(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】P2022104628
(43)【公開日】2022-07-08
(54)【発明の名称】走査プローブ、方法、およびシステム
(51)【国際特許分類】
G01B 5/012 20060101AFI20220701BHJP
【ＦＩ】
G01B5/012
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021214711
(22)【出願日】2021-12-28
(31)【優先権主張番号】17/527,655
(32)【優先日】2021-11-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/135,672
(32)【優先日】2020-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/135,665
(32)【優先日】2020-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】110002963
【氏名又は名称】特許業務法人ＭＴＳ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー リチャード ハムナー
【テーマコード（参考）】
2F062
【Ｆターム（参考）】
2F062AA04
2F062CC22
2F062EE01
2F062FF02
2F062FG07
2F062GG17
2F062HH01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】クロストークを低減する走査プローブ、方法、およびシステムを提供する。
【解決手段】走査プローブ３００内のスタイラス位置測定のための誘導性位置検出構成体は、走査プローブ３００内の中心軸に沿って配置されたスタイラス位置検出部を備える。スタイラス位置検出部は、場生成コイル構成体３６０と、上部軸方向検出コイル構成体と、上部回転検出コイル構成体と、下部軸方向検出コイル構成体と、下部回転検出コイル構成体とを備える。場生成コイル構成体３６０は変動磁束を生成し、コイル信号は導電性のディスラプター要素および/またはスタイラスの位置を示す。場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、信号処理および制御回路を場生成コイル構成体３６０に結合してコイル駆動信号を提供し、クロストークを低減するように構成される。
【選択図】図２
【解決手段】走査プローブ３００内のスタイラス位置測定のための誘導性位置検出構成体は、走査プローブ３００内の中心軸に沿って配置されたスタイラス位置検出部を備える。スタイラス位置検出部は、場生成コイル構成体３６０と、上部軸方向検出コイル構成体と、上部回転検出コイル構成体と、下部軸方向検出コイル構成体と、下部回転検出コイル構成体とを備える。場生成コイル構成体３６０は変動磁束を生成し、コイル信号は導電性のディスラプター要素および/またはスタイラスの位置を示す。場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、信号処理および制御回路を場生成コイル構成体３６０に結合してコイル駆動信号を提供し、クロストークを低減するように構成される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
座標測定機用の走査プローブにおいて、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
軸方向に沿って前記スタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りの前記スタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
を備える前記走査プローブのフレームに結合されたスタイラス懸架部と、
少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、
少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体と、
少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体と、
Ｎ個（Ｎは少なくとも３である整数）の上部回転検出コイルおよびＮ個の下部回転検出コイルと、
ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリュームの中心軸に沿って配置され、結合構成体によって前記スタイラス懸架部に結合される導電性のディスラプター要素を備えるディスラプター構成体と、
を備え、前記ディスラプター要素が、前記軸方向移動に応じて前記軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、前記回転移動に応じて前記軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、前記ディスラプター要素は、前記スタイラス懸架部の偏向に応じて非偏向位置に対して前記ディスラプター移動ボリューム内で移動し、前記場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、前記ディスラプター移動ボリューム内に前記軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成し、前記軸方向に平行である前記中心軸に沿って配置され、前記回転中心に名目上整列しているスタイラス位置検出部と、
前記コイル駆動信号を提供するように前記スタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、前記上部軸方向検出コイルと前記下部軸方向検出コイルと前記上部回転検出コイルと前記下部回転検出コイルとによって提供されるそれぞれの信号成分を備える信号を入力し、前記走査プローブの前記フレームに対して前記ディスラプター要素または前記スタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成された信号処理および制御回路と、
前記信号処理および制御回路を前記少なくとも１つの場生成コイルに結合し、前記少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで前記信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成された前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、
を備えることを特徴とする走査プローブ。
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
軸方向に沿って前記スタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りの前記スタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
を備える前記走査プローブのフレームに結合されたスタイラス懸架部と、
少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、
少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体と、
少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体と、
Ｎ個（Ｎは少なくとも３である整数）の上部回転検出コイルおよびＮ個の下部回転検出コイルと、
ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリュームの中心軸に沿って配置され、結合構成体によって前記スタイラス懸架部に結合される導電性のディスラプター要素を備えるディスラプター構成体と、
を備え、前記ディスラプター要素が、前記軸方向移動に応じて前記軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、前記回転移動に応じて前記軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、前記ディスラプター要素は、前記スタイラス懸架部の偏向に応じて非偏向位置に対して前記ディスラプター移動ボリューム内で移動し、前記場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、前記ディスラプター移動ボリューム内に前記軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成し、前記軸方向に平行である前記中心軸に沿って配置され、前記回転中心に名目上整列しているスタイラス位置検出部と、
前記コイル駆動信号を提供するように前記スタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、前記上部軸方向検出コイルと前記下部軸方向検出コイルと前記上部回転検出コイルと前記下部回転検出コイルとによって提供されるそれぞれの信号成分を備える信号を入力し、前記走査プローブの前記フレームに対して前記ディスラプター要素または前記スタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成された信号処理および制御回路と、
前記信号処理および制御回路を前記少なくとも１つの場生成コイルに結合し、前記少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで前記信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成された前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、
を備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項2】
請求項１に記載の走査プローブにおいて、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の上支部および第１の下支部を備えることを特徴とする走査プローブ。
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の上支部および第１の下支部を備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項3】
請求項２に記載の走査プローブにおいて、
前記少なくとも１つの場生成コイルは、前記中心軸に直交し、前記第１の場生成コイルを通過する第１の場生成コイル平面を定義する第１の場生成コイルを備え、そのため、前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体の前記第１の上支部および前記第１の下支部はそれぞれ、前記第１の場生成コイル平面の上方および下方に配置されることを特徴とする走査プローブ。
前記少なくとも１つの場生成コイルは、前記中心軸に直交し、前記第１の場生成コイルを通過する第１の場生成コイル平面を定義する第１の場生成コイルを備え、そのため、前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体の前記第１の上支部および前記第１の下支部はそれぞれ、前記第１の場生成コイル平面の上方および下方に配置されることを特徴とする走査プローブ。
【請求項4】
請求項３に記載の走査プローブにおいて、
前記第１の上支部および前記第１の下支部は、
第１の場生成コイル平面に対して対称的である、
鏡映電流分布構成体の一部である、
第１の場生成コイル平面の上方および下方に、それぞれほぼ等しい距離および同様の相対的なＸ座標位置およびＹ座標位置で、同様の電流を流すように構成されている、あるいは
並列に接続されている、
の少なくとも１つであることを特徴とする走査プローブ。
前記第１の上支部および前記第１の下支部は、
第１の場生成コイル平面に対して対称的である、
鏡映電流分布構成体の一部である、
第１の場生成コイル平面の上方および下方に、それぞれほぼ等しい距離および同様の相対的なＸ座標位置およびＹ座標位置で、同様の電流を流すように構成されている、あるいは
並列に接続されている、
の少なくとも１つであることを特徴とする走査プローブ。
【請求項5】
請求項３に記載の走査プローブにおいて、
前記第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、前記第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、前記第１の上部キャパシタと前記第１の下部キャパシタとが並列に接続されることを特徴とする走査プローブ。
前記第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、前記第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、前記第１の上部キャパシタと前記第１の下部キャパシタとが並列に接続されることを特徴とする走査プローブ。
【請求項6】
請求項３に記載の走査プローブにおいて、
前記少なくとも１つの場生成コイルは、前記中心軸に直交し、前記第２の場生成コイルを通過する第２の場生成コイル平面を定義する第２の場生成コイルを備え、そのため、前記第１の場生成コイルおよび前記第２の場生成コイルはそれぞれ、上部場生成コイルおよび下部場生成コイルに対応し、前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、前記第２の場生成コイル平面の上方および下方に配置される第２の上支部および第２の下支部それぞれを備えることを特徴とする走査プローブ。
前記少なくとも１つの場生成コイルは、前記中心軸に直交し、前記第２の場生成コイルを通過する第２の場生成コイル平面を定義する第２の場生成コイルを備え、そのため、前記第１の場生成コイルおよび前記第２の場生成コイルはそれぞれ、上部場生成コイルおよび下部場生成コイルに対応し、前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、前記第２の場生成コイル平面の上方および下方に配置される第２の上支部および第２の下支部それぞれを備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項7】
請求項６に記載の走査プローブにおいて、
前記第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、前記第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、前記第１の上部キャパシタと前記第１の下部キャパシタは並列に接続され、
前記第２の上支部は第２の上部キャパシタを備え、前記第２の下支部は第２の下部キャパシタを備え、前記第２の上部キャパシタと前記第２の下部キャパシタは並列に接続されることを特徴とする走査プローブ。
前記第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、前記第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、前記第１の上部キャパシタと前記第１の下部キャパシタは並列に接続され、
前記第２の上支部は第２の上部キャパシタを備え、前記第２の下支部は第２の下部キャパシタを備え、前記第２の上部キャパシタと前記第２の下部キャパシタは並列に接続されることを特徴とする走査プローブ。
【請求項8】
請求項１に記載の走査プローブにおいて、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、鏡映電流分布構成体を備えることを特徴とする走査プローブ。
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、鏡映電流分布構成体を備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項9】
請求項８に記載の走査プローブにおいて、
前記鏡映電流分布構成体は、並列に接続された一対のキャパシタを備えることを特徴とする走査プローブ。
前記鏡映電流分布構成体は、並列に接続された一対のキャパシタを備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項10】
請求項８に記載の走査プローブにおいて、
前記鏡映電流分布構成体は、第１の方向に電流の流れを有する中間電流支部と、前記中間電流支部にそれぞれ結合され、前記第１の方向とほぼ反対の第２の方向に電流の流れを有する上電流支部および下電流支部と、を備える三電流支部構成体を備えることを特徴とする走査プローブ。
前記鏡映電流分布構成体は、第１の方向に電流の流れを有する中間電流支部と、前記中間電流支部にそれぞれ結合され、前記第１の方向とほぼ反対の第２の方向に電流の流れを有する上電流支部および下電流支部と、を備える三電流支部構成体を備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項11】
請求項１に記載の走査プローブにおいて、
前記少なくとも１つの場生成コイルは、
第１の場生成コイルと、
場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、を備え、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、前記第１の場生成コイルを前記信号処理および制御回路に結合する第１の導電体を備える第１の導電性結合部を備え、前記第１の導電体の寄与を相殺する第１のツイスト構成体が提供されていることを特徴とする走査プローブ。
前記少なくとも１つの場生成コイルは、
第１の場生成コイルと、
場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、を備え、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、前記第１の場生成コイルを前記信号処理および制御回路に結合する第１の導電体を備える第１の導電性結合部を備え、前記第１の導電体の寄与を相殺する第１のツイスト構成体が提供されていることを特徴とする走査プローブ。
【請求項12】
請求項１に記載の走査プローブにおいて、
前記少なくとも１つの場生成コイルは、
第１の場生成コイルと、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、を備え、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、
前記第１の場生成コイルを前記信号処理および制御回路に結合する第１の導電性結合部と、
前記第１の導電性結合部を遮蔽するために前記第１の場生成コイルおよび前記第１の導電性結合部に近接して配置される第１の導電性遮蔽と、
を備えることを特徴とする走査プローブ。
前記少なくとも１つの場生成コイルは、
第１の場生成コイルと、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、を備え、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、
前記第１の場生成コイルを前記信号処理および制御回路に結合する第１の導電性結合部と、
前記第１の導電性結合部を遮蔽するために前記第１の場生成コイルおよび前記第１の導電性結合部に近接して配置される第１の導電性遮蔽と、
を備えることを特徴とする走査プローブ。
【請求項13】
請求項１２に記載の走査プローブにおいて、
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、更に、前記中心軸に対して第２の位置にある第２の導電性遮蔽を備え、前記第１の導電性遮蔽は前記中心軸に対して第１の位置にあり、前記第１および第２の位置は前記中心軸に関して対称であることを特徴とする走査プローブ。
前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、更に、前記中心軸に対して第２の位置にある第２の導電性遮蔽を備え、前記第１の導電性遮蔽は前記中心軸に対して第１の位置にあり、前記第１および第２の位置は前記中心軸に関して対称であることを特徴とする走査プローブ。
【請求項14】
ワークピースの表面に沿って走査プローブを移動させる工程と、
前記走査プローブが前記ワークピースの表面に沿って移動するときに前記走査プローブによって生成される誘導検出信号に基づいて３次元位置情報を生成する工程と、
を含む方法であって、
前記走査プローブは、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
軸方向に沿って前記スタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りの前記スタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
を備える前記走査プローブのフレームに結合されたスタイラス懸架部と、
少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、
少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体と、
少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体と、
Ｎ個（Ｎは少なくとも３である整数）の上部回転検出コイルおよびＮ個の下部回転検出コイルと、
ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリュームの中心軸に沿って配置され、結合構成体によって前記スタイラス懸架部に結合される導電性のディスラプター要素を備えるディスラプター構成体と、
を備え、前記ディスラプター要素が、前記軸方向移動に応じて前記軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、前記回転移動に応じて前記軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、前記ディスラプター要素は、前記スタイラス懸架部の偏向に応じて非偏向位置に対して前記ディスラプター移動ボリューム内で移動し、前記場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、前記ディスラプター移動ボリューム内に前記軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成し、前記軸方向に平行である前記中心軸に沿って配置され、前記回転中心に名目上整列しているスタイラス位置検出部と、
前記コイル駆動信号を提供するように前記スタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、前記上部軸方向検出コイルと前記下部軸方向検出コイルと前記上部回転検出コイルと前記下部回転検出コイルとによって提供されるそれぞれの信号成分を備える信号を入力し、前記走査プローブの前記フレームに対して前記ディスラプター要素または前記スタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成された信号処理および制御回路と、
前記信号処理および制御回路を前記少なくとも１つの場生成コイルに結合して、前記少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで前記信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成された前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、
を備える
ことを特徴とする方法。
前記走査プローブが前記ワークピースの表面に沿って移動するときに前記走査プローブによって生成される誘導検出信号に基づいて３次元位置情報を生成する工程と、
を含む方法であって、
前記走査プローブは、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
軸方向に沿って前記スタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りの前記スタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
を備える前記走査プローブのフレームに結合されたスタイラス懸架部と、
少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、
少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体と、
少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体と、
Ｎ個（Ｎは少なくとも３である整数）の上部回転検出コイルおよびＮ個の下部回転検出コイルと、
ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリュームの中心軸に沿って配置され、結合構成体によって前記スタイラス懸架部に結合される導電性のディスラプター要素を備えるディスラプター構成体と、
を備え、前記ディスラプター要素が、前記軸方向移動に応じて前記軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、前記回転移動に応じて前記軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、前記ディスラプター要素は、前記スタイラス懸架部の偏向に応じて非偏向位置に対して前記ディスラプター移動ボリューム内で移動し、前記場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、前記ディスラプター移動ボリューム内に前記軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成し、前記軸方向に平行である前記中心軸に沿って配置され、前記回転中心に名目上整列しているスタイラス位置検出部と、
前記コイル駆動信号を提供するように前記スタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、前記上部軸方向検出コイルと前記下部軸方向検出コイルと前記上部回転検出コイルと前記下部回転検出コイルとによって提供されるそれぞれの信号成分を備える信号を入力し、前記走査プローブの前記フレームに対して前記ディスラプター要素または前記スタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成された信号処理および制御回路と、
前記信号処理および制御回路を前記少なくとも１つの場生成コイルに結合して、前記少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで前記信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成された前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、
を備える
ことを特徴とする方法。
【請求項15】
走査プローブと、
駆動機構と、
前記駆動機構に前記走査プローブを結合する取付部と、を備えるシステムであって、
前記走査プローブは、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
軸方向に沿って前記スタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りの前記スタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
を備える前記走査プローブのフレームに結合されたスタイラス懸架部と、
少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、
少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体と、
少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体と、
Ｎ個（Ｎは少なくとも３である整数）の上部回転検出コイルおよびＮ個の下部回転検出コイルと、
ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリュームの中心軸に沿って配置され、結合構成体によって前記スタイラス懸架部に結合される導電性のディスラプター要素を備えるディスラプター構成体と、
を備え、前記ディスラプター要素が、前記軸方向移動に応じて前記軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、前記回転移動に応じて前記軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、前記ディスラプター要素は、前記スタイラス懸架部の偏向に応じて非偏向位置に対して前記ディスラプター移動ボリューム内で移動し、前記場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、前記ディスラプター移動ボリューム内に前記軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成し、前記軸方向に平行である前記中心軸に沿って配置され、前記回転中心に名目上整列しているスタイラス位置検出部と、
前記コイル駆動信号を提供するように前記スタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、前記上部軸方向検出コイルと前記下部軸方向検出コイルと前記上部回転検出コイルと前記下部回転検出コイルとによって提供されるそれぞれの信号成分を備える信号を入力し、前記走査プローブの前記フレームに対して前記ディスラプター要素または前記スタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成された信号処理および制御回路と、
前記信号処理および制御回路を前記少なくとも１つの場生成コイルに結合し、前記少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで前記信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成された前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、
を備える
ことを特徴とするシステム。
駆動機構と、
前記駆動機構に前記走査プローブを結合する取付部と、を備えるシステムであって、
前記走査プローブは、
スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、
軸方向に沿って前記スタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りの前記スタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、
を備える前記走査プローブのフレームに結合されたスタイラス懸架部と、
少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、
少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体と、
少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体と、
Ｎ個（Ｎは少なくとも３である整数）の上部回転検出コイルおよびＮ個の下部回転検出コイルと、
ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリュームの中心軸に沿って配置され、結合構成体によって前記スタイラス懸架部に結合される導電性のディスラプター要素を備えるディスラプター構成体と、
を備え、前記ディスラプター要素が、前記軸方向移動に応じて前記軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、前記回転移動に応じて前記軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、前記ディスラプター要素は、前記スタイラス懸架部の偏向に応じて非偏向位置に対して前記ディスラプター移動ボリューム内で移動し、前記場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、前記ディスラプター移動ボリューム内に前記軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成し、前記軸方向に平行である前記中心軸に沿って配置され、前記回転中心に名目上整列しているスタイラス位置検出部と、
前記コイル駆動信号を提供するように前記スタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、前記上部軸方向検出コイルと前記下部軸方向検出コイルと前記上部回転検出コイルと前記下部回転検出コイルとによって提供されるそれぞれの信号成分を備える信号を入力し、前記走査プローブの前記フレームに対して前記ディスラプター要素または前記スタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成された信号処理および制御回路と、
前記信号処理および制御回路を前記少なくとも１つの場生成コイルに結合し、前記少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで前記信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成された前記場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、
を備える
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
