(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定面に対する自変位計の位置を検出する変位計であって、
前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を検出する第１検出部と、
前記測定面に対する自変位計の位置を検出する第２検出部と
を備え、
平行な線が描かれた前記面があり、
複数の前記第１検出部は、
前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、前記第２検出部の検出結果を補正するように前記第１検出部の検出結果を出力し、
前記複数の第１検出部に含まれる３個の前記第１検出部は、
前記測定面に沿った２次元座標の軸方向の変位を検出し、当該３個の前記第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の前記第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の前記第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、前記変位計が前記２次元座標の各軸の位置にあることを検出する
ことを特徴とする変位計。
【請求項２】
測定面に対する自変位計の位置を検出する変位計であって、
前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を検出する複数の第１検出部と、
前記測定面に対する自変位計の位置を検出する第２検出部と、
前記複数の第１検出部が３個の第１検出部を含み、前記３個の第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、自変位計が２次元座標の各軸の位置にあることを検出する演算処理部と
を備え、
平行な線が描かれた前記面があり、
前記複数の第１検出部は、
前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、前記第２検出部の検出結果を補正するように前記第１検出部の検出結果を出力する
ことを特徴とする変位計。
【請求項３】
前記平行な線は、第１の方向を延伸方向とする第１平行線と、前記第１の方向に直交する第２の方向を延伸方向とする第２平行線とを含み、
少なくとも３箇所以上の前記複数の第１検出部は、
同一の直線上に並ばないように、前記面に対向する支持体に配置される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変位計。
【請求項４】
前記第１平行線の間隔と前記第２平行線の間隔が互いに異なる
ことを特徴とする請求項３に記載の変位計。
【請求項５】
前記測定面と同一又は異なる面に設けられた指標を検出する第３検出部
を備え、
前記第３検出部は、前記第２検出部の検出結果を補正するように、前記第３検出部の検出結果を出力する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の変位計。
【請求項６】
前記第２検出部により逐次検出された前記測定面に沿った変位量を積算して、前記測定面内の位置を検出する積算処理部
を備え、
前記積算処理部は、
前記第１検出部の検出結果又は前記第３検出部の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正する
ことを特徴とする請求項５に記載の変位計。
【請求項７】
前記積算処理部は、
前記第１検出部の検出結果及び前記第３検出部の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正する
ことを特徴とする請求項６に記載の変位計。
【請求項８】
前記積算処理部は、
前記第１検出部の検出結果から、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれの方向の基準の位置を検出し、基準の位置を検出した方向の前記積算の結果を補正する
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の変位計。
【請求項９】
測定面に対する自変位計の位置を検出する位置検出方法であって、
前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を第１検出部が検出する過程と、
前記測定面に対する自変位計の位置を第２検出部が検出する過程と、
平行な線が描かれた前記面があり、前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置された複数の前記第１検出部が、前記面内の位置を検出する過程と、
前記複数の第１検出部の検出結果に基づき、前記第２検出部の検出結果を補正するように制御する過程と、
前記複数の第１検出部に含まれる３個の前記第１検出部は、前記測定面に沿った２次元座標の軸方向の変位を検出し、当該３個の前記第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の前記第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の前記第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、前記２次元座標の各軸の位置にあることを検出する過程と
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【請求項１０】
測定面に対する自変位計の位置を検出する変位計のコンピュータに、
前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を第１検出部が検出する過程と、
前記測定面に対する自変位計の位置を第２検出部が検出する過程と、
平行な線が描かれた前記面があり、前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置された複数の前記第１検出部の検出結果から、前記面内の位置を検出する過程と、
前記複数の第１検出部の検出結果に基づき、前記第２検出部の検出結果を補正するように制御する過程と、
前記複数の第１検出部が３個の第１検出部を含み、前記３個の前記第１検出部は、前記測定面に沿った２次元座標の軸方向の変位を検出し、当該３個の前記第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の前記第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の前記第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、前記変位計が前記２次元座標の各軸の位置にあることを検出する過程と
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位計、位置検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
測定面に沿う方向の相対変位を測定する変位計がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の相対位置検出装置（変位計）によれば、ある区間の距離を検出するに当たり、同区間を複数の範囲に分けて、その範囲の長さを累積して、同区間の距離を算出する。上記のように、累積して同区間の距離を算出する場合、同区間の距離を示す値に累積的に増加する誤差（累積誤差）が生じることがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、位置の精度を高める変位計、位置検出方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するための本発明の一態様は、測定面に対する自変位計の位置を検出する変位計であって、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を検出する第１検出部と、前記測定面に対する自変位計の位置を検出する第２検出部とを備え、平行な線が描かれた前記面があり、複数の前記第１検出部は、前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、前記第２検出部の検出結果を補正するように前記第１検出部の検出結果を出力し、前記複数の第１検出部に含まれる３個の前記第１検出部は、前記測定面に沿った２次元座標の軸方向の変位を検出し、当該３個の前記第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の前記第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の前記第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、前記変位計が前記２次元座標の各軸の位置にあることを検出することを特徴とする変位計である。
