(57)【要約】【課題】  複数のリニアスケールを接続し、あたかも１本の長いスケールのように各リニアスケールを使用するためのリニアスケールの信号処理方法、リニアスケールの信号処理装置および位置決め装置を提供する。【解決手段】  信号切換部１１は、信号Ｈ１、Ｈ２の間の位相差を求める位相差検出部１４と、信号Ｈ２を位相差に応じて補正して信号Ｈ２１を出力する補正部１６と、センサ８から出力される信号ＳＷに応じて信号Ｈ１と信号Ｈ２１のいずれか一方を選択する選択部１７とを含む。信号Ｈ２１と信号Ｈ１との間の位相差がなくなるので信号ＯＴは連続して変化する信号になる。よって、被測定物の位置を高精度に検出することが可能になる。【選択図】        図２
2006084419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線上を移動する被測定物の位置範囲が、第１のリニアスケールによって測定される第１の範囲と、第２のリニアスケールによって測定される第２の範囲と、前記第１、第２のリニアスケールの両方によって測定される第３の範囲に分割されるように配置された前記第１、第２のリニアスケールからそれぞれ出力される第１、第２の信号のうち、前記第２の信号を、前記第３の範囲で求められた前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相差に応じて補正し、第３の信号を出力するステップと、
選択信号に応じて前記第１の信号と前記第３の信号のいずれか一方を選択するステップとを備える、リニアスケールの信号処理方法。
【請求項２】
前記被測定物の位置が前記第３の範囲にあるときに、前記第１、第２の信号を受けて前記位相差を求めるステップをさらに備える、請求項１に記載のリニアスケールの信号処理方法。
【請求項３】
予め求められた記憶された前記位相差を読み出すステップをさらに備える、請求項１に記載のリニアスケールの信号処理方法。
【請求項４】
前記被測定物の位置が前記第３の範囲の所定の切換地点にあるときに前記選択信号の論理値を切換えるステップをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のリニアスケールの信号処理方法。
【請求項５】
線上を移動する被測定物の位置範囲が、第１のリニアスケールによって測定される第１の範囲と、第２のリニアスケールによって測定される第２の範囲と、前記第１、第２のリニアスケールの両方によって測定される第３の範囲に分割されるように配置された前記第１、第２のリニアスケールからそれぞれ出力される第１、第２の信号のうち、前記第２の信号を、前記第３の範囲で求められた前記第１の信号と前記第２の信号との間の位相差に応じて補正し、第３の信号を出力する補正部と、
選択信号に応じて前記第１の信号と前記第３の信号のいずれか一方を選択する選択部とを備える、リニアスケールの信号処理装置。
【請求項６】
前記被測定物の位置が前記第３の範囲にあるときに、前記第１、第２の信号を受けて前記位相差を求める位相差検出部をさらに備える、請求項５に記載のリニアスケールの信号処理装置。
【請求項７】
予め求められた前記位相差を記憶する記憶部をさらに備え、前記補正部は、前記記憶部から前記位相差を読み出す、請求項５に記載のリニアスケールの信号処理装置。
【請求項８】
前記被測定物の位置が前記第３の範囲の所定の切換地点にあるときに前記選択信号の論理値を切換える位置センサをさらに備える、請求項５から７のいずれか１項に記載のリニアスケールの信号処理装置。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項に記載のリニアスケールの信号処理装置を備える、位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リニアスケールの信号処理方法、リニアスケールの信号処理装置および位置決め装置に関するものであり、特に複数のリニアスケールを接続して被測定物の位置を測定する場合におけるリニアスケールの信号処理方法、リニアスケールの信号処理装置、および位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リニアスケールを含む位置決め装置が従来から提案される。たとえば特開平１１−２０７５５９号公報（特許文献１）にはリニアスケールとリニアモータとを用いることによってリニアステージの位置が高速かつ高精度に決定されるリニアステージ装置が開示される。
