JPH0353113A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば工作機械や精密測長測角装置に使用し
て好適な位置検出装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば工作機械や精密測長測角装置に使用し
て好適な位置検出装置において、ピッチハの第１の目盛
、ピッチλ２（λｔ”Ｆλ１）の第２の目盛及びピッチ
λ．／ｍ　（ｍは２以上の整数）の第３の目盛が平行に
形成されたスケールと、それら第１、第２及び第３の目
盛を夫々読取って位相検出゜信号を生或する第１、第２
及び第３の検出器を有しそのスケールに対して相対変位
自在に配設された検出ヘッドと、それら３種類の位相検
出信号よりそれら第１の目盛と第２の目盛との位相差、
その第１の目盛の位相量及びその第３の目盛の位相量を
検出する位相検出回路とを設け、その位相差よりその第
１の目盛の絶対位置をピッチλ，単位で求めると共にそ
の第１の目盛の位相量よりこの第１の目盛のピッチλ１
の中におけるその第３の目盛の絶対位置をピッチλ＋／
ｍ単位で求めることにより、そのスケールとその検出ヘ
ッドとの相対変位量を絶対位置として検出することによ
り、高い分解能で長尺の絶対位置検出ができる様にした
ものである． 〔従来の技術〕 工作機械等においては例えば加工具の送り量を検出する
ために、一方の部材に周期的なパターンの目盛が形成さ
れたスケールを配し、他方の部材にその目盛をセンサに
より読取って周期的な電気信号を生成する検出器を配し
、その電気信号をパルス化して積算計数することにより
それら一方の部材と他方の部材との相対変位量を測定で
きるようにした所謂インクリメンタル（ｉｎｃｒｅｍｅ
ｎｔａｌ）方式の変位検出装置が使用されている。しか
しながら、この種のインクリメンタル方式の変位検出装
置では次のような欠点がある。

■　例えば作業を中断して電源を切った後や停電事故の
後に作業を再開するような場合には、その積算計数値が
失われているので別途設けた原点設定器によって座標系
の原点設定作業（イニシャライズ）を行う必要がある。

即ち、作業性に劣る。

■　他の工作機械等からのノイズにより作業の途中で一
度でも誤計数が発生するとそれ以後のその積算計数値は
全て誤りとなってしまうため、再びイニシャライズが必
要となる。即ち、耐ノイズ性に劣る． ■　計数パルスを常時計数する方式であるため応答速度
が制限される。

上述の■〜■の欠点を全て解消するために、相対変位す
る二部材の一方の部材に或る原点からの絶対位置を示す
非周期的なパターンの目盛が形成されたスケールを配し
、他方の部材にその目盛を読取るセンサを有する検出器
を配し、それら二部材間の相対変位量をそのスケール上
の原点からの絶対位置として検出するようにした所謂ア
ブソリュー｝　（ａｂｓｏｌｕｔｅ＞方式の位置検出装
置が各種提案されている。

第３図は特公昭５０〜２３６１８号公報にて開示されて
いる従来の磁気式のアブソリュート方式の位置検出装置
を示し、この第３図において、（１）は磁性材より或る
スケールであり、このスケール（１）にはピッチλ，の
磁気目盛（２）及びピッチλバλ２〈λｌ）の磁気目盛
（３）が平行に形成されている。また、（４Ａ）及び（
４Ｂ）は夫々磁気目盛（２）を読取るための一対の磁束
応答型の磁気ヘッド、（５）はｌピッチλ１内の位相θ
ｌ（絶対位置）を検出するための位相検出回路、（６＾
）及び（６Ｂ）は夫々磁気目盛（３）を読取るための一
対の磁束応答型の磁気ヘッド、（７）は１ピッチλオ内
の位相θ２を検出するための位相検出回路を示す。