この出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０２０年１２月２８日に「INDUCTIVE POSITION DETECTION CONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION AND INCLUDING COIL MISALIGNMENT COMPENSATION」と題されて出願された米国特許出願第１７／１３５６７２号の一部継続出願である。なお、米国特許出願第１７／１３５６７２号は、２０１９年８月３０日に「INDUCTIVE POSITION DETECTION CONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION」と題されて出願された米国特許出願第１６／５５７７１９号の一部継続出願である。そして、米国特許出願第１６／５５７７１９号は、２０１８年１１月１日に「INDUCTIVE POSITION DETECTION CONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION」と題されて出願された米国特許出願第１６／１７８２９５号の一部継続出願である。
この出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０２０年１２月２８日に「INDUCTIVE POSITION DETECTION CONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION AND INCLUDING COIL MISALIGNMENT COMPENSATION」と題されて出願された米国特許出願第１７／１３５６７２号の一部継続出願である。なお、米国特許出願第１７／１３５６７２号は、２０１９年８月３０日に「INDUCTIVE POSITION DETECTION CONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION」と題されて出願された米国特許出願第１６／５５７７１９号の一部継続出願である。そして、米国特許出願第１６／５５７７１９号は、２０１８年１１月１日に「INDUCTIVE POSITION DETECTION CONFIGURATION FOR INDICATING A MEASUREMENT DEVICE STYLUS POSITION」と題されて出願された米国特許出願第１６／１７８２９５号の一部継続出願である。
【0002】
本開示は、精密測定に関し、より詳細には、座標測定機で使用されるプローブで使用するための誘導性検出構成体に関する。
【背景技術】
【0003】
座標測定機（ＣＭＭ）は、検査されたワークピースの測定値を取得できる。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第８，４３８，７４６号に記載されている１つの例示的な従来技術のＣＭＭは、ワークピースを測定するためのプローブ、そのプローブを動かすための移動機構、およびその動きを制御するためのコントローラを備える。表面走査プローブを備えるＣＭＭは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，６５２，２７５号に記載されている。そこに開示されているように、機械的な接触プローブまたは光学プローブは、加工物の表面を走査することができる。
【0004】
機械的な接触プローブを使用するＣＭＭは、米国特許第６，９７１，１８３号にも記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。そこに開示されているプローブは、表面接触部を有するスタイラス、軸方向移動機構、および回転移動機構を備える。軸方向移動機構は、接触部が走査プローブの中心軸方向（Ｚ方向または軸方向とも呼ばれる）に移動することを可能にする移動部材を備える。回転移動機構は、接触部がＺ方向に垂直に移動することを可能にする回転部材を備える。軸方向移動機構は、回転移動機構内に入れ子になっている。接触部の位置および／またはワークピースの表面座標は、回転部材の変位および移動部材の軸方向変位に基づいて決定される。
【0005】
誘導性検出技術は環境的にロバストであることが知られており、様々な望ましい検出特性を備えている。上記と同様の機械的な接触プローブにおける様々な内部構成要素の変位または位置を測定するために、精密ＬＶＤＴなどを使用することが知られている。ただし、ＣＭＭプローブで使用するのに十分に正確なＬＶＤＴおよびその他の既知の誘導性センサは、かなり大きく、組み込むには扱いにくい場合があり、関連する移動機構および／または変位検出器の配置は、比較的高価であり、および／または（例えば、一般的な構成および／または機構および／または検出器の不完全性などによる）様々な「クロスカップリング」誤差の影響を受けやすい。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，８１０，９６６号（'９６６特許）は、比較的平面的でかつ比較的経済的であって、近くにある導電性ターゲットの３次元位置を検出できる誘導性センサ構成体を開示している。しかし、'９６６特許に開示されている構成には、ＣＭＭ走査プローブでの使用にうまく適合させるための必要な精度および／またはフォームファクタを提供することに関して、いくつかの設計上の欠陥がある。つまり、'９６６特許の構成には、ＣＭＭプローブのような最新の測定機器で妥当なレベルの精度を提供するために必要な高度な機能と特徴が欠けている。ＣＭＭプローブにおいて上記で概説したような既知の誘導性検出システムの使用に関連するその他の問題には、システムの変位応答に固有の信号／応答の非線形性、完全なアセンブリとアライメントを充足しないことによる位置誤差、および機械的および電気的コンポーネントへの（温度変化などによる）環境の影響による信号ドリフト、様々な構成要素間のクロストークなどが含まれる。ＣＭＭプローブで使用するための改善された誘導性検出構成体が必要とされている（例えば、変位検出器構成体は、上記のような誤差の影響を受けにくく、および／または比較的安価であるなど）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
この概要は、以下の［発明を実施するための形態］においてさらに説明される概念の抜粋を簡略化された形式で紹介するために提供されている。この概要は、特許請求された主題の主要な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求された主題の範囲を決定する際の補助として使用されることも意図していない。
【0007】
３軸で応答する走査プローブは、測定機（ＣＭＭなど）で使用するために提供されている。走査プローブは、スタイラス懸架部と、スタイラス位置検出部と、信号処理および制御回路と、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体と、を備える。
【0008】
スタイラス懸架部は、走査プローブのフレームに結合され、スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、軸方向に沿ってスタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心の周りのスタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、を備える。
【0009】
スタイラス位置検出部は、軸方向に平行で回転中心と名目上整列した中心軸に沿って配置され、誘導性検出原理に基づいている。スタイラス位置検出部は、少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体（ＴＡＳＣＣ）と、少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備える下部軸方向検出コイル構成体（ＢＡＳＣＣ）と、Ｎ個の上部回転検出コイル（ＴＲＳＣ）、Ｎ個の下部回転検出コイル（ＢＲＳＣ）と、を備え、ここで、Ｎは３より大きい整数である。なお、「名目上」は、「ｎｏｍｉｎａｌｌｙ」の和訳であり、「公称上、名義上、形式上、設計上」などの意味であってもよい。
【0010】
ディスラプター構成体は、ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリューム内の中心軸に沿って配置される導電性のディスラプター要素を備える。ディスラプター要素は、結合構成体によってスタイラス懸架部に結合され、スタイラス懸架部の偏向に応じて、非偏向位置に対してディスラプター移動ボリューム内で移動する。ディスラプター要素は、軸方向移動に応じて軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、回転移動に応じて軸方向にほぼ直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動するとして説明することができる。場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、ディスラプター移動ボリューム内に軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成する。
【0011】
信号処理および制御回路は、コイル駆動信号を提供するようにスタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、それぞれの回転および軸方向検出コイル（即ち、上部軸方向検出コイルと下部軸方向検出コイルと上部回転検出コイルと下部回転検出コイルと）によって提供されるそれぞれの信号成分を備える受信コイル部から信号を入力するように構成されている。さらに、信号処理および制御回路は、走査プローブのフレームに対してディスラプター要素またはスタイラスの少なくとも一方の軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成されている。
【0012】
場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、コイル駆動信号を提供するために信号処理および制御回路を少なくとも１つの場生成コイルに結合し、少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成される。
【0013】
いくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の上支部および第１の下支部を有する。
【0014】
このようないくつかの実施形態では、少なくとも１つの場生成コイルは、中心軸に直交し、第１の場生成コイルを通過する第１の場生成コイル平面を定義する第１の場生成コイルを備え、そのため、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体の第１の上支部と第１の下支部はそれぞれ、第１の場生成コイル平面の上方および下方に配置される。
【0015】
このようないくつかの実施形態では、第１の上支部および第１の下支部は、第１の場生成コイル平面に対して対称的であること、鏡映電流分布構成体の一部であること、第１の場生成コイル平面の上方および下方に、それぞれほぼ等しい距離および同様の相対的なＸ座標位置およびＹ座標位置で、同様の電流を流すように構成されること、または並列に接続されること、のうちの少なくとも１つである。
【0016】
このようないくつかの実施形態では、第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、第１の上部キャパシタと第１の下部キャパシタとが並列に接続されている。
【0017】
このようないくつかの実施形態では、少なくとも１つの場生成コイルは、中心軸に直交し、第２の場生成コイルを通過する第２の場生成コイル平面を定義する第２の場生成コイルを備え、そのため、第１の場生成コイルおよび第２の場生成コイルはそれぞれ、上部場生成コイルおよび下部場生成コイルに対応し、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第２の場生成コイル平面の上方および下方にそれぞれ配置される第２の上支部および第２の下支部を備える。このようないくつかの実施形態では、第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、第１の上部キャパシタと第１の下部キャパシタとは並列に接続される。また、第２の上支部は第２の上部キャパシタを備え、第２の下支部は第２の下部キャパシタを備え、第２の上部キャパシタと第２の下部キャパシタとは並列に接続される。
【0018】
いくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、鏡映電流分布構成体を有する。いくつかのそのような実施形態では、鏡映電流分布構成体は、並列に接続された一対のキャパシタを備える。このようないくつかの構成では、鏡映電流分布構成体は、第１の方向に電流の流れを有する中間電流支部と、中間電流支部にそれぞれ結合され、第１の方向とほぼ反対の第２の方向に電流の流れを有する上電流支部および下電流支部と、を備える三電流支部構成体を備える。
【0019】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの場生成コイルは、第１の場生成コイルを備える。このようないくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の場生成コイルを信号処理および制御回路に結合する第１の導電体を備える第１の導電性結合部を備え、そのため、第１の導電体の寄与を相殺する第１のツイスト構成体が提供される。
【0020】
このようないくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の場生成コイルを信号処理および制御回路に結合する第１の導電性結合部と、第１の導電性結合部を遮蔽するために第１の場生成コイルおよび第１の導電性結合部に近接して配置される第１の導電性遮蔽と、を備える。このようないくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は更に、中心軸に対して第２の位置にある第２の導電性遮蔽を備え、第１の導電性遮蔽は中心軸に対して第１の位置にあり、第１の位置および第２の位置は中心軸に関して対称である。
【0021】
いくつかの実施形態では、方法は、走査プローブをワークピースの表面に沿って本明細書に開示されるように移動させる工程と、走査プローブがワークピースの表面に沿って移動するときに走査プローブによって生成される誘導検出信号に基づいて３次元位置情報を生成する工程と、を含む。
【0022】
いくつかの実施形態では、システムは、本明細書に開示されるような走査プローブと、駆動機構と、駆動機構に走査プローブを結合するように構成された取付部と、を備える。
【0023】
名目上平面状の検出素子を使用する既知の誘導性センサは、精密な走査プローブに適用するには不正確すぎる。対照的に、本明細書で開示される様々な原理に従って構成される名目上平面状の検出素子を利用する誘導性センサは、ロバストな信号セットを提供し、精密走査プローブへの適用に十分な精度を提供するために使用することができる。特に、上記で概説したような実施形態および／または構成は、以前に誘導性検出に基づく既知の経済的な３次元位置インジケータにおいて位置決定の精度を制限していた特定の信号誤差および／またはクロストーク（例として、信号クロスカップリング）誤差の除去または修正に関して、特に有利な信号成分を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本明細書に開示されるような走査プローブを利用するＣＭＭを備える測定システムの様々な典型的な構成要素を示す図である。
【図2】ＣＭＭに結合される走査プローブの様々な構成要素を示し、回転および軸方向位置信号を提供するブロック図である。
【図3】スタイラスに結合されたスタイラス懸架部の第１の例示的な実施形態の一部、およびスタイラス懸架部の位置を検出するためのスタイラス位置検出部の第１の例示的な実施形態を示す図である。
【図7A】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「４つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図7B】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「４つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図7C】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「４つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図7D】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「４つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図7E】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「４つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図8A】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図8B】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図8C】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図8D】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図8E】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図8F】図３および／または図４に示されるスタイラス位置検出部の様々な実施形態で使用可能な、本明細書に開示される原理による受信コイル部およびディスラプター要素構成体のパターンのそれぞれの「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す図である。
【図9A】スタイラス懸架部の位置を検出するためのスタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す図である。
【図9B】スタイラス懸架部の位置を検出するためのスタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す図である。
【図12A】スタイラス懸架部の位置を検出するためのスタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す図である。
【図12B】スタイラス懸架部の位置を検出するためのスタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す図である。
【図13A】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の部分概略等角図であり、本明細書に開示される原理による特定の形態を強調する。
【図13B】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図13C】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図13D】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図13E】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図13F】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図14A】スタイラス位置検出部の様々な実施形態に関連する例示的な周波数シフトおよび軸外れクロストーク特性を示す。
【図14B】スタイラス位置検出部の様々な実施形態に関連する例示的な周波数シフトおよび軸外れクロストーク特性を示す。
【図14C】スタイラス位置検出部の様々な実施形態に関連する例示的な周波数シフトおよび軸外れクロストーク特性を示す。
【図14D】スタイラス位置検出部の様々な実施形態に関連する例示的な周波数シフトおよび軸外れクロストーク特性を示す。
【図15A】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図15B】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図15C】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図16】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の部分概略等角図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図17A】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図17B】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図18A】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図18B】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図18C】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図19】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図20】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図21】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図22】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図23】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【図24】スタイラス位置検出部の例示的な実施形態の一部を示す概略図であって、本明細書で開示される原理による特定の形態を強調する。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１は、本明細書に開示されるような走査プローブ３００を利用するＣＭＭ２００を備える測定システム１００の様々な典型的な構成要素を示す図である。測定システム１００は、操作ユニット１１０、ＣＭＭ２００の動きを制御するモーションコントローラ１１５、ホストコンピュータ１２０およびＣＭＭ２００を備える。操作ユニット１１０は、モーションコントローラ１１５に結合され、ＣＭＭ２００を手動で操作するためのジョイスティック１１１を備えることができる。ホストコンピュータ１２０は、モーションコントローラ１１５に結合され、ＣＭＭ２００を動作させ、ワークピースＷの測定データを処理する。ホストコンピュータ１２０は、例えば測定条件を入力するための入力手段１２５（例えば、キーボードなど）および、例えば測定結果を出力するための出力手段１３０（例えば、ディスプレイ、プリンタなど）を備える。
【0026】
ＣＭＭ２００は、定盤２１０に配置された駆動機構２２０と、走査プローブ３００を駆動機構２２０に取り付けるための取付部２２４と、を備える。駆動機構２２０は、走査プローブ３００を３次元的に移動させるために、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸スライド機構２２２、２２１、および２２３を備える。走査プローブ３００の端部に取り付けられたスタイラス３０６は、接触部３４８を備える。以下により詳細に説明するように、スタイラス３０６は走査プローブ３００のスタイラス懸架部に取り付けられ、これにより接触部３４８は接触部３４８がワークピースＷの表面上の測定経路に沿って移動するとき、その位置を３方向に自由に変えることができる。
【0027】
図２は、ＣＭＭ２００に結合される走査プローブ３００の様々な構成要素を示し、回転（例えば、Ｘ、Ｙ）および軸方向（例えば、Ｚ）位置信号を提供するブロック図である。走査プローブ３００は、スタイラス懸架部３０７およびスタイラス位置検出部３１１を組み込む（例えば、フレームを備える）プローブ本体３０２を備える（つまり、スタイラス懸架部３０７は、走査プローブ３００のフレームに結合されている）。スタイラス懸架部３０７は、スタイラス結合部３４２およびスタイラス移動機構３０９を備える。スタイラス結合部３４２は、スタイラス３０６に堅固に結合されている。スタイラス移動機構３０９は、図３と図４に対して以下でより詳細に説明されるように、軸方向に沿ってスタイラス結合部３４２および取り付けられたスタイラス３０６の軸方向運動、および回転中心の周りのスタイラス結合部３４２および取り付けられたスタイラス３０６の回転運動を可能にするように構成される。走査プローブ３００に備えられる信号処理および制御回路３８０は、以下でより詳細に説明するように、スタイラス位置検出部３１１に接続され、その動作を制御し、関連する信号処理を実行することができる。
【0028】
図２に示すように、スタイラス位置検出部３１１は、誘導性検出原理を使用し、受信コイル部３７０、場生成コイル構成体３６０、およびディスラプター要素３５１（これは、ディスラプター構成体３５０の一部であり、いくつかの実施形態では複数の部分を備えることができる）を備える。受信コイル部３７０は、回転検出コイル部（回転検出コイルとも呼ばれる）ＲＳＣおよび軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣを備えることができる。簡単に説明すると、移動するディスラプター要素３５１（または、より一般的には、ディスラプター構成体３５０）は、場生成コイル構成体３６０によって生成される変動磁場（変動磁束）で位置に依存した変化を引き起こす。受信コイル部３７０は、ディスラプター要素３５１によって引き起こされた変動磁場およびそのなかの変化に応答する。特に、回転検出コイル部ＲＳＣは、例えば、図３、図５、および図６を参照して以下でより詳細に説明するように、対応する信号線上にスタイラス結合部３４２の回転位置（例えば、ＸおよびＹ位置信号）を示す少なくとも第１および第２の回転信号成分ＲＳｉｇｓを出力する。そして、軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣは、対応する信号線上にスタイラス結合部３４２の軸方向位置（例えば、Ｚ位置信号）を示す１つまたは複数の軸方向信号成分ＡＳｉｇｓを出力する。様々な実施形態では、信号処理および制御回路３８０は、回転信号成分ＲＳｉｇｓおよび軸方向信号成分ＡＳｉｇｓを受信し、様々な実施形態の様々なレベルの関連した信号処理を実行することができる。例えば、一実施形態では、信号処理および制御回路３８０は、様々な受信コイルからの信号成分を様々な関係で結合および／または処理し、取付部２２４を介して、回転および軸方向位置信号出力ＲＰＳＯｕｔおよびＡＰＳＯｕｔとして所望の出力形式で結果を提供することができる。（例えば、ＣＭＭ２００、モーションコントローラ１１５、ホストコンピュータ１２０などの）１つまたは複数の受信部は、回転および軸方向位置信号出力ＲＰＳＯｕｔおよびＡＰＳＯｕｔを受信することができ、接触部３４８が測定されるワークピースＷの表面に沿って移動するとき、スタイラス結合部３４２および／または取り付けられたスタイラス３０６の接触部の３次元位置を決定するために、１つまたは複数の関連する信号処理および制御部が利用されてもよい。
【0029】
図３は、スタイラス懸架部４０７および／またはスタイラス４０６の位置を検出するためのスタイラス位置検出部４１１の第１の例示的な実施形態の部分概略断面図に沿って、スタイラス４０６に結合されたスタイラス懸架部４０７の第１の例示的な実施形態の一部を示す部分概略図である（なお、スタイラス位置検出部４１１は、図３に示す如く、軸方向（Ｚ方向）に平行である中心軸ＣＡに沿って配置され、回転中心ＲＣに名目上整列している）。図３の特定の番号付けされた構成要素４ＸＸは、図２の同様に番号付けされた対応する構成要素３ＸＸに対応し、および／または同様の動作を有し、それに類似することで理解でき、そうでなければ以下で説明されることが理解されよう。類似（同様）の設計および／または機能を有する構成要素を示すこの番号付けの手法は、以下の図４～図８Ｆにも適用される。図３に示すように、スタイラス懸架部４０７は、スタイラス移動機構４０９およびスタイラス結合部４４２を備える。スタイラス結合部４４２は、ワークピースＷ（図示せず）の表面Ｓに接触するための接触部４４８を有するスタイラス４０６に堅固に結合されるように構成される。
【0030】
図４に関して以下により詳細に説明するように、スタイラス移動機構４０９は、走査プローブのフレームに取り付けられ、接触部４４８は、表面Ｓの形状に沿って３方向にその位置を変えることができるように、スタイラス結合部４４２および取り付けられたスタイラス４０６の軸方向移動および回転移動を可能にするように構成される。例示の目的のために、図３の紙面上の垂直および水平方向は、それぞれ、ＺおよびＹ方向として定義される。そして、紙の平面への垂直な方向は、Ｘ方向として定義される。また、軸方向として参照される走査プローブ３００の中心軸ＣＡの方向は、この図のＺ方向と一致する。
【0031】
図３では、回転部材４３６、屈曲要素４４０、および回転部材４３６内に配置された移動部材４１２を備えるスタイラス移動機構４０９の回転移動部が示されている。図４において以下により詳細に説明するように、屈曲要素４４０は、回転中心ＲＣの周りで回転部材４３６の回転移動を可能にする。以下により詳細に説明するように、様々な実施形態では、回転検出コイルＴＲＳＣｉおよびＢＲＳＣｉ（ｉは特定のコイルを識別するインデックス整数である）およびスタイラス位置検出部４１１は、ディスラプター要素４５１の回転した位置を検出することができる。そして、それにより移動部材４１２の回転した位置（例えば、ＸおよびＹ方向）を検出することができ、および軸方向検出コイル構成体（軸方向検出コイルとも呼ばれる）ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣは、ディスラプター要素４５１の軸方向位置を検出することができ、それにより移動部材４１２の軸方向位置（例えば、Ｚ方向）を検出することができる。
【0032】
図３に示されるように、スタイラス位置検出部４１１の第１の例示的な実施形態は、移動部材４１２に結合され、それぞれ、上部コイル基板４７１Ｔと下部コイル基板４７１Ｂとの間に配置されたディスラプター移動ボリュームＭＶ内に、走査プローブのフレーム（例えば、走査プローブ本体の部分として含まれるフレーム）に対して移動するディスラプター要素４５１（または、より一般的にはディスラプター構成体４５０）を備える。図３に示すように、移動部材４１２は、下部コイル基板（４７１Ｂ）の中心軸ＣＡに沿って配置された穴４７２を通って延び、その中を移動する（すなわち、移動部材４１２は、中心軸ＣＡに沿って下部コイル基板４７１Ｂに配置された穴４７２を通り、ほぼ中心軸ＣＡに沿って延在する）。取り付けられたディスラプター要素４５１は、スタイラス懸架部４０７および移動部材４１２の偏向に応じて、非偏向位置ＵＮＤＦに対してディスラプター移動ボリュームＭＶ内を移動する。
【0033】
スタイラス位置検出部４１１の様々な他の構成要素、例えば、受信コイル部４７０および場生成コイル構成体４６０は、特に明記しない限り、フレームに対して固定することができる。図３に示す実施形態では、場生成コイル構成体４６０は、ディスラプター移動ボリュームＭＶのほぼ中央平面に配置され、名目上平面で中心軸ＣＡに直交する単一の平面状の場生成コイル（場生成コイル部とも呼ばれる）４６１を備える。図２を参照して先に概説したように、受信コイル部４７０は、一般に、回転検出コイル部（回転検出コイルとも呼ばれる）ＲＳＣおよび軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣを備えることができる。回転位置検出構成体（回転検出コイル部）ＲＳＣは、一般に、上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉを備える。図３に示す断面には、２つの上部回転検出コイルＴＲＳＣ１とＴＲＳＣ２、および２つの下部回転検出コイルＢＲＳＣ１とＢＲＳＣ２のみが示されている。これらの回転検出コイルは、Ｙ方向に沿ったディスラプター要素４５１の位置を示す信号成分を提供することができる。特に、それらの信号成分は、ディスラプター要素４５１のＹ方向に沿った変位ΔＹの量に応じて変化し、したがって、変位ΔＹの量を示している。変位ΔＹは、ディスラプター要素４５１と様々な回転検出コイルＴＲＳＣｉおよびＢＲＳＣｉとの間の関連する「重複」の量を決定し、それによって、（結果としての信号成分を決定する）場生成コイル４６１によって生成される変動磁場への結合量を決定する。他の回転検出コイル（図示せず）は、Ｘ軸方向に沿ったディスラプター要素４５１の位置を示す信号成分を提供することができる。様々な回転検出コイルの信号成分はまた、上部回転検出コイルＴＲＳＣ２に対して図３に示されるように、ディスラプター要素４５１に対するそれらの局所的な「動作ギャップ」ＯＧに対して望ましくないほど敏感でもよい。しかしながら、そのような望ましくないギャップ感度は、以下でさらに説明されるように、本明細書で開示される様々な原理に従って実質的に除去または補償することができる。
【0034】
軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣは、一般に、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよび下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣを備える。図３に示す実施形態では、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣは、中心軸ＣＡを少なくとも部分的に囲む単一の上部軸方向検出コイルを備え、少なくとも１つの下部軸方向検出コイルは、図に示すように、中心軸を少なくとも部分的に囲む単一の下部軸方向検出コイルを備える。これらの軸方向検出コイルは、ディスラプター要素４５１によって常に完全に「重複」する。したがって、それらの信号成分は、名目上、軸方向またはＺ方向に沿ったディスラプター要素４５１の位置にのみ応答し、Ｚ方向に沿ってディスラプター要素４５１の位置を示す。様々な信号成分の生成については、図５および図６を参照して以下で詳しく説明する。
