JP2022106661A - 電磁誘導式エンコーダ用の検知巻線構成 - Google Patents

Abstract

【課題】測定軸方向に沿った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の提供。【解決手段】スケールは、測定軸に沿って配置された信号変調素子（ＳＭＥ）の空間波長Ｗ１の周期的なパターンを含む。パターン内のＳＭＥは、類似した複数の導電性プレートまたはループで構成される。検出部は、検知素子と、磁束変化を発生させる磁場生成コイルとで構成される。検知素子は、測定軸に沿って配置された複数の導電性ループで構成されており、隣接する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。様々な実施形態において、測定軸方向の平均寸法ＤＳＭＥが少なくとも０．５５＊Ｗ１であり、かつ、最大でも０．８＊Ｗ１であるＳＭＥと、測定軸方向の平均寸法が少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大でも０．３１５＊Ｗ１である検知素子を組み合わせることで、検出信号の精度を向上させている。【選択図】図３

Description

本開示は、測定機器に関し、より詳細には、精密測定機器において利用され得る電磁誘導式エンコーダに関する。

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／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。

米国特許第６，０１１，３８９号（第‘３８９号特許）および米国特許第６，１２４，７０８号（第‘７０８号特許）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。米国特許第５，９７３，４９４号（第‘４９４号特許）および米国特許第６，００２，２５０号（第‘２５０号特許）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。米国特許第５，８８６，５１９号（第‘５１９号特許）、米国特許第５，８４１，２７４号（第‘２７４号特許）および米国特許第５，８９４，６７８号（第‘６７８号特許）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。米国特許第１０，５２０，３３５号（第‘３３５号特許）、米国特許第１０，６１２，９４３号（第‘９４３号特許）、および米国特許第１０，７７５，１９９号（第‘１９９号特許）は、電磁誘導式エンコーダの精度、ロバスト性および位置合わせの容易さを高めるために有用な巻線構成の改良を開示している。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。これらの特許および出願に記載されているように、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、汚れに対してほとんど影響を受けない。

しかし、これらのシステムは、小型サイズ、高解像度、精度、低コスト、汚れに対するロバスト性などの組合せなど、ユーザが望む特徴の特定の組合せを提供する能力が制限されることがある。このような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。

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。

測定軸方向に沿った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。様々な実施形態では、電磁誘導式エンコーダは、スケール、検出部、および信号処理部を含む。

スケールは、測定軸方向に沿って延在し、少なくとも第１のタイプの信号変調素子を含む周期的なスケールパターンを含む。周期的スケールパターンは、空間波長Ｗ１を有する。第１のタイプの信号変調素子は、空間波長Ｗ１に対応して測定軸方向に沿って配置された複数の導電性プレートまたは複数の導電性ループを備える。検出部は、周期的スケールパターンに近接して取り付けられ、周期的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。様々な実施形態では、検出部は、磁場生成コイルと、検知素子セットとを含む。磁場生成コイルは、基板に固定され、動作中に信号変調素子の周期的スケールパターンと位置合わせされる内部領域を取り囲む。本明細書で使用されるように、「取り囲む」という用語は、様々な実施形態において、完全に取り囲むか、または部分的に取り囲むことを意味することができる。唯一の制約は、磁場生成コイルが、コイル駆動信号に応答して、本明細書に開示され、特許請求される原理による動作をサポートするように、内部領域に磁束変化を発生するように構成されることである。検知素子セットは、測定軸方向に沿って配置され、基板に固定される。検知素子セットのメンバーは、磁場生成コイルで囲まれた内部領域と位置合わせされるか、または内部領域と重なる検知素子の部分に対応する検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮを定義する導電性ループまたは導電性ループ部分で構成される。検知素子セットは、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、検出部とスケールパターンとの相対的位置を決定する。

第１のタイプの信号変調素子（ＳＭＥ）は、動作中に内部領域と位置合わせされるか、または内部領域と重なるＳＭＥ有効領域ＥｆｆＲＳＭＥを含む。様々な実施形態において、電磁誘導式エンコーダは、以下の特徴の組み合わせに従って構成される。ＳＭＥ有効領域ＥｆｆＲＳＭＥは、測定軸方向に沿った平均寸法ＤＳＭＥが少なくとも０．５５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．８＊Ｗ１となるように構成される。内部領域と位置合わせされる、または重なる検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮは、測定軸方向と直交するｙ軸方向に沿った有効ｙ軸寸法ＥｆｆＹＳＥＮと、測定軸方向に沿った最大寸法ＤＳＥＮｍａｘとを有し、測定軸方向に沿った検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇ=（ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮ）が、少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１となるように構成される。そのような構成は、本明細書で開示される原理に従って、（例えば、検出信号において、より良好な信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比、および／または低減された誤差成分を提供することによって）有利な検出信号特性を提供する。

いくつかの実施形態では、検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇは、少なくとも０．２９＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１＊Ｗ１である。

いくつかの実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘは、少なくとも０．２８５＊Ｗ１とするとよく、最大で０．５＊Ｗ１とするとよい。いくつかのそのような実施形態では、有効領域ＥｆｆＡＳＥＮを規定する導電性ループまたは導電性ループ部分は、互いに最大寸法ＤＳＥＮｍａｘだけ離れて配置され、ｙ軸方向に沿ってまっすぐに延び、少なくとも０．１４＊ＥｆｆＹＳＥＮであるｙ方向セグメント寸法ＹＳＥＧを有するｙ方向セグメントを備える。いくつかのそのような実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘは公称０．５＊Ｗ１である。他のそのような実施形態では、ｙ方向セグメント寸法ＹＳＥＧが－ｙ軸方向に沿った内部領域全体に及び、ｙ方向セグメントは測定軸方向に沿って最大寸法ＤＳＥＮｍａｘだけ互いに離間している。ここで、ＤＳＥＮａｖｇ＝ＤＳＥＮｍａｘであり、ＤＳＥＮｍａｘは少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１である。

いくつかの実施形態では、平均寸法ＤＳＭＥは、少なくとも０．６＊Ｗ１、または０．６６＊Ｗ１、または０．７＊Ｗ１である（例えば、ＤＳＭＥをより大きな値とすることは、検出部とスケールとの間の動作ギャップが大きいものを使用する場合、および／または第１のタイプの信号変調素子が複数の導電性プレートを備える場合に有利であり得る）。

様々な実施形態では、第１のタイプの信号変調素子は、複数の導電性プレートを含むことができる。様々な実施形態では、第１のタイプの信号変調素子は、複数の導電性ループを含むことができる。

様々な実施形態において、第２のタイプの信号変調素子は、測定軸方向に沿って第１のタイプの信号変調素子の間に配置される。第２のタイプの信号変調素子は、第１のタイプの信号変調素子と比較して、磁束変化に対して比較的少ない影響を有するように構成される。いくつかの実施形態では、第２のタイプの信号変調素子は、非導電性材料の領域を含む。いくつかのそのような実施形態では、第２のタイプの信号変調素子は、非導電性スケール基板の領域を含み、第１のタイプの信号変調素子は、非導電性スケール基板に固定される。

様々な実施形態では、検出部およびスケールは、ほぼ平坦な基板を含むことができ、検出部は、それぞれの導体間の公称動作ギャップが少なくとも０．０７５＊Ｗ１となるように、周期的スケールパターンにほぼ平行に取り付けられるように構成するとよい。いくつかのそのような実施形態では、公称動作ギャップは、少なくとも０．１５＊Ｗ１であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１のタイプの信号変調素子の複数の導電性プレートまたは複数の導電性ループは、それぞれ、測定軸方向に垂直に配向されたほぼ平行なプレート縁部またはほぼ平行な導電性ループセグメントを備えることができる。これらの平行なプレート縁部または平行な導電性ループセグメントは、それらの関連する信号変調素子の有効領域の境界を定める。このような実施形態では、これらの平行なプレート縁部または平行な導電性ループセグメントは、測定軸方向に沿って平均寸法ＤＳＭＥで離間して配置される。

