(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】電磁誘導式エンコーダ用の送受信構成
(51)【国際特許分類】
G01D 5/245 20060101AFI20241001BHJP
【ＦＩ】
G01D5/245 110Q
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2021049068
(22)【出願日】2021-03-23
(65)【公開番号】P2021148801
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2024-02-15
(31)【優先権主張番号】16/826,842
(32)【優先日】2020-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【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】100166545
【弁理士】
【氏名又は名称】折坂 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】テッド ステイトン クック
【審査官】榮永 雅夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１１３５４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－６１４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２５５１０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－３１３２９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｄ ５／１２ － ５／２５２
Ｇ０１Ｂ ３／１０
Ｇ０１Ｂ ７／００
Ｇ０１Ｂ２１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｘ軸方向と一致する測定軸方向に沿って２つの要素間の相対位置を測定するために使用可能な電磁誘導式エンコーダであって、測定軸方向に沿って延び、信号変調スケールパターンを有するスケールであって、ｘ軸方向に直交するｙ軸方向に沿ったパターントラック幅寸法を有する少なくとも第１パターントラックを含む前記信号変調スケールパターンを含み、各パターントラックは、ｘ軸方向に沿った位置の周期的な関数として変化する空間的に変化する特性を提供するように配置された信号変調素子を含む、前記スケールと、
少なくとも前記第１パターントラックに近接して取り付けられ、少なくとも前記第１パターントラックに対して測定軸方向に沿って相対的に移動するように構成され、前記スケールに面する前面を有する多層回路素子を含む検出部と、
コイル駆動信号を提供するように前記検出部に動作可能に接続され、前記検出部から入力される検出信号に基づいて、前記検出部と前記信号変調スケールパターンとの相対的位置を特定するように構成される信号処理部と、を備え、
前記検出部は、
前記多層回路素子上に設けられた磁場生成コイルと、
少なくとも１つの第１トラック遮蔽端構成と、
前記多層回路素子の１つ以上の受信ループ層に作製されたそれぞれの導電性の受信ループを有する複数の検知素子と、
を備え、
前記磁場生成コイルは、
コイル駆動信号を供給するため、前記磁場生成コイルを前記信号処理部に接続する少なくとも２つの接続部を含む入力部と、
前記第１パターントラックに整列した第１トラック生成磁場領域を取り囲み、前記コイル駆動信号に応答して前記第１トラック生成磁場領域に第１トラック変化磁束を生成するように構成された第１トラック磁場生成コイル部と
を備え、
前記第１トラック磁場生成コイル部は、
前記多層回路素子の１つ以上の伸長部層に作製され、前記第１トラック生成磁場領域の第１側および第２側にそれぞれ近接してｘ軸方向に沿って第１トラック伸長部長寸法にわたって共に延在し、ｙ軸方向に公称第１トラック生成磁場領域幅寸法だけ互いに離間した第１トラック第１側伸長部および第１トラック第２側伸長部と、
前記多層回路素子の第１トラック被遮蔽端部層に作製され、前記第１トラック第１側伸長部と前記第１トラック第２側伸長部との間のｙ軸方向の離間にまたがり、前記第１トラック磁場生成コイル部における前記第１トラック第１側伸長部と前記第１トラック第２側伸長部とを接続する端部導体経路に含まれている第１トラック被遮蔽端部と、
を備え
前記第１トラック遮蔽端構成は、
前記第１トラック被遮蔽端部と、
ｘ軸およびｙ軸方向に沿って延在し、前記多層回路素子の前面に対して法線であるｚ軸方向に沿った位置に関して前記第１トラック被遮蔽端部層と前記多層回路素子の１つ以上の前記受信ループ層との間に位置する第１トラック遮蔽領域層に作製された少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域を含む導電遮蔽領域構成と、
を備え、
導電性の前記受信ループは、前記第１パターントラックに整列された第１トラック検知素子領域にわたってｘ軸方向に沿って分布し、前記検知素子は、前記信号変調スケールパターンの隣接する前記信号変調素子によって提供される第１トラック変化磁束への局所的影響に応じた検出信号または検出信号寄与を提供するように構成され、
前記第１トラック検知素子領域は、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法と、ｙ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域幅寸法とにわたって延びており、ｘ軸方向に沿った前記第１トラック検知素子領域長寸法は、前記第１トラック伸長部長寸法よりも長く、
前記第１トラック被遮蔽端部は、前記受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、前記第１トラック検知素子領域内の導電性の前記受信ループと少なくとも部分的に重なるように構成されており、
前記第１トラック導電遮蔽領域は、前記第１トラック遮蔽領域層において、前記第１トラック被遮蔽端部と前記第１トラック検知素子領域内の導電性の前記受信ループとの間に介在し、前記第１トラック検知素子領域内の導電性の前記受信ループと重なる前記第１トラック被遮蔽端部のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている
ことを特徴とする電磁誘導式エンコーダ。
【請求項2】
少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域は、当該少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域が、ｚ軸方向に沿って延びその少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域を通過する導電性層間接続を取り囲む絶縁された穴を含む場合を除き、前記第１トラック検知素子領域内の前記受信ループと重なる前記第１トラック被遮蔽端部の投影の領域のすべてを遮断するように構成される、請求項１に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項3】
少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域は、前記第１トラック被遮蔽端部の位置に対応する前記第１トラック伸長部長寸法の端部より外側に位置する前記第１トラック検知素子領域の端部に分布する導電性の前記受信ループのｚ軸方向に沿った投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するようにさらに構成される、請求項１に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項4】
少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域は、前記第１トラック被遮蔽端部の位置に対応する前記第１トラック伸長部長寸法の端部より内側に位置する前記第１トラック検知素子領域の一部に分布する少なくとも１つの導電性の前記受信ループのｚ軸方向に沿った投影の領域のすべてを遮断するようにさらに構成される、請求項３に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項5】
少なくとも一つの前記第１トラック導電遮蔽領域は、当該少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域がｚ軸方向に沿って延びその少なくとも１つの前記第１トラック導電遮蔽領域を通過する導電性層間接続を取り囲む絶縁された穴を含む場合を除いて、前記第１トラック検知素子領域内に分布するすべての導電性の前記受信ループのｚ軸方向に沿った投影の領域のすべてを遮断するように構成される、請求項４に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項6】
ｘ軸方向に沿った前記第１トラック検知素子領域長寸法が、各端部において前記第１トラック伸長部長寸法を、公称第１トラック生成磁場領域幅寸法の少なくともＫ倍である寸法ＳＥだけ超えて延びており、Ｋは少なくとも１である数であることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項7】
Ｋは少なくとも２である請求項６に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項8】
前記第１パターントラックの前記信号変調素子が、ｘ軸方向に沿った空間波長ＷＬに対応して配置され、ＳＥは少なくともＷＬである請求項６または７に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項9】
ＳＥは少なくとも２＊ＷＬである、請求項８に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項10】
少なくとも１つの前記伸長部層および少なくとも１つの前記受信ループ層は、前記多層回路素子の同一層であり、前記第１トラック第１側伸長部および第１トラック第２側伸長部の少なくとも一方および導電性の前記受信ループの少なくとも一部は、当該同一層内に作製される、ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項11】
前記信号変調スケールパターンは、前記第１パターントラックと平行に配置された第２パターントラックとを含み、前記第１パターントラックおよび前記第２パターントラックは、それぞれ、ｘ軸方向に沿って分布する前記信号変調素子を含み、前記磁場生成コイルは、
前記第２パターントラックに整列した第２トラック生成磁場領域を取り囲むように構成され、前記コイル駆動信号に応答して前記第２トラック生成磁場領域に第２トラック変化磁束を生成するように構成された第２トラック磁場生成コイル部
をさらに備え、
前記第２トラック磁場生成コイル部は、
前記多層回路素子の１つ以上の伸長部層に作製され、前記第２トラック生成磁場領域の第１側および第２側にそれぞれ近接してｘ軸方向に沿って第２トラック伸長部長寸法にわたって共に延在し、ｙ軸方向に公称第２トラック生成磁場領域幅寸法だけ互いに離間した第２トラック第１側伸長部および第２トラック第２側伸長部と、
前記多層回路素子の第２トラック被遮蔽端部層に作製され、前記第２トラック第１側伸長部と前記第２トラック第２側伸長部との間のｙ軸方向の離間にまたがり、前記第２トラック磁場生成コイル部を形成すベく前記第２トラック第１側伸長部と前記第２トラック第２側伸長部とを接続する端部導体経路に含まれている第２トラック被遮蔽端部と、
を備え、
前記検出部は、少なくとも１つの第２トラック遮蔽端構成をさらに備え、
前記第２トラック遮蔽端構成は、
前記第２トラック被遮蔽端部と、
ｘ軸およびｙ軸方向に沿って延在し、前記多層回路素子の前面に対して法線であるｚ軸方向に沿った位置に関して前記第２トラック被遮蔽端部層と前記多層回路素子の１つ以上の前記受信ループ層との間に位置する第２トラック遮蔽領域層に作製された少なくとも１つの第２トラック導電遮蔽領域を含む導電遮蔽領域構成と、
を備え、
複数の前記検知素子において、導電性の前記受信ループは、前記第２パターントラックに整列している第２トラック検知素子領域にわたってｘ軸方向に沿ってさらに分布しており、前記検知素子は、スケールパターンの隣接する前記信号変調素子によって提供される第２トラック変化磁束への局所的影響に応じた検出信号または検出信号寄与を提供するようにさらに構成され、
前記第２トラック検知素子領域は、ｘ軸方向に沿った第２トラック検知素子領域長寸法と、ｙ軸方向に沿った第２トラック検知素子領域幅寸法とにわたって延びており、ｘ軸方向に沿った前記第２トラック検知素子領域長寸法は、前記第２トラック伸長部長寸法よりも長く、
前記第２トラック被遮蔽端部は、前記受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、前記第２トラック検知素子領域内の導電性の前記受信ループと少なくとも部分的に重なるように構成されており、
前記第２トラック導電遮蔽領域は、前記第２トラック遮蔽領域層において、前記第２トラック被遮蔽端部と前記第２トラック検知素子領域内の前記受信ループとの間に介在し、前記第２トラック検知素子領域内の前記受信ループと重なる前記第２トラック被遮蔽端部のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている ことを特徴とする請求項１に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項12】
前記第１パターントラックおよび前記第２パターントラックは、それぞれ、前記第１パターントラックおよび前記第２パターントラックにおいてｘ軸方向に沿って同じ空間周期または波長ＷＬに従って配置された同じ種類の前記信号変調素子を含み、前記第２パターントラックにおける前記信号変調素子は、前記第１パターントラックにおける前記信号変調素子に対して約ＷＬ／２の公称スケールトラックオフセットだけ測定軸方向に沿ってオフセットされており、前記磁場生成コイルは、前記第１トラック生成磁場領域内に第１極性を有する第１トラック変化磁束を生成し、前記第２トラック生成磁場領域内に第１極性とは反対の第２極性を有する第２トラック変化磁束を生成するように構成され、
導電性の前記受信ループの少なくとも半分以上は、前記第１トラック検知素子領域および前記第２トラック検知素子領域の両方にｙ軸方向に沿って延在し、前記第１トラック検知素子領域および前記第２トラック検知素子領域において同じ検知ループ極性を提供するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項13】
前記第１パターントラックおよび前記第２パターントラックは、それぞれ、前記第１パターントラックおよび前記第２パターントラックにおいてｘ軸方向に沿って同じ空間周期または波長ＷＬに従って配置された同じ種類の前記信号変調素子を含み、前記第２パターントラックにおける前記信号変調素子は、前記第１パターントラックにおける前記信号変調素子に対して約ＷＬ／２の公称スケールトラックオフセットだけ測定軸方向に沿ってオフセットされており、前記磁場生成コイルは、前記第１トラック生成磁場領域内に第１極性を有する第１トラック変化磁束を生成し、前記第２トラック生成磁場領域内に第１極性と同じ極性を有する第２トラック変化磁束を生成するように構成され、
導電性の前記受信ループの少なくとも半分以上は、前記第１トラック検知素子領域および前記第２トラック検知素子領域の両方にｙ軸方向に沿って延在するように構成され、前記第１トラック検知素子領域と前記第２トラック検知素子領域とにおいて反対の検知ループ極性を提供するために、それらの導電性トレースの交差またはねじれを含むように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項14】
導電性の前記受信ループの少なくとも半分以上について、それらの導電性トレースの交差またはねじれは、前記第１トラック生成磁場領域と前記第２トラック生成磁場領域との間の前記第１トラック第１側伸長部又は前記第１トラック第２側伸長部と前記第２トラック第２側伸長部又は前記第２トラック第１側伸長部とを含む領域に位置する請求項１３に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項15】
前記第１トラック磁場生成コイル部と前記第２トラック磁場生成コイル部は、それぞれの前記第１トラック生成磁場領域あるいは前記第２トラック生成磁場領域の周りにシングルターン構成で構成されることを特徴とする請求項１１から１４の何れか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項16】
前記第１トラック被遮蔽端部層と前記第２トラック被遮蔽端部層とは同じ層であり、前記第１トラック遮蔽領域層と前記第２トラック遮蔽領域層とは同じ層であり、
前記第１トラック第１側伸長部および前記第１トラック第２側伸長部と、前記第２トラック第１側伸長部および前記第２トラック第２側伸長部とは、同一の１つ以上の伸長部層に作製されることを特徴とする請求項１１から１５の何れか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項17】
前記前記第１トラック第１側伸長部および前記第１トラック第２側伸長部と前記第１トラック被遮蔽端部との間の各接続は、ｚ軸方向に沿って延びる多層回路素子の層間接続を含むことを特徴とする請求項１から１６の何れか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【請求項18】
