(57)【要約】【課題】簡易な構成で移動方向を異にする２つの移動方向の移動を検出し、各測光系の配置および測定動作において、相互の干渉を低減する。【解決手段】波長域において互いに重なり部分を持たない２つの測光波長域を用い、一つの測光波長域によって２つの異なる移動方向の一方の移動方向を検出し、別の測光波長域によって２つの異なる移動方向の他方の移動方向を検出するものであり、各測光波長域を２つの移動方向の各移動方向に対応させる。第１の測光系と第２の測光系とは、それぞれの測光波長域に重なる波長域がないため、各移動方向の検出において互いの測光系を干渉することなくそれぞれ独立して検出する。また、移動検出に用いる部材の点数を減少させると共に装置サイズが大きくなることを抑制する。【選択図】図１
2010032321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの異なる移動方向の移動を検出する移動検出方法であって、
互いに重複した波長域を有することなく分離した波長域を測定波長域として有する２つの第１の測光系と第２の測光系とを用い、
第１の測光系が有する測定波長域において、第１の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第１の移動方向の移動を検出し、
第２の測光系が有する測定波長域において、前記第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第２の移動方向の移動を検出することを特徴とする、２方向移動検出方法。
【請求項２】
前記第１の測光系は、当該第１の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域が第１の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出することによって反射率に変化を検出して第１の移動方向の移動を検出し、
前記第２の測光系は、当該第２の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域の第２の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出して前記第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動を検出することを特徴とする、請求項１に記載の２方向移動検出方法。
【請求項３】
前記第１の測光系は、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として検出し、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として検出し、
前記第２の測光系は、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として検出し、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として検出することを特徴とする、請求項２に記載の２方向移動検出方法。
【請求項４】
前記第１の測光系は、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出し、
前記第２の測光系は、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出することを特徴とする、請求項２に記載の２方向移動検出方法。
【請求項５】
前記第１の測光系は、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出し、
前記第２の測光系は、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
当該第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い高射率を有する高反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出することを特徴とする、請求項２に記載の２方向移動検出方法。
【請求項６】
前記２つの移動方向は、回転運動の移動方向と並列運動の移動方向の組み合わせ、回転軸を異にする２つの回転運動の移動方向の組み合わせ、移動軸を異にする２つの並進運動の移動方向の組み合わせの何れか一つであることを特徴とする、請求項１から５の何れか一つに記載のの２方向移動検出方法。
【請求項７】
２つの異なる移動方向の移動を検出する移動検出装置であって、
互いに重複した波長域を有することなく分離した波長域を測定波長域として有する２つの第１の測光系および第２の測光系と、
前記各測光系が検出対象とする一つの２方向移動検出用ターゲット部材とを備え、
前記第１の測光系は、当該第１の測光系が有する測定波長域において、第１の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第１の移動方向の移動を検出し、
前記第２の測光系は、当該第２の測光系が有する測定波長域において、前記第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第２の移動方向の移動を検出することを特徴とする、２方向移動検出装置。
【請求項８】
前記第１の測光系は、当該第１の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域が第１の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出することによって反射率に変化を検出して第１の移動方向の移動を検出し、
前記第２の測光系は、当該第２の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域の第２の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出して前記第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動を検出する、請求項７に記載の２方向移動検出装置。
【請求項９】
２方向移動検出用ターゲット部材は、
第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットとを備え、
前記第１の測光系は、前記第１のターゲットと前記高反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲットと前記低反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として検出し、
前記第２の測光系は、前記第２のターゲットと前記高反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として検出し、第１のターゲットと前記低反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として検出することを特徴とする、請求項８に記載の２方向移動検出装置。
【請求項１０】
２方向移動検出用ターゲット部材は、
第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットとを備え、
前記第１の測光系は、
前記第１のターゲットと前記低反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
前記第２のターゲットと前記低反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出し、
前記第２の測光系は、
前記第２のターゲットと前記低反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
前記第１のターゲットと前記低反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出することを特徴とする、請求項８に記載の２方向移動検出装置。
【請求項１１】
２方向移動検出用ターゲット部材は、
第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、
第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットとを備え、
前記第１の測光系は、
前記第１のターゲットと前記高反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
前記第２のターゲットと前記高反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出し、
前記第２の測光系は、
前記第２のターゲットと前記高反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、
前記第１のターゲットと前記高反射率ターゲットとを前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出することを特徴とする、請求項８に記載の２方向移動検出装置。
【請求項１２】
前記２つの移動方向は、回転運動の移動方向と並列運動の移動方向の組み合わせ、回転軸を異にする２つの回転運動の移動方向の組み合わせ、移動軸を異にする２つの並進運動の移動方向の組み合わせの何れか一つであることを特徴とする、請求項７から１１の何れか一つに記載の２方向移動検出装置。
【請求項１３】
ターゲットで反射された反射光を検出する２つの異なる移動方向の移動検出に用いるターゲット部材であって、
重複域を有さない２つの波長域において、
一方の波長域に対して相対的に高い反射率を有し、他方の波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、
一方の波長域に対して、他方の波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、
２つの波長域に対して相対的に高い反射率又は低い反射率を有する第３のターゲットとを備え、
前記異なる２つの移動方向において、
一方の移動方向に沿って第１ターゲットと第３のターゲットとを交互に配してなる第１の配列と、
前記一方の移動方向に沿って第３のターゲットと第２のターゲットとを交互に配してなる第２の配列とを有し、
前記第１の配列と第２の配列とを、前記各ターゲットを配列する前記一方の移動方向と異なる他方の移動方向に沿って交互に配してなることを特徴とする、２方向移動検出用ターゲット部材。
【請求項１４】
ターゲットで反射された反射光を検出する２つの異なる移動方向の移動検出に用いるターゲット部材であって、
重複域を有さない２つの波長域において、
