(57)【要約】      （修正有）【課題】改良された組み合わせを提供するエンコーダの構成を提供する。【解決手段】スケールは、Ｘ軸方向に沿って延在し、信号変調スケールパターン１８０を含む。検出部１６７は、検知要素と内部コイル領域を取り囲む磁場発生コイルＦＧＣとを含む。磁場発生コイルＦＧＣは、Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在し、終端部ＥＤＰによって接続される第１及び第２の伸長部ＥＰ１、ＥＰ２を含む。伸長部は、公称内部コイル領域幅寸法ＹＳＥＰの少なくとも０．１倍である公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤを、Ｙ軸方向に沿って有する。また、検出部１６７の導電性シールド領域が、磁場発生コイルＦＧＣの終端部ＥＤＰのシールドされた終端セクションの検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４への影響を減少させることができる。シールドされた終端セクションは、伸長部とは異なるＰＣＢ層上に配置されてよい。【選択図】図２
2018031777.tif 000002
【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、信号変調スケールパターンを含むスケールであって、前記信号変調スケールパターンは、前記Ｘ軸方向に垂直であるＹ軸方向に沿ってスケールパターン幅寸法を有し、また、前記信号変調スケールパターンは、前記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含む、前記スケールと、
前記信号変調スケールパターンに近接して取り付けられ、前記信号変調スケールパターン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る検出部と、
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決定する信号処理部と、
を含み、
前記検出部は、
基板上に固定される磁場発生コイルと、
前記Ｘ軸方向に沿って配置され、前記基板上に固定される複数の検知要素と、
を含み、
前記磁場発生コイルは、前記Ｘ軸方向に沿った公称コイル領域長さ寸法と、前記Ｙ軸方向に沿った公称コイル領域幅寸法とを有する内部領域を取り囲み、前記磁場発生コイルは、前記コイル駆動信号に応えて、前記内部領域内に、磁束変化を発生させ、
各検知要素は、前記Ｙ軸方向に沿った公称検知要素幅寸法を有し、前記公称検知要素幅寸法の少なくとも半分以上は、前記Ｙ軸方向に沿った前記公称コイル領域幅寸法に含まれ、前記複数の検知要素は、前記信号変調スケールパターンの隣接する信号変調部によって提供される前記磁束変化への局所的影響に応じて検出信号を提供するように構成され、
前記磁場発生コイルは、
前記信号処理部からの前記コイル駆動信号を、前記磁場発生コイルに提供するように接続する少なくとも２つの接続部を含む入力部と、
前記内部領域の側面に隣接して、前記Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在する第１の伸長部及び第２の伸長部と、
前記内部領域の終端付近において、前記第１の伸長部と前記第２の伸長部との間のＹ軸方向の距離間隔に亘り、前記第１の伸長部と前記第２の伸長部との間の接続を提供する少なくとも第１の終端部と、
を含み、
前記第１の伸長部及び前記第２の伸長部それぞれは、前記Ｙ軸方向に沿った公称磁場発生トレース幅寸法を有し、
前記磁場発生コイルは、前記公称磁場発生トレース幅寸法が、前記公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．１倍であるように構成される、電子式エンコーダ。
【請求項２】
前記公称磁場発生トレース幅寸法は、前記公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．１５倍である、請求項１に記載の電子式エンコーダ。
【請求項３】
前記公称磁場発生トレース幅寸法は、前記公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．２５倍である、請求項２に記載の電子式エンコーダ。
【請求項４】
前記公称磁場発生トレース幅寸法は、前記公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．５倍である、請求項２に記載の電子式エンコーダ。
【請求項５】
前記公称磁場発生トレース幅寸法は、前記磁束変化に応えて生じる前記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前記伸長部の表皮深さの少なくとも２５倍である、請求項１から４の何れか１項に記載の電子式エンコーダ。
【請求項６】
前記磁場発生コイルと前記検知要素とは、互いから絶縁され、
少なくとも１つの検知要素の前記公称検知要素幅寸法は、前記公称コイル領域幅寸法よりも大きく、オーバーラップ寸法として規定される量だけ、前記伸長部の少なくとも一方の内側の縁を超えて延在し、
前記磁場発生コイルは、前記公称磁場発生トレース幅寸法が、前記オーバーラップ寸法よりも大きいように構成される、請求項１から５の何れか１項に記載の電子式エンコーダ。
【請求項７】
前記伸長部は、プリント回路基板の第１の層上に作成され、前記検知要素は、少なくとも前記オーバーラップ寸法の付近において、前記第１の層とは異なる層を含む前記プリント回路基板の１つ以上の層内に作成される導電性ループを含む、請求項６に記載の電子式エンコーダ。
【請求項８】
前記基板は、プリント回路基板を含み、少なくとも前記磁場発生コイルは、前記プリント回路基板上に作成される導電性トレースを含む、請求項１から５の何れか１項に記載の電子式エンコーダ。
【請求項９】
前記検知要素は、前記プリント回路基板上に作成される前記導電性トレースによって形成される磁束検知ループを含む、請求項８に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１０】
前記磁場発生コイルは、前記内部領域を取り囲む単一の巻回を含む、請求項１から９の何れか１項に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１１】
前記電子式エンコーダは、測定器内に含まれ、
前記測定器は、
前記検出部が固定されるスライド部材と、
前記信号変調スケールパターンが固定されるはり部材と、
を含み、
前記スライド部材は、前記検出部から入力される検出信号に基づいた前記検出部と前記信号変調スケールパターンとの前記相対的位置の決定が、前記スライド部材と前記はり部材との相対的位置を対応して示すように、前記はり部材に移動可能に取り付けられ、また、前記測定軸方向に沿って移動可能である、請求項１に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１２】
