(57)【要約】      （修正有）【課題】ロバストな電子式エンコーダを提供する。【解決手段】波長λ１で周期的に配置される信号変調要素（ＳＭＥ）の第１のパターントラック及び波長λ２で周期的に配置されるＳＭＥの第２のパターントラックを含むスケールと検出部と信号処理部とを含み、検出部は磁場発生コイル部と第１のパターントラックに基づいて検出信号を提供するように構成される検知要素の第１のセットと第２のパターントラックに基づいて検出信号を提供するように構成される検知要素の第２のセットとを含む。検知要素の第１のセットは、第２のパターントラックに亘って延在又は重なるそれぞれの交差セグメントを含む接続線の第１の対及び第２の対を少なくとも介して信号処理部に接続される検知要素の第１の空間位相サブセット及び検知要素の第２の空間位相サブセットを含む。各交差セグメントは、距離Ｎ＊λ２だけ測定軸方向に沿って離間される位置に配置され、Ｎは整数である。【選択図】図５Ａ
2020003486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定軸方向に沿って２つの要素の相対的位置を測定するために使用可能である電子式エンコーダであって、
前記測定軸方向に沿って延在し、少なくとも、前記測定軸方向に沿って配置される第１のパターントラック及び第２のパターントラックを含む信号変調スケールパターンを含むスケールであって、各パターントラックは、前記測定軸方向に沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素を含む、前記スケールと、
前記第１のパターントラック及び前記第２のパターントラックに近接して取り付けられ、前記第１のパターントラック及び前記第２のパターントラックに対して前記測定軸方向に沿って移動するように構成され、多層プリント回路基板（ＰＣＢ）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、前記検出部と前記スケールとの前記相対的位置を決定する信号処理部と、
を含み、
前記検出部は、
前記ＰＣＢ上に設けられた磁場発生コイル部と、
前記測定軸方向に沿って配置されるそれぞれの導電性受信ループを含み、第１の内部領域及び第２の内部領域と位置合わせされた状態で前記ＰＣＢ上に設けられた複数の検知要素と、
を含み、
前記磁場発生コイル部は、
少なくとも部分的に取り囲むことによって、前記第１のパターントラックと位置合わせされる前記第１の内部領域を画定し、前記コイル駆動信号に応えて、前記第１の内部領域内に第１トラック磁束変化を発生させる第１トラック磁場発生コイル部と、
少なくとも部分的に取り囲むことによって、前記第２のパターントラックと位置合わせされる前記第２の内部領域を画定し、前記コイル駆動信号に応えて、前記第２の内部領域内に第２トラック磁束変化を発生させる第２トラック磁場発生コイル部と、
を含み、
前記複数の検知要素は、
前記第１のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される前記第１トラック磁束変化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検知要素の第１のセットと、
前記第２のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される前記第２トラック磁束変化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検知要素の第２のセットと、
を含み、
前記第１のパターントラックは、前記測定軸方向に沿って、波長λ１で周期的に配置される信号変調要素を含み、
前記第２のパターントラックは、前記測定軸方向に沿って、波長λ２で周期的に配置される信号変調要素を含み、
検知要素の前記第１のセットは、前記第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる交差セグメントを含む接続線を介して、前記信号処理部に接続され、
検知要素の前記第１のセットは、第１の空間位相接続線を介して前記信号処理部に接続される検知要素の第１の空間位相サブセット、及び、第２の空間位相接続線を介して前記信号処理部に接続される検知要素の第２の空間位相サブセットを含み、
前記第１の空間位相接続線は、前記第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる第１の空間位相交差セグメントをそれぞれ含む少なくとも２つの接続線を含み、前記第２の空間位相接続線は、前記第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる第２の空間位相交差セグメントをそれぞれ含む少なくとも２つの接続線を含み、前記第１の空間位相交差セグメント及び前記第２の空間位相交差セグメントからなる第１の対が、距離Ｎ＊λ２だけ、前記測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数であり、前記第１の空間位相交差セグメント及び前記第２の空間位相交差セグメントからなる第２の対が、距離Ｎ＊λ２だけ、前記測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数である、電子式エンコーダ。
【請求項２】
前記第１トラック磁場発生コイル部及び前記第２トラック磁場発生コイル部は、前記第１の内部領域及び前記第２の内部領域の両方を画定する単一ループの一部である、請求項１に記載の電子式エンコーダ。
【請求項３】
前記スケールは更に、前記測定軸方向に沿って配置され、前記測定軸方向に沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素を含む第３のパターントラックを含み、前記第１のパターントラックは、前記第２のパターントラックと前記第３のパターントラックとの間に配置され、
前記検出部は、前記第１のパターントラック、前記第２のパターントラック及び前記第３のパターントラックに近接して取り付けられ、前記第１のパターントラック、前記第２のパターントラック及び前記第３のパターントラックに対して前記測定軸方向に沿って移動するように構成され、
前記磁場発生コイル部は更に、少なくとも部分的に取り囲むことによって、前記第３のパターントラックと位置合わせされる第３の内部領域を画定し、前記コイル駆動信号に応えて、前記第３の内部領域内に第３トラック磁束変化を発生させる第３トラック磁場発生コイル部を含み、
前記複数の検知要素は、前記第１の内部領域、前記第２の内部領域及び前記第３の内部領域と位置合わせされた状態で前記測定軸方向に沿って配置され、前記複数の検知要素は更に、前記第３のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される前記第３トラック磁束変化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検知要素の第３のセットを含み、
前記第３のパターントラックは、前記測定軸方向に沿って、波長λ３で周期的に配置される信号変調要素を含み、
検知要素の前記第３のセットは、接続線を介して、前記信号処理部に接続される、請求項１に記載の電子式エンコーダ。
【請求項４】
前記スケールは更に、前記測定軸方向に沿って配置され、前記測定軸方向に沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素を含む第３のパターントラックを含み、前記第１のパターントラックは、前記第２のパターントラックと前記第３のパターントラックとの間に配置され、
前記検出部は、前記第１のパターントラック、前記第２のパターントラック及び前記第３のパターントラックに近接して取り付けられ、前記第１のパターントラック、前記第２のパターントラック及び前記第３のパターントラックに対して前記測定軸方向に沿って移動するように構成され、
前記磁場発生コイル部は更に、少なくとも部分的に取り囲むことによって、前記第３のパターントラックと位置合わせされる第３の内部領域を画定し、前記コイル駆動信号に応えて、前記第３の内部領域内に第３トラック磁束変化を発生させる第３トラック磁場発生コイル部を含み、
前記複数の検知要素は、前記第１の内部領域、前記第２の内部領域及び前記第３の内部領域と位置合わせされた状態で前記測定軸方向に沿って配置され、前記複数の検知要素は更に、前記第３のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される前記第３トラック磁束変化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検知要素の第３のセットを含み、
前記第３のパターントラックは、前記測定軸方向に沿って、波長λ２で周期的に配置される信号変調要素を含み、
検知要素の前記第３のセットは、前記第１のパターントラックに亘って延在するか又は重なる交差セグメントを含む接続線を介して、検知要素の前記第２のセットに接続され、
検知要素の前記第３のセットは、第３の空間位相接続線を介して検知要素の前記第２のセットに接続される検知要素の第１の空間位相サブセット、及び、第４の空間位相接続線を介して検知要素の前記第２のセットに接続される検知要素の第２の空間位相サブセットを含み、
前記第３の空間位相接続線は、前記第１のパターントラックに亘って延在するか又は重なるそれぞれの第１の空間位相交差セグメントを含む少なくとも２つの接続線を含み、前記第４の空間位相接続線は、前記第１のパターントラックに亘って延在するか又は重なるそれぞれの第２の空間位相交差セグメントを含む少なくとも２つの接続線を含み、前記第１の空間位相交差セグメント及び前記第２の空間位相交差セグメントからなる第１の対が、距離Ｎ＊λ１だけ、前記測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数であり、前記第１の空間位相交差セグメント及び前記第２の空間位相交差セグメントからなる第２の対が、距離Ｎ＊λ１だけ、前記測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数である、請求項１に記載の電子式エンコーダ。
【請求項５】
前記第１のパターントラックは、２つのサブトラックを含み、各サブトラックは、前記測定軸方向に沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素を含み、
前記第１のパターントラックの前記２つのサブトラックは、前記測定軸方向に沿って、約１／２＊λ１の公称スケールトラックオフセットだけオフセットされ、
前記第１トラック磁場発生コイル部は、２つのサブコイルを含み、各サブコイルは、少なくとも部分的に取り囲むことによって、対応するサブトラックと位置合わせされるサブ内部領域を画定し、コイル駆動信号に応えて、前記サブ内部領域内にサブトラック磁束変化を発生させ、
