(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定尺（１０；１００）と、測定尺（１０；１００）に対して相対的に測定方向（ｘ）に移動可能な走査ユニット（２０；２００）とから成る位置測定装置であって、その際
測定尺（１０；１００）上に２つの相異なる目盛周期（ＴＰ１、ＴＰ２）を有するインクリメンタル目盛を有する、測定方向（ｘ）に延びるインクリメンタルトラック（１３；１３０）が配設されており、
走査ユニット（２０；２００）は、インクリメンタル信号検出器配列（２４．１，２４．２；２４０．１）を有し、その際インクリメンタル信号検出器配列（２４．１，２４．２；２４０．１）は、第１の粗い信号周期（ＳＰ１）を備えたインクリメンタル信号（ＮＣ１）の発生のために並びに第２の微細な信号周期（ＳＰ２）を有するインクリメンタル信号（ＩＮＣ２）の発生のために設けられることを特徴とする、前記位置測定装置。
【請求項２】
測定尺（１０；１００）上に更にインクリメンタルトラック（１３；１３０）に対して平行にアブソリュートトラック（１２；１２０）が配設されておりかつアブソリュートトラック（１２；１２０）は、アブソリュート符合を有し、走査ユニット（２０；２００）は、さらにアブソリュート位置信号（ＡＢＳ）の発生のためのアブソリュート位置信号−検出器配列（２４．３，２４０．３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の位置測定装置。
【請求項３】
インクリメンタルトラック（１３；１３０）が、測定尺（１０；１００）上に粗い目盛周期（ＴＰ１）を備えた第１インクリメンタル目盛と、微細な目盛周期（ＴＰ２）を備えた第２インクリメンタル目盛とを有しかつ目盛周期（ＴＰ１，ＴＰ２）は、互いに偶数比をなすことを特徴とする、請求項１に記載の位置測定装置。
【請求項４】
インクリメンタルトラック（１３；１３０）が、測定尺（１０；１００）上で測定方向（ｘ）に周期的に続き、粗い目盛周期（ＴＰ１）のラスタに配設されている第１及び第２ブロック（Ｂ１，Ｂ２）を有し、そして第２ブロック（Ｂ２）が、微細な目盛周期（ＴＰ２）のラスタに配設されている相異なる光学的特性を有することを特徴とする、それぞれ測定方向（Ｘ）に周期的に続く目盛領域（１２．１，１２．２）を有することを特徴とする、請求項３に記載の位置測定装置。
【請求項５】
アブソリュートトラック（１２；１２０）が、測定尺（１０；１００）上に連続符合構造として形成されており、アブソリュートトラックは第１インクリメンタル目盛の粗い目盛周期（ＴＰ１）に相応するビット幅を有することを特徴とする、請求項３に記載の位置測定装置。
【請求項６】
アブソリュート位置信号トラック（２４．３；２４０．３）が、測定方向（ｘ）に隣接し、それぞれ等しく形成された多数の検出器配列（２４．３Ａ，２４．３Ｎ）を有しかつビット幅に付設された隣接する２つ又は複数の検出器配列（２４．３Ａ，２４．３Ｎ）毎にそれぞれ１つの検出器配列（２４．３Ａ，２４．３Ｎ）の選択的読み取りを可能にする切り換え要素（ＳＡ，ＳＮ）が付設されていることを特徴とする、請求項２に記載の位置測定装置。
【請求項７】
走査ユニット（２０；２００）が、更に１つの光源（２１；２１０）と並びに１つ又は複数の走査目盛（２３．１，２３．２；２３０．２）及び透明な窓領域（２３．３；２３０．３）を有する走査板（２３；２３０）とを有することを特徴とする、請求項２に記載の位置測定装置。
【請求項８】
走査板（２０）は、両インクリメンタル目盛の粗い及び微細な目盛周期（ＴＰ１，ＴＰ２）と一致する相異なる走査目盛周期（ＡＴＰ１，ＡＴＰ２）を有することを特徴とする、請求項３又は７に記載の位置測定装置。
【請求項９】
第１の走査目盛（２３．１）が粗いインクリメンタル目盛上に適合しておりかつ純粋な振幅構造として形成されておりそして第２の走査目盛（２３．２）が微細なインクリメンタル目盛上に設けられかつ組み合わされた位相−振幅構造として形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の位置測定装置。
【請求項１０】
第１の走査目盛（２３．１）が、その上不所望の信号割合、特にそのような信号部分のフィルタリングが微細な信号周期（ＳＰ２）の信号割合について行われるように、形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の位置測定装置。
【請求項１１】
インクリメンタル信号検出器配列（２４．１，２４．２）が、第１及び第２のインクリメンタル信号検出器配列（２４．１，２４．２を有し、これらは空間的に互いに分離して配設されており、かつ両インクリメンタル信号検出器配列（２４．１，２４．２）はそれぞれ空間的に形成された検出器配列として形成されており、インクリメンタル信号検出器配列要素は多数の検出器要素（２４．１Ａ，・・・２４．１Ｄ，２４．２Ａ・・・２４．２Ｄ）から成り、検出器要素は測定方向において互いに隣接して配設されており、そして各インクリメンタル信号検出器配列（２４．１，２４．２）において、位相の等しい出力信号を供給する同一の検出器要素（２４．１Ａ，・・・・２４．２Ｄ，２４．２Ａ・・・・２４．２Ｄ）が互いに接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の位置測定装置。
【請求項１２】
各第５の検出器要素（２４．１Ａ，・・・２４．１Ｄ，２４．２Ａ，・・・２４．２Ｄ）が互いに接続されており、その結果インクリメンタル信号−検出器配列（２４．１，２４．２）当たり４つの部分インクリメンタル信号（ＩＮＣ１Ａ，・・・ＩＮＣ１Ｄ，ＩＮＣ２Ａ，・・・ＩＮＣ２Ｄ）が生じ、これらはそれぞれ互いに９０°の位相ずれを有し、
その際、測定方向（Ｘ）における検出器要素（２４．２Ａ，２４．２Ｄ）の幅ｂＤＥＴ  が、
ｂＤＥＴ＝ｎ×ＴＰ１
により選択され、ｎ＝１，２，３，・・・・及びＴＰ１＝インクリメンタルトラックの粗い目盛周期であることを特徴とする、請求項１１に記載の位置測定装置。
【請求項１３】
走査板（２３０）が、両インクリメンタル目盛の微細目盛周期（ＴＰ２）に同調する単一走査目盛（２３０．２）を有し、その結果検出平面に副尺周期Δ′を備えた副尺縞模様（ＶＳ′）が生じることを特徴とする、請求項３又は７に記載の位置測定装置。
【請求項１４】
単一走査目盛（２３０．２）が組み合わされた位相−振幅構造として形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の位置測定装置。
【請求項１５】
インクリメンタル信号−検出器配列（２４０．１）が、単一のインクリメンタル信号−検出器配列（２４０．１）を有し、これは測定方向（ｘ）に互いに隣接して配設されている多数の個々の検出器要素（２４０．１Ａ，・・・・２４０．１Ｄ）から成る空間的な検出器配列として形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の位置測定装置。
