 23 is provided, the magnetic flux density interlinking the conductor 21 is higher near the center of the conductor 21 than when the soft magnetic film 23 is not provided.
【００２３】図５は、軟磁性膜２３を設けた場合と設け
ない場合のインダクタンスとコイル−導体間の距離ｄと
を比較して示している。この図５は、軟磁性膜２３の透
磁率が６３０で発振器２４の発振周波数が１０ＭＨｚの
場合で示している。軟磁性膜２３を設けることにより、
コイル−導体間の距離ｄの変化量に対するインダクタン
スの変化量が大きくなっていることがわかる。FIG. 5 shows a comparison between the inductance and the distance d between the coil and the conductor when the soft magnetic film 23 is provided and when it is not provided. FIG. 5 shows the case where the magnetic permeability of the soft magnetic film 23 is 630 and the oscillation frequency of the oscillator 24 is 10 MHz. By providing the soft magnetic film 23,
It can be seen that the amount of change in the inductance with respect to the amount of change in the distance d between the coil and the conductor is large.
【００２４】上述したように、本実施の形態によれば、
センス感度を高めることができ、センシングする対象に
設けられる導体との距離が大きくなったときにも感度の
低下を抑制できる。As described above, according to the present embodiment,
Sense sensitivity can be increased, and a decrease in sensitivity can be suppressed even when the distance to a conductor provided on a sensing target increases.
【００２５】図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ、この発明
の第２の実施の形態に係る位置センサについて説明する
ための原理図である。上記第１の実施の形態では、セン
シングする対象に設けられる導体２１のコイル２２との
対向面の裏面側のみに、軟磁性膜２３を設けた。これに
対し、この第２の実施の形態では、上記コイル２２の導
体２１との対向面の裏面側にも軟磁性膜２７を設けてい
る。FIGS. 6A and 6B are principle diagrams for explaining a position sensor according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the soft magnetic film 23 is provided only on the back surface side of the surface of the conductor 21 provided as a sensing target facing the coil 22. On the other hand, in the second embodiment, the soft magnetic film 27 is also provided on the back surface of the surface of the coil 22 facing the conductor 21.
【００２６】このような構成によれば、上記軟磁性膜２
７により、磁気抵抗が更に低減され、コイル１２に通電
した際に発生する磁束がより有効に導体を鎖交するよう
になる。従って、コイル２２のインダクタンスは導体２
１の影響でより大きく減少する。導体２１の裏面とコイ
ル２２の裏面それぞれに軟磁性膜２３，２７を配置した
ことにより、より大きな渦電流が発生し、インダクタン
スの変化量を大きくでき、センス感度を向上できる。According to such a configuration, the soft magnetic film 2
7, the magnetic resistance is further reduced, and the magnetic flux generated when the coil 12 is energized is more effectively linked to the conductor. Therefore, the inductance of the coil 22 is
The effect of 1 decreases more greatly. By disposing the soft magnetic films 23 and 27 on the back surface of the conductor 21 and the back surface of the coil 22, respectively, a larger eddy current is generated, the amount of change in inductance can be increased, and the sense sensitivity can be improved.
【００２７】図７は、上記図１（ａ），（ｂ）及び図２
に示した位置センサの第１の適用例を示しており、位置
センサを被加工物の切削加工時の深さ測定装置として用
いるものである。被加工物３１の表面３１Ａ上には導体
２１及び軟磁性膜２３が設けられ、切削装置３２のこの
導体２１に対向する面側にコイル２２が設けられてい
る。そして、被加工物３１の表面３１Ａを切削装置３２
で切削する際、この被加工物３１の表面３１Ａに設けた
導体２１の位置から切削量を検知するようになってい
る。FIGS. 7 (a) and 1 (b) and FIG.
1 shows a first application example of the position sensor shown in FIG. 1, in which the position sensor is used as a depth measuring device when cutting a workpiece. A conductor 21 and a soft magnetic film 23 are provided on a surface 31A of a workpiece 31. A coil 22 is provided on a surface of the cutting device 32 facing the conductor 21. Then, the surface 31A of the workpiece 31 is
When cutting is performed, the cutting amount is detected from the position of the conductor 21 provided on the surface 31A of the workpiece 31.