【０００３】
近年では、産業設備に用いられる位置決めシステムあるいは計測システムにおいて装置の規模が大掛かりになりつつある。規模の大型化に伴い、従来よりも長い距離にわたって位置決めが可能な装置の需要が増えつつある。これらの位置決め装置に使用される高精度なリニアスケールの最大の長さは、現状では、たとえば３メートル程度である。
【０００４】
一般的にリニアスケールは被測定物に対して位置の検出と移動方向の判別とを行ない、２相の正弦波信号（サイン信号およびコサイン信号）を出力する。サイン信号の位相角と位置とは比例関係にある。２本以上のリニアスケールを接続し、長い距離にわたって高精度に位置決めを行なう場合、各リニアスケールから出力される信号を接続部において切換える必要がある。
【０００５】
測定精度を維持するため、各リニアスケールから出力される信号の位相はスケールの接続部において一致しなければならない。しかし、信号の位相を機械的に合わせることは困難である。よって信号は接続部において不連続に接続され、測定結果には正弦波信号の１周期以内の誤差が発生する。
【０００６】
以上のように、単純に２本以上のリニアスケールを接続して長い距離を精度良く測定することは従来では不可能であった。よって長い距離を測定する場合、精度の低いリニアスケールを使用するか、あるいは高価なレーザ干渉計を使用する必要があった。
【特許文献１】特開平１１−２０７５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
精度を維持したまま２本以上のリニアスケールを接続してあたかも１本の長いスケールのように使用するためには、スケールの接続部において各リニアスケールから出力される信号に位相差が発生しなければよい。しかし、位相差を生じさせないための具体的な方法はこれまでに提案されていない。
【０００８】
この発明は上述の課題を解決するものであって、その目的は複数のリニアスケールを接続し、あたかも１本の長いスケールのように各リニアスケールを使用するためのリニアスケールの信号処理方法、リニアスケールの信号処理装置および位置決め装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は要約すれば、リニアスケールの信号処理方法であって、線上を移動する被測定物の位置範囲が、第１のリニアスケールによって測定される第１の範囲と、第２のリニアスケールによって測定される第２の範囲と、第１、第２のリニアスケールの両方によって測定される第３の範囲に分割されるように配置された第１、第２のリニアスケールからそれぞれ出力される第１、第２の信号のうち、第２の信号を、第３の範囲で求められた第１の信号と第２の信号との間の位相差に応じて補正し、第３の信号を出力するステップと、選択信号に応じて第１の信号と第３の信号のいずれか一方を選択するステップとを備える。
【００１０】
好ましくは、リニアスケールの信号処理方法は、被測定物の位置が第３の範囲にあるときに、第１、第２の信号を受けて位相差を求めるステップをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、リニアスケールの信号処理方法は、予め求められた記憶された位相差を読み出すステップをさらに備える。
【００１２】
より好ましくは、リニアスケールの信号処理方法は、被測定物の位置が第３の範囲の所定の切換地点にあるときに選択信号の論理値を切換えるステップをさらに備える。
【００１３】
この発明の他の局面に従うと、リニアスケールの信号処理装置であって、線上を移動する被測定物の位置範囲が、第１のリニアスケールによって測定される第１の範囲と、第２のリニアスケールによって測定される第２の範囲と、第１、第２のリニアスケールの両方によって測定される第３の範囲に分割されるように配置された第１、第２のリニアスケールからそれぞれ出力される第１、第２の信号のうち、第２の信号を、第３の範囲の部分で求められた第１の信号と第２の信号との間の位相差に応じて補正し、第３の信号を出力する補正部と、選択信号に応じて第１の信号と第３の信号のいずれか一方を選択する選択部とを備える。
