JP5378531B2 - 絶対角度符号部及び絶対位置測定装置 - Google Patents

Description

多くの分野において、互いに相対的に移動する二つの物体の位置を計測するために、絶対角度測定装置が益々用いられてきている。絶対角度測定装置は、純粋な増分式測定システムと比べて、各相対位置において、供給エネルギーの中断後でも直ちに正しい位置情報を出力できるという利点を有する。

この場合、絶対位置は、角度符号部によって具体的に規定されている。符号エレメントが測定方向に並んで配置された単一の符号トラックで位置情報を配置することは、特に省スペースな構成となる。その場合、符号エレメントは、疑似ランダム配列で順次配置されており、その結果所定の数の連続する符号エレメントが、それぞれ絶対値を一義的に規定する一つの符号語を形成している。角度符号部に対して相対的に単一の符号エレメントだけ走査装置をスライドさせると、新しい符号語が直ちに形成されるとともに、絶対位置を検出すべき周囲全体（３６０°）に渡って、異なる符号語の配列が提供される。そのようなシリアル又はシーケンシャル符号は、しばしばチェーン符号又は疑似ランダム符号（ＰＲＣ）とも呼ばれている。

（復号とも呼ばれる）走査した符号語から絶対位置を求めるために、各符号語に一つの位置を割り当てる復号テーブルが用いられている。走査した符号語に絶対位置を割り当てるために、符号語は、復号テーブル用のアドレスを形成し、その結果その符号語に関して保存された絶対位置が出力されて、更なる処理のために提供される。今日、そのような不揮発性のテーブルは、速いアクセスを可能にするために、ＡＳＩＣ内にハードウェア配線された形で構成することができる。

角度測定装置の分解能に関する要件は、常に高く、その結果３６０°に渡って、多くの位置が一義的に符号化されるべきである。符号化しなければならない位置が多くなる程、それに続く復号の負担が大きくなる。シリアル符号の場合、分解能を向上させるためには、非常に多くの異なる符号語を生成して、復号しなければならないことが問題である。テーブルを用いて復号を行う場合、可能性の有る符号語毎に、それに対応する絶対位置を保存した大きなテーブルが必要となる。計算機を用いて復号を行う場合、そのための計算時間が比較的長くなる。

特許文献１は、復号の負担を軽減するために、如何にして角度符号部と角度測定装置を構成可能であるかに関する手法を提示している。その場合、第一の長さの第一の符号シーケンスと第二の長さの第二の符号シーケンスが、３６０°に渡って、互いに平行に延びるトラックで配置されている。第一の符号シーケンスは、３６０°に渡って５回配置され、第二の符号シーケンスは、３６０°に渡って１４回配置されている。それらの符号シーケンスは、異なる角度区画をカバーしている。第一の符号シーケンスのビット幅は、第二の符号シーケンスのビット幅と異なっている。この復号器は、第一の符号シーケンスの復号用の第一の値のストックと、第二の符号シーケンスの復号用の第二の値のストックとを有する。３６０°に渡る各場所における絶対位置は、二つの部分分解位置の組合せによって一義的に得られている。

そのように符号シーケンスを平行に配置した場合、一方では走査時にモアレに弱くなるとともに、３６０°に渡っての絶対符号化可能な位置が比較的少なくなることが欠点である。

米国特許第６，３３０，５２２号明細書

以上のことから、本発明の課題は、３６０°に渡って多数の位置を一義的に符号化することが可能であるとともに、角度測定装置において、角度符号部の走査によって生成される符号語の配列を簡単に復号することができる角度符号部を提示することである。

本課題は、請求項１に記載された角度符号部によって解決される。

請求項１２は、そのような角度符号部を備えた絶対角度測定装置を規定している。

この絶対角度符号部は、３６０°内に配置された複数の符号シーケンスを有し、それらの符号シーケンスを組み合わせて、３６０°に渡っての絶対位置を一義的に符号化するものである。第一の符号シーケンスは、第一の長さＬ_A を有し、第一の回数Ｎ_A 回順次配置され、第二の符号シーケンスは、第二の長さＬ_B を有し、第二の回数Ｎ_B 回順次配置されており、ここで、Ｎ_A は、２以上の整数又は非整数であり、Ｎ_B は、２以上の整数又は非整数であり、Ｎ_A とＮ_B は等しくなく、Ｌ_A とＬ_B は整数であり、Ｌ_A とＬ_B は等しくない。

更に、第一の符号シーケンスの一つの部分と第二の符号シーケンスの一つの部分がそれぞれ交互に配置される形で、第一の符号シーケンスと第二の符号シーケンスが一つの共通のトラックで配置されている。特に、第一の符号シーケンスの一つの符号エレメントには、それぞれ第二の符号シーケンスの単一の符号エレメントが続き、第二の符号シーケンスの一つの符号エレメントには、それぞれ第一の符号シーケンスの単一の符号エレメントが続いている。

