JPS62239019A - 容量型位置測定トランスデユ−サ - 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］ 本発明は容量型位置測定１〜ランスデユーｌす、特に、
互いに相対的に移動する一対の移動部材間の絶対位置を
静電容量の変化から正確に測定することのできる改良さ
れた容量型位置測定１ヘランスデューサに関するもので
ある。

［従来の技術］ 電気的な測長器として２枚のスケールを相対移動させ、
両スケールに配列された電極間の静電容量の変化を用い
て前記両スケールの相対移動位置を測定する電気的測長
器が周知であり、三次元測定器あるいはＮＣ加工機等の
大型測長器から携帯可能なノギス、マイクロメータその
他の小型測長器まで広範囲に利用可能である。

このような副長器に用いられる静電容量型トランスデユ
ーサはその送信電極に交流信号、好ましくは複数の位相
の異なる交流信号、を供給して対応する受信電極には電
気的な測定回路が接続され、両電極間の相対移動による
静電容量変化を用いて所定の位置測定が行われている。

従来の一般的な容量型トランスデューサは相対測定が通
常であり、絶対測定には不適であった。

すなわち、トランスデユーサの両スケール間の相対移動
は静電容量の繰返し変化として通常電気的に検出され、
従来においては、この繰返し数をカウントすることによ
って相対移動量を測定することが通常であり、このよう
な場合、両スケール間の絶対位置そのものを測定するこ
とは極めて困難であり、両スケールを基準位置から測定
位置まで相対移動させ、この間の繰返し信号をカラン１
〜する相対測定が一般的であった。

しかしながら、このにうな相対測定では手軽に測定値を
得ることかできず、特に携帯用のノギスその他において
はその操作性の上からも絶対測定が強く要望されていた
。

また、前記相対測定では、両スケール間の移動速度に制
約が与えられ、また、消費電力が大きいという問題があ
った。

すなわち、前述した相対測定によれば、測定はインクリ
メンタルに行われなければならず、また各測定初期にお
いで常に装置の零セツ１〜が必要とされる。

従って、従来の相対測定装置は操作性が悪く、また電力
消費が大きいために電池駆動される小型の測定装置とし
ては電池寿命が短く傷、あるいは装置が大形化するとい
う問題があった。

また、前述したごとく、相対測定においては、両スケー
ル間の移動速度が♀くなると、処理速度が追従できずに
ミスカウントを行うという問題があり、移動速度に制約
が与えられ、あるいは交流信号の周波数を十分に高くし
、及び検出回路の処理速度を十分に高めなければならな
いという問題があった。

一方、絶対測定によれば、トランスデユーサの零セット
は組立時に行われれば、後の測定時にこれを調整する必
要はなく、各測定値における零セットは全く不要となる
。そして、絶対測定は測定値を求める時のみ電源を接続
すればよいために、電力消費が著しく少なくなり、バッ
テリ駆動型の小型測長器を可能とし、更に太陽電池等の
ような電源容量の小さいバッテリでも十分に副長器を駆
動できるという利点を有する。

更に、絶対測長によれば、両スケールの相対位置が定ま
った時に両者間の静電容量を測定するので、スケールの
相対移動の間は何ら測長作用に寄与けず、この結果、ス
ケールの移動速度に制約が与えられることがないという
利点がある。

従来において、静電容量を用いた絶対位置測定トランス
デユーサは特開昭５４−９４３５４　（米国特許第４４
．２０７５４号）として知られており、この従来技術は
本願発明者により発明されたものであって、その概略構
造は２対の送信／受信電極を互いに相対移動させ、両電
極対はそれらの電極ピッチが互いに異なることを特徴と
し、両電極対あるいは両スケール対から得られた位相の
異なる信号を電気的に処理することによって絶対位置の
測定が可能である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記従来装置は実際上これを測長器とし
て実用化する際には以下のごときいくつかの問題点があ
った。

第１の問題点は２対のスケールは互いに独立してそれぞ
れ別個の静電容量検出回路を構成し、これら雨検出出力
が測定回路によって処理されるが、両出力間にはどうし
ても僅かながら時間差が発生し、この時間差によって測
定値に大きな誤差が生じるという問題があった。

また、両スケール対の間で僅かな測定誤差が生じたよう
な場合、すなわら一方が正確な位相検出を行っているが
、他方が僅かに測定誤差を含むような場合、原理的にこ
のような一方に生じたずれは測定回路が絶対位置を判断
する際には極めて大きな絶対値誤差として処理されるこ
ととなり、両スケールの機械的な位置精度及び前述した
独立して設けられた電気回路の処理特性を著しく厳格に
設定しなければならないという問題があった。

第２の問題は２対のスケールを必要とすることから、ト
ランスデューサのスペースが大きくなることであり、こ
れは、小型携帯用測長器を実用化する際に大きな阻害要
因となっていた。

第３の問題は、前述したごとく、従来装置においては、
２対のスケールをそれぞれ別個に静電容量検出回路とし
て用いるために、消費電力が太きくなることであり、こ
れも小型携帯用測長器にとっては好ましくない特性であ
った。

また、第４の問題として絶対測定を比較的長い測長範囲
内で行う場合、電極を著しく細密化しなければならず、
これを正確にスケール上で達成するためには極めて高精
度の加工技術が必要とされるということでおる。

通常の場合、前記電極は絶縁基板上に蒸着等によって形
成されるが、高分解能の測長器を得るために前記細密分
割された電極に頼る場合、その加工は著しく困難となり
、また必然的に装置の価格上昇を招くという問題があっ
た。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、静電容量方式によって相対的に移動するスケ
ール間の絶対位置を電気的に測定するとともに、従来装
置にお（プる前述した問題点を全て除去し、電極自体の
機械的細密分割を必要とすることなく高分解能の改良さ
れた容量型位置測定トランスデユー１）を提供すること
にある。

本発明によれば、小型のトランスデューサでありながら
正確な絶対値測定を可能とし、測定の都度零セットを必
要とすることなく、また電力消費の少ないかつスケール
の移動速度に制約のない改良されたトランスデユーサが
提供可能である。

そして、本発明によれば、送信電極に接続される交流信
号はその周波数を比較的低い周波数に設定しても、十分
な高精度を確保することができ、これによって、電気回
路を著しく簡略化し、また安価に装置を完成し得る。

もちろん、本発明において、電源は絶対値を表示すると
きのみに接続すれば、所望の測定作用を行うことができ
、装置の消費電力は著しく削減される。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、２個の相対移動
する部材間の絶対位置を静電容量の測定によって行うト
ランスデューサの改良に関し、このトランスデユーサは
前記相対移動する部材として互いに近接して相対移動可
能に配置された第１スケール及び第２スケールを有する
。

前記両スケールは通常直尺で形成されて直線的な相対移
動を行うことが一般的であるが、もちろん、本発明にお
いて、２枚の同軸配置された円板にてスケールを形成し
、ロータリトランスデューサ゛を得ることも好適である
。

本発明において特徴的なことは、前述上た十分に長い測
長範囲を確保しながら高精度の分解能を達成するために
、測定作用は粗目測定と中目測定そして密目測定に３分
割し、粗目測定によって正確ではあるが概略的な位置の
確認を行い、次にこの粗目間を第２の中目測定によって
高精度に絶対測定し、更にこの中目間を第３の密目測定
によって正確に位置測定することにあり、更に、これら
粗目測定、中目測定及び密目測定用の電極配置を単一の
スケール対土に達成したことにある。

従って、本発明によれば、両スケール上に配置された電
極は粗目／中目測定及び密目測定の各測定時にそれぞれ
異なる機能を果すように用いられるが、このような異な
る機能は単に送受信信号の組合けのみによって選択され
、電極配置自体は各測定に対して共通の配置であるため
に、その構成、特に全測長範囲にわたって設けられる電
極の配置を極めて簡単にできるという利点がある。

前記第１スケールには、交流信号が供給される第１送信
電極と、この第１送信電極に対して絶縁された状態で近
接配置され測定回路が接続される第１粗／密受信電極及
び第１中／密受信電極が設けられている。

一方、第２スケールは、相対移動方向に沿って第１送信
電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり第１
送信電極と容量結合する第２受信電極と、同様に相対移
動方向に沿って第１粗／密受信電極及び第１中／密受信
電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり第１
粗／密受信電極及び第１中／密受信電極と容量結合する
第２粗／密送信電極及び第２中／密送信電極と、を含む
。

前記第２スケールに設けられた各電極は必要な測定領域
にわたって連続的に配置され、通常第１スケール側の電
極より十分に長い電極列を形成している。

本発明において、前記第２受信電極と各第２送信電極と
は互いに送信及び受信電極間で結合電極にて電気的に接
続されており、通常、各第２送信電極と第２受信電極と
は同数に設定されている。

更に、本発明において第１に特徴的なことは、前記接続
された第２受信電極と第２粗／密送信電極との結合対に
は相対移動方向に沿って全測定範囲内でそれぞれ異なる
粗伽位が与えられており、各移動位置に対して特定され
た前記粗偏位により必要な全測定範囲内でまず粗目の絶
対値測定が行われることにある。

前述した各移動位置に対する異なる相偏位は移動量に対
する所定の関数として示され、この関数は直線性を有す
ることが通常であるが、本発明においては、必ずしも直
線的関数である必要はなく、任意の特性を与えることが
できる。

しかしながら、この求められた相対移動位置は、前記第
１送信電極と第２粗／密受信電極との粗偏位に依存し、
この粗偏位は後述する説明から明らかなごとく送信波長
ピッチを超えることはできないので、自ずから測長範囲
に制約が与えられることとなる。

本発明において第２に特徴的なことは、このような前記
粗偏位に基づく制約を粗目測定と中目測定とに分離する
ことによって大きな副長範囲でありながら高精度の位置
測定を可能としたことにある。

すなわち、前記粗偏位に基づいて、現在の両相対移動部
の正確ではあるが概略的な絶対位置が粗目として求めら
れ、この粗目間の絶対位置は次に以下に述べる中目測定
に委ねることにある。

