JP2002014763A - Position measuring instrument and position input device - Google Patents

Position measuring instrument and position input device

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JP2002014763A
JP2002014763A JP2000194625A JP2000194625A JP2002014763A JP 2002014763 A JP2002014763 A JP 2002014763A JP 2000194625 A JP2000194625 A JP 2000194625A JP 2000194625 A JP2000194625 A JP 2000194625A JP 2002014763 A JP2002014763 A JP 2002014763A
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light
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幸一 岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position measuring instrument which has good operability and is inexpensive and can accurately measure a position. SOLUTION: Two photodetecting elements 2 and 3 are provided in one measurement unit. The photodetection surfaces of the photodetecting elements 2 and 3 have their center axes on the straight line nearly perpendicular to a two-dimensional plane as an object to be measured and are arranged one over the other while having an opening angle of 90 deg.. Two photodetecting elements 4 and 5 of another measurement unit are the same. The photodetecting elements 2 to 5 photodetect the light from a light source 1 and outputs photodetection quantities. The photodetecting elements 2 and 3 or 4 and 5 in the measurement unit have their center axes crossed and then errors of distances from the light source 1 cancel each other, so that a computation part 6 can accurately compute the position of the light source 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポインタ等の位置
を測定する技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for measuring a position of a pointer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、パソコン等におけるポインティン
グ装置には、マウスをはじめとしてトラックボールやジ
ョイスティック、さらにシート状の各種デバイスが存在
している。これらの操作性に関する報告によれば、位置
を合わせ込む速度や正確性などにおいて、マウスが最も
優れている。そのため、モバイル環境においても、操作
性を優先させる場合にはマウスを付加する必要があると
されている。しかし、今後更に、使用するモバイル環境
は多様性を増し、また、文字や絵の入力の必要性も高ま
ってくることが予想される。これに対応して、マウス以
外に、さらに操作性良くポインティングを行うことがで
きる機器の開発が要求されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a pointing device in a personal computer or the like includes a mouse, a trackball, a joystick, and various sheet-like devices. According to reports on these operability, mice are most superior in terms of speed and accuracy in positioning. Therefore, even in a mobile environment, it is necessary to add a mouse when giving priority to operability. However, in the future, it is expected that the mobile environment to be used will be more diversified, and the necessity of inputting characters and pictures will be increased. In response to this, there has been a demand for the development of devices other than a mouse that can perform pointing with better operability.

【0003】これらの要求を満たすものとして、いくつ
かの装置が発明されている。例えば、ワコム社製の位置
入力タブレットのように、専用のタブレットを用いて平
面上の位置を測定したり、実開平5−25525号公報
に記載されているように、2次元半導体センサ(PS
D)とレンズを用いて平面上の位置を測定する技術があ
る。タブレットを用いる技術では、表示画面と同等の面
積のタブレットを表示画面とは別に設置しなければなら
ないため、例えばモバイル機器などのように小型化が要
求される用途には不向きである。また、PSDを使用す
る技術では、PSDが高価であるため、低価格化が著し
いモバイル機器のポインティング装置としては利用する
ことができない。
Some devices have been invented to satisfy these requirements. For example, the position on a plane is measured using a dedicated tablet such as a position input tablet manufactured by Wacom, or a two-dimensional semiconductor sensor (PS) is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-25525.
D) and a technique for measuring a position on a plane using a lens. In the technology using a tablet, a tablet having the same area as the display screen must be installed separately from the display screen, and thus is not suitable for applications requiring a small size such as a mobile device. Further, in the technique using the PSD, the PSD is expensive, and therefore cannot be used as a pointing device of a mobile device whose cost is remarkably reduced.

