JP2000065512A - 物体の位置検出方法およびその位置検出装置 - Google Patents
物体の位置検出方法およびその位置検出装置Info
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- JP2000065512A JP2000065512A JP10239282A JP23928298A JP2000065512A JP 2000065512 A JP2000065512 A JP 2000065512A JP 10239282 A JP10239282 A JP 10239282A JP 23928298 A JP23928298 A JP 23928298A JP 2000065512 A JP2000065512 A JP 2000065512A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被測定物の三次元位置情報を正確に、しかも非
接触にて行うことができる位置検出方法および装置を提
供すること。 【解決手段】少なくとも一部に磁性を有する物体 (測定
物) の位置検出方法において、物体周辺に予め任意の磁
場を形成すると共に、その磁場領域内の基準位置におけ
るＸＹＺ方向のそれぞれの磁束密度を検出し、物体の空
間的変位によって生ずる磁束密度の変化に基づいて、物
体の位置を特定する。
接触にて行うことができる位置検出方法および装置を提
供すること。 【解決手段】少なくとも一部に磁性を有する物体 (測定
物) の位置検出方法において、物体周辺に予め任意の磁
場を形成すると共に、その磁場領域内の基準位置におけ
るＸＹＺ方向のそれぞれの磁束密度を検出し、物体の空
間的変位によって生ずる磁束密度の変化に基づいて、物
体の位置を特定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも一部に
磁性を有する物体の三次元位置検出方法およびその位置
検出装置に関するものである。
磁性を有する物体の三次元位置検出方法およびその位置
検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、被測定物の三次元位置情報を得
るには、例えば、ＣＣＤカメラなどのデジタル画像信
号を利用して、複数の画像信号から三次元位置情報を得
る方法、測定ターゲットをモータの回転数に比例し移
動するステージ (Ｘ−Ｙ−Ｚ移動ステージ) に予め取付
けておき、そのモータの回転数を回転数センサーやロー
タリーエンコーダーなどを用いて測定し、その測定値か
ら移動距離を求めることにより、三次元位置情報を得る
方法などがあつた。
るには、例えば、ＣＣＤカメラなどのデジタル画像信
号を利用して、複数の画像信号から三次元位置情報を得
る方法、測定ターゲットをモータの回転数に比例し移
動するステージ (Ｘ−Ｙ−Ｚ移動ステージ) に予め取付
けておき、そのモータの回転数を回転数センサーやロー
タリーエンコーダーなどを用いて測定し、その測定値か
ら移動距離を求めることにより、三次元位置情報を得る
方法などがあつた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来技術は、次のような問題があった。まず、画像を利
用する上記検出方法については、カメラが画像として取
り込める空間が決まっているため、ターゲットがこの範
囲外にある場合には、測定対象物を全く認識することが
できない。一方で、カメラの画素数が位置精度を決めて
しまうため、広範囲にわたる画像が取り込めるレンズを
装着した場合には、１画素に相当する実際の長さが大き
くなるため、その結果として精度のよい位置情報を得る
ことが非常に難しくなるという問題があった。さらに、
レンズを用いることにより画像に歪みが生じるため、正
しい位置情報を得るためには、これを補正する必要があ
った。その他、測定ターゲットのコントラストをきれい
に取る必要があるため、測定物にライトを均一に当てる
といった特別の工夫も必要となるという問題があった。
従来技術は、次のような問題があった。まず、画像を利
用する上記検出方法については、カメラが画像として取
り込める空間が決まっているため、ターゲットがこの範
囲外にある場合には、測定対象物を全く認識することが
できない。一方で、カメラの画素数が位置精度を決めて
しまうため、広範囲にわたる画像が取り込めるレンズを
装着した場合には、１画素に相当する実際の長さが大き
くなるため、その結果として精度のよい位置情報を得る
ことが非常に難しくなるという問題があった。さらに、
レンズを用いることにより画像に歪みが生じるため、正
しい位置情報を得るためには、これを補正する必要があ
った。その他、測定ターゲットのコントラストをきれい
に取る必要があるため、測定物にライトを均一に当てる
といった特別の工夫も必要となるという問題があった。