いくつかの実施形態では、Ｗ１は最大２ミリメートルである。いくつかの実施形態では、Ｗ１は最大１．５ミリメートルである。

検出部およびスケールを含む電磁誘導式エンコーダを利用するハンドツール型ノギスの組立分解等角図である。 本明細書に開示される様々な原理に関連する背景情報として提示される、代表的な従来技術の電磁誘導式エンコーダの特定の特徴を概略的に示す平面図である。 図１に示されるような電磁誘導式エンコーダにおいて使用可能な検出部およびスケールパターンの実施形態の平面図であり、本明細書に開示される原理による信号変調素子が、本明細書で開示される原理によるそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法とともに、「あまり望ましくない」既知の検知素子と組み合わせて示される。 図３に示される検出部およびスケールパターンの一部の拡大等角図であり、電磁誘導式エンコーダにおける信号変調素子の動作に関連し得る磁束および磁束結合特性の定性的表現を含む。 本明細書に開示された原理に従ってそれらの特徴を特徴づけることができる特定の例示的な寸法の追加例を含む、図３に示されたものに類似したそれぞれの信号変調素子および検知素子の実施形態の特定の側面を模式的に示す平面図である。 本明細書に開示された原理に従ってそれらの特徴を特徴づけることができる特定の例示的な寸法の追加例を含む、図３に示されたものに類似したそれぞれの信号変調素子および検知素子の実施形態の特定の側面を模式的に示す平面図である。 図１に示されるような電磁誘導式エンコーダにおける検出部およびスケールパターンを使用するために本明細書に開示される原理に従って構成され組み合わされた検知素子および信号変調素子の第１の例示的な実施形態の特定の側面を、本明細書に開示される原理に従ってそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法の追加例とともに示す平面図である。 電磁誘導式エンコーダにおける検出部およびスケールパターンを使用するために本明細書に開示される原理に従って構成され組み合わされた検知素子および信号変調素子の第２の例示的な実施形態の特定の側面を、本明細書に開示される原理に従ってそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法の追加例とともに示す平面図である。 電磁誘導式エンコーダにおける検出部およびスケールパターンを使用するために本明細書に開示される原理に従って構成され組み合わされた検知素子および信号変調素子の第３の例示的な実施形態の特定の側面を、本明細書に開示される原理に従ってそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法の追加例とともに示す平面図である。

図１は、スケール部材１７２およびスライダアセンブリ１２０を含むハンドツール型ノギス１００の組立分解等角図である。スケール部材１７２は、溝内に配置されたスケール１７０を含む、略矩形の断面の本尺を備えてもよい。スライダアセンブリ１２０は、以下により詳細に説明するベース１４０、電子アセンブリ１６０、およびカバー１５０を含むことができる。電子アセンブリ１６０は、基板１６２上に配置された検出部１６７および信号処理部１６６を含むことができる。弾性シール（図示せず）がカバー１５０と基板１６２との間で圧縮されて、電子回路および接続部から汚れを排除するとよい。スケール１７０、検出部１６７、および信号処理部１６６は、協働して、測定軸方向ＭＡに沿った２つの要素間（例えば、スケール部材１７２とスライダアセンブリ１２０との間）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を提供するように動作する。

様々な実施形態では、スケール１７０は、（例えば、ｘ軸方向に対応する）測定軸方向ＭＡに沿って延在し、（例えば、既知のプリント回路製造方法を使用して）スケール基板上に作成された信号変調素子ＳＭＥを含む信号変調スケールパターン１８０を含む。本明細書に示す様々な実施形態では、信号変調スケールパターン１８０は、代替的に、図１に空間波長Ｗ１を有するように示されている周期的スケールパターン１８０と呼ぶことがある。図示された実施形態では、既知のタイプのカバー層１７４（例えば、厚さ１００μｍ）が（図１において一部を切り取って示されるように）スケール１７０を覆っている。

様々な実施形態では、ノギス１００の機械的構造および動作は、共通に譲渡された米国特許第５，９０１，４５８号、および／または米国特許第６，４００，１３８号、および／または米国再発行特許第３７４９０号（これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）のものなど、特定の従来の電子ノギスのものと同様であってもよい。スケール部材１７２の第１の端部付近のジョー１７６および１７８、ならびにスライダアセンブリ１２０上の可動ジョー１４６および１４８は、既知の方法で物体の寸法を測定するために使用される。測定された寸法は、電子アセンブリ１６０のカバー１５０内に取り付けられたデジタルディスプレイ１５８上に表示することができる。カバー１５０はまた、オン／オフスイッチ１５４と、必要に応じて、電子アセンブリ１６０に含まれる回路または要素を作動させる他の任意選択の制御ボタンとを含むことができる。スライダアセンブリ１２０のベース１４０は、スライダアセンブリ１２０をスケール１７０に対して移動させながら、測定のための適切な位置合わせを確実にするために、スケール部材１７２の嵌合エッジに沿ってそれを案内するように構成された様々な既知の要素を含んでもよい。

図１に示すように、検出部１６７は、磁場生成コイルＦＧＣと、測定軸方向ＭＡに沿って配置された検知素子セットＳＥＴＳＥＮとを含むことができる。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に面して配置されてもよく、スケール１７０に面する検出部１６７の前面は、Ｚ軸方向に沿って０．５ｍｍ程度の隙間によってスケール１７０（および／またはスケールパターン１８０）から分離されてもよい。検出部１６７の前面（例えば、その構成導体）は、絶縁コーティングによって覆われてもよい。磁場生成コイルＦＧＣおよび検知素子セットＳＥＴＳＥＮの構造および動作を以下により詳細に説明する。

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、長いバッテリ寿命のため）、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。例えば、進化した精度の向上、費用対効果の高い設計と製造という点で、おそらくさらに困難な他のアプリケーションには、中精度および高精度のデジタル「ダイヤル」インジケータがある（これらは、例えば、それぞれ１０マイクロメートルおよび１マイクロメートルのオーダーの精度を提供する）。これらのいずれかのアプリケーションにおけるこれらの要因のいずれかにおける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。本明細書に開示され、特許請求される原理は、様々なアプリケーションのために、多くのこれらの要因における改善を提供する。

図２は、本明細書の他の場所に開示された様々な原理に関連する背景情報として提示された、第‘３８９号特許に示された代表的な従来技術の電磁誘導式エンコーダの特定の特徴を概略的に示す平面図である。図２は、さらに、ここに含まれる他の図における同等の要素を示すために使用される同等の参照番号または記号を示すための参照番号を含む。第‘３８９号特許の開示に基づく以下の省略された説明では、本開示の他の図における同等の参照番号は、第‘３８９号特許からの元の参照番号に続く括弧内に示される。従来技術の図２に関する完全な説明は、第’３８２号特許に見出すことができる。したがって、本開示に関連する第‘３８２号特許からの教示を含む省略された説明のみが、本明細書に含まれる。本発明者が確認することができる限り、図２を参照して以下に概説する教示は、当技術分野で知られている、および／または市販の電磁誘導式エンコーダで使用される従来の理論および従来の設計手法を表す。

第‘３８９号特許に開示されているように、図２に示されているようなトランスデューサは、ワイヤまたは巻線の少なくとも２つの実質的に同一平面上の経路を含む。送信巻線１０２（ＦＧＣ）は、大きな平面ループを形成する。送信巻線１０２と実質的に同じ平面にある受信巻線１０４（ＳＥＴＳＥＮ）は、ジグザグまたは正弦波パターンで矢印によって示されるように一方向に配置され、次いで矢印によって示されるように、巻線がそれ自身を横切って逆方向に配置され、互いの間に交互に配置されるループ１０６（ＳＥＮ＋）および１０８（ＳＥＮ－）を形成する。その結果、受信巻線１０４（ＳＥＴＳＥＮ）の交互ループ１０６（ＳＥＮ＋）および１０８（ＳＥＮ－）の各々は、隣接するループと比較して異なる巻線方向を有する。送信巻線１０２（ＦＧＣ）に交流（変化する）電流を印加することによって、送信巻線は、受信巻線１０４（ＳＥＴＳＥＮ）のループ１０６（ＳＥＮ＋）および１０８（ＳＥＮ－）を貫通する時間変化する磁界を生成する。

導電性物体（例えば、導電性プレート１１４（ＳＭＥ）（そのいくつかは、図２におけるスケールパターン１１２上の短点線を使用して輪郭が描かれている））を含むスケールまたはスケールパターン１１２（１８０）（そのセグメントは、図２において交互の長点線および短点線を示すエッジによって輪郭が描かれている）がトランスデューサの近くに移動されると、送信巻線１０２（ＦＧＣ）によって生成される変動磁界は、導電性物体に渦電流を誘導し、これは、次に、トランスミッタ磁界の変動を打ち消す磁場を導電性物体から生じさせる。その結果、受信巻線１０４（ＳＥＴＳＥＮ）が受信する磁束は、変化または乱され、それによって、受信巻線は、受信巻線１０４の出力端子Ｖ＋およびＶ－で非ゼロＥＭＦ信号（電圧）を出力し、これは、導電性物体が「＋」ループ１０６（ＳＥＮ＋）と「－」ループ１０８（ＳＥＮ－）との間を移動するにつれて極性を変化させる。