スケールと共に動作するように構成される測定システムであって、前記スケールは、Ｘ軸方向と一致する測定軸方向に沿って延在し、信号変調スケールパターンを含み、前記信号変調スケールパターンは、前記Ｘ軸方向に垂直であるＹ軸方向に沿ってスケールパターン幅寸法を有し、また、前記信号変調スケールパターンは、前記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含み、前記測定システムは、
前記信号変調スケールパターンに近接して取り付けられ、前記信号変調スケールパターン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る検出部と、
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決定する信号処理部と、
を含み、
前記検出部は、
基板上に固定される磁場発生コイルと、
前記Ｘ軸方向に沿って配置され、前記基板上に固定される複数の検知要素と、
を含み、
前記磁場発生コイルは、前記Ｘ軸方向に沿った公称コイル領域長さ寸法と、前記Ｙ軸方向に沿った公称コイル領域幅寸法とを有する内部領域を取り囲み、前記磁場発生コイルは、前記コイル駆動信号に応えて、前記内部領域内に、磁束変化を発生させ、
各検知要素は、前記Ｙ軸方向に沿った公称検知要素幅寸法を有し、前記公称検知要素幅寸法の少なくとも半分以上は、前記Ｙ軸方向に沿った前記公称コイル領域幅寸法に含まれ、前記検知要素は、前記信号変調スケールパターンの隣接する信号変調部によって提供される前記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、
前記磁場発生コイルは、
前記信号処理部からの前記コイル駆動信号を前記磁場発生コイルに提供するように接続する少なくとも２つの接続部を含む入力部と、
前記内部領域の側面に隣接して、前記Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在する第１の伸長部及び第２の伸長部と、
前記内部領域の終端付近において、前記第１の伸長部と前記第２の伸長部との間のＹ軸方向の距離間隔に亘り、前記第１の伸長部と前記第２の伸長部との間の接続を提供する少なくとも第１の終端部と、
を含み、
前記第１の伸長部及び前記第２の伸長部それぞれは、前記Ｙ軸方向に沿った公称磁場発生トレース幅寸法を有し、
前記磁場発生コイルは、前記公称磁場発生トレース幅寸法が、前記公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．１倍であるように構成される、測定システム。
【請求項１３】
Ｘ軸方向と一致する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、信号変調スケールパターンを含むスケールであって、前記信号変調スケールパターンは、前記Ｘ軸方向に垂直であるＹ軸方向に沿ってスケールパターン幅寸法を有し、また、前記信号変調スケールパターンは、前記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含む、前記スケールと、
前記信号変調スケールパターンに近接して取り付けられ、前記信号変調スケールパターン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る検出部と、
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決定する信号処理部と、
を含み、
前記検出部は、
基板上に固定される磁場発生コイルと、
前記Ｘ軸方向に沿って配置され、前記基板上に固定される複数の検知要素と、
を含み、
前記磁場発生コイルは、前記Ｘ軸方向に沿った公称コイル領域長さ寸法と、前記Ｙ軸方向に沿った公称コイル領域幅寸法とを有する内部領域を取り囲み、前記磁場発生コイルは、前記コイル駆動信号に応えて、前記内部領域内に、磁束変化を発生させ、
各検知要素は、前記Ｙ軸方向に沿った公称検知要素幅寸法を有し、前記公称検知要素幅寸法の少なくとも半分以上は、前記Ｙ軸方向に沿った前記公称コイル領域幅寸法に含まれ、前記複数の検知要素は、前記信号変調スケールパターンの隣接する信号変調部によって提供される前記磁束変化への局所的影響に応じて検出信号を提供するように構成され、
前記磁場発生コイルは、
前記信号処理部からの前記コイル駆動信号を、前記磁場発生コイルに提供するよう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Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在し、また、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に垂直であるＺ軸方向に沿って、前記検出部の前記信号変調スケールパターンに対向する前面から、伸長部のｚ距離に名目上位置する第１の伸長部及び第２の伸長部と、
前記第１の伸長部と前記第２の伸長部との間のＹ軸方向の距離間隔に亘り、前記第１の伸長部と前記第２の伸長部との間の接続を提供する少なくとも第１の終端部と、
を含み、
前記第１の終端部は、前記検出部の前記前面から、シールドされた終端セクションのｚ距離に名目上位置するシールドされた終端セクションを含み、前記シールドされた終端セクションのｚ距離は、前記伸長部のｚ距離よりも大きく、
前記検出部は更に、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に沿って延在し、前記前面から、シールド領域のｚ距離に名目上位置する導電性シールド領域を含み、前記シールド領域のｚ距離は、前記シールドされた終端セクションのｚ距離よりも小さく、前記シールド領域は、前記シールドされた終端セクションの少なくとも一部と、前記検出部の前記前面との間に配置される、電子式エンコーダ。
【請求項１４】
前記伸長部は、プリント回路基板の第１の層内に作成され、前記シールドされた終端セクションは、前記プリント回路基板の第２の層内に作成され、前記シールド領域は、前記プリント回路基板の前記第２の層よりも前記前面に近い前記プリント回路基板の層内に作成される、請求項１３に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１５】
前記シールド領域は、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される前記プリント回路基板の層内に作成される、請求項１４に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１６】