前記第１トラック磁場生成コイル部は、第１トラック生成磁場領域の周りに２ターン構成で構成されており、前記２ターン構成は、前記第１トラック伸長部長寸法の第１の端部で前記第１トラック遮蔽端構成の前記第１トラック被遮蔽端部によって第１の前記第１トラック第２側伸長部に直列に接続された第１の前記第１トラック第１側伸長部と、
前記第１トラック伸長部長寸法の第２の端部で前記第１トラック遮蔽端構成の前記第１トラック被遮蔽端部によって第２の前記第１トラック第１側伸長部に直列に接続された第１の前記第１トラック第２側伸長部と、
前記第１トラック伸長部長寸法の第１の端部に設けられた前記第１トラック遮蔽端構成の前記第１トラック被遮蔽端部によって第２の前記第１トラック第２側伸長部に直列に接続された第２の前記第１トラック第１側伸長部とを備えることを特徴とする請求項１から１４の何れか１項に記載の電磁誘導式エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、測定器に関し、より具体的には、精密測定器において使用できる電磁誘導式エンコーダに関する。
【背景技術】
【0002】
様々なエンコーダ構成には、様々なタイプの光学式、静電容量式、磁気式、電磁誘導式、移動および／または位置トランスデューサが含まれうる。これらのトランスデューサは、読取ヘッド内の送信器および受信器の様々な幾何学的構成を使用して、読取ヘッドとスケールとの間の移動を測定する。磁気式および電磁誘導式トランスデューサは、汚れに対して比較的ロバストではあるため、多くの用途で望ましいとされている。
【0003】
特許文献１は、高精度用途に使用可能である電磁誘導式トランスデューサについて説明している。特許文献２および特許文献３は、信号生成および処理回路を含む電磁誘導式インクリメンタル型ノギスおよびリニアスケールについて説明している。特許文献４、特許文献５および特許文献６は、電磁誘導式トランスデューサを使用する電磁誘導式アブソリュート型ノギスおよび電子式巻き尺について説明している。特許文献７は、高精度用途に使用可能である電磁誘導式トランスデューサについて説明しており、平行に二分されたスケール並びに複数の送信コイルおよび受信コイルのセットが、電磁誘導式トランスデューサに誤差を生じさせる可能性のある特定の信号オフセットを低減する。上記のすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの特許に説明されるように、電磁誘導式トランスデューサは、プリント回路基板技術を使用して製造することができ、汚れにほとんど影響されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許第６０１１３８９号明細書
【文献】米国特許第５９７３４９４号明細書
【文献】米国特許第６００２２５０号明細書
【文献】米国特許第５８８６５１９号明細書
【文献】米国特許第５８４１２７４号明細書
【文献】米国特許第５８９４６７８号明細書
【文献】米国特許第７９０６９５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、このようなシステムは、例えば信号強度、小型サイズ、高分解能、価格、位置ずれおよび汚れに対するロバスト性等の組み合わせといったユーザによって望まれる特徴の特定の組み合わせを提供する能力に限界がある場合がある。これらおよびその他の特徴の改善された組合せを提供するエンコーダの構成が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この概要は、以下の詳細な説明において更に説明される概念のセレクションを、簡略形式で紹介するために提供される。この概要は、請求項に係る主題の重要な特徴を特定することを意図しておらず、また、請求項に係る主題の範囲を決定する助けとして使用されることも意図していない。
【0007】
ｘ軸方向と一致する測定軸方向に沿って２つの要素間の相対位置を測定するために使用可能な電磁誘導式エンコーダが提供される。様々な実施態様において、電磁誘導式エンコーダは、スケールと、検出部と、信号処理部とを含む。スケールは、測定軸方向に沿って延在し、ｘ軸方向に直交するｙ軸方向に沿ったトラック幅寸法を有する少なくとも第１パターントラックを備える信号変調スケールパターンを含む。いくつかの実施形態では、信号変調スケールパターンは、第１パターントラックと、第１パターントラックと平行にｘ軸方向に延在する第２パターントラックとを含む。各パターントラックは、ｘ軸方向に沿った位置の周期的な関数として変化する空間的に変化する特性を提供するように配置された信号変調素子を備える。
【0008】
検出部は、少なくとも第１パターントラックに近接して取り付けられ、少なくとも第１パターントラックに対して測定軸方向に沿って移動するように構成される。
【0009】
様々な実施形態では、検出部は、通常の動作中にスケールに面する前面を有する多層回路素子（例えば、プリント基板または多層回路素子）を含む。磁場生成コイル（送信器）は、多層回路素子に固定される。磁場生成コイルは、コイル駆動信号を供給するため、磁場生成コイルを信号処理部に接続する少なくとも２つの接続部を含む入力部と、第１パターントラックに整列した第１トラック生成磁場領域を公称的に取り囲み、コイル駆動信号に応答して第１トラック生成磁場領域に第１トラック変化磁束を生成するように構成された第１トラック磁場生成コイル部とを含む。第１トラック磁場生成コイル部は、多層回路素子の１つ以上の伸長部層に作製された第１トラック第１側伸長部と第１トラック第２側伸長部を備え、第１トラック生成磁場領域の第１側および第２側に近接してｘ軸方向に沿って延在するものとして説明してもよい。第１トラック第１側伸長部および第１トラック第２側伸長部は共にｘ軸方向に沿って第１トラック伸長部長寸法にわたって延在し、または第１トラック伸長部長寸法を定義し、第１トラック第１側伸長部と第１トラック第２側伸長部との間のｙ軸方向の離間が、第１トラック生成磁場領域の公称幅寸法を定義する。第１トラック磁場生成コイル部は、さらに、多層回路素子の第１トラック被遮蔽端部層に作製され、第１トラック第１側伸長部と第１トラック第２側伸長部との間のｙ軸方向の離間にまたがり、第１トラック磁場生成コイル部における第１トラック第１側伸長部と第１トラック第２側伸長部とを接続する導体経路に含まれている第１トラック被遮蔽端部を備える。
【0010】
検出部は、第１トラック被遮蔽端部を備える少なくとも１つの第１トラック遮蔽端構成と、ｘ軸およびｙ軸方向に沿って延在し、多層回路素子の前表面ＦＳに対して公称的に法線であるｚ軸方向に沿った位置に関して第１トラック被遮蔽端部層と多層回路素子の１つ以上の受信ループ層との間に位置する第１トラック遮蔽領域層に作製された少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域を含む導電遮蔽領域構成とを含む。検出部はさらに、多層回路素子の１つ以上の受信ループ層に作製されたそれぞれの導電性の受信ループを有する複数の検知素子を備え、導電性の受信ループは、第１パターントラックに公称的に整列された第１トラック検知素子領域にわたってｘ軸方向に沿って分布している。検知素子は、スケールパターンの隣接する信号変調素子によって提供される第１トラック変化磁束への局所的影響に応じた検出信号または検出信号寄与を提供するように構成される。
【0011】
信号処理部は、コイル駆動信号を提供するように検出部に動作可能に接続されてよく、検出部から入力される検出信号に基づいて、検出部と信号変調スケールパターンとの相対的位置を特定するように構成される。
【0012】
本明細書に開示された原理に従った様々な実施形態では、検出部は以下のように構成される。
【0013】
第１トラック検知素子領域は、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法と、ｙ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域幅寸法とにわたって延びており、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法は、第１トラック伸長部長寸法よりも長く；
第１トラック被遮蔽端部は、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと少なくとも部分的に重なるように構成されており；
第１トラック導電遮蔽領域は、その第１トラック遮蔽領域層において、第１トラック被遮蔽端部と第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループとの間に介在し、第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと重なる第１トラック被遮蔽端部のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている。
第１トラック被遮蔽端部は、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと少なくとも部分的に重なるように構成されており；
第１トラック導電遮蔽領域は、その第１トラック遮蔽領域層において、第１トラック被遮蔽端部と第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループとの間に介在し、第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと重なる第１トラック被遮蔽端部のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている。
【0014】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域は、その少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域が、ｚ軸方向に沿って延びその少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域を通過する導電性層間接続を取り囲む絶縁された穴を含む場合を除き、検知素子領域内の受信ループと重なる第１トラック被遮蔽端部の投影の領域のすべてを遮断するように構成されている。
【0015】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域は、第１トラック被遮蔽端部の位置に対応する第１トラック伸長部長寸法の端部より外側に位置する第１トラック検知素子領域の端部に分布する導電性の受信ループのｚ軸方向に沿った投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するようにさらに構成されている。いくつかのそのような実施形態では、少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域は、第１トラック被遮蔽端部の位置に対応する第１トラック伸長部長寸法内に位置する第１トラック検知素子領域の一部に分布する少なくとも１つの導電性の受信ループのｚ軸方向に沿った投影の領域のすべてを遮断するようにさらに構成されている。いくつかのそのような実施形態では、少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域がｚ軸方向に沿って概ね延びその少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域を通過する導電性層間接続を取り囲む絶縁された穴を含む場合を除いて、少なくとも一つの第１トラック導電遮蔽領域が、第１トラック検知素子領域内に分布するすべての導電性の受信ループのｚ軸方向に沿った投影の領域のすべてを遮断するように構成されている。
【0016】
いくつかの実施形態では、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法は、各端部において第１トラック伸長部長寸法を、公称第１トラック生成磁場領域幅寸法の少なくともＫ倍である寸法ＳＥだけ超えて延びており、ここで、Ｋは少なくとも１である数である。いくつかの実施形態では、Ｋは、少なくとも２の数値である。いくつかの実施形態では、第１パターントラックの信号変調素子は、ｘ軸方向に沿った空間波長ＷＬに対応して配置され、ＳＥは少なくともＷＬである。いくつかのそのような実施形態では、ＳＥは、少なくとも２＊ＷＬである。
【0017】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの伸長部層および少なくとも１つの受信ループ層は、多層回路素子の同一層であり、第１トラック第１側伸長部および第１トラック第２側伸長部の少なくとも一方および導電性の受信ループの少なくとも一部は、その同一層内に作製される。
【0018】
いくつかの実施形態では、多層回路素子は、プリント回路基板である。そのようないくつかの実施形態では、第１トラック第１側伸長部および第１トラック第２側伸長部と第１トラック被遮蔽端部との間の各接続は、ｚ軸方向に沿って延びるプリント回路基板の層間接続を含む。
【0019】
いくつかの実施形態では、第１トラック磁場生成コイル部は、単一の第１トラック第１側伸長部と単一の第１トラック第２側伸長部とからなる、第１トラック生成磁場領域の周りのシングルターン構成で構成されている。
【0020】
いくつかの実施形態では、第１トラック磁場生成コイル部は、第１トラック生成磁場領域の周りに２ターン構成で構成されており、２ターン構成は、第１トラック伸長部長寸法の第１の端部で第１トラック遮蔽端構成の第１トラック被遮蔽端部によって第１の第１トラック第２側伸長部に直列に接続された第１の第１トラック第１側伸長部と、第１トラック伸長部長寸法の第２の端部で第１トラック遮蔽端構成の第１トラック被遮蔽端部によって第２の第１トラック第１側伸長部に直列に接続された第１の第１トラック第２側伸長部と、第１トラック伸長部長寸法の第１の端部に設けられた第１トラック遮蔽端構成の第１トラック被遮蔽端部によって第２の第１トラック第２側伸長部に直列に接続された第２の第１トラック第１側伸長部とを備えるように以下のように構成されている。
【0021】
電磁誘導式エンコーダのいくつかの実施形態では、信号変調スケールパターンは、第１パターントラックと平行に配置された第２パターントラックをさらに含み、第１および第２パターントラックは、それぞれ、ｘ軸方向に沿って分布する信号変調素子を含む。そのような実施形態では、磁場生成コイルは、第２パターントラックに公称的に整列した第２トラック生成磁場領域を取り囲むように構成された第２トラック磁場生成コイル部を含み、コイル駆動信号に応答して第２トラック生成磁場領域に第２トラック変化磁束を生成するように構成されている。第２トラック磁場生成コイル部は、多層回路素子の１つ以上の伸長部層に作製された第２トラック第１側伸長部と第２トラック第２側伸長部を備え、第２トラック生成磁場領域の第１側および第２側に近接してｘ軸方向に沿って延在するものとして説明してもよい。第２トラック第１側伸長部および第２トラック第２側伸長部は共にｘ軸方向に沿って第２トラック伸長部長寸法にわたって延在し、または第２トラック伸長部長寸法を定義し、第２トラック第１側伸長部と第２トラック第２側伸長部との間のｙ軸方向の離間が、第２トラック生成磁場領域の公称幅寸法を定義する。第２トラック磁場生成コイル部は、さらに、多層回路素子の第２トラック被遮蔽端部層に作製され、第２トラック第１側伸長部と第２トラック第２側伸長部との間のｙ軸方向の離間にまたがり、第２トラック磁場生成コイル部における第２トラック第１側伸長部と第２トラック第２側伸長部とを接続する導体経路に含まれている第２トラック被遮蔽端部を備える。
【0022】
このような実施形態では、検出部は、第２トラック被遮蔽端部を備える少なくとも１つの第２トラック遮蔽端構成と、ｘ軸およびｙ軸方向に沿って延在し、多層回路素子の前表面ＦＳに対して公称的に法線であるｚ軸方向に沿った位置に関して第２トラック被遮蔽端部層と多層回路素子の１つ以上の受信ループ層との間に位置する第２トラック遮蔽領域層に作製された少なくとも１つの第２トラック導電遮蔽領域を含む導電遮蔽領域構成とをさらに含む。そのような実施形態では、複数の検知素子において、導電性の受信ループは、第２パターントラックに公称的に整列している第２トラック検知素子領域にわたってｘ軸方向に沿ってさらに分布している。そして、検知素子は、スケールパターンの隣接する信号変調素子によって提供される第２トラック変化磁束への局所的影響に応じた検出信号または検出信号寄与を提供するようにさらに構成される。
【0023】
信号変調スケールパターンが上述の第２パターントラックを含む様々な実施形態では、本明細書に開示された原理に従って、検出部は以下のように構成される。
【0024】
第２トラック検知素子領域は、ｘ軸方向に沿った第２トラック検知素子領域長寸法と、ｙ軸方向に沿った第２トラック検知素子領域幅寸法とにわたって延びており、ｘ軸方向に沿った第２トラック検知素子領域長寸法は、第２トラック伸長部長寸法よりも長く；
第２トラック被遮蔽端部は、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第２トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと少なくとも部分的に重なるように構成されており；
第２トラック導電遮蔽領域は、その第２トラック遮蔽領域層において、第２トラック被遮蔽端部と第２トラック検知素子領域内の導電性の受信ループとの間に介在し、第２トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと重なる第２トラック被遮蔽端部のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている。
第２トラック被遮蔽端部は、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第２トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと少なくとも部分的に重なるように構成されており；
