JPH0445764B2

JPH0445764B2 -

Info

Publication number: JPH0445764B2
Application number: JP58136902A
Authority: JP
Inventors: Ansonii Seshiru Maachi Adorian
Original assignee: ADORIAN MAACHI Ltd
Current assignee: ADORIAN MAACHI Ltd
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1992-07-27
Also published as: JPS5990013A; EP0100243A3; DE3376278D1; EP0100243A2; IN161036B; EP0100243B1; CA1232045A; US4572952A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は位置検出装置に関する。該位置検出装
置は１つの物体の他の物体に対する回転を検出す
る角度センサと直線状の運動を検出する線形セン
サの両者に適用されることができる。

〔従来技術〕

回転する軸の角度位置を検出することができる
種々の装置が存在する。これらの装置のうち最も
融通性のある装置の１つは光学的な軸位置エンコ
ーダであり、該エンコーダは軸に取付けられたデ
イスクを有しており、該デイスクは指標
（indicia）のトラツクにより形成された２進の目
盛り尺（スケール）を移動させ、上記デイスクの
半径方向に沿つて設けられた電気光学的検出装置
により上記デイスクから角度位置を読出すもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような技術により達成され得る精度は該２
進の目盛り尺の細かさと詳細部を識別する検出器
の能力に依存し、一般に、１つの回転を65536
（2¹⁶）個の区分に分割することが純粋に２進シス
テムにより正常の寸法内において達成され得る最
高の精度を表わすということは正常に承認されて
いる事項である。さらにアナログトラツクを付加
することにより１つの分解能について約2²⁰まで
の区分を得ることができ、上記アナログトラツク
において光学的な透過が角度回転につれて正弦又
は余弦様式で変化し、またこれらが、最も細かい
２進の区分間を補間するのに用いられる。これら
の精度の限度を達成することは、ガラスのデイス
ク上に写真技術により形成された高分解能のトラ
ツクおよびデイスクの半径方向に沿う極めて狭い
幅を検出する読取りヘツドを用い、その場合に読
取りヘツドとデイスクの間に極めて小さい間隙が
維持されデイスク上のトラツクの偏心性に極めて
厳格な制限が課せられるようにすることによつて
のみ可能である。

この形式の角度エンコーダは、全くその性質に
より、デリケートな装置である。この装置が耐え
得る衝撃負荷は、代表的には、単にガラスデイス
クの脆弱さのみから予期され得るものより小さい
のであり、その理由は、デイスクの相対的に僅少
な屈曲のために、デイスクが検出器を担持する読
取りヘツドに衝突することが許容されるからであ
る。これらの問題に対する実現可能な解は金属デ
イスク上に配設された反射性パターンに見出され
得るが、そのようなエンコーダの性能は形成され
得る反射性パターンの細かさと精度により制限さ
れる。

粗の目盛りの区分の間の補間を行うために試み
られている他の方法はデイスク上の目盛り尺トラ
ツクに明暗交互のバーが設けられたパターンを付
加するものであり、該パターンの一部が検出要素
の列を有する検出器上を像形成されるが、その態
様は、例えば組合わされた光学的格子の使用によ
り開発されたもののようなモアレフリンジのシス
テムの１つの形式を発生させるものであり、この
ことは増分式のエンコーダの設計においては知ら
れている。

しかし単なる計数用の格子線に反して、補間用
のためモアレフリンジ技術を用いるそのような試
みは幾つかの困難性を生じさせ、該困難性として
はバーパターン像におけるバーにより形成された
指標のピツチとその上に落ちる検出要素のピツチ
との間に維持されるべき小さな差異が本質的に伴
つていることがある。有効な程度の補間を実現す
るために光学的倍率を極度に正確に制御すること
が要求され、さらに補間装置とエンコーダの目盛
り尺の読取り装置との間における正確な機械的関
係を維持させる必要がある。それに加えて、バー
パターンの像のピツチと検出要素のピツチの間の
必要な少量の差は、或る数による分割へと導びか
れるが、このことは例えば精密な２進式の分割よ
りも、解析するのに不便である。この形式の分割
を用いた試みの他の問題としては、分割する前の
スケールの読みが代表的には目盛り尺のパターン
における個々の縁の遷移を検出することに依存す
るということがある。多くの場合汚れ又は髪の小
斑点がスケールの読みに誤差を誘発させるからさ
らに補間を行うことにおける効果が殆ど無い。

