JP3389538B2 - Capacitive sensor - Google Patents

Capacitive sensor

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JP3389538B2
JP3389538B2 JP24144899A JP24144899A JP3389538B2 JP 3389538 B2 JP3389538 B2 JP 3389538B2 JP 24144899 A JP24144899 A JP 24144899A JP 24144899 A JP24144899 A JP 24144899A JP 3389538 B2 JP3389538 B2 JP 3389538B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量式センサ
に関する。詳しくは、高分解能で短波長の位置検出信号
と低分解能で長波長の位置検出信号とを合成して、高分
解能で長波長の位置検出信号を得るようにした静電容量
式センサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a capacitance type sensor. More specifically, the present invention relates to a capacitive sensor that combines a high-resolution, short-wavelength position detection signal and a low-resolution, long-wavelength position detection signal to obtain a high-resolution, long-wavelength position detection signal.

【0002】[0002]

【背景技術】従来の静電容量式センサにおいて、高精
度、高分解能化を行おうとした場合、スケールおよびグ
リッドの電極パターンピッチを狭くする必要がある。こ
れを実現する方法として、現在、ガラス基板上に薄膜で
電極パターンを作製し構成している。
2. Description of the Related Art In a conventional capacitance type sensor, in order to achieve high precision and high resolution, it is necessary to narrow the electrode pattern pitch of the scale and grid. As a method for realizing this, at present, an electrode pattern is formed by a thin film on a glass substrate and configured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラス基板上
に薄膜で電極パターンを作製するには、高価な成膜装置
が必要であるため、コスト的に高くなってしまうという
課題がある。また、広範囲を高精度、高分解能化するた
めには、トラック数を多くする必要があるが、このよう
にすると、面積の拡大が不可欠となり、更なる高価格化
を招くという課題がある。
However, in order to form an electrode pattern with a thin film on a glass substrate, an expensive film forming apparatus is required, so that there is a problem that the cost becomes high. Further, in order to increase the accuracy and resolution of a wide area, it is necessary to increase the number of tracks. However, if this is done, it is indispensable to increase the area, and there is a problem that the price is further increased.

【0004】本発明の目的は、このような従来の課題を
解消し、コストの上昇を招くことなく、広範囲を高精
度、高分解能化できる静電容量式センサを提供すること
にある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the related art and to provide a capacitance type sensor capable of achieving high precision and high resolution in a wide range without increasing the cost.

【0005】本発明の静電容量式センサは、上記目的を
達成するため、次の構成を採用する。請求項1に記載の
静電容量式センサは、高分解能で短波長の第1の静電容
量式電極および低分解能で長波長の第2の静電容量式電
極が位置検出方向に形成されたスケールと、前記第1の
静電容量式電極と一定のギャップを介して対向する電極
を有し、これら対向する電極によって高分解能で短波長
の位置検出信号を発生する第1の静電容量式検出手段
と、前記第2の静電容量式電極と一定のギャップを介し
て対向する電極を有し、これら対向する電極によって低
分解能で長波長の位置検出信号を発生する第2の静電容
量式検出手段とを有し、前記高分解能で短波長の位置検
出信号と低分解能で長波長の位置検出信号とを合成し
て、高分解能で長波長の位置検出信号を得るようにした
静電容量式センサであって、前記第1の静電容量式検出
手段の電極は、熱膨張係数の小さい材料からなる第1基
板上に薄膜成形によって形成され、前記第2の静電容量
式検出手段の電極は、前記第1基板よりも熱膨張係数の
大きな材料からなる第2基板上にプリントによって形成
されていることを特徴とする。
The capacitance type sensor of the present invention adopts the following constitution in order to achieve the above object. In the capacitance type sensor according to claim 1, a first capacitance type electrode having a high resolution and a short wavelength and a second capacitance type electrode having a low resolution and a long wavelength are formed in a position detection direction. A first capacitance type electrode that has a scale and electrodes that face the first capacitance type electrode via a constant gap, and that generates a high-resolution short-wavelength position detection signal by these opposing electrodes. A second capacitance having a detection means and an electrode facing the second capacitance type electrode with a constant gap interposed therebetween, and generating a position detection signal of low wavelength with low resolution by these facing electrodes. An electrostatic detector for synthesizing the high-resolution short-wavelength position detection signal and the low-resolution long-wavelength position detection signal to obtain a high-resolution long-wavelength position detection signal. A capacitance type sensor, wherein the first capacitance type detection means is provided. The electrode is formed by thin film molding on a first substrate made of a material having a small thermal expansion coefficient, and the electrode of the second capacitance type detection means is made of a material having a larger thermal expansion coefficient than that of the first substrate. It is characterized in that it is formed on the second substrate by printing.