また、上述した課題を解決するための本発明の一態様は、測定面に対する自変位計の位置を検出する変位計であって、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を検出する複数の第１検出部と、前記測定面に対する自変位計の位置を検出する第２検出部と、前記複数の第１検出部が３個の第１検出部を含み、前記３個の第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、自変位計が２次元座標の各軸の位置にあることを検出する演算処理部とを備え、平行な線が描かれた前記面があり、前記複数の第１検出部は、前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、前記第２検出部の検出結果を補正するように前記第１検出部の検出結果を出力することを特徴とする変位計である。
【０００７】
また、上記発明の変位計において、前記平行な線は、第１の方向を延伸方向とする第１平行線と、前記第１の方向に直交する第２の方向を延伸方向とする第２平行線とを含み、少なくとも３箇所以上の前記複数の第１検出部は、同一の直線上に並ばないように、前記面に対向する支持体に配置されることを特徴とする。
【０００８】
また、上記発明の変位計において、前記第１平行線の間隔と前記第２平行線の間隔が互いに異なることを特徴とする。
【０００９】
また、上記発明の変位計において、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた指標を検出する第３検出部を備え、前記第３検出部は、前記第２検出部の検出結果を補正するように、前記第３検出部の検出結果を出力することを特徴とする。
【００１０】
また、上記発明の変位計において、前記第２検出部により逐次検出された前記測定面に沿った変位量を積算して、前記測定面内の位置を検出する積算処理部を備え、前記積算処理部は、前記第１検出部の検出結果又は前記第３検出部の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正することを特徴とする。
【００１１】
また、上記発明の変位計において、前記積算処理部は、前記第１検出部の検出結果及び前記第３検出部の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正することを特徴とする。
【００１２】
また、上記発明の変位計において、前記積算処理部は、前記第１検出部の検出結果から、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれの方向の基準の位置を検出し、基準の位置を検出した方向の前記積算の結果を補正することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様は、測定面に対する自変位計の位置を検出する位置検出方法であって、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を第１検出部が検出する過程と、前記測定面に対する自変位計の位置を第２検出部が検出する過程と、平行な線が描かれた前記面があり、前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置された複数の前記第１検出部が、前記面内の位置を検出する過程と、前記複数の第１検出部の検出結果に基づき、前記第２検出部の検出結果を補正するように制御する過程と、前記複数の第１検出部に含まれる３個の前記第１検出部は、前記測定面に沿った２次元座標の軸方向の変位を検出し、当該３個の前記第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の前記第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の前記第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、前記２次元座標の各軸の位置にあることを検出する過程とを含むことを特徴とする位置検出方法である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、測定面に対する自変位計の位置を検出する変位計のコンピュータに、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を第１検出部が検出する過程と、前記測定面に対する自変位計の位置を第２検出部が検出する過程と、平行な線が描かれた前記面があり、前記平行な線のそれぞれを検出する位置に配置された複数の前記第１検出部の検出結果から、前記面内の位置を検出する過程と、前記複数の第１検出部の検出結果に基づき、前記第２検出部の検出結果を補正するように制御する過程と、前記複数の第１検出部に含まれる３個の前記第１検出部は、前記測定面に沿った２次元座標の軸方向の変位を検出し、当該３個の前記第１検出部のうちから第１の組の前記第１検出部と第２の組の前記第１検出部が選択され、前記第１の組の前記第１検出部が線を検出した結果と、前記第２の組の前記第１検出部が線を検出した結果とに基づいて、前記変位計が前記２次元座標の各軸の位置にあることを検出する過程とを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、位置の精度を高める変位計、位置検出方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の変位計に係る位置検出システムの一例を示す構成図である。
【図２】本実施形態の変位計に係る測定面１１０を示す平面図である。
【図３】本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１による位置の検知について示す説明図である。
【図５】本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１による検出状態とその検出状態が示す位置との対応関係を示す説明図である。
【図６】本実施形態の変位計に係る位置検出システムを示す説明図である。
【図７】本実施形態の変位計に係る位置検出システムを示す構成図である。
【図８】本実施形態の変位計に係る測定面１１０Ａを示す平面図である。
【図９】本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ａによる位置の検知について示す説明図である。
【図１１】本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ａによる検出状態とその検出状態が示す位置との対応関係を示す説明図である。
【図１２】本実施形態に係る変位計の概略構成示すブロック図である。
【図１３】本実施形態における位置の補正を実施する処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本実施形態の変位計に係る位置検出システムを示す構成図である。
【図１５】本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ｂによる位置の検知について示す説明図である。
【図１６】本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ｂによる検出状態とその検出状態が示す位置との対応関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図を参照して、本実施形態に係る変位計について説明する。本実施形態に係る変位計の概要は以下のとおりである。
本実施形態に係る変位計は、測定面における位置を検出する。変位計は、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を検出する第１検出部と、前記測定面内の位置を検出する第２検出部とを備える。平行な線が描かれた前記面があり、複数の前記第１検出部は、前記平行な線の間隔に応じた間隔に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、前記第２検出部の検出結果を補正するように前記第１検出部の検出結果を出力する。
【００１８】
上記のように構成する変位計について、より具体的な実施例を例示して説明する。
本実施形態に示す変位計は、測定面内の位置を検出した結果を、備えている位置検出システムの検出結果に応じて補正する。
【００１９】