そのような位置センサの例が西独特許公開公報
第3150349号に開示されており、該公報において
バーのマーキングの光学像が光感応要素の線形、
すなわち一次元のアレイにより形成された検出器
上にある指標のトラツクを有するスケールとして
像形成される。そのような装置を満足に作動させ
るためには、検出器上のマーキングを像形成する
光学系は、倍率誤差又は像の半径方向変位が生じ
ない又は検出から生ずる誤差がないように極度に
正確に作動せねばならぬ。

本発明は少くとも従来技術の問題点の幾つかを
克服又は改善し得る位置センサを提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は２次元の感応要素アレイを有する検出
器の使用を提案する。そのようなアレイの使用は
とりわけ、指標の移動が感応要素の線に正確に一
致しない場合であつてもスケールのトラツクの指
標を検出器が検出することを可能にする。

好適にはスケールは少くとも２つのトラツクを
有し、該トラツクの一方の指標のピツチは感応要
素のピツチの１倍と２倍の間に（好適にはｎを２
より大なる整数とするときｎ／ｎ−１）あり、上記トラツクの他のピツチは感応要素のピツチより小
で（好適にはｎ／ｎ＋１）ある。これらの２つのトラツクを検出する感応要素の出力は位相差を有し
て展開される２つの信号を発生させ、該位相差か
らスケールとと検出器の相対位置が導出される。

スケールは、より粗である位置検出を提供する
他のトラツクを有することが可能である。知られ
ている位置センサにおけるように、感知要素のピ
ツチの整数倍のピツチをもつ指標を有する一連の
トラツクを設けることが可能であり、又は、粗の
位置情報を提供し得る感応要素のピツチの計算機
により生成された擬似ランダムの倍数をもつ１つ
のトラツクであつて他のトラツクが感知要素のピ
ツチより小なる分解能をもつものを設けることが
可能である。

上記スケールは例えば金属又はガラス製のデイ
スク上のバーのマーキングの光学像を反射又は透
過することにより形成され得る。２進のスケール
を用いる従来のエンコーダとは異なり、極度に細
かい精密度が回避されることが可能であり、また
はその代りに非常に小さい物理的寸法をもつスケ
ールを用いることが可能である。

もし独立に運動する２つのスケールが共通の検
出器について作用すると、２つのスケールの相対
位置が、検出器に対する各スケールの位置を求め
１つの結果を他の結果から減算することにより、
検出器の位置に無関係に、決定されることが可能
である。

規則的な間隔でスケールと検出器の相対的位置
を検出するために本発明に基く位置センサが用い
られ、それにより得られるデータは将来の位置を
予測するために用いられることが可能である。

〔実施例〕

第１図を参照すると、第１図はソリツドステー
ト形テレビジヨンカメラに用いられている在来形
式のCCD（チヤージカツプルドデバイス）又は
CID（チヤージインジエクシヨンデバイス）を概
略的に図解したものである。代表的には上記
CCD又はCIDはシリコンダイ２（通常は「チツ
プ」）により形成された検出器から成り、上記チ
ツプはその前面に長方形アレイ４を有し、該長方
形アレイは電気的に質問されることができる複数
の検出場所６から成る。このような検出の場所６
は慣例的に画素（ピクセル）と称される。この装
置は従来の集積回路技術に基いて構成され、検出
区域を被覆する光学窓を有する通常の集積回路パ
ツケージ内に装着されている。ここで述べる本発
明の実施例において用いられ得る代表的な装置は
256列と各列が256位置の正方形アレイ４内に設け
られた合計65536個のピクセル６を有している。

明らかなように、もし第２図に示される指標の
２進式のスケールの一部が最下位ビツト（LSB）
トラツクの１０の１つの区分８が検出器の列に沿
うピクセルの適切な数にまたがるようにエリアア
レイ検出器上を像形成されるならば、また該
LSBトラツク１０のエツジ転移が最も近いピク
セルに対する検出器上において識別されるなら
ば、検出器上のピクセルを上記LSB区分８内に
補間するように用いることができる。しかしこの
方法では、技術が遭遇する実用上の問題は、この
技術が不便なことに正確に維持されねばならぬ高
い光学的拡大を必要とすることである。さらに分
割の度合いが犠牲にされることがなければ、ま
た、LSBトラツク１０の区分８の有意の数が検
出器の１つの列上を像形成されることがなけれ
ば、そのような設計は、従来の光学式エンコーダ
のように、塵埃の一片または欠陥画素が目盛り区
分のエツジと一致した場合に誤りの読みを生じさ
せるという不利益を受ける。

