(57)【要約】【課題】クロストークを低減させることが可能な誘導型位置検出装置を提供する。【解決手段】誘導型位置検出装置のスケール３側において、第１結合ループ３５と第２結合ループ３７は、図５と異なる断面において第３配線３９により電気的に接続されている。第３配線３９は上下からシールド膜３２，３４により覆われている。一方、誘導型位置検出装置の読み出しヘッド５側において、送信巻線と電気的に接続する第１配線５５や受信巻線と電気的に接続する第２配線５６，５８は、それぞれ、シールド膜５２，５４により覆われている。【選択図】　図５
2004061498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束結合巻線が配置されたスケールと、前記スケールに対して相対移動可能に対向配置された読み出しヘッドと、を備えた誘導型位置検出装置であって、
前記読み出しヘッドは、
前記磁束結合巻線と結合する可変磁束を生成する送信巻線と、
前記磁束結合巻線からの可変磁束が結合される受信巻線と、
前記送信巻線と電気的に接続される第１配線と、
前記受信巻線と電気的に接続される第２配線と、
前記スケールからみて前記第１および第２配線のうち少なくとも一方の配線の前後側で前記配線を覆うように前記読み出しヘッドに配置されると共に磁性膜および導電膜のうち少なくとも一方で構成されるシールド膜と、
を含むことを特徴とする誘導型位置検出装置。
【請求項２】
前記磁束結合巻線は、
前記送信巻線が発生する可変磁束が結合して誘導電流が流れる第１結合ループと、
この誘導電流が生成する可変磁束を前記受信巻線に結合させる第２結合ループと、
前記第１結合ループと前記第２結合ループを電気的に接続する第３配線と、
を含み、
前記スケールは、
前記読み出しヘッドからみて前記第３配線の前後側で前記第３配線を覆うように前記スケールに配置されると共に磁性膜および導電膜のうち少なくとも一方で構成される他のシールド膜を含むことを特徴とする請求項１記載の誘導型位置検出装置。
【請求項３】
前記シールド膜および前記他のシールド膜のうち少なくとも一方は、磁性膜と導電膜が積層した積層構造を含むことを特徴とする請求項１または２記載の誘導型位置検出装置。
【請求項４】
前記シールド膜および前記他のシールド膜のうち少なくとも一方の膜の厚みは、この膜の表皮深さの大きさと略同一であり、
前記誘導型位置検出装置は複数の前記膜の積層構造を備えることを特徴とする請求項１または２項記載の誘導型位置検出装置。
【請求項５】
前記積層構造は前記磁性膜と前記導電膜が交互に積層したものであり、
前記磁性膜の厚みはこの磁性膜の表皮深さの大きさと略同一であり、
前記導電膜の厚みはこの導電膜の表皮深さの大きさと略同一であることを特徴とする請求項３項記載の誘導型位置検出装置。
【請求項６】
磁束結合巻線が配置されたスケールと、前記スケールに対して測定軸に沿って相対移動可能に対向配置された読み出しヘッドと、を備えた誘導型位置検出装置であって、
前記読み出しヘッドは、
前記磁束結合巻線と結合する可変磁束を生成する送信巻線と、
前記送信巻線のうち前記測定軸と交差する方向に延びる交差部を前記スケールからみて前後側で覆うように前記読み出しヘッドに配置されると共に磁性膜および導電膜のうち少なくとも一方で構成されるシールド膜と、
を含むことを特徴とする誘導型位置検出装置。
【請求項７】
前記読み出しヘッドは、前記送信巻線と電気的に接続される第１配線を含み、
前記シールド膜は、前記第１配線を前記スケールからみて前後側で覆うように前記読み出しヘッドに配置されていることを特徴とする請求項６に記載の誘導型位置検出装置。
【請求項８】
前記シールド膜は、磁性膜と導電膜が積層した積層構造を含むことを特徴とする請求項６または７記載の誘導型位置検出装置。
【請求項９】
前記シールド膜の厚みは、この膜の表皮深さの大きさと略同一であり、
前記誘導型位置検出装置は複数の前記膜の積層構造を備えることを特徴とする請求項６または７項記載の誘導型位置検出装置。
【請求項１０】
前記積層構造は前記磁性膜と前記導電膜が交互に積層したものであり、
