JP2023122545A - 走査素子およびこの走査素子を備えた誘導式位置測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査素子および走査素子を備えた誘導式位置測定装置を提供すること。【解決手段】本発明は、プリント基板（１．１）を含む誘導式位置測定装置のための走査素子（１）であって、プリント基板（１．１）が、２つの検出器ユニット（１．１１、１．１２）の間に位置する幾何学的な中心面（Ｍ）を有する走査素子（１）に関する。検出器ユニット（１．１１、１．１２）は、受信導体路（１．１１２１、１．１２４１）を含み、第１の検出器ユニット（１．１１）はさらに第１の接続導体路（１．１１６）を含み、第１の接続導体路（１．１１６）は、第１の受信導体路（１．１１２１）の１つと電気的に接続されており、半径方向の方向成分で、第１の隙間（Ｕ１）を通って延びる。第２の検出器ユニット（１．１２）は第２の接続導体路（１．１２６）を含み、第２の接続導体路（１．１２６）は、第４の受信導体路（１．１２４１）の１つと電気的に接続されており、半径方向の方向成分で、第２の隙間（Ｕ２）を通って延びる。【選択図】図３

Description

本発明は、異なる速度で回転可能な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と、このような走査素子を備えた位置測定装置に関する。

誘導式位置測定装置は、例えば、相対的にお互いに回転可能な機械部品の角度位置（Ｗｉｎｋｅｌｐｏｓｉｔｉｏｎ）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施されており、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ており、角度測定器のロータに回転不能に接続されている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が印加されると、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。

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または角度位置（Ｗｉｎｋｅｌｓｔｅｌｌｕｎｇ）が測定され、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が決定され得る。

特開２００６－２０８２３９では、特にこの特許文献での図６に従い、１つのステータが間に配置されている２つのロータを備えた位置測定装置が開示されている。そこで説明されている位置測定装置は、例えばマイクロメータねじで使用される。

特開２００６－２０８２３９

本発明は、第１および第２のスケール素子の位置または角度位置の決定を可能にし、比較的正確に動作し、コンパクトで、安価に製造可能な、誘導式位置測定装置用の走査素子を作成するという課題に基づく。

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ている走査素子は、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プリント基板を含む。第１の検出器ユニットは、第１の励磁線、第１の受信線、および第３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、第２の受信線、および第４の受信線を有する。プリント基板は、第１と第２の検出器ユニットの間に配置されている幾何学的な中心面を有する。さらに受信線は、軸を中心に周方向に周回するように配置されており、第３の受信線は第１の受信線に対して半径方向の外側で延びる。同様に第２の受信線は第４の受信線に対して半径方向の外側で延びる。第１の受信線は第１の受信導体路を含み、第２の受信線は第２の受信導体路を含み、第３の受信線は第３の受信導体路を含み、第４の受信線は第４の受信導体路を含む。第１、第２、第３、および第４の受信導体路はそれぞれ周期的な経路を有する。第３の受信線は、周方向でその延びに沿って第１の隙間を有し、第１の隙間は、第３の受信導体路によって画定されているように構成されている。同様に第２の受信線は、周方向でのその延びに沿って第２の隙間を有し、第２の隙間は、第２の受信導体路によって画定されている。第１の検出器ユニットはさらに第１の接続導体路を含み、第１の接続導体路は、第１の受信導体路の１つと電気的に接続または接触されており、半径方向の方向成分で、第１の隙間を通って延びる。第２の検出器ユニットは第２の接続導体路を含み、第２の接続導体路は、第４の受信導体路の１つと電気的に接続されており、半径方向の方向成分で、第２の隙間を通って延びる。接続導体路は、特に、内側にある両方の第１および第４の受信導体路と、電子回路の部品との接続区間である。

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が定義され得る。第１の方向ｘは、求められた位置が測定される方向（測定方向）を表す。位置測定装置により、（回転）軸を中心とする回転運動または旋回運動に関し、それぞれ、第１のスケール素子と走査素子との間の第１の相対的な角度位置と同時に、第２のスケール素子と走査素子との間の第２の角度位置が測定されるべきなので、第１の方向ｘは周方向または接線方向である。

さらに、第１の方向ｘと直交する第２の方向ｙが定義され得る。
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。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）軸に平行である。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。