すなわち、本発明における前記第２の特徴事項は、第２
ケールに設けられた第２中／密送信電極の電極配置にあ
り、この第２中／密送信電極は第２受信電極と結合電極
によって電気的に結合されており、この時の両結合対に
は相対移動方向に沿って全測定範囲を所定数で分割した
中測定範囲内でそれぞれ異なる中偏位が与えられており
、各移動位置に対して中測定範囲内で特定されたこの中
偏位により前記粗目測定で概略的に判明した中測定範囲
内の絶対位置を更に正確に測定することが可能となる。

このように、本発明においては、粗目測定と中目測定と
を分離し、両側室を１回の絶対値測定にて同時に行える
ことは、測定の簡略化に極めて有用である。

本発明においては、前述したごとく、第２スケールに設
けられた第２受信電極と第２粗／密送信電極及び第２中
／密送信電極とは各電極が互いに結合電極にて接続され
ており、この結果、第１スケールの第１送信電極に供給
された交流信号は、まず容量結合によって第２スケール
側の第２受信電極に伝達され、次に、この信号はそのま
ま電気的に第２粗／密送信電極及び第２中／密送信電極
に伝わり、再び容量結合によって第１粗／密受信電極及
び第２中／密受信電極に戻される。

従って、本発明によれば、２系列の電気回路によって第
２受信電極と第２粗／密送信電極及び第２中／密送信電
極を通って静電容量の変化を同時に検出することができ
、前記電極間の粗偏位と中偏位との組合せは必要な測定
領域間で各移動位置ごとに唯一に特定されているので、
検出された２個の静電容量値の組合せは供給された交流
信号の位相に対応して単一値に定まり、高精度の測定作
用を行うことが可能となる。

前記測定回路は受信された信号レベルを送信された交流
信号の位相と比較して所定の演算作用を行い、相対移動
位置の絶対値を求めることができる。

そして、更に、本発明において第３に特徴的なことは、
前記粗目測定及び中目測定によって定まった測定位置を
更に前記中目間の絶対値を以下の密目測定にて更に高精
度に検出したことにある。

本発明において、この密目測定は、前記粗目測定あるい
は中目測定に用いた電極をそのまま用いて行うことがで
き、本発明におけるこのような異なる２種類の測定に対
して電極が完全に兼用できることは電極配置の簡略化に
極めて有用である。

すなわち、本発明における前記第３の特徴点は、前記第
２受信電極が前記第１送信電極群の長さを所定の整数で
分割した等間隔ピッチの複数の電極からなり、これによ
って、受信電極ピッチを送信電極群内の送信電極数で分
割した高精度の密目のスケール分解能を各中口内にて達
成したことにある。

すなわち、本発明によれば、従来のような単一の第２受
信電極ピッチに対して第１送信電極を整数分の１に分割
する細密分割とは異なり、第１送信電極及び第２受信電
極のそれぞれ複数個の群を異なる数ずつの群として対向
配置させ、両電極数の差をビート信号として取出し、こ
れににつで、電極自体は加工の容易な大きなピッチを有
して配置されるが、その分解能自体は前記ビートによっ
て極めて細かい密目に設定できることを特徴とする。

従って、本発明によれば、第１スケールと第２スケール
とを所定の測定状態に保持すれば、このときの両スケー
ル間の相対移動距離が、まず粗目及び中目の測定として
前述した第２受信電極と第２送信電極との粗偏位及び中
偏位を用いて行われ、次に、電気回路を切替えて、トラ
ンスデユーサの両スケール間位置は全くそのままの状態
に保持した状態で、前述した中目絶対値測定によって中
間的な位置測定が行われた状態で、この中目間の細密な
密目測定が前記第１送信電極と第２受信電極との組合せ
から求められる。

従って、本発明によれば、一対の第１スケールと第２ス
ケールとの電極組合わせを用いて、粗目／中目絶対値測
定と密目絶対値測定との両者を容易に切替えて行うこと
を可能とし、各電極が粗目／中目測定及び密目測定の両
者に兼用され、簡単な電極配置によって高精度の絶対測
定を可能とするという利点がある。

第２０図には前述した密目測定の原理が示されている。

本発明の密目測定において特徴的なことは、従来は第１
送信電極１２が各第２受信電極２２に対してそれぞれ複
数例えば８個に細密分割されていだのに対し、今回は、
従来における箕なる位相の送信信号が供給される８相の
送信電極で形成される送信波長ピッチＷｔ１−から１つ
ずつの送信電極を抽出してその電極を大ぎく拡大して配
置したことを特徴とする。

すなわち、第２０図から明らかなごとく、従来における
第１の送信波長ピッチＷｔｉ　′すなわち８個の送信電
極群からは第１の電極のみを取出してこれを符号１２−
１で示されるごとく拡大して第１の第１送信電極とし、
他の電極を除去した。

同様に、第１の送信電極ブロックからは２番目の電極１
２−２を取出し他を除去し、以下順次１？−３，１２−
４・・・１２−８で示される第１送信電極を取出した。

従って、本発明の密目測定によれば、新たな送イ１．波
長ピッチＷｔｌは従来に対して８倍に拡大されたことが
理解される。

従って、第２０図の原理図から明らかなごとく、受信側
においては受信電極は前記送信電極群の長さすなわち新
たな送信波長ピッチＷｔｌを所定の整数、この場合には
「９」で分割した等間隔ピッチの複数の電極から形成さ
れることが理解される。

従って、第２０図において、第２受信電極ピッチｐｒ２
は１／９ｘ　Ｗｔｌとなることが理解される。

そして、この原理図から明らかなごとく、第２０図のそ
れぞれ取出した８個の第１送信電極１２は、９個の整列
配置された第２受信電極２２に対りる関係として、各受
信電極に対して従来の送信波長ピッチＷｔ１−内に細密
配置された８個の第１送信電極と同様の関係にあること
が理解される。

すなわち、従来の細密電極においても、両スケールが相
対移動すれば、送信電極及び受信電極間の相対移動は第
２０図と全く同様に考えることができ、単に、第２０図
においては、受信電極の９枚分にわたった長さで判断し
なければならないという相違を有するのみである。

しかしながら、このような相違は単に測長器の例えばノ
ギスにおいて副尺の横幅が従来より広がることのみを意
味し、実際上、副尺の横幅は各送信電極の幅に対して十
分に大きいために、実際上装置の実用化に対して前記特
徴は何ら阻害要因となることはない。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

第１，２図にはノギス等のように本尺に対して副尺が直
線移動する測長器に好適な本発明に係る容量型位置検出
トランスデユーサの好適な実施例が示されており、第１
図の第１スケール１ｏと第２図の第２スケール２０とが
組合され、例えばノギスの副尺側に前記第１スケール１
ｏが組込まれ、また本尺側に第２スケール２０が組込ま
れる。

前記両スケール１０．２０は互いに近接して相対移動可
能に配置されており、第１図においてＸ軸位置は第２ス
ケール２０を基準として第１スケール１０の移動位置を
示す。

前記第１スケール１０には第１送信電極１２が設けられ
ており、この第１送信電極１２には発振器３０から交流
信号が供給されている。

図示した実施例において、第１送信電極１２は８個ずつ
の等間隔に配置された電極からなる３対の第１送信電極
構造を有し、各対には前記発振器３０から４５度ずつ位
相の異なる８相の交流信号「１」〜「８」が供給されて
いる。

前記第１スケール１０には更に第１粗／密受信電極１４
が設けられており、この第１粗／密受信電極１４は、実
施例において、ピッチＷｒｌを有する三角波形状の互い
に反転配置された１対の電極群１４ａ、１４ｂからなり
、前記第１送信電極１２と隣接して平行に配列されてい
る。

また、前記第１スケール１ｏには、第１中／密受信電極
１６が設けられており、この第１中／密受信電極１６も
ピッチＷｍｒ１を有する三角波形状の互いに反転配置さ
れた１対の１６ａ、１６ｂがらなり、前記第１送信電極
１２と隣接して並行に絶縁状態で配列されている。

各第１受信電極１４．１６はそれぞれ各対ごとに測定回
路３２と接続されている。

前記各電極１２，１４．１６はそれぞれ第１ス一　　２
４　− ケール１０の絶縁星板上に蒸着その他の手段によって設
けられており、各電極間は電気的に絶縁状態におかれて
いる。

粗目測定電極配置 本発明に係るトランスデユーυの第１の特徴的事項は、
粗目絶対測定用の第２スケール２ｏの電極配置にあり、
第２図から明らかなごとく、第２スケール２０には整列
配置された第２受信電極２２及び第２粗／密送信電極２
４が設けられている。

第２受信電極２２は相対移動方向くＸ軸〉に沿って第１
送信電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり
、第１送信電極と容量結合する。

実施例における第２受信電極２２は等間隔に配置されて
おり、そのピッチはＰｒ２にて示されている。

一方、第２粗／密送信電極２４は相対移動方向くＸ軸）
に沿って前記第１粗／密受信電極１４と対向可能な位置
に配置された電極群からなり、該第１粗／密受信電極１
４と容量結合している。

そして、この第２粗／密送信電極２４は、実施例におい
て、等間隔に配置され、そのピッチがＰｔ２にて示され
ている。

そして、本発明において、前記第２受信電極２２と第２
粗／密送信電極２４とのピッチは異なる値に設定されて
おり、この結果、両電極間には符＠Ｄ（Ｘ）で示される
相偏位が与えられていることが理解される。

そして、本発明においては前記粗偏位 Ｄ（Ｘ）　−（Ｐｔ２−Ｐｒ２）　ｆ　（ｘ）は相対移
動位置すなわちＸの値に応じて一定の特定された値にな
ることが特徴的である。

更に、本発明においては前記第２受信電極２２と第２粗
／密送信電極２４とが各電極ごとに互いに結合電極２６
によって電気的に接続されていることを特徴とする。

従って、本発明によれば、各相対移動位＠（Ｘ）に対し
て結合電極２６で互いに結合された両電極間粗偏位Ｄ　
（Ｘ）は全測定範囲にわたって唯一の特定された値とな
ることが理解され、これによって、検出される静電容量
値は粗偏位Ｄ　（Ｘ）に対応した値となり、絶対値測定
が可能となることが理解される。