最初に図を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの一例について説明する。
【００２０】
（位置検出システム（その１））
図１は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの一例を示す構成図である。
位置検出システム１００は、位置検出装置１０１と測定面１１０を含んで構成されている。
【００２１】
位置検出装置１０１は、測定面１１０における位置を検出する。位置検出装置１０１の支持体１０２には、位置検出部１０５（第１検出部）と位置検出部１０６（第３検出部）が設けられている。位置検出部１０５は、支持体１０２において、測定面１１０に向う面１０３に設けられている。位置検出部１０６は、支持体１０２において、測定面１１０に向う面１０３に位置検出部１０５から所定の距離Ｄを隔てて設けられている。対する測定面１１０は、図２に示すように構成されている。図２は、本実施形態の変位計に係る測定面１１０を示す平面図である。測定面１１０には、線１２１が描かれており、かつ、線形状と異なる形の指標１２５が設けられている。例えば、線形状と異なる形として、円、多角形、ドーナッツ型などが挙げられる。なお、上記の形状は、測定面１１０を平面視した場合の形状を示す。指標１２５の代表点と線１２１上の特定の点との距離が、位置検出部１０６から位置検出部１０５までの距離Ｄに応じて定められた所定の距離ｄになっている。指標１２５は、線１２１に対し所定の方向に位置するように設けられている。例えば、図２に示す測定面１１０を平面視した状態で、上下方向に延伸する線１２１に対し、線１２１の左側に位置する方向に設けられている。例えば、以下の説明では、線１２１の垂線の方向を上記の所定の方向とする。
【００２２】
この図２に、位置検出装置１０１を透視して、その構成を点線で示す。位置検出装置１０１は、上記の線１２１からみなす指標１２５の方向（所定の方向）に対し、支持体１０２における位置検出部１０５の位置から位置検出部１０６の位置への方向に対応するように構成されている。例えば、支持体１０２は、測定面１１０に鉛直の軸周りに回転しないように不図示のガイド等により支持されている。このガイド等により、支持体１０２における位置検出部１０５の位置から位置検出部１０６の位置への方向が、前記所定の方向に対応する方向になるように、測定面１１０に対する支持体１０２の方向が保持される。
【００２３】
支持体１０２は、上記のように方向が指示された状態で測定面１１０上を１次元又は２次元方向に移動可能に構成されている。移動方向が１次元に制限される場合は、不図示のガイド等の構成によるものとする。例えば、測定面１１０に設けたガイドにより、位置検出装置１０１が所定の方向にのみ移動するようにしてもよい。或いは、支持体１０２の上部等に設けたガイド等により、位置検出装置１０１が所定の方向にのみ移動するようにしてもよい。なお、位置検出装置１０１の移動可能な範囲の中で、位置検出装置１０１が指標１２５と線１２１を検出できるように、位置検出装置１０１の変位測定部１０４と位置検出部１０５と、測定面１１０の指標１２５と線１２１が配置されている。
【００２４】
図３を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成について説明する。同図は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成を示すブロック図である。
【００２５】
位置検出システム１００は、位置検出装置１０１と測定面１１０とを備える。
位置検出装置１０１は、位置検出部１０５と位置検出部１０６と演算処理部１０７とを備える。
【００２６】
位置検出部１０５は、測定面１１０にある線１２１を検出する。例えば、測定面１１０は、線１２１と線１２１以外の領域とを、光学的に読取可能とするように測定面１１０を構成されている。その測定面１１０は、線１２１の部分の明るさと線１２１以外の領域の明るさを識別できるように差を付けたり、線１２１の部分の色と線１２１以外の領域の色を識別できるような色相にしたり、線１２１の部分の反射率と線１２１以外の領域の反射率を識別できるように差を付けたりしてもよい。位置検出部１０５は、測定面１１０で反射した外部からの光の反射光を検出するように構成してもよく、位置検出部１０５自体が発光体を備えるように構成してもよい。後者の場合、外来光の影響を低減して検出することが可能になる。例えば、位置検出部１０５は、発光部と受光部を備えた、反射型の光検出装置（フォトディテクタなど）で構成することができる。
【００２７】
位置検出部１０６は、測定面１１０に設けられている指標１２５を検出する。例えば、指標１２５が磁石などの磁性体を含んで構成されている場合、位置検出部１０６は、磁力線の変化を検出することにより、指標１２５への接近を検出する。この場合、位置検出部１０６は、磁力線の変化を検出するように、ホール素子やコイル等を含んで構成する。或いは、磁力により鉄片が移動するように構成し、鉄片の移動を検出するように構成してもよい。
【００２８】
演算処理部１０７は、位置検出部１０５の検出結果と位置検出部１０６の検出結果とに基づいて、測定面１１０における検出目標の位置に位置検出装置１０１が位置していることを検出する。
【００２９】
図４と図５を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システム１００による位置の検知について説明する。図４は、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１による位置の検知について示す説明図である。図５は、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１による検出状態とその検出状態が示す位置との対応関係を示す説明図である。
【００３０】
位置検出装置１０１による検出状態は、次の４つに場合分けできる。
第１の場合は、図４（ａ）の位置に位置検出装置１０１があり、位置検出部１０５が線１２１を検出し、位置検出部１０６が指標１２５を検出した場合である。この場合、演算処理部１０７は、位置検出装置１０１の位置が検出目標の位置にあることを検出する。
【００３１】
第２の場合は、図４（ｂ）の位置に位置検出装置１０１があり、位置検出部１０５が線１２１を検出し、位置検出部１０６が指標１２５を検出していない場合である。この場合、演算処理部１０７は、位置検出装置１０１の位置が線１２１に掛る位置にあり、前述の第１の場合の位置と異なる位置であり、前述の第１の場合の位置から線１２１の延伸方向に平行移動した位置にあることを検出する。
【００３２】
第３の場合は、図４（ｃ）の位置に位置検出装置１０１があり、位置検出部１０５が線１２１を検出せず、更に、位置検出部１０６が指標１２５を検出していない場合である。この場合、演算処理部１０７は、位置検出装置１０１の位置が前述の第１の場合と第２の場合の双方の位置と異なる位置にあることを検出する。
【００３３】
第４の場合は、第１の場合と同じ位置にある特殊な場合を示す。何らかの原因で、位置検出部１０６が指標１２５を検出しながら、位置検出部１０５が線１２１を検出なかった場合である。この場合、演算処理部１０７は、次の２つの検出結果の何れか又は双方を出力する。例えば第１の検出結果として、第１の場合と同じ位置にあることを検出して出力する。第２の検出結果として、位置検出システム１００の状態が異常状態にあることを示す警告情報を出力する。この第４の場合に示すように、位置検出部１０６が指標１２５を検出しながら、位置検出部１０５が線１２１を検出ない状態にあれば、第２の場合も正しく検出できないことが想定される。第２の検出結果を出力することで、位置検出装置１０１の測定系が不安定な状態にあることが検出できる。
【００３４】
以上に示した本実施形態の変位計に係る位置検出システム１００は、位置検出装置１０１が検出する位置の精度を高めている。
【００３５】
（位置検出システム（その２））
次に、図６を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システムについて説明する。同図は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムを示す説明図である。以下、前述の「位置検知システム（その１）」からの相違点を中心に説明する。同図には、前述の図２に示す単独の線１２１に代えて、測定面１１０に複数の線１２１が描かれた場合が示されている。この場合、位置検出装置１０１が検出する目標位置は、指標１２５から距離ｄだけ離れた線１２１と指標１２５の双方を検出できる位置とする。位置検出装置１０１の位置検出部１０５が複数ある線１２１の何れかを検出した場合は、前述の図４と図５に示す第２の場合のように、位置検出部１０５が線１２１を検出し、位置検出部１０６が指標１２５を検出していない場合にあたる。この変形例の場合では、演算処理部１０７は、位置検出装置１０１の位置が複数の線１２１に掛る位置にあり、前述の第１の場合の位置と異なる位置であり、前述の第１の場合の位置から線１２１の延伸方向に平行移動した位置又は第１の場合の位置に係らない線１２１上を平行移動した位置にあることを検出する。なお、本変形例の場合、上記の複数の線１２１のそれぞれの方向は任意の方向にすることができる。上記の場合において、指標１２５の代表点と複数の線１２１のうちの何れかの線１２１との距離が、距離Dに対応する距離ｄ（所定の距離）になっている。