【００１４】
好ましくは、リニアスケールの信号処理装置は、被測定物の位置が第３の範囲にあるときに、第１、第２の信号を受けて位相差を求める位相差検出部をさらに備える。
【００１５】
好ましくは、リニアスケールの信号処理装置は、予め求められた位相差を記憶する記憶部をさらに備え、補正部は、記憶部から位相差を読み出す。
【００１６】
より好ましくは、リニアスケールの信号処理装置は、被測定物の位置が第３の範囲の所定の切換地点にあるときに選択信号の論理値を切換える位置センサをさらに備える。
【００１７】
この発明のさらに他の局面に従うと、上記のリニアスケールの信号処理装置を備える位置決め装置である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のリニアスケールの信号処理方法、リニアスケールの信号処理装置および位置決め装置によれば、第１、第２のリニアスケールのそれぞれから出力される第１、第２の信号の間の位相差が求められ、第２の信号は求められた位相差に応じて補正される。第１の信号と補正された信号とが切り換っても各信号の間には位相差が生じないので、各リニアスケールの精度が保たれたまま長い距離にわたり被測定物の位置を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２０】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の位置決め装置の構成例を示す図である。
【００２１】
図１を参照して、位置決め装置１は、固定台２と、固定台２上に配置されて線上を移動する可動テーブル３と、可動テーブル３を案内する固定ガイド４とを備える。
【００２２】
位置決め装置１は、さらに、固定台２上に設置されるリニアスケールＬ１，Ｌ２を備える。リニアスケールＬ１はスケール５Ａと、スケール５Ａ上を移動して可動テーブル３の位置を測定するスケールヘッド６Ａとを含む。同様にリニアスケールＬ２はスケール５Ｂと、スケール５Ｂ上を移動して可動テーブル３の位置を測定するスケールヘッド６Ｂとを含む。位置決め装置１は、さらに、スケールヘッド６Ａ，６Ｂを可動テーブル３に取付けるための取付部７を備える。
【００２３】
図１において、リニアスケールＬ１、Ｌ２は可動テーブル３の位置範囲が測定範囲Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３に分割されるように配置される。測定範囲Ｘ１、Ｘ２はリニアスケールＬ１，Ｌ２によってそれぞれ測定される可動テーブル３の位置範囲を示し、測定範囲Ｘ３はリニアスケールＬ１，Ｌ２の両方によって測定される可動テーブル３の位置範囲を示す。
【００２４】
位置決め装置１は、さらに可動テーブル３に取付けられるセンサ８と、可動テーブル３が測定範囲Ｘ３内の切換地点にあるときにセンサ８から出力される信号の論理値を切換えるためのドグ９とを備える。切換地点とはスケールヘッド６Ａによる有効信号（測定に用いられる信号）の出力が終了する位置である。なお、センサ８から出力される信号は可動テーブル３が測定範囲Ｘ３のいずれかの地点にあるときに切換わるように設定される。信号が切換わる位置を決める際の位置精度はリニアスケールＬ１、Ｌ２の接続部における測定誤差より低くてもよい。言い換えると、リニアスケールＬ１、Ｌ２から出力される各信号間の位相差に比べセンサ８から出力される信号の精度は低く設定されてもよい。
【００２５】
センサ８はこの発明の位置センサに相当する。センサ８は、たとえば光学的手段や機械的手段あるいは渦電流によって、可動テーブル３の位置を検出する。センサ８は可動テーブル３の位置が測定範囲Ｘ３の所定の切換地点にあるときに出力する信号の論理値を切換える。
【００２６】
センサ８がドグ９上にあるときにセンサ８から出力される信号の論理値は「０」でも「１」でもよい。便宜上、以下の説明ではセンサ８がドグ９上にあるときにセンサ８から出力される信号の論理値は「０」であるとする。
【００２７】
位置決め装置１は、さらに、スケールヘッド６Ａ，６Ｂのそれぞれから出力される信号とセンサ８から出力される信号とを受けて可動テーブル３の位置を制御する制御部１０を備える。
