特許 5853114 位置検出システム及び位置検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5853114

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】位置検出システム及び位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20160120BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 C

【請求項の数】8

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-105626(P2015-105626)

(22)【出願日】2015年5月25日

【審査請求日】2015年5月25日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】593063161

【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴファシリティーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 献一

(72)【発明者】

【氏名】松下 剛史

(72)【発明者】

【氏名】千葉 大輔

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０９６５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３９７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７１０９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｄ ５／２６−５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定面と変位計を備え、前記測定面に対する前記変位計の位置を検出する位置検出システムであって、
前記変位計の支持体に設けられ、前記測定面にある線を検出する第１検出部と、
前記第１検出部から所定の距離を隔てて前記支持体に設けられ、前記測定面に設けられている指標を検出する第２検出部と、
前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面に対する前記変位計の位置を算定する演算処理部と
を備え、
前記測定面には、平行な複数の線が描かれており、かつ、線形状と異なる形の前記指標が設けられており、
前記指標の代表点と前記線上の特定の点との距離が、前記所定の距離に一致し、
前記変位計は、
前記測定面に沿って２次元方向または少なくとも線の延伸方向に移動して、前記第１検出部が当該線を検出し、かつ、前記第２検出部が前記指標を検出した場合、当該線に対する当該線の延伸方向における位置を検出し、
前記第１検出部は、所定の間隔に配置された複数の検出部を含み、前記複数の検出部によって前記平行な線を検出する
ことを特徴とする位置検出システム。

【請求項2】

前記指標の代表点と前記複数の線のうちの何れかの線の線上にある特定の点との距離が、前記所定の距離に一致する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。

【請求項3】

前記指標は、前記線上にある特定の点に対する所定の方向にあり、
前記変位計を前記測定面に配置した状態で、前記支持体における前記第１検出部の位置から前記第２検出部の位置への方向が、前記所定の方向に一致する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。

【請求項4】

前記指標は、磁性体を含み、
前記第２検出部は、
前記磁性体からの磁力線の変化を検出して前記指標への接近を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の位置検出システム。

【請求項5】

前記支持体に設けられ、前記測定面にある線を検出する第３検出部
を備え、
前記測定面には、
前記線と、前記線に平行な線と、前記平行な線に交わる方向の線とが有り、
前記第２検出部は、
前記第1検出部からの距離が第１の所定の距離にあり、
前記第３検出部は、
前記第２検出部からの距離が第２の所定の距離にあり、
前記演算処理部は、
前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果と前記第３検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面における位置を算定する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の位置検出システム。

【請求項6】

前記第１検出部が前記線と前記線に平行な線の何れかの線を検出していて、かつ、前記第３検出部が前記平行な線に交わる線を検出している場合に、
前記演算処理部は、
前記第２検出部が前記指標を検出しているか否かに応じて、前記測定面における位置を算定して、前記第１検出部が検出した線が、前記線と前記線に平行な線の何れの線であるかを特定する
ことを特徴とする請求項５に記載の位置検出システム。

【請求項7】

前記指標が、前記第１検出部の検出対象である平行な線の間に設けられ、
前記第２検出部は、
前記第１検出部の検出対象である平行な線の間に設けられた指標を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の位置検出システム。

【請求項8】

測定面と変位計を備え、前記測定面に対する前記変位計の位置を検出する位置検出装置による位置検出方法であって、
前記測定面には、平行な複数の線が描かれており、かつ、線形状と異なる形の指標が設けられており、
前記指標の代表点と前記線との距離が、所定の距離に一致し、
前記位置検出装置が備える前記変位計の支持体の前記測定面に向う面に設けられた第１検出部が、前記測定面にある線を検出する過程と、
前記第１検出部から前記所定の距離を隔てて前記支持体に設けられた第２検出部が、前記測定面に設けられている指標を検出する過程と、
前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面に対する前記変位計の位置を算定する過程と、
前記変位計は、前記測定面に沿って２次元方向または少なくとも線の延伸方向に移動して、前記第１検出部が当該線を検出し、かつ、前記第２検出部が前記指標を検出した場合、当該線に対する当該線の延伸方向における位置を検出する過程と、
前記第１検出部は、所定の間隔に配置された複数の検出部を含み、前記複数の検出部によって前記平行な線を検出する過程と
を含むことを特徴とする位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置検出システム及び位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