検知要素の前記第１のセットは、２つのサブセットを含み、各サブセットは、前記サブトラックの隣接する信号変調要素によって提供される前記サブトラック磁束変化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、請求項４に記載の電子式エンコーダ。
【請求項６】
前記２つのサブコイルは、それぞれ、前記２つのサブ内部領域の一方のサブ領域内に、第１の極性を有する前記サブトラック磁束変化を発生させ、前記２つのサブ内部領域の他方のサブ領域内に、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する前記サブトラック磁束変化を発生させるように構成され、
検知要素の前記第１のセットを形成する前記導電性受信ループそれぞれの少なくとも半分以上は、前記測定軸方向に垂直な方向に沿って、前記２つのサブ内部領域に亘り、前記２つのサブ内部領域内に同じ検知ループ極性を提供する、請求項５に記載の電子式エンコーダ。
【請求項７】
前記２つのサブコイルは、それぞれ、前記２つのサブ内部領域の一方のサブ領域内に、第１の極性を有する前記サブトラック磁束変化を発生させ、前記２つのサブ内部領域の他方のサブ領域内に、前記第１の極性と同じ第２の極性を有する前記サブトラック磁束変化を発生させるように構成され、
検知要素の前記第１のセットを形成する前記導電性受信ループそれぞれの少なくとも半分以上は、前記測定軸方向に垂直な方向に沿って、前記２つのサブ内部領域に亘り、前記２つのサブ内部領域内に相反する検知ループ極性を提供するように前記導電性受信ループの導電性トレースの交差又はツイストを含む、請求項５に記載の電子式エンコーダ。
【請求項８】
検知要素の前記第１のセットを形成する前記導電性受信ループの少なくとも半分以上について、前記導電性受信ループの前記導電性トレースの前記交差又はツイストは、前記２つのサブ内部領域間の領域内に位置付けられる、請求項７に記載の電子式エンコーダ。
【請求項９】
前記第１トラック磁場発生コイル部及び前記第２トラック磁場発生コイル部は、それぞれ、前記第１の内部領域を少なくとも部分的に取り囲む単一の巻回及び前記第２の内部領域を少なくとも部分的に取り囲む単一の巻回を含む、請求項１に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１０】
各導電性受信ループの少なくとも半分以上は、前記測定軸方向に垂直な方向に沿って、対応する内部領域に亘る公称検知要素幅寸法を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１１】
前記公称検知要素幅寸法は、前記測定軸方向に垂直な前記方向に沿って、前記対応する内部領域に亘る寸法よりも大きく、
前記導電性受信ループの少なくとも半分以上は、対応する磁場発生コイル部に重なる、請求項１０に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１２】
前記第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる各交差セグメントは、前記測定軸方向に垂直に方向付けられる直線セグメントである、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子式エンコーダ。
【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、移動及び／又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及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。磁気式及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が、完璧にそうあるわけではない。
【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及び特許文献３は、信号生成及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及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及び特許文献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及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及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。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】
【特許文献１】米国特許第６０１１３８９号明細書
【特許文献２】米国特許第５９７３４９４号明細書
【特許文献３】米国特許第６００２２５０号明細書
【特許文献４】米国特許第５８８６５１９号明細書
【特許文献５】米国特許第５８４１２７４号明細書
【特許文献６】米国特許第５８９４６７８号明細書
【特許文献７】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、位置ずれ及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。改良された組み合わ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】
測定軸方向に沿って２つの要素の相対的位置を測定するために使用可能である電子式エンコーダが提供される。様々な実施態様において、電子式エンコーダは、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、少なくとも、測定軸方向に沿って配置される第１のパターントラック及び第２のパターントラックを含む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、測定軸方向に沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素を含む。
【０００８】
検出部は、第１のパターントラック及び第２のパターントラックに近接して取り付けられ、第１のパターントラック及び第２の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】
様々な実施態様において、検出部は、多層プリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、また、ＰＣＢ上に設けられた磁場発生コイル部（送信器）及び複数の検知要素（受信器）を含む。磁場発生コイル部は、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第１のパターントラックと位置合わせされる第１の内部領域を画定し、コイル駆動信号に応えて、第１の内部領域内に第１トラック磁束変化を発生させる第１トラック磁場発生コイル部を含む。磁場発生コイル部はまた、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第２のパターントラックと位置合わせされる第２の内部領域を画定し、コイル駆動信号に応えて、第２の内部領域内に第２トラック磁束変化を発生させる第２トラック磁場発生コイル部を含む。
【００１０】
検出部は、測定軸方向に沿って配置されるそれぞれの導電性受信ループを含み、第１の内部領域及び第２の内部領域と位置合わせされた状態でＰＣＢ上に設けられた複数の検知要素（受信器）を含む。複数の検知要素は、第１のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される第１トラック磁束変化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検知要素の第１のセットと、第２のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される第２トラック磁束変化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検知要素の第２のセットとを含む。
【００１１】
信号処理部は、磁場発生コイル部用の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、検出部から入力される検出信号に基づいて、検出部とスケールとの相対的位置を決定する。
【００１２】
様々な実施態様では、スケールの第１のパターントラックは、測定軸方向に沿って、波長λ１で周期的に配置される信号変調要素を含み、スケールの第２のパターントラックは、測定軸方向に沿って、波長λ２で周期的に配置される信号変調要素を含む。（第１のパターントラックに対応する）検知要素の第１のセットは、第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる交差セグメントを含む接続線を介して、信号処理部に接続される。検知要素の第１のセットは、第１の空間位相接続線を介して信号処理部に接続される検知要素の第１の空間位相サブセット、及び、第２の空間位相接続線を介して信号処理部に接続される検知要素の第２の空間位相サブセットを含む。第１の空間位相接続線は、第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる第１の空間位相交差セグメントをそれぞれ含む少なくとも２つの接続線を含む。第２の空間位相接続線は、第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なる第２の空間位相交差セグメントをそれぞれ含む少なくとも２つの接続線を含む。第１の空間位相交差セグメント及び第２の空間位相交差セグメントからなる第１の対は、距離Ｎ＊λ２だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数である。第１の空間位相交差セグメント及び第２の空間位相交差セグメントからなる第２の対は、距離Ｎ＊λ２だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数である。
【００１３】