【００３６】
以上に示した本実施形態の変位計に係る位置検出システムにおいても、位置検出システム１００は、位置検出装置１０１が検出する位置の精度を高めている。
【００３７】
（位置検出システム（その３））
図７を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システム１００Ａによる位置の検知について説明する。同図は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムを示す構成図である。前述した位置検出システム１００と異なる点を中心に説明する。前述の構成と同じ構成には同じ符号を附す。
位置検出システム１００Ａは、位置検出装置１０１Ａと測定面１１０Ａを含んで構成されている。位置検出装置１０１Ａは、測定面１１０Ａにおける位置を検出する。
【００３８】
位置検出装置１０１Ａの支持体１０２Ａには、複数の位置検出部１０５（第１検出部）と位置検出部１０６（第２検出部）とが設けられている。複数の位置検出部１０５は、支持体１０２において、測定面１１０Ａに向う面１０３に設けられている。位置検出部１０６は、支持体１０２Ａにおいて、測定面１１０Ａに向う面１０３に位置検出部１０５のそれぞれから所定の距離を隔てて設けられている。例えば、対する測定面１１０Ａは図８に示すように構成されている。図８は、本実施形態の変位計に係る測定面１１０Ａを示す平面図である。測定面１１０Ａには、複数の線１２１と複数の線１２２が描かれており、かつ、線形状と異なる形の指標１２５が設けられている。例えば、線形状と異なる形として、円、多角形、ドーナッツ型などが挙げられる。なお、上記の形状は、測定面１１０を平面視した場合の形状を示す。指標１２５の代表点から、特定の線１２１までの距離と特定の線１２２までの距離のそれぞれが、位置検出部１０６から各位置検出部１０５までの距離に応じた所定の距離になっている。例えば、指標１２５の代表点と特定の線１２１−１の線上にある特定の点との距離が、位置検出部１０６から上記の特定の点に対応する位置検出部１０５−３までの距離に応じた所定の距離（第１の所定の距離）になるように構成する。指標１２５の代表点と特定の線１２１−２の線上にある特定の点との距離が、位置検出部１０６から上記の特定の点に対応する位置検出部１０５−２までの距離に応じた所定の距離（第１の所定の距離）になるように構成する。指標１２５の代表点と特定の線１２２（１２２−２）の線上にある特定の点との距離が、位置検出部１０６から上記の特定の点に対応する位置検出部１０５−１までの距離に応じた所定の距離（第２の所定の距離）になるように構成する。
【００３９】
指標１２５は、複数の線１２１のそれぞれに対し、又、複数の線１２２のそれぞれに対し、予め定められた所定の方向に位置するように設けられている。例えば、図８に示す測定面１１０Ａを平面視した状態で、線１２１と線１２２との方向関係について説明する。位置検出部１０５は、図の左右方向（Ｙ軸方向）に延伸する線１２１（線１２１−１、線１２１−２）に対し、線１２１−１からＸ軸正方向に位置するように、線１２１−２からＸ軸負方向に位置するように設けられている。
位置検出部１０５は、図の上下方向（Ｘ軸方向）に延伸する線１２２（線１２２−１、線１２２−２）に対し、線１２２−１からＹ軸正方向に位置し、かつ、線１２２−２からＹ軸負方向に位置するように設けられている。
【００４０】
この図８に、測定面１１０Ａ上にある位置検出装置１０１Ａを透視して、その位置検出装置１０１Ａを点線で示す。位置検出装置１０１Ａは、上記の線１２１と線１２２のそれぞれからみなす指標１２５の方向（所定の方向）に対して、支持体１０２Ａにおける位置検出部１０５のそれぞれの位置から位置検出部１０６の位置への方向が対応するように構成されている。例えば、支持体１０２は、測定面１１０に鉛直の軸周りに回転しないように不図示のガイド等により支持されている。このガイド等により、支持体１０２における位置検出部１０５の位置から位置検出部１０６の位置への方向が、指標１２５を基準に定められている前記所定の方向に対応するように、測定面１１０に対する支持体１０２の方向が保持される。支持体１０２Ａは、上記のように方向が指示された状態で測定面１１０Ａ上を２次元方向に移動する。
なお、以下の説明において、線１２１−１と線１２１−２の間隔と、線１２２−１と線１２２−２の間隔は、同一又は互いに異なるものとする。なお、いずれの場合も位置検出部１０５は、線１２１−１と線１２１−２の間隔と、線１２２−１と線１２２−２の間隔とに応じて定められた位置に設けられている。
【００４１】
図９を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成について説明する。同図は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成を示すブロック図である。
【００４２】
位置検出システム１００Ａは、位置検出装置１０１Ａと測定面１１０Ａとを備える。
位置検出装置１０１Ａは、複数の位置検出部１０５と位置検出部１０６と演算処理部１０７Ａとを備える。
【００４３】
位置検出部１０５のそれぞれは、測定面１１０Ａに設けられた線１２１と線１２２とを検出する。例えば、位置検出装置１０１Ａが基準の位置にある場合、位置検出部１０５−１が線１２２−２を検出し、位置検出部１０５−２が線１２１−２を検出し、位置検出部１０５−３が線１２１−１を検出する。
【００４４】
位置検出部１０６は、測定面１１０Ａに設けられている指標１２５を検出する。例えば、位置検出装置１０１Ａが基準の位置にある場合、位置検出部１０６が指標１２５を検出する。
【００４５】
演算処理部１０７Ａは、位置検出部１０５（位置検出部１０５−１、位置検出部１０５−２、位置検出部１０５−３）のそれぞれの検出結果と位置検出部１０６の検出結果とに基づいて、測定面１１０Ａにおける検出目標の位置（基準の位置）に位置検出装置１０１Ａが位置していることを検出する。
【００４６】
前述の図８と図１０と図１１とを参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ａによる位置の検知について説明する。図１０は、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ａによる位置の検知について示す説明図である。図１１は、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ａによる検出状態とその検出状態が示す位置との対応関係を示す説明図である。同図において、Ｘ軸とＹ軸の位置を一点鎖線で示す。Ｘ軸とＹ軸からなる座標系の原点Ｏを指標１２５の位置にする。
【００４７】
位置検出装置１０１Ａによる検出状態は、図１１に示すように、次の９つに場合分けできる。
第１の場合から第４の場合は、図８（ａ）の位置に位置検出装置１０１Ａがある場合に対応する。第１の場合では、３つの位置検出部１０５（位置検出部１０５−１、位置検出部１０５−２、位置検出部１０５−３）のそれぞれが、それぞれに対応する線１２１又は線１２２を検出し、位置検出部１０６が指標１２５を検出した場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−１が線１２２−２を検出し、位置検出部１０５−２が線１２１−２を検出し、位置検出部１０５−３が線１２１−１（又は線１２２−１）を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、位置検出装置１０１Ａの位置が、基準の位置である検出目標の位置にあることを検出して、Ｘ軸方向の位置とＹ軸方向の位置がともに基準の位置に確定していることを出力する。第２の場合から第４の場合については、後述する。
【００４８】