【請求項１６】
各検出器要素（２４０．１Ａ，・・・２４０．１Ｄ）が、内部構造を有しかつその幾何学的形状が、特定されたフィルタ作用を生じるように、選択された複数の部分−検出器要素（２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３）から成ることを特徴とする、請求項１５に記載の位置測定装置。
【請求項１７】
測定方向（ｘ）における検出器要素（２４１．２Ａ，・・・２４１．２Ｄ）の幅ｂが、
ｂＤＥＴ＝ｎ×ＴＰ１
により選択され、ｎ＝１，２，３，・・・及びＴＰ１＝インクリメンタルトラックの粗い目盛周期であることを特徴とする、請求項１３に記載の位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にアブソリュート位置測定に好適な位置測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アブソリュート位置測定のための公知の装置の第１のカテゴリーは、測定尺面に粗いアブソリュート位置測定のためのアブソリュートトラック並びに高分解されるインクリメンタル位置測定のための複数のインクリメンタルトラックを有する。アブソリュート位置測定のためのそのような測定システムと関連して、米国特許第５２５２８２５号の図６が参照される。アブソリュート位置測定のために、例えば公知の連続擬似ランダムコードが使用されることができる。他のインクリメンタルトラックは、粗いインクリメンタル目盛周期から出発して微細なインクリメンタル目盛周期までの互いに段階をつけられた目盛周期を備えたインクリメンタル目盛を通常の方法で有する。最も微細なインクリメンタル目盛周期は、最終的にそのような測定システムの最大の分解能を決定する。測定運転中、出力側で所望のアブソリュート位置を得るために種々のトラックの走査信号の相応した処理が必要である。種々のトラックは、測定尺上測定方向に互いに平行に延び、その際この原理をベースとする回転測定装置も直線測定装置も公知である。従ってインクリメンタルトラックの数により、測定尺の相異なる幅が必要である。同様に測定尺に対して測定方向に移動可能な走査ユニットの側にトラック当たり複数の検出器要素が必要である。一括して相応して多数のインクリメンタルトラックでは、そのような装置の嵩張る構造となる。回転するシステムの場合、相応して大きな目盛円板直径が必要である。従って最も狭い組み込み状況の下で内在する問題が生じる。
【０００３】
更に記載のシステムで測定尺支持体として金属バンドが使用される場合に、困難性が生じる。そのような金属バンドが測定方向に対して正確に整列されずかつ目盛平面上に垂直に位置する軸線のまわりに種々の目盛トラックが回転する場合に測定誤差が生じ、この場合相異なるトラックからの信号の処理及びこれらの信号からのアブソリュート位置測定は問題を内在する。
【０００４】
更に多数のインクリメンタルトラックは、測定尺の面上に照明される大きな面を必要とし即ち走査される測定尺上の単位平面当たり比較的僅かな照度しか存在しない。結果として相応して故障し易い小さい信号振幅の走査信号が生じる。
【０００５】
これに対してアブソリュート位置測定のための公知の装置の第２のカテゴリーは、単一のインクリメンタルトラックのみを有し、インクリメンタルトラックは、連続アブソリュートコードを備えたアブソリュートトラックに平行に隣接して配設されている。このために例えばドイツ国特許出願第１９５０５１７６号明細書が参照される。そのようなバリエーションでは、構造体積と関連した上記の問題はない、しかし上記の議論したシステムに比して位置測定の際の明らかに減少した分解能が生じる。これに対してインクリメンタルトラック及びアブソリュートトラックが相違して選択される場合、特に相異なるトラックから来る信号の同期の際に問題が生じる。
【０００６】
更にそのようなシステムでも、測定尺面に金属バンドの使用は問題がないわけではない、そのわけはインクリメンタルトラック及び隣接したアブソリュートトラックからの信号の同期の際に、測定方向に非平行に整列された金属バンドの場合に誤差が生じ得るからである。根本的にこの際最も高い分解能のトラックからの信号と次に高い分解能のトラックからの信号との必要な同期は常に危険である。このシステムでは特に、測定尺表面に対して垂直に向けられた軸線のまわりの測定尺の回転が存在する場合の同期の際に誤差が生じる。しかしそのような回転は、一般に薄い金属バンドに沿って行われる、そのわけは薄い金属バンドは、剛性不足に基づいて充分直線に切断されることができないからである。
【０００７】
上記の論議された問題は、連続的に符合化されたアブソリュートトラックを備えたアブソリュート位置測定装置の記載のカテゴリーでのみ生じるわけではない。類似の問題は、高分解能のインクリメンタルトラックの他に、更に回転を介して単一の信号周期を有する出力信号を提供するインクリメンタルトラックを有する回転位置測定装置でも存在する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、１つのインクリメンタルトラックの走査からできる限り多くの相異なる分解能のインクリメンタル信号を提供するコンパクトな構造の位置測定装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴を有する位置測定装置によって解決される。
【００１０】
本発明による位置測定装置の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている措置から得られる。
【００１１】
本発明による位置測定装置は、インクリメンタルトラックのみの走査から相異なる分解能の少なくとも２つのインクリメンタル信号を発生させる。
【００１２】
特にアブソリュート位置測定に好適な本発明による位置測定装置のバリエーションは、２つの別個のトラックのみを有する。両トラックの１つは、アブソリュートトラックとして形成されており、アブソリュートトラックは走査の際に粗いアブソリュート位置情報を提供し、これに対して両トラックの第２のトラックは、即ちインクリメンタルトラックは、少なくとも２つの相異なる目盛周期のインクリメンタルを有しかつ走査の際に相異なる信号周期を備えた少なくとも２つの別個のインクリメンタル信号を提供する。従って単一のインクリメンタルトラックから、システム全体の構造体積を大きくすることなしに、相異なる分解能の少なくとも２つのインクリメンタル信号が導かれる。
【００１３】
その上本発明による位置測定装置は、走査される測定尺に関して走査ユニットの万一の傾倒に対して比較的敏感ではないことを実証する。特にアブソリュート位置測定装置の上記の論議したカテゴリーでは、最も高い分解能のトラックからの信号と次に高い分解能のトラックからの信号との上記の同期の危険が少ない、そのわけはこれらの信号は、単一の若しくは共通のトラックから得られるからである。このことは、金属バンドも測定尺支持体として使用され得ることを意味する。傾倒、測定尺に関する走査ユニットの回転に対するこの不敏感性に基づいて、本発明による装置と関連して使用される機械案内等のような機械的な構成要素での極端な要求は生じない。