発明者は、異なる波長（λ１、λ２、…）のパターントラックを複数使用する一部の電磁誘導式エンコーダでは、複数のパターントラックからの信号の相互結合による信号混入という欠点があることを見出した。理想的には、各パターントラックからの信号は、それ自身の波長（λ）による位相情報のみを含むべきである。しかし、波長λ１の第１のパターントラックからの信号は、しばしば、波長λ２の第２のパターントラックから信号を一部含む。このような信号の相互結合は、特にエンコーダの位置計算に誤差をもたらすので望ましくない。発明者は、相互結合問題の一部は、１つのパターントラックの受信線が、異なる波長を有する別のパターントラックを越えて渡る構成によって引き起こされていることを見出した。発明者は更に、波長λ１の第１のパターントラックの受信線の空間位相対、具体的には、λ２の異なる波長を有する第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なるそれらの空間位相交差セグメントを、測定軸方向に沿って、λ２の整数倍数の距離（＝Ｎ＊λ２）だけ離間された位置に配置することによって、信号の相互結合が大幅に低減され、これにより、エンコーダトランスデューサの性能全体が向上されることを見出した。このような受信線間隔は、これがなければ、第２の波長（λ２）の第２のパターントラックによって出現するコモンモード誤差を無効化する又は相殺することを容易にすると考えられ、これにより、第２のトラックパターンに亘って延在するか又は重なる第１の波長（λ１）の第１のトラックパターンからの受信線の空間位相対の交差セグメントにおける信号混入が低減される。
【００１４】
様々な実施形態において、第２のトラックパターンに亘って延在するか重なるそれぞれの第１の空間位相交差セグメント及び第２の空間位相交差セグメントは、測定軸方向に垂直に方向付けられる直線セグメントである。
【００１５】
実施形態の別の態様では、スケールは更に、測定軸方向に沿って配置される第３のパターントラックを含み、第１のパターントラックは、第２のパターントラックと第３のパターントラックとの間に配置される。磁場発生コイル部は更に、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第３のパターントラックと位置合わせされる第３の内部領域を画定し、コイル駆動信号に応えて、第３の内部領域内に第３トラック磁束変化を発生させる第３トラック磁場発生コイル部を含む。複数の検知要素は更に、第３のパターントラックの隣接する信号変調要素によって提供される第３トラック磁束変化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検知要素の第３のセットを含む。第３のパターントラックは、測定軸方向に沿って、波長λ３で周期的に配置される信号変調要素を含む。検知要素の第３のセットは、第３の空間位相接続線を介して検知要素の第２のセットに接続される検知要素の第１の空間位相サブセット、及び、第４の空間位相接続線を介して検知要素の第２のセットに接続される検知要素の第２の空間位相サブセットを含む。第３の空間位相接続線は、第１のパターントラックに亘って延在するか又は重なるそれぞれの第１の空間位相交差セグメントを含む少なくとも２つの接続線を含み、第４の空間位相接続線は、第１のパターントラックに亘って延在するか又は重なるそれぞれの第２の空間位相交差セグメントを含む少なくとも２つの接続線を含む。第１の空間位相交差セグメント及び第２の空間位相交差セグメントからなる第１の対が、距離Ｎ＊λ１だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数である。第１の空間位相交差セグメント及び第２の空間位相交差セグメントからなる第２の対が、距離Ｎ＊λ１だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、Ｎは整数である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、検出部及びスケールを含む電子式エンコーダを使用するハンドツールタイプのノギスの組立分解等角図である。
【図２】（ａ）は、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第１の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。（ｂ）は、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第１の例示的な実施態様及び信号変調互換スケールパターンを示す平面図である。
【図３】（ａ）は、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第２の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。（ｂ）は、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第２の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。
【図４】（ａ）は、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第３の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。（ｂ）は、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第３の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第４の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第４の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、電子式エンコーダに使用可能である検出部の第４の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターンを示す平面図である。
【図６】図６は、電子式エンコーダを含む測定システム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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、スケール１７０を含む略長方形の横断面の本尺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。様々な実施態様において、スケール１７０は、（例えば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及び１１０と、スライダアセンブリ１２０上の可動ジョー１１６及び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、及び、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。
【００１８】
ベース１４０上にはピックオフアセンブリ１６０が設けられている。このピックオフアセンブリ１６０は、読取ヘッド部１６４を保持している。読取ヘッド部１６４は、本実施態様では、磁場発生コイル部及び測定軸方向ＭＡに沿って配置された検知要素群（例えば集合的に磁場発生及び検知巻線部）を含む検出部１６７と、信号処理部（例えば制御回路）１６６とを搭載した多層プリント回路基板（ＰＣＢ）１６２を含んでいる。回路及び接続部の汚染を防止するように、弾性シール１６３が、カバー１３９とＰＣＢ１６２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。
【００１９】
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（及び／又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、電子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、磁場の変化を発生させることによって動作する渦電流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の信号変調要素の幾つかにおいて、エディカレントと知られる渦電流を誘導する。当然ながら、図１に示されるノギス１００は、小型サイズ、（例えば長い電池寿命のための）低電力動作、高分解能及び高精度測定、低価格、汚れに対するロバスト性等の比較的最適化された組み合わせを提供するように、長年にわたって進化してきた電子式エンコーダを通常実装する様々な応用のうちの１つである。これらの要素の何れかにおける小さい改良でも、非常に望ましいことであるが、特に、様々な応用における商業上の成功を達成するために課される設計上の制約を鑑みると、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、特に費用効果及び小型化の点で、これらの要素のうちの幾つかに改良を提供する。
【００２０】
図２（ａ）及び（ｂ）は、図１等に示される電子式エンコーダにおいて検出部１６７及び信号変調スケールパターン１８０として使用可能である第１の例示的な実施態様の平面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、部分的に具象的、部分的に概略的であるとみなされてよい。図２（ａ）における検出部１６７及び信号変調スケールパターン１８０の拡大部が、図２（ｂ）に示される。図２（ａ）及び（ｂ）では、以下に説明される様々な要素は、その形状又は外形によって表され、また、互いに重ね合わされて、特定の幾何学的関係を強調するように示される。当然ながら、以下の説明に基づいて当業者には明らかであるように、各種要素は、必要に応じて、様々な動作間隙及び／又は絶縁層を提供するように、Ｚ軸方向（図２（ａ）及び（ｂ）の紙面に向かう方向）位置がそれぞれ異なる平面に配置された異なる製造層上にあってよい。具体的には、例示的な実施形態によれば、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２は、ＰＣＢの１つ以上の送信銅層を使用して作成される導電性トレースを含み、波長λ１の第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０のセットを形成する導電性受信ループ及び波長λ２の第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’のセットを形成する導電性ループは、ＰＣＢの１つ以上の受信銅層を使用して作成される導電性トレースを含んでよい。
【００２１】
信号変調スケールパターン１８０の図示される部分は、第１のパターントラックＰＴ１及び第２のパターントラックＰＴ２を含み、各パターントラックは、破線の外形で示される信号変調要素ＳＭＥを含み、信号変調要素ＳＭＥは、（図１に示される）スケール１７０上に配置される。信号変調要素ＳＭＥは、測定軸方向ＭＡに沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される。第１のパターントラックＰＴ１では、信号変調要素ＳＭＥは、測定軸方向ＭＡに沿って波長λ１で周期的に配置される。第２のパターントラックＰＴ２では、信号変調要素ＳＭＥは、測定軸方向ＭＡに沿って波長λ２で周期的に配置される。図１において見られるように、当然ながら、信号変調スケールパターン１８０は、動作中、検出部１６７に対して移動する。