この場合、これらの符号シーケンスは、円盤上に、或いはドラムの周囲に渡って円環状に回転の中心に対して同心に配置されている。符号シーケンスの一つの部分とは、その符号シーケンスの一つ又は複数の連続する符号エレメントであることを意味する。以下の実施例では、そのような部分は、それぞれ単一の符号エレメントである。この場合、一つの符号エレメントは、それぞれビット０又は１を導き出すことが可能な角度符号部の一つの領域である。

符号シーケンスとは、複数の符号エレメントの配列を意味し、その配列は、符号シーケンスの全長に渡っての異なる位置を符号エレメントの走査パターンにより規定する。

サイクリックに繰り返される符号シーケンスとは、その符号シーケンスの終端に、その同じ符号シーケンスの始端が再び続くことを意味する。

一つの符号シーケンスの長さは、符号シーケンスをカバーする角度区画を規定する。全ての符号シーケンスの符号エレメントは、それぞれ同じ角度区画をカバーするので、符号シーケンスの長さは、符号シーケンス内の符号エレメントの個数と、そのためそれから導き出すことが可能なビット数と等しい。

二つの符号シーケンスのビートを発生させるために、第一の符号シーケンスの長さは、有利には、第二の符号シーケンスの長さの倍数としない。第一の符号シーケンスの長さと第二の符号シーケンスの長さが１だけ異なる、即ち、二つの符号シーケンスの中の一方が二つの符号シーケンスの中の他方よりも一つの符号エレメントだけ多く有する場合、符号シーケンスのビート長が最大となる。

Ｎ_A とＮ_B を整数として、３６０°に渡って、第一の符号シーケンスがＮ_A 回配置され、第二の符号シーケンスがＮ_B 回配置された場合に、特に簡単に復号できる第一の角度符号部が得られる。

そのような円周全体（３６０°）に渡って連続する特に簡単に復号できる角度符号部は、Ｍ₁ ＝２＊ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）を満たすＭ₁ 個の符号エレメントを有し、ここで、ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）がＬ_A とＬ_B の最小公倍数であり、Ｌ_A が第一の符号シーケンスＡの長さであり、Ｌ_B が第二の符号シーケンスＢの長さである場合、その角度符号部は、３６０°に渡ってＭ₁ 個の異なる絶対位置を有する。

Ｎ_A に関して、Ｎ_A ＝ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）／Ｌ_A であり、
Ｎ_B に関して、Ｎ_B ＝ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）／Ｌ_B であり、
Ｌ_A とＬ_B が１だけ異なる場合に、最も多い数の異なる位置を実現することができ、その場合、Ｍ_1max＝２＊Ｌ_A ＊Ｌ_B である。

この角度符号部の走査時に検出器配列を用いて得られる語（ビットパターン）は、復号器内に配備された二つの値のストックを用いて復号することができる。第一の値のストックは、第一の符号シーケンスとそのサイクリックな繰り返し部分の走査時にそれぞれ発生する符号語の第一の配列を復号するように構成されている。第二の値のストックは、第二の符号シーケンスとそのサイクリックな繰り返し部分の走査時にそれぞれ発生する符号語の第二の配列を復号するように構成されている。

符号語の第一の配列の復号結果は、第一の符号シーケンス内の第一の部分分割位置であり、符号語の第二の配列の復号結果は、第二の符号シーケンス内の第二の部分分割位置である。全体的な位置の値は、二つの部分分割位置から得られる。

３６０°に渡って、Ｍ₁ ＝２＊ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）と異なる数のＭ₂ 個の絶対位置、特に、Ｍ₂ ＝２^k 個の異なる位置が必要である場合、第二の角度符号部において、３６０°に渡る符号エレメントの数は、Ｍ₂ ＜２＊ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）となり、ここで、ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）は、Ｌ_A とＬ_B の最小公倍数であり、Ｌ_A は、第一の符号シーケンスＡの長さであり、Ｌ_B は、第二の符号シーケンスＢの長さである。

この場合、第一の符号シーケンスは、Ｎ_A 回配置され、ここで、Ｎ_A は２を上回るとともに、Ｎ_A は非整数であり、その結果第一の符号シーケンスが中断された部分を有するか、第二の符号シーケンスは、Ｎ_B 回配置され、ここで、Ｎ_B は２を上回るとともに、Ｎ_B は非整数であり、その結果第二の符号シーケンスが中断された部分を有するか、或いはその両方である。

言い換えると、二つの符号シーケンスの中の少なくとも一方は、３６０°内において一回、その一部だけを実装されているか、或いはその符号シーケンスの実装されていない部分が切除されており、その残った部分が、その次の符号シーケンスと繋がっている。この場合、走査時に符号エレメントの新しい配列、即ち、新しいビットパターン又は語を発生させる継目領域が生じているので、そのような接続箇所では、その符号シーケンスは中断している。新しいビットパターンとは、そのビットパターンが符号シーケンス及びそのサイクリックな繰り返し部分の構成要素ではないことを意味する。そのような「切除」又は「中断」は、二つの符号エレメントの境界で行われ、その結果３６０°に渡っての全ての符号シーケンスの符号エレメントは、常に整数個存在する。