これらの問題点の両者は本発明の補間システム
によつて克服され、該補間システムはモアレフリ
ンジを利用し該モアレフリンジは、バーのパター
ンにより形成される指標が該指標のピツチがピク
セルのピツチに完全にではないがほぼ等しいよう
に個別のピクセルアレイ上に像形成されるときに
発生する。

動作の原理が第３図に図解されている。上部は
明暗のバー（各バーが１つの指標である）のパタ
ーン１２を示し、該明暗のバーは７対の線（した
がつて各ライン対が２個の指標である）が16個の
ピクセルを覆う割合になつている。個々のピクセ
ルから得られる出力信号がすぐ上のヒストグラム
形態として図示され、このことから偶数で番号づ
けられたピクセルが三角状の上下波形１４に対応
しており、奇数で番号づけられたピクセルが反対
の位相状態で対応する波形１６を表わしているこ
とが判る。両者の波形は16ピクセル反覆間隔を持
つている。バーパターンの画像が検出器を横切つ
て運動させられると、出力信号の波形は反対方向
に運動させられるのであり、バーパターン１２の
正確に１つのライン対にわたる運動は出力波形１
４及び１６の位相の16個のピクセルの運動に対応
する。都合の悪いことに、センサ上の１対の線が
２ 2/7ピクセルの距離に対応しているので、この
手段では簡単な因子によつてバーパターン１２を
分割することが不可能であるようにみえる。

この困難性に対する解決法は、相異なる２個の
モアレフリンジのパターンを使用することであ
る。第３図の下半部を参照すると、16個のピクセ
ルと等価の９個のライン対（l_p）を有するバーの
パターンの像１８が僅かに出力振幅が小さいが上
述したバーパターンにより発生された出力波形に
非常に似ている出力波形２０及び２２を生成させ
るということが了解されるであろう。しかしこの
場合出力波形２０及び２２はバーパターン１８と
同じ方向に運動し、その場合に、バーパターンの
１ライン対の運動（１ 7/9ピクセル）につき１つ
の反覆距離（16ピクセル）をカバーする。再び隔
離を考慮すると、バーパターン画像１８の簡単な
分割可能であるようにはみえない。

ここで相異なるピツチを有する２つのバーパタ
ーン１２及び１８が検出器の異なる部分上を映写
され同時に移動する場合出力波形１４，１６及び
２０，２２の相対的な振舞を考えると、バーパターン１２については、7l_p＝16ピクセ
ルであり、従つて1l_p＝２２／７ピクセルである。

バーパターン１８については、9l_p＝16ピクセ
ルであり、従つて1l_p＝２７／９ピクセルである。

モアレパターン波形２０及び２２は反対方向に
運動することを考慮に入れつつ、もしバーパター
ン像１２及び１８が検出器上のｎ個のピクセルの
距離にわたり運動すると、該波形間の位相差は下
記のＸピクセルについて変化することになり、す
なわち、Ｘ＝16（ｎ÷２２／７）＋16（ｎ÷１７／９）＝16（ｎ・７／16）＋16（ｎ・９／16）＝（７＋９）ｎであり、したがつてＸ＝16nである。

各モアレパターン波形の運動はそれを発生する
像の運動に対して厄介な関係を個々に有するけれ
ども、該波形間の位相差は便利な倍数によつて変
化することが了解されるであろう。このことはア
ナログ回路よりもデイジタルによつて波形の移動
を解析することを可能にする。実際には個々の三
角波形１４，１６，２０，２２が交互のピクセル
から導出されるから、当該方式は計算が一べつし
て推察し得る１／16より１／８ピクセルへの直接補間を提供し得る。

一般的な場合について、２つのバーパターンが
下記の条件、すなわち、（ｎ−１）ライン対＝2nピクセル、（ｎ＋１）ライン対＝2nピクセル、にそれぞれ対応していると、１／ｎピクセル対して補間が行われる。