【0006】ここで、第1基板を構成する熱膨張係数の
小さい材料とは、ガラス、セラミックス、ガラスセラミ
ックス、クオーツ(水晶)などをいう。また、第2基板
を構成する第1基板よりも熱膨張係数の大きな材料と
は、エポキシ樹脂、ポリエステル、アラミド、ポリイミ
ドなどをいう。
Here, the material having a small coefficient of thermal expansion forming the first substrate means glass, ceramics, glass ceramics, quartz (crystal), or the like. The material having a larger thermal expansion coefficient than that of the first substrate forming the second substrate means epoxy resin, polyester, aramid, polyimide, or the like.

【0007】このような構成によれば、第2の静電容量
式電極と一定のギャップを介して対向し、低分解能で長
波長の位置検出信号を発生する第2の静電容量式検出手
段の電極が、エポキシ樹脂などの材料からなる第2基板
上にプリントによって形成されているから、これらの電
極を高価な成膜装置を用いることなく形成できる。この
際、第1の静電容量式電極と一定のギャップを介して対
向し、高分解能で短波長の位置検出信号を発生する第1
の静電容量式検出手段の電極が、ガラスなどの材料から
なる第1基板上に薄膜成形によって形成されているか
ら、つまり、アライメント許容度の小さい電極について
はガラスなどの材料からなる第1基板上に薄膜成形によ
って、アライメント許容度の大きい電極についてはエポ
キシ樹脂などの材料からなる第2基板上にプリントによ
って形成されているから、各検出手段の電極を必要精度
に応じた素材で構成できる。つまり、精度を維持しつ
つ、コストダウンがはかれる。また、高分解能で短波長
の位置検出信号と低分解能で長波長の位置検出信号とを
合成して、高分解能で長波長の位置検出信号を得るよう
にしたので、広範囲を高精度、高分解能化できる。従っ
て、コストの上昇を招くことなく、広範囲を高精度、高
分解能化できる。
According to this structure, the second capacitance type detection means is opposed to the second capacitance type electrode via a constant gap and generates a long wavelength position detection signal with low resolution. Since the electrodes are formed by printing on the second substrate made of a material such as epoxy resin, these electrodes can be formed without using an expensive film forming apparatus. At this time, the first capacitance type electrode is opposed to the first capacitance type electrode via a certain gap and generates a high resolution short wavelength position detection signal.
The electrodes of the capacitance type detection means are formed by thin film molding on the first substrate made of a material such as glass, that is, for the electrode having a small alignment tolerance, the first substrate made of a material such as glass. Since the electrodes having large alignment tolerance are formed by printing on the second substrate made of a material such as epoxy resin by the thin film molding, the electrodes of each detecting means can be made of a material according to the required accuracy. In other words, cost can be reduced while maintaining accuracy. In addition, since the high-resolution short-wavelength position detection signal and the low-resolution long-wavelength position detection signal are combined to obtain the high-resolution long-wavelength position detection signal, it is possible to obtain high precision and high resolution over a wide range. Can be converted. Therefore, high precision and high resolution can be achieved over a wide range without increasing the cost.

【0008】請求項2に記載の静電容量式センサは、請
求項1に記載の静電容量式センサにおいて、前記第2の
静電容量式検出手段の電極は、エポキシ樹脂基板上にプ
リントによって形成されていること特徴とする。このよ
うな構成によれば、第2の静電容量式検出手段を構成す
る電極については、エポキシ樹脂基板上にプリントによ
って形成されているから、簡単かつ安価に形成できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the capacitance type sensor according to the first aspect, wherein the electrodes of the second capacitance type detection means are printed on an epoxy resin substrate. It is characterized by being formed. According to such a configuration, the electrodes forming the second electrostatic capacitance type detection means are formed on the epoxy resin substrate by printing, so that the electrodes can be formed easily and inexpensively.

【0009】請求項3に記載の静電容量式センサは、請
求項1に記載の静電容量式センサにおいて、前記第1の
静電容量式検出手段の電極は、ガラス基板上に金属の薄
膜成形によって形成されていることを特徴とする。この
ような構成によれば、第1の静電容量式検出手段を構成
する電極については、ガラス基板上に金属の薄膜成形に
よって形成されているから、高分解能化をはかるうえで
必要な高精度な加工を保証できる。
According to a third aspect of the present invention, in the capacitance type sensor according to the first aspect, the electrode of the first capacitance type detecting means has a thin metal film on a glass substrate. It is characterized by being formed by molding. According to this structure, since the electrodes forming the first capacitance type detecting means are formed by forming a thin metal film on the glass substrate, the high precision required for achieving high resolution is achieved. You can guarantee the perfect processing.