測定面に沿う方向の相対変位を測定する位置検出システム（位置検出装置、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（位置検出システム）によれば、測定対象の所定の区間を複数の範囲に分けて、各範囲の長さを累積して、上記の所定の区間の距離を算出する。上記のように累積する処理をして、上記の所定の区間の距離を算出する場合、上記の所定の区間の距離を示す値に、累積する処理による誤差（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位置検出システム及び位置検出方法を提供する。

【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、測定面と変位計を備え、前記測定面に対する前記変位計の位置を検出する位置検出システムであって、前記変位計の支持体に設けられ、前記測定面にある線を検出する第１検出部と、前記第１検出部から所定の距離を隔てて前記支持体に設けられ、前記測定面に設けられている指標を検出する第２検出部と、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面に対する前記変位計の位置を算定する演算処理部とを備え、前記測定面には、平行な複数の線が描かれており、かつ、線形状と異なる形の前記指標が設けられており、前記指標の代表点と前記線上の特定の点との距離が、前記所定の距離に一致し、前記変位計は、前記測定面に沿って２次元方向または少なくとも線の延伸方向に移動して、前記第１検出部が当該線を検出し、かつ、前記第２検出部が前記指標を検出した場合、当該線に対する当該線の延伸方向における位置を検出し、前記第１検出部は、所定の間隔に配置された複数の検出部を含み、前記複数の検出部によって前記平行な線を検出することを特徴とする位置検出システムである。

【0007】

また、上記発明の位置検出システムにおいて、前記指標の代表点と前記複数の線のうちの何れかの線の線上にある特定の点との距離が、前記所定の距離に一致することを特徴とする。

【0008】

また、上記発明の位置検出システムにおいて、前記指標は、前記線上にある特定の点に対する所定の方向にあり、前記支持体における前記第１検出部の位置から前記第２検出部の位置への方向が、前記所定の方向に一致する方向になっていることを特徴とする。

【0009】

また、上記発明の位置検出システムにおいて、前記指標は、磁性体を含み、前記第２検出部は、前記磁性体からの磁力線の変化を検出することにより前記指標への接近を検出することを特徴とする。

【0010】

また、上記発明の位置検出システムにおいて、前記支持体に設けられ、前記測定面にある線を検出する第３検出部を備え、前記測定面には、前記線と、前記線に平行な線と、前記平行な線に交わる方向の線とが有り、前記第２検出部は、前記第1検出部からの距離が第１の所定の距離にあり、前記第３検出部は、前記第２検出部からの距離が第２の所定の距離にあり、前記演算処理部は、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果と前記第３検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面における位置を算定することを特徴とする。

【0011】

また、上記発明の位置検出システムにおいて、前記第１検出部が前記線と前記線に平行な線の何れかの線を検出していて、かつ、前記第３検出部が前記平行な線に交わる線を検出している場合に、前記演算処理部は、前記第２検出部が前記指標を検出しているか否かに応じて、前記測定面における位置を算定して、前記第１検出部が検出した線が、前記線と前記線に平行な線の何れの線であるかを特定することを特徴とする。