【0035】
図２を参照して先に概説した動作と同様に、動作中、移動するディスラプター要素４５１は、場生成コイル４６１によって生成される軸方向に沿った変動磁場において位置に依存した局所的な変動を引き起こす。受信コイル部４７０は、図２を参照して前述し、以下でさらに詳細に説明するように、ディスラプター要素４５１によって引き起こされた変動磁場およびその中の変動に応答し、ディスラプター要素４５１の回転位置（例えば、ＹおよびＸ位置、および対応する信号）およびディスラプター要素４５１の軸方向位置（例えばＺ位置）を決定するように処理されてもよい回転信号成分ＲＳｉｇｓおよび軸方向信号成分ＡＳｉｇｓを出力する。ディスラプター要素４５１の位置は、スタイラス結合部４４２および／またはその接触部４４８の位置に既知の幾何学的形状によって関連付けられていることが理解できよう。例えば、小さな回転角度の場合、ヌルから（例えば、非偏向位置ＵＮＤＦから）離れたＹ方向に沿ったディスラプター要素４５１の図示の動きまたは変位ΔＹに対して
ΔＹ＝ＨθＹ （式１）
ΔＹ＝ＨθＹ （式１）
【0036】
ここで、Ｈは回転中心ＲＣからディスラプター要素４５１の名目上の平面までの距離であり、θＹはＹ方向に平行な平面における回転部材４３６（および移動部材４１２）の回転移動の傾き（つまり、回転中心ＲＣでＸ軸に平行な軸を中心とした回転）である。様々な実施形態では、より大きな回転角が使用される場合、当技術分野で知られているように、より大きな回転角に対して正確な同様の表現が使用されてもよい。回転移動の傾き成分θＹの関係でスタイラス４０６の接触部４４８の（例えば、非偏向位置ＵＮＤＦに対応する）ヌルから離れるＹ方向の移動または変位ＹＳＴＹＬＵＳは、次のように近似することができる。
ΔＹＳＴＹＬＵＳ ＝θＹ*（ｈＳ＋ｌＳ） （式２）
ΔＹＳＴＹＬＵＳ ＝θＹ*（ｈＳ＋ｌＳ） （式２）
【0037】
ここで、ｈＳはスタイラス結合部４４２の端から回転中心ＲＣまでの距離であり、ｌＳはスタイラス４０６の長さである。式１と式２を組み合わせて、接触部４４８のＹ方向の変位に対するディスラプター要素４５１の変位ΔＹの比率は、次のように近似することができる。
ΔＹ／ΔＹＳＴＹＬＵＳ ＝ Ｈ／（ｈＳ＋ｌＳ） （式３）
ΔＹ／ΔＹＳＴＹＬＵＳ ＝ Ｈ／（ｈＳ＋ｌＳ） （式３）
【0038】
Ｘ座標の移動成分は上記の式に類似しているため、本明細書ではこれ以上詳細に説明しないことが理解できよう。様々なスタイラスのスタイラス長ｌＳは、Ｘ－Ｙ検出スポット位置に基づいて接触部４４８のＸ－Ｙ位置を決定するために（例えば、システムの三角法に関する）方程式を利用することができる。 Ｚ座標変位または位置成分に関して、スタイラスの接触部（例えば、接触部４４８）のＺ方向の変位ΔＺＳＴＹＬＵＳに対する（例えば、非偏向位置ＵＮＤＦに対応する）ヌルから離れる軸方向またはＺ方向に沿ったディスラプター要素４５１の変位ΔＺ（図示せず）については次のように近似することができる。
ΔＺ／ΔＺＳＴＹＬＵＳ ≒ １ （式４）
ΔＺ／ΔＺＳＴＹＬＵＳ ≒ １ （式４）
【0039】
図４は、図３に示されるスタイラス位置検出部４１１に類似するスタイラス位置検出部５１１の一実施形態ならびに、図３に示されたスタイラス懸架部４０７として使用可能なスタイラス懸架部４０７'の一実施形態の断面と、信号処理および制御回路４８０と、を示す部分概略図である。上記構成要素は、走査プローブ４００のプローブ本体４０２のフレーム４０８内に含まれるように示されている。上部および下部コイル基板５７１Ｔ、５７１Ｂ、およびスタイラス位置検出部５１１の場生成コイル５６１またはその基板（例えば、プリント回路型基板）は、調整および搭載部４１７、または他の既知の技術を使用して、走査プローブ４００における適切な動作のために配置されている。スタイラス位置検出部５１１に関連する様々な信号接続は、既知の技術に従って、コネクタ（例えば、フレックスプリントおよび／またはワイヤ接続）４１９などによって提供することができる。いくつかの実施形態では、図４に示すように、信号処理および制御回路４８０の一部またはすべてを別個の回路アセンブリとして提供することができる。他の実施形態では、必要に応じて、信号処理および制御回路４８０の一部またはすべてをスタイラス位置検出部５１１の基板上に組み合わせることができる。
【0040】
図４に示すように、スタイラス懸架部４０７'は、スタイラス移動機構４０９と、スタイラス４０６に結合されたスタイラス結合部４４２と、を備える。スタイラス移動機構４０９は、移動部材４１２、回転部材４３６、回転部材４３６の回転移動を支持および可能にするためにフレーム４０８に結合された屈曲要素４４０、および移動部材４１２の軸方向移動を可能にするために移動部材４１２を支持しそれを回転部材４３６に結合する屈曲要素４１４および４１５（すなわち第１の屈曲要素と呼ばれる）を備える。走査プローブ４００は、スタイラス移動機構４０９および／またはスタイラス４０６の接触部４４８の位置および／または移動を決定するために、図５を参照して以下により詳細に説明される構成要素および動作を有するスタイラス位置検出部５１１を備える。
【0041】
屈曲要素４４０（すなわち、第２の屈曲要素と呼ばれる）は、軸方向Ｏにおいて一対の屈曲要素４１４と４１５（すなわち、第１の屈曲要素と呼ばれる）のそれぞれの平面の間に配置することができる。屈曲要素４１４、４１５、および４４０に対する適切なたわみ設計は、当技術分野で知られている原理に従って決定することができる。例えば、同時係属中の共通に譲渡された米国特許出願第１４／９７３，３７６号に１つの可能な実施形態が示されている。その出願は、「Measurement Device With Multiplexed Position Signals」という名称であり、２０１５年１２月１７日に出願され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。回転部材４３６は、第２の屈曲要素４４０に対して対称な形状を有することができ、２つのリング部４３６Ａ、２つの接続部４３６Ｂおよび１つの円筒部４３６Ｃを一体的に備えることができる。第１の屈曲要素４１４および４１５の周辺部は、リング部４３６Ａに固定されている。接続部４３６Ｂは、中空部を有する円筒部４３６Ｃに接続するように、リング部４３６Ａの内側に延びている。第１の屈曲要素４１４および４１５は、第２の屈曲要素４４０に対して対称な距離に配置されてもよいが、そのような実施形態は例示に過ぎず、限定ではない。
【0042】
移動部材４１２を備える軸方向移動機構４１０は回転部材４３６の内側に支持され、回転部材４３６および軸方向移動機構４１０はスタイラス移動機構４０９の一部である移動モジュールを一緒に構成する。軸方向移動機構４１０は、接触部４４８を軸方向Ｏに移動可能にしている。回転部材４３６を備える回転移動機構４３４は、回転中心ＲＣを中心とした回転移動によってスタイラス４０６の接触部４４８が軸方向Ｏに対して横方向（例えば、ほぼ垂直）に移動することを可能にする。
【0043】
移動部材４１２は、下部４１２Ａ、ロッド部４１２Ｂ、および上部４１２Ｃを一体的に備える。図３を参照して先に概説し、図５に示すスタイラス位置検出部５１１に関して以下により詳細に説明するように、移動部材４１２の上部４１２Ｃに取り付けられたディスラプター要素５５１は、回転および軸方向位置表示要素の両方として機能する。ロッド部４１２Ｂは、一対の第１の屈曲要素４１４と４１５との間に配置される。ロッド部４１２Ｂは、回転部材４３６に収納される。下部４１２Ａはロッド部４１２Ｂの下に形成され、スタイラス結合部４４２（例えば、フランジ部材）は下部４１２Ａに取り付けられている。スタイラス４０６の取り付けのためにフランジ部４４４が設けられている。フランジ部４４４とスタイラス結合部４４２とはともに、様々なスタイラス４０６とスタイラス結合部４４２との間の脱着（例えば、スタイラスを脱落させる衝突の場合、または意図的にスタイラスを変更する場合）を繰り返し位置決め可能にする取り外し可能な結合機構（例えば、既知のタイプのキネマティックジョイントあるいはキネマティックカップリング）を構成することができる。
【0044】
図５は、図４に示されるスタイラス位置検出部５１１に類似するスタイラス位置検出部５１１'の代替実施形態の部分概略等角図であり、本明細書に開示される原理による特定の形態を強調する。スタイラス位置検出部５１１'および５１１は、以下でさらに説明するように、場生成コイル構成体５６０の違いを除いて類似している。一般に、スタイラス位置検出部５１１'は、図２、図３および図４のスタイラス位置検出部３１１、４１１および５１１の構成要素と同様の特定の構成要素を備え、以下で特に説明する場合を除いて同様に動作することが理解されよう。
【0045】
図５に示される実施形態では、スタイラス位置検出部５１１'は、受信コイル部５７０、ディスラプター要素５５１を備えるディスラプター構成体５５０、および場生成コイル構成体５６０を備える。
【0046】
様々な実施形態では、ディスラプター要素５５１（または、より一般的にディスラプター構成体５５０）は、導電性プレートまたは導電性ループ、または（例えば、プリント回路基板の２つの側面に設けられ、プリント回路基板製造技術によりパターン化された）平行な導電性プレートまたは導電性ループ、またはディスラプター領域（例えば、その内部領域）を提供するその他の望ましい動作構成体を備えることができる。ディスラプター要素５５１は、上部コイル基板５７１Ｔと下部コイル基板５７１Ｂとの間のディスラプター移動ボリュームＭＶの中心軸ＣＡに沿って配置され、（例えば、移動部材５１２を備える）結合構成体によってスタイラス懸架部５０７に結合される。説明の目的のために、スタイラス懸架部５０７および／またはスタイラス５０６および／または移動部材５１２の偏向に応じて、図５に示す非偏向位置（図３の非偏向位置ＵＮＤＦを参照）に対して移動するようなディスラプター要素５５１が記述されてもよい。ディスラプター要素は、軸方向の動きに応じて軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって変位増分ΔＺで、および回転運動に応じて、軸方向（Ｚ方向）に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって変位増分ΔＸおよびΔＹで、動くように記述されてもよい。指定または予想される動作移動範囲については、以下で詳しく説明する。
【0047】
受信コイル部５７０は、Ｎ個の上部回転検出コイルＴＲＳＣ（例えば、Ｎ＝４で、ＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４）および（例えば、この実施形態では単一の図示された個別のコイルを備える）上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣを備える平面状の上部コイル基板５７１Ｔ、およびＮ個の下部回転検出コイルＢＲＳＣ（例えば、Ｎ＝４で、ＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４）、および（例えば、この実施形態では単一の図示された個別のコイルを備える）下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣを備える平面状の下部コイル基板５７１Ｂを備えることができる。上部および下部コイル基板５７１Ｔおよび５７１Ｂは、スタイラス５０６および／またはスタイラス懸架部５０７により近い下部コイル基板で、走査プローブのフレームに一定の関係で取り付けられる。上部および下部コイル基板５７１Ｔおよび５７１Ｂは、名目上互いに平行であり、名目上中心軸ＣＡに直交し、中心軸ＣＡに沿って間隔を空けて配置され、それらの間にディスラプター移動ボリュームＭＶを配置することができる。図５に示される様々な検出コイルは説明を簡単にするために「閉ループ」によって表されているが、すべてのコイルは１つまたは複数の誘導性で結合された「ターン」として動作するように構成される（例えば、図６に表す）第１および第２の接続端を有する巻線または導体を備えることが理解できよう。
【0048】
場生成コイル構成体（例えば、場生成コイル構成体５６０）は、一般に、ディスラプター移動ボリュームＭＶに近接して配置され、名目上平面で中心軸ＣＡに直交する少なくとも１つの第１の場生成コイルを備える。図３に示された実施形態における単一の平面状の場生成コイル４６１（これは、ディスラプター移動ボリュームＭＶのほぼ中央平面に位置する）とは対照的に、図５に示された実施形態では、場生成コイル構成体５６０は中心軸ＣＡに沿ってディスラプター移動ボリュームＭＶの中央平面からほぼ等距離に配置され、名目上平面であり中心軸ＣＡに直交する一対の（それぞれ、上部および下部コイル基板５７１Ｔおよび５７１Ｂに配置される）平面状の場生成コイル５６１Ｔおよび５６１Ｂを備える。一般的に言えば、場生成コイル構成体が、軸方向（Ｚ方向）に沿ったその（すなわち、第１の場生成コイルの）コイル領域の投影が（例えば、ディスラプター要素５５１の）ディスラプター構成体５５０のディスラプター領域と、上部および下部コイル基板５７１Ｔおよび５７１Ｂに配置されるすべての回転および軸方向検出コイルＲＳＣｉおよびＡＳＣＣのコイル領域と、を提供する導電性プレートまたはループを包含するように構成される少なくとも第１の場生成コイルを備える（すなわち、軸方向に沿った第１の場生成コイルのコイル領域の投影は、コイル基板構成体に配置されたディスラプター領域と、すべての回転および軸方向検出コイルＲＳＣｉおよびＡＳＣＣのコイル領域と、を提供する導電性プレートまたはループを包含する）ならば、場生成コイル構成体４６０または５６０のいずれかは受信コイル部５７０（または本明細書に開示される他の受信コイル部）で使用することができる。そのような場合、場生成コイル構成体は、スタイラス位置検出部５１１'の動作に望まれるように、コイル駆動信号に応じてディスラプター移動ボリュームＭＶ内にほぼ軸方向に沿って変動磁束を生成するように構成される。図５に示す様々な場生成コイルは、説明を簡単にするために、（エッジが示されている）幅の広い平らな導電性トレースを備える１つの単一の「閉ループ」で表されるが、実際のデバイスでは（例えば、図６に表されるように）すべてのコイルは、第１および第２の接続端を有する巻線または導体を備え、１つまたは複数の場生成「ターン」として動作するように構成されることが理解できよう。
【0049】
図５に示すように、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣの内部コイル領域を通る（例えば、図５の細破線ＰＲＪで示す）軸方向に沿ったディスラプター要素５５１の投影は、（その内部コイル領域を埋めるドットパターンで示される）上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡを定義する。また、下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣの内部コイル領域を通る軸方向に沿ったディスラプター要素５５１の投影は、（その内部コイル領域を埋めるドットパターンで示される）下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡを定義する。同様に、ｉは１～Ｎの範囲の個別のコイル識別インデックスであり、それぞれの上部回転検出コイルＴＲＳＣｉ（例えば、ＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４）の内部コイル領域を通る軸方向に沿ったディスラプター要素５５１の投影は、それぞれの上部回転コイル検出重複領域ＴＲＳＣＯＡｉ（例えば、ＴＲＳＣＯＡ１～ＴＲＳＣＯＡ４）を定義する。図５に示す様々なそれぞれの重複領域を埋めるドットパターンで示され、それぞれの下部回転検出コイルＢＲＳＣｉ（例えば、ＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４）の内部コイル領域を通る軸方向に沿ったディスラプター要素５５１の投影は、それぞれの下部回転コイル検出重複領域ＢＲＳＣＯＡｉ（例えば、ＴＲＳＣＯＡ１～ＴＲＳＣＯＡ４）を定義する。
【0050】
スタイラス位置検出部（例えば、５１１'）における軸方向位置検出に関して、本明細
書で説明および要求される原理によれば、受信コイル部（例えば、５７０）およびディスラプター要素（例えば、５５１）は、一般に、上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡおよび下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡを提供するように構成される。ここで、重複領域ＴＡＳＯＡおよびＢＡＳＯＡのそれぞれの量は、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内でのディスラプター要素５５１の位置では変化しない、またはその位置に依存しない。（特定の走査プローブについては、必要であれば、この要件を満たすためにプローブの特定のスタイラス位置検出部の構成と組み合わせて、動作移動範囲が規定または指定されることが理解できよう。）このように、上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣで生成される信号成分は、名目上、回転運動（つまり、ＸおよびＹ方向に沿ったディスラプター要素５５１の位置）に依存せず、名目上、ディスラプター要素５５１との「近接状態」の変化またはギャップのみに敏感である。なお、「近接状態」の変化またはギャップは、ディスラプター要素５５１の軸方向（Ｚ）位置または変位ΔＺに応じて変化する。動作中、場生成コイル構成体５６０の変動磁場によってディスラプター要素５５１に誘導される電流は、反対の磁場を引き起こす。一般的に、ディスラプター要素５５１が図５の軸（Ｚ）方向に沿って上方に移動すると、変動磁場から生じるその信号成分を低減するように、対向する磁場は上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣにより強く結合する。逆に、変動磁場から生じるその信号成分を増加するように、対向する磁場は下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣにより弱く結合する。本開示で使用される慣例により、信号成分ＳＩＧＴＡＳＣＣを、特定の上部軸方向検出コイル構成体（またはコイル）ＴＡＳＣＣなどから生じる信号成分と呼ぶことができる。
書で説明および要求される原理によれば、受信コイル部（例えば、５７０）およびディスラプター要素（例えば、５５１）は、一般に、上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡおよび下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡを提供するように構成される。ここで、重複領域ＴＡＳＯＡおよびＢＡＳＯＡのそれぞれの量は、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内でのディスラプター要素５５１の位置では変化しない、またはその位置に依存しない。（特定の走査プローブについては、必要であれば、この要件を満たすためにプローブの特定のスタイラス位置検出部の構成と組み合わせて、動作移動範囲が規定または指定されることが理解できよう。）このように、上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣで生成される信号成分は、名目上、回転運動（つまり、ＸおよびＹ方向に沿ったディスラプター要素５５１の位置）に依存せず、名目上、ディスラプター要素５５１との「近接状態」の変化またはギャップのみに敏感である。なお、「近接状態」の変化またはギャップは、ディスラプター要素５５１の軸方向（Ｚ）位置または変位ΔＺに応じて変化する。動作中、場生成コイル構成体５６０の変動磁場によってディスラプター要素５５１に誘導される電流は、反対の磁場を引き起こす。一般的に、ディスラプター要素５５１が図５の軸（Ｚ）方向に沿って上方に移動すると、変動磁場から生じるその信号成分を低減するように、対向する磁場は上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣにより強く結合する。逆に、変動磁場から生じるその信号成分を増加するように、対向する磁場は下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣにより弱く結合する。本開示で使用される慣例により、信号成分ＳＩＧＴＡＳＣＣを、特定の上部軸方向検出コイル構成体（またはコイル）ＴＡＳＣＣなどから生じる信号成分と呼ぶことができる。
【0051】
非偏向位置ＵＮＤＦでは、正味の信号成分ＳＩＧＴＡＳＣＣとＳＩＧＢＡＳＣＣはほぼバランスが取れていることが理解できよう。動作中に予想されるような小さな変位ΔＺの場合、正味の信号成分ＳＩＧＴＡＳＣＣおよびＳＩＧＢＡＳＣＣは、互いに比較してほぼ直線的、かつ逆に変化することができる。このような信号の非線形性の程度に関連する特定の考慮事項については、以下でさらに説明される。一実施形態では、軸方向の変位または位置ΔＺは、信号関係によって示されるか、または信号関係に対応することができる。
ΔＺ＝関数 [（ＳＩＧＢＡＳＣＣ－ＳＩＧＴＡＳＣＣ）／（ＳＩＧＢＡＳＣＣ＋ＳＩＧＴＡＳＣＣ）] （式５）
ΔＺ＝関数 [（ＳＩＧＢＡＳＣＣ－ＳＩＧＴＡＳＣＣ）／（ＳＩＧＢＡＳＣＣ＋ＳＩＧＴＡＳＣＣ）] （式５）
【0052】
この信号関係は単なる例示であり、限定するものではない。様々な実施形態では、必要に応じて、様々な変位方向または信号成分間の幾何学的および／または信号クロスカップリングの影響を低減する動作を含むように、この信号関係は付加のキャリブレーションまたは信号処理動作によって調整または補償されてもよい。様々な実施形態では、上部軸方向検出コイル構成体は、Ｎ個の上部回転検出コイルの１つではなく、上部回転検出コイルよりも中心軸の近くに配置された少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備えることができる。そして、少なくとも１つの上部軸方向検出コイルがディスラプター要素よりも小さい内部コイル領域を有し、軸方向に沿ったディスラプター要素の投影が動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内のディスラプター要素の任意の位置に対する少なくとも１つの上部軸方向検出コイルの内部コイル領域を完全に満たすように、少なくとも１つの上部軸方向検出コイルとディスラプター要素は特徴づけられている。これにより、上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡは、ディスラプター要素の位置では変化しない。同様に、様々なそのような実施形態では、下部軸方向検出コイル構成体は、Ｎ個の下部回転検出コイルの１つではなく、下部回転検出コイルよりも中心軸の近くに配置された少なくとも１つの下部軸方向検出コイルを備えることができる。そして、少なくとも１つの下部軸方向検出コイルがディスラプター要素よりも小さい内部コイル領域を有し、軸方向に沿ったディスラプター要素の投影が動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内のディスラプター要素の任意の位置に対する少なくとも１つの下部軸方向検出コイルの内部コイル領域を完全に満たすように、少なくとも１つの下部軸方向検出コイルとディスラプター要素は特徴づけられている。これにより、下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡは、ディスラプター要素の位置では変化しない。図５に示されるスタイラス位置検出部５１１'の特定の実施形態は、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよび下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣがそれぞれ単一の検出コイルを備えており、この説明に適合することが分かる。上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣの様々な構成体を使用することができ、図５に示す特定の構成体は例示にすぎず、限定されるものではないことが理解できよう。様々な代替構成を、以下の他の図を参照して説明する。
【0053】
本明細書に記載および請求される原理によれば、スタイラス位置検出部（例えば、５１１'）における回転位置検出に関して、受信コイル部（例えば、５７０）およびディスラプター要素（例えば、５５１）は、一般に、上部回転検出コイルＴＲＳＣｉと下部回転検出コイルＢＲＳＣｉをそれぞれ備える回転検出コイルのＮ個の相補対ＣＰｉ（例：ＣＰ１～ＣＰ４、Ｎ＝４）を提供する構成とされている。ここで、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内の任意のディスラプター要素の変位増分に対する任意の相補対ＣＰｉにおいて、そのディスラプター要素の変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉおよびＢＲＳＣＯＡｉの変化の大きさは、その相補対において名目上同じである。（特定の走査プローブでは、この要件を満たすために必要な場合、その特定のスタイラス位置検出部の構成と組み合わせて、その動作移動範囲が決定または指定されることが理解できよう。）図５の表ＣＰＴａｂｌｅは、図５に示される実施形態の各相補対ＣＰｉの各回転検出コイルＴＲＳＣｉおよびＢＲＳＣｉを示す。
【0054】
前述の原理に準拠することにより、図５に示す相補対ＣＰｉを使用して、特定のクロスカップリング誤差を補償または除去し、および／または（例えば、Ｘおよび／またはＹ方向に沿って）正確な回転位置または変位の測定値を提供するように要求された信号処理を単純化することができる。特に、図５に示す実施形態の回転検出コイルの相補対ＣＰｉで発生する信号成分の対は、相補対の個別のコイルとディスラプター要素５５１との間の「近接状態」の変化またはギャップに対して名目上鈍感な結果の信号を提供する関係で結合または処理されてもよい。すなわち、結果として生じる信号は、以下でさらに詳しく説明するように、ディスラプター要素５５１の軸方向（Ｚ）位置または変位ΔＺに鈍感であり、名目上、（例えば、Ｘおよび／またはＹ方向に沿って）回転位置または変位のみに敏感であってもよい。図５に示す特定の実施形態では、Ｙ軸方向に沿った変位成分ΔＹを有するディスラプター要素５５１の変位により、相補対ＣＰ２における重複領域ＴＲＳＣＯＡ２およびＢＲＳＣＯＡ２が増加（または減少）し、相補対ＣＰ１における重複領域ＴＲＳＣＯＡ１およびＢＲＳＣＯＡ１が減少（または増加）することが理解されよう。同様に、Ｘ軸方向に沿った変位成分ΔＸを有するディスラプター要素５５１の変位により、相補対ＣＰ３における重複領域ＴＲＳＣＯＡ３およびＢＲＳＣＯＡ３が増加（または減少）し、相補対ＣＰ４における重複領域ＴＲＳＣＯＡ４およびＢＲＳＣＯＡ４が減少（または増加）する。
【0055】
前に概説したように、動作中、場生成コイル構成体５６０の変動磁場によってディスラプター要素５５１に誘導される電流は、反対の磁場を引き起こす。一般的に、任意の回転検出コイルＴＲＳＣｉ（またはＢＲＳＣｉ）で生成される信号成分ＳＩＧＴＲＳＣｉ（またはＳＩＧＢＲＳＣｉ）は、ディスラプター要素５５１の近接部分が軸方向に沿ってその回転検出コイルに近づくか、または回転検出コイルによるその重複領域ＴＲＳＣＯＡｉ（またはＢＲＳＣＯＡｉ）を増大させるかで減少する。
【0056】
図５に示されている相補対ＣＰ１～ＣＰ４（相補対ＣＰｉのコイルは同一で軸方向に沿って整列されている）については、図示されている非偏向位置ＵＮＤＦで、各相補対（例えば、ＳＩＧＴＲＳＣ１とＳＩＧＢＲＳＣ１）の信号成分はほぼバランスが取れていることが理解できよう。相補対（例えばＣＰ１）に近接するディスラプター要素５５１の一部おける、動作中に予想されるような小さな変位ΔＺに対する先に概説した原理によれば、正味の信号成分（例えばＳＩＧＴＲＳＣ１およびＳＩＧＢＲＳＣ１）はおおよそ線形で、互いに比較して逆に変化することができる。したがって、相補対ＣＰｉのこのような信号の合計は、ディスラプター要素５５１の近接部分に関連するΔＺに対して名目上鈍感でもよい。さらに、図５に示される実施形態では、動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙ内で、Ｙ方向の変位成分が回転コイル検出重複領域ＴＲＳＣＯＡ３、ＢＲＳＣＯＡ３、および／またはＴＲＳＣＯＡ４およびＢＲＳＣＯＡ４を変更せず、Ｘ方向の変位成分は、回転コイル検出重複領域ＴＲＳＣＯＡ２、ＢＲＳＣＯＡ２、および／またはＴＲＳＣＯＡ１およびＢＲＳＣＯＡ１を変更しないように、ディスラプター要素５５１のエッジをＸおよびＹ方向に対して平行とすることができる。したがって、一実施形態では、理想的にはΔＺおよび／またはΔＹに関係なく、Ｘ方向に沿った回転変位または位置成分ΔＸは、以下の信号関係によって示されるか、またはそれに対応することができる。
ΔＸ＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）－（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩＧＢＲＳＣ４）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩＧＢＲＳＣ４）]
（式６）
ΔＸ＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）－（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩＧＢＲＳＣ４）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩＧＢＲＳＣ４）]
（式６）
【0057】
同様に、一実施形態では、理想的にはΔＺおよび／またはΔＸに関係なく、Ｙ方向に沿った回転変位または位置成分ΔＹは、以下の信号関係によって示されるか、それに対応することができる。
ΔＹ＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）－（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）]
（式７）
ΔＹ＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）－（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）]
（式７）
【0058】
これらの信号の関係は単なる例であり、限定するものではない。様々な実施形態では、これらの信号関係は、必要に応じて、様々な変位方向または信号成分間の幾何学的および／または信号クロスカップリングの影響を低減する動作を備える付加のキャリブレーションまたは信号処理動作によって調整または補償される。
【0059】
いくつかの特に有利な実施形態では、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内の任意の相補対ＣＰｉと任意のディスラプター要素の変位増分に対して、そのディスラプター要素の変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉとＢＲＳＣＯＡｉの変化の大きさと符号の両方がその相補対において同じであるように、受信コイル部（例えば、５７０）とディスラプター要素（例えば、５５１）は構成されている。いくつかのそのような実施形態では、軸方向に沿って投影されたときにそれら（即ち、上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉ）の内部領域の形状が名目上一致することを特徴とする上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉを各相補対ＣＰｉが備えるように、受信コイル部は構成される。図５に示されるスタイラス位置検出部５１１'の特定の実施形態は、この説明に適合することが理解されよう。しかしながら、図５に示される特定の構成は例示に過ぎず、限定するものではなく、相補対の様々な構成が使用されてもよいことが理解されよう。様々な代替構成について、以下の他の図を参照して説明する。
【0060】
いくつかの特に有利な実施形態では、ディスラプター要素が少なくともＮ個の直線側辺を備え、任意のそれぞれの相補対ＣＰｉについて、ディスラプター要素の直線側辺のそれぞれは、そのそれぞれの相補対の上部回転検出コイルＴＲＳＣｉと下部回転検出コイルＢＲＳＣｉの両方を横断するように、受信コイル部（例えば、５７０）およびディスラプター要素（例えば、５５１）は構成されている。いくつかのそのような実施形態では、Ｎ＝４であり、少なくともＮ個の直線側辺は、長方形または正方形の辺に平行に配置された４つの辺を備える。図５に示されるスタイラス位置検出部５１１'の特定の実施形態は、この説明に適合することが分かるであろう。しかし、相補対の構成体とディスラプター要素のエッジ構成体の様々な組み合わせを使用することができ、図５に示す特定の構成の組み合わせは単なる例示であり、限定されるものではないことが理解できよう。構成の様々な代替の組み合わせについて、以下の他の図を参照して説明する。
【0061】