【0010】請求項4に記載の静電容量式センサは、請
求項1に記載の静電容量式センサにおいて、前記第1の
静電容量式検出手段の電極は、セラミックス基板上に金
属の薄膜成形によって形成されていることを特徴とす
る。このような構成よれば、セラミックス基板の場合、
ガラス基板に比べ孔開け加工がしやすく、レーザによる
孔開け加工が可能である。そのため、セラミックス基板
に孔を開けてそこに銅などを流し込んで表面の電極から
電気信号を裏面に導くようにすれば、配線がし易く、ま
た、裏面にプリアンプなどの回路を構成することができ
るため、装置をよりコンパクト化できる。
The capacitance type sensor according to a fourth aspect is the capacitance type sensor according to the first aspect, wherein the electrode of the first capacitance type detecting means is a thin metal film on a ceramic substrate. It is characterized by being formed by molding. According to such a structure, in the case of a ceramic substrate,
Holes are easier to drill than glass substrates, and laser drilling is possible. Therefore, if holes are made in the ceramic substrate and copper or the like is poured into the holes so that electric signals are guided from the electrodes on the front surface to the rear surface, wiring is easy and a circuit such as a preamplifier can be formed on the rear surface. Therefore, the device can be made more compact.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は本実施形態の静電容量式セ
ンサの平面図、図2は図1のII方向から見た図である。
これらの図に示すように、本実施形態の静電容量式セン
サは、ガラス基板からなるスケール1と、このスケール
1の長手方向へ往復移動可能に設けられたスライダ21
とを備える。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the capacitance type sensor of the present embodiment, and FIG. 2 is a view seen from the direction II in FIG.
As shown in these figures, the electrostatic capacitance sensor of the present embodiment includes a scale 1 made of a glass substrate and a slider 21 provided so as to be capable of reciprocating in the longitudinal direction of the scale 1.
With.

【0012】スケール1には、高分解能で短波長の第1
の静電容量式電極を有する第1のトラック11と、低分
解能で長波長の第2の静電容量式電極を有する第2のト
ラック12とが、互いに平行にかつ位置検出方向(スケ
ール1の長手方向)に沿って形成されている。第1のト
ラック11には、スケール1の長手方向に沿って所定ピ
ッチで形成された複数の受信電極11Aと、各受信電極
11Aに接続された複数の伝達電極11B,11Cとが
それぞれ設けられている。第2のトラック12には、ス
ケール1の長手方向に沿って所定ピッチ(受信電極11
Aより大きいピッチ)で形成された複数の受信電極12
Aと、各受信電極12Aに接続された複数の伝達電極1
2B,12Cとがそれぞれ設けられている。
The scale 1 has a first resolution of high resolution and a short wavelength.
The first track 11 having the electrostatic capacitance type electrode and the second track 12 having the second capacitance type electrode having low resolution and long wavelength are parallel to each other and in the position detection direction (of the scale 1). It is formed along the longitudinal direction). The first track 11 is provided with a plurality of reception electrodes 11A formed at a predetermined pitch along the longitudinal direction of the scale 1 and a plurality of transmission electrodes 11B and 11C connected to each reception electrode 11A. There is. The second track 12 has a predetermined pitch (the receiving electrode 11) along the longitudinal direction of the scale 1.
A plurality of receiving electrodes 12 formed with a pitch larger than A)
A and a plurality of transmission electrodes 1 connected to each reception electrode 12A
2B and 12C are provided respectively.

【0013】スライダ21は、図示しないホルダを介し
て、スケール1の長手方向へ移動可能に設けられた金属
製のスライダ基板22を備える。スライダ基板22は、
矩形状の周囲枠22Aと、その周囲枠22Aの一つの内
側縁と接続され残る3つの内側縁とは切り離された保持
部22Bとを有する。つまり、周囲枠22に対して、そ
の一つの内側縁を支点として、保持部22Bが周囲枠2
2の厚み方向へ変位可能に設けられている。保持部22
Bには、略中央上側に熱膨張係数の小さな材料からなる
第1基板としてのガラス基板23が取り付けられている
とともに、そのガラス基板23を除く保持部22Bの略
全面に第2基板としてエポキシ樹脂基板、ここでは、ガ
ラスエポキシ基板24が取り付けられている。つまり、
ガラス基板23を除く保持部22Bの略全面には、前記
第1基板よりも熱膨張係数の大きな材料からなるガラス
エポキシ基板24が取り付けられている。
The slider 21 is provided with a metallic slider substrate 22 movably provided in the longitudinal direction of the scale 1 via a holder (not shown). The slider substrate 22 is
It has a rectangular peripheral frame 22A and a holding portion 22B that is connected to one inner edge of the peripheral frame 22A and is separated from the remaining three inner edges. In other words, with respect to the peripheral frame 22, the holding portion 22B uses the one inner edge as a fulcrum.
2 is provided so as to be displaceable in the thickness direction. Holding part 22
A glass substrate 23 as a first substrate made of a material having a small thermal expansion coefficient is attached to the upper side of the center of B, and an epoxy resin as a second substrate is provided on substantially the entire surface of the holding portion 22B except the glass substrate 23. A substrate, here a glass epoxy substrate 24, is attached. That is,
A glass epoxy substrate 24 made of a material having a larger thermal expansion coefficient than the first substrate is attached to substantially the entire surface of the holding portion 22B except the glass substrate 23.