同じ極性の２つのループの位置間（例えば、ループ１０６（ＳＥＮ＋）の位置と次のループ１０６（ＳＥＮ＋）の位置との間）の距離は、トランスデューサのピッチまたは波長１１０（Ｗ１）として定義される。そのため、各ループ１０６（ＳＥＮ＋）および／または１０８（ＳＥＮ－）は、測定軸方向３００に沿った長さまたは最大寸法０．５＊Ｗ１を有していることがわかるだろう。上述の導電性物体（例えば、導電性プレート１１４（ＳＭＥ））が受信巻線１０４（ＳＥＴＳＥＮ）に近接し、測定軸３００（ＭＡ）に沿った位置で連続的に変化する場合、受信巻線（ＳＥＴＳＥＮ）から出力される信号のＡＣ振幅は、ループ１０６（ＳＥＮ）および１０８（ＳＥＮ）の周期的な変化、ならびに導電性物体（例えば、導電性プレート１１４（ＳＭＥ））によって引き起こされる送信磁界の局所的な乱れのために、波長１１０（Ｗ１）で連続的かつ周期的に変化する。

第‘３８９号特許は、導電性物体（例えば、導電性プレート１１４（ＳＭＥ））がループ１０６および／または１０８（ＳＥＮ＋、ＳＥＮ－）よりもはるかに小さいかまたは大きい場合、信号出力の振幅は弱く、高精度を得ることが困難であることを強調している。導電性物体（例えば、導電性プレート１１４（ＳＭＥ））が波長１１０（Ｗ１）の約半分に等しい長さを有する場合（すなわち、物体がループ１０６または１０８（ＳＥＮ＋またはＳＥＮ－）と正確に一致して配置されることが可能である場合）、信号出力は、大きな振幅を有し、したがって、導電性物体の位置に最も敏感である。したがって、（第‘３８９号特許に記載の）本発明は、好ましくは、波長１１０（Ｗ１）の半分に等しい（ｘ軸方向に沿った）長さを有する導電性物体（例えば、導電性プレート１１４（ＳＭＥ））を使用する。

図２に示され上述された送信巻線１０２および受信巻線１０４（ＳＥＴＳＥＮ）は、本明細書において検出部として指定された素子（例えば、図１に示された検出部１６７）の従来技術の実施例の一例であり、スケールまたはスケールパターン１１２（１８０）は、本明細書においてスケールパターンとして示された従来技術の実施例の一例である（例えば、図１に示されたスケールパターン１８０）。

図３は、図１に示されるような電磁誘導式エンコーダにおいて使用可能な検出部３６７およびスケールパターン３８０の実施形態の平面図であり、本明細書に開示される原理による信号変調素子ＳＭＥが、説明を明確にするために、従来から知られている「あまり望ましくない」既知の検知素子ＳＥＮと組み合わせて示されている。また、図３は、本明細書で開示された原理による信号変調素子ＳＭＥおよび検知素子ＳＥＮの特徴を特徴づけることができる様々な寸法を紹介している。本明細書に開示されている原理に従ったより好ましい検知素子ＳＥＮについて、図６、７、および８を参照して以下にさらに詳細に説明する。

検出部３６７およびスケールパターン３８０の様々な特徴は、特に信号変調素子ＳＭＥに関して、本明細書に開示され、特許請求される様々な設計原理を満たすように構成される。図３のいくつかの番号が付された構成要素３ＸＸは、図１および／または図２の同様の番号が付された構成要素１ＸＸに対応し、および／または同様の動作または機能を提供し得るものであり（例えば、検出部３６７は、検出部１６７と同様の動作または機能を提供する）、別段の指示がない限り、同様に理解され得ることを理解される。

図３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３６７およびスケールパターン３８０の拡大部分は、図３の下部に示されている。図３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。以下の説明および引用する文献に基づい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るであろう。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ることがあるが、それらは、本明細書で開示され、特許請求される様々な寸法設計原理および関係と矛盾することを意図していないことが理解されるであろう。

スケールパターン３８０の図示された部分は、ドット塗りされ破線の輪郭で示された第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥを含む。周期的スケールパターン３８０は、空間波長Ｗ１を有する。この実施形態では、第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥは、（例えば、プリント回路基板上に製造された領域によって形成されるような、または導電性基板から延在する隆起領域によって形成されるような）複数の導電性プレートを備える。しかし、他の実施形態では、それらは、以下でより詳細に説明するように、（例えば、プリント回路基板上のトレースによって形成されるような）複数の導電性ループを含むことができる。いずれの場合も、空間波長Ｗ１に対応する測定軸方向ＭＡに沿って配置される。スケールパターン３８０は、一般に、スケール（例えば、図１に示されるスケール１７０）上に実装される。図３に示す実施例では、ほとんどの信号変調素子ＳＭＥのｙ方向の端部は、（例えば、第‘３３５号特許、第‘９４３号特許、および第‘１９９号特許に記載されているように、）磁場生成コイルＦＧＣの第１の伸長部ＥＰ１および第２の伸長部ＥＰ２の下に隠れている。図１に示すように、スケールパターン３８０は、動作中に検出部３６７に対して移動することが理解されるであろう。

図３の例では、スケールパターン３８０は、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）配置された概ね矩形の信号変調素子ＳＭＥを備える。しかし、より一般的には、スケールパターン３８０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、検出部３６７内の検知素子セットＳＥＴＳＥＮの検知素子ＳＥＮ（例えば、ＳＥＮ１４）内で生じる位置依存検出信号（いくつかの実施形態では、検出信号成分とも呼ばれる）を提供することを条件として、代替の信号変調素子構成を含む様々な代替の空間変調パターンを含むことができる。

様々な実施形態では、検出部３６７は、スケールパターン３８０に近接して取り付けられ、スケールパターン３８０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。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検知素子セットＳＥＴＳＥＮとを含む。図３は、検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４の単一の代表的なセットを示し、これは、この実施形態では、直列に接続された検知ループ素子（あるいは、検知コイル素子または検知巻線素子と呼ばれる）を備える。この実施形態では、隣接するループ要素は、ＰＣＢの様々な層上の導体の構成によって接続され（例えば、フィードスルーによって接続され）、既知の方法（例えば、図４に示すような）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。正極性の検出信号寄与を有するループは、本明細書ではＳＥＮ＋検知素子と呼ぶことができ、負極性の検出信号寄与を有するループは、本明細書の様々な文脈ではＳＥＮ－検知素子と呼ぶことができる。この実施形態では、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ＳＤＳ１およびＳＤＳ２で信号処理部（図示せず）に出力される。

図３は、視覚的混同を回避するために１組の検知素子を示しているが、様々な実施形態では、異なる空間位相位置で１つまたは複数の（例えば、ＳＥＴＳＥＮと同様の）追加の検知素子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。しかし、本明細書で説明される検知素子の構成は、例示に過ぎず、限定するものではないことを理解されたい。一例として、個々の検知素子のループは、例えば、米国特許第９，９５８，２９４号明細書に開示されているように、いくつかの実施形態では、対応する信号処理部に個々の信号を出力することができる。より一般的には、様々な既知の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て使用するために、様々な既知の検知素子の構成を、本明細書に開示され、特許請求される原理と組み合わせて、様々な実施形態で使用することができる。

検知素子セットＳＥＴＳＥＮおよび磁場生成コイルＦＧＣのセットの様々なメンバーは、基板（例えば、図１の基板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面積長さ寸法ＮＣＡＬＤと、ｙ軸方向に沿った約ＹＳＥＰの公称コイル面積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。内部領域ＩＮＴＡは、ほぼ図示されるように、動作中、信号変調素子ＳＭＥの周期的スケールパターン３８０と位置合わせされる。図示の実施形態では、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む。しかし、様々な他の実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣは、複数の巻きを含むことができ、および／または蛇行して、スケールパターン３８０と位置合わせされた内部領域ＩＮＴＡを動作可能に取り囲む（例えば、動作可能に部分的に取り囲む）とともに、参考文献に開示されているように、他のスケールパターンを含むスケールトラックと位置合わせされた他の内部領域を動作可能に取り囲む（例えば、動作可能に部分的に取り囲む）。いずれにしても、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に磁束変化を発生する。図示の実施形態では、第１の接続部分ＣＰ１および第２の接続部分ＣＰ２を使用して、信号処理部（例えば、図１の信号処理部１６６）からのコイル駆動信号を磁場生成コイルＦＧＣに接続することができる。