そのような第二の角度符号部において、符号シーケンスを有効に活用して、最大限多くの数の位置を実現可能とするために、有利には、３６０°に渡っての個数Ｍ₂ が、Ｍ₂ ＝２＊（ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）−Ｅ＊Ｌ_A ）を満たし、それは、第二の符号シーケンスＢの中の一つだけが不完全であることを意味するか、或いはＭ₂ ＝２＊（ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）−Ｅ＊Ｌ_B ）を満たし、それは、第一の符号シーケンスＡの中の一つだけが不完全であることを意味するものとする。この場合、Ｅは、Ｅ＞０で、かつ整数である。

ここで、この第二の角度符号部によって、有利には、ｋがｋ＞４かつ整数であるとして、３６０°に渡って、Ｍ₂ ＝２^k を満たすＭ₂ 個の符号エレメントを配置することが可能である。

ここで、第二の角度符号部の走査時に得られた語を復号するためには、第一と第二の値のストックの外に、更に別の値のストックが必要である。そのような更に別の値のストックは、第一と第二の符号シーケンスの中の一つ以上のサイクリックな繰り返し部分の中断部分、即ち、継目領域を復号するように設計されており、そこで、継目領域の走査時に新たに発生する、即ち、第一又は第二の値のストックの構成要素ではないビットパターンを有する。

本発明の別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明の実施例を図面に基づき詳しく説明する。

第一の角度符号部を備えた第一の角度測定装置の模式図 第一の角度測定装置の検出器配列のビットパターン 第一の角度測定装置を用いて位置を検出するためのフロー図と計算規則 第一の角度符号部の実施例に基づく、読み出されたビットパターン（語）から位置を算出するための図表 第二の角度符号部を備えた第二の角度測定装置の模式図 第二の角度測定装置を用いて位置を検出するためのフロー図と計算規則 第二の角度符号部の実施例に基づく、読み出されたビットパターン（語）から位置を算出するための図表

本発明では、バーニヤ方式を採用している。絶対位置の測定のために、異なる長さＬ_A ，Ｌ_B の二つのシリアル符号シーケンスＡ，Ｂを使用している。ここで、３６０°の測定範囲内の各位置において、複数のシリアル符号シーケンスＡ，Ｂの部分分解位置ｘ_A ，ｘ_B の組合せから一義的な絶対位置ＰＯＳが得られる。そのような符号部の利点は、復号器３がそれぞれ比較的短い複数のシリアル符号シーケンスＡ，Ｂとそのサイクリックな繰り返し部分だけを復号すればよく、そしてそれらの復号した符号シーケンスＡ，Ｂから、比較的簡単な関係式により、３６０°に渡っての一義的な位置ＰＯＳを算出することができることである。テーブルを用いて復号を行う場合、複数の小さいテーブルだけが必要である。絶対位置が出力可能な場合よりも少ない登録項目を有するテーブルを非常に多く必要である。

図１には、本発明に基づき構成された第一の絶対角度符号部１と角度測定装置が模式的に図示されている。角度符号部１は、一回の全回転内の、即ち、３６０°に渡っての連続する位置の各々において、一義的な絶対位置ＰＯＳを規定するように構成されている。そのために、角度符号部１は、それぞれ同じ大きさの角度区画をカバーする順次配置された符号エレメントの配列Ａ０〜Ａ４又はＢ０〜Ｂ３から構成されている。符号エレメントの第一の配列Ａ０〜Ａ４は、第一のトラックで配置されて、第一の符号シーケンスＡを構成し、符号エレメントの第二の配列Ｂ０〜Ｂ３は、第二のトラックで配置されて、第二の符号シーケンスＢを構成している。二つの符号トラックは、互いに同心に配置されている。二つの符号トラックの符号エレメントを互いに同列に並べることが特に有利である。

この位置測定の原理は、異なる長さＬ_A とＬ_B の二つの符号シーケンスＡ，Ｂのビートをベースとしており、Ｌ_A ，Ｌ_B は整数であり、有利には、互いに素である。復号すべき最大の長さＭ_1maxは、Ｌ_A とＬ_B が１だけ異なる場合に得られる。

第一の符号シーケンスＡは、次の長さＬ_A のビット列で与えられ、
Ａ₀ Ａ₁ Ａ₂ Ａ_3...Ａ_LA-1
第二の符号シーケンスＢは、次の長さＬ_B のビット列で与えられる。

Ｂ₀ Ｂ₁ Ｂ₂ Ｂ_3...Ｂ_LB-1
この場合、Ａ_i ，Ｂ_i ∈｛０；１｝である。そして、角度符号部１は、符号シーケンスＡの一つのビットと符号シーケンスＢの一つのビットが交互に配置された形で構成されている。

符号シーケンスＡと符号シーケンスＢの長さＬ_A ，Ｌ_B が異なるために、符号シーケンスＡとＢの間にビートが生じる。Ｌ_A −Ｌ_B ＝１の場合、符号化可能な全長Ｍ_1max（即ち、ビットパターンが繰り返される長さ）は、次の通り与えられる。