【００２８】このような測定に際して、例えばレーザー
光を用いた場合、光路に水滴が存在するだけで光が屈折
して誤差が生じたり、測定できなくなったりするが、イ
ンダクタンスの変化を用いれば、導体２１とコイル２２
間に水滴（非金属）等が存在していても正確な測定が可
能である。In such a measurement, when a laser beam is used, for example, the presence of water droplets in the optical path causes the light to be refracted, resulting in an error or an inability to make a measurement. 21 and coil 22
Accurate measurement is possible even if there is a water drop (non-metal) or the like in between.
【００２９】図８は、上記図１（ａ），（ｂ）及び図２
に示した位置センサの第２の適用例を示しており、非金
属平板を研磨する場合の厚み測定に用いるものである。
すなわち、非金属平板３３の一方の面側に導体２１及び
軟磁性膜２３を設け、他方の面側にコイル２２を設けて
非金属平板３３の厚みを測定するようにしている。FIGS. 8 (a) and (b) and FIGS.
This shows a second application example of the position sensor shown in FIG. 1, which is used for thickness measurement when polishing a non-metallic flat plate.
That is, the conductor 21 and the soft magnetic film 23 are provided on one side of the non-metallic flat plate 33, and the coil 22 is provided on the other side, and the thickness of the non-metallic flat plate 33 is measured.
【００３０】通常の測定工具では、非金属平板３３の端
部しか測定できないが、上記のような構成によれば非金
属平板３３の全ての部分が測定可能である。With a normal measuring tool, only the end of the non-metallic flat plate 33 can be measured, but according to the above configuration, all the portions of the non-metallic flat plate 33 can be measured.
【００３１】図９は、上記図１（ａ），（ｂ）及び図２
に示した位置センサの第３の適用例を示しており、半導
体基板等の加工を行う際に、加工工具のＸ，Ｙ座標を測
定するために用いるものである。被加工物３４には、Ｘ
方向に導体２１ｘ及び軟磁性膜２３ｘが設けられ、Ｙ方
向に導体２１ｙ及び軟磁性膜２３ｙが設けられている。
この被加工物３４上には加工工具３５が配置されてい
る。上記加工工具３５の導体２１ｘに対向する面側には
コイル２２ｘが設けられ、上記加工工具３５の導体２１
ｙに対向する面側にはコイル２２ｙが設けられている。FIGS. 9 (a) and (b) and FIGS.
This shows a third application example of the position sensor shown in FIG. 1, which is used for measuring the X and Y coordinates of a processing tool when processing a semiconductor substrate or the like. The workpiece 34 has X
The conductor 21x and the soft magnetic film 23x are provided in the direction, and the conductor 21y and the soft magnetic film 23y are provided in the Y direction.
A processing tool 35 is arranged on the workpiece 34. A coil 22x is provided on the surface of the processing tool 35 facing the conductor 21x.
A coil 22y is provided on the surface side facing y.
【００３２】上記のような構成において、２つの位置セ
ンサにより被加工物３４に対する加工工具３５のＸ方向
とＹ方向の位置を検出することにより、この加工工具３
５のＸ座標とＹ座標を測定する。In the above configuration, the position of the processing tool 35 in the X direction and the Y direction with respect to the workpiece 34 is detected by two position sensors.
The X coordinate and the Y coordinate of 5 are measured.
【００３３】なお、上記第１乃至第３の適用例におい
て、第１の実施の形態に係る位置センサを用いる場合を
例にとって説明したが、図６（ａ），（ｂ）に示した第
２の実施の形態に係る位置センサを用いても良いのは勿
論である。また、導体及び軟磁性膜とコイルとの位置関
係を入れ替えても良い。In the first to third application examples, the case where the position sensor according to the first embodiment is used has been described as an example, but the second embodiment shown in FIGS. 6A and 6B has been described. Needless to say, the position sensor according to the embodiment may be used. Further, the positional relationship between the conductor and the soft magnetic film and the coil may be exchanged.
【００３４】以上実施の形態を用いてこの発明の説明を
行ったが、この発明は上記各実施の形態に限定されるも
のではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で
種々に変形することが可能である。また、上記各実施の
形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される
複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が
抽出され得る。例えば各実施の形態に示される全構成要
件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決
しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが
解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少な
くとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除さ
れた構成が発明として抽出され得る。Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention at the stage of carrying out the invention. Is possible. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some components are deleted from all the components shown in each embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the column of the effect of the invention can be solved. In a case where at least one of the effects described above is obtained, a configuration in which this component is deleted can be extracted as an invention.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、センス感度を高めることができ、センシングする対
象に設けられる導体との距離が大きくなったときにも感
度の低下を抑制できる位置センサが得られる。As described above, according to the present invention, the position sensitivity can be increased, and the decrease in sensitivity can be suppressed even when the distance to the conductor provided on the object to be sensed increases. Is obtained.