もっとも、この粗偏位Ｄ　（ｘ）の絶対値はトランスデ
ユーサの測定範囲が増大するにしたがって増加し、その
粗偏位Ｄ（Ｘ）ｉｆが送信ピッチ、実施例においては第
１送信電極１２上の送信波長ピッチすなわち第１図のＷ
ｔｌを超えることはできないという制約がある。

すなわち、前記粗偏位Ｄ　（Ｘ）が送信波長ピッチＷｔ
ｌを超えた場合には、受信信号の識別が困難となるから
である。

従って、第２図の実施例においては、第２スケール２０
はノギスの本尺全長にわたって最大の粗偏位Ｄ（×）が
前記送信波長ピッチＷｔｌを超えないように設定されて
いる。更に詳細には、第２図における粗偏位Ｄ　（Ｘ）
は第２スケール２０の中央部において零、そして左右に
進むにしたがってその値が反対方向に増加するように設
定され、第２スケール２０の両端における粗偏位を正負
に振分けた形状からなる。

以上のごとく、本発明によれば、第２スケール２０の第
２受信電極２２と第２粗／密送信電極２４とは相対移動
方向に沿って各位置ごとに唯一の特定された粗偏位Ｄ　
（ｘ）を有しているので、第１スケール１０が移動した
ときに検出される静電容量値は全測定範囲にわたって各
位置ごとに唯一の特定した値となり、任意位置の絶対測
定が可能となる。

そして、本発明によれば、第１送信電極１２に供給され
た交流信号は容量結合によって第２受信電極２２に伝達
され、これが直ちに結合電極２６の導通によって第２粗
／密送信電極２４に伝わり、相対移動方向くＸ軸）方向
にシフ１〜された状態で再び容量結合によって第１粗／
密受信電極１４に戻される。

従って、本発明によれば、単一の電気系統のみによって
前記穴なる粗偏位を持たせた電極を通って信号の検出を
行うことが可能となり、信号の位置ずれあるいは時間差
が生じることなく極めて高精度の粗目絶対測定を可能と
することができる。

中目測定電極配置 本発明に係るトランスデユーサの第２の特徴的事項は、
第２スケール２０に設けられた中目絶対測定用の電極に
あり、第２図から明らかなごとく、第２スケール２０に
は整列配置された第２中／密送信電極２８が設けられて
おり、実施例において、この第２中／密送信電極２８は
等間隔に配置され、そのピッチがＰ　ｍｔ２にて示され
ている。

この第２中／密送信電極２８は相対移動方向（Ｘ軸）に
沿って前記第１中／密受信電極１６と対向可能な位置に
配置された電極群からな、す、該第１中／密受信電極１
６と容量結合している。

そして、本発明において、前記第２受信電極２２と第２
中／密送信電極２８とのピッチは異なる値に設定されて
おり、この結果、両電極間には符号Ｄｍ（ｘ）で示され
る中偏位が与えられていることが理解される。

そして、本発明においては、前記中偏位Ｄｍ（ｘ）＝　
（Ｐｍｔ２−Ｐｒ２）　Ｑ（Ｘ）は相対移動位置すなわ
ちＸの値に応じて一定の特定された値になることが特徴
的である。

更に、本発明においては、前記第２受信電極２２と第２
中／密送信電極２８とは各電極毎に互いに結合電極２９
によって電気的に接続されていることを特徴とする。

以上のような中目測定電極配置は基本的には粗目測定電
極配置と類似するが、中／密約対測定電極によれば、前
記粗目間を更に細かく絶対測定するために、前記全測定
範囲を所定数で分割した中測定範囲内において各相対移
動位置（Ｘ）に対して結合電極２９で互いに結合された
両電極間中偏位Ｄｍ（Ｘ）は巾測定範囲にあたって唯一
の特定された値となることが理解され、これによって、
検出される静電容指値は中偏位Ｄｍ（Ｘ）に対応した値
となり、この巾測定範囲間での中目絶対値測定が可能と
なる。

第２図において、この巾測定範囲はＭ×にて示され、中
偏位Ｄｍ（Ｘ）はこの巾測定範囲Ｍ×毎に繰返すパター
ン形状を呈する。

前記中偏位Ｄｌｌｌ（Ｘ）は相対移動距離Ｘの変化に応
じて前記粗偏位Ｄ（Ｘ）より大きく変化し、すなわち、
第２中／密送信電極２８のピッチＰｍｔ２は前記第２粗
／密送信電極２４のピッチＰｔ２より大きな値に選択さ
れており、これによって、粗目間を細かく分割した中目
測定が可能となる。

もちろん、この中俯位Ｄｍ（Ｘ）も第１送信電極１２上
の送信波長ピッチすなわち第１図のＷｔｌを超えること
はできない。

第２図にから明らかなごとく、本発明の中偏位Ｄｍ（Ｘ
）によれば、各巾測定範囲ＭＸ毎に、第２受信電極２２
は第２中／密送信電極２８と結合しない電極例えば第２
図の２２ａで示した電極が生じるが、これによっても何
ら中目測定に悪影響を与えることがない。

以上のごとく、本発明の第２の特徴的事項によれば、第
２スケール２０の第２受信電極２２と第２中／密送信電
極２８とは相対移動方向によって巾測定範囲ＭＸ内で各
位置毎に唯一の特定された中偏位Ｄｌｌｌ（Ｘ）を有し
ているので、第１スケール１０が移動した時に検出され
る静電容量値は巾測定範囲ＭＸにわたって各位置毎に唯
一の特定した値となり、前記粗目間の正確な中目絶対測
定が可能となる。

そして、本実施例によれば、第１送信電極１２に供給さ
れた交流信号は前述したごとく粗目測定にも用いられる
と共に、木項で示した中目測定にも同様に用いられ、こ
の場合の交流信号は容量結合によって第２受信電極２２
に伝達されたのち、結合電極２９を介して第２中／密送
信電極２８に伝わり、相対移動方向くＸ軸）方向に中偏
位Ｄ…（Ｘ）でシフトされた状態で再び容量結合により
第１中／密受信電＠１６に戻される。

従って、本発明によれば、共通の送信信号を用いて同時
に形成される２個の電気系統によって粗目測定及び中目
測定の両者を実行し、両者間に信号の位置ずれ、あるい
は時間差が生じることなく極めて高精度に粗目測定及び
この粗目間の中目測定を同時に行い、このようにして得
られた粗目受信信＠３　ａ　、　Ｓｂそして中目測定信
号３ｃ、　Ｓｄは測定回路３２によって処理され、所望
の中目までの絶対値を得ることができる。

前記第２スケール２０も絶縁基板を有しており、前述し
た第２受信電極２２、各第２送信電極２４゜２８モして
各結合電極２６．２９は蒸着その他の手段によって前記
絶縁基板上に形成され、各対応する第２受信電極２２と
第２送信電極２４とは電気的に接続され、このような電
極対は相対移動方向（×軸）に沿って互いに電気的に絶
縁された状態で配列されている。

密目測定電極配置 前述した説明から明らかなごとく、本発明によれば、第
２スケール２０における第２受信電極２２と各第２送信
電極２４．２８との偏位Ｄ（Ｘ）’。

Ｄｍ（Ｘ）によって全測長範囲にわたる粗目そして中目
の絶対測長が可能となるが、測長範囲が増大づ−るにし
たかつてこの測定精度は粗くなり、前述した説明にて得
られる受信信号の精度には制約か与えられる。

本発明において第３に特徴的なことは、このような中目
絶対測定の各中目間を次に第２の電気的処理によって密
目絶対測定に供し、前記粗目／中目絶対測定にて概略的
な位置測定が完了した後、この概略的位置の密目絶対測
定を単なる電気的な処理のみで可能とし、両測定値から
正確な高分解能の絶対測長値を得ることを特徴とする。

以下に本発明に係る密目絶対測定を説明する。

本発明において特徴的なことは、前述したごとく、第１
送信電極１２と第２受信電極２２との電極配置であり、
本実施例において第１送信電極１２は８個の交流信号、
すなわち４５度位相の異なる信号をそれぞれ受入れるた
めに８個の電極にて１つの群を形成している。

従ってこの一群の長さが送信波長ピッチＷｔ１を形成し
、また各第１送信電極間のピッチは図においてＰｔ１に
て示されている。実施例において、第２受信電極は前記
送信電極群の長さすなわち送信波長ピッチＷｔ１を所定
の整数で分割した等間隔ピッチの複数の電極２２からな
り、実施例においてこの分１ｆＩＪ数は「５」に設定さ
れている。

本実施例において、前記送信波長ピッチＷｔｌを分割す
る整数を送信波長ピッチＷｔｌ内の第１送信電極１２の
数より小さくしたことは、本発明の本質的な事項ではな
いが、実際上、スケールの全長にわたって伸びる第２ス
ケール２０の電極ピッチＰｒ２をできるだけ大ぎくし、
第２スケールの電極加工を容易にするためには有用であ
る。

以上の結果、第２受信電極２２は送信波長ピッチＷｔＩ
内でｒ１２，３，４，５Ｊの順に配列され、受信電極ピ
ッチＰｒ２は １５Ｗｔｌ となる。

一方、このような第２受信電極２２の配置に対して、前
述した第１送信電極１２はそのピッチＰｔｌが ５／８Ｐｒ２ となり、その交流信号の供給順は測定回路３２における
処理を容易にするために第３図の拡大図から明らかなご
とく以下のにうに定められる。

すなわち、受信電極ピッチＰｒ２を送信電極数、実施例
においては「８」分割したとぎに、各送信電極１２には
前記受信電極ピッチの分割位置に対応する交流信号が供
給され、実施例においては、左から順次ｒ１６，３，８
，５，２，７，４Ｊなる順番で交流信号の供給が行われ
る。このような供給順は本発明において必ずしも必須で
はないが、原理図で示した第２０図と異なり、第１送信
電極数よりも第２受信電極数が少ない場合、その配置は
両電極の位相差順に図示のごとく配列することが後の検
出信号の処理を容易にするために有用である。