前記シールド領域は、前記プリント回路基板のグランドプレーン層の少なくとも一部を含み、前記グランドプレーン層は、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される、請求項１５に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１７】
前記シールド領域は、前記プリント回路基板の前記第１の層内に作成される、請求項１４に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１８】
伸長部と前記シールドされた終端セクションとの間の接続は、前記Ｚ軸方向に沿って延在するプリント回路基板フィードスルーを含む、請求項１４から１６の何れか１項に記載の電子式エンコーダ。
【請求項１９】
前記シールド領域は、前記第１の層と前記第２の層との間に配置される前記プリント回路基板の層内に作成され、前記プリント回路基板フィードスルーは、前記シールド領域内に作成された開口を貫通する、請求項１８に記載の電子式エンコーダ。
【請求項２０】
前記第１の伸長部及び前記第２の伸長部それぞれは、前記Ｙ軸方向に沿った公称磁場発生トレース幅寸法を有し、前記磁場発生コイルは、前記公称磁場発生トレース幅寸法が、前記公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．１倍であるように構成される、請求項１３から１９の何れか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位置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。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されてよく、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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらのシステムは、例えば小型サイズ、高分解能、価格、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】
Ｘ軸方向と一致する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な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、信号変調スケールパターンを含む。信号変調スケールパターンは、Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向に沿ったスケールパターン幅寸法を有し、また、Ｘ軸方向に沿った位置の関数として変化する空間特徴を有する。
【０００８】
検出部は、信号変調スケールパターンの付近に取り付けられ、信号変調スケールパターンに対して、測定軸方向に沿って移動するように構成される。様々な実施態様において、検出部は、磁場発生コイルと、複数の検知要素とを含む。磁場発生コイルは、基板上に固定され、Ｘ軸方向に沿った公称コイル領域長さ寸法と、Ｙ軸方向に沿った公称コイル領域幅寸法とを有する内部領域を取り囲む。磁場発生コイルは、コイル駆動信号に応えて、内部領域内に、磁束変化を発生させる。複数の検知要素は、Ｘ軸方向に沿って配置され、基板上に固定される。各検知要素は、Ｙ軸方向に沿った公称検知要素幅寸法を有し、公称検知要素幅寸法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に含まれる。検知要素は、信号変調スケールパターンの隣接する信号変調部によって提供される磁束変化への局所的影響に応じて検出信号を提供するように構成される。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、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決定する。
【０００９】
様々な実施態様において、磁場発生コイルは、入力部と、第１の伸長部及び第２の伸長部と、少なくとも第１の終端部とを含む。入力部は、信号処理部からのコイル駆動信号を磁場発生コイルに提供するように接続する少なくとも２つの接続部を含む。第１の伸長部及び第２の伸長部それぞれは、内部領域の側面に隣接してＸ軸方向に沿って延在し、また、それぞれ、Ｙ軸方向に沿った公称磁場発生トレース幅寸法を有する。第１の終端部は、内部領域の終端の付近において、第１の伸長部と第２の伸長部との間のＹ軸方向の距離間隔に亘り、第１の伸長部と第２の伸長部との間の接続を提供する。様々な実施態様において、磁場発生コイルは、公称磁場発生トレース幅寸法が、公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．１倍であるように構成される。幾つかの実施態様において、磁場発生コイルは、公称磁場発生トレース幅寸法が、公称コイル領域幅寸法の少なくとも０．１５倍、又は、少なくとも０．２５倍、又は、少なくとも０．５０倍であるように構成されてよい。幾つかの実施態様では、磁場発生コイルは、公称磁場発生トレース幅寸法が、磁束変化に応じ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伸長部の表皮深さの少なくとも２５倍であるように構成されてよい。
【００１０】
様々な実施態様において、第１の伸長部及び第２の伸長部は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直であるＺ軸方向に沿って、検出部の信号変調スケールパターンに対向する前面から、伸長部のｚ距離に名目上位置してよい。第１の終端部は、検出部の前面から、シールドされた終端セクションのｚ距離に名目上位置するシールドされた終端セクションを含んでよく、シールドされた終端セクションのｚ距離は、伸長部のｚ距離よりも大きい。検出部は更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って延在し、前面から、シールド領域のｚ距離に名目上位置する導電性シールド領域を含み、シールド領域のｚ距離は、シールドされた終端セクションのｚ距離よりも小さく、シールド領域は、シールドされた終端セクションの少なくとも一部と、検出部の前面との間に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】図２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を示す平面図である。
【図３】図３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を示す平面図である。
【図４】図４は、検出部の磁界発生コイルの端部の第１の例示的な実施態様を示す等角図である。
【図５】図５は、検出部の磁界発生コイルの端部の第２の例示的な実施態様を示す等角図である。
