JPH0387613A - 位置の絶対測定用容量型測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、直線的又は角度的な測定を行うための容量型
測定装置に係り、特に、位置の絶対測定を行うための、
改良されたｔ極配列を有する容量型測定用変換器に間す
るものである。

【従来の技術】

直線的及び角度的な測定を行うための多くの容量型測定
装置が開発されている。この容量型測定装置においては
、分離し、容量的に結合された電極のアレイがそれぞれ
取付けられた２つの支持部材又はスケールが、相対的に
移動され、２つのスケールの相対位置が、＠極のアレイ
によって発生された容量パターンの変化を感知すること
によって決定されている。典型的には、容量パターンは
、電極アレイの一方に複数の周期的な信号を印加し、電
極アレイの他方への伝達によって生じる信号のシフトを
測定することによって感知されている。 このような測定装置は、三次元座標測定システムや数値
制御された仕上機械のような大規模な測定装置から、携
帯型ノギスやマイクロメータ等のような小規模な装置ま
で、広い適用範囲を有している。

【発明が達成しようとする課題ゴ 容量型測定装置は、広く使われるようになりつつあるが
、これまでは、そのより広い適用を妨げる多くの問題点
に悩まされていた０問題点の主な原因は、従来の容量型
測定装置が、通常は相対測定のみ可能であり、絶対測定
は不可能であるという事実によるものである。即ち、測
定は、通常、基準位置に対するスケール位置の相対的な
変化を感知することによって行われており、電極アレイ
によって発生された容量パターンの変化を連続的に感知
して、パターンの繰返しをカウントする必要がある。更
に、相対測定は、測定の度毎に、その前に新しい基準位
置又は零位置が確立されることを要求し、このような装
置は、使い難いものとなっていた。 更に、相対測定装置のスケールが互いに変位可能な速度
が、達成可能な信号処理の速度によって限定されていた
。ＲＵち、一方では、スケールの変位が速過ぎると、カ
ウントミスを生じる。他方では、スケールの許容変位速
度を高めるには、高周波信号及び高級な信号処理回路を
用いる必要があるが、これは、測定装置のコストをかな
り高める。 スケール位置の絶対測定、即ち、各スケールの最終的な
測定位置のみに基づく測定を可能とすることによって、
上記に述べたような様々な問題が解決される。スケール
の零設定又は基準設定は、測定装置の組立ての際に行わ
れ、これに続く測定の際に設定を調整する必要がなくな
る。更に、スケール電極間の容量パターンは、スケール
の最終的な測定位置でのみ感知されればよいので、スケ
ールの移動速度についての限界がなくなる。又、電源も
、最終的な測定位置が測定されるときのみ接続されれば
よく、これは電力消費を大幅に減少し、太陽電池のよう
な小容量の電源を採用することすら可能になる。 発明者は、既に、絶対測定が可能な容量型測定装置を開
発しており、これは、米国特許第４４２０７５４号（以
下７５４米国特許と称する）の第１０図及び第１１図に
示されている。この装置は、並んだ関係で配列された送
信／受信電極アレイの、分離された第１及び第２の対を
利用している。送信電極のピッチと受信電極のピッチの
関係は、各アレイ対内では同一とされ、２つのアレイ対
間では、各送信／受信電極のピッチが若干具なるように
されている。２つの分離されたｎ相信号が２つのアレイ
対の各送信ＩＥ極に印加され、各アレイ対の各受信電極
から、２つの独立した信号Ｖ１とＶ２が（関係する伝達
及び検出電極を介して）得られる。絶対測定値は、２つ
の信号Ｖ１とＶ２間の位相差を測定することによって得
られる。 しかしながら、この７５４米国特許による測定装置の有
用性は限られていた０例えば、絶対測定値の計算は、２
つの独立した測定に基づくものであるため、各測定にお
ける小さな誤差が蓄積され、大きな位置測定誤差を生じ
ることがある。従って、各信号処理回路は、正確な絶対
位置測定を行うためには、正確に整合した実行性能を持
っていなければならない、更に、２つの測定が、厳密に
同時に行われなかった場合には、２つの測定が行われた
時刻間の、一方の支持部材の他方に対する非常に微小な
変位であっても、位置測定においては非常に大きな誤差
を生じることがある。 更に、７５４米国特許の測定装置は、２つの独立した電
極アレイの対を物理的に必要とするので、小さなサイズ
が要求される手持ち測定工具への適用が限られる。更に
、二重化された信号処理回路が必要なため電力消費も大
きく、携帯型測定装置への適用も限定される。 【課題を達成するための手段】 先行技術の上記及び他の問題点は、本発明に従って構成
された容量型測定装置によって克服される。 本発明による容量型測定装置は、相対変位可能であり、
少なくとも一方が測定軸に対して変位可能な第１及び第
２の支持部材を備えている。第１電極のアレイが、前記
測定軸に整列して第１支持部材上に配設されている。第
２電極のアレイが、前記測定軸に整列し、且つ、支持部
材の相対位置に依存して、第２電極アレイの異なる部分
が第１電極アレイと容量的に結合するようにされて、第
２支持部材上に配設されている。第３＠極のアレイが、
第２電極アレイに対して整列して、第２支持部材上に配
設されており、各第３電極は、測定軸上の基準位置に対
する第３電極の位置の所定関数である量だけ、対応する
第２に極からオフセ・ｙトされるように、第２電極の対
応する１つに電気的に接続されている。 この測定装置は、好ましくは、更に、前記電極オフセッ
トを感知するための、又は、該オフセ・ｙトが検出され
るような電場を発生するための、第１電極アレイに対し
て整列して第１支持部材上Ｇこ配設された第４ｔ［！装
置を備えることができる。 ここで、前記第１電極は、測定軸に対して互いに所定の
間隔だけ空けて配置され、第１電極の少なくとも１つの
グループが、少なくとも２つの近接した第１電極によっ
て規定され、前記第４電極装置が、各第１電極グループ
が広がる測定軸の距離に対応して測定軸に対して変化す
る形状を有する、少なくとも１つの細長い第４を極を備
えることができる。 更に、前記第１電極がピッチＰｔ　１で一様な所定間隔
を空けて配置され、前記少なくとも１つの第１電極グル
ープが波長Ｗｔ１を規定し、前記少なくとも１つの第４
″ｒ４極が、前記波長Ｗｔ１に対して所定の関係を有す
る波長Ｗｒ２にわたって周期的に変化する形状を有する
ことができる。 更に、前記少なくとも１つの第４電極が、波長Ｗｔ＜の
整数倍に実質的に等しい長さに広がるもの゛であること
ができる。 又、前記第２電極が、スケール波長Ｗｆを規定するピッ
チＰｒ　１によって、互いに一様に間隔を空けて配置さ
れることができる。 更に、対応する第２電極に対する前記第３電極の前記オ
フセットの変化が、前記基準位置に対する各第３電極の
位置の線形関数となるように、前記第３電極が、ピッチ
Ｐｒ　ｓとは異なるピッチＰｔ２によって互いに−様に
間隔を空けて配置され、前記波長ｗｒ　２　＝Ｗｔ　＋
　　（Ｐｔ　２／Ｐｒ　１　）であることができる。 又、前記第４電極の形状が、実質的に正弦波状であるこ
とができる。 又、前記第４Ｔ４Ｍ！の形状が、実質的に三角形状であ
ることができる。 又、前記第４電極の形状が、実質的に矩形であることが
できる。 又、前記第１電極がピッチＰｔ　＋の−様な所定間隔を
空けて配置され、前記少なくとも１つの第１電極グルー
プが波長Ｗｔ１を規定し、前記第４電極装置が、第４電
極の近接する対の間のピッチが、前記波長Ｗｔ　１に対
して所定の関係を有する波長Ｗｒ　２を規定するように
、互いに間隔を空けて配置された離散した第４電極の細
長いアレイを有することができる。 本発明の他の測面に従えば、第３電極と第２電極間の′
＠極オフセットの度合いが所定量だけ変化する第３電極
の占有空間範囲が、第１の測定範囲を規定する。 この測定装置は、更に、第２電極に対して整列して第２
の支持部材上に配設された第５′Ｆ４＠のアレイを備え
ている。第２電極の少なくとも１つのグループは、第５
′ｒ４極の対応する少なくとも１つのグループにそれぞ
れ電気的に接続されている。 少なくとも１つの第５電極グループ中の各第５電極は、
対応する第２を極から、少なくとも１つの第５電極グル
ープの中心に対する第５電極の位置の所定関数である量
だけオフセットされるように、且つ、電極オフセットの
度合いが、少なくとも１つの第５電極グループにわたっ
て前記所定量だけ変化し、更に、少なくとも１つの第５
電極グループによって占められる空間範囲が、第１の測
定範囲よりも小さい第２の測定範囲を規定するように、
第２ｔｆｌＩの対応する１つに電気的に接続されている
。 好ましくは、測定装置は、更に、少なくとも１つの第５
１！極グループ中の第５を極と対応する第２電極の間の
電極オフセットを感知するための、又は、該オフセット
が感知され得る電場を発生するための、第１送信電極ア
レイに対して整列して第１支持部材上に配設された第６
の電極装置を含むことができる。 更に、前記第１電極が、ピッチＰｔ　１で測定軸に対し
て−様な所定間隔を空けて配置され、第１電極の少なく
とも１つのグループが、少なくとも２つの近接する第１
電極によって規定され、前記少なくとも１つの第１電極
グループが波長Ｗｔ１を規定し、前記第２電極が、スケ
ール波長Ｗｆを規定するピッチＰｒｒで互いに−様な間
隔を空けて配置され、前記第２測定範囲が前記スケール
波長Ｗｆの整数倍であり、電極オフセット変化の前記所
定量が、前記波長Ｗｔ　１に実質的に等しいことができ
る。 更に、前記少なくとも１つの第４電極グループ中の前記
第４電極が、前記ピッチＰｒ　１とは異なる−様なピッ
チＰｔｓによって互いに間隔を開けて配置されることが
できる。 更に、前記ピッチＰｔ３が前記ピッチＰ「１より小さい
ことができる。 又、前記ピッチＰｔｓが、前記ピッチＰｒｔより大きい
ことができる。 本発明の更に他の側面に従えば、第２の電極は、ｍ細波
長Ｗｆを規定するピッチＰｒ１によって測定軸に対して
互いに間隔を空けて配置されており、第１電極の少なく
とも１つのグループが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の近
接した電極によって規定されている。この少なくとも１
つの第１″ｆ４８ｉ！グループは、波長Ｗｔを規定し、
各グループ内の第１電極は、グループ内において、−波
長Ｗｆ組以上距離に広がる所定グループ位置をそれぞれ
占有し、各グループの位置が、波長Ｗｔを微細波長に対
応する間隔に区分し、各間隔をＮ個の等しいセグメント
に分割することによって得られる、相対的に微細な波長
セグメント位置のグループの異なる１つの相対位置に対
応するように、位置されている。 本発明の他の側面に従えば、測定装置は、更に、周期的
に変化する励起信号を第４電極アレイに印加するための
励起信号発生器と、該励起信号に応答して各第１電極グ
ループ内の電極によって発生された出力信号の異なるセ
ットを選択的に組合せて、第１及び第２の合成信号とす
るための信号合成器を備えている。前記出力信号は、各
第１電極グループ内の第１電極によって相対的に占めら
れる物理的な位置の順番に従った第１の順序、及び、各
第１電極グループ位置が配列された中の、相対的にＲＭ
ｉな波長セグメント位置の順番に従って第２の順序で組
合せられる。 ここで、前記組合せの第１及び第２の順序は、異なる数
の順序とすることができる。 望ましくは、信号合成器が、更に、第１及び第２の合成
信号を差動的に組合せて、合成出力信号を発生するため
の回路を備えることができる。 更に、この信号合成器は、好ましくは、第１及び第２合
威信号のＮ個の組合せを発生する。ここで、各組合せに
おける第１及び第２合威信号中の第１電極出力信号は、
１つの組合せから次の組合せへと、順次増加するように
変化する相対的な空間位相位置に対応している。前記測
定装置は、更に、合成出力信号を復調して、対応する復
調信号を発生するための復調器と、第１及び第２合威信
号の組合せの１番目を選択して、第１の合成出力信号を
発生するための回路と、第１の合成信号に対応する第１
の復調信号が所定時間間隔だけ積分され、第１及び第２
合威信号の組合せの２番目が選択されて、対応する第２
復調信号が、前記第１の復調信号についての積分とは反
対方向に積分器出力を積分させるように第２の合成出力
信号を発生し、積分器出力が基準レベルに戻るまで第２
の復調信号が積分されるような、二重勾配積分を実行す
るための積分器と、第２復調信号の積分の積分時間を測
定して、該積分時間が所定限度値を越えるときに制御出
力を発生するための回路と、該制御出力に応答して前記
積分器をリセットし、第１及び第２合威信号の組合せの
１番目及び２番目の異なる対を繰返し選択的に印加して
、新しい第１及び第２合成出力信号を順次発生し、前記
積分時間測定回路から制御出力が発生されなくなるまで
、発生した第１及び第２の復調信号を前記積分器が積分
するようにするための回路とを備えることができる。 更に、前記第１電極出力信号の振幅が実質的に、前記第
１及び第２支持部材間の変位の正弦関数であり、前記第
２復調信号の前記積分時間のための前記所定時間限度値
が、前記第１及び第２合戒出力信号の比が実質的に線形
である範囲に対応することができる。 更に、前記第４電極手段が２つの第４電極を備え、更に
、各第４電極に対して、同−及び反転された位相関係に
ある２つの励起信号を選択的に印加する手段を備えるこ
とができる。 又、相対変位可能であり、少なくとも一方が測定軸に対
して変位可能な第１及び第２の支持部材と、前記測定軸
に対して整列して前記第１及び第２支持部材上に配設さ
れた、第１の所定波長に亘り前記支持部材間の変位の所
定関数に従って変化する第１成分、及び、前記第１所定
波長よりも短い第２所定波長に亘り前記支持部材間の変
位の所定関数に従って変化する第２成分を含む、容量性
伝達関数を有する複数の分離した信号伝達路を与えるた
めの電極アレイ手段と、該電極アレイ手段によって、こ
れに印加された励起信号に応じて発生された出力信号中
の前記第１及び第２伝達関数成分の１つによって生じる
変化を選択的に感知するためのフィルタ手段とを備え、
前記フィルタ手段が、前記電極アレイ手段中に含まれる
相補的な！極手段を有し、該相補的な電極手段が、第１
又は第２伝達関数成分が、前記第１電極アレイによって
発生された出力信号から得られるように、相補的電極手
段に反転及び非反転の位相関係で印加される励起信号に
応じて電場を発生するような形状とされることができる