一方の波長域に対して相対的に高い反射率を有し、他方の波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、
一方の波長域に対して相対的に低い反射率を有し、他方の波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、
２つの波長域に対して相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットと、
２つの波長域に対して相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットとを備え、
異なる２つの移動方向において、
一方の移動方向に沿って第１ターゲットと低反射率ターゲットとを交互に配してなる第１の配列と、
前記一方の移動方向に沿って第２のターゲットと高反射率ターゲットとを交互に配してなる第２の配列とを有し、
前記第１の配列と前記第２の配列とを、前記各ターゲットを配列する前記一方の移動方向と異なる他方の移動方向に沿って交互に配してなることを特徴とする、２方向移動検出用ターゲット部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる２つの移動方向の移動検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転と直動の組み合わせは，工作機械における穴加工，穴の内径研磨など，多くの産業機械に見られる運動である。通常は，回転運動を回転型モータによるアクチュエータに、直動運動をリニアモータによるアクチュエータにそれぞれ独立して負担させ、この二つのアクチュエータを結合させることで、回転・直動の２自由度運動を実現するアクチュエータシステムを構成している。この２自由度運動を一つのアクチュエータシステムで実現できれば、駆動デバイスの小形化が可能となる。
【０００３】
本発明の出願人は、回転駆動と直動駆動とを１つのアクチュエータで構成し、かつ、圧力センサや回転トルクセンサを要することなく、回転駆動と直動駆動とを独立して制御する構成を提案している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３１８８９６号公報（段落００８２〜００８８、図８，９）
【特許文献２】特許第３３２１４６８号公報（第４９、５０欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した１つのアクチュエータによって回転駆動と直動駆動の２つの異なる移動方向で駆動するような駆動機構では、各移動方向について制御を行うために、移動量を検出する必要がある。通常、移動体の移動量を検出するためにセンサを設けている。例えば、モータの回転を検出するために、回転軸にロータリーエンコーダを取り付ける構成が知られ、また並進運動の移動を検出するために、移動体に沿ってリニアスケールを設けたり、リンク機構を介してポテンショメータを設ける構成が知られている。
【０００５】
１つのアクチュエータで回転駆動と直動駆動のように異なる移動方向で駆動する駆動機構では、各移動方向の移動を検出するために、回転駆動を検出するセンサと直動駆動を検出するセンサをそれぞれ設けている。例えば、前記した特許文献１の回転・直動２自由度モータでは、回転センサと直動移動センサの２つのセンサを備えている。回転センサは、回転子の突極に対向する外周に複数の光電センサを配置し、突極の有無を光学的に非接触で検出する構成が記載されている。また、直動移動センサ外付けのセンサによって軸方向位置を検出する構成が記載されている。
【０００６】
回転の直動の２自由度運動を行う機構において、回転と直動の移動方向を異にする２つの移動を検出するには、回転センサと直動センサとを移動体に機械的に接続する必要がある。この各センサの移動体への接続において、各センサが移動体の動きを妨げないことが必要であり、そのために複雑な機構を要するという問題がある。このような、問題を解決する一手法として、移動部の異なる二つの移動をそれぞれレーザー光等のコヒーレントな光を用いた光学的測位によって非接触検出する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
このようなコヒーレント光を用いた検出方法では、センサ系が複雑化する他、アクチュエータ等の機構に加えて大形な測光系の構成を要するため、全体の装置構成のサイズが大形化するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、簡易な構成で移動方向を異にする２つの移動方向の検出を行うことを目的とする。
【０００９】
また、より詳細には、２つの異なる移動方向の移動を検出する２つの測光系において、各測光系の配置および測定動作において、相互の干渉を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、波長域において互いに重なり部分を持たない２つの測光波長域を用い、一つの測光波長域によって２つの異なる移動方向の一方の移動方向を検出し、別の測光波長域によって２つの異なる移動方向の他方の移動方向を検出するものであり、各測光波長域を２つの移動方向の各移動方向に対応させる。第１の測光系と第２の測光系とは、それぞれの測光波長域に重なる波長域がないため、各移動方向の検出において互いの測光系を干渉することなくそれぞれ独立して検出することができる。また、移動検出に用いる部材の点数を減少させると共に装置サイズが大きくなることを抑制することができる。
【００１１】
本発明は、２方向移動検出方法、２方向移動検出装置の態様とする他、２方向移動検出に用いる２方向移動検出用ターゲット部材の態様とすることができる。
【００１２】
[２方向移動検出方法]
本発明の２方向移動検出方法は、２つの異なる移動方向の移動を検出する移動検出方法であり、互いに重複した波長域を有することなく分離した波長域を測定波長域として有する２つの第１の測光系と第２の測光系とを用いる。
【００１３】
第１の測光系は、この第１の測光系が有する測定波長域において、第１の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第１の移動方向の移動を検出する。また、第２の測光系は、この第２の測光系が有する測定波長域において、第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第２の移動方向の移動を検出する。
【００１４】
第１の測光系と第２の測光系とは、移動検出に用いる測光波長域が異なり、互いに重なる波長域を有しているので、互いに影響し合うことなく異なる移動方向の移動を検出することができる。
【００１５】
第１の測光系は、この第１の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域が第１の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出することによって反射率に変化を検出して第１の移動方向の移動を検出する。
【００１６】
また、第２の測光系は、この第２の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域の第２の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出して第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動を検出する。
【００１７】
反射率が異なる領域で形成される配列パターンは、反射率が異なる複数種類のターゲットによって構成することができる。
【００１８】
このターゲットを用いた配列パターンは、４種類のターゲットで形成する他、３種類のターゲットで形成することができる。
【００１９】
反射率が異なる４種類のターゲットによって配列パターンを形成する場合は、各測光系は以下のターゲットの組み合わせとすることができる。
【００２０】
第１の測光系は、この第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、反射率が相対的に高い領域として検出する。また、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、反射率が相対的に低い領域として検出する。
【００２１】
第２の測光系は、この第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、反射率が相対的に高い領域として検出する。また、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、反射率が相対的に低い領域として検出する。
【００２２】
反射率が異なる３種類のターゲットによって配列パターンを形成する場合は、各測光系は、以下のターゲットの２つの組み合わせとすることができる。
【００２３】
３種類のターゲットの第１の組み合わせは、前記した高反射率ターゲットと低反射率ターゲットとの内の低反射率ターゲットを用いる。一方、３種類のターゲットの第２の組み合わせは、前記した高反射率ターゲットと低反射率ターゲットとの内の高反射率ターゲットを用いる。
【００２４】
３種類のターゲットの第１の組み合わせは、第１のターゲットと第２のターゲットと低反射率ターゲットの３種類のターゲットを用い、３種類のターゲットの第２の組み合わせは、第１のターゲットと第２のターゲットと高反射率ターゲットの３種類のターゲットを用いる。
【００２５】
３種類のターゲットの第１の組み合わせにおいて、第１の測光系は、この第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、前記反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００２６】
一方、第２の測光系は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットを、反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００２７】
３種類のターゲットの第２の組み合わせにおいて、第１の測光系は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００２８】
第２の測光系は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットを、反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット、および第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い高射率を有する高反射率ターゲットを、反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００２９】