２つのバーパターンを用いることの極めて重要
な実用的な利点は、光学的拡大における変化が該
２つのパターンにより生成されるモアレフリンジ
の波長の反対の変化を生じさせることである。そ
の結果としては、当該方式によつて約±3.5％の
倍率の変化が許容され得るようになるが、単に１
つのバーパターン１８を用いた単一モアレパター
ン補間方式は±0.7％の倍率変化以上は許容され
ないということである。より高度の補間が要求さ
れる場合差異がさらに顕著になり、単一モアレパ
ターンは、実際の計器において複雑さが最も歓迎
されていない、自動倍率制御なしでは実質的に利
用できない。

モアレパターン波形の位相の決定は、最良の相
関が得られるまで系統的に基準の位相を変化させ
る、基準波形と相関をとることにより遂行され
る。詳細な処理技法は広く変化させることがで
き、そして従来技術の処理技法に似ているもので
あり得る。最も簡単な具体例において各波形は隣
接するピクセルとの比較により１ビツトの２進形
式に縮小され、カウンタにより発生する基準の方
形波と比較される。もつとも、両方のモアレパタ
ーンの波形をアナログ形式で記憶させることが実
用的である環境下においては、２つの波形相互間
の最良の相関関係を生成させる位相偏移を直接的
に確立することが可能であるという事情がある。

より洗練された方法は、デイジタル形式の各ピ
クセルに対応するモアレ波形の値を記憶させるこ
とである。その場合には、偶数番のピクセルから
の信号と、適切な180゜の位相差をもつ奇数番の画
素からの信号を、すべての信号を単一の波形にお
いて利用するという態様で、合わせることが実用
的である。また、画素間隔の分数だけ変位した基
準波形の影響を与えるために、個別のピクセル位
置について記憶させられた値の中間にある信号値
を計算することは全く実用的である。この方法に
より、２つのモアレ波形の間の位相差がピクセル
の小さい部分以内に確立されることが可能であ
り、究極的な精度は主として信号対雑音比の考慮
により決定される。

代表的にはピクセルの１／128（2^-7）又は１／256 （2^-8）であり得る直接補間を行う装置によりLSB
がかなり実質的な単位であり得ることが明瞭であ
る。そこで、LSBトラツクの各サイクルについ
て方形波の１サイクルを表現する代りに、擬似ラ
ンダムの２進のパターンの１つの反復を包含させ
ることが実用的になる。そのようなパターンは、
代表的には、検出器の全幅を仮想的に占有する可
能性があり、検出器上の位置は、検出器からの信
号とROMにデイジタル式に記憶されている基準
パターンとの相関により、最も近いピクセルであ
ると決定される可能性がある。パターンエツジと
ピクセルの両者における高度の冗長性を利用する
ことにより、目盛りと検出器の両者において欠陥
及び汚れとに塵埃から実質的に免除されることが
達成される。さらに実際のエンコーダにおいて、
幾つかの単純な２進のMSBトラツクの数が、
LSBパターンのどの特定のパターンが任意の時
点においてセンサ上存在するかを指示するために
要求される可能性がある。再び述べると、LSB
パターンの精密な位置が決定されているから、
MSBトラツク上の転移の予想される位置が知ら
れていることになるはずである。たとえ、これら
の位置が汚染のためにぼやける可能性があるにし
ても、検出器上に像形成されるMBSトラツクの
領域に適用される単純な「決定」技術が、正確な
MSBの読みが得られることを可能にするはずで
ある。

例示として、第４図は単純なエンコーダの設計
に適用された本発明の一例を図解している。16×
16のピクセルのアレイを有する仮想的な極めて単
純な検出器２４が仮定されており、従つて、第２
図に示される場合と同じ補間特性が可能である。
簡単にするため線図は線形のエンコーダを表わす
よう画かれており、もつとも、円形スケールに対
して曲率が検出器の寸法に対してそれほど大でな
くピクセルの列が特定のトラツクの限界内に収ま
ることが可能でないということを条件にして、円
形のスケールに対して同様に適用可能であること
は明らかであろう。検出器上の像として図示され
ているスケールは３経路の２進トラツク２６，２
８，３０から成り、該トラツクは例えば点３４と
３６の間が16ピクセル毎反復するパターンから或
るLSBトラツク３２の概略の位置を同定するの
に用いられる。LSBトラツク３２の両側に便宜
的に設けられているが必要ではない他の２つのト
ラツク３８，４０は補助要素補間システムのため
に要求されたバーパターンであり第３図のバーパ
ターン１４，１８に対応している。

