(57)【要約】【課題】電源遮断後の再復帰時に移動体が再び元の状態から移動するまでの時間を短くしつつ、移動体自体の移動距離を低コストで従来に比べてかなり長くできる移動体の絶対位置検出装置を提供する。【解決手段】移動体の絶対位置を特定する絶対値特定パターンが記録されている絶対位置特定スケール１１と、移動体の絶対位置を特定しない絶対値不特定パターンが記録されている絶対位置不特定スケール１２と、移動体が絶対位置不特定スケールに対応する領域から絶対位置特定スケールに対応する領域に到達したことを検出するガイドパターンが記録されている前記絶対値不特定スケールの少なくとも一部をなすガイドスケール１３と、これらのスケールに記録された各パターンを検出する検出器５１と、を備えている。【選択図】図１
2012083280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の絶対位置を特定する絶対値特定パターンが記録されている絶対位置特定スケールと、
前記移動体の絶対位置を特定しない絶対値不特定パターンが記録されている絶対位置不特定スケールと、
前記移動体が絶対位置不特定スケールに対応する領域から絶対位置特定スケールに対応する領域に到達したことを検出するガイドパターンが記録されている前記絶対値不特定スケールの少なくとも一部をなすガイドスケールと、
前記スケールに記録された各パターンを検出する検出器と、を備える移動体の絶対位置検出装置であって、
前記移動体の絶対位置に対応するように前記絶対位置特定スケールが直列的に配置されていると共に、前記隣接する絶対位置特定スケールのうち少なくとも隣り合う２つの絶対位置特定スケール間に前記絶対位置不特定スケールが配置されたことを特徴とする移動体の絶対位置検出装置。
【請求項２】
前記移動体の絶対位置検出装置の直列的に配置された絶対位置特定スケール及び絶対位置不特定スケールに、インクリメント型の移動体の積算移動量算出用スケールを並列に配置し、前記移動体が原点から移動した際には、移動体の積算移動量算出部により前記積算移動量算出用スケールにおける前記移動体の絶対位置を求めると共に、原点から離れた位置で前記移動体が停止しかつ前記移動体の積算移動量算出部から当該移動体の絶対位置が判別できなくなった場合に、前記移動体を最寄りの絶対位置特定スケールまで移動させて、この絶対位置特定スケールで求めた移動体の絶対位置と、積算移動量算出部で求めた絶対位置特定スケールからの移動体の移動量から、前記絶対位置特定スケールから再び移動する移動体の絶対位置を逐次検出することを特徴とする、請求項１に記載の移動体の絶対位置検出装置。
【請求項３】
前記絶対値不特定スケールのビット数は、前記絶対値特定スケールのビット数よりも１ビットだけ多いことを特徴とする、請求項２に記載の移動体の絶対位置検出装置。
【請求項４】
前記移動体が絶対位置不特定スケールからこれを挟むように配置された隣接する２つの絶対位置特定スケールに移動する際に、より少ない移動量で移動できる方の絶対位置特定スケールを判別するための移動体移動方向判別手段を備えていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の移動体の絶対位置検出装置。
【請求項５】
前記判別手段は、前記絶対位置不特定スケールに識別マークとしての移動方向特定スケールを含ませたことを特徴とする、請求項４に記載の移動体の絶対位置検出装置。
【請求項６】
一部にガイドスケールを含む絶対位置不特定スケールを前記絶対位置特定スケール間に介在させる代わりに、ガイドスケールのパターンとこれに隣接する絶対位置特定スケールのパターンの一部を前記検出器が読み取るようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の移動体の絶対位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリニア型移動体等の絶対位置を検出する移動体の絶対位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から移動体の絶対位置検出装置としては、インクリメントタイプの装置と、アブソリュートタイプの装置とが知られている。インクリメントタイプの装置は、例えば磁気式では、磁石を等間隔で移動路に配置すると共に、移動体にはＭＲ素子を１つだけ搭載し、移動体が起点から移動するに従って移動体の通過した起点からの磁石の数をＭＲ素子がカウントして積算していく。そして、カウント数の積算値によって起点からの移動量を求めるようになっている。
【０００３】
一方、アブソリュートタイプの装置は、例えば磁気式８ビットタイプの装置では、８つのＭＲ素子を移動体の移動方向に沿って直列に搭載した移動体を用いるようになっている。そして、移動体の移動路には互いに異なる８ビットの磁気特性を有する磁石の組合せが直列的に連続して配置され、移動体の絶対位置毎に異なる８ビットの出力の組合せを移動体のＭＲ素子から得るようになっている。そして、移動体がある場所まで移動すると、ＭＲ素子がその位置特有の出力信号を得て、絶対位置を検出するようになっている。
【０００４】
なお、インクリメントタイプの装置としては、例えば特許文献１及び特許文献２に記載された装置が公知であり、アブソリュートタイプの装置としては、例えば特許文献３に記載された装置が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９０９９１号公報
【特許文献２】特開２００７−１２７５６０号公報
【特許文献３】特開昭６４−７９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７（ａ）は、従来のインクリメントタイプの位置読取装置６０を示した図である。インクリメントタイプの装置では、異なる磁気特性の磁石１２１，１２２（１２０）を移動路に交互に配置すると共に、単一のＭＲ素子５５を移動体（図示せず）に設けて交互に配置した磁石１２０からの出力信号をカウントしてカウント数を積算し、これに応じた移動体の移動量を求める方式である。