前記磁性膜の厚みはこの磁性膜の表皮深さの大きさと略同一であり、
前記導電膜の厚みはこの導電膜の表皮深さの大きさと略同一であることを特徴とする請求項８項記載の誘導型位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁結合を利用して位置検出を行う誘導型位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の誘導型位置検出装置は、磁束結合巻線を所定ピッチで配列したスケールと、このスケールに対して相対移動可能に対向配置されると共に磁束結合巻線と電磁結合する送信巻線および受信巻線が配置された読み出しヘッドと、により構成される。そして、スケールの磁束結合巻線は、読み出しヘッドの送信巻線により生成される可変磁束が結合されて誘導電流が流れる第１結合ループと、この第１結合ループからの誘導電流が流れ、これにより生成する可変磁束を読み出しヘッドの受信巻線に結合させる第２結合ループと、を備える（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３１８７８１号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
誘導型位置検出装置には、二つの問題がある。一つはクロストークの増加であり、もう一つは送信巻線のインピーダンスの増加である。まず、一つ目の問題から説明する。
【０００５】
上記の通り第２結合ループからの可変磁束は受信巻線と結合される。可変磁束は受信巻線で受信信号に変換され、配線を経由して所定の回路に送られる。この配線が送信巻線で生成される可変磁束と結合すると、この配線にクロストークが発生する。
【０００６】
また、送信巻線に送信用励振信号を流すことにより、送信巻線で第１結合ループと結合する可変磁束が生成される。送信用励振信号は配線を経由して送信巻線に導かれるので、この配線からも可変磁束が不可避的に発生する。この配線と第１結合ループとは対向していないので、この配線から発生する可変磁束は位置検出に利用できない。よって、この可変磁束が例えば第１結合ループに結合すると、第１結合ループにクロストークが発生する。
【０００７】
以上のようなクロストークはオフセットの原因となり、よって、位置検出の精度が低下する。クロストークを防止するために、受信巻線と接続する配線を送信巻線から遠い位置に引き回して上記所定の回路に接続させること、配線の編み方を工夫してクロストークのキャンセル効果を生じさせること等の対策が考えられる。しかし、配線長の増加や配線の複雑化などのデメリットが生じる。
【０００８】
次に、もう一つの問題である送信巻線のインピーダンスの増加について説明する。送信巻線は、測定軸に対して平行である平行部および交差している交差部を含む。平行部で生成される可変磁束が、スケールの磁束結合巻線を構成する第１結合ループと結合する。したがって、位置検出には平行部で生成される可変磁束が利用され、交差部で生成される可変磁束は利用されない。送信巻線を構成するうえで交差部を省略することはできない。交差部でも可変磁束が生成されるため、その分だけ送信巻線のインピーダンスが増加し、送信巻線の電流が小さくなる。これにより、送信巻線で生成される可変磁束が弱くなり正確な位置検出に支障を来たす。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、クロストークを減少させることが可能な誘導型位置検出装置を提供することを目的としている。