。 更に、前記相補的な電極手段が、測定軸に対して所定の
関数に従って変化する形状をそれぞれ有する、第１及び
第２の相補的な細長い電極エレメントを備えることがで
きる。 更に、前記相補的な電極手段が、測定軸に対して間隔を
開けて配置された複数の電極対を備え、各対内の電極が
、相補的な位相位置を占めるようにされることができる
。 本発明の、上記及び他の様相及びそれらによる利点は、
好適な実施例に関する以下の詳細な説明中に記載されて
おり、又は、それから明らかである。

【作用及び効果】

絶対測定を行うための本発明による容量型測定装置は、
測定軸に関して相対変位可能な、第１及び第２の支持部
材と、第１支持部材上に配設された第１電極アレイと、
支持部材の相対位置に応じた異なる部分が、第１電極ア
レイと容量的に結合されるように、第２支持部材上に配
設された第２電極アレイと、対応する第２電極に電気的
に接続され、基準位置からの距離に従って変化する量だ
け、第２電極から空間的にオフセットされるように、第
２支持部材上に配役された第３電極のアレイとを備えて
いるので、２つの独立、＋１−測定を行ったり、２つの
独立した電極アレイの対や二重化された信号処理回路を
必要とすることなく、簡単な構成で高精度の絶対位置測
定を行うことが可能となり、小さなサイズが要求される
手持ち測定工具への適用も可能となる。 更に、第１波長に亘る所定関係に従って変化する一方の
成分、及び、第１波長よりも短い第２波長に亘る所定関
数に従って変化する他方の成分の、２つの成分を含む容
量伝達関数をそれぞれ含む、複数の分離した信号伝達路
を、池のアレイとの組合せで与えるための第４電極を、
第１支持部材上に配設した場合には、２つの成分の選択
的な空間フィルタリングが可能となり、同じ電極アレイ
を用いた分解能の異なる測定が可能となるので、これら
の測定を組合せて、拡大された測定範囲に亘る高精度の
絶対位置測定を行うことができる。

【実施例】

以下、携帯型の手持ち直線測定ノギスに適用された実施
例を参照して、本発明を説明する。しかしながら、本発
明は、このような測定装置に限定されず、直線及び角度
測定を行うための、大規模な測定装置から小規模な測定
装装置に亘る広い範囲に適用され得ることは、当業者に
よって容易に理解される。 本発明に従って構成された容量型直線絶対測定ノギス１
０の実施例が、第１Ａ図−第１Ｂ図、第２Ａ図−第２Ｂ
図、第３図及び第４Ａ図−第４Ｂ図に示されている。こ
れらの実施例は、測定位置の粗く低）分解能、中間分解
能及び微４［［１（高）分解能の絶対測定を行うように
され、７広い測定範囲に亘って非常に高精度の絶対測定
を可能とする。 ノギス１０は、基本的に、容量変換器１２と、該変換器
１２に電気的な励起信号を印加して、変換器１２によっ
て発生された出力信号を処理し、与えられた測定位置を
得るための電子測定装置（Ｅ　１ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍ
ｅａｓｕｒｉｎｇＡｐｐａｒａｔｕｓ）　１００とを備
えている。 前記変換器１２は、直線状の第１スケール又は支持部材
２０と、測定軸Ｘを規定するように、支持部材２０に関
して長手方向の軸方向変位を行うように、支持部材２０
上に摺動可能に取付けられた、直線状の第２スケール又
は支持部材３０とを備えている。従来と同様に、支持部
材２０及び３０は、好ましくは、物体の寸法測定が行わ
れるのを可能とする伸びたノギスアーム（図示省略）と
共に備えられている。支持部材２０と３０の間のギャッ
プは、好ましくは０．０５ｍｍ　（０，００２ｉｎｃｈ
）のオーダーである。 各支持部材上に、互いに向合う関係で、前記測定軸及び
各ノギスアームに対して整列して、符号２１ＯＡ、２１
０Ｂ、２２０Ａ、２２０Ｂ、３１０．３２０Ａ及び３２
０Ｂで示される７つの電極アレイが配設されている。以
下に詳細に説明する如く、第１Ａ図及び第４Ａ図の実施
例では、複数の周期的に変化する信号が、所定のＨ序で
ｔ極アレイ３１０に印加され、電極アレイ３２０Ａ及び
３２０Ｂの異なる電気的な形状によって発生された信号
が、測定のタイプ（粗、中間又は微４［）に従って感知
される。従って、第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例に関す
る説明を簡単にするため、アレイ３１０からアレイ３２
０Ａ及び３２０Ｂへの信号の伝達における電極アレイの
各機能に従って、電極のアレイ３１０を第１の送信電極
と称し、電極のアレイ２１０Ａ及び２１０Ｂを第１の受
信電極と称し、電極のアレイ２２０Ａ及び２２０Ｂを、
それぞれ、第２及び第３の送信電極と称し、電極のアレ
イ３２０Ａ及び３２０Ｂを、それぞれ、第２及び第３の
受信電極と称する。 第１Ｂ図及び第４Ｂ図の実施例においては、変換器１２
を通る信号の伝達方向が、第１Ａ図及び第４Ａ図の実施
例とは逆になっている。即ち、以下に詳細に説明する如
く、複数の周期的に変化する信号が、測定のタイプ（粗
、中間又は微＃Ｉ）に応じた組合わせで、電極３２２Ａ
、３２２Ａ’３２２Ｂ、３２２Ｂ’に印加され、電極ア
レイ３１０によって発生される信号が感知される。従っ
て、第１Ｂ図及び第４Ｂ図の実施例に関する説明を簡単
にするために、アレイ３２０Ａ及び３２０Ｂからアレイ
３１０への信号の伝達における電極アレイの各機能に従
って、電極のアレイ３１０を第２の受信電極と称し、電
極のアレイ２１０Ａ及び２１０Ｂを第２の送信電極と称
し、電極のアレイ２２０Ａ及び２２０Ｂを、それぞれ第
１及び第３の受信電極と称し、電極のアレイ３２０Ａ及
び３２０Ｂを、それぞれ、第１及び第３の送信電極と称
する。 図示されているように、様々な′ｆ４極構造の物理的な
形状は、好ましくは、変換器１２を通る信号の伝達方向
によらず同一である。特に、支持部材２０上に配設され
た電極アレイ２１０Ａ及び２１０Ｂは、同一の互い違い
に差込まれたアレイであり、好ましくは、図示したよう
に、同一の−様な幾何学形状を有する、分離され、電気
的に絶縁された電極２１２Ａ及び２１２Ｂの２つの互い
違いに差込まれた絶縁電極の列によって形成されている
。電極２１２Ａは、互いに間隔を開けて配置され、電＠
２１２Ｂも同様に、測定軸に沿って、所望の第１受信／
第２送信電極波長Ｗｒ１　（スケール又は微細波長Ｗｆ
　）を規定する−様なピッチＰｒ＋（対応するエツジ間
の距離）によって、互いに間隔を開けて配置されている
。 支持部材３０上に配設された電極アレイ３１０は、好ま
しくは、支持部材２０と３０の相対位置に応じて、電極
アレイ２１０Ａ及び２１０Ｂの異なる部分に容量的に結
合されるように、電極アレイ２１０Ａ及び２１０Ｂと向
合うように整列して配設された、分離したｔ［１３１２
のアレイを備えている。 各ｔ’ｆｆｆｉアレイ３１０及び２１０Ａ／２１０Ｂの
中の＃４極の相対的な間隔は、いくつかの考慮に基づく
ものである。第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例における本
発明による粗分解能測定は、Ｎ個（Ｎは３以上の数）の
周期的に変化する励起信号を、数の順序で第１送信ｔ＠
グループのピッチＰｉｌｌ（隣接するグループの先頭電
極間のエツジ間距離で規定）に対応する送信波長Ｗｊ１
に亘る所定の電圧変動分布を伴う電場を発生させるよう
に、Ｎ個の第１送信電極３１２に印加することによって
行われる。第１受信１ｃ極７レイ２１　ＯＡ／２１０Ｂ
は、第１送信電極アレイ３１０に対して、１送信波長Ｗ
ｔ　１に亘る第１の送信電極場を十分にサンプリングす
ることができる電極密度を有する必要があり、その結果
、第１送信電極アレイ３１０に容量的に結合された第１
受信電極アレイ２１０Ａ／２１０　Ｂの部分に亘る電圧
分布が、第１送信アレイに亘る電圧分布と実質的に同じ
となる。 更に、本発明によれば、第１Ｂ図及び第４Ｂ図の実施例
において、粗分解能測定は、第２受信電極アレイ３１０
からなるＮ個（ここでＮは３以上の数）のｔ極の各グル
ープからのＮ個の異なる出力を、第２受信電極グループ
のピッチＰｇに対応する受信波長Ｗｔ１に亘る電圧分布
を伴う電場を感知するように、数の順序で、信号処理器
（ｓ　ｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ＞　１０４の入
力に接続することによって行われる。第２送信電極アレ
イ２１ＯＡ／２１０Ｂも、同様に、１受信波長Ｗｔに亘
る第２の送信場を十分に発生できるように、受信波長Ｗ
ｔｌに対して十分な電極密度を有する必要がある。 従って、電極アレイ２１ＯＡ／２１０Ｂの電極分布の密
度は、送信／受信波長Ｗｔ１に対応する距離に亘って、
少なくとも３つの電＠２１２Ａ／２１２Ｂである必要が
ある。電＠３１２のピッチＰｔ＋は、従って、部分的に
は、所望の微細波長Ｗｆ、及び、少なくとも３つの電極
２１２Ａ／２１２Ｂが１波長Ｗｔ１内に配設されるとい
う要請によって決定される。 更に、同じ電極アレイ及び信号処理回路を用いて微細分
解能測定を行うために、電極３１２は、各電極グループ
内において、１波長Ｗｉ＋を微細波長Ｗｆに対応する多
数の間隔に分割し、且つ、各間隔をＮ個の等しいセグメ
ントに分割することによって得られる、相対的に微細な
波長セグメント位置の異なる位置をそれぞれ表わすＮ個
のグループの位置をそれぞれ占めるように、位置される
。 この電極配置は、個々の電極３１２の測定方向の幅を、
スケール波長に対して十分に大きくすることを許容する
。このことは、「改良された測定エレメント配置を有す
る容量型測定用変換器Ｊと称する出願人の継続中の米国
特許出［０７／２００５８０号（対応日本出願は特願平
１−１７１３７９号）に、より完全に記載されており、
ここに引用する。 第２Ａ図に示す如く、各グループ内の対応する電極３１
２は、好ましくは、接続エレメント３１４によって電気
的に連結されており、端のグループの１つの電極３１２
は、信号が変換器入力端子３１６に接続される順序に従
った所定の順序で、励起信号を各電極グループ内の各電
極３１２に印加するかく第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例
の場合）、又は、各電極グループ内の各電極３１２を、
所定の順序で信号処理器１０４に接続する（第１Ｂ図及
び第４Ｂ図の実施例の場合）ための、対応する変換器入
力端子３１６に接続されている。 第１Ａ図−第１Ｂ図、及び第２Ａ図−第２Ｂ図に示した
如く、支持部材２０上に配設された電極アレイ２２０Ａ
は、図示したように、を極アレイ２１０Ａに近接し、こ
れに対して整列して、その一方向に配置された、分離し
た電！２２２Ａのアレイを備えている。各電極２２２Ａ
は、接続Ｔ４極２２４Ａを介して、電Ｎ　２１２　Ａの
対応する１つに電気的に接続され、各電極２２２Ａが、
対応するｔ極２１２Ａから、測定軸に対して、測定軸上
の基準位置ＲＣ（図示省略）に対する＠極２２２Ａの位
置の所定の関数である量Ｄｃ（ｘ）だけ空間的にオフセ
ット又は変位し、更に、電極２２２Ａと対応する＠＠　
２１２　Ａ間のオフセットが、所定の最大粗測定範囲に
亘る波長Ｗｔ　＋又は波長ＷＣ（図示省略）を超える量
は変化しないようにされている。好ましくは、電極オフ
セットの度合は、線形関数とされ、基準位置に対する＠
極２２２Ａの距離が増加するほど増加するようにされて
いる。 しかしながら、電極オフセットと電極２２２Ａの相対位
置の間の関係は、任意の所望される非線形関数とするこ
とができることは容易に理解される。 好ましくは、電＠２２２Ａは、電極オフセットと電極２
２２Ａの相対位置の間に線形の関係を与えるように、図
示した如く、ピッチＰｒ、とは異なる−様なピッチＰｔ
２によって互いに間隔を開けて配置されている。このよ
うな配置において、オフセットＤｃ（ｘ）の度合は、次
式の関係を持つことができる。 ＤＣ（Ｘ）＝（Ｐｊｚ　　Ｐｒｙ）ｆ（ｘ）−（１）ず
　（Ｘ）＝Ｘ／Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・・・・・・・・・　（２）Ｄｃ、（Ｘ）
＝（（Ｐｔｚ　　Ｐｒ１）／Ｐｔ２１・Ｘ　　　　　　
　　　・・・・・・・・・（３）ここで、Ｘは、基準位
置からの電極２２２Ａの距離を表す。 電極オフセットの度合が関係する基準位置Ｒｅが、第１
図及び第２図の実施例のように、ノギスの粗波長Ｗｃの
一端に位置するか、又は、粗波長Ｗｃの中間位置、例え
ば第３図の実施例のように、中点に位置してもよいこと
は明らかである。 第１図及び第２図の配置においては、Ｔ４＃ｌオフセッ
トの度合が、各電極対に対して特有であり、これに対し
て、第３図の配置では、基準位置Ｒｃに対して対称に配
設されたＲ＠　２２２　Ａが、同一のオフセット度合を
有するが、図示されているように、測定軸に関して反対
の方向であることが理解される。従って、第３図の実施
例では、オフセットＤＣ（Ｘ）が、波長Ｗｉ＋の＋１／
２から波長Ｗｔ＋の一１／２の間で変化する。第３図の
実８１例の対称なオフセット形状の利点は、最大オフセ
ットＤＣ（Ｘ）が限定され、接続型４１ｉｉ２２４の傾
きの量及び長さが減少し、製造が容易となることである
。 支持部材２０上に配設されたｔ＠アレイ２２０Ｂは、図
示したように、ｔ　極アレイ２１０Ｂに近接し、これに
対して整列して、アレイ２２０Ａの反対側にある、分離
した電＠２２２　Ｂのアレイを備えている。＃４極２１
２Ｂのグループは、図示したように、接続電極２２４Ｂ
を介して電極２２２Ｂの対応するグループに電気的に接
続されている。 相互に連結された電＠２１２Ｂ及び電［１２２２Ｂの各
グループ内において、電極２２２Ｂは、それらが接続さ
れた関係電極２１２Ｂから、電極２２２Ａと電極２１２
Ａの場合と同じようにして、空間的にオフセットされて
いる。即ち、各グループ内のオフセット量Ｄｌｌ（Ｘ）
は、測定軸上の基準位置Ｒ＋ｇに対するグループ内の電
＠２２２Ｂの位置の所定関数（線形又は非線形）である
、又、電極２２２Ｂの各グループに広がる測定距離、即
ち、中間波長Ｗ１を超えるオフセットＤｍ（ｘ）の変化
は、波長Ｗｔ１と等しい、好ましくは、図示したように
、グループの基準位ｊｌＲｉが各グループの中心に位置
され、各グループ内のオフセットＤＩ　（×）が、基準
位置に関して、波長Ｗｊ１の＋１／２から波長ＷｔＩの
−１７２の間で対称に変化する。更に、中間波長は、好
ましくは、波長Ｗｔ１の整数倍の長さを有する。このグ
ループは、中間波長Ｗ！ｌに等しいピッチで繰返される
。 好ましくは、粗波長Ｗｅが中間波長ｗｍの整数倍とされ