【0004】また、特開平10−9812号公報に記載
されているように、入力デバイスからの光を、光電変換
素子(PD)をL字型に組み合わせた装置で測定するこ
とによって、小型・低価格で光源の位置を測定する技術
がある。図21は、従来の位置測定装置の一例の説明図
である。図中、41〜44は光電変換素子、45は光源
である。この例では光電変換素子41と42,及び光電
変換素子43と44をそれぞれL字型に組み合わせて対
向配置している。ペンなどの入力デバイスに光源45を
設けておき、それぞれの光電変換素子41〜44により
光源45からの光を受光する。そして、受光量に基づい
て所定の計算式に従って計算することによって、光源4
5の位置を算出している。
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-9812, light from an input device is measured with an apparatus in which photoelectric conversion elements (PDs) are combined in an L-shape, so that the size and the size are reduced. There is a technology for measuring the position of a light source at a price. FIG. 21 is an explanatory diagram of an example of a conventional position measuring device. In the figure, 41 to 44 are photoelectric conversion elements, and 45 is a light source. In this example, the photoelectric conversion elements 41 and 42 and the photoelectric conversion elements 43 and 44 are combined and arranged in an L-shape to be opposed to each other. A light source 45 is provided in an input device such as a pen, and light from the light source 45 is received by each of the photoelectric conversion elements 41 to 44. The light source 4 is calculated based on the received light amount according to a predetermined calculation formula.
5 is calculated.

【0005】しかし、入力デバイスの位置の変化によっ
て各光電変換素子41〜44に入射する光量の分布が変
化し、位置の計算に大きな誤差が生じてしまうという問
題がある。例えば図21の光電変換素子41に入射する
光はl1xとして示した領域の光である。この領域の光
は、光電変換素子41の受光面にそれほどの距離の変化
なく照射される。しかし、光電変換素子42に入射する
1yとして示した領域の光は、光電変換素子2の両端に
おいて大きく距離が異なるため、受光部分によって光の
強度が異なってしまう。また、光電変換素子41と光電
変換素子42とは、1辺において接しているので、この
辺を基準とした光源45までの距離は等しいものの、対
向する辺から光源45までの距離は大きく異なることに
なる。光量は光源からの距離の2乗に比例して減衰する
ので、このような距離の違いはその後の計算に大きく影
響してしまうことになり、誤差の原因となる。このよう
な誤差を位置計算時に補正することも考えられるが、誤
差が大きくなると補正しきれなくなってしまう。
[0005] However, there is a problem that the distribution of the amount of light incident on each of the photoelectric conversion elements 41 to 44 changes due to a change in the position of the input device, and a large error occurs in the calculation of the position. For example, light incident on the photoelectric conversion element 41 in FIG. 21 is light in a region indicated by l 1x . The light in this area is applied to the light receiving surface of the photoelectric conversion element 41 without much change in distance. However, the light in the region indicated by l 1y incident on the photoelectric conversion element 42 has a significantly different distance at both ends of the photoelectric conversion element 2, and thus the light intensity differs depending on the light receiving portion. Further, since the photoelectric conversion element 41 and the photoelectric conversion element 42 are in contact with each other on one side, the distance to the light source 45 with respect to this side is equal, but the distance from the opposing side to the light source 45 is greatly different. Become. Since the amount of light attenuates in proportion to the square of the distance from the light source, such a difference in distance has a large effect on subsequent calculations, causing an error. It is conceivable to correct such an error at the time of position calculation. However, if the error is large, the error cannot be corrected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、操作性が良好で安価であ
り、しかも正確に位置を測定することができる位置測定
装置を提供するとともに、このような位置測定装置を用
いた位置入力装置を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a position measuring apparatus which has good operability, is inexpensive, and can accurately measure a position. It is an object of the present invention to provide a position input device using such a position measuring device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の測定ユ
ニットを設置するとともに各測定ユニットに受光量を測
定する複数の受光平面領域を設け、その受光平面領域の
中心が同一あるいは該中心を結ぶ直線が測定対象の2次
元平面と略直交するように、複数の受光平面領域を設定
する。これによって、各受光平面領域においては中心を
挟んで左右の部分が光量の強弱をうち消すため、測定ユ
ニット内のいずれの受光平面領域においても光源からの
距離の違いが現れにくくなる。そのため、従来のような
大きな測定誤差は発生せず、正確に位置を測定すること
ができる。
According to the present invention, a plurality of measuring units are provided and a plurality of light receiving plane regions for measuring the amount of received light are provided in each of the measuring units, and the centers of the light receiving plane regions are the same or coincide with each other. A plurality of light receiving plane regions are set such that the connecting straight line is substantially orthogonal to the two-dimensional plane to be measured. As a result, in each of the light receiving plane regions, the right and left portions across the center cancel out the intensity of the light amount, so that a difference in the distance from the light source hardly appears in any of the light receiving plane regions in the measurement unit. Therefore, the position can be accurately measured without causing a large measurement error as in the related art.