また、本発明は、送信巻線のインピーダンスを小さくすることが可能な誘導型位置検出装置を提供することを他の目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る誘導型位置検出装置の一つは、磁束結合巻線が配置されたスケールと、スケールに対して相対移動可能に対向配置された読み出しヘッドと、を備えた誘導型位置検出装置であって、読み出しヘッドは、磁束結合巻線と結合する可変磁束を生成する送信巻線と、磁束結合巻線からの可変磁束が結合される受信巻線と、送信巻線と電気的に接続される第１配線と、受信巻線と電気的に接続される第２配線と、スケールからみて第１および第２配線のうち少なくとも一方の配線の前後側でこの配線を覆うように読み出しヘッドに配置されると共に磁性膜および導電膜のうち少なくとも一方で構成されるシールド膜と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る誘導型位置検出装置の一つによれば、スケールからみて第１および第２配線のうち少なくとも一方の配線の前後側でこの配線を覆うように配置されたシールド膜を有する。したがって、この配線はシールドされるので、この配線に起因するクロストークを低減させることができる。
【００１２】
（２）上記誘導型位置検出装置の一つにおいて、磁束結合巻線は、送信巻線が発生する可変磁束が結合して誘導電流が流れる第１結合ループと、この誘導電流が生成する可変磁束を受信巻線に結合させる第２結合ループと、第１結合ループと第２結合ループを電気的に接続する第３配線と、を含み、スケールは、読み出しヘッドからみて第３配線の前後側で第３配線を覆うようにスケールに配置されると共に磁性膜および導電膜のうち少なくとも一方で構成される他のシールド膜を含むようにすることができる。
【００１３】
これによれば、第３配線がシールドされるので、この配線に起因するクロストークを低減させることができる。
【００１４】
（３）上記誘導型位置検出装置の一つにおいて、シールド膜および他のシールド膜のうち少なくとも一方は、磁性膜と導電膜が積層した積層構造を含むようにすることができる。
【００１５】
これによれば、シールド膜（上記シールド膜および上記他のシールド膜）の特性として要求される高透磁率や高飽和磁束密度を磁性膜の機能により満たし、低電気抵抗を導電膜の機能により満たすことができる。
【００１６】
（４）上記誘導型位置検出装置の一つにおいて、シールド膜および他のシールド膜のうち少なくとも一方の膜の厚みは、この膜の表皮深さの大きさと略同一であり、誘導型位置検出装置は複数の上記膜の積層構造を備えるようにすることができる。
【００１７】
これによれば、積層構造を構成する上記膜（シールド膜および他のシールド膜のうち少なくとも一方の膜）の各々でシールド効果が生じることにより、上記積層構造の全体として、シールド効果を大きくすることができるので、クロストークをより低減させることができる。
【００１８】
（５）上記誘導型位置検出装置の一つにおいて、積層構造は磁性膜と導電膜が交互に積層したものであり、磁性膜の厚みはこの磁性膜の表皮深さの大きさと略同一であり、導電膜の厚みはこの導電膜の表皮深さの大きさと略同一であるようにすることができる。
【００１９】
これによれば、シールド膜の特性として要求される高透磁率、高飽和磁束密度、低電気抵抗の条件を満たしつつシールド効果を大きくすることができる。
【００２０】
（６）本発明に係る誘導型位置検出装置の他の一つは、磁束結合巻線が配置されたスケールと、スケールに対して測定軸に沿って相対移動可能に対向配置された読み出しヘッドと、を備えた誘導型位置検出装置であって、読み出しヘッドは、磁束結合巻線と結合する可変磁束を生成する送信巻線と、送信巻線のうち測定軸と交差する方向に延びる交差部を前記スケールからみて前後側で覆うように読み出しヘッドに配置されると共に磁性膜および導電膜のうち少なくとも一方で構成されるシールド膜と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る誘導型位置検出装置の他の一つによれば、送信巻線のうち交差部がシールド膜により覆われるので、交差部での可変磁束の生成を防止（又は抑制）できるので、送信巻線のインピーダンスを小さくできる。
【００２２】
（７）上記誘導型位置検出装置の他の一つにおいて、読み出しヘッドは、送信巻線と電気的に接続される第１配線を含み、シールド膜は、第１配線をスケールからみて前後側で覆うように読み出しヘッドに配置されているようにすることができる。
【００２３】