図６は、図５に示すスタイラス位置検出部５１１'の特定の構成要素の部分概略等角図であり、本明細書で開示する原理による信号処理および制御回路６８０の例示的な一実施形態のブロック図に概略的に示された接続ＣＯＮＮを含んでいる。図６に示されるように、信号処理および制御回路６８０は、スタイラス位置検出部５１１'の様々なコイルに動作可能に接続される。図６に示される実施形態では、信号処理および制御回路６８０は、その様々な相互接続された構成要素間の様々なタイミングおよび信号接続を管理するまたは動作を交換できるデジタル制御装置／プロセッサ６８１を備える。デジタル制御装置／プロセッサ６８１は、駆動信号発生器６８２、増幅器／スイッチング部６８３、サンプル・ホールド部６８４、多重化部６８５、およびＡ／Ｄ変換部６８６を備える。デジタル制御装置／プロセッサ６８１は、図２を参照して先に概説し、以下でさらに説明するように、様々なデジタル信号処理動作を実行して、出力信号ＡＰＳＯｕｔおよびＲＰＳＯｕｔを決定することもできる。信号処理および制御回路６８０の設計および動作は、一般に、既知の原理に従って、当業者によって認識および理解することができる。例えば、一実施形態では、信号処理および制御回路６８０の様々な構成要素は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，８４１，２７４号に開示された対応する構成要素と同様に設計および動作することができる。したがって、図示された信号処理および制御回路６８０の動作はここでは簡単にのみ説明する。
【0062】
動作中、駆動信号発生器６８２は、変化するコイル駆動信号Ｄｓｉｇ（例えば、パルス）を場生成コイル構成体５６０に提供するように動作する。場生成コイル構成体５６０は、コイル駆動信号に応答してディスラプター移動ボリュームＭＶの軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成する。図示の構成では、上部場生成コイル５６１Ｔおよび下部場生成コイル５６１Ｂは、互いに強め合う変動磁束を提供するように構成される。増幅器／スイッチング部６８３は、受信コイル部５７０から信号成分ＲＳＩＧｓおよびＡＳＩＧｓを入力するように構成されている。受信コイル部５７０は、上部および下部コイル基板上に配置されたそれぞれの回転および軸方向検出コイルによって提供されるそれぞれの信号成分（例えば、既に概説された信号成分ＳＩＧＴＡＳＣＣ、ＳＩＧＢＡＳＣＣ、ＳＩＧＴＲＳＣ１～ＳＩＧＴＲＳＣ４、およびＳＩＧＢＲＳＣ１～ＳＩＧＢＲＳＣ４）を備える。いくつかの実施形態では、例えば、式５～７などに示された関係で規定されたように、増幅器／スイッチング部６８３は、様々なアナログ信号を組み合わせて様々な所望の和信号または差信号を（例えば、適切なシリアルまたはパラレル接続などによって）提供するスイッチング回路を備えることができる。しかし、他の実施形態では、増幅器／スイッチング部６８３は、増幅および信号調整動作（および場合によっては信号反転動作）のみを実行し、すべての信号結合動作は他の回路部分で実行されてもよい。
【0063】
サンプル・ホールド部６８４は、増幅器／スイッチング部６８３から様々なアナログ信号を入力し、例えば、受信コイル部５７０の様々なそれぞれの検出コイルから生じるすべてのそれぞれの信号成分を同時にサンプリングしホールドするように、既知の原理に従ってサンプル動作とホールド動作を実行する。一実施形態では、多重化部６８５は、様々な信号を連続的にＡ／Ｄ変換部６８６に、および／または（例えば、式５～７などに示される関係で規定されるような）様々な所望の信号関係に関連する組み合わせで接続することができる。Ａ／Ｄ変換部６８６は、対応するデジタル信号値をデジタル制御装置／プロセッサ６８１に出力する。次いで、デジタル制御装置／プロセッサ６８１は、（例えば、式５～７などに示される関係で規定されるような）様々な所望の関係に従って、出力信号ＡＰＳＯｕｔおよびＲＰＳＯｕｔを決定および出力するように、デジタル信号値を処理しおよび／または結びつける。出力信号ＡＰＳＯｕｔおよびＲＰＳＯｕｔは、走査プローブのフレームまたはハウジングに対するディスラプター要素５５１またはスタイラス５０６の少なくとも１つの軸方向位置および回転位置を示す。いくつかの実施形態では、出力信号ＡＰＳＯｕｔおよびＲＰＳＯｕｔが走査プローブのフレームに対するスタイラス５０６またはその接触部５４８の３次元位置を直接示すように、デジタル制御装置／プロセッサ６８１を構成することができる。他の実施形態では、デジタル制御装置／プロセッサ６８１は、走査プローブのフレームに対するスタイラス５０６またはその接触部５４８の３次元位置を間接的に示す信号を出力するように構成することができる。そして、ホストシステム（例えばＣＭＭ）は、そのような信号をさらに結合または改良し、走査プローブおよび／またはＣＭＭ測定に使用される全ての座標システム全体に対するスタイラス５０６またはその接触部５４８の３次元位置を決定するように、そのような信号を入力し、付加の処理を実行する。
【0064】
本明細書で開示および特許請求される様々な原理によるスタイラス位置検出部（例えば、５１１'）の実施形態では、受信コイル部（例えば、５７０）の様々な受信コイルによって提供される信号成分は、ロバストで高精度の３次元位置表示を提供するために比較的高速で単純な信号処理を使用しながら、特定の信号誤差および／または信号クロスカップリング誤差の除去または修正に関して特に有利であることが理解できよう。
【0065】
ロバストで高精度の３次元位置表示を提供するための比較的高速で単純な信号処理の使用に関して、１つの考慮事項は、位置または変位信号成分の線形性（または式５で示されるＺ信号関係のような特定の結合信号の線形性）である。重要な３次および／または５次の信号変化の寄与に応じて変位とともに変化する信号または信号関係は、一般に、正確な変位または位置の表示を提供するために、より複雑な信号処理および／または補正および／または較正を必要とすることを理解されたい。本発明者らは、特定の望ましい構成が、軸方向信号成分ＡＳｉｇｓおよび／またはそれらの組み合わせにおける高次の信号変化の寄与を抑制する傾向があることを発見した。これらの望ましい構成を説明する１つの方法として、上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣの検出コイルは、中心軸ＣＡと同心で、上部および下部軸方向検出コイル（例えば、図５に示す上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣの検出コイル）がその内側に適合するような必要最小限の半径を有するように定義される「軸方向検出コイル内接シリンダー」を定義すると考えられてもよい（つまり、軸方向検出コイル内接シリンダーは、中心軸ＣＡと同心で、上部および下部軸方向検出コイルのエッジ内に内接できる最大半径である半径を有するように定義されてもよい）。「ディスラプター内接シリンダー」は、中心軸ＣＡと同心で、ディスラプター要素（例えば、ディスラプター要素５５１など）のエッジ内に内接できる最大半径である半径を有するように定義することができる。様々な実施形態では、ディスラプター内接シリンダーの半径は、軸方向検出コイル領域内接シリンダーの半径の少なくとも１．１倍であることが望ましい（が必須ではない）。いくつかの実施形態では、ディスラプター内接シリンダーの半径が、軸方向検出コイル領域内接シリンダーの半径の少なくとも１．２または少なくとも１．５倍であることが望ましい（が、必須ではない）。
【0066】
図７Ａ～図７Ｅは、本明細書に開示された原理に従って、それぞれ、受信コイル部７７０Ａ～７７０Ｅおよびディスラプター要素７５１Ａ～７５１Ｅを備えるスタイラス位置検出部の構成要素のそれぞれ「４つの相補対」の実施形態を表す（軸方向またはＺ方向に沿って見た）「平面視」図を示す。図示された構成要素は、本明細書に開示された原理によるスタイラス位置検出部の様々な実施形態において使用可能である。場生成コイルは図７Ａ～図７Ｅには示されていないが、それらは先に開示された原理に従って提供されることが理解されよう。図７Ａ～図７Ｅに示される様々な構成要素は、前述のスタイラス位置検出部３１１、４１１、５１１、および／または５１１'における同様の番号付けされた構成要素と同様または類似であり、それとの類似によって一般に理解することができる。したがって、図７Ａ～図７Ｅに含まれる「４つの相補対」の実施形態の特定の固有性または重要な特性のみを以下に説明する。
【0067】
図７Ａは、スタイラス位置検出部５１１'を参照して前述したものと同様の受信コイル部７７０Ａおよびディスラプター要素７５１Ａの実施形態を示しており、それとの類推によって理解することができる。スタイラス位置検出部５１１'を参照して前述したものと同様の円形の上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣを示すことに加えて、図７Ａは、破線で示された、代替の正方形の上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ'およびＢＡＳＣＣ'も示す。より一般的には、本明細書で開示および／または特許請求される様々な原理に従って望ましい動作を提供するように構成される限り、任意の所望の形状を上部および下部軸方向検出コイル構成体に使用できることが理解されよう。
【0068】
ディスラプター要素７５１Ａの形状は、コンパクト化のために「トリミングされた角」を備えることに留意されたい。本明細書で以前に開示された原理を実現するために、ディスラプター変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉおよびＢＲＳＣＯＡｉの変化の大きさは、例示された相補対のいずれにおいても名目上同じであるため、直交ＸおよびＹ方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙは、この原則を満たすために、各相補対を横断する直線エッジ部分を超えないように規定または指定することができる。
【0069】
図７Ｂは、受信コイル部７７０Ｂの相補対ＣＰ１～ＣＰ４が上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣの検出コイルと重なるより大きな回転検出コイルを備えることを除いて、図７Ａを参照して前述したものと同様の受信コイル部７７０Ｂおよびディスラプター要素７５１Ｂの実施形態を示す。なお、相補対ＣＰ１～ＣＰ４がそのような大きな回転検出コイルを備えることは、本明細書で開示される様々な原理に従って禁止されてはいない。そのような構成を製造するために、回転および軸方向検出コイルは、例えば、多層プリント回路基板のそれぞれの層に製造することができる。
【0070】
図７Ｃは、上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣは、様々な回転検出コイルＴＲＳＣｉおよびＢＲＳＣｉから分離された軸方向検出コイルによって提供されないことを除いて、図７Ｂを参照して前述したものと同様の受信コイル部７７０Ｃおよびディスラプター要素７５１Ｃの実施形態を示す。代わりに、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣは、Ｎ個（Ｎ＝４）の上部回転検出コイルＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４の組み合わせを備え、上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡは、Ｎ個の上部回転検出コイルに関連する個別の重複領域ＴＲＳＣＯＡｉの合計を備えることが理解されよう。Ｎ個の上部回転検出コイルＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４の同様の形状と、それらを重複するディスラプター要素の平行な２組の対とにより、ディスラプター要素７５１Ｃの変位増分による重複領域ＴＲＳＣＯＡ１で失われるすべての重複領域は、重複領域ＴＲＳＣＯＡ２で得られ、その逆も同様であることが観察される。同様に、重複領域ＴＲＳＣＯＡ３で失われるすべての重複領域は、重複領域ＴＲＳＣＯＡ４で得られ、その逆も同様である。したがって、重複領域ＴＲＳＣＯＡｉの合計は、その構成する個別の重複領域ＴＲＳＣＯＡｉがディスラプター要素７５１Ｃの位置に応じて変化する場合でも、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内のディスラプター要素７５１Ｃの位置では変化しない、またはその位置に依存しない。同様に、下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣは、Ｎ個（Ｎ＝４）の下部回転検出コイルＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４の組み合わせを備え、下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡは、Ｎ個の下部回転検出コイルに関連する個別の重複領域ＢＲＳＣＯＡｉの合計を備える。重複領域ＢＲＳＣＯＡｉの合計は、また、その構成する個別の重複領域ＢＲＳＣＯＡｉがディスラプター要素７５１Ｃの位置に応じて変化する場合でも、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内のディスラプター要素７５１Ｃの位置では変化しない、またはその位置に依存しない。したがって、前述の構成との違いにもかかわらず、図７Ｃに示される実施形態は、本明細書に開示される一般原理による構成を提供し、受信コイル部７７０Ｃおよびディスラプター要素７５１Ｃは、上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡおよび下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡを提供するように構成される。重複領域ＴＡＳＯＡおよびＢＡＳＯＡのそれぞれの量は、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内のディスラプター要素の位置では変化しない、またはその位置に依存しない。
【0071】
図７Ｄは、図７Ｃを参照して前述したものと同様の方法で機能する受信コイル部７７０Ｄおよびディスラプター要素７５１Ｄの実施形態を示し、軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣは、様々な回転検出コイルＴＲＳＣｉおよびＢＲＳＣｉとは分離されている軸方向検出コイルによっては提供されない。代わりに、上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣは、Ｎ（Ｎ＝４）個の上部および下部回転検出コイルＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４およびＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４のそれぞれの組み合わせを備える。上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡはＮ個の上部回転検出コイルに関連付けられた個別の重複領域ＴＲＳＣＯＡｉの合計を備え、下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡはＮ個の下部回転検出コイルに関連付けられた個別の重複領域ＢＲＳＣＯＡｉの合計を備える。図７Ｃに示された構成と同様に、重複領域ＴＲＳＣＯＡｉの合計は、その連続した個別の重複領域ＴＲＳＣＯＡｉがディスラプター要素７５１Ｄの位置に依存して変化しても、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内でディスラプター要素７５１Ｄの位置では変化しない、またはその位置に依存しない。そして、重複領域ＢＲＳＣＯＡｉの合計も、その連続した個別の重複領域ＢＲＳＣＯＡｉがディスラプター要素７５１Ｄの位置に依存して変化しても、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙ内でディスラプター要素７５１Ｄの位置では変化しない、またはその位置に依存しない。したがって、前述の構成との違いにもかかわらず、図７Ｄに示される実施形態は、本明細書に開示される一般原理による構成を提供している。受信コイル部７７０Ｄおよびディスラプター要素７５１Ｄは、上部軸方向検出重複領域ＴＡＳＯＡおよび下部軸方向検出重複領域ＢＡＳＯＡを提供するように構成される。重複領域ＴＡＳＯＡおよびＢＡＳＯＡのそれぞれの量は、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内でディスラプター要素の位置では変化しない、またはその位置に依存しない。ディスラプター要素７５１Ｄの図示された形状により、本明細書で先に開示された原理を満たすために、ディスラプター変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉおよびＢＲＳＣＯＡｉの変化の大きさは、図示された相補対のいずれにおいても名目上同じであり、直交ＸおよびＹ方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙは、ディスラプター要素７５１Ｄの角のいずれも、それらが任意の相補対ＣＰ１～ＣＰ４の検出コイルの境界を横断するような程度でそれらの図示された位置に移動しないように規定または指定されることが理解されよう。
【0072】
図７Ｅは、各相補対ＣＰｉの上部および下部回転検出コイルが中心軸を中心に互いに対して角度２*ＮＡＡだけ回転することを除いて、図７Ａ（またはスタイラス位置検出部５１１'）を参照して前述したものと同様の受信コイル部７７０Ｅおよびディスラプター要素７５１Ｅの実施形態を示す。なお、ＮＡＡは「非整列角度」である。しかし、この実施形態は、非整列角度ＮＡＡが増加するにつれて、（各相補対ＣＰｉの上部と下部回転検出コイルが軸方向に沿って整列している）前述の構成と比較してますます不利になる。ますます不利になる理由は、ディスラプター要素７５１Ｅとのそれらの重複領域が「同じ場所」にないので、ディスラプター要素７５１Ｅと各相補対ＣＰｉの上部および下部回転検出コイルとの間の動作ギャップ（例えば、図３に示されている動作ギャップＯＧ）の合計がディスラプター要素７５１Ｅのすべての変位に対して必ずしも一定ではないことである。したがって、それらの信号の合計は、式６を参照して前述したように、理想的に軸方向の変位ΔＺから独立していないかもしれない。上記の如く概説され図７で示された構成は、本明細書で開示された様々な原則に従って禁止されていない。そのような構成は、本明細書で開示および請求される最も基本的な原理を依然として満たし、既知の誘導性センサ構成体と比較して上記で概説した様々な利点を少なくとも部分的に保持する信号成分を提供することができることが理解されよう。図７Ｅに示す構成を説明する１つの方法として、相補対の一方の形状が中心軸を中心に他方の角度位置と一致するように中心軸周りに（例えば、角度２*ＮＡＡ）回転され、軸方向に沿って投影される場合に、それらの内部領域の形状が名目上一致する（つまり、上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉの内部領域の形状が、それらの一方の形状が中心軸の周りで他方の角度位置で一致するように中心軸の周りで回転したときに名目上一致する）ことを特徴とする上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉを各相補対ＣＰｉが備えるように、受信コイル部７７０Ｅは構成される。様々な実施形態では、受信コイル部７７０Ｅおよびディスラプター要素７５１Ｅは、ディスラプター要素７５１Ｅが少なくともＮ個の直線側辺（例えばＮ＝４）を備え、任意のそれぞれの相補対ＣＰｉ（例えばＣＰ１～ＣＰ４）に対して、ディスラプター要素７５１Ｅの直線側辺のそれぞれは、その各相補対ＣＰｉの上部回転検出コイルＴＲＳＣｉと下部回転検出コイルＢＲＳＣｉの両方を横断するように構成されてもよい。Ｎ＝４であるそのような実施形態では、ディスラプター要素７５１Ｅの少なくともＮ個の直線側辺は、長方形または正方形の辺に平行に配置された４つの辺を備える。
【0073】
図８Ａ～図８Ｆは、本明細書に開示された原理に従って、それぞれ、受信コイル部８７０Ａ～８７０Ｆおよびディスラプター要素８５１Ａ～８５１Ｆを備えるスタイラス位置検出部の構成要素のそれぞれ「３（または６）つの相補対」の実施形態を表す（軸方向またはＺ方向に沿った）「平面視」図を示す。図示された構成要素は、本明細書に開示された原理によるスタイラス位置検出部の様々な実施形態において使用可能である。場生成コイルは図８Ａ～図８Ｆには示されていないが、それらは先に開示された原理に従って提供されることが理解されよう。図８Ａ～図８Ｆのいくつかに示される「３（または６）つの相補対」の構成に示される様々な構成要素は、図７Ａ～図７Ｅを参照して前述した対応する「４つの相補対」の構成に示される対応する構成要素と類似であり、それとの類似によって一般に理解することができる。したがって、図８Ａ～図８Ｆに含まれる「３つの相補対」の実施形態の特定の固有性または重要な特性のみを以下に説明する。
【0074】
図８Ａ～図８Ｃは、対応する図７Ａ～図７Ｃに示される、「４つの相補対」の構成体の「３つの相補対」の類似体である。それらは一般に、以下の付加の説明に基づいて、それらの対応する構成の説明（例えば、図８Ａではその対応する図７Ａなど）との類似によって理解することができる。
【0075】
（例えば、図７Ａに示すように）互いから９０度に向けられた前述の４つの相補対とは対照的に、任意の変位増分またはディスラプター要素（例えば、８５１Ａ）の位置が、本書の様々な図に示されているＸ軸方向とＹ軸方向に沿って向けられた変位または位置ベクトル成分または座標によるので、図８Ａ～図８Ｆに示された各ベクトル成分方向ＶＣ１、ＶＣ２、ＶＣ３に沿って向けられた変位または位置ベクトル成分または座標によって容易に特徴付けられていることを考慮することによって、互いから１２０度に向けられた３つの相補対の使用を理解することができる。ある座標系から別の座標系にベクトル成分を変換する方法はよく知られており、ここで詳細に説明する必要はない。これに基づいて、図８Ａ～図８Ｃに示される相補対ＣＰｉは、相補対の前述の説明で概説された同じ原理に従って構成され、それらのそれぞれの重複領域は、それらの対応するベクトル成分方向ＶＣ１、ＶＣ２、およびＶＣ３に沿ってディスラプター要素の変位または位置を示すことが理解されよう。例えば、図８Ａに示されている代表的な重複領域ＴＲＳＣＯＡ１とＢＲＳＣＯＡ１は、対応するベクトル成分方向ＶＣ１等に沿ったディスラプター要素の変位または位置を示す前述の原理に従って、関連する信号成分ＳＩＧＴＲＳＣ１およびＳＩＧＢＲＳＣ１をもたらす。図８Ａ、図８Ｃ、および図８Ｅに示される実施形態では、１つの実施形態において、ＶＣ１方向に沿った回転変位または位置成分ΔＶＣ１は、以下の信号関係によって示されるか、その信号関係に対応することができ、この信号関係は比較可能な相補対に対する以前に概説された原理によるΔＺから名目上は独立している。
ΔＶＣ１＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）－（ＳＩＧＴＲＳＣ１ＵＮＤＦ＋ＳＩＧＢＲＳＣ１ＵＮＤＦ] （式８）
ΔＶＣ１＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）－（ＳＩＧＴＲＳＣ１ＵＮＤＦ＋ＳＩＧＢＲＳＣ１ＵＮＤＦ] （式８）
【0076】
ここで、ＳＩＧＴＲＳＣ１ＵＮＤＦおよびＳＩＧＢＲＳＣ１ＵＮＤＦは、ディスラプター要素（例えば、８５１Ａなど）の非偏向位置ＵＮＤＦに対応する重複領域ＴＲＳＣＯＡ１およびＢＲＳＣＯＡ１から生じる参照信号値である。
【0077】
同様に、ＶＣ２方向に沿った回転変位または位置成分ΔＶＣ２およびΔＶＣ３方向に沿った回転変位または位置成分ΔＶＣ３は、次の信号関係によって示されるか、それに対応することができる。
ΔＶＣ２＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）－（ＳＩＧＴＲＳＣ２ＵＮＤＦ＋ＳＩＧＢＲＳＣ２ＵＮＤＦ] （式９）
ΔＶＣ３＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）－（ＳＩＧＴＲＳＣ３ＵＮＤＦ＋ＳＩＧＢＲＳＣ３ＵＮＤＦ] （式１０）
ΔＶＣ２＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）－（ＳＩＧＴＲＳＣ２ＵＮＤＦ＋ＳＩＧＢＲＳＣ２ＵＮＤＦ] （式９）
ΔＶＣ３＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）－（ＳＩＧＴＲＳＣ３ＵＮＤＦ＋ＳＩＧＢＲＳＣ３ＵＮＤＦ] （式１０）
【0078】
図８Ａ～図８Ｃに示される軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣは、対応する構成を参照して本明細書で前述したものと実質的に同じであり、同じタイプの信号成分および信号関係に従って決定できることが理解されよう。上記で概説した信号の関係は例示にすぎず、それに限定されるものではない。様々な実施形態では、これらの信号関係は、必要に応じて、様々な変位方向または信号成分間の幾何学的および／または信号クロスカップリングの影響を低減する操作を備え、付加のキャリブレーションまたは信号処理操作によって調整または補償されてもよい。
【0079】
図８Ｄは、合計６つの相補対を備えるために、相補対ＣＰ１～ＣＰ３から中心軸を横切って対称的に構成される付加の相補対ＣＰ４～ＣＰ６が提供されることを除いて、図８Ａを参照して前述したものと同様の受信コイル部８７０Ｄおよびディスラプター要素８５１Ｄの実施形態を示す。特に、ＣＰ１とＣＰ４はＶＣ１方向に沿って互いに反対向きであり、ＣＰ２とＣＰ５はＶＣ２方向に沿って互いに反対向きであり、ＣＰ３とＣＰ６はＶＣ３方向に沿って互いに反対向きである。これらの対向する対は、図７Ａ～図７ＤのＸおよびＹ軸方向に沿って示される対向する相補対に類似している。このような構成は、式８～１０で使用される参照信号値（例：ＳＩＧＴＲＳＣ１ＵＮＤＦなど）に依存する必要はない。したがって、このような構成は、（例えば、様々な原因による信号ドリフトなどに対して本質的な補償をすることで、）よりロバストで正確である。図８Ｄに示す実施形態の場合、一実施形態では、ＶＣ１方向に沿った回転変位または位置成分ΔＶＣ１は、以下の信号関係によって示されるか、または対応することができる。なお、これは、比較可能な相補対に対して前述の原理に従って、名目上、変位ΔＺから独立している。
ΔＶＣ１＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）－（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩＧＢＲＳＣ４）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩ
ＧＢＲＳＣ４）] （式１１）
ΔＶＣ２＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）－（ＳＩＧＴＲＳＣ５＋ＳＩＧＢＲＳＣ５）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ５＋ＳＩ
ＧＢＲＳＣ５）] （式１２）
ΔＶＣ３＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）－（ＳＩＧＴＲＳＣ６＋ＳＩＧＢＲＳＣ６）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ６＋ＳＩ
ＧＢＲＳＣ６）] （式１３）
ΔＶＣ１＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）－（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩＧＢＲＳＣ４）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ１＋ＳＩＧＢＲＳＣ１）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ４＋ＳＩ
ＧＢＲＳＣ４）] （式１１）
ΔＶＣ２＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）－（ＳＩＧＴＲＳＣ５＋ＳＩＧＢＲＳＣ５）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ２＋ＳＩＧＢＲＳＣ２）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ５＋ＳＩ
ＧＢＲＳＣ５）] （式１２）
ΔＶＣ３＝関数 [（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）－（ＳＩＧＴＲＳＣ６＋ＳＩＧＢＲＳＣ６）]÷
[（ＳＩＧＴＲＳＣ３＋ＳＩＧＢＲＳＣ３）＋（ＳＩＧＴＲＳＣ６＋ＳＩ
ＧＢＲＳＣ６）] （式１３）
【0080】
【0081】
図８Ｅは、図７Ｅを参照して前述したものに類似する受信コイル部８７０Ｅおよびディスラプター要素８５１Ｅの実施形態を示し、図８Ａ～図８Ｃの前述の説明と併せてその説明と類似していることにより一般に理解されよう。その説明を簡単に言い換えると、図８Ｅでは、各相補対ＣＰｉの上部および下部回転検出コイルは、中心軸の周りで互いに対して角度２*ＮＡＡ回転している。なお、ＮＡＡは「非整列角度」である。この実施形態は、図７Ｅを参照して前述したように、非整列角度ＮＡＡが増加するにつれて、先に概説した（各相補対ＣＰｉの上部および下部回転検出コイルが軸方向に沿って整列されている）構成と比較してますます不利になる。ここで、相補対からの信号の合計は、式６を参照して前述したように、理想的に軸方向の変位ΔＺから独立していないかもしれないことが説明されている。それでも、そのような構成は、本明細書で開示される様々な原理にしたがって禁止されていない。そのような構成は、本明細書で開示および請求される最も基本的な原理を依然として満たし、既知の誘導性センサ構成体と比較して上記で概説した様々な利点を少なくとも部分的に保持する信号成分を提供できることが理解されよう。
【0082】
図８Ｆは、受信コイル部８７０Ｆおよびディスラプター要素８５１Ｆの実施形態を示し、検出コイルの相補対ＣＰｉは、前述の相補対（例えば、図８Ａに示す）のそれらとは異なる構成の検出コイルを有し、中心軸を挟んで対称に配置されている。したがって、動作移動範囲＋／－Ｒｚ、＋／－Ｒｘ、および＋／－Ｒｙ内の任意の相補対ＣＰｉと任意のディスラプター要素の変位増分に対して、ディスラプターの変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉおよびＢＲＳＣＯＡｉの変化の大きさがその相補対において同じであるように、受信コイル部とディスラプター要素がさらに構成されている点で、それらは前述の相補対と同様に特徴付けられている。さらに、図８Ｆに示す実施形態では、受信コイル部は、本明細書で前述したいくつかの相補対と同様に構成され、それら（つまり、上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉ）のうちの一方の形状が中心軸の周りで他方の角度位置に一致するように、中心軸の周りにオフセット角度（例えば１８０度）で回転されて、軸方向に沿って投影された場合に、それらの内部領域の形状が名目上一致するように特徴づけられた上部回転検出コイルＴＲＳＣｉおよび下部回転検出コイルＢＲＳＣｉを各相補対ＣＰｉは備える。
【0083】
しかしながら、前述の相補対とは対照的に、ディスラプター変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉとＢＲＳＣＯＡｉの変化の符号は、図８Ｆに示す相補対では反対である。そのような実施形態は、ディスラプター変位増分に関連する重複領域ＴＲＳＣＯＡｉとＢＲＳＣＯＡｉの変化の符号が各相補対で同じである実施形態と比較して、特定の不利な点を持つかもしれない。しかしながら、図８Ｆに示される構成は、それにもかかわらず、本明細書で開示される様々な原理に従って禁止されていない。適切な信号処理により、そのような実施形態は、既知の誘導性検出構成体と比較して、走査プローブで使用するための特定の利点を提供することができる。信号処理は、様々なクロスカップリング効果などを修正または補償するために、（例えば、より複雑な信号成分関係を使用して様々な変位または位置ベクトル成分を示す）本明細書で以前に開示された実施形態で必要とされるよりも複雑である必要があるかもしれない。しかしながら、受信コイル部８７０Ｆについては、そのような効果は、一般に、既知の幾何学的および／または信号関係の制約と、ディスラプター要素８５１Ｆの与えられた変位に対する重複領域の変化の大きさが各相補対の検出コイルで同じであるという事実に基づいて補償することができる。例えば、図８Ｆに示される実施形態では、ディスラプター要素８５１Ｆは、（例えば、正六角形の辺に平行に配置される）３対の平行な直線側辺を備え、任意のそれぞれの相補対ＣＰｉに対して、平行な直線側辺の対の第１のものが上部回転検出コイルＴＲＳＣｉを横断し、その平行な直線側辺の対の第２のものがそのそれぞれの相補対の下部回転検出コイルＢＲＳＣｉを横断する。ディスラプター要素８５１Ｆの既知の剛体並進および回転特性に基づいて、各検出コイルのそれぞれの重複領域および局所動作ギャップは互いに対する既知の関係によって制約されるように受信コイル部８７０Ｆに備えられ、これらの既知の関係は受信コイル部８７０Ｆによって提供される信号成分の信号処理において、正確な変位ベクトルを決定するのに使用することができる。
【0084】
図７Ａ～図７Ｅおよび図８Ａ～図８Ｆに示される変形例は、本明細書に開示および要求される様々な原理に関連して前述した利点の多くまたはすべてを保持する一方で、これらの原理に従ってスタイラス位置検出部内の様々な構成要素の構成および組み合わせをさらに再配置および／または調整する可能性を示していることが理解されよう。一般に、本明細書で開示される様々な実施形態は、例示のみを目的とし、限定するものではないことを理解されたい。
【0085】
図９Ａおよび図９Ｂは、スタイラス位置検出部９１１の代替構成を示す。このスタイラス位置検出部は、例えば、図２の走査プローブ３００でスタイラス位置検出部３１１として、図３の実施形態においてスタイラス位置検出部４１１の代わりに、図４の実施形態においてスタイラス位置検出部５１１などの代わりに、使用することができる。誘導性構成要素が図９Ｂに示されている。スタイラス位置検出部９１１は、誘導性検出原理を使用し、受信コイル部９７０を有するコイル基板構成体９９０と、図示のように送信コイル（第１の場生成コイル）９６１を備える場生成コイル構成体９６０と、図示のように第１および第２のディスラプター要素９５１を備えるディスラプター構成体９５０と、を備える。受信コイル部９７０は、回転検出コイル部（回転検出コイルとも呼ばれる）ＲＳＣおよび軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣを備えることができる。簡単に言えば、移動するディスラプター要素９５１（または、より一般的には、ディスラプター構成体９５０）は、場生成コイル構成体９６０によって生成される変動磁場の位置に依存した変動を引き起こす。受信コイル部９７０は、ディスラプター要素９５１で引き起こされる変動磁場およびその間の変動に応答する。