、中間波長ｗｍが微細波長Ｗｆの整数倍とされる。更に
、中間波長Ｗ１１は、波長Ｗｉ＋の整数倍の長さを持つ
べきである。粗分解能測定は、どの中間波長内に測定位
置が存在するかを決定する必要があり、中間分解能測定
は、どの微細波長内に測定位置が存在するかを決定する
必要がある。 従って、中間測定の精度は、１微細波長よりも良くなけ
ればならず、粗測定の精度は、１中間波長よりも良くな
ければならない。 従って、粗、中間及び微細波長Ｗｃ　、Ｗｉ及びＷｆ間
の関係は、精度に十分な余裕を与えるように選択される
べきである０例えば、第２図の実施例では、Ｎ＝８、Ｗ
ｃ　＝４０Ｗｌ、Ｗｌ＝４０Ｗｆであり、粗及び中間測
定の１／３２０という補間分解能は、粗測定で、中間波
長の１７８内の測定位置を決定することを可能とし、中
間測定で、微細波長の１／８内の位置を決定することを
可能とする。これは、１波長以下という最大許容誤差に
対して非常に十分な余裕を有する。実際の設計において
は、例えばｗｔ＝ｉ、０２４　ｎであり、微細補間分解
能はＷｆ１５１２又は２μ躍である。 従って、合計の絶対測定範囲は、４０Ｘ４０Ｘ１゜０２
４ｍｍ＝１６３８ｎ＝１．６４ｉであり、全範囲に亘っ
て２μｍの分解能が得られる。 好ましくは、電′！ｆ１２２２Ｂは、ピッチＰｊ３によ
って互いに一様の間隔を開けて配置され、電極２２２Ｂ
のオフセットＤＩＳ（Ｘ）が、グループ内のＩＥ極の相
対位置の線形間数であるようにされる。 第１図及び第３図にそれぞれ示した如く、ピッチＰｔ　
ｓは、送信電極２２２Ｂのグループが拡がる距離（中間
波長Ｗｌ）は、電極２２２Ｂが接続される電極２１２Ｂ
の関係グループが拡がる距離以下（第１図）又は以上（
第３図）であることができる、第１図の配置の場合、全
ての電極２１２Ｂを対応する′ｒ４極２２２Ｂに接続す
ることができるが、全ての電極２２２Ｂを対応する電１
２１２Ｂに接続することはできないことが理解される。 第３図の配置の場合には、逆となることも理解される。 少なくとも第１図の配置の場合には、＄１２１２Ｂに接
続されなかったこれらの電極２２２Ｂ′を、接地された
導体２２５（第２図参照）に接続することが望ましいこ
とがわかった。 支持部材３０上に配設されたｉＳ極アレイ３２０Ａは、
好ましくは、相補的な形状を有する２つの電＠３２２Ａ
、３２２Ａ’からなる。これらの電極３２２Ａ、３２２
Ａ′は、互いに近接し、電極アレイ２２０Ａと向合うよ
うに整列して配設される０図示したように、電極３２２
Ａ、３２２Ａ’は、測定軸に関して細長い、周期的に変
化する形状を有している。電極３２２Ａ、３２２Ａ’の
有効長は、実質的に波長Ｗｔ　、の整数倍であり、好ま
しくは、波長Ｗｔ　ｔの整数倍に、補正因子ｐｔ２／Ｐ
ｒｔを掛けた数である。信号処理の観点から、第１図に
示す如く、正弦波状に変化する形状を有する電極が好ま
しい、しかしながら、第２図に示したような三角形状や
、矩形の形状も又使用できる。矩形形状の１つの形を第
４Ａ図及び第４Ｂ図に示す、ここで、電極アレイ３２０
Ａは、支持部材３０上に、電極アレイ２２０Ａと向合う
ように整列して配設された、分離した矩形電極３２４の
アレイからなる。　電極３２４は、−様なピッチを有し
、図示したように、信号処理回路（Ｓｉ（］ｎａｌ　Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ）　１０４　（第４Ａ図の場合）、又
は、信号発生器Ｒ（Ｓ　ｉｇｎａｌ　Ｇｅｎｅｒａｔｏ
ｒ）　１０２（第４Ｂ図の場合）の、正入力及び負入力
に交互に接続されている。電極３２４は、従って、以下
に詳細に説明する如く、所定波長Ｗｒ２を有する、測定
軸に対して周期的な形状を全体として有している。 第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例で、Ｎ個の増分的に異な
る周期的な変動信号（又は以下に述べるように信号のグ
ループ位相の組合せ）が、グループ内の電極の対応する
１つの各物理的な位置に従って、Ｎ個の第１送信電極３
１２の各グループに数の順序で印加されると、第１送信
電極３１２に亘る発生電場の分布は波長Ｗｔを有する。 この場分布は、第１受信電極２１２Ａに容量結合され、
その後、接続電極２２４を介して、基準位置Ｒｅからの
各第２送信ｔｉの距離に従って変化する、支持部材２０
に沿うオフセットＤＣ（Ｘ）により、第２送信電極２２
２Ａに接続される。 同様に、第１Ｂ図及び第４Ｂ図の実施例で、励起信号発
生器の出力が電極３２２Ａ及び３２２Ａ′に差動的に接
続されると、第１送信電極アレイ３２０Ａと第１受信ｘ
ｉアレイ２２０Ａ間の容量結合は、波長Ｗｒ２に亘って
正弦波状に分布する。 この結合分布を反映する電場が、第２送信電極アレイ２
１０Ａ上に発生し、次いで、第２受信電極アレイ３１０
によって感知される。第２送信電極アレイ２１０Ａ上の
電場の位置は、電極アレイ３２０Ａの正弦波状電極パタ
ーン（波長Ｗｒ　２を有する）に対応するが、電極３２
０　Ａのパターンがら、測定軸に沿って、量ＤＣ（Ｘ）
だけオフセットしている。この量Ｄａ（ｘ）は、基準位
置Ｒｅからの各第２送信電極２１２Ａの距離の関数であ
る。 第２受信＃４極３２２Ａ及び３２２Ａ’　　（３２４）
の幾何学的な構造は、これらの端子が差動的に（信号処
理器１０４又は信号発生器１０２に）接続された場合、
容量伝達関数のＷｔ酸成分強調し、一方、Ｗｆ酸成分圧
縮する空間フィルタとして作用し、その結果、電極オフ
セットＤｃ（ｘ）に依存する電場成分が検出される。 既に述べたように、支持部材２０上の所定基準位置に対
するオフセットの関係により、オフセットＤｃ（ｘ）が
支持部材の相対位置に対して関係付けられているので、
絶対位置測定が、ＤＣ（Ｘ）の指示値の測定と、関数Ｄ
ｃ＝ｆ（ｘ）の知識から決定される。 オフセットＤＣ（Ｘ）が線形の関数である好適な実施例
では、これは、電極３２２Ａ及び３２２Ａ′を、周期性
又は受＠／送信波長Ｗｒ　２を有する形状とすることに
よって容易に達成される。前記電極は、電！２１２Ａ及
び電極２２２Ａ間のピッチの相違に対して正規化された
１波長Ｗｔ　１の波長を有する電場成分を検出／発生す
る。即ち、電極３２２Ａ及び３２２Ａ’は、波長Ｗｔ　
、に対して次式のような関係を有する、波長Ｗｒ２に亘
る電場パターンを感知／発生するような形状とされる。 Ｗｒ　　２　＝Ｗｔ　　看　　（Ｐｔ　　２　／Ｐｒ　
　１　）　　・・・　（４）電極アレイ３２０Ｂは、電
極アレイ３２０Ａと同様な形状とされており、電極アレ
イ２２０Ｂに対して向合うように整列されて配設されて
いる。 特に、アレイ３２０Ｂの電極３２２Ｂは、アレイ３２０
Ａの電極と同様に、波長Ｗｔ＋に対して次式のような関
係を有する波長Ｗｒｓに亘って、電極２２２Ｂによって
発生された電場のパターンを感知するか（第１Ａ図及び
第４Ａ図の実施例の場合）、又は、電場パターンを発生
する（第１Ｂ図及び第４Ｂ図の実施例の場合）ような形
状とされている。 ｗｒ　３＝Ｗｔ　＋　（Ｐｔ　３／Ｐｒ　１　）・・・
（５）第１図に示した二重アレイ２１０Ａ及び２１０Ｂ
に代って、第３図に示す如く、電極２１２の単一アレイ
２１０を採用することができる。第３図の実施例で、電
極２２２Ａは、！＠２１２の一端に接続され、電極２２
２Ｂは、電極２１２の他端に接続されている。更に、電
＠２１２は、好ましくは、第１図に示したように、電極
間のスペースが、測定軸に平行に伸びる実質的に完全な
正弦曲線を形成するように、正弦波状の形状を有するこ
とができる。 Ｒ測測定モードにおいては、を極３２２Ａ及び３２２Ａ
’の端子は互いに電気的に接続される。 従って、電極アレイ３２０Ａは、波長Ｗｔ　＋の整数倍
に亘って伸びる一体の矩形状電極として実効的に作用す
る。同様に、を極３２２Ｂ、３２２Ｂ′の出力端子は、
互いに電気的に接続され、同様に、波長Ｗｔ＋の整数倍
に亘って伸びる実効的に１体の矩形状電極３２０Ｂを形
成する。第１受信４４極２１２Ａ／２２０Ａ、及び、ｒ
ｆｌｉ係する第２送信電極２２０Ａ／２１０Ａを通して
、第１送信電極３１２／３２ＯＡから第２受＠電極アレ
イ３２０Ａ（３２２Ａと３２２Ａ’の結合されたもの）
／３１０に結合された信号は、２つの支持部材の基準位
置に関して、第１受信／第２送信を極アレイ２１０Ａの
波長Ｗｒ＜に等しい波長の、支持部材２０及び３０間の
変位Ｘの関数として周期的に変化する。 同様に、電’１２１２Ｂ及び関係電極２２２Ｂを介して
、電極３１３と電極アレイ３２０Ｂ間で結合された信号
は、電極アレイ３２０Ａによって発生された信号に対し
て１８０°位相がずれた同様な周期関数に従う。 電極３１２と電極３２０Ａ／３２０Ｂの微細モード形状
間の、これらの信号伝達間数の形状は、電極３１２及び
２１２の形状に依存する。各電極の形状が矩形状である
ときには、伝達間数は、支持部材２０及び３０間の小さ
なギャップに対して三角波形状の合成物であり、ギャッ
プが増大するにつれて正弦波状となる。第１図に示した
ように、電極２１２を正弦波形状とすることによって、
支持部材間のギャップ寸法によらず、正弦波状の伝達関
数が得られる。 電極３１２の１番目に対して、上記した微細モードの伝
達関数Ｔｆ＋は、数学的に次式で表わされる。 Ｔｆ　＋　＝Ｃｆ　ｏ　＋Ｃｆ−３ｔｎ（２ｆＸ　／Ｗ
ｆ　）・・・・・・・・・（６） ここで、Ｃｆ　ｏは、一定の容量値、Ｃｆは、変動する
容量値の振幅である。 電極３１２の前記１番目から（Ｘ軸測定方向に）距Ｍｄ
だけ離れた＄＠３１２の２番目に対して、微細モードの
伝達関数Ｔｆ　２は、Ｔｆ　ｊ伝達関数に対するｄの関
数として、次式で表わされる。 Ｔｆ　　２　　（ｄ　　）　　＝Ｃｆ　　ａ　＋Ｃｆｘ
　　５ｉｎ（２ｒ　（ｘ−ｄ　　）／Ｗｆ　　１・・・
・・・・・・　（７） 既に説明し、且つ、引用した出願人の前記出願中で説明
したように、選択された＄極３１２間の間隔ｄにおいて
は、Ｎ個の電極のグループ中の電極３１２は、数微細波
長Ｗｆに亘って分布し、１グループ内の電極３１２の１
番目とｎ番目間の間隔ｄｎは、次式によって規定される
。 ｄｎ＝ｎ（Ｗｆ／Ｎ）＋Ｍｎ　−Ｗｆ　　−・−（ｓ＞
ここで、Ｍｎは、グループのｎ番目の電極が位置するス
ゲール波長間隔に対応する整数である。 微細測定に対しては、前記因子Ｍｎは、次式の関係が成
立するので、任意の整数値をとることができる。 ５ｉｎ（ｖ＋Ｍ２π）　＝　５ｉｎ（ｖ　）（Ｍが整数
の時）・・・・・・（９） グループ内の各「位相」位置における電極３１２に対す
る伝達関数は、従って、Ｍに依存せず、次式によって規
定される。 ’ｒｎ　＝ｃｒ　ｏ　十〇ｆ ｘ　　５ｉｎ（２π　（ｘ／Ｗｆ　　−ｎ／Ｎ）１・・
・・・・・・・　（１０） これは、グループ内のＮ個の電極３１２が、互いに３６
０／Ｎ”だけ位相がシフトされた正弦伝達関数を有する
Ｎ個の「位相」電極を構成することを意味している。 第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例に対する粗及び中間測定
モードにおいて、第２及び第３の受信電極３２０Ａ及び
３２０Ｂの出力は、差動的に接続される。即ち、処理さ
れる粗測定信号は、第２受信電＠３２２Ａ及び３２２Ａ
’からの信号の差であり、処理される中間測定信号は、
第３受信を極３２２Ｂ及び３２２Ｂ”からの信号の差で
ある。 第１Ｂ図及び第４Ｂ図の実施例に対する粗及び中間測定
モードにおいて、第１及び第３の送信電極３２０Ａ及び
３２０Ｂの入力は、それぞれ信号発生器１０２の正出力
及び負出力に差動的に接続される。即ち、粗測定モード
においては、電＠３２２Ａ及び３２２Ａ’が、それぞれ
正及び負の信号発生器出力に接続される。中間モードで
は、電極３２２Ｂ及び３２２Ｂ’が、それぞれ、正及び
負の信号発生器出力に接続される。 特に、粗測定モードについて説明すると（中間測定モー
ドについての説明も同様である）、第１図に示したよう
に、正弦波状の分割線によって互いに分離するような形
状とされた電１３２２Ａ及び３２２Ａ’の場合、′＠ｆ
＃１２２２　Ａと電１ｉｉ３２２Ａ間の容量は、支持部
材間の相対変位×の間数として、次式で規定される。 Ｃ’　　（Ｘ　）　＝ＣＣｏ　十ｃｃ ｘ　　５ｉｎ（２π　（ｘ／Ｗｒ　　２−　　ｎ／Ｎ）
１・・・・・・・・・　（１１） ここで、ＣＣｏは、一定の容量値、ＣＣは変動する容量
値の振幅である。 相補的な電極３２２Ａ’に対しては、対応する容量関数
は、次式で規定される。 Ｃ“（Ｘ　）　＝ＣＣｏ　＋ｃｃ ｘ　５ｉｎ（２π（ｘ／Ｗｒ　２−　ｎ／Ｎ）　）・・
・・・・・・・　〈１２〉 前記容量間数を差動的に合成すると、次式が得られる。 Ｃ（Ｘ　　）＝Ｃ’　　（ｘ　　＞　　−Ｃ”　（ｘ　
　）＝２ｃｃ　　ｓｉｎ　　（２ｙｃ　　（Ｘ／Ｗｒ　
　２ｎ／Ｎ））　　　　　　　　・・・・・・・・・（
１３）電極２１２Ａ及び電極２２２Ａを介して、電極３
１２の第１番目と電極３２２Ａ、３２２Ａ’間に伝達さ
れる信号に対する伝達関数は、電極２１２Ａによって発
生されるＲＭＡ波長による変調と、上記のように規定さ
れた容量関数を合成した関数であり、次式で表わされる
。 Ｔｃ＋（ｘ） ＝　（Ｃｆ　ｏ　十Ｃｆ　ｘ　５ｉｎ（２πｘ　／Ｗｆ
　）　１ｘ　（Ｃｃ　ｏ十ＣＣ５ｉｎ（２πＤ　（Ｘ　
）／ＷＣ）　＞（Ｃｆ　ｏ＋ｃｆ　　５ｉｎ（２πｘ　
／Ｗｆ　）　！ｘ　ｉｃｃ　ｏ　　Ｃｃ　　ｓｉｎ（２
πＤ　（ｘ　）　／ｗｃ　）　）＝　（Ｃｆ　ａ　＋Ｃ
ｆ　　Ｓｉｎ　（２πＸ　／Ｗｆ　）　ＩＸ　（２ＣＣ
Ｓｉｎ　　＜２ｙｒＤ　（Ｘ　）／Ｗｃ　）　）・・・
・・・・・・（１４） 電極３１２の前記１番目からＮ／２だけ位相位置がずれ
たｔ［１３１２の２番目は、反転されたその微細及び粗
正弦関数を共に有し、その電極３２２Ａ、３２２Ａ’に
対する伝達関数は、次式によって表わされる。 ＴＣ２（Ｘ） ＝（Ｏｆ　ｏ　　Ｃｆ　　５ｉｎ（２πｘ／Ｗｆ　）　
１ｘ　（２Ｃｃ　ｓｉｎ　　（２πＤ　（ｘ　）／Ｗｃ
　）　１・・・・・・・・・（１５） 電極３１２の２番目と電極３２２Ａ、３２２Ａ′間の信
号、即ち、電極３１２の１番目とｔｆ！３２２Ａ、３２
２Ａ’間で伝達された信号の逆の信号の伝達は、２つの
＠極３１２の組合せに対して次のような伝達関数を発生
する。 ＴＣ（Ｘ） ＝’ｒｃ　１　　（ｘ　）　　’ｒｅ　２　（Ｘ　）＝
４Ｃｆ　ｏｃｃ　ｓｉｎ　　（２πＤ　（ｘ　）／Ｗｃ
　）　）・・・・・・・・・　（１６） 合成された伝達関数は、従って、電極２１２の微細波長
変調には依存せず、電極２１２と関係電極２２２Ａ間の
オフセットＤ　（ｘ　）にのみ依存している、この依存
性は、粗位置測定を行うのに利用される。 上記の説明から、本発明による変換器′＠極配置は、空