第２トラック導電遮蔽領域は、その第２トラック遮蔽領域層において、第２トラック被遮蔽端部と第２トラック検知素子領域内の導電性の受信ループとの間に介在し、第２トラック検知素子領域内の導電性の受信ループと重なる第２トラック被遮蔽端部のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている。
【0025】
いくつかの実施形態では、第１および第２パターントラックは、それぞれ、第１および第２パターントラックにおいてｘ軸方向に沿って同じ空間周期または波長ＷＬに従って配置された同じ種類の信号変調素子を含む。第２パターントラックにおける信号変調素子は、第１パターントラックにおける信号変調素子に対して約ＷＬ／２の公称スケールトラックオフセットだけ測定軸方向に沿ってオフセットされてもよい。そのようないくつかの実施形態では、磁場生成コイルは、第１トラック生成磁場領域内に第１極性を有する第１トラック変化磁束を生成し、第２トラック生成磁場領域内に第１極性とは反対の第２極性を有する第２トラック変化磁束を生成するように構成されてもよく、導電性の受信ループの少なくとも半分以上は、第１トラック検知素子領域および第２トラック検知素子領域の両方にｙ軸方向に沿って延在し、第１トラック検知素子領域および第２トラック検知素子領域において同じ検知ループ極性を提供するように構成されている。他のそのような実施形態では、磁場生成コイルは、第１トラック生成磁場領域内に第１極性を有する第１トラック変化磁束を生成し、第２トラック生成磁場領域内に第１極性と同じ極性を有する第２トラック変化磁束を生成するように構成されてもよく、導電性の受信ループの少なくとも半分以上は、第１トラック検知素子領域および第２トラック検知素子領域の両方にｙ軸方向に沿って延在し、第１トラック検知素子領域および第２トラック検知素子領域において反対の検知出ループ極性を提供するためにそれらの導電性トレースの交差（cross over）またはねじれ（twisting）を含むように構成されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、導電性の受信ループの少なくとも半分以上について、それらの導電性トレースの交差またはねじれは、第１トラック生成磁場領域と第２トラック生成磁場領域との間の第１トラック第１側伸長部又は第１トラック第２側伸長部と第２トラック第２側伸長部又は第２トラック第１側伸長部とを含む領域に位置する。
【0026】
上で概説した「２トラック」電磁誘導式エンコーダのいくつかの実施形態では、第１トラック磁場生成コイル部と第２トラック磁場生成コイル部は、それぞれの第１トラック生成磁場領域あるいは第２トラック生成磁場領域の周りにシングルターン構成で構成される。いくつかの実施形態では、第１トラック被遮蔽端部層と第２トラック被遮蔽端部層とは同じ層である。いくつかの実施形態では、第１トラック遮蔽領域層と第２トラック遮蔽領域層とは同じ層である。いくつかの実施形態では、第１トラック第１伸長部および第１トラック第２伸長部と、第２トラック第１伸長部および第２トラック第２伸長部とは、同一の１つ以上の伸長部層に作製される。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
図１は、本明細書に開示された原理に従って、既知の検出部１６７およびスケールパターン１８０、または新規の検出部１６７およびスケールパターン１８０を含む電磁誘導式エンコーダを使用することのできるハンドツールタイプのノギス１００の組立分解等角図である。図示された実施形態では、ノギス１００は、スケール１７０を含む概略矩形断面のスパーを有するスケール部材１０２と、スライダアセンブリ１２０とを含む。様々な実施態様において、スケール１７０は、ｘ軸方向に相当する測定軸方向ＭＡに沿って延在してよく、また、信号変調スケールパターン１８０を含んでよい。既知のタイプのカバー層１７２（例えば１００μｍの厚さ）が、スケール１７０を覆ってよい。スケール部材１０２の第１の端の近くのジョー１０８および１１０と、スライダアセンブリ１２０上の可動ジョー１１６および１１８とが、既知の方法で、物体の寸法を測定するために使用される。スライダアセンブリ１２０は、端止め具１５４によって、スケール部材１０２の下のデプスバー溝１５２内に収められるデプスバー１２６を任意選択的に含んでもよい。デプスバー測定端１２８を穴の中に延ばして、その深さを測定することができる。スライダアセンブリ１２０のカバー１３９が、オン／オフスイッチ１３４と、ゼロ設定スイッチ１３６と、測定結果ディスプレイ１３８とを含んでよい。スライダアセンブリ１２０のベース１４０は、スケール部材１０２のサイドエッジ１４６に接触するガイドエッジ１４２を含み、ネジ１４７によって弾性圧力バー１４８をスケール部材１０２の対向するエッジに付勢することで、測定、および、スケール１７０に対する読取ヘッド部１６４の移動に適切な位置合わせを保証する。
【0029】
ベース１４０に取り付けられたピックオフアセンブリ１６０は、本実施態様では、磁場生成コイル部および測定軸方向ＭＡに沿って配置された検知素子群（例えば集合的に磁場生成および検知巻線部）を含む検出部１６７と、信号処理部（例えば制御回路）１６６とを搭載した多層回路素子１６２（例えば、プリント回路基板またはＰＣＢ）を含む読取ヘッド部１６４を保持する。回路および接続部の汚染を防止するため、弾性シール１６３が、カバー１３９と多層回路素子１６２との間で圧縮されるとよい。検出部１６７は、絶縁コーティングによって覆われてよい。
【0030】
１つの特定の例示的な例では、検出部１６７は、スケール１７０と平行にかつスケール１７０に対向して配置され、また、スケール１７０に対向する検出部１６７の前面または表面は、深さ（Ｚ）方向に沿って、約０．５ｍｍの間隙によって、スケール１７０（および／または信号変調スケールパターン１８０）から離間されてよい。読取ヘッド部１６４とスケール１７０とを合わせて、電磁誘導式エンコーダの一部としてのトランスデューサが形成されうる。一実施態様では、トランスデューサは、磁場の変化を生成することによって動作する渦電流型または誘導型のトランスデューサであってよい。以下により詳細に説明されるように、磁場の変化は、当該磁場内に置かれた信号変調スケールパターン１８０の信号変調素子の幾つかにおいて、エディカレントと知られる渦電流を誘導する。図１に示されるノギス１００は、コンパクトサイズ、低電力動作（例えば、バッテリ長寿命化のため）、高分解能および高精度測定、低コスト、汚れに対するロバスト性などの比較的最適化された組合せを提供するために、長年にわたって発展した電磁誘導式エンコーダを典型的に実装する様々な用途のうちの１つであることが理解されるであろう。これらの要因のいずれか、および／または位置エンコーダで達成可能な信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）のわずかな改善でさえも、非常に望ましいが、特に、様々な用途において商業的成功を達成するために課される設計制約の観点から、これを達成することは困難である。以下の説明に開示される原理は、特に費用効果および小型化の点で、これらの要素のうちの幾つかに改良を提供する。
【0031】
図２および図３は、それぞれ、図１等に示される電磁誘導式エンコーダにおける検出部１６７および信号変調スケールパターン１８０として使用可能である検出部２６７およびスケールパターン１８０の既知の従来技術の実施態様を示す平面図および等角図である。図２および図３の特定の特徴のみが、図４～９を参照して詳細に後述する新規な電磁誘導式エンコーダおよび検出部の特定の類似した特徴および動作の理解に適用される適切な背景および説明を提供するため、以下に詳細に説明される。図２および図３に示された実施形態を理解するのに有用なより詳細な説明は、一般に譲渡された米国特許第１０５２０３３５号（以下、’３３５特許という）に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0032】
図２は、検出部２６７およびスケールパターン１８０の既知の先行技術の実施態様を示す平面図である。図２は、一部は具象的であり、一部は概略的であるとみなすことができる。検出部２６７およびスケールパターン１８０の拡大部分は、図２の下部に示されている。図２では、以下に説明する様々な要素は、それらの形状または輪郭によって表現され、特定の幾何学的関係を強調するために互いに重ね合わされて示されている。一般的に知られている設計慣行に基づいて、および／または以下の説明および／または以下の説明に概説されているように（例えば、図３を参照して）、当業者に明らかであるように、様々な動作ギャップおよび／または絶縁層を提供するべく、必要に応じて、ｚ軸方向に沿って異なる平面に位置する様々な加工層上に様々な要素が存在してもよいことを理解されたい。図２および図３に示される特定の実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣの伸長部ＥＰ１およびＥＰ２は、導電性の受信ループＳＥＮ１～ＳＥＮ２４と重なり、したがって、多層回路素子の少なくとも第１の内部金属層を含む伸長部金属層のセットを用いて作製され、導電性の受信ループＳＥＮ１～ＳＥＮ２４は、スケールパターン１８０に面する検出部の前面に第１の内部金属層よりも近い少なくとも１つの金属層を含む多層回路素子の受信ループ金属層のセットを用いて作製される。本主題に関連して、図２の検出部２６７の拡大断面図は、伸長部ＥＰ１およびＥＰ２と重なる導電性の受信ループＳＥＮ１４～ＳＥＮ１６のそれぞれのｙ軸方向両端部を破線で示し、導電性の受信ループが伸長部よりも検出部の前面に近いことを示している。（図３も参照のこと）。一方、図２の検出部２６７の正面図では、図示を容易にするためだけに、導電性の受信ループＳＥＮ１～ＳＥＮ２４のそれぞれの２つの端部を実線で示している。本開示の図面を通して、１つまたは複数の要素の図示されたｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸の寸法は、明確にするために誇張されていてもよいことが理解されるであろう。
【0033】
信号変調スケールパターン１８０の図示される部分は、破線の輪郭で示される信号変調素子ＳＭＥを含み、信号変調素子ＳＭＥは、（図１に示される）スケール１７０上に配置される。図２に示す実施形態では、ほとんどの信号変調素子ＳＭＥのｙ方向の端部は、第１および第２伸長部ＥＰ１およびＥＰ２の下に隠されている。図１に示すように、スケールパターン１８０は、動作中に検出部２６７に対して移動することが理解されるであろう。
【0034】
図２の例では、スケールパターン１８０は、ｘ軸に直交するｙ軸方向に沿って公称スケールパターン幅寸法ＮＳＰＷＤを有し、測定軸方向ＭＡに沿って周期的に（例えば、ｘ軸方向に対応して）配置された個別の信号変調素子ＳＭＥを備える。しかし、より一般的には、信号変調スケールパターン１８０は、パターンがｘ軸方向に沿った位置の関数として変化する空間特性を有し、これにより、既知の方法に従って、検出部２６７の検知素子ＳＥＮ（例えば、ＳＥＮ１４）に生じる位置依存検出信号（一部の実施形態では、検出信号成分とも呼ばれる）を提供するならば、個別の要素または１つ以上の連続パターン要素を含む様々な代替空間変調パターンを含んでよい。
【0035】
様々な実施態様では、検出部２６７は、スケールパターン１８０に近接して取り付けられ、スケールパターン１８０に対して測定軸方向ＭＡに沿って移動するように構成される。以下の開示に基づいて当業者には理解されるように、検出部は、磁場生成コイルＦＧＣと、様々な実施形態において様々な対応する信号処理スキームと組み合わせて使用される様々な代替構成をとることができる複数の検知素子ＳＥＮとを含む。図２は、検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４の単一の代表的なセットを示し、これは、この特定の実施形態では、直列に接続された導電性の受信ループＣＲＬ１～ＣＲＬ２４（あるいは、検知ループ素子または検知コイル素子と呼ばれる）を備える。この実施態様では、隣接するループ素子は、多層回路素子の様々な層上の導体の構成によって接続され（例えば、層間接続（フィードスルー）によって接続されるように）、既知の方法に従って、反対の巻線極性を有するように接続される。すなわち、第１のループが磁界の変化に正極性の検出信号寄与で応答する場合、隣接するループは負極性の検出信号寄与で応答する。この特定の実施態様では、検知素子は、それらの検出信号または信号寄与が加算されるように直列に接続され、「加算された」検出信号が、検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２で信号処理部（図示せず）に出力される。図２は、視覚的混同を回避するために単一の検知素子のセットを示しているが、様々な実施態様では、異なる空間位相位置で１つまたは複数の追加の検知素子のセットを提供するように（例えば、直交信号を提供するように）検出部を構成することが有利であることが当業者には理解されよう。当然ながら、本明細書において説明される検知素子の構成は、例示に過ぎず、限定ではない。一例として、個々の検知素子ループは、幾つかの実施形態では、例えば、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願公開第２０１８／００３５２４号に開示されるように、対応する信号処理部に個別の信号を出力してもよい。より一般的には、様々な実施形態において、様々な既知の検知素子構成が、様々な既知の信号変調スケールパターンおよび信号処理スキームと組み合わせた使用のために、本明細書において開示され、請求項に係る原理と組み合わせて使用されてよい。
【0036】
様々な検知素子および磁場生成コイルＦＧＣは、基板（例えば、図１の多層回路素子１６２）上に固定されてもよい。磁場生成コイルＦＧＣは、ｘ軸方向に沿った公称コイル領域長寸法ＮＣＡＬＤと、ｙ軸方向に沿った約ＹＳＥＰの公称コイル領域幅寸法とを有する内部領域ＩＮＴＡを囲むものとして説明することができる。様々な実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣは、内部領域ＩＮＴＡを取り囲む単一の巻線を含んでよい。動作時には、磁場生成コイルＦＧＣは、コイル駆動信号に応答して内部領域ＩＮＴＡに磁束変化を生成する。
【0037】
様々な実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣは、入力部ＩＮＰ、第１伸長部ＥＰ１および第２伸長部ＥＰ２、および端部ＥＤＰ（例えば、図３を参照して開示されているように実装される）を含んでもよい。入力部ＩＮＰは、コイル駆動信号を信号処理部（例えば図１の信号処理部１６６または図９の信号処理部９６６等）から磁場生成コイルＦＧＣに提供する第１接続部ＣＰ１および第２接続部ＣＰ２を含む。第１接続部ＣＰ１および第２接続部ＣＰ２は、プリント回路基板の層間接続等を介して、信号処理部に接続されてよく、また、いくつかの実施形態では、端部ＥＤＰを、参照して以下に開示されるものと類似した原理を利用して、接続部をシールドしてもよい。第１伸長部ＥＰ１および第２伸長部ＥＰ２は、それぞれ、内部領域ＩＮＴＡの側面に隣接または近接してｘ軸方向に沿って延びており、ｙ軸方向に沿って公称生成トレース幅寸法ＮＧＴＷＤを有している。図示された実施形態では、公称生成トレース幅寸法ＮＧＴＷＤは、第１伸長部ＥＰ１および第２伸長部ＥＰ２について同じであるが、これは、すべての実施形態において要求されるものではない。端部ＥＤＰ（例えば、図３を参照して開示されているように実装されている）は、第１伸長部ＥＰ１と第２伸長部ＥＰ２の間の公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰに対応するｙ軸方向の離間にまたがっており、内部領域ＩＮＴＡの端部付近でその間の接続を提供する。図２および図３に示されている既知の実施形態において、磁場生成コイルＦＧＣは、変化する磁束に応答して生じる検出信号に対応して規定された公称動作周波数における磁場生成コイルＦＧＣのインピーダンスを最小化するために、各公称生成トレース幅寸法ＮＧＴＷＤが、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰの少なくとも０．１倍、または０．１５倍、または０．２５倍、および／または伸長部ＥＰ１およびＥＰ２の表皮深さの少なくとも２５倍であってもよい設計比を用いて有利に構成されている。しかしながら、様々な既知の実施形態におけるその有用性にもかかわらず、他の手段によって磁場生成コイルＦＧＣのインピーダンスを最小化し得る本明細書に開示された様々な新規な実施形態において、この設計比は必要とされないことが理解されるべきである。
【0038】
検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４は、（例えば測定軸方向ＭＡに相当する）ｘ軸方向に沿って配置され、基板（例えば図１の多層回路素子１６２）上に設けられる。図２の例では、検知素子ＳＥＮの各々は、ｙ軸方向に沿った公称検知素子幅寸法ＮＳＥＷＤを有し、公称検知素子幅寸法ＮＳＥＷＤの少なくとも半分以上は、ｙ軸方向に沿った公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰ内に含まれる。検知素子ＳＥＮは、スケール１７０のスケールパターン１８０の隣接する信号変調部（例えば、１つ以上の信号変調素子ＳＭＥ）によって提供される磁束変化への局所的影響に応じた検出信号を提供するように構成される。信号処理部（例えば図１の信号処理部１６６または図９の信号処理部９６６等）は、検出部２６７から入力された検出信号に基づいて、スケールパターン１８０（またはスケール１７０）に対する複数の検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４の位置を特定するように構成されてもよい。一般に、磁場生成コイルＦＧＣおよび検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４などは、参考文献に記載されているような既知の原理（例えば、誘導式エンコーダ）に従って動作してもよい。