以上のようにして、第１，２図の実施例から明らかなご
とく、本発明によれば、第２受信電極２２を送信電極波
長ピッチＷｔ１の整数分の１に分割した等間隔ピッチで
配置したので、第２受信電極ピッチＰｒ２の第１送信電
極１２群内の送信電極数分の−、すなわち１７８の密目
のスケール精度で位置検出を行うことが可能となる。

従って、本発明によれば、第１スケール１０と第２スケ
ール２０にて所望の副長位置を定めた状態で、後述づ−
る電気回路にて示されるごとく、第１の粗目／中目測定
を行って現在のスケール位置の概略的な位置を正しく求
め、次に、この中目間の精密位置を電気回路の切替によ
って密目測定し、両測定値を加算することによって所望
のスケール相対位置を絶対位置として測定することが可
能となり、前記２回の電気的な測定処理は両スケール１
０．２０を全く同一の状態で保持したまま高速度にて行
われ、実際上は、使用者が例えば測定ボタンを押し操作
する瞬間に表示器上に前記２回の測定及び加算演算を行
った結果が表示される。

以上のように、本発明によれば、密目測定用の電極と前
記粗目／中目測定用の電極とは互いに共用され、各測定
に対してそれぞれ専用の電極配置を必要としないことか
ら、長い測長範囲にあたって簡略化された電極配置にて
高精度の測定を可能とする利点かある。

前記密目測定時の受信信号は、実施例において、前記第
２受信電極２２から前述した粗目測定あるいは中目測定
のいずれの電気系統によって第１スケール１０側に伝達
してもよい。

すなわち、本実施例においては、第２スケール２０側の
第２受信電極２２にはそれぞれ第２粗／密送信電極２４
あるいは第２中／密送信電極２８の両者に結合電極２６
．２９を介して電気的に結合されており、この結果、本
実施例の密目測定は、いずれかの第２送信電極２４．２
８を用いて第１スケール１０側の第２受信電極１４ある
いは１６に容量結合させることができ、両電気系統の選
択は任意である。もちろん、両電気系統を密目測定に対
して並列的に用いて、両信号を演算することによって更
に誤差のない受信信号を得ることも可能である。

他の実施例 第４図には本発明に係る粗目測定における第１スケール
の他の実施例が示され、第１図と同一もしくは対応する
部材には同一符号を付して説明を省略する。

第１送信電極１２は実施例において４種類の位相の異な
る交流信号が供給され、このために符号「１」〜「４」
にて示される４個の電極毎に１つのブロックを形成して
おり、９０度ずつの位相の異なる交流信号は発振器３０
から位相変換器３４を介して各電極に供給される。

図から明らかなように、第１送信電極１２は各電極間ピ
ッチがＰｔ１にて示され、交流信号の数すなわち送信電
極グループの数をｎとすると、実施例ではｎ＝４となり
、各グループ電極の長さ、すなわち、送信波長ピッチＷ
ｔ１は ＸＰｔ１ となることが理解される。

前記第１送信電極１２に隣接した整列配置された第１粗
／密受信電極１４は２個毎に１ブロックを形成しており
、それぞれ測定回路３２に対して２種類の検出信号３ａ
、３ｂを供給している。

そして、実施例においては、前記第１粗／密受信電極１
４の各ブロック毎のピッチすなわら受信波長ピッチＷｒ
ｌは前述したごとく送信信号が第２スケールを通って所
定の粗シフトがなされたシフト量に対応して、 Ｗｒ１＝ＷｔｌＸＰｔ２／Ｐｒ２ に設定されている。

従って、このような受信波長ピッチＷｒｌによれば、第
１送信電極１２から送信された交流信号は第２スケール
において所定の粗シフトが行われた後、再び第１粗／密
受信電極において、前記シフト量に対応した長さの第１
粗／密受信電極１４にて受信できることが理解される。

測定回路３２に出力される測定信号ｓａ、ｓｂはそれぞ
れ反転位相を有しており、この結果、両信号の差演算を
行うことによって、検出精度を更に向上することが可能
である。

第５図には本発明の第１スケールの更に他の実施例が示
されており、第４図と類似するが、第１粗／密受信電極
１４は相対移動方向（Ｘ軸）に対して受信波長ピッチＷ
ｒｌにて繰返す三角波形状を有している。

そして、この三角波形状は互いに逆位相で配置された２
個の第１粗／密受信電極１４ａ、１４ｂからなり、それ
らの検出値が互いに差演算され、これによって、検出信
号の感度を改善することができる。

第６図には本発明の密目測定用の他の送受信電極の組合
わせが示されている。

第６図の実施例において、第１送信電極１２は第１図と
同様に８相の異なる交流信号を受入れ、その送信波長ピ
ッチはＷｔｌで示され、また電極ピッチはＰｔ１にて示
されている。そして、第２受信電極２２は、この実施例
においては、前記送信波長ピッチＷｔ１を「ａ」にて分
割した構成を有し、この結果、受信電極ピッチＰｒ２は １／３Ｗｔｌ となる。

この実施例においても、送信電極１２の信号供給順序は
受信電極ｐｒ２を送信信号数である８で分割した位置に
て定まり、図において、左から「１゜４．７，２，５，
８，３，６Ｊなる順序に設定される。

第５図の実施例において、送信電極ピッチｐｔｌは ３／８Ｐｒ２ に設定されている。

第７図は本発明に係る密目測定用の更に他の実施例を示
し、この実施例においては第１送信電極１２が非等間隔
で配置されていることを特徴とする。

すなわち、第７図の実施例において、６個の第１送信電
極が一部となって送信波長ピッチＷ１１を定めているが
、この一群内での電極ピッチＰｔｌは一定でなく、３個
ずつの更に細かいサブブロックに別れている。

しかしながら、このような装置においても、第２受信電
極２２側を等間隔で整列配置すれば、本発明の原理を損
うことなく良好な位置検出作用を行うことができる。

もちろん、このような非等間隔配置においても、交流信
号の供給順は前述したと同様に、受信電極　−ピッチｐ
ｒ２を送信電極数で分割した位置にて決定され、実施例
によれば、ｒ１３，５，４，６゜２］なる順序が設定さ
れる。

本実施例によれば、図示のごとく、受信電極ピッチＰｒ
２は １／３Ｗｔｌ に選ばれている。

第８，９図にはそれぞれ本発明に係る他のトランスデュ
ーサの具体的な第１スケール１０及び第２スケール２０
が詳細に示されている。

ｂ′〕８図の第１スケール１０は前述した第５図の実施
例と類似するが、その第１粗／密受信電極１４ａ、１４
ｂ及び第１中／密受信電極１６ａ。

１６ｂは第５図の三角波形状と異なり正弦波状を呈して
いることを特徴とし、各電極対１４ａ。

１４ｂそして１６ａ、１６ｂからの出力は測定回路３２
の差動増幅器において差演算される。

また、第８図の第１スケール１０において、第１送信電
極１２に供給される交流信号は８相に分割されており、
それぞれ４５度の位相差を有する。

負′５８図のごとき第１スケール１０においては、第１
送信電極１２に供給される交流信号は矩形波の信号が選
択され、また、各第１受信電極１４ａ。

”１４ｂ、１６ａ、１６ｂはその電極形状が正弦波であ
ることから、測定回路３２に供給される２種類の反転位
相の出力信号は正弦波状を呈することが理解される。

第９図の第２スケール２０は必要な測長仝域にわたって
伸張したスケールからなるが、実施例においてはその一
部のみが切取られて示されている。

図から明らかなごとく、本実施例における第２スケール
２０は粗目測定及び中目測定のために別個の第２受信電
極が設けられており、図において、両電極群は第２粗／
密受信電極２２ａ１第２中／密受信電極２２ｂとして示
され、各電極２２はそれぞれ半波の正弦波形状に形成さ
れ、互いに１８０度位相が異なる反転した状態で第２ス
ケール２０に設けられている。

そして、前記第２粗／密受信電極２２ａはそれぞれ結合
電極２６によって第２粗／密送信電極２４に電気的に結
合されており、また第２中／密受他電極２２ｂはそれぞ
れ結合電極２９を介して第２中／密送信電極２８と電気
的に導通結合されている。

第９図の受信電極配置から明らかなごとく、本実施例に
おける両箱２受信電極２２ａ、２２ｂは！ｌいに電気的
に絶縁された状態で第２スケール２０上に配置されてい
るが、第８図に示した第１送（ｒｊ電極１２に対しては
それぞれ別個に容量結合し、本実施例によれば、共通の
送信信号が第１送信電４４４１２から２系統の電気回路
に分れて粗目測定及び中目測定に供されることが理解さ
れる。

すなわち、粗目測定用の回路は第１送信電極１２から容
量結合により第２粗／密受信電極２２ａに伝達され、こ
れが結合電極２６を介して第２粗／密送信電極２４に電
気的に導通され、更に容量結合によって第１粗／密受信
電極１４に戻される経路を辿る。

一方、中／密測定用の回路は前記第１送信電極１２から
第２中／密受信電極２２ｂに容量結合され、結合電極２
９の電気的導通によって第２中／密送信電極２８に伝わ
り、ここから容量結合によって再び第１中／密受信電極
１６に戻される経路を辿る。

萌ｊホしたごとく、前記粗測定における粗偏位Ｄ（Ｘ）
は相対移動位置に対して全測定範囲で唯一の特定の値と
なるＪ：うに設定されらており、本実施例においては、
両電極２２ａ、２４がそれぞれピッチＰｒ２、Ｐｔ２に
て等間隔に配置されていてるので、前記粗偏位Ｄ　（ｘ
）は相対移動距離の比例関数となることが理解される。