【００１４】
更に、両トラックの小さい横寸法に基づいて光学的走査の場合に、一括して信号発生のための照明される小さい領域で充分であることが言える。このことは、更に単位面積当たりの高い照度従って大きな信号強度若しくは小さい故障し易さに繋がる。
【００１５】
たとい本発明による位置測定装置の次の実施形態が、それぞれ光学的若しくは光電的走査をベースとするように記載されているとしても、ここでは他の物理的走査原理と関連しても勿論本発明は実現可能であることが指摘される。同様に本発明による装置は、直線式位置測定装置としても回転式位置測定装置としても形成されることができることが言える。
【００１６】
同様に次に詳細に説明されるアブソリュート位置測定装置の実施例の他に、勿論他の選択的な位置測定装置も実現される。単一のインクリメンタルトラックを備えた回転システムも考えられ、その走査は、回転当たり１つの信号周期を備えた第１の粗いインクリメンタル信号と第２の高い分解能のインクリメンタル信号を提供する等である。
【００１７】
本発明の他の利点並びに詳細は、図面に基づく実施例の次の記載から明らかにされる。
【００１８】
【実施例】
本発明による位置測定装置の第１の実施例を次に図１〜図７に基づいて説明する。この際アブソリュート位置測定装置が対象とされる。
【００１９】
図１は、この際直線照明測定システムとして形成された本発明による位置測定装置の第１実施例の基本的な走査光路を示す。位置測定装置は、測定方向ｘに延びる測定尺１０と、並びに測定尺１０に対して測定方向ｘに移動可能な走査ユニット２０とを有する。測定方向ｘは、図１中の図形において図平面に対して垂直に向けられている。測定尺１０及び走査ユニット２０は、その相対位置が決定されるべき例えば互いに移動可能な機械部分に結合されている。この際数値制御工作機械が対象とされ、本発明による位置測定装置から発生された信号が、この場合に−図示しない−工作機械制御部によって再処理される。
【００２０】
本発明による位置測定装置の測定尺１０は、この実施例においては測定尺支持体１１上に配設されかつアブソリュートトラック位置測定のための走査ユニット２０によって走査される２つのトラック１２、１３を有する。両トラック１２、１３は、測定方向ｘに延びかつ位置測定装置の図示の照明光バリエーションにおいては相異なる反射特性の部分領域の連続、即ち高い反射率と低い反射率の部分領域とから成る。
【００２１】
図２の測定尺平面図において、第１実施例の両トラック１２、１３の形状が認められる。第１トラック１３（以下アブソリュートトラック１３と言う）は、擬似ランダムコードの形のアブソリュートコードを有する。擬似ランダムコードは、それぞれ測定方向ｘにおいて等しい幅を有する高反射及び低反射の部分領域１３．１、１３．２の非周期的列から成る。アブソリュートトラック１３の走査から公知の形式及び方法で、粗いアブソリュート位置信号ＡＢＳが発生されるが、その分解能は所望の高精度の位置測定には充分ではない。勿論ブロックコード、マンチェスタコードのような選択的な連続コードもアブソリュートトラック１３において実現されることができる。
【００２２】
アブソリュートトラック１３に直接隣接して、平行に第２トラック１２が配設されており、第２トラックを以下インクリメンタルトラック１２と称する。アブソリュートトラック１３のように、インクリメンタルトラック１２は同様に測定方向ｘに延びる。インクリメンタルトラック１２は、高分解能の、周期的インクリメンタル信号ＩＮＣ１、ＩＮＣ２の発生に使用され、されらは公知の形式及び方法で測定尺１０と走査ユニット２０の相対位置の決定のために使用される。好適な形式及び方法で、このバリエーションにおいて、互いに移動可能な部分のアブソリュート位置を決定するために、インクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２が、アブソリュートトラック１３のアブソリュート位置信号ＡＢＳと組み合わされる。この際相異なる走査信号からそれぞれアブソリュート位置の決定が測定システムの側でも後続の評価ユニット、例えば工作機械数値制御部においても初めて行われる。
【００２３】
図示の例において、インクリメンタルトラック１２は、本発明によれば相異なる信号周期ＳＰ1 ，ＳＰ 2を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２の発生を行う。このために走査されたインクリメンタルトラック１２は、２つの相異なる目盛周期ＴＰ1 ，ＴＰ2 を有する。インクリメンタルトラック１２は、この実施例においては第１及び第２のブロックＢ１、Ｂ２の周期的配列から成る。互いに連続する２つのブロックＢ１、Ｂ２の総和によって目盛周期ＴＰ1 が決定され、これはインクリメンタルトラック１２における両目盛周期ＴＰ1 ，ＴＰ2 の粗い方を示す。この実施例において両ブロックＢ１、Ｂ２の幅は同一ではないように選択されている。しかし走査のために、幅の総和によって特定された粗い目盛周期ＴＰ1 が重要である。インクリメンタルトラック１２の走査の形式に従ってブロックＢ１、Ｂ２を等しい幅に形成することも有利であり得る。
【００２４】
第１ブロックＢ１は、図示のバリエーションにおいては僅かに反射するように形成されており、これに対して第２ブロックＢ２は、低い反射及び高い反射の光学的特性を有する他の部分領域１２．１，１２．２の周期的配列から成る。第２ブロックＢ２の拡大断面図を図３に示す。図３から認められるように、第２ブロックＢ２の部分領域１２．１，１２．２は、狭い矩形状の領域として形成されており、その縦軸線は、測定尺平面のｙ方向に延び、即ち測定方向ｘに垂直に向けられている。第２ブロックＢ２の相異なる部分領域１２．１，１２．２は、それぞれ等しい寸法を有する。第１ブロックＢ１の連続する２つの部分領域１２．１，１２．２の幅の総和を介して、同様に図３に表されているように、インクリメンタルトラック１２の微細な目盛周期ＴＰ2 が特定される。
【００２５】
本発明による位置測定装置の図示の実施形態において、インクリメンタルトラック１２の微細な目盛周期ＴＰ2 は、インクリメンタルトラック１２の粗い目盛周期ＴＰ1 よりもファクタ１０だけ小さく選択されており、即ちＴＰ1 ＝２００μｍ、ＴＰ2 ＝２０μｍである。
【００２６】
基本的にインクリメンタルトラック１２の粗い目盛周期ＴＰ1 は、微細な目盛周期ＴＰ2 の偶数倍に選択されるべきである。連続するブロックＢ２は、微細な目盛周期ＴＰ2 を有する一貫したインクリメンタル目盛の部分を表すことのみが保証される。従って全測定長に亘って常に低い反射の部分領域１２．１と高い反射の部分領域１２．２が交互に配設されることが確保されなければならない、特に微細な目盛周期ＴＰ2 を有するインクリメンタル目盛が低い反射のブロックＢ１によって中断される場合でもそうである。そのように測定方向ｘに直接隣接したブロックＢ２のブロックＢ２の縁の低い反射の部分領域１２．１上に高い反射の部分領域１２．２が続く等である。図２中インクリメンタルトラック１２の図はこのことを示し、他の詳しく表さない。
