(57)【要約】【課題】誘導型トランスデューサにおいて、隣接トラックからのクロストーク信号による差分誤差を除去する。【解決手段】誘導型トランスデューサは、グリッド１０、スケール１２、信号処理ＩＣ１６を備える。スケール１２には中央にλ１、端部にλ２及びλ３のスケールコイルトラック１４ａ、１４ｂ、１４ｃが形成され、これらの磁束をグリッド１０の受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒで受信する。λ１スケールコイルトラック１４ａを駆動する際に、λ２及びλ３のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃからのクロストーク信号が受信コイル１０ｑに混入する。信号処理ＩＣ１６は、λ２及びλ３のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃを駆動したときの検出信号に基づきクロストーク信号を算出し、受信コイル１０ｑの検出信号から除去する。【選択図】        図１
2004309419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１及び第２トラックを有するスケールと、
前記第１トラックに対向配置された第１受信器及び第２トラックに対応配置された第２受信器を有する、前記スケールに対向配置されたグリッドと、
前記第１トラックを駆動したときの前記第１受信器からの第１検出信号及び前記第２トラックを駆動したときの前記第２受信器からの第２検出信号に基づき前記スケールと前記グリッド間の位置情報を得る信号処理手段と、
を有し、
前記信号処理手段は、前記第２検出信号に基づき前記第１検出信号に含まれる前記第２トラックによるクロストーク信号を算出し、前記第１検出信号から前記クロストーク信号を除去する
ことを特徴とする誘導型トランスデューサ。
【請求項２】
互いに対向配置され相対移動可能なスケールコイルとグリッドコイルを備え、前記グリッドコイルは送信コイルと受信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記送信コイルから磁束を発生させて前記スケールコイルに誘導磁束を生ぜしめ、前記誘導磁束を前記グリッドコイルの前記受信コイルで受信してスケールとグリッド間の位置情報を得る誘導型トランスデューサであって、
前記スケールコイルは、スケールの中央部と端部にループを有するコイルを前記スケールの長手方向に沿って前記中央部と端部で異なる周期となるように複数配列してなる、中央部の第１スケールコイルトラックと端部の第２スケールコイルトラックとを有し、
前記グリッドコイルの前記送信コイルは、前記第１スケールコイルトラックを駆動するために前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第１送信コイル及び前記第２スケールコイルトラックを駆動するために前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第２送信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記受信コイルは、前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第１受信コイル及び前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第２受信コイルを有し、
前記第１送信コイル及び第２送信コイルを順次駆動して前記第１受信コイル及び第２受信コイルからの検出信号を処理する制御手段であって、前記第１送信コイルを駆動したときに前記第１受信コイルで受信される第１検出信号に含まれる前記第２スケールコイルトラックによるクロストーク信号を、前記第２送信コイルを駆動したときの前記第２受信コイルで受信される第２検出信号に基づき算出し、算出されたクロストーク信号を用いて前記第１検出信号を補正する信号処理手段
を有することを特徴とする誘導型トランスデューサ。
【請求項３】
互いに対向配置され相対移動可能なスケールコイルとグリッドコイルを備え、前記グリッドコイルは送信コイルと受信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記送信コイルから磁束を発生させて前記スケールコイルに誘導磁束を生ぜしめ、前記誘導磁束を前記グリッドコイルの前記受信コイルで受信してスケールとグリッドの位置情報を得る誘導型トランスデューサであって、
前記スケールコイルは、スケールの中央部と端部にループを有するコイルを前記スケールの測定方向に沿って前記中央部の周期がλ１、上端部の周期がλ２、下端部の周期がλ３となるように複数配列してなる、中央部の第１スケールコイルトラックと上端部の第２スケールコイルトラックと下端部の第３スケールコイルトラックとを有し、