これによれば、第１配線がシールド膜により覆われるので、第１配線での可変磁束の生成を防止（又は抑制）できる。なお、（３）、（４）、（５）は、上記誘導型位置検出装置の他の一つにも当てはまる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る誘導型位置検出装置１の概略構成を示す斜視図である。誘導型位置検出装置１は誘導型エンコーダとも言い、スケール３とこれに対向して配置された読み出しヘッド５（トランスデューサとも言う）とから構成される。スケール３の長手方向が測定軸ｘである。読み出しヘッド５は、スケール３に対して所定ギャップをもって測定軸ｘ方向に相対移動可能に配置される。
【００２５】
読み出しヘッド５は絶縁基板５１を有している。絶縁基板５１のスケール３と対向する面５１Ａ側には、長手方向がｘ方向である矩形状の送信巻線５３、これと電気的に接続する第１配線５５およびこの配線５５の端子５５Ａ，５５Ｂが配置されている。絶縁基板５１の面５１Ａ側であって送信巻線５３の隣には、所定の巻き数の受信巻線５７，５９、これらの各々と電気的に接続する第２配線５６，５８、第２配線５６の端子５６Ａ，５６Ｂおよび第２配線５８の端子５８Ａ，５８Ｂが配置されている。受信巻線５５，５７は互いに絶縁されかつ重なるように配置されている。
【００２６】
第１実施形態では、第１配線５５や第２配線５６，５８を覆うシールド膜（図１には図示せず）を読み出しヘッド５に配置することにより、クロストークを低減させている。これについては後で詳細に説明する。なお、図１では送信巻線５３、第１配線５５、端子５５Ａ，５５Ｂ、受信巻線５７，５９、第２配線５６，５８、端子５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂの表現の便宜上、面５１Ａと反対側の面上に描いている。
【００２７】
一方、スケール３は、絶縁基板３１と、この基板３１の読み出しヘッド５に対向する面３１Ａの側に、スケールピッチλでｘ方向に沿って多数の磁束結合巻線３３が配置されている。磁束結合巻線３３は、送信巻線５３と対向するように配置された第１結合ループ３５と、受信巻線５７，５９と対向するように配置された第２結合ループ３７と、第１結合ループ３５と第２結合ループ３７を電気的に接続する第３配線３９と、により構成される。第１実施形態では第３配線３９を覆うようにスケール３にシールド膜（図１には図示せず）を配置することにより、クロストークを低減させている。これについては後で詳細に説明する。
【００２８】
ここで、二つの受信巻線５７，５９について詳細に説明する。受信巻線５７，５９は互いに重なり合うように配置されている。これらを別々に表したものが図２である。受信巻線５７，５９は図１の第２結合ループ３７からの磁束の結合を空間変調するための波長λの正弦波状周期パターンをもって形成される。受信巻線５７，５９は互いにスケールピッチλの四分の一だけ位相をずらして配置されている。
【００２９】
受信巻線５７，５９はそれぞれ、実線で示す第１導体セグメント６１と、これと異なる層に形成された破線で示す第２導体セグメント６３と、これらのセグメントを電気的に接続する貫通配線６５とで構成される。一波長λ内に受信巻線５７は二つのループ５７Ａ，５７Ｂを構成し、受信巻線５９は二つのループ５９Ａ，５９Ｂを構成する。
【００３０】
図１および図２を参照して、受信巻線５７は、スケール３の移動に伴って、ループ５７Ａと第２結合ループ３７の間が最大の電磁結合を示すとき、ループ５７Ｂと第２結合ループ３７の間が最小の結合となるような結合の変動を示す。即ち第２結合ループ３７の配列により形成される変動磁界は、スケール３の移動に伴って受信巻線５７の形状により空間変調され、第２配線５６を経由して端子５６Ａ，５６Ｂには正弦波状の変位信号が得られる。受信巻線５９も受信巻線５７と同様であり、端子５８Ａ，５８Ｂにはλ／４だけ位相がずれた正弦波状の変位信号が得られる。
【００３１】