通常は、１つのプリント基板の両方の最大面が互いに対して平行に方向づけられている。中心面は、特に、これらのプリント基板面の間の中心で、これらの面に平行に配置されているため、特に第３の方向ｚでは、プリント基板の一方の面と中心面との間の間隔が、プリント基板のもう一方の面と中心面との間の間隔とまったく同じ大きさである。

本発明のさらなる形態では、第１の隙間が、第２の隙間に対して周方向にずれて配置されている。したがって両方の隙間は、プリント基板の構造内で重なり合ってはいない。
本発明の一変形形態によれば、プリント基板は多層に構成されており、第１の検出器ユニットは、プリント基板の第１の層および第２の層に配置されている。さらに第２の検出器ユニットは、プリント基板の第３の層および第４の層に配置されている。そのうえ特に、第１の接続導体路は、プリント基板の第１の層と第２の層に交互に延びてもよい。代替的または追加的に、第２の接続導体路は、第３の層と第４の層に交互に延びてもよい。言い換えれば、第１の接続導体路の少なくとも一区間は第１の層に延び、第１の接続導体路の別の一区間は第２の層に延びる。第２の接続導体路についても同様に考えることが成立する。

有利には、プリント基板は電子部品を含み、第２の検出器ユニットと、電子部品の少なくとも１つとが、プリント基板の同じ側に配置されている。
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）が通電され得る。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の間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られ得る。

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。
本発明のさらなる形態では、受信線の１つまたは複数によって生成可能な信号が、特に評価回路を構成する電子部品によってさらに処理され得る。

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ってよく、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。

有利には、受信線も励磁線も、周方向または第１の方向ｘに沿って延びる。
有利には、第１の検出器ユニット、特に第１の接続導体路は、ビアを介して少なくとも１つの電子部品と電気的に接続されており、ビアは、第２の受信線の半径方向の外側に配置されている。本発明のさらなる形態では、ビアは電子部品の１つに電気接触しており、したがって、特に第１の検出器ユニットまたはその受信導体路によって生成される信号が、ビアを介して電子部品に供給され得る。ビアは特に第３の方向ｚに延びていてもよい。

本発明の有利な形態では、ビアがスルーホールビアとして実施されている。ビアは、特に、プリント基板を通り抜ける途切れ目のない穴によって作り出されている。この穴が、内壁に金属層、特に銅層を設けられることが好ましい。ビアの上および下の接触部は、導体路、導体層、または電子部品との電気接触を形成する。ビアという概念は、以下では、導電材料で満たされているかまたはコーティングされている複数の穴または中空空間が、互いに（特に半径方向または周方向に）ずれて配置されている配置構成をも企図し得る。このようなビアは、しばしばスタッガードビアとも呼ばれる。

本発明のさらなる形態では、第１の隙間は周方向に第１の長さで延び、第３の受信導体路は、第３の周期長λ３をもつ周期的な経路を有する。ここで、第１の長さは第３の周期長λ３の１／８以上であり、すなわち、Ｌ１（第１の長さ）≧１／８・λ３が成立する。

有利には、走査素子は、第２の隙間が周方向に第２の長さで延び、第２の受信導体路が第２の周期長λ２をもつ周期的な経路を有するように構成されている。ここで、第２の長さは第２の周期長λ２の１／８以上であり、すなわち、Ｌ２（第２の長さ）≧１／８・λ２が成立する。

本発明のさらなる形態では、第１の受信導体路は、第１の周期長λ１をもつ周期的な経路を有し、第３の受信導体路は、第３の周期長λ３をもつ周期的な経路を有する。第１の周期長λ１は第３の周期長λ３以下である（λ１≦λ３）。さらに、第２の受信導体路の周期的な経路は第２の周期長（λ２）を有してもよく、第４の受信導体路は第４の周期長（λ４）を有してもよい。第１の周期長（λ１）は、すべてのほかの周期長λ２、λ３、λ４以下であり、すなわち第２、第３、および第４の周期長（λ２、λ３、λ４）以下である。

有利には、第２の周期長（λ２）は第４の周期長（λ４）以下である。
本発明の有利な形態では、第２の検出器ユニットと、電子部品の少なくとも１つとが、プリント基板の同じ側に配置されている。すなわちこの構造方式では、第２の検出器ユニットおよび電子部品は、中心面に対して同じ方向にずれるため、中心面は第２の検出器ユニットと電子部品の間には配置されていない。