【０００７】
この構成によると、ＭＲ素子５５の使用個数が１つとなり低コストで済むが、例えば外部ノイズの影響や予期せぬ電源遮断等のトラブル発生により移動体が移動中突然停止し、移動カウントの積算値が不明となってしまうことがある。その場合、位置特定のために、移動体を原点まで復帰させてから再び移動させると共に、ＭＲ素子５５が通過する磁石１２０の数を再びカウントするため、時間が非常にロスして例えば工場の搬送作業に移動体を利用する場合に作業効率が極端に低下する。
【０００８】
図７（ｂ）は、従来のアブソリュート型の絶対位置読取装置７０を示した図である。同図において網掛け部分で示す“０” と“１” のビットの直列配置は、その対応する位置における磁石（同図において一部の磁石を引き出し線と共に符号「３３３」として明示）の有無を示すものであり、この直列に配置したビットにおいて、磁石有りのビットを“１”、磁石無しのビットを“０”としている。なお、他の図面においてもこれと同等の表記をするものとする。
【０００９】
アブソリュートタイプの装置では、予期せぬ電源遮断等のトラブル発生時にもその時点の出力の組合せから移動体の絶対位置を即座に判断できる。しかしながら、絶対位置ごとに磁石３３３の有無の異なる組合せ（上述した図７（ｂ）の網掛け部分で示す“０” と“１” のビットの組み合わせ）による出力をＭＲ素子５６が検出するように配置されているため、いわゆる８ビットタイプの場合、２５６のパターンに基づいて一対一で対応した絶対位置を求めるため、移動体自体が移動する長さに自ずと限界が生じて移動体の移動するスケール長を十分に確保できない。
【００１０】
この対策として、移動路に配置されている磁石のうち隣接する磁石同士の間隔を粗くすると、移動体自体の移動する長さを長くできるが、厳密な意味での正確な絶対位置特定の分解能が低下し、移動体の絶対位置を精度良く検出できない。一方、移動体の絶対位置を厳密に検出しようとすると、絶対位置スケールを構成する各磁石の長さを短くして絶対位置特定の分解能を高めなければならず、移動体自体の移動するスケール長も短くなってしまう。また、出力も干渉し合って誤検出を招く虞もある。また、移動体自体の移動する長さを十分長くするためには、例えば絶対位置スケールのビット数を８ビットから１６ビットにすることも考えられるが、これに伴いＭＲ素子の数も増やす必要があり、その分コストが嵩む。
【００１１】
本発明の目的は、電源遮断後の再復帰時に移動体が再び元の状態から移動するまでの時間を短くしつつ、移動体自体の移動距離を低コストで従来に比べてかなり長くできる移動体の絶対位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に係る移動体の絶対位置検出装置は、
移動体の絶対位置を特定する絶対値特定パターンが記録されている絶対位置特定スケールと、
前記移動体の絶対位置を特定しない絶対値不特定パターンが記録されている絶対位置不特定スケールと、
前記移動体が絶対位置不特定スケールに対応する領域から絶対位置特定スケールに対応する領域に到達したことを検出するガイドパターンが記録されている前記絶対値不特定スケールの少なくとも一部をなすガイドスケールと、
前記スケールに記録された各パターンを検出する検出器と、を備える移動体の絶対位置検出装置であって、
前記移動体の絶対位置に対応するように前記絶対位置特定スケールが直列的に配置されていると共に、前記隣接する絶対位置特定スケールのうち少なくとも隣り合う２つの絶対位置特定スケール間に前記絶対位置不特定スケールが配置されたことを特徴としている。
【００１３】
請求項１に係る本願発明がこのような構成を有することで、移動体の移動中に何らかの理由で電源が遮断され移動体が停止しても、電源復帰により移動体を再び移動させる際に、従来のインクリメント型による移動体の積算移動量算出装置のようにわざわざ原点まで状態を戻す必要がない。即ち、本発明の場合、移動体を何れかの方向に少しだけ移動させて移動体が絶対位置不特定スケールの少なくとも一部をなすガイドスケールに達した際に、検出器がこのガイドパターンを読み出し、これに続いてガイドパターンに隣接する絶対位置特定スケールの絶対値特定パターンを読み込むことで、移動体の絶対位置を迅速に検出することができる。
【００１４】
従って、例えば本発明に係る移動体の絶対位置検出装置に、これと並行してインクリメント型の移動体の積算移動量算出装置を組み合わせることで、電源が不意に遮断され移動体が停止しても、最寄りの絶対位置特定スケールに移動体を戻してからこの絶対位置の情報とインクリメント型の移動体の積算移動量算出部から求めた移動体の移動量に基づき、移動体の正確な絶対位置を再び逐次求めることができるようになる。
【００１５】
また、絶対位置特定スケールの間に少なくとも１つの絶対位置不特定スケールを介在させることで、従来のアブソリュート型の移動体の絶対位置検出装置のように互いに異なる絶対値特定パターンを組み合わせて直列に配置しただけの構成よりも、格段に長い距離（スケール長）において移動体の絶対位置を検出することができるようになる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る移動体の絶対位置検出装置は、請求項１に記載の移動体の絶対位置検出装置において、
前記移動体の絶対位置検出装置の直列的に配置された絶対位置特定スケール及び絶対位置不特定スケールに、インクリメント型の移動体の積算移動量算出用スケールを並列に配置し、前記移動体が原点から移動した際には、移動体の積算移動量算出部により前記積算移動量算出用スケールにおける前記移動体の絶対位置を求めると共に、原点から離れた位置で前記移動体が停止しかつ前記移動体の積算移動量算出部から当該移動体の絶対位置が判別できなくなった場合に、前記移動体を最寄りの絶対位置特定スケールまで移動させて、この絶対位置特定スケールで求めた移動体の絶対位置と、積算移動量算出部で求めた絶対位置特定スケールからの移動体の移動量から、前記絶対位置特定スケールから再び移動する移動体の絶対位置を逐次検出することを特徴としている。