位相検出回路（５）から磁気ヘッド（４Ａ）及び（４Ｂ
）に対しては定数Ａ及び励磁周波数ｆ／２を用いて夫々
次の式で表わされる励磁信号ＩＡ及び！，が供給される
． ＩＡ＝Ａ　　ｃｏｓｚ　ｆ　ｔ　　　　　　　　　・＝
｛１）Ｉ１　＝Ａｃｏｓ（πｆｔ＋π／４）・・・・（
２）また、磁気ヘッド（４Ａ）と磁気ヘッド（４Ｂ）と
の間隔を（ｎ＋１／４）λ，（ｎは整数）、それら磁気
ヘッド（４Ａ）及び（４Ｂ）とスケール（１）との磁気
目盛（２）及び（３）の左端を原点とした相対変位量（
絶対位置）をＸとすると、磁気ヘッド（４Ａ）及び（４
Ｂ）からは定数Ａ１を用いて夫々次の式で表わされる位
相検出信号Ｋ＾及びＫ，が位相検出回路（５）へ供給さ
れる。

Ｋａ＝Ａ＋　ｓｉｎ（２　πｘ　／λ＋”）ｃｏｓ２　
ｘ　ｆ　ｔ　”　”（３）Ｋｍ−Ａ，　ｃｏｓ（２　ｚ
　ｘ　／λ＋）ｓｉｎ２　ｘ　ｆ　ｔ　・・”（４）そ
して、位相検出回路（５）においてはそれら位相検出信
号ＫＡとＫ，とを加算して変位信号ｄを形成し、 ｄ＝ＫＡ　　＋Ｋｌ −Ａ，ｓｉｎ（２πｆｔ＋２πＸ／λ，）＝Ａ＋　ｓｉ
ｎ（２　ｔｔ　ｆ　ｔ＋θＩ）・・・・（５）θｌ　−
２πＸ／λ，　　　　　　　　　・・・・（６）この変
位信号ｄの位相量θ１（０〜２π）を測定する．この位
相量θ１と変位量Ｘとの関係は第４図Ａに示す如くなり
、例えば位相量θ．がπの場合にはその変位量ＸがＸ＋
＋Ｘ＋＋Ｘｚ＋Ｘｉ・・・・のいずれなのかの判別はで
きないが、磁気目盛（２）の１ピッチλ，の範囲内では
位相量θ１がＯ〜２πの或る値をとるため、その変位量
Ｘを絶対位置として検出することができる。

同様に位相検出回路（７）においては第４図Ｂに示す如
く、変位ｉ１ｘについて周期λ２で０〜２πの値を採る
位相量θ２が測定される。従って、θ２＝２πＸ／λ２
　　　　　　・・・・（７）が戒立している。

それら位相量θ，及びθ２は絶対位置検出回路（８）に
供給され、この絶対位置検出回路（８）においては先ず
位相差Δθ（＝θ２−θ，）が計算される。

この位相差Δθは式（６）及び（７）より次のように表
わされる。

Δθ＝θ，−０１ ＝２πｘ（１／λ２−１／λ１） ＝２πＸ（λ，−λ！）／（λ１　λ２）・・・・（８
）更に、その式（８）より ｘ＝（Δθ／　２　π）　Ａ　＋　　λ２／（λ１−λ
Ｚ）−・−・（９）となり、λ１及びλ２は既知である
ため、その絶対位置検出回路（８）は式（９）よりその
変位量Ｘを計算して表示器（９）へ供給する。この場合
、０≦Δθ〈２π　　　　　　　・・・・（１０）の範
囲内であればその変位置Ｘの値は一義的に求められるた
め、その変位量Ｘが絶対位置として正確に測定できる最
大測定長Ｌは Ｌ一λ１　λ２／（λ１−λ２）　　・・・・（１１）
で表わされる。従って、この変位ｌｘと位相差Δθとの
関係は第４図Ｃに示す如くなる。更に、式（９）におい
て位相差Δθは一般に２πのｉｏｏｏ分の１程度の分解
能で測定できるため、その変位量Ｘの測定分解能ΔＸは ΔＸξＬＸＩＯ−’　　　　　　　　・・・・（ｌ２）
程度となる。λ■及びλ２として具体的な数値を代入し
た場合の最大測定長Ｌ及び測定分解能ΔＸの値を表１に
示す。