【0086】
コイル基板構成体９９０は、Ｎ個の上部回転検出コイル部（上部回転検出コイル、図示のようにＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４であり、この例ではＮ＝４）と上部軸方向検出コイル構成体（図示のようにＴＡＳＣＣ）とを備える第１基板部９９２と、Ｎ個の下部回転検出コイル部（下部回転検出コイル、図示のようにＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４であり、この例ではＮ＝４）と下部軸方向検出コイル構成体（図示のようにＢＡＳＣＣ）を備える第２基板部９９４と、を備える。コイル基板構成体９９０は、また、第１基板部９９２と第２基板部９９４との間に配置された中央基板部９９６を備える。中央基板部９９６は、（図示のように、送信コイル９６１を備える）少なくとも第１の場生成コイル構成体９６０を備える。コイル基板構成体９９０は、スタイラス懸架部３０７／４０７（図２および図３を参照）により近いコイル基板構成体９９０の第２基板部９９４で、走査プローブのフレーム（図２の走査プローブ３００および図４のフレーム４０８を参照）に一定の関係で取り付けられる。コイル基板構成体９９０の第１基板部９９２、第２基板部９９４および中央基板部９９６は、名目上互いに平行であり、名目上、走査プローブ３００（図２参照）の中心軸ＣＡ（図３参照）に直交する。コイル基板構成体９９０は、例えば、基板またはプリント回路基板の層にプリント導体として製造されたコイルを有する両面基板またはプリント回路基板、基板またはプリント回路基板に固定された自立コイルなど、および／またはそれらの様々な組み合わせを備えることができる。
【0087】
様々な実施形態では、ディスラプター構成体９５０のディスラプター要素９５１は、それぞれ、ディスラプター領域を提供する導電性プレートまたは導電性ループの少なくとも１つを備え、ディスラプター要素９５１は、コイル基板構成体９９０の反対側に延在するディスラプター移動ボリュームにおいて中心軸ＣＡ（図３を参照）に沿って配置されている。ディスラプター要素９５１は、（例えば、図３の移動部材４１２と同様の）移動部材９１２の上部を備え、結合構成体９５３によって互いに対して一定の関係でスタイラス懸架部３０７／４０７（図２および図３を参照）に結合される。ディスラプター要素は、軸方向移動に応じて軸方向に沿った動作移動範囲＋／－Ｒｚ、および回転移動に応じて軸方向に直交するそれぞれの直交ＸおよびＹ方向に沿った各動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動して、ディスラプター要素９５１は、スタイラス懸架部３０７／４０７（図２および図３を参照）の偏向に応じて非偏向位置に対してディスラプター移動ボリューム内で移動する。軸方向に沿った第１の場生成コイル９６１のコイル領域の投影は、コイル基板構成体９９０に配置されたすべての回転および軸方向検出コイルのディスラプター領域およびコイル領域を提供する導電性プレートまたはループを包含する。場生成コイル構成体９６０は、コイル駆動信号に応じて、ディスラプター移動ボリューム内に軸方向にほぼ沿って変動磁束を生成する。
【0088】
図１０は、図９Ａおよび図９Ｂに示されるスタイラス位置検出部９１１に類似するスタイラス位置検出部１０１１の実施形態の部分概略等角図であり、本明細書に開示される原理による特定の形態を強調している。一般に、スタイラス位置検出部１０１１は、図２、図３、図４、図９Ａおよび図９Ｂのスタイラス位置検出部３１１、４１１、５１１および９１１の構成要素と同様の特定の構成要素を含み、以下に記載された場合を除いて同様に動作することが理解されよう。スタイラス位置検出部１０１１の構成は、例えば、図２の走査プローブ３００においてスタイラス位置検出部３１１として、図３の実施形態においてスタイラス位置検出部４１１の代わりに、図４の実施形態においてスタイラス位置検出部５１１の代わりに、図９Ａおよび図９Ｂの実施形態などにおいてスタイラス位置検出部９１１の代わりに、使用されてもよい。
【0089】
図１０に示される実施形態では、スタイラス位置検出部１０１１は、コイル基板構成体１０９０およびディスラプター構成体１０５０を備える。コイル基板構成体１０９０は、上部受信コイル基板部１０７０Ｔと下部受信コイル基板部１０７０Ｂとの間に配置された場生成コイル基板部１０６０を備え、上部および下部受信コイル基板部１０７０Ｔ、１０７０Ｂを備える。様々な実施形態では、上部および下部受信コイル基板部１０７０Ｔ、１０７０Ｂは第１および第２基板部１０７０Ｔ、１０７０Ｂとも呼ばれ、場生成コイル基板部１０６０は中央基板部１０６０とも呼ばれる。ディスラプター構成体１０５０は、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂまたはスケールを備える。様々な実施形態では、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂは、第１および第２のディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂとも呼ばれる。
【0090】
様々な実施形態では、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂ（または、より一般的にディスラプター構成体１０５０）はそれぞれ、ディスラプター領域（例えば、その内部領域）を提供する導電性プレートまたは導電性ループ、または（例えば、プリント回路基板製造技術によりパターン化されたプリント回路基板の２面に設けられたような）平行な導電性プレートまたは導電性ループ、または任意の他の望ましい動作構成体の少なくとも１つを備えることができる。図１０に示すように、ディスラプター要素１０５１Ｔおよび１０５１Ｂはそれぞれ、導電性プレートを備える。ディスラプター要素１０５１Ｔおよび１０５１Ｂは、コイル基板構成体１０９０の反対側に延在するディスラプター移動ボリュームＭＶの中心軸ＣＡに沿って配置され、（例えば、図３の移動部材４１２と同様の移動部材１０１２の少なくとも上部を備える）結合構成体によってスタイラス懸架部１００７に結合される。説明の目的で、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂは、（例えば、図３のスタイラス懸架部４０７、スタイラス４０６および移動部材４１２と類似または同一であってもよい）スタイラス懸架部１００７および／またはスタイラス１００６および／または移動部材１０１２の偏向に応じて、（例えば、図３の非偏向位置ＵＮＤＦに類似している）図１０に示される非偏向位置に対して移動する。ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂは、軸方向移動に応じて軸方向に沿って動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって変位増分ΔＺで、回転移動に応じて軸方向（Ｚ方向）に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ってそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたってそれぞれ変位増分ΔＸおよびΔＹで移動するものとして説明することができる。
【0091】
上部受信コイル基板部１０７０Ｔは、Ｎ個の上部回転検出コイルＴＲＳＣ（例えば、図示のＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４、Ｎ＝４）および（例えば、この実施形態では単一の図示された個別のコイルを備える）上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ、そして、下部受信コイル基板部１０７０Ｂは、Ｎ個の下部回転検出コイルＢＲＳＣ（例えば、図示のＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４、Ｎ＝４）および（例えば、この実施形態では単一の図示された個別のコイルを備える）下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣを備える。
【0092】
コイル基板構成体１０９０は、スタイラス１００６および／またはスタイラス懸架部１００７により近い下部受信コイル基板部１０７０Ｂで、走査プローブのフレーム（例えば、図４のフレーム４０８）に一定の関係で取り付けられる。図１０に示す様々な検出コイルに関して、すべてのコイルは、誘導性に結合された１つまたは複数のターンで動作するように構成された（例えば図６に示すような）第１および第２接続端を有する巻線または導体の少なくとも１つを備えることが理解されよう。図に示すように、上部および下部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣ、ならびに上部および下部回転検出コイル構成体ＴＲＳＣおよびＢＲＳＣは、ディスラプター構成体１０５０および対応するディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂの位置に対して名目上対称的に空間が設けられている。他の構成も可能である（例えば、いくつかの実施形態では、回転検出コイル構成体ＴＲＳＣおよびＢＲＳＣは、ディスラプター構成体１０５０に対して名目上中心にならない場合がある）。
【0093】
場生成コイル基板部１０６０は、一般に、少なくとも第１の場生成コイル１０６１を備え、上部受信コイル基板部１０７０Ｔと下部受信コイル基板部１０７０Ｂとの間に配置される。図１０に示すように、少なくとも第１の場生成コイルは、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂの領域（面積）よりも大きい領域を有する単一の場生成コイル１０６１を備える。上部受信コイル基板部１０７０Ｔ、場生成コイル基板部１０６０、および下部受信コイル基板部１０７０Ｂは、名目上平面であり、名目上互いに平行であり、名目上中心軸ＣＡに直交する。
【0094】
図３、図４、および図５に図示された実施形態では、ディスラプター要素は場生成コイル要素の内側に配置され（例えば、図４のディスラプター要素５５１は場生成コイル５６１の内側に収まっている）、ディスラプター要素の領域は場生成コイル要素の領域よりも小さい。図９Ａ、図９Ｂ、および図１０の図示された実施形態では、ディスラプター要素は、場生成コイル要素に平行に配置される（例えば、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂは、場生成コイル１０６１の上方および下方に配置される）。図９Ａ、図９Ｂ、および図１０の構成は、ディスラプター要素および場生成コイル要素の相対的なサイズに関して柔軟性を向上させる。加えて、（例えば、第１基板部、第２基板部、および中央基板部が単一の多層プリント回路基板の部分を含み得る場合に）単一のプリント回路基板を利用することで、複数のプリント回路基板を利用する構成体に対してコストと複雑さを低減することができる。
【0095】
図１１は、図１０に示されるスタイラス位置検出部１０１１に類似するスタイラス位置検出部１１１１の代替実施形態の部分概略等角図であり、本明細書に開示される原理による特定の形態を強調している。一般に、スタイラス位置検出部１１１１は、図１０のスタイラス位置検出部１０１１の構成要素に類似する特定の構成要素を備え、以下で特に説明する場合を除き、同様に動作することが理解されよう。スタイラス位置検出部１１１１の構成は、例えば、図２の走査プローブ３００においてスタイラス位置検出部３１１として、図３の実施形態においてスタイラス位置検出部４１１の代わりに、図４の実施形態においてスタイラス位置検出部５１１の代わりに、図９Ａおよび図９Ｂの実施形態においてスタイラス位置検出部９１１の代わりに、図１０の実施形態においてスタイラス位置検出部１０１１の代わりに、など、使用されてもよい。
【0096】
図１１に示される実施形態では、スタイラス位置検出部１１１１は、コイル基板構成体１１９０およびディスラプター構成体１１５０を備える。コイル基板構成体１１９０は、上部受信コイル基板部１１７０Ｔと下部受信コイル基板部１１７０Ｂとの間に配置された場生成コイル基板部１１６０を備え、上部および下部受信コイル基板部１１７０Ｔ、１１７０Ｂを備える。様々な実施形態では、上部および下部受信コイル基板部１１７０Ｔ、１１７０Ｂは第１および第２基板部１１７０Ｔ、１１７０Ｂとも呼ばれ、場生成コイル基板部１１６０は中央基板部１１６０とも呼ばれる。ディスラプター構成体１１５０は、ディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂまたはスケールを備える。様々な実施形態では、ディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂは、第１および第２のディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂと呼ばれる。図示の上部および下部受信コイル基板部１１７０Ｔ、１１７０Ｂは、図１０の対応する上部および下部受信コイル基板部１０７０Ｔ、１０７０Ｂと概ね同様である（導電性ビアおよびパッドの詳細は図１１に示されている）。
【0097】
様々な実施形態では、ディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂ（または、より一般的にディスラプター構成体１１５０）はそれぞれ、導電性プレートまたは導電性ループ、または（例えば、プリント回路基板製造技術によりパターン化されたプリント回路基板の２面に設けられたような）平行な導電性プレートまたは導電性ループ、またはディスラプター領域（例えば、その内部領域）を提供する任意の他の望ましい動作構成体の少なくとも１つを備えることが出来る。様々な実施形態では、導電性ループを備えた構成体は、同心ループ、スパイラルパターンなどの少なくとも１つを備えることができる。図１１に示すように、ディスラプター要素１１５１Ｔおよび１１５１Ｂはそれぞれ、図１０に図示された実施形態で使用された導電性プレートの代わりに複数の同心導電性ループ１１５３を備える。ディスラプター要素１１５１Ｔおよび１１５１Ｂは、コイル基板構成体１１９０の反対側に延在し、図１０を参照して上述した方法と同様の方法（図１０のスタイラス懸架部１００７を参照）でスタイラス懸架部に結合されるディスラプター移動ボリュームＭＶの中心軸ＣＡに沿って配置される。
【0098】
場生成コイル基板部１１６０は、一般に、少なくとも第１の場生成コイルを備える。図示のように、場生成コイル基板部１１６０は、上部場生成コイル部１１６１Ｔおよび下部場生成コイル部１１６１Ｂを備え、上部受信コイル基板部１１７０Ｔと下部受信コイル基板部１１７０Ｂとの間に配置されている。上部受信コイル基板部１１７０Ｔ、場生成コイル基板部１１６０および下部受信コイル基板部１１７０Ｂは、名目上平面であり、名目上互いに平行であり、名目上中心軸ＣＡに直交する。図１１の実施形態では、場生成コイル基板部１１６０は、２ターンのマルチターン場生成コイルを備える。そして、２つの対応する場生成コイル部１１６１Ｔおよび１１６１Ｂは、ビアによって接続され、中心軸に沿ったディスラプター移動ボリュームの中央平面からほぼ等距離に位置し、名目上平面で中心軸に直交する（すなわち、場生成コイル構成体は、少なくとも２ターンで、中心軸ＣＡに沿ってディスラプター移動ボリュームＭＶの中央平面からほぼ等距離に配置され、名目上平面で中心軸ＣＡに直交する２つの対応する場生成コイル部１１６１Ｔおよび１１６１Ｂを持つマルチターン場生成コイルを備える）。
【0099】
図１１に示すように、上部場生成コイル部１１６１Ｔおよび下部場生成コイル部１１６１Ｂは、ディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂの領域よりも小さい領域を有する。ディスラプター要素の領域よりも小さな領域を有する場生成コイルを使用することにより、ディスラプター要素またはスケールのサイズに対するスタイラス位置検出部１１１１の感度を低減することが容易になる。導電性プレートまたは単一の導電性ループの代わりに、ディスラプター要素で導電性ループ（例えば、同心ループ、スパイラルパターンなど）を使用すると、良好なＸおよびＹ位置信号強度を維持したまま、ディスラプター要素またはスケールのサイズに対するスタイラス位置検出部１１１１の感度の低減も容易になる。ディスラプター要素またはスケールのサイズに対するスタイラス部の感度を低減すると、測定の精度が向上し、望ましい出力形式で結果を生成することに関連する処理コストを削減することができる。
【0100】
いくつかの実施形態では、受信コイル（例えば、回転検出コイルＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４、ＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４）が送信機（例えば、場生成コイル部１１６１Ｔ、１１６１Ｂ）に近接しているため、非接続のビア／パッドは、そうでなければ接続トレース（送信機と受信機のリードなど）またはその他の構成要素によって生成されるオフセットをバランスさせるように付加されてもよい。図示した例として、図１１の実施形態では、（例えば、電子回路または構成および／またはその一部に接続されたような）特定の接続ビア／パッド／リードは、対称な回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内に対称的に接続された対応物（例えば、中心軸に対して対称）を持たない（例えば、接続トレース用の）回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示されている（例えば、５つのそのようなビア、ならびに上部および下部送信リードは、図１１の構成例の回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示され、軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ、ＢＡＳＣＣのための接続用の３つのビア、正規化コイルＲNの部分の接続用のビア、場生成コイル部１１６１Ｔ、１１６１Ｂの接続用のビア、および場生成コイル部１１６１Ｔ、１１６１Ｂのための上部および下部送信リードを備える）。いくつかの実施形態では、そのようなトレース／ビア／パッド／リードは、補償されない場合、信号オフセットに帰結する受信コイルへの磁場を低減することができる。いくつかの実施形態では、そのようなオフセットは、非接続のビア／パッド／リードを備えた対称的な受信コイル内でそのような特徴を（例えば、中心軸の反対側に）反映すること(mirroring)により対処することができる。例えば、一実施形態では、回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内に非接続のビア／パッド／リードを付加することができ、回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４それぞれでは、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内の対応する接続ビア／パッド／リードを反映／対称にすることができる（例えば、回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内に５つの非接続のビアならびに上部および下部パッドを付加でき、回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４ではそれぞれ、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示された対応する接続ビア／パッド／リードを反映／対称に配置することができる）。
【0101】
そのような概念の特定の図示する例として、図１１では、正規化コイルＲNの部分の接
続用の構成要素（例えばビア）は、ＶＩＡ１Ｃを介して電気的に接続されるように示され、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示される。上述の原理に従って、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示された対応する接続用のビアＶＩＡ１Ｃを反映／対称にする（例えば、その構成体の中心軸に対して反映および対称にする）回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内に非接続のビアＶＩＡ１Ｄを含めることができる。より具体的には、ビアＶＩＡ１Ｄは、（例えば、ビアＶＩＡ１Ｃの位置とビアＶＩＡ１Ｄの位置の間のラインがその構成体の中心軸を通り、各位置が中心軸から等距離にあるような）回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内のビアＶＩＡ１Ｃの位置と対称にある／反映する回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内の位置にある。ビアＶＩＡ１Ｄは、それにより、上記のようにビアＶＩＡ１Ｃによって生成されるオフセットのバランスを取る。より具体的には、非接続の構成要素ＶＩＡ１Ｄは、回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４（第１回転検出コイル）内に配置され、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３（第２回転検出コイル）内に配置された同様の電子的に接続された構成要素ＶＩＡ１Ｃと対称に（つまり、中心軸および／または軸方向に対して）反対側にある。そして、非接続の構成要素ＶＩＡ１Ｄは、それにより、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に接続された構成要素ＶＩＡ１Ｃの存在により回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３およびＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４によって提供される信号成分で生じる信号オフセットを低減する。
続用の構成要素（例えばビア）は、ＶＩＡ１Ｃを介して電気的に接続されるように示され、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示される。上述の原理に従って、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に示された対応する接続用のビアＶＩＡ１Ｃを反映／対称にする（例えば、その構成体の中心軸に対して反映および対称にする）回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内に非接続のビアＶＩＡ１Ｄを含めることができる。より具体的には、ビアＶＩＡ１Ｄは、（例えば、ビアＶＩＡ１Ｃの位置とビアＶＩＡ１Ｄの位置の間のラインがその構成体の中心軸を通り、各位置が中心軸から等距離にあるような）回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内のビアＶＩＡ１Ｃの位置と対称にある／反映する回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４内の位置にある。ビアＶＩＡ１Ｄは、それにより、上記のようにビアＶＩＡ１Ｃによって生成されるオフセットのバランスを取る。より具体的には、非接続の構成要素ＶＩＡ１Ｄは、回転検出コイルＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４（第１回転検出コイル）内に配置され、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３（第２回転検出コイル）内に配置された同様の電子的に接続された構成要素ＶＩＡ１Ｃと対称に（つまり、中心軸および／または軸方向に対して）反対側にある。そして、非接続の構成要素ＶＩＡ１Ｄは、それにより、回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３内に接続された構成要素ＶＩＡ１Ｃの存在により回転検出コイルＢＲＳＣ３／ＴＲＳＣ３およびＢＲＳＣ４／ＴＲＳＣ４によって提供される信号成分で生じる信号オフセットを低減する。
【0102】
図１１の実施形態では、正規化コイルＲNの部分の接続用のビアＶＩＡ１Ｃは、軸方向
検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ、ＢＡＳＣＣのための接続用のビアに近接するように示されている。正規化コイルＲNは上部と下部を備え、上部は直線で半径方向に延在し、ビアＶＩＡ１Ｃによって直線で同じく半径方向に延在する下部に接続されている（下部は、図を簡単にするために、他の構成要素によって不明瞭になっているため図１１には示していないが、上部の真下に配置されている。）。様々な実施形態では、正規化コイルＲNは、（例えば、場生成コイル構成体（場生成コイル基板部とも呼ばれる）１１６０によって生成される変動磁束に対応する）送信場の測定値を提供するのに使用される（つまり、正規化コイルＲNは、場生成コイル構成体１１６０によって生成される変動磁束の測定値を提供するために利用される）。ここで、測定された信号はディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂの位置から相対的に独立している（例えば、ディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂの位置によって名目上だけ影響を受けてもよい）。様々な実施形態では、位置測定値は、この測定された信号で（場生成コイル構成体１１６０からの）送信振幅の変動に対して比較的鈍感になるようにされてもよい。様々な実施形態では、そのような処理は、信号処理および制御回路（例えば、図２の信号処理および制御回路３８０）によって実行することができる。
検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ、ＢＡＳＣＣのための接続用のビアに近接するように示されている。正規化コイルＲNは上部と下部を備え、上部は直線で半径方向に延在し、ビアＶＩＡ１Ｃによって直線で同じく半径方向に延在する下部に接続されている（下部は、図を簡単にするために、他の構成要素によって不明瞭になっているため図１１には示していないが、上部の真下に配置されている。）。様々な実施形態では、正規化コイルＲNは、（例えば、場生成コイル構成体（場生成コイル基板部とも呼ばれる）１１６０によって生成される変動磁束に対応する）送信場の測定値を提供するのに使用される（つまり、正規化コイルＲNは、場生成コイル構成体１１６０によって生成される変動磁束の測定値を提供するために利用される）。ここで、測定された信号はディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂの位置から相対的に独立している（例えば、ディスラプター要素１１５１Ｔ、１１５１Ｂの位置によって名目上だけ影響を受けてもよい）。様々な実施形態では、位置測定値は、この測定された信号で（場生成コイル構成体１１６０からの）送信振幅の変動に対して比較的鈍感になるようにされてもよい。様々な実施形態では、そのような処理は、信号処理および制御回路（例えば、図２の信号処理および制御回路３８０）によって実行することができる。
【0103】
図９Ａ、図９Ｂ、図１０および図１１を参照すると、図２～図８Ｆを参照して上述した方法と同様の方法で、（ＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４およびＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４に示すような）回転検出コイル部ＲＳＣは、対応する信号線上のスタイラス結合部３４２（図２を参照）の回転位置（ＸおよびＹ位置信号など）を示す少なくとも第１および第２の回転信号成分ＲＳｉｇｓを出力し、そして、（ＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣに示すような）軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣは、対応する信号線上のスタイラス結合部の軸方向位置（例えば、Ｚ位置信号）を示す１つまたは複数の軸方向信号成分ＡＳｉｇｓを出力する。様々な実施形態では、信号処理および制御回路３８０（図２を参照）は、回転信号成分ＲＳｉｇｓおよび軸方向信号成分ＡＳｉｇｓを受信し、様々な実施形態において様々なレベルの関連する信号処理を実行することができる。例えば、一実施形態では、信号処理および制御回路は、様々な受信コイルからの信号成分を様々な関係で結合および／または処理し、取付部２２４を介して（図２を参照）回転および軸方向位置信号出力ＲＰＳＯｕｔおよびＡＰＳＯｕｔとして結果的に所望の出力形式で提供する。図２を参照すると、（例えば、ＣＭＭ２００、モーションコントローラ１１５、ホストコンピュータ１２０などにおける）１つまたは複数の受信部は回転および軸方向位置信号出力ＲＰＳＯｕｔおよびＡＰＳＯｕｔを受信することができ、そして、１つまたは複数の関連する処理および制御部は、その接触部３４８が測定されているワークピースＷの表面に沿って移動するとき、スタイラス結合部３４２および／または取り付けられたスタイラス３０６の接触部の３次元位置を決定するように利用されてもよい。様々な実施形態で使用される受信コイル、場生成コイル、およびディスラプター要素の導電性プレートまたはループの数、サイズ、および形状は、位置検出の改善や高次の非線形性の低減などのような、所望の動作特性に基づいて選択することができる。低次の非線形性は、ＣＭＭによって較正できることに注意されたい。
【0104】
いくつかの実施形態では１つの基板のみが搭載に必要とされている（例えば、別々のボード間のフレキシブルケーブルは不要な場合である）ので、図９Ａ、図９Ｂ、図１０、および図１１の実施形態は、より少ない機械部品の使用を容易にしている。また、このような実施形態は、受信コイルのアライメントに関する自由度が低いため、再現性の向上とアセンブリコストの削減を容易にし、例えば、ＸＹ位置決め信号に関して、マルチボード実施形態で発生する可能性のある傾斜や回転の問題に対して敏感でなくてもよい。
【0105】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、図４の実施形態のスタイラス位置検出部５１１の代わり、図３の実施形態のスタイラス位置検出部４１１の代わりなどにおいて、例えば、スタイラス位置検出部３１１として図２の走査プローブ３００で採用され得る、スタイラス位置検出部１２１１の代替な構成を示す。スタイラス位置検出部１２１１は誘導性検出原理を使用し、ディスラプター構成体１２５０およびコイル基板構成体１２９０を備える。図示されるようなディスラプター構成体１２５０は、概して円筒状ディスラプター（円筒状ディスラプター要素）１２５１を備える。図示されているコイル基板構成体１２９０は概ね円板形状とされた構成を備えており、図１２Ｂにより詳細に示されている。
【0106】
図示されるように、ディスラプター（円筒状ディスラプター要素）１２５１は、コイル基板構成体１２９０の中心開口（孔）１２９１内に位置決めされ、円板形状とされたコイル基板構成体１２９０のＺ方向に延在する。図１２Ａおよび図１２Ｂの例ではディスラプター１２５１がコイル基板構成体１２９０の上方および下方のＺ方向に延在するように示されているが、他の実施形態では必ずしもそうではないことが理解されよう（例えば、様々な代替の実施形態では、ディスラプター１２５１がＺ方向のコイル基板構成体１２９０と同じであってもよく、またはそれよりも短くてもよい）。様々な実施形態では、Ｚ方向に沿った高さではなく、より重大な要因であるのはディスラプター１２５１の円筒形である（例えば、図１４Ａ～図１４Ｄなどに関して以下でより詳細に説明するように、様々な望ましい動作特性をもたらす）。
【0107】
コイル基板構成体１２９０は、図示されるように、２つの伝送コイル（場生成コイル）１２６１Ｔおよび１２６１Ｂと、受信コイル部１２７０とを有する場生成コイル構成体１２６０を備える。受信コイル部１２７０は（例えば、図３～図６等に関して上述されたように、軸方向に対して横断方向の検出動作のための）回転検出コイル部（回転検出コイルとも呼ばれる）ＲＳＣ、および（例えば、図３～図６等に関して上述されたように、軸方向に沿った検出動作のための）軸方向検出コイル構成体ＡＳＣＣを備えてもよい。
【0108】
手短に言えば、移動するディスラプター要素１２５１（またはより一般的には、ディスラプター構成体１２５０）は、場生成コイル構成体１２６０によって生成される変化する磁場の位置依存変動を引き起こす。受信コイル部１２７０は、変化する磁場およびディスラプター要素１２５１によって生じるその中の変動に応答する。
【0109】
図示するように、コイル基板構成体１２９０は、上部軸方向検出コイルＴＡＳＣＣと場生成コイル１２６１Ｔとを有する第１の基板部１２９２と、下部軸方向検出コイルＢＡＳＣＣと場生成コイル１２６１Ｂとを有する第２の基板部１２９４と、第１の基板部１２９２と第２の基板部１２９４との間に配置される中央基板部１２９６と、を備える。中央基板部１２９６は、上部回転検出コイルＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４と、上部正規化コイルＴＲＮと、下部正規化コイルＢＲＮと、下部回転検出コイルＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４と、を備える。
【0110】