前記グリッドコイルの前記送信コイルは、前記第１スケールコイルトラックを駆動するために前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第１送信コイルと、前記第１スケールコイルトラックを駆動するために前記第３スケールコイルトラックに対向配置された第３送信コイルと、前記第２スケールコイルトラック及び第３スケールコイルトラックを駆動するために前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第２送信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記受信コイルは、前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第１受信コイルと、前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第２受信コイルと、前記第３スケールコイルトラックに対向配置された第３受信コイルを有し、
前記第１送信コイル、第２送信コイル及び第３送信コイルを順次駆動して前記第１受信コイル、第２受信コイル及び第３受信コイルからの検出信号を処理する制御手段であって、前記第１送信コイル及び第３送信コイルを駆動したときに前記第１スケールコイルトラックに対向する第２受信コイルで受信される周期λ１の検出信号に含まれる前記第２スケールコイルトラック及び第３スケールコイルトラックによるクロストーク信号を、前記第２送信コイルを駆動したときの前記第１受信コイル及び第３受信コイルでそれぞれ受信される検出信号に基づき算出し、算出されたクロストーク信号を用いて前記λ１の検出信号を補正する信号処理手段
を有することを特徴とする誘導型トランスデューサ。
【請求項４】
請求項３に記載の誘導型トランスデューサにおいて、さらに、
前記クロストーク信号を余弦波信号としたときの振幅値を記憶する記憶手段
を有し、前記信号処理手段は、前記検出信号から前記余弦波信号の位相を算出し、前記位相と前記記憶手段に記憶された振幅値を用いて前記クロストーク信号を算出することを特徴とする誘導型トランスデューサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導型トランスデューサ、特にクロストーク信号により生じる差分誤差の補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、所定間隔で対向配置されたグリッドとスケール間の電磁誘導に基づきグリッドとスケール間の相対変位あるいは原点を基準とした絶対位置を検出する誘導型トランスデューサが知られている。
【０００３】
図６には、グリッド１０とスケール１２との絶対位置を検出する原理が示されている。絶対位置は、ある基準点（ゼロ点）からの変位量である。図６（ａ）に示されるように、グリッド１０上には複数の送信コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃを並列に設け、またこれらの送信コイルに対応して複数の受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒが設けられる。中央の送信コイル１０ｂの両端に送信コイル１０ａ、１０ｃが位置し、中央の受信コイル１０ｑの両端に受信コイル１０ｐ、１０ｒが位置する。
【０００４】
一方、スケール１２には中央部のピッチ（周期）がλ１、端部のピッチ（周期）がλ２のスケールコイルが形成される。周期λ１のコイル部分の集合体をλ１スケールコイルトラック１４ａと称し、周期λ２のコイル部分の集合体をλ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃと称する。λ１スケールコイルトラック１４ａは中央に位置する送信コイル１０ｂ及び受信コイル１０ｑに対向し、λ２スケールコイルトラック１４ｂは端部に位置する送信コイル１０ａ及び受信コイル１０ｐに対向し、λ２スケールコイルトラック１４ｃは端部に位置する送信コイル１０ｃ及び受信コイル１０ｒに対向する。グリッド１０の端部に位置する送信コイル１０ａ及び１０ｃを駆動すると、これらの送信コイル１０ａ、１０ｃに対向するλ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに誘導電流が生じ、この誘導電流がλ１スケールコイルトラック１４ａに流れ込み磁束が生じる。λ１スケールコイルトラック１４ａからの磁束によりλ１スケールコイルトラック１４ａに対向する受信コイル１０ｑに周期λ１の誘起電圧信号が生じる。