本発明のさらなる形態では、第１の検出器ユニットは第３の励磁線を有し、第２の検出器ユニットは第４の励磁線を有する。
有利な形態では、第１のシールド層はプリント基板の第５の層に配置されており、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。中心面は第１のシールド層と第２のシールド層の間に位置しているため、シールド層は中心面の両側に配置されている。

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。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。

さらなる態様によると、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。

有利には、第１のスケール素子は第１の直径Ｄ１を有し、第２のスケール素子は第２の直径ｄ２を有し、第１の直径Ｄ１は第２の直径ｄ２より大きい（Ｄ１＞ｄ２）。
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。

さらに、電子部品の少なくとも１つは、第２のスケール素子の外輪郭より軸からさらに離間して配置されていてもよい。すなわち少なくとも１つの電子部品が、第２のスケール素子より半径方向の外側に配置されている。

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、１つの実施例の以下の説明から明らかになる。

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。 走査素子の第１の側面の平面図。 走査素子の第１の側面の詳細平面図。 走査素子の第２の側面の平面図。 走査素子の第２の側面の詳細平面図。 走査素子のＰ－Ｐでの詳細断面図。 第１のスケール素子の平面図。 第２のスケール素子の平面図。

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され得る走査素子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され得る。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接続されている。この被動軸とともに第１のスケール素子２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が第２のスケール素子３を用いて行われてもよく、ロボットの位置決めのための比較的高精度の角度位置が第１のスケール素子２を用いて行われてもよい。

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上に取り付けられている電子部品１．２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の走査にも供される。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。

角度情報を決定するために、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が配置されており、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。図１では、第２の検出器ユニット１．１２を備えたプリント基板１．１の第２の面が見えている。

図２および図３（図３は、図２に従う第１の検出器ユニット１．１１の拡大された詳細図である）では、プリント基板１．１の第１の面が、なかでも、プリント基板１．１の外側の第１の層Ａおよびプリント基板１．１の第２の層Ｂにある（図６を参照）第１の検出器ユニット１．１１と共に示されている。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１の受信線１．１１２は第１の受信導体路１．１１２１を含み、第３の受信線１．１１４は第３の受信導体路１．１１４１を含む。第１および第３の受信線１．１１２、１．１１４は、軸Ｒを中心に周方向に周回するように配置されており、第３の受信線１．１１４は第１の受信線１．１１２に対して半径方向の外側で、すなわち第１の受信線１．１１２の半径方向の外側で延びる。

図４および図５では、プリント基板１．１のもう一方の面が示されているため、第２の検出器ユニット１．１２が見えている。図５は、第２の検出器ユニット１．１２の細部を拡大して示す。図４および図５では、なかでも、第２の検出器ユニット１．１２のうち、プリント基板１．１の外側の第４の層Ｆおよびプリント基板１．１の第３の層Ｅにある構造が示されている。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、第４の受信線１．１２４、および第６の励磁線１．１２５を含む。第２の受信線１．１２２は第２の受信導体路１．１２２１を含み、第４の受信線１．１２４は第４の受信導体路１．１２４１を含む。第２および第４の受信線１．１２２、１．１２４も、軸Ｒを中心に周方向に周回するように配置されており、第２の受信線１．１２２は第４の受信線１．１２４に対して半径方向の外側で延びる。

図６には、走査素子１またはプリント基板１．１の、切断線Ｐ－Ｐに従う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を省略した。さらに、図６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が定義され得、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され得る。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され得る。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、半径方向とも呼ばれ得る。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が配置されており、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。プリント基板１．１の第２の面に関して、第４の層Ｆおよび第３の層Ｅについても同様である。

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、１．１２５は、第４の層Ｆに延びる励磁導体路１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１を含む。

さらに、プリント基板１．１はまた、第５の層Ｄおよび第６の層Ｃを含む。第５の層Ｄには第１のシールド層１．１３があり、第６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、比較的面積の大きい銅層である。これらのシールド層は、特に、受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４の間の領域に穿孔または開口部を有さないため、第１の検出器ユニット１．１１の受信線１．１１２、１．１１４と第２の検出器ユニット１．１２の受信線１．１２２、１．１２４の間のクロストークが阻止または少なくとも強く低減される。