【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】
【００１２】
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を含んでもよい。デプスバー測定面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。
【００１３】
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、磁界発生コイル及び測定軸方向ＭＡに沿って配置された検知要素群（例えば集合的に電界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とを搭載した基板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と基板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。
【００１４】
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、変化する磁場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、変化する磁場は、当該変化する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、特に費用効果的に、また、コンパクトに、これらの要素のうちの幾つかに改良を提供する。
【００１５】
図２は、図１等に示される電子式エンコーダに使用可能な検出部１６７及び信号変調スケールパターン１８０を示す第１の例示的な実施態様の平面図である。図２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の下部に、検出部１６７及び信号変調スケールパターン１８０の拡大部が示される。図２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及び／又は以下に図４を参照してより詳細に説明されるように、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軸方向位置がそれぞれ異なる平面に配置された異なるレイヤー上にあってよい。本開示の全図面を通して、当然ながら、１つ以上の要素のＸ軸、Ｙ軸及び／又はＺ軸寸法は、明確にするために拡大されている。
【００１６】
信号変調スケールパターン１８０の図示される部分は、破線の外形で示される信号変調要素ＳＭＥを含み、信号変調要素は、（図１に示される）スケール１７０上に配置される。図２に示される実施形態では、信号変調要素ＳＭＥの大部分のＹ軸方向の端は、第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２の下に隠れている。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。
【００１７】
図２の例では、信号変調スケールパターン１８０は、Ｘ軸に垂直であるＹ軸に沿って、公称スケールパターン幅寸法ＮＳＰＷＤを有し、また、（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徴を有し、これにより、既知の方法に従って、検出部１６７の検知要素ＳＥＮ（例えばＳＥＮ１４）に生じる位置依存検出信号（幾つかの実施形態では、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。
【００１８】
様々な実施態様では、検出部１６７は、信号変調スケールパターン１８０に近接して取り付けられ、信号変調スケールパターン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。検出部は、磁場発生コイルＦＧＣと複数の検知要素とを含み、これらは、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は、検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の単一の代表セットを示す。検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４は、この特定の実施形態では、直列に接続される検知ループ要素（或いは、検知コイル要素又は検知巻線要素とも呼ばれる）を含む。この実施形態では、隣接するループ要素は、反対の巻線極性を有するように、（例えば図４に示されるように）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変化する磁場に反応する場合、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及びＳＤＳ２において、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。図２は、視覚的な混乱を避けるために、検知要素の単一セットを示すが、当然ながら、当業者には理解されるように、幾つかの実施形態では、（例えば直交信号を提供するために）異なる空間位相位置において、検知要素の１つ以上の追加のセットを提供するように、検出を構成することが有利である。しかし、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２０１６年６月３０日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の米国特許出願番号第１５／１９９７２３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。
【００１９】
様々な検知要素及び磁場発生コイルＦＧＣは、基板（例えば図１の基板１６２）上に固定されてよい。磁場発生コイルＦＧＣは、Ｘ軸方向に沿って公称コイル領域長さ寸法ＮＣＡＬＤと、Ｙ軸方向に沿って約ＹＳＥＰの公称コイル領域幅寸法とを有する内部領域ＩＮＴＡを取り囲むものとして説明されてよい。様々な実施態様において、磁場発生コイルＦＧＣは、内部領域ＩＮＴＡを取り囲む単一の巻回を含んでよい。動作中、磁場発生コイルＦＧＣは、コイル駆動信号に応えて、内部領域ＩＮＴＡ内に磁束変化を発生させる。
【００２０】