検知素子セットＳＥＴＳＥＮ（例えば、検知素子ＳＥＮ１～ＳＥＮ２４のセット）は、ｘ軸方向（例えば、測定軸方向ＭＡに対応する）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３に示すように、検知素子セットのメンバーは、磁場生成コイルＦＧＣで囲まれた内部領域ＩＮＴＡと位置合わせされるか、または内部領域ＩＮＴＡと重なる検知素の部分（すなわち、検知素子のうち、ＩＮＴＡの寸法ＹＳＥＰと位置合わせされているか、または重なっている部分）に対応する検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮを定義する導電性ループまたは導電性ループ部分（例えばＳＥＮ１～ＳＥＮ２４）で構成される。様々な実施形態において、内部領域ＩＮＴＡと位置合わせされる、または重なる検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮは、測定軸方向と直交するｙ軸方向に沿った有効ｙ軸寸法ＥｆｆＹＳＥＮと、測定軸方向（ｘ軸方向）に沿った最大寸法ＤＳＥＮｍａｘとを有するものとして説明することができる。図３に示す特定の実施形態では、有効ｙ軸寸法ＥｆｆＹＳＥＮはＹＳＥＰに等しい。これは、検知素子ＳＥＮのそれぞれが、ＹＳＥＰを超えるｙ軸方向に沿った最大検知素子寸法ＹＳＥＮＭＡＸを有し、したがって、その有効領域ＥｆｆＡＳＥＮが寸法ＹＳＥＰ全体に及ぶからである。測定軸方向の最大寸法ＤＳＥＮｍａｘは、公称０．５＊Ｗ１である。しかし、これらの特徴は、この実施形態に特有のものであり、限定的なものではなく、図５Ｂ、図６、図７、および図８を参照して以下でより詳細に説明するように、様々な実施形態においては任意に選択できるもの（または望ましくないもの）であってもよい。

測定軸方向に沿った検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇ=（ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮ）によって、検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮをさらに特徴づけることが有用である。図３に示す特定の実施形態では、検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮがｘ軸方向に垂直な平行辺を持つため、ＤＳＥＮａｖｇはＤＳＥＮｍａｘと等しくなる。しかし、図５Ｂ、図６、図７、および図８を参照して以下で詳しく説明するように、すべての実施形態においてそうである必要はない。

検知素子セットＳＥＴＳＥＮの検知素子は、スケールパターン３８０の隣接する信号変調素子ＳＭＥ（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など）は、検出部３６７から入力された検出信号に基づいて、スケールパターン３８０に対する検知素子セットＳＥＴＳＥＮの位置を決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および検知素子セットＳＥＴＳＥＮ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、電磁誘導式エンコーダ）に従って動作してもよい。

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、プリント回路基板の異なる層に配置されるように）互いに絶縁される。そのような一実施形態では、検知素子ＳＥＮの最大ｙ軸方向検知素子寸法ＹＳＥＮｍａｘは、公称コイル面積幅寸法ＹＳＥＰよりも大きいことが有利であり、重なり寸法として定義される量だけ伸長部ＥＰ１またはＥＰ２の内側縁部を越えて延びる。さらに、磁場生成コイルＦＧＣは、ｙ軸方向に沿った伸長部ＥＰ１およびＥＰ２のトレース幅が、対応する重なり寸法よりも大きくなるように有利に構成されてもよい。様々な実施形態では、伸長部ＥＰ１およびＥＰ２は、プリント回路基板の第１の層上に製造することができ、検知素子ＳＥＮは、少なくとも重なり寸法の近傍で、第１の層とは異なる層を含むプリント回路基板の１つまたは複数の層内に製造された導電性ループを含むことができる。しかし、このような実施形態は例示的なものであり、以下にさらに説明するように、限定的なものではない。

先に示したように、いくつかの実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣは、プリント回路基板上に作製された１つまたは複数の導電性トレースを含むことができ、検知素子セットＳＥＴＳＥＮの検知素子ＳＥＮは、プリント回路基板上に作製された導電性トレースによって形成された磁束検知ループまたはループ部分を含むことができる。図１に関して上述したように、様々な実施形態では、検出部３６７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３６７をスライド部材に固定し、スケールパターン３８０を測定軸がｘ軸方向に一致する柄または本尺に固定してもよい。このような構成では、スライド部材は、ビームまたは桁部材上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内で測定軸方向ＭＡに沿って移動可能であり、ｚ軸方向は平面に直交する。

図３の下部に示される検出部３６７およびスケールパターン３８０の拡大断面に関して、それは、磁場生成コイルＦＧＣの部分によって境界付けられた、検知素子セットＳＥＴＳＥＮの３つの例示的な検知素子ＳＥＮ１４、ＳＥＮ１５、およびＳＥＮ１６と、２つの例示的な信号変調素子ＳＭＥとを示す。この実施形態では、検知素子は、回路基板の第１および第２の層上に、それらの間に絶縁体の層を挟んで製造されたトレースによって形成することができる。「第１層」トレースは実線で示され、「第２層」トレースは破線で示されている。小さな矢印は、磁場生成コイルＦＧＣから生じる磁界の変化によってトレース内に誘導される電流の方向を示す。検知素子ＳＥＮ１４は、その関連する電流方向のために「ＳＥＮ＋」極性ループとして特徴付けることができ、隣接する検知素子ＳＥＮ１５は、その関連する「反対極性」電流方向のために「ＳＥＮ－」極性ループとして特徴付けることができることが分かる。次の隣接する検知素子ＳＥＮ１６は、再び、「ＳＥＮ＋」極性ループとして特徴付けられてもよく、以下同様である。

ＤＳＭＥは、（第１のタイプの）信号変調素子ＳＭＥの「有効領域」ＥｆｆＲＳＭＥの測定軸方向ＭＡに沿った平均寸法である。信号変調素子ＳＭＥの有効領域ＥｆｆＲＳＭＥは、ここでは、内部領域ＩＮＴＡのｙ軸寸法と位置合わせされるか、または重なり合う。有効領域ＥｆｆＲＳＭＥは、検知素子ＳＥＮにおいて一次信号変調効果を生成する。図３に示す例では、これは信号変調素子ＳＭＥのうち、ｙ軸方向に沿った寸法ＹＳＥＰのスパンと一致する部分であることがわかるだろう。様々な実施形態では、信号変調素子ＳＭＥの平均寸法ＤＳＭＥは、信号変調素子ＳＭＥの有効領域ＥｆｆＲＳＭＥの面積を有効領域ＥｆｆＲＳＭＥのｙ軸方向寸法で割ったものとみなすことができる。信号変調素子ＳＭＥの他の構成のための寸法ＤＳＭＥのさらなる例が、図５Ａ、図５Ｂ、図６、図７、および図８に示されている。

図２を参照して先に概説したように、検知素子ＳＥＮのような検知素子は、０．５＊Ｗ１である測定軸方向に沿った最大寸法ＤＳＥＮｍａｘを有することが従来から行われている。そのような寸法は、様々な実施形態において有利であり得る。さらに、図２を参照して前述したように、信号変調素子ＳＭＥのような信号変調素子が０．５＊Ｗ１である平均幅寸法ＤＳＭＥを有することも従来から行われている。上述した従来の先行技術の設計方法とは逆に、本発明者は、図３に示すように、信号変調素子ＳＭＥが０．５＊Ｗ１よりも大幅に大きい平均幅寸法ＤＳＭＥを有するように構成されている場合、特定の性能特性が向上する可能性があることを見出した。例えば、いくつかの実施形態では、ＤＳＭＥが少なくとも０．５５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．８＊ＤＳＥＮである場合に有利であり得る。いくつかのそのような実施形態では、ＤＳＭＥが少なくとも０．６６＊Ｗ１、または０．７＊Ｗ１またはそれ以上である場合に有利であり得る。その理由については、図４を参照して後述する。

さらに、本発明者は、さもなければ現れるであろうある種の誤差を軽減するために、様々なアプリケーションで最高の精度を得るためには、それらの検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇが０．５＊Ｗ１よりも大幅に小さい範囲に入るように構成された従来にない検知素子ＳＥＮと組み合わせて使用することが最も望ましいことをさらに見出した。例えば、様々な実施形態において、検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇが少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１であることが望ましい。本発明のこの側面は、図６、図７、および図８を参照して以下でより詳細に説明される。上記のような従来とは異なる特徴の組み合わせにより、従来技術の設計原理による構成と比較して、有利な検出信号特性を提供する（例えば、より良好な信号対雑音（Ｓ／Ｎ）比を提供する、および／または検出信号における誤差成分を低減する）。

図４は、このような電磁誘導式エンコーダにおける信号変調素子ＳＭＥの動作に関連し得る磁束および磁束結合特性の定性的表現を含む、図３に示される検出部３６７およびスケールパターン３８０の一部の拡大等角図である。図４は、様々な実施形態において、信号変調素子ＳＭＥが、少なくとも０．５５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．８＊Ｗ１である平均幅寸法ＤＳＭＥを有するように構成されることが有利であり得る理由に関連する様々な考察を示している。