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の励磁線１．１２１、１．１２３、１．１２５は、第２の受信線１．１２２または第４の受信線１．１２４を囲む。励磁線１．１１１、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３、１．１２５と受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４の両方は、周方向または第１の方向ｘに沿って延びる。

受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４は、本実施例では、それぞれ、受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１を含み、これらの受信導体路は周方向にずれて配置されているため、ずれに対応して位相のずれた４つの信号を供給することができる。図では、１つの同じ受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４に属する受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１に１つだけの符号を付している。したがって、例えば第１の受信線１．１１２のすべての受信導体路１．１１２１に１つだけの符号が設けられている。さらに、第１の検出器ユニット１．１１の第１の受信導体路１．１１２１は、ビアと接続され、プリント基板１．１の異なる層において延びるため、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る。厳密に言えば、第１および第２の受信導体路１．１１２１、１．１２２１の各々が、それぞれ２つの平面または層に割り振られて並んでいる多くの導体片からなるのではあるが、以下ではこのような構造をまとめて、１つの受信導体路１．１２２１、１．１２４１と呼ばれる。

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。第１の検出器ユニット１．１１に関して言えば、第１の受信線１．１１２の第１の受信導体路１．１１２１は第１の周期長λ１を有し、第３の受信導体路１．１１４１は第３の周期長λ３を有する。本実施例では、図３に基づき、第１の周期長λ１は第３の周期長λ３より小さい（λ１＜λ３＝２・1/2λ３、図３）。第２の検出器ユニット１．１２に関し（図５を参照）、第２の受信線１．１２２の第２の受信導体路１．１２２１は第２の周期長λ２を有し、第４の受信導体路１．１２４１は第４の周期長λ４を有することが確認され得る。ここで、第２の周期長λ２は第４の周期長λ４より小さく、特に、図５に関し
２・1/2λ＝λ２＜λ４＝２・1/2λ４
が成立する。

本実施例では、１つの受信線１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４内で隣接する受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１は、完全な正弦周期または周期長λ１、λ２、λ３、λ４の１／８だけ（周方向または第１の方向ｘに沿ってπ／４または４５°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、１つには０°および９０°の信号、もう１つには４５°および１３５°の信号を供給するように電気的に接続されている。０°および９０°の信号から第１の位置信号が決定され得、４５°および１３５°の信号から第１の位置信号に対して冗長な第２の位置信号が決定され得る。

図２および図３に示されるように、第３の受信線１．１１４は、周方向（ｘ方向）でのその延びに沿って第１の隙間Ｕ１を有する。第１の隙間Ｕ１の領域は、第３の受信導体路１．１１４１によって画定されるため、画定された受信導体路１．１１４１の間には検出構造が存在しない。すなわち第一近似では、第１の隙間Ｕ１は、幾何学的に見るとリング切片である領域でもある。第１の隙間Ｕ１の領域の、２つの第３の受信導体路１．１１４１の間の周方向の最小間隔Ｌ１は、本実施例では５／８・λ３（Ｌ１＝５／８・λ３）である。すなわち第１の隙間Ｕ１の領域では、周期的に延びる第３の受信導体路１．１１４１は配置されていない。これに対し、第１の隙間Ｕ１を通って、第１の接続導体路１．１１６が半径方向の方向成分で延びる。第１の接続導体路１．１１６は、さらに内側にある第１の受信線１．１１２の第１の受信導体路１．１１２１と電気的に接続されており、受信信号を外側に転送するために供される。第１の接続導体路１．１１６の領域での干渉のカップリングを回避するため、第１の接続導体路１．１１６は、ｚ方向において上下になって、一部の区間ではプリント基板１．１の第１の層Ａと第２の層Ｂに交互に延びる。

プリント基板１．１は、ビア１．１５をさらに有する。第１の接続導体路１．１１６は、第３の受信線１．１１４の半径方向の外側に配置されたビア１．１５で終端する。ビア１．１５は、ここではそれぞれスルーホールビアとして実施されており、したがってプリント基板１．１をその厚さ全体にわたって貫通している。よってビア１．１５は第３の方向ｚに平行に延びる。ビア１．１５は、プリント基板１．１の第２の面では、すなわち第２の検出器ユニット１．１２の面では、第２の受信線１．１２２の半径方向の外側に配置されている。この面には電子部品１．２がある。ビア１．１５により、第１の受信線１．１１２の第１の受信導体路１．１１２１が、中心面Ｍの向こう側に配置されている電子部品１．２と電気的に接続される。導体路を介し、電子部品１．２に電気接触される。よって第１の受信導体路１．１１２１は、接続導体路１．１１６およびビア１．１５を介し、電子部品１．２と電気的に接続されている。

