(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・測定方向（Ｘ）に順番に配置された一連の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）から成り、これらの順番に並んだ複数の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）がそれぞれ絶対位置情報を有する符号語（ＣＷ）を構成する符号（Ｃ）と、
・符号語（ＣＷ）を構成する各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を走査するとともに、各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）内で少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）を生成するための複数の検出器エレメント（Ｄ１〜Ｄ１１）から成る検出器ユニット（Ｄ）を備えた走査機器（ＡＥ）と、
・評価機器（Ｔ１〜Ｔ１２）を備えた評価ユニット（ＡＷ）であって、各評価機器（Ｔ１〜Ｔ１２）には、符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）が供給され、少なくとも一つの基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を用いて、当該の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）に関する情報（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ）を算出することが可能である評価ユニットと、
を備えた位置測定装置において、
符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）に依存して基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を決定するための少なくとも一つの適合機器（Ｒ）が配備されていることを特徴とする位置測定装置。
【請求項２】
符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の特性は、互いに相補関係を有する形に構成されており、符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、少なくとも基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を得るための各走査範囲の長さに渡って、これらの異なる特性の比率が少なくともほぼ同じになるように構成、配置されてい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】
・各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が、互いに相補関係に有る二つの部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）から構成され、
・検出器ユニット（Ｄ）が、複数の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を走査して、走査した符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の各部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）内で少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）を生成するように構成されており、
・符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）が、各評価機器（Ｔ１〜Ｔ１２）に供給されて、評価機器（Ｔ１〜Ｔ１２）を用いて、符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の各走査信号（Ｓ）の比較結果が少なくとも一つの基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を上回るのか、或いは下回るのかを調べ、その比較結果に依存して、当該の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）に関する情報（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ）を算出することが可能である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置測定装置。
【請求項４】
評価機器（Ｔ１〜Ｔ１２）が、符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の二つの部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）の差を算出するように構成されてい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】
符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）の差が少なくとも一つの基準値（＋Ｖ，−Ｖ）によって規定される範囲内に有る場合に、評価機器（Ｔ１〜Ｔ１２）が、エラー信号（Ｆ）を情報として提供するように構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の位置測定装置。
【請求項６】
符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の二つの部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の光学特性が互いに相補関係に有ることを特徴とする請求項３から５までのいずれか一つに記載の位置測定装置。