また、グリッド１０の中央に位置する送信コイル１０ｂを駆動すると、送信コイル１０ｂに対向するλ１スケールコイルトラック１４ａに誘導電流が生じ、この誘導電流がλ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに流れ込み磁束が生じる。λ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃからの磁束によりλ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに対向する受信コイル１０ｐ、１０ｒに周期λ２の誘起電圧信号が生じる。２つの信号の周期がλ１、λ２と異なるため、スケール１２に対するグリッド１０の全ての位置で、ある誘起電圧値における２周期間の誘導電圧の関係は同一とならない。すなわち、図６（ｂ）に示されるように、周期λ１の誘起電圧における電圧値Ｖ１ａが同じとなる位置ＸａとＸｂにおいて、周期λ２の誘起電圧値は等しくない。よって、２周期の誘起電圧の関係から位置を換算することで、スケール１２の絶対位置（スケール１２がグリッド１０に対して相対移動するとして）を検出することができる。
【０００５】
このような原理によりスケール１２の絶対位置が検出されるが、周期λ１の誘起電圧信号を検出する際には両端の送信コイル１０ａ、１０ｃに対向する両端のλ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに磁束が生じ、この磁束がクロストーク信号として受信コイル１０ｑに混入してしまう。すなわち、本来であれば受信コイル１０ｑではλ１スケールコイルトラック１４ａからのλ１の誘起電圧信号を検出すべきところ、λ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃの磁束によるλ２の誘起電圧信号も併せて検出してしまうのである。これらのクロストーク信号はλ１の誘起電圧信号に含まれることになり、このクロストーク信号により検出位置には誤差（差分誤差）が生じる。
【０００６】
図７には、スケール１２の位置の関数としての差分誤差が示されている。スケール１２の中央ではλ１のスケールコイルトラック１４ａとλ２のスケールコイルトラックの位相は合っているから差分誤差は０であり、スケール１２の中央からグリッド１０が離れるに従い、λ１スケールコイルトラック１４ａに対してλ２スケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃの位相がずれるため差分誤差も増大する。
【０００７】
そこで、従来より、図７に示すような差分誤差の特性を考慮し、グリッド１０に対するスケール１２の可動範囲をスケール１２の中央近傍に限定し、かつ、差分誤差が位置に対して線形に増大するとのモデルを設定して差分誤差を補正している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２５５１０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スケール１２とグリッド１０の相対的移動範囲をスケール１２の中央近傍に限定した場合、位置の測定範囲が制限されてしまう問題がある。
【００１０】
また、測定範囲の制限をなくすべく、スケール１２に対してグリッド１０を広範囲に移動させ、各位置における差分誤差を実測してメモリ等に記憶させ、位置を測定する際にはその都度メモリにアクセスして差分誤差の補正値を得ることも考えられるが、メモリに記憶すべきデータ量が増大してしまう問題がある。
【００１１】
さらに、図６に示されるようなλ１とλ２の２つの周期を用いた２波長型誘導型トランスデューサではスケール１２の中央近傍では線形モデルにより差分誤差を補正することが可能であるが、λ１及びλ２に加えてλ３を用いる３波長型の誘導型トランスデューサでは線形モデルを用いることができない問題がある。
【００１２】
図８には、３波長型の誘導型トランスデューサにおけるスケール１２が示されている。なお、グリッド１０側の構成は図８と同様である。λ１のスケールコイルトラック１４ａが中央に位置し、λ２のスケールコイルトラック１４ｂ及びλ３のスケールコイルトラック１４ｃが中央のスケールコイルトラック１４ａを挟むように両端に位置する。λ１のスケールコイルトラック１４ａは受信コイル１０ｑに対向し、λ２のスケールコイルトラック１４ｂは受信コイル１０ｐに対向し、λ３のスケールコイルトラック１４ｃは受信コイル１０ｒに対向する。送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動してλ１のスケールコイルトラック１４ａに磁束を生じ、この磁束によるλ１の誘起電圧信号を受信コイル１０ｑで検出する。また、送信コイル１０ｂを駆動してλ２のスケールコイルトラック１４ｂ及びλ３のスケールコイルトラック１４ｃに磁束を生じ、これらの磁束によるλ２及びλ３の誘起電圧信号をそれぞれ受信コイル１０ｐ、１０ｒで検出する。λ１、λ２及びλ３の誘起電圧信号の関係を用いてグリッド１０の位置が検出される。この場合においても、送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動したときにλ２のスケールコイルトラック１４ｂ及びλ３のスケールコイルトラック１４ｃの磁束により受信コイル１０ｑにクロストーク信号が混入して差分誤差が生じることになる。