[２方向移動検出装置の構成]
本発明の２方向移動検出装置は、２つの異なる移動方向の移動を検出する移動検出装置であり、互いに重複した波長域を有することなく分離した波長域を測定波長域として有する２つの第１の測光系と第２の測光系と、各測光系が検出対象とする一つの２方向移動検出用ターゲット部材とを備える。
【００３０】
第１の測光系は、第１の測光系が有する測定波長域において、第１の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第１の移動方向の移動を検出し、第２の測光系は、第２の測光系が有する測定波長域において、第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動に伴う反射率の変化を検出して第２の移動方向の移動を検出する。
【００３１】
第１の測光系と第２の測光系とは、移動検出に用いる測光波長域が異なり、互いに重なる波長域を有しているので、互いに影響し合うことなく異なる移動方向の移動を検出することができる。
【００３２】
第１の測光系は、第１の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域が第１の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出することによって反射率に変化を検出して第１の移動方向の移動を検出する。
【００３３】
第２の測光系は、第２の測光系が有する測定波長域において反射率が相対的に高い領域と低い領域の第２の移動方向に交互に配列された配列パターンを検出して第１の移動方向と異なる第２の移動方向の移動を検出する。
【００３４】
２方向移動検出用ターゲット部材は、４種類のターゲットで形成する他、３種類のターゲットで形成することができる。反射率が異なる４種類のターゲットによって２方向移動検出用ターゲット部材を形成する場合は、各測光系は以下のターゲットの組み合わせとすることができる。
【００３５】
２方向移動検出用ターゲット部材を４種類のターゲットで形成する場合には、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットとを備える。
【００３６】
第１の測光系は、第１のターゲットと高反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲットと低反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として検出する。一方、第２の測光系は、第２のターゲットと高反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として検出し、第１のターゲットと低反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として検出する。
【００３７】
反射率が異なる３種類のターゲットによって２方向移動検出用ターゲット部材を形成する場合は、各測光系は、以下のターゲットの２つの組み合わせとすることができる。
【００３８】
３種類のターゲットの第１の組み合わせは、高反射率ターゲットと低反射率ターゲットとの内の低反射率ターゲットを用い、３種類のターゲットの第２の組み合わせは、高反射率ターゲットと低反射率ターゲットとの内の高反射率ターゲットを用いる。
【００３９】
２方向移動検出用ターゲット部材を３種類のターゲットで形成する一形態では、２方向移動検出用ターゲット部材は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットとを備える。
【００４０】
第１の測光系は、第１のターゲットと前記低反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第２のターゲットと低反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００４１】
また、第２の測光系は、第２のターゲットと前記低反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１のターゲットと低反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００４２】
２方向移動検出用ターゲット部材を３種類のターゲットで形成する他の形態では、２方向移動検出用ターゲット部材は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットとを備える。
【００４３】
第１の測光系は、第１のターゲットと高反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第２のターゲットと高反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００４４】
また、第２の測光系は、第２のターゲットと高反射率ターゲットとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１のターゲットと高反射率ターゲットとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【００４５】
本発明の２方向移動検出方法および装置において、２つの移動方向は、回転運動の移動方向と並列運動の移動方向の組み合わせ、回転軸を異にする２つの回転運動の移動方向の組み合わせ、移動軸を異にする２つの並進運動の移動方向の組み合わせの何れかとすることができる。
【００４６】
移動体は、測光系あるいは配列パターンを形成するターゲットの何れか一方とすることができ、本発明は両者の相対的な移動を検出する。
【００４７】
[２方向移動検出用ターゲット部材]
本発明の２方向移動検出用ターゲット部材は、反射率が異なる３種類のターゲットによって構成する他、反射率が異なる４種類のターゲットによって構成することができる。
【００４８】
反射率が異なる３種類のターゲットによって構成する場合には、方向移動検出用ターゲット部材は、ターゲットで反射された反射光を検出する２つの異なる移動方向の移動検出に用いるターゲット部材であって、重複域を有さない２つの波長域において、一方の波長域に対して相対的に高い反射率を有し、他方の波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、一方の波長域に対して、他方の波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、２つの波長域に対して相対的に高い反射率又は低い反射率を有する第３のターゲットとを備え、さらに、これらのターゲットに配列において、異なる２つの移動方向において一方の移動方向に沿って第１ターゲットと第３のターゲットとを交互に配して第１の配列を形成し、一方の移動方向に沿って第３のターゲットと第２のターゲットとを交互に配して第２の配列を形成し、これら第１の配列と第２の配列とを、各ターゲットを配列する一方の移動方向と異なる他方の移動方向に沿って交互に配して構成する。
【００４９】
反射率が異なる４種類のターゲットによって構成する場合には、方向移動検出用ターゲット部材は、ターゲットで反射された反射光を検出する２つの異なる移動方向の移動検出に用いるターゲット部材であって、重複域を有さない２つの波長域において、一方の波長域に対して相対的に高い反射率を有し、他方の波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲットと、一方の波長域に対して相対的に低い反射率を有し、他方の波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲットと、２つの波長域に対して相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲットと、２つの波長域に対して相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲットとを備え、さらに、異なる２つの移動方向において、一方の移動方向に沿って第１ターゲットと低反射率ターゲットとを交互に配して第１の配列を形成し、一方の移動方向に沿って第２のターゲットと高反射率ターゲットとを交互に配して第２の配列を形成し、これらの第１の配列と第２の配列とを、各ターゲットを配列する一方の移動方向と異なる他方の移動方向に沿って交互に配して構成する。
【発明の効果】
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で移動方向を異にする２つの移動方向の検出を行うことができる。
【００５１】
また、２つの異なる移動方向の移動を検出する２つの測光系において、各測光系の配置および測定動作において相互に干渉することなく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。以下では、反射率が異なる４種類のターゲットを用いた形態を図１〜図４を用いて説明し、反射率が異なる３種類のターゲットを用いた形態を図１８〜図２３を用いて説明する。また、図５〜図７は本発明の２方向移動検出に適用する波長域をするための図であり、図９〜図１３は本発明の２方向移動検出用ターゲット部材の構成例をするための図であり、図１４〜図１７は本発明の２方向移動検出の測光系を説明するための図である。
【００５３】
はじめに、図１〜図４を用いて本発明の２方向移動検出について説明する。なお、ここでは、反射率が異なる４種類のターゲットを用いた形態について示している。図１は本発明の２方向移動検出を説明するための図であり、図２は本発明の２方向移動検出における波長域を説明するための図であり、図３、図４は本発明の２方向移動検出の移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【００５４】
図１に示す本発明の２方向移動検出の形態では、反射率を異にする４種類のターゲットを備える。
【００５５】
４種類のターゲット（２ａ〜２ｄ）は、重複域を有さない２つの波長域Ａ，Ｂにおいて、一方の波長域Ａに対して相対的に高い反射率を有し、他方の波長域Ｂに対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット２ａと、一方の波長域Ａに対して相対的に低い反射率を有し、他方の波長域Ｂに対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット２ｂと、２つの波長域Ａ，Ｂに対して相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲット２ｃと、２つの波長域Ａ，Ｂに対して相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲット２ｄとを備える。