【０００４】一方、移動ステージを用いて位置検出を行
う上記方法については、測定物からの情報を直接得てい
るのではなく、測定物が取付けられている移動ステージ
の移動量から位置を算出するという間接的な方法を用い
ているため、例えば、移動ステージの駆動源であるモー
タにバックラッシュなどが発生してもこれを検出するこ
とができないので、得られる情報は多分に誤差を含んで
おり、精度良く位置を知ることが難しかった。また、あ
くまでもテーブルの位置を測定しているにすぎないの
で、例えば多数の被測定物を順にテーブルに載せて測定
するためには、テーブルと被測定物とを精度良く取り付
けなければならず、さらには、自由に動く被測定物、例
えば虫やほこりといったものの自由な動きの中での位置
情報を知ることは、この方法ではできなかった。
う上記方法については、測定物からの情報を直接得てい
るのではなく、測定物が取付けられている移動ステージ
の移動量から位置を算出するという間接的な方法を用い
ているため、例えば、移動ステージの駆動源であるモー
タにバックラッシュなどが発生してもこれを検出するこ
とができないので、得られる情報は多分に誤差を含んで
おり、精度良く位置を知ることが難しかった。また、あ
くまでもテーブルの位置を測定しているにすぎないの
で、例えば多数の被測定物を順にテーブルに載せて測定
するためには、テーブルと被測定物とを精度良く取り付
けなければならず、さらには、自由に動く被測定物、例
えば虫やほこりといったものの自由な動きの中での位置
情報を知ることは、この方法ではできなかった。
【０００５】この発明は、従来技術が抱えている上述し
た問題点に着目してなされたもので、被測定物の三次元
位置情報を正確に、しかも非接触にて行うことができる
物体の位置検出方法および位置検出装置を提供すること
にある。
た問題点に着目してなされたもので、被測定物の三次元
位置情報を正確に、しかも非接触にて行うことができる
物体の位置検出方法および位置検出装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる物体の位置検出方法は、少なくと
も一部に磁性を有する物体の位置を検出する方法におい
て、前記物体の少なくとも一部を含む領域内に予め任意
の磁場を形成すると共に、その磁場領域内の基準位置に
おけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの
磁束密度を予め検出し、非測定物体が前記磁場領域にお
いて空間的に変位することによって生ずる前記磁束密度
の変化を測定し、その測定値に基づいて該物体の前記基
準位置に対する相対的位置関係を演算特定することを特
徴とする。
め、この発明にかかる物体の位置検出方法は、少なくと
も一部に磁性を有する物体の位置を検出する方法におい
て、前記物体の少なくとも一部を含む領域内に予め任意
の磁場を形成すると共に、その磁場領域内の基準位置に
おけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの
磁束密度を予め検出し、非測定物体が前記磁場領域にお
いて空間的に変位することによって生ずる前記磁束密度
の変化を測定し、その測定値に基づいて該物体の前記基
準位置に対する相対的位置関係を演算特定することを特
徴とする。
【０００７】また、この発明に係る物体の位置検出装置
は、少なくとも一部に磁性を有する物体の少なくとも一
部を含む領域内に、物体以外からの磁場の影響を除去す
るための任意の磁場を形成する手段と、その磁場領域内
の所定個所に配置され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸
方向のそれぞれの磁束密度を測定し、その測定結果を出
力する磁界検出手段と、物体の空間的変位によって生ず
る磁束密度の変化に対応した測定結果に基づいて、物体
の変位前後の位置を確定するための演算を行う手段とか
ら構成されることを特徴とするものである。
は、少なくとも一部に磁性を有する物体の少なくとも一
部を含む領域内に、物体以外からの磁場の影響を除去す
るための任意の磁場を形成する手段と、その磁場領域内
の所定個所に配置され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸
方向のそれぞれの磁束密度を測定し、その測定結果を出
力する磁界検出手段と、物体の空間的変位によって生ず
る磁束密度の変化に対応した測定結果に基づいて、物体
の変位前後の位置を確定するための演算を行う手段とか
ら構成されることを特徴とするものである。
【０００８】なお、本発明の上記装置について、物体の
変位前後の位置を演算する手段は、被測定物が基準位置
にあるときの磁束密度の値と、該被測定物が空間的に変
位したときの各軸方向 (Ｘ, Ｙ, Ｚ) における磁束密度