【００１７】
請求項２に係る本願発明が、請求項１に記載の絶対位置特定スケール及び絶対位置不特定スケールに加えて、これらと並列にインクリメント型の移動体の積算移動量算出用スケールを配置することで、移動体の移動中に電源が不意に遮断されても、従来のインクリメント型の移動体の積算移動量算出装置で必須とされる原点への再復帰を行わずに済み、移動体の絶対位置を迅速に求めることができる。
【００１８】
また、請求項２に係る本願発明の構成においては、絶対位置特定スケールの間に少なくとも１つの絶対位置不特定スケールを介在させるので、従来のアブソリュート型の移動体の絶対位置検出装置のように、互いに異なる絶対値特定パターンを組み合わせて直列に配置しただけの構成よりも、インクリメント型の移動量積算スケールと協働して移動体の絶対位置を、同一の絶対値ビット数で、より長い距離（スケール長）に亘って正確に検出することができるようになる。
【００１９】
また、本発明の請求項３に係る移動体の絶対位置検出装置は、請求項２に記載の移動体の絶対位置検出装置において
前記絶対値不特定スケールのビット数は、前記絶対値特定スケールのビット数よりも１ビットだけ多いことを特徴としている。
【００２０】
請求項３に係る本願発明がこのような構成を有することで、ガイドスケールに割り当てるガイドパターンの種類を最低限に抑えることができ、その分絶対位置特定スケールに利用する絶対値パターンの数を減らさなくて済むので、移動体の絶対位置検出可能なポイントを増やすことができる。
【００２１】
また、本発明の請求項４に係る移動体の絶対位置検出装置は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の移動体の絶対位置検出装置において、
前記移動体が絶対位置不特定スケールからこの両側の隣接する２つの絶対位置特定スケールに移動する際に、より少ない移動量で移動できる方の絶対位置特定スケールを判別するための移動体移動方向判別手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
請求項４に係る本願発明がこのような構成を有することで、絶対位置不特定スケールが多数の絶対値不特定パターンの連続体からなり、この絶対位置不特定スケールの長さが長い場合であって、電源の遮断等により移動体がこの絶対位置不特定スケールの途中で停止してしまった場合、これを挟む２つの絶対位置特定スケールに移動する際に、移動体移動方向判別手段を介してより少ない移動量で移動できる方の絶対位置特定スケールを判別する。これによって、移動体を絶対位置特定スケールまでより短い時間で戻し、その地点での移動体の絶対位置を再認識させるとともに、インクリメント型の移動体積算移動量算出部によりその地点から移動した移動体の絶対位置を逐次検出することができるようになる。
【００２３】
また、本発明の請求項５に係る移動体の絶対位置検出装置は、請求項４に記載の移動体の絶対位置検出装置において、
前記判別手段は、前記絶対位置不特定スケールに識別マークとしての移動方向特定スケールを含ませたことを特徴としている。
【００２４】
請求項５に係る本願発明がこのような構成を有することで、特別な移動体移動方向判別手段を別途設けることなく、請求項４に記載の作用を発揮することができる。
【００２５】
また、本発明の請求項６に係る移動体の絶対位置検出装置は、請求項１に記載の移動体の絶対位置検出装置において、
一部にガイドスケールを含む絶対位置不特定スケールを前記絶対位置特定スケール間に介在させる代わりに、ガイドスケールのパターンとこれに隣接する絶対位置特定スケールのパターンの一部を前記検出器が読み取るようにしたことを特徴としている。
【００２６】
本発明がこのような構成を有しても、移動体の絶対位置を間欠的に検出することができ、移動体の絶対位置検出装置のスケール長を従来に比べて延ばすことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、電源遮断後の再復帰時に移動体が再び元の状態から移動するまでの時間を短くしつつ、移動体自体の移動距離を低コストで従来に比べてかなり長くできる移動体の絶対位置検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、及びガイドスケールを示す配置図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の動作原理を説明する説明図であり、移動体が左から右へ移動する場合の説明図（図２（ａ））、及び移動体が右から左へ移動する場合の説明図（図２（ｂ））である。
【図３】図２に続いて、移動体の絶対位置検出装置の動作原理を説明する説明図であり、絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、及び絶対位置不特定スケールの一部をなすガイドスケールを配置した図（図３（ａ））、これらのスケールに対して絶対位置検出センサが図中右方向に移動する状態を示した図（図３（ｂ））、及びこれらのスケールに対して絶対位置検出センサが図中左方向に移動する状態を示した図（図３（ｃ））である。
【図４】本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の第１変形例を示す図である。
【図５】本発明に係る移動体の絶対位置検出装置における絶対位置特定スケールとガイドスケールとの関係を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の第２変形例を示す図である。