【００１３】
図９には、スケール１２の位置の関数としての差分誤差が示されている。差分誤差には図に示すようなうねりが発生し、スケール１２の中央近傍でも差分誤差は非線型であり、したがって線形モデルでは差分誤差を補正することができない。
【００１４】
本発明の目的は、測定範囲を狭範囲に制限することなく、かつ、メモリに多くの補正データを記憶させることなく、差分誤差を補正できる誘導型トランスデューサを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも第１及び第２トラックを有するスケールと、前記第１トラックに対向配置された第１受信器及び第２トラックに対応配置された第２受信器を有する、前記スケールに対向配置されたグリッドと、前記第１トラックを駆動したときの前記第１受信器からの第１検出信号及び前記第２トラックを駆動したときの前記第２受信器からの第２検出信号に基づき前記スケールと前記グリッド間の位置情報を得る信号処理手段とを有し、前記信号処理手段は、前記第２検出信号に基づき前記第１検出信号に含まれる前記第２トラックによるクロストーク信号を算出し、前記第１検出信号から前記クロストーク信号を除去することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、互いに対向配置され相対移動可能なスケールコイルとグリッドコイルを備え、前記グリッドコイルは送信コイルと受信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記送信コイルから磁束を発生させて前記スケールコイルに誘導磁束を生ぜしめ、前記誘導磁束を前記グリッドコイルの前記受信コイルで受信してスケールとグリッド間の位置情報を得る誘導型トランスデューサであって、前記スケールコイルは、スケールの中央部と端部にループを有するコイルを前記スケールの長手方向に沿って前記中央部と端部で異なる周期となるように複数配列してなる、中央部の第１スケールコイルトラックと端部の第２スケールコイルトラックとを有し、前記グリッドコイルの前記送信コイルは、前記第１スケールコイルトラックを駆動するために前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第１送信コイル及び前記第２スケールコイルトラックを駆動するために前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第２送信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記受信コイルは、前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第１受信コイル及び前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第２受信コイルを有し、前記第１送信コイル及び第２送信コイルを順次駆動して前記第１受信コイル及び第２受信コイルからの検出信号を処理する制御手段であって、前記第１送信コイルを駆動したときに前記第１受信コイルで受信される第１検出信号に含まれる前記第２スケールコイルトラックによるクロストーク信号を、前記第２送信コイルを駆動したときの前記第２受信コイルで受信される第２検出信号に基づき算出し、算出されたクロストーク信号を用いて前記第１検出信号を補正する信号処理手段を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、互いに対向配置され相対移動可能なスケールコイルとグリッドコイルを備え、前記グリッドコイルは送信コイルと受信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記送信コイルから磁束を発生させて前記スケールコイルに誘導磁束を生ぜしめ、前記誘導磁束を前記グリッドコイルの前記受信コイルで受信してスケールとグリッドの位置情報を得る誘導型トランスデューサであって、前記スケールコイルは、スケールの中央部と端部にループを有するコイルを前記スケールの測定方向に沿って前記中央部の周期がλ１、上端部の周期がλ２、下端部の周期がλ３となるように複数配列してなる、中央部の第１スケールコイルトラックと上端部の第２スケールコイルトラックと下端部の第３スケールコイルトラックとを有し、前記グリッドコイルの前記送信コイルは、前記第１スケールコイルトラックを駆動するために前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第１送信コイルと、前記第１スケールコイルトラックを駆動するために前記第３スケールコイルトラックに対向配置された第３送信コイルと、前記第２スケールコイルトラック及び第３スケールコイルトラックを駆動するために前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第２送信コイルを有し、前記グリッドコイルの前記受信コイルは、前記第２スケールコイルトラックに対向配置された第１受信コイルと、前記第１スケールコイルトラックに対向配置された第２受信コイルと、前記第３スケールコイルトラックに対向配置された第３受信コイルを有し、
前記第１送信コイル、第２送信コイル及び第３送信コイルを順次駆動して前記第１受信コイル、第２受信コイル及び第３受信コイルからの検出信号を処理する制御手段であって、前記第１送信コイル及び第３送信コイルを駆動したときに前記第１スケールコイルトラックに対向する第２受信コイルで受信される周期λ１の検出信号に含まれる前記第２スケールコイルトラック及び第３スケールコイルトラックによるクロストーク信号を、前記第２送信コイルを駆動したときの前記第１受信コイル及び第３受信コイルでそれぞれ受信される検出信号に基づき算出し、算出されたクロストーク信号を用いて前記λ１の検出信号を補正する信号処理手段を有することを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記クロストーク信号を余弦波信号としたときの振幅値を記憶する記憶手段をさらに有し、前記信号処理手段は、前記検出信号から前記余弦波信号の位相を算出し、前記位相と前記記憶手段に記憶された振幅値を用いて前記クロストーク信号を算出してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る誘導型トランスデューサの構成ブロック図が示されている。グリッド１０とスケール１２の構成は図８に示された３波長型の構成と同一である。すなわち、グリッド１０上には複数の送信コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃが並列に設けられ、また複数の受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒが設けられる。中央の送信コイル１０ｂの両端に送信コイル１０ａ、１０ｃが位置し、中央の受信コイル１０ｑの両端に受信コイル１０ｐ、１０ｒが位置する。受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒはグリッド１０の幅方向に位置決めされる。受信コイル１０ｐは、図では単一のコイルのみが示されているが、例えば３相のコイルを配置し、かつ差動演算により検出信号強度を向上させるために１８０°ずれたコイルを配置する。受信コイル１０ｑ、１０ｒについても同様である。３相のコイルを例えばｃｅｎｔｅｒコイル、ｒｉｇｈｔコイル、ｌｅｆｔコイルとすると、ｃｅｎｔｅｒコイルの位置をグリッド１０とスケール１２との間の位置の基準とする。
【００２１】
一方、スケール１２上ではλ１スケールコイルトラック１４ａが中央に位置し、λ２スケールコイルトラック１４ｂ及びλ３スケールコイルトラック１４ｃが中央のλ１スケールコイルトラック１４ａを挟むように両端に位置する。スケールコイルトラック１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、スケール１２の中央及び端部でループを形成する単一のスケールコイルをスケール１２の長手方向あるいは測定方向に複数配置して構成されるから、λ１スケールコイルトラック１４ａとλ２スケールコイルトラック１４ｂ、λ１スケールコイルトラック１４ａとλ３スケールコイルトラック１４ｃは互いに電気的に接続される。送信コイル１０ａはλ２スケールコイルトラック１４ｂに対向し、送信コイル１０ｂはλ１スケールコイルトラック１４ａに対向し、送信コイル１０ｃはλ３スケールコイルトラック１４ｃに対向する。また、λ１スケールコイルトラック１４ａは受信コイル１０ｑに対向し、λ２スケールコイルトラック１４ｂは受信コイル１０ｐに対向し、λ３スケールコイルトラック１４ｃは受信コイル１０ｒに対向する。対向する位置関係をまとめると以下のようになる。
【００２２】
送信コイル１０ａ−λ２スケールコイルトラック１４ｂ−受信コイル１０ｐ
送信コイル１０ｂ−λ１スケールコイルトラック１４ａ−受信コイル１０ｑ
送信コイル１０ｃ−λ３スケールコイルトラック１４ｃ−受信コイル１０ｒ