第１図と同様に、前記粗偏位Ｄ　（ｘ）は第２スケール
２０の中央部において零、そして両端に向かうにしたが
って順次増大する量に設定されており、ここで、第２ス
ケール２０の全長をＳとすると送信波長ピッチ（Ｗｔｌ
＞の負側の一１７２値から正側の＋１７２まで変化し、
次式にて示される。

Ｄ（ｘ）　−（−１／２　＋ｘ／Ｓ）　ＸＷｔｌまた、
第９図に示した第２粗／密受信電極２２ａ、２２ｂは前
記第１送信電極１２の送信波長ピッチＷｔ１を１５」で
分割した等間隔ピッチの複数の電極からなり、密目の絶
対測定を行う電極配置は第１図と同様である。

同様に、第９図において、中目測定用の中偏位Ｄｍ（Ｘ
）は第２中／密受信電極２２ｂと第２中／密送信電極２
８との位相差で示され、第２中／密受信電極２２ｂは前
述した第２粗／密受信電極２２ａと同じピッチずなわち
Ｐｒ２に形成されており、また第２中／密送信電極２８
のピッチＰ　ｌｌ１ｔ２は前記第２粗／密送信電極Ｐｔ
２より小さく設定され、この結果、巾測定範囲ＭＸ内に
おいて中偏位ＤＩＩｌ（Ｘ）は相対移動距離Ｘに対して
大きな傾きの比例関数となることが理解される。

以上のようにして、本発明によれば、前述した第１スケ
ール及び第２スケールに設けられた電極配置により、粗
目測定及び中目測定が必要に応じて同時に行われ、更に
同一の電極配置を用いて、通常の場合、粗目側あるいは
中目側のいずれかの電極を利用しであるいは両者を並列
的に利用して密目測定が行われる。

前記粗目及び中目測定は、第１送信電極に供給された交
流信号か容量結合によって共通のあるいは別個に設けら
れた第２受信電極に伝達され、ここから粗目系統及び中
目系統によって処理される。

前記粗目系統では第２粗／密送信電極への電気的な導通
時に粗シフトが行われ、更に容量結合によって第１粗／
密受信電極に戻される作用によって粗目絶対測定が行わ
れる。

同様に、第２受信電極の信号は第２中／密送信電極に向
って中シフトされた後容量結合によって第１中／密受信
電極に戻され、中目絶対値測定信号を得ることができる
。

従って、両粗目及び中目測定値を演算して、相対移動位
置Ｘを中目段階で求めることができる。

従って、本発明によれば、前述した偏位Ｄ（Ｘ）。

Ｄｍ（Ｘ）の測定によって正確な粗目、中目絶対測定を
可能とし、従来の相対測定における測定の都度必要な零
セット、大消費電力そしてスケールの移動速度のない優
れた測長器を提供可能である。

また、本発明によれば、前述したごとく、トランスデュ
ーサを貫通する電気回路が粗目及び中目測定毎に唯一で
あるために、電極配置の機械的誤差あるいは電気的な遅
れ時間差の相違等を考慮することなく、測定精度を著し
く改善でき、また−組のスケール対によって測定が行わ
れるので、スペース及び消費電力の小さいトランスデユ
ーサを提供可能である。

そして、本発明によれば、更に、以上のようにして前記
中偏位Ｄｍ（Ｘ）を利用して求められた中１１の絶対値
測定が行われるとともに、第１送信電極１２と第２受信
電極２２との特定の設定された電極ピッチに基づいて、
前記中目にて求められた全スケール長間の中目絶対位置
の各中目間における密目の絶対位置が次に電気回路に切
替えによって得られ、雨水められた測定値を加えること
によって全測定範囲内において極めて正確な密目の絶対
測定値を得ることが可能となる。

測定回路 第１０図には前述した本発明にかかるトランスデユーサ
に接続される測定回路の一例が示され、またその各部波
形及びタイミングチャートが第１１図に示されている。

前述した本発明に係るトランスデューサは符号１００に
て示されており、その第１送信電極には複数の位相の異
なる交流信号が供給されており、この交流信号は発振器
３０から得られ、この発振出力ｆＯは本発明においてさ
ほど高周波である必要はなく、例えば１００〜２００Ｋ
Ｉ−ＩＺ程度の比較的低い周波数とすることができる。

前記発振器３０の出力ｆＯはトランスデユーサ１００に
対しては更に分周器６０にて分周された信号として供給
されるが、変復調器に対する同期信号としても用いられ
ており、装置の分解能を定めるための一つの要因を形成
するが、前述したごとく、本発明においてはこの基本周
波数及び次に分周されて第１送信電極に供給される交流
信号の周波数が低いことから、回路構成を簡略化して安
価な装置によって４−分な分解能が得られるという効果
を有する。

前記分周器６０の出力は更に位相変換器３４にて所望の
８個のそれぞれ４５度の位相差を有する交流信号２００
−１〜２００−８に変換される。

従って、このような位相の異なる８個の交流信号は例え
ば前述した第１図の第１送信電極に供給されるごとが好
適である。

前述した８個の交流信号は変調器６２において、前記発
振器３０の出力ｆＯで変調され、この信号２００−１〜
２００−８が送信切替器６１を介してトランスデューサ
１００の各第１送信電極１２へ供給される。

トランスデユーサ１００は前述したごとく、前記供給さ
れた交流信号２０２を第１．第２スケールの相対移動位
置に対応した信号レベル変換を行った後に第１受信電極
から電気的な信号として出力し、この出力は受信切替器
６３を介して差動アンプ６４から信号２０４として出力
され、第１１図のごとくその包絡線が正弦波曲線を描く
信号となることが理解される。

この差動アンプ６４の出力２０４は更に同期復調器６６
によって復調され、その出力２０６は両スケールが基準
位置にいるときの基準信号３００と比してφなる位相差
を有することが理解され、この位相差φを求めることに
にって、両スケールの相対位置によって定まる絶対値を
求めることが−５１＝ できる。

なお、前記復調器６６の出力２０６は図示のごとく高周
波成分を含んでおり、実施例においては、この高周波成
分をフィルタ６８にて除去し高周波成分が除去された信
号２０８を得ている。

前記信号２０８は更に零クロス回路７０によって波形の
零クロス位置が検出されている。

実施例において、前記位相差φをデジタル演算するため
に、装置は、カウンタ７２を含み、そのリセット／スタ
ート信号は、実施例において、変調器６２．復調器６６
のトリガ信号と制御ユニット８０により同期制御されお
り、装置の測定開始を基準信号のトリガとして用い、こ
の時点からカウンタ７２の計数動作が開始される。カウ
ンタ７２の計数タイミングは、発振器３０の出力周波数
ｆＯにて制御されている。

そして、カウンタ７０の計数ストップは前記零クロス回
路７０からの信号によって制御されており、第１１図の
位相φ位置にて、前記零クロス回路７０はフィルタ６Ｂ
の出力２０８からストップ信号をカウンタ７２へ出力し
、前記カウンタ７２の計数動作がこの時点で終了する。

従って、前記カウンタ７２の泪数値はトランスデユーサ
によって基準信号３００がシフトされた位相差を示すこ
ととなり、前述したごとく、本発明によれば、この位相
差φは粗目絶対値測定、中目絶対値測定及び密目絶対値
測定の王者に対してそれぞれ粗目、中目及び密目の各絶
対値信号を示すこととなる。

すなわち、粗目絶対値測定においては、両スケール１０
．２０の粗偏差Ｄ（×）と対応し、前記カウンタ７２の
出力は演算ユニット７４によって絶対値への変換演算が
行われる。

また、中目絶対値測定においては、両スケール１０．２
０の中偏位Ｄｍ（Ｘ）と対応し、前記カウンタ７２の出
力を用いて演算ユニット７４が絶対値への変換演算を行
う。

一方、密目絶対値測定においては、前述したごとく、第
１送信電極１２と第２受信電極１２との電極パターンビ
ートによって８求められた中目問の絶対位置が正確に位
相差φとして求められ、演算ユニット７４はこの密目絶
対値を前記中目絶対値に加算して所望の精密絶対値を得
ることができる。

前記粗目測定、中目測定及び密目測定においては、送信
位相及び受信位相が任意に最適値に切替選択され、この
選択は制御ユニツ１〜８０にて前記送信切替器６１及び
受信切替器６３に各位相の切替えを指示することにより
行われる。

例えば、送信側において、通常の粗目及び中目の両路対
測定の場合には、第１送信電極１２には電極の整列順に
したがって、ｒ１２，３，４゜５．６，７，８．Ｊ相の
送信信号が順次繰返し供給され、これが第２スケール２
０側の前述した偏位Ｄ（Ｘ）　、　Ｄｍ（Ｘ）にて受信
信号にスケール粗目あるいは中目位置に対応した変位を
与え、所望の粗目、中目絶対値測定を行わせる。

一方、密目測定の場合には、第１，３図の接続状態が示
すように、第１送信電極１２には、その整列順に、ｒ１
６，３，８，５，２，７．４Ｊ相の信号が順次繰返して
供給され、この第１送信。

電極１２と第２受信電極２２とのパターンビートによっ
て密目絶対測定が可能となる。

第１２図には前述した第１，２図の実施例における粗目
／中目と密目との送受信切替状態が示されている。

前述したごとく、測定はまず粗目／中目測定から行われ
、このとき制御ユニット８０は送信切替器６１を図のご
と＜　ｒ１２，３，４，５，６゜７．８」相とし、また
このときトランスデユーサ１００から得られる受信信号
３ａ、３ｂ、３ｃ。

３ｄを ［粗（Ｓａ−３ｂ）Ｊ　、ｒ中（Ｓｃ−３ｄ）Ｊとして
出力し、粗目／中目測定時には一対の第１受信電極１４
．１６がそれぞれ差動状態に接続されることが理解され
る。

一方、第１２図の［］で示した状態が密目測定状態であ
り、このとき、送信位相はｒ１６，３゜８．５，２，７
，４Ｊに変更され、送受信電極間のパターンビートがと
られ、また受信信号はｒｓａ＋ｓｂＪ、ｒｓｃ＋ｓｄＪ
に 切替えられ、８対の第１受信電極１４．１６はそれぞれ
１枚の電気的に接続された電極であるかのごとく取り扱
われる。