【0008】望ましくは、複数の受光平面領域は、測定
対象の2次元平面に対して略垂直に設けられ、互いに直
交あるいは所定角度で配置されるとよい。通常は受光平
面領域に受光素子が配置されるが、例えばハーフミラー
やミラーで光路が変更される場合もある。また、1つの
受光素子を用い、受光素子を回転あるいは揺動させた
り、あるいは光路中のミラーを回転あるいは揺動させる
などして、複数の受光平面領域における光量を取得して
もよい。
Preferably, the plurality of light receiving plane regions are provided substantially perpendicular to the two-dimensional plane of the object to be measured, and are arranged at right angles to each other or at a predetermined angle. Usually, the light receiving element is arranged in the light receiving plane area, but the optical path may be changed by, for example, a half mirror or a mirror. In addition, the amount of light in a plurality of light receiving plane regions may be acquired by using one light receiving element and rotating or swinging the light receiving element, or rotating or swinging a mirror in the optical path.

【0009】各受光平面領域に受光素子を配置する場
合、2次元平面と垂直な方向に受光素子を重ねて配置す
ることになるが、同じ方向を向く受光平面領域からなる
受光平面領域群ごとに、異なる受光平面領域群の受光平
面領域に対応する受光素子を重ねてゆくとよい。このと
き、同じ受光平面群に属する受光平面領域の受光素子か
ら出力される受光量については平均化するとよい。これ
によって、2次元平面と垂直な方向の誤差を少なくする
ことができる。また、近接配置された測定ユニットにつ
いては、同じ高さに配置された受光素子が同じ方向を向
かないように重ねるとよく、これによって同じく2次元
平面と垂直な方向の光量変化による誤差を少なくするこ
とができる。
When light-receiving elements are arranged in each light-receiving plane area, the light-receiving elements are superposed and arranged in a direction perpendicular to the two-dimensional plane. The light receiving elements corresponding to the light receiving plane areas of the different light receiving plane area groups may be superposed. At this time, the light receiving amounts output from the light receiving elements in the light receiving plane region belonging to the same light receiving plane group may be averaged. Thereby, an error in a direction perpendicular to the two-dimensional plane can be reduced. Further, with respect to the measurement units arranged close to each other, the light receiving elements arranged at the same height may be overlapped so as not to face the same direction, thereby reducing an error due to a change in the amount of light in a direction perpendicular to the two-dimensional plane. be able to.

【0010】位置計算を行う際には、複数の前記測定ユ
ニットのうち、近接していない2個の測定ユニットを測
定ユニット対として設定し、測定ユニット対の各測定ユ
ニットから出力される各受光平面領域ごとの受光量を用
いて光源の位置を計算することができる。また、複数の
測定ユニット対を設定できる場合は、それぞれの測定ユ
ニット対によって計算された値を平均すればよい。
In performing the position calculation, two of the plurality of measurement units that are not close to each other are set as a measurement unit pair, and each light receiving plane output from each measurement unit of the measurement unit pair is set. The position of the light source can be calculated using the received light amount for each area. If a plurality of measurement unit pairs can be set, the values calculated by each measurement unit pair may be averaged.