図４は、前に概説したように、磁場生成コイルＦＧＣによって提供される、発生した変化磁界ＧＣＭＦに対する信号変調素子ＳＭＥの応答を示す。図４に示すように、磁場生成コイルＦＧＣに印加されたコイル駆動信号電流Ｉｇｅｎは、信号変調素子ＳＭＥに誘導結合する変化磁界ＧＣＭＦを発生する。信号変調素子ＳＭＥは、図４に導電性ループとして概略的に示されており、結合された変化磁界ＧＣＭＦに応答して、誘導電流Ｉｉｎｄが信号変調素子ＳＭＥ内に生成され、これは、磁束線（図４の矢印を含む磁束線）によって表される誘導磁界を生成する。図示された磁束線は、中心磁束線ＣＦＬによって表される中心磁束ＣＦと、信号変調素子ＳＭＥの導電性ループを取り囲むように示された、閉じた周辺の磁束線ＭＦＬ１～ＭＦＬ３によって表される周辺の磁束ＭＦとを表している。

一般的に言えば、検知素子セットＳＥＴＳＥＮの検知素子は、上で概説したように表される誘導された磁束変化に応答する信号（または信号寄与）を生成することが理解されるであろう。特に、生成された信号は、その内部ループ領域を介して効果的に結合される磁束の量に応答して、図４の検知素子ＳＥＮ１４において電流Ｉｓｅｎｓｅとして表される信号寄与または信号成分を生成する。図４に示されるように、種々の実施において、検出部３６７およびスケールパターン３８０は、ほぼ平面であってもよく（例えば、それらは、ほぼ平面基板を含んでもよく、またはほぼ平面基板上に形成されてもよい）、検出部３６７は、周期的スケールパターン３８０とほぼ平行に、且つ互いの導体間に公称動作ギャップＧａｐＺを有して取り付けられるように構成されてもよい。例えば、様々な実施形態では、公称動作ギャップＧａｐＺは、実際の組立および位置合わせ公差を容易にするために、少なくとも０．０７５＊Ｗ１とすることができる。いくつかのそのような実施形態では、公称動作ギャップは、少なくとも０．１５＊Ｗ１であってもよい。図４に示すように、中心磁束ＣＦは、一般に、実用的な範囲の動作ギャップにわたって検知素子ＳＥＮ１４を介して効果的に結合される。しかし、動作ギャップのために、周辺の磁束ＭＦの少なくとも一部は、検知素子ＳＥＮ１４を介して効果的に結合されないことがある。例えば、図４で誇張されているように、動作ギャップＧａｐＺの比較的大きな寸法では、周辺の磁束線ＭＦＬ１～ＭＦＬ３のいずれも検知素子ＳＥＮ１４を介して結合されず、電流Ｉｓｅｎｓｅに寄与しない。その結果、図４に定性的に示す構成では、検知素子ＳＥＮ１４によって検知される信号変調素子ＳＭＥの有効幅Ｗｅｆｆ（図４に破線の棒線で示す）は、結合された中心磁束線ＣＦＬのみに対応する。図４からわかるように、例えば、検知素子ＳＥＮ１４を介して周辺の磁束線ＭＦＬ３を結合するために、動作ギャップＧａｐＺを減少させたとしても、有効幅Ｗｅｆｆは、信号変調素子ＳＭＥの平均寸法ＤＳＭＥよりも小さいままである。

したがって、図２を参照して上記で概説した従来技術の教示に反して、信号変調素子ＳＭＥは、所望の有効幅Ｗｅｆｆよりも大きい平均寸法ＤＳＭＥを有することが有利であり、これにより、測定軸方向に沿ってその検知素子ＳＥＮを通過する際に所望の最大信号変動および／または所望の信号プロファイル対変位を生成する。例えば、いくつかの実施形態では、寸法Ｗｅｆｆが約０．５＊Ｗ１であることが望ましい場合があり、これは、前述の説明によれば、実際の動作ギャップＧａｐＺを使用する場合、信号変調素子ＳＭＥの平均寸法ＤＳＭＥが、いくつかのそのような実施形態では、少なくとも０．６６＊Ｗ１、または０．７＊Ｗ１、またはそれ以上であることが望ましい場合があることを意味する。

信号変調素子ＳＭＥが、図４に示されるような導電性ループではなく導電性プレートである場合、「同心」渦電流の分布が、生成された変化磁界ＧＣＭＦに応答して、そのような導電性プレートにおいて生成され得ることが理解されるべきである。これらの渦電流は、図４に示す誘導電流Ｉｉｎｄに動作的に匹敵する。導電性プレートが図４に示す導電性ループＳＭＥと同じ平均寸法ＤＳＭＥを有する場合、その渦電流の分布した「同心」パターンのために、それらの「等価電流位置」は、導電性プレートの縁部の内側のどこかにあり、その結果、同様のサイズの導電性ループに関連するものよりもさらに小さい有効幅Ｗｅｆｆが得られる。その結果、検出部３６７とスケールパターン３８０との間に比較的大きな動作ギャップを使用する場合に平均寸法ＤＳＭＥの値を比較的大きくすることに加えて、導電性プレート型信号変調素子ＳＭＥが、上記で概説した望ましい範囲のより大きな端部に向かう平均寸法ＤＳＭＥを有することが特に望ましい場合がある。例えば、本発明者は、０．７＊Ｗ１から０．８＊Ｗ１の間の平均寸法ＤＳＭＥが、いくつかのそのような実施形態において有利であることを見出した。

さらなる考察として、望ましい信号プロファイル対変位に関して、信号プロファイルに含まれる望ましくない空間高調波は、一般的に言えば、信号変調素子ＳＭＥの形状とその有効幅Ｗｅｆｆ、および検知素子ＳＥＮの形状と幅、およびそれらの間の動作ギャップに依存することを理解すべきである。例えば、上述のような検出部とスケールの構成では、有効幅Ｗｅｆｆが約０．５＊Ｗ１の場合、偶数次の空間高調波が検出信号からほとんど除去される。しかし、０．３３＊Ｗ１などに対応する奇数次の空間高調波が残ることがある。ＵＳ２０２０／０００３５８１として公開された米国特許出願第１６／０２１，５２８号では、０．６６＊Ｗ１の有効幅Ｗｅｆｆを提供するように信号変調素子ＳＭＥを構成することで、０．３３＊Ｗ１に対応する奇数次の空間高調波を抑制する傾向があることが示唆されている。また、本発明者は最近になって、第‘７０８号特許において、信号変調素子を、その中央に幅１／６＊Ｗ１のスロットがあるかないかに関わらず、実際の幅が５／６＊Ｗ１（約０．８３＊Ｗ１）になるように構成すると、０．３３＊Ｗ１に対応する奇数次の空間高調波を抑制する傾向があることが示唆されていることを知った。これは、上述の有効幅Ｗｅｆｆの説明を考慮していないため、‘７０８号特許に記載されているようには動作しない可能性があることに注意されたい。いずれにしても、これらの構成では、実際には期待される、あるいは望まれるレベルの空間フィルタリングを実現できなかった。これまでに知られている最先端の電磁誘導式エンコーダではすでに高い精度が達成されているため、これらの構成では、期待または予測されるレベルの空間フィルタリングは提供されておらず、この点に関する最先端技術を望ましく改善または進歩させることはできなかった。

本明細書に開示されているように、本発明者は、上述した空間フィルタリングの欠点を改善するために、上述した信号変調素子ＳＭＥの構成と組み合わせて使用することができる検知素子ＳＥＮの特定の構成を発見した。検知素子ＳＥＮの様々な望ましい構成は、図６、図７、および図８を参照して以下にさらに詳細に説明される。しかし、それに先立ち、図５Ａおよび図５Ｂに示す例を参照して、その説明で使用される特定の寸法および用語の定義または解釈を明確にする。図５Ａおよび図５Ｂは、本明細書に開示された原理に従ってそれらの特徴を特徴づけることができる特定の例示的な寸法の追加例を含む、図３に示されたものに類似したそれぞれの信号変調素子および検知素子の実施形態の特定の側面を模式的に示す平面図である。

図５Ａおよび図５Ｂは、図３を参照して前に概説した寸法および用語ＤＳＥＮｍａｘ、ＤＳＥＮａｖｇ、ＤＳＭＥ、ＥｆｆＲＳＭＥ、ＥｆｆＡＳＥＮ、およびＥｆｆＹＳＥＮのさらなる例を示す、それぞれの電磁誘導式エンコーダの実施形態を概略的に示す平面図である。また、寸法ＹＳＥＧについても紹介および説明がなされている。図５Ａおよび図５Ｂのいくつかの番号付けされた構成要素５ＸＸは、図３の同様の番号付けされた構成要素３ＸＸと同様の動作または機能に対応し、かつ／またはそれらを提供することができ、別段の指示がない限り、同様に理解され得ることが理解されるであろう。