【００２８】
制御部１０は、センサ８から出力される信号に応じて、スケールヘッド６Ａから出力される信号と、スケールヘッド６Ｂから出力される信号を補正した信号とを切換えて出力する信号切換部１１と、信号切換部１１の出力を受けて可動テーブル３の位置を決定する位置決定部１２とを含む。なお、この発明において、リニアスケールの信号を処理する信号処理部はセンサ８と信号切換部１１とからなる。
【００２９】
図２は、図１の制御部１０の構成の一例を示す図である。
【００３０】
図２を参照して、信号切換部１１は、可動テーブル３の位置が図１の測定範囲Ｘ３にあるときに、信号Ｈ１、Ｈ２の間の位相差を求める位相差検出部１４と、信号Ｈ２を位相差に応じて補正して信号Ｈ２１を出力する補正部１６と、センサ８から出力される信号ＳＷに応じて信号Ｈ１と信号Ｈ２１のいずれか一方を選択する選択部１７とを含む。選択部１７から出力される信号を信号ＯＴとする。つまり信号ＯＴは信号Ｈ１か信号Ｈ２１かのいずれかである。
【００３１】
これらの信号は２相正弦波信号である。具体的に説明すると、信号Ｈ１は信号Ｈ１ＡとＨ１Ｂとからなる。信号Ｈ２は信号Ｈ２ＡとＨ２Ｂとからなる。信号Ｈ１、Ｈ２の位相角をそれぞれθ、εとする。信号Ｈ１Ａ、Ｈ１Ｂの信号波形はそれぞれｓｉｎθ、ｃｏｓθと表わされ、信号Ｈ２Ａ，Ｈ２Ｂの信号波形はそれぞれｓｉｎε、ｃｏｓεと表わされる。また、信号Ｈ２１は信号Ｈ２１Ａと信号Ｈ２１Ｂとからなり、信号ＯＴは信号ＯＴＡと信号ＯＴＢとからなる。信号Ｈ２１Ａ、信号ＯＴＡはサイン信号であるとし、信号Ｈ２１Ｂ、信号ＯＴＢはコサイン信号であるとする。
【００３２】
位相差検出部１４が位相差を検出する際には、可動テーブル３は移動中でもよいし、停止していてもよい。また、位相差検出部１４は位相差を検出するため、たとえば信号Ｈ１Ａと信号Ｈ１Ｂとの強度比を求める。この場合、位相差検出部１４はｔａｎθ＝（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）の関係を用いて角度θを算出する。同様に位相差検出部１４は信号Ｈ２Ａと信号Ｈ２Ｂとの強度比を用いて角度εを算出する。最後に角度θから角度εを減算することによって位相差検出部１４は位相差（θ−ε）を求める。信号Ｈ２が出力されている間、補正部１６は信号Ｈ２を補正した信号を出力する。よって、位相差検出部１４は検出した位相差を記憶する。
【００３３】
なお、信号切換部１１には位相差検出部１４に代えて、予め求められた信号Ｈ１と信号Ｈ２との間の位相差を記憶する記憶部が含まれてもよい。この場合、補正部１６は記憶部から位相差を読出して信号Ｈ２を補正し、信号Ｈ２１を出力する。
【００３４】
位置決定部１２は信号切換部１１から出力される信号ＯＴを受けて可動テーブル３の位置を決定する。位置決定部１２から出力される信号ＤＲＶは可動テーブル３に設けられるモータ１３に送られる。モータ１３は信号ＤＲＶを受けて駆動し、可動テーブル３を所定の位置に移動させる。
【００３５】
位置決定部１２は、信号ＯＴの波形を処理する波形処理部１８を含む。波形処理部１８は具体的には、てい倍器または波形整形器である。
【００３６】
波形処理部１８は信号ＯＴを２値化した信号ＳＣを出力する。波形処理部１８が波形整形器である場合、波形処理部１８は受けたサイン信号をそのまま２値化したデジタル信号を出力する。この場合、２値化する前後で信号の波数は変化しない。
【００３７】
ただし、高精度で位置決めを行なうには、通常ではもとのサイン信号よりも細かく変化する波形の信号が必要である。このような場合、波形処理部１８はサイン信号の１周期に対して数十周期から数百周期で変化する信号を作る必要がある。この場合、波形処理部１８には、てい倍器が用いられる。
【００３８】
なお、波形処理部１８の次段のブロックがサイン信号およびコサイン信号を直接入力できる場合、波形処理部１８は単なるローパスフィルタとなり、信号のノイズを除去する機能を有する。このフィルタは省略することもできる。
【００３９】
位置決定部１２は、さらに、信号ＳＣを受けて可動テーブル３の位置を求める位置演算部１９と、位置演算部１９の演算結果に応じて信号ＤＲＶを出力するモータ駆動部２０とを含む。