【００２２】
図２（ａ）及び（ｂ）の例では、信号変調スケールパターン１８０は、（例えばＸ軸方向に相当する）測定軸方向ＭＡに沿って周期的に配置される個別の信号変調要素ＳＭＥを含む。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１６７の検知要素ＳＥＮに生じる位置依存検出信号を提供するならば、個別の要素又は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。
【００２３】
様々な実施態様では、検出部１６７は、第１のパターントラックＰＴ１及び第２のパターントラックＰＴ２に近接して取り付けられ、第１のパターントラックＰＴ１及び第２のパターントラックＰＴ２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。検出部１６７は、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２を含む磁場発生部を含む。第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１は、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第１のパターントラックＰＴ１と位置合わせされた第１の内部領域ＩＮＴ１を画定し、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１に供給されるコイル駆動信号に応えて、第１の内部領域ＩＮＴ１内に第１トラック磁束変化を発生させる。第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２は、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第２のパターントラックＰＴ２と位置合わせされた第２の内部領域ＩＮＴ２を画定し、第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２に供給されるコイル駆動信号に応えて、第２の内部領域ＩＮＴ２内に第２トラック磁束変化を発生させる。
【００２４】
様々な実施態様において、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２は、対応する内部領域ＩＮＴ１及びＩＮＴ２を取り囲む単一の巻回を含んでよい。幾つかの実施形態では、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２は、第１の内部領域ＩＮＴ１及び第２の内部領域ＩＮＴ２の両方を画定する単一のループの一部である。
【００２５】
様々な検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０及びＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２は、基板（例えば図１のＰＣＢ１６２）上に設けることができる。様々な実施態様では、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２は、（例えばＰＣＢの異なる層内に配置されるため）検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０及びＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’の対応するセットから絶縁されている。
【００２６】
複数の検知要素ＳＥＮは、当業者には理解されるように、様々な実施形態において、多種多様の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取りうる。図２（ａ）及び（ｂ）は、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２にそれぞれ対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０及びＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’の２つの代表セットを示す。この特定の実施形態における検知要素ＳＥＮは、直列に接続される第１の空間位相サブセットＳＥＮ１〜ＳＥＮ１０（又はＳＥＮ１’〜ＳＥＮ１０’）及び直接に接続される第２の空間位相サブセットＳＥＮ１１〜２０（又はＳＥＮ１１’〜ＳＥＮ２０’）内に配置される導電性受信ループ（或いは、検知ループ要素、検知コイル要素又は検知巻線要素とも呼ばれる）を含む。
【００２７】
第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第１のセットは、第１のパターントラックＰＴ１の隣接する信号変調要素によって提供される第１トラック磁束変化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。第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’の第２のセットは、第２のパターントラックＰＴ２の隣接する信号変調要素によって提供される第２トラック磁束変化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。この実施形態では、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第１のセット及び第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’の第２のセットのそれぞれにおいて、隣接するループ要素は、相対する巻線極性を有するように、既知の方法に従って、フィードスルーによって接続されるＰＣＢの様々な層上の導体の構成によって接続される。つまり、第１のループが、正の極性の検出信号寄与を有する磁場の変化に反応する場合、隣接するループは、負の極性の検出信号寄与で反応する。この特定の実施形態では、検知要素は、それらの検出信号又は信号寄与が合計され、「合計」検出信号が、検出信号出力接続部ＳＤＳ１〜ＳＤＳ８において、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第１のセット及び第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮ１’〜ＳＥＮ２０’の第２のセットから信号処理部（図示せず）へと出力されるように、直列に接続される。信号処理部（例えば図１の信号処理部１６６又は以下に説明される図６の信号処理部７６６等）は、検出部１６７に動作可能に接続され、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１及び第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２にコイル駆動信号を提供し、（検出信号出力接続部ＳＤＳ１〜ＳＤＳ８を介して）検出部１６７から入力される検出信号に基づいて、検出部１６７とスケール１７０との相対的位置を決定するように構成される。
【００２８】
当然ながら、本明細書において説明される検知要素の構成は、例示に過ぎず、限定ではない。一例として、個々の検知要素ループは、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、様々な既知の検知要素構成が、様々な既知の信号変調スケールパターン及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。
【００２９】
上記のように、第１のパターントラックＰＴ１において、信号変調要素ＳＭＥは、測定軸方向ＭＡに沿って波長λ１で周期的に配置され、第２のパターントラックＰＴ２において、信号変調要素ＳＭＥは、測定軸方向ＭＡに沿って波長λ２で周期的に配置される。図２（ｂ）に最も良く示されるように、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第１のセットは、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なる交差セグメントを含む接続線を介して、信号処理部に接続されている。第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第１のセットは、第１の空間位相接続線を介して、信号処理部に接続されている検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ１０の第１の空間位相サブセットと、第２の空間位相接続線を介して、信号処理部に接続されている検知要素ＳＥＮ１１〜ＳＥＮ２０の第２の空間位相サブセットとを含む。第１の空間位相接続線は、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１を含む少なくとも２つの接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂを含む。第２の空間位相接続線は、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２を含む少なくとも２つの接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂを含む。（ＣＯＮ１Ａに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ａに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第１の対が、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、（ＣＯＮ１Ｂに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ｂに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第２の対が、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間される。
【００３０】