表１ また、従来の他のアブソリュート方式の位置検出装置と
して第５図に示すようなグレイコードを用いた装置も知
られている。この第１０図において、（１０）はｋビッ
トのグレイコード（１１）が形或された透光性のスケー
ル、（１２）は発光素子、（ｌ３）はコリメータレンズ
、（ｌ４）はグレイコード（１１）に対応する参照窓（
１５）が形或されたインデックス板、（１６）はグレイ
コード（ｌ１）に対応するｋ個の受光素子を示し、発光
素子（１２）〜受光素子（１６）を有する検出器がその
スケール（１０）に対してＸ方向に変位自在に配されて
いる。そのグレイコード（１１）の分解能をλ。とする
と、その検出器の受光素子（１６）より出力される電気
信号をデコードして得られた装置にそのλ。を乗ずるこ
とにより、そのスケール（１０）に対するその検出器の
変位ｔｘが分解能λ，の絶対位置として求められる。

この場合、その変位量Ｘを絶対位置として正確に測定で
きる最大測定長Ｌは Ｌ＝λｅ　Ｘ　２　’　　　　　　　　”　・・（１３
）となり、例えば分解能λ６をｌＩＩＩ！ｌ１、．ｋを
１０とすると、その最大測定長Ｌは１０２４ｍｍとなる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の従来のアゾソリュート方式の位置
検出装置の内で第３図例のものは、最大測定長Ｌを実用
的な値である１０００ｍｍ程度に設定すると分解能ΔＸ
が式（１２）よりｌａｗ程度となり、分解能が極めて悪
い不都合があった。

尚、上述の特公昭５０−２３６１８号公報（第３図例）
には、変位量Ｘからスケール（１）のピッチλ１単位の
絶対位置を特定し、最終的にその変位量Ｘの分解能をそ
のピッチλ，の例えばｌＯ−３程度まで大幅に改善でき
ることが開示されているが、そのピッチλ１単位での絶
対位置を正確に測定しようとすると最大測定長Ｌが制限
される不都合がある。

更に、第５図例の位置検出装置では分解能λ。

は１０μｍ程度が限界である。この場合、そのスケール
として実用的な限界である１２ビット程度のグレイコー
ドを形成したスケールを使用した場合には、最大測定長
ＬはΔｘ＝０．０ｉｎ＋ｍ且つ２”＝４０９６より４０
間程度となり実用的でない不都合がある。

本発明は斯かる点に鑑み、最大測定長が例えば１０００
ｍｍのオーダーの実用的な範囲に設定できると共に、分
解能がインクリメンタル方式の変位検出装置並みの例え
ば１μｍのオーダーであるようなアブソリュート方式の
位置検出装置を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明による位置検出装置は、例えば第１図に示す如く
、ピッチλ１の第１の目盛（１８）、ピッチλ２（λ２
キλ，）の第２の目盛（１９）及びピッチλ１／ｍ（ｍ
は２以上の整数）の第３の目盛（２０）が平行に形成さ
れたスケール（ｌ７）と、それら第１、第２及び第３の
目盛を夫々読取って位相検出信号を生戒する第１、第２
及び第３の検出器（２２）〜（２４）を有しそのスケー
ル（ｌ７）に対して相対変位自在に配設された検出ヘッ
ド（２１）と、それら３種類の位相検出信号よりそれら
第１の目盛（１８）と第２の目盛（１９）との位相差（
θ２−θＩ）、その第１の目盛（ｌ８）の位相量θ１及
びその第３の目盛（２０）の位相量θ３を検出する位相
検出回路（２５）〜（２７）とを設け、その位相差（θ
２−θ１）よりその第１の目盛（１８）の絶対位置をビ
ッヂλ，単位で求めると共にその第１の目盛（１８）の
位相量θ１よりこの第１の目盛（１８）のピッチλ１の
中におけるその第３の目盛（２０）の絶対位置をピッチ
λ＋／ｍ単位で求めることにより、そのスケール（１７
）とその検出ヘッド（２１）との相対変位量を絶対位置
として検出する様にしたものである。