【0014】ガラス基板23には、第1のトラック11
の受信電極11Aと容量結合される8つで一群の送信電
極31Aと、第1のトラック11の伝達電極11B,1
1Cと対向されて容量結合される検出電極31B,31
Cとがそれぞれ形成されている。これらの電極31A,
31B,31Cは、一定のギャップを介して対向する第
1の静電容量式電極(11A,11B,11C)との関
係によって、高分解能で短波長の位置検出信号を発生す
る第1の静電容量式検出手段を構成するもので、たとえ
ば、成膜装置を用いて金属の薄膜成形によって形成され
る。
The first track 11 is provided on the glass substrate 23.
A group of eight transmitting electrodes 31A capacitively coupled to the receiving electrodes 11A of the first transmitting electrodes 11B and the transmitting electrodes 11B, 1 of the first track 11
The detection electrodes 31B, 31 facing the 1C and capacitively coupled
C and C are formed respectively. These electrodes 31A,
31B and 31C are first electrostatics that generate a high-resolution short-wavelength position detection signal due to the relationship with the first capacitive electrodes (11A, 11B, 11C) facing each other with a constant gap. It constitutes a capacitance type detection means, and is formed by, for example, forming a metal thin film using a film forming apparatus.

【0015】ガラスエポキシ基板24には、第2のトラ
ック12の受信電極12Aと容量結合される8つで一群
の送信電極32Aと、第2のトラック12の伝達電極1
2B,12Cと対向されて容量結合される検出電極32
Bとがそれぞれ形成されている。これらの電極32A,
32Bは、一定のギャップを介して対向する第2の静電
容量式電極(12A,12B,12C)との関係によっ
て、低分解能で長波長の位置検出信号を発生する第2の
静電容量式検出手段を構成するもので、たとえば、ガラ
スエポキシ基板24上にプリントによって形成される。
On the glass epoxy substrate 24, a group of eight transmitting electrodes 32A capacitively coupled to the receiving electrodes 12A of the second track 12 and the transmitting electrodes 1 of the second track 12 are provided.
A detection electrode 32 facing the 2B and 12C and capacitively coupled
B and B are formed respectively. These electrodes 32A,
32B is a second capacitance type that generates a low-resolution long-wavelength position detection signal due to the relationship with the second capacitance type electrodes (12A, 12B, 12C) facing each other with a certain gap. It constitutes a detection means, and is formed by printing on the glass epoxy substrate 24, for example.

【0016】第1の静電容量式検出手段を構成する電極
31A,31B,31Cの周囲、具体的には、電極31
A,31B,31Cを内包する三角形の各頂点位置に
は、これらの電極31A,31B,31Cとスケール1
の電極面とのギャップを一定に保持するギャップ保持手
段51A〜51Cが設けられている。第2の静電容量式
検出手段を構成する電極32A,32Bの周囲、具体的
には、電極32A,32Bの両側上下位置には、これら
の電極32A,32Bとスケール1の電極面とのギャッ
プを一定に保持するギャップ保持手段52A〜52Dが
それぞれ設けられている。これらのギャップ保持手段5
1A〜51C、52A〜52Dは、先端に球面状のボー
ルを備え、そのボールがスケール1の表面に接しながら
摺動するようになっている。
Around the electrodes 31A, 31B, 31C constituting the first capacitance type detection means, specifically, the electrode 31
These electrodes 31A, 31B, 31C and the scale 1 are placed at the respective vertex positions of the triangle containing A, 31B, 31C.
Gap holding means 51A to 51C for holding a constant gap with respect to the electrode surface are provided. A gap between the electrodes 32A and 32B and the electrode surface of the scale 1 is provided around the electrodes 32A and 32B constituting the second capacitance type detection means, specifically, on the upper and lower positions on both sides of the electrodes 32A and 32B. Gap holding means 52A to 52D for holding the above are respectively provided. These gap holding means 5
Each of 1A to 51C and 52A to 52D has a spherical ball at its tip, and the ball slides while being in contact with the surface of the scale 1.