図４および図５によれば、第２の受信線１．１２２は、周方向でのその延びに沿って第２の隙間Ｕ２を有する。この第２の隙間Ｕ２は、第２の受信導体路１．１２２１によって画定される。第２の隙間Ｕ２の領域の、２つの第２の受信導体路１．１２２１の間の周方向の最小間隔Ｌ２は、本実施例では５／８ λ２（Ｌ２＝５／８・λ２）となる。すなわち第２の隙間Ｕ２では、周期的に延びる第２の受信導体路１．１２２１は配置されていない。第２の隙間Ｕ２を通って、半径方向の方向成分で、第２の接続導体路１．１２６が延び、第２の接続導体路１．１２６はそれぞれ第４の受信導体路１．１２４１と電気的に接続されている。第２の接続導体路１．１２６は、干渉カップリングを回避するため、ｚ方向において上下になって、プリント基板１．１の第３の層Ｅと第４の層Ｆに交互に延びる。

特に、第１の周期長λ１は第３の周期長λ３より小さいので、第１の受信線１．１１２は、第３の受信線１．１１４より高解像度の位置信号を供給する。すなわち第１の検出器ユニット１．１１は、より高解像度で内側にある第１の受信線１．１１２と、より低解像度で外側にある第３の受信線１．１１４とを有し、第３の受信線１．１１４は第１の隙間Ｕ１によって中断されている。第２の検出器ユニット１．１２は、第２の受信線１．１２２により、第４の受信線１．１２４に比べて高解像度で外側にある受信線１．１２２を有し、第２の受信線１．１２２は第２の隙間Ｕ２によって中断されている。第１の隙間Ｕ１は、第２の隙間Ｕ２に対して周方向に角度γ（図４）だけずれて配置されている。

図７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８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は円板状の形状を有し、ここで第１のスケール素子２は第１の直径Ｄ１を有し、第２のスケール素子３は第２の直径ｄ２を有する。第１の直径Ｄ１は第２の直径ｄ２より大きい（Ｄ１＞ｄ２）。

スケール素子２、３は、図示の実施例ではそれぞれエポキシ樹脂製の基板からなり、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、異なる直径で軸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からなるピッチ構造を含む。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適用した。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され得る。第１のスケール素子２の内側のピッチ線２．１は、円周線に沿って最大数のピッチ領域２．１１、２．１２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。

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、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、受信導体路１．１１２１、１．１１４１、１．１２２１、１．１２４１において、誘導効果によってそれぞれの角度位置に依存した信号が生成可能である。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、１．１１５１、１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１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、１．１１５１、１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１は、複数の平行平面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ている電子部品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、１．１１５１、１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１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、１．１１５１、１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１は、１つの同じ励磁制御素子によって通電される。ここで、励磁線１．１１１、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３、１．１２５は電気的に直列に接続されている。

励磁線１．１１１、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３、１．１２５が相応の電流方向で通電されると、励磁導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１５１、１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１の周囲に筒状または円筒状に方向づけられ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、１．１１３、１．１１５、１．１２１、１．１２３、１．１２５の周囲に延び、磁力線の方向は、励磁導体路１．１１１１、１．１１３１、１．１１５１、１．１２１１、１．１２３１、１．１２５１の電流の方向に、公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、相対的な角度位置がそれぞれ測定され得る。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。第１の受信線１．１１２の信号は、第１のスケール素子２の内側のピッチ線２．１を走査する際に、角度位置の最大または最精密の解像度を供給する。

第１のシールド層１．１３と第２のシールド層１．１４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の拡散がほぼ防止され得る。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の電磁干渉も阻止される。