Ｍ_1max＝２＊ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）＝２＊Ｌ_A ＊Ｌ_B
ここで、ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）は、Ｌ_A とＬ_B の最小公倍数である。

本発明では、符号シーケンスの長さの差Ｌ_A −Ｌ_B が任意である角度符号部も可能である。しかし、Ｌ_A −Ｌ_B ≠１の場合、符号化可能な最大の長さＭ_1maxが短くなり、場合によっては、評価アルゴリズムの負担が大きくなるため、ここでは、Ｌ_A とＬ_B が１だけ異なる特に有利な実施例だけを詳しく説明する。

位置測定のために、例えば、符号エレメントが位置に応じて光束を変調し、その結果走査機器の検出器配列２の所で位置に応じた光分布を発生させて、その光分布を検出器配列２によって電気走査信号ｗに変換する形の光学方式で、角度符号部１は走査される。検出器配列２は、検出器エレメントの配列が測定方向に配置されたラインセンサーである。これらの検出器エレメントは、相対的な位置に有る各符号エレメントに対して、検出器エレメントの中の少なくとも一つが一義的に割り当てられ、そのため各符号エレメントから、ビット０又は１を得ることができるように構成されている。そのために、光学走査方式の場合、符号エレメントは、反射性又は非反射性であるか、或いは透明又は非透明であり、反射性の符号エレメントは、例えば、ビット値１に割り当てられ、非反射性の符号エレメントはビット値０に割り当てられる。そのような一つの符号シーケンスＡ，Ｂ内の走査長Ｌ_L に応じたビット数のビット配列（ビットパターン）は、二つの符号シーケンスＡ，Ｂに対して、それぞれ一つの符号語ｗを構成する。走査信号、即ち、符号語ｗは、復号器３に供給されて、その復号器は、一つの符号シーケンスＡ，Ｂの符号語ｗの各々から、一つの部分分解位置ｘ_A ，ｘ_B を導き出し、そしてそれらの部分分解位置ｘ_A ，ｘ_B から、一つの絶対位置ＰＯＳを算出する。検出器配列２が角度符号部１に対して一つの符号エレメントＡ，Ｂの幅又は長さだけスライドした場合、各符号シーケンスＡ，Ｂから、それぞれ一つの新しい符号語ｗが生成される。

符号語ｗの復号のために、復号器３は、二つのテーブルＴ_A ，Ｔ_B を有し、テーブルＴ_A は符号シーケンスＡ用であり、テーブルＴ_B は符号シーケンスＢ用である。検出器配列２を用いて符号語ｗを発生させるために、所定の数の符号エレメントを走査する。二つの符号シーケンスＡ，Ｂの走査される符号エレメントの数は、走査長Ｌ_L で表され、有利には、偶数個の符号エレメント又はビットである。検出器配列２が生成したビット列（ビットパターン）は、図２に図示されている通り、二つの語ｗ₁ とｗ₂ に分けられる。復号のために、二つの語ｗ₁ とｗ₂ を用いて、次の通り、復号器３の二つのテーブルＴ_A ；Ｔ_B 内を検索し、
ｗ₁ →Ｔ_A ；ｗ₁ →Ｔ_B ；ｗ₂ →Ｔ_A ；ｗ₂ →Ｔ_B
次の通り、対応関係を取得する。

ｗ₁ →ｗ_A 又はｗ₁ →ｗ_B 及びｗ₂ →ｗ_A 又はｗ₂ →ｗ_B
この検索の際、次の可能性が有る。

ここで、ｗ₁ ，ｗ₂ は、角度符号部１から読み取った語ｗであり、
ｘ_A ，ｘ_B は、符号シーケンスＡ又はＢ内、即ち、テーブルＴ_A 又はＴ_B 内の部分分割位置であり、
復号とは、語ｗ₁ ，ｗ₂ から位置ｘ_A ，ｘ_B を算出することである。

この第一の実施例では、二つの符号シーケンスＡ，Ｂは、それぞれ３６０°内において、Ｎ_A 又はＮ_B 回配置されており、ここで、Ｎ_A とＮ_B は整数である。各符号シーケンスＡ，Ｂには、その符号シーケンスＡ，Ｂの始端が再び繋がっており、その結果連続する符号シーケンスＡ，Ｂの各継目では、その符号シーケンスＡ，Ｂがサイクリックに繰り返されている。

図３に図示されたフロー図とそのために提示された計算規則は、位置ｘ_A ，ｘ_B から全体的な位置ＰＯＳを計算することを示している。図１に模式的に図示されている通り、テーブルＴ_A 又はＴ_B から得られた部分分割位置ｘ_A ，ｘ_B を用いて、全体的な位置ＰＯＳを算出するための計算規則Ｒ₁ ，Ｒ₂ が復号器３に実装されている。