【0017】このような静電容量式センサにおいて、第
1の静電容量式検出手段を構成する一群の送信電極31
Aに位相が45度ずつずれた8相の周期信号を駆動信号
として供給すると、検出電極31B,31Cからは、ス
ケール1に対するスライダ21の変位に応じた信号(高
分解能で短波長の位置検出信号)が得られる。また、第
2の静電容量式検出手段を構成する一群の送信電極32
Aに位相が45度ずつずれた8相の周期信号を駆動信号
として供給すると、検出電極32Bからは、スケール1
に対するスライダ21の変位に応じた信号(低分解能で
長波長の位置検出信号)が得られる。そして、第1の静
電容量式検出手段によって得られれる高分解能で短波長
の位置検出信号と、第2の静電容量式検出手段によって
得られる低分解能で長波長の位置検出信号とを合成する
ことによって、高分解能で長波長の位置検出信号を得る
ことができる。
In such an electrostatic capacitance type sensor, a group of transmitting electrodes 31 constituting the first electrostatic capacitance type detecting means.
When an 8-phase periodic signal whose phase is shifted by 45 degrees is supplied to A as a drive signal, a signal corresponding to the displacement of the slider 21 with respect to the scale 1 (a high-resolution short-wavelength position detection signal) is supplied from the detection electrodes 31B and 31C. ) Is obtained. In addition, a group of transmitting electrodes 32 constituting the second capacitance type detecting means.
When an 8-phase periodic signal whose phase is shifted by 45 degrees is supplied to A as a drive signal, the scale 1 is fed from the detection electrode 32B.
A signal (a low-resolution long-wavelength position detection signal) corresponding to the displacement of the slider 21 with respect to is obtained. Then, the high-resolution, short-wavelength position detection signal obtained by the first capacitance type detection means and the low-resolution, long-wavelength position detection signal obtained by the second capacitance type detection means are combined. By doing so, it is possible to obtain a high-resolution, long-wavelength position detection signal.

【0018】従って、本実施形態によれば、高分解能で
短波長の第1の静電容量式電極11A〜11Cおよび低
分解能で長波長の第2の静電容量式電極12A〜12C
が位置検出方向に形成されたスケール1と、第1の静電
容量式電極11A〜11Cと一定のギャップを介して対
向し高分解能で短波長の位置検出信号を発生する電極3
1A〜31Cと、第2の静電容量式電極12A〜12C
と一定のギャップを介して対向し低分解能で長波長の位
置検出信号を発生する電極32A,32Bと、高分解能
で短波長の位置検出信号と低分解能で長波長の位置検出
信号とを合成して、高分解能で長波長の位置検出信号を
得るようにした静電容量式センサにおいて、第2の静電
容量式電極12A〜12Cと一定のギャップを介して対
向し低分解能で長波長の位置検出信号を発生する電極3
2A,32Bをガラスエポキシ基板24上にプリントに
よって形成したので、これらの電極32A,32Bを高
価な成膜装置を用いることなく形成できる。
Therefore, according to this embodiment, the first capacitance type electrodes 11A to 11C of high resolution and short wavelength and the second capacitance type electrodes 12A to 12C of low resolution and long wavelength.
With a scale 1 formed in the position detection direction, and an electrode 3 facing the first electrostatic capacitance type electrodes 11A to 11C via a constant gap and generating a high-resolution short-wavelength position detection signal.
1A to 31C and second capacitance type electrodes 12A to 12C
And electrodes 32A and 32B facing each other through a certain gap and generating a low-resolution long-wavelength position detection signal, a high-resolution short-wavelength position detection signal and a low-resolution long-wavelength position detection signal. In a capacitance type sensor that obtains a high-resolution long-wavelength position detection signal, it is opposed to the second capacitance-type electrodes 12A to 12C via a constant gap and has a low resolution and a long-wavelength position. Electrode 3 for generating detection signal
Since 2A and 32B are formed by printing on the glass epoxy substrate 24, these electrodes 32A and 32B can be formed without using an expensive film forming apparatus.