【００５６】
さらに、異なる２つの移動方向（１１，１２）において、一方の移動方向１１に沿って第１ターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとを交互に配して第１の配列２１を形成し、一方の移動方向１１に沿って第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとを交互に配して第２の配列２２を形成する。さらに、これらの第１の配列２１と第２の配列２２とを、各ターゲットを配列する一方の移動方向１１とは異なる他方の移動方向１２に沿って交互に配して構成する。
【００５７】
これらの４種類のターゲット（２ａ〜２ｄ）からなる配列パターンを移動方向１１および移動方向１２の方向に配列することで２方向移動検出用ターゲット部材２が構成される。図３は２方向移動検出用ターゲット部材２の一例を示している。移動方向１１および移動方向１２の方向に配列するサイズは、検出する移動量に応じて任意に定めることができる。
【００５８】
本発明は、この２方向移動検出用ターゲット部材２が備えるターゲットで反射される反射光を第１の測光系３および第２の測光系４で検出し、反射率の変化に基づいて２つの異なる移動方向の移動を検出する。
【００５９】
図１において、第１の測光系３は波長域Ａを測定波長域とし、この波長域Ａにおける４種類のターゲット（２ａ〜２ｄ）の反射率の違いを利用する。第１の測光系３は、２方向移動検出用ターゲット部材２と第１の測光系３とが第１の移動方向１１に沿って相対的に移動した際に、２方向移動検出用ターゲット部材２で反射される反射光を検出する。
【００６０】
第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄは波長域Ａにおいて高い反射率を有し、一方、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃは波長域Ａにおいて低い反射率を有している。そのため、波長域Ａを測光系波長域とする第１の測光系３で測定した場合には、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄからは高強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃからは低強度の反射光を検出する。第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとは第１の移動方向１１に対して同じ位置に配置され、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとは、第１の移動方向１１に対して同じ位置に配置されているため、２方向移動検出用ターゲット部材２と第１の測光系３とが第１の移動方向１１に沿って相対的に移動すると、高強度の反射光と低強度の反射光が交互に検出される。
【００６１】
ここで、高強度の反射光は検出したターゲットの反射率が高いことに対応し、低強度の反射光は検出したターゲットの反射率が低いことに対応しているため、反射光の強度の高低変化によって、ターゲットの反射率の変化を検出することができる。
【００６２】
したがって、第１の測光系３は、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄの高反射率と、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃの低反射率との反射率の変化に基づいて第１移動方向１１の移動を検出する。
【００６３】
これに対して、図１において、第２の測光系４は波長域Ｂを測定波長域とし、この波長域Ｂにおける４種類のターゲット（２ａ〜２ｄ）の反射率の違いを利用する。第２の測光系４は、２方向移動検出用ターゲット部材２と第２の測光系４とが第２の移動方向１２に沿って相対的に移動した際に、２方向移動検出用ターゲット部材２で反射される反射光を検出する。
【００６４】
第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃは波長域Ｂにおいて低い反射率を有し、一方、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃは波長域Ｂにおいて高い反射率を有している。そのため、波長域Ｂを測光系波長域とする第２の測光系４で測定した場合には、第２のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃからは低強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄからは高強度の反射光を検出する。第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとは第２の移動方向１２に対して同じ位置に配置され、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとは、第２の移動方向１２に対して同じ位置に配置されているため、２方向移動検出用ターゲット部材２と第２の測光系４とが第２の移動方向１２に沿って相対的に移動すると、低強度の反射光と高強度の反射光が交互に検出される。
【００６５】
ここで、第１の測光系３と同様に、高強度の反射光は検出したターゲットの反射率が高いことに対応し、低強度の反射光は検出したターゲットの反射率が低いことに対応しているため、反射光の強度の高低変化によって、ターゲットの反射率の変化を検出することができる。
【００６６】
したがって、第２の測光系４は、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃの低反射率と、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄの高反射率の反射率との変化に基づいて第２移動方向１２の移動を検出する。
【００６７】
ここで、第１の測光系３の測定波長域と第２の測光系４の測定波長域とは、互いに重複する波長域を有していないため、第１の測光系３により測定と第２の測光系による測定とは互いに干渉することなく独立して行うことができる。
【００６８】
図２は、４種類のターゲット２ａ〜２ｄの各反射率と、第１の測光系３および第２の測光系４が各測定で使用するターゲットの組み合わせを示している。なお、ここでは、低波長域側を波長域Ａとし、高波長域側を波長域Ｂとし、波長域Ａと波長域Ｂとは波長域Ｃを挟んで互いに分離した波長特性を有する例を示しているが、波長域はこの例に限られるものではない。
【００６９】
第１のターゲット２ａの反射率（図２（ａ）に示す）は波長域Ａにおいて高反射率を示すと共に波長域Ｂにおいて低反射率を示し、第２のターゲット２ｂの反射率（図２（ｂ）に示す）は波長域Ｂにおいて高反射率を示すと共に波長域Ａにおいて低反射率を示す。また、低反射率ターゲット２ｃの反射率（図２（ｃ）に示す）は波長域Ａおよび波長域Ｂにおいて低反射率を示し、高反射率ターゲット２ｄの反射率（図２（ｄ）に示す）は波長域Ａおよび波長域Ｂにおいて高反射率を示す。
【００７０】
第１の測光系３は、波長域Ａを測定波長域とすることによって、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄから高強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃから低強度の反射光を検出する。一方、第２の測光系４は、波長域Ｂを測定波長域とすることによって、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃから低強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃから高強度の反射光を検出する。
【００７１】
図３、図４は本発明の２方向移動検出の移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【００７２】
図３は、４種類のターゲットの配列と、第１の移動方向１１と第２の移動方向１２で検出する検出信号例を示している。なお、ここで示す検出信号は、各測光系で検出する反射光の強度を予めさだめておいた閾値と比較して得られた結果を示し、反射光強度が閾値を越える場合には検出（ON）で表し、反射光強度が閾値を越えない場合には非検出（OFF）で表している。このONおよびOFFの検出信号を計数することで、移動量を求めることができる。
【００７３】
第１の移動方向１１では、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとを検出したときに検出信号はONとなり、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとを検出したときに検出信号はOFFとなる。図４（ａ）は、波長域Ａを測定波長域としたときに得られる２方向移動検出用ターゲット部材２の検出パターンを示している。このとき、波長域Ｂは測定波長域外であるため、２方向移動検出用ターゲット部材２の検出パターンに影響を与えないため、得られる検出パターンは第１の移動方向のみの情報を有している。
【００７４】
一方、第２の移動方向１２では、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとを検出したときに検出信号はONとなり、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとを検出したときに検出信号はOFFとなる。図４（ｂ）は、波長域Ｂを測定波長域としたときに得られる２方向移動検出用ターゲット部材２の検出パターンを示している。このとき、波長域Ａは測定波長域外であるため、２方向移動検出用ターゲット部材２の検出パターンに影響を与えないため、得られる検出パターンは第２の移動方向のみの情報を有している。
【００７５】
測光系と検出の有無との関係は以下の表１で表すことができる。
【表１】
2010032321.tif 000003
【００７６】
波長域Ａを測定波長域とする第１の測光系３は、第１のターゲット２ａと第２のターゲット２ｂを検出対象とし、第１のターゲット２ａの検出信号をONとし、第２のターゲット２ｂの検出信号をOFFとする。一方、波長域Ｂを測定波長域とする第２の測光系４は、第１の測光系３と同様に、第１のターゲット２ａと第２のターゲット２ｂを検出対象とするが、第２のターゲット２ｂの検出信号をONとし、第１のターゲット２ａの検出信号をOFFとする。また、第１の測光系３および第２の測光系４は、低反射率ターゲット２ｃと高反射率ターゲット２ｄとを共通の検出対象とし、高反射率ターゲット２ｄの検出信号をONとし、低反射率ターゲット２ｃの検出信号をOFFとする。