【0012】

また、上記発明の他の実施態様は、前記指標が、前記第１検出部の検出対象である平行な線の間に設けられ、前記第２検出部は、前記第１検出部の検出対象である平行な線の間に設けられた指標を検出することを特徴とする。
また、上記発明の他の実施態様は、測定面と変位計を備え、前記測定面に対する前記変位計の位置を検出する位置検出装置による位置検出方法であって、前記測定面には、平行な複数の線が描かれており、かつ、線形状と異なる形の指標が設けられており、前記指標の代表点と前記線との距離が、所定の距離に一致し、前記位置検出装置が備える前記変位計の支持体の前記測定面に向う面に設けられた第１検出部が、前記測定面にある線を検出する過程と、前記第１検出部から前記所定の距離を隔てて前記支持体に設けられた第２検出部が、前記測定面に設けられている指標を検出する過程と、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面に対する前記変位計の位置を算定する過程と、前記変位計は、前記測定面に沿って２次元方向または少なくとも線の延伸方向に移動して、前記第１検出部が当該線を検出し、かつ、前記第２検出部が前記指標を検出した場合、当該線に対する当該線の延伸方向における位置を検出する過程と、前記第１検出部は、所定の間隔に配置された複数の検出部を含み、前記複数の検出部によって前記平行な線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。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、位置の精度を高める位置検出システム及び位置検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態に係わる位置検出システムを示す構成図である。

【図2】本実施形態に係わる測定面１１０を示す平面図である。

【図3】本実施形態に係わ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】本実施形態に係わる位置検出装置１０１による位置の検知について示す説明図である。

【図5】本実施形態に係わる位置検出装置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】第１の実施形態の変形例を示す説明図である。

【図7】第２の実施形態に係わる位置検出システムを示す構成図である。

【図8】本実施形態に係わる測定面１１０Ａを示す平面図である。

【図9】本実施形態に係わ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】本実施形態に係わる位置検出装置１０１Ａによる位置の検知について示す説明図である。

【図11】本実施形態に係わる位置検出装置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】第３の実施形態に係わ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】第４の実施形態に係わる位置検出システムを示す構成図である。

【図15】本実施形態に係わる位置検出装置１０１Ｂによる位置の検知について示す説明図である。

【図16】本実施形態に係わる位置検出装置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】

【0015】

図を参照して、本実施形態に係わる位置検出システムについて説明する。

【0016】

＜第１の実施形態：位置検出システム＞
図１は、本実施形態に係わる位置検出システム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。

【0017】

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２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、本実施形態に係わる測定面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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

図３を参照して、本実施形態に係わ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、本実施形態に係わ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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

図４と図５を参照して、本実施形態に係わ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、本実施形態に係わる位置検出装置１０１による位置の検知について示す説明図である。図５は、本実施形態に係わる位置検出装置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。

【0026】

位置検出装置１０１による検出状態は、次の４つの場合に場合分けできる。
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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

以上に示した第１の実施形態に係わ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ることができる。

【0031】

（第１の実施形態の変形例）
図６を参照して、第１の実施形態の変形例について説明する。同図は、第１の実施形態の変形例を示す説明図である。同図には、前述の図２に示す単独の線１２１に代えて、測定面１２０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。

【0032】

以上に示した第１の実施形態の変形例においても、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ることができる。

【0033】

＜第２の実施形態：位置検出システム＞
図７を参照して、本実施形態に係わ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、本実施形態に係わる位置検出システムを示す構成図である。前述した第１実施形態に係わる位置検出システム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。

【0034】

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、本実施形態に係わる測定面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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

図９を参照して、本実施形態に係わ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、本実施形態に係わ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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

前述の図８と図１０と図１１とを参照して、本実施形態に係わる位置検出装置１０１Ａによる位置の検知について説明する。図１０は、本実施形態に係わる位置検出装置１０１Ａによる位置の検知について示す説明図である。図１１は、本実施形態に係わる位置検出装置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。

【0043】

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１２の場合に場合分けできる。
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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

以上に示した第２の実施形態に係わ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ることができる。

【0051】

＜第３の実施形態：変位計＞
図７から図１２を参照して、第２の実施形態において説明した位置検出システム１００Ａと同様の技術を利用した変位計について説明する。
図１２は、本実施形態に係わる変位計５００の概略構成示すブロック図である。前述した第２実施形態に係わる位置検出システム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。

【0052】

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。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、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。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。

【0053】

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。

【0054】

（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Ｐ_ｋ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Ｐ_ｋに係る以下の式をベクトルとして示す。

【0055】

Ｐ_{（ｋ＋１）}=Ｐ_ｋ＋ΔＰ_ｋ ・・・（１）

【0056】

なお、上記式（１）におけるΔＰ_ｋ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ΔＰ_ｋは、下記の式（２）のように定義できる。