【００２７】
インクリメンタル目盛１２の粗い目盛周期ＴＰ1 に、この実施例において更に擬似ランダムコードのビット幅が同調する。このことは、測定方向ｘにおけるアブソリュートトラック１３の部分領域１３．１，１３．２の幅が、インクリメンタルトラック１２の目盛周期ＴＰ1 と同一に選択されることを意味する。
【００２８】
測定尺１０の説明された実施形態に対して選択的に、両トラック１２、１３の相異なる部分領域を他の光学的特性を有する測定尺支持体１１上に形成すること、即ち高反射及び低反射の部分領域を交換することも可能である。同様に測定尺の説明された構成は、透過光システムにも転用されることができ、この場合に各部分領域は両トラックに透過的にまた不透過的に形成される。その上基本的にインクリメンタルトラックを、相異なる信号周期の２つ以上のインクリメンタル信号が得られる等のように形成することも考えられ得る。
【００２９】
図１に図式的に表された走査ユニット２０は、光源２１、例えばＬＥＤ、コリメータ光学系２２、走査板２３並びに相異なる走査信号の検出のための検出器ユニット２４を有する。次にインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２を発生させるための走査光路並びにアブソリュート位置信号ＡＢＣを別々に説明する。
【００３０】
光源２１から発した相異なるインクリメンタル信号の発生のために寄与する光束は、図示の例ではコリメーションされた後走査板２３の走査目盛２３．１，２３．２に達する。走査板２３は図４の平面図に表されている。両走査目盛２３．１，２３．２は、インクリメンタルトラック１２の両目盛周期ＴＰ1 ，ＴＰ2 と同調する相異なる走査目盛周期ＡＴＰ1 ，ＡＴＰ2 を有する。この際第１走査目盛２３．１は、粗い目盛周期ＴＰ1 と同調しかつ粗い信号周期ＳＰ1 を備えたインクリメンタル信号ＩＮＣ１の発生に使用され、可能な実施形態において相応した走査目盛周期ＡＴＰ1 は、粗い目盛周期ＴＰ1 ＝２００μｍとは僅かに相違して選択されている。これに対して走査板２３における第２走査目盛２３．２の走査目盛周期ＡＴＰ2 は、インクリメンタルトラック１２の微細な目盛周期ＴＰ2 に一致しかつ微細な信号周期ＳＰ2 を備えたインクリメンタル信号ＩＮＣ２の発生のために使用される。第２走査目盛２３．２の走査目盛周期ＡＴＰ2 は、微細な目盛周期ＴＰ2 ＝２０μｍと僅かに相違するように選択されている。
【００３１】
粗い走査目盛周期ＡＴＰ1 を備えた第１走査目盛２３．１は、純粋な振幅格子として形成されている。これに対して微細な走査目盛周期ＡＴＰ2 を備えた第２層さ目盛２３．２は、ドイツ国特許第１９９４１３１８．５号明細書に記載されたように、組み合わされた位相／振幅格子として形成されている。第２走査目盛２３．２のそのような構成は、走査距離の万一の変動に対する測定システムの特定された不変性が保証されることを確保する。
【００３２】
両走査目盛２３．１，２３．２の通過後、各光束は、測定尺１０のインクリメンタルトラック１２上に現れかつそこから再び走査板２３の方向に反射される。走査板２３には反射された光束が、検出器ユニット２４の各インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２に現れる前に、透明な窓領域２３．３を通過する。図１においてこの実施例の両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２の一方のみが認められ、従って検出器ユニット２４の具体的構成に関しては、図５の検出器平面の図式的に表された平面図が参照される。そこで明らかなように、検出器ユニット２４の側に粗い信号周期ＳＰ1 を備えたインクリメンタル信号ＩＮＣ１の発生のための第１インクリメンタル信号検出器配列２４．１並びに微細な信号周期ＳＰ2 を備えたインクリメンタル信号ＩＮＣ２の発生のための第２インクリメンタル信号検出器配列２４．２が設けられている。勿論出力側では、粗い信号周期ＳＰ1 及び微細な信号周期ＳＰ2 を備えた各対のインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２が発生し、その際これらは９０°互いに位相がずれている。検出器ユニット２４の詳細な構造に関しては、図５の次の詳細な記載が参照される。
【００３３】
この例において粗いアブソリュート位置信号ＡＢＳの発生のために利用されるそのような光束は、コリメータ光学系を介してコリメーションされた後、走査板２３の透過窓領域２３．３を透過しかつ測定尺１０上のアブソリュートトラック１３に達する。そこから走査板２３の方向への反射が行われ、そこでは反射光束は、検出器ユニット２４のアブソリュート位置信号検出器配列２４．３上に現れる前に、もう一度透明な窓領域２３．３を透過する。従ってこの光路を介して公知の形式及び方法でアブソリュート信号検出器配列２４．３上の擬似ランダムコードのそれぞれ検出された部分の結像若しくは投影のみが行われる。
【００３４】
検出器ユニット２４の検出器平面の状態は、図５に図式的形で表されている。この際情報部分には多数の個々のオプトエレクトロニック検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋから成るアブソリュート信号検出器配列２４．３が認められ、検出器要素は測定方向ｘに順次配設されている。２つの隣接した検出器要素ごとに図示の実施例ではアブソリュートトラック１３における擬似ランダムコードの１つのビットの走査のために使用され、即ち擬似ランダムコードの走査のために利用される２群の検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋが存在する。測定運転中勿論ビット当たり両検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋの１つのみが読み取られ、このことは図５中検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋについて図式的に示された切り換え要素ＳＡ〜ＳＮを介して示されるべきである。本発明の実施例においては、ビット幅に付設された２つの検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋに更にそのような切り換え要素ＳＡ〜ＳＮが付設される。この際各検出器要素の選択的読み取りは、検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋの両群のどちらが擬似ランダムコードの中心の近くに位置するからに依存して行われる。このことを決定するために、測定運転中粗い信号周期ＳＰ1 を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ１が引き込まれる。