【００７７】
また、測光系が検出する各ターゲットの反射率は表２で表すことができる。
【表２】
2010032321.tif 000004
【００７８】
第１の測光系３は、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄの高反射率を用い、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃの低反射率を用いることによって第１の移動方向を検出する。一方、第２の測光系４は、第２のターゲット２ｂおよび高反射率ターゲット２ｄの高反射率を用い、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃの低反射率を用いることによって第２の移動方向を検出する。
【００７９】
次に、本発明の測光系に用いる光源と検出器との関係について説明する。本発明の測光系は、２方向移動検出用ターゲットの反射における波長域のみが特定されればよいため、光源と検出器との関係は種々の組み合わせを適用することができる。
【００８０】
光源と検出器との関係を以下の表３に示す。
【表３】
2010032321.tif 000005
【００８１】
例えば、波長域Ａを測定波長域とする第１の測光系３において、光源は波長域Ａを出力波長域とする構成の他に、波長域Ａを含む広帯域を出力波長域とする構成とすることができる。
【００８２】
波長域Ａを出力波長域とする光源の場合には、検出器は、波長域Ａを検出波長域とする検出器の構成、波長域Ａを含む広帯域を検出波長域とする検出器の構成、波長域Ａを含む広帯域を検出波長域とする検出器と波長域Ａを通過域とするフィルタとの組み合わせの構成とすることができる。
【００８３】
また、波長域Ａを含む広帯域を出力波長域とする光源の場合においても、検出器は、波長域Ａを検出波長域とする検出器の構成、波長域Ａを含む広帯域を検出波長域とする検出器の構成、波長域Ａを含む広帯域を検出波長域とする検出器と波長域Ａを通過域とするフィルタとの組み合わせの構成とすることができる。
【００８４】
波長域Ｂを測定波長域とする第２の測光系４においても、波長域Ａを波長域Ｂに変えることで同様の組み合わせとすることができる。
【００８５】
本発明の２方向移動検出において、波長域Ａと波長域Ｂとの組み合わせの構成は、測定波長域において互いに重なり部分を持たない２つの波長域において種々の組み合わせとすることができる。
【００８６】
図５は、ターゲットの反射率と波長との関係を示すグラフである。なお、ここでは、白色、黄色、赤色、紫色、緑色、青色、黒色の各ターゲットの反射率の例を示している。本発明の２方向移動検出では、これらの各色のターゲットの中から、測定波長域（波長域Ａ、波長域Ｂ）において共に高反射率となることがない二つのターゲットを選択する。なお、ここでは、高反射率のターゲットとして白色のターゲットを選択し、低反射率のターゲットとして黒色のターゲットを選択する。
【００８７】
図６（ａ）は、赤色のターゲットと緑色のターゲットを選択した例を示している。この例では、波長域Ａにおいて、緑色のターゲットは高い反射率を有し赤色のターゲットは低い波長域を有している。また、波長域Ｂにおいて、緑色のターゲットは低い反射率を有し赤色のターゲットは高い波長域を有する。
【００８８】
図６（ｂ）は、赤色のターゲットと青色のターゲットを選択した例を示している。この例では、波長域Ａにおいて、青色のターゲットは高い反射率を有し赤色のターゲットは低い波長域を有している。また、波長域Ｂにおいて、青色のターゲットは低い反射率を有し赤色のターゲットは高い波長域を有する。
【００８９】
図７は、黄色のターゲットと青色のターゲットを選択した例を示している。この例では、波長域Ａにおいて、青色のターゲットは高い反射率を有し黄色のターゲットは低い波長域を有している。また、波長域Ｂにおいて、青色のターゲットは低い反射率を有し黄色のターゲットは高い波長域を有する。
【００９０】
なお、上記したターゲットの色調は一例であって、測定波長域において互いに重なり部分を持たない波長域を持つ２つの色調であれば任意に組み合わせを選択することができる。
【００９１】
次に、本発明の２方向移動検出装置の構成例について図８を用いて説明する。
【００９２】
図８において、２方向移動検出装置１は、第１の測光系３、第２の測光系４、および各が検出対象とする一つの２方向移動検出用ターゲット部材２を備える。
【００９３】
第１の測光系３は第１の光源３ａと第１の光検出器３ｂを備え、第１の光源３ａで発光した光を２方向移動検出用ターゲット部材２に照射し、２方向移動検出用ターゲット部材２で反射した反射光を第１の光検出器３ｂで受光し、反射光の強度に応じた検出信号を出力する。また、第２の測光系４は第２の光源４ａと第２の光検出器４ｂを備え、第２の光源４ａで発光した光を２方向移動検出用ターゲット部材２に照射し、２方向移動検出用ターゲット部材２で反射した反射光を第２の光検出器４ｂで受光し、反射光の強度に応じた検出信号を出力する。
【００９４】
測光系３で検出した検出信号は、信号検出回路５の第１の信号形成回路５Ａにおいて所定の閾値と比較されて検出あるいは非検出が判定され、移動量算出回路６の第１の移動量算出回路６Ａにおいて第１の移動方向１１の移動量が算出される。測光系４で検出された検出信号についても、測光系３と同様に、信号検出回路５の第２の信号形成回路５Ｂにおいて所定の閾値と比較されて検出あるいは非検出が判定され、移動量算出回路６の第２の移動量算出回路６Ｂにおいて第２の移動方向１２の移動量が算出される。
【００９５】
２方向移動検出用ターゲット部材２は、第１の測光系３で用いる測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系４で用いる測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット２ａと、第１の測光系３で用いる測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系４で用いる測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット２ｂと、第１の測光系３で用いる測定波長域と第２の測光系４で用いる測定波長域とに対して共に相対的に高い反射率を有する高反射率ターゲット２ｄと、第１の測光系３で用いる測定波長域と第２の測光系４で用いる測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲット２ｃとを配列して備える。
【００９６】
第１の測光系３は、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとを反射率が相対的に低い領域として検出して、第１の移動方向１１の移動を検出する。
【００９７】
一方、第２の測光系４は、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとを反射率が相対的に高い領域として検出し、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとを反射率が相対的に低い領域として検出して、第２の移動方向１２の移動を検出する。
【００９８】
なお、ここでは、各測光系はそれぞれ光源を備える構成を示しているが、前記したように各測光系で用いる測定波長域を含む広帯域の光源を使用する場合には、第１の測光系３と第２の測光系４とで共通する一つの光源を備える構成としてもよい。
【００９９】
次に、本発明の２方向移動検出用ターゲット部材２の構成例について、図９〜図１３を用いて説明する。本発明の２方向移動検出では、２つの方向移動として、回転運動と並進運動の組み合わせ、回転軸を異にする２つの回転運動の組み合わせ、移動軸を異にする２つの並進運動の組み合わせに適用することができる。
【０１００】
図９は第１の構成例を示している。第１の構成例は、回転運動と並進運動とを検出する２方向移動検出用ターゲット部材の例である。２方向移動検出用ターゲット部材２１は、円筒状の外周面に第１のターゲット２ａ、第２のターゲット２ｂ、低反射率ターゲット２ｃ、高反射率ターゲット２ｄを配列する（図９（ａ））。これらの各ターゲットは、図１、図３で示した配列パターンに従って形成される。ここでは、円筒体の軸方向の移動を第１の移動方向１１とし、円筒体の軸回転の移動を第２の移動方向１２として示している。
【０１０１】
図９（ｂ）は第１の移動方向１１の移動を検出する場合を示している。第１の測光系３の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、軸方向（第１の移動方向１１）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第１の測光系３で検出することによって軸方向（第１の移動方向１１）の並進運動を検出することができる。
【０１０２】
図９（ｃ）は第２の移動方向１２の移動を検出する場合を示している。第２の測光系４の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、回転方向（第２の移動方向１２）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第２の測光系４で検出することによって回転方向（第２の移動方向１２）の回転運動を検出することができる。
【０１０３】
図１０は第２の構成例を示している。第２の構成例は、２つの並進運動とを検出する２方向移動検出用ターゲット部材の例である。２方向移動検出用ターゲット部材２２は、平面に第１のターゲット２ａ、第２のターゲット２ｂ、低反射率ターゲット２ｃ、高反射率ターゲット２ｄを配列する（図１０（ａ））。これらの各ターゲットは、図１、図３で示した配列パターンに従って形成される。ここでは、平面のｘ方向の移動を第１の移動方向１１とし、ｙ方向の移動を第２の移動方向１２として示している。
【０１０４】
図１０（ｂ）は第１の移動方向１１の移動を検出する場合を示している。第１の測光系３の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、ｘ方向（第１の移動方向１１）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第１の測光系３で検出することによってｘ方向（第１の移動方向１１）の並進運動を検出することができる。