１ 走査素子
１．１ プリント基板
１．１１ 第１の検出器ユニット
１．１１１ 第１の励磁線
１．１１１１ 励磁導体路
１．１１２ 第１の受信線
１．１１２１ 第１の受信導体路
１．１１３ 第３の励磁線
１．１１３１ 励磁導体路
１．１１４ 第３の受信線
１．１１４１ 第３の受信導体路
１．１１５ 第５の励磁線
１．１１５１ 励磁導体路
１．１１６ 第１の接続導体路
１．１２ 第２の検出器ユニット
１．１２１ 第２の励磁線
１．１２１１ 励磁導体路
１．１２２ 第２の受信線
１．１２２１ 第２の受信導体路
１．１２３ 第４の励磁線
１．１２３１ 励磁導体路
１．１２４ 第４の受信線
１．１２４１ 第４の受信導体路
１．１２５ 第６の励磁線
１．１２５１ 励磁導体路
１．１２６ 第２の接続導体路
１．１３ 第１のシールド層
１．１４ 第２のシールド層
１．１５ ビア
１．２ 電子部品
２ 第１のスケール素子
２．１ ピッチ線
２．１１ 導電性のピッチ領域
２．１２ 非導電性のピッチ領域
２．２ ピッチ線
２．２１ 導電性のピッチ領域
２．２２ 非導電性のピッチ領域
３ 第２のスケール素子
３．１ ピッチ線
３．１１ 導電性のピッチ領域
３．１２ 非導電性のピッチ領域
３．２ ピッチ線
３．２１ 導電性のピッチ領域
３．２２ 非導電性のピッチ領域
Ａ 第１の層
Ｂ 第２の層
Ｃ 第６の層
Ｄ 第５の層
Ｅ 第３の層
Ｆ 第４の層
Ｄ１ 第１の直径
ｄ２ 第２の直径
Ｌ１ 第１の長さ
Ｌ２ 第２の長さ
Ｍ 中心面
Ｒ 軸
Ｕ１ 第１の隙間
Ｕ２ 第２の隙間
ｘ 第１の方向
ｙ 第２の方向
ｚ 第３の方向
γ 角度
λ１ 第１の周期長
λ２ 第２の周期長
λ３ 第３の周期長
λ４ 第４の周期長

Claims (14)