【００３５】
アブソリュート信号検出器配列２４．３の検出器要素２４．３Ａ〜２４．３Ｋ発生した走査信号は、それぞれ−図示しない−トリガー要素に供給され、トリガー要素は、論理的ＨＩＧＨ−及びＬＯＷ列の出力信号を供給し、これらの信号は、アブソリュート位置測定のために更に処理される。この集積された形のトリガー要素は、同様に検出器ユニット２４の支持体基板上に配設されている。出力信号の発生のために、トリガー要素に更に反射信号が付加され、反射信号は、一定の信号列を有するか又はしかし公知の形式及び方法で走査信号の信号列に依存して変えられる。トリガー要素の出力信号は、同様に図示しない信号処理ユニットに供給され、信号処理ユニットは、これを発生したインクリメンタル信号としても処理しかつ所望の粗いアブソリュート位置を付与する出力信号ＡＢＳを発生する。
【００３６】
検出器ユニット２４の図５の下方部分には、両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２が認められ、これらは、この実施例では信号周期ＳＰ1 ，ＳＰ2 を備えたインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２の発生のために使用される。図５左に位置するように配設されたインクリメンタル信号検出器配列２４．１は、粗いインクリメンタル信号ＩＮＣ１の発生のために使用され、一方図５右に位置するように配設されたインクリメンタル信号検出器配列２４．２は、微細なインクリメンタル信号ＩＮＣ２の発生のために関与する。
【００３７】
原理的に両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２は、匹敵する構造を有しかつそれぞれいわゆる構成された検出器配列若しくは検出器要素アレーとして構成されている。これらは、公知の形式及び方法でで多数の個々のオプトエレクトロニック検出器要素２４．１Ａ，２４．１Ｂ，・・・２４．２Ａ，２４．２Ｂ，・・・・から成り、これらはインクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２の内方で一括して同一に形成されかつ測定方向ｘに互いに隣接して配設されている。検出器配列２４．１，２４．２のそのような検出器要素２４．１Ａ，２４．１Ｂ，・・・２４．２Ａ，２４．２Ｂ，・・・は、それぞれ出力側で互いに接続されており、位相の等しい走査信号を供給する。図示の実施形態において、両検出器配列２４．１，２４．２において各々第５検出器要素が互いに接続されており、その結果検出器配列２４．１，２４．２当たり出力側で一括して４つのそれぞれ９０°位相をずらされた部分インクリメンタル信号ＩＮＣ１A ，ＩＮＣ１B ，ＩＮＣ１C ，ＩＮＣ１D ，ＩＮＣ２A ，ＩＮＣ２B ，ＩＮＣ２C ，ＩＮＣ２D が存在し、これらは更に９０°位相のずらされたインクリメンタル信号ＩＮＣ１0 ，ＩＮＣ１ 90 若しくはＩＮＣ２0 ，ＩＮＣ２ 90 の発生のために公知の形式及び方法で互いに相違して接続されており、このことは、図５に表されており、その結果検出器配列２４．１，２４．２当たりそれぞれ１対の９０°位相のずらされたインクリメンタル信号が生じる。簡単のために上記にそれぞれ１つのインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２のみに言及されているが、このことは明細書の他の部分でも同様に扱われる。
【００３８】
検出平面において両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２の領域にそれぞれ周期的な縞模様が存在し、縞模様は、光源２１から発せられる光束のインクリメンタルトラック１２並びに走査板２３の各走査目盛２３．１，２３．２との交換作用から生じる。僅かに相違する目盛周期ＴＰ1 とＡＴＰ1 若しくはＴＰ2 とＡＴＰ2 に基づいて、それぞれ所属の縞模様の周期は明らかにＴＰ1 及びＴＰ2 よりも大きい。
【００３９】
次にこれらの縞模様を副尺縞模様と称する。得られた副尺縞模様は、インクリメンタルトラック１２若しくは走査目盛２３．１，２３．２における目盛構造のように整向される。測定尺１０と走査ユニット２０との相対移動の場合に、そのように生じた副尺縞模様は、測定方向ｘにおいてそれぞれインクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２に渡って移動し、検出器配列は、位相差に依存して変調されたインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２を供給する。走査目盛２３．１，２３．２の大きさに基づいて副尺縞模様は測定尺１０と走査ユニット２０との相対移動の場合に各インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２上を相違した早さで走行する。従って相異なる検出器配列２４．１，２４．２に、この例では略ファクタ１０だけ相違する相異なる信号周期ＳＰ1 とＳＰ2 を有する周期的インクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２が存在する。
【００４０】
上記の説明のように両インクリメンタルトラック−目盛周期ＴＰ1 とＴＰ2 と同調する走査目盛２３．１，２３．２のこの実施形態において選択された大きさに基づいて、両インクリメンタル信号−検出器配列２４．１，２４．２上に等しい周期の副尺縞模様が生じる。両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２上の同一の副尺縞模様の周期を以下Δと称する。図６では、生じた副尺縞模様ＶＳが、インクリメンタル信号検出器配列２４．１の部分と関連して示されている。
【００４１】
基本的に走査板２３の走査目盛２３．１，２３．２の好適な大きさによって相異なる副尺周期Δを有する両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２上に副尺縞模様も発生され得る。しかし等しい副尺周期Δの発生は、特定された利点を提供する。そのように粗い及び微細なインクリメンタル信号のための同一に構成されたインクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２が使用されることができる。
【００４２】
図５に表された副尺縞模様は、最終的に測定尺１０上のインクリメンタルトラック１２の選択された構成から得られかつ微細な目盛周期ＴＰ2 の走査から得られる純粋な副尺縞模様と粗い目盛周期ＴＰ1 から得られる投影縞模様の重ね合わせを表す。
【００４３】