間フィルタとして利用でき、そのフィルタ作用は、変換
器の幾何学形状の所望の成分（電極２１２の微細波長変
調、又は、オフセットＤ（×）を示す電極３２０Ａ、３
２０Ｂに拡がる調整された波長Ｗｔの信号分布）を抽出
して、他の成分を除去するために、電極３２２Ａ、３２
２Ａ’及び３２２Ｂ、３２２Ｂ’の異なる電気的な結合
を介してその幾何学形状を変化させることによって、容
易に変更可能である。 上記に記載したように、電極３２２Ａ、３２２Ａ′及び
３２２Ｂ、３２２Ｂ’は、異なる形状を有することがで
きる。その結果、各電極アレイの関ｇＡ電極間の分割線
は、正弦波状以外、例えば三角形状又は矩形状とするこ
とができる。このような他のｔ極配置も又、既に説明し
たような空間フィルタを与え、電！２２０Ａ、２２０Ｂ
と関係電極３２０Ａ、３２０Ｂ間の伝達関数が、次式の
条件を満足する限り、同様の効果を有する。 Ｃ（ｘ　）＝Ｃ（ｘ−Ｗｒ　２／２）　　・−１１７）
基準位置に対する各変換器出力信号波形の空間位置も又
、変換器支持部材２０及び３０の相対的な位置に依存し
ていることが理解される。このことが、−時的な信号の
位相シフトを測定することによって、測定位置の決定を
可能とする基本的な関係となっている。 本発明に従って、絶対位置測定は、前記原理に基づく、
少なくとも粗分解能測定及び微細分解能測定の組合・せ
から得られる。好ましくは、拡大された測定範囲に亘る
正確な絶対測定を行うために、粗、中間及び微細分解能
測定の組合せが利用される。 第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例においては、励起信号を
所定の順序で印加するか、又は、第１送信電極３１２へ
の位相を組合せ、第２／第３受信＄極３２０Ａ、３２０
Ｂの出力を接続して、差動測定モードに従う適当な空間
フィルタを与えることによって、同じ電極アレイを用い
た多重測定を行うことができる。又、第１Ｂ図及び第４
Ｂ図の実施例では、第２受信電極３１０からのＮ個の出
力を、信号処理器１０４に所定の順序で接続するか、又
は、位相を組合せ、第１／第３送信電極３２０Ａ／３２
０Ｂを信号発生器１０２に接続して、各測定モードのた
めの適切な空間フィルタを与えることによって、同じ電
極アレイを用いた多重測定を行うことができる。 電極３１０及び２２ＯＡ／２２０Ｂの幾何学的な配置は
、微細波長を有する容量関数に対してＮ個の分布された
位相位置を得ることが可能であり、且つ、数微細波長に
亘って伸びる、より長い波長を有し、電極２１０Ａ、２
１０Ｂ及び電＠２２０Ａ、２２０Ｂ間の各オフセットＤ
ｃ（ｘ）及びＤｎ（ｘ）を介して粗及び中間位置情報を
含む、Ｎ個の分布した位相位置が得られるようにされて
いる。 上記の異なる伝達関数は、本質的に容量関数である。各
測定波長Ｗｅ　、Ｗｉ　、Ｗｆ内の絶対位置は、各測定
モード（粗、中間及び６［）に対して、第１Ａ図及び第
１Ｂ図の実施例において、容量位置測定のための、多数
の興なる公知の回路によって測定される。その例には、
先に引用した出願人の前記出願に記載された回路や、出
願人の前記米国特許４４２０７５４に記載された回路も
含まれる。これらの回路は、異なる位相位置を有し、Ｎ
個の入力に亘って均等に分布された周期的な信号によっ
て、送信電極を連続的に励起することを基礎としている
。又、受信及び評価回路は、結果として生じる合成信号
の相対的な位相位置の測定を基礎としている。これらの
回路は、次のような条件によって、第１Ａ図及び第４Ａ
図の実施例（電極３１２が、励起信号が印加される第１
送信電極を構成）に容易に使用できる。 （ａ）選択された変換器の電極形状が、全ての測定モー
ドに対して同じ励起信号の接続順序を用いるものである
場合、粗、中間及び微細測定は、同一点に集まるように
接続された、上記の種類の３つの平行的な回路によって
行われ、絶対位置の値は、これらの測定による出力デー
タから計算される。 （ｂ　）選択された変換器の電極形状が、微細測定と中
間／ＩＩ測定では、異なる励起信号の接続順序を要求す
るものである場合、測定は、各測定モード間で時間的に
多重化されねばならない。 （Ｃ）￥ｌｌ、中間及び微細の３つの測定モードが、同
じ測定回路を通して多重化され順次行われる場合には、
各測定モードに対して、信号が、〈フィルタ及び積分の
時定数を許容する）安定した状態を得るための、十分な
時間が、測定値を取込む前にとられねばならない。 第１Ａ図及び第４Ａ図のノギスの実施例に対する電子測
定装置１００の好適な実施例を第５図に示す、この実施
例は、前記の連続信号位相測定法に比べて速く、３つの
モードの間で時間を調整する必要なく、共通の電子測定
回路を通して測定モード間で多重化することが可能であ
るという利点を有する。要するに、第５図の装置は、各
測定モードにおける励起信号の異なる「グループ位相」
の組合せによって発生される変換器出力信号の比を、二
重勾配アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換法を用いて測
定するものである。 説明をはっきりさせるため、以、下の説明は、第２図に
示したような電極形状を有し、次のようなパラメータを
有する変換器１２の説明実施例を参照して行う。 波長：Ｗｆ　＝１．０２４１ｍ、 Ｗｉ　＝４０Ｗｆ　＝４０　、０９６ｍｍ、Ｗｅ　＝４
０Ｗｎ　＝　１６３８．４ｕ第１送信電極のピッチ：　
Ｐｔ　＋　＝５／８　（Ｗｆ　＞励起信号「グループ位
相」組合わせの数二Ｎ＝８ Ｎ個の第１送信電極の各グループに対する励起信号接続
順序： 粗／中間測定モードでは １−２−３−４−５−６−７−８ 微細測定モードでは １−６−３−８−５−２−７−４ 図示したように、第５図の電子測定装置は、他の構成要
素の作動を制御し、測定データを組合せて必要な計算を
行うためのマイクロプロセッサ・コントローラ（ＭｉＣ
ｒＯＯｒＯＣｅＳＳＯｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　）１
１０と、コントローラ１１０によって発生された制御信
号１１２に応答して、励起信号４００の所定グループ位
相の組合せを発生するための変換器励起信号発生器（Ｔ
ｒａｎｓｄｕｃｅｒ　Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　Ｓｉｇｎ
ａｌ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）　１２０と、コントローラ
１１０によって発生された制御信号１１３に応答して、
第２受信電極アレイ３２０Ａの出力４１０と第３受信電
極アレイ３２０Ｂの出力４２０を異なる組合わせで選択
的に接続して、以下に詳細に説明するように、測定モー
ドに依存する次の処理を行うための変換器出力信号４３
０を発生するための変換器出力信号合成器（Ｔｒａｎｓ
ｄｕｃｅｒ　０ｕｔｐｕｔ　Ｓ　ｉｇｎａｌ　Ｃｏ１ｂ
ｉｎｅｒ　＞　１３０と、制御信号１１４に応答して、
変換器を通る異なる伝達路に対応する、連続的に発生す
る変換器出力信号４３０の対の振幅比を、各測定モード
における位置測定をコントローラ１１０で行うための時
間間隔Ｔに変換するための二重勾配Ａ／Ｄ変換器（Ａ　
／　Ｄ　　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４０と、コントロー
ラ１１０によって発生された出力信号１１５に応答して
、コントローラ１１０で計算された位置の値を表示する
ためのデイスプレィ（Ｄ　１ｓｐｌａｙ）　１５０と、
を備えている。 第５図に示した如く、前記変換器励起信号発生器１２０
は、好ましくは、周波数ｆｏの高周波の矩形波クロック
信号１２３を発生するためのタロツク発信器（Ｏ３Ｃ）
１２２と、反転又は非反転信号１２３の所定の順序（即
ち、グループ位相の組合せ）を発生するための変調器（
Ｍ　ｏｄｕ　１ａｔｏｒ　）１２８とを備えている。好
ましくは、前記クロック周波数ｆｏは、各クロック周期
が、所望の＠線波長分解能の１つの増分によって表わさ
れる位相シフトに対応するように選択されている。 前記変調器１２８は、好ましくは、図示したように、Ｎ
個のエクスクル−シブＯＲゲート１２８−１〜１２８−
８のアレイを備えている。各ゲートの一方の入力は、前
記クロック信号１２３に接続され、他方の入力は、コン
トローラの制御信号１１２に応答して、リードオンリー
メモリ１２６（ＲＯＭＩ＞によって発生されるゲート制
御信号１２７−１〜１２７−８に接続されている。 第６図の表に示す如く、制御信号１１２は、好ましくは
、４ビツトの２進数のワードである。ビットＵ、Ｖ、Ｗ
及びＦ／ＭＣによって規定されるそれらの値は、ＲＯＭ
１の出力１２７−１〜１２７−８の１６の異なるグルー
プ位相の組合せのいずれが発生されるかを決定する。前
記組合せのうち、８つが、微＃（Ｆ）測定モードのため
に使われ（ビットＦ／ＭＣ＝１　＞　、８つが、中間（
Ｍ）及びｍ＜ｃ＞測定モードのために使われる（ビット
Ｆ／ＭＣ＝Ｏ）、当業者であれば理解されるように、ゲ
ート制御信号１２７が低レベル（０）であるとき、関係
ゲート１２８によって発生される励起信号はクロック信
号１２３となり、ゲート制御信号が高レベル（１）であ
るとき、発生される励起信号は信号１２３に対して反転
されている。 第５図に示した如く、励起信号発生器１２０によって発
生された各励起信号４００は、好ましくは、連続した数
の固定された順序で、変換器入力端子３１６−１から３
１６−８の対応する１つに接続される。この変換器入力
端子３１６−１から３１６−８には、ｔ　＠がグループ
内で物理的に配列されている相対的な順番に従って、グ
ループ電極によって占められる相対的に微細な波長セグ
メント（位相）位置の順番とは逆に、Ｎ個の電極の各グ
ループ内の第１送信電極がそれぞれ接続される。即ち、
第１信号４００−１は、各グループ内の第１送信を極３
１２−１に印加され、第２信号４００−２は、各グルー
プ内の第２送信電ｆ！３１２−２に印加され、・・・、
Ｎ番目の信号４００−Ｎは、各グループ内のＮ番目の送
信電極３１２−Ｎに印加される。従って、粗及び中間モ
ードにおいて、４つの連続した非反転及び４つの連続し
た反転励起信号の順序からなる様々なグループ位相の組
合せが、各グループ内で非反転及び反転信号が印加され
る！極と共に、１つのグループ位相の組合せから次の組
合せへと、１電極グル一プ位相位置だけ連続的にシフト
される。即ち、第６図に示すグループ位相の組合せに＝
１に対しては、変換器入力端子３１６−１から３１６−
４に非反転励起信号が供給され、端子３１６−５から３
１６−８に反転励起信号が供給される０次の連続するグ
ループ位相の組合せ（Ｋ＝２）に対しては、端子３１６
−２から３１６−５に非反転信号が供給され、端子３１
６−６から３１６−１に非反転信号が供給される。以下
同様である。 これに対して、ｇ＆細測測定モードは、図示した実施例
に使われた電極形状のため、励起信号４００の同じグル
ープ位相の組合せが、グループ内の各電極の相対的な位
相位置（ｍ線波長セグメント位置）に従って、各グルー
プ内の第１送信電極に印加されねばならない、変換器入
力端子への励起信号発生器出力４００の接続が固定され
ているので、ｍ、ｍモードに対しては、第６図に示した
グループ位相の組合せの第２セツトを発生する必要があ
る。この第２セツトは、各入力端子３１６から相対的に
微細な波長セグメント位置への次のような関係を反映し
ている。 端子番号　　　電極セグメント位置 ３１６−１　　　　　　　　　１ ３１６−２　　　　　　　　　６ ３１６−３　　　　　　　　　３ ３１６−４　　　　　　　　　８ ３１６−５　　　　　　　　　５ ３１６−６　　　　　　　　　２ ３１６−７　　　　　　　　　７ ３１６−８　　　　　　　　４ 励起信号発生器１２０の出力４００は、好ましくは、代
わりに、各励起信号が入力端子に印加される順番を決定
する、＄制御可能なインターフェース回路を介して、変
換器入力端子３１６に接続することもできることが理解
される。この場合は、励起信号のグループ位相の組合せ
の１つのセットのみが発生されればよい、更に、例えば
Ｎ＝８、Ｗ　ｔ＋　＝９Ｗｒ　ｔであるような、他の変
換器！種形状に対しては、各グループ内で第１送信電極
によって占有される相対的にｍ、ｉａｙな波長セグメン
ト位置の順番が、数が大きくなる順序１−２−３−４−
５−６−７−８であり、これらの場合には、粗／中聞及
び微細測定の両者に対して、グループ位相の組合せの同
じセットを使用できることが理解される。 第５図に示した如く、前記変換器出力信号合成器１３０
は、好ましくは、測定モードを示す２ビツトワードのコ
ントローラ信号１１３に応答してリードオンリーメモリ
１３４　（ＲＯＭ２）によって発生される、２進数のス
イッチ制御信号１３３に応答する、符号１３２で示され
る電子スイッチングネットワークと、該スイッチングネ
ットワーク１３２の出力に接続され、発生する変換器出
力信号４３０を出力として発生する差動増幅回路１３６
とを備えている。 図示したように、前記スイッチングネットワーク１３２
は、４つの入力端子Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを有しており、この
それぞれに、前記変換器出力４１Ｏ及び４２０が接続さ
れている。スイッチＳ１１、Ｓｉ２．３１３．３１４、
Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３．３２４、Ｓ２５及びＳ２６は
、第７図に示す如く、制御信号１３３に応答し、その結
果、対応する制御信号が高レベル（第７図の’ｉ”　＞
であるときは、スイッチが第５図に示す上の位置（例え
ばスイッチ５１１）にあり、対応する制御信号が低レベ
ル（第７図の“０”〉であるときは、スイッチが第５図
に示す下の位置（例えばスイッチ５２１）にある、スイ
ッチ５ｌｌ−８２６は、図示したように互いに接続され
、その結果、発生信号４３０が、３つの測定モードのそ
れぞれに対して第７図に示した値を有するスイッチ制御
信号１３３に応答して、入力の次のような組合せを構成
する。 ｍ細（ＦＩＮＥ）： 信号４３０＝　（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）中間（ＭＥＤＩ
ＵＭ）： 信号４３０＝Ｃ−Ｄ 粗（ＣＯＡＲ３Ｅ）： 信号４３０＝Ａ−Ｂ 前記Ａ／Ｄ変換器１４０は、第５図に示した如く、励起
信号４００を発生するのに使われたと同じタロツク信号