【００４０】
図３は、図１の可動テーブル３が切換地点の近傍を通過するときに図２の選択部１７から出力される信号を示す図である。
【００４１】
図３を参照して、横軸は図１の可動テーブル３が等速で移動する場合における経過時間を示す。可動テーブル３は測定範囲Ｘ１から測定範囲Ｘ２に向けて移動しているものとし、切換地点に達するときの時刻を時刻ｔ１とする。
【００４２】
時刻ｔ１において信号ＳＷの論理値は「０」から「１」に切換わる。時刻ｔ１以前では選択部１７から出力される信号ＯＴＡはスケールヘッド６Ａから出力される信号、つまり信号Ｈ１Ａに等しい。時刻ｔ１において信号ＳＷが「０」から「１」に切換わると選択部１７は信号Ｈ２１Ａを出力する。
【００４３】
図２において仮に補正部１６が含まれていない場合、時刻ｔ１以後には信号Ｈ２１Ａに代えて信号Ｈ２Ａが選択部１７から出力される。信号Ｈ１Ａと信号Ｈ２Ａとの間には０以上２π未満の位相差である位相差（θ−ε）が生じるので、信号ＯＴＡは時刻ｔ１において不連続になる。しかし補正部１６によって信号Ｈ２Ａに位相差（θ−ε）が加算された結果、信号Ｈ２１Ａの信号波形はｓｉｎθとなり、信号Ｈ１の波形と等しくなる。つまり、信号Ｈ２１Ａと信号Ｈ１Ａとの間の位相差がなくなるので信号ＯＴＡは時刻ｔ１の前後で連続して変化する信号になる。
【００４４】
また、図１の可動テーブル３が測定範囲Ｘ２から測定範囲Ｘ１の方向に移動する場合、可動テーブル３が切換地点に達するまで、補正部１６は信号Ｈ２を補正して信号Ｈ２１を出力するので信号ＯＴはＨ２１に等しくなる。一方、可動テーブル３が切換地点を越えた後には信号ＯＴは信号Ｈ１に等しくなる。つまり、実施の形態１では可動テーブル３の移動の向きに依存せず、切換地点において連続するリニアスケールの信号が得られる。
【００４５】
なお、図２の信号切換部１１において補正部１６と選択部１７との配置は以下に示されるように変更されてもよい。
【００４６】
図４は、図２の信号切換部１１における配置の変更例を示す図である。
【００４７】
図４を参照して、選択部１７は位相差検出部１４から信号Ｈ２を直接受ける点において図２に示される配置と異なる。補正部１６は選択部１７が選択した信号を受ける。補正部１６は受けた信号が信号Ｈ１か信号Ｈ２かを信号ＳＷの論理値によって判断する。補正部１６は選択部１７から受けた信号が信号Ｈ１であれば信号Ｈ１をそのまま出力し、受けた信号が信号Ｈ２であれば信号Ｈ２を位相差に応じて補正する。補正部１６から出力される信号ＯＴＡの波形は図３に示される信号ＯＴＡの波形と同様である。
【００４８】
以上のように実施の形態１によれば、２本のリニアスケールの両方から出力された信号間の位相差に応じて２つの信号の一方が補正されることによって、被測定物が切換地点に達したときに信号切換部から出力される信号が切り換っても各信号間に位相差が生じないので、被測定物の位置を長い距離にわたって高精度に検出することが可能になる。
【００４９】
［実施の形態２］
図５は、実施の形態２の位置決め装置の構成例を示す図である。
【００５０】
図５を参照して、位置決め装置１Ａは、リニアスケールＬ１，Ｌ２のそれぞれの測定軸が同軸になるように配置される点において図１の位置決め装置１と異なるが他の部分の構成については図１の位置決め装置１と同様である。よって、他の部分の構成に関する以後の説明は繰り返さない。また、制御部１０の構成は図１、図２に示される制御部１０の構成と同様である。よって、制御部１０の構成に関する以後の説明は繰り返さない。
【００５１】
位置決め装置１Ａにおけるスケールヘッド６Ａ，６Ｂから出力される信号のそれぞれは信号Ｈ１、Ｈ２と同様である。よって図２の信号処理部から出力される信号ＯＴＡの波形は図３に示される信号ＯＴＡの波形と同様になる。つまり、リニアスケールの出力は図１の測定範囲Ｘ３における切換地点の前後で連続する信号になる。
【００５２】
実施の形態２ではリニアスケールＬ１，Ｌ２のそれぞれの測定軸が同軸になるように配置される。よって、固定台２は図１の固定台２よりも面積が小さくなる。
【００５３】
以上のように実施の形態２によれば、２つのリニアスケールの測定軸が同軸上に配置されることによってリニアスケールが設置される固定台の面積を小さくすることができるので位置決め装置全体を小型化することができる。