【0039】
様々な実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣおよび検知素子ＳＥＮは、互いに絶縁される。いくつかの実施形態では、それらは、既に記載したように、多層回路素子内の絶縁層によって分離された異なる金属層に配置されている。図２および図３に図示された公知の実施形態では、少なくとも１つの検知素子ＳＥＮの公称検知素子幅寸法ＮＳＥＷＤが、好ましくは、伸長部ＥＰ１およびＥＰ２の間の公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰよりも大きく、オーバーラップ寸法ＯＤとして定義される量だけ、伸長部ＥＰ１またはＥＰ２の少なくとも１つの内縁ＩＥを越えて延びている場合、このようなことがある。さらに、様々な実施形態において、磁場生成コイルＦＧＣは、各公称生成トレース幅寸法ＮＧＴＷＤが、対応するオーバーラップ寸法ＯＤよりも大きくなるように有利に構成されてもよい。図２および図３に図示された既知の実施形態について上述したこれらおよび他の特徴は、一般に、そのＳ／Ｎ比および／または精度を最大化するために、検出部２６７におけるインピーダンスおよび信号結合を最適化するように選択される。しかしながら、様々な既知の実施形態におけるそれらの有用性にもかかわらず、これらの設計上の特徴は、ここに開示された原則に従って、様々な新規な実施形態において必ずしも必要とされないことが理解されるべきである。これらの新規な実施形態は、等しいまたはより良いＳ／Ｎ比および／または精度を得るために、図４～８を参照して開示されているように、他の手段によって等しいまたはより良いインピーダンスおよび信号結合を達成してもよい。
【0040】
図１に関して上述したように、様々な実施態様では、検出部２６７は、様々なタイプの測定機器（例えば、ノギス、マイクロメータ、ゲージ、リニアスケールなど）に含まれてもよい。例えば検出部２６７は、スライド部材に固定されてよく、信号変調スケールパターン１８０は、ｘ軸方向と一致する測定軸を有するスケール部材に固定されてよい。このような構成において、スライド部材は、スケール部材に移動可能に取り付けられ、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿って延在する平面（ｚ軸方向は、当該平面に対して直交する）内で測定軸方向ＭＡに沿って移動可能である。
【0041】
図３は、一般的に図２に対応する、検出部の磁場生成コイルの端部の先行技術の実施形態を示す等角「ワイヤフレーム」図であり、伸長部ＥＰ１およびＥＰ２、検出部２６７で使用可能な磁場生成コイルＦＧＣの端部ＥＤＰ、および検出部２６７における導電性の受信ループＳＥＮとの相対的な配置がより明確に図示されている。図３の検出部２６７の要素は、図２の検出部２６７の同様に番号が付けられた要素と類似または同一であってもよく、それに類推して一般的に理解されてもよいことが理解されるであろう。
【0042】
検出部２６７は、磁場生成コイルＦＧＣと、複数の検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４（導電性の受信ループＣＲＬ１４～ＣＲＬ２４からなる代表的な検知素子ＳＥＮ１７～ＳＥＮ２４は、図３に図示されている）とを含むように示されている。磁場生成コイルＦＧＣは、第１伸長部ＥＰ１、第２伸長部ＥＰ２、および端部ＥＤＰとを含み、多層回路素子１６２（例えば、図１に示す多層回路素子１６２）上に固定され、内部領域ＩＮＴＡを公称的に取り囲んでいる。
【0043】
既に概説したように、様々な実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣおよび検知素子ＳＥＮは、例えば、介在する絶縁層によって分離されたプリント回路基板の異なる導電層に配置される等により互いに絶縁される。図３に示される特定の実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣの伸長部ＥＰ１およびＥＰ２は、多層回路素子の少なくとも第１の内部金属層を（図３のＺ座標Ｚｅｐに）含む伸長部金属または導電層のセットを用いて作製され、導電性の受信ループＳＥＮ１～ＳＥＮ２４は、スケールパターン１８０に面する検出部の前面（Ｚ座標Ｚｆｓ）に第１の内部金属層（Ｚｅｐ）よりも近い２つの金属層を（Ｚ座標ＺｓｅＬ１またはＺｓｅＬ２に）含む多層回路素子の受信ループ金属層のセットを用いて作製される。図３において、様々なラベル付けされたＺ座標は、様々な多層回路素子層のそれぞれの面と一致しているか、または識別されていると理解され得る。様々な実施形態において、多層回路素子は、ＰＣＢ、厚膜ハイブリッド回路、薄膜回路、または他の代替的な製造手法を公知の方法に従って使用することができる。スケールパターン１８０の信号変調素子ＳＭＥは、Ｚ座標Ｚｓｍｅにおいて、スケール１７０（図１に示す）の表面上に存在する。スケール１７０は、検出部２６７を搭載した多層回路素子とは別個のものであることが理解されるであろう。上述したように、多層回路素子（検出部２６７）は、Ｚ座標Ｚｆｓに位置する前面（例えば、絶縁被覆の前面）を有する。Ｚ座標Ｚｓｍｅのスケール面とＺ座標Ｚｆｓの前面との間には動作ギャップが存在する。検知素子ＳＥＮは、Ｚ座標ＺｓｅＬ１またはＺｓｅＬ２に少なくとも１つの金属層を含む多層回路素子の受信ループ金属層のセットを用いて作製された相互接続された導電性の受信ループを備える。導電性の受信ループは、以下でより説明されるように、導電性の受信ループの導電性部分が、検知素子の信号寄与を直列的に接続し、それぞれの信号寄与の極性を提供しながら、互いに交差してもよいように、一般的に金属層を公知の方法に従って分離する絶縁層を介した公知のタイプの導電性の層間接続を用いて、層間（Ｚ座標ＺｓｅＬ１およびＺｓｅＬ２で）接続されてもよい。
【0044】
図３に示す特定の実施形態では、第１伸長部ＥＰ１および第２伸長部ＥＰ２は、それぞれ、ｘ軸方向に沿って延び、公称的に、スケールパターン１８０に面する検出部２６７の多層回路素子の前面（Ｚｆｓ）から、ｘ軸方向およびｙ軸方向に直交するｚ軸方向に沿って、伸長部ｚ距離ＥＰＺＤ＝（Ｚｅｐ－Ｚｆｓ）に配置される。いくつかの実施形態では、導電性の受信ループは、受信ループ金属層のセットに含まれるそれぞれの層（ＺｓｅＬ１およびＺｓｅＬ２）に形成された平面トレースループ部分と、それらのそれぞれの層の間で平面トレース部分を接続するメッキ穴を含む層間接続部分とを含む。図示された実施形態では、平面トレース部分は、第１の内部金属層（Ｚｅｐ）よりも検出部の前面（Ｚｆｓ）に近いそれぞれの層（ＺｓｅＬ１、ＺｓｅＬ２）に作製される。いくつかの実施形態では、導電性の受信ループの平面トレース部分の少なくとも一部は、検出部の前面に位置する金属層（Ｚｆｓ）、または検出部の前面に最も近い金属層であるそれぞれの層（ＺｓｅＬ１またはＺｓｅＬ２で）に作製されてもよい。
【0045】
既に概説したように、端部ＥＤＰは、内部領域ＩＮＴＡの端部付近でその間の接続を提供するために、第１伸長部ＥＰ１と第２伸長部ＥＰ２の間の公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰに対応するｙ軸方向の離間にまたがる導電性の経路を備える。図３に示す実施形態では、端部ＥＤＰは、Ｚ座標Ｚｓｅｓを有するそれぞれの多層回路素子層上に存在する被遮蔽端部ＳＥＳを含む。この被遮蔽端部ＳＥＳは、検出部２６７の多層回路素子の前面（Ｚｆｓ）からの被遮蔽端部ｚ距離ＳＥＳＺＤ＝（Ｚｓｅｓ－Ｚｆｓ）に公称的に位置している。ここで、被遮蔽端部ｚ距離ＳＥＳＺＤは、伸長部ｚ距離ＥＰＺＤよりも大きい。図３に示す特定の実施形態では、被遮蔽端部ＳＥＳは、伸長部ＥＰ１およびＥＰ２の端部からｘ軸方向に沿ってオフセットされており、第１接続部ＣＮＰ１（例えば、多層回路素子の層間接続ＣＮＰ１Ａおよび導電性トレースＣＮＰ１Ｂからなる）が第１伸長部ＥＰ１を被遮蔽端部ＳＥＳの第１の端部に接続し、第２接続部ＣＮＰ２（例えば、多層回路素子の層間接続ＣＮＰ２Ａおよび導電性トレースＣＮＰ２Ｂからなる）が第２伸長部ＥＰ２を被遮蔽端部ＳＥＳの第２の端部に接続する。代替的な実施形態（図３には示されていない）では、被遮蔽端部ＳＥＳは、伸長部ＥＰ１、ＥＰ２の端部からｘ軸方向に沿って大きくオフセットされていなくてもよく、導電性トレースＣＮＰ１Ｂ、ＣＮＰ２Ｂは省略されていてもよい。すなわち、多層回路素子の層間接続ＣＮＰ１Ａは、第１伸長部ＥＰ１を「非オフセット」被遮蔽端部ＳＥＳの第１の端部に接続してもよく、多層回路素子の層間接続ＣＮＰ２Ａは、第２伸長部ＥＰ２を「非オフセット」被遮蔽端部ＳＥＳの第２の端部に接続してもよい。
【0046】
上述した端部ＥＤＰのいずれかの実施形態では、検出部２６７は、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿って延び、Ｚ座標Ｚｃｓｒを有するそれぞれの多層回路素子層の面上に公称的に位置し、検出部２６７の多層回路素子の前面からの遮蔽領域ｚ距離ＳＲＺＤ＝（Ｚｃｓｒ－Ｚｆｓ）に位置する、導電遮蔽領域ＣＳＲ（例えば、図３におけるやや任意に配置された破線の「端部」線で表される導電性の平面領域）をさらに含む。様々な実施形態では、遮蔽領域ｚ距離ＳＲＺＤは被遮蔽端部ｚ距離ＳＥＳＺＤよりも小さく、導電遮蔽領域ＣＳＲは、被遮蔽端部ＳＥＳの少なくとも一部と検出部２６７の多層回路素子の前面（Ｚｆｓ）との間に配置される。導電遮蔽領域ＣＳＲは、検出部２６７の多層回路素子内の広範なグランドプレーン層の一部を含んでもよいし、いくつかの実施形態では離散的な領域を含んでもよい。導電遮蔽領域ＣＳＲは、第１接続部ＣＮＰ１および第２接続部ＣＮＰ２（例えば、多層回路素子の層間接続）が導電遮蔽領域ＣＳＲから分離または絶縁されるようなクリアランスホールを含んでいてもよい。
【0047】
’３５５特許 に教示されているように、図３を参照して上述した原理に従った被遮蔽端部を使用する以前は、磁場生成コイルの端部（例えば、ｙ軸方向に沿って延びる端部）によって生成された磁場成分は、それらに最も近い検知素子の検出信号に、いわゆる「端部効果」と呼ばれる誤差成分が生じる原因となっていた。検出部の「先細りの端部構造」を使用して、および／または磁場生成コイルの端部を端部の検知素子から遠くに離間することによって、この端部効果を緩和することが試みられてきた。しかし、これらのアプローチは、望ましくないほど信号強度を低下させるか、検出部のｘ軸寸法を増加させるか、またはその両方を生じさせる。これに対して、図３を参照して上述した被遮蔽端部の構成では、端部によって生成される界磁成分を低減し、および／または信号変調素子ＳＭＥに到達することを防止する傾向がある。ゆえに、最も近い検知素子に結合される磁界成分は、スケールの位置に関係なく、より小さくおよび／またはほぼ一定となり、したがって、端部効果を実質的に緩和する。’３３５特許はさらに、図３を参照して上記で概説したような遮蔽端構成が、検知素子ＳＥＮに対する被遮蔽端部ＳＥＳの影響（例えば、変化する磁束に関連する）を低減するために導電性の遮蔽領域（複数可）ＣＳＲを使用し、これにより、変化する磁束等に応答して生じる検出信号に影響を与えないように、端部ＥＤＰが検知素子ＳＥＮからできるだけ離れた位置に配置される必要がない、磁場生成コイルＦＧＣ（または検出部２６７）のためのより短い全体的なｘ軸寸法を可能にする可能性があることを要約したものである。
【0048】
しかしながら、’３３５特許（本願と共通に譲渡されている）は、磁場生成コイルＦＧＣの端部が、先述の従来の構成と比較して、検知素子ＳＥＮから遠くに位置する必要はないことを示唆しているが、それでも、磁場生成コイルＦＧＣの端部ＥＤＰと最も近い検知素子ＳＥＮとの間にある程度の離間を含む構成のみを開示し、教示している。特に、’３３５特許は、端部ＥＤＰまたは被遮蔽端部ＳＥＳが、任意の検知素子ＳＥＮに近接して配置されてもよいことを認識していないか、または示唆していない。対照的に、本発明者は、端部ＥＤＰまたは被遮蔽端部ＳＥＳが、検知素子ＳＥＮに近接して配置され、および／または検知素子ＳＥＮと重なって配置されることが有利である構成を発見した。あるいは別の言い方をすれば、本発明者は、磁場生成コイルＦＧＣが、従来知られている構成よりも実質的に短く、複数の検知素子ＳＥＮが、ｘ軸方向に沿って、磁場生成コイルＦＧＣの端部ＥＤＰまたは被遮蔽端部ＳＥＳを越えて延びることが有利であるという構成を発見した。そのような構成で使用可能な様々な特徴および代替案が、図４～８を参照して以下に開示されている。
【0049】
図４および図５は、それぞれ、図１等に示される電磁誘導式エンコーダにおける検出部１６７および信号変調スケールパターン１８０として使用可能である、本明細書に開示および請求される原理に従った検出部４６７および互換性のあるスケールパターン１８０の第１の実施態様を示す平面図および等角図である。検出部４６７は、図２および図３の検出部２６７と同様の一定の特徴およびコンポーネントを有する。特に、図４と図２において、または図５と図３において、類似の参照番号（例えば、類似の名称または数字または数値「接尾辞」）で指定された要素、または様々な図において他に明らかに類似した要素は、類似の要素であり、以下に別段の記載がある場合を除いて、類似して動作すると理解され得る。図４および図５の特定の特徴のみが、その記述が、本明細書に開示およびクレームされた原理に従って新規な特徴および／または利点を強調するため、以下に詳細に記載されており、図面は、当技術分野の通常の熟練者によって、本明細書に含まれる他の図面および記述、または組込まれた参照文献に含まれる他の図面および記述との類推によって、他の方法で理解され得る。
【0050】
図４は、検出部４６７の第１の例示的な実施態様および電磁誘導式エンコーダに使用可能である互換性のあるスケールパターン１８０を示す平面図である。図４は、一部は具象的であり、一部は概略的であるとみなすことができる。先に示されたように、本開示の図面を通して、１つまたは複数の要素の図示されたｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸の寸法は、明確にするために誇張されていてもよいことが理解されるであろう。検出部４６７およびスケールパターン１８０の拡大部分は、図４の下部に示されている。図４では、以下に説明する様々な要素は、それらの形状または輪郭によって表現され、特定の幾何学的関係を強調するために互いに重ね合わされて示されている。一般的に知られている設計慣行に基づいて、および／または以下の説明および／または以下の説明に概説されているように（例えば、図５を参照して）、当業者に明らかであるように、様々な動作ギャップおよび／または絶縁層を提供するべく、必要に応じて、ｚ軸方向に沿って異なる平面に位置する様々な加工層上に様々な要素が存在してもよいことを理解されたい。
【0051】
図４および図５に示すように、信号変調スケールパターン１８０は、ｘ軸方向に直交するｙ軸方向に沿ったパターントラック幅寸法ＰＴＤＹを有する第１パターントラックＦＰＴを含む。第１パターントラックは、ｘ軸方向に沿った位置の周期的な関数として変化する空間的に変化する特性を提供するように配置された信号変調素子ＳＭＥを含む。検出部４６７は、第１パターントラックＦＰＴに近接して取り付けられ、第１パターントラックＦＰＴに対して測定軸方向ＭＡに沿って相対的に移動するように構成される。検出部４６７は、通常の動作中にスケールパターン１８０を搭載するスケールに面する前面を有する多層回路素子（例えば、本明細書で既に概説されている）を含む。検出部４６７は、以下でより詳細に説明するように、多層回路素子に固定された磁場生成コイルＦＧＣと、少なくとも１つの第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）と、複数の検知素子ＳＥＮとを備える。
【0052】
図４に示すように、磁場生成コイルＦＧＣは、信号処理部（例えば、図１の信号処理部１６６または図９の信号処理部９６６）からのコイル駆動信号に磁場生成コイルを接続する少なくとも２つの接続部ＣＰ１，ＣＰ２を含む入力部ＩＮＰと、第１パターントラックＦＰＴに公称的に整列された第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）を取り囲み、コイル駆動信号に応答して第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）に第１トラック変化磁束を生成するように構成された第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）とから構成される。図４に示す第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）は、（例えば、図５に示すように）多層回路素子の１つ以上の伸長部層ＥＰＬ内に作製され、第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）の第１側および第２側に近接してｘ軸方向に沿って延びる第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）を有する。第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）は共にｘ軸方向に沿って第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸにわたって延在し、または第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸを定義し、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）との間のｙ軸方向の離間が、第１トラック生成磁場領域の公称幅寸法ＧＦＡＤＹ（ＦＴ）を定義する。第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）は、さらに、（例えば、図５に示すように）多層回路素子の第１トラック被遮蔽端部層ＳＥＳＬ（ＦＴ）に作製され、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）との間のｙ軸方向の離間にまたがり、第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）における第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）とを接続する端部導体経路ＥＣＰに含まれている第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）を備える。