様々な実施態様において、信号処理部は、第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第１の対間、並びに、第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第２の対間の任意のコモンモード信号結合を取り去るために、検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ１０の第１の空間位相サブセットによって提供される信号と、検知要素ＳＥＮ１１〜ＳＥＮ２０の第２の空間位相サブセットによって提供される信号との差を決定するように構成されてよい。
【００３１】
様々な実施態様において、検知要素ＳＥＮを形成する各導電性受信ループの少なくとも半分以上は、図２（ｂ）に示されるように、測定軸方向ＭＡに垂直な方向に沿って、対応する内部領域ＩＮＴに亘る公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤを有する。様々な実施態様において、検知要素ＳＥＮの公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤは、（以下に説明される図５Ｂに示されるように）測定軸方向ＭＡに垂直な方向に沿って、対応する内部領域ＩＮＴに亘る寸法よりも大きくてよく、検知要素ＳＥＮの少なくとも半分以上が、こちらも以下に説明される図５Ｂに示されるように、対応する磁場発生コイル部ＦＧＣに重なってよい。
【００３２】
図２（ｂ）に示されるように、様々な実施態様では、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在する又は重なる各交差セグメントＣＲＳ１及びＣＲＳ２は、測定軸方向ＭＡに垂直に方向付けられる直線セグメントである。
【００３３】
波長λ１の第１のパターントラックの受信線の空間位相対、具体的には、λ２の異なる波長を有する第２のパターントラックに亘って延在するか又は重なるそれらの交差セグメントを、λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２）だけ離間された位置に配置することは、異なる波長を有する異なるパターントラック間の信号の相互結合を大幅に低減することが見出され、これにより、エンコーダトランスデューサの性能全体が向上される。
【００３４】
図１に関して上記されたように、様々な実施態様において、検出部１６７は、様々なタイプの測定器（例えばノギス、マイクロメータ、ゲージ、リニアスケール等）内に含まれてよい。例えば検出部１６７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はり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、はり部材に移動可動に取り付けられ、Ｘ軸方向及び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。
【００３５】
図３（ａ）及び（ｂ）は、図１等に示される電子式エンコーダにおける、検出部１６７として使用可能である検出部２６７の第２の例示的な実施態様及び信号変調スケールパターン１８０を示す平面図である。検出部２６７は、図２（ａ）及び（ｂ）の検出部１６７と同様の特徴及びコンポーネントを有し、以下に明記される点を除き、同様に動作すると理解されてよく、また、本明細書に開示される様々な設計原理を満たすように構成されている。図３（ａ）における検出部２６７及び信号変調スケールパターン１８０の拡大部が、図３（ｂ）に示される。
【００３６】
図２（ａ）の実施形態と同様に、図３（ａ）に示される実施形態は、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１に対応する波長λ１を有する第１のパターントラックＰＴ１と、第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２に対応する波長λ２を有する第２のパターントラックＰＴ２とを含む。（ＣＯＮ１Ａに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ａに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第１の対は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ離、測定軸方向に沿って互いに離間され、（ＣＯＮ１Ｂに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ｂに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第２の対は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間される。図３（ａ）の検出部２６７は更に、測定軸方向ＭＡに沿って配置され、測定軸方向ＭＡに沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素ＳＭＥを含む第３のパターントラックＰＴ３を含む。図示されるように、第１のパターントラックＰＴ１は、第２のパターントラックＰＴ２と第３のパターントラックＰＴ３との間に配置（間置）される。
【００３７】
検出部２６７は、第１のパターントラックＰＴ１、第２のパターントラックＰＴ２及び第３のパターントラックＰＴ３に近接して取り付けられ、また、第１のパターントラックＰＴ１、第２のパターントラックＰＴ２及び第３のパターントラックＰＴ３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。磁場発生コイル部は更に、第３トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ３を含み、第３トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ３は、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第３のパターントラックＰＴ３と位置合わせされる第３の内側領域ＩＮＴ３を画定し、第３トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ３に供給されるコイル駆動信号に応えて、第３の内部領域ＩＮＴ３内に第３トラック磁束変化を発生させる。複数の検知要素ＳＥＮは更に、第３のパターントラックＰＴ３の隣接する信号変調要素ＳＭＥによって提供される第３トラック磁束変化の局所的影響に応じた検出信号（検出信号出力接続部ＳＤＳ９〜ＳＤＳ１２において出力される）を提供するように構成される検知要素の第３のセットを含む。第３のパターントラックＰＴ３は、測定軸方向ＭＡに沿って波長λ３で周期的に配置される信号変調要素ＳＭＥを含み、検知要素の第３のセットは、検出信号出力接続部ＳＤＳ９〜ＳＤＳ１２に結合される接続線を介して、信号処理部（図示せず）に接続される。第３のパターントラックＰＴ３の波長λ３は、第１のパターントラックＰＴ１の波長λ１と同じであっても異なっていてもよい。このような実施態様では、ヨー誤差が低減されうる。第３のパターントラックＰＴ３の波長λ３は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２と同じであっても異なっていてもよい。
【００３８】
図４（ａ）及び（ｂ）は、図１等に示される電子式エンコーダにおいて使用可能である検出部３６７の第３の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターン１８０を示す平面図である。検出部３６７は、図２乃至図３の検出部１６７及び２６７と同様の特徴及びコンポーネントを有し、以下に明記される点を除き、同様に動作すると理解されてよく、また、本明細書に開示される様々な設計原理を満たすように構成されている。図４（ａ）における検出部３６７及び信号変調スケールパターン１８０の拡大部が、図４（ｂ）に示される。前述同様に、当然ながら、各種要素は、必要に応じて、様々な動作間隙及び／又は絶縁層を提供するように、Ｚ軸方向位置がそれぞれ異なる平面に配置された異なる製造層上にあってよい。
【００３９】
上記実施形態と同様に、図４（ａ）に示される実施形態は、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１に対応する波長λ１を有する第１のパターントラックＰＴ１と、第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２に対応する波長λ２を有する第２のパターントラックＰＴ２とを含む。更に、上記実施形態と同様に、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素の第１のセットは、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なる交差セグメントを含む接続線を介して、信号処理部に接続される。第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素の第１のセットは、第１の空間位相接続線を介して信号処理部に接続される検知要素の第１の空間位相サブセットと、第２の空間位相接続線を介して信号処理部に接続される検知要素の第２の空間位相サブセットとを含む。第１の空間位相接続線は、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１を含む少なくとも２つの接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂを含む。第２の空間位相接続線は、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２を含む少なくとも２つの接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂを含む。（ＣＯＮ１Ａに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ａに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第１の対は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、（ＣＯＮ１Ｂに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ｂに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第２の対は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間される。
【００４０】