【図７】従来の移動体の位置読取装置を説明する図であって、インクリメント型の積算移動量算出装置を示した図（図７（ａ））、及びアブソリュート型の絶対位置検出装置を示した図（図７（ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、ガイドスケール、及びこれらに平行に配置されたインクリメント型の移動体の積算移動量算出用スケールを示す配置図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の動作原理を説明する説明図であり、移動体が左から右へ移動する場合の説明図（図２（ａ））、移動体が右から左へ移動する場合の説明図（図２（ｂ））である。また、図３は、移動体の絶対位置検出装置の動作原理を説明する説明図であり、絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、及び絶対位置不特定スケールの一部をなすガイドスケールを配置した図（図３（ａ））、これらのスケールに対して絶対位置検出センサが図中右方向に移動する状態を示した図（図３（ｂ））、及びこれらのスケールに対して絶対位置検出センサが図中左方向に移動する状態を示した図（（図３）ｃ）である。
【００３０】
本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置１は、直列的に配置された絶対位置特定スケール１１、絶対位置不特定スケール１２、及びガイドスケール１３と、これらの各スケールに対して互いに平行に配置されたインクリメント型の移動体の積算移動量算出スケール２０と、これらスケールに沿って移動する移動体（図示せず）を備えている。なお、絶対位置不特定スケール１２の一部はガイドスケール１３を構成している。移動体は、後述するＭＲ素子を介して積算移動量算出スケール２０から積算移動量を算出すると共に、絶対位置特定スケール１１とガイドスケール１３から各絶対位置特定スケール１１に対応した絶対位置を検出するようになっている。なお、移動体は、絶対位置検出用ＭＲ素子５１と積算移動量算出用ＭＲ素子５２を備えている。
【００３１】
積算移動量算出スケール２０は、０か１かの異なる検出出力を積算移動量算出用ＭＲ素子５２から得られるように、互いに異なる磁気特性を有する２種類の磁石１２１，１２２（１２０）が交互に多数配置された従来のインクリメント型のスケールからなる。そして、移動体には積算移動量算出スケール２０から移動体が磁石を通過する毎にこれを検知し、出力を０から１に変化させる積算移動量算出用ＭＲ素子５２が１つ備わると共に、出力が０から１に変化する回数を積算して、移動体の移動量を算出する積算移動量算出回路（図示せず）が備わっている。
【００３２】
一方、絶対位置特定スケール１１は、本実施形態の場合、８ビットの互いに異なる０１コードの組み合わせからなり、最も多い場合で「１０００００００」、「０００００００１」、及び「００００００００」の３つを除く２５６−３＝２５３組の絶対位置特定スケールから構成されている。８ビットの互いに異なる０１コードの組み合わせは、本実施形態の場合、絶対位置特定スケール上の磁石３３３の配列位置に対応しており、図１中にある例えば「０００１０００１」であれば、これに対応する絶対位置特定スケールにおいて、「１」は「磁石あり」、「０」は「磁石なし」の構成を取るため、左側から「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石あり」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石あり」という配置を表している。
【００３３】
そして、絶対位置特定スケール１１の２進コードが例えば「１００１１０００」の場合、１０進数では「１５２」となり、これがこの絶対位置特定スケール１１のＩＤ番号となる。そして、移動体の移動エリアにおける原点からのこの絶対位置特定スケール１１が配置された位置までの実際の距離をこのＩＤ番号に対応させながら後述する絶対位置演算回路のメモリに記憶させる。
【００３４】
このようにして、互いに異なる８ビットの２進コードを有する各絶対位置特定スケールごとに異なるＩＤ番号が特定され、このＩＤ番号ごとに移動体の移動エリアにおける原点からの絶対位置特定スケール１１が配置された位置までの実際の距離が割り当てられる。
【００３５】
なお、絶対位置不特定スケール１２及びガイドスケール１３における０１コードの組み合わせについても、これら各スケール上の磁石３３３の配列位置に対応しており、例えば絶対位置不特定スケール１２において「１０００００００１」であれば、左側から「磁石あり」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石なし」、「磁石あり」という配置を表している。
【００３６】
移動体には、８つの絶対位置検出用ＭＲ素子５１が配置されている。より具体的には、この「磁石あり」又は「磁石なし」を各絶対位置特定スケール１１の８ビットごとに一度に検出できるように、８つのＭＲ素子が、各絶対位置特定スケール１１の磁石の配置された位置又は配置されていない位置に対応するように、移動体に直列的に配置されている。また、移動体には８つのＭＲ素子の出力に応じた移動体の絶対位置を検出する絶対位置演算回路（図示せず）が備わっている。
【００３７】
なお、本実施形態の場合、移動体の各絶対位置検出用ＭＲ素子５１（以下、適宜「絶対位置検出センサ５１」とする）が「磁石あり」と判断した場合は、これに対応する絶対位置検出用ＭＲ素子５１のビットが「１」となり、移動体の各絶対位置検出用ＭＲ素子５１が「磁石なし」と判断した場合は、これに対応する絶対位置検出用ＭＲ素子５１のビットが「０」となる。
【００３８】
そして、これら絶対位置特定スケール１１は、それらが移動体の原点からの互いに異なる距離に応じて配置され、隣接する絶対位置特定スケール同士の間に、ガイドスケール１３を一部に含む絶対位置不特定スケール１２を介在させて直列状に並んで配置されている。