図５Ａおよび図５Ｂは、図５Ａの信号変調素子ＳＭＥおよび図５Ｂの検知素子の非直線境界プロファイルに適用される、空間波長Ｗ１および前述の寸法および用語を示している。先に示した信号変調素子ＳＭＥの有効領域ＥｆｆＲＳＭＥは、信号変調素子ＳＭＥの領域またはエリア内の破線で示した境界内にあり、内部領域ＩＮＴＡと位置合わせされ、または重なっており、ドット塗りにより示されている。ＤＳＭＥは、信号変調素子ＳＭＥの「有効領域」ＥｆｆＲＳＭＥの測定軸方向ＭＡに沿った平均寸法である。様々な実施形態では、平均寸法ＤＳＭＥは、信号変調素子ＳＭＥの有効領域ＥｆｆＲＳＭＥの面積をその有効領域ＥｆｆＲＳＭＥのｙ軸方向寸法で割ったものとみなすことができる。便宜上および定義の一貫性のために、導電性プレート型の信号変調素子ＳＭＥの場合、関連する寸法はＳＭＥのエッジに対応することがあり、導電性ループ型信号変調素子ＳＭＥの場合、関連する寸法は導体の中央線に対応することがある。図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣの内部領域ＩＮＴＡの寸法ＹＳＥＰが、信号変調素子ＳＭＥの－ｙ軸方向の寸法よりも小さく、その中に含まれているため、その有効領域ＥｆｆＲＳＭＥのｙ軸方向の寸法は、寸法ＹＳＥＰと等しい。しかし、これは、（例えば、図７に示すように）全ての実施例において当てはまる必要はなく、有効領域ＥｆｆＲＳＭＥの以前の定義は、その有効領域ＥｆｆＲＳＭＥのｙ軸方向の寸法がＹＳＥＰの寸法よりも小さい場合を含む、より一般的なものである。

先に概説した検知素子ＳＥＮの有効領域ＥｆｆＡＳＥＮは、検知素子ＳＥＮの領域内の実線で示された境界内にあり、内部領域ＩＮＴＡと位置合わせされ、または重なっており、斜線塗りにより示されている。先に概説したように、ＤＳＥＮｍａｘは、検知素子ＳＥＮの有効領域ＥｆｆＡＳＥＮのｘ軸方向または測定軸方向ＭＡに沿った最大検知素子幅寸法である。ＤＳＥＮａｖｇは、平均的な検知素子の幅寸法であり、ＤＳＥＮａｖｇ＝ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮと定義される。前述したように、ＥｆｆＹＳＥＮは、検知素子の有効領域ＥｆｆＡＳＥＮのｙ軸方向の寸法である。図５Ａおよび図５Ｂに示す特定の実施形態では、有効ｙ軸寸法ＥｆｆＹＳＥＮはＹＳＥＰに等しい。これは、検知素子ＳＥＮのそれぞれが、ＹＳＥＰを超えるｙ軸方向に沿った最大検知素子寸法を有し、したがって、その有効領域ＥｆｆＡＳＥＮが寸法ＹＳＥＰ全体に及ぶからである。図５Ａに示す特定の実施形態では、有効領域ＥｆｆＡＳＥＮがｘ軸方向に垂直な平行辺を有し、ＹＳＥＰにまたがる寸法ＹＳＥＧを有するため、ＤＳＥＮａｖｇはＤＳＥＮｍａｘと等しくなる。ＹＳＥＧは、便宜上、検知素子ＳＥＮを規定する導体のセグメントのうち、最大寸法ＤＳＥＮｍａｘで互いに離れて配置され、ｙ軸方向に沿って直線的に延びるセグメントのｙ方向の寸法として定義される。図５Ｂに示す特定の実施形態では、有効領域ＥｆｆＡＳＥＮは、ｙ軸方向に沿って中央部に寸法ＤＳＥＮｍａｘを持つ構成となっているが、その側部は、有効領域ＥｆｆＡＳＥＮの上部および下部に向かって狭くなるように先細りまたは湾曲している。そのため、図示されたようにＤＳＥＮａｖｇはＤＳＥＮｍａｘよりも多少小さくなる。利便性と定義の一貫性のために、検知素子ＳＥＮのＤＳＥＮａｖｇ＝ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮを決定する際、関連する寸法はその定義する導体の中央線に対応するものとしてもよい。図５Ａおよび図５Ｂに示す実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘは公称０．５＊Ｗ１である。ただし、（例えば、以下の図８に示されるように）この値は限定的なものではない。図５Ａおよび図５Ｂに示された検知素子ＳＥＮの構成の寸法ＤＳＥＮａｖｇは、図６、図７、および図８を参照して以下で概説される原則によると好ましいものではなく、ＤＳＥＮａｖｇの定義または定量を明確にするためにのみ提示されている。図５Ｂに示す寸法ＣＣＳＥＮは、ｘ軸方向に沿った検知素子ＳＥＮの中心間の間隔である。様々な実施形態において、検知素子ＳＥＮの形状または寸法ＤＳＥＮａｖｇに関わらず、ＣＣＳＥＮが０．５＊Ｗ１であると有利である場合がある。

図５Ａおよび図５Ｂは、また、Ｗ１からＤＳＭＥを引いたものに等しい寸法ＤＳＰＣを示す。第１の方法について説明すると、寸法ＤＳＰＣは、第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥ間の「非信号変調空間」に対応するものとして説明することができる。しかしながら、周期的スケールパターンの様々な他の実施形態に適用される第２の方法をより一般的に説明すると、寸法ＤＳＰＣは、第２のタイプの信号変調素子に対応するものとして説明することができ、第２のタイプの信号変調素子は、測定軸方向に沿って第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥの間に配置される。第２のタイプの信号変調素子は、第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥと比較して、磁束変化に対して影響が比較的少ないように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、第２のタイプの信号変調素子は、非導電性材料の領域を含む。いくつかのそのような実施形態では、第２のタイプの信号変調素子は、非導電性スケール基板の領域を含み、第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥは、非導電性スケール基板上に製造および／または固定された導体を含む。別の例として、いくつかの実施形態では、第２のタイプの信号変調素子は、スケールパターンを形成するために使用される導電性材料の「より深く凹んだ」領域を含むことができ、第１のタイプの信号変調素子ＳＭＥは、導電性材料の「凹んでいない」領域を含むことができる。

ここで、検知素子の信号から３次空間高調波の誤差成分（０．３３＊Ｗ１の周期）をフィルタリングする議論に戻ると、先に述べたように、本発明者は、上述した空間フィルタリングの欠点を改善するために、上述した信号変調素子ＳＭＥの構成と組み合わせて使用することができる検知素子ＳＥＮの特定の構成を発見した。従来の技術では、様々な手段で検知素子の信号から３次空間高調波の誤差成分をフィルタリングすることが知られている。一つのアプローチは、理論的にはＷ１に対応する基本空間周波数のみを含む正弦波状に検知素子を構成する方法である。しかし、実用上の様々な配慮や製造上の制限、組み立てやギャップのばらつきなどにより、３次空間高調波の誤差成分を完全には抑制できない。もう一つのアプローチは、０．３３＊Ｗ１だけ離れた空間位相に検知素子セットＳＥＴＳＥＮを配置し、得られた信号を処理して３次空間高調波の誤差成分を除去する方法である。この方法は比較的効果的であるが、多くのアプリケーションでは、実用上の理由から、検知素子セットＳＥＴＳＥＮから直交信号（つまり、０．２５＊Ｗ１離れた空間的な位相の信号）を提供することが望ましく、そのため、一組の検知素子ＳＥＴＳＥＮを０．３３＊Ｗ１離れた空間的な位相で配置することは現実的ではない。

上で概説したアプローチに固有の問題および欠陥を解決するために、本発明者は、特に有利な範囲の検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇを提供する検知素子ＳＥＮの構成を、上で概説した信号変調素子ＳＭＥの構成と組み合わせて使用して、３次空間高調波の誤差成分を実質的にフィルタリングおよび／または抑制することができることを発見した。驚くべきことに、特に有利な範囲には０．３３＊Ｗ１が含まれていないが、これは明らかに理論的な考察に基づいて予想されることである。むしろ、本明細書で開示されているように、実用的な範囲の波長Ｗ１と動作ギャップに対して、少なくとも０．２８５＊Ｗ１、最大で０．３１５＊Ｗ１の検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇを提供するように構成された検知素子ＳＥＮを、少なくとも０．５５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．８＊Ｗ１の平均寸法ＤＳＭＥを有する信号変調素子ＳＭＥと組み合わせて使用すると、特に有利である。そのような検知素子ＳＥＮの様々な望ましい構成が、図６、図７、および図８を参照して以下にさらに詳細に説明される。