様々な実施態様において、磁場発生コイルＦＧＣは、（例えば図４及び／又は図５を参照して開示されるように実現される）入力部ＩＮＰと、第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２と、終端部ＥＤＰとを含んでよい。入力部ＩＮＰは、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）からのコイル駆動信号を、磁場発生コイルＦＧＣに提供するように接続する第１の接続部ＣＰ１及び第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く、当該接続は、幾つかの実施形態では、終端部ＥＤＰを参照して以下に開示される原理と同様の原理を使用してシールドされてもよい。第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２それぞれは、内部領域ＩＮＴＡの側面に隣接してＸ軸方向に沿って延在し、Ｙ軸方向に沿って公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤを有する。図示される実施形態では、公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤは、ＥＰ１及びＥＰ２について同じであるが、これは、すべての実施形態で必須というわけではない。（例えば図４及び／又は図５を参照して開示されるように実現される）終端部ＥＤＰは、第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２間の公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰに相当するＹ軸方向の距離間隔に亘り、内部領域ＩＮＴＡの端の近くおいて、第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２間の接続を提供する。本明細書に開示される原理による様々な実施態様では、磁場発生コイルＦＧＣは、各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤが、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰの少なくとも０．１倍である設計比率を使用して構成されることが有利である。幾つかの実施態様では、磁場発生コイルＦＧＣは、各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤが、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰの少なくとも０．１５倍、又は、少なくとも０．２５倍、又は、少なくとも０．５０倍であるように構成されてよい。幾つかの実施態様では、磁場発生コイルＦＧＣは、各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤが、磁束変化に応じて生じる検出信号に対応する、規定された公称動作周波数における伸長部ＥＰ１及びＥＰ２の表皮深さの少なくとも２５倍であるように構成されてよい。
【００２１】
検知要素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の基板１６２）上に固定される。図２の例では、各検知要素ＳＥＮは、Ｙ軸方向に沿って公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤを有する。図２の例では、各検知要素ＳＥＮは、Ｙ軸方向に沿って公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤを有する。公称検知要素幅寸法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に含まれる。検知要素ＳＥＮは、スケール１７０の（例えば１つ以上の信号変調要素ＳＭＥである）信号変調スケールパターン１８０の隣接する信号変調部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。なお、「信号変調スケールパターン１８０の隣接する信号変調部」とは、スケール１７０の信号変調スケールパターン１８０における各検知要素ＳＥＮに対向している部位を意味し、例えば、信号変調要素ＳＭＥ及び信号変調要素ＳＭＥ間の隙間（信号変調要素ＳＭＥが設けられていない部位）がこれに該当する。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）は、検出部１６７から入力された検出信号に基づいて、スケール１７０に対する複数の検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４の位置を決定するように構成されてよい。一般に、磁場発生コイルＦＧＣ及び検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４等は、先行技術文献に記載の各特許文献において説明されるような（例えば電磁誘導式エンコーダの）既知の原理に従って動作してよい。
【００２２】
様々な実施態様では、磁場発生コイルＦＧＣと検知要素ＳＥＮとは、（例えばプリント回路基板の異なる層内に配置されること等によって）互いから絶縁されている。１つのそのような実施態様では、少なくとも１つの検知要素ＳＥＮの公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤは、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰよりも大きく、伸長部の少なくとも１つの伸長部ＥＰ１又はＥＰ２の内側の縁ＩＥを、オーバーラップ寸法ＯＤとして規定される量だけ超えて延在することが有利である。更に、様々な実施形態において、磁場発生コイルＦＧＣは、各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤが、対応するオーバーラップ寸法ＯＤよりも大きいように構成されることが有利でありうる。様々な実施態様において、伸長部ＥＰ１及びＥＰ２は、プリント回路基板の第１の層上に作成されてよく、検知要素ＳＥＮは、少なくともオーバーラップ寸法ＯＤの付近において、上記第１の層とは異なる層を含むプリント回路基板の１つ以上の層内に作成される導電性ループを含んでよい。
【００２３】
様々な実施態様において、基板は、プリント回路基板を含んでよく、磁場発生コイルＦＧＣは、当該プリント回路基板上に作成された（例えば伸長部Ｅ１及びＥ２を含む）導電性トレースを含んでよい。様々な実施態様において、検知要素ＳＥＮは、プリント回路基板上に作成された導電性トレースによって形成される磁束検知ループを含んでよい。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。
【００２４】
図３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として使用可能である検出部３６７の第２の例示的な実施態様を示す平面図である。検出部３６７は、図２の検出部１６７と同様の特徴及びコンポーネントを有し、その設計及び動作は、本明細書に開示され、請求項に記載される様々な設計原理を満たすように構成されている。具体的には、図３において「プライム記号（’）の付いた」参照符号によって指定される要素は、図２における対応する同様の「プライム記号の付いていない」参照符号を有する要素に類似し、以下に明記されない限り、同様に動作すると理解されてよい。