コイル基板構成体１２９０は、スタイラス懸架部３０７／４０７（図２および図３を参照）により近いコイル基板構成体１２９０の第２の基板部１２９４で、走査プローブのフレーム（図２の走査プローブ３００および図４のフレーム４０８を参照）に一定の関係で取り付けられる。コイル基板構成体１２９０の第１の基板部１２９２、第２の基板部１２９４および中央基板部１２９６は、名目上、互いに平行であり、名目上、走査プローブ３００（図２参照）の中心軸ＣＡ（図３参照）に直交である。コイル基板構成体１２９０は、例えば、基板の層内に導体をプリントされ、あるいは回路基板をプリントされ、製造されたコイルを有する両面基板またはプリント回路基板、基板あるいはプリントされた回路基板に接続された自立コイル、および／それらの様々な組み合わせを備えてもよい。
【0111】
様々な実施形態では、ディスラプター構成体１２５０のディスラプター要素１２５１はディスラプター領域を提供する導電性シリンダを備えることができ、ディスラプター要素１２５１は中心軸ＣＡ（図３参照）に沿って、コイル基板構成体１２９０の両側に延在するディスラプター移動ボリューム内に配置される。ディスラプター要素１２５１は、（例えば、図３の移動部材４１２と同様の）移動部材１２１２の上部を含む結合構成体１２５３によって互いに対して一定の関係でスタイラス懸架部３０７／４０７（図２および図３参照）に結合されている。ディスラプター要素１２５１は、スタイラス懸架部３０７／４０７（図２および図３参照）の偏向に応じて非偏向位置に対してディスラプター移動ボリューム内で移動し、ディスラプター要素１２５１は、軸方向移動に応じて軸方向に沿って動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、回転移動に応じて軸方向に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ってそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動する。場生成コイル構成体１２６０は、コイル駆動信号に応じて、ディスラプター移動ボリューム内の軸方向に概ね沿って変動磁束を生成する。
【0112】
図１１に関して上述したように、種々の実施形態では、上部正規化コイルＴＲＮおよび下部正規化コイルＢＲＮは、（例えば、場生成コイル構成体１２６０によって生成される変動磁束に対応する）送信場の測定値を提供するために利用されてもよく、そのために、測定された信号はディスラプター要素１２５１の位置から比較的独立していてもよい（例えば、単に名目上影響されていてもよい）。種々の実施形態では、位置測定値は、（場生成コイル構成体１２６０からの）送信振幅の変動に比較的鈍感にさせるために、この測定された信号に基準化されてもよい。種々の実施形態では、そのような処理は、信号処理および制御回路（例えば、図２の信号処理および制御回路３８０）によって実行されてもよい。
【0113】
【0114】
図１３Ａは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるスタイラス位置検出部１２１１に類似するスタイラス位置検出部１３１１の実施形態の部分概略等角図である。概して、スタイラス位置検出部１３１１は、図２、図３、図４、図９Ａ、および図９Ｂのスタイラス位置検出部３１１、４１１、５１１、および９１１の構成要素と同様である特定の構成要素を備え、以下に別途記載される場合を除いて、同様に動作することが理解されよう。スタイラス位置検出部１３１１の構成は、例えば、図２の走査プローブ３００においてスタイラス位置検出部３１１、図３の実施形態ではスタイラス位置検出部４１１の代わり、図４の実施形態ではスタイラス位置検出部５１１の代わり、図９Ａおよび図９Ｂの実施形態ではスタイラス位置検出部９１１の代わり、図１２Ａおよび図１２Ｂの実施形態ではスタイラス位置検出部１２１１の代わりなど、として使用されてもよい。
【0115】
図１３Ａに示される実施形態では、スタイラス位置検出部１３１１は、コイル基板構成体１３９０と、ディスラプター構成体１３５０と、を備える。様々な実施形態では、ディスラプター要素１３５１（またはより一般的にはディスラプター構成体１３５０）は、導電性シリンダ、またはディスラプター領域（例えば、その内部領域）を提供する他の所望の動作構成体を備える。図１３Ａに図示されるように、ディスラプター要素１３５１は、導電性シリンダを備える。ディスラプター要素１３５１は、コイル基板構成体１３９０の反対側に延在するディスラプター移動ボリュームＭＶの中心軸ＣＡに沿って配置され、（例えば、図３の移動部材４１２に類似する移動部材１３１２の少なくとも上部を含む）結合構成体によってスタイラス懸架部に結合される。説明の目的のために、ディスラプター要素１３５１は、スタイラス懸架部１３０７および／またはスタイラス１３０６および／または移動部材１３１２（例えば、図３のスタイラス懸架部４０７、スタイラス４０６および移動部材４１２と類似または同一でもよい）の偏向に応じて、図１３Ａに示される非偏向位置に対して移動する（例えば、図３の非偏向位置ＵＮＤＦに類似）。ディスラプター要素１３５１は、軸方向移動に応じて、軸方向に沿って動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって変位増分ΔＺで移動し、回転移動に応じて、軸方向（Ｚ方向）に直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって、それぞれの変位増分ΔＸおよびΔＹで移動すると評されてもよい。
【0116】
コイル基板構成体１３９０は、上部コイル基板部１３９０Ｔおよび下部コイル基板部１３９０Ｂを備える。上部コイル基板部１３９０Ｔは、（例えば、本実施形態では単一の図示された個別コイルからなる）上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ、少なくとも第１の上部場生成コイル構成体１３６１Ｔ、Ｎ個の上部回転検出コイルＴＲＳＣ（例えば、図示されたＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４、ここではＮ＝４）、および上部正規化コイル構成体（上部正規化コイル）ＴＲＮを備える。下部コイル基板部１３９０Ｂは、下部正規化コイル構成体（下部正規化コイル）ＢＲＮ、Ｎ個の下部回転検出コイルＢＲＳＣ（例えば、図示されたＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４、ここではＮ＝４）、少なくとも第１の下部場生成コイル構成体１３６１Ｂ、および（例えば、本実施形態では単一の図示された個別コイルからなる）下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣを備える。
【0117】
コイル基板構成体１３９０は、スタイラス１３０６および／またはスタイラス懸架部１３０７により近い下部コイル基板部１３９０Ｂで、走査プローブのフレーム（例えば、図４のフレーム４０８）に一定の関係で取り付けられる。図１３Ａに示される種々の検出コイルに関して、すべてのコイルは１つまたは複数の誘導結合された「ターン」として動作するように構成される（例えば、図６に表されるような）第１および第２の接続端部を有する巻線または導電体のうちの少なくとも１つを備えることが理解されよう。図示されるように、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣおよび下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣ、ならびに上部回転検出コイル構成体（上部回転検出コイル）ＴＲＳＣおよび下部回転検出コイル構成体（下部回転検出コイル）ＢＲＳＣは、名目上、ディスラプター構成体１３５０およびディスラプター要素１３５１の対応する位置に対して対称に離間される。他の構成も可能である（例えば、いくつかの実施形態では、回転検出コイル構成体ＴＲＳＣおよびＢＲＳＣは、ディスラプター構成体１３５０に対して名目上中心になくてもよい）。
【0118】
図１３Ａに示すように、少なくとも第１の上部場生成コイル構成体は、ディスラプター要素１３５１の領域よりも大きい領域を有する単一の上部場生成コイル（上部場生成コイル構成体）１３６１Ｔを備え、少なくとも第１の下部場生成コイル構成体は、ディスラプター要素１３５１の領域よりも大きい領域を有する単一の下部場生成コイル（下部場生成コイル構成体）１３６１Ｂを備える。上部コイル基板部１３９０Ｔおよび下部コイル基板部１３９０Ｂは名目上平面であり、名目上互いに平行であり、名目上中心軸ＣＡと直交する。
【0119】
図１３Ｂ～図１３Ｅは、図１３Ａのコイル基板構成体１３９０のコイルの例示的な実施形態を示す。図１３Ｆは、図１３Ａのコイル基板構成体１３９０のコイルの例示的な積層を示す。図１３Ａ～図１３Ｅは、図１１の記載において上述したような接続パッドまたはビアに類似し得る接続パッドまたはビア（図１３Ｂを参照のこと）を示す。
【0120】
図１３Ｂでは、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣまたは下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣの例示的な実施形態が示されている。図示されているように、単一コイルが上部軸方向コイル構成体ＴＡＳＣＣとして採用され、単一コイルが下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣとして採用されている。
【0121】
図１３Ｃでは、上部場生成コイル構成体１３６１Ｔまたは下部場生成コイル構成体１３６１Ｂの例示的な実施形態が示される。図示するように、単一コイルが上部場生成コイル構成体１３６１Ｔとして採用され、単一コイルが下部場生成コイル構成体１３６１Ｂとして採用される。
【0122】
図１３Ｄでは、上部回転検出コイル構成体ＴＲＳＣまたは下部回転検出コイル構成体ＢＲＳＣの例示的な実施形態が示される。図示するように、４つのコイルＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４が上部回転検出コイル構成体ＴＲＳＣとして採用され、４つのコイルＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４が下部回転検出コイル構成体ＢＲＳＣとして採用される。
【0123】
図１３Ｅでは、上部正規化コイル構成体ＴＲＮまたは下部正規化コイル構成体ＢＲＮの例示的な実施形態が示される。図示するように、単一コイルが上部正規化コイル構成体ＴＲＮとして採用され、単一コイルが下部正規化コイル構成体ＢＲＮとして採用される。
【0124】
図１３Ｆでは、コイル基板構成体１３９０の層の例示的な実施形態が示される。図１３Ａを参照して上述したように、コイル基板構成体１３９０は、上部コイル基板部１３９０Ｔおよび下部コイル基板部１３９０Ｂを備える。上部コイル基板部１３９０Ｔは順に、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣを有する第１の層と、少なくとも第１の上部場生成コイル構成体１３６１Ｔを有する第２の層と、Ｎ個の上部回転検出コイルＴＲＳＣを有する第３の層と、上部正規化コイル構成体ＴＲＮを有する第４の層と、を備える。下部コイル基板部１３９０Ｂは概して、上部コイル基板部１３９０Ｔの鏡映（鏡面対称）であり、下部正規化コイル構成体ＢＲＮを有する第１の層と、Ｎ個の下部回転検出コイルＢＲＳＣを有する第２の層と、少なくとも第１の下部場生成コイル構成体１３６１Ｂを有する第３の層と、下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣを有する第４の層と、を備える。図示されるようなディスラプター要素１３５１は、コイル基板構成体１３９０の上方および下方に延在する導電性シリンダである。
【0125】
上述したように、図３、図４、および図５に示す実施形態では、ディスラプター要素が場生成コイル要素の内側に配置され（例えば、図４のディスラプター要素５５１は場生成コイル５６１の内側に適合する）、ディスラプター要素の領域は場生成コイル要素の領域よりも小さい。図９Ａ、図９Ｂ、および図１０に示す実施形態ではディスラプター要素が場生成コイル要素に平行に配置される（例えば、ディスラプター要素１０５１Ｔ、１０５１Ｂは場生成コイル１０６１の上方および下方に配置される）。図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３Ａ～図１３Ｆに示された実施形態では、単一の背の高い円筒状ディスラプター要素１２５１／１３５１はコイル要素によって囲まれる孔１２９１内に適合し、その際に、その構成がコイル基板構成体要素の相対的なサイズおよび位置に関して増大した柔軟性を提供する。一方で、単一のプリント回路基板（例えば、上部基板部分および下部基板部分が単一の多層プリント回路基板の部分を備えてもよい）を利用することで、多層プリント回路基板を利用する構成に対して費用および複雑さを低減し得る。さらに、図１４Ａ～図１４Ｄに関して以下でより詳細に論じるように、図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３Ａ～図１３Ｆの実施形態では、Ｚ軸に沿った変位の結果として生じる共振周波数変化（ＲＦＣ）の著しい低減、ならびに軸外れクロストークの低減を得ることができ、その結果、ＣＭＭの総合的な性能が向上する。
【0126】
いくつかの実施形態では１つの基板のみを取り付ける必要があり（例えば、別個の基板間のフレキシブルケーブルが必要でない場合がある）、基板を取り付けるまたは取り外すために分解する必要がない単一の高さのディスラプター要素を使用することができるので、図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３Ａ～図１３Ｆの実施形態は、より少ない機械的構成要素を使用することを容易にすることができる。また、そのような実施形態は、受信コイルが位置合わせに関してより少ない自由度を有してもよいので、改良された再現性およびより低い組立コストを容易にする。したがって、そのような実施形態は、例えば、ＸＹ位置決め信号に関して、多数基板の実施形態において生じ得る傾斜および回転の問題に対して、より感度が低くなり得る。また、そのような実施形態は、軸外れクロストーク、周波数安定性、および直線性を改善することができる。
【0127】
図１４Ａ～図１４Ｃは、図３、図４、および図５に示す実施形態、図９Ａ、図９Ｂ、および図１０に示す実施形態、ならびに図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３Ａ～図１３Ｆに示す実施形態の例示的な周波数シフトおよび軸外れクロストーク誤差を示す。図１４Ａは、Ｚ軸に沿ったディスラプター（例えば、図４のディスラプター要素５５１）の変位が－１ｍｍから＋１ｍｍに掃引され、Ｕ、Ｖ＝１．１度であるときの、図３、図４および図５に示される実施形態の例示的な軸外れクロストーク誤差を示す。図１４Ｂは、Ｚ軸に沿ったディスラプター（例えば、図９Ａのディスラプター要素９５１）の変位が－１ｍｍから＋１ｍｍに掃引され、Ｕ、Ｖ＝１．１度であるときの、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０に示される実施形態の例示的な軸外れクロストーク誤差を示す。図１４ＣはＺ軸に沿ったディスラプター（例えば、図１２Ａのディスラプター構成体１２５０）の変位が－１ｍｍから＋１ｍｍに掃引され、Ｕ、Ｖ＝１．１度であるときの、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａから図１３Ｆに示される実施形態の例示的な軸外れクロストーク誤差を示す。図１４Ａ～図１４Ｃのそれぞれにおいて、Ｖ字型のＺ信号は主（直線）位置決め信号であり、ＸおよびＹ信号は、Ｕ、Ｖ方向におけるクロストークの大きさを示す。図から分かるように、軸外れクロストーク誤差は、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０の実施形態に対して最も高く、ＸおよびＹ軸について３２～４５ｍＶ／Ｖの範囲であり、その場合、名目上信号範囲の４０％は、このように、クロストーク（すなわち、（４５～３２）／３２＝４０％）である。図３、図４および図５の実施形態は、ＸおよびＹ軸について１６～２０ｍＶ／Ｖの範囲の軸外れクロストーク誤差を有し、この場合、名目上信号範囲の２５％は、このように、クロストーク（すなわち、（２０～１６）／１６＝２５％）であり、ある程度の改良がなされている。軸外れクロストーク誤差は、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ～図１３Ｆの実施形態に対して最も低く、ＸおよびＹ軸について１５～１６ｍＶ／Ｖの範囲であり、この場合、名目上信号範囲の７％は、このように、クロストーク（すなわち、（１６～１５）／１５＝７％）である。
【0128】
図１４Ｄは、図３、図４および図５に示される実施形態、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０に示される実施形態、並びに図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ～図１３Ｆに示される実施形態において、スタイラス位置検出部（ＳＰＤＰ）の変位が０ｍｍから２ｍｍの間で変化する際の、共振送信機周波数の変化の例を示す。０ｍｍの変位では、共振周波数が様々な実施形態に対して同じである。２ｍｍのＳＰＤＰ変位における共振周波数変化（ＲＦＣ）は、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０の実施形態（図１４ＤにおいてＳＰＤＰ１０１１とラベル付けされている）において最大であり、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ～図１３Ｆの実施形態（図１４ＤにおいてＳＰＤＰ１３１１とラベル付けされている）において最小である。図３、図４および図５の実施形態（図１４ＤにおいてＳＰＤＰ４１１とラベル付けされている）は、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ～図１３Ｆの実施形態のＲＦＣよりもわずかに大きいが、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０の実施形態のＲＦＣよりも著しく小さいＲＦＣを有する。図から分かるように、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３Ａ～図１３Ｆの実施形態は、Ｚ軸に沿った変位が変化することにつれて、インダクタンスの変化が少なく、その結果、軸外れクロストークが最小となることに加えて、ディスラプター位置で小さなＲＦＣとなる。
【0129】
様々な実施形態では、特に単一基板の実施形態では、層間コイルレジストレーション誤差など、プリント回路基板（ＰＣＢ）の製造公差に起因して、少なくともいくつかの信号オフセット誤差が発生することがある。例えば、場生成コイル構成体と回転検出コイル構成体（ＲＳＣ）間のミスアライメントは、基板の製造公差により発生する可能性がある。本明細書で開示される原理によれば、１つまたは複数のミスアライメント補償要素は、互いに対するコイル（例えば、第１、第２、および／または中央基板部のコイル構成体のコイルなど）のミスアライメントを補償するためにコイル基板構成体に付加されてもよい。より具体的には以下でより詳細に説明するように、様々な実施形態ではコイル基板構成体の少なくとも１つのコイルのミスアライメントから生じる信号オフセットを低減するように１つまたは複数のミスアライメント補償要素を構成／利用することができる（例えば、コイル基板構成体はコイルが配置される複数の層を有するプリント回路基板を備え、少なくとも１つのコイルのミスアライメントは製造工程の一部としての層間レジストレーションにおいて、製造公差内などのようなレジストレーション誤差から生じてもよい）。
【0130】
図１５Ａ～図１５Ｃは、場生成コイル構成体（例えば、図１２Ｂの場生成コイル１２６１Ｔおよび１２６１Ｂ）と回転検出コイル（回転検出コイル構成体）（例えば、図１２ＢのＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４およびＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４）との間のレジストレーション誤差の影響を低減するために付加される遮蔽の形態をミスアライメント補償要素がとる実施形態を示す。図１５Ａは、銅パッドが場生成コイル（例えば、図１２Ｂの場生成コイル１２６１Ｔおよび１２６１Ｂ）に付加される内部遮蔽と、銅パッドがその遮蔽された場生成コイル１２６１'の外部に配置される外部遮蔽１２６３と、を図示する。図１５Ｂは、スタイラス位置検出部の中心軸（例えば、図１３Ａの中心軸ＣＡ）に対する、回転検出コイル（回転検出コイル構成体）ＲＳＣ（例えば、ＴＲＳＣ１～ＴＲＳＣ４またはＢＲＳＣ１～ＢＲＳＣ４）を有する遮蔽された場生成コイル１２６１'および外部遮蔽１２６３の整合を図示する上面図である。図示するように、銅パッドは、回転検出コイルＲＳＣの内側ループの領域に概ね合致するようにその遮蔽された場生成コイル１２６１'の領域を広げるために場生成コイル１２６１に付加されている。そして、外部遮蔽１２６３の銅パッドは、回転検出コイルＲＳＣの外側ループの領域に概ね合致するように成形および配置される。
【0131】
図１５Ｃには、コイル基板構成体１５９０の層の例示的な実施形態が示されている。図示されるように、コイル基板構成体１５９０は、上部コイル基板部１５９０Ｔおよび下部コイル基板部１５９０Ｂを備える。上部コイル基板部１５９０Ｔは順に、上部軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣを有する第１の層と、少なくとも第１の遮蔽された上部場生成コイル構成体１２６１Ｔ'および外部遮蔽１２６３Ｔを有する第２の層と、Ｎ個の上部回転検出コイルＴＲＳＣを有する第３の層と、上部正規化コイル構成体ＴＲＮを有する第４の層と、を備える。下部コイル基板部１５９０Ｂは、概して、上部コイル基板部１５９０Ｔの鏡映であり、下部正規化コイル構成体ＢＲＮを有する第１の層と、Ｎ個の下部回転検出コイルＢＲＳＣを有する第２の層と、少なくとも第１の遮蔽された下部場生成コイル構成体１２６１Ｂ'および外部遮蔽１２６３Ｂを有する第３の層と、下部軸方向検出コイル構成体ＢＡＳＣＣを有する第４の層と、を備える。
【0132】
一部の実施形態は外部遮蔽（例えば、外部遮蔽１２６３）を採用せずに、内部遮蔽（例えば、遮蔽された場生成コイル１２６１'）を採用してもよく、一部の実施形態は内部遮蔽（例えば、遮蔽された場生成コイル１２６１'）を採用せずに、外部遮蔽（例えば、外部遮蔽１２６３）を採用してもよく、一部の実施形態は内部遮蔽（例えば、遮蔽された場生成コイル１２６１'）および外部遮蔽（例えば、外部遮蔽１２６３）の両方を採用してもよい。遮蔽１２６１'、１２６３は、生成される場を、回転検出コイルの端部で、より小さくかつ均一にし、場生成コイルと回転検出コイルとの間のレジストレーション誤差の影響を低減する。以下の表に示すように、内側遮蔽および外部遮蔽を行うことで、利得を５％の低減のみにし、７７％のオフセットの低減を容易に行うことができる。
【0133】
【表1】
【0134】
図１２Ｂを参照すると、図１６は、補償オフセット信号を導入することによって信号オフセット誤差を補償するために、ピン１２９８の形をした（例えば、様々な実施形態では、ピン、パッドなどを備えてもよい）ミスアライメント補償要素がコイル基板構成体に付加されるスタイラス位置検出部１２１１'の例示的な実施形態を図示する。様々な実施形態では、ピンは、コイル基板構成体全体を通って、またはその一部のみを通って延在することができ、またはコイル基板構成体の１層に配置されてもよい。図示のように、１つまたは複数のピンは、中心軸（例えば、図１３Ａを参照）を含む平面に対してコイル基板構成体１２９０'の片側に配置された複数のピンを含むことができる。そして、ピンは、中心軸にほぼ並行であり、場生成コイル構成体に対する１つまたは複数の回転検出コイルのミスアライメントを補償する。より具体的には、様々な実施形態では、ピンの配置は、コイルのミスアライメントを補償するように、個々のコイルを通る磁場を増減させるために利用されてもよい。
【0135】
図１２Ｂを参照すると、図１７Ａは、スタイラス位置検出部１２１１''の例示的な実施形態を示し、ここで、機械的な調整機構１２９７は、コイル基板構成体１２９０''および／またはディスラプター構成体１２５０の相対位置（例えば、コイル基板構成体１２９０''またはディスラプター構成体１２５０の、互いに対するおよび／またはコイル基板構成体１２９０''のハウジング／囲いに対する相対Ｘ、Ｙおよび／またはＺ位置など）を調整するために使用される。様々な実施形態では、コイル基板構成体１２９０''は、調整可能な位置決め範囲とするために、付加の間隔（例えば、端部および／または中央部などに）を含むことができる。機械的な調整機構１２９７は、ミスアライメント条件を低減するために利用されてもよいことが理解されよう。例示的な実施形態では、ミスアライメントに対する全体的な補正は、機械的な調整機構１２９７によって提供された位置微調整で、１つまたは複数の他のミスアライメント補償要素（例えば、図１６のパッドまたはピン１２９８、図１５Ａ～図１５Ｃの遮蔽１２６１'（遮蔽された場生成コイル１２６１'）、１２６３、図１８Ａ～図１８Ｃの調整可能なコイルＴＡＳＣＣ'（以下に説明する）など、および／またはそれらの様々な組合せ）を使用して提供されてもよく、任意の残留ミスアライメント誤差を低減し、または他のミスアライメント補償要素の有効性を改善する。
【0136】
図示されるように、機械的な位置調整機構１２９７は、セットスクリュー１２９７Ａ、１２９７Ｂを備える。１つの第１のセットスクリュー１２９７Ａ（または複数の第１のセットスクリュー１２９７Ａ）は、コイル基板構成体１２９０''の相対的なＸＹ位置の調整を容易にし、第２のセットスクリュー１２９７Ｂは、コイル基板構成体１２９０''に対してディスラプター構成体１２５０のＺ位置の調整を容易にする。種々の実施形態では、（複数の）セットスクリュー１２９７Ａは、コイル基板構成体１２９０''が取り付けられている、さもなければその他の方法で結合されている位置合わせおよび搭載部１２１７の位置を貫通し、調整する。（例えば、図４のフレーム４０８のような本体フレームの一部となる、あるいは結合される）囲い１２０８'は、コイル基板構成体１２９０''を囲み、相対的な動きに関連して動作するスペーサＳＰを備える。上述のように（例えば、図１２Ａに関して）、ディスラプター要素１２５１は、コイル基板構成体１２９０''の孔１２９１内を移動し、移動部材１２１２の上部（例えば、図３および図４の移動部材４１２と同様）を備える結合構成体１２５３によってスタイラス懸架部（例えば、図２～図４の懸架部３０７／４０７／４０７'を参照）に結合される。様々な実施形態では、第２のセットスクリュー１２９７Ｂは、結合構成体１２５３の一部として含まれてもよく、または結合構成体１２５３と連動して動作してもよく、したがって、結合構成体１２５３が少なくとも部分的に調整可能であってもよい。そのために、上述のように、第２のセットスクリュー１２９７Ｂは、コイル基板構成体１２９０''に対するディスラプター要素１２５１のＺ位置の調整を容易にする。
【0137】
図４を参照すると、図１７Ｂは、機械的な調整機構５９７がコイル基板構成体５９０''および／またはディスラプター構成体５５０の相対位置（例えば、互いおよび／またはコイル基板構成体５９０''のハウジング／囲いなどに対するコイル基板構成体５９０''またはディスラプター構成体５５０の相対的なＸ、Ｙおよび／またはＺ位置）を調整するために使用されるスタイラス位置検出部５１１''の例示的な実施形態を示している。様々な実施形態では、（例えば、基板５７１Ｔ、５７１Ｂ、および場生成コイル５６１および／またはその基板を備える）コイル基板構成体５９０''は調整可能な位置決め範囲とするために、付加の間隔（例えば、端部および／または中心部など）を含むことができる。機械的な調整機構５９７は、図１７Ａに関して上述した動作と同様に、ミスアライメント条件を低減するために利用されてもよいことが理解されよう。
【0138】
図示されるように、機械的な位置調整機構５９７は、セットスクリュー５９７Ａ、５９７Ｂを備える。１つの第１のセットスクリュー５９７Ａ（または複数の第１のセットスクリュー５９７Ａ）は、コイル基板構成体５９０''の相対的なＸＹ位置の調整を容易にし、第２のセットスクリュー５９７Ｂは、コイル基板構成体５９０''に対してディスラプター構成体５５０のＺ位置の調整を容易にする。種々の実施形態では、（複数の）セットスクリュー５９７Ａは、コイル基板構成体５９０''が取り付けられているか、またはその他のように結合されている位置合わせおよび搭載部５１７の位置を貫通し、調整する。囲い５０８'（例えば、図４のフレーム４０８のような本体フレームに結合されるか、または本体フレームの一部であってもよい）は、コイル基板構成体５９０''を囲み、相対的な動きに関連して動作するスペーサＳＰを備える。種々の実施形態では、ディスラプター要素５５１は、コイル基板構成体５９０''の孔５９１内（例えば、場生成コイル５６１およびその基板内）で移動し、移動部材４１２の上部を含む結合構成体５５３によってスタイラス懸架部（例えば、図２～図４のスタイラス懸架部３０７／４０７／４０７'を参照）に結合される。様々な実施形態では、第２のセットスクリュー５９７Ｂは結合構成体５５３の一部として含まれてもよく、またはそれと連動して動作してもよい。したがって、結合構成体５５３は少なくとも部分的に調整可能であってもよく、そのために、上述のように、第２のセットスクリュー５９７Ｂはコイル基板構成体５９０''に対するディスラプター要素５５１のＺ位置の調整を容易にする。様々な実施形態では、第２のセットスクリュー５９７Ｂの一部、移動部材４１２、および／または結合構成体５５３の他の部分は、基板５７１Ｂの孔５９１Ｂ内で移動することができる（例えば、いくつかの実施形態では、基板５７１Ｔは、調整を行うために第２のセットスクリュー５９７Ｂにアクセス提供ができる同様の孔５９１Ｔを含むことができる）。図１７Ａおよび図１７Ｂに関して、ハッシュ線の有無にかかわらず図示される特定の構成要素は（例えば、特定の相対運動などを可能にするような）孔または開口部を備えてもよいことが理解されよう。それぞれのスタイラス位置検出部５１１''、１２１１''内のディスラプター要素５５１、１２５１のそのような相対運動の例は、スタイラス位置検出部４１１内のディスラプター要素４５１の相対運動に関する図３の図解に少なくとも部分的に基づいて理解されよう。
【0139】
図１２Ｂを参照すると、図１８Ａ～図１８Ｃは、導電性短絡１２９９（例えば、ゼロオーム抵抗器）の形態のミスアライメント補償要素がミスアライメント誤差を補償するためにコイル基板構成体１２９０'''に付加され得る例示的な実施形態を示す。より具体的には、種々の実施形態では、導電性短絡１２９９は、電流経路を調整するために（例えば、図１８Ｂおよび図１８Ｃに示されるような位置などに）付加され、コイル基板構成体１２９０'''の１つまたは複数の調整可能なコイルのコイル寸法を本質的に調節し、それによって、一定の決定されたオフセットを効果的にゼロまたは他の方法で補償することができる。様々な実施形態では、調整可能なコイルは、コイル基板構成体１２９０'''の上部および／または下部の（例えば、図１８Ａの軸方向検出コイル構成体ＴＡＳＣＣ'またはＢＡＳＣＣ'に近接するか、またはその一部として）外側層にある。そのために、導電性短絡１２９９は、コイル基板構成体１２９０'''の内側層へのアクセスを必要とせずに容易に付加または除去することができる。
【0140】
種々の実施形態では、コイル基板構成体が最初に製造／生産されるとき、一定のミスアライメント補償要素（例えば、図１５Ａ～図１５Ｃの遮蔽１２６１'、１２６３）が製造／生産の一部として（例えば、コイルのあらゆるミスアライメントに起因して生じ得るあらゆるミスアライメント誤差を低減するための一般的な技術として）含まれてもよい。様々な実施形態では、コイル基板構成体が製造／生産された後、（例えば、製造／生産中に生じた可能性のあるコイルのミスアライメントに起因する）どのようなオフセットが存在するのかを判断するために、測定および／または試験が行われてもよい。そのような試験／測定に基づいて、（例えば、図１６、図１７Ａ、図１７Ｂ、および図１８Ａ～図１８Ｃに関して上述したもののような）１つまたは複数のオフセット補償手法の適用に関して、特定の決定を行うことができる。例えば、図１６、図１８Ｂ、および図１８Ｃの手法に関して、そのような試験／測定に基づいて、オフセットを補償し、所望のオフセット補償された構成体を達成するために、ミスアライメント補償要素（例えば、ピン、導電性短絡など）がどこに配置され／位置され／付加されるべきかに関する決定を行うことができる。別の例として、図１７Ａおよび図１７Ｂの手法に関して、そのような試験／測定（例えば、最初に、および／または、図１６、図１８Ｂ、および図１８Ｃのような手法がより大きな調整を行うために実行され、そして、図１７Ａおよび図１７Ｂの手法がより細かい調整を行うために実行された後に、実行されてもよい）に基づいて、オフセット（例えば、残りのオフセット）を補償し、所望のオフセット補償された構成体を達成するために、１つまたは複数の調整のうちの何をおよび／またはどれだけを行うべきかについて決定を行うことができる。様々な実施形態では、１つまたは複数の補正手法の多重反復（例えば、任意の指示されたオフセットの反復試験および／または能動的なモニタリングなどを含む）を実行することができ、これには所望のオフセット補償された構成体（例えば、それぞれのオフセット誤差が許容可能な水準まで低減された構成など）が達成されるまで調整を継続することが含まれる。
【0141】
図１５Ａ～図１５Ｃ、図１６、図１７Ａ、および図１８Ａ～図１８Ｃは、図１２Ｂおよび図１３Ａを参照して一般的に説明されてきたが、図３、図４、および図５、ならびに図９Ａ、図９Ｂ、および図１０に関して上述した実施形態のような他の実施形態に、オフセット誤差を補償し、低減／解決するために本明細書で説明する手法を使用することができる。
【0142】