の値の差分を算出し、この差分Δｘ, Δｙ, Δｚのベク
トルの大きさを算出することにより、被測定物とセンサ
間の距離を算出して被測定物の位置を特定することが好
ましい実施例である。
変位前後の位置を演算する手段は、被測定物が基準位置
にあるときの磁束密度の値と、該被測定物が空間的に変
位したときの各軸方向 (Ｘ, Ｙ, Ｚ) における磁束密度
の値の差分を算出し、この差分Δｘ, Δｙ, Δｚのベク
トルの大きさを算出することにより、被測定物とセンサ
間の距離を算出して被測定物の位置を特定することが好
ましい実施例である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかか
る物体の位置検出装置の原理を説明する模式図であり、
この装置は、任意の強さの磁場を形成するための磁場発
生部１と、この磁場発生部１の作用により形成される磁
場領域内には、被測定物２と共にＸ軸, Ｙ軸, Ｚ軸の互
いに直交する方向の磁束密度を測定するための磁界検出
部３と、そして磁場発生部１によって形成される磁場が
前記被測定物が介在することにより発生するＸＹＺ軸方
向における磁場の強さ, 即ち、磁束密度の変動に基づい
て該被測定物の位置を特定する演算部４とで構成されて
いる。
の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかか
る物体の位置検出装置の原理を説明する模式図であり、
この装置は、任意の強さの磁場を形成するための磁場発
生部１と、この磁場発生部１の作用により形成される磁
場領域内には、被測定物２と共にＸ軸, Ｙ軸, Ｚ軸の互
いに直交する方向の磁束密度を測定するための磁界検出
部３と、そして磁場発生部１によって形成される磁場が
前記被測定物が介在することにより発生するＸＹＺ軸方
向における磁場の強さ, 即ち、磁束密度の変動に基づい
て該被測定物の位置を特定する演算部４とで構成されて
いる。
【００１０】上記磁場発生部１は、地磁気および非測定
対象物が出す磁気の影響を実質的に無くすためのノイズ
キャンセリングを行うための手段である。一般に、磁場
検出部１が検出する磁界の強さは被測定物からの磁気情
報だけではなく、地磁気による影響の他、その磁場環境
下にある多くの物体 (磁性体) による磁界分布 (磁力線
分布) の乱れを検出していることになる (図２参照) 。
従って、例えば被測定物は静止しているにもかかわら
ず、周辺の物体が移動すれば磁場の磁力線分布に変化が
生じてしまう。つまり、この場合、生じた磁場の変化が
被測定物によるものか、非測定対象物によるものかを特
定することが難しくなる。そこで、本発明では被測定物
からの情報のみに焦点を絞れるように、つまり非測定対
象物からの影響を排除するために、磁場検出部周辺に予
め任意の強さの磁場を予め形成しておくことが必要とな
るのである。従って、本発明にかかる磁場発生部１は、
単に任意の磁場を付与できればよく、その要請に応えら
れるものとしては、永久磁石の他、直流磁界でもまた、
差動コイルや差動トランスのように励磁コイルをもち交
流磁界を付与できるコイルを用いてもよい。
対象物が出す磁気の影響を実質的に無くすためのノイズ
キャンセリングを行うための手段である。一般に、磁場
検出部１が検出する磁界の強さは被測定物からの磁気情
報だけではなく、地磁気による影響の他、その磁場環境
下にある多くの物体 (磁性体) による磁界分布 (磁力線
分布) の乱れを検出していることになる (図２参照) 。
従って、例えば被測定物は静止しているにもかかわら
ず、周辺の物体が移動すれば磁場の磁力線分布に変化が
生じてしまう。つまり、この場合、生じた磁場の変化が
被測定物によるものか、非測定対象物によるものかを特
定することが難しくなる。そこで、本発明では被測定物
からの情報のみに焦点を絞れるように、つまり非測定対
象物からの影響を排除するために、磁場検出部周辺に予
め任意の強さの磁場を予め形成しておくことが必要とな
るのである。従って、本発明にかかる磁場発生部１は、
単に任意の磁場を付与できればよく、その要請に応えら
れるものとしては、永久磁石の他、直流磁界でもまた、
差動コイルや差動トランスのように励磁コイルをもち交
流磁界を付与できるコイルを用いてもよい。
【００１１】次に、上記被測定物２は、それ自身が磁性
をもつ磁性体か、少なくともその一部に磁性を有する場
合の他、非磁性体であっても、例えばフェライトの如き
磁性体 (マーカー) を一部に具える (付着) ような各種
の物体で構成されている必要がある。即ち、この物体が
上記磁場内に置かれるとき、その磁場に何らかの変化が
生じるようにすればよい。なお、この被測定物２として
は、強磁性体のように磁界に大きな変化を与え得る材料
がとくに好ましい。
をもつ磁性体か、少なくともその一部に磁性を有する場
合の他、非磁性体であっても、例えばフェライトの如き