【0019】また、第1の静電容量式電極11A〜11
Cと一定のギャップを介して対向し高分解能で短波長の
位置検出信号を発生する電極31A〜31Cが、ガラス
基板23上に薄膜成形によって形成されているから、つ
まり、アライメント許容度の小さい電極31A〜31C
についてはガラス基板23上に薄膜成形によって、アラ
イメント許容度の大きい電極32A,32Bについては
ガラスエポキシ基板24上にプリントによって形成され
ているから、各検出手段の電極を必要精度に応じた素材
で構成できる。つまり、精度を維持しつつ、コストダウ
ンがはかれる。また、高分解能で短波長の位置検出信号
と低分解能で長波長の位置検出信号とを合成して、高分
解能で長波長の位置検出信号を得るようにしたので、広
範囲を高精度、高分解能化できる。従って、コストの上
昇を招くことなく、広範囲を高精度、高分解能化でき
る。
Further, the first capacitance type electrodes 11A-11
Electrodes 31A to 31C that face C with a constant gap and generate a position detection signal of high resolution and a short wavelength are formed on the glass substrate 23 by thin film molding, that is, electrodes with a small alignment tolerance. 31A to 31C
Is formed by thin film forming on the glass substrate 23, and the electrodes 32A and 32B having a large alignment tolerance are formed by printing on the glass epoxy substrate 24. Therefore, the electrodes of each detecting means are made of a material according to the required accuracy. it can. In other words, cost can be reduced while maintaining accuracy. In addition, since the high-resolution short-wavelength position detection signal and the low-resolution long-wavelength position detection signal are combined to obtain the high-resolution long-wavelength position detection signal, it is possible to obtain high precision and high resolution over a wide range. Can be converted. Therefore, high precision and high resolution can be achieved over a wide range without increasing the cost.

【0020】とくに、第2の静電容量式検出手段を構成
する電極32A,32Bについては、ガラスエポキシ基
板24上にプリントによって形成されているから、簡単
かつ安価に形成できる。また、第1の静電容量式検出手
段を構成する電極31A〜31Cについては、ガラス基
板23上に金属の薄膜成形によって形成されているか
ら、高分解能化をはかるうえで必要な高精度な加工を保
証できる。
In particular, since the electrodes 32A and 32B constituting the second capacitance type detecting means are formed on the glass epoxy substrate 24 by printing, they can be formed easily and inexpensively. Further, since the electrodes 31A to 31C forming the first electrostatic capacitance type detection means are formed by thin metal film molding on the glass substrate 23, high-precision processing necessary for achieving high resolution. Can be guaranteed.

【0021】また、第1の静電容量式検出手段を構成す
る電極31A,31B,31Cの周囲、具体的には、電
極31A,31B,31Cを内包する三角形の各頂点位
置にギャップ保持手段51A〜51Cを設けたので、こ
れらの電極31A,31B,31Cとスケール1の電極
面とのギャップを一定に保持することができる。また、
第2の静電容量式検出手段を構成する電極32A,32
B,32Cの周囲、具体的には、電極32A,32Bの
両側上下位置にもギャップ保持手段52A〜52Dを設
けたので、これらの電極32A,32Bとスケール1の
電極面とのギャップを一定に保持することができる。し
かも、これらのギャップ保持手段51A〜51C、52
A〜52Dは、先端に球面状のボールを備えているか
ら、そのボールがスケール1の表面に接しながら円滑に
摺動することができる。つまり、一定のギャップを確保
しつつ、スライダ21の移動を円滑にできる。
Further, the gap holding means 51A is provided around the electrodes 31A, 31B, 31C constituting the first electrostatic capacitance type detection means, specifically, at each vertex position of a triangle including the electrodes 31A, 31B, 31C. 51C are provided, the gap between these electrodes 31A, 31B, 31C and the electrode surface of the scale 1 can be kept constant. Also,
Electrodes 32A, 32 constituting second capacitance type detection means
Since gap holding means 52A to 52D are provided around B and 32C, specifically, on both upper and lower sides of the electrodes 32A and 32B, the gap between these electrodes 32A and 32B and the electrode surface of the scale 1 is made constant. Can be held. Moreover, these gap holding means 51A to 51C, 52
Since each of A to 52D has a spherical ball at its tip, the ball can slide smoothly while being in contact with the surface of the scale 1. That is, the slider 21 can be moved smoothly while ensuring a certain gap.

【0022】なお、上記実施形態では、第2の静電容量
式電極12A〜12Cと一定のギャップを介して対向し
低分解能で長波長の位置検出信号を発生する電極32
A,32Bをガラスエポキシ基板24上にプリントによ
って形成したが、これに限られない。たとえば、PCB
(プリントサーキットボード)やFPC(フレキシブル
プリントサーキット)などと同様にして形成してもよ
い。これらの材料としては、ポリエステル、アラミド、
ポリイミドなどがあるが、これに銅箔の電極をプリント
して形成してもよい。
In the above embodiment, the electrode 32 is opposed to the second capacitance type electrodes 12A to 12C via a constant gap and generates a position detecting signal of long wavelength with low resolution.
Although A and 32B are formed by printing on the glass epoxy substrate 24, the present invention is not limited to this. For example, PCB
It may be formed in the same manner as a (printed circuit board) or an FPC (flexible printed circuit). These materials include polyester, aramid,
There is polyimide or the like, but it may be formed by printing a copper foil electrode on this.