【請求項７】
基準値（＋Ｖ，−Ｖ）が、複数の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）の合計に比例することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の位置測定装置。
【請求項８】
少なくとも符号語（ＣＷ）を算出するための順番に並んだ符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）が、適合機器（Ｒ）に供給されるとともに、基準値（＋Ｖ，−Ｖ）が、これらの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）の信号振幅の合計に比例することを特徴とする請求項７に記載の位置測定装置。
【請求項９】
・順番に並んだ複数の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）がそれぞれ絶対位置を有する符号語（ＣＷ）を生成する、測定方向（Ｘ）に並んで配置された一連の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）から成る符号（Ｃ）を走査する工程と、
・走査した各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）内で少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）を生成する工程と、
・少なくとも一つの基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を用いて、少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）から各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）に関する情報（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ）を算出する工程と、
を有する絶対位置測定方法において、
符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）に依存して、基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を決定する工程を特徴とする方法。
【請求項１０】
走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）を少なくとも一つの基準値（＋Ｖ，−Ｖ）と比較して、その比較結果に依存して、各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）に関する情報（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ）を算出する工程を特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
・少なくとも相補関係に有るそれぞれ二つの部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）から構成された複数の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）を走査する工程と、
・それらの符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の各部分領域（Ａ，Ｂ）内で少なくとも一つの走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）を生成する工程と、
・各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）を互いに比較することによって、それぞれ比較結果を算出する工程と、
・その比較結果が少なくとも基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を上回るのか、或いは下回るのかを調べて、その調査結果に依存して、各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）に関する情報を算出する工程と、
を特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
当該の比較が、部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）のアナログ走査信号（Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂ）の差分演算であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
各符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）の走査信号の差が、少なくとも一つの基準値（＋Ｖ，−Ｖ）によって規定される範囲内に有る場合に、当該の符号要素に関する情報として、エラー信号（Ｆ）を発生させることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
複数の符号要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の部分領域（Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ）のアナログ走査信号の合計から基準値（＋Ｖ，−Ｖ）を決定することを特徴とする請求項１１から１３までのいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１にもとづく絶対位置を計測するための位置測定装置及び請求項９にもとづく絶対位置測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの分野において、符号要素が測定方向に並んで配置された符号トラックから絶対位置情報を導き出す絶対位置測定装置が益々採用されてきている。その場合、符号要素は、擬似ランダム分布で配備されており、その結果所定の数の順番に並んだ符号要素がそれぞれビットパターンを形成している。符号トラックに対して単一の符号要素だけ走査機器をシフトすることによって、漸く新しいビットパターンが生成されて、絶対的に検出すべき測定領域全体に渡って一連の異なるビットパターンが提供されることとなる。