【００２５】
図３及び図２の実施形態の主な相違点は、公称スケールパターン幅寸法ＮＳＰＷＤが公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤ’及び検出部３６７の他のＹ軸寸法よりも有意に大きいように、検出部３６７が、Ｙ軸方向に沿って、検出部１６７よりも狭い点である。例えば１つの特定の実施態様において、公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤ’は、公称スケールパターン幅寸法ＮＳＰＷＤの約２／３以下であってよい。様々な実施態様において、このような構成は、信号変調スケールパターン１８０に対する検出部３６７の側方移動に関してより大きい側方オフセット許容範囲をもたらしうる。
【００２６】
この相違点に関わらず、検出部３６７の他の特徴は、検出部１６７の他の特徴に類似する。例えば各検知要素ＳＥＮ’は、Ｙ軸方向に沿って公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤ’を有してよく、公称検知要素幅寸法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’に含まれる。様々な実施態様において、磁場発生コイルＦＧＣ’は、（例えば図４及び／又は図５を参照して開示されるように実現される）第１の伸長部ＥＰ１’及び第２の伸長部ＥＰ２’と、終端部ＥＤＰ’とを含み、これらはすべて、検出部１６７の対応する要素に類似した構成を有してよい。幾つかの実施態様では、磁場発生コイルＦＧＣ’は、公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤ’が、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰ’の少なくとも０．１０倍、又は、少なくとも０．１５倍、又は、少なくとも０．２５倍、又は、少なくとも０．５０倍であるように構成されてよい。他の特徴及び／又は設計関係も、必要に応じて、図２を参照して説明された特徴及び／又は設計関係に類似するようにされてよい。
【００２７】
上記検出部１６７及び３６７の例示的な構成に関して、当然ながら、幾つかの従前のシステムは、磁場発生コイルに、比較的狭いトレース幅及び／又は比較的大きい内部領域（例えばより大きい内部領域ＩＮＴＡ及び／又は公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰ）を利用していた。より具体的には、幾つかの従前のシステムでは、一般に、システムが比較的長い期間の間、共鳴するように十分に高いＱ値を有するように、関連の検出部要素が、比較的高いインダクタンスを有することが望ましいと考えられていた。これは、使用された信号処理及び測定方法に関して、有利であると考えられていたからである。対照的に、本明細書に開示される原理によれば、より広いトレース幅が使用される（例えば特定の応用によって課される検出部全体のＹ軸寸法制限について、ＩＮＴＡ及び／又はＹＳＥＰを犠牲にして）。これは、比較的小さいインダクタンスと、更に、より小さい全体インピーダンスとをもたらし、これに対し、より大きい量の電流が、比較的短い期間に流れることが可能となる（例えばより強い信号を生成できる）。また、測定の所望の長さの時間について、共鳴が依然として達成可能である。検出部１６７及び３６７に関して上記されたように、様々な実施態様において、各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤは、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰの少なくとも０．１０倍、又は、少なくとも０．１５倍、又は、少なくとも０．２５倍、又は、少なくとも０．５０倍である。幾つかの実施態様において、幾つかの特定の例示的な値として、公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰは、約２．０ｍｍ、又は、８．０ｍｍ、又は、１０ｍｍであってよく、また、各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤは、少なくとも約０．２５ｍｍ、又は、０．５０ｍｍ、又は、１．００ｍｍ又はそれ以上であってよい。これらは、約０．１０ｍｍであった幾つかの従前のシステムにおけるトレース幅と比較されうる。本明細書に開示される構成といった構成は、幾つかの事例では、同等の駆動信号を磁場発生コイルに入力した際に、同等の従来技術の構成の信号レベルを、１．５倍以上、また、幾つかの事例では、３倍以上で超える検出信号レベルを達成することが分かっている。
【００２８】
検出部１６７及び３６７等の例示的な構成に関して、様々な実施態様において、検知要素ＳＥＮ（例えば図２及び図３に示されるように領域を取り囲むループ又はコイル要素）は、本明細書に開示される最大信号利得設計原理に従って構成される場合に、より従来型の検知要素に優る幾つかの利点（例えは増加された利得等）を提供しうる。磁場発生コイルＦＧＣに一致する又は磁場発生コイルＦＧＣ内（例えばＩＮＴＡ内）に置かれる検知要素の磁場受信領域の量は、相対的に最大化されるべきである一方で、（例えばＹ軸方向に沿った）磁場発生コイルＦＧＣを形成する導体の外側にある検知要素の磁場受信領域の量は、相対的に最小化されるべきである。当然ながら、図２及び図３に示される検知要素ＳＥＮは、この原理に一致する上記設計関係を有するオーバーラップ寸法ＯＤを示す。例えば各公称磁場発生トレース幅寸法ＮＧＴＷＤは、対応するオーバーラップ寸法ＯＤよりも大きいようにされる。
【００２９】
図４は、本明細書に開示され、請求項に係る原理に従った検出部４６７内に含まれる磁場発生コイルＦＧＣの終端部ＥＤＰの第１の例示的な実施態様を示す等角図の「ワイヤフレーム」図である。当然ながら、検出部４６７の要素は、図２の検出部１６７の同様の参照符号が付けられた要素と同様に設計され、機能してよく、一般に、それらとの類似性によって理解されるものとする。検出部４６７は、磁場発生コイルＦＧＣと、複数の検知要素ＳＥＮ１〜ＳＥＮ２４（図４には、代表検知要素ＳＥＮ１７〜ＳＥＮ２４が示されている）とを含む。磁場発生コイルＦＧＣは、第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２と、終端部ＥＤＰとを含み、基板（例えば図１の基板１６２）上に固定され、内部領域ＩＮＴＡを取り囲む。
【００３０】