様々な実施形態では、スタイラス位置検出部の構成要素間のクロストークに起因して、少なくともいくつかの信号エラーが発生することがある。いくつかの実施形態では、クロストークは、システムの１つの回路、チャンネルあるいは構成要素によって、またはそれらにおいて生成される信号または場が、システムの別の回路、チャンネルあるいは構成要素において望ましくない影響を生じる場合を参照し得る。このようなクロストークは、１つの回路、チャンネルあるいは構成要素からの望ましくない結合（例えば、容量性、誘導性、導電性など）によって、もう１つの回路、チャンネルあるいは構成要素に引き起こされ得る。例えば、本明細書で説明されるような走査プローブの特定の構成に関して、クロストークは、場生成コイル構成体（それへの結合を含む）、検出コイル構成体、および／またはディスラプター構成体のいずれかの間で生じ得る。本明細書で開示される原理によれば、以下でより詳細に論じられるように、１つまたは複数の場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣは、スタイラス位置検出部の様々な構成要素間のクロストークの低減を容易にしながら、信号処理および制御回路（たとえば、図４の信号処理および制御回路４８０、図６の信号処理および制御回路６８０など）を場生成コイル構成体に結合してコイル駆動信号を提供する。場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣは、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体を使用せずに場生成コイル構成体を信号処理および制御回路に直結した場合に発生するのであろうクロストークを低減するように構成されている。
【0143】
以下でより詳細に説明するように、図１９～図２４は、本明細書で開示される原理による様々な実施形態の例を示す。このような原理は、図３～図１８に関して上述したスタイラス位置検出部４１１、５１１、５１１'、９１１、１０１１、１１１１、１２１１、１２１１'、１２１１''および１３１１のような、スタイラス位置検出部および関連する電子機器の様々な構成およびタイプとともに利用できることが理解されよう。さらに、そのような原理は、そのようなスタイラス位置検出部の様々な構成要素の他の構成および/または組み合わせとともに利用されてもよい。
【0144】
特に、図１９～図２４は、誘導性検出原理を使用し、コイル基板構成体１９９０およびディスラプター構成体１９５０を備えるスタイラス位置検出部１９１１の様々な実施形態を示す。図示されるようなコイル基板構成体１９９０の場生成コイル基板部１９９０Ｍ（例えば、図２２～２４において）は、２巻き（２ターン）を有するマルチターン場生成コイル１９６１を有する場生成コイル構成体１９６０を備え、２つの対応する場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔは、中心軸に沿ってディスラプター移動ボリュームの中央平面からほぼ等距離に配置され、名目上、平面であり、中心軸に対して直交する。場生成コイル部は、１つまたは複数のビアによって一緒に結合されていてもよい。コイル基板構成体１９９０は、コイルが配置される１つまたは複数の層を各々が有する１つまたは複数のＰＣＢを備えてもよい。例えば、コイル基板構成体１９９０は、場生成コイル５６１を有する場生成コイル構成体５６０に加えて、平面状の上部コイル基板５７１Ｔおよび平面状の下部コイル基板５７１Ｂを備える受信コイル部５７０を備える、図４のマルチボードコイル基板構成体と同様の構成を有してもよい。別の例では、コイル基板構成体１９９０は、図９のコイル基板構成体９９０に類似した構成を有してもよい。
【0145】
図示されるようなディスラプター構成体１９５０のディスラプター要素１９５１は、単一の丸い平面状ディスラプター要素である。ディスラプター構成体１９５０は、図５のディスラプター構成体５５０、図９のディスラプター構成体９５０、または図１２Ａおよび図１２Ｂのディスラプター構成体１２５０と似た構成のように、別の構成を有してもよい。スタイラス位置検出部１９１１は、典型的には、受信コイル部（例えば、図５の受信コイル部５７０を参照；図９の受信コイル部９７０、図１２Ｂの受信コイル部１２７０など）のような、図を単純化するために図１９から図２４で省略される他の構成要素を備える。
【0146】
図１９～図２４において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－１～ＣＣＲＣ－６は、上述のように、スタイラス位置検出部１９１１の種々の構成要素間のクロストークの低減を容易にする場生成コイル構成体１９６０に信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０；図６の信号処理および制御回路６８０など）を結合する。場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－１～ＣＣＲＣ－６によって低減されたクロストークは、例えば、場生成コイル構成体１９６０と、それへの様々な接続と、ディスラプター構成体１９５０のディスラプター要素１９５１、軸方向検出コイル（図１９～図２４には図示せず、図５、図６および図１２ＢのＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣを参照）、回転検出コイル（図１９～図２４には図示せず、図５、図６および図１２のＴＲＳＣ１－４およびＢＲＳＣ１－４を参照）、および正規化コイル（図１９～図２４には図示せず、図１２ＢのＴＲＮおよびＢＲＮを参照）のような、スタイラス位置検出部１９１１の様々な他の構成要素との間のクロストークを含んでもよい。
【0147】
図１９は、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－１が導電性結合部ＣＣＰ－１および導電性遮蔽ＣＳＤ－１を備える実施形態を示す。導電性結合部ＣＣＰ－１は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔを備え、これらは導電性結合部ＣＣＰ－１のフレキシブルケーブル１９６４を介して信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０等）に戻って結合する。導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接して（例えば、被覆して）いるものとして示されている（導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、遮蔽されている導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂの部分を示すために透明として示されているが、典型的には透明でなくてもよい）。フレキシブルケーブル１９６４が図１９に示されているが、他のタイプのワイヤ、ケーブル、ファイバなど、またはそれらの様々な組合せを、導電性結合部ＣＣＰ－１の一部として使用することができる。キャパシタＣ２は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢとＣＯＮ－１９６１Ｔとの間に結合されるように図示されている（例えば、図２１～図２４に関してより詳細に後述するように、キャパシタＣ２は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔが結合する２つのビアの間に結合されてもよく、いくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体の一部として、平行キャパシタ構成体ＰＣＣの一部および／または三電流支部構成体ＴＣＢの一部であってもよい）。
【0148】
以下では、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０など）と場生成コイル１９６１（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）との間に流れる電流に対する電流経路（例えば、ＡＣ電流については両方向に流れてもよいが、以下の例の簡略化のために、単一方向に関連して記載される）について説明する。以下の実施例に対するような電流経路は、図２１～図２４により詳細に例示されることに留意されたい。矢印は、説明される実施例に関連する電流の流れの方向を説明するために、図１９～図２４に提供される。ＡＣ電流に関して、例示的な電流の流れの方向（すなわち、１つの例示的な方向）は、実施形態および説明のいずれにおいても逆にできることが理解されよう（例えば、図１９および図２０は電流の流れの第１の方向に関して示され、一方、図２１は電流の流れの第２の方向に関して示されるが、その方向は例のいずれにおいても逆とされていることが理解されよう）。
【0149】
図１９（および図２０も）の一部に図示されるように、信号処理および制御回路から場生成コイル１９６１に例示的な方向に流れる電流については、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔは、（例えば、図２１～図２４に関して以下により詳細に説明されるように、場生成コイル１９６１の場生成コイル部１９６１Ｔに結合されてもよいビアを介して、）キャパシタＣ２の１つの側面に結合され、したがって、それが、それらの構成要素を通る電流経路に対応する。場生成コイル１９６１から信号処理および制御回路への例示的な方向の復路に沿って流れる電流のために、キャパシタＣ２の他方の側面は、（例えば、図２１～図２４に関して以下により詳細に説明されるように、場生成コイル１９６１の場生成コイル部１９６１Ｂに結合されてもよいビアを介して、）導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂに結合され、したがって、それが、それらの構成要素を通る電流経路に対応する。
【0150】
導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、（例えば、図２１～図２４に関して以下により詳細に説明されるように、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを含む）場生成コイル１９６１に近接する導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接する（例えば、被覆する）ものとして示される。導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、（例えば、場生成コイル１９６１およびディスラプター要素１９５１に近接する少なくとも一部を備える）導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接する（例えば、上および／または下などを被覆する）（例えば、狭い銅パッド、スリーブ、または鏡映導電性パッドなどを備える）導電性遮蔽部を備えてもよい。
【0151】
導電性遮蔽ＣＳＤ－１が図１９の構成に含まれていなかった場合、特定の種類のクロストークが発生し得る（例えば、回転検出コイル信号に誤差を導入し得るなど）ことが理解されよう。例えば、１つのタイプのクロストークとして、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ、ＣＯＮ－１９６１Ｔ、およびディスラプター要素１９５１（例えば、スケール要素として参照され得る）の間の結合により、ケーブル結合ディスラプター（スケール）電流ＣＣＳｃＳが発生し得る。このようなクロストークは主にディスラプター要素１９５１の１つの側面で名目上ディスラプター電流ＮＳｃＣに影響を及ぼすことがあり、結合の影響がディスラプター要素１９５１の異なる側面で異なっていることから、ディスラプター要素１９５１が回転検出コイル信号に誤差を導入することがある（図１９には示されていない、図５、図６、および図１２のＴＲＳＣ１－４およびＢＲＳＣ１－４を参照されたい）。より具体的には、様々な実施形態では、影響は、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ、ＣＯＮ－１９６１Ｔに最も近い（例えば、近接している）ディスラプター要素１９５１の側面で最大になり得る。導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ、ＣＯＮ－１９６１Ｔ、およびディスラプター構成体１９５０のディスラプター要素１９５１の間のそのような結合を低減し、したがって、それから生じるクロストークを低減する（例えば、そうでなければ、ディスラプター要素１９５１が回転検出コイルからの信号のクロストーク誤差をもたらす可能性がある）。様々な実施態様では、導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、それ自身、Ｘ－Ｙ方向に比較的小さなオフセットを導入することができ、これは、いくつかの構成では、図２０に関して以下でより詳細に説明するように、鏡映遮蔽構成体によって低減／打ち消すことができる。
【0152】
図２０は、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－２が導電性結合部ＣＣＰ－２、導電性遮蔽ＣＳＤ－２、ミラースタブ導電性結合部ＣＣＰ－２Ｍ、およびミラースタブ導電性遮蔽ＣＳＤ－２Ｍを備える実施形態を示す。導電性結合部ＣＣＰ－２は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔを備え、これらは、導電性結合部ＣＣＰ－２のフレキシブルケーブル１９６４を介して信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０等）に戻って結合する。導電性遮蔽ＣＳＤ―２は、（例えば、図２１～図２４に関して以下により詳細に説明されるように、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１に近接する導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接している（例えば、被覆する）ものとして示される。導電性遮蔽ＣＳＤ－２は、（例えば、場生成コイル１９６１およびディスラプター要素１９５１に近接する少なくとも一部を備える）導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接する（例えば、上および／または下などを覆う）（例えば、狭い銅パッド、スリーブ、または鏡映導電性パッドなどを備える）導電性遮蔽部を備えてもよい。図示を容易にするために、導電性遮蔽ＣＳＤ－２は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔに関して透明として示されている。
【0153】
図１９に図示される導電性遮蔽ＣＳＤ－１と比較して、図２０の導電性遮蔽ＣＳＤ－２のサイズがより大きいことで、ディスラプター構成体１９５０と場生成コイル構成体１９６０に関連する結合との間の遮蔽を追加でき、かつ対応する結合を低減でき、したがって、（例えば、回転検出コイル構成体内の信号に望ましくない影響などを及ぼし得るような）クロストークを低減している。種々の実施形態では、図１９の構成と比較して、結合に対しての図２０のより大きな導電性遮蔽ＣＳＤ－２によって提供される増大した低減により、（例えば、Ｘ－Ｙ方向における）より大きなオフセットを導入する費用を潜在的に生じさせる可能性があるが、与えられた用途のための遮蔽サイズを選択する際に、そのような要因を考慮して、均衡させることができる。
【0154】
導電性遮蔽ＣＳＤ－２によって導入されるのであろういかなるオフセットも、主にスタイラス位置検出部１９１１の１つの側面に関連づけられよう。このオフセットを低減するために、ミラースタブ導電性遮蔽ＣＳＤ－２Ｍは、導電性遮蔽ＣＳＤ－２を鏡映する（例えば、導電性遮蔽ＣＳＤ－２からスタイラス位置検出部１９１１の反対側にある）ように構成される。さらに、オフセットをさらに低減するために、ミラースタブ導電性結合部ＣＣＰ－２Ｍは、導電性結合部ＣＣＰ－２を鏡映する（例えば、スタイラス位置検出部１９１１の反対側にある）ように構成される。
【0155】
ミラースタブ導電性遮蔽ＣＳＤ－２Ｍは中心軸に対して第２の位置にあり、第１の導電性遮蔽ＣＳＤ－２は中心軸に対して第１の位置にあり、そのために、第１の位置および第２の位置は中心軸に関して対称である（例えば、Ｚ方向に直交する平面内でスタイラス位置検出部１９１１の反対側にある）。同様に、ミラースタブ導電性結合部ＣＣＰ－２Ｍは中心軸に対して第２の位置にあり、第１の導電性結合部ＣＣＰ－２は中心軸に対して第１の位置にあり、そのために、第１の位置および第２の位置が中心軸に関して対称である （例えば、Ｚ方向に直交する平面内でスタイラス位置検出部１９１１の反対側にある）。ミラースタブ導電性結合部ＣＣＰ－２Ｍおよびミラースタブ導電性遮蔽ＣＳＤ－２Ｍ、ならびに対称配置は、導電性結合部ＣＣＰ－２および導電性遮蔽ＣＳＤ－２によって導入されるオフセットを少なくとも部分的に補償する。
【0156】
また、図２０に示される実施形態は、ミラースタブ導電性結合部ＣＣＰ－２Ｍに近接し、場生成コイル１９６１の場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔと直列に結合された第１のキャパシタＣ１と、場生成コイル構成体１９６０に近接し、（例えば、図２１～図２４に関して以下により詳細に説明されるように、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔが結合される２つのビアの間で結合される）導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの間に結合された第２のキャパシタＣ２と、を備える。したがって、第２のキャパシタＣ２は、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０；図６の信号処理および制御回路６８０など）と並列である。第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２は、中心軸に対して互いに対称に、かつ、場生成コイル基板部１９９０Ｍの上部上またはその中に、あるいはその下部上またはその中にといったように、場生成コイル基板部１９９０Ｍの一部の上またはその中に配置されてもよい。例えば、場生成コイル１９６１によって定義される場生成コイル平面ＦＧＣＰ（例えば、図２１～図２４参照）を参照すると、種々の実施形態において、第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２は、場生成コイル平面の上方または下方に配置されてもよい。
【0157】
種々の実施形態において、キャパシタＣ１およびＣ２は、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０；図６の信号処理および制御回路６８０など）の特性を整合させ、（例えば、場生成コイル１９６１および導電性結合部ＣＣＰ－２を備える共振ループＲＬの）ＬＣ共振周波数を設定する構成において、場生成コイル１９６１のインピーダンスの少なくとも一部を決定する。様々な実施形態において、共振ループＲＬの主たる目的の１つは、（例えば、コイル駆動信号のための＋／－２．５Ｖのドライバ電圧を有し、場生成コイル１９６１上で＞＋／－５Ｖを達成するなど、電圧のための電気変圧器に類似して機能し得るように）信号振幅を増大させることである。また、共振ループＲＬは、検出コイルへの雑音結合を低減するなど、特定のフィルタ機能を達成することができる。
【0158】
種々の実施形態において、場生成コイル１９６１によって定義される場生成コイル平面ＦＧＣＰの１つの側面に第１のキャパシタＣ１および第２のキャパシタＣ２を配置することは、クロストーク、したがって（例えば、図１９～図２４には示されていない軸方向検出コイルによる、図５、図６および図１２ＢのＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣを参照のこと）生成された信号の誤差を導入し得る軸方向において、ある不均衡（例えば、電磁場など）を導入し得る。特定の実施形態においては、場生成コイル平面ＦＧＣＰの１つの側面にキャパシタＣ２を配置することによって導入される信号エラーは、場生成コイル平面ＦＧＣＰの１つの側面にキャパシタＣ１を配置することによって導入される信号エラーよりも大きくなり得る。このような潜在的信号エラーを低減するために、（例えば、図２１～図２４に関して以下により詳細に説明するような）種々の実施形態において、キャパシタＣ１およびＣ２の一方または両方（例えば、好ましくは、特定の実施形態において少なくともキャパシタＣ２を備える）が（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰの反対側に対応する追加キャパシタを有する）平行キャパシタ構成体ＰＣＣの一部および／または三電流支部構成体ＴＣＢの一部であるように作製されてもよい。
【0159】
図２１において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－３は、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔを備える導電性結合部ＣＣＰ－３を備え、これらは、導電性結合部ＣＣＰ－３のフレキシブルケーブル１９６４を介して信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０等）に戻るように結合する。図２０に示すように、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔへの接続部を横切って結合された単一のキャパシタＣ２の代わりに、図２１の場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－３は、一対のキャパシタＣ２Ｕ、Ｃ２Ｌを有する平行キャパシタ構成体ＰＣＣを備える。キャパシタＣ２Ｕは場生成コイル平面ＦＧＣＰを基準にして上側に配置され、キャパシタＣ２Ｌは場生成コイル平面ＦＧＣＰを基準にして下側に配置される。
【0160】
概念的には、図２１の鏡映キャパシタ構成体（例えば、キャパシタＣ２ＵをミラーリングするキャパシタＣ２Ｌを含む）は、回路／構成要素／信号の軸方向および／または他の対称性を改善するのに役立つことに留意されたい。より具体的には、単一のキャパシタＣ２がちょうど（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰの）１つの側面にある場合、そうでなければ、（例えば、軸方向に沿った）構成体は、（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰに対して）多少アンバランス／非対称となる可能性があり、これは（例えば、単一のキャパシタの方向で）信号のより高いクロストークおよび／または信号の他のアンバランスに対応する可能性がある。そのような問題は、対応する効果が少なくとも部分的に自己相殺し、かつ／または、そうでなければよりバランスされ得る（例えば、図５、図６、および図１２ＢのＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣなどのような、上部検出コイルおよび下部検出コイルに対してである。そうでなければアンバランスな信号は、ディスラプター要素／スタイラス懸架部／スタイラスなどのための不正確な位置決定をもたらす可能性がある）鏡映された構成の（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰの）いずれかの側面に対称的なキャパシタを有することによって低減され得る。そのようなバランス／対称的なコイル信号が差動構成で処理される場合、そのようなバランス／対称的なコイル信号のある部分は効果的に自己相殺し得ることが理解されよう。図２１は、図２０に示す単一のキャパシタＣ２の代わりに平行キャパシタ構成体ＰＣＣを使用することを示すが、図２０のいくつかの実施形態では単一のキャパシタＣ１の代わりに同様の並列キャパシタ構成体を使用することもできる。
【0161】
以下では、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０など）と場生成コイル１９６１（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）との間に流れる電流に対する電流経路（例えば、ＡＣ電流が両方向に流れてもよいが、以下の例の簡略化のために、単一方向に関連して記載される）について説明する。図２１には、以下の記載に沿って電流の流れの向きを示す矢印が提供されている。以下に説明する結合は、図２２～図２４により詳細に示されていることに留意されたい。図２１に部分的に示されるように、信号処理および制御回路から場生成コイル１９６１への例示の方向に流れる電流については、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢはビアＶＩＡ－Ａに結合され、したがって、それはそれらの構成要素を通る電流経路に対応する。場生成コイル１９６１から信号処理および制御回路への例示の方向における戻り路に沿って流れる電流については、ビアＶＩＡ－Ｂは導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔに結合され、従って、それはそれらの構成要素を通る電流経路に対応する。
【0162】
図２１において、（すなわち、キャパシタＣ２ＵおよびＣ２Ｌを備える）平行キャパシタ構成体ＰＣＣを通って例示の方向に流れる電流に対して、キャパシタＣ２ＵはビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂの上部の間で結合され、キャパシタＣ２ＬはビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂの下部の間で結合される。それらは、それらの一連の構成要素を通る電流経路に対応する。より具体的には、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａの上部を通って上方に流れ、キャパシタＣ２Ｕを通って下方に流れ、ビアＶＩＡ－Ｂの上部を通って下方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを通って外に流出する。そして、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａの下部を通ってキャパシタＣ２Ｌを通って下方に流れ、ビアＶＩＡ－Ｂの下部を通って上方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを通って外に流出する。種々の実施形態において、キャパシタＣ２Ｕは上支部ＵＢの一部であってもよく、キャパシタＣ２Ｌは場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－３の下支部ＬＢの一部であってもよい。種々の実施形態において、上支部ＵＢおよび下支部ＬＢのそれぞれを通る、それに対応してキャパシタＣ２ＵおよびＣ２Ｌのそれぞれを通る電流の流れは、ほぼ等しくてもよい（例えば、したがって、図５、図６および図１２ＢのＴＡＳＣＣおよびＢＡＳＣＣなどのような、上部検出コイルおよび下部検出コイルに関するような、磁場／電磁場に対するバランスの取れた効果をもたらし、そのため、バランスされた／対称的なコイル信号は差動構成で処理される場合に、効果的に自己相殺され得る）。
【0163】
キャパシタＣ２Ｌが図２１から省略された場合に、電流は場生成コイル平面ＦＧＣＰより上のキャパシタＣ２Ｕを通って流れるであろうが、対応する電流は場生成コイル平面ＦＧＣＰより下に流れない。そのような構成は、場生成コイル平面ＦＧＣＰに関連して、（例えば、磁場において）比較的バランスされない効果をもたらし、したがって、軸方向検出コイルによって生成された信号内に（例えば、キャパシタＣ２Ｕを通る電流の効果に対応するクロストークからの）クロストーク誤差をもたらす可能性がある。キャパシタＣ２Ｕを有する平行キャパシタ構成体ＰＣＣの一部としてキャパシタＣ２Ｌを備えることによって、同様の電流が、場生成コイル平面ＦＧＣＰの上下のほぼ等しい距離および同様の相対位置（例えば、同様または同一のＸ、Ｙ座標を有する）で生じるようにする。そのような（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰに対して）バランスされた構成体は、（例えば、軸方向検出コイル内で生成された信号から生じるような）決定された位置信号に生じる可能性のある誤差（例えば、クロストーク誤差）を低減するのに役立つ。
【0164】
図２２において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－４は、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０など）を場生成コイル構成体１９６０の（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１に結合する。図２２の例では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－４は、ビアＶＩＡ－Ａ、ＶＩＡ－ＢおよびＶＩＡ－Ｃ、（例えば、平行キャパシタ構成体ＰＣＣの一部として）キャパシタＣ２ＵおよびＣ２Ｌ、導電性遮蔽ＣＳＤ、ならびに導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔを備える。
【0165】
図２２において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－４の一部として、（例えば、導電性結合部ＣＣＰ－４の一部として）導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔは、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０等）に戻って結合し、そのため、導電性遮蔽ＣＳＤは、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接して（例えば、被覆して）いるように図示されている。特に、導電性遮蔽ＣＳＤは、（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１に近接している導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接している（例えば、被覆している）ように図示されている。図１９の記載において上述したように、様々な実施形態において、導電性遮蔽ＣＳＤ－１は、（例えば、場生成コイル１９６１およびディスラプター要素１９５１に近接する少なくとも一部を備える）導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接する（例えば、上および／または下などを覆う）（例えば、狭い銅パッド、スリーブ、または鏡映導電性パッドなどを備える）導電性遮蔽部を備えてもよい。
【0166】
図１９の記載においてさらに上述したように、導電性遮蔽ＣＳＤが図２２の構成に含まれなかった場合に、構成の丁度１つの側面に近接して取り付けられる導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔは、主に構成の１つの側面に存在する効果（例えば、電磁場効果）を生じさせ、これが検出コイル（例えば、図５、図６および図１２等のＴＲＳＣ１－４およびＢＲＳＣ１－４を参照）によって検出される電磁場および対応する信号のアンバランスさを招く。導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔに近接する導電性遮蔽ＣＳＤを備えることにより、１つの側面でのそのような効果を減少させるのに役立ち、したがって、信号の総合的な対称性を向上させる（すなわち、１つの側面でのクロストーク効果を減少させる）。例えば、ディスラプター要素１９５１（例えば、図１９を参照）に関連して、様々な実施形態において、その影響は、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ、ＣＯＮ－１９６１Ｔに最も近く（例えば、近接し）、かつ、したがって、それに対する最大の結合量を有する、ディスラプター要素１９５１の側面で最大であり得る。導電性遮蔽ＣＳＤは、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ、ＣＯＮ－１９６１Ｔと、ディスラプター構成体１９５０のディスラプター要素１９５１と、の間のそのような結合（例えば、磁場結合）を低減し、したがって、それから生じるクロストークを低減する（例えば、そうでなければ、それは、回転検出コイルからの信号のクロストーク誤差などをもたらす可能性がある）。
【0167】
以下では、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０など）と（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１との間に流れる電流に対する電流経路（例えば、ＡＣ電流に対しては両方向に流れてもよいが、以下の例の簡略化のために、単一方向に関連して記載される）について説明する。図２２には、以下の記載に沿って電流の流れの向きを示す矢印が提供されている。信号処理および制御回路から場生成コイル１９６１に向かう例示の方向に流れる電流に対して、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂは、ビアＶＩＡ－Ａに結合され、従ってそれはこれらの構成要素を通る電流経路に対応する。場生成コイル１９６１から信号処理および制御回路への例示の方向における戻り路に沿って流れる電流に対して、ビアＶＩＡ－Ｂは導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔに結合され、従って、それはこれらの構成要素を通る電流経路に対応する。
【0168】
場生成コイル１９６１を通って例示の方向に流れる電流に対して、ビアＶＩＡ－Ａは場生成コイル部１９６１Ｂの一端に結合され、そのため、場生成コイル部１９６１Ｂの他端はビアＶＩＡ－Ｃに結合されている。ビアＶＩＡ－Ｃは、場生成コイル部１９６１Ｔの一端に結合され、そのため、場生成コイル部１９６１Ｔの他端はビアＶＩＡ－Ｂに結合されている。したがって、ビアＶＩＡ－Ｂは、場生成コイル１９６１のためのその一連の構成要素を通る電流経路に対応する。より具体的には、図２２に示されるような方向で、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａの下部を通って下方に流れ、場生成コイル部１９６１Ｂを通って時計回りに流れ、場生成コイル部１９６１Ｔを通って時計回りに流れるようにビアＶＩＡ－Ｃを通って上方に流れ、次いで、ビアＶＩＡ－Ｂの下部を通って下方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを通って流出する。