１２３によって制御され、信号合成器１３０によって発
生された変換器出力信号４３０の振幅に比例する復調Ｄ
Ｃ変換器信号４４０を発生するための同期復調器（ＤＥ
ＭＯＤＵＬＡＴＯＲ）１４２と、制御信号１１４に応答
して、以下に詳細に説明する如く、変換器信号４４０の
対を二重勾配積分するための積分器（ＩＮＴＥＧＲＡＴ
ＯＲ）１４４と、積分器１４４で発生された積分出力信
号４５０の極性及びゼロクロスを検出して、以下に詳細
に説明する如く、コントローラ１１０で使用されるフィ
ードバック信号１１５を発生すルタメノ比較器（ＣＯＭ
ＰＡＲＡＴＯＲ）１４６を備えている。 前記コントローラ１１０は、前記変換器励起信号発生器
１２０、変換器出力信号合成器１３０及びＡ／Ｄ変換器
１４０を制御し、第８Ａ−８Ｅ図に示す流れ図に従って
、測定データを処理して位置の値を得るようにプログラ
ムされている。 第８Ａ図は、位置測定を制御する主測定プログラムを示
す、従来の方法によって、測定を開始するようにコント
ローラ１１０が起動されると（ステップ５１００Ｏ）、
粗、中間及び微細モード測定サブプログラムが順次実行
され、粗、中間及び微細分解能のスケール位置の値Ｍｃ
　、　Ｍｍ　、　Ｍｆが得られる（ステップ３１２００
，３１３００及び５１４００）、以下に詳細に説明する
如く、中間及び微細モード測定サブプロクラムは、それ
ぞれ、前のレベルの測定によって得られたスケール位置
の値を適当に補正するように作用する。 微細モード測定サブプログラムが終了して、３つのスケ
ール位置の＠Ｍｃ　、Ｍｉ及びＭｆの最終値が得られる
と、スケール位置の値は、絶対位置測定値Ｍｌ）に変換
される（ステップ５１５００）。 測定サイクルは、デイスプレィ１７０による位置測定値
の表示に関係する従来の処理動作を実行することによっ
て完了する（ステップ５１６００）、例えば、このよう
な処理は、好ましくは、零点オフセットのための位置測
定値の修正、位置測定値のインチ単位への変換、２進数
値の適切な出力フォーマット、例えば二進化十進数（Ｂ
ＣＤ）への変換、所望の表示フォーマットへの変換を含
むことができる。 以下に詳細に説明するように、各測定モードのための復
調された発生変換器出力信号４４０のＡ／Ｄ変換は、変
換器１２の図示した実施例のために設定されている。そ
の結果、スケール位置の値のデータにおける各増分変化
は、測定軸に対する変換器支持部材の相対変位について
、次のような関係を有している。 微細モード：１デ一タ増分 ＝１０２４１５１２＝２μ傭 中間モード＝１データ増分 ＝４０Ｘ１０２４／３２０ ＝１２８μｍ 粗モード＝１増分 ＝４０Ｘ１０２４／３２０ ＝５１２０μ橿 従って、スケール位置の値の対応する位置測定値への変
換（ステップ５１５００）は、単に、３つのスケール位
置の値を、次の重み付けの式に従って合成するだけでよ
い。 Ｍｐ　＝２Ｍｆ　＋１２８ＭＩＭ＋５１２０Ｍｃ・・・
　（１８） 第８Ｂ図−第８Ｄ図に示すように、３つの粗、中間及び
ｍ測測定モードのそれぞれにおいては、同じＡ／Ｄ変換
（ＡＤＣ）サブプログラム（それぞれステップ３１２４
０Ｓ３１３４０及び５１４４０〉が実行される。各測定
モードにおいて、コントローラ１１０は、最初に、以下
に詳細に説明するように、変換器励起信号４００のＮｆ
ｆ１ｌの可能なグループ位相の組合せのに番目を選択し
、信号合成器１３０を制御して、測定モードに適した変
換器出力信号４３０を発生する。 第８Ｅ図の流れ図を参照すると、ＡＤＣサブプログラム
に従って、コントローラ１１０は、まず、積分器１４４
を所定のｒ　ＯＪ出力電圧にリセットする（ステップ５
１７１０）、当業者であれば、積分器の零レベルが、必
ずしも絶対的なＯＶである必要はなく、回路の設計にお
いて、任意の電圧レベルを信号０レベルに選択できるこ
とが容易に理解される。 コントローラ１１０は、次いで、積分器が、復調された
発生変換器出力信号４４０を、所定時間周期Ｔｏの間、
積分するようにする（ステップ５１７２０）、次いで、
コントローラ１１０は、比較器１４６によって感知され
るように（信号１１６）、積分器出力４５０の極性を判
定しくステップ３１７３０）、感知された極性に従って
、極性指示定数Ｐを＋１又は−ｌにセットする（ステッ
プ３１７４０及び５１７５０）、次いでコントローラ１
１０は、Ｋ＋２Ｐの値に従って、変換器励起信号４００
の新しいに番目のグループ位相の組合せを選択する（ス
テップ５１７６０）、次いで、励起信号の新しいグルー
プ位相の組合せによって発生された、復調された変換器
出力信号４４０が、比較器１４６で感知されるように、
積分器１４４の出力が零に到達するまで積分される（ス
テップ３１７７０）、この２番目の積分に際して、積分
時間Ｔが、コントローラ１１０内の内部カウンタによっ
て測定される。この内部カウンタは、比較器出力信号１
１．６が積分器出力０を示すまでクロヅク信号１２３に
よってカウントアツプされる。 ２番目の積分の間に、積分器出力が、所定時間ＴｌａＸ
内にＯに到達しなかった場合には、各測定モードサブプ
ログラムは、ＡＤＣサブプログラムの外側のループに進
み（ステップ５１２５０．５１３５０．５１４５０）、
以下に詳細に説明する如く、ＡＤＣサブプログラムの最
初の積分のときに積分される最初の変換器出力信号４４
０を発生するために使用される励起信号のグループ位相
の組合せを変更する（ステップ５１７２０）。 上記のＡＤＣサブプログラムの目的は、ｉ）前記微細及
び￥１／中間伝達関数のためのゼロクロスに近い信号を
発生する、所定の測定モードのための励起信号のグルー
プ位相の組合せのセットから発生され得る変換器出力信
号の１つと、ｉｔ　）最初の信号から１／４波長だけず
れた伝達関数のための発生変換器出力信Ｓとの比を測定
することである。 第９図に示す如く、実際の測定位置×Ｐが、ゼロクロス
位置χＧに対して図示されたような位置にあると、第６
図に示した励起信号のに＝１のグループ位相の組合せに
よって積分器１４４で実行される第１の積分は、次式の
出力電圧Ｖ１を発生する。 Ｖ１＝Ｖ　５ｉｎ（２π（ｘ／Ｗ−１／８）１・・・・
・・・・・（１９） ここで、■は、励起信号４００の入力電圧、Ｗは、粗、
中間又は微細波長Ｗｃ　、Ｗｉ又はＷｆである。 第１の積分間隔の間、積分器の最終的な出力電圧は、電
圧■１に時間Ｔｏをかけた値となる。 第９図に示す如く、電圧Ｖ１が正（Ｐ＝１）であり、次
の積分間隔が、励起信号のに＋２＝３番目のグループ位
相の組合せから生じた変換器出力信号に対して実行され
ると、これは、積分器出力の逆積分を与える。即ち、積
分器に対する入力電圧は、次式の振幅ｖ３となる。 Ｖ３＝Ｖ　ｓｉｎ（２ｇ　（ｘ／Ｗ−３／８）１・・・
・・・・・・（２０） この信号は、第１の信号から９０°位相がずれているの
で（この例では負）、積分器出力は０に向かって減少す
る０時間Ｔで積分器信号がＯに到達すると、ＶＩＴｏ　
　Ｖ３Ｔ＝Ｏであり、従って、Ｔ＝Ｔ　ｏ　（Ｖ　１　
／Ｖ　３　）となる、ｖｉ及びｖ３はｘｐ、即ち、基準
位置に対する変換器支持部材の相対位置の正弦関数であ
り、ｖ３がＶｌから９００であるので、Ｔに対する上記
等式は、次式の正接（タンジェント）関数となる。 Ｔ＝Ｔｏ　　ｔａｎ（２π（ｘ／Ｗ　　１／８）１・・
・（２１） この正接関数は、２２．５＠　（Ｗ／１６）の角度まで
、はぼ線形である。従って、Ｔの値が、この範囲内にお
ける測定位置Ｘｐを決定するための更に線形の計算を行
うための測定データとして使われる。精度の向上が必要
な場合には、正接関数の線形関数からのずれが、これに
続くコンピュータ処理によって補正され得る。 正接関数における上記の直線性の利点を利用するために
、限定された空間範囲Ｘａ内においてのみ、励起信号の
所定のグループ位相の組合せが測定に使用され得る。所
定の最大値を有する第２積分時間Ｔとの比較が、測定が
、この範囲内で行われていることを保証する０時間Ｔが
所定の最大値を超えた場合には、最初の積分のために励
起信号の新しいグループ位相の組合せが使用され、所定
限度内の第２積分時間Ｔが得られるまで、処理が繰返さ
れる。 特定の例として、上記の変換器１２の説明実施例と共に
、３２０（即ち４０Ｘ８）のスゲール位置の値のデータ
増分を、好ましくは、各測定モードの１粗波長Ｗｃ及び
１ｇ間波長Ｗｎと等しくし、５１２　（６４Ｘ８）のス
ゲール位置の値の増分を、微細測定モードの１微細波長
Ｗｆと等しくすることができる。この場合、Ｘａ＝３６
０／１６）’の空間範囲は、粗及び中間モードでは、３
２０／１６＝２０のデータ増分に対応し、微４ＩＩＩｉ
１１１定モードでは、５１２／１６＝３２のデータ増分
に対応する。各測定モードにおける、これらの２つの値
より大きな計数値は、空間範囲Ｘａの外にある。 従って、積分時間Ｔｏ及びＴ＾ａＸは、粗及び中間測定
モードに対してはＴｎａｘ＝２０＝Ｔｏ　　ｔａｎ（３
６０／１６）に設定し、微細測定モードに対してはＴＩ
ＩａＸ　＝　３２　＝　Ｔ　。 ｔａｎ（３６０／１６）に設定される。 この関係は、粗及び中間測定モードにおけるＴＯに対し
ては４８クロック周期の値を発生し、微細測定モードに
対しては７７クロツク周期の値を発生する。 第８Ｂ図に示す如く、粗測定モードのサブプログラムは
、制御信号１３を発生して、既に述べたように、粗測定
モードに適した変換器出力４３０を発生するように変換
器出力信号合成器１３０をセヅトすることによって開始
する（ステップ５１２１０）、次にコントローラ１１０
は、第６図に示した粗／中間用組合せの中から、グルー
プ位相の組合せの数Ｋを選択する（ステップ５１２２０
）、好ましくは、最初の開始に続き、Ｋの値は、前の粗
測定の間に計算された値Ｋｃに等しく設定される。多く
の場合、測定位置の値の変化率が大きくない時は、この
選択基準は、測定されるべき位置に対する正しい値に非
常に近いＫの数の初期値を与える０例えば、電源オフモ
ードに続くノギスの測定開始時のように、先行するＫの
値が存在しない場合には、初期値として任意のＫの値を
使用できる。プログラムは、Ｋの正しい値に到達するま
で、粗測定モードを１返す。 Ｋの値が選択されると、変換器励起信号の対応するグル
ープ位相の組合わせが発生され（ステップ５１２３０）
、既に説明したＡＤＣサブプログラムが実行される（ス
テップ５１２４０＞、ＡＤＣサブプログラムによって発
生された第２積分時間Ｔの値は、粗測定モード用のＴ　
ｎａｘの値くここに記載した例示実施例に対しては２０
）と比較される（ステップ５１２５０）、２０より大き
なＴの値に対しては、Ｋの数が、ＡＤＣサブプログラム
によって発生されたＰの値によって、１ステツプだけ増
加又は減少するように調整される（ステップ９１２６０
）、その後、対応する新しいＫの数を、最初の変換器出
力信号４３０を発生するのに使われる励起信号の最初の
グループ位相の組合わせを選択するために用いて、測定
ループ（ステップ５１２３０−３１２６０）が再び繰返
される。 この処理は、ＡＤＣサブプログラムから、２０以下の時
間Ｔの値が得られるまで継続される。 次に、測定時間Ｔが所定限度内にあるＫの値によって、
値Ｋｃが更新される。Ｋｃの値は、次の粗測定のための
Ｋの初期値として使用されると共に、現在の粗スケール
位置に対する値ＭＣを得るためにも使われる。ここで説
明した例示実施例に対しては、次式の関係が成立する。 Ｍｃ　＝４０Ｋｃ　＋ＰＴ　　　・・・・・・・・・（
２２）例示実施例の場合、Ｍｅは、０〜３１９の範囲の
適当な値を持つことができる。計算されたＭＣの値が、
この範囲外であるときには、コントローラ１１０は、「
ラップアラウンド」の計算を実行する。即ち、３２１と
いう計算値を１という測定値と等しくし、−３という計
算値を３１７という測定値と等しくする。￥ｌＩ波長測
定の分解能を３２０に選択することによって、Ｍｃの値
の各増分が、中間測定モードにおける１／　（４０Ｘ８
）＝１位相ステップ（１つのに増分と等しい）に対応す
る。 第８Ｃ図に示す如く、中間測定モードのサブプログラム
は、実質的に、粗モードサブプログラムと同じである。 コントローラ１１０は、制御信号１１３を発生すること
によって、このサブプログラムを開始し、信号合成器１
３０が、中間測定に適した変換器出力信号４３０を発生
するように設定する（ステップ３１３１０）、次いで、
コントローラは、第６図に示した粗／中間用組合せの中
から励起信号のグループ位相の組合せのＫの数を計算す
る（ステップ３１３２０）、￥Ｉモードサブプログラム
とは異なり、中間モードサブプログラムは、粗モードの
計算によって得られた粗スケール位置の値Ｍｅを、次式
に従って使用する。 Ｋ＝Ｍｃ−Ｎ（Ｉｎｔ（Ｍｃ／Ｎ）ｌ・　（２３）ここ
で、Ｉｎｔ（Ｍｃ／Ｎ）は、ＭＣ／Ｎの比の整数値であ
る。 コントローラ１１０は、次いで、励起信号のに番目のグ
ループ位相の組合せが発生されるようにしくステップ３
１３３０）、ＡＤＣサブプログラムが実行されるように
する（ステップ３１３４０）、粗モードサブプログラム
と同様に、第２積分時間Ｔの値が２０を超えると、Ｋを
計算するのに使われたＭｃの値が、ＡＤＣサブプログラ
ムによって発生されたＰの値によって１ステツプだけ増
加又は減少するように調整される（ステップ３１３６０
）、その後、対応する新しいＫの数によって、測定ルー
プ（ステップ３１３２０−３１３６０）が再び繰返され
る。この処理は、所定限度内の第２積分時間Ｔの値がＡ
ＤＣサブプログラムによって得られるまで続けられる。 ＫＩの値は更新され（ステップ５１３７０）、中間スゲ
ール位置の値Ｍｉが、次式（例示実施例の場合）を使っ
て計算される（ステップ３１３８０）。 Ｍｌ　＝４０Ｋｌ　＋−ＰＴ　　　・・・・・・・・・
（２４）この中間測定モードも又、Ｍｌｌの値を得るた
めに、粗測定モードで採用されたと同様のラップアラウ
ンドの計算を利用している。１中間波長に対する分解能
として３２０を選ぶことによって、中間スゲール位置の
値の１つの増分が、微細測定モ−ドにおける１／　＜４
０Ｘ８）＝１位相ステップ（＝１つのに増分）に等しく
なる。 第８Ｄ図に示す如く、微細測定モードサブプログラムは
、中間モードサブプログラムとほぼ同じである。コント
ローラ１１０は、微細測定に適した変換器出力信号４３
０を発生するように信号合成器１３０を設定することに
よって、このサブプログラムを開始する〈ステップ５１
４１０）、コントローラ１１０は、次に、前に計算され
た中間スケール位置の値Ｍ１を使って、次式により、励
起信号の最初のグループ位相の組合せのＫの数を計算す
る（ステップ５１４２０）　。 Ｋ＝Ｍｒｇ　−Ｎ　ｆＩｎｔ（Ｍｕ／Ｎ））・　（２５
）励起信号のに番目のグループ位相の組合せが発生され