しかし、上記検出部１６７及び２６７とは異なり、検出部３６７では、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮの第１のセットは更に、第３の接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂを介して、信号処理部に接続される検知要素の第３の空間位相サブセットを含む。第３の接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂは、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの交差セグメントＣＲＳ３を含む。（ＣＯＮ２Ａに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２及び（ＣＯＮ３Ａに対応する）第３の空間位相交差セグメントＣＲＳ３からなる第１の対が、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、（ＣＯＮ２Ｂに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２及び（ＣＯＮ３Ｂに対応する）第３の空間位相交差セグメントＣＲＳ３からなる第２の対が、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間される。
【００４１】
したがって、この実施形態では、第１の空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂ、第２の空間位相接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂ、及び、第３の空間位相接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂは、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離だけ離間された位置に配置されている。このような構成は、例えば第１の空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂが０°位相の受信線に対応し、第２の空間位相接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂが１２０°位相の受信線に対応し、第３の空間位相接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂが２４０°位相の受信線に対応する３相（３チャネル）エンコーダにおいて適用されてよい。当然ながら、図４（ａ）及び（ｂ）では、第１の空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂは、ＰＣＢの異なる層上に積み重ねられるものとして理解されうる一方で、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される第１の空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂは、互いに隣接するものとして示されている。同様に、図４（ａ）及び（ｂ）では、第２の空間位相接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂ並びに第３の空間位相接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂは、積み重ねられるものとして示されている。
【００４２】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、図１等の電子式エンコーダにおいて使用可能である検出部４６７の第４の例示的な実施態様及び互換信号変調スケールパターン１８０を示す平面図である。検出部４６７は、図２乃至図４の検出部１６７、２６７及び３６７と同様の特徴及びコンポーネントを有し、以下に明記される点を除き、同様に動作すると理解されてよく、また、本明細書に開示される様々な設計原理を満たすように構成されている。当然ながら、各種要素は、必要に応じて、様々な動作間隙及び／又は絶縁層を提供するように、Ｚ軸方向位置がそれぞれ異なる平面に配置された異なる製造層上にあってよい。
【００４３】
上記実施形態と同様に、図５Ａに示される実施形態は、第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１に対応する波長λ１を有する第１のパターントラックＰＴ１と、第２トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ２に対応する波長λ２を有する第２のパターントラックＰＴ２とを含む。更に、上記実施形態と同様に、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の第１のセットは、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なる交差セグメントを含む接続線を介して、信号処理部に接続される。第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の第１のセットは、第１の空間位相接続線を介して信号処理部に接続される検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ１２の第１の空間位相サブセットと、第２の空間位相接続線を介して信号処理部に接続される検知要素ＳＥＮ１３〜ＳＥＮ２４の第２の空間位相サブセットとを含む。第１の空間位相接続線は、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１を含む少なくとも２つの接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂを含む。第２の空間位相接続線は、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２を含む少なくとも２つの接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂを含む。（ＣＯＮ１Ａに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ａに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第１の対は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、（ＣＯＮ１Ｂに対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ１及び（ＣＯＮ２Ｂに対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ２からなる第２の対は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間される。
【００４４】
検出部４６７は更に、測定軸方向ＭＡに沿って配置され、測定軸方向に沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素ＳＭＥを含む第３のパターントラックＰＴ３を含む。第１のパターントラックＰＴ１は、第２のパターントラックＰＴ２と第３のパターントラックＰＴ３との間に配置される。様々な例示的な実施形態では、第３のパターントラックＰＴ３の信号変調要素ＳＭＥは、第２のパターントラックＰＴ２と同じ波長λ２である波長λ２で周期的に配置される。
【００４５】
磁場発生コイル部は更に、少なくとも部分的に取り囲むことによって、第３のパターントラックＰＴ３と位置合わせされた第３の内部領域ＩＮＴ３を画定し、第３トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ３に供給されるコイル駆動信号に応えて、第３の内部領域ＩＮＴ３内に第３トラック磁束変化を発生させる第３トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ３を含む。
【００４６】
検出部４６７は更に、第３のパターントラックＰＴ３の隣接する信号変調要素ＳＭＥによって提供される第３トラック磁束変化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検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第３のセットを含む。検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２０の第３のセットは、第１のパターントラックＰＴ１に亘って延在するか又は重なる交差セグメントＣＲＳ３及びＣＲＳ４を含む空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ’、ＣＯＮ１Ｂ’、ＣＯＮ２Ａ’及びＣＯＮ２Ｂ’を介して、第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮの第２のセットに接続される。空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ’、ＣＯＮ１Ｂ’、ＣＯＮ２Ａ’及びＣＯＮ２Ｂ’のこれらの各交差セグメントＣＲＳ３及びＣＲＳ４は、測定軸方向ＭＡに沿って、第１のパターントラックＰＴ１の波長λ１の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ１、Ｎは整数）だけ離間された位置に配置される。
【００４７】
具体的には、第３のパターントラックＰＴ３に対応する検知要素ＳＥＮの第３のセットは、検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ１０の第１の空間位相サブセットを含む。検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ１０の第１の空間位相サブセットは、第３の空間位相接続線を介して、第２のパターントラックＴＰ２に対応する検知要素ＳＥＮの第２のセットに接続される。第３の空間位相接続線は、少なくとも２つの接続線ＣＯＮ１Ａ’及びＣＯＮ１Ｂ’を含み、接続線ＣＯＮ１Ａ’及びＣＯＮ１Ｂ’は、第１のパターントラックＰＴ１に亘って延在するか又は重なるそれぞれの交差セグメントＣＲＳ３を含む。また、検知要素ＳＥＮの第３のセットは、検知要素ＳＥＮ１１〜ＳＥＮ２０の第２の空間位相サブセットを含む。検知要素ＳＥＮ１１〜ＳＥＮ２０の第２の空間位相サブセットは、第４の空間位相接続線を介して、第２のパターントラックＴＰ２に対応する検知要素ＳＥＮの第２のセットに接続される。第４の空間位相接続線は、少なくとも２つの接続線ＣＯＮ２Ａ’及びＣＯＮ２Ｂ’を含み、接続線ＣＯＮ２Ａ’及びＣＯＮ２Ｂ’は、第１のパターントラックＰＴ１に亘って延在するか又は重なるそれぞれの交差セグメントＣＲＳ４を含む。（ＣＯＮ１Ａ’に対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ３及び（ＣＯＮ２Ａ’に対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ４からなる第１の対は、第１のパターントラックＰＴ１の波長λ１の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ１、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間され、（ＣＯＮ１Ｂ’に対応する）第１の空間位相交差セグメントＣＲＳ３及び（ＣＯＮ２Ｂ’に対応する）第２の空間位相交差セグメントＣＲＳ４からなる第２の対は、第１のパターントラックＰＴ１の波長λ１の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ１、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間される。