【００３９】
一方、絶対位置不特定スケール１２は、本実施形態の場合、隣接する絶対位置特定スケール間に配置された９ビットの「１０００００００１」からなる。そして、絶対位置不特定スケール１２の一部をなすガイドスケール１３は、例えば移動体が左から右に移動する場合、この絶対位置不特定スケール１２の１番左の「１」を除いた「０００００００１」が該当する（図２（ａ）参照）。また、例えば移動体が右から左に移動する場合、この絶対位置不特定スケール１２の１番右の「１」を除いた「１０００００００」が該当する（図２（ｂ）参照）。
【００４０】
即ち、本実施形態においては、９ビットの絶対位置不特定スケール１２に含まれる８ビットのガイドスケール１３が移動体の進行方向に応じて変化する。より具体的には、絶対位置不特定スケール１２の９ビットのうち、移動体が左から右に移動する場合、最も左側の１つのビットを除いた残り８ビットがガイドスケール１３となり、絶対位置不特定スケール１２の９ビットのうち、移動体が右から左に移動する場合、最も右側の１つのビットを除いた残り８ビットがガイドスケール１３となる。
【００４１】
なお、ガイドスケール１３の互いに異なる０１コードの組み合わせからなるガイドパターンのコードと、絶対位置特定スケール１１の互いに異なる０１コードの組み合わせからなる絶対位置特定パターンのコード（以下、絶対値コードパターンという）とは互いに異なるパターンのコードにしなければならない。これは、もしもこれら両者を同じパターンにしたとすると、絶対値コードパターンとガイドパターンが区別できず、絶対位置を正確に特定できないからである。
【００４２】
絶対位置特定パターンのコードからなる絶対値コードパターンを最も効率良く使用できるようにするために、本実施形態のように絶対位置特定スケール１１が８ビットの場合、絶対位置不特定スケールを、これより１つ大きい９ビットで構成しているが、本発明において、絶対位置不特定コードパターンを最も効率良く使用できるようにする場合は、これに限定されることなく、絶対位置不特定スケールのビット数を絶対位置検出センサ５１のビット数に対し１よりも大きく、ガイドパターン特定のコードパターンの値を、絶対位置特定のコードパターンと隣接するビットのみ「１」とし、その他はすべて「０」とする構成を取ることもできる。
【００４３】
本実施形態のように絶対値コードパターン８ビットの例で説明すると、ガイドパターン８ビットは進行方向から見て「０００００００１」と「１００００００」の２種類となり、これに「００００００００」を加えた計３種類のビットの組合せを除いた８ビットコード全てが絶対値特定パターン（以下、「絶対値パターン」とする）として使用できるようになる。その結果、本実施形態の態様をとることで、移動体の絶対位置検出装置１の絶対位置を間欠的に検出可能なスケール長を絶対位置特定スケールのビット数と比較して最も効率よく長くすることができる。
【００４４】
以上の本発明における移動体の絶対位置の検出原理について、図３に基づきより詳細に説明する。移動体の絶対位置検出装置１は、図３（ａ）に示すように、左から順に８ビットの絶対値パターンＡ、９ビットのパターン間、８ビットの絶対値パターンＢ、９ビットのパターン間、８ビットの絶対値パターンＣが配列されている。
【００４５】
なお、ここで言う各絶対値パターンは、上述した絶対位置特定スケール１１に相当し、パターン間は、上述した絶対位置不特定スケール１２に相当する。また、上述したガイドスケール１３は、絶対位置不特定スケール１２を構成するパターン間の一部であって、移動体の移動方向に応じて異なるように対応して構成されている。
【００４６】
ここで、移動体の移動方向を図３（ｂ）に示すように左から右、即ち「→」方向に移動体（図中の絶対位置検出センサ５１参照）が移動する場合を考える。この際、移動体が絶対値パターンＡからこれに隣接するパターン間に移動し、その後９ビットのパターン間の右側８ビットで形成される→方向移動用ガイドパターン「０００００００１」を絶対位置検出センサ５１が検出したら（図３（ｂ）の実線で示す絶対位置検出センサ５１参照）、次の８ビット「０００１０００１」を有効な値として読むことで「絶対値パターンＢ」が確定する。なお、絶対値パターンＡの直ぐ右側のビット「１」については、結果としてガイドパターンとマッチングしないので無視（データ読み取りキャンセル）する。
【００４７】
次いで、移動体が絶対値パターンＢからこれに隣接するパターン間に移動し、その後９ビットのパターン間の右側８ビットで形成される「→」方向移動用ガイドパターン「０００００００１」を絶対位置検出センサが検出したら（図３（ｂ）の点線で示す絶対位置検出センサ５１参照）、次の８ビット「００１０００１０」を有効な値として読むことで「絶対値パターンＣ」が確定する。なお、絶対値パターンＢの直ぐ右側のビット「１」については、結果としてガイドパターンとマッチングしないので無視する。
【００４８】
一方、移動体の移動方向を図３（ｃ）に示すように右から左、即ち「←」方向に移動体が移動する場合を考える。この際、移動体が絶対値パターンＣからこれに隣接するパターン間に移動し、その後９ビットのパターン間の左側８ビットで形成される←方向移動用ガイドパターン「１０００００００」を絶対位置検出センサが検出したら（図３（ｃ）の実線で示す絶対位置検出センサ５１参照）、次の８ビット「０００１０００１」を絶対位置検出センサが有効な値として読むことで「絶対値パターンＢ」が確定する。なお、絶対値パターンＣのすぐ左側のビット「１」については、結果としてガイドパターンとマッチングしないので無視する。
【００４９】