【０００３】
そのようなシーケンシャル符号は、連鎖コード又は擬似ランダムコード（ＰＲＣ）と呼ばれている。
【０００４】
特許文献１には、そのような符号を用いた位置測定装置が記載されている。その符号の各符号要素に関する情報は、符号要素の走査信号を固定的に規定された基準値と比較することによって算出されている。走査信号が所定の基準値を下回った場合に論理値「０」が算出され、走査信号が所定の基準値を上回った場合に論理値「１」が算出されている。
【０００５】
特許文献２には、マンチェスター符号化による位置測定装置が記載されている。この位置測定装置は、測定方向に並んで配置された一連の符号要素から成る符号を有し、更に、各符号要素が、それぞれ互いに相補関係に有る、測定方向に順番に並んで配置された二つの部分領域から構成されている。この符号は、走査機器の二つの検出器エレメントを用いて走査されている。比較機器において、符号要素の部分領域の走査信号から、それぞれ比較結果を算出して、検査機器により、その比較結果が固定的に規定された基準値を上回るのか、或いは下回るのかを調べて、それに依存して、対応する符号要素に関する情報として、ビット値「０」又は「１」を導き出している。更に、比較結果が別の基準値によって規定される範囲内に有るのか、或いはその範囲外に有るのかを調べている。その調査結果に依存して、符号要素に関する別の情報を導き出している。その調査結果が所定の範囲内に有る場合、対応する符号要素に関するエラー信号を発生させて、その符号要素によって導き出されたビット値が信頼できないことを示している。
【０００６】
この場合、ビット値を算出するための基準値が固定的に規定されている。ビット値の信頼性を検査する範囲も、一回だけ固定的に規定されている。
【０００７】
その欠点は、動作している間にアナログ走査信号の振幅が低下した場合、エラー信号が何度も発生することである。
【０００８】
特許文献３にも、シリアル符号又はシーケンシャル符号を用いた位置測定装置が記載されている。その符号は、互いに平行に配置された二つの符号トラックから構成されている。これらの符号トラックの中の一つは、測定領域全体に渡って互いに一義的に弁別可能なビットパターンを構成する、測定方向に配置された一連の符号要素を有する。その側に配置された第二の符号トラックの符号要素は、第一の符号トラックの符号要素と逆に構成されており、符号要素のビット「０」又は「１」は、それぞれ互いに並んで置かれた互いに逆の構成の符号要素の差分演算によって算出されている。
【０００９】
特許文献４には、シリアル符号の走査信号に関する比較用閾値を周囲条件に適合させる措置が開示されている。そのために、シーケンシャル符号以外の地点を走査して、比較用閾値を適合させるための信号を供給する検出器が配備されている。
【００１０】
この場合、その追加的な検出器によって検出された状態が符号地点の状態に対応しておらず、そのため符号要素を誤って解釈する可能性が有ることが欠点である。
【特許文献１】英国特許公開第２１２６４４４号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２４４２３５号明細書
【特許文献３】特開平１−３１８９２０号公報
【特許文献４】欧州特許第０８４１５３８号明細書
【特許文献５】欧州特許第１２０６６８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のことから、本発明の課題は、より高い確度で正しい絶対位置を生成するとともに、稼働率と信頼性が非常に高い絶対位置測定装置を提供することである。
【００１２】
更に、本発明の課題は、出来る限りエラーの無い形で絶対位置を生成することが可能な絶対位置測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の第一の課題は、請求項１の特徴によって解決される。
【００１４】
前記の第二の課題は、請求項９の特徴によって解決される。
【００１５】
本発明の一つの特徴は、符号が互いに逆の特性を持つ一連の不規則な区画（例えば、透明な区画と不透明な区画或いは磁化された区画と磁化されていない区画）から成り、その場合に各符号要素が単一の区画だけから構成されることである。そして、本発明による位置測定装置は、次の特徴を有する。
・測定方向Ｘに順番に配置された一連の符号要素から成り、順番に並んだ複数の符号要素がそれぞれ絶対位置情報を有する符号語を構成する符号
・符号語を構成する各符号要素を走査するとともに、符号要素内で少なくとも一つのアナログ走査信号を生成するための複数の検出器エレメントから成る検出器ユニットを備えた走査機器
・各評価機器には符号要素の少なくとも一つの走査信号が供給され、その走査信号を少なくとも一つの基準値と比較することによって、対応する符号要素に関する情報を算出することが可能であり、走査した複数の符号要素の情報から絶対位置情報を導き出すことが可能である、評価機器を備えた評価ユニット
・符号要素の少なくとも一つの走査信号に依存して基準値を決定するための少なくとも一つの適合機器
この場合、前述した装置を用いて実施される方法は、次の工程によって規定される。
・測定方向Ｘに並んで配置された一連の符号要素から成り、順番に並んだ複数の符号要素がそれぞれ絶対位置情報を有する符号語を生成する符号を走査する工程
・走査した各符号要素内で少なくとも一つのアナログ走査信号を生成する工程
・走査信号を少なくとも一つの基準値と比較して、その比較結果に応じて各符号要素に関する情報を算出する工程
・符号要素の少なくとも一つの走査信号に依存して基準値を決定する工程