【0053】
第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）は、（例えば、図５に示すように）上述した第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）と、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）とから構成される。図５を参照して以下にさらに詳細に説明するように、導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）は、導電遮蔽領域構成ＣＳＲＣに含まれ、ｘ軸およびｙ軸方向に沿って延在し、多層回路素子の前表面ＦＳに対して公称的に法線であるｚ軸方向に沿った位置に関して第１トラック被遮蔽端部層ＳＥＳＬ（ＦＴ）と多層回路素子の１つ以上の受信ループ層ＲＬＬ（例えばＲＬＬ１およびＲＬＬ２）との間に位置する第１トラック遮蔽領域層ＳＲＬ（ＦＴ）に作製される。
【0054】
図４に示すように、複数の検知素子ＳＥＮ（例えば、ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４）は、多層回路素子の１つ以上の受信ループ層ＲＬＬ（例えば、図５に示すようにＲＬＬ１およびＲＬＬ２）に作製されたそれぞれの導電性の受信ループ（例えば、ＣＲＬ１～ＣＲＬ２４）を有し、導電性の受信ループＣＲＬは、第１パターントラックＦＰＴに公称的に整列された第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）にわたってｘ軸方向に沿って分布している。検知素子ＳＥＮは、スケールパターン１８０の隣接する信号変調素子ＳＭＥによって提供される第１トラック変化磁束への局所的影響に応じた検出信号または検出信号寄与を提供するように構成される。検知素子ＳＥＮは、図５を参照して以下にさらに詳細に説明される。
【0055】
信号処理部（例えば、図５の信号処理部５６６等）は、コイル駆動信号を提供するために検出部４６７に動作可能に（例えば、接続点ＣＰ１およびＣＰ２において）接続され、検出部４６７から入力された検出信号に基づいて、検出部４６７とスケールパターン１８０との間の相対位置を特定するように構成されてもよいことが理解されるであろう（例えば、図４の検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２において、図５の信号処理部５６６を参照して以下にさらに詳細に説明されるように）。
【0056】
図５は、一般的に図４に対応する、第１の例示的な実施形態を示す等角「ワイヤフレーム」図であり、検出部４６７における磁場を生成する伸長部ＥＰＳ１およびＥＰＳ２、被遮蔽端部ＳＥＳ、磁場生成コイルＦＧＣの導体経路ＥＣＰ、並びに導電性の受信ループＣＲＬの相対的な配置がより明確に図示されている。図示を明確にするために、図５では図４よりも少ない検知素子ＳＥＮおよび／または導電性の受信ループＣＲＬを示しているが、これらの要素は、図４および図５において同様であると理解されてもよい。図５は、一部は具象的であり、一部は概略的であるとみなすことができる。図４で使用されている「第１トラック」の接尾辞「（ＦＴ）」は、図示を明確にするために、図５全体を通して参照番号／参照符号から省略されている。しかしながら、図５に図示された要素は、この省略にもかかわらず、「第１トラック」の要素として考えられ、代替的に、「第２トラック」の要素（参照番号／参照符号の接尾辞「（ＳＴ）」に対応し、以下でより詳細に説明される特定の実施形態で使用可能である）として使用可能であると考えられ得ることが理解されるであろう。図５の検出部４６７の要素は、図４の検出部４６７の同様に番号が付けられた要素と類似または同一であってもよく、それに類推して一般的に理解されてもよいことが理解されるであろう。したがって、図５の特定の特徴のみが、本明細書に開示され、クレームされる原則に従って新規な特徴および／または利点を強調するために必要に応じて、以下に詳細に記載される。
【0057】
図５に示すように、信号変調スケールパターン１８０は、既に概説された特徴および寸法を有する第１パターントラックＦＰＴを含む。検出部４６７は、第１パターントラックＦＰＴに近接して取り付けられ、第１パターントラックＦＰＴに対して測定軸方向ＭＡに沿って相対的に変位するように構成される。検出部４６７は、例えば、既に本明細書で概説されたように、既知の原理に従って絶縁層によって分離された、以下に説明されるようなその導電層によって表される多層回路素子を含むことが理解されるであろう。多層回路素子は、通常の動作中にスケールパターン１８０を搭載するスケールに面する前面を有することが理解されるであろう。検出部４６７は、以下でより詳細に説明するように、多層回路素子に固定された磁場生成コイルＦＧＣと、少なくとも１つの第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣと、導電性の受信ループＣＲＬを有する複数の検知素子ＳＥＮとを備える。
【0058】
図５に示すように、磁場生成コイルＦＧＣは、入力部ＩＮＰと、第１パターントラックＦＰＴに公称的に整列された第１トラック生成磁場領域ＧＦＡを取り囲み、信号処理部５６６からのコイル駆動信号に応答して第１トラック生成磁場領域ＧＦＡに第１トラック変化磁束を生成するように構成された第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰとを備える。
【0059】
図５に示す特定の実施形態では、信号処理部５６６からのコイル駆動信号を供給するために、入力部ＩＮＰは、磁場生成コイルＦＧＣを信号処理部５６６に接続する入力接続部ＩＣＰ１ＢおよびＩＣＰ２Ｂにそれぞれ接続される２つの入力接続部ＩＣＰ１Ａ、ＩＣＰ２Ａを備える。
【0060】
図５に示す第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰは、多層回路素子の１つ以上の伸長部層ＥＰＬ内に作製される第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２を有する。本明細書に記載された層ＥＰＬおよび他の層は、参照符号およびそのような層のための例示的な平面に対応する破線によって、図５に示されている。第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２は、第１トラック生成磁場領域ＧＦＡの第１側Ｓ１および第２側Ｓ２に近接してｘ軸方向に沿って延びている。第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２は共にｘ軸方向に沿って第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸにわたって延在し、または第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸを定義し、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２との間のｙ軸方向の離間が、第１トラック生成磁場領域の公称幅寸法ＧＦＡＤＹを定義する。
【0061】
第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰは、さらに、多層回路素子の第１トラック被遮蔽端部層ＳＥＳＬに作製され、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２との間のｙ軸方向の離間にまたがり、第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰにおける第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２とを接続する端部導体経路ＥＣＰに含まれている第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳを備える。図５に示す特定の実施形態では、端部導体経路ＥＣＰは、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳと、端部導体経路部ＥＣＰ１ＢおよびＥＣＰ２Ｂと、第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰの被遮蔽端部ＳＥＳを介して第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２を接続するためにそれぞれ端部導体経路部ＥＣＰ１ＢおよびＥＣＰ２Ｂに接続された層間接続要素である２つの端部導体経路部ＥＣＰ１ＡおよびＥＣＰ２Ａとを備える。図５に示す特定の実施形態では、被遮蔽端部ＳＥＳは、伸長部ＥＰＳ１およびＥＰＳ２の端部からｘ軸方向に沿ってオフセットされており、これにより、端部導体経路ＥＣＰにおいて端部導体経路部ＥＣＰ１ＢおよびＥＣＰ２Ｂを使用する必要がある。代替的な実施形態（図５には示されていない）では（特に、図５の矢印Ａ１またはＡ２によって示されるように、導電遮蔽領域がｘ軸方向に沿って拡大される代替的な構成では）、被遮蔽端部ＳＥＳは、伸長部ＥＰＳ１およびＥＰＳ２の端部からｘ軸方向に沿って大幅にオフセットされる必要はない。このような代替実施形態では、端部導体経路部ＥＣＰ１Ｂ、および端部導体経路部ＥＣＰ２Ｂは省略されてもよい。すなわち、層間接続要素ＥＣＰ１Ａは、第１側伸長部ＥＰＳ１を「非オフセット」被遮蔽端部ＳＥＳの第１の端部に接続してもよく、層間接続要素ＥＣＰ２Ａは、第２側伸長部ＥＰＳ２を「非オフセット」被遮蔽端部ＳＥＳの第２の端部に接続してもよい。図５に示すように、２つの端部導体経路部または層間接続要素ＥＣＰ１Ａ、ＥＣＰ２Ａは、ｚ軸方向に沿って延び、絶縁された穴（ボイド；void）ＩＮＳＶを利用して導電遮蔽領域ＣＳＲを通過し、端部導体経路ＥＣＰを介して被遮蔽端部ＳＥＳを通って第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２を接続する。導電遮蔽領域ＣＳＲおよび／または端部導体経路ＥＣＰの様々な構成を使用することができる様々な実施形態では、ＥＰＳ１またはＥＰＳ２のような第１トラック伸長部と第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳとの間の各接続は、上で概説したものと同様の層間接続要素（例えば、ＰＣＢの層間接続要素）を含む。
【0062】
図５に示す特定の実施形態では、第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣは、上述した第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳと、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲとを備え、一実施形態では、図５の第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣにおいて実線で図示されたようにほぼ構成されてもよい。図５に示すように、導電遮蔽領域ＣＳＲは、導電遮蔽領域構成ＣＳＲＣ（これは、いくつかの実施形態では、追加の導電遮蔽領域ＣＳＲ’を含んでもよい）に含まれると考えられてもよい。導電遮蔽領域ＣＳＲは、一般に、様々な実施形態において、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿って様々な範囲に延在し、ｚ軸方向に沿った位置に関して第１トラック被遮蔽端部層ＳＥＳＬと多層回路素子の１つ以上の受信ループ層ＲＬＬ（例えばＲＬＬ１およびＲＬＬ２）との間に位置する第１トラック遮蔽領域層ＳＲＬに作製される。
【0063】
図４および図５に示すように、複数の検知素子ＳＥＮ（例えば、ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４）は、多層回路素子の１つ以上の受信ループ層ＲＬＬ（例えば、ＲＬＬ１およびＲＬＬ２）に作製されたそれぞれの導電性の受信ループ（例えば、ＣＲＬ１～ＣＲＬ２４）を有し、導電性の受信ループＣＲＬは、第１パターントラックＦＰＴに公称的に整列された第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（対応する寸法ＳＥＡＤＸおよびＳＥＡＤＹを有する）にわたってｘ軸方向に沿って分布している。検知素子ＳＥＮは、スケールパターン１８０の隣接する信号変調素子ＳＭＥによって提供される第１トラック変化磁束への局所的影響に応じた検出信号または検出信号寄与を提供するように構成される。図５に図示された特定の実施形態では、導電性の受信ループＣＲＬは、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２と重ならない。このように、検出部２６７の層とは対照的に、検出部４６７のいくつかの実施形態では、伸長部層ＥＰＬおよび少なくとも１つの受信ループ層ＲＬＬ１またはＲＬＬ２は、多層回路素子の同一層であってよく、第１トラック伸長部ＥＰＳ１およびＥＰＳ２の少なくとも１つおよび導電性の受信ループＣＲＬの少なくとも一部は、その同一層内に作製されてもよい。
【0064】
図５に示す特定の入力部ＩＮＰを説明する際に既に概説したように、信号処理部５６６は、例えば、信号処理部５６６からのコイル駆動信号に磁場生成コイルＦＧＣを接続する入力接続部ＩＣＰ１Ｂ、ＩＣＰ２Ｂにそれぞれ接続される２つの入力接続部ＩＣＰ１Ａ、ＩＣＰ２Ａを介して、検出部４６７に動作可能に接続されていてもよい。信号処理部５６６は、図５に示すように、例えば検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２での検出部４６７から入力された検出信号に基づいて、検出部４６７とスケールパターン１８０との間の相対位置を特定するようにさらに構成されてもよい。図５に示す特定の実施形態では、検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２は、導電遮蔽領域ＣＳＲ’を通過して信号処理部５６６に接続するために絶縁された穴ＩＮＳＶを利用する層間接続要素ＤＳＦＴ１およびＤＳＦＴ２を介してそれぞれ信号処理部５６６に接続されている。入力部ＩＮＰで使用される接続部および導電遮蔽領域ＣＳＲ’は、図５の第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣで使用される端部導体部および被遮蔽端部ＳＥＳおよび導電遮蔽領域ＣＳＲと類似していることが理解されるであろう。様々な実施形態において、入力部ＩＮＰの様々な接続部（および所望であれば、信号処理部５６６に関連する回路および接続）をシールドするために、第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣを参照して開示されたものと類似した原理を利用することが有利であることが理解されるであろう。
【0065】
図４および図５は、直列に接続された導電性の受信ループＣＲＬ１～ＣＲＬ２４を備える、１つの代表的な検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４のセットを示している。この特定の実施形態では、隣接するループ素子は、検出部２６７を参照して既に概説されたように、２つの導電性の受信ループ層ＲＬＬ１、ＲＬＬ２上の導電体の構成によって接続される。検知素子ＳＥＮ（導電性の受信ループＣＲＬ）は、それらの検出信号または信号寄与が加算されるように直列に接続され、「加算された」検出信号が、検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２で信号処理部５６６に出力される。図４および図５は、視覚的混同を回避するために検知素子ＳＥＮの単一のセットを示しているが、様々な実施態様では、異なる空間位相位置で１つまたは複数の追加の検知素子のセットを提供するように（例えば、直交信号を提供するように）検出部を構成し、それらを信号処理部５６６に同様の方法で接続することすることが有利であることが当業者には理解されよう。したがって、当然ながら、本明細書において説明される検知素子ＳＥＮの構成は、例示に過ぎず、限定ではない。一例として、個々の検知素子ループは、幾つかの実施形態では、例えば、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願公開第２０１８／００３５２４号に開示されるように、対応する信号処理部に個別の信号を出力してもよい。より一般的には、様々な実施形態において、様々な既知の検知素子構成が、様々な既知の信号変調スケールパターンおよび信号処理スキームと組み合わせた使用のために、本明細書において開示され、請求項に係る原理と組み合わせて使用されてよい。
【0066】
【0067】