次いで、移動体が絶対値パターンＢからこれに隣接するパターン間に移動し、その後９ビットのパターン間の左側８ビットで形成される「←」方向移動用ガイドパターン「１０００００００」を絶対位置検出センサが検出したら（図３（ｃ）の点線で示す絶対位置検出センサ５１参照）、次の８ビット「００００１０００」を有効な値として読むことで「絶対値パターンＡ」が確定する。なお、絶対値パターンＢのすぐ左側のビット「１」については、結果としてガイドパターンとマッチングしないので無視する。
【００５０】
続いて、本実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置１の作用について説明する。この移動体の絶対位置検出装置１を用いて移動体の原点からの絶対位置を検出するにあたって、通常は、原点からの移動体の移動量をインクリメント型の積算移動量算出部を用いて検出する。
【００５１】
具体的には、移動体の積算移動量算出用ＭＲ素子５２を用いて、原点からの移動体の移動に応じて積算移動量算出用ＭＲ素子５２がカウントするカウント値を積算し、このカウント値に基づき移動体の積算移動量を求め、これから移動体の絶対位置を算出する。なお、移動体が原点から遠ざかる場合はカウント値を加算し、原点に近づく場合はその近付いた分だけのカウント値をそれまで加算したカウント値から減算する。
【００５２】
ここで、移動体の移動中に何らかの理由で電源が遮断されると、積算移動量算出用ＭＲ素子５２がカウントできなくなった瞬間からも移動体が完全に停止するまで慣性により移動したり、また、停止後も手動で移動されたりすることがある。そのため、このような事態において移動体が停止すると、積算移動量算出部による移動体の正確な絶対位置が算出できなくなる。このような移動体の移動中に何らかの理由で電源が遮断された場合、移動体を何れかの方向に少しだけ移動させて移動体がガイドスケールに達した際に絶対位置検出センサ５１がこのガイドパターンを読み出す（図３に実線又は点線で示す絶対位置検出センサ５１参照）。
【００５３】
そして、絶対位置検出センサ５１がガイドパターンを読み出した直後に、ガイドパターンに隣接する絶対位置特定スケールの絶対値パターンを絶対位置検出センサ５１が読み込む。そして、その読み込んだ絶対位置特定スケールの絶対値パターンに対応して予めメモリに記憶された移動体の絶対位置から移動体が到達した絶対位置特定スケールに対応する絶対位置を瞬時に特定する。そして、その後に移動体を移動させるにあたって、先ほど求めた移動体の絶対位置にインクリメント型の積算移動量算出部から求めた積算移動量を移動方向に応じて加算又は減算することで、移動体の絶対位置を逐次検出する。
【００５４】
従来のインクリメント型による移動体の積算移動量算出装置の場合、電源復帰により移動体を再び移動させる際に、わざわざ原点まで移動体を戻す必要があった。しかしながら、本実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置１の場合、上述した作用の説明から明らかなように、電源復帰ごとに移動体を原点まで戻す必要がない。これによって、例えば本実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置を工場の部品搬送ラインに適用し、各種部品を移動体によって搬送する場合において、電源の遮断ごとに移動体をいちいち原点まで戻すような無駄な復帰作業を行なう必要がなく、生産効率を高めることができるようになる。
【００５５】
なお、図４は本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の第１変形例を示す図である。本実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置１の場合、各絶対位置特定スケール１１の間に絶対位置不特定スケール１２を介在させることで、従来のアブソリュート型の移動体の絶対位置検出装置のように、互いに異なる絶対値パターンを組み合わせて直列に配置しただけの構成よりも、格段に長い距離（スケール長）において移動体の絶対位置を正確に検出できるようになる。そのため、従来行ってきたような移動体の移動可能距離を延ばすための対策である、各絶対位置特定スケールに対応する絶対値パターンのビット数を例えば８ビットから１６ビットに変更すると共に各絶対値スケールの絶対値パターンを読み出すＭＲ素子を８個から１６個に増やすなど、コストの嵩む対策を行わずに済む。
【００５６】
なお、ガイドパターンの設定の仕方は特に上述の実施形態のように限定されるものでなく、ガイドパターンを任意に設定しても良い。具体的には、上述の実施形態の場合、ガイドパターンのビット数（８ビット）を絶対位置検出センサのビット数（８ビット）と等しくしたが、ガイドパターンのビット数を絶対位置検出センサのビット数よりも小さいパターン間ビット数としても、本発明を実現することは可能である。ただし、使用可能な絶対値パターンの数は減っていくので、実現したいスケール長と位置確定にかかる時間のバランスを見て決める必要がある。
【００５７】
本現象を簡単に説明するために、絶対位置検出センサのビット数を４ビットで隣接する絶対位置特定スケールのパターン間が２ビットでコードが「１１」の例を挙げる。図５は、本発明に係る移動体の絶対位置検出装置における絶対位置特定スケールとガイドスケールとの関係を説明する図である。なお、図５に示す形態は、上述した実施形態における絶対位置特定スケール間にガイドスケールを一部含む絶対位置不特定スケールを介在させる構成に代わるものであり、絶対位置特定スケール間にガイドスケールのパターンを介在させた構成を有する形態である。なお、図５に示す２つの絶対位置特定スケールとガイドスケールの組み合わせは、本来それぞれ１列で示すものであるか、記載の便宜上それぞれ２列で示し本来連結している部分を一点鎖線で結んで示している。
【００５８】