この場合、基準値は、トリガー用閾値であり、前記の比較によって、走査信号の瞬間的な振幅がトリガー用閾値を上回るのか、或いは下回るのかを調べる。その調査結果に依存して、対応する符号要素にデジタル値「０」又は「１」を情報として割り当てる。
【００１６】
本発明の別の特徴は、符号が測定方向に並んで配置された一連の符号要素から成り、更に、各符号要素が、それぞれ互いに逆の特性を有する二つの部分領域から構成されることである。この場合、符号要素の互いに逆の部分領域は、測定方向に順番に並んで、或いは測定方向と交差する方向に並んで配置されている。そして、本発明による位置測定装置は、次の特徴を有する。
・複数の符号要素を走査して、走査した符号要素の各部分領域内で少なくとも一つのアナログ走査信号を生成するための複数の検出器エレメントを備えた走査機器
・各評価機器には符号要素の部分領域の走査信号が供給され、それを用いて、符号要素の部分領域の各走査信号の比較結果が少なくとも一つの基準値を上回るのか、或いは下回るのかを調べることが可能であり、その調査結果に応じて、対応する符号要素に関する情報を算出することが可能である、評価機器を備えた評価ユニット
・評価ユニットが、少なくとも一つの走査信号の信号振幅に依存して基準値を決定するための適合機器を有すること
前記の装置を用いて実施することが可能な絶対位置測定方法は、次の工程を有する。
・測定方向に並んで配置された一連の符号要素から成る符号であって、符号要素がそれぞれ互いに相補関係に有る二つの部分領域から構成される符号を走査する工程
・走査した符号要素の各部分領域内で少なくとも一つのアナログ走査信号を生成する工程
・符号要素の部分領域の走査信号を互いに比較することによって、それぞれ比較結果を算出する工程
・比較結果が少なくとも一つの基準値を上回るのか、或いは下回るのかを調べて、その調査結果に応じて各符号要素に関する情報を算出し、その場合に少なくとも一つの走査信号の振幅に依存して基準値を決定する工程
この場合、基準値を単なるトリガー用閾値とすることができ、前記の比較によって、二つの部分領域の走査信号の瞬間的な振幅の差がトリガー用閾値を上回るのか、或いは下回るのかを調べる。その調査結果に応じて、対応する符号要素にデジタルビット値「０」又は「１」を情報として割り当てる。更に、前記の少なくとも一つの基準値は、一定の範囲を定義することが可能であり、前記の比較によって、二つの部分領域の走査信号の瞬間的な振幅の差がその範囲内に有るのか、或いはその範囲外に有るのかを調べる。その差がその範囲内に有る場合、対応する符号要素に関するエラー通報を情報として発生させる。このエラー通報は、その差が基準値によって決まる値を下回った場合に発生される。このエラー通報は、算出されたビット値が信頼できないことに関する指標である。複数の基準値を設定することによって、ビット値の信頼性の度合いを決定することもできる。
【００１７】
本発明の別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図面にもとづき詳しく説明する。
【００１９】
本発明は、符号Ｃにもとづき記述されており、各符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、互いに逆に、或いは相補関係に有る形に構成された二つの部分区画又は部分領域Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ及びＣ３Ａ，Ｃ３Ｂから構成されている。これらの部分区画は、測定方向Ｘと交差する方向に並んで配置するか、或いは特に有利な手法では、実施例に図示されている通り、測定方向Ｘに順番に並んで配置することができる。これらの部分領域は、分かり易くするために、以下では、単にＡ及びＢによっても表すこととする。
【００２０】
このプッシュプル式構成では、符号要素は、少なくとも各走査領域（この走査領域から、後で更に詳しく述べる基準値が得られる）の長さに渡って、互いに相補関係に有る特性の比率が少なくともほぼ同じとなるように構成されている。このようなプッシュプル式構成によって、そのような比率が常に１：１であることが保証される。
【００２１】
しかし、本発明は、そのような特殊な符号に限定されるものではなく、各符号要素が単一の区画だけから構成される、即ち、互いに相補関係に有る二つの特性の中の一方だけを備える場合にも適用することが可能である。その場合、符号要素は、各走査領域（この走査領域から、後で更に詳しく述べる基準値が得られる）の長さに渡って、互いに相補関係に有る二つの特性、即ち、論理値「０」と「１」に対応する符号要素の比率が同じになるように配置される。従って、光学的に走査可能な符号では、明るい区画と暗い区間の数はほぼ同じである。これは、例えば、特許文献５に記載された構成によって実現されており、そこでは、符号語の一連の符号要素内に別の符号語の符号要素が挿入されており、一方の符号語の符号要素とそれとインターリーブ関係に有る他方の符号語の符号要素が相補関係を有するようにして、複数の符号語が互いにインターリーブ関係を有するように配置されている。
【００２２】
図１には、本発明にもとづく構成の位置測定装置が模式的に図示されている。この位置測定装置は、符号Ｃが透過光手法で走査される光学式走査原理にもとづき動作する。符号Ｃに対して相対的に測定方向Ｘに移動可能な形に配置された走査機器ＡＥは、符号Ｃを走査する役割を果たす。
【００２３】
符号Ｃは、測定方向Ｘに並んで配置された、同じ長さの一連の符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３から構成されている。更に、符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、測定方向Ｘに直ぐ隣に並んで配置された同じ長さの二つの部分領域ＡとＢから成り、これらの部分領域は、互いに相補関係を有するように構成されている。この場合、相補関係とは、それらが逆の特性を有する、即ち、光学式走査原理では透明な特性と不透明な特性、或いは反射式走査原理では反射性な特性と非反射性の特性を有することを意味する。