次に、誘導型位置検出装置１の動作について図１を参照して簡単に説明する。ＩＣ回路である発生回路７で生成された送信用励振信号（単相交流）は端子５５Ａ，５５Ｂから第１配線５５を経由して送信巻線５３に送られる。これにより、ある時刻に着目すると、送信巻線５３には反時計回りに励振電流ｉ１が流れる。そして、この励振電流ｉ１により送信巻線５３から可変磁束が生成され、第１結合ループ３５と結合する。より具体的にいえば、送信巻線５３の測定軸ｘ方向の部分である巻線導体部５３Ａ，５３Ｂが、第１結合ループ３５を構成する巻線導体部３５Ａ，３５Ｂと平行に相対向して電磁結合する。これにより、第１結合ループ３５には誘導電流ｉ２が流れる。誘導電流ｉ２は第３配線３９を経由して電流ｉ３として第２結合ループ３７に流れる。これにより第２結合ループ３７から発生される可変磁束が受信巻線５７，５９に結合する。そして、図２で説明した正弦波状変位信号が受信信号として端子５６Ａ，５６Ｂ，５８Ａ，５８Ｂを介して、処理回路８（ＩＣ回路）に送られる。処理回路９はこれらの受信信号をサンプリングし、ディジタル値に変換して演算制御回路９（ＩＣ回路）に送る。演算制御回路９では、このディジタル値を基にしてスケール３に対する読み出しヘッド５の位置を演算する。なお、演算制御回路９は発生回路７を制御する機能も有する。
【００３２】
さて、上記のとおり、第１実施形態では、第１配線５５、第２配線５６，５８、第３配線３９の各々を覆うシールド膜を備えることにより、クロストークを低減させている。以下詳細に説明する。まず、シールド膜の平面的位置関係から説明する。図３は図１の読み出しヘッド５の斜視図である。シールド膜５２，５４はｘ方向と交差する方向に延びており、上下から第１配線５５や第２配線５６，５８を覆うように読み出しヘッド５に形成されている。一方、図４は図１のスケール３の斜視図である。シールド膜（他のシールド膜）３２，３４はｘ方向に延びており、上下から各磁束結合巻線３３の第３配線３９を覆うようにスケール３に形成されている。
【００３３】
次に、シールド膜の断面的位置関係を説明する。図５は図１のＶ（ａ）−Ｖ（ｂ）の断面図であり、図６は図１のＶＩ（ａ）−ＶＩ（ｂ）の断面図である。まず、図５および図６を参照して、読み出しヘッド５側の断面から説明する。読み出しヘッド５の絶縁基板５１は、シリコン酸化膜等の絶縁膜６７で覆われたシリコン等の半導体基板６９により構成されている。絶縁膜６７上には、図５に示す断面においてシールド膜５２が全面に形成され、一方、図６に示す断面においてはシールド膜５２が形成されていない。シールド膜５２を覆うように、絶縁膜６７上にシリコン酸化膜またはポリイミド膜等の絶縁膜７１が形成されている。
【００３４】
そして、図５に示す断面では、第１配線５５、第２配線５６，５８が互いに距離をおいて絶縁膜７１上に配置されている。一方、図６に示す断面では、送信巻線５３、第２導体セグメント６３（図２）が互いに距離をおいて絶縁膜７１上に配置されている。これらを覆うように、絶縁膜７１と同様の材料からなる絶縁膜７３が形成されている。そして、絶縁膜７３上には、図６に示す断面において、第２導体セグメント６３と対向するように、第１導体セグメント６１（図２）が配置されている。第１導体セグメント６１は、絶縁膜７３のスルーホールに埋め込まれた貫通配線６５（図２）により第２導体セグメント６３と電気的に接続されている。
【００３５】
絶縁膜７３上には第１導体セグメント６１を覆うように絶縁膜７１と同様の材料からなる絶縁膜７５が形成されている。図５に示す断面において、シールド膜５４が絶縁膜７５上の全面に配置されている。そして、シールド膜５４を覆うように、絶縁膜７５上にはシリコン酸化膜等の保護膜７７が形成されている。
【００３６】
一方、スケール３側においては、図５と図６の断面構造は同じである。絶縁基板３１は、絶縁基板５１と同様にシリコン酸化膜等の絶縁膜４１で覆われたシリコン等の半導体基板４３により構成されている。絶縁膜４１上には、シールド膜３２が選択的に配置されている。シールド膜３２を覆うように、絶縁膜４１上にはシリコン酸化膜またはポリイミド膜等の絶縁膜４５が形成されている。絶縁膜４５上には、シールド膜３２と対向するように第３配線３９が配置され、この配線の両側にはそれぞれ第１結合ループ３５、第２結合ループ３７が配置されている。これらを覆うように、絶縁膜４５上には絶縁膜４５と同様の材料からなる絶縁膜４７が形成されている。そして、絶縁膜４７上には、第３配線３９と対向するように、シールド膜３４が選択的に形成されている。シールド膜３４を覆うように、絶縁膜４７上にはシリコン酸化膜等の保護膜４９が形成されている。