LSBトラツク３２内の反覆パターン３４−３
６の目的は、記憶された基準波形とLSBトラツ
ク３２により発生された検出器２４からの信号と
の、既知の方法による、相関により上記パターン
３４−３６の検出器２４上の位置を決定すること
を可能にすることにある。この場合LSBトラツ
ク３２上の単一のエツジの転移は限界的ではな
く、最も近いピクセルに対する位置決定の精度は
スケール又は検出器の両者の汚れ又は欠陥によつ
ては実質的に影響されない。第３図に関連づけて
説明した補間トラツク３８，４０が、若しLSB
トラツク３２の位置が最も近いピクセルに対して
明らかに同定できぬ場合に完全に価値がなくな
る、１／８ピクセルの補間を実現可能にする。

図示される配列により得ることができる分解能
は下記のようである。

3MSBトラツク２６，２８，３０の場合は、３
ビツトの分解能、 1LSBトラツク３２の場合は、４ビツトの分解
能、２補間トラツク４０の場合は、３ビツトの分解
能、である。

10ビツト（1024パーツ）の分解能が単に６個の
トラツク及び96個のアクテイブどピクセルを有す
る設計から得られ、さらに精度が任意の個々のス
ケール分割の精密さには依存せず、装置の性能が
各アクテイブな列における４個又は５個のピクセ
ルまでの欠陥によつては影響されないことが了解
される。

第４図に示される読取りの方式を用いたエンコ
ーダの実用的な具体例が第５図に図解され、第５
図においてエンコーダ４２の主要部が１対のボー
ルジヤーナルベアリング４６により支持された回
転ハブアセンブリ４４を保持している。通常ベリ
ングを配置するのに用いられる突当部は図解を明
瞭にするため省略している。ハブアセンブリ４４
はシヤフト４８により駆動され、該シヤフトの角
度位置が可撓性カツプリング５０を通して決定さ
れるようになつており、角度位置読みの精度に影
響を及ぼす応力は伝達されない。ハブアセンブリ
４４に装着されたものが金属デイスク５２であ
り、その近くの５４として示された位置における
リムは角度位置に関するバーマーキングのパター
ンを形成する。バーマーキング５４の拡大像がレ
ンズ５８及びスプリツタブロツク６０により検出
器ののアレイ５６上に形成される。レンズ６４及
びブロツク６０と関連づけられているガリウムヒ
素ダイオード６２により照明が行なわれる。計器
はハブアセンブリ４４の近傍を位置６８において
ダストシール（図示せず）を有するカバー６６に
より完全に被覆される。この実施態様はバーのマ
ーキング５４の反射像として用いられる。

簡単のため第５図は慣用的にリーデイングヘツ
ドと呼ばれている１つの光学系統とデテクタを単
に示しているにすぎないが、直径の両端における
２つのリーデイングヘツドが科学計器の分野で良
く知られた方法により使用され、デイスクのスケ
ールの偏心から生ずる誤差を低減することが認め
られる。またリーデイングヘツドの他の倍率配列
が特定的な適用保証を可能にするはずである。

本発明の特徴は、デテクタ列における数多くの
ピクセル、小さい比率の１つのピクセルに対しス
ケール像の位置が決定できることである。従つ
て、列におけるピクセルが充分な場合システムの
分解能はMSBトラツクを分与するのに充分とな
り、１つのLSBトラツク及び２つのバーパター
ン補間トラツクがもはや用いられないということ
が続けて言える。この特性を示す配置は角度エン
コーダに対する明らかな適用を有し、該角度エン
コーダにおいてLSBトラツクは単一の円形パタ
ーンから構成され得る。そのようなパターンは擬
似乱数としてよくコンピユータで発生され、よつ
て基準との充分な相関が唯一の位置においてのみ
生ずることを確実化することが検査され得る。第
６図はこの形式のスケールについての可能な設計
を図解しており、第６図においてLSBトラツク
６８が1024区分から成り、該区分の各個が上記擬
似不規則順序にもとづく明又は暗のいずれかであ
る。外側のトラツク７０は明と暗が交互になつて
いる1026区分から成り、内側のトラツク７２は交
互に明と暗の1022区分から成る。２つのバーパタ
ーントラツク７０，７２は第３図のバーパターン
１４，１８の機能に対応している。簡単のため各
トラツクの一部のみが図示されている。