まず、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）は、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）と、ｙ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域幅寸法ＳＥＡＤＹ（ＦＴ）とにわたって延びており、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）は、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）よりも長い。反対に、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）は、ｘ軸方向に沿って第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）よりも著しく短くてもよい。驚くべきことに、本発明者は、そのような構成が、本明細書に開示された原理に従って、電磁誘導式エンコーダにおける信号レベル、Ｓ／Ｎ比および／または精度、および製作コストに関連する予期しないトレードオフおよび利点を可能にする可能性があることを特定した。例えば、そのような場合、検出部４６７は、既知の検出部よりも著しく短くてもよく、相対的に短い第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２は、また、既知の磁場生成構成と比較して本質的に低いインピーダンスを有してもよい相対的に短い磁場生成構成ＦＧＣに対して、抵抗を著しく低減することができることが理解されるべきである。その結果、予想外に高い信号レベルが実用的な方法で達成されるかもしれないが、その一方で、以下に概説されるように、有害な最終効果が相対的に抑制され、そのような先行技術で教示された既知の磁場生成構成および検出部の構成に対する様々な制約が緩和されるか、または除去されるかもしれないし、製造コストも低減されるかもしれない。
【0068】
そのようないくつかの実施形態では、図５に示すように、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸは、各端部で第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸを超えて、少なくとも寸法ＳＥだけ延びてもよい。いくつかの実施形態において、本発明者は、寸法ＳＥが、公称第１トラック生成磁場領域幅寸法ＧＦＡＤＹの少なくともＫ倍である場合に、精度に有利である可能性があることを発見した。ここで、Ｋは、少なくとも１である数である。このようないくつかの実施形態では、Ｋが少なくとも２であると、精度の点でより有利である場合がある。図５に示すように、第１パターントラックの信号変調素子は、ｘ軸方向に沿った空間波長ＷＬに対応して配置されていてもよい。本発明者によって発見された追加の設計原理によれば、Ｋが少なくとも１であるいくつかの実施形態では、寸法ＳＥがさらに少なくともＷＬと同程度の大きさである場合には、精度の点で有利である場合もある。このようないくつかの実施形態では、寸法ＳＥが少なくとも２＊ＷＬとさらに大きい方が、精度の点でより有利である場合がある。
【0069】
第２に、例えば第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳおよび導電性の受信ループＣＲＬを参照して図５に最もよく示されているように、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳは、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内の導電性の受信ループＣＲＬと少なくとも部分的に重なるように構成されている。この特徴は、上述したように、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸが、ｘ軸方向に沿って第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸよりも短いことに関連していることが理解されよう。しかしながら、この構成特徴は、’３３５特許の教示および既知の先行技術の検出部において明示的に回避されており、したがって、そのような検出部で達成され得るコスト、サイズおよび／または精度に影響を及ぼす望ましくない設計上の制限を課していることは注目すべきである。
【0070】
第３に、本発明者は、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲが、その第１トラック遮蔽領域層ＳＲＬにおいて、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳと第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内の導電性の受信ループＣＲＬとの間に介在し、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内の導電性の受信ループＣＲＬと重なる第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳのｚ軸投影ＺＰＲＯＪの少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されていると、様々な実施形態（または場合によっては全ての実施形態）において（例えば、精度、ロバスト性、および／または低コストの製造を容易にするために）有利であることを見出した。図５に実線の輪郭で示す導電遮蔽領域ＣＳＲは、第１トラック検知素子領域ＳＥＡの導電性の受信ループＣＲＬと重なる第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳのｚ軸方向投影ＺＰＲＯＪの領域の全てを遮断するように構成されていることが理解されるであろう（ｚ軸方向に沿って一般的に延び、その少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲを通過する導電性の層間接続を取り囲む絶縁された穴ＩＮＳＶを含む場合を除く）。これは、様々な実施形態において有利であるかもしれない。しかしながら、いくつかの実施形態では、図示された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲが矢印Ａ３によって示されるようにｘ軸方向に沿って縮小される場合に、精度に対する有意かつ十分な利益を得ることができ、ここで、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲは、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳのｚ軸方向投影ＺＰＲＯＪの少なくとも半分以上の領域を遮蔽するように構成されるであろう。いずれの場合も、既知の検出部の実施形態（例えば、'３３５特許で教示されているようなもの）は、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳと第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内の導電性の受信ループＣＲＬとの間の基本的に異なる構成または位置関係を利用するため、導電遮蔽領域ＣＳＲのこのような構成を重要な、有用な、または適応可能な特徴として認識していない。
【0071】
第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ等の機能は、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳに近接して生成する磁場と第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内の検知素子ＳＥＮおよび／または信号変調素子ＳＭＥとの間の誤差を引き起こす「端部効果」の相互作用を緩和または排除することであることが理解されるであろう。これらの要素の１つ以上の仮想的な投影に対する導電遮蔽領域ＣＳＲの構成の記述は、このような誤差を引き起こす「端部効果」の相互作用の所望の緩和または排除を達成する有利な実施形態を定義するための単に実用的な方法である。
【0072】
本発明者は、いくつかの実施形態において、上述した原理に従って構成された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲが、追加の設計原理または設計観点に従ってさらに構成されていると有利である場合があることを発見した。ここで、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳの位置に対応する第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸの端部より外側に位置する第１トラック検知素子領域ＳＥＡの端部に分布する導電性の受信ループＣＲＬのｚ軸方向に沿った投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するようにさらに構成されていると有利である。さらなる説明のためのものであり、限定するものではないが、図５に示された実施形態では、この記述は第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内の寸法ＳＥに沿って分布する導電性の受信ループＣＲＬのｚ軸方向に沿った投影にほぼ対応している。図５の実線の輪郭で示された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲが、この追加の設計原理に従って構成されていることが認識されるであろう。
【0073】
本発明者は、いくつかの実施形態において、上述した原理に従って構成された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲが、追加の設計原理または設計観点に従ってさらに構成されていると有利である場合があることを発見した。ここで、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳの位置に対応する第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸの端部より内側に位置する第１トラック検知素子領域ＳＥＡの一部分に分布する少なくとも１つの導電性の受信ループＣＲＬのｚ軸方向に沿った投影の全ての領域を遮断するようにさらに構成されていると有利である。さらなる説明のためのものであり、限定するものではないが、図５に示された実施形態では、この記述は導電性の受信ループＣＲＬ１４のｚ軸方向に沿った投影にほぼ対応し、矢印Ａ１によって示されるように、ｘ軸方向に沿って図示された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲを拡大することにほぼ対応している。
【0074】
本発明者は、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域がｚ軸方向に沿って概ね延びその少なくとも１つの第１トラック導電遮蔽領域を通過する導電性の層間接続を取り囲む絶縁された穴を含む場合を除いて、上述した原理に従って構成された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲが、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ内に分布する全ての導電性の受信ループＣＲＬのｚ軸方向に沿った投影の領域の全てを遮断するようにさらに構成されていると有利であることを発見した。さらなる説明のためのものであり、限定するものではないが、図５に示された実施形態では、矢印Ａ２によって示されるように、ｘ軸方向に沿って図示された第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲを拡大し、導電遮蔽領域ＣＳＲ’を導電遮蔽領域構成ＣＳＲＣ内の導電遮蔽領域ＣＳＲと／または導電遮蔽領域構成ＣＳＲＣ内に併合させることすることにほぼ対応している。
【0075】
【0076】
上記に開示された第１の原理によれば、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）は、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）と、ｙ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域幅寸法ＳＥＡＤＹ（ＦＴ）とにわたって延びており、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）は、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）よりも長い。第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）と類似する図２における寸法には、便宜上、ＳＥＡＤＸａｎａ（接尾辞「ａｎａ」は類似を意味する）と表記されている。第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）と類似する図２における寸法は、便宜上、ＥＰＤＸａｎａと表記されている。上記の設計原理とは対照的に、’３３５特許はその反対のことを教示していることがわかる。すなわち、図２に示すように、ｘ軸方向に沿った第１トラック検知素子領域長寸法の類似物ＳＥＡＤＸａｎａは、第１トラック伸長部長寸法の類似物ＥＰＤＸａｎａよりも著しく短くなっている。あるいは、別の態様で述べれば、図４に示す第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）は、図２に示すその類似物ＥＰＤＸａｎａよりも著しく短い（例えば、半分の長さ、またはそれ以下の長さ）。
【0077】
上記に開示された第２の原理によれば、図４に示された第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）は、そのｚ軸方向に沿ったｚ軸方向の投影が、受信ループ層に向かって少なくとも部分的に第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬと重なるように構成されている（例えば、図５に示された第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳを参照して示され、さらに詳細に説明されているように）。図２および図３の第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）に類似する特徴を便宜的にＳＥＳａｎａと表記する（接尾辞「ａｎａ」は類似を意味する）。上記の設計原理とは対照的に、’３３５特許はその反対のことを教示していることがわかる。すなわち、図２および図３に示すように、第１トラック被遮蔽端部の類似物ＳＥＳａｎａは、最も近い端部の導電性の受信ループＣＲＬから意図的に有意に離れた位置にあり、そのｚ軸方向に沿った受信ループ層へのｚ軸方向の投影が、図２および図３の対応する検知素子領域の導電性の受信ループＣＲＬと重なることを禁止する（つまり、有意に離れる）ように構成されている。この制限は、’３３５特許で教示され、図２および図３に示されているように、本明細書で開示され、クレームされている電磁誘導式エンコーダおよび検出部の設計原理に関連したいくつかの特徴および利点を妨げるものである。
【0078】
上記に開示された第３の原理によれば、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）は、その第１トラック遮蔽領域層ＳＲＬにおいて、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）内の第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）と導電性の受信ループＣＲＬとの間に介在するように構成され、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬと重なる第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）のｚ軸方向投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている（例えば、図５に示された導電遮蔽領域ＣＳＲおよび導電遮蔽領域構成ＣＳＲＣを参照して詳細に示され、説明されているように）。導電遮蔽領域ＣＳＲに類似する図３の特徴は、同様にＣＳＲと表記されている。上で概説した設計原理とは対照的に、’３３５特許は、導電遮蔽領域ＣＳＲが、その第１トラック遮蔽領域層（図３におけるＺ位置Ｚｃｓｒに位置する）において、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳと、対応する第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループＣＲＬとの間に介在するように構成される必要がないことを教示していることが、図３で見て取れよう。上で概説した設計原理とは対照的に、’３３５特許は、導電遮蔽領域ＣＳＲが、第１トラック検知素子領域内の導電性の受信ループＣＲＬと重なる第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳのｚ軸方向投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されていなくてもよいことをさらに教示していることも、図３を参照して理解されよう。すなわち、図３に示すように、第１トラック被遮蔽端部の類似物ＳＥＳａｎａは、それおよびそれと対応する導電遮蔽領域ＣＳＲが、最も近い端部の導電性の受信ループＣＲＬから意図的に有意に離れた位置にある。その結果、そのｚ軸方向に沿ったｚ軸方向の投影は、図３のそれらの対応する検知素子領域における導電性の受信ループＣＲＬと重なることが禁止されている（すなわち、有意に離れている）。さらに、図３の例示された導電遮蔽領域ＣＳＲは、同様に、それらの対応する検知素子領域の導電性の受信ループＣＲＬから有意に離れている。
【0079】