両インクリメンタル信号検出器配列２４．１，２４．２上の副尺縞模様から本発明により相異なる信号周期ＳＰ1 とＳＰ2 を有する所望のインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２を得るために、本発明による装置の側での一連の他の措置が考えられる。これらの−次に説明する−措置は、特にインクリメンタル信号ＩＮＣ１の周期ＳＰ2 を有する信号部分とインクリメンタル信号ＩＮＣ２の周期ＳＰ1 を有する信号部分の濾波に使用される。即ち、これらの措置を介して個々のインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２がそれぞれ他の信号による影響なしに発生され、相応した不所望の信号部分が好適に濾波されることが保証される。
【００４４】
そのようにこの例においては粗いインクリメンタル信号ＩＮＣ１の不所望の信号部分の濾波を作用する走査目盛２３．１の側の措置が考えられる。そのような信号部分は、微細な目盛周期ＴＰ2 の同時の走査から得られることができかつインクリメンタル信号ＩＮＣ１Ａを阻止し得る。そのような阻害は特に、粗いインクリメンタル信号ＩＮＣ１が次に更に分割され若しくは補間されるべき場合に不利であり、このために一般に可能な最適な、即ち走査信号の正弦又は余弦形状が前提となる。そのような濾波のために、振幅格子として形成された走査目盛２３．１が濾波特性を備えることが考えられる。このために公知の濾波措置が使用されかつ例えば英国特許第２１１６３１３号明細書から公知のような、余弦形状の開口を備えた走査目盛の透明な部分領域が使用される。これとは選択的に周期ＳＰ2 を有する高調波部分の濾波は、公知の形式及び方法で走査目盛２３．１の側での好適なウエブシフトによっても確保され、即ちこの信号部分の濾波のために公知の種々の措置が使用される。
【００４５】
微細な信号周期ＳＰ2 を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ２のできる限り故障のない発生を確保するために、有利な方法で他の大きさ配列が注目される。
【００４６】
そのように微細な信号周期ＳＰ2 を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ２の発生のために使用される検出器配列２４．２における個々の検出器要素２４．２Ａ，２４．２Ｂ，・・・の幅ｂDET は、
ｂDET ＝ｎ×ＴＰ1         （式１）
により選択され、ｎ＝１，２，３，・・・である。
【００４７】
このことは、この検出器配列の個々の検出器要素２４．２Ａ，２４．２Ｂ，・・・の幅ｂDET がインクリメンタルトラックの粗い目盛周期ＴＰ1 の偶数倍に選択され、この例ではｎ＝１である。この大きさ列によってインクリメンタル信号検出器配列２４．２による微細なインクリメンタル信号ＩＮＣ２の発生の際の万一の周期ＳＰ1 を有するオフセット変動が阻止されることが確保される。
【００４８】
この実施例において、その他粗い信号周期ＳＰ1 を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ１の発生のための検出器配列２４．１の検出器要素２４．１Ａ，２４．１Ｂ，・・・は同様に広く形成されるが、しかしこのことは基本的には必要ない。
【００４９】
更に測定尺と走査ユニットとの相対運動の場合に他の措置なしに、インクリメンタル信号検出器配列２４．２は、信号周期ＳＰ2 を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ２を供給し、しかしインクリメンタル信号ＩＮＣ２は、粗い信号周期ＳＰ1 によってその振幅を変調される。
【００５０】
そのようなインクリメンタル信号の図示は、図７に示されている。しかし微細なインクリメンタル信号ＩＮＣ２の許容される処理のために、この信号のできる限り等しい振幅が有利である。従ってこのことを確保するために、好ましくは副尺縞模様ＶＳの副尺周期Δは方程式
Δ＝（２×ｍ＋１）×ＴＰ1       式（２）
に従って選択され、ｍ＝１，２，３，・・・である。
【００５１】
更にこの場合に図２の例に対してインクリメンタルトラックにおけるブロックＢ１及びＢ２の幅も測定方向ｘにおいて同一に選択される。この例ではｍ＝２に選択され、これによりＴＰ1 ＝２００μｍによって検出平面において必要な副尺周期Δ＝１ｍｍが得られる。基本的に必要な副尺周期Δは、測定尺及び走査目盛の側での相異なる目盛周期の選択によって特定されて調整される。
【００５２】
副尺周期Δのこのような選択及び出力信号が１８０°の相対的位相ずれを有するような検出器要素のフリップフロップ回路若しくは差動回路によって、微細なインクリメンタル信号ＩＮＣ２の上記の不所望な振幅変調は、消去される。この際フリップフロップ回路を介して最終的に、インクリメンタルトラック１２の粗い目盛周期ＴＰ1 の逆に形成された領域からくる各部分インクリメンタル信号からの差の形成が行われる。部分インクリメンタル信号の不所望の振幅変調は反対側で中止される。出力側では等しい振幅のインクリメンタル信号が存在する。
【００５３】
更に微細な分解能のインクリメンタル信号ＩＮＣ２の不所望な高調波部分も、公知の濾波措置によって消失され又は少なくとも減少され、この際そのような濾波措置は、走査目盛２３．２の側で又はしかし検出器配列２４．２の側で設けられる。
【００５４】
論議される措置は、インクリメンタルトラック１２の走査から相異なる信号周期ＳＰ1 ，ＳＰ2 を有するインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２が許容可能に得られることができることを確保する。アブソリュートトラック１３からの粗いアブソリュート位置信号ＡＢＳとの組合せによって本発明による位置測定装置のこの実施形態において公知の形式及び方法で高い分解能のアブソリュート位置測定が確保される。
【００５５】
既に先に述べたように、それぞれ実際のアブソリュート位置を正確に特定するために、相異なる走査信号が、本発明による装置の側で好適に互いに計算され若しくは組み合わされることができるが、しかし同様に相異なる走査信号をこれらの信号からアブソリュート位置の決定を行う等の後続の評価ユニットに伝達することも可能である。
【００５６】
本発明による装置の第２実施形態を次に図８〜図１２に基づいて説明する。この際この例の記載においては第１実施形態に対する本質的な相違のみを記載し、即ち次に万一相違が説明される限り装置の同一の構成要素は、同一の機能を有する。本発明による位置測定装置のこの実施形態でもアブソリュート位置測定のための装置を対象とし、この装置は本発明により走査されるインクリメンタル信号の他に連続的に符合化されたアブソリュートトラックを有する。
【００５７】