ここで、図５に示す構成から明らかなように、この場合のガイドパターンのビット数は、２桁の「１１」となる。そして、移動体の進行方向が、図５上側の絶対位置検出センサ５３の右側に白抜きの矢印で示すように、矢印「→」方向の場合、絶対位置検出センサ５３のビット数が４ビットのため、ガイドパターンを含むパターンとして認識される４ビットは、この方向では「＊＊１１」となる。なお、＊＊は、０でも１でもどちらでも構わない。従って、ガイドパターンを含むパターンとして認識される４ビットは、「００１１」、「０１１１」、「１０１１」、「１１１１」となる。即ち、これら４つの４ビットの組合せは、何れもガイドパターンとして認識する必要があるため、絶対位置特定パターンとして使用することができない。
【００５９】
同様の考え方で、移動体の進行方向が、図５下側の絶対位置検出センサ５３の左側に白抜きの矢印で示すように、矢印「←」方向の場合、絶対位置検出センサ５３が認識する４ビットは「１１＊＊」となる。なお、＊＊は、０でも１でもどちらでも構わない。従って、ガイドパターンとして認識する必要がある４ビットは、「１１００」、「１１０１」、「１１１０」、「１１１１」は何れもガイドパターンとして認識する必要があるため、絶対位置特定パターンとして使用できない。
【００６０】
つまり、４ビットの組合せのうち、合計７パターンを絶対位置検出センサ５３が４ビットとして認識してしまうので、ガイドパターンを含むパターンとして使用されるので、実際に絶対位置特定パターンとして使用できるのは、図５の最下部に示すように、２４−７＝１６−７＝９パターンのみとなる。
【００６１】
以上のことから、本発明の最良の実施形態としては絶対位置特定スケールに対し絶対位置不特定スケールが１ビット多い場合を示したが、これに限定されることなく絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケールともに任意のビット数に設定しても本発明は実現可能である。
【実施例】
【００６２】
従来のインクリメント型による移動体の積算移動量算出装置やアブソリュート型の移動体の絶対位置検出装置と比較した場合の、本発明による移動体の絶対位置検出装置の優位性について検証したので、その検証結果について以下に説明する。
【００６３】
移動体の移動可能な距離（以下、「スケール長」とする）に関しては、絶対位置特定スケールを８ビットとし、各絶対位置特定スケール間の絶対位置不特定スケールを９ビットとした場合、単に８ビットの絶対位置特定スケールが連続的に配置された従来の移動体の絶対位置検出装置に比べて、本発明による移動体の絶対位置検出装置によれば、スケール長を約１７倍長くすることができることが分かった。
【００６４】
また、ビット数と移動体の移動速度との関係では、スケール長が１ｍ、ＭＲセンサビット間距離１ｍｍ、移動体の速度が１ｍ／ｓで動くエンコーダの場合、従来の移動体の絶対位置検出装置では１０ビット必要であったが、本発明による移動体の絶対位置検出装置の場合、ここまでビット数を必要としないことが分かった。
【００６５】
また、従来のインクリメント型による移動体の積算移動量算出装置の場合、何らかの予期しない理由で電源の遮断が発生した場合、移動体を原点復帰させる必要から電源再投入後の位置特定までに、センサ動作時間で最大１秒の時間を必要とした。
【００６６】
一方、本発明による移動体の絶対位置検出装置の場合、原点から最も離れていた位置で電源が遮断された場合の移動体の移動時間は、絶対値パターンの間欠間隔、即ち各絶対位置特定スケール間の絶対位置不特定スケールを各絶対位置特定スケールのビット数より１ビット多くした設定とすると、例えば絶対位置検出センサは７ビットで良く、電源再投入後の位置特定、即ち最寄りの絶対値パターン（絶対位置特定スケール）までの移動時間はセンサ動作時間で最大０．０１４秒と極めて短時間であった。
【００６７】
以上説明したように、本発明による移動体の絶対位置検出装置の場合、各絶対位置特定スケールに関する０１コードを間欠的に配置することで、従来のアブソリュート型の移動体の絶対位置検出装置に比べて同じビット数でより長尺のスケールが実現できた。
【００６８】
また、電源再投入時に位置特定のためには、移動体（絶対位置検出センサ）を若干移動させることが必要だが、従来のインクリメント型による移動体の移動量算出装置と異なり、移動体（絶対位置検出センサ）を原点まで戻す必要がないので、復帰までの時間が後者の場合に比べて遥かに短くて済むようになった。
【００６９】
なお、図６は、本発明の一実施形態に係る移動体の絶対位置検出装置の第２変形例を示す図である。本発明に係る移動体の絶対位置検出装置には、上述の実施形態のように必ずしもインクリメント型の移動体の積算移動量算出装置を元々備えている必要がなく、この変形例のように既存の移動体のインクリメント型積算移動量算出装置に並列して、絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、及びガイドスケールからなる絶対位置検出装置を後付け配置しても良い。
【００７０】
この場合も絶対位置特定スケール間に絶対位置不特定スケールを介在させることで、絶対位置特定スケールを間欠的に配置することができ、同じビット数でより長尺のスケール長が実現できる。なお、移動体の移動量を積算カウントするセンサには既存のインクリメント型の積算移動量算出装置に備わったセンサを使用すれば良い。
【００７１】
既存のインクリメント型の積算移動量算出装置のみの場合は、電源がシャットダウンした場合において電源再投入時に、位置を特定させるために移動体を原点までいちいち復帰させる必要があった。しかしながら、本変形例においてこのように既存の移動体のインクリメント型積算移動量算出装置に並列して、絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、及びガイドスケールからなる絶対位置検出装置を配置することで、電源再投入時に移動体の位置を特定するためには移動体（絶対位置検出センサ）を若干移動させる必要があるが、これを原点まで戻す必要がなくなり、移動体の移動に伴う作業効率を格段に向上させることができるようになる。
【００７２】