るようにした後で（ステップ５１４３０）、前と同様に
ＡＤＣサブプログラムが実行される（ステップ５１４４
０）、粗／中間測定モードと同様に、Ｔの計算値が限度
Ｔｎａｘ’を超えると、Ｋを計算するのに使われたＭｉ
の数が、ＡＤＣサブプログラムによって発生されたＰの
値に従って１ステツプだけ増加又は減少される（ステッ
プ５１４５０及び３１４６０）、もしこの調整によって
、Ｍｍの値が３１９１０の値を超えて増加又は減少した
ときには（ステップ５１４６２）、Ｍｃの値も、これに
従って１増分だけ増加又は減少される。その後、新しい
Ｋの数で測定ルーチン（ステップ５１４２０−３１４６
４）が再び繰返され、ＡＤＣサブプログラムによって限
度Ｔ　ｎａｘ内の時間Ｔの値が得られるまで処理が継続
される０次いで、Ｋｆの値がＫの最新の計算値によって
更新され（ステップ５１４７０）、微細スケール位置の
値Ｍｆが、次式（例示実施例の場合）を使って計算され
る（ステップ３１４８０）。 Ｍｆ　＝６４Ｋｆ　＋ＰＴ　　　・・・・・・・・・（
２６）図示した実施例に与えられた寸法において、値Ｍ
ｆは、０−５１１の範囲内の値を取ることができる。ｆ
ｌ！１の２つの測定モードと同様に、コントローラ１１
０は、Ｍｆの計算値がこの範囲を越えた場合には、ラッ
プアラウンド計算を実行する４例えば、５１３という計
算値は１という測定値に等しく、−３という計１！Ｌｆ
Ｍは５０９という測定値に等しイ、１ｔ１４８１波長Ｗ
ｆとしテ５１２　ｆ）　分解能Ｍｌを選択すれば、Ｗｊ
、１ＩｌｉＩスケ一ル位置測定における１つの増分が１
微細波長の１／　（６４Ｘ８）＝１１５１２に等しくな
り、これは、Ｗｆが１．０２４Ｍ１に等しい例示寸法で
は、２μｍに等しい。 主測定プログラムの変換ステップ５１５００は、既に説
明したように、３つの測定モードサブプログラムを全て
実行することによって得られるＭｃ、Ｍｌ及びＭｆの値
を使って実行される。従って、既に説明したように、粗
モードサブプログラムを実行することによって得られた
Ｍｅの最初の値は、中間及びＲ細モードサブプログラム
を実行する際に修正される可能性があり、Ｍｎの初期値
も、微細モードプログラムを実行する際に修正される可
能性がある。中間及び微細測定モードサブプログラムに
おいて、高位の波長測定データを低位の波長データから
の結果に基づいて続けて修正するために仮定がなされて
いることが理解される。それは、次の低位の波長におい
てはＫの数に対応する、高位の波長測定の最下位ビット
に、いくらかの曖昧さがあるからである。低位の波長測
定モードにおいて、Ｋ数の有効性が、ＡＤＯサブプログ
ラムにおいて、高いレベルの精度によってテストされる
。従って、低位の波長変換におけるに数の調整を、高位
の波長測定値に反映することによって、高位の波長測定
における曖昧さが解消され、正確な位置測定値が得られ
る。 第１Ｂ図及び第４Ｂ図のノギスの実施例に対する電子測
定装置１００′の好適な実施例を、第１０図を参照して
説明する。このノギスの実施例においては、励起信号が
印加される電極３２０Ａが第１送＠電極を構成し、電極
３２０Ｂが第３送信電極を構成している。 図示したように、第１０図の電子測定装置は、他の構成
要素の作動を制御し、測定データを組合せて必要な計算
を行うためのマイクロプロセッサ・コントローラ１１０
′と、コントローラ１１０′によって発生された制御信
号１１２′に応答して、励起信号４００’の異なる組合
せを、第１の送信電極アレイ３２０Ａ及び第３の送信電
極アレイ３２０Ｂに選択的に接続するための変換器励起
信号発生器１２０′と、コントローラ１１０′によって
発生された制御信号１１３′に応じて、第２受信電極ア
レイ３１０の出力４１０′の所定のグループ位相の組合
せを選択的に合成して、以下に詳細に説明する如く、測
定モードに依存する以後の処理を行うための変換器出力
信号４３０′を発生するための変換器出力信号合成器１
３０′と、制御信号１１４に応じて、変換器を通る異な
る伝達路に対応する連続した発生変換器出力信号４３０
′の対の振幅比を、各測定モードにおける位置測定がコ
ントローラ１１０′によってなされるような時間間隔Ｔ
に変換するための二重勾配Ａ／Ｄ変換器１４０と、コン
トローラ１１０′によって発生される出力信号１１５に
応じて、コントローラ１１０′によって計算された位置
の値を表示するためのデイスプレィ１５０とを備えてい
る。 第１０図に示したように、変換器励起信号発生器１２０
′は、好ましくは、周波数ｆｏを有する高周波の矩形波
クロック信号１２３を発生するためのクロック発振器１
２２と、コントローラの制御信号１１２′によって制御
されるリードオンリーメモリ１２６’　　（ＲＯＭ１′
）の出力に応じて、反転及び非反転信号１２３の選択さ
れた組合せを変換器励起信号４００′として発生するた
めの論理ユニット（Ｌｏｇｉｃ　　Ｕｎｉｔ　）　１２
８’とを備えている。好ましくは、前記クロック周波数
ｆｏは、各クロック周期が、所望の微細波長分解能の１
つの増分によって表わされる位相シフトに対応するよう
に選択されている。 前記論理ユニット１２８′は、好ましくは、図示したよ
うに、対応するＡＮＤゲ・−ト１２９−１から１２９−
４の一方の入力に接続された出力を有する、４つのエク
スクル−シブＯＲゲート１２８−１′から１２８−４　
’のアレイを備えている。 ＡＮＤゲート１２９−１から２９−４の出力は、それぞ
れ、電極３２２Ａ、３２２Ａ’　、３３２Ｂ及び３３２
Ｂ’のための変換器端子に接続されている。ゲート１２
９−１及び１２９−２は、それぞれ、コントローラの制
御信号１１２′に応じてリードオンリーメモリ１２６’
　　（ＲＯＭＩ’　）によって発生されたゲート制御信
号１２７−１’に接続された第２の入力を有する。ゲー
ト１２９−３及び１２９−４は、同様に、それぞれ、Ｒ
ＯＭ１′によって発生されたゲート制御信号１２７−２
′に接続された第２の入力を有する。 各エクスクル−シブＯＲゲート１２８−１’から１２８
−４’は、クロック信号１２３に接続された１つの入力
と、ＲＯＭＩ’によってそれぞれ発生された他のゲート
制御信号１２７−３’から１２７−６′に接続された他
方の入力を有する。 第１１図の表に示すように、制御信号１１２′は、好ま
しくは、２ビツトの２進数ワードであり、その値が、Ｒ
ＯＭＩ’の出力１２７−１’から１２７−６’のどの組
合せが発生されるかを決定する０図示したように、微細
（ＦＩＮＥ）モードにおいては、全てのＡＮＤゲート１
２９−１から１２９−４がイネーブルとされ、その結果
、励起信号４００−１’から４００−４’が、それぞれ
、第１送信電＠３２２Ａ及び３２２Ａ’及び第３送信電
極３２２Ｂ及び３２２Ｂ’に印加される。ここで、励起
信号４００−１’及び４００−２’は反転されず、励起
信号４００−３’及び４０〇−４′は反転される。中間
（ＭＥＤ　Ｉ　ＵＭ＞モードでは、ＡＮＤゲート１２９
−３及び１２９−４のみがイネーブルとされ、その結果
、励起信号４００−３′及び４００−４”のみが、それ
ぞれ第３の送信電極３２２Ｂ及び３２２Ｂ’に印加され
る。 ここで、励起信号４００−３’は反転されず、励起信号
４００−４　’は反転される。粗（ＣＯＡＲ３Ｅ）モー
ドでは、ＡＮＤゲート１２９−１及び１２９−２のみが
イネーブルとされ、その結果、励起信号４００−１’及
び４００−２’のみが、それぞれ第１送信電極３２２Ａ
及び３２２Ａ’に印加される。ここで、励起信号４００
−１’は反転されず、励起信号４００−４′は反転され
る。 第１１図の表は、各測定モードに対する励起信号４００
−１’から４００−４’の極性関係をまとめたものであ
る。 第１０図に示した如く、変換器出力信号合成器１３０′
は、好ましくは、測定モードを示すコントローラの信号
１１３′に応じてリードオンリーメモリ１３４’　　（
ＲＯＭ２’　）によって発生される２進数のスイッチ制
御信号１３３′に応じて動作する、符号１３２′で示さ
れる電子スイッチングネットワークと、スイッチングネ
ットワーク１３２′の出力に接続され、発生した変換器
出力信号４３０′を出力として発生するための差動増幅
回路１３６′とを備えている。 図示したように、スイッチングネットワーク１３２′は
、Ｎ個（図示した実施例では８個）のスイッチ５Ｌ−９
８を有しており、これらに、第２受信を極の端子３１６
−１から３１６−８に発生した変換器出力４１０がそれ
ぞれ接続される。第１２図の表に示したように、スイッ
チ１３２−１′から１３２−８’は、制御信号１３３′
に応じて作動し、対応する制御信号が高レベル（第１２
図の“１”）であるとき、第１０図中の上の位置となり
（例えばスイッチ１３２−１’から１３２−４’）、対
応する制御信号が低レベル（第１２図の“０”）である
とき、第１０図中の下の位置となる（例えばスイッチ１
３２−５’から１３２−８’）、スイッチ１３２−１’
から１３２−８′は、２つの出力を有している。上位置
に対応する１つは、増幅回路１３６′の負（反転〉入力
に接続され、下位置に対応する１つは、増幅回路１３６
′の正（非反転）入力に接続されている。第１２図に示
した如く、制御信号１１３′は、好ましくは、４ビツト
め２進数ワードであり、ビットＵ、Ｖ、Ｗ及びＦ／ＭＣ
によって親定されるその値が、ＲＯＭ２’の出力の１６
の異なるグループ位相の組合せのどれが発生されるかを
決定する。 ここで、８つはＩｔＨＵ（Ｆ）測定モードのために使わ
れ（ビットＦ／ＭＣ＝１）　、８つは、中間（Ｍ）及び
＠（Ｃ）測定モードのために使われる（ビットＦ／ＭＣ
＝Ｏ）。 既に説明したように、変換器入力端子３１６−１から３
１６−８は、それぞれ、電極がグループ内で物理的に配
置されている相対的な順序に従つて、グループ電極によ
って占有される相対的に微細な波長セグメント（位相）
位置の順序とは反対に、Ｎ個のｉ！極の各グループ内の
第２受信電極３１２に接続される。スイッチ５ｌ−３８
は、数の固定された順序で、変換器端子３１６−１から
３１６−８に接続される。その結果、スイッチＳ１は、
各グループ内の第１受信電極３１２−１に接続され、第
２スイ・ｙチＳ２は、各グループ内の第２受信電＠３１
２−２に接続され、・・・、Ｎ番目のスイッチＳ８は、
各グループ内のＮ番目の受信型′！ｆ１３１２−８に接
続される。従って、粗及び中間モードでは、各グループ
内の４つの連続した第２受信電極３１２からの変換器出
力信号４１０′の順序によって構成される様々なグルー
プ位相の組合せが、増幅回路１３６′の負入力に接続さ
れ、各グループ内の残りの４つの連続した第２受信電極
３１２からの変換器出力信号４１０′が、増幅回路１３
６′の正入力に接続される。ここで、各増幅回路の入力
に接続された各変換器出力信号は、１つのグループの位
相の組合せから次のグループへと、工電極グループ位相
位置だけ連続的にシフトされる。即ち、第１２図に示し
たグループ位相の組合せに＝１に対しては、端子３１６
−１から３１６−４からの変換器出力信号が、増幅回路
１３６の負入力に接続され、一方、端子３１６−５から
３１６−８からの出力信号は、増幅回路１３６′の正入
力に接続される１次の連続したグループ位相の組合せ（
Ｋ＝２）に対しては、端子３１６−２から３１６−５か
らの出力信号が、増幅回路の負入力に接続され、端子３
１６−６から３１６−１からの出力信号が、増幅回路の
正入力に接続される。以下同様である。 これに対して〈第１Ａ図及び第４Ａ図の実施例と同様に
）、微細測定モードでは、図示した実施例で使われた！
＠形状のため、各グループ内の第２受信電極３１２から
の変換器出力信号４１０′の同じグループ位相の組合せ
が、グループ内の各電極の相対的な位相位置（微細波長
セグメント位置）に従って、増幅回路１３６′の各入力
に接続されなければならない、スイッチングネットワー
り１３２′を変換器出力端子３１６に固定接続すれば、
微細モードに対して第１２図に示したグループ位相の組
合せの第２セツトを発生する必要がある。この第２セツ
トは、各出力端子３１６の相対的に微細な波長セグメン
ト位置に対する、次のような関係を反映している。 端子番号　　　　電極セグメント位置 ３１６−１　　　　　　　　１ ３１６−２　　　　　　　　６ ３１６−３　　　　　　　　３ ３１６−４　　　　　　　　８ ３１６−５　　　　　　　　５ ３１６−６　　　　　　　　２ ３１６−７　　　　　　　　７ ３１６−８　　　　　　　　４ 前記Ａ／Ｄ変換器１４０は、第５図に示したＡ／Ｄ変換
器と同一であり、詳細な説明は省略する。 コントローラ１１０′は、前記変換器励起信号発生器１
２０’、変換器出力信号合成器１３０′及びＡ／Ｄ変換
器１４０を制御し、第１３Ａ図−第１３Ｅ図に示される
流れ図に従って測定データを処理して位置の値を得るよ
うにプログラムされている。 第１３Ａ図に示す如く、位置測定を制御する主測定プロ
グラムは、第８Ａ図に示したものと同一であり、従って
、詳細な説明は省略する。 概して、第１３Ｂ図−第１３Ｄ図の粗、中間及び微細モ
ードサブプログラム、及び、第１３Ｅ図のＡＤＣサブプ
ログラムも、第８Ａ図−第８Ｅ図のサブプログラムと同
様である。但し、第１３Ｂ図−第１３Ｅ図のサブプログ
ラムにおいては、第８Ｂ図−第８Ｅ図のサブプログラム
の場合のように、励起信号の選択されたグループ位相の
組合せを変換器入力に印加する代わりに、変換器出力４
１０′が、所定のグループ位相の組合せで、増幅回路１
３６′の各入力に選択的に接続されている点が異なる。 即ち、第１３Ｂ図−第１３Ｄ図に示したように、３つの
粗、中間及び微細測定モードのそれぞれにおいて、同じ
Ａ／Ｄ変換（ＡＤＣ）サブプログラムが実行される（そ
れぞれステップ５１２４０’３１３４０’及び５１４４
０”　＞、各測定モードにおいて、コントローラ１１０
は、最初、以下に詳細に説明する如く、増幅回路１３６
′の入力に接続されるべき変換器出力信号４１０′のＮ
個の可能なグループ位相の組合せのに番目を選択し、励
起信号発生器１２０′を制御して、測定モードに適した
変換器入力信号４００′の組合せを発生する。 第１３Ｅ図の流れ図を参照すると、ＡＤＣサブプログラ
ムに従って、コントローラ１１０′は、まず、積分器１
４４を所定の「零」出力電圧にリセットするくステップ
３１７１０’　＞、コントローラ１１０′は、次いで、
積分器に、復調された発生変換器信号４４０′を、所定
時間間隔Ｔｏの間、積分させる（ステップ５１７２０’
　）、コントローラ１１０′は、次いで、比較器１４６
′によって感知された積分器出力４５０′の＠性（信号
１１６′を判定し、感知された極性に従って、極性指示