第６図のスケールは像がその上に投映され得る
第７図に概略的に図示した形式の特別のデテクタ
に関連づけて作動し得る。検出器７４は、方形ア
レイの代わりに３種の求心状リング７６を有し該
リングの各個が1024ピクセルから成つている。こ
の場合も各リングについて一部分のピクセルのみ
が図示されている。ピクセルに最も近いLSBパ
ターン６８の簡単な認定が完全な円を1024（2¹⁰）
個に分割するのに貢献し、このことに続けてセン
サ７４上の内側及び外側円のピクセル７６と関連
する２つのバーパターン７０，７２がさらに１／512 （2^-9）ピクセルに再分割することを可能にする。
単に３トラツク及び３リングのピクセルを有する
にすぎないスケールを用いているこのような明ら
かに簡単な方式が円を50万（2¹⁹）以上に分割で
きることが明らかである。さらに光学系統の倍率
が単に３つのトラツク６８，７０，７２の像がそ
れらの３つのそれぞれのピクセルリング７６を覆
うということが限界的に提供されないということ
が明らかである。当該装置の他の利益としては、
小さい摂動に関して回転軸に対するスケール又は
検出器に対する回転軸の偏心の効果が相関処理に
より本来的に解消されることがある。

実際には第６図に図解の形式の円形スケールが
在来のエリアアレイの検出器上を映写されぬのは
何故かということには理由がない。ピクセルがス
ケールに対し半径方向及び法線方向に整列されて
いるセンサ上の４つの領域が存在するにすぎない
のだが、多くの用途に十分であるように分解度を
得ることができる。

第６図及び第７図にそれぞれ示した実際的な計
器のスケール及び検出器についての可能な実施態
様が第８図に図解されている。シヤフト７８は一
端において半透明のオパールデイスタ８０を保持
し、該デイスク上にバーマーキングパターン８２
が形成されている。バーマーキング８２の像はレ
ンズ８６により検出器８４上に形成される。バー
マーキング８２はメタライズドプラスチツク光ガ
イド９０と関連しているガリウムヒ素レーザー８
８により裏面から照明される。従つてこの実施態
様においてはスケールはバーマーキングの透過性
像である。少くとも信号処理エレクトロニクスの
一部（詳細には図示しない）が計器９４の本体内
に包含された回路基板９２上に保持されている。
パワー及び信号接続がコネクタ９６を通して行な
われている。

本発明の他の可能な適用はエリアアレイデテク
タを用いる半導体式カメラの視界内の装置又はデ
ータポイントの位置を正確に位置決めすることで
ある。可能な配列が第９図に概略的に図解されて
おり、第９図は垂直及び水平座標軸として表わさ
れているエリアアレイデテクタ（特には図示しな
い）上の画素の一部９８を表わしている。各々が
検出器において16ピクセルの長さで向い合つてい
る２つのスケール１００が検出器上を映写されそ
して各スケールがLSBパターン１０２及び２つ
の補間バーパターン１０４を有している。第３図
に関連づけて述べたように図示のパターンからの
信号を適切に処理することは垂直及び水平方向の
両者について２つのスケール１００の位置を１／８画素まで精密に決定することができるようにな
る。このように検出器は単に300×400ピクセルを
有するように推定されているが、２つのスケール
の位置が2300×3000単位の分解能以上に対応する
範囲にわたつて決定され得る。さらに重複しない
ように提供された一時における視界において１つ
のスケール又は１対のスケール以上が存在し得る
ことが明らかである。