【００３７】
以上のように、第１実施形態では、第１配線５５、第２配線５６，５８のそれぞれを上下からシールド膜５２，５４で覆っている。言い換えればスケール３からみてこれらの配線の前後側にこれらの配線を覆うようにシールド膜５２，５４が配置されている。第３配線３９も同様に、上下からシールド膜３２，３４で覆っている（言い換えれば読み出しヘッド５からみて第３配線３９の前後側にこの配線を覆うようにシールド膜３２，３４が配置されている）。
【００３８】
これらのシールド膜によるシールド効果について説明する。図１に示す発生回路７で生成された送信用励振信号は第１配線５５を経由して送信巻線５３に送られ、送信巻線５３から可変磁束が生成される。このとき、第１配線５５からも可変磁束が不可避的に生成される。この可変磁束は位置検出に利用されないものであり、受信巻線５７，５９、送信巻線５３、磁束結合巻線３３（以下巻線という）と結合すると、これらの巻線においてクロストークが発生する。しかし、第１実施形態では、第１配線５５の上下がシールド膜５２，５４で覆われているので、第１配線５５で発生した可変磁束が上記巻線と結合するのを低減することができる。
【００３９】
一方、第２配線５６，５８や第３配線３９に送信巻線５３で生成された可変磁束が結合すると、これらの配線にクロストークが発生する。しかし、第２配線５６，５８の上下はシールド膜５２，５４で覆われており、第３配線３９の上下はシールド膜３２，３４で覆われているので、送信巻線５３で発生した可変磁束がこれらの配線と結合するのを低減することができる。
【００４０】
以上のように、第１実施形態では、第１配線５５、第２配線５６，５８、第３配線３９のそれぞれの上下をシールド膜で覆うことにより、クロストークを低減させることができ、この結果、測定精度を向上させることができる。
【００４１】
さて、第１実施形態において、シールド膜の特性として▲１▼高透磁率、▲２▼低保磁力、▲３▼高飽和磁束密度、▲４▼低電気抵抗が望まれる。シールド膜が鉄のような磁性材料からなる膜（磁性膜）の場合、これは空気と比較して高透磁率かつ高飽和磁束密度なので、磁気シールド効果が生じる。これにより、可変磁束が巻線や配線と結合するのを低減させることができる。特に、軟磁性体材料（例えばＦｅ−Ｎｉパーマロイやアモルファスメタル）が好ましい。これは、軟磁性体材料は低保磁力なので、可変磁束が消滅すれば、シールド膜の磁界が変わりやすくなり、このため、シールド膜に可変磁束による磁化の影響が残りにくいからである。
【００４２】
一方、シールド膜が導電膜（例えば、銅、アルミニウム、金を含有する金属膜）のように低電気抵抗の場合、可変磁束がシールド膜を通過する際に生じる渦電流が大きくなり、電流損失効果を向上させることができる。これにより、可変磁束が弱まるので、可変磁束が巻線や配線と結合するのを低減させることができる。
【００４３】
シールド膜は、磁性膜、導電膜のいずれでもよい。特に、磁性膜と導電膜を組み合わせた場合、上記▲１▼〜▲４▼の条件を全て満足するので好ましい。この組み合わせた構造を第１実施形態の変形例として図７に示す。図７は図５と対応する断面図である。図５中の符号が示すものと同一要素については同一符号をつけることにより説明を省略する。この変形例では、シールド膜３２，３４，５２，５４を磁性膜８１、導電膜８３の二層としている。
【００４４】
さらに、シールド膜３２，３４，５２，５４は図８に示す構造でもよい。図８はこの構造の断面図である。シールド膜９１（磁性膜または導電膜）と絶縁膜９３が交互に積層した構造をしている。高周波の場合、磁性膜や導電膜には表皮効果が生じる。つまり、磁力線（可変磁束）は磁性膜の表面層を主に通過して、電流（渦電流）は導電膜の表面層に主に流れるのである。このため、シールド膜の厚みを大きくしても、シールド効果（磁気シールド効果や渦電流による電流損失効果）がそれに従い大きくなることはなく、シールド効果に寄与しない部分は無駄となる。そこで、図８の例ではシールド膜９１の厚みを、シールド膜９１の表皮深さ（表皮効果が生じる表面からの深さ）の大きさと略同一にしている。略同一とは、同一の場合のほか、誤差程度の多少の差も含まれる。表皮深さδは、一般に次のように表される。