【００２４】
シーケンシャル符号Ｃは、光源Ｌが配備された走査機器ＡＥによって走査され、その光は、コリメータレンズＫを介して順番に並んだ複数の符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を照射する。その光は、符号Ｃによって位置に依存して変調され、その結果符号Ｃの後には、位置に依存した光の分布が生じ、それを走査機器ＡＥの検出器ユニットＤにより検出する。
【００２５】
検出器ユニットＤは、一連の検出器エレメントＤ１〜Ｄ１１が測定方向Ｘに配置されたラインセンサー又はセンサーアレーである。各相対位置において、符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の各部分領域Ａ，Ｂには、少なくとも一つの検出器エレメントＤ１〜Ｄ１１が一義的に割り当てられ、その結果検出器ユニットＤの符号Ｃに対する各相対位置において、各部分領域Ａ，Ｂからアナログ走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂが得られる。これらの走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂは、評価機器ＡＷに供給され、評価機器は、符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の二つの部分領域Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂの二つの走査信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ；Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ；Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂをそれぞれ処理して、特に、互いに比較して、その比較によって、各符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に関するデジタル値又はビット形式の情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を算出している。一連の複数のデジタル値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、絶対位置を規定する符号語ＣＷを構成する。符号Ｃに対して検出器ユニットＤを符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の幅又は長さだけシフトすることによって、新しい符号語ＣＷを算出し、計測すべき絶対測定範囲に渡って、多数の異なる符号語ＣＷを算出している。
【００２６】
図１は、走査機器ＡＥに対して相対的な符号Ｃの瞬間的な位置を図示している。検出器エレメントＤ１〜Ｄ１１は、符号Ｃの部分領域Ｃ１Ａ〜Ｃ３Ｂの半分の幅の間隔で順番に並んで配置されている。そうすることによって、各位置において、少なくとも一つの検出器エレメントＤ１〜Ｄ１１を部分領域Ｃ１Ａ〜Ｃ３Ｂに一義的に割り当てるとともに、二つの部分領域Ｃ１Ａ〜Ｃ３Ｂ間の遷移域を走査しないことを保証している。図示されている位置では、検出器エレメントＤ１の部分領域Ｃ１Ａと検出器エレメントＤ３の部分領域Ｃ１Ｂが走査される。検出器エレメントＤ１，Ｄ３は、光の分布を検出して、光の強度に比例したアナログ走査信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂを光の強度に応じて生成している。二つの部分領域Ｃ１ＡとＣ１Ｂは、互いに相補関係を有する形で構成されているので、走査信号Ｓ１ＡとＳ１Ｂの強度も互いに逆となる、即ち、信号レベルは、互いに大きな差を持つこととなる。
【００２７】
ここで、この信号差は、符号要素Ｃ１の二つの走査信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂの何れがより大きいのか調べることによって、バイナリー情報Ｂ１を算出するために使用される。この調査は、商演算又は差分演算によって行うことができる。実施例では、差分演算が用いられており、図１では、それぞれ評価機器Ｔ１，Ｔ５及びＴ９が差分演算を行う役割を果たしている。実施例では、評価機器が、それぞれトリガーモジュールＴ１，Ｔ５，Ｔ９となっている。トリガーモジュールＴ１は、Ｓ１ＡがＳ１Ｂより小さい場合にＢ１＝０を生成し、Ｓ１ＡがＳ１Ｂより大きい場合にＢ１＝１を生成する。即ち、当該の差が基準値Ｏよりも大きいか、或いは小さいかを調べており、その差が大きくも小さくもない場合が基準値Ｏ＝０に対応する。同じ手法で、符号要素Ｃ２，Ｃ３の走査と別の評価機器Ｔ５，Ｔ９による各符号要素Ｃ２，Ｃ３の部分領域Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂのアナログ走査信号Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ；Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂの比較によって、バイナリー情報Ｂ２とＢ３が得られる。
【００２８】
即ち、互いに相補関係を有する形に構成された部分領域Ａ，Ｂの第一の順番には、第一のデジタル値が割り当てられ、互いに相補関係に構成された部分領域Ａ，Ｂの第二の順番には、第二のデジタル値が割り当てられる。例えば、不透明から透明となる順番には値０が割り当てられ、透明から不透明となる順番には値１が割り当てられる。
【００２９】
各符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の二つの部分領域ＡとＢが互いに相補関係に有るので、走査信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ；Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ及びＳ３Ａ，Ｓ３Ｂの信号対雑音比は非常に大きくなる。光源Ｌの光の強度を変化させることは、二つの部分領域ＡとＢの走査信号Ｓに等しく影響する。