従って、図１の実施例に図示された角度符号部１では、次の通りとなる。

符号シーケンスＡの長さ：Ｌ_A ＝５
符号シーケンスＡ： Ａ₀ Ａ₁ Ａ₂ Ａ₃ Ａ₄
符号シーケンスＢの長さ：Ｌ_B ＝４
符号シーケンスＢ： Ｂ₀ Ｂ₁ Ｂ₂ Ｂ₃
走査長：Ｌ_L ＝８
Ｍ_1max＝２＊Ｌ_A ＊Ｌ_B ＝４０
ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）＝２０
Ｎ_A ＝ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）／Ｌ_A ＝４
Ｎ_B ＝ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）／Ｌ_B ＝５
符号シーケンスＡに関するテーブルＴ_A ：

符号シーケンスＢに関するテーブルＴ_B ：

これら二つのテーブルＴ_A ，Ｔ_B は、全部で９個の登録項目を有し、それらの９個の登録項目によって、４０個の異なる位置を、詳しくは、３６０°に渡って、一つの符号エレメントの幅に相当する角度ステップで一義的に復号することが可能である。そのような復号に関する前提条件は、二つの符号シーケンスＡ，Ｂの各々が３６０°に渡って複数回完全な形で配置されている、即ち、符号シーケンスＡ，Ｂの終端には、その符号シーケンスＡ，Ｂが再び始まって、その次の符号シーケンスＡ，Ｂの始端まで完全な形で配置されていることである。

図４には、第一の角度符号部１の実施例に基づく、読み出されたビットパターン（語）から位置ＰＯＳを算出するための図表が図示されている。第二と第三の列には、図２に基づき語ｗから算出した語ｗ１とｗ２が表示されている。それに続く五つの列は、語ｗ１又はｗ２が表Ｔ_A 又はＴ_B 内に見い出されるか否かとの問いを表している。この場合、「１」は、見い出されることを規定している。その次の「ＲＶ」で表示された列は、使用すべき計算規則Ｒ₁ 又はＲ₂ を規定している。その次の二つの列には、部分分解位置ｘ_A とｘ_B が示されている。その次の列には、図３に図示された計算規則に基づき算出された値「ｎ」が有る。ここで、最後の列には、当該の計算規則Ｒ₁ 又はＲ₂ に基づき算出された位置ＰＯＳが有る。

二つの符号シーケンスＡ，Ｂによって算出された位置の測定値を更に分解する必要が有る場合、絶対符号部又は増分目盛を備えた更に別の一つのトラック又は更に別の複数のトラックによって、前述した角度符号部１を補完することができる。

絶対符号部１から、更に周期的な増分信号を導き出すことが有利な場合もある。

追加の増分トラック４の有利な配置の実施例が図１に図示されている。その場合、符号シーケンスＡ，Ｂのトラックに対して平行に、即ち、同心に増分トラック４が配備されている。そのような増分トラック４の目盛サイクルは、例えば、符号シーケンスＡ，Ｂの符号エレメントの幅の分数倍であり、符号エレメントの境界は、増分トラック４の目盛サイクルの境界と同列である。そのため、一つの符号エレメントの角度区画内には、有利には、１を上回る整数個の増分目盛サイクルが配置されている。そのような増分トラック４のサイズによって、符号エレメントの幅を更に分割することが可能である。そのために、増分トラック４は、周知の手法で互いに位相のずれた複数の増分信号を発生する図示されていない更に別の検出器ユニットを用いて走査される。そのような増分信号は、増分信号を更に分割して、符号エレメントの幅内における絶対的な部分分解位置を出力する補間ユニットに供給される。絶対角度符号部１から得られた絶対位置ＰＯＳと増分トラック４から得られた部分分解位置は、結合ユニットに供給され、そのユニットは、それらから、３６０°の測定範囲に関して絶対的であり、そのため一義的であるとともに、増分目盛から算出される補間ステップに対応した分解能を有する全体的な位置を算出する。

しかし、ここでは、一回転に渡って、即ち、３６０°内において、Ｍ₂ ＝２^k 個の異なる位置を規定する角度符号部が、多くの用途に対して望ましい。そこで、以下において、本発明の第二の実施例を図５〜７に基づき説明し、その実施例では、そのため、角度符号部１０を構成するために、符号シーケンスＡ，Ｂの中の少なくとも一方は、３６０°内において一回完全な形では形成されておらず、所要のＭ₂ ＝２^k 個の異なる位置を規定するようにしている。角度符号部１０は、又もや符号シーケンスＡとＢの長さＬ_A とＬ_B によって与えられ、ここで、Ｌ_A ≠Ｌ_B で、Ｌ_A とＬ_B は整数である。そのため、Ｌ_A とＬ_B は、ｋがｋ＞０かつ整数として、Ｍ₂ ＝２＊ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）＝２^k を満たすように選定することはできない。そこで、それを実現するために、第一の実施例で説明した最大の長さＭ_1maxの角度符号部１から、長さＭ₂ ＝２^k の領域Ｖだけを引き継いでいる。