【００４８】
図示される実施形態では、（ＣＯＮ１Ａ’及びＣＯＮ１Ｂ’を介して）第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮの第２のセットが接続されている、第３のパターントラックＰＴ３に対応する検知要素ＳＥＮの第３のセットの第１の空間位相サブセットＳＥＮ１〜ＳＥＮ１０は、検出信号出力接続部ＳＤＳ５及びＳＤＳ６を介して、信号処理部に接続されている。また、（ＣＯＮ２Ａ’及びＣＯＮ２Ｂ’を介して）第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮの第２のセットが接続されている、第３のパターントラックＰＴ３に対応する検知要素ＳＥＮの第３のセットの第２の空間位相サブセットＳＥＮ１１〜ＳＥＮ２０は、検出信号出力接続部ＳＤＳ７及びＳＤＳ８を介して、信号処理部に接続されている。
【００４９】
このような検出部４６７は、第１のパターントラックＰＴ１、第２のパターントラックＰＴ２及び第３のパターントラックＰＴ３に近接して取り付けられ、また、第１のパターントラックＰＴ１、第２のパターントラックＰＴ２及び第３のパターントラックＰＴ３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。
【００５０】
幾つかの実施態様では、図５Ａに説明されるようなエンコーダは、直交エンコーダとして構成されてよい。具体的には、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮの第１のセットは更に、検知要素ＳＥＮの第３の空間位相サブセット（図示せず）を含む。この検知要素ＳＥＮの第３の空間位相サブセットは、接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂの第３の対を少なくとも含む接続線を介して、信号処理部に接続される。接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂは、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの交差セグメントＣＲＳ３を含み、それぞれの交差セグメントＣＲＳ３は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間した位置に配置される。また、第１のパターントラックＰＴ１に対応する検知要素ＳＥＮの第１のセットは更に、検知要素ＳＥＮの第４の空間位相サブセット（図示せず）を含む。この検知要素ＳＥＮの第４の空間位相サブセットは、接続線ＣＯＮ４Ａ及びＣＯＮ４Ｂの第４の対を少なくとも含む接続線を介して、信号処理部に接続される。接続線ＣＯＮ４Ａ及びＣＯＮ４Ｂは、第２のパターントラックＰＴ２に亘って延在するか又は重なるそれぞれの交差セグメントＣＲＳ４を含み、それぞれの交差セグメントＣＲＳ４は、第２のパターントラックＰＴ２の波長λ２の整数倍数である距離（＝Ｎ＊λ２、Ｎは整数）だけ、測定軸方向に沿って互いに離間した位置に配置される。
【００５１】
例えば第１の空間位相接続線ＣＯＮ１Ａ及びＣＯＮ１Ｂは、直交エンコーダの０°位相の受信線に対応し、第２の空間位相接続線ＣＯＮ２Ａ及びＣＯＮ２Ｂは、１８０°位相の受信線に対応し、第３の空間位相接続線ＣＯＮ３Ａ及びＣＯＮ３Ｂは、９０°位相の受信線に対応し、第４の空間位相接続線ＣＯＮ４Ａ及びＣＯＮ４Ｂは、２７０°位相の受信線に対応してよい。同様に、第２のパターントラックＰＴ２に対応する検知要素ＳＥＮの第２のセットは更に、検知要素の第１のセットと類似したやり方で配置される検知要素ＳＥＮの第３の空間位相サブセット及び検知要素ＳＥＮの第４の空間位相サブセットを含んでよい。
【００５２】
図５Ａに示されるように、様々な実施態様において、第１のパターントラックＰＴ１は、２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂを含んでよく、各サブトラックは、測定軸方向ＭＡに沿った位置の周期関数として変化する空間変化特性を提供するように配置される信号変調要素ＳＭＥを含む。様々な実施態様において、２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂの両方における信号変調要素ＳＭＥは、波長λ１で周期的に配置され、また、更なる様々な実施態様において、同じ信号変調要素ＳＥＭを使用して、２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂの両方が形成される。図示される実施形態における２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂは、測定軸方向ＭＡに沿って、約１／２＊λ１の公称スケールトラックオフセットＯＦＦだけ互いに対してオフセットにされる。
【００５３】
第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１は、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂを含み、各サブコイルは、少なくとも部分的に取り囲むことによって、対応するサブトラックＰＴ１Ａ又はＰＴ１Ｂと位置合わせされるサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ又はＩＮＴ１Ｂを画定し、各サブコイルは、コイル駆動信号に応えて、サブ内部領域内にサブトラック磁束変化を発生させる。
【００５４】
検知要素ＳＥＮの第１のセットは、２つのサブセットを含み、各サブセットは、サブトラックＰＴ１Ａ又はＰＴ１Ｂの隣接する信号変調要素によって提供されるサブトラック磁束変化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。
【００５５】
図５Ｂは、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂの１つの構成を示し、各サブコイルは、λ１の波長を共に有する２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂに配置される信号変調要素ＳＥＭと共に使用される検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４のサブセットに対応する。図５Ｂに示される構成は、図５Ａの第１のパターントラックＰＴ１と、検出部４６７の対応する部分とを形成するように使用されてよい。図５Ｂの下部に、当該構成の拡大部が示される。具体的には、第１のパターントラックＰＴ１は、２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂを含み、各サブトラックは、波長λ１で周期的に配置される信号変調要素ＳＥＭを含む。様々な実施形態において、同じ信号変調要素ＳＭＥを使用して、２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂそれぞれを形成することができる。第１のパターントラックＰＴ１の２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂは、約１／２＊λ１の公称スケールトラックオフセットＯＦＦだけ、測定軸方向ＭＡに沿って、互いに対してオフセットにされる。第１トラック磁場発生コイル部ＦＧＣ１は、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂを含み、各サブコイルは、少なくとも部分的に取り囲むことによって、対応するサブトラックＰＴ１Ａ又はＰＴ１Ｂと位置合わせされるサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ又はＩＮＴ１Ｂを画定し、各サブコイルは、コイル駆動信号に応えて、サブ内部領域ＩＮＴ１Ａ又はＩＮＴ１Ｂ内にサブトラック磁束変化を発生させる。図示される実施形態では、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂは、それぞれ、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又は図６の信号処理部７６６等）からサブコイルＦＧＣ１Ｂに提供する第１の接続部ＣＰ１、及び、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又は図６の信号処理部７６６等）からサブコイルＦＧＣ１Ａに提供する第２の接続部ＣＰ２を含む。第１の接続部ＣＰ１及び第２の接続部ＣＰ２は、プリント回路基板フィードスルー等を介して、信号処理部に接続されてよい。検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の第１のセットは、（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ＰＣＢ１６２）上に設けられる。検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の第１のセットは、２つのサブセットＳＥＮ−Ａ及びＳＥＮ−Ｂ（図５Ｂの下部における拡大部を参照）を含み、各サブセットは、対応するサブトラックＰＴ１Ａ又はＰＴ１Ｂの隣接する信号変調要素によって提供されるサブトラック磁束変化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。図５Ｂの例では、（検知要素ＳＥＮの２つのサブセットの組み合わせである）検知要素ＳＥＮそれぞれは、Ｙ軸方向に沿って、全体内部領域幅ＯＩＡＷＤを有する（図５Ｂにおける２つのサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及びＩＮＴ１Ｂの組み合わせである）対応する内部領域ＩＮＴ１に少なくとも亘る公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤを有する。