【0023】また、上記実施形態では、第1の静電容量
式電極11A〜11Cと一定のギャップを介して対向し
高分解能で短波長の位置検出信号を発生する電極31A
〜31Cをガラス基板23上に形成したが、これについ
ても、セラミックス、ガラスセラミック、クオーツ(水
晶)などでもよい。特に、セラミックス系の材料はガラ
スに比べて孔開け加工がしやすいという利点がある。ガ
ラスであれば、孔開け加工中にクラックが入ることがあ
るが、セラミックス系の材料ではこのような不具合が比
較的少ない。そのため、たとえば、レーザによって孔を
開け、そこに銅などの導電性材料を流し込んで表面の電
極から電気信号を裏面に導くようにすれば、配線がし易
くなり、また、裏面にプリアンプなどの回路を構成する
ことができるため、装置をよりコンパクト化できる。
Further, in the above embodiment, the electrode 31A facing the first capacitance type electrodes 11A to 11C via a constant gap and generating a high-resolution short-wavelength position detection signal.
31C are formed on the glass substrate 23, but ceramics, glass ceramics, quartz (crystal) or the like may be used. In particular, ceramic-based materials have the advantage of being easier to perforate than glass. In the case of glass, cracks may occur during the punching process, but with ceramic-based materials, such problems are relatively small. Therefore, for example, if a hole is made by a laser and a conductive material such as copper is poured into the hole to guide an electric signal from the electrode on the front surface to the back surface, wiring becomes easier, and a circuit such as a preamplifier is formed on the back surface. Therefore, the device can be made more compact.

【0024】また、上記実施形態では、スケール1をガ
ラス基板から構成したが、たとえば、高分解能で短波長
の第1の静電容量式電極11A〜11Cを有する第1の
トラック11をガラス基板で作成し、低分解能で長波長
の第2の静電容量式電極12A〜12Cを有する第2の
トラック12をガラスエポキシ基板で作成し、つまり、
それぞれを別個に作成し、これら2つのスケールを貼り
合わせてスケール1を作成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the scale 1 is made of a glass substrate. However, for example, the first track 11 having the first capacitive electrodes 11A to 11C of high resolution and short wavelength is made of a glass substrate. The second track 12 having the second capacitive electrodes 12A to 12C of low resolution and long wavelength is made of a glass epoxy substrate, that is,
Alternatively, the scale 1 may be created separately and the scale 1 may be created by pasting these two scales together.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の静電容量式センサによれば、第
2の静電容量式電極と一定のギャップを介して対向し低
分解能で長波長の位置検出信号を発生する第2の静電容
量式検出手段の電極が、エポキシ樹脂などの第2基板上
にプリントによって形成されているから、これら電極を
高価な成膜装置を用いることなく形成できる。また、第
1の静電容量式電極と一定のギャップを介して対向し、
高分解能で短波長の位置検出信号を発生する第1の静電
容量式検出手段の電極が、ガラスなどの第1基板上に薄
膜成形によって形成されているから、つまり、アライメ
ント許容度の小さい電極についてはガラスなどの第1基
板上に薄膜成形によって、アライメント許容度の大きい
電極についてはエポキシ樹脂などの第2基板上にプリン
トによって形成されているから、各検出手段の電極を必
要精度に応じた素材で構成できる。つまり、精度を維持
しつつ、コストダウンがはかれる。また、高分解能で短
波長の位置検出信号と低分解能で長波長の位置検出信号
とを合成して、高分解能で長波長の位置検出信号を得る
ようにしたので、広範囲を高精度、高分解能化できる。
従って、コストの上昇を招くことなく、広範囲を高精
度、高分解能化できる。
According to the capacitance type sensor of the present invention, the second capacitance type electrode is opposed to the second capacitance type electrode through a constant gap and generates a position detecting signal of long wavelength with low resolution. Since the electrodes of the capacitance type detection means are formed by printing on the second substrate such as epoxy resin, these electrodes can be formed without using an expensive film forming apparatus. In addition, it faces the first capacitance type electrode through a certain gap,
Since the electrode of the first capacitance type detection means for generating a high-resolution and short-wavelength position detection signal is formed by thin film molding on the first substrate such as glass, that is, an electrode with a small alignment tolerance. Is formed by thin film molding on a first substrate such as glass, and electrodes with a large alignment tolerance are formed by printing on a second substrate such as epoxy resin. It can be composed of materials. In other words, cost can be reduced while maintaining accuracy. In addition, since the high-resolution short-wavelength position detection signal and the low-resolution long-wavelength position detection signal are combined to obtain the high-resolution long-wavelength position detection signal, it is possible to obtain high precision and high resolution over a wide range. Can be converted.
Therefore, high precision and high resolution can be achieved over a wide range without increasing the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る静電容量式センサの一実施形態を
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a capacitance type sensor according to the present invention.