ここで、更に、走査長Ｌ_L の検出器配列２０が与えられ、この場合、Ｌ_L は偶数である。そこで、そのようなシステムに関して、二つの領域が存在する。
・第一の領域 位置０〜Ｍ₂ −Ｌ_L
この領域内では、角度符号部１０に関して、角度符号部１から引き継いだ領域Ｖが存在するとともに、この領域内では、全体的な位置ＰＯＳは、第一の実施例の計算規則Ｒ₁ とＲ₂ を用いて計算することができる。
・第二の領域 位置Ｍ₂ −Ｌ_L ＋１〜Ｍ₂ −１
引き継いだ領域Ｖの構成によって、新しい継目箇所ＳＴが生じており、そこでは、符号シーケンスＡ，Ｂの中の少なくとも一つ又はそれらの符号シーケンスの中の少なくとも一つのサイクリックな繰り返し部分（ここでは、符号シーケンスＡ）が中断している。そのような継目箇所ＳＴに渡っての走査によって発生するビットパターンが、テーブルＴ_A とＴ_B の中に存在しないので、そのような継目箇所ＳＴに渡る領域のために、ビットパターンを復号するための少なくとも一つの追加の値のストック、即ち、別個のテーブルを用いた別個の処理が必要となる。

以下において、一つの実施例に基づき、更なる説明を行う。

円周当りに必要なビット数： Ｍ₂ ＝３２＝２⁵
走査長：Ｌ_L2＝８
Ｌ_A ＝５
Ｌ_B ＝４
完全な角度符号部１は、長さ＝２＊Ｌ_A ＊Ｌ_B ＝４０個の位置を有し、必要な角度符号部１０を実現するために、３２個の位置の長さＭ₂ にカット又は短縮されている。図１と５では、そのような短縮された領域が符号Ｖで表示されている。

符号シーケンスＡとＢは、次の通り与えられる。

符号シーケンスＡ： Ａ₀ Ａ₁ Ａ₂ Ａ₃ Ａ₄
符号シーケンスＢ： Ｂ₀ Ｂ₁ Ｂ₂ Ｂ₃
そして、テーブルＴ_A とＴ_B は、次の通り与えられる。

符号シーケンスＡに関するテーブルＴ_A ：

符号シーケンスＢに関するテーブルＴ_B ：

ここで、符号シーケンスＡとＢに関して、新しい継目箇所ＳＴで何が起こるか？
先ずは、符号シーケンスＢがちょうどそのサイクリックな繰り返し部分（即ち、Ｂ₃ とＢ₀ の間）でカットされていることが分かる。即ち、検出器配列２０が継目箇所ＳＴの上を通過して行く時、符号シーケンスＢ（Ｂ走査パターン）とテーブルＴ_B に関して、ビットＢ₃ には、再びＢ₀ が続くので、何ら問題が起こらない。即ち、符号シーケンスＢとそのサイクリックな繰り返しは、中断されていない。

それに対して、符号シーケンスＡは継目箇所ＳＴで中断されている。ここで、符号シーケンスＡに関して、検出器配列２０が継目箇所ＳＴの上を通過する時、テーブルＴ_A に存在しない新しいビットパターンが出現することとなる。ビットＡ₀ には、ちょうどＡ₁ ではなく、再びＡ₀ が続き、その次に改めてＡ₁ が現れる。継目箇所ＳＴでの符号シーケンスＡの新しい位置は、新しいテーブルＴ_STA （継目箇所に対する「ＳＴ」と符号シーケンスＡに対する「Ａ」）に纏められている。

テーブルＴ_STA ：

ここで、ＰＯＳ_STは、テーブルＴ_B とＴ_STA を用いて算出することができる。それと関連する計算規則Ｒ₃ とＲ₄ は、図６に示されている。この場合、別の関係式を適用することもできるので、これらの計算規則Ｒ₃ とＲ₄ は、単なる例示のために示されていることに留意されたい。計算規則Ｒ₁ とＲ₂ は、位置３１に関する特別な処理を含む第一の実施例（図３）の計算規則Ｒ₁ とＲ₂ と同じである。

継目箇所ＳＴで位置ＰＯＳ_STを算出するための別の手法は、連続するビットパターンを全体として観察して、継目箇所ＳＴで二つの符号シーケンスＡとＢに分けないことである。そのために、継目領域ＳＴの（Ｌ_L −１）＝７個のビットパターンがテーブルＴ_STに記録されており、ここで、そのテーブルＴ_ST内の語長はＬ_L 、この実施例では８である。

テーブルＴ_ST：

次に、上記の実施例に関する符号とそれに対応するテーブルが、次の通り示される。

符号シーケンスＡ： ０１１１１
符号シーケンスＢ： ０１００
角度符号部１（４０ビットの長さ）：
００１１１０１０１００１１０１０１０１１００１０１０１１１０００１０１１１０１０
角度符号部１０（３２ビットの切除部分Ｖ）：
００１１１０１０１００１１０１０１０１１００１０１０１１１０００
符号シーケンスＡに関するテーブルＴ_A ：