【００５６】
様々な実施態様では、図５Ｂ（及び以下に説明される図５Ｃ）に示されるように、（例えば第１の方向における電流を生成するように、第１の極性の磁束変化に応じた）第１の検知ループ極性を提供するように構成された導電性受信ループ（ＳＥＮ）と、第１の検知ループ極性とは反対の（例えば同じ方向における電流を生成するように、第１の極性とは反対の磁束変化に応じた）第２の検知ループ極性を提供するように構成された導電性受信ループ（ＳＥＮ）とが、Ｘ軸方向に沿って交互に配置される。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、既知の方法に従って、検出部の図示される検知要素ＳＥＮから（及び、既知の原理に従って、他の空間位相位置に提供されている図示されない他の検知要素ＳＥＮ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決定することができる。
【００５７】
図５Ｂにおける電流の流れの矢印によって示されるように、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂは、それぞれ、サブ内部領域ＩＮＴ１Ａ内に第１の極性を有するサブトラック磁束変化を発生させ、サブ内部領域ＩＮＴ１Ｂ内に第１の極性とは反対の第２の極性を有するサブトラック磁束変化を発生させるように構成される。検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の第１のセットを形成する導電性受信ループそれぞれは、その少なくとも半分以上が、測定軸方向ＭＡに垂直な方向に沿って、２つのサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及びＩＮＴ１Ｂに亘り、２つのサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及びＩＮＴ１Ｂ内に同じ検知ループ極性を提供する。
【００５８】
第１のサブ内部領域ＩＮＴ１Ａにおける発生磁束の極性は、第２のサブ内部領域ＩＮＴ１Ｂにおける発生磁束の極性とは反対であるので、これは、第１のサブトラックＰＴ１Ａ及び第２のサブトラックＰＴ１Ｂ内で約λ１／２のスケールトラックオフセットＯＦＦを有する信号変調要素ＳＭＥと相互作用して、各検知要素ＳＥＮにおいて、強化信号寄与が生成される。したがって、図５Ｂの構成は、上記実施態様と比べて、よりロバストな信号精度及び／又は信号強度を提供する点に関して、追加の利点を提供する。
【００５９】
図５Ｃは、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂの別の構成の平面図である。各サブコイルは、λ１の波長を共に有する２つのサブトラックＰＴ１Ａ及びＰＴ１Ｂに配置される信号変調要素ＳＥＭと共に使用される検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４のサブセットに対応する。図５Ｂに示される構成と同様に、図５Ｃに示される構成は、図５Ａの第１のパターントラックＰＴ１と、検出部４６７の対応する部分とを形成するように使用されてよい。この構成は、図５Ｂに示される上記構成と同様の特徴及びコンポーネントを有し、以下に明記される点を除き、同様に動作すると理解されてよい。
【００６０】
具体的には、図５Ｃにおける電流の流れの矢印によって示されるように、２つのサブコイルＦＧＣ１Ａ及びＦＧＣ１Ｂは、それぞれ、サブ内部領域ＩＮＴ１Ａ内に第１の極性を有するサブトラック磁束変化を発生させ、サブ内部領域ＩＮＴ１Ｂ内に第１の極性と同じである第２の極性を有するサブトラック磁束変化を発生させるように構成される。図５Ｂからのこの相違点に関連し、図５Ｃにおける検知要素ＳＥＮを形成する導電性受信ループそれぞれは、第１のサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及び第２のサブ内部領域ＩＮＴ１Ｂ内に、相反する検知ループ極性を提供するように、それらの導電性トレースの交差又はツイストＴＷＳを含む。具体的には、検知要素ＳＥＮの第１のセットを形成する導電性受信ループそれぞれは、測定軸方向ＭＡに垂直な方向の少なくともその半分以上が、公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤを有するように、測定軸方向ＭＡに垂直な方向に沿って、２つのサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及びＩＮＴ１Ｂに亘り、また、２つのサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及びＩＮＴ１Ｂ内に、相反する検知ループ極性を提供するように、それらの導電性トレースの交差又はツイストＴＷＳを含む。様々な実施態様において、検知要素ＳＥＮの第１のセットを形成する導電性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又はツイストＴＷＳは、不所望の信号外乱を生じさせないように、２つのサブ内部領域ＩＮＴ１Ａ及びＩＮＴ１Ｂの間の「非アクティブ」中心領域内又は上に位置付けられる。
【００６１】
図５Ｃに示されるように、検知要素ＳＥＮの導電性受信ループは、（例えば図５Ｃの下部に拡大図で示される１つの例示的な検知ループ導体図及び関連の電流の流れの矢印によって概略的に示されるように）Ｘ軸方向に沿って、相反する極性を有する検知ループ極性が交互に配置されるように構成される。
【００６２】
上記説明によれば、第１のサブ内部領域ＩＮＴ１Ａにおける発生磁束の極性は、第２のサブ内部領域ＩＮＴ１Ｂにおける発生磁束の極性と同じであるので、これは、第１のサブトラックＰＴ１Ａ及び第２のサブトラックＰＴ１Ｂ内で約λ１／２のスケールトラックオフセットＯＦＦを有する信号変調要素ＳＭＥと相互作用して、「ツイストした」検知要素ＳＥＮのそれぞれにおいて、強化信号寄与が生成される。
【００６３】
図５Ｂ及び図５Ｃを参照して上記されたものと同様の磁場発生極性及び検知要素極性と組み合わせて使用される２トラック信号変調スケールパターンは、米国特許第７９０６９５８号特許において、詳細な作成又はレイアウトの配慮点に言及することなく開示されたように、単一トラック信号変調スケールパターン構成において生じうる特定の信号オフセット成分を低減又は排除するのに役立ちうる。
【００６４】
図６は、電子式エンコーダ７１０を含む測定システム７００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６の幾つかの番号が付けられたコンポーネント７ＸＸ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、及び／又は、同様の動作を有してよい。電子式エンコーダ７１０は、信号処理部７６６と、合わされるとトランスデューサを形成するスケール７７０及び検出部７６７とを含む。様々な実施態様では、検出部７６７は、図２乃至図５Ｃに関して説明された構成の何れか又は他の構成を含んでよい。測定システム７００は更に、ディスプレイ７３８及びユーザによって操作可能なスイッチ７３４、７３６といったユーザインターフェースを含み、また、電源７６５を追加的に含んでもよい。様々な実施態様では、外部データインターフェース７３２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７６６（又は信号処理及び制御回路）に結合される。信号処理部７６６は、検出部７６７から入力される検出信号に基づいて、スケール７７０に対する検出部７６７の検知要素の位置を決定する。
【００６５】
様々な実施態様において、図６の信号処理部７６６（及び／又は図１の信号処理部１６６）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又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又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）等又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、又は、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又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又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又はデバイスにわたって分散され、有線又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。
【００６６】
本開示の好適な実施態様が図示及び説明されたが、本開示に基づけば当業者には、図示及び説明された特徴の配置及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。本明細書に開示される原理を実現するために、様々な代替形態が使用されてもよい。
【００６７】
一例として、当然ながら、信号変調要素ＳＭＥは、様々な実施態様において、ループ要素若しくはプレート要素、又は、材料特性変化を含んでよい。別の例として、当然ながら、本明細書に開示される様々な特徴及び原理は、回転式エンコーダに適用されてもよく、その場合、円形測定軸方向及び半径方向が、上記説明において言及されるＸ軸方向及びＹ軸方向と同様となる。
【００６８】
上記様々な実施態様及び特徴は、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。本明細書において参照されたすべての米国特許及び米国特許出願は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。必要に応じて、実施態様の態様は、更なる実施態様を提供するために、様々な特許及び出願の概念を採用するように、変更されてもよい。
【００６９】
上記詳細な説明に照らせば、これらの及び他の変更を実施態様に行うことができる。一般に、次の請求項において使用される用語は、請求項を、本明細書及び請求項に開示される特定の実施態様に限定すると解釈されるべきではなく、むしろ、当該請求項の等価物の全範囲内のあらゆる可能な実施態様を含むと解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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