磁性体 (マーカー) を一部に具える (付着) ような各種
の物体で構成されている必要がある。即ち、この物体が
上記磁場内に置かれるとき、その磁場に何らかの変化が
生じるようにすればよい。なお、この被測定物２として
は、強磁性体のように磁界に大きな変化を与え得る材料
がとくに好ましい。
【００１２】次に、上記磁界検出部３は、いわゆる磁気
センサのことであって、上記磁場の磁束密度Ｂを測定す
るプローブで構成されている。この磁界検出部３は、そ
れぞれ線形独立な３方向 (Ｘ, Ｙ, Ｚ) の磁界成分を検
出するために、各検出部は互いに直交する関係に置か
れ、互いには平行にならないように組み合わされる１個
のデバイスで構成されている。例えば、好ましくはホー
ル素子をデバイスとしてこのデバイスのヘッドが互いに
直交する３面 (Ｘ, Ｙ, Ｚ) で構成された磁束密度に感
応するデジタルタイプの位置センサなどが好適に用いら
れる。
センサのことであって、上記磁場の磁束密度Ｂを測定す
るプローブで構成されている。この磁界検出部３は、そ
れぞれ線形独立な３方向 (Ｘ, Ｙ, Ｚ) の磁界成分を検
出するために、各検出部は互いに直交する関係に置か
れ、互いには平行にならないように組み合わされる１個
のデバイスで構成されている。例えば、好ましくはホー
ル素子をデバイスとしてこのデバイスのヘッドが互いに
直交する３面 (Ｘ, Ｙ, Ｚ) で構成された磁束密度に感
応するデジタルタイプの位置センサなどが好適に用いら
れる。
【００１３】この磁界検出部３では、被測定物の変位に
ともなう磁束密度Ｂの変化を測定しており、例えば、図
３に示すように、前記変位の大きさに応じて磁束密度Ｂ
が変化する現象を利用し、被測定物の変位位置、即ち位
置の特定を行うのである。
ともなう磁束密度Ｂの変化を測定しており、例えば、図
３に示すように、前記変位の大きさに応じて磁束密度Ｂ
が変化する現象を利用し、被測定物の変位位置、即ち位
置の特定を行うのである。
【００１４】次に、上記演算部４は、上記磁界検出部３
の各検出部 (センサ) で測定された磁界成分, 即ち、被
測定物が標準状態, 即ち基準位置にあるときの磁束密度
Ｂ1(b1x, b1y , b1z ), Ｂ2 (b2x, b2y , b2z ), Ｂ
3 (b3x, b3y , b3z ) と、前記被測定物が空間的に変位
したときに検出される、いわゆるセンサと被測定物の相
対位置の変化に応じた磁束密度Ｂ'1(b'1x ,b'1y ,
b'1z ),Ｂ'2(b'2x ,b'2y ，b'2z ),Ｂ'3(b'3x ,b'3y ,
b'3z ) の変化から、該被測定物の変動位置を演算し、
特定するものである。
の各検出部 (センサ) で測定された磁界成分, 即ち、被
測定物が標準状態, 即ち基準位置にあるときの磁束密度
Ｂ1(b1x, b1y , b1z ), Ｂ2 (b2x, b2y , b2z ), Ｂ
3 (b3x, b3y , b3z ) と、前記被測定物が空間的に変位
したときに検出される、いわゆるセンサと被測定物の相
対位置の変化に応じた磁束密度Ｂ'1(b'1x ,b'1y ,
b'1z ),Ｂ'2(b'2x ,b'2y ，b'2z ),Ｂ'3(b'3x ,b'3y ,
b'3z ) の変化から、該被測定物の変動位置を演算し、
特定するものである。
【００１５】例えば、被測定物２が基準位置にあるとき
の磁束密度の値と該被測定物２が空間的に変位したとき
の磁束密度の値の差分を算出し、この差分Δｘ, Δｙ，
Δｚのベクトルの大きさを算出することにより、被測定
物２とセンサ３間の距離を求める。この場合、この距離
が小さいほど上記ベクトルの大きさが大きくなる (変化
量が大きくなる) 。そこで、このベクトルの大きさを下
記Ｉ式に基づき演算することによって、センサ３を中心
としてこのセンサからノズルまでの距離 (位置) がわか
る。
の磁束密度の値と該被測定物２が空間的に変位したとき
の磁束密度の値の差分を算出し、この差分Δｘ, Δｙ，
Δｚのベクトルの大きさを算出することにより、被測定
物２とセンサ３間の距離を求める。この場合、この距離
が小さいほど上記ベクトルの大きさが大きくなる (変化
量が大きくなる) 。そこで、このベクトルの大きさを下
記Ｉ式に基づき演算することによって、センサ３を中心
としてこのセンサからノズルまでの距離 (位置) がわか
る。
【数１】
【００１６】また、被測定物２の方向 (位置) は、磁束
密度がベクトルであることを再度利用し、Δｘ、Δｙ、
Δｚそれぞれを評価することにより判断することができ
る。このことは、上記式 (Ｉ) で求められる磁界の大き
さが同じ値であっても、それぞれの成分の差分Δｘ、Δ
ｙ、Δｚがどのような値の組み合わせ (Δｘ、Δｙ、Δ
ｚ) になっているかで、センサを中心とした被測定物の
方向が求められるからである。特に、使用する被測定物