制御ユニット８０は以上のように、第１に粗目／中目測
定の切替を、次に密目測定の切替を行い、これらのシー
ケンスは予めユニット内に記憶されており、使用者は単
に副長器の例えば測定ボタンをオン操作することによっ
て、前記一連の粗目／中目及び密目シーケンスが自動的
に極めて短時間で行われ、使用者はその結果のみを表示
器７８の副長値として認識することができる。

制御ユニット８０にて制御された演算ユニット７４の出
力は、表示ドライバ７６を介して表示器７８に所望の表
示信号を供給して、前記測定値を通常の場合デジタル表
示する。

本実施例において、前記表示器７８は、例えばノギスの
副尺表面に埋め込み固定した液晶表示器等からなり、こ
れによって、測長値を使用者が容易に読取ることができ
る。

他の測定回路 第１３図には本発明に係る位置測定トランスデユーサに
好適な測定回路の他の好適な実施例が示されている。

図において、トランスデユーサは符号１００にて示され
ており、前述の説明から明らかなごとく、このトランス
デユーサ１００は互いに相対移動する第１スケール及び
第２スケールを有する。そして、前記第１スケールには
第１送信電極が設けられ、また第２スケールには第２受
信電極が設けられ、両電極は互いに容量結合し、両者の
相対移動位置によって静電容量値が変化する。

前記トランスデユーサ１００の第１送信電極には送信回
路から異なる位相で変調された複数の交流信号が供給さ
れており、実施例における送信回路は発振器８１と送信
位相切替回路８２を含み、制御ユニット８３にて選択さ
れた粗目測定、中目測定及び密目測定毎にそれぞれ必要
な任意の特定位相で変調された交流信号を送信電極に供
給することができる。

第１４図には本実施例の送信回路の一例が示され、送信
位相は８相の４５度ずつ異なる位相の信号を発振器８１
の高周波信号にて変調した出力を１群として複数の送信
電極１２−１〜１２−８に供給している。

実施例における発振器８１の高周波信号は例えば１００
〜２００ＫＨｚ程度の交流信号であり、これが送信位相
切替回路８２に設けられた８個の排他的オアゲートによ
って変調作用に供される。

前記送信位相切替回路８２の各排他的オアゲートにはそ
れぞれＰ１〜Ｐ８の切替信号が制御ユニット８３から供
給されており、本実施例において前記制御信号Ｐの組合
わけは第１５図で示されるように第１組合せ相から第８
組合せ相まで８種類の位相に設定されており、制御ユニ
ット８３はこれらの８種類の組合Ｖ位相を任意に選択的
に指示することができる。

実際上、前記８個の組合わヒはトランスデユー’ｊ−１
００の受信信号に対して４５度ずつの位相差を与える信
号からなる。

第１６図には本実施例の作用説明図が示されており、そ
の全体的な作用は後述するが、図示のごとく、前記発振
器８１の出ノ］ｆＯはクロックパルスとして示され、ま
た送信信号１１００は第１６図において第１組合せ相及
び第３組合Ｖ相の信号が示されている。

第１組合は相を例にとって説明すると、第１５図から明
らかなごとく、送信位相切替回路８２は第１組合せ相の
出ノＪ時にはＰ１〜Ｐ４はｒＯＪであり、又Ｐ５〜Ｐ８
はいずれも「１」であり、この結果、送信信号４００は
４．００−５〜４００−８においてクロックパルスが出
力された信号として示されている。

第１４図に示した実際の送信位相切替回路８２によれば
、回路が排他的オアゲートからなるために、正確には第
１組合せ相における送信信号４００−１〜４００−４は
１８０度位相の異なるクロックパルスを含むが、第１６
図においては説明をわかりやすくするためにこの反転信
号に対してはクロックパルスの表示を省略しである。

同様に、第３組合せ相は第１組合せ相に対して受信側で
９０度位相の異なる信号と考えることができ、この場合
には、送信信号４００−１　。

４００−２，４００−７，４００−８がクロックパルス
を出力し、４００−３〜４００−６がクロックパルスの
ない（信号が反転された）信号として各トランスデユー
９１００の第１送信電極１２に供給される。

詳細には図示していないが、第１５図に示した他の送信
組合せ位相においても同様に８個の送信信＠　４００を
組合わけて第１送信電極１２に供給され、これによって
送信回路は第１５図で示した任意に選定された８種類の
異なる組合せ位相の送信信号をトランスデユーサ１００
に与えることが可能となる。

前記トランスデユーサ１００の受信電極からは前述した
送信信号に対応した受信信号が出力され、実施例におい
てはトランスデユーサ１００の第２受信電極を２種類互
いに反転した形状で設け、この両川力が受信切替回路９
４、差動アンプ８４によって差演算増幅され、十分に大
きな感度の受信信号が得られる。

差動アンプ８４の出力はトランスデユーサ１００の第１
スケールと第２スケールの相対位置すなわち第１送信電
極と第２受信電極との相対移動位置によって定まる静電
容量にてその受信信号レベルが決定されており、その出
力は高周波信号にて変調された波形を有するために、実
施例で示されるごとく、同期復調器８５によって同期復
調される。この、復調器８５には発振器８１の出力ｆＯ
が供給されている。

同期復調器８５の出力４０２は送信回路の送信位相とト
ランスデユーサ１００の送受信電極位置にて定まり、第
１６図においてはその一例として受信信号４０２−１，
４０２−２が例示されている。

第１７図には前記トランスゲ１−サ１００内における送
受信電極の相対移動距離Ｘに対して送信側の各送信組合
せ位相によって受信信号Ｖが異なる様子が示されており
、第１組合せ相から第８組合わせ相までの８個の送信組
合せ位相又は両電極の相対移動距離Ｘの変化によって図
示のごとき正弦波状の波形によってその変化状態が示さ
れる。

この受信信＠Ｖの変化波形はトランスデユーサ１００の
電極形状によって決定され、実施例においは第１送信電
極と第２受信電極との相対位置が変化したときにその相
対移動距Ｒ［１，ｘに対して正弦波状の変化が得られる
第２受信電極形状が選択されているが、この形状はたと
えば三角波状の変化信号が得られる形状を選択すること
も可能である。

第１７図によれば、例えば第１組合−μ相の送信位相の
みに着目した場合、１−ランスデューザ１００の相対移
動距ｌ！ｌｔ×が変化したとぎに図の太線に沿った受信
信号４０２が復調器８５から出力される。

図において、第１組合せ相の受信信号■がＯの時を相対
移動距離ｘｌ　＝０　（５００位置）と設定しており、
この基準位置から両電極あるいは両スケールの相対移動
距離Ｘが変化したときに復調器８５からの受信信号４０
２は第１７図の第１組合わせ相の正弦波に沿って変化す
る。

第１７図において、送信回路からの送信組合せ位相が変
化ずれば、必然的に同一の相対移動距離Ｘにある１ヘラ
ンスデユーサからは異なる受信信号■が得られ、例えば
例示した×２のスケール位置５００において、このトラ
ンスデユーサ１００の位置を固定したままで送信位相を
変化すれば、この時の受信信号Ｖはｘ２の線上にある所
定の送信組合せ位相のレベルとなることが理解される。

すなわち、相対移動距離ｘ２　　（５００位置）におい
て、第１組合せ相の送信位相を送信電極１２に供給すれ
ばＶｌが得られ、以下同様に第２相の送信位相に対して
はｖ２、第３相の送信位相の苅してはＶ３、第４．５，
６，７．８相の送信位相に対してはぞれぞれＶ４　、　
ｖ５　、　ｖ６　、　ｖ７　。

■８で示される信号が得られる。

従って、本回路によれば、トランスデューサ１００にて
定まった第１スケ−−ル及び第２スケールの相対測定位
置において、この相対移動距離Ｘを固定した状態（例え
ばｘ２　）で、送信組合Ｕ位相＝　　６３　− を８種類に変化することによって得られる受信信＠Ｖは
８個の異なる値をとることが理解される。

また、本回路によれば、相対移動距離Ｘに対して特定の
送信組合せ位相を選択すれば、このとき得られる受信信
号Ｖは受信信号■の傾きを考慮した状態で受信側の１波
長すなわちｘｍ内で特定され、これが各組合せ位相の最
大測定範囲を形成することが理解され、この最大測定範
囲ｘｍ内の相対移動距離Ｘ変化を受信信号Ｖの処理によ
って得られることが明らかとなる。換言すれば、この最
大測定範囲ｘｍを超えて相対移動が行われた場合には、
受信波長が再び正弦波状に繰返すために、両者間の識別
が困難となることが明らかである。

本発明においては、前）ホした粗目測定、中目測定そし
て密目測定との加算によって所望の測長値が１ｑられ、
粗目測定時には、前記最大測定範囲ｘｍがスケールの全
長を含むように設定され、また中目測定時には、前記最
大測定範囲ｘｍがスケールの巾測定範囲ＭＸを含むよう
に設定され、更に密目測定時には前記最大測定範囲ｘｍ
が第２受−６４’− 倍電極ピッチＰｒ２であるように設定される。

本回路においては、この最大測定範囲ｘｍを送信組合せ
位相の数にて分割した測定範囲を各送信組合は位相の送
信信号が受持つこととなり、実施例においては、送信組
合せ位相は８種類に選択しているので前記最大測定範囲
ｘｍを８分割した移動距離が各組合せ相の測定範囲を形
成し、第１７図においては第１組合せ相の送信に対して
Ｘａが第１組合Ｕ相の測定範囲を示す。

この各測定範囲は第１組合せ相の送信に対して得られる
受信信号■が零クロスする位置、図の第１相に対しては
ｘ１＝０位置を中心としてそれぞれ４５度／２ずなわち
ｘｌ　＝Ｏの両側に２２．５度分の測定範囲を設定して
いる。