送信コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃをそれぞれ第１、第２、第３送信コイル、λ１、λ２、λ３のスケールコイルトラック１４ａ、１４ｂ、１４ｃをそれぞれ第１、第２、第３スケールコイルトラック、受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒをそれぞれ第１、第２、第３受信コイルと称すると、その対向関係は以下のようになる。
【００２３】
第１送信コイル−第２スケールコイルトラック−第１受信コイル
第２送信コイル−第１スケールコイルトラック−第２受信コイル
第３送信コイル−第３スケールコイルトラック−第３受信コイル
信号処理ＩＣ１６は、アンプ、Ａ／Ｄコンバータ、プロセッサ及びメモリを有し、送信コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃを順次駆動するための駆動信号を供給するとともに、受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒからの検出信号（誘起電圧信号）を入力し、周期λ１、λ２、λ３の検出信号からグリッド１０の位置を検出する。すなわち、信号処理ＩＣ１６は、まず送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動してλ１スケールコイルトラック１４ａに磁束を生じ、この磁束により受信コイル１０ｑに生じた周期λ１の検出信号を入力する。次に、送信コイル１０ｂを駆動してλ２及びλ３のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに磁束を生じ、これらの磁束により受信コイル１０ｐ、１０ｒに生じた周期λ２及びλ３の検出信号を入力し、これら３つの検出信号を処理してグリッド１０に対するスケール１２の絶対位置を検出する。
【００２４】
ここで、送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動する際には、λ２スケールコイルトラック１４ｂとλ１スケールコイルトラック１４ａは両端ループの単一スケールコイルを複数並べて構成され電気的に接続されているから、λ１スケールコイルトラック１４ａのみならず、λ２スケールコイルトラック１４ｂ及びλ３スケールコイルトラックにも磁束が生じ、これらの磁束がクロストーク信号として受信コイル１０ｑに混入するから、信号処理ＩＣ１６はλ１、λ２、λ３の３つの検出信号を合成して位置を検出するに際し、受信コイル１０ｂからのλ１の検出信号に含まれるクロストーク信号を除去する補正を行ってスケール１２の位置を検出する。クロストーク信号除去の詳細については後述する。
【００２５】
操作部１８は、ユーザ操作を信号処理ＩＣ１６に供給するものであり、例えば電源ＯＮ／ＯＦＦ信号やリセット信号を信号処理ＩＣ１６に供給する。
【００２６】
表示部２０は、信号処理ＩＣ１６で検出されたグリッド１０の位置情報を表示する。
【００２７】
図ではグリッド１０は単層構造で示されているが、多層構造で構成することができる。グリッド１０を多層構造で構成する場合、例えばスケール１２側から順に第１層、第２層、第３層とし、第１層に送信コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃを形成し、第２層及び第３層に受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒを形成する。多層構造のグリッド１０において、スケール１２とは反対側の面に磁気シールド層を介して信号処理ＩＣ１６を形成してもよい。多層構造は、コア層の両面に層を順次積み上げる、いわゆるビルドアップ法により形成される。コア層の一方の側に送信コイル１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ、受信コイル１０ｐ、１０ｑ、１０ｒを形成し、他方の側に配線層及び信号処理ＩＣ１６が形成される。
【００２８】
以下、信号処理ＩＣ１６で実行されるクロストーク信号除去の除去処理（差分誤差の補正処理）について説明する。なお、クロストーク信号を除去した後のλ１、λ２、λ３の検出信号による絶対位置検出は従来と同様であるため省略する。
【００２９】
図２には、スケール１２の平面図が示されている。上述したように、送信コイル１０ａを駆動すると、送信コイル１０ａに対向するλ２スケールコイルトラック１４ｂに磁束が生じ、この磁束によりクロストーク信号が発生する。送信コイル１０ａに流れる駆動電流は一定であるため、λ２スケールコイルトラック１４ｂの各コイルに生じる磁束密度も一定である。したがって、受信コイル１０ｑで検出されるクロストーク信号は、λ２スケールコイルトラック１４ｂのλ１スケールコイルトラック１４ａに対する位相φ２に応じて周期的に変化する。位相φ２は原点を基準として検出されるλ２スケールコイルトラック１４ｂの位相ずれである。図３には、λ２スケールコイルトラック１４ｂによるクロストーク信号の強度変化が示されている。図において、横軸はスケール１２の位置である。クロストーク信号は送信コイル１０ａの駆動方向を＋とすると＋の方向に（つまりλ１スケールコイル１４ａに発生する誘導電流と同じ向きに）オフセットされλ２の周期を有する余弦波として現れる。