２が限定される場合には、予め被測定物の位置とそれぞ
れのセンサが検出する磁束密度の関係を測定しておき、
これをデータベース化し、測定される各センサとこのデ
ータベースを比較参照することで被測定物の位置を特定
すると、さらに処理が速くなるメリットがある。
密度がベクトルであることを再度利用し、Δｘ、Δｙ、
Δｚそれぞれを評価することにより判断することができ
る。このことは、上記式 (Ｉ) で求められる磁界の大き
さが同じ値であっても、それぞれの成分の差分Δｘ、Δ
ｙ、Δｚがどのような値の組み合わせ (Δｘ、Δｙ、Δ
ｚ) になっているかで、センサを中心とした被測定物の
方向が求められるからである。特に、使用する被測定物
２が限定される場合には、予め被測定物の位置とそれぞ
れのセンサが検出する磁束密度の関係を測定しておき、
これをデータベース化し、測定される各センサとこのデ
ータベースを比較参照することで被測定物の位置を特定
すると、さらに処理が速くなるメリットがある。
【００１７】次に、図４は、この発明に係る位置検出の
方法を、流体を定量づつ吐出する装置１０における流体
貯留容器１２ (以下、「シリンジ」と称する) の、ノズ
ル位置補正機構に適用した具体例を示すものである。こ
のノズル位置補正機構は、固定板１４に保持されたシリ
ンジ１２を交換する際に発生するノズル１６の位置ずれ
を補正する目的で用いられるものである。
方法を、流体を定量づつ吐出する装置１０における流体
貯留容器１２ (以下、「シリンジ」と称する) の、ノズ
ル位置補正機構に適用した具体例を示すものである。こ
のノズル位置補正機構は、固定板１４に保持されたシリ
ンジ１２を交換する際に発生するノズル１６の位置ずれ
を補正する目的で用いられるものである。
【００１８】ところで、流体, 例えばクリームハンダを
シリンジのノズルを介して基板 (ワーク) 上の配線に沿
って吐出させ塗布する装置にあっては、前準備として、
吐出する流体をシリンジに充填する、シリンジを塗
布装置にセットする、塗布条件を設定する、という作
業が必要になってくる。そして、塗布作業を繰り返し行
い、シリンジ内の流体が減少または無くなった場合、
(1) 使用済みシリンジを流体充填済みの他のシリンジと
交換し、(2) その交換において発生した塗布条件の微調
整を行う (特に、シリンジの先端に取付けられたノズル
とワークとの間隔をシリンジ交換時の間隔と等しくなる
よう調整を行う) 、(3) 塗布作業を再開する、という作
業が一般的なシリンジ交換時の作業となる。
シリンジのノズルを介して基板 (ワーク) 上の配線に沿
って吐出させ塗布する装置にあっては、前準備として、
吐出する流体をシリンジに充填する、シリンジを塗
布装置にセットする、塗布条件を設定する、という作
業が必要になってくる。そして、塗布作業を繰り返し行
い、シリンジ内の流体が減少または無くなった場合、
(1) 使用済みシリンジを流体充填済みの他のシリンジと
交換し、(2) その交換において発生した塗布条件の微調
整を行う (特に、シリンジの先端に取付けられたノズル
とワークとの間隔をシリンジ交換時の間隔と等しくなる
よう調整を行う) 、(3) 塗布作業を再開する、という作
業が一般的なシリンジ交換時の作業となる。
【００１９】こうした作業において重要なことは、ノズ
ルとワーク間の距離を正確にトレースすることである。
とくに、このシリンジの交換作業においては、シリンジ
の加工精度 (固体差) やシリンジの固定位置の再現性
が、シリンジに取付けられているノズルの先端の位置精
度を決める重要な因子となる。ところが現実には、上記
因子の差に由来してノズルとワークの距離がシリンジ交
換前後において大きく異なるため、結局、シリンジ交換
毎にノズルの位置を補正しなければならないのが実情で
ある。
ルとワーク間の距離を正確にトレースすることである。
とくに、このシリンジの交換作業においては、シリンジ
の加工精度 (固体差) やシリンジの固定位置の再現性
が、シリンジに取付けられているノズルの先端の位置精
度を決める重要な因子となる。ところが現実には、上記
因子の差に由来してノズルとワークの距離がシリンジ交
換前後において大きく異なるため、結局、シリンジ交換
毎にノズルの位置を補正しなければならないのが実情で
ある。
【００２０】このような実情に鑑み開発した本発明に係
る位置検出のためには、少なくとも以下のような構成を
採用することが必要である。 磁性材料または磁場の磁束分布に影響力をもつ材料
にてノズル１６を作成すること。 磁場を検出するために、Ｘ, Ｙ, Ｚ方向のそれぞれ
の磁束密度を検出することができる磁気センサ２４を使
用すること。 その磁気センサ２４は各々が互いに直交するよう
に、かつ平行にならないように個別にまたは３個を１組
として、望ましくは地磁気等の影響を除去した磁場内に
配置すること。 被測定物が置かれる位置は、地磁気およびその他の