【０１０５】
図１０（ｃ）は第２の移動方向１２の移動を検出する場合を示している。第２の測光系４の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、ｙ方向（第２の移動方向１２）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第２の測光系４で検出することによってｙ方向（第２の移動方向１２）の並進運動を検出することができる。
【０１０６】
図１０（ｂ）、（ｃ）は２方向移動検出用ターゲット部材が移動する例を示し、図１０（ｄ）は第１の測光系３および第２の測光系４を２方向移動検出用ターゲット部材２２に対して移動する例を示している。
【０１０７】
図１１は第３の構成例を示している。第３の構成例は、２つの回転運動を検出する２方向移動検出用ターゲット部材の例である。ここで、一方の回転運動は両極をむすぶ軸を回転軸として回転する回転運動であり、他方の回転運動は両極をむすぶ軸を揺動する揺動運動である。
【０１０８】
２方向移動検出用ターゲット部材２３は、球体の外表面に第１のターゲット２ａ、第２のターゲット２ｂ、低反射率ターゲット２ｃ、高反射率ターゲット２ｄを、球体表面に経線と緯線とで形成した各領域に配列する（図１１（ａ））。これらの各ターゲットは、図１、図３で示した配列パターンに従って形成される。ここでは、球体の回転移動を第１の移動方向１１とし、揺動運動の移動を第２の移動方向１２として示している。
【０１０９】
図１１（ｂ）は第１の移動方向１１の移動を検出する場合を示している。第１の測光系３の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、回転方向（第１の移動方向１１）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第１の測光系３で検出することによって回転方向（第１の移動方向１１）の回転運動を検出することができる。
【０１１０】
図１１（ｃ）は第２の移動方向１２の移動を検出する場合を示している。第２の測光系４の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、揺動方向（第２の移動方向１２）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第２の測光系４で検出することによって揺動方向（第２の移動方向１２）の回転運動を検出することができる。
【０１１１】
図１２は第４の構成例を示している。第４の構成例は、２つの回転運動を検出する２方向移動検出用ターゲット部材の例である。ここで、一方の回転運動は両極をむすぶ軸を回転軸として回転する回転運動であり、他方の回転運動は両極をむすぶ軸を揺動する揺動運動である。
【０１１２】
２方向移動検出用ターゲット部材２４は、円筒体の外表面に第１のターゲット２ａ、第２のターゲット２ｂ、低反射率ターゲット２ｃ、高反射率ターゲット２ｄを、円筒体表面に軸方向と周方向で形成した各領域に配列する（図１２（ａ））。これらの各ターゲットは、図１、図３で示した配列パターンに従って形成される。ここでは、円筒体の回転移動を第１の移動方向１１とし、揺動運動の移動を第２の移動方向１２として示している。
【０１１３】
図１２（ｂ）は第１の移動方向１１の移動を検出する場合を示している。第１の測光系３の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、回転方向（第１の移動方向１１）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第１の測光系３で検出することによって回転方向（第１の移動方向１１）の回転運動を検出することができる。
【０１１４】
図１２（ｃ）、（ｄ）は第２の移動方向１２の移動を検出する場合を示している。第２の測光系４の測定波長域で検出する場合には、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃを反射率が相対的に低い領域として検出し、第２のターゲット２ｂおよび高反射率ターゲット２ｄを反射率が相対的に高い領域として検出する。この高反射率の領域と低反射率の領域とは、揺動方向（第２の移動方向１２）に沿って配列されるため、この反射率の変化を第２の測光系４で検出することによって揺動方向（第２の移動方向１２）の回転運動を検出することができる。
【０１１５】
本発明の２方向移動検出は、３軸方向で組み合わせることによって３方向の移動検出に適用することができる。
【０１１６】
図１３は、３方向移動検出に適用した第５の構成例を示している。第５の構成例では、第２の構成例を組み合わせることによって第１〜第３の移動方向を検出する構成例である図１３（ａ）に示す３方向移動検出用ターゲット部材２５は、平面状の２方向移動検出用ターゲット部材２２をｘ−ｙ平面、ｙ−ｚ平面方向、およびｘ−ｚ平面に配置する。
【０１１７】
３面の２方向移動検出用ターゲット部材２２を配置する場合には、第１の移動方向〜第３の移動方向を重複して検出する。図１３（ｂ）に示す３方向移動検出用ターゲット部材２６は、平面状の２方向移動検出用ターゲット部材２２をｘ−ｙ平面、およびｙ−ｚ平面の２面に配置する構成例であり、この配置によっても３方向の移動を検出することができる。
【０１１８】
次に、本発明の２方向移動検出に用いる光検出器について説明する。２方向移動検出用ターゲット部材からの反射光を検出する光検出器は、移動方向に沿って配列されるターゲットの配列パターンの反射率の変化を検出する。この配列パターンと光検出器との位置関係によっては、検出信号にノイズが発生する場合がある。
【０１１９】
２方向移動検出用ターゲット部材と光検出器とは、互いの位置関係が２方向で変化するため、必ずしも配列パターン上に光検出器が位置するとは限らず、光検出器は隣接する配列パターンをまたがって受光する場合がある。
【０１２０】
図１４（ａ）は、移動方向に沿って形成される配列パターン４１上に光検出器３０がある場合を示している。このようなこの位置関係にあるときには、光検出器３０は隣接する配列パターン４１の反射率の影響が小さいため、検出結果にノイズは含まれない。
【０１２１】
これに対して、図１４（ｂ）は、光検出器３０と配列パターン４１との位置関係に位置ずれがあり、光検出器３０は隣接する配列パターン４１、４２の２つの領域の反射率に影響を受けることになり、検出結果にノイズが含まれる場合が生じる。このノイズを含む検出結果に基づいて移動量を算出すると、実際の移動量との間に誤差が生じることになる。
【０１２２】
この光検出器と配列パターンとの位置ずれによるノイズは、測定対象の移動方向と異なる移動方向の運動から受ける影響とも云える。
【０１２３】
本発明の測光系は、測定対象の移動方向と異なる移動方向に２つの光検出器を配置する構成によって、光検出器と配列パターンとの位置ずれによるノイズを低減することができる。
【０１２４】
図１５は２つの光検出器を配置する構成を説明するための図であり、図１６はこの光検出器による検出信号および検出結果を説明するための図である。また、図１７は、光検出器の検出信号から検出結果を取得するための処理回路例を説明するための図である。
【０１２５】
図１５において、２つの光検出器３０ａ，３０ｂを測定対象の移動方向（図中の矢印方向）と異なる移動方向（図中に縦方向）に配置する。
【０１２６】
図１５（ａ）は、２つの光検出器３０ａ，３０ｂが配列パターン４１上にある場合を示している。この位置関係では、２つの光検出器３０ａ，３０ｂは一つの配列パターン４１を検出するため、各光検出器３０ａ，３０ｂの検出信号にノイズは含まれない。
【０１２７】
また、図１５（ｂ）は、光検出器３０ａが配列パターン４１上にあり、光検出器３０ｂが隣接する配列パターン４１と配列パターン４２の両配列パターンにまたがる場合を示している。この位置関係では、光検出器３０ａは配列パターン４１を検出し、光検出器３０ａによる検出信号にはノイズは含まれない。一方、光検出器３０ｂは配列パターン４１と配列パターン４２を検出するため、光検出器３０ｂによる検出信号にはノイズが含まれる。なお、２つの光検出器３０ａ，３０ｂの配置間隔は、図１５（ａ），（ｂ）に示すように配列パターンの幅内とする構成に限らず、図１５（ｃ）に示すように一配列パターンあるいは奇数個の配列パターンを挟んで配置する構成としてもよい。
【０１２８】
この２つの光検出器３０ａ，３０ｂを測定対象の移動方向（図中の矢印方向）と異なる移動方向（図中に縦方向）に配置する構成では、少なくとも一方の光検出器からは、ノイズ分を含まない検出信号を得ることができる。図１６（ａ）はノイズ分を含まない検出信号を示し、図１６（ｂ）はノイズ分を含む検出信号を示している。
【０１２９】
本発明は、この検出信号に含まれるノイズ分を除去するために、２つの光検出器３０ａ，３０ｂの検出信号を加算し、加算信号を２つの閾値と比較する信号処理を行う。図１６（ｃ）は。図１６（ａ）の検出信号と図１６（ｂ）の検出信号とを加算した状態を示している。この加算した信号を２つの閾値と比較することによって、図１６（ｄ）の検出結果を取得する。ここで、２つの閾値の内の一方の閾値は配列パターンの高反射率を検出するON閾値であり、他方の閾値は配列パターンの低反射率を検出するOFF閾値である。この信号処理によれば、ノイズ分の影響を排除した検出結果を取得することができる。
【０１３０】
図１７は処理回路の一例であり、信号処理部３１ａは光検出器３０ａの出力を信号処理して検出信号を出力する。一方、信号処理部３１ｂは光検出器３０ｂの出力を信号処理して検出信号を出力する。加算部３２は２つの検出信号を加算し、比較部３３において加算した検出信号を二つの異なる閾値と比較し、ノイズ分の影響を排除した検出結果を取得する。
【０１３１】
上記の形態は、反射率を異にする４種類のターゲットによって２方向移動検出ターゲット部材を構成する例について説明したが、本発明の２方向移動検出ターゲット部材は反射率を異にする３種類のターゲットによっても構成することができる。図１８〜図２３を用いて、反射率を異にする３種類のターゲットによって２方向移動検出ターゲット部材を構成する例について説明する。
【０１３２】
図１８〜図２０は、３種類のターゲットによって２方向移動検出ターゲット部材の第１の構成例を説明するための図である。
【０１３３】
３種類のターゲットを用いた２方向移動検出用ターゲット部材は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット２ａと、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット２ｂと、第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する低反射率ターゲット２ｃとを備える。