【００４５】
δ＝（２／μσω）１／２
ここでは、μがシールド膜の透磁率、σがシールド膜の導電率、ωが送信巻線５３に流れる励振電流ｉ１（図１）の角周波数である。
【００４６】
そして、図８では、厚みが表皮深さと略同一のシールド膜９１を、シリコン酸化膜などの絶縁膜９３と交互に積層した構造、つまり複数のシールド膜９１の積層構造をしている。よって、各シールド膜９１でシールド効果（磁気シールド効果や渦電流による電流損失効果）が生じることにより、図８に示す構造全体として、シールド効果を大きくすることができる。この結果、クロストークをより低減させることができる。なお、図８ではシールド膜９１間に絶縁膜９３を配置することにより、シールド膜９１を互いに分離している。各シールド膜９１で表皮効果が生じるならば絶縁膜９３を配置しなくてもよいし、絶縁膜９３以外の他の膜を配置してもよい。
【００４７】
また、厚みが表皮深さのシールド膜を図９のように積層した構造でもよい。この構造では、磁性膜９５および導電膜９７の厚みは表皮深さと略同一であり、磁性膜９５と導電膜９７が交互に積層している。これによれば、上記▲１▼から▲４▼の条件を満たしつつシールド効果を大きくすることができる。
【００４８】
なお、図５に示すように、第１実施形態では、第１配線５５、第２配線５６，５８、第３配線３９のそれぞれを上下からシールド膜で覆っている。しかしながら本発明はこれに限定されず、第１配線５５および第２配線５６，５８のうち少なくともいずれか一方が上下からシールド膜で覆われた構造であればよい。また、絶縁基板３１，５１（図５）として、絶縁膜で覆われたシリコン基板を用いたが、ガラス基板やセラミック基板、更に樹脂基板を用いることができる。また読み出しヘッドやスケールをプリント回路基板で構成する場合にも、この発明は有効である。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を第１実施形態との相違を中心に説明する。第２実施形態を説明する図において、既に説明した図中の符号で示すものと同一のものについては、同一符号を付すことにより説明を省略する。図１０は、第２実施形態に係る誘導型位置検出装置のうち、送信巻線５３とシールド膜５２，５４を抜き出した図である。第２実施形態は、第１配線５５および送信巻線５３の交差部５３Ｃ，５３Ｄを覆うように、シールド膜５２，５４が配置されていることを特徴としている。これにより、送信巻線５３のインピーダンスを小さくしている。以下、第２実施形態の詳細を説明する。
【００５０】
送信巻線５３は矩形であり、測定軸ｘに対して平行である平行部５３Ａ，５３Ｂおよび交差している交差部５３Ｃ，５３Ｄで構成される。第１実施形態では、符号５３Ａ，５３Ｂを巻線導体部としたが、第２実施形態では平行部とする。スケール３（図１）からみて交差部５３Ｃ，５３Ｄおよび第１配線５５をこれらの前後側で覆うように、シールド膜５２，５４が読み出しヘッド５（図１）に配置されている。シールド膜５２，５４が配置される層は第１実施形態の図５に示す通りであり、シールド膜５２，５４の材料は第１実施形態のそれらと同じである。
【００５１】
第２実施形態の効果を説明する。図１１は、シールド膜５２，５４がない状態の送信巻線５３を示す図であり、ある時刻での送信巻線５３および第１配線５５から生成される磁界が示されている。平行部５３Ａ，５３Ｂで生成される磁界（可変磁束）が第１結合ループ３５（図１）と結合する。よって、位置検出には平行部５３Ａ，５３Ｂで生成される磁界が利用され、交差部５３Ｃ，５３Ｄで生成される磁界は利用されない。
【００５２】