【図2】図1のII方向から見た図である。FIG. 2 is a view seen from a direction II in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スケール 11A 受信電極 11B,11C 伝達電極 12A 受信電極 12B,12C 伝達電極 21 スライダ 23 ガラス基板(第1基板) 24 ガラスエポキシ基板(第2基板) 31A 送信電極 31B 検出電極 32A 送信電極 32B 検出電極 1 scale 11A receiving electrode 11B, 11C transmission electrodes 12A receiving electrode 12B, 12C transmission electrodes 21 Slider 23 glass substrate (first substrate) 24 Glass epoxy substrate (second substrate) 31A transmitter electrode 31B detection electrode 32A transmitter electrode 32B detection electrode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−307802(JP,A) 特開 昭49−66155(JP,A) 特開 平6−207805(JP,A) 特開 昭56−107120(JP,A) 特開 平5−264291(JP,A) 特公 平4−35689(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/00 G01D 5/245 G01D 5/245 102 G01B 21/00 Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-307802 (JP, A) JP-A-49-66155 (JP, A) JP-A-6-207805 (JP, A) JP-A-56-107120 (JP , A) JP-A-5-264291 (JP, A) JP-B-4-35689 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 7/00 G01D 5/245 G01D 5/245 102 G01B 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高分解能で短波長の第1の静電容量式電
極および低分解能で長波長の第2の静電容量式電極が位
置検出方向に形成されたスケールと、 前記第1の静電容量式電極と一定のギャップを介して対
向する電極を有し、これら対向する電極によって高分解
能で短波長の位置検出信号を発生する第1の静電容量式
検出手段と、 前記第2の静電容量式電極と一定のギャップを介して対
向する電極を有し、これら対向する電極によって低分解
能で長波長の位置検出信号を発生する第2の静電容量式
検出手段とを有し、 前記高分解能で短波長の位置検出信号と低分解能で長波
長の位置検出信号とを合成して、高分解能で長波長の位
置検出信号を得るようにした静電容量式センサであっ
て、 前記第1の静電容量式検出手段の電極は、熱膨張係数の
小さい材料からなる第1基板上に薄膜成形によって形成
され、 前記第2の静電容量式検出手段の電極は、前記第1基板
よりも熱膨張係数の大きな材料からなる第2基板上にプ
リントによって形成されていることを特徴とする静電容
量式センサ。
1. A scale in which a high-resolution, short-wavelength first capacitive electrode and a low-resolution, long-wavelength second capacitive electrode are formed in a position detection direction, and the first static electrode. A first capacitance type detection means having electrodes facing the capacitance type electrodes via a certain gap, and generating high-resolution short-wavelength position detection signals by these facing electrodes; An electrostatic capacitance type electrode having electrodes facing each other through a certain gap, and a second capacitance type detecting means for generating a low-resolution long-wavelength position detection signal by these opposing electrodes, A capacitive sensor that combines a high-resolution short-wavelength position detection signal and a low-resolution long-wavelength position detection signal to obtain a high-resolution long-wavelength position detection signal, The electrode of the first capacitance type detection means has a coefficient of thermal expansion. It is formed by thin film molding on a first substrate made of a small material, and the electrodes of the second capacitance type detection means are printed on a second substrate made of a material having a thermal expansion coefficient larger than that of the first substrate. An electrostatic capacitance type sensor characterized by being formed.
【請求項2】 請求項1に記載の静電容量式センサにお
いて、 前記第2の静電容量式検出手段の電極は、エポキシ樹脂
基板上にプリントによって形成されていること特徴とす
る静電容量式センサ。
2. The capacitance type sensor according to claim 1, wherein the electrodes of the second capacitance type detection means are formed by printing on an epoxy resin substrate. Sensor.
【請求項3】 請求項1に記載の静電容量式センサにお
いて、 前記第1の静電容量式検出手段の電極は、ガラス基板上
に金属の薄膜成形によって形成されていることを特徴と
する静電容量式センサ。
3. The capacitance type sensor according to claim 1, wherein the electrode of the first capacitance type detection means is formed by forming a thin metal film on a glass substrate. Capacitive sensor.
【請求項4】 請求項1に記載の静電容量式センサにお
いて、 前記第1の静電容量式検出手段の電極は、セラミックス
基板上に金属の薄膜成形によって形成されていることを
特徴とする静電容量式センサ。
4. The capacitance type sensor according to claim 1, wherein the electrode of the first capacitance type detection means is formed by forming a thin metal film on a ceramic substrate. Capacitive sensor.
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