【０１３４】
第１の測光系は、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。また、第２の測光系は、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【０１３５】
３種類のターゲットを用いた２方向移動検出用ターゲット部材の第１の構成例では、第１のターゲット２ａあるいは第２のターゲット２ｂを低反射率ターゲット２ｃと共に同時に検出し、第１のターゲット２ａあるいは第２のターゲット２ｂを各測定波長域において高い反射率として検出することによって、反射率の変化を検出する。
【０１３６】
図１８において、第１の測光系３は波長域Ａを測定波長域とし、この波長域Ａにおける３種類のターゲット（２ａ、２ｂ、２ｃ）の反射率の違いを利用する。第１の測光系３は、２方向移動検出用ターゲット部材２と第１の測光系３とが第１の移動方向１１に沿って相対的に移動した際に、２方向移動検出用ターゲット部材２の２つの領域で反射される反射光を同時に検出する。
【０１３７】
第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃの内、第１のターゲット２ａは波長域Ａにおいて高い反射率を有し、低反射率ターゲット２ｃは波長域Ａにおいて低い反射率を有している。したがって、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃの２つの領域で反射される反射光を同時に検出すると、少なくとも第１のターゲット２ａから波長域Ａにおいて高い反射率を検出することができる。また、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃは波長域Ａにおいて低い反射率を有しており、この二つの領域で反射される反射光を同時に検出しても、波長域Ａにおいて高い反射率を検出することはない。
【０１３８】
そのため、波長域Ａを測光系波長域とする第１の測光系３で測定した場合には、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃの組み合わせから高強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃの組み合わせから低強度の反射光を検出する。
【０１３９】
第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとは第１の移動方向１１に対して同じ位置に配置され、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとは、第１の移動方向１１に対して同じ位置に配置されているため、２方向移動検出用ターゲット部材２と第１の測光系３とが第１の移動方向１１に沿って相対的に移動すると、高強度の反射光と低強度の反射光が交互に検出される。
【０１４０】
ここで、高強度の反射光は検出したターゲットの反射率が高いことに対応し、低強度の反射光は検出したターゲットの反射率が低いことに対応しているため、反射光の強度の高低変化によって、ターゲットの反射率の変化を検出することができる。
【０１４１】
したがって、第１の測光系３は、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃから得られる高反射率と、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃから得られる低反射率との反射率の変化に基づいて第１移動方向１１の移動を検出する。
【０１４２】
これに対して、図１８において、第２の測光系４は波長域Ｂを測定波長域とし、この波長域Ｂにおける３種類のターゲット（２ａ、２ｂ，２ｃ）の反射率の違いを利用する。第２の測光系４は、２方向移動検出用ターゲット部材２と第２の測光系４とが第２の移動方向１２に沿って相対的に移動した際に、２方向移動検出用ターゲット部材２で反射される反射光を検出する。
【０１４３】
第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃは波長域Ｂにおいて共に低い反射率を有し、一方、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃは波長域Ｂにおいて、少なくとも第２のターゲット２ｂは高い反射率を有している。そのため、波長域Ｂを測光系波長域とする第２の測光系４で測定した場合には、第２のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃからは低強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃの内で第２のターゲット２ｂからは高強度の反射光を検出する。第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃとは第２の移動方向１２に対して同じ位置に配置され、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃとは、第２の移動方向１２に対して同じ位置に配置されているため、２方向移動検出用ターゲット部材２と第２の測光系４とが第２の移動方向１２に沿って相対的に移動すると、低強度の反射光と高強度の反射光が交互に検出される。
【０１４４】
ここで、第１の測光系３と同様に、高強度の反射光は検出したターゲットの反射率が高いことに対応し、低強度の反射光は検出したターゲットの反射率が低いことに対応しているため、反射光の強度の高低変化によって、ターゲットの反射率の変化を検出することができる。
【０１４５】
したがって、第２の測光系４は、第１のターゲット２ａと低反射率ターゲット２ｃの低反射率と、第２のターゲット２ｂと低反射率ターゲット２ｃの高反射率の反射率の変化に基づいて第２移動方向１２の移動を検出する。
【０１４６】
ここで、第１の測光系３の測定波長域と第２の測光系４の測定波長域とは、互いに重複する波長域を有していないため、第１の測光系３により測定と第２の測光系による測定とは互いに干渉することなく独立して行うことができる。
【０１４７】
図１９は、３種類のターゲット２ａ、２ｂ、２ｃの各反射率と、第１の測光系３および第２の測光系４が各測定で使用するターゲットの組み合わせを示している。なお、ここでは、低波長域側を波長域Ａとし、高波長域側を波長域Ｂとし、波長域Ａと波長域Ｂとは波長域Ｃを挟んで互いに分離した波長特性を有する例を示しているが、波長域はこの例に限られるものではない。
【０１４８】
第１のターゲット２ａの反射率（図１９（ａ）に示す）は波長域Ａにおいて高反射率を示すと共に波長域Ｂにおいて低反射率を示し、第２のターゲット２ｂの反射率（図１９（ｂ）に示す）は波長域Ｂにおいて高反射率を示すと共に波長域Ａにおいて低反射率を示す。また、低反射率ターゲット２ｃの反射率（図１９（ｃ）に示す）は波長域Ａおよび波長域Ｂにおいて低反射率を示す。
【０１４９】
第１の測光系３は、波長域Ａを測定波長域とすることによって、第１のターゲット２ａから高強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂおよび低反射率ターゲット２ｃから低強度の反射光を検出する。一方、第２の測光系４は、波長域Ｂを測定波長域とすることによって、第１のターゲット２ａおよび低反射率ターゲット２ｃから低強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂから高強度の反射光を検出する。
【０１５０】
図２０は本発明の２方向移動検出の移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【０１５１】
図２０は、３種類のターゲットの配列と、第１の移動方向１１と第２の移動方向１２で検出する検出信号例を示している。なお、ここで示す検出信号は、各測光系で検出する反射光の強度を予めさだめておいた閾値と比較して得られた結果を示し、反射光強度が閾値を越える場合には検出（ON）で表し、反射光強度が閾値を越えない場合には非検出（OFF）で表している。このONおよびOFFの検出信号を計数することで、移動量を求めることができる。
【０１５２】
次に、図２１〜図２３を用いて、３種類のターゲットによって２方向移動検出ターゲット部材の第２の構成例を説明する。
【０１５３】
第２の構成例は、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率を有する第１のターゲット２ａと、第１の測光系が有する測定波長域に対して相対的に低い反射率と第２の測光系が有する測定波長域に対して相対的に高い反射率を有する第２のターゲット２ｂと、第１の測光系が有する測定波長域と第２の測光系が有する測定波長域とに対して共に相対的に低い反射率を有する高反射率ターゲット２ｄとを備える。
【０１５４】
第１の測光系は、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出する。また、第２の測光系は、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとを反射率が相対的に高い領域として同時に検出し、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとを反射率が相対的に低い領域として同時に検出する。
【０１５５】
３種類のターゲットを用いた２方向移動検出用ターゲット部材の第２の構成例では、第１のターゲット２ａあるいは第２のターゲット２ｂを高反射率ターゲット２ｄと共に同時に検出し、第１のターゲット２ａあるいは第２のターゲット２ｂを各測定波長域において低い反射率として検出することによって、反射率の変化を検出する。
【０１５６】
図２１において、第１の測光系３は波長域Ａを測定波長域とし、この波長域Ａにおける３種類のターゲット（２ａ、２ｂ、２ｄ）の反射率の違いを利用する。第１の測光系３は、２方向移動検出用ターゲット部材２と第１の測光系３とが第１の移動方向１１に沿って相対的に移動した際に、２方向移動検出用ターゲット部材２の２つの領域で反射される反射光を同時に検出する。
【０１５７】
第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄの内、第１のターゲット２ａは波長域Ｂにおいて低い反射率を有し、高反射率ターゲット２ｄは波長域Ｂにおいて高い反射率を有している。したがって、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄの２つの領域で反射される反射光を同時に検出すると、低反射率と高反射率とを組み合わせた反射率が検出される。また、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄは波長域Ｂにおいて高い反射率を有しており、この二つの領域で反射される反射光を同時に検出すると、波長域Ｂにおいて２つの高い反射率の組み合わせた反射率が検出される。