定数Ｐが＋１又は−１の値にセットされる（ステップ５
１７４０’及び５１７５０’）。 コントローラ１１０′は、次いで、変換器入力信号金戒
スイッチ１３２′の設定を変更し、Ｋ＋２Ｐの値に従っ
て各増幅回Ｆ＃１１３６′に印加されるべき変換器出力
信号４１０′の新しいに番目のグルー１位相の組番せを
選択する（ステップ３１７６０’）、その後、増幅回路
１３６′の入力に接続された出力信号の新しいグループ
位相の組合せによって発生された復調された変換器出力
信号４４０′が、比較器１４６によって感知される積分
器１４４の出力が０に到達するまで積分される（ステッ
プ３１７７０′）、この第２の積分の間、その積分時間
Ｔが、コントローラ１１０′内の内部カウンタによって
測定される。この内部カウンタは、クロック信号１２３
によって、比較器出力信号１１６が積分器出力Ｏを示す
までカウントアツプされる。第２積分間隔の間に、積分
器出力が所定時間Ｔ　ｌａｘの間に０に到達しない場合
には、各測定モードサブプログラムは、ＡＤＣサブプロ
グラムの外側のループに入り（ステップＳ１２５０’、
５１３５０’、５１４５０’　）、以下に詳細に説明す
る如く、ＡＤＣサブプログラムの最初の積分の間、積分
される最初の変換器出力信号４４０′を発生するのに使
われた変換器出力信号４１０′のグループ位相の組合せ
を変える（ステップ３１７２０’　）。 第１３Ｂ図に示す如く、粗測定モードサブプログラムは
、制御信号１１２′を発生することによって開始し、前
記制御信号１１２′が、既に説明したように粗測定モー
ドに適した励起信号４００−１′及び４００−２’を発
生するように励起信号合成器１２０′を設定する（ステ
ップ５１２１０）、コントローラ１１０′は、次いで、
第１２図に示した粗／中間用組合せの中からグループ位
相の組合せ数Ｋを選択する。好ましくは、第８Ｂ図のプ
ログラムに関係して既に説明したように、最初の開始の
後、Ｋの値は、先行する粗測定の間に計算されたＫｃの
値と等しく設定する。電源オフモードの後のノギスによ
る測定開始時のように、先行するＫの値が存在しない場
合には、初期値としてＫの任意の値が使用できる。粗測
定モードを通して、Ｋの正しい値に到達するまで、プロ
グラムは繰返される。 Ｋの値が選択されると、信号合成器１３ｏ′のスイッチ
Ｓ１から８８は、変換器出力信号４１０′の対応するグ
ループ位相の組合せを、増幅回路１３６′の各入力に接
続するようセットされ（ステップ５１２３０’　）、既
に説明したようにＡＤＣサブプログラム（第１３Ｅ図）
が実行される（ステップ３１２４０’　）、ＡＤＣサブ
プログラムによって発生される第２積分時間Ｔの値が、
粗測定モード用のＴ　ｎａｘの値（ここで説明している
例示実施例の場合は２０）と比較される（ステップ３１
２５０”　＞、２０より大きいＴの値に対しては、ＡＤ
Ｃサブプログラムによって発生されたＰの値に依存して
、Ｋの数が１ステツプだけ増加又は減少するように調整
される。その後、増幅回路１３６′の入力に接続される
出力信号４１０′の最初のグループ位相の組合せを選択
するために使われる新しいＫの数によって、測定ループ
（ステップ３１２３０′−５１２６０′）が再び繰返さ
れ、従って、最初の変換器出力信号４３０′が発生され
る。この処理は、ＡＤＣサブプログラムによって、２０
以下の時間Ｔの値が得られるまで続けられる。 次いで、測定時間Ｔが所定限度内であるＫの値によって
値Ｋｃが更新される（ステップ５１２７０’）、Ｋｃの
値は、次の粗測定用のＫの初期値として使用されると共
に、現在の粗スケール位置のための値Ｍｃを得るなめに
も使用される。ここで説明している例示実施例の場合、
次式が成立する。 ＭＣ＝４０ＫＣ十ＰＴ　　　　・・・・・・（２７）第
８Ｂ図の粗モードサブプログラムと同様に、コントロー
ラ１１０′は、ＭＣが適切な値の範囲外である場合には
、「ラップアラウンド」計算を実行する。 第１３Ｃ図に示す如く、中間測定モードサブプログラム
は、実質的に粗モードサブプログラムと同じである。コ
ントローラ１１０′は、制御信号１１２′を発生するこ
とによって、このサブプログラムを開始し、励起信号発
生器１２０′をセットして、中間測定に適した励起信号
４００−３′及び４００−４’を発生させる（ステップ
３１３１０’）、次いで（ステップ３１３２０′＞、コ
ントローラは、第１２図に示した粗／中間用の組合せの
中から、増幅回路１３６′の入力に印加されるべき出力
信号４１０′のグループ位相の組合せのＫの数を計算す
る。粗モードサブプログラムとは異なり、中間モードサ
ブプログラムは、粗モードの計算によって得られた粗ス
ケール位置の値Ｍｃを、次式に従って使用する。 Ｋ＝Ｍｃ　−Ｎ　（Ｉｎｔ（Ｍｃ　／Ｎ）−（２８）こ
こで、Ｉ　ｎｔ　（ＭＣ／Ｎ　’）は、比Ｍｃ　／Ｎの
整数値である。 次いで、コントローラ１１０′は、信号合成用スイッチ
５ｌｌ−３１８を動作させて、出力信号４１０′のに番
目のグループ位相の組合せを増幅回路１３６′の入力に
接続し、ＡＤＣサブプログラムを、発生信号４４０′を
使って実行させる（ステップ５１３３０’及び５１３４
０）、￥Ｉモードサブプログラムと同様に、第２ｖＩｉ
分時間Ｔの値が２０を越えるときには、Ｋの計算に使わ
れたＭｃＯ値が、ＡＤＣサブプログラムによって発生さ
れたＰの値に従って１ステツプだけ増大又は減少するよ
うに調整される（ステップ３１３６０′）、その後、対
応する新しいＫの数によって、測定ループ〈ステップ＄
１３２０’−３１３６０’　）が再び繰返される。この
処理は、所定限度内の第２積分時間Ｔの値がＡＤＣサブ
プログラムによって得られるまで続けられる。Ｋｎの値
は更新され（・ステップ３１３７０’　）、中間スケー
ル位置の値Ｍｎが、次式（例示実施例の場合）を使って
計算される（ステップ３１３８０’　）。 Ｋｎ　＝４０に４　＋ＰＴ　　　　・・・・・・（２９
）この中間測定モードも、Ｍｎの値を得るために、粗測
定モードで採用されているのと同様のラップアラウンド
計算を利用している。 第１３Ｄ図に示す如く、微細測定モードサブプログラム
は、中間モードサブプログラムとほぼ同様である。コン
トローラ１１０′は、励起信号発生器１２０′をセット
して、微Ｈ測定に適した励起信号４００−１”から４０
０−４’を発生させることにより、このサブプログラム
を開始する。 コントローラ１１０′は、次に、前に計算された中間ス
ケール位置の値Ｍしを使って、次式により、増幅回路１
３６′の入力に印加されるべき変換器出力信号４１０′
の最初のグループ位相の組合せのためのＫの数を計算す
る（ステップ３１４２０）。 Ｋ＝Ｍｒ＊　−Ｎ　（Ｉｎｔ（Ｍｒａ／Ｎ））−（３０
）出力信号４１０′のに番目のグループ位相の組合せが
増幅回路１３６′の入力に接続されるようにしてから（
ステップ３１４３０′）、ＡＤＣサブグログラムが前と
同様に実行される（ステップ３１４４０′＞、粗／中間
測定モードと同様に、Ｔの計算値が限度Ｔ　ｌａＸを超
える場合には、Ｋを計算するのに使われたＭｍの数が、
ＡＤＣサブプログラムによって発生されたＰの値に従っ
て１ステツプだけ増加又は減少される（ステップ３１４
５０’及び５１４６０’　＞、この調整によって、ＭＩ
の値が、その適切な範囲（例えば３１９１０の値）を上
方又は下方に超えた場合にはくステップ５Ｌ４６２’　
）　、Ｍｃの値も、これに従って、１増分だけ増大又は
減少される。その後、新しいＫの数によって測定ルーチ
ン（ステップ５１４２０’　−３１４６４”　）が再び
繰返され、ＡＤＣサブプログラムによって限度Ｔ　ｎａ
ｘ内の時間Ｔの値が得られるまで処理が続けられる２次
いで、Ｋｆの値が、Ｋの最新の計算値によって更新され
（ステップ５１４７０’　＞、その後、次式（例示実施
例の場合）を使って、微細スケール位置の値Ｍｆが計算
される（ステップ３１４８０’　）。 Ｍｆ　＝６４Ｋｆ　＋ＰＴ　　　　・・・・・・（３１
）他の２つの測定モードと同様に、コントローラ１１０
′は、Ｍｆの計算値が、その適切な範囲を越えたときに
はラップアラウンド計算を実行する。 前記の好適な実施例は、単に本発明を例示するものであ
り、本発明の精神及び範囲からはずれることなく、多数
の変形がなされ得ることが理解される。特に、ここで説
明した好適な実施例は、正確な絶対位置測定を行うため
に、粗、中間及び微細分解能の測定を組合せて行うよう
にされている。 本発明に従う粗分解能測定の中心的な様相は、基準位置
に対する送信／受信電極の位置の所定関数であるオフセ
ット関係で対になって接続された、第１支持部材２０上
のオフセットされた受信／送信電極配置を与えることと
、前記オフセット関数Ｄ（Ｘ）を感知するような、又は
、前記オフセットが感知され得る電場を発生するような
形状とされた他の電極アレイを与えることである９本発
明のこの測面ば、送信及び受信＄極の特定の分布や、容
量関数を感知するために採用された信号処理の方法には
依存しない。 第１送信／第２受信電極３１０が、Ｎ個の電極３１０の
グループの波長Ｗｊ１が全てのグループに対して同じで
あるような−様な分布を有することは、粗測定にとって
望ましいことではあるが、必要なことではない、＄極３
１０の分布と、電極２１０Ａ、２１０Ｂと電１３２０Ａ
、３２０８間のオフセットの割合に対した調整された第
２受信／第１送信電極３２０Ａ、３２０Ｂの形状との間
に対応関係があればよい、更に、１つのグループ内の電
極３１０の数Ｎは、最低２であってもよい。 更に、第１受信／第２送信電極２１０の分布は、本発明
による粗測定にとって、非常に重要なものではない、を
極２１０間の間隔は、完全にランダムであってもよい、
電＠３１０のグループを重合わせて、電極２１０及び電
極２２０を介した電極３１０と電ｆ！３２０の間で発生
する複数の伝達チャンネルの伝達関数を感知することに
よって、１波長Ｗｔ　＋当り１つより少ない電極２１０
によって￥ＩＩ測定を行うことも可能である。そのよう
なチャンネルの数が３以上であり、電極２１０の幅が波
長Ｗｔ１の整数倍でなければ、関数Ｄ　（Ｘ　）を測定
することが可能であり、従って、粗位置測定を行うこと
ができる。伝達チャンネルは、例えば第１Ａ図及び第４
Ａ図の実施例に対しては、第１受信電極及び第２送信電
極を介しての第１送信電極グループ中のＮ個の第１送信
電極の任意の１つと、第２受信電極の接続の１つとの励
起信号の接続から規定される。上記で説明したように、
■つの第２受信電極の接続は、反対極性の２つの接続で
あって、もよい、上記で説明した好適な実施例中でなさ
れているように、いくつかのそのような接続を加えるこ
とによって、よりはっきりした伝達チャンネルを得るこ
とができる。 各伝達チャンネルは、第１及び第２支持部材間の変位に
よって変化する（即ち×の関数である〉伝達関数を有し
ている。伝達関数の振幅は、全ての伝達チャンネルに対
して等しく、チャンネル間で（Ｘ方向に）位相シフトさ
れていることが望ましいが、必ず必要という訳ではない
、これらの伝達関数の形状は、例えば、正弦波状、三角
形状、又は他の所定形状であることができる。正弦波状
の伝達関数は、第１及び第２支持部材間のギャップに対
する伝達関数の形状の依存性が低いため望ましい、Ｘ方
向に１／４波長だけ位相がずれた２つの伝達チャンネル
は、原理的に、関数の周期長内の任意の位置を決定する
ために十分な情報を与える。従って、本発明に従って、
Ｎが２である動作装置を作ることも可能である。 電極アレイ３１０及び３２０が、規則的な周期的構造を
持つようにすることによって、測定システムを設計し、
その性能を予測することが容易となる。更に、電極３１
０又は電極３２０の少なくとも１つのグループの励起に
応じて、電極２２０によって発生される電場パターンの
電圧分布を直接感知することなく、オフセット関数Ｄ　
（Ｘ　）を感知することが可能である。オフセット関数
を感知する他の方法の例は、電極２１０及び＠極２２０
を介しての第１送信アレイ３１０とアレイ３２０間の信
号に対する、少なくとも２つの伝達関数に頼ることであ
る。測定方向に対する伝達関数間の形状及び関係がわか
っていれば、測定位置を、伝達関数の測定によって得る
ことができる。 本発明に従う測定変換器の、電極の同じセットを使って
ｇ＆細及び１１１／中間分解能測定を共に行うことがで
きる能力は、粗分解能測定用の電極アレイ２１０の形状
に限定がないことによって生じる。 従って、電極アレイ２１０には、Ｒ細分解能測定の要求
に合う周期性及び電極形状が与えられる。 従って、電極アレイ２１０には、ピッチＰｒ＋と、電極
３１０の電極ピッチ及び形状との組合わせで、電極３１
０及び３２０間に伝達される信号に波長Ｗｆの周期的な
伝達関数を与える電極形状が与えられる。ｇ＆Ａｆ［ｌ
波長Ｗｆに等しいピッチＰｒ　ｊ及びＷｆより小さい（
好ましくはＷｆ　／２以下の）電極が、好ましくはＷｆ
／２以下の幅の１つのｔ極３１０への伝達関数の所望の
周期性を与える。波長Ｗｆの整数倍の間隔で配置された
、いくつかの電＠３１０は、より強い変換器出力信号を
与えるために、互いに接続されることができる。波長Ｗ
ｆの整数倍の間隔で配置された電極２１０と、波長Ｗｆ
に等しい規則的なピッチで配置された電極３１０との組
み合わせによって、同じ伝達関数を得ることもできる。 所望の伝達関数を生じる、電極３１０と２１０の不規則
的な分布のいくつかの組合わせも存在し得る。 ４、図面の簡単な説明 第１Ａ図及び第１Ｂ図は、本発明に従って構成された絶
対測定ノギスの、２つの選択的な実施例の、一部ブロッ
ク線図を含む平面図、 第２Ａ図は、本発明に従って構成された変換器の第２実
施例の一部を示す部分平面図、第２Ｂ図は、第２Ａ図に
示された変換器の他の部分を示す部分平面図、 第３図は、本発明に従って構成された変換器の第３実施
例の一部を示す部分斜視図、 第４Ａ図及び第４Ｂ図は、本発明に従って構成された絶
対測定ノギスの更に２つの選択的な実施例を示す部分ブ
ロック線図、 第５図は、第１Ａ図及び第４Ａ図のノギスの実施例に採
用された、本発明に従う測定回路の第１例示実施例を示
すブロック線図、 第６図は、第５図の測定回路に含まれる変換器励起信号
発生器のための制御信号の関係を示す表、第７図は、第
５図の測定回路に含まれる変換器出力信号合成器のため
の制御信号の間係を示す表、第８Ａ図〜第８Ｅ図は、第
５図の測定回路に含よれるマイクロプロセッサ・コント
ローラによって実行されるプログラムを示す流れ図、第
９図は、第５図の測定回路によって発生されたグループ
位相励起信号の組合せに応答して発生された変換器出力
の測定軸に対する空間的な関係を示すグラフ、 第１０図は、第１Ｂ図及び第４Ｂ図のノギスの実施例に