1. プリント基板（１．１）を含む誘導式位置測定装置のための走査素子（１）であって、前記プリント基板（１．１）が
   － 第１の受信線（１．１１２）および第３の受信線（１．１１４）を有する第１の検出器ユニット（１．１１）を含み、
   － 第２の受信線（１．１２２）および第４の受信線（１．１２４）を有する第２の検出器ユニット（１．１２）を含み、
   前記プリント基板（１．１）が前記検出器ユニット（１．１１、１．１２）の間に位置する幾何学的な中心面（Ｍ）を有し、
   前記受信線（１．１１２、１．１１４、１．１２２、１．１２４）が軸（Ｒ）を中心に周方向に周回するように配置されており、前記第３の受信線（１．１１４）が前記第１の受信線（１．１１２）に対して半径方向の外側で延び、前記第２の受信線（１．１２２）が前記第４の受信線（１．１２４）に対して半径方向の外側で延び、
   － 前記第１の受信線（１．１１２）が第１の受信導体路（１．１１２１）を含み、
   － 前記第２の受信線（１．１２２）が第２の受信導体路（１．１２２１）を含み、
   － 前記第３の受信線（１．１１４）が第３の受信導体路（１．１１４１）を含み、
   － 前記第４の受信線（１．１２４）が第４の受信導体路（１．１２４１）を含み、
   前記受信導体路（１．１１２１、１．１２２１、１．１１４１、１．１２４１）がそれぞれ周期的な経路を有し、
   前記第３の受信線（１．１１４）が周方向での前記第３の受信線（１．１１４）の延びに沿って第１の隙間（Ｕ１）を有し、前記第１の隙間（Ｕ１）が前記第３の受信導体路（１．１１４１）によって画定されており、
   前記第２の受信線（１．１２２）が周方向での前記第２の受信線（１．１２２）の延びに沿って第２の隙間（Ｕ２）を有し、前記第２の隙間（Ｕ２）が前記第２の受信導体路（１．１２２１）によって画定されており、
   前記第１の検出器ユニット（１．１１）が第１の接続導体路（１．１１６）を含み、前記第１の接続導体路（１．１１６）が前記第１の受信導体路（１．１１２１）の１つと電気的に接続されており、半径方向の方向成分で、前記第１の隙間（Ｕ１）を通って延び、
   前記第２の検出器ユニット（１．１２）が第２の接続導体路（１．１２６）を含み、前記第２の接続導体路（１．１２６）が前記第４の受信導体路（１．１２４１）の１つと電気的に接続されており、半径方向の方向成分で、前記第２の隙間（Ｕ２）を通って延びる、走査素子。
2. 前記第１の隙間（Ｕ１）が前記第２の隙間（Ｕ２）に対して周方向に角度（γ）だけずれて配置されている、請求項１に記載の走査素子（１）。
3. 前記プリント基板（１．１）が多層に構成されており、
   前記第１の検出器ユニット（１．１１）が前記プリント基板（１．１）の第１の層（Ａ）および第２の層（Ｂ）に配置されており、
   前記第２の検出器ユニット（１．１２）が前記プリント基板（１．１）の第３の層（Ｅ）および第４の層（Ｆ）に配置されている、請求項１または２に記載の走査素子（１）。
4. 前記第１の接続導体路（１．１１６）が一部の区間では前記プリント基板（１．１）の前記第１の層（Ａ）と前記第２の層（Ｂ）に交互に延び、および／または前記第２の接続導体路（１．１２６）が一部の区間では前記プリント基板（１．１）の前記第３の層（Ｅ）と前記第４の層（Ｆ）に交互に延びる、請求項３に記載の走査素子（１）。
5. 前記プリント基板（１．１）が電子部品（１．２）を含み、前記第２の検出器ユニット（１．１２）と、前記電子部品（１．２）の少なくとも１つとが、前記プリント基板（１．１）の同じ側に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の走査素子（１）。
6. 前記第１の検出器ユニット（１．１１）、特に前記第１の接続導体路（１．１１６）がビア（１．１５）を介して前記少なくとも１つの電子部品（１．２）と電気的に接続されており、前記ビア（１．１５）が前記第２の受信線（１．１２２）の半径方向の外側に配置されている、請求項５に記載の走査素子（１）。
7. 前記第１の隙間（Ｕ１）が周方向に第１の長さ（Ｌ１）で延び、前記第３の受信導体路（１．１１４１）が第３の周期長（λ３）をもつ周期的な経路を有し、Ｌ１≧１／８・λ３が成立する、請求項１から６のいずれか一項に記載の走査素子（１）。
8. 前記第２の隙間（Ｕ２）が周方向に第２の長さ（Ｌ２）で延び、前記第２の受信導体路（１．１２２１）が第２の周期長（λ２）をもつ周期的な経路を有しており、
   Ｌ２＞１／８・λ２が成立する、請求項１から７のいずれか一項に記載の走査素子（１）。
9. 前記第１の受信導体路（１．１１２１）が第１の周期長（λ１）をもつ周期的な経路を有し、前記第３の受信導体路（１．１１４１）が第３の周期長（λ３）をもつ周期的な経路を有し、前記第１の周期長（λ１）が前記第３の周期長（λ３）以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載の走査素子（１）。
10. 前記第２の受信導体路（１．１２２１）が第２の周期長（λ２）をもつ周期的な経路を有し、前記第４の受信導体路（１．１２４１）が第４の周期長（λ４）をもつ周期的な経路を有し、前記第１の周期長（λ１）が前記第２、第３、および第４の周期長（λ２、λ３、λ４）以下である、請求項９に記載の走査素子（１）。
11. 前記第２の受信導体路（１．１２２１）が第２の周期長（λ２）をもつ周期的な経路を有し、前記第４の受信導体路（１．１２４１）が第４の周期長（λ４）をもつ周期的な経路を有し、前記第２の周期長（λ２）が前記第４の周期長（λ４）以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の走査素子（１）。
12. 前記第１の検出器ユニット（１．１１）が第１の励磁線（１．１１１）を有し、前記第２の検出器ユニット（１．１２）が第２の励磁線（１．１２１）を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の走査素子（１）。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の走査素子（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）が前記中心面に直交に方向づけられている第３の方向（ｚ）に、前記プリント基板（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。
14. 前記第１のスケール素子（２）が第１の直径（Ｄ１）を有し、前記第２のスケール素子（３）が第２の直径（ｄ２）を有し、前記第１の直径（Ｄ１）が前記第２の直径（ｄ２）より大きい、請求項１３に記載の誘導式位置測定装置。