【００３０】
符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の二つの部分領域Ａ，Ｂがそれぞれ相補関係を有するに構成されているため、位置測定装置の正しい動作形態では、これらの部分領域Ａ，Ｂの走査によって、それぞれ差の絶対値が基準値Ｖを上回るアナログ走査信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ；Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ；Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂが生成される。この差分値を観察することによって、良好なエラー検査が可能である。このエラー検査の根拠は、差分値が所定の大きさだけ下回った場合には、バイナリー情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が不確実であることを出発点としており、従って、そのバイナリー情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に対して、エラー信号Ｆを発生させるか、或いはバイナリー情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に代わって、エラー信号Ｆだけを発生させることができる。
【００３１】
エラー信号Ｆを発生させる原理は、図２に走査信号Ｓ１ＡとＳ１Ｂにもとづき図示されている。符号要素Ｃ１のアナログ走査信号Ｓ１ＡとＳ１Ｂは、評価機器Ｔ１に供給される。評価機器Ｔ１は、差分演算（Ｓ１Ａ−Ｓ１Ｂ）によってＳ１ＡとＳ１Ｂを比較して、その差の大きさの絶対値が基準値Ｖを上回るのか、或いは上回らないのかを調べる。その差の大きさ（Ｓ１Ａ−Ｓ１Ｂ）が基準値Ｖを上回らない場合、即ち、基準値によって規定される−Ｖ〜＋Ｖの範囲内に有る場合、エラー信号Ｆが出力される。図３には、この信号の状況が図示されている。
【００３２】
走査信号Ｓ１ＡとＳ１Ｂの比較機能及び比較結果の検査機能は、共に評価機器Ｔ１に統合されている。この場合、トリガーモジュールＴ１，Ｔ５，Ｔ９として構成された評価機器は、ウィンドウトリガー又はウインドウ比較器とも呼ばれる。
【００３３】
ここで、本発明にもとづき、少なくとも一つの走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂに依存して、この範囲（−Ｖ〜＋Ｖ）を決定するための適合機器Ｒが配備されている。図１による例では、適合機器Ｒは、符号語ＣＷの算出に寄与する全ての走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂに依存して、基準値、ここでは、特に、範囲（−Ｖ〜＋Ｖ）を決定する役割を果たす。そのために、符号語ＣＷの算出に寄与する全ての走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂを合算する。適合機器Ｒは、その合計に比例して値Ｖを決定し、そのため範囲（−Ｖ〜＋Ｖ）を決める基準値Ｖを評価機器Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９に提供している。基準値Ｖの決定は、例えば、次の通り、線形又は非線形関数にもとづき行うことができる。
【００３４】
Ｖ＝Ｐ×（全ての走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂの合計）
又は
Ｖ＝Ｐ×（全ての走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂの合計）2 
又は
Ｖ＝Ｐ×（全ての走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂの合計）＋Ｋ
ここで、Ｐ＝比例係数、Ｋ＝定数
符号Ｃが汚れている場合、走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂの振幅が低下し、それによって、符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のそれぞれ二つの部分領域Ａ，Ｂの走査信号Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ：Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ；Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂの差も低下する。そのような影響が有る場合に、それにも関わらず尚も確実に符号情報Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を得るために、動作している間連続的に、即ち、動的に、特に、振幅の低下に比例して値Ｖを低下させて、それにより範囲（−Ｖ〜＋Ｖ）も縮小させる。この措置によって、より少ないエラー信号Ｆが発生することとなるので、位置測定装置の稼働率が向上する。そうすることによって、位置測定装置が障害となる確率が著しく低下し、そのため信頼性が向上する。合算された走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂは、電気的なパラメータ、特に、電流となる。
【００３５】