図８は、更に本発明による位置測定装置の第２実施例の原理的走査光路を示すが、しかしインクリメンタル信号発生の形式及び方法における第１バリエーションに対する次に説明する相違は、図中には認められない。図１〜図６からの第１実施例とは異なり、相異なる信号周期ＳＰ1 ，ＳＰ2 を有する両インクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２を空間的に分離されたインクリメンタル信号検出器配列を介して検出することではなく、検出器ユニット２４０の側で変形された、共通のインクリメンタル信号検出器配列２４０．１を使用することが考えられる。
【００５８】
アブソリュート信号ＡＢＳの発生のための走査光路及びアブソリュート位置検出器配列２４０．３の構成に関して第１バリエーションとの相違は存在せず、従ってこれに関して上記説明のみが参照される。
【００５９】
これに対して上記の説明のバリエーションに対する相違は、相異なるインクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２の発生に関して重要である種々の措置との関連において存在する。
【００６０】
図９においてインクリメンタルトラック２０の幾分変形された構成が測定尺１００上にあることが認められる、そのわけはこのトラックにおけるブロックＢ１′，Ｂ２′は測定方向ｘにおいて等しい幅を有するからである。この幅の総和から粗い目盛周期ＴＰ1 が得られるが、しかしこれは一括して上記の例においては目盛周期ＴＰ1 と同一に選択されており、即ちＴＰ1 ＝２００μｍである。第１実施例と同様に、ブロックＢ２′は構成されており、この際ブロックＢ２′の内方に更にＴＰ1 ＝２００μｍによる微細な目盛周期が選択される。
【００６１】
図１０から明らかなように、上記例とは異なり走査板２３０の側に透明な窓領域２３０．３の方に単一の走査目盛２３０．２が配設されており、単一の走査目盛は、測定方向ｘにおいて透明な窓領域２３０．３と類似の長さを有する。走査目盛２３０．２は、そこでは高分解能のインクリメンタル信号ＩＮＣ２の発生のために利用される上記例における走査目盛２３０．２と同一に形成されている。走査目盛２３０．２は、この例において走査目盛周期ＡＴＰ2 を有し、走査目盛周期ＡＴＰ2 は、インクリメンタルトラック１２０における微細な目盛周期ＴＰ2 ＝２０μｍと僅かに相違する。第１実施例における走査目盛２３．２のようにこのバリエーションの単一走査目盛２３０．２が形成されており、即ち本出願人のドイツ国特許第１９９４１３１８．５号明細書に提案されているように、組み合わされた位相／振幅構造として形成されている。
【００６２】
検出器ユニット２４０の検出平面において相異なる信号周期ＳＰ1 ，ＳＰ2 を有する両インクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２の発生のためにインクリメンタル信号検出器配列２４０．１の個所に単一の副尺縞模様ＶＳ′のみが生じる。従って図１１の検出平面の図式図から明らかなように、単一のインクリメンタル信号検出器配列２４０．１のみが設けられ、このインクリメンタル信号検出器配列を介してこの平面において副尺縞模様が両インクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２の発生のために走査される。
【００６３】
好ましくは例に設けられた単一のインクリメンタル信号検出器配列２４０．１及び両インクリメンタル信号ＩＮＣ１，ＩＮＣ２の発生の詳細な説明のために、図１２が参照され、図１２は、インクリメンタル信号検出器配列２４０．１の部分並びにそれによって走査され、副尺周期Δ′を有する副尺縞模様ＶＳ′を示す。既に上に説明した例のように、走査された副尺縞模様ＶＳ′は、部分的に副尺周期Δ′を有し、副尺周期は最終的に目盛周期ＴＰ2 の走査から生じる。その上この副尺縞模様ＶＳ′には更に周期ＴＰ1 を有する模様が重ねられ、その際周期ＴＰ1 は、明らかに副尺周期Δ′より小さい。
【００６４】
図１２には、インクリメンタル信号検出器配列２４０．１の小さい部分のみが表されており、これは副尺周期Δ′のみに亘って延び、実際に図示の部分の測定方向ｘに何回も反復される連続が設けられる。
【００６５】
インクリメンタル信号検出器配列２４０．１に設けられた、周期的に配設されている検出器要素２４０．１Ａ，・・・・２４０．１Ｄは、好ましくは実施形態において内部構造を有し、各検出器要素２４０．１Ａ，・・・・２４０．１Ｄは、このことは検出器要素２４０．１Ａについて図１３に拡大図示されているように、全部で３つの個々の部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３から成る。この際個々の部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３の幾何学的形状は、粗い目盛周期ＴＰ1 の走査の際に所定のフィルタ作用が行われるような形に選択されている。このために一方では各検出器要素２４０．１Ａ，・・・２４０．１Ｄの幅が粗い目盛周期ＴＰ1 と等しいように選択される。他方では、内方の部分検出器要素２４０．１Ａ２及びそれぞれ外方の部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ３の組合せは余弦の境界線を有する。相応した余弦関数の周期は粗い目盛周期ＴＰ1 と同一に選択される。
【００６６】
検出器要素２４０．１Ａに隣接する検出器要素２４０．１Ｂは、同様に３つの部分検出器要素から成り、その際この実施例における３つの部分検出器要素の配列は１８０°だけ回転して設けられており、次の検出器要素２４０．１Ｃは、更に第１検出器要素２４０．１Ｄと同一に形成されており、一方図示の第４検出器要素２４０．１Ｄは、更に第２検出器要素２４０．１Ｂのように形成されている。
【００６７】
部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３の選択された形態を介して公知の形式及び方法で走査の際の不所望な信号部分の検出器側の濾波が確保される。このことは、この実施例では必要である、そのわけは前述のバリエーションとは異なり、フィルタ作用を伴わない単一の走査目盛しか設けられていないからである。しかし上記の説明のように、粗いインクリメンタル信号ＩＮＣ１の発生のため、インクリメンタルトラックにおける微細な目盛周期ＴＰ2 に起因する信号部分を消去するために、得られた走査信号の濾波が必要である。一方このことは、上記の例において走査目盛２３．１の側の相応した濾波措置によって行われ、同一のフィルタ効果は、この例においては部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３の幾何学的構成によって作用される。
【００６８】
勿論、この所望の、検出器側のフィルタ効果は、部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３の択一的寸法によっても作用され得る。この際そのような部分検出器要素のｙ方向に何度も繰り返す配列等が可能である。
【００６９】