採用された、本発明に従って構成された測定回路の第２
例示実施例を示すブロック線図、第１１図は、第１０図
の測定回路に含まれる変換器励起信号発生器のための制
御信号の関係を示す表、 第１２図は、第１０図の測定回路に含まれる変換器出力
信号合成器のための制御信号の関係を示す表、 第１３Ａ図〜第１３Ｅ図は、第１０図の測定回路に含ま
れるマイクロプロセッサ・コントローラによって実行さ
れるプログラムを示す流れ図である。 １０・・・ノギス、 １２・・・容量変換器、 ２０・・・第１スケール（第１支持部材）、３０・・・
第２スケール（第２支持部材）、Ｘ・・・測定軸、 １００．１００′・・・電子測定装置、１０４・・・信
号処理器、 ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０．２２ＯＡ、２２０Ｂ、３
１０．３２０Ａ、３２０Ｂ・・・電極アレイ、 ３２２Ａ、３２２Ａ’　　３２２Ｂ、３２２Ｂ’２１２
Ａ、２１２Ｂ、２１２．２２２Ａ、２２２Ｂ、３１２．
３２２Ａ、３２４・・・電極、Ｗｃ・・・粗波長、 Ｗｎ・・・中間波長、 Ｗｆ・・・微細波長、 Ｄ（ｘ）・・・オフセット、 １１０．１１０′ ・・・マイクロプロセッサ・コントローラ、１２０．１
２０′・・・変換器励起信号発生器、１３０．１３０′
・・・変換器出力信号合成器、１４０・・・二重勾配ア
ナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、 １５０・・・デイスプレィ、 ４００．４００′・・・励起信号、 ４３０．４３０′・・・変換器出力信号、Ｍｃ・・・粗
分解能スケール位置の値、Ｍｌ・・・中間分解能スケー
ル位置の値、Ｍｆ・・・微細分解能スケール位置の値、
Ｍｐ・・・絶対位置測定値、 ４５０・・・積分器出力、 ×Ｐ・・・実際の測定位置（基準位置に対する変換器支
持部材の相対位置）。 代理人　　高　矢　　論 松　　山　　圭　佑 牧野剛博 １−０ ≦Ｑ 第 図 ＲＯＭ　　＋ 第 ７ 図 第 ８Ａ図 主測定プログラム 第 ８Ｂ 図 粗モードサブプログラム 中間サブプログラム（ステップ５１３００）へ第 Ｃ 図 中間モードサブプログラム 微細サブプログラム（ステップ５１４００）へ第 Ｄ 図 微細モードサブプログラム ステップ５１５００へ 第 Ｅ 図 ＡＤＣサブプログラム 〉 第 図 ＲＯＭ２’のスイッチ制間号１３３ 第 １３Ａ 図 主測定プログラム 第 ３Ｂ 図 粗モードサブプログラム 中間サブプログラム〈ステップ５Ｌ３００’　）へ第 ３０ 図 中間モードサブプログラム ↓ 微細サブプログラム（ステップ５１４００’　）へ第 ３Ｄ 図 微細モードサブプログラム ステップ５１５００”へ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対変位可能であり、少なくとも一方が測定軸に
   対して変位可能な第１及び第２の支持部材と、 前記測定軸に整列して、前記第１支持部材上に配設され
   た第１電極のアレイと、 前記測定軸に整列して、前記支持部材の相対位置に応じ
   た異なる部分で前記第１電極アレイと容量的に結合され
   るように、前記第２支持部材上に配設された第２電極の
   アレイと、該第２電極アレイに対して整列して、前記第
   ２支持部材上に配設された第３電極のアレイとを備え、 前記第３電極のそれぞれが、前記測定軸上の基準位置に
   対する第３電極の位置の所定関数である量だけ、対応す
   る第２電極からオフセットされるように、前記第２電極
   の対応する１つに電気的に接続されていることを特徴と
   する位置の絶対測定用容量型測定装置。
2. （２）請求項１において、更に、前記電極のオフセット
   を感知するための、又は、前記電極のオフセットが感知
   され得る電場を発生するための第４電極手段が、前記第
   １支持部材上に、前記第１電極アレイに対して整列して
   配設されていることを特徴とする位置の絶対測定用容量
   型測定装置。
3. （３）請求項２において、前記第１電極が、測定軸に対
   して互いに所定の間隔だけ空けて配置されており、第１
   電極の少なくとも１つのグループが、少なくとも２つの
   近接した第１電極によって規定され、前記第４電極手段
   が、各第１電極グループが広がる測定軸の距離に対応し
   て測定軸に対して変化する形状を有する、少なくとも１
   つの細長い第４電極を備えていることを特徴とする位置
   の絶対測定用容量型測定装置。
4. （４）相対変位可能であり、少なくとも一方が測定軸に
   対して変位可能な第１及び第２の支持部材と、 前記測定軸に整列して前記第１支持部材上に配設された
   第１電極のアレイと、 前記測定軸に整列して、前記支持部材の相対位置に応じ
   た異なる部分で前記第１電極アレイと容量的に結合され
   るように、前記第２支持部材上に配設された第２電極の
   アレイと、該第２電極アレイに対して整列して、前記第
   ２支持部材上に配設された第３電極のアレイとを備え、 前記第２電極の少なくとも１つのグループが、第３電極
   の対応する少なくとも１つのグループにそれぞれ電気的
   に接続され、 該少なくとも１つの第３電極グループ中の前記第３電極
   のそれぞれが、前記少なくとも１つのグループの中心に
   対する第３電極の位置の所定関数である量だけ、対応す
   る第２電極からオフセットされるように、前記第２電極
   の対応する１つに電気的に接続されていることを特徴と
   する位置の絶対測定用容量型測定装置。
5. （５）相対変位可能であり、少なくとも一方が測定軸に
   対して変位可能な第１及び第２の支持部材と、 前記測定軸に整列して該第１支持部材上に配設された第
   １電極のアレイと、 前記測定軸に整列して、前記支持部材の相対位置に応じ
   た異なる部分で前記第１電極アレイと容量的に結合され
   るように、前記第２支持部材上に配設された、第２電極
   の少なくとも１つのアレイと、 前記第２電極の少なくとも１つの第１アレイに対して整
   列して前記第２支持部材上に配設され、各電極が、前記
   測定軸上の基準位置に対する第３電極の位置の所定関数
   である量だけ、対応する第２電極からオフセットされる
   ように、前記第２電極の対応する１つと電気的に接続さ
   れ、第３電極と第２電極間の電極オフセットの度合が所
   定量だけ変化する、第３電極によって占められる空間的
   な範囲が第１の測定範囲を規定する第３電極のアレイと
   、 前記第２電極の少なくとも１つのアレイに対して整列し
   て、前記第２支持部材上に配設された第４電極のアレイ
   とを備え、 第２電極の少なくとも１つのグループが、第４電極の対
   応する少なくとも１つのグループにそれぞれ電気的に接
   続され、 前記少なくとも１つの第４電極のグループ中の各第４電
   極が、前記少なくとも１つの第４電極グループの中心に
   対する第４電極の位置の所定関数である量だけ、対応す
   る第２電極からオフセットされ、且つ、電極オフセット
   の度合が、前記第４電極グループの範囲に亘って、前記
   所定量だけ変化するように、前記第２電極の対応する１
   つとに電気的に接続され、 前記少なくとも１つの第４電極グループによって占めら
   れる空間的な範囲が、前記第１の測定範囲より小さい第
   ２の測定範囲を規定することを特徴とする位置の絶対測
   定用容量型測定装置。
6. （６）請求項４において、更に、前記電極オフセットを
   感知するか、又は、前記電極オフセットが感知され得る
   電場を発生するための第５電極手段が、前記第１電極ア
   レイに対して整列して前記第１支持部材上に配設されて
   いることを特徴とする位置の絶対測定用容量型測定装置
   。
7. （７）請求項５において、更に、 前記第１電極アレイに対して整列して前記第１支持部材
   上に配設された、前記第３及び第２電極間の電極オフセ
   ットを感知するための第５電極手段と、 前記第１電極アレイに対して整列して前記第１支持部材
   上に配設された、前記少なくとも１つの第４電極グルー
   プ中の前記第４電極と対応する第２電極間の前記電極オ
   フセットを感知するための第６電極手段とを備えたこと
   を特徴とする位置の絶対測定用容量型測定装置。
8. （８）請求項２において、前記第２電極が、測定軸に対
   して、スケール波長Ｗｆを規定するピッチＰｒ＿１によ
   って互いに間隔を開けて配置され、第１電極の少なくと
   も１つのグループが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の近接
   する電極によって規定され、該少なくとも１つの第１電
   極グループが波長Ｗｔを規定し、各グループ中の第１電
   極が、１波長Ｗｆより大きな距離に広がる所定グループ
   位置をそれぞれ占有し、且つ、各グループの位置が、波
   長Ｗｔを微細波長に対応する間隔に分割し、各間隔をＮ
   個の等しいセグメントに分割することによって得られる
   相対的に微細な波長セグメント位置のグループの異なる
   １つの相対位置に対応するように、グループ内で配置さ
   れていることを特徴とする位置の絶対測定用容量型測定
   装置。
9. （９）請求項５において、前記第２電極が、測定軸に対
   して、スケール波長Ｗｆを規定するピッチＰｒ＿１によ
   り互いに間隔を開けて配置され、第１電極の少なくとも
   １つのグループが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の近接す
   る電極によって規定され、該少なくとも１つの第１電極
   グループが波長Ｗｔを規定し、各グループ内の第１電極
   が、１波長Ｗｆ以上の距離に広がる所定のグループ位置
   をそれぞれ占め、且つ、各グループ位置が、波長Ｗｔを
   微細波長に対応する間隔に分割し、各間隔をＮ個の等し
   いセグメントに分割することによつて得られる相対的に
   微細な波長セグメント位置のグループの異なる１つの相
   対位置に対応するように、グループ内で位置されている
   ことを特徴とする位置の絶対測定用容量型測定装置。
10. （１０）請求項８において、更に、 周期的に変化する励起信号を前記第４電極手段に印加す
    るための励起信号手段と、 前記励起信号に応じて各第１電極グループ中の電極に発
    生された、出力信号の異なるセットを選択的に組合せて
    第１及び第２の合成信号とするための信号合成手段とを
    備え、 前記出力信号が、各第１電極グループ中で第１電極によ
    って相対的に占められる物理的な位置の順番に従つた第
    １の順序、及び、各第１電極グループ位置が配列された
    相対的に微細な波長セグメント位置の順番に従った第２
    の順序で組合せ可能であることを特徴とする位置の絶対
    測定用容量型測定装置。
11. （１１）請求項１０において、前記信号合成手段が、更
    に、前記第１及び第２の合成信号を差動的に合成して、
    合成出力信号を発生するための手段を備えていることを
    特徴とする位置の絶対測定用容量型測定装置。
12. （１２）請求項１１において、Ｎが４の倍数であり、前
    記信号合成手段が、第１及び第２合成信号のＮ個の組合
    せを発生し、前記各組合せ中の第１及び第２合成信号の
    中の第１電極出力信号が、１つの組合せから次の組合せ
    へと順次増加するように変化する相対的な空間位相位置
    に対応し、更に、前記合成出力信号を復調して、対応す
    る復調信号を発生するための手段と、 第１及び第２合成信号の前記組合せの１番目を選択して
    、第１の合成出力信号を発生するための手段と、 前記第１合成信号に対応する第１の復調信号を積分手段
    によって所定時間間隔だけ積分し、第１及び第２合成信
    号の前記組合せの２番目を選択して、対応する第２の復
    調信号が、前記第１復調信号の前記積分とは逆方向に、
    積分手段出力を積分するように第２合成出力信号を発生
    し、積分器出力が基準レベルに戻るまで、第２復調信号
    を前記積分手段によって積分する、二重勾配の積分を実
    施するための手段と、 前記第２復調信号積分の積分時間を測定して、積分時間
    が所定限度値を超えたときに制御出力を発生するための
    手段と、 該制御出力に応じて前記二重勾配積分手段をリセットし
    、第１及び第２合成信号の前記組合せの１番目及び２番
    目とは異なる対を繰返し選択的に印加して、新しい第１
    及び第２合成出力信号を続けて発生し、前記積分時間測
    定手段から制御出力が出なくなるまで、発生した第１及
    び第２復調信号を前記積分手段に積分させる手段とを備
    えていることを特徴とする位置の絶対測定用容量型測定
    装置。
13. （１３）請求項１２において、前記第４電極手段が２つ
    の第４電極を備え、更に、 各第４電極に対して、同一及び反転された位相関係にあ
    る２つの励起信号を選択的に印加する手段を備えている
    ことを特徴とする位置の絶対測定用容量型測定装置。
14. （１４）相対変位可能であり、少なくとも一方が測定軸
    に対して変位可能な第１及び第２の支持部材と、 前記測定軸に対して整列して前記第１及び第２支持部材
    上に配設された、第１の所定波長に亘り前記支持部材間
    の変位の所定関数に従って変化する第１成分、及び、前
    記第１所定波長よりも短い第２所定波長に亘り前記支持
    部材間の変位の所定関数に従つて変化する第２成分を含
    む、容量伝達関数を有する複数の分離した信号伝達路を
    与えるための電極アレイ手段と、 前記電極アレイ手段によって、これに印加された励起信
    号に応じて発生された出力信号中の前記第１及び第２伝
    達関数成分の１つによって生じる変化を選択的に感知す
    るためのフィルタ手段とを備え、 前記フィルタ手段が、前記電極アレイ手段中に含まれる
    相補的な電極手段を有し、 該相補的な電極手段が、第１又は第２伝達関数成分が、
    前記第１電極アレイによって発生された出力信号から得
    られるように、相補的電極手段に反転及び非反転の位相
    関係で印加される励起信号に応じて電場を発生するよう
    な形状とされていることを特徴とする位置の絶対測定用
    容量型測定装置。