局所的又は部分的な影響を考慮するために、有利には、基準値Ｖ又はＯを算出する際に全ての走査信号Ｓ１Ａ〜Ｓ３Ｂを使用しないものと規定することができる。例えば、第一の適合機器において、符号Ｃの第一の走査範囲の走査信号から、第一の基準値を決定して、それにより第一の範囲を決定し、第二の適合機器において、符号Ｃの第二の走査範囲の走査信号から、第二の基準値を決定して、それにより第二の範囲を決定する。第一の基準値は、第一の走査範囲からの走査信号又はそれから得られた差を評価する評価機器に供給される。第二の基準値は、第二の走査範囲からの走査信号又はそれから得られた差を評価する評価機器に供給される。このようにして、符号Ｃの複数の走査範囲に関する異なる適合機器によって、個別の局所的な基準値Ｖ及び／又はＯを決定することも可能であり、その場合そのために使用される走査範囲をそれぞれ測定方向Ｘに対して同じ長さとするか、或いは異なる長さとすることができる。個別の各符号要素に関しても、その符号要素の二つの部分領域の走査信号からのみ個別の基準値を算出することができる。
【００３６】
見易くするために、図１には、図示された瞬間的な位置で符号語ＣＷを算出するトリガーモジュールＴ１，Ｔ５，Ｔ９だけが図示されている。ここで、図４には、評価機器Ｔ１〜Ｔ１２の完全な構成が図示されている。走査機器ＡＥと符号Ｃの間の図示されている瞬間的な位置では、図１にもとづき詳しく説明した通り、奇数番目の検出器エレメントＤ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ７，Ｄ９及びＤ１１が符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の一義的な部分領域Ａ，Ｂと対向することとなるので、評価機器Ｔ１，Ｔ５，Ｔ９の出力が符号語ＣＷを算出する役割を果たす。瞬間的な位置が部分領域Ａ，Ｂの半分の長さだけシフトした場合、偶数番目の検出器エレメントＤ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０及びＤ１２が符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の一義的な部分領域Ａ，Ｂと対向することとなるので、評価機器Ｔ２，Ｔ６，Ｔ１０の出力がその次の符号語ＣＷを算出する役割を果たす。
【００３７】
符号語ＣＷを正しく算出するために何れの評価機器Ｔ１〜Ｔ１２を使用するのかは、選択機器Ｗで決定される。そのような選択機器Ｗの構成及び機能の例は、既に言及した特許文献２に記載されており、ここに特許文献２を参照することとする。
【００３８】
基準値Ｖは、有利には、位置測定装置が動作している間、連続的に（動的に、オンラインで）符号の実際の走査信号と適合するように調整される。しかし、位置測定装置の省エネルギー式タイミングでは、評価ユニットの状態が安定して初めて基準値を受け入れることが有意義な場合が有る。即ち、実際の基準値としては、タイミングの開始時に生じた基準値を受け入れず、その後のタイミングで生じる基準値を受け入れる。タイミングの所定の時点で基準値を保存しておき、新しい基準値が保存されるまで、その保存しておいた基準値を使用することが有利な場合も有る。この場合、例えば、その前のタイミングで算出した複数の基準値の平均値を算出することによって、その前に算出して保存しておいた複数の基準値から、実際の基準値を算出して、その基準値を情報の算出に使用することも可能である。
【００３９】
各符号要素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の二つの部分領域Ａ，Ｂは、光学的に走査することが可能な形に構成することができ、その場合走査光に対して、一方の部分領域Ａが透明又は反射性に構成され、他方の部分領域Ｂが不透明又は非反射性に構成される。しかし、本発明は、光学式走査原理に限定されるものではなく、符号要素は、磁気式、誘導式又は容量式に走査することが可能な形に構成することもできる。
【００４０】
走査信号Ｓの瞬間的な信号振幅を連続的に考慮することによって、基準値＋Ｖ，−Ｖは、連続的に符号Ｃの実際の特性と適合するように調整される。それは、基準値＋Ｖ，−Ｖの追尾又は追従制御方式にもとづき行われる。
【００４１】
絶対位置測定装置は、直線又は回転運動を測定するために用いることができ、その場合符号Ｃは一方の動く物体上に取り付けられ、走査機器ＡＥは他方の測定する物体上に取り付けられる。この場合、符号Ｃは、測定する物体上に直に、或いは測定する物体と更に連結された基準尺上に取り付けることができる。
【００４２】
この場合、測定する物体は、工作機械又は座標測定機械のテーブル及びスライダーとするか、或いは電気モーターのローター及びステーターとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による位置測定装置の模式図
【図２】エラー検査の原理図
【図３】図２によるエラー検査信号の図
【図４】本発明による別の位置測定装置の模式図
【符号の説明】
【００４４】
ＡＥ  走査機器
ＡＷ  評価機器
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３    符号情報
Ｃ    符号
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３    符号要素
Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ；Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ；Ｃ３Ａ，Ｃ３Ｂ    部分領域
ＣＷ  符号語
Ｄ    検出器ユニット
Ｄ１〜Ｄ１１    検出器エレメント
Ｆ    エラー信号
Ｋ    コリメータレンズ
Ｌ    光源
Ｏ    基準値
Ｒ    適合機器
Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂ；Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｂ；Ｓ３Ａ，Ｓ３Ｂ    走査信号
Ｔ１〜Ｔ１２    評価機器
Ｖ    基準値
Ｗ    選択機器
Ｘ    測定方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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