第５の場合は、図８（ｂ）の位置に位置検出装置１０１Ａがあり、一部の位置検出部１０５が線１２１を検出し、位置検出部１０６が指標１２５を検出していない場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−２が線１２１−２を検出し、位置検出部１０５−３が線１２１−１を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、位置検出装置１０１Ａの位置が線１２１に掛る位置にあり、前述の第１の場合の位置と異なる位置であって、前述の第１の場合の位置から線１２１の延伸方向に平行移動した位置にあることを検出して、Ｙ軸方向の位置が基準の位置に確定していることを出力する。
【００４９】
第６の場合は、図８（ｃ）の位置に位置検出装置１０１Ａがあり、一部の位置検出部１０５が線１２２を検出し、位置検出部１０６が指標１２５を検出していない場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−１が線１２２−２を検出し、位置検出部１０５−３が線１２２−１を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、位置検出装置１０１Ａの位置が線１２２に掛る位置にあり、前述の第１の場合の位置と異なる位置であって、前述の第１の場合の位置から線１２２の延伸方向に平行移動した位置にあることを検出して、Ｘ軸方向の位置が基準の位置に確定していることを出力する。
【００５０】
第７の場合は、図１０（ａ）の位置に位置検出装置１０１Ａがあり、図８（ａ）の位置と異なる位置でＸ軸とＹ軸の双方の位置が特定している場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−１が線１２２−１を検出し、位置検出部１０５−２が線１２１−２を検出し、位置検出部１０５−３が線１２１−１を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、位置検出装置１０１Ａの位置が線１２１に掛る位置にあり、前述の第１の場合の位置と異なる位置であって、前述の第１の場合の位置から線１２２の延伸方向に平行移動した特定の位置にあることを検出して、Ｘ軸方向の位置が基準の位置に確定し、Ｙ軸方向の位置が基準の位置と異なる位置で確定していることを出力する。
【００５１】
第８の場合は、図示を省略するが、図８（ａ）の位置と異なる位置でＸ軸とＹ軸の双方の位置が特定されている場合である。例えば、位置検出部１０５−１が線１２２−１を検出し、位置検出部１０５−２が線１２１−１を検出している場合が一例として挙げられる。ただし、この場合と同様な検出状態になる位置は、上記の位置の他にも存在する。ここでは説明を省略するが、この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、位置検出装置１０１Ａの位置が線１２１と線１２２とに掛る位置にあり、前述の第１の場合の位置と異なる位置にあることを検出するが、Ｘ軸方向の位置もＹ軸方向の位置も確定していないことを出力する。
【００５２】
第９の場合から第１１の場合は、何れの場合も位置検出部１０５−１、位置検出部１０５−２、位置検出部１０５−３の何れか１個の位置検出部しか検出できていないため、Ｘ軸方向の位置もＹ軸方向の位置も特定することができない。第１０の場合を図１０（ｂ）に、第１１の場合を図１０（ｃ）に示し、第９の場合は図示を省略する。この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、Ｘ軸方向の位置もＹ軸方向の位置も確定していないことを出力する。
第１２の場合は、位置検出部１０５−１、位置検出部１０５−２、位置検出部１０５−３の全ての位置検出部も検出できていないため、Ｘ軸方向の位置もＹ軸方向の位置も特定することができない。第１２の場合は図示を省略する。この検出状態では、演算処理部１０７Ａは、Ｘ軸方向の位置もＹ軸方向の位置も確定していないことを出力する。
【００５３】
ところで、第２の場合から第４の場合は、第１の場合と同じ位置（図８（ａ））にある特殊な場合を示す。何らかの原因で、位置検出部１０６が指標１２５を検出しながら、何れかの位置検出部１０５が線１２１を検出しなかった場合である。例えば、位置検出部１０５−１が線１２１を検出しなかった場合を第２の場合とし、位置検出部１０５−２が線１２１を検出しなかった場合を第３の場合とし、位置検出部１０５−３が線１２１を検出しなかった場合を第４の場合とする。なお、上記の第２の場合と第３の場合と第４の場合の何れか複数が同時に生じることが有る。これらの事象が生じた場合、演算処理部１０７Ａは、次の２つの検出結果の何れか又は双方を出力する。例えば第１の検出結果として、第１の場合と同じ位置にあることを検出して出力する。第２の検出結果として、位置検出システム１００の状態が異常状態にあることを示す警告情報を出力する。この第２の場合から第４の場合に示すように、位置検出部１０６が指標１２５を検出しながら、何れかの位置検出部１０５が線１２１を検出ない状態にあれば、第５の場合から第６の場合も正しく検出できないことが想定される。演算処理部１０７Ａは、第２の検出結果を出力することで、測定系が不安定な状態にあることを検出する。
【００５４】
以上に示した本実施形態の変位計に係る位置検出システム１００Ａは、位置検出装置１０１Ａが検出する位置の精度を高めている。
【００５５】
＜本実施形態の変位計について＞
ここで、図７から図１２を参照して、位置検出システム１００Ａの技術を利用した変位計について説明する。
図１２は、本実施形態に係る変位計５００の概略構成示すブロック図である。前述した位置検出システム１００Ａと異なる点を中心に説明する。前述の構成と同じ構成には同じ符号を附す。
【００５６】
変位計５００は、位置検出部１０５（第１検出部）、位置検出部１０６（第３検出部）、変位測定部１０４（第２検出部）、演算処理部１０７Ａ、及び積算処理部１０８を備える。
位置検出部１０５は、測定面１１０Ａと同一又は異なる面に設けられた線を検出する。位置検出部１０５は、変位測定部１０４の検出結果を補正するように、位置検出部１０５の検出結果を出力する。変位測定部１０４は、測定面１１０Ａ内の位置を検出する。位置検出部１０６は、測定面１１０Ａと同一又は異なる面に設けられた指標１２５を検出する。例えば、変位測定部１０４は、測定面１１０Ａの状態を光学的に読み取って、測定面１１０Ａに対する変位を検出することにより、測定面１１０Ａ内の位置を検出するようにしてもよい。位置検出部１０６は、変位測定部１０４の検出結果を補正するように、位置検出部１０６の検出結果を出力する。積算処理部１０８は、変位測定部１０４により逐次検出された測定面１１０に沿った変位量を積算して、測定面１１０Ａ内の位置を検出する。さらに、例えば、積算処理部１０８は、位置検出部１０５の検出結果又は位置検出部１０６の検出結果に応じて積算の結果を補正してもよい。或いは、積算処理部１０８は、位置検出部１０５の検出結果及び位置検出部１０６の検出結果に応じて積算の結果を補正してもよい。上記のように構成された変位計５００は、測定面１１０Ａにおける位置を検出する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る変位計５００により検出した位置の補正について説明する。上記のとおり、変位測定部１０４が検出した変位を積算処理部１０８が積算して、変位計５００が検出した位置として出力する。変位計５００から出力される位置の情報は、あくまで演算して求められたものであり、下記に示すように真の位置に対する誤差が含まれる。以下、その誤差の影響を低減させる方法について説明する。
【００５８】
（検出した位置の補正の原理）
累積型の変位計が出力する位置情報Ｐｋは、下記の式（１）により算出される。ｋは、時系列を示す変数である。ここで、位置情報Ｐｋに係る以下の式をベクトルとして示す。
【００５９】
Ｐ（ｋ＋１）=Ｐｋ＋ΔＰｋ    ・・・（１）
【００６０】
なお、上記式（１）におけるΔＰｋは、変数ｋにより示される時刻における特定の時間幅に変位計が検出した変位量を示す。例えばΔＰｋは、下記の式（２）のように定義できる。
【００６１】
ΔＰｋ＝ΔＰ０ｋ＋δｋ    ・・・（２）
【００６２】
上記の式（２）において、ΔＰ０ｋは真の変位量であり、δｋは変位量ΔＰｋに含まれる誤差を示す。
【００６３】
上記式（１）を下記の式（３）のように変形する。
【００６４】
Ｐ（ｋ＋１）=Ｐ１＋ΣΔＰｋ
＝Ｐ１＋（ΣΔＰ０ｋ＋Σδｋ）    ・・・（３）
【００６５】
上記の式（３）において、ΣΔＰｋはΔＰｋの積算値を示し、ΣΔＰ０ｋは真の変位量の積算値を示し、Σδｋは変位量ΔＰｋに含まれる誤差の累積値（累積誤差）を示す。上記の式（３）に示すように、変位量Ｐ（ｋ＋１）には、累積誤差Σδｋが含まれる。
【００６６】
そこで、位置情報Ｐの測定精度に影響しないように、上記の累積誤差Σδｋの値を０に補正することにより、位置情報Ｐの精度を高めることができる。
【００６７】