【００３０】
一方、送信コイル１０ｃを駆動すると、送信コイル１０ｃに対向するλ３スケールコイルトラック１４ｃに磁束が生じ、この磁束によりクロストーク信号が発生する。送信コイル１０ｃに流れる駆動電流も一定であるが、送信コイル１０ａに流れる電流と逆極性である。これは、隣接するスケールコイルの差動によりノイズやオフセットをキャンセルするとともにλ１の検出信号強度を増大させるためである。送信コイル１０ａ、１０ｃの駆動電流が互いに逆極性であるため、λ１スケールコイルトラック１４ａには図に示すように交互に＋、−と逆向きの誘導電流が生じ、受信コイル１０ｑではこれらの信号を差動信号として出力する。λ３スケールコイルトラック１４ｃにより生じるクロストーク信号は、λ２スケールコイルトラック１４ｂにより生じるクロストーク信号と逆極性でその強度はλ３スケールコイルトラック１４ｃのλ１スケールコイルトラック１４ａに対する位相φ３に応じて周期的に変化する。図４には、λ３スケールコイルトラック１４ｃによるクロストーク信号の強度変化が示されている。クロストーク信号は逆極性の−方向にオフセットされλ３の周期を有する余弦波として現れる。
【００３１】
図５には、周期がλ２及びλ３の２つのクロストーク信号の和信号が示されている。λ２のクロストーク信号とλ３のクロストーク信号は互いに逆極性であり強度は同一であるから、その和信号は互いのオフセットがキャンセルされ各周期λ２、λ３の周期信号のみとなる。
【００３２】
いま、λ２スケールコイルトラック１４ｂからのクロストーク信号をＣ２＝αｃｏｓ（φ２）、λ３スケールコイルトラック１４ｃからのクロストーク信号をＣ３＝αｃｏｓ（φ３）とすると、受信コイル１０ｑの検出信号からクロストーク信号を除去して得られる補正後の信号Ｓは、
【数１】
2004309419.tif 000003
である。ここで、Ｓｏは受信コイル１０ｑの検出信号（補正前の検出信号）、αはクロストーク信号の振幅である。位相φ２、φ３及び振幅αを検出することで、信号処理ＩＣ１６は（１）式を用いて補正後の信号Ｓを得ることができる。以下、これらの検出方法について説明する。
【００３３】
＜位相φ２の検出＞
送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動した後、送信コイル１０ｂを駆動してλ２スケールコイルトラック１４ｂに磁束を生じさせ、この磁束を受信コイル１０ｐで検出してλ２の検出信号（誘起電圧信号）を出力する。λ２の検出信号は、λ２スケールコイルトラック１４ｂに対する受信コイル１０ｐの相対位置、すなわちλ２スケールコイルトラック１４ｂに対する受信コイル１０ｑの相対位置を表す。したがって、受信コイル１０ｐからのλ２の検出信号が最大値となる位置（このとき、λ１スケールコイルトラック１４ａとλ２スケールコイルトラック１４ｂの位相ずれは０）を位相φ２の原点位置とし、λ２の検出信号の強度を検出することで位相φ２を検出する。
【００３４】
＜位相φ３の検出＞
検出原理は位相φ２と同様であり、送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動した後、送信コイル１０ｂを駆動してλ３スケールコイルトラック１４ｃに磁束を生じさせ、この磁束を受信コイル１０ｒで検出してλ３の検出信号（誘起電圧信号）を出力する。λ３の検出信号は、λ３スケールコイルトラック１４ｃに対する受信コイル１０ｒの相対位置、すなわちλ３スケールコイルトラック１４ｃに対する受信コイル１０ｑの相対位置を表す。したがって、受信コイル１０ｒからのλ３の検出信号が最大値となる位置（このとき、λ１スケールコイルトラック１４ａとλ３スケールコイルトラック１４ｃの位相ずれは０）を位相φ３の原点位置とし、λ３の検出信号の強度を検出することで位相φ３を検出する。
【００３５】
＜振幅αの検出＞
振幅αは、送信コイル１０ａ、１０ｃの駆動電流値、λ１スケールコイルトラック１４ａとλ２スケールコイルトラック１４ｂとの距離、λ１スケールコイルトラック１４ａとλ３スケールコイルトラック１４ｃとの距離、グリッド１０とスケール１２とのギャップ等により変動する。したがって、設計値から算出した固定値としてもよいが、実際にスケール１２を数周期だけ移動させ、送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動して受信コイル１０ｂからの信号Ｓｏをフーリエ解析してλ２及びλ３の信号成分の振幅を検出することが好適である。検出した振幅αは信号処理ＩＣ１６内のメモリに記憶しておく。