また、上述の実施形態のように全ての絶対位置特定スケール間にガイドスケールを一部に含む絶対位置不特定スケールを介在させたが、必ずしもこの形態に限らず、一部の絶対位置特定スケール間には、これらガイドスケールを一部に含む絶対位置不特定スケールやガイドスケールを介在させない形態としても良い。
【００７３】
これによって例えば、電源再投入の行う可能性の高いエリアを絶対位置特定スケールが連続する領域とし、電源再投入の行う可能性の低いエリアを絶対位置特定スケール間にガイドスケールを一部に含む絶対位置不特定スケールを介在させた領域とする構成が可能となる。
【００７４】
これによって、例えば頻繁に電源が遮断されるエリアに移動体が達した場合において電源再投入時に瞬時に移動体の絶対位置が判別できると共に、電源再投入の行う可能性の少ないエリアにおいては、インクリメント型の移動体の積算移動量算出装置に備わった移動量算出センサを使用して移動体の絶対位置を検出すれば良い。
【００７５】
また、上述の実施形態においては、絶対位置特定スケールに対応するビット数に比べて絶対位置不特定スケールに対応するビット数が１ビットだけ多く、結果的にガイドスケールが絶対位置不特定スケールと一部重複していた。
【００７６】
なお、絶対位置不特定スケールに対応するビット数を極端に多くするために、この絶対位置不特定スケールにおいて、移動体の移動方向によって異なる２つのガイドスケールが、互いに重なり合うことなく絶対位置不特定スケールにそれぞれ別個に含まれるように配置された構成とすることも可能である。
【００７７】
この場合、絶対位置不特定スケールに対応するビット数が極端に多い構成となっているので、電源遮断後の電源再投入時に移動体が絶対位置特定スケールまで戻るまでの時間が上述の実施形態に比べて多くかかってしまう。しかしながら、移動体の絶対位置検出装置のスケール長を長くするために従来のアブソリュート型の移動体の絶対位置検出装置においてとっていた対策、即ち絶対位置特定スケールに対応するビット数を極端に多くする対策をとる必要がなく、コストを抑えた移動体の絶対位置検出装置によって移動体の移動距離を格段に長くすることが可能となる。
【００７８】
なお、この場合、移動体が絶対位置不特定スケールからこれを挟むように配置された隣接する２つの絶対位置特定スケールに移動する際に、より少ない移動量で移動できる方の絶対位置特定スケールを判別するための移動体移動方向判別手段を備えるのが良い。そして、移動体移動方向判別手段は、絶対位置不特定スケールに識別マークとしての移動方向特定スケールを含ませた構成とするのが好ましい。
【００７９】
具体的には、絶対位置不特定スケールが多数の「０」の連続体の場合、この間の何れか連続する８ビットに「１」を含む移動方向指示スケールを介在させる。この移動方向指示スケールは、電源再投入時に移動体が絶対位置不特定スケールの両側にある絶対位置特定スケールの何れに移動した方がより早く絶対位置特定スケールに到達できるかの移動体の移動方向を指示するようになっている。これによって、電源投入後に移動体がより離れた方向にある絶対位置特定スケールに向かって移動中に、この移動方向指示スケールを通過することで絶対位置検出センサが移動方向指示スケールの内容を読み取り、もう片方の絶対位置特定スケールに向かって移動体を逆戻りさせ、結果的に移動体をより早く絶対位置特定スケールに到達させることができる。
【００８０】
なお、このような変形例の場合、移動方向指示スケール用に例えば異なる８ビットの０１コードを「→」の移動方向指示用と「←」の移動方向指示用の２組割り当てなければならないが、この移動方向指示スケールを含む絶対位置不特定スケールの長さが十分長いので、移動体の絶対位置特定装置のスケール長には影響せず、十分なスケール長を確保することができる。
【００８１】
なお、上述の実施形態及びその各変形例においては、移動体の絶対位置特定スケールを検出するセンサ及び絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、ガイドスケールに並列して配置されたインクリメント型の移動体の移動量積算装置に用いるセンサにＭＲ素子を用いたが、必ずしもこれに限定されず、光学的センサをその何れか一方又は双方に用いると共に、絶対位置特定スケール、絶対位置不特定スケール、ガイドスケールやインクリメント型の移動量積算装置のセンサによる読み取り路に磁石を配置する代わりに、この光学的センサの出力を０１コードに変換するための光反射部又は光遮光部を配置しても良い。また、本発明に関するビット数は、上述した実施形態のように８ビットに限定されることなく、８ビット以下でも８ビット以上でも本発明を実現可能である。
【００８２】
また、本発明は、厳密な意味でのリニア型（直線型）スケール上を走行する移動体の絶対位置を検出する形態に限定されず、このスケールが多少湾曲していたり、スケール自体が回転体の周面に配置されているような閉じたスケールからなっていたりしても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１    移動体の絶対位置検出装置
１１    絶対位置特定スケール
１２    絶対位置不特定スケール
１３    ガイドスケール
２０    積算移動量算出スケール
５１    絶対位置検出用ＭＲ素子（絶対位置検出センサ）
５２    積算移動量算出用ＭＲ素子
５３    絶対位置検出用ＭＲ素子（絶対位置検出センサ）
１２１，１２２（１２０），３３３    磁石
【図１】
2012083280.tif 000003
【図２】
2012083280.tif 000004
【図３】
2012083280.tif 000005
【図４】
2012083280.tif 000006
【図５】
2012083280.tif 000007
【図６】
2012083280.tif 000008
【図７】
2012083280.tif 000009