ところで、上記の累積誤差Σδｋの値を０に補正する条件を、「変位計５００が基準点（原点Ｏ）にあること」と定義すれば、上記の式（３）に代えて、下記の式（４）と式（５）とで表すことができる。
【００６８】
Ｐ（ｋ＋１）=Ｐ１＋ΣΔＰｋ
＝Ｐ１＋（ΣΔＰ０ｋ＋Σδｋ）  ・・・（４）
但し、「変位計５００が基準点である原点Ｏの位置（基準の位置）にない」場合。
【００６９】
Ｐ（ｋ＋１）＝０    ・・・（５）
但し、「変位計が基準点である原点Ｏの位置（基準の位置）にある」場合。
【００７０】
上記の式（５）の条件を満たした際に、これまで蓄積されていた累積誤差Σδｋとともに、位置を示す値も「０」になる。上記のように、「変位計が基準点にある」場合に、その時点の位置が、基準点とする原点Ｏに補正されることにより、位置情報Ｐの精度を高めて出力することができる。
【００７１】
以上に示した方法で、補正時に、累積誤差Σδｋの値を０にするだけでなく、位置自体を原点Ｏにすることができる。その補正処理を実施する条件が生じる確率は、変位計５００の移動範囲が広いほど低くなり、変位計５００の移動速度が遅いほど低くなる。例えば、変位計５００が測定面１１０であるＸ−Ｙ平面内を自由に移動する用途に適用した場合、原点Ｏの位置を通過する頻度が低いと、補正が行われるまでにかかる時間が長くなり、累積誤差Σδｋの値が大きくなる傾向が生じることになる。
そこで、本実施形態では、変位計５００が補正する条件を、原点Ｏの位置を通過することの他に、下記の条件を追加する。
例えば、変位計５００がＹ軸を跨いで、Ｘ軸の正の領域から負の領域に移動する場合や、Ｘ軸の負の領域から正の領域に移動する場合などの場合に、Ｘ軸成分の値を「０」にする。また、同様にＹ軸についても、変位計５００がＸ軸を跨いで、Ｙ軸の正の領域から負の領域に移動する場合や、Ｙ軸の負の領域から正の領域に移動する場合などの場合に、Ｙ軸成分の値を「０」にする。
【００７２】
上記のように、変位計５００の位置が各座標軸を跨いで移動する場合を、誤差を補正する条件に追加することにより、原点Ｏからのオフセットある振動であっても、上記の条件が発生する確率が高まる。これにより、変位計５００による位置の検出精度も高まる。
【００７３】
次に、図１３を参照して、本実施形態における位置の補正を実施する手順について説明する。同図は、本実施形態における位置の補正を実施する処理の手順を示すフローチャートである。例えば、以下に示す処理は、予め定められた周期で繰り返し実施されるものとする。
【００７４】
まず、変位測定部１０４（第２検出部）が測定面１１０Ａ内の位置を検出する（ステップＳ１０）。位置検出部１０５（第１検出部）が、測定面１１０Ａと同一面に設けられた線１２１と線１２２とを検出する（ステップＳ２０）。
【００７５】
位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果が示す変位計５００の測定面１１０Ａ内の位置が、変位測定部１０４による位置の検出結果を補正することを要する位置であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。例えば、位置の検出結果を補正することを要する位置である場合の例として、検出した位置が基準の位置である場合や、各軸方向の基準の位置を検出した場合などが挙げられる。
【００７６】
ステップＳ３０の判定の結果、測定面１１０Ａ内の位置が、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を補正することを要する位置であると判定した場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）には、前記複数の位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果に基づき、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を補正するように制御して、一連の処理を終える（ステップＳ４０）。
一方、ステップＳ３０の判定の結果、測定面１１０Ａ内の位置が、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を補正することを要する位置でないと判定した場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）には、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を補正せずに、一連の処理を終える。
【００７７】
以上に示した手順により、本実施形態に係る変位計５００は、検出した位置を補正して、より正確な位置を出力する。
【００７８】
（位置検出システム（その４））
次に、図１４から図１６と前述の図９とを参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システム１００Ｂによる位置の検知について説明する。図１４は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムを示す構成図である。前述した位置検出システム１００Ａと異なる点を中心に説明する。前述の構成と同じ構成には同じ符号を附す。
位置検出システム１００Ｂは、位置検出装置１０１Ｂと測定面１１０Ｂを含んで構成されている。位置検出装置１０１Ｂは、測定面１１０Ｂにおける位置を検出する。測定面１１０Ｂには、上記の位置検出システムにあった指標１２５を設けずに構成している。
【００７９】
位置検出装置１０１Ｂは、前述の位置検出装置１０１Ａに対応する。
位置検出装置１０１Ｂの支持体１０２Ａには、複数の位置検出部１０５（第１検出部）が設けられている。複数の位置検出部１０５は、支持体１０２Ａにおいて、測定面１１０Ｂに向う面１０３に設けられている。なお、位置検出装置１０１Ｂの場合、第２実施形態に示した位置検出装置１０１Ａと異なり、支持体１０２Ａに位置検出部１０６を設けずに構成してもよい。
例えば、対する測定面１１０Ｂは図１５に示すように構成されている。図１５は、変位計に係る測定面１１０Ｂを示す平面図である。測定面１１０Ｂには、組を成す線１２１と、組を成す線１２２が描かれている。
組を成す線１２１は、互いに平行な線であり、位置検出装置１０１Ｂの検出範囲の任意の位置に設けられている。同図に示すように、例えば、２組の組を成す線１２１を測定面１１０Ｂに設ける。２組の線１２１の組も互いに平行にする。同図では、第１の組に、線１２１−１と線１２１−２が含まれ、第２の組に線１２１−３と線１２１−４が含まれている。
組を成す線１２２は、互いに平行な線であり、その延伸方向が組を成す線１２１の延伸方向と異なる。例えば、組を成す線１２２と組を成す線１２１が直交するように測定面１１０Ｂに配置する。同図に示すように、例えば、２組の組を成す線１２２を測定面１１０Ｂに設ける。２組の線１２２の組も互いに平行にする。同図では、第１の組に、線１２２−１と線１２２−２が含まれ、第２の組に線１２２−３と線１２２−４と線１２２−５が含まれている。
【００８０】
前述の図９を参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成について説明する。同図は、本実施形態の変位計に係る位置検出システムの機能構成を示すブロック図である。
【００８１】
位置検出システム１００Ｂは、位置検出装置１０１Ｂと測定面１１０Ｂとを備える。
位置検出装置１０１Ｂは、少なくとも、複数の位置検出部１０５と演算処理部１０７Ｂとを備える。
【００８２】
位置検出部１０５のそれぞれは、測定面１１０Ｂに設けられた線１２１と線１２２とを検出する。
【００８３】
演算処理部１０７Ｂは、位置検出部１０５（位置検出部１０５−１、位置検出部１０５−２、位置検出部１０５−３）のそれぞれの検出結果に基づいて、測定面１１０Ｂにおける検出目標の位置（基準の位置）に位置検出装置１０１Ｂが位置していることを検出する。
【００８４】
前述の図１４と図１５と図１６とを参照して、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ｂによる位置の検知について説明する。図１５は、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ｂによる位置の検知について示す説明図である。図１６は、本実施形態の変位計に係る位置検出装置１０１Ｂによる検出状態とその検出状態が示す位置との対応関係を示す説明図である。
【００８５】
位置検出装置１０１Ｂは、位置検出部１０５のそれぞれの検出結果に基づいて、位置検出装置１０１Ｂの移動可能な範囲に設けられている２組の線１２１の組と２組の線１２２の組の位置を検出する。
例えば、位置検出装置１０１Ｂが図１５に示すそれぞれの位置にある場合の位置検出部１０５の検出状態を図１６に整理する。