様々な実施態様において、磁場発生コイルＦＧＣと検知要素ＳＥＮとは、例えばプリント回路基板の様々な層（図４では、層構造は明示的に示されてはいない）内に配置されることによって、互いから絶縁される。図４において、様々なラベル付けされたＺ座標が、様々なプリント回路基板（ＰＣＢ）層の各表面と一致する又は各表面を特定すると理解されるものとする。しかし、別の作成方法が使用されてもよい。信号変調スケールパターン１８０の信号変調要素ＳＭＥは、Ｚ座標Ｚｓｍｅにある（図１に示される）スケール１７０の表面上にある。当然ながら、スケール１７０は、検出部４６７の要素を担持するプリント回路基板（ＰＣＢ）と離間している。図４に示される実施形態では、ＰＣＢは、Ｚ座標Ｚｆｓにある前面（例えば絶縁コーティングの前面）を有する。動作間隙が、スケール要素のＺ座標Ｚｓｍｅと、前面のＺ座標Ｚｆｓとの間に存在する。伸長部ＥＰ１及びＥＰ２は、Ｚ座標Ｚｅｐを有するＰＣＢ層表面上に作成されてよく、また、絶縁コーティングによって覆われてよい。検知要素ＳＥＮは、Ｚ座標ＺｓｅＬ１及びＺｓｅＬ２を有する各ＰＣＢ層表面上にある相互接続された導電性ループ部を含んでよい。導電性ループ部は、上記されたように、導体が、互いに交差する一方で、検知要素の信号寄与を直列に接続し、各信号寄与極性を提供するように、フィードスルーを使用して、層間で接続されてよい。
【００３１】
第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２それぞれは、Ｘ軸方向に沿って延在し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直であるＺ軸方向に沿って、信号変調スケールパターン１８０に対向する検出部４６７のＰＣＢの前面から、伸長部のｚ距離ＥＰＺＤ＝（Ｚｅｐ−Ｚｆｓ）に、名目上位置する。上記されたように、終端部ＥＤＰは、第１の伸長部ＥＰ１と第２の伸長部ＥＰ２との間の公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰに相当するＹ軸方向の距離間隔に亘り、内部領域ＩＮＴＡの端の付近において、それらの間に接続を提供する導電性経路を含む。図４に示される実施形態では、終端部ＥＤＰは、検出部４６７のＰＣＢの前面から、シールドされた終端セクションのｚ距離ＳＥＳＺＤ＝（Ｚｓｅｓ−Ｚｆｓ）に名目上位置しているＺ座標Ｚｓｅｓを有する対応するＰＣＢ層の表面上にあるシールドされた終端セクションＳＥＳを含む。シールドされた終端セクションのｚ距離ＳＥＳＺＤは、伸長部のｚ距離ＥＰＺＤよりも大きい。第１の接続部ＣＮＰ１（例えばＰＣＢフィードスルー）は、第１の伸長部ＥＰ１を、シールドされた終端セクションＳＥＳの第１の端に接続し、第２の接続部ＣＮＰ２（例えばＰＣＢフィードスルー）は、第２の伸長部ＥＰ２を、シールドされた終端セクションＳＥＳの第２の端に接続する。
【００３２】
図４に示される実施態様では、検出部４６７は更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って延在し、Ｚ座標Ｚｃｓｒを有する対応するＰＣＢ層の表面上に名目上位置し、また、検出部４６７のＰＣＢの前面から、シールド領域のｚ距離ＳＲＺＤ＝（Ｚｃｓｒ−Ｚｆｓ）に名目上位置する導電性シールド領域ＣＳＲ（例えば図４において、幾分任意に配置された破線の「縁」線によって表される導電性の平面領域）を含む。様々な実施態様において、シールド領域のｚ距離ＳＲＺＤは、シールドされた終端セクションのｚ距離ＳＥＳＺＤよりも小さく、導電性シールド領域ＣＳＲは、シールドされた終端セクションＳＥＳの少なくとも一部と、検出部４６７のＰＣＢの前面との間に配置される。導電性シールド領域ＣＳＲは、検出部４６７のＰＣＢにおける広いグランドプレーン層の一部を含んでもよいし、又は、幾つかの実施形態では、個別の領域を含んでもよい。導電性シールド領域ＣＳＲは、第１の接続部ＣＮＰ１及び第２の接続部ＣＮＰ２（例えばＰＣＢフィードスルー）が、導電性シールド領域ＣＳＲから分離又は絶縁されるように、クリアランスホールＣＨを含んでもよい。
【００３３】
一般に、磁場発生コイルの終端部（例えばＹ軸方向に沿って延在する終端部）の以前から知られている構成によって発生される磁場成分は、終端部に最も近い検知要素の検出信号にエラー成分（いわゆる「終端効果（end effect）」）を生じさせる。検出部内に「テーパされた終端構成」を使用して、及び／又は、終端部を終端検知要素から遠くに離すことによって、この終端効果を軽減する試みがなされてきている。しかし、これらのアプローチは、望ましくなく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、又は、その両方を生じさせる。対照的に、上記シールド構成は、終端部によって生成される磁場成分を減少させる、及び／又は、それが、信号変調要素ＳＥＭに達しないようにする傾向がある。したがって、最も近い検知要素に結合される磁場成分は、より小さいか、及び／又は、スケール位置に関係なく、略一定であり、したがって、任意の終端効果を実質的に軽減する。
【００３４】
上記されたように、様々な実施態様において、伸長部ＥＰ１及びＥＰ２は、プリント回路基板の第１の層上に作成されてよく、シールドされる終端セクションＳＥＳは、プリント回路基板の第２の層上に作成されてよく、導電性シールド領域ＣＳＲは、プリント回路基板の第２の層よりも検出部の前面（例えば検出部のＰＣＢの前面）に近い回路基板の層上に作成される。１つのそのような実施態様では、導電性シールド領域ＣＳＲは、第１の層と第２の層との間に配置されるプリント回路基板の層上に作成されてよい。このような構成では、導電性シールド領域ＣＳＲは、プリント回路基板のグランドプレーン層の少なくとも一部を含んでよく、グランドプレーン層は、第１の層と第２の層との間に配置される。１つの実施態様において、伸長部ＥＰ１又はＥＰ２と、シールドされた終端セクションＳＥＳとの間の（例えば第１の接続部ＣＮＰ１又は第２の接続部ＣＮＰ２の一部としての）接続は、Ｚ軸方向に沿って延在するプリント回路基板フィードスルーを含んでよい。１つのこのような構成において、導電性シールド領域ＣＳＲは、第１の層と第２の層との間に配置されるプリント回路基板の層上に作成されてよく、プリント回路基板のフィードスルーは、導電性シールド領域ＣＳＲ内に作成される開口を貫通してよい。
【００３５】
図５は、本明細書に開示され、請求項に係る原理に従って、検出部５６７内に含まれる磁場発生コイルＦＧＣ’’の終端部ＥＤＰ’’の第２の例示的な実施態様を示す等角図の「ワイヤフレーム」図である。当然ながら、検出部５６７の要素は、図２の検出部１６７及び／又は図４の検出部４６７の同様の参照符号が付けられた要素と同様に設計され、操作されてよく、一般に、それらとの類似性によって理解されるものとする。
【００３６】
図５では、図４にあるように、様々なラベル付けされたＺ座標が、様々なプリント回路基板（ＰＣＢ）層の各表面と一致する又は各表面を特定すると理解されるものとする。しかし、別の作成方法を使用してもよい。信号変調スケールパターン１８０の要素ＳＭＥは、Ｚ座標Ｚｓｍｅにある（図１に示される）スケール１７０の表面上にある。検出部５６７は、Ｚ座標Ｚｆｓにある前面（例えば検出部５６７のＰＣＢ上の絶縁コーティングの前面）を有する。動作間隙が、スケール要素のＺ座標Ｚｓｍｅと、前面のＺ座標Ｚｆｓとの間に存在する。伸長部ＥＰ１及びＥＰ２は、Ｚ座標Ｚｅｐを有するＰＣＢ層の表面上に作成されてよく、また、絶縁コーティングによって覆われてよい。検知要素ＳＥＮは、Ｚ座標ＺｓｅＬ１及びＺｓｅＬ２を有するＰＣＢ層の各表面上にある相互接続された導電性ループ部を含んでよく、これらは、検出部４６７を参照して上で述べたように接続される。