〔作用］ 斯かる本発明によれば、先ずその第１の目盛（１８）と
第２の目盛（１９）との位相差（θ２−θ１）よりその
検出ヘッド（２１）の絶対位置が第１の目盛（ｌ８）の
ピッチλ１よりも良好な分解能で求められるので、その
検出ヘッド（２ｌ）が第１の目盛（１８）の何番目のピ
ッチに在るのかが特定される。

続いて、その第１の目盛（ｌ８）の位相量θ１よりその
第１の目盛（１８）のピッチλ１内における絶対位置が
第３の目盛（２０）のピッチλ＋／ｍよりも良好な分解
能で求められるので、その検出ヘッド（２１）がその第
１の目盛（ｌ８）の或るピッチλ１内で第３の目盛（２
０）の何番目のピッチに在るのかが特定される。

従って、例えば第２図に示す如くその検出ヘッド（２１
）が第１の目盛（１８）のＮ１番目のピッチ内に在り、
更にその第１の目盛（１８）のＮ１番目のピッチ内にお
いて第３の目盛（２０）のＮ２番目のピッチ内に在ると
共に、その第３の目盛（２０）の位相量θ，が変位量Δ
Ｘに対応すると仮定すれば、その検出ヘッド（２１）の
そのスケール（ｌ７）に対する絶対位置Ｘ（位置Ｐ）は ｘ＝（ｒ’Ｊ＋　　１）λＩ＋（Ｎ２１）λ，／ｍ＋Δ
Ｘの計算式より算出することができる。

この場合、変位量ΔＸは第３の目盛（２０）の１ヒンチ
λ＋／ｍのＩＯ−３程度の分解能で測定できるのに対し
て、従来の分解能はほぼ第１の目盛（１８）のピッチλ
１のオーダーであるため、測定の分解能は略１／（１０
’ｍ）に改善される。

〔実施例］ 以下、本発明による位置検出装置の一実施例につき第１
図及び第２図を参照して説明しよう。

第１図は本例の位置検出装置を示し，，この第１図にお
いて、（ｌ７）はスケールであり、このスケール（１７
）にピッチλ１の第１の目盛（１８）、ピッチλ２（λ
２くλ１）の第２の目盛（１９）及びピッチλ，の第３
の目盛（２０）を平行に形成する。それら目盛（１８）
〜（２０）は磁気目盛、光学格子、電磁誘導方式の導電
性パターン等の何れでもよい。

？して、ピッチλ．λ■λ，は比較的大きな値の自然数
ｎ及び２以上の自然数ｍを用いて次の関係を充足するよ
うに定める。

λ３＝λ＋／ｍ　　　　　　　　　・・・・（１４）ｎ
λ＋＝（ｎ＋１）λ２（＝Ｌ）　　−−−−（１５）尚
、従来の第３図例において説明した如く、ピッチλ，の
目盛及びピッチλ２の目盛を用いると変位ｆｉｘを絶対
位置として正確に測定でき゛る最大測定長Ｌはλ１　λ
，／（λ１−λ２）であるが（式（１１）参照）、本例
では式（ｌ５）の関係があるため Ｌ＝λ１　λ２／（λ，−λ２） ＝ｎλ，λ２／（ｎλ，−ｎλ２） ＝（ｎ＋１）λ２λｚ／（（ｎ＋１）λｚ−ｎλ２）＝
（ｎ＋１）λ．＝ｎλ１ が戒立する。そのため、式（１５）において「（＝Ｌ）
Ｊとしたものである。

第１図において、（２１）はスケール（１７）に対して
Ｘ方向に変位自在に支持されている検出ヘッドを示し、
この検出ヘッド（２１）には第１の目盛（ｌ８）を読取
って位相検出信号を生成する第１の検出器（２２）、第
２の目盛（１９）を読取って位相検出信号を生或する第
２の検出器（２３）及び第３の目盛（２０）を読取って
位相検出信号を生戒する第３の検出器（２０）を設ける
。それら検出器（２２）〜（２４）は目盛（１８）〜（
２０）が磁気目盛であれば磁気ヘッドより構成し、目盛
（１８）〜（２０）が光学格子であれば発光素子、受光
素子等より構威するなど、それら目盛（１８）〜（２０
）に対応させて構威する。