ノズル以外の磁気の影響を除去して測定の精度を上げる
ために、磁気センサ２４には予め永久磁石などの磁場発
生装置２０などにより任意の磁場を形成させておくこ
と。
る位置検出のためには、少なくとも以下のような構成を
採用することが必要である。 磁性材料または磁場の磁束分布に影響力をもつ材料
にてノズル１６を作成すること。 磁場を検出するために、Ｘ, Ｙ, Ｚ方向のそれぞれ
の磁束密度を検出することができる磁気センサ２４を使
用すること。 その磁気センサ２４は各々が互いに直交するよう
に、かつ平行にならないように個別にまたは３個を１組
として、望ましくは地磁気等の影響を除去した磁場内に
配置すること。 被測定物が置かれる位置は、地磁気およびその他の
ノズル以外の磁気の影響を除去して測定の精度を上げる
ために、磁気センサ２４には予め永久磁石などの磁場発
生装置２０などにより任意の磁場を形成させておくこ
と。
【００２１】そこで、上掲のシリンジ１２の位置を検出
するに当たっては、位置検出装置を上記のように構成す
ることにより、測定ターゲットであるノズル１６付近の
磁場をより明確にセンシングするようにした。このよう
な構成にした場合、ノズル１６が磁気センサ２４に近づ
くと、前記磁場における磁界ベクトルに変化が生じる。
この変化の仕方は、ノズル１６の位置により異なる。つ
まり、磁気センサ２４により各々Ｘ軸, Ｙ軸, Ｚ軸方向
の成分として把握される磁束密度の変化をノズル位置情
報として検出する。そして、このようにして検出された
Ｘ, Ｙ, Ｚ軸方向のそれぞれの磁束密度の変化を演算部
３０において演算させることにより、ノズル１６の位置
を特定するのである。
するに当たっては、位置検出装置を上記のように構成す
ることにより、測定ターゲットであるノズル１６付近の
磁場をより明確にセンシングするようにした。このよう
な構成にした場合、ノズル１６が磁気センサ２４に近づ
くと、前記磁場における磁界ベクトルに変化が生じる。
この変化の仕方は、ノズル１６の位置により異なる。つ
まり、磁気センサ２４により各々Ｘ軸, Ｙ軸, Ｚ軸方向
の成分として把握される磁束密度の変化をノズル位置情
報として検出する。そして、このようにして検出された
Ｘ, Ｙ, Ｚ軸方向のそれぞれの磁束密度の変化を演算部
３０において演算させることにより、ノズル１６の位置
を特定するのである。
【００２２】例えば、図５は、磁場発生装置２０によっ
て、形成された標準磁場Ｂに接して配置された磁気セン
サ２４によって、その磁場Ｂ内に交換のために新たにセ
ットした新ノズルの存在による磁束密度分布を、各セン
サとの相対位置の変化にあわせて測定したグラフであ
る。このグラフのもつ意味は、図３において、上記基準
位置からノズル１６をベース方向 (Ｚ方向) に変位させ
た場合において、磁気センサ２４の、各方向成分を検出
するセンサの基準位置における磁束密度と、測定開始点
における磁束密度との差分Δｘ，Δｙ，Δｚを100 ％と
し、さらにＺ軸鉛直下方向の任意の２点間の距離を100
％とした場合の、変位と磁束密度差分との関係を示した
ものである。なお、Ｚ軸の変位方向はジキセンサ２４と
ノズル１６との距離が増加する方向である。これより、
センサ２４とノズル１６との距離が増加する (離れる)
と磁界が変化しなくなることがわかる。また、各変化分
Δｘ，Δｙ，Δｚの組み合わせ (Δｘ，Δｙ，Δｚ)
は、センサとノズルの位置関係に固有なものであること
がわかる。
て、形成された標準磁場Ｂに接して配置された磁気セン
サ２４によって、その磁場Ｂ内に交換のために新たにセ
ットした新ノズルの存在による磁束密度分布を、各セン
サとの相対位置の変化にあわせて測定したグラフであ
る。このグラフのもつ意味は、図３において、上記基準
位置からノズル１６をベース方向 (Ｚ方向) に変位させ
た場合において、磁気センサ２４の、各方向成分を検出
するセンサの基準位置における磁束密度と、測定開始点
における磁束密度との差分Δｘ，Δｙ，Δｚを100 ％と
し、さらにＺ軸鉛直下方向の任意の２点間の距離を100
％とした場合の、変位と磁束密度差分との関係を示した
ものである。なお、Ｚ軸の変位方向はジキセンサ２４と
ノズル１６との距離が増加する方向である。これより、
センサ２４とノズル１６との距離が増加する (離れる)
と磁界が変化しなくなることがわかる。また、各変化分
Δｘ，Δｙ，Δｚの組み合わせ (Δｘ，Δｙ，Δｚ)
は、センサとノズルの位置関係に固有なものであること
がわかる。
【００２３】なお、この実施例において、シリンジ１２
とノズル１６は、ロボットまたはアクチュエータといっ
た位置を可変にできる位置補正ユニット２８に固定され
ており、演算部３０における演算結果を、その位置補正
ユニット２８に出力してこれを駆動させ、必要量だけ移
動させることで、変位を補正する。
とノズル１６は、ロボットまたはアクチュエータといっ