図６は、図１に示されるような電磁誘導式エンコーダにおける検出部６６７およびスケールパターン６８０を使用するために上述の原理に従って構成され組み合わされた検知素子ＳＥＮおよび信号変調素子ＳＭＥの第１の例示的な実施形態の特定の側面を、上述の原理に従ってそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法の追加例とともに示す平面図である。いくつかの番号および／または名前が付けられた構成要素は、図５Ａおよび図５Ｂの同様の番号または名前が付けられた構成要素と同様の動作を提供することができ、別段の指示がない限り、同様に理解され得ることが理解されるであろう。したがって、以下の説明では、検知素子ＳＥＮと信号変調素子ＳＭＥの特定の違いのみを強調して説明する。図６に示す実施形態は、図５Ａおよび図５Ｂに示すものに類似した信号変調素子ＳＭＥを含み、（この特定の実施形態では）約０．７５＊Ｗ１である平均寸法ＤＳＭＥを有する有効領域ＥｆｆＲＳＭＥを有している。

検知素子ＳＥＮは、第１の加工層上の導体（実線で表示）と、第２の加工層上の導体（破線で表示）を含み、これらは既知の方法（例えば、引用した文献に記載されている方法）に従ってフィードスルーＦＴを介して接続される。磁場生成コイルＦＧＣは、本実施形態では、フィードスルーＦＴと絶縁するために、第３の加工層に作製されている。図６に示すように、検知素子ＳＥＮの導体は、短いｙ軸方向寸法ＹＳＥＧを有し、ｘ軸方向に沿ってＤＳＥＮｍａｘ＝０．５＊Ｗ１だけ離間しているｙ軸方向セグメントと、ｙ軸方向セグメントからフィードスルーＦＴに向かってテーパ状になっているセグメントとを含む。関連する台形状の有効領域ＥｆｆＡＳＥＮ（図６において斜線の塗りつぶしで示されている）は、ｙ軸方向寸法ＥｆｆＹＳＥＮを有しており、これはこの実施形態ではＹＳＥＰと等しい。様々な実施形態において、検知素子ＳＥＮは、ＤＳＥＮａｖｇ＝ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮが少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１であるように構成される。いくつかの実施形態では、ＤＳＥＮａｖｇは、少なくとも０．２９＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１＊Ｗ１であれば望ましい場合がある。ＤＳＥＮｍａｘの特定の選択に対して、ＹＳＥＧの寸法、並びにフィードスルーおよび隣接する導体の位置を適切に設定することで、様々な値のＤＳＥＮａｖｇを提供することができる。いくつかのそのような実施形態では、Ｙ軸方向寸法ＹＳＥＧは、少なくとも０．１５＊Ｗ１とするとよい。図示されている特定の実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘは公称０．５＊Ｗ１であるが、必要に応じて、ＤＳＥＮｍａｘが０．５＊Ｗ１未満となるように、寸法ＹＳＥＧの近傍および隣接する検知素子ＳＥＮとの間に重複するｘ軸方向セグメントを含むように、様々な層の導体を構成することが可能である。

図７は、図１に示されるような電磁誘導式エンコーダにおける検出部７６７およびスケールパターン６８０を使用するために上述の原理に従って構成され組み合わされた検知素子ＳＥＮおよび信号変調素子ＳＭＥの第２の例示的な実施形態の特定の側面を、上述の原理に従ってそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法の追加例とともに示す平面図である。いくつかの番号および／または名前が付けられた構成要素は、図６（並びに図５Ａおよび図５Ｂ）の同様の番号または名前が付けられた構成要素と同様の動作を提供することができ、別段の指示がない限り、同様に理解され得ることが理解されるであろう。したがって、以下の説明では、検知素子ＳＥＮと信号変調素子ＳＭＥの特定の違いのみを強調して説明する。図７に示す実施形態は、図６に示すものに類似した信号変調素子ＳＭＥを含み、（この特定の実施形態では）約０．７５＊Ｗ１である平均寸法ＤＳＭＥを有する有効領域ＥｆｆＲＳＭＥを有している。

検知素子ＳＥＮは、図６に示したものと類似しており、第１の加工層上の導体（実線で表示）と、第２の加工層上の導体（破線で表示）を含み、これらは既知の方法（例えば、引用した文献に記載されている方法）に従ってフィードスルーＦＴを介して接続される。しかし、フィードスルーＦＴは内部領域ＩＮＴＡ内に配置されている。これにより、本実施形態では、磁場生成コイルＦＧＣを第１および／または第３の加工層上に作製することができ、検出部７６７の製造コストを低減できるという利点がある。図６に示した実施形態に比べて検知素子ＳＥＮの有効領域ＥｆｆＡＳＥＮが小さくなり、信号強度が低下する可能性があるという欠点がある。しかし、アプリケーションによっては、これが望ましいトレードオフになることもある。有効領域ＥｆｆＡＳＥＮ（図７において斜線の塗りつぶしで示されている）は、ｙ軸方向寸法ＥｆｆＹＳＥＮを有しており、これはこの実施形態ではＹＳＥＰよりも小さい値となっている。様々な実施形態において、検知素子ＳＥＮは、ＤＳＥＮａｖｇ＝ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮが少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１であるように構成される。いくつかの実施形態では、ＤＳＥＮａｖｇは、少なくとも０．２９＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１＊Ｗ１であれば望ましい場合がある。ＤＳＥＮｍａｘの特定の選択に対して、ＹＳＥＧの寸法、並びにフィードスルーおよび隣接する導体の位置を適切に設定することで、様々な値のＤＳＥＮａｖｇを提供することができる。図示されている特定の実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘは公称０．５＊Ｗ１であるが、必要に応じて、ＤＳＥＮｍａｘが０．５＊Ｗ１未満となるように、寸法ＹＳＥＧの近傍および隣接する検知素子ＳＥＮとの間に重複するｘ軸方向セグメントを含むように、様々な層の導体を構成することが可能である。同様の形状の実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘが０．５＊Ｗ１以下の場合、ＤＳＥＮａｖｇが０．２８５＊Ｗ１以上になるように、ＹＳＥＧの寸法を少なくとも０．１４＊ＥｆｆＹＳＥＮ以上にする必要がある場合がある。

図８は、図１に示されるような電磁誘導式エンコーダにおける検出部８６７およびスケールパターン６８０を使用するために上述の原理に従って構成され組み合わされた検知素子ＳＥＮおよび信号変調素子ＳＭＥの第３の例示的な実施形態の特定の側面を、上述の原理に従ってそれらの特徴を特徴付けることができる様々な寸法の追加例とともに示す平面図である。いくつかの番号および／または名前が付けられた構成要素は、図６（並びに図５Ａおよび図５Ｂ）の同様の番号または名前が付けられた構成要素と同様の動作を提供することができ、別段の指示がない限り、同様に理解され得ることが理解されるであろう。したがって、以下の説明では、検知素子ＳＥＮと信号変調素子ＳＭＥの特定の違いのみを強調して説明する。図８に示す実施形態は、図６に示すものに類似した信号変調素子ＳＭＥを含み、（この特定の実施形態では）約０．７５＊Ｗ１である平均寸法ＤＳＭＥを有する有効領域ＥｆｆＲＳＭＥを有している。

検知素子ＳＥＮは、図６に示したものと類似しており、第１の加工層上の導体（実線で表示）と、第２の加工層上の導体（破線で表示）を含み、これらは既知の方法（例えば、引用した文献に記載されている方法）に従ってフィードスルーＦＴを介して接続される。磁場生成コイルＦＧＣは、本実施形態では、フィードスルーＦＴと絶縁するために、第３の加工層に作製されている。図６に示すように、検知素子ＳＥＮの導体は、（内部領域ＩＮＴＡの寸法ＹＳＥＰよりも長く、かつそれを横切る）長いｙ軸方向寸法ＹＳＥＧを有し、ｘ軸方向に沿ってＤＳＥＮｍａｘだけ離間しているｙ軸方向セグメントと、これらのセグメントをフィードスルーＦＴに結合するセグメントとを含む。関連する矩形状の有効領域ＥｆｆＡＳＥＮ（図８において斜線の塗りつぶしで示されている）は、ｙ軸方向寸法ＥｆｆＹＳＥＮを有しており、これはこの実施形態ではＹＳＥＰと等しい。本実施形態では、ＤＳＥＮａｖｇ＝ＤＳＥＮｍａｘである。様々な実施形態において、検知素子ＳＥＮは、ＤＳＥＮｍａｘおよびＤＳＥＮａｖｇは、少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１であるように構成される。いくつかの実施形態では、ＤＳＥＮｍａｘおよびＤＳＥＮａｖｇは、少なくとも０．２９＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１＊Ｗ１であれば望ましい場合がある。図８に示す実施形態では、様々な位置ずれ誤差に起因して発生する可能性のある信号の変化に対する感度が低くなる可能性がある。