微細な部分インクリメンタル信号ＩＮＣ２Ａ，・・・ＩＮＣ２Ｄの発生のために、相異なる部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３が、このことは図１２に表されているように互いに接続される。このことは、それぞれ検出器要素２４０．１Ａの３つの部分検出器要素２４０．１Ａ１，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３の走査信号が総計されることを意味し、このことは好適な総計器要素２４０．Ｓ１Ａ，・・・・２４０．Ｓ１Ｄによって行われる。総計器要素２４０．Ｓ１Ａ，・・・・２４０．Ｓ１Ｄの出力にあり、同一の位相関係を有する微細な部分インクリメンタル信号ＩＮＣ２Ａ，・・・・ＩＮＣ２Ｄは、同様に一緒に案内されかつそのように総計され、その結果出力側で最終的に、公知の形式及び方法で再処理される、それぞれ９０°位相差を有する４つの微細な部分インクリメンタル信号ＩＮＣ２Ａ，・・・ＩＮＣ２Ｄが存在する。
【００７０】
粗い部分インクリメンタル信号ＩＮＣ１Ａ，・・・ＩＮＣ１Ｄの発生のために、個々の検出器要素２４０．１Ａ，・・・２４０．１Ｄの相異なる部分検出器要素２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ２，２４０．１Ａ３の接続が図１２の上部部分に表されるように行われる。この際特に選択された接続によって更に得られるインクリメンタル信号ＩＮＣ１Ａ，・・・ＩＮＣ１Ｄの等しい振幅が確保される。この目的でそれぞれ出力側のインクリメンタル信号ＩＮＣ１Ａ，・・・ＩＮＣ１Ｄの発生のために３つの新たに選択された部分検出器要素が接続され若しくは総計器要素２４０．Ｓ２Ａ，・・・２４０ＺＳ２Ｄを介して総計される。そしてインクリメンタル信号ＩＮＣ１Ａの発生のために検出器要素２４０．１Ａの中央の部分検出器要素２４０．１Ａ２及び検出器要素２４０．１Ｃの両外方の部分検出器要素２４０．１Ｃ１，２４０．１Ｃ３が接続される。この際接続されるべき部分検出器要素の選択は、そこから得られるインクリメンタル信号ＩＮＣ１が、同一の信号振幅を有すべきであるという観点の下に行われる。従ってこの目的のために、それぞれ３つの部分検出器要素が互いに接続され若しくは総計され、３つの部分検出器要素は、副尺縞模様ＶＳ′の周期ＴＰ1 の投影模様の同一領域を検出し、しかし副尺縞模様ＶＳ′の場所的に相異なる個所に現れ、特に副尺縞模様の補間的第１及び第２か所に現れる。そのように部分検出器要素２４０．１Ａ２が実質的に副尺縞模様ＶＳ′の第１か所の投影縞模様の暗い領域を検出し、両部分検出器要素２４０．１Ｃ１，２４０．１Ｃ３は同様に投影縞模様の暗い領域を検出するが、副尺周期の半分だけずらされかつ第１の個所に対する補間的副尺縞模様がある副尺縞模様の第２か所で検出される。この構成に類似して、残りの部分検出器要素の接続も行われる。相異なる信号の総計によって結局出力側の粗いインクリメンタル信号ＩＮＣ１Ａ，・・・ＩＮＣ１Ｄの所望の振幅定数があられる。
【００７１】
既に何度も述べたように、本発明は、勿論明確に説明された両実施例に限定されず、即ち本発明の範囲で尚選択的な実施バリエーションも存在する。
【００７２】
インクリメンタルトラックにおける目盛周期ＴＰ1 ，ＴＰ2 の間の他の偶数比を実現することが考えられ得る。同様に勿論インクリメンタルトラックの目盛周期ＴＰ1 ，ＴＰ2 とアブソリュートトラックの各ビット幅との間の他の比率も考えられることができる。
【００７３】
更に検出器側で信号処理若しくは信号調製のための種々の構成要素を直接検出器配列の相応した支持体基板上に配列し又は集積することが設けられ得る。この際例えばスイッチ、トリガータップ、電流／電圧変換器等が対象とされ得る。
【００７４】
更に、公知の形式及び方法ででモアレ縞模様を発生させかつ走査することが副尺縞模様に対して選択的に設けられることができる。
【００７５】
結局、本発明の範囲内で厳密にコリメーションされた照明によってのみならず、発散する照明によっても作動することも可能である。この場合、各検出器配列の寸法では上記構成に対して相応した拡大ファクタが注目される。
【００７６】
更に選択的なバリエーションを実現され、バリエーションは、測定尺側に、例えば単一のインクリメンタルトラックのみを有し、単一のインクリメンタルトラックは、走査の際に相異なる周期の２つのインクリメンタル信号を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による位置測定装置の第１実施例の走査光路の図式図である。
【図２】図２は、図１の測定尺の平面図である。
【図３】図３は、図２の拡大破断図である。
【図４】図４は図１の位置測定装置における走査ユニットの走査板の平面図である。
【図５】図５は、図１の装置の走査ユニットの検出平面の図である。
【図６】図６は、図５の検出器配列の一部分並びにそれによって走査された副尺縞模様を示す図である。
【図７】図７は、インクリメンタル信号検出器配列を介して検出された走査信号を示す図である。
【図８】図８は本発明による位置測定装置の第２実施例の走査光路の図式図である。
【図９】図９は、図８の測定尺の平面図である。
【図１０】図１０は、図８の位置測定装置における走査ユニットの走査板の平面図である。
【図１１】図１１は、図１の位置測定装置の走査ユニットの検出平面の図式図である。
【図１２】図１２は、図８の位置測定装置の走査ユニットの検出平面の一部分を表す図である。
【図１３】図１３は、図８の位置測定装置の走査ユニットによって走査された縞模様を示す図である。
【符号の説明】
１０    測定尺
１３    インクリメンタルトラック
２０    走査ユニット
２４．１    インクリメンタル信号検出器配列
２４．２    インクリメンタル信号検出器配列
１００    測定尺
１３０    インクリメンタルトラック
２００    走査ユニット
２４０．１    インクリメンタル信号検出器配列
２４０．２    インクリメンタル信号検出器配列
ｘ    測定方向
ＴＰ1     目盛周期
ＴＰ2     目盛周期
ＩＣ１    インクリメンタル信号
ＩＣ２    インクリメンタル信号
ＳＰ1     粗い信号周期
ＳＰ2     微細な信号周期
【図１】
0004503822.tif 000002
【図２】
0004503822.tif 000003
【図３】
0004503822.tif 000004
【図４】
0004503822.tif 000005
【図５】
0004503822.tif 000006
【図６】
0004503822.tif 000007
【図７】
0004503822.tif 000008
【図８】
0004503822.tif 000009
【図９】
0004503822.tif 000010
【図１０】
0004503822.tif 000011
【図１１】
0004503822.tif 000012
【図１２】
0004503822.tif 000013
【図１３】
0004503822.tif 000014