位置検出装置１０１Ｂによる検出状態は、図１６に示すように、次の５つに場合分けできる。
第１の場合は、図１５（ａ）の位置に位置検出装置１０１Ｂがある場合に対応する。第１の場合では、３つの位置検出部１０５（位置検出部１０５−１、位置検出部１０５−２、位置検出部１０５−３）のそれぞれが、それぞれに対応する線１２１又は線１２２を検出した場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−１が線１２２−５を検出し、位置検出部１０５−２が線１２２−４を検出し、位置検出部１０５−３が線１２２−３を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ｂは、位置検出装置１０１Ｂの位置が、線１２２の組１２２Ｂの位置にあることを検出して、Ｘ軸方向の位置は不定であるが、Ｙ軸方向の位置が上記の組１２２Ｂの位置に確定していることを出力する。
【００８６】
第２の場合は、図１５（ｂ）の位置に位置検出装置１０１Ｂがあり、一部の位置検出部１０５が線１２２を検出している場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−１が線１２２−２を検出し、位置検出部１０５−２が線１２２−１を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ｂは、位置検出装置１０１Ｂの位置が、線１２２の組１２２Ａの位置にあることを検出して、Ｘ軸方向の位置は不定であるが、Ｙ軸方向の位置が上記の組１２２Ａの位置に確定していることを出力する。
【００８７】
第３の場合は、図１５（ｃ）の位置に位置検出装置１０１Ｂがあり、一部の位置検出部１０５が線１２１を検出している場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−２が線１２１−２を検出し、位置検出部１０５−３が線１２１−１を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ｂは、位置検出装置１０１Ｂの位置が、線１２１の組１２１Ａの位置にあることを検出して、Ｙ軸方向の位置は不定であるが、Ｘ軸方向の位置が上記の組１２１Ａの位置に確定していることを出力する。
【００８８】
第４の場合は、図１５（ｄ）の位置に位置検出装置１０１Ｂがあり、一部の位置検出部１０５が線１２１を検出している場合である。この図に示す場合では、位置検出部１０５−１が線１２１−３を検出し、位置検出部１０５−３が線１２１−４を検出する。この検出状態では、演算処理部１０７Ｂは、位置検出装置１０１Ｂの位置が、線１２２の組１２２Ｂの位置にあることを検出して、Ｙ軸方向の位置は不定であるが、Ｘ軸方向の位置が上記の組１２２Ｂの位置に確定していることを出力する。
【００８９】
第５の場合は、図１５（ａ）から図１５（ｄ）に例示した場合と異なる位置に位置検出装置１０１Ｂがあり、多くとも一つの位置検出部１０５しか線１２１又は線１２２を検出していない場合である。この場合の図視を省略する。このような検出状態では、演算処理部１０７Ｂは、位置検出装置１０１Ｂの位置を特定することができず、Ｘ軸方向の位置もＹ軸方向の位置も不定であることを出力する。
【００９０】
本実施形態における位置の検出方法では、特定できる位置は、点ではなく、線１２１又は線１２２に沿った線状に分布する。例えば、線１２１の組１２１Ａと組１２１Ｂ、及び、線１２２の組１２２Ａと組１２２Ｂのそれぞれに囲まれる範囲を位置検出装置１０１Ｂの移動を許可する範囲としておき、上記の第１の場合から第４の場合を検出した際に、上記の移動を許可した範囲をはみ出した可能性があると推定するようにしてもよい。
【００９１】
なお、同一の組に含まれる線１２１（線１２１−１と線１２１−２、線１２１−３と線１２１−４）の間隔と、同一の組に含まれる線１２２（線１２２−１と線１２２−２、線１２２−３と線１２２−４と線１２２−５）の間隔は、位置検出装置１０１Ｂにおける位置検出部１０５の位置に応じて定められている。例えば、上記の第１の場合から第４の場合に示す所望の位置に位置検出装置１０１Ｂが移動した際に、上記に例示したそれぞれの線を検出できるように、各位置検出部１０５が配置されている。
例えば、同図に示すように、線１２１において、線１２１−１と線１２１−２との間隔と、線１２１−３と線１２１−４との間隔を互いに異なるように構成し、線１２２において、線１２２−１と線１２２−２との間隔と、線１２２−４と線１２２−５との間隔を互いに異なるように構成する。上記のように構成することにより、いずれの組の位置に位置検出装置１０１Ｂが到達し、到達した位置にある線の組を特定することができる。なお、上記の線の組を成す線と線の間隔は、平行な線がなす幅を示す。
また、例えば、線１２１において、線１２１−１と線１２１−２との間隔と、線１２１−３と線１２１−４との間隔とを一致させて構成し、線１２２において、線１２２−１と線１２２−２との間隔と、線１２２−３と線１２２−４との間隔とを一致させて構成する。この場合、線１２２−５は測定面１１０Ｂから削除する。上記のように構成することにより、いずれかの組の位置に位置検出装置１０１Ｂが到達したかを特定することができる。
【００９２】
以上に示したように、位置検出装置１０１Ｂは、測定面に設けた線を検出することにより、位置の精度を高めている。
なお、位置検出装置１０１Ｂは、３つの位置検出部１０５を備えるものとして説明したが、４つ以上の位置検出部１０５を備えるようにしてもよい。
また、測定面１１０Ｂに描いた線の組を成す線の本数を２本又は３本の例を示したが、位置検出装置１０１Ｂの位置検出部１０５の個数とその配置に応じて数を変更することができる。例えば、位置検出装置１０１Ｂの位置検出部１０５の個数を４個以上にすることで、組を成す線の組についての識別可能な数を増やすことができる。位置検出部１０５の個数を４個にすることで、四角形の辺に対応する線の組を成す線の本数をそれぞれ２本にすることができる。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、変位計５００は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。また、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ等も含むものとする。
【００９４】
そして、変位計５００における各処理の全部又は一部の処理は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。勿論、位置検出システム１００を構成する各処理部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。
【００９５】
なお、ここで、本発明と上記実施形態との対応関係について補足して説明する。
上記実施形態において、本発明における、変位計が変位計５００に対応し、第１検出部が位置検出部１０５に対応し、第２検出部が変位測定部１０４に対応し、第３検出部が他の位置検出部１０６に対応し、積算処理部が積算処理部１０８に対応する。
【００９６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の変位計は、上述の図示例にのみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、変位計５００における位置の補正についての詳細な説明を、「位置検出システム（その３）」と関連付けて説明したが、「位置検出システム（その３）」に代えて、「位置検出システム（その１）」、「位置検出システム（その２）」、及び、「位置検出システム（その４）」の何れかと組み合わせて構成してもよい。
なお、上記の説明では、位置検出部１０５（第１検出部）が、測定面１１０Ａと同一面に設けられた線１２１と線１２２とを検出することとして説明したが、位置検出部１０５（第１検出部）が、測定面１１０Ａと異なる面に設けられた線１２１と線１２２とを検出するようにしてもよい。例えば、測定面１１０Ａと異なる面に線１２１と線１２２とを設ける場合とは、測定面１１０Ａの材質を透過性のある材質にして、測定面１１０Ａを透過して光学的に読み取れる面に線１２１と線１２２とを設けてもよい。このように構成することにより、測定面１１０Ａと線１２１と線１２２とが互いに異なる面に設けられている場合も生じ得る。
なお、変位計における処理の手順は、図１３に示したものに限られず、変位測定部１０４の検出周期と位置検出部１０５等の検出周期は異なるものであってよい。
【００９７】