したがって、先述の説明によれば、（例えば、図２および図３に例示されているように）’３３５特許の教示は、本明細書に開示され、クレームされている電磁誘導式エンコーダおよび検出部の設計原理に適合していない。これは、’３３５特許が、本明細書に開示された原理および請求項に従って構成された検出部とは、特定の根本的に異なる要素関係を含む検出部の構成を対象としているからである。仮に、’３３５特許において、本明細書に開示された特異な設計原理を満たす可能性のある構成について偶発的な言及があるとすれば、それは偶然の発生であり、意図的な教示ではない。そのような言及は、本明細書に開示され、クレームされている様々な設計原理、特徴、およびそれらの相乗的な組み合わせを示唆する、特に有利な、望ましい、または適応可能な設計原理または特徴として、当技術分野の通常の技術者の一人によって理解されることはないであろう。
【0080】
図６は、本明細書に開示されている原理に従った検出部６６７の第２の例示的な実施態様および電磁誘導式エンコーダに使用可能である互換性のあるスケールパターン６８０を示す等角「ワイヤフレーム」図である。検出部６６７は、図４および図５の検出部４６７と同様の一定の特徴およびコンポーネントを有する。特に、図６と、図４および図５とにおいて、類似の参照番号（例えば、類似の名称または数字または数値「接尾辞」）で指定された要素、または様々な図において他に明らかに類似した要素は、類似の要素であり、以下に別段の記載がある場合を除いて、類似して動作すると理解され得る。図６の特定の特徴のみが、その記述が、本明細書に開示およびクレームされた原理に従って新規な特徴および／または利点を強調するため、以下に詳細に記載されており、図面は、当技術分野の通常の熟練者によって、本明細書に含まれる他の図面および記述、または組込まれた参照文献に含まれる他の図面および記述との類推によって、他の方法で理解され得る。検出部６６７および互換性のあるスケールパターン６８０は、前述した実施形態と比較して、よりロバストな信号精度および／または信号強度を提供するという点で、さらなる利点を提供する。
【0081】
【0082】
スケールパターン６８０は、第１パターントラックＦＰＴに加えて、第１パターントラックＦＰＴと類似した第２パターントラックＳＰＴをさらに含み；
検出部６６７は、第１トラック検出部要素（「第１トラック」の場合は接尾辞「（ＦＴ）」によって一般に識別される）に加えて、先述の第１トラック検出部要素と類似した第２トラック検出部要素（接尾辞「（ＳＴ）」によって一般に識別される）をさらに含んでいる。
検出部６６７は、第１トラック検出部要素（「第１トラック」の場合は接尾辞「（ＦＴ）」によって一般に識別される）に加えて、先述の第１トラック検出部要素と類似した第２トラック検出部要素（接尾辞「（ＳＴ）」によって一般に識別される）をさらに含んでいる。
【0083】
図６に示すように、信号変調スケールパターン６８０は、先に概説された特徴および寸法を有することが理解されるであろう第１パターントラックＦＰＴと、第１パターントラックＦＰＴに類似する第２パターントラックＳＰＴとを含む。第１パターントラックＦＰＴおよび第２パターントラックＳＰＴは、それぞれ、第１パターントラックＦＰＴおよび第２パターントラックＳＰＴにおいてｘ軸方向に沿って同じ空間周期または波長ＷＬに従って配置された同じ種類の信号変調素子ＳＭＥを含み、第２パターントラックＳＰＴにおける信号変調素子ＳＭＥは、第１パターントラックにおける信号変調素子に対して約ＷＬ／２の公称スケールトラックオフセットだけ測定軸方向に沿ってオフセットされる。
【0084】
検出部６６７は、第１パターントラックＦＰＴおよび第２パターントラックＳＰＴに近接して取り付けられ、これらに対して測定軸方向ＭＡに沿って相対的に変位するように構成される。検出部６６７は、例えば、本明細書で既に概説されたように、図６に図示された様々な導電性の要素によって表される導電層を有する多層回路素子を含み、この導電層は、本明細書で既に概説されたように、既知の原理に従って絶縁層によって分離されていることが理解されるであろう。検出部６６７は、以下でより詳細に説明するように、多層回路素子に固定された磁場生成コイルＦＧＣと、少なくとも１つの第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣと、導電性の受信ループＣＲＬ’を有する複数の検知素子ＳＥＮ’とを備える。
【0085】
図６に示すように、磁場生成コイルＦＧＣは、入力部ＩＮＰと、第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）および第２トラック磁場生成コイル部（ＳＴ）とを備える。第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）は、第１パターントラックＦＰＴに公称的に整列された第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）を取り囲み、信号処理部からのコイル駆動信号に応答して第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）に第１トラック変化磁束を生成するように構成される。同様に、第２トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＳＴ）は、第２パターントラックＳＰＴと公称的に整列した 第２トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＳＴ）を公称的に取り囲み、信号処理部からのコイル駆動信号に応答して、第２トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＳＴ）に第２トラック変化磁束を生成するように構成されている。
【0086】
図６に示す特定の実施形態では、前記の説明に基づいて理解されるように、入力部ＩＮＰは、層間接続を介して磁場生成コイルＦＧＣに接続され、かつ信号処理部にも接続されている２つの入力接続部ＩＣＰ１およびＩＣＰ２を備える。
【0087】
図６に示す第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）は、前に概説されたように多層回路素子の１つ以上の伸長部層内に作製される第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２を有する。第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）および第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）は、第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）の第１側および第２側に近接してｘ軸方向に沿って延びている。第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）および第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）は共にｘ軸方向に沿って第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）にわたって延在し、または第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）を定義し、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）と第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）との間のｙ軸方向の離間が、第１トラック生成磁場領域の公称幅寸法ＧＦＡＤＹ（ＦＴ）を定義する。同様に、第２トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）および第２トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）は、第２トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＳＴ）の第１側および第２側に近接してｘ軸方向に沿って延びている。第２トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）および第２トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）は共にｘ軸方向に沿って第２トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＳＴ）にわたって延在し、または第２トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＳＴ）を定義し、第２トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）と第２側伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）との間のｙ軸方向の離間が、第２トラック生成磁場領域の公称幅寸法ＧＦＡＤＹ（ＳＴ）を定義する。
【0088】
第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）は、さらに、既に概説したように多層回路素子の第１トラック被遮蔽端部層に作製され、第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）との間のｙ軸方向の離間にまたがり、図示したように層間接続も含む端部導体経路ＥＣＰ（ＦＴ）に含まれており、第１トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＦＴ）における第１トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＦＴ）と第１トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）とを接続する第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）を備える。第２トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＳＴ）は、さらに、既に概説したように多層回路素子の第２トラック被遮蔽端部層に作製され、第２トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）と第２トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）との間のｙ軸方向の離間にまたがり、図示したように層間接続も含む端部導体経路ＥＣＰ（ＳＴ）に含まれており、第２トラック磁場生成コイル部ＦＧＣＰ（ＳＴ）における第２トラック第１側伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）と第２トラック第２側伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）とを接続する第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）を備える。
【0089】
図６に示す特定の実施形態では、第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）は、上述した第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）と、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）とを備え、一実施形態では、図６の第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）において破線の輪郭で図示されたようにほぼ構成されてもよい。第２トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＳＴ）は、上述した第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）と、第２トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＳＴ）とを備え、一実施形態では、図６の第２トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＳＴ）において破線の輪郭で図示されたようにほぼ構成されてもよい。図６に示すように、導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）およびＣＳＲ（ＳＴ）は、導電遮蔽領域構成ＣＳＲＣ（これは、いくつかの実施形態では、追加の導電遮蔽領域ＣＳＲ’を含んでもよい）に含まれると考えられてもよい。前に概説された原理によれば、導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）およびＣＳＲ（ＳＴ）は、一般に、様々な実施形態において、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿って様々な範囲に延びており、ｚ軸方向に沿ったそれらの位置に関して検出部６６７の被遮蔽端部層（複数可）と検出部６６７の１つ以上の受信ループ層との間に位置する１または複数の遮蔽領域層に作製される。
【0090】
図６に示すように、複数の検知素子ＳＥＮ’は、前に概説された原理に従って動作するように多層回路素子の１つ以上の受信ループ層に作製された、導電性の受信ループＣＲＬ’をそれぞれ構成している。しかしながら、前述した実施形態と比較して、検知素子ＳＥＮ’における１つの相違点は、複数の検知素子において、検知素子ＳＥＮ’の導電性の受信ループＣＲＬ’が、第１パターントラックＦＰＴと第２パターントラックＳＰＴの両方に重なるように、ｙ軸方向に沿って延在していることである。したがって、それらは、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）と、第２パターントラックＳＰＴに公称的に整列した第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）との両方にわたって、ｘ軸方向に沿って分布している。検知素子ＳＥＮ’は、それ故に、スケールパターン６８０の第１パターントラックＦＰＴの隣接する信号変調素子ＳＭＥによって提供される第１トラック変化磁束への局所的影響に応じ、かつ、スケールパターン６８０の第２パターントラックＳＰＴの隣接する信号変調素子ＳＭＥによって提供される第２トラック変化磁束に対する局所的な効果にも応じて、検出信号または検出信号寄与を提供するように構成される。
【0091】
図６の電流流れ矢印で示されるように、磁場生成コイルＦＧＣは、第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）内に第１極性を有する第１トラック変化磁束を生成し、第２トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＳＴ）内に第１極性とは反対の第２極性を有する第２トラック変化磁束を生成するように構成される。導電性の受信ループＣＲＬ’は、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）の両方にｙ軸方向に沿って延在し、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）において同じ検知ループ極性を提供するように構成されている。この構成は、第１パターントラックＦＰＴおよび第２パターントラックＳＰＴにおける約ＷＬ／２のスケールトラックオフセットと組み合わせて動作することにより、検知素子ＳＥＮ’の各々において、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）からの信号寄与を強化する。
【0092】
図６に図示された特定の実施形態では、導電性の受信ループＣＲＬ’は、磁場生成コイルの何本かの伸長部と重なっている。したがって、検出部６６７のこの特定の実施形態では、伸長部層（複数可）ＥＰＬは、多層回路素子の受信ループ層と同じ層ではなく、導電性の受信ループＣＲＬ’が伸長部層（複数可）ＥＰＬから絶縁されたままであるように、（プリント回路基板製造技術、または他の多層製造技術で用語が使用されるそのような）ブラインドビアが、導電性の受信ループＣＲＬ’の製造のために必要とされてもよい。しかしながら、本開示の教示に基づいて、当技術分野の通常の当業者であれば、そのような実施形態は例示的なものに過ぎず、限定的なものではないことを理解するであろう。
【0093】
信号処理部（例えば、信号処理部５６６に類推される）が、図５を参照して既に概説された方法、および／または既知の方法に類推される方法で、２つの入力接続部ＩＣＰ１およびＩＣＰ２を介して、および検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２を介して、検出部６６７に動作可能に接続されてもよいことが理解されるであろう。また、信号処理部は、２つの入力接続部ＩＣＰ１、ＩＣＰ２において、コイル駆動信号を磁場生成コイルＦＧＣに供給するように構成されていてもよい。信号処理部は、例えば検出信号出力接続部ＳＤＳ１およびＳＤＳ２等での検出部６６７から入力された検出信号に基づいて、検出部６６７とスケールパターン６８０との間の相対位置を特定するようにさらに構成されてもよい。
【0094】
接続部（例えば、接続部ＩＣＰＦＴＳＴ、ＩＣＰ１、ＩＣＰ２、層間接続など）、および入力部ＩＮＰで使用される導電遮蔽領域ＣＳＲ’は、図６の第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）および第２トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＳＴ）で使用される端部導体部ＥＣＰ、被遮蔽端部ＳＥＳ、および導電遮蔽領域ＣＳＲと類似していることが理解されるであろう。様々な実施形態において、入力部ＩＮＰの様々な接続部（および所望であれば、信号処理部に関連する回路および接続）をシールドするために、第１トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）および第２トラック遮蔽端構成ＳＥＣ（ＳＴ）を参照して開示されたものと類似した原理を利用することが有利であることが理解されるであろう。