た位置を可変にできる位置補正ユニット２８に固定され
ており、演算部３０における演算結果を、その位置補正
ユニット２８に出力してこれを駆動させ、必要量だけ移
動させることで、変位を補正する。
【００２４】以上説明したようにこのような方法によれ
ば、ノズルの位置補正を非接触で精度よく行えるため
に、ノズル先端を損傷させるようなことがなく、かつク
リアに保つことが可能である。また、磁界を検出するセ
ンサの使用により、カメラ等を用いる方法に比べ、シス
テムをコンパクトにすることができる。さらに、ノズル
が非磁性体でできているノズルであっても、磁性体また
は磁性体でできているマーカを予めノズルの任意の場所
に付けることで測定が可能となり、ノズルの材質を問わ
ずに位置補正が可能となる。
ば、ノズルの位置補正を非接触で精度よく行えるため
に、ノズル先端を損傷させるようなことがなく、かつク
リアに保つことが可能である。また、磁界を検出するセ
ンサの使用により、カメラ等を用いる方法に比べ、シス
テムをコンパクトにすることができる。さらに、ノズル
が非磁性体でできているノズルであっても、磁性体また
は磁性体でできているマーカを予めノズルの任意の場所
に付けることで測定が可能となり、ノズルの材質を問わ
ずに位置補正が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】かくして本発明に係る物体の位置検出方
法および位置検出装置によれば、物体の有する磁性とい
う特性が空間内に位置する物体周辺の磁界分布に変化を
与えることを利用し、その磁界分布の変化を測定するこ
とによって物体の位置を特定することができるので、物
体の位置検出を直接的でかつ非接触にて精度良く行うこ
とができる。
法および位置検出装置によれば、物体の有する磁性とい
う特性が空間内に位置する物体周辺の磁界分布に変化を
与えることを利用し、その磁界分布の変化を測定するこ
とによって物体の位置を特定することができるので、物
体の位置検出を直接的でかつ非接触にて精度良く行うこ
とができる。
【図１】この発明の位置検出方法の原理説明図である。
【図２】磁場中に測定物を配置した場合の磁場の変化を
説明するための模式図である。
説明するための模式図である。
【図３】変位の大きさと磁束密度変化の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図４】この発明の位置検出方法が適用される液体塗布
装置の要部を示す斜視図である。
装置の要部を示す斜視図である。
【図５】被測定物と磁気センサ間の距離を変化させたと
きの各磁気センサによる磁束密度変化を示すグラフであ
る。
きの各磁気センサによる磁束密度変化を示すグラフであ
る。
１ 磁場発生部 ２ 被測定物 ３ 磁界検出部 ４ 演算部 １０ 液体塗布装置 １２ 被測定物 (シリンジ) １４ 測定物固定板 １６ ノズル １８ 位置補正ユニット取付板 ２０ 永久磁石 ２２ ベース ２４ 磁気センサ ２８ 位置補正ユニット ３０ 演算部
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも一部に磁性を有する物体の位
置を検出する方法において、前記物体の少なくとも一部
を含む領域内に予め任意の磁場を形成すると共に、その
磁場領域内の基準位置におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およ
びＺ軸方向のそれぞれの磁束密度を予め検出し、非測定
物体が前記磁場領域において空間的に変位することによ
って生ずる前記磁束密度の変化を測定し、その測定値に
基づいて該物体の前記基準位置に対する相対的位置関係
を演算特定することを特徴とする物体の位置検出方法。 - 【請求項２】 少なくとも一部に磁性を有する物体の位
置検出装置において、前記物体の少なくとも一部を含む
領域内に、前記物体以外からの磁場の影響を除去するた
めの任意の磁場を形成する手段と、前記磁場領域内の所
定個所に配置され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向
のそれぞれの磁束密度を測定して、その測定結果を出力
する磁界検出手段と、前記物体の空間的変位によって生
ずる磁束密度の変化に対応した前記測定結果に基づい
て、前記物体の変位前後の位置を演算する手段と、から
構成される物体の位置検出装置。 - 【請求項３】 物体の変位前後の位置を演算する手段
は、被測定物が基準位置にあるときの磁束密度の値と、
該被測定物が空間的に変位したときの各軸方向(Ｘ, Ｙ,
Ｚ) における磁束密度の値の差分を算出し、この差分
Δｘ, Δｙ, Δｚのベクトルの大きさを算出することに
より、被測定物とセンサ間の距離を算出して被測定物の
位置を特定する手段を用いることを特徴とする請求項２