【００５４】
［実施の形態３］
実施の形態３では３本以上のリニアスケールを用いて被測定物の位置を測定する。なお、以下では説明の便宜上、リニアスケールの本数は３本であるとして説明する。
【００５５】
図６は、実施の形態３の位置決め装置の構成例を示す図である。
【００５６】
図６を参照して、位置決め装置１Ｂは、スケール５Ｃとスケールヘッド６ＣとからなるリニアスケールＬ３と、センサ８Ａと、センサ８Ａから出力される信号の論理値を切換えるためのドグ９Ａとをさらに備える点で図１の位置決め装置１と異なる。また、位置決め装置１Ｂは、制御部１０Ａを備える点において図１の位置決め装置１と異なる。他の部分の構成については図１の位置決め装置１と同様である。よって他の部分に関する以後の説明は繰り返さない。
【００５７】
図６において測定範囲Ｘ４はリニアスケールＬ３によって測定される範囲であり、測定範囲Ｘ５はリニアスケールＬ２，Ｌ３の両方によって測定される範囲である。なお、リニアスケールＬ１〜Ｌ３は互いの測定軸が同軸になるように配置されてもよい。
【００５８】
制御部１０Ａは、スケールヘッド６Ａ〜６Ｃから出力される信号と、センサ８，８Ａから出力される信号とを受けて可動テーブル３の位置を制御する。制御部１０Ａは、図１の信号切換部１１に代えて信号切換部１１Ａを含む点において図１の信号切換部と異なるが、他の部分の構成については同様である。よって、他の部分の構成に関する以後の説明は繰り返さない。信号切換部１１Ａの構成については後述する。
【００５９】
実施の形態１、２と同様に、この発明においてリニアスケールの信号を処理する信号処理部はセンサ８，８Ａと信号切換部１１Ａとからなる。センサ８Ａから出力される信号は可動テーブル３が測定範囲Ｘ５のいずれかの地点にあるときに切換わるよう設定される。実施の形態１、２と同様に、リニアスケールＬ２、Ｌ３から出力される各信号間の位相差に比べセンサ８Ａから出力される信号の精度は低く設定されてもよい。
【００６０】
図７は、図６の信号切換部１１Ａの構成例を示す図である。
【００６１】
図７を参照して、信号切換部１１Ａは、位相差検出部１４Ａと、補正部１６、１６Ａと、選択部１７Ａとを含む。
【００６２】
位相差検出部１４Ａは図２の位相差検出部１４と同様に信号Ｈ１と信号Ｈ２とを受けて第１の位相差（位相差（θ−ε））を検出する。さらに位相差検出部１４Ａは信号Ｈ２とスケールヘッド６Ｃから出力される信号Ｈ３とを受けて検出した位相差と第１の位相差とを加算することによって、信号Ｈ１に対する信号Ｈ３の位相差（第２の位相差）を検出する。位相差検出部１４Ａは図２の位相差検出部１４と同様に、信号Ｈ２、Ｈ３を補正するための第１、第２の位相差を記憶する。
【００６３】
なお、実施の形態１と同様に、位相差検出部１４Ａに代えて第１、第２の位相差を予め記憶する記憶部が信号切換部１１Ａに含まれてもよい。
【００６４】
信号Ｈ３は信号Ｈ３Ａ，Ｈ３Ｂからなる２相正弦波信号であり、信号Ｈ３の位相角をδとすると信号Ｈ３Ａ，Ｈ３Ｂの波形はそれぞれｓｉｎδ、ｃｏｓδと表わされる。よって、第２の位相差は（θ−δ）になる。
【００６５】
補正部１６は図２の補正部１６と同様に信号Ｈ２を補正して信号Ｈ２１を出力する。また、補正部１６Ａは信号Ｈ３を第２の位相差に応じて補正して信号Ｈ３１を出力する。
【００６６】
選択部１７Ａはセンサ８、８Ａのそれぞれから出力される信号ＳＷ，ＳＷＡに応じて信号Ｈ１、信号Ｈ２１、信号Ｈ３１のうちのいずれかを選択する。
【００６７】
図４と同様に、選択部１７Ａは位相差検出部１４Ａから信号Ｈ２、Ｈ３を直接受けるように配置されてもよい。この場合、補正部は、たとえば信号ＳＷ、ＳＷＡの論理値に応じて選択部１７Ａから受けた信号が信号Ｈ１〜Ｈ３のいずれかを判定する。補正部は、受けた信号が信号Ｈ１であると判定すれば受けた信号をそのまま出力し、信号Ｈ２であると判定すれば第１の位相差に応じて受けた信号を補正し、信号Ｈ３であると判定すれば第２の位相差に応じて受けた信号を補正する。
【００６８】
図８は、図６の可動テーブル３が第１、第２の切換地点の近傍を通過するときに図７の選択部１７Ａから出力される信号を示す図である。
【００６９】