この点に着目して、第２実施形態は交差部５３Ｃ，５３Ｄをシールド膜５２，５４で覆うようにしている。図１２は、図１０に示す構成に磁界が発生している状態を示す図である。シールド膜５２，５４に渦電流が発生することにより、交差部５３Ｃ，５３Ｄから磁界が生成されるのを防止（または抑制）している。これは、送信巻線５３のインダクタンスが小さくなることを意味する。なぜならば、インダクタンスＬは１Ａ当たりの電流で発生する磁場で定義されるので、発生する総磁束が少なくなるとインダクタンスＬが小さくなるからである。
【００５３】
送信巻線５３と第１配線５５からなる回路のインピーダンスＺは、次の通りなので、インダクタンスＬが小さくなると、インピーダンスＺも小さくなる。Ｒはこの回路の抵抗であり、Ｌは送信巻線５３のインダクタンスである。
【００５４】
Ｚ＝（Ｒ２＋ω２Ｌ２）１／２
【００５５】
インピーダンスＺが小さくなると、送信巻線５３を流れる電流は大きくなるので、平行部５３Ａ，５３Ｂで生成される磁界（可変磁束）が強くなる。したがって、磁束結合巻線３３の第１結合ループ３５（図１）、ひいては受信巻線５７，５９（図１）で検出される信号強度を高くできるため、位置測定の精度を向上させることができる。
【００５６】
第１配線５５もシールド膜５２，５４で覆われているので、第１配線５５で生成される磁界も防止（または抑制）される。よって、交差部５３Ｃ，５３Ｄと同様の理由により、受信巻線５７，５９で検出される信号強度を高くでき、位置測定の精度が向上する。なお、第１配線５５がシールド膜５２，５４で覆われることにより、第１実施形態で説明したようにクロストークを抑制することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る誘導型位置検出装置の一つによれば、クロストークを低減させることができ、これにより、位置検出の精度を向上させることが可能となる。また、本発明に係る誘導型位置検出装置の他の一つによれば、送信巻線のインピーダンスを小さくできるため、送信巻線を流れる電流を大きくできる。この結果、位置検出の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る誘導型位置検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の受信巻線の構成を示す図である。
【図３】図１に示す読み出しヘッドの斜視図である。
【図４】図１に示すスケールの斜視図である。
【図５】図１のＶ（ａ）−Ｖ（ｂ）の断面図である。
【図６】図１のＶＩ（ａ）−ＶＩ（ｂ）の断面図である。
【図７】第１実施形態に係る誘導型位置検出装置の変形例の断面図である。
【図８】第１実施形態に備えられるシールド膜の変形例の断面図である。
【図９】第１実施形態に備えられるシールド膜の他の変形例の断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る誘導型位置検出装置のうち、送信巻線とシールド膜を抜き出した図である。
【図１１】シールド膜がない状態の送信巻線を示す図であり、ある時刻での送信巻線などから生成される磁界が示されている。
【図１２】図１１と対応し、シールド膜がある状態の送信巻線を示す図である。
【符号の説明】
１・・・誘導型位置検出装置、３・・・スケール、５・・・読み出しヘッド、３１・・・絶縁基板、３２・・・シールド膜、３３・・・磁束結合巻線、３４・・・シールド膜、３５・・・第１結合ループ、３７・・・第２結合ループ、３９・・・第３配線、５１・・・絶縁基板、５２・・・シールド膜、５３・・・送信巻線、５３Ａ，５３Ｂ・・・巻線導体部（平行部）、５３Ｃ，５３Ｄ・・・交差部、５４・・・シールド膜、５５・・・第１配線、５６・・・第２配線、５７・・・受信巻線、５８・・・第２配線、５９・・・受信巻線、８１・・・磁性膜、８３・・・導電膜、９１・・・シールド膜、９３・・・絶縁膜、９５・・・磁性膜、９７・・・導電膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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