に記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23928298A JP4319270B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 物体の位置検出方法およびその位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23928298A JP4319270B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 物体の位置検出方法およびその位置検出装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065512A true JP2000065512A (ja) | 2000-03-03 |
| JP2000065512A5 JP2000065512A5 (ja) | 2005-10-27 |
| JP4319270B2 JP4319270B2 (ja) | 2009-08-26 |
Family
ID=17042438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23928298A Expired - Lifetime JP4319270B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 物体の位置検出方法およびその位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4319270B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172545U (ja) * | 1986-04-21 | 1987-11-02 | ||
| JPH0221201A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-01-24 | Amada Co Ltd | 加工機械用距離検出装置 |
| JPH04502515A (ja) * | 1989-04-11 | 1992-05-07 | アセンション テクノロジー コーポレーション | 直流位置測定装置 |
| JPH07503066A (ja) * | 1992-01-20 | 1995-03-30 | エルエスオー コーポレイション ナームロゼ フェンノートシャップ | 位置及び角度を測定する方法 |
| WO1997019362A1 (en) * | 1995-11-24 | 1997-05-29 | Philips Electronics N.V. | Mri-system and catheter for interventional procedures |
| GB2322049A (en) * | 1995-04-04 | 1998-08-12 | Flying Null Ltd | Magnetic Tags |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23928298A patent/JP4319270B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172545U (ja) * | 1986-04-21 | 1987-11-02 | ||
| JPH0221201A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-01-24 | Amada Co Ltd | 加工機械用距離検出装置 |
| JPH04502515A (ja) * | 1989-04-11 | 1992-05-07 | アセンション テクノロジー コーポレーション | 直流位置測定装置 |
| JPH07503066A (ja) * | 1992-01-20 | 1995-03-30 | エルエスオー コーポレイション ナームロゼ フェンノートシャップ | 位置及び角度を測定する方法 |
| GB2322049A (en) * | 1995-04-04 | 1998-08-12 | Flying Null Ltd | Magnetic Tags |
| WO1997019362A1 (en) * | 1995-11-24 | 1997-05-29 | Philips Electronics N.V. | Mri-system and catheter for interventional procedures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4319270B2 (ja) | 2009-08-26 |
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