【０１５８】
そのため、波長域Ａを測光系波長域とする第１の測光系３で測定した場合には、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄの組み合わせからは検出される反射光と、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄの組み合わせから反射光とを比較すると、後者の反射光はより高い強度が検出される。
【０１５９】
第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとは第１の移動方向１１に対して同じ位置に配置され、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとは、第１の移動方向１１に対して同じ位置に配置されているため、２方向移動検出用ターゲット部材２と第１の測光系３とが第１の移動方向１１に沿って相対的に移動すると、強度が異なる反射光が交互に検出される。
【０１６０】
ここで、高い強度の反射光は検出したターゲットの反射率が高いことに対応し、低い強度の反射光は検出したターゲットの反射率がより低いことに対応しているため、反射光の強度の高低変化によって、ターゲットの反射率の変化を検出することができる。
【０１６１】
したがって、第１の測光系３は、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄから得られる反射率と、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄから得られる反射率との反射率の変化に基づいて第１移動方向１１の移動を検出する。
【０１６２】
これに対して、図２１において、第２の測光系４は波長域Ｂを測定波長域とし、この波長域Ｂにおける３種類のターゲット（２ａ、２ｂ，２ｂ）の反射率の違いを利用する。第２の測光系４は、２方向移動検出用ターゲット部材２と第２の測光系４とが第２の移動方向１２に沿って相対的に移動した際に、２方向移動検出用ターゲット部材２で反射される反射光を検出する。
【０１６３】
第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄは波長域Ｂにおいて、一方は低反射率を有し他方は高反射率を有する。一方、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄは波長域Ｂにおいて、共に高い反射率を有している。そのため、波長域Ｂを測光系波長域とする第２の測光系４で測定した場合には、第２のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄの組み合わせから検出される反射光の強度は、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄの組み合わせから検出される反射光の強度よりも低くなる。第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄとは第２の移動方向１２に対して同じ位置に配置され、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄとは、第２の移動方向１２に対して同じ位置に配置されているため、２方向移動検出用ターゲット部材２と第２の測光系４とが第２の移動方向１２に沿って相対的に移動すると、低強度の反射光と高強度の反射光が交互に検出される。
【０１６４】
ここで、第１の測光系３と同様に、高強度の反射光は検出したターゲットの反射率が高いことに対応し、低強度の反射光は検出したターゲットの反射率が低いことに対応しているため、反射光の強度の高低変化によって、ターゲットの反射率の変化を検出することができる。
【０１６５】
したがって、第２の測光系４は、第１のターゲット２ａと高反射率ターゲット２ｄの反射率と、第２のターゲット２ｂと高反射率ターゲット２ｄ反射率の反射率の変化に基づいて第２移動方向１２の移動を検出する。
【０１６６】
ここで、第１の測光系３の測定波長域と第２の測光系４の測定波長域とは、互いに重複する波長域を有していないため、第１の測光系３により測定と第２の測光系による測定とは互いに干渉することなく独立して行うことができる。
【０１６７】
図２２は、３種類のターゲット２ａ、２ｂ、２ｄの各反射率と、第１の測光系３および第２の測光系４が各測定で使用するターゲットの組み合わせを示している。なお、ここでは、低波長域側を波長域Ａとし、高波長域側を波長域Ｂとし、波長域Ａと波長域Ｂとは波長域Ｃを挟んで互いに分離した波長特性を有する例を示しているが、波長域はこの例に限られるものではない。
【０１６８】
第１のターゲット２ａの反射率（図２２（ａ）に示す）は波長域Ａにおいて高反射率を示すと共に波長域Ｂにおいて低反射率を示し、第２のターゲット２ｂの反射率（図２２（ｂ）に示す）は波長域Ｂにおいて高反射率を示すと共に波長域Ａにおいて低反射率を示す。また、高反射率ターゲット２ｄの反射率（図２２（ｃ）に示す）は波長域Ａおよび波長域Ｂにおいて高反射率を示す。
【０１６９】
第１の測光系３は、波長域Ａを測定波長域とすることによって、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄから共に高強度の反射光を検出し、第２のターゲット２ｂおよび高反射率ターゲット２ｄから高強度と低強度の反射光を検出する。一方、第２の測光系４は、波長域Ｂを測定波長域とすることによって、第１のターゲット２ａおよび高反射率ターゲット２ｄから共に高強度の反射光を検出し、第１のターゲット２ａおよび第２のターゲット２ｂから低強度と高強度の反射光を検出する。
【０１７０】
図２３は本発明の２方向移動検出の移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【０１７１】
図２３は、３種類のターゲットの配列と、第１の移動方向１１と第２の移動方向１２で検出する検出信号例を示している。なお、ここで示す検出信号は、各測光系で検出する反射光の強度を予めさだめておいた閾値と比較して得られた結果を示し、反射光強度が閾値を越える場合には検出（ON）で表し、反射光強度が閾値を越えない場合には非検出（OFF）で表している。このONおよびOFFの検出信号を計数することで、移動量を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
本発明は、微小多孔を高速加工する穴あけ加工機や表面研磨機等、回転運動と直動運動の２つの運動を要するアクチュエータに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明の２方向移動検出を説明するための図である。
【図２】本発明の２方向移動検出における波長域を説明するための図である。
【図３】本発明の２方向移動検出の移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【図４】本発明の２方向移動検出の移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【図５】ターゲットの反射率と波長との関係を示すグラフである。
【図６】２色のターゲットの反射率と波長との関係の一例を示すグラフである。
【図７】２色のターゲットの反射率と波長との関係の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の２方向移動検出装置の構成例を説明するための図である。
【図９】本発明の２方向移動検出用ターゲット部材の第１の構成例を説明するための図である。
【図１０】本発明の２方向移動検出用ターゲット部材の第２の構成例を説明するための図である。
【図１１】本発明の２方向移動検出用ターゲット部材の第３の構成例を説明するための図である。
【図１２】本発明の２方向移動検出用ターゲット部材の第４の構成例を説明するための図である。
【図１３】本発明の２方向移動検出用ターゲット部材の第５の構成例を説明するための図である。
【図１４】移動方向に沿って形成される配列パターンと光検出器との位置関係を説明するための図である。
【図１５】移動方向に沿って形成される配列パターンと光検出器との位置関係を説明するための図である。
【図１６】移動方向に沿って形成される配列パターンと光検出器との位置関係による検出信号を説明するための図である。
【図１７】本発明の２方向移動検出の測光系を説明するための図である。
【図１８】本発明の２方向移動検出の第２の構成例を説明するための図である。
【図１９】本発明の２方向移動検出の第２の構成例における波長域を説明するための図である。
【図２０】本発明の２方向移動検出の第２の構成例における移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【図２１】本発明の２方向移動検出の第３の構成例を説明するための図である。
【図２２】本発明の２方向移動検出の第３の構成例における波長域を説明するための図である。
【図２３】本発明の２方向移動検出の第３の構成例における移動方向と検出信号との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１ 方向移動検出装置
２ 方向移動検出用ターゲット部材
２ａ ターゲット
２ｂ ターゲット
２ｃ 高反射率ターゲット
２ｃ 低反射率ターゲット
２ｄ 高反射率ターゲット
３ 測光系
３ａ 光源
３ｂ 光検出器
４ 測光系
４ａ 光源
４ｂ 光検出器
５ 信号検出回路
５Ａ 信号形成回路
５Ｂ 信号形成回路
６ 移動量算出回路
６Ａ 移動量算出回路
６Ｂ 移動量算出回路
１１ 移動方向
１２ 移動方向
２１ 方向移動検出用ターゲット部材
２２ 方向移動検出用ターゲット部材
２３ 方向移動検出用ターゲット部材
２４ 方向移動検出用ターゲット部材
２５ 方向移動検出用ターゲット部材
２６ 方向移動検出用ターゲット部材
３０ 光検出器
３０ａ，３０ｂ 各光検出器
３０ａ，３０ｂ 光検出器
３１ａ 信号処理部
３１ｂ 信号処理部
３２ 加算部
３３ 比較部
４１ 配列パターン
４２ 配列パターン
Ａ，Ｂ，Ｃ 波長域
【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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