符号シーケンスＢに関するテーブルＴ_B ：

テーブルＴ_STA ：

テーブルＴ_ST：

この実施例に関して、一方の符号シーケンスの長さ（Ｌ_A 又はＬ_B ）がちょうど２の累乗である場合に特に有利であることが分かっている。上記の実施例では、全長Ｍ₂ ＝３２とＬ_B ＝４である。この場合の利点は、符号シーケンスＡ又はＢの中の一つだけ（ここでは、即ち、符号シーケンスＡだけ）を「カット」すればよいことである。他方の符号シーケンス（ここでは、符号シーケンスＢ）では、全ての符号シーケンスとそのサイクリックな繰り返し部分が全体として３６０°に渡って完全な形で保持されている。

３６０°に渡る符号エレメントの個数に関して、次の通りとなる。

Ｍ₂ ＝２＊（ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）−Ｅ＊Ｌ_A ）
これは、３６０°内において、符号シーケンスＢの中の一つだけが不完全であるが、全ての符号シーケンスＡは、完全な形で実装されて、サイクリックに繰り返されていることを意味するか、或いは
Ｍ₂ ＝２＊（ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）−Ｅ＊Ｌ_B ）
これは、３６０°内において、符号シーケンスＡの中の一つだけが不完全であるが、全ての符号シーケンスＢは、完全な形で実装されて、サイクリックに繰り返されていることを意味し、
ここで、Ｅは、整数で、かつＥ＞０である。

図７には、第二の角度符号部１０の実施例に基づく読み取ったビットパターン（語）から位置ＰＯＳを算出するための図表が図示されている。第二と第三の列には、図２に基づき語ｗから算出した語ｗ１とｗ２が表示されている。それに続く六つの列は、語ｗ１又はｗ２が表Ｔ_A ，Ｔ_B ，Ｔ_STA 内に見い出されるか否かとの問いを表している。この場合、「１」は、見い出されることを規定している。その次の「ＲＶ」で表示された列は、使用すべき計算規則Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ 又はＲ₄ を規定している。その次の三つの列には、部分分解位置ｘ_A ，ｘ_B 及びｘ_STA が示されている。その次の列には、図６に図示された計算規則に基づき算出された値「ｎ」が有る。ここで、最後の列には、当該の計算規則Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ 又はＲ₄ に基づき算出された位置ＰＯＳが有る。

有利には、復号器３，３０は、ＡＳＩＣとして構成されており、所要のテーブルＴ、即ち、所要の値のストックは、それぞれＡＳＩＣの製作時に固定的に配線された形で構成される。しかし、それに代わって、テーブルＴ又は値のストックは、ＥＰＲＯＭなどの読み出し専用メモリに保存することもできる。

第二の角度測定装置では、混合形態のメモリが特に有利であり、一方では、メモリデータ、即ち、値のストックへの速いアクセスが実現され、他方では、目的とする用途への速い適合も可能となる。それは、一方で符号シーケンスＡとＢ及びそれらのサイクリックな繰り返し部分に関する値のストックＴ_A ，Ｔ_B を固定的に配線した形で構成するとともに、更に、マスク製造方式に基づきプログラミング可能なメモリも配備して、そのプログラミング可能なメモリに、個別に必要な継目領域ＳＴの値のストックＴ_ST，Ｔ_STA 、即ち、テーブルＴ_ST又はＴ_STA を保存することによって実現される。そのようなプログラミング可能なメモリは、読み出し専用メモリであり、例えば、ＥＰＲＯＭとして構成される。

図５に模式的に図示されている通り、図１の実施例に対応する絶対角度符号部は、増分目盛４０によって補完することができる。その場合、又もや一つの符号エレメントの角度区画内には、一定数、有利には、１を上回る整数個の増分目盛サイクルが配置される。

光学走査方式の場合には、３６０°（角度符号部１，１０の一回転）に渡って最大限可能な異なる位置を有する光学的に走査可能な角度符号部１，１０を再現可能な形で製造することができ、そのため特に高解像度の位置測定が可能となるので、本発明を特に有利に用いることが可能である。その場合、検出器配列２，２０と復号器３，３０は、一つのオプトＡＳＩＣ内に一緒に収容することができる。

しかし、本発明は、光学走査方式に限定されるものではなく、磁気、誘導及び容量走査方式でも用いることが可能である。

Claims (9)