電気光学式検出器及びレンズ系統により形成さ
れる像を参照して上述したが、本発明の範囲内に
おいて他の実施態様及び構成が存在する。例えば
スケールはメタリツクパターンとして形成するこ
とができ、電気的に選択可能で電気光学式デテク
タのピクセルに対応しているメタリツクパツドの
アレイの近傍に接近させて配置することができ
る。２組の電極間のキヤパシタンスは検出器上の
照明に正確に類推させることができ、またスケー
ル位置を決定するため同様の方法を用いることが
できる。代替としてスケールは複数の気体の（又
は液体の）検出要素として気体（又は液体）源と
検出器の直列体とすることができる。この場合検
出要素は気体論理回路によつて解析され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用として適切な形式の代表
的なソリツドステート形エリアアレイの検出器を
表わす図、第２図は代表的な２進コード角度位置
目盛を図解する図、第３図はバーパターンが検出
器上のピクセルのピツチより大きい間〓及び小さ
い間〓を有するデテクタ上を映写された場合検出
器から得られる出力信号を図解する図、第４図は
本発明に基いて設計されたエリアアレイの検出器
の位置スケールの像を表わす図、第５図は本発明
に基く一実施例としての角度位置エンコーダの断
面図、第６図は角度スケールの変形形態を表わす
図であつて全体のスケールが検出器上に映写され
るように意図されているもの、第７図は第６図に
図示のスケールに関連づけて使用するように意図
された円形形式検出器の設計を図解する図、第８
図は本発明に基く他の実施例としての角度位置エ
ンコーダの断面図、第９図はエリアアレイの検出
器について本発明に従つて設計された１対の縮少
された像スケールを概略的に示す図、である。（符号の説明）、２……シリコンチツプ、４…
…アレイ、６……ピクセル、８……区分、１０…
…LSBトラツク、１２……バーのパターン、１
４，１６……波形、１８……バーのパターンの
像。

Claims

【特許請求の範囲】１２次元配列に展開している複数個の感知要素
を有する検出器であつて、該検出器における隣接
する感知要素が第１のピツチをそれらの間に有す
るもの；第１および第２の指標トラツクを有する少くと
も一つの目盛り尺であつて、該少くとも一つの目
盛り尺は該検出器に対し相対的に移動可能であ
り、該第１の指標トラツクの少くとも１部分の相
隣接する指標はそれらの間に第２のピツチを有
し、該第２のピツチは該第１のピツチの２倍より
小であるが、該第１のピツチよりは大きいもので
あり、該第２のトラツクの少くとも部分における
指標は第３のピツチを有し、かつ該第３のピツチ
は該第１のピツチより小であり、該第１のトラツ
クの該少くとも部分における該指標は該２次元配
列の第１の部分の感知要素に作用を及ぼし、該第
２のトラツクの該少くとも部分における該指標
は、該２次元配列の第２の部分の感知要素に作用
を及ぼし、該２次元配列の該少くとも部分のそれ
ぞれの感知要素はその感知要素と、該第１または
第２のトラツクの該指標における対応するものと
の間の重なりを検知する如く用いられ、かつ該重
なりに依存して出力信号を発生する如く用いられ
るもの；および、該２次元配列の該少くとも部分における該感知
要素の該出力信号を処理し、それによつて該検出
器に対する該少くとも１つの目盛り尺の位置を決
定するための手段；を具備することを特徴とする位置検出装置。２該少くとも一つの指標トラツクは指標の円で
あり、該２次元配列に展開している複数個の感知
要素は該感知要素の同心状の環を具備する、特許
請求の範囲第１項記載の装置。３２次元配列に展開している複数個の感知要素
を有する検出器であつて、該検出器における隣接
する感知要素が第１のピツチをそれらの間に有す
るもの；第１および第２の指標トラツクを有する少くと
も一つの目盛り尺であつて、該少くとも一つの目
盛り尺は該検出器に対し相対的に移動可能であ
り、該第１の指標トラツクの少くとも１部分の相
隣接する指標はそれらの間に第２のピツチを有
し、該第２のピツチは該第１のピツチの２倍より
小であるが、該第１のピツチよりは大きいもので
あり、該第２のトラツクの少くとも部分における
指標は第３のピツチを有し、かつ該第３のピツチ
は該第１のピツチより小であり、該第１のトラツ
クの該少くとも部分における該指標は該２次元配
列の第１の部分の感知要素に作用を及ぼし、該第
２のトラツクの該少くとも部分における該指標
は、該２次元配列の第２の部分の感知要素に作用
を及ぼし、該２次元配列の該少くとも部分のそれ
ぞれの感知要素はその感知要素と、該第１または
第２のトラツクの該指標における対応するものと
の間の重なりを検知する如く用いられ、かつ該重
なりに依存して出力信号を発生する如く用いられ
るもの；および、該２次元配列の該少くとも部分における該感知
要素の該出力信号を処理し、それによつて該検出
器に対する該少くとも１つの目盛り尺の位置を決
定するための手段；を具備し、該少くとも一つの目盛り尺は標識のパターンの
光学的な像である、ことを特徴とする位置検出装置。４該光学的な像が透過像である、特許請求の範
囲第３項記載の位置検出装置。５該光学的な像が反射像である、特許請求の範
囲第３項記載の位置検出装置。