その第１の検出器（２２）より出力される位相検出信号
を第１の位相量検出回路（２５）の入力端子及び位相差
検出回路（２６）の一方の入力端子に供給し、第２の検
出器（２３）より出力される位相検出信号を位相差検出
回路（２６）の他方の入力端子に供給し、第３の検出器
（２４）より出力される位相検出信号を第２の位相量検
出回路（２７）の入力端子に供給する。その検出ヘッド
（２１）がそのスケーノレ（１７）の第１の目盛（ｌ８
）、第２の目盛（１９）及び第３の目盛（２０）に対し
て夫々位相量θ１，θ２及びθ，の位置に在るものと仮
定すると（第２図参照）、第１の位相量検出回路（２５
）はその位相量θ，を検出して第１の係数判別回路（２
８）の一方の入力ボート及び第２の係数判別回路（２９
）の一方の入力ポートに供給し、位相差検出回路（２６
）は位相差（θ２−θ１）を検出して第１の係数判別回
路（２８）の他方の入力ボートに供給し、第２の位相量
検出回路（２７）は位相量θ，を検出して第２の係数判
別回路（２９）の他方の入力ポートに供給する。検出器
（２２）〜（２４）が磁束応答型の磁気ヘッドである場
合は、第１及び第２の位相量検出回路（２５）　，　（
２７）は夫々第３図例の位相検出回路（５）と同様に構
戊でき、位相差検出回路（２６）は例えば第３図例の位
相検出回路Ｃ５），　（７１及び減算回路より構戒でき
る。

又、本例の検出ヘッド（２１）はスケール（１７）に対
して第２図に示す如く位置Ｐに在り、その検出ヘッド（
２ｌ）がスケール（１７）の左端に位置するときの変位
量をＯとしたときのその位置Ｐにおける変位量（即ち絶
対位置）をＸとする。そして、その変位ＦＪｘは第２図
Ａに示す如く第１の目！（１８）に沿って原点からＮＩ
番目のピッチ内に存在すると共に、その第１の目盛（ｌ
８）のＮ１番目のピッチ内においてその変位量Ｘは第２
図Ｃに示す如く第３の目盛（２０）に沿ってＮｚ番目の
ピッチ内に存在するものとする。また、その第３の目盛
（２０）のＮｚ番目のピッチλ，内におけるその変位量
Ｘの絶対位置をΔＸとして、第１の目１（１８）の（Ｎ
ｌ−１）ピッチ分の長さを！！１、第３の目盛（２０）
の（Ｎ．−　１　）ピッチ分の長さをｌ２とすると、第
２図より絶対位置Ｘは ｘ＝１．，＋１．＋ΔＸ ＝（Ｎ＋　　１）λ，＋　ＣＮｚ　　１）λ３＋ΔＸ・
・・・（１６） で表わすことができる。式（１６）において、ΔＸは位
相量θ，と θ，＝２πΔＸ／λ，　　　　　・・・・（１７）の関
係があるため、その位相量θ，より容易に算出すること
ができる。

本例では式（１６）における整数Ｎ．−１及びＮ２−１
は夫々第１図の第１の係数判別回路（２８）及び第２の
係数判別回路（２９）において計算される．先ず、第１
の係数判別回路（２８）は位相差（θ２一θＩ）に対応
する変位量ｙ１を式（９）に対応する次式より算出する
。