【0057】

ΔＰ_ｋ＝ΔＰ０_ｋ＋δ_ｋ ・・・（２）

【0058】

上記の式（２）において、ΔＰ０_ｋは真の変位量であり、δ_ｋは変位量ΔＰ_ｋに含まれる誤差を示す。

【0059】

上記式（１）を下記の式（３）のように変形する。

【0060】

Ｐ_{（ｋ＋１）}=Ｐ_１＋ΣΔＰ_ｋ
＝Ｐ_１＋（ΣΔＰ０_ｋ＋Σδ_ｋ） ・・・（３）

【0061】

上記の式（３）において、ΣΔＰ_ｋはΔＰ_ｋの積算値を示し、ΣΔＰ０_ｋは真の変位量の積算値を示し、Σδ_ｋは変位量ΔＰ_ｋ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Σδ_ｋが含まれる。

【0062】

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Σδ_ｋ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。

【0063】

ところで、上記の累積誤差Σδ_ｋ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。

【0064】

Ｐ_{（ｋ＋１）}=Ｐ_１＋ΣΔＰ_ｋ
＝Ｐ_１＋（ΣΔＰ０_ｋ＋Σδ_ｋ） ・・・（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。

【0065】

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。

【0066】

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Σδ_ｋ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。

【0067】

以上に示した方法で、補正時に、累積誤差Σδ_ｋ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Σδ_ｋ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。

【0068】

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からのオフセットが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。

【0069】

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。

【0070】

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）。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

以上に示した手順により、本実施形態に係る変位計５００は、検出した位置を必要に応じて補正して、より正確な位置を出力する。

【0074】

＜第４の実施形態：位置検出システム＞
図１４から図１６と前述の図９とを参照して、本実施形態に係わ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、本実施形態に係わる位置検出システムを示す構成図である。前述した第２実施形態に係わる位置検出システム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。

【0075】

位置検出装置１０１Ｂは、第２実施形態に示した位置検出装置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、本実施形態に係わる測定面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。
前述の図９を参照して、本実施形態に係わ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、本実施形態に係わ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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

前述の図１４と図１５と図１６とを参照して、本実施形態に係わる位置検出装置１０１Ｂによる位置の検知について説明する。図１５は、本実施形態に係わる位置検出装置１０１Ｂによる位置の検知について示す説明図である。図１６は、本実施形態に係わる位置検出装置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。

【0080】

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つの場合に場合分けできる。
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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。この場合の図示を省略する。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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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、位置の精度を高めることができる。
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。

【0088】

以上、本発明の実施形態について説明したが、位置検出システム１００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。

【0089】

そして、位置検出システム１００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。

【0090】

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、本発明における位置検出システムが位置検出システム１００（１１０Ａ，１００Ｂ、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検出部が位置検出部１０６に対応し、第３検出部が他の位置検出部１０５に対応し、演算処理部が演算処理部１０７（１０７Ａ，１０７Ｂ）に対応する。

【0091】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の位置検出システム１００（１１０Ａ，１００Ｂ、変位計５００）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、位置検出システム１００Ｂ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。

【0092】

（１）なお、本実施形態に係わる位置検出システム１００（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システムであって、支持体１０２に設けられ、測定面１１０にある線を検出する位置検出部１０５（第１検出部）と、位置検出部１０５から所定の距離を隔てて支持体１０２に設けられ、測定面１１０に設けられている指標１２５を検出する位置検出部１０６（第２検出部）と、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における位置を算定する演算処理部１０７とを備える。測定面１１０には、線１２１、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。指標１２５の代表点と、線１２１、線１２２の線上の特定の点との距離が、前記所定の距離に応じて定められた距離にする。
上記のように構成された位置検出システム１００は、測定面１１０にある線を検出した位置検出部１０５の検出結果と、測定面１１０にある指標１２５を検出した位置検出部１０６の検出結果とに基づいて測定面１１０における位置を算定するように構成した。
このような位置検出システム１００は、測定面１１０に設けた線と指標１２５の双方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。