（１）なお、本実施形態の変位計５００は、測定面１１０Ａにおける位置を検出する。変位計５００は、測定面１１０Ａと同一又は異なる面に設けられた線を検出する位置検出部１０５（第１検出部）と、測定面１１０Ａ内の位置を検出する変位測定部１０４（第２検出部）とを備える。平行な線が描かれた面の測定面１１０Ａがある。複数の位置検出部１０５は、前記平行な線の間隔に応じた間隔に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を補正するように位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果を出力する。
このように構成されている変位計５００は、位置検出部１０５（第１検出部）と変位測定部１０４（第２検出部）の２系統の位置検出部を備えていることから、変位計５００の移動に伴って位置検出部１０５（第１検出部）と変位測定部１０４（第２検出部）とがそれぞれ位置を検出し、検出した位置の情報を出力する。検出した情報の優先度を定めておき、例えば、位置検出部１０５（第１検出部）が検出した情報は、変位測定部１０４（第２検出部）が検出した情報より優先させる。このように、変位計５００の移動に伴って位置検出部１０５（第１検出部）と変位測定部１０４（第２検出部）とがそれぞれ検出した位置は、互いに相関性があるものであるが、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を演算処理した結果生じる誤差を位置検出部１０５（第１検出部）が検出した結果に基づいて補正させることができる。上記のように、変位測定部１０４（第２検出部）は、検出した位置を、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果に応じて補正するように出力する。これにより、変位計５００は、位置の精度を高めることができる。
【００９８】
（２）また、変位計５００において、前記平行な線は、第１の方向を延伸方向とする線１２１（第１平行線）と、前記第１の方向に直交する第２の方向を延伸方向とする線１２２（第２平行線）とを含む。少なくとも３箇所以上の複数の位置検出部１０５（第１検出部）は、同一の直線上に並ばないように、前記面に対向する支持体１０２Ａに配置される。
このように構成された変位計５００の位置検出部１０５は、少なくとも３箇所以上で構成されているが、同一の直線に並ばないように配置されていることから、全ての位置検出部１０５が検出状態にあれば、１つの直線だけを検出している状態ではないことが分かる。これにより、変位計５００は、複数の直線を検出して、位置の精度を高めることができる。
【００９９】
（３）また、変位計５００において、線１２１の組を成す平行線（第１平行線）の間隔と線１２２の組を成す平行線（第２平行線）の間隔が互いに異なる。
このように構成された変位計５００であれば、上記の線の幅に合うように位置検出部１０５を支持体に配置することにより、上記の平行線を検出するように配置することにより、複数の直線を検出して、位置の精度を高めることができる。
【０１００】
（４）また、変位計５００は、測定面１１０Ａと同一又は異なる面に設けられた指標を検出する位置検出部１０６（第３検出部）を備える。位置検出部１０６（第３検出部）は、変位測定部１０４（第２検出部）の検出結果を補正するように、位置検出部１０６の検出結果を出力する。
【０１０１】
（５）また、変位計５００は、変位測定部１０４（第２検出部）により逐次検出された測定面１１０Ａに沿った変位量を積算して、測定面１１０Ａ内の位置を検出する積算処理部１０８を備える。積算処理部１０８は、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果又は位置検出部１０６（第３検出部）の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正する。
このように構成された変位計５００であれば、変位測定部１０４（第２検出部）により逐次検出された測定面１１０Ａに沿った変位量を積算処理部１０８が積算することにより、累積誤差が生じることがある。積算処理部１０８は、このような累積誤差が無くなるように、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果又は位置検出部１０６（第３検出部）の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正する。このように、変位計５００は、累積誤差を低減させて位置を検出することにより、位置の精度を高めることができる。
【０１０２】
（６）また、変位計５００において、積算処理部１０８は、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果及び位置検出部１０６（第３検出部）の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正する。
このように構成された変位計５００であれば、変位測定部１０４（第２検出部）により逐次検出された測定面１１０Ａに沿った変位量を積算処理部１０８が積算した結果に累積誤差が生じることがある。積算処理部１０８は、このような累積誤差が無くなるように、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果及び位置検出部１０６（第３検出部）の検出結果に応じて、前記積算の結果を補正する。このように、変位計５００は、累積誤差を低減させて位置を検出することにより、位置の精度を高めることができる。
【０１０３】
（７）また、変位計５００において、積算処理部１０８は、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果から、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれの方向の基準の位置を検出し、基準の位置を検出した方向の前記積算の結果を補正する。
このように構成された変位計５００であれば、位置検出部１０５（第１検出部）の検出結果から、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれの方向の基準の位置を検出して、基準の位置を検出した方向の前記積算の結果を補正することにより、位置の精度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
５００  変位計、
１００、１００Ａ、１００Ｂ  位置検出システム、
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ  位置検出装置、
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ  測定面、
１０２、１０２Ａ  支持体、
１０４  変位測定部（第２検出部）、
１０５  位置検出部（第１検出部）、
１０６  位置検出部（第３検出部）、
１０７、１０７Ａ、１０７Ｂ  演算処理部、
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ  測定面、
１２１、１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４  線、
１２２、１２２−１、１２２−２、１２２−３、１２２−４、１２２−５  線、
１２１Ａ、１２２Ｂ  組
【要約】
【課題】位置の精度を高める。
【解決手段】変位計は、測定面における位置を検出する。変位計は、前記測定面と同一又は異なる面に設けられた線を検出する第１検出部と、前記測定面内の位置を検出する第２検出部とを備える。平行な線が描かれた前記面があり、複数の前記第１検出部は、前記平行な線の間隔に応じた間隔に配置され、前記配置された位置で前記線を検出し、前記第２検出部の検出結果を補正するように前記第１検出部の検出結果を出力する。
【選択図】図７【図１】
0005853115.tif 000002
【図２】
0005853115.tif 000003
【図３】
0005853115.tif 000004
【図４】
0005853115.tif 000005
【図５】
0005853115.tif 000006
【図６】
0005853115.tif 000007
【図７】
0005853115.tif 000008
【図８】
0005853115.tif 000009
【図９】
0005853115.tif 000010
【図１０】
0005853115.tif 000011
【図１１】
0005853115.tif 000012
【図１２】
0005853115.tif 000013
【図１３】
0005853115.tif 000014
【図１４】
0005853115.tif 000015
【図１５】
0005853115.tif 000016
【図１６】
0005853115.tif 000017