【0169】
加えて、図２１に関して上述したように、（すなわち、キャパシタＣ２ＵおよびＣ２Ｌを備える）平行キャパシタ構成体ＰＣＣを通って例示の方向に流れる電流に対して、キャパシタＣ２ＵはビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂの上部の間で結合され、キャパシタＣ２ＬはビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂの下部の間で結合される。ビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂは、それらの一連の構成要素を通る電流経路に対応する。より具体的には、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａの上部を通って上方に流れ、キャパシタＣ２Ｕを通って流れ、ビアＶＩＡ－Ｂの上部を通って下方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを通って外に流出する。そして、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａの下部を通って下方に流れ、キャパシタＣ２Ｌを通って流れ、ビアＶＩＡ－Ｂの下部を通って上方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを通って外に流出する。種々の実施形態において、キャパシタＣ２Ｕは上支部ＵＢの一部であってもよく、キャパシタＣ２Ｌは場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－４の下支部ＬＢの一部であってもよい。
【0170】
上述のように、種々の実施形態において、場生成コイル１９６１は、（例えば、導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１ＴがそれぞれビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂと接触する同一または同様の位置であってもよく、その際、種々の実施形態において導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部が場生成コイル平面ＦＧＣＰ内に存在してもよく、ビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂをほぼ二分してもよいように、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔの間の中間点に位置する）場生成コイル平面ＦＧＣＰを定義する。種々の実施形態において、場生成コイル平面ＦＧＣＰは、中心軸に直交しており、場生成コイル１９６１を通過し、そのために、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－４の上支部ＵＢ（例えば、キャパシタＣ２Ｕを備える）および下支部ＬＢ（例えば、キャパシタＣ２Ｌを備える）は、それぞれ、場生成コイル平面ＦＧＣＰの上方および下方に配置される。図２２の例では、上支部ＵＢおよび下支部ＬＢは、場生成コイル平面ＦＧＣＰに関して対称であり、鏡映された電流分布構成体の一部（例えば、下支部ＬＢを通る電流は、上支部ＵＢを通る電流とほぼ同じであり、かつ、鏡映する）であり、並列に接続される（例えば、ビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂのそれぞれの上部および下部を横切って並列に接続される）。
【0171】
図２１を参照して先に議論したように、キャパシタＣ２Ｌが図２２の構成から省略された場合に、電流は、場生成コイル平面ＦＧＣＰより上のキャパシタＣ２Ｕを通って流れるが、場生成コイル平面ＦＧＣＰより下に対応する電流は流れないであろう。そのような構成は、場生成コイル平面ＦＧＣＰに関連して、（例えば、磁場において）比較的アンバランスな効果をもたらし、したがって、軸方向検出コイルによって生成された信号の（例えば、キャパシタＣ２Ｕを通る電流の効果に対応するクロストークからの）クロストーク誤差をもたらす可能性がある。キャパシタＣ２Ｕを有する平行キャパシタ構成体ＰＣＣの一部としてキャパシタＣ２Ｌを備えることによって、同様の電流は、場生成コイル平面ＦＧＣＰの上下のほぼ等しい距離および同様の相対位置（例えば、同様または同一のＸ、Ｙ座標を有する）で生じるようにしている。そのような（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰに対して）バランスされた構成体は、そうでなければ、（例えば、軸方向検出コイルで生成された信号から生じるような）決定された位置信号を生じ得る、あらゆる対応する誤差（例えば、クロストーク誤差）を低減するのに役立つ。
【0172】
複数の場生成コイルが利用される実施形態（例えば、図５および図６の場生成コイル５６１Ｔおよび５６１Ｂを参照）では、信号処理および制御回路に結合されるための各場生成コイル（例えば、図６の信号処理および制御回路６８０など）に対する結合のために、平行キャパシタ構成体ＰＣＣが提供されてもよいことが理解されよう。そのような実施形態では、各場生成コイルは、中心軸に直交し、それぞれの場生成コイルを通過するそれぞれの場生成コイル平面を定義することができ、そのため、それぞれの平行キャパシタ構成体ＰＣＣはそれぞれの場生成コイル平面の上方および下方の位置に対応する（例えば、それぞれのキャパシタを備える）上支部および下支部を備えてもよい。
【0173】
図２３において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－５は、信号処理および制御回路（例えば、図４等の信号処理および制御回路４８０）を（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｔおよび１９６１Ｂを備える）場生成コイル１９６１に結合する。図２３の例では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－５は、ビアＶＩＡ－Ａ～ＶＩＡ－Ｅ、（例えば、平行キャパシタ構成体ＰＣＣの一部として）キャパシタＣ２ＵおよびＣ２Ｌ、導電性遮蔽ＣＳＤ、ならびに導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ'、ＣＯＮ－１９６１Ｔ''、ＣＯＮ－１９６１Ｂ'およびＣＯＮ－ＤＥを備える。以下でより詳細に説明するように、図２２との主な違いは、図２３において、ビアＶＩＡ－ＤおよびＶＩＡ－Ｅならびに導電体ＣＯＮ－ＤＥがツイスト構成体ＴＷＣの一部として備えられていることである。
【0174】
図２３において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－５の一部として、（例えば、導電性結合部ＣＣＰ－５の一部として）導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ'およびＣＯＮ－１９６１Ｂ'は信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０等）に戻って結合し、そのため、導電性遮蔽ＣＳＤは導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ'およびＣＯＮ－１９６１Ｂ'の少なくとも一部に近接して（例えば、被覆して）いるように図示されている。特に、導電性遮蔽ＣＳＤは、（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１に近接する導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ'およびＣＯＮ－１９６１Ｂ'の少なくとも一部に近接する（例えば、被覆する）ものとして示される。
【0175】
以下では、信号処理および制御回路（例えば、図２の信号処理および制御回路３８０など）と（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｔおよび１９６１Ｂを備える）場生成コイル１９６１との間に流れる電流に対応する電流経路（例えば、ＡＣ電流に対しては両方向に流れてもよいが、以下の例の簡略化のために、単一方向に関連して記載される）について説明する。図２３には、以下の記載に沿って電流の流れの向きを示す矢印が提供されている。信号処理および制御回路から場生成コイル１９６１に例示の方向に流れる電流に対して、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ'は、ビアＶＩＡ－Ｄに結合され、これは導電体ＣＯＮ－ＤＥによってビアＶＩＡ－Ｅに結合される。ビアＶＩＡ－Ｅは、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ''によりビアＶＩＡ－Ｂに結合される。したがって、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ'からビアＶＩＡ－Ｂまでの構成要素間の結合は、その一連の構成要素を通る電流経路に対応する。ビアＶＩＡ－Ｄ、ビアＶＩＡ－Ｅ、および導電体ＣＯＮ－ＤＥは、以下でより詳細に説明するように、ツイスト構成体ＴＷＣの一部である。場生成コイル１９６１から信号処理および制御回路への例示の方向における戻り路に沿って流れる電流に対して、ビアＶＩＡ－Ａは、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ'に結合され、したがって、それはそれらの構成要素を通る電流経路に対応する。
【0176】
ツイスト構成体ＴＷＣは、（例えば、導電性遮蔽ＣＳＤのために本明細書にも記載されるように）構成体のちょうど１つの側面に近接しているので、さもなければ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ'およびＣＯＮ－１９６１Ｔ'によって生成され得る効果を低減する。より具体的には、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ'およびＣＯＮ－１９６１Ｔ'は、主として構成体の１つの側面にある効果／寄与（例えば、電磁場効果／寄与）を生じ、導入されなければ、それは、検出コイル（例えば、図５、図６および図１２等のＴＲＳＣ１－４およびＢＲＳＣ１－４参照）によって検出される電磁場および対応する信号を少なくとも部分的にアンバランスにするかもしれない。（すなわち、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ''およびＣＯＮ－ＤＥを含む）ツイスト構成体ＴＷＣの包含により、それぞれの方向に電流を運ぶ導電体の部分の相対位置が効果的に反転し、したがって、対応する効果および結合等が平均化するのに役立つ（例えば、効果／寄与のうちの少なくとも部分的な自己相殺をもたらす、等）。
【0177】
場生成コイル１９６１を通って例示の方向に流れる電流に対しては、ビアＶＩＡ－Ｂは場生成コイル部１９６１Ｔの一端に結合され、そのため、場生成コイル部１９６１Ｔの他の一端はビアＶＩＡ－Ｃに結合されている。ビアＶＩＡ－Ｃは場生成コイル部１９６１Ｂの一端に結合され、そのため、場生成コイル部１９６１Ｂの他の一端はビアＶＩＡ－Ａに結合されている。ビアＶＩＡ－Ａは、その一連の構成要素を通る電流経路に対応する。より具体的には、図２３に示されるような方向では、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ''からの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ｂの上部を通って上方に流れ、場生成コイル部１９６１Ｔを通って反時計回りに流れ、場生成コイル部１９６１Ｂを通って反時計回りに流れるようにビアＶＩＡ－Ｃを通って下方に流れ、次いで、ビアＶＩＡ－Ａの下部を通って上方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ'を通って外に流出する。
【0178】
加えて、図２１および図２２に関して上述したように、（すなわち、キャパシタＣ２ＵおよびＣ２Ｌを備える）平行キャパシタ構成体ＰＣＣを通って例示の方向に流れる電流に対して、キャパシタＣ２ＵはビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂの上部の間で結合され、キャパシタＣ２ＬはビアＶＩＡ－ＡおよびＶＩＡ－Ｂの下部の間で結合される。それらは、それらの一連の構成要素を通る電流経路に対応する。より具体的には、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ''からの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ｂの上部を通って上方に流れ、キャパシタＣ２Ｕを通って流れ、ビアＶＩＡ－Ａの上部を通って下方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ'を通って外に流出する。そして、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ''からの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ｂの下部を通って下方に流れ、キャパシタＣ２Ｌを通って流れ、ビアＶＩＡ－Ａの下部を通って上方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂ'を通って上方に流出する。上述のように、キャパシタＣ２Ｕは上支部ＵＢの一部であってもよく、キャパシタＣ２Ｌは場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－５の下支部ＬＢの一部であってもよい。
【0179】
図２４において、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－６は、信号処理および制御回路（例えば、図４等の信号処理および制御回路４８０）を（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１に結合する。図２４の例では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－６は、ビアＶＩＡ－Ａ１、ＶＩＡ－Ａ２、ＶＩＡ－Ｂ１、ＶＩＡ－Ｂ２およびＶＩＡ－Ｃ、キャパシタＣ２、導電性遮蔽ＣＳＤ、ならびに導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔ、ＣＯＮ－１９６１Ｂ、ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１およびＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を備える。以下により詳細に説明するように、図２２との主な相違点は、図２４では異なる電流流構成体が利用される（例えば、下電流支部ＬＣＢとして導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を備え、そのため、特定の同様のバランスする電流効果が達成され得るが、キャパシタＣ２Ｌのようなより低いキャパシタは利用されない）ことである。
【0180】
図２４において、図２２および図２３の構成と同様に、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－６の一部として、（例えば、導電性結合部ＣＣＰ－６の一部として）導電体ＣＯＮ－１９６１ＴおよびＣＯＮ－１９６１Ｂは、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０等）に戻って結合し、そのため、導電性遮蔽ＣＳＤは導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接して（例えば、被覆して）いるように図示されている。特に、導電性遮蔽ＣＳＤは、（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを含む）場生成コイル１９６１に近接する導電体ＣＯＮ－１９６１ＢおよびＣＯＮ－１９６１Ｔの少なくとも一部に近接する（例えば、被覆する）ものとして示される。
【0181】
以下では、信号処理および制御回路（例えば、図４の信号処理および制御回路４８０など）と（すなわち、場生成コイル部１９６１Ｂおよび１９６１Ｔを備える）場生成コイル１９６１との間に流れる電流に対する（例えば、ＡＣ電流に対しては両方向に流れてもよいが、以下の例の簡略化のために、単一方向に関連して記載される）電流経路について説明する。図２４には、以下の記載に沿って電流の流れの向きを示す矢印が提供されている。信号処理および制御回路から場生成コイル１９６１への例示の方向に流れる電流に対して、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂは、ビアＶＩＡ－Ａ１に結合され、従ってそれはこれらの構成要素を通る電流経路に対応する。場生成コイル１９６１から信号処理および制御回路への例示の方向における戻り路に沿って流れる電流に対して、ビアＶＩＡ－Ｂ２は、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔに結合され、従って、それはそれらの構成要素を通る電流経路に対応する。
【0182】
図２４の例では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－６は、三電流支部構成体ＴＣＢを備える。様々な実施態様では、三電流支部構成体ＴＣＢは、レムニスケート形または英語の「８の字」形状に対応すると見なされる形状を有することができる。三電流支部構成体ＴＣＢは、第１の方向に電流の流れを有する（例えば、導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１を備える）中間電流支部ＭＣＢと、中間電流支部ＭＣＢにそれぞれ結合され、第１の方向とほぼ反対の第２の方向の電流の流れを有する（例えば、それぞれ、キャパシタＣ２および導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を備える）上電流支部ＵＣＢおよび下電流支部ＬＣＢをそれぞれ備える。種々の実施形態において、上電流支部ＵＣＢおよび下電流支部ＬＣＢは、中間電流支部ＭＣＢおよび／又は場生成コイル平面ＦＧＣＰの上方および下方に、それぞれほぼ等間隔で配置されてもよい。
【0183】
三電流支部構成体ＴＣＢを通って例示の方向に流れる電流に対して、（例えば、上電流支部ＵＣＢとしての）キャパシタＣ２はビアＶＩＡ－Ａ１およびＶＩＡ－Ｂ１の上部の間に結合され、（例えば、中間電流支部ＭＣＢとしての）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１はビアＶＩＡ－Ｂ１およびＶＩＡ－Ａ２の中央部の間に結合され、（例えば、下電流支部ＬＣＢとしての）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２はビアＶＩＡ－Ａ２およびＶＩＡ－Ｂ２の下部の間に結合され、従って、それらはその一連の構成要素を通る電流経路に対応する。様々な実施形態において、例示の方向に流れる電流に関連して、（例えば、中間電流支部ＭＣＢとしての）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１を通る電流の流れは第１の方向であるものとして参照されてもよく、（例えば、上電流支部ＵＣＢとしての）キャパシタＣ２および（例えば、下電流支部ＬＣＢとしての）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を通る電流の流れは第２の方向であるものとして参照されてもよい（例えば、第２の方向が第１の方向とほぼ反対であってもよい）。より具体的には、図２４に示されるような方向では、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａ１の上部を通って上方に流れ、（例えば、第２の方向の）キャパシタＣ２を通って流れ、ビアＶＩＡ－Ｂ１の上部を通って下方に流れ、（例えば、第１の方向の）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１を通って流れ、ビアＶＩＡ－Ａ２の下部を通って下方に流れ、（例えば、第２の方向の）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を通って流れ、ビアＶＩＡ－Ｂ２の下部を通って上方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを通って外に流出する。
【0184】
平行キャパシタ構成体ＰＣＣの議論と同様に、図２４の三電流支部構成体ＴＣＢにおいて、（例えば、下電流支部ＬＣＢとしての）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２が省略された場合に、電流は場生成コイル平面ＦＧＣＰの上方で、場生成コイル平面ＦＧＣＰの下方に流れる対応する電流なしに、キャパシタＣ２を通って流れるであろう。そのような構成は、場生成コイル平面ＦＧＣＰに関連して、（例えば、磁場において）比較的アンバランスな効果をもたらし、したがって、軸方向検出コイルによって生成された信号に（例えば、キャパシタＣ２を通る電流の効果に対応するクロストークからの）クロストーク誤差をもたらす可能性がある。（例えば、下電流支部ＬＣＢとしての）導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を三電流支部構成体ＴＣＢの一部として含めることによって、同様の電流は、場生成コイル平面ＦＧＣＰの上下のほぼ等しい距離および同様の相対位置（例えば、同様または同一のＸ、Ｙ座標を有する）で生じるようにさせることができる。そのような（例えば、場生成コイル平面ＦＧＣＰに対して）バランスされた構成体は、さもなければ、（例えば、軸方向検出コイルで生成された信号から生じるような）決定された位置信号で生じ得る、あらゆる対応するエラー（例えば、クロストーク誤差）を低減するのに役立つ。
【0185】
様々な実施形態では、下電流支部ＬＣＢおよび上電流支部ＵＣＢは、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体ＣＣＲＣ－６の上支部ＵＢおよび下支部ＬＢとしてそれぞれ参照することもできるし、又は代替的に参照することもできる。様々な実施形態では、前述の下支部ＬＢおよび上支部ＵＢ（例えば、図２１～図２３の場生成コイル結合およびクロストークのそれぞれ）は、それぞれの場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体の上電流支部ＵＣＢおよび下電流支部ＬＣＢとしてそれぞれ参照することもできるし、又は代替的に参照することもできる。図２１～図２４の記載された場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体のすべてにおいて、同様の電流は、場生成コイル平面のＦＧＣＰの上方および下方のほぼ等しい距離および同様の相対的なＸおよびＹ座標位置（例えば、同様のまたは同一のＸ、Ｙ座標を有する）で生じるようにされ得る（そのため、例えば、そのようなバランスされた構成体は、潜在的なクロストーク誤差を低減するのに役立ち得るなど）。
【0186】
場生成コイル１９６１を通って例示の方向に流れる電流に対して、ビアＶＩＡ－Ａ１は場生成コイル部１９６１Ｂの一端に結合され、そのため、場生成コイル部１９６１Ｂの他端はビアＶＩＡ－Ｃに結合されている。ビアＶＩＡ－Ｃは場生成コイル部１９６１Ｔの一端に結合され、そのため、場生成コイル部１９６１Ｔの他端はビアＶＩＡ－Ｂ１に結合されている。ビアＶＩＡ－Ｂ１は三電流支部構成体ＴＣＢの下部（例えば、導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１およびＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を含む）によって、ビアＶＩＡ－Ｂ２に結合され、ビアＶＩＡ－Ｂ２は、その一連の構成要素を通る電流経路に対応する。より具体的には、図２４に示すような方向において、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｂからの電流の一部は、ビアＶＩＡ－Ａ１の下部を通って下方に流れ、場生成コイル部１９６１Ｂを通って時計回りに流れ、場生成コイル部１９６１Ｔを通って時計回りに流れるようにビアＶＩＡ－Ｃを通って上方へ流れ、次に、ビアＶＩＡ－Ｂ１の上部を通って下方に流れ、導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ１を通って流れ、ビアＶＩＡ－Ａ２の下部を通って下方に流れ、導電体ＣＯＮ－Ａ２Ｂ２を通って流れ、ビアＶＩＡ－Ｂ２の下部を通って上方に流れ、導電体ＣＯＮ－１９６１Ｔを経て流出する。
【0187】
図１９～図２４は一般に、特定の図（例えば、図３および図４）に示される特定の構成に関して説明されてきたが、図５および図６に関して、図９Ａ、図９Ｂおよび図１０に関して、ならびに図１２Ｂおよび図１３Ａに関して、上で説明された実施形態など、他の実施形態において、クロストーク誤差を補償し、低減／対処するために本明細書で説明される手法を使用することができる。
【0188】
いくつかの実施形態では、走査プローブがスタイラス懸架部、スタイラス位置検出部、信号処理および制御回路、並びに場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体を備える。スタイラス懸架部は、走査プローブのフレームに取り付けられ、スタイラスに堅固に結合されるように構成されたスタイラス結合部と、軸方向に沿ったスタイラス結合部の軸方向移動、および回転中心周りのスタイラス結合部の回転移動を可能にするように構成されたスタイラス移動機構と、を備える。
【0189】
スタイラス位置検出部は、軸方向に平行で回転中心と名目上整列した中心軸に沿って配置され、誘導性検出原理に基づいている。スタイラス位置検出部は、少なくとも１つの場生成コイルを備える場生成コイル構成体と、少なくとも１つの上部軸方向検出コイルを備える上部軸方向検出コイル構成体（ＴＡＳＣＣ）と、少なくとも１つの下部軸方向検出コイルと、Ｎ個の上部回転検出コイル（ＴＲＳＣ）と、Ｎ個の下部回転検出コイル（ＢＲＳＣ）と、を備える下部軸方向検出コイル構成体（ＢＡＳＣＣ）と、を備え、ここで、Ｎは３より大きい整数である。
【0190】
ディスラプター構成体は、ディスラプター領域を提供し、ディスラプター移動ボリューム内の中心軸に沿って配置される導電性のディスラプター要素を備える。ディスラプター要素は、結合構成体によってスタイラス懸架部に結合され、スタイラス懸架部の偏向に応じて、非偏向位置に対してディスラプター移動ボリューム内で移動する。ディスラプター要素は、軸方向移動に応じて軸方向に沿って動作移動範囲＋／－Ｒｚにわたって移動し、回転移動に応じて軸方向にほぼ直交する直交ＸおよびＹ方向に沿ったそれぞれの動作移動範囲＋／－Ｒｘおよび＋／－Ｒｙにわたって移動するとして説明することができる。場生成コイル構成体は、コイル駆動信号に応じて、ディスラプター移動ボリューム内に軸方向にほぼ沿って変動磁場を生成する。
【0191】
信号処理および制御回路は、コイル駆動信号を供給するようにスタイラス位置検出部のコイルに動作可能に接続され、それぞれの回転および軸方向検出コイル（即ち、上部軸方向検出コイルと下部軸方向検出コイルと上部回転検出コイルと下部回転検出コイルと）によって提供されるそれぞれの信号成分を備える受信コイル部から信号を入力するように構成される。さらに、信号処理および制御回路は、走査プローブのフレームに対してディスラプター要素またはスタイラスの少なくとも１つの軸方向位置および回転位置を示す信号を出力するように構成される。
【0192】
場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、コイル駆動信号を提供するために信号処理および制御回路を少なくとも１つの場生成コイルに結合し、少なくとも１つの場生成コイルが場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体なしで信号処理および制御回路に直接的に接続された場合に、それがなければ生じるであろうクロストークを低減するように構成される。
【0193】
いくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の上支部および第１の下支部を有する。このようないくつかの実施形態では、少なくとも１つの場生成コイルは、中心軸に直交し、第１の場生成コイルを通過する第１の場生成コイル平面を定義する第１の場生成コイルを備え、そのため、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体の第１の上支部および第１の下支部はそれぞれ、第１の場生成コイル平面の上方および下方に配置される。いくつかのそのような実施形態では、第１の上支部および第１の下支部は、第１の場生成コイル平面に対して対称的であること、鏡映電流分布構成体の一部であること、第１の場生成コイル平面の上方および下方にそれぞれほぼ等しい距離および同様の相対的なＸ座標位置およびＹ座標位置で、同様の電流を流すように構成されること、または並列に接続されること、のうちの少なくとも１つである。このようないくつかの実施形態では、第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、第１の上部キャパシタと第１の下部キャパシタとが並列に接続される。
【0194】
このようないくつかの実施形態では、少なくとも１つの場生成コイルは、中心軸に直交し、第２の場生成コイルを通過する第２の場生成コイル平面を定義する第２の場生成コイルを備え、そのため、第１の場生成コイルおよび第２の場生成コイルはそれぞれ、上部場生成コイルおよび下部場生成コイルに対応し、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第２の場生成コイル平面の上方および下方にそれぞれ配置される第２の上支部および第２の下支部を備える。このようないくつかの実施形態では、第１の上支部は第１の上部キャパシタを備え、第１の下支部は第１の下部キャパシタを備え、第１の上部キャパシタと第１の下部キャパシタとは並列に接続される。また、第２の上支部は第２の上部キャパシタを備え、第２の下支部は第２の下部キャパシタを備え、第２の上部キャパシタと第２の下部キャパシタとは並列に接続される。
【0195】
いくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、鏡映電流分布構成体を有する。いくつかのそのような実施形態では、鏡映電流分布構成体は、並列に接続された一対のキャパシタを備える。このようないくつかの構成体では、鏡映電流分布構成体は、第１の方向に電流の流れを有する中間電流支部と、中間電流支部にそれぞれ結合され、第１の方向とほぼ反対の第２の方向に電流の流れを有する上電流支部および下電流支部と、を備える三電流支部構成体を備える。
【0196】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの場生成コイルは、第１の場生成コイルを備える。このようないくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の場生成コイルを信号処理および制御回路に結合する第１の導電体を備える第１の導電性結合部を備え、そのため、第１の導電体の寄与を相殺する第１のツイスト構成体が提供される。
【0197】
このようないくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、第１の場生成コイルを信号処理および制御回路に結合し、そのために、第１の導電性結合部の少なくとも一部が第１の場生成コイルに近接する第１の導電性結合部と、第１の導電性結合部を遮蔽するために第１の場生成コイルおよび第１の導電性結合部に近接して配置される第１の導電性遮蔽と、を備える。このようないくつかの実施形態では、場生成コイル結合およびクロストーク除去構成体は、更に、中心軸に対して第２の位置にある第２の導電性遮蔽を備え、第１の導電性遮蔽は、中心軸に対して第１の位置にあり、第１の位置および第２の位置は中心軸に関して対称である。
【0198】
いくつかの実施形態では、方法は、ワークピースの表面に沿って本明細書に開示されているように走査プローブを移動させる工程と、走査プローブがワークピースの表面に沿って移動するときに走査プローブによって生成される誘導検出信号に基づいて３次元位置情報を生成する工程と、を含む。
【0199】
いくつかの実施形態では、システムは、本明細書に開示されるような走査プローブと、駆動機構と、駆動機構に走査プローブを結合するように構成された取付部と、を備える。
【0200】
本開示の好ましい実施形態が図示および説明されたが、特徴および動作のシーケンスの図示および説明された配置の多数の変形例は、本開示に基づいて当業者には明らかであろう。本明細書に開示される原理を実施するために、様々な代替形態を使用することができる。さらに、上記の様々な実施形態を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。本明細書で言及されるすべての米国特許および米国特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。必要に応じてさらに実施形態を提供するために様々な特許および出願の概念を採用して、実施形態の側面を変更することができる。
【0201】
上記の詳細な説明に照らして、これらの変更および他の変更を実施形態に加えることができる。一般に、以下の請求項では、使用される用語は、請求項を明細書および請求項に開示された特定の実施形態に限定するように解釈されるべきではなく、そのような請求項に権利される同等の全範囲に沿って可能なすべての実施形態を備えると解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】