【0093】

（２）また、位置検出システム１００の測定面１１０において、線は、平行な複数の線として描かれており、指標１２５の代表点と前記複数の線のうちの何れかの線の線上にある特定の点との距離が、前記所定の距離に応じて定められた距離になっている。
このような位置検出システム１００は、所定の距離にある測定面１１０に設けた線と指標１２５の双方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。

【0094】

（３）また、上記の位置検出システムにおける指標１２５は、前記線上にある特定の点に対し所定の方向にあり、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っている。
このような位置検出システム１００は、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、前記線上にある特定の点に対する指標１２５の方向に対応する方向になっていることから、位置の精度を高めることができる。

【0095】

（４）また、上記の位置検出システム１００における指標１２５は、磁性体を含み、位置検出部１０６は、前記磁性体からの磁力線の変化を検出して前記指標への接近を検出する。
このような位置検出システム１００は、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、前記線上にある特定の点に対する指標１２５の方向に対応する方向になっていて、指標１２５を磁力線の変化により検出することから、位置の精度を高めることができる。

【0096】

（５）また、上記の位置検出システム１００における指標１２５は、支持体１０２Ａに設けられ、測定面１１０にある線を検出する位置検出部１０５（例えば、位置検出部１０５−２。（第３検出部））を前述の位置検出部１０５（例えば、位置検出部１０５−１）に加えて備える。測定面１１０Ａには、線と前記線に平行な線（例えば線１２１の組）と、互いに平行な線１２１の組に含まれる線（平行な線）に交わる方向の線１２２とが有り、位置検出部１０６は、特定の位置検出部１０５からの距離が第１の所定の距離にあり、他の位置検出部１０５は、位置検出部１０６からの距離が第２の所定の距離になるように構成されています。演算処理部１０７Ａは、例えば、位置検出部１０５−１（特定の位置検出部１０５）の検出結果と、位置検出部１０６の検出結果と、位置検出部１０５−１と異なる位置検出部１０５−２の検出結果と、に基づいて、測定面１１０Ａにおける位置を算定する。
このような位置検出システム１００は、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、前記線上にある特定の点に対する指標１２５の方向に対応する方向になっていて、指標１２５を磁力線の変化により検出することから、位置の精度を高めることができる。

【0097】

（６）また、上記の位置検出システム１００において、位置検出部１０５−１（第１検出部）が前記線と前記線に平行な線の何れかの線を検出していて、かつ、位置検出部１０５−３（第３検出部）が前記平行な線に交わる線１２２を検出している場合に、演算処理部１０７は、位置検出部１０６（第２検出部）が指標１２５を検出しているか否かに応じて、測定面１１０における位置を算定して、位置検出部１０５−１（第１検出部）が検出した線が、前記線と前記線に平行な線の何れの線であるかを特定する。
このような位置検出システム１００は、位置検出部１０５−１（第１検出部）と位置検出部１０５−３（第３検出部）とが所定の線を検出している場合に、位置検出部１０６（第２検出部）が指標１２５を検出しているか否かに応じて測定面１１０における位置を算定する。これにより、位置検出システム１００は、位置検出部１０５−１（第１検出部）が検出した線が、前記線と前記線に平行な線の何れの線であるかを特定し、位置の精度を高めることができる。

【符号の説明】

【0098】

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、
１０５ 位置検出部（第１検出部）、
１０６ 位置検出部（第２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、
５００ 変位計

【要約】

【課題】位置の精度を高める。
【解決手段】位置検出システムは、測定面における位置を検出する。第１検出部は、支持体に設けられ、前記測定面にある線を検出する。第２検出部は、前記第１検出部から所定の距離を隔てて前記支持体に設けられ、前記測定面に設けられている指標を検出する。演算処理部は、前記第１検出部の検出結果と前記第２検出部の検出結果とに基づいて、前記測定面における位置を算定する。また、前記測定面には、線が描かれており、かつ、線形状と異なる形の前記指標が設けられており、前記指標の代表点と前記線上の特定の点との距離が、前記所定の距離に応じて定められた距離になっている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】