【００３７】
第１の伸長部ＥＰ１及び第２の伸長部ＥＰ２は、検出部５６７の信号変調スケールパターン１８０に対向する前面から、伸長部のｚ距離ＥＰＺＤ＝（Ｚｅｐ−Ｚｆｓ）に、名目上位置している。検出部４６７にあるように、終端部ＥＤＰ’’は、第１の伸長部ＥＰ１と第２の伸長部ＥＰ２との間の公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰに相当するＹ軸方向の距離間隔に亘り、内部領域ＩＮＴＡの端の付近において、それらの間に接続を提供する導電性経路を含む。図５に示される実施形態では、終端部ＥＤＰ’’は、Ｚ座標Ｚｓｅｓ’’を有する対応するＰＣＢ層の表面上にあるシールドされた終端セクションＳＥＳ’’を含む。終端セクションＳＥＳ’’は、検出部５６７の前面から、シールドされた終端セクションのｚ距離ＳＥＳＺＤ’’＝（Ｚｓｅｓ’’−Ｚｆｓ）に名目上位置する。シールドされた終端セクションのｚ距離ＳＥＳＺＤ’’は、伸長部のｚ距離ＥＰＺＤよりも大きい。（例えばＰＣＢフィードスルーＣＮＰ１Ａ及び導電性トレースＣＮＰ１Ｂを含む）第１の接続部ＣＮＰ１は、第１の伸長部ＥＰ１を、シールドされた終端セクションＳＥＳの第１の端に接続し、（例えばＰＣＢフィードスルーＣＮＰ２Ａ及び導電性トレースＣＮＰ２Ｂを含む）第２の接続部ＣＮＰ２は、第２の伸長部ＥＰ２を、シールドされた終端セクションＳＥＳの第２の端に接続する。
【００３８】
図５に示される実施態様では、検出部５６７は更に、導電性シールド領域ＣＳＲ’’（例えば図５において、破線の縁線によって表される導電性の平面領域）を含む。導電性シールド領域ＣＳＲ’’は、Ｘ軸及びＹ軸方向に沿って延在し、Ｚ座標Ｚｃｓｒ’’を有する対応するＰＣＢ層の表面上に名目上位置し、また、検出部５６７のＰＣＢの前面から、シールド領域のｚ距離ＳＲＺＤ’’＝（Ｚｃｓｒ’’−Ｚｆｓ）に名目上位置する。様々な実施態様において、シールド領域のｚ距離ＳＲＺＤ’’は、シールドされた終端セクションのｚ距離ＳＥＳＺＤ’’よりも小さく、導電性シールド領域ＣＳＲ’’は、シールドされた終端セクションＳＥＳ’’の少なくとも一部と、検出部５６７のＰＣＢの前面との間に配置される。図５に示される実施形態について、当然ながら、幾つかの実施態様では、シールド領域ＣＳＲ’’は、必要に応じて、伸長部ＥＰ１及びＥＰ２と同じ表面上に配置されてもよい（つまり、必要に応じて、Ｚｃｓｒ’’＝Ｚｅｐ及びＥＰＺＤ＝ＳＲＺＤ’’である）。更に、１つのこのような実施態様において、必要に応じて、シールドされた終端セクションＳＥＳ’’及び導電性トレースＣＮＰ１Ｂ及びＣＮＰ２Ｂは、検知要素ＳＥＮに使用されたのと同じ表面上に配置されてよい（つまり、必要に応じて、Ｚｓｅｓ’’＝ＺｓｅＬ１又はＺｓｅｓ’’＝ＺｓｅＬ２等である）。このような実施態様では、検出部５６７のＰＣＢが、検出部４６７よりも、少ない層を含んでも、及び／又は、Ｚ軸方向に沿ってより薄くてもよい。いずれの場合でも、検出部５６７における終端部ＥＤＰ’’のシールドされた構成は、検出部４６７における終端部ＥＤＰを参照して上で述べた様態と同様の様態で、終端効果を軽減する。
【００３９】
上記例示的な検出部４６７及び５６７に関して、当然ながら、導電性シールド領域ＣＳＲ（ＣＳＲ’’）は、磁場発生コイルＦＧＣの伸長部ＥＰ１及びＥＰ２の層の位置に比べて、（例えば異なるＰＣＢ層等の上に配置された）シールドされた終端セクションＳＥＳの相対的な層の位置に少なくとも部分的に基づいて、検知要素ＳＥＮ上のシールドされた終端セクションＳＥＳの（例えば磁束変化に関連する）効果を減少させることができる。このような構成は、導電性シールド領域ＣＳＲ（ＣＳＲ’’）の利用を可能にし、磁場発生コイルＦＧＣに、より短い全体のＸ軸寸法を可能にする（例えばこれに対し、終端部ＥＤＰは、磁束変化等に応じて生じる検出信号に影響を及ぼすことを回避するために、検知要素ＳＥＮから遠く離れて配置される必要がない）。
【００４０】
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、以下に特に指定のない限り、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、同様の動作を有する。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６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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
一例として、図２及び図３に示され、図２及び図３を参照して説明された実施形態は、非ゼロであるオーバーラップ寸法ＯＤを使用するが、これは、すべての実施形態における要件ではない。幾つかの実施形態では、上記された最大信号利得の設計原理は、幾つかの他の設計上の利点を得るために妥協される場合がある（例えばオーバーラップ寸法を有さない設計、即ち、ゼロオーバーラップ寸法において）。１つのそのような実施形態において、検知要素ＳＥＮは、Ｙ軸方向に沿って公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤを有してよい。公称検知要素幅寸法ＮＳＥＷＤは、Ｙ軸方向に沿った公称コイル領域幅寸法ＹＳＥＰよりも小さい。このような構成は、検知要素ＳＥＮが、磁場発生コイルＦＧＣと同じプリント回路基板の層上に作成されることを可能にする。これは、幾つかの事例では、幾つかの利点を提供しうる。例えば同じ層内に作成されることによって、複数の検知要素ＳＥＮ及び磁場発生コイルＦＧＣは共に、信号変調スケールパターン１８０に可能な限り近くに配置されうる（例えばこれに対して、より小さい分離距離が、対応する検出部に対して、より大きい信号強度、ロバスト性、効率等をもたらしうる）。
【００４４】
上記様々な実施態様は、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。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
１００  ノギス
１２０  スライダアセンブリ
１４０  ベース
１６０  ピックオフアセンブリ
１７０  スケール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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