図８を参照して、横軸は図６の可動テーブル３が第１の切換地点および第２の切換地点範囲近傍を等速運動するときの時間を示す。可動テーブル３は図６の測定範囲Ｘ１から測定範囲Ｘ４に向けて移動するものとする。時刻ｔ１は可動テーブル３が第１の切換地点に達したときの時刻を示し、時刻ｔ２は第２の切換地点に達したときの時刻を示す。
【００７０】
時刻ｔ１において信号ＳＷの論理値は「０」から「１」に切換わり、信号ＳＷＡの論理値は「１」のままである。図３の時刻ｔ１近傍における信号ＯＴＡの波形と同様に、時刻ｔ１において信号ＯＴＡは信号Ｈ１から信号Ｈ２１に切換わるので信号ＯＴＡは連続する信号になる。
【００７１】
時刻ｔ２において信号ＳＷの論理値は「１」のままであるが、信号ＳＷＡの論理値は「１」から「０」に切換わる。信号Ｈ３Ａと信号Ｈ１Ａとの間の位相差は（θ−δ）である。補正部１６Ａは信号Ｈ３Ａに（θ−δ）の位相差を加算する。信号Ｈ３１Ａの信号波形はｓｉｎθになるので、信号Ｈ３１Ａと信号Ｈ２１Ａとの間には位相差が生じない。つまり信号ＯＴＡは時刻ｔ２の前後で連続的に変化する。
【００７２】
図６の可動テーブル３が測定範囲Ｘ４から測定範囲Ｘ１に向けて移動する場合であっても、可動テーブル３が移動するに従って選択部１７Ａから信号Ｈ３１、Ｈ２１、Ｈ１が出力される。選択部１７Ａは信号ＳＷ、ＳＷＡの論理値に応じて出力する信号を信号Ｈ１、Ｈ２１、Ｈ３１の中から選択する。よって可動テーブル３が逆方向に移動する場合にも選択部１７Ａから出力される信号は連続的に変化する。
【００７３】
なお、スケールの本数は３本より多くてもよい。この場合も、２本のリニアスケールの両方によって、被測定物の位置が同時に測定される重複範囲を前段のリニアスケールと後段のリニアスケールとの接続部に設け、各信号間の位相差に応じて２つの信号の一方を補正することにより、信号切換部から出力される信号を切り換えても切り換え前後で出力された信号の間には位相差が発生しない。
【００７４】
以上のように実施の形態３によれば、３本以上のリニアスケールが用いられる場合であっても、各リニアスケールの接続部に設けられた重複範囲に被測定物があるときに求められた各信号間の位相差に応じて信号を補正するので、実施の形態１、形態２よりも長い距離にわたって被測定物の位置を高精度に測定することが可能になる。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態１の位置決め装置の構成例を示す図である。
【図２】図１の制御部１０の構成の一例を示す図である。
【図３】図１の可動テーブル３が切換地点の近傍を通過するときに図２の選択部１７から出力される信号を示す図である。
【図４】図２の信号切換部１１における配置の変更例を示す図である。
【図５】実施の形態２の位置決め装置の構成例を示す図である。
【図６】実施の形態３の位置決め装置の構成例を示す図である。
【図７】図６の信号切換部１１Ａの構成例を示す図である。
【図８】図６の可動テーブル３が第１、第２の切換地点の近傍を通過するときに図７の選択部１７Ａから出力される信号を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，１Ａ，１Ｂ  位置決め装置、２  固定台、３  可動テーブル、４  固定ガイド、５Ａ〜５Ｃ  スケール、６Ａ〜６Ｃ  スケールヘッド、７  取付部、８，８Ａ  センサ、９，９Ａ  ドグ、１０，１０Ａ  制御部、１１，１１Ａ  信号切換部、１２  位置決定部、１３  モータ、１４，１４Ａ  位相差検出部、１６，１６Ａ  補正部、１７，１７Ａ  選択部、１８  波形処理部、１９  位置演算部、２０  モータ駆動部、Ｌ１〜Ｌ３  リニアスケール、Ｘ１〜Ｘ５  測定範囲。
【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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【図７】
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【図８】
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