ｙ＋＝Ｌ（θ２−θ．）／（２π）・・・・（１８）こ
の変位量ｙ，は第２図Ｄに示す如く真の変位量Ｘに対し
て誤差Δｙ１の範囲内にあり、第１の係数判別回路（２
８）は第１の目盛（１８）の１ピッチλ１単位の整数Ｎ
，−１を次式より求める．Ｎ＋−１＝ＩＮＴ　（ｙ＋／
λ１）　・・・・（１９）この式（１９）において、Ｉ
ＮＴ（ｙ＋／λＩ）はｙ＋／λ１の整数部を示す。しか
しながら、検出ヘッド（２１）がスケール（１７）に対
して相対的に第２図Ｄの位置Ｑに在るような場合には、
式（１９）では誤差Δｙ１のために±１の誤差が生じ得
る。これを避けるためには、Δｙ，がΔｙ，≦λ．／２
を充足するようにして、第２図Ａに示す如く第１の目盛
（１８）の１ピッチλ，を前部Ｒ．（０≦θ，く２π／
３）、後部Ｒ１（４π／３〈θ１〈２π）及びその中間
部Ｒ，（２π／３≦θ１≦４π／３）に分ける。そして
、第１の目盛（１８）の位相量θ．が中間部Ｒ，に在る
ときには式（１９）をそのまま採用し、その位相量θ１
が後部Ｒ．に在るときに変位量ｙｌが前部Ｒ２に在ると
きには式（１９）で求めた値から１を減算したものを真
のＮ．−１と判定して、その位相量θ１が前部Ｒｔに在
るときに変位量ｙ，が後部Ｒ．に在るときには式（１９
）で求めた値に１を加算したものを真のＮ１−１と判定
する如くなす。

この場合、位置差（θ２−θ１）の１０−３の分解能で
変位量ｙＩを測定できると仮定すると、Ｌ＝λ，λ．／
　（λ１−λ２）を用いて Δｙ１ζＬ×１０司≦λ，／２　　・・・・（２０）を
満足するようにλ１，λ２を定めればよい。

同時に、第２の係数判別回路（２９）は、第１の目盛（
１８）の位相量θ，より第２図Ａに示す１ピッチλ１内
の変位ｉｔ　ｙ　ｚを付弐より算出する。

Ｖｔ＝λＩ　θＩ／（２π）　　　　・・・・（２１）
この変位量ｙ２は真の変位量に対して誤差Δｙｔの範囲
内に在り、第２の係数判別回路（２９）は第３の目盛（
２０）のその第１の目盛（１８）のｌピッチλ１内にお
ける１ピッチλ３単位の整数Ｎ２−１を次式より求める
。

Ｎｚ　　１　−　Ｉ　ＮＴ　（　ｙｚ／λ，）　・・・
・（２２）式（２２）を使用した場合にも、誤差Δｙ２
によって±１の誤差が生じ得るため、位相量θ１の１０
−３の分解能で変位量ｙ２を測定できると仮定すると、
λｌ＝ｍλ，より Δ７　２　ｗ　ｍλ，ｘｌＯ−３≦λ３／２　　−−−
・（２３）を充足するようにｍの値を定める。そして、
式（１９）の場合と同様に補正を行う如くなす。

続いて、第１図において、第１の係数判別回路（２８）
は式（１９）に従って算出した整数Ｎｒ１を演算回路（
３０〉の第１の入力ポートに供給し、第２の係数判別回
路（２９）は式（２２）に従って算出した整数Ｎ．−１
を演算回路（３０）の第２の人力ポートに供給し、第２
の位相量検出回路（２７）は位相量θ，を演算回路（３
０）の第３の入力ボート？供給する。そして、その演算
回路（３０）は式（ｌ７）より第３の目盛（２０）の１
ピッチλ，内の絶対位置ΔＸを算出した後に、式（１６
）に基いて総合的な変位量である絶対位置Ｘを算出して
表示器（３１）に供給する。

上述のように本例によれば、スケール（ｌ７）と検出ヘ
ッド（２１）との変位量を最大測定長Ｌの範囲内で絶対
位置Ｘとして測定することができる。

また、第３の目盛（２０）の位相量θ，も１０−３程度
の分解能で測定すると、その絶対位ｔｘの分解能はλｓ
　Ｘ　１０−　’程度となる。

具体的には、第１の目盛（１８）、第２の目盛（１９）
、第３の目盛（２０〉の夫々の目盛のピッチλ，，λ■
λ，（＝λ，／ｍ）を λｒ　＝　１０．　００ｍｍ λよ＝　９．９５問 λｓ＝０．２０ｍｍ　（即ち、ｍ＝５０）に設定すると
、最大測定長Ｌは Ｌ＝λ，λ２／（λ１−λｔ）　＝　１９９０　（ｍｍ
）となる。このとき、弐（１５）におけるｎ　（＝Ｌ／
λＩ）は１９９となるので、第１の目盛（１８）及び第
２の目盛（１９）より得られた位相差（θ２−θＩ）を
少なくとも１９９分割すればよい。但し、式（１９）に
おける±ｌの誤差を正確に除去するには、その位相差（
θ２−θＩ）を２Ｘ１９９分割以上する必要がある。