上記の信号変調素子ＳＭＥの寸法ＤＳＭＥの有利な範囲については、信号強度を考慮して許容される最大の実用的なギャップを使用する多くの実用的なアプリケーションでは、ＤＳＭＥの最も有利な値は、少なくとも０．６６＊Ｗ１、または０．７＊Ｗ１、またはそれ以上である場合がある。例えば、様々な実施形態において、ＤＳＭＥの値を０．７５＊Ｗ１とすることが特に有利であることが確認されている。しかし、これまでの議論で示唆されているように、これは、特定の波長Ｗ１、特定の動作ギャップと動作周波数、および信号変調素子ＳＭＥの特定の形状と構造にある程度依存する可能性がある。

上記の検知素子ＳＥＮの寸法ＤＳＥＮａｖｇの有利な範囲については、信号強度を考慮して許容される最大の実用的なギャップおよび上で概説されたＤＳＭＥの最も有利な値（例えば、ＤＳＭＥ＝０．７５＊Ｗ１）を使用する多くの実用的なアプリケーションでは、最も有利な組み合わせとなるＤＳＥＮａｖｇの値は、０．２９＊Ｗ１から０．３１＊Ｗ１の範囲内とするとよく、一部の実施形態では、ＤＳＥＮａｖｇ＝０．３０＊Ｗ１とするのが特に有利であることが確認されている。しかし、これまでの議論で示唆されているように、これは、特定の波長Ｗ１、特定の動作ギャップ、特定の寸法ＤＳＭＥ、および信号変調素子ＳＭＥの特定の形状と構造にある程度依存する。

信号変調素子セットＳＥＴＳＥＮからの信号における３次空間高調波の誤差成分は、上記に開示された範囲内の寸法の選択に極めて敏感であることが理解されたい。例えば、寸法ＤＳＥＮａｖｇは、製造された寸法の実用的な変動や、信号変調素子セットＳＥＴＳＥＮに関連する動作ギャップの変動に対して、信号の３次空間高調波の誤差成分を排除する（ｒｅｊｅｃｔ）ように選択されることが望ましい。驚くべきことに、本発明者は、ＤＳＥＮａｖｇに対して０．３＊Ｗ１の値を提供するように構成された１つの実施形態において、３次空間高調波の誤差成分に関連する誤差成分は、ＤＳＭＥ＝０．７２＊Ｗ１からＤＳＭＥ＝０．７９＊Ｗ１の範囲にわたって、信号変調素子ＳＥＮの寸法ＤＳＭＥの変動に対して一様に鈍感であることを発見した。一方、ＤＳＥＮａｖｇをこの値から１０％程度（例えば、０．２７＊Ｗ１や０．３３＊Ｗ１に）変更した場合、ＤＳＭＥ＝０．７２＊Ｗ１からＤＳＭＥ＝０．７９＊Ｗ１の範囲の検知素子ＳＥＮの変動に対して、３次空間高調波の誤差成分が１０倍以上に増加し、許容できない。

開示されている寸法ＤＳＥＮａｖｇの有利な範囲が、「単純に」期待される値である０．３３＊と大きく異なる理由については、スケールの位置に依存した検出部のインピーダンス変動による誤差成分がＤＳＥＮａｖｇの影響を受けているという説明が考えられる。このような位置依存のインピーダンス変動は、１％のオーダーである可能性があり、従来の技術では知られておらず、あるいは、考慮されていなかった。本明細書で開示されているＤＳＥＮａｖｇの有利な範囲は、これらのインピーダンス変動を「調整」または「チューニング」し、その信号成分の寄与が「エイリアシング」されて３次空間高調波の誤差成分の他のソースと組み合わされたときに、その効果の合計が３次空間高調波の誤差成分を打ち消すようにすることが可能である。このような微妙な効果や関連するデザイン特性は、従来の技術では考慮されていなかった。

本開示の好適な実施形態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。

本明細書で開示され、請求されている原理は、組み込まれる文献に開示されている様々な特徴と、参照によりその全体がここに組み込まれている同時係属中の米国特許出願第１６／８２６，８４２号に開示されている様々な特徴と、容易にかつ望ましく組み合わせることができることが理解されるであろう。上述の様々な実施形態を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。本明細書で言及される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。実施形態の態様は、さらにさらなる実施形態を提供するために、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。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形態に限定するように解釈されるべきではなく、そのような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形態を含むように解釈されるべきである。

Claims (14)

1. 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、
   少なくとも第１のタイプの信号変調素子を含み空間波長Ｗ１を有する周期的スケールパターンを含み、測定軸方向に沿って延在するスケールと、
   前記周期的スケールパターンに近接して取り付けられ、前記周期的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パターンとの相対的位置を特定する信号処理部と、を備え、
   前記第１のタイプの信号変調素子は、空間波長Ｗ１に対応して前記測定軸方向に沿って配置された複数の導電性プレートまたは複数の導電性ループを備え、
   前記検出部は、
   基板に固定され、動作中に信号変調素子の前記周期的スケールパターンと位置合わせされる内部領域を取り囲み、前記コイル駆動信号に応答して前記内部領域に磁束変化を生成する磁場生成コイルと、
   前記測定軸方向に沿って配置され、基板に固定される検知素子セットと、を備え
   前記検知素子セットのメンバーは、前記内部領域と位置合わせされるか、または内部領域と重なる検知素子の部分に対応する検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮを定義する導電性ループまたは導電性ループ部分で構成され、
   前記検知素子セットは、前記周期的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、
   前記第１のタイプの信号変調素子は、動作中に前記内部領域と位置合わせされるか、または前記内部領域と重なる有効領域ＥｆｆＲＳＭＥを含み、前記有効領域は、少なくとも０．５５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．８＊Ｗ１である前記測定軸方向に沿った平均寸法ＤＳＭＥを有し、
   前記内部領域と位置合わせされる、または重なる検知素子有効領域ＥｆｆＡＳＥＮは、測定軸方向と直交するｙ軸方向に沿った有効ｙ軸寸法ＥｆｆＹＳＥＮと、測定軸方向に沿った最大寸法ＤＳＥＮｍａｘとを有し、測定軸方向に沿った検知素子平均寸法ＤＳＥＮａｖｇ=（ＥｆｆＡＳＥＮ／ＥｆｆＹＳＥＮ）が、少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１となるように構成される、電磁誘導式エンコーダ。
2. ＤＳＥＮａｖｇが少なくとも０．２９＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１＊Ｗ１であ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。
3. ＤＳＥＮｍａｘが少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．５＊Ｗ１であ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。
4. 前記有効領域ＥｆｆＡＳＥＮを規定する導電性ループまたは導電性ループ部分は、互いに最大寸法ＤＳＥＮｍａｘだけ離れて配置され、ｙ軸方向に沿ってまっすぐに延び、少なくとも０．１４＊ＥｆｆＹＳＥＮであるｙ方向セグメント寸法ＹＳＥＧを有するｙ方向セグメントを備えることを特徴とする請求項３に記載の電磁誘導式エンコーダ。
5. ＤＳＥＮｍａｘが公称０．５＊Ｗ１であることを特徴とする請求項４に記載の電磁誘導式エンコーダ。
6. 前記ｙ方向セグメント寸法ＹＳＥＧが－ｙ軸方向に沿った内部領域全体に及び、ｙ方向セグメントは測定軸方向に沿って最大寸法ＤＳＥＮｍａｘだけ互いに離間しており、ＤＳＥＮａｖｇ＝ＤＳＥＮｍａｘであり、ＤＳＥＮｍａｘは少なくとも０．２８５＊Ｗ１であり、かつ、最大で０．３１５＊Ｗ１であることを特徴とする請求項４に記載の電磁誘導式エンコーダ。
7. 前記平均寸法ＤＳＭＥが少なくとも０．６６＊Ｗ１であ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。
8. 前記平均寸法ＤＳＭＥが少なくとも０．７＊Ｗ１であることを特徴とする請求項７に記載の電磁誘導式エンコーダ。
9. 前記第１のタイプの信号変調素子は、複数の導電性プレートで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。
10. 前記第１のタイプの信号変調素子は、複数の導電性ループで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。
11. 前記検出部および前記スケールは、ほぼ平坦な基板を含み、前記検出部は、それぞれの導体間の公称動作ギャップが少なくとも０．０７５＊Ｗ１となるように、前記周期的スケールパターンにほぼ平行に取り付けられるように構成され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。
12. 公称動作ギャップが少なくとも０．１５＊Ｗ１であ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。
13. Ｗ１が最大で２ミリメートルであ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。
14. Ｗ１が最大で１．５ミリメートルであ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。

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