【００３６】
このように、本実施形態では、送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動して受信コイル１０ｑでλ１の誘起電圧信号を検出し、次に送信コイル１０ｂを駆動して受信コイル１０ｐ及び１０ｒでλ２及びλ３の誘起電圧信号を検出し、これらλ１、λ２、λ３の誘起電圧信号を合成してスケール１２の位置を検出する際に、λ２の誘起電圧信号から位相φ２を検出し、λ３の誘起電圧信号から位相φ３を検出し、これらの位相φ２、φ３と予め検出してメモリに記憶させた振幅αを用いてλ１の誘起電圧信号に含まれるクロストーク信号（差分誤差）を補正するので、メモリに記憶すべきデータ量も少なく、かつ高精度に位置を検出することができる。また、本実施形態では、線形モデルを用いていないためスケール１２の中央近傍のみに測定範囲が制限されることもない。
【００３７】
本実施形態では、３波長型の誘導型トランスデューサについて例示したが、図６に示されるような２波長型の誘導型トランスデューサについても同様に適用することができる。この場合、λ２のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃによるクロストーク信号をＣ２とすると、受信コイル１０ｑの検出信号からクロストーク信号を除去して得られる補正後の信号Ｓは、
【数２】
2004309419.tif 000004
である。送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動した後、送信コイル１０ｂを駆動してλ２のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに磁束を生じさせ、この磁束を受信コイル１０ｐで検出してλ２の検出信号（誘起電圧信号）を出力する。λ２の検出信号は、λ２のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに対する受信コイル１０ｐ、１０ｒの相対位置、すなわちλ２のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃに対する受信コイル１０ｑの相対位置を表す。したがって、受信コイル１０ｐからのλ２の検出信号が最大値となる位置（このとき、λ１のスケールコイルトラック１４ａとλ２のスケールコイルトラック１４ｂ、１４ｃの位相ずれは０）を位相φ２の原点位置とし、λ２の検出信号の強度を検出することで位相φ２を検出する。
【００３８】
また、振幅αに関しても、実際にスケール１２を数周期だけ移動させ、送信コイル１０ａ、１０ｃを駆動して受信コイル１０ｑからの信号Ｓｏをフーリエ解析してλ２の信号成分の振幅を検出して信号処理ＩＣ１６内のメモリに記憶しておけばよい。線形モデルを用いることなくクロストーク信号による差分誤差を補正することが出来るので、測定範囲をスケール１２の中央近傍に限定する必要がなくなる。
【００３９】
本実施形態の誘導型トランスデューサは、例えば電子ノギス等に組み込むことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メモリに記憶するデータ量を増大させることなく、また、測定範囲を制限することなく高精度に位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の誘導型トランスデューサの構成ブロック図である。
【図２】スケールの平面図である。
【図３】λ２のスケールコイルトラックによるクロストーク信号説明図である。
【図４】λ３のスケールコイルトラックによるクロストーク信号説明図である。
【図５】２つのクロストーク信号の和信号説明図である。
【図６】２波長型の誘導型トランスデューサのグリッド及びスケールの構成図である。
【図７】クロストーク信号による差分誤差説明図である。
【図８】３波長型の誘導型トランスデューサのグリッド及びスケールの構成図である。
【図９】クロストーク信号による差分誤差説明図である。
【符号の説明】
１０  グリッド、１２  スケール、１６  信号処理ＩＣ、１８  操作部、２０表示部。
【図１】
2004309419.tif 000005
【図２】
2004309419.tif 000006
【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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【図９】
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