また、ｍ＝５０であるため、本例では第１の目盛（１８
）の位相量θ１を少なくとも５０分割して第３の目盛（
２０）のｌピッチλ，単位の整数Ｎｚ−１を算出すれば
よい。但し、より正確な測定を行うにはその位相量θ１
を１００分割以上する必要がある。最後に、第３の目盛
（２０）の１ピッチλｓ（０．２＋＋ｓ＋）を例えば２
００分割することによってその１ピッチλ，の絶対位置
ΔＸを１μｍの分解能で測定することができる。

従って、この場合には最大測定長１９９０ｍ＋ｓの全範
囲内を分解能１μｍで絶対位置検出することができる。

このように本例によれば、アブソリュート型の位置検出
装置において、最大測定長を実用的な範囲に設定できる
と共に、分解能をインクリメンタル方式の変位検出装置
並みに設定できる利益がある。

尚、第１図例において、第１〜第３の目盛（ｌ８）〜（
２０）と平行して更に第３の目盛（２０）のピッチλ，
の整数分のｌのピッチを有する第４の目盛をスケール（
１７）に形或し、検出ヘッド（２ｌ）にはその第４の目
盛を読取る検出器を配することにより、更に最大測定長
の範囲を拡張し、分解能を細分化することが可能である
。同様に、第５の目盛、第６の目盛を追加していくこと
も可能である． また、本発明はリニアエンコーダだけでなく、ロータリ
ーエンコーダにも当然に適用することができる．ロータ
リーエンコーダの場合には、円盤上に複数の目盛を同芯
円状に形戒する如くなす． このように本発明は上述実施例に限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の構戒を採り得ることは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、最大測定長又は最大測定角度を実用的
な範囲に設定できると共に、分解能がインクリメンタル
方式の変位検出装置並みに改善されたアブソリュート方
式の位置検出装置を実現できる利益がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構或図、第２図は実施
例の動作の説明に供する線図、第３図は従来のアブソリ
ュート型の位置検出装置の一例を示す構成図、第４図は
第３図例の動作の説明に供する線図、第５図は従来のア
ブソリュート型の位置検出装置の他の例を示す斜視図で
ある． （１７）はスケール、（１８）は第１の目盛、（ｌ９）
は第２の目盛、（２０）は第３の目盛、（２１）は検出
ヘッド、（２２）は第１の検出器、（２３）は第２の検
出器、（２４〉は第３の検出器、（２５）は第１の位相
量検出回路、（２６）は位相差検出回路、（２７）は第
２の位相量検出回路、（２８）は第１の係数判別回路、
（２９）は第２の係数判別回路、 （３０）は演算回路で ある． 代 理 人 松 隈 秀 盛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ピッチλ＿１の第１の目盛、ピッチλ＿２（λ＿２≠λ
   ＿１）の第２の目盛及びピッチλ＿１／ｍ（ｍは２以上
   の整数）の第３の目盛が平行に形成されたスケールと、
   上記第１、第２及び第３の目盛を夫々読取って位相検出
   信号を生成する第１、第２及び第３の検出器を有し上記
   スケールに対して相対変位自在に配設された検出ヘッド
   と、 上記３種類の位相検出信号より上記第１の目盛と第２の
   目盛との位相差、上記第１の目盛の位相量及び上記第３
   の目盛の位相量を検出する位相検出回路とを設け、 上記位相差より上記第１の目盛の絶対位置をピッチλ＿
   １単位で求めると共に上記第１の目盛の位相量より該第
   １の目盛のピッチλ＿１の中における上記第３の目盛の
   絶対位置をピッチλ＿１／ｍ単位で求めることにより、
   上記スケールと上記検出ヘッドとの相対変位量を絶対位
   置として検出する様にしたことを特徴とする位置検出装
   置。