従って、各組合ぜ相は４５度ずつの測定範囲を得、これ
らの８組合せ相によって、最大測定範囲ｘｍを測定可能
であるように装置が構成されている。

以上のことから、第１７図のＸａで示された第１組合せ
相の測定範囲内での位置測定が理解されれば、他の相も
同様に測定が可能であることが明らかとなり、以下に第
１組合せ相の測定処理回路及びモの作用を説明する。

本回路において、送信組合せ位相が決定されれば、前記
測定範囲も必然的に決定され、例えば、第１組合せ相が
選択されれば、その基準位置は×１＝Ｑと定まり、この
測定範囲内でのずれ、第１７図においては×２を求めれ
ば前記×１と×２とを加算することによって現在のトラ
ンスデユーサ１００で定まる相対移動圧ｌｘを求めるこ
とができる。

本回路において特徴的なことは、前記Ｘ２を定めるため
に、２種類の異なる送信組合せ位相の送信信号を第１送
信電極に供給し、このときに得られる２個の受信信号か
ら簡単な演算によって相対移動距離×２が求められるこ
とにある。

前記２個の受信信号は本回路において積分器により正積
分そして反転積分されて所望の測定値が得られる。

実施例において、前記積分器は符号８６にて示され、復
調器８５のアナログ出力４０２を一定時間正積分し、ま
た次に異なる送信位相で得られた受信信号を反転積分す
る。

説明を簡略化するために実施例における第１の正積分に
対し第２の反転積分はその送信組合せ位相が受信側で９
０度異なる状態で行われる。

第１７図の符号５００で示した相対移動距離の場合、ま
ず第１組合せ相でトランスデユーサ１００の送信電極が
励磁され、この時受信信号■は相対移動距離Ｘの正弦波
関数として Ｖｌ　＝ｋ　５ｉｎＸ なる信号が得られる。ここでｋは定数である。

そして、この第１の送信組合せ位相状態でまず積分器８
６は一定時間正積分され、積分値■ｉを得る。

この積分作用は対１８図にて示され、正積分時間ＴＯは
任意の一定時間に設定され、この一定時間ＴＯは回路の
分解能に応じて予め定められる。

第１８図の正積分時における積分勾配は第１７図から、
受信信号Ｖすなわち ｖｌ　＝ｋ　５ｉｎｘ であることが理解される。

従って、第１８図の一定時間経過後の積分値Ｖｉは Ｖｉ　牛ｌ−Ｏｋ　５ｉｎｘ　　　　　　　　　　・（
１）となる。

前記正積分が完了すると、次に、送信回路からは９０度
位相の異なる送信組合せ位相で送信作用が行われ、この
時、トランスデユーサ１００の相対位置は不変であり、
第１７図の５００位置に静止しているので、このとき得
られる受信信号■は第３組合せ相の波形から得られる、
すなわち■３となり、このｖ３は相対移動距離をＸの余
弦波関数として ｖ３　＝ｋ　Ｃ０３Ｘ であることが理解される。

従って、積分器８６はこの第２の送信組合せ位相状態で
の受信信号ｖ３　＝ｋ　ｃｏｓｘの反転積分を１−」い
、前記積分値Ｖｉが第１８図で示されることく ｖ３＝−ｋｃＯ５Ｘ の積分勾配で反転積分されることとなる。

従って、積分器８６の出力４０４、すなわち積分値Ｖｉ
はこの反転積分によって零値となり、この零値がアナロ
グ比較回路８７によって検出される。

実施例においてアナログ比較回路８７は前記積分器８６
の出力４０４が「Ｏ」となったときに出ノＪ４０６を生
じる。

第１８図において、積分器８６の出力４０４（Ｖｌ）が
零となるまでの時間が王にて示され、図から明らかなご
とく、この反転積分においては、Ｖｉ　：Ｔｋ　ｃｏｓ
ｘ　　　　　　　　　　　・＝（２）が成立する。

従って、近似的に前記正積分及び反転積分から、Ｖｉ　
＝ＴＯｋ　５ｉｎｘ＝Ｔｋ　ｃｏｓｘ　　　　−（３）
が成立する。

従って、 Ｔ＝ＴＯｓｉｎ　Ｘ／　Ｃ０３Ｘ　　　　　　　　・（
４）となり、 ５ｉｎｘ／　Ｃ０３Ｘ＝　ｔａｎＸ であるから、 Ｔ＝ＴＯｔａｎｘ　　　　　　　　　　　　・（５）が
得られる。

ここで、前述したごとく、各送信組合せ位相における測
定範囲は第１７図で示した受信信号の零位置近傍すなわ
ち±２２．５度の範囲に定められており、このことから
、各測定範囲内では受信信号波形はほぼ直線近似され、
このような位相角の小さい領域では ｔａｎｘ　Ｌ：ｘ なる関係が成立する。

従って、前記（５）式は Ｔ＝ＴＯｘ　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
となり、このことから、 Ｘ＝Ｔ／Ｔｏ　　　　　　　　　　　　・・・（７）と
近似することができる。

ここにおいて、ＴＯは一定値であり、従って、前記反転
積分時間Ｔを求めれば、測定範囲内での相対移動距離Ｘ
この場合には×２を簡単な演算によって求められること
が理解される。

そして、実施例において、この演算はカウンタ８８によ
り行われ、カウンタ８８は前記反転積分の開始時に制御
ユニツ１〜８３からの信号によってスタートし、前記ア
ナログ比較回路８７からの出ノＪ４０６によってス１〜
ツブし、前記発振器８１の出力ｆＯをクロック信号とし
てカウントするので、ぞの出力４０８は前記反転積分時
間Ｔを示すこととなる。

従って、前記反転積分時間Ｔを演算ユニツ１〜８９に供
給し、制御ユニット８３からの指令によっ゛Ｃ前記（７
）式の演算を行えば、×２が求められ、更に制御ユニッ
ト８３はこのときの基準となった第１の送信組合せ位相
を演算ユニット８９に供給しているので、この第１送信
組合せ位相から定まる予め既知の×１との加算によって
所望の相対移動距離Ｘを求めることができる。

実施例において、この相対移動距離は表示ドライバ９０
を介して表示器９１にて測定値として表示される。

以上のようにして、各選択された送信組合せ位相での相
対移動距離の演算が行われるが、前述したごとく、各相
の測定範囲は基準となる第１の送信組合せ位相の前後２
２．５度範囲に制約されており、この範囲を超えた場合
には、前記直線近似が困難となり、誤差発生の主たる要
因となる。

このために、本実施例においては、前記カウンタ８８の
出力を比較器９２が上限値設定器９３の出力と比較し、
前記反転積分時間Ｔが上限値を超えたときには測定不能
として制御ユニット８３に信号を出力し、基準となる第
１の送信組合せ位相を切替える。

従って、求める相対移動距離が測定開始時に選択された
第１の送信組合せ位相の測定範囲内にない場合には、次
の送信組合せ位相が選択され、カウンタ８８の出力すな
わち反転積分時間Ｔが上限値内に収まるための第１の送
信組合は位相が順次繰返し試され、最大８個の繰返し測
定を行うことによって必ず高精度の測定値を得ることが
可能となる。

第１９図には前述した粗目、中目及び密目の各測定時お
ける本回路の測定作用の全体的なフローが示されている
。

トランスデユー９”１００によって測定位置が決定され
ると、回路は測定開始状態となり、まず積分器８６の内
容がリセッ１〜される。

次に、任意の特定組合せ位相が発振回路側に設定され、
Ｎ組合は相で変調された交流信号が送信電極に供給され
る。

そして、このＮ組合せ相での送信状態で一定時間（Ｔｏ
　＞の受信信号Ｖの積分が行われる。

この正積分によって、積分器８６はＶｉなる積分値を保
持することとなる。

次に、送信回路の送信組合せ位相はＮ＋２組合せ相すな
わち、前記第１の送信組合１位相に対して９０度異なる
送信組合Ｖ位相に変更され、この状態でトランスデユー
９−１００からは受信信号が検出される。

そして、このＮ＋２組合は相の出力と同時にカウンタ８
８のｈ１数作用かスター１〜し、同時に積分器８６は前
記積分値Ｖ１を反転積分する。

そして、積分値ｖｉはアナログ比較回路８７にて監視さ
れ、上限値設定器９３にて定められた上限値下山間に積
分値Ｖ１が零となるかを判定し、この時に反転積分時間
下が大きい場合には第１の送信組合せ位相が妥当でない
とし、Ｎ＋１組合せ相で再び前述した作用が繰返される
。

この積分作用は反転積分値■（が上限値Ｔｍ内に零とな
るまで繰返され、所望の出力が得られたときカウンタ８
８をス１〜ツブし、この反転積分時間Ｔを演算し表示器
９１にて表示することによって一連の測定を完了する。

以上の説明から明らかなごとく、本実施例によれば、９
０度位相の異なる２個の送信組合せ位相にてそれぞれ異
なる受信信号を得、これを演算することによって正確に
相対移動距離を求めることが可能となる。

もちろん、本回路において、送信組合せ位相の分割数は
８個に限らず任意の数に選ぶことができ、また２個の異
なる送信組合せ位相は実施例で示した９０度ばかりでな
く、４５度の位相差に設定することも可能であり、前述
した実施例においては９０度の位相によって両送信組合
せ位相時に得られる受信信号はｓｉｎ信号とＣＯＳ信号
の組合わけとなり、その演算が容易であるが、両者の位
相差が４５度の場合にも同様に所定の関数演算全行うこ
とによって相対移動距離を求めることができる。

以上のごとく、本回路によれば、組合せ位相の異なる２
種類の送信信号を送信電極に順次送り込み、このとき得
られる２個の受信信号を用いて、実施例によれば正積分
と反転積分の組合せによって所望の測定値を演算するこ
とか可能となる。