1. ３６０°内に配置された複数の符号シーケンス（Ａ，Ｂ）を有する絶対角度符号部であって、
   それらの符号シーケンスを組み合わせて、３６０°に渡っての絶対位置を一義的に符号化し、それらの符号シーケンスの中の第一の符号シーケンス（Ａ）は、第一の長さ（Ｌ_A ）を有し、Ｎ_A 回順次配置されており、第二の符号シーケンス（Ｂ）は、第二の長さ（Ｌ_B ）を有し、Ｎ_B 回順次配置されており、ここで、Ｎ_A は２以上であり、Ｎ_B は２以上であり、Ｎ_A とＮ_B は等しくなく、第一の長さＬ_A と第二の長さＬ_B は等しくなく、
   第一の符号シーケンス（Ａ）の一つの部分と第二の符号シーケンス（Ｂ）の一つの部分がそれぞれ交互に配置される形で、第一の符号シーケンス（Ａ）と第二の符号シーケンス（Ｂ）が一つの共通のトラックで配置され、
   ３６０°に渡って、Ｍ ₂ ＜２＊ＫＧＶ（Ｌ _A ，Ｌ _B ）を満たすＭ ₂ 個の符号エレメントが配置されており、ここで、ＫＧＶ（Ｌ _A ，Ｌ _B ）は、Ｌ _A とＬ _B の最小公倍数であり、Ｌ _A は、第一の符号シーケンス（Ａ）の長さであり、Ｌ _B は、第二の符号シーケンス（Ｂ）の長さである、
   絶対角度符号部。
2. 第一の符号シーケンス（Ａ）の長さ（Ｌ_A ）が、第二の符号シーケンス（Ｂ）の長さ（Ｌ_B ）の整数倍ではないことを特徴とする請求項１に記載の絶対角度符号部。
3. 第一の符号シーケンス（Ａ）の長さ（Ｌ_A ）と第二の符号シーケンス（Ｂ）の長さ（Ｌ_B ）が、１だけ異なることを特徴とする請求項２に記載の絶対角度符号部。
4. ３６０°に渡って、Ｍ₂ ＝２＊（ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）−Ｅ＊Ｌ_A ）を満たすＭ₂ 個の符号エレメントが配置されているか、或いはＭ₂ ＝２＊（ＫＧＶ（Ｌ_A ，Ｌ_B ）−Ｅ＊Ｌ_B ）を満たすＭ₂ 個の符号エレメントが配置されており、
   ここで、Ｅは、整数で、かつＥ＞０である、
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の絶対角度符号部。
5. ３６０°に渡って、Ｍ₂ ＝２^k を満たすＭ₂ 個の符号エレメントが配置されており、ここで、ｋは、整数で、かつｋ＞４である、
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の絶対角度符号部。
6. 絶対角度符号部（１，１０）と同心に、少なくとも一つの増分トラック（４，４０）が配置されるとともに、一つの符号エレメント内には、整数個の増分目盛サイクルが配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の絶対角度符号部。
7. 絶対角度符号部（１，１０）と同心に、単一の増分トラック（４，４０）が配置されるとともに、一つの符号エレメント内には、１を上回る整数個の増分目盛サイクルが配置されていることを特徴とする請求項６に記載の絶対角度符号部。
8. ３６０°内に配置された複数の符号シーケンス（Ａ，Ｂ）を有する絶対角度符号部（１，１０）であって、それらの符号シーケンスを組み合わせて、３６０°に渡っての絶対位置を一義的に符号化し、それらの符号シーケンスの中の第一の符号シーケンス（Ａ）は、第一の長さ（Ｌ_A ）を有し、Ｎ_A 回順次配置され、第二の符号シーケンス（Ｂ）は、第二の長さ（Ｌ_B ）を有し、Ｎ_B 回順次配置されており、ここで、Ｎ_A は２以上であり、Ｎ_B は２以上であり、Ｎ_A とＮ_B は等しくなく、第一の長さＬ_A と第二の長さＬ_B は等しくなく、第一の符号シーケンス（Ａ）の一つの部分と第二の符号シーケンス（Ｂ）の一つの部分がそれぞれ交互に配置される形で、第一の符号シーケンス（Ａ）と第二の符号シーケンス（Ｂ）が一つの共通のトラックで配置されている絶対角度符号部と、
   角度符号部（１，１０）の第一と第二の符号シーケンス（Ａ，Ｂ）を走査して、符号語（ｗ）を生成する検出器配列（２，２０）と、
   符号語（ｗ）を復号して、位置の値（ＰＯＳ）を生成する復号器（３，３０）と、
   を備え、
   絶対角度符号部（１０）は、請求項１から７までのいずれか一つに記載の通り構成されており、
   復号器（３０）は、第一の符号シーケンス（Ａ）とそのサイクリックな繰り返し部分の中の一つの走査時にそれぞれ発生する符号語（ｗ）の第一の配列を復号するための第一の値のストック（Ｔ _A ）を有し、
   復号器（３０）は、第二の符号シーケンス（Ｂ）とそのサイクリックな繰り返し部分の中の一つの走査時にそれぞれ発生する符号語（ｗ）の第二の配列を復号するための第二の値のストック（Ｔ _B ）を有し、
   復号器（３０）は、第一の符号シーケンス（Ａ）と第二の符号シーケンス（Ｂ）の中の一つ以上における中断箇所（ＳＴ）の復号に適した更に別の値のストック（Ｔ _STA ，Ｔ _ST ）を有する、
   絶対角度測定装置。
9. 更に別の値のストック（Ｔ_STA ，Ｔ_ST）が、プログラミング可能な読み出し専用メモリ内に保存されており、第一の値のストック（Ｔ_A ）と第二の値のストック（Ｔ_B ）が、固定的に配線された形で存在していることを特徴とする請求項８に記載の絶対角度測定装置。

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