【0095】
図６に示され、上述した検出部６６７は、図４および図５を参照して既に概説した重要かつ注目すべき特徴を含み、これは、既知の先行技術の電磁誘導式エンコーダの検出部で使用されるものとは異なり、既に概説した利点および利点を提供することが理解されるであろう。
【0096】
簡潔にまとめると、第１に、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）は、ｘ軸方向に沿って第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）よりも長い第１トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＦＴ）にわたって延びている。同様に、第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）は、ｘ軸方向に沿って第２トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＳＴ）よりも長い第２トラック検知素子領域長寸法ＳＥＡＤＸ（ＳＴ）にわたって延びている。
【0097】
第２に、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）は、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬ’と少なくとも部分的に重なるように構成されている。同様に、第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）は、受信ループ層に向かうｚ軸方向に沿ったそのｚ軸方向の投影が、第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬ’と少なくとも部分的に重なるように構成されている。
【0098】
第３に、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）は、その第１トラック遮蔽領域層において、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）と第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬ’との間に介在し、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬ’と重なる第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている。同様に、第２トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＳＴ）は、その第２トラック遮蔽領域層（これは第１トラック遮蔽領域層と同じでもよい）において、第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）と第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬ’との間に介在し、第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）内の導電性の受信ループＣＲＬ’と重なる第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）のｚ軸投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている。
【0099】
図６に示された導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）およびＣＳＲ（ＳＴ）は、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）の導電性の受信ループＣＲＬ’と重なる第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）および第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）のｚ軸投影の領域のすべてを遮断するように構成されている（導電性の層間接続を取り囲む絶縁された穴を含む場合を除く）。これは、様々な実施形態において有利であるかもしれない。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＦＴ）および第２トラック導電遮蔽領域ＣＳＲ（ＳＴ）が、ｘ軸方向に沿って幾分縮小されても、第１トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＦＴ）および第２トラック被遮蔽端部ＳＥＳ（ＳＴ）のｚ軸方向投影の少なくとも半分以上の領域を遮断するように構成されている場合、精度に対する有意かつ十分な利益を得ることができる。これおよび既に概説された原理に従った他の修正は、検出部６６７において行われてもよい。
【0100】
図７は、本明細書に開示されている原理に従った検出部７６７の第３の例示的な実施態様および電磁誘導式エンコーダに使用可能である互換性のあるスケールパターン６８０を示す等角「ワイヤフレーム」図である。スケールパターン６８０は、図６を参照して説明したスケールパターン６８０と類似または同一であってもよい。検出部７６７は、図６を参照して説明した検出部６６７と実質的に類似しており、以下に概説する相違点を除いて、類推して理解され得る。図７および図６において類似の参照番号で指定された要素（例えば、類似の名称または数字または数値「接尾辞」）は、類似の要素であり、以下に別段の記載がある場合を除き、同様に動作し、同様の利点および利点を提供することが理解され得る。
【0101】
概して、図７の実施形態と図６の実施形態との間の主な相違点は、以下でより詳細に説明されるように、磁場生成コイルＦＧＣ’および導電性の受信ループＣＲＬ”を構成する複数の検知素子ＳＥＮ”の特定の機能に関連している。
【0102】
図７に示すように、磁場生成コイルＦＧＣ’では、入力部ＩＮＰが図６の場合とは異なる構成となっている。特に、接続部ＩＣＰ２は、伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）でなはく伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）に接続され、接続部ＩＣＰＦＴＳＴは、伸長部ＥＰＳ２（ＦＴ）と伸長部ＥＰＳ２（ＳＴ）でなはく伸長部ＥＰＳ１（ＳＴ）に接続される。
【0103】
図７に示すように、複数の検知素子ＳＥＮ”は、第１トラック生成磁場領域と第２トラック生成磁場領域との間の第１トラック伸長部と第２トラック伸長部とを含む領域において、それらの導電性の受信ループＣＲＬ”内の導電性トレースの交差またはねじれを含み、それによって、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）内の各検知素子ＳＥＮ”において、反対の検知ループ極性を提供するようにする。
【0104】
以上の結果、図７の電流流れ矢印で示されるように、磁場生成コイルＦＧＣ’は、第１トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＦＴ）内に第１極性を有する第１トラック変化磁束を生成し、第２トラック生成磁場領域ＧＦＡ（ＳＴ）内に第１極性と同じ極性を有する第２トラック変化磁束を生成するように構成される。上述のように構成されたねじれた導電性の受信ループＣＲＬ”は、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）において、反対の検知素子の極性を提供する。この構成は、第１パターントラックＦＰＴおよび第２パターントラックＳＰＴにおける約ＷＬ／２のスケールトラックオフセットと組み合わせて動作することにより、検知素子ＳＥＮ”の各々において、第１トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＦＴ）および第２トラック検知素子領域ＳＥＡ（ＳＴ）からの信号寄与を強化する。したがって、検出部７６７は、先に説明した検出部６６７と実質的に類似した信号および利点を提供する。
【0105】
図８は、本明細書に開示されている原理に従った検出部８６７の第４の例示的な実施態様および電磁誘導式エンコーダに使用可能である互換性のあるスケールパターン１８０を示す平面図である。
【0106】
スケールパターン１８０は、図４および図５を参照して説明したスケールパターン１８０と類似または同一であってもよい。検出部８６７は、図４および図５を参照して説明した検出部４６７と実質的に類似しており、以下に概説する相違点を除いて、類推して理解され得る。図８並びに図４および図５において類似の参照番号で指定された要素（例えば、類似の名称または数字または数値「接尾辞」）は、類似の要素であり、以下に別段の記載がある場合を除き、同様に動作し、同様の利点および利点を提供することが理解され得る。
【0107】
【0108】
本明細書に既に記載された様々な生成磁場領域ＦＧＣは、１つの導電性のターンまたはループのみが生成磁場領域ＧＦＡを取り囲む「シングルターン」構成として特徴付けられてもよい。いくつかの実施形態では、そのようなターンまたはループは、生成磁場領域ＧＦＡを不完全に取り囲むが、それにもかかわらず、そこに動作可能な生成磁場を提供する部分的なループであってもよい。対照的に、図８に示す検出部８６７は、以下でより詳細に説明するように、「２ターン」構成からなる。
【0109】
磁場生成コイルＦＧＣ”の伸長部ＥＰＸＸｘｘ（ＦＴ）は、既に概説された原理に従って、検出部８６７の伸長部層内に作製されることが、図８において理解されるであろう。図８に暗い塗りつぶしで図示されている被遮蔽端部ＳＥＳｘ（ＦＴ）のような磁場生成コイルＦＧＣ”の他の部分は、既に概説された原理に従って、検出部８６７の被遮蔽端部層内に作製される。このような層間の接続は、既に概説された原則に従って、層間接続Ｆ－ＴＨＲＵによって行われる。層間接続Ｆ－ＴＨＲＵは、図８において黒く塗りつぶされた円で表される。
【0110】
図８に示すように、磁場生成コイルＦＧＣ”は、以下の配置からなる。
【0111】
入力接続部ＣＰ１は、磁場生成コイルＦＧＣ”の第１の端部（すなわち、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）の第１の端部）において、遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）の被遮蔽端部ＳＥＳａ（ＦＴ）によって第１の第２側伸長部ＥＰＳ２ａ（ＦＴ）に直列に接続された第１の第１側伸長部ＥＰＳ１ａ（ＦＴ）に接続される。
【0112】
第１の第２側伸長部ＥＰＳ２ａ（ＦＴ）は第２の第１側伸長部ＥＰＳ１ｂ（ＦＴ）に、磁場生成コイルＦＧＣ”の第２の端部（すなわち、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）の第２の端部）に設けられた遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）の被遮蔽端部ＳＥＳａｂ（ＦＴ）によって直列に接続される。
【0113】
第２の第１側伸長部ＥＰＳ１ｂ（ＦＴ）は第２の第２側伸長部ＥＰＳ２ｂ（ＦＴ）に、磁場生成コイルＦＧＣ”の第１の端部（すなわち、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）の第１の端部）に設けられた遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）の被遮蔽端部ＳＥＳｂ（ＦＴ）によって直列に接続される。
【0114】
そして、第２の第２側伸長部ＥＰＳ２ｂ（ＦＴ）は、磁場生成コイルＦＧＣ”の第２の端部（すなわち、第１トラック伸長部長寸法ＥＰＤＸ（ＦＴ）の第２の端部）の遮蔽端構成ＳＥＣ（ＦＴ）に近接した入力接続部ＣＰ２に接続される。
【0115】
このような２ターン構成は、本明細書に開示された原理に従って、検出部において有利または望ましいものとなり得ることが理解されるべきであり、ここで、磁場生成コイルＦＧＣ”は、同様の性能および精度を提供する以前に知られている検出部において使用されるものよりも、ｘ軸方向に沿って有意に短いものであってもよい。既に本明細書で説明したように、本明細書で開示され、請求される原理に従って許容される有意に短い伸長部ＥＰは、磁場生成コイルＦＧＣ”が、既知の磁場生成構成と比較して、有意に少ない抵抗および／またはインピーダンスを有することを本質的に可能にする。その結果、いくつかの実施形態においてコイルの共振振動を駆動するために望ましいレベルにインピーダンスを調整（増加）するために、磁場生成コイルＦＧＣ”の抵抗および／またはインピーダンスに対する実用的または望ましい制限を超えることなく、磁場生成コイルＦＧＣ”に追加のターンまたはループが追加されてもよい。そのようないくつかの実施形態では、予想外に高いＳ／Ｎ比および／または精度が達成され得る。いくつかの実施形態では、「３ターン」構成またはより多くのターンの構成である磁場生成コイルＦＧＣを使用することが好ましい場合があることを理解されたい。
【0116】
図９は、電磁誘導式エンコーダ９１０を含む測定システム９００のコンポーネントの１つの例示的な実施態様を示すブロック図である。当然ながら、図９の幾つかの番号が付けられたコンポーネント９ＸＸは、以下に明記される点を除き、図１の同様に番号が付けられたコンポーネント１ＸＸに対応するか、および／または、同様の動作を有してよい。電磁誘導式エンコーダ９１０は、信号処理部９６６と、共にトランスデューサを形成するスケール９７０および検出部９６７とを含む。様々な実施態様では、検出部９６７は、図２から図８に関して説明された構成の何れかまたは他の構成を含んでよい。測定システム９００は更に、ディスプレイ９３８およびユーザによって操作可能なスイッチ９３４、９３６といったユーザインタフェースを含み、また、電源９６５を追加的に含んでもよい。様々な実施態様では、外部データインタフェース９３２が含まれてもよい。これらの要素はすべて、信号プロセッサとして具体化されうる信号処理部９６６（または信号処理および制御回路）に結合される。信号処理部９６６は、検出部９６７の磁場生成コイルに駆動信号を与え、検出部９６７から入力された検出信号に基づいて、本明細書で先に概説したように、スケール９７０に対する検出部９６７の検知素子の位置を特定してもよい。
【0117】
様々な実施態様において、図９の信号処理部９６６（および／または本明細書に示され、記載されている他の信号処理部の構成）は、本明細書において説明される機能を行うように、ソフトウェアを実行する１つ以上のプロセッサを含んでもまたはそれらから構成されてよい。プロセッサは、プログラマブル汎用または特殊用途向けマイクロプロセッサ、プログラマブルコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）等またはこのようなデバイスの組み合わせを含む。ソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ等、または、このようなコンポーネントの組み合わせといったメモリに記憶されてよい。ソフトウェアは更に、光学ベースのディスク、フラッシュメモリデバイスまたはデータを記憶する任意の他のタイプの不揮発性記憶媒体といった１つ以上の記憶デバイスに記憶されてもよい。ソフトウェアは、特定のタスクを行うまたは特定のアブストラクトデータタイプを実現するルーティン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む１つ以上のプログラムモジュールを含んでよい。分散型コンピュータ環境では、プログラムモジュールの機能は、組み合わされても、複数のコンピュータシステムまたはデバイスにわたって分散され、有線または無線構成のサービスコールを介してアクセスされてよい。
【0118】
本開示の好適な実施態様が図示および説明されたが、本開示に基づけば当業者には、図示および説明された特徴の配置および動作の順序における多数の変形態様が明らかであろう。本明細書で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。上記様々な実施態様および特徴は、更なる実施態様を提供するために、組み合わされてもよい。本明細書で言及される米国特許および米国特許出願のすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。実施態様の態様は、さらにさらなる実施態様を提供するために、必要であれば、様々な特許および出願の概念を使用するように修正することができる。一例として、本明細書に開示された様々な特徴および原理が、ロータリーエンコーダに適用され得ることが理解されるであろう。ここで、上記の説明および特許請求の範囲で言及されたｘ軸方向およびｙ軸方向は、それぞれ、そのようなロータリーポジションエンコーダに適用されたときに、円形の測定軸方向および半径方向に対応するものとして解釈されるであろう。
【0119】
これらおよび他の変更は、上記の詳細な説明に照らして実施に加えることができる。一般に、以下の特許請求の範囲では、使用される用語は、特許請求の範囲を明細書および特許請求の範囲に開示される特定の実施態様に限定するように解釈されるべきではなく、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに、すべての可能な実施態様を含むように解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】