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る位置センサ
の原理図。FIG. 1 is a principle diagram of a position sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第１の実施の形態に係る位置センサ
のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a position sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図３】軟磁性膜を設けた場合と設けない場合の等ベク
トルポテンシャル線の相違を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a difference between equi-vector potential lines when a soft magnetic film is provided and when a soft magnetic film is not provided.
【図４】軟磁性膜を設けた場合と設けない場合の磁束密
度について説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining a magnetic flux density when a soft magnetic film is provided and when it is not provided.
【図５】軟磁性膜を設けた場合と設けない場合のインダ
クタンスとコイル−導体間の距離との関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an inductance and a distance between a coil and a conductor when a soft magnetic film is provided and not provided.
【図６】この発明の第２の実施の形態に係る位置センサ
の原理図。FIG. 6 is a principle diagram of a position sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図７】この発明による位置センサの第１の適用例を示
しており、被加工物の切削加工時の深さ測定装置として
用いる場合の概略構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a first application example of the position sensor according to the present invention, which is used as a depth measuring device at the time of cutting a workpiece.
【図８】この発明による位置センサの第２の適用例を示
しており、非金属平板を研磨した場合の厚み測定に用い
る場合の概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a second application example of the position sensor according to the present invention, which is used for thickness measurement when a non-metallic flat plate is polished.
【図９】この発明による位置センサの第３の適用例を示
しており、半導体基板などの加工を行う際に、加工工具
のＸ，Ｙ座標を測定するのに用いる場合の概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a third application example of the position sensor according to the present invention, which is used to measure X and Y coordinates of a processing tool when processing a semiconductor substrate or the like.
【図１０】従来の位置センサの原理図。FIG. 10 is a principle diagram of a conventional position sensor.
【図１１】従来の位置センサにおける等ベクトルポテン
シャル線を示す図。FIG. 11 is a diagram showing equi-vector potential lines in a conventional position sensor.
２０…位置センサ、 １１，２１，２１ｘ，２２ｙ…導体、 １２，２２，２２ｘ，２２ｙ…コイル（スパイラルイン
ダクタ）、 ２３，２３ｘ，２３ｙ，２７…軟磁性膜、 ２４…発振器、 ２５…位相検出回路、 ２６…演算回路、 ３１，３４…被加工物、 ３２…切削装置、 ３３…非金属平板、 ３５…加工工具。Reference numeral 20: position sensor, 11, 21, 21x, 22y: conductor, 12, 22, 22x, 22y: coil (spiral inductor), 23, 23x, 23y, 27: soft magnetic film, 24: oscillator, 25: phase detection circuit 26, an arithmetic circuit, 31, 34, a workpiece, 32, a cutting device, 33, a non-metallic flat plate, 35, a processing tool.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA02 CA40 DA05 GA08 LA01 LA30 2F077 CC02 FF02 FF31 FF39 TT21 TT82 VV01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F063 AA02 CA40 DA05 GA08 LA01 LA30 2F077 CC02 FF02 FF31 FF39 TT21 TT82 VV01
Claims (3)
設けられる第１の軟磁性膜と、 前記インダクタの前記導体との距離に応じたインダクタ
ンスの変化に基づいて、前記導体と前記インダクタとの
距離を測定する測定器とを具備することを特徴とする位
置センサ。A distance between the conductor, an inductor provided facing the conductor, a first soft magnetic film provided on a back surface side of the conductor facing the inductor, and a distance from the conductor of the inductor; A position sensor comprising: a measuring device for measuring a distance between the conductor and the inductor based on a change in inductance according to the following.
向面の裏面側に設けられる第２の軟磁性膜を更に具備す
ることを特徴とする請求項１に記載の位置センサ。2. The position sensor according to claim 1, further comprising a second soft magnetic film provided on a back surface side of the inductor facing the conductor.
号を供給する発振器と、この発振信号の位相情報を検出
するための位相検出回路と、前記位相検出回路で検出し
た位相情報を距離情報に変換する演算回路とを備えるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の位置センサ。3. An oscillator for supplying an oscillating signal to the inductor, a phase detecting circuit for detecting phase information of the oscillating signal, and converting the phase information detected by the phase detecting circuit into distance information. The position sensor according to claim 1, further comprising: an arithmetic circuit that performs conversion.
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