本発明によれば、まず粗目測定において、前記異なる組
合せ位相の送信が行われて粗目測定値が得られ、次に前
記粗目測定と同様に中目測定が行われる。この中目測定
での送信信号の組合せ位相は粗目測定と同様であるか、
電極配置及び回路膜ｈ」を好適に選択すれば、前述した
測定にお【）る上記選択組合せ位相Ｎは、中目測定にお
いては、粗目測定において最終的に設定された組合せ相
と一致させることができ、この結果、中目測定においで
は、複数回の組合せ位相のトライアルを必要とすること
なく、直接必要な組合せ位相を選択することも可能とな
る。このようにして、中目測定によって得られた絶対測
定値は前記粗目測定値に加算され、中目段階での絶対値
を得ることができる。

更に、前述した密目測定のごとく電極配置によって定め
られた組合せ位相の送信信号を供給することによって密
目測定が行われる。

従って、これら両側定値を加算することによって所望の
極めて正確な測定値を得ることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したごとく、本発明によれば、相対移動する２
つの部材、通常第１及び第２スケール間の相対移動量を
静電容量の変化として絶対値で測長することができ、電
池駆動可能な小型軽量化された容量型トランスデユーυ
を得ることが可能となる。

また、本発明によれば、第２スケール側の第２受信電極
と第２送信電極とは互いに結合電極にて電気的に接続さ
れているので、両スケール問を用油する粗目及び中目用
の各車−の容量結合回路を用いて送信及び受信信号間の
粗シフト値あるいは中シフト値から両スケールの相対移
動位置の絶対値を知ることが可能となる。

更に単一の容量結合回路を用いることから、機械的及び
電気的な誤差の介入を著しく減少させ、また低消費電力
で小型のトランスデユー９を得ることが可能となる。

また、本発明によれば、粗目測定と中目測定そして密目
測定の組合せによって、長い測長範囲全域にわたって極
めて正確な位置測定を可能とする利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る容量型位置測定トランスデユーサ
の好適な実施例における第１スケールを示す要部斜視図
、 第２図は第１図に示したトランスデユーサの第２スケー
ルを示す要部斜視図、 第３図は本発明に係る１−ランスデューリーの密目測定
用の第１送信電極及び第２受信電極の電極配置を示す説
明図、 第４図は本発明に係るトランスデューサの第１スケール
側の他の実施例を示す概略説明図、第５図は本発明に係
る１〜ランスデユー量すの第１スケールの更に他の実施
例を示す概略説明図、第６図は本発明に係るトランスデ
ユーサの他の好適な実施例を示す要部斜視図、 第７図は本発明の密目測定を説明するための他の電極組
合せ配置図、 第８図は本発明に係るトランスデユーサの更に他の第１
スケールを示す平面図、 第９図は前記第８図に示した第１スケールと対応する第
２スケール側の平面図、 第１０図は本発明に係るトランスデユーサに好適な測定
回路のブロック図、 第１１図は第１０図の波形及びタイミングチャートを示
す説明図、 第１２図は前述した測定回路を用いて粗目／中目測定及
び密目測定を行うための送受信切替状態を示ず説明図、 第１３図は本発明に係るトランスデユーサに好適な他の
測定回路のブロック回路図、 第１４図は第１３図における送信回路の一例を示す回路
図、 第１５図は第１４図における送信信号の組合せ位相を示
す説明図、 第１６図は第１３図に示した測定回路の作用を示すタイ
ミングチャート図、 第１７図は第１３図に示した測定回路の測定原理を示す
説明図、 第１８図は第１３図の測定回路における２種類の受信信
号及び正積分にて反転積分をする状態を示す説明図、 第１９図は第１３図の測定回路にて粗目測定。 中目測定及び密目測定を行う場合の測定手順を示すフロ
ーチャート図、 第２０図は本発明における密目測定の原理説明図である
。 １０・・・　第１スケール １２　・・・　第１送信電極 １４　・・・　第１粗／密受信電極 １６　・・・　第１中／密受信電極 ２０　・・・　第２スケール ２２　・・・　第２受信電極 ２４　・・・　第２粗／密送信電極 ２６．２９　　・・・　結合電極 ２８　・・・　第２中／密送信電極 ３０　・・・　発振器 ３２　・・・　測定回路 Ｄ　（ｘ）　　・・・　粗偏位 Ｄｍ（Ｘ）　　・・・　中偏位 Ｘ　・・・　相対移動距離。 出願人　　株式会社　三豊製作所 代理人　　弁理士　吉田研二［８−６］（他２名） ＝　　８０− 第１４図 第１６図 第１５図 出力４０８

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに近接して相対移動可能に配置された第１ス
   ケール及び第２スケールを有し、 前記第１スケールには、交流信号が供給される第１送信
   電極と、前記第１送信電極に対してそれぞれ絶縁された
   状態で配置され測定回路が接続された第１粗／密受信電
   極及び第１中／密受信電極と、が設けられ、 前記第２スケールには、相対移動方向に沿って前記第１
   送信電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり
   第１送信電極と容量結合する第２受信電極と、相対移動
   方向に沿って第１粗／密受信電極及び第１中／密受信電
   極とそれぞれ対向可能な位置に配置された電極群からな
   り第１粗／密受信電極及び第１中／密受信電極とそれぞ
   れ容量結合する第２粗／密送信電極及び第２中／密受信
   電極と、が設けられ、 各第２受信電極と第２粗／密送信電極とは互いに結合電
   極にて電気的に接続され、 各接続された第２受信電極と第２粗／密送信電極との間
   には相対移動方向に沿って全測定範囲内でそれぞれ異な
   る粗偏位が与えられており、各相対移動位置に対して特
   定された前記粗位により全測定範囲にわたって粗目の絶
   対測定を行うことができ、 また、前記各第２受信電極と第２中／密送信電極とは互
   いに結合電極にて電気的に接続され、各接続された第２
   受信電極と第２中／密送信電極との間には相対移動方向
   に沿って前記全測定範囲を所定分割した中測定範囲内で
   それぞれ異なる中偏位が与えられており、 各相対移動位置に対して特定された前記中偏位により中
   測定範囲内で中目の絶対測定を行うことができ、 更に、前記第２受信電極は前記第１送信電極群の送信波
   長ピッチを所定の整数で分割した等間隔ピッチの複数の
   電極からなり、 前記第２受信電極ピッチを前記第１送信電極群内の送信
   電極数で分割したスケール精度で前記中目間を密目で測
   定可能とした ことを特徴とする容量型位置測定トランスデューサ。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載のトランスデューサに
   おいて、第２スケールの粗偏位量は第２スケールの中央
   部において零に設定され、スケールの両端に近づくにし
   たがって正負反対方向に偏位が増大するように第２受信
   電極と第２粗／密送信電極とが配置されていることを特
   徴とする容量型位置測定トランスデューサ。
3. （３）特許請求の範囲（１）、（２）のいずれかに記載
   のトランスデューサにおいて、第１送信電極は順次隣接
   する電極群が１ブロックを形成して位相の異なる交流信
   号が各グループ毎の第１送信電極に供給され、この１ブ
   ロックのピッチを送信波長ピッチとすると、前記両偏位
   は測長可能な各スケール範囲において前記送信波長ピッ
   チを超えないことを特徴とする容量型位置測定トランス
   デューサ。
4. （４）特許請求の範囲（３）記載の装置において、第１
   粗／密受信電極及び第１中／密受信電極はそれぞれ２つ
   の位相の異なる信号を出力するために２種類の電極群か
   らなり、 第１粗／密受信電極群のピッチを粗／密受信波長ピッチ
   Ｗｒ１とし、前記送信波長ピッチをＷｔ１第２受信電極
   ピッチをＰｒ２そして第２粗／密送信電極ピッチをＰｔ
   ２とすると、 Ｗｒ１＝Ｗｔ１×Ｐｔ２／Ｐｒ２ に設定され、 第１中／密受信電極群のピッチを中／密受信波長ピッチ
   Ｗｍｒ１とし、前記第１中／密送信電極ピッチをＰｍｔ
   ２とすると、 Ｗｍｒ１＝Ｗｔ１×Ｐｍｔ２／Ｐｒ２ に設定されていることを特徴とする容量型位置測定トラ
   ンスデューサ。
5. （５）特許請求の範囲（４）記載のトランスデューサに
   おいて、各第１受信電極は２個の反転した形状を有する
   電極からなることを特徴とする容量型位置測定トランス
   デューサ。
6. （６）特許請求の範囲（５）記載のトランスデューサに
   おいて、前記各第１受信電極の前述した反転形状は正弦
   波形状からなることを特徴とする容量型位置測定トラン
   スデューサ。
7. （７）特許請求の範囲（５）記載のトランスデューサに
   おいて、前記各第１受信電極の前述した反転形状は三角
   波形状からなることを特徴とする容量型位置測定トラン
   スデューサ。
8. （８）特許請求の範囲（１）記載のトランスデューサに
   おいて、第２受信電極は前記第１送信電極群の送信波長
   ピッチを第１送信電極群内の送信電極数より少ない整数
   で分割した等間隔ピッチの複数の電極からなることを特
   徴とする容量型位置測定トランスデューサ。
9. （９）特許請求の範囲（１）、（８）のいずれかに記載
   のトランスデューサにおいて、第１送信電極は非等間隔
   ピッチを有することを特徴とする容量型位置測定トラン
   スデューサ。
10. （１０）特許請求の範囲（１）、（８）のいずれかに記
    載のトランスデューサにおいて、第２スケールには第１
    送信電極と互いに容量結合可能な位置に第２粗／密受信
    電極及び第２中／密受信電極が互いに電気的に絶縁され
    た状態で配列され、各第２受信電極にそれぞれ第２粗／
    密送信電極又は第２中／密送信電極が結合電極を介して
    所定の粗偏位又は中偏位をもって電気的に接続されてい
    ることを特徴とする容量型位置測定トランスデューサ。
11. （１１）特許請求の範囲（１０）記載のトランスデュー
    サにおいて、前記第２粗／密受信電極及び第２中／密受
    信電極は１８０度異なる位相で反転状態に配列された半
    波の正弦波形状からなることを特徴とする容量型位置測
    定トランスデューサ。