【0011】なお、各測定ユニット間での光の反射など
の影響を防止するため、間に遮光手段を設けたり、測定
ユニットを覆うカバーを設けてもよい。
In order to prevent the influence of light reflection between the measurement units, a light shielding means may be provided therebetween, or a cover for covering the measurement units may be provided.

【0012】また、光源は、例えば点滅させて駆動する
ことができ、滅灯時に周囲光による影響を測定するな
ど、さらに正確な位置測定のための処理を行うことが可
能である。なお、光源として自発光するもののほか、拡
散反射部材や蛍光部材などを用い、外部から照射される
光を利用してもよい。また、2次元平面に反射部材を設
け、光源からの直接光とともに反射光を測定ユニットに
入射させ、入射光量を増加させてもよい。
Further, the light source can be driven, for example, by blinking the light source, and can perform a process for more accurate position measurement, such as measuring the influence of ambient light when the lamp is turned off. In addition to a light source that emits light by itself, a diffuse reflection member, a fluorescent member, or the like may be used, and light emitted from outside may be used. Alternatively, a reflecting member may be provided on a two-dimensional plane, and the reflected light may be incident on the measurement unit together with the direct light from the light source to increase the amount of incident light.

【0013】上述のような構成においても、各受光素子
ごとの差や組付誤差などによって測定した位置に誤差が
生じる。このような誤差を補正するため、例えば各受光
平面領域に同一の光量の光を照射したときに同じ受光量
が得られるように、ゲインや位置計算時のパラメータを
調整することができる。また、各受光平面領域間の誤差
を補正するため、測定ユニット中の2つの受光平面領域
あるいは2つの受光平面領域群の中心軸を中心にして4
5度の角度の直線上に光源を配置し、そのとき2つの受
光平面領域あるいは2つの受光平面領域群における受光
量がほぼ同じとなるように、ゲインや位置計算時のパラ
メータを調整することができる。さらには、光源を座標
が分かっている1個所以上の特定の位置に設置したとき
に、位置での測定ユニットから出力される受光量をもと
に計算して得られる光源の位置と真の位置を対応付けた
補正テーブル、または多項式などの補正式を用いて、光
源の位置を補正することができる。
Even in the above-described configuration, an error occurs in the measured position due to a difference between each light receiving element and an assembly error. In order to correct such an error, for example, the gain and the parameters at the time of position calculation can be adjusted so that the same amount of received light is obtained when the same amount of light is applied to each light receiving plane area. In addition, in order to correct an error between the respective light receiving plane regions, four light receiving plane regions or two light receiving plane region groups in the measurement unit are centered on the center axis.
The light source is arranged on a straight line at an angle of 5 degrees, and at this time, the gain and the parameters at the time of position calculation are adjusted so that the amount of light received in the two light receiving plane regions or the two light receiving plane region groups is substantially the same. it can. Furthermore, when the light source is installed at one or more specific positions where the coordinates are known, the position of the light source and the true position obtained by calculating based on the amount of light received from the measurement unit at the position The position of the light source can be corrected using a correction table that associates

【0014】本発明の位置測定装置は、2次元平面上の
位置に限らず、例えば、2次元平面に略垂直な第2の2
次元平面を設定してその第2の2次元平面に対して1以
上の前記測定ユニットを設けることにより、光源の3次
元空間における位置を測定することが可能である。
The position measuring apparatus according to the present invention is not limited to a position on a two-dimensional plane, but may be, for example, a second two-dimensional plane substantially perpendicular to the two-dimensional plane.
By setting a two-dimensional plane and providing one or more measurement units with respect to the second two-dimensional plane, it is possible to measure the position of the light source in a three-dimensional space.

【0015】このような位置測定装置を用い、光源を位
置指示部材に1ないし複数個設けることによって位置入
力装置を構成することができる。位置入力装置には、位
置測定が可能な範囲にプレートを設けて示すことができ
る。このプレートに表示機能を設けておけば、測定した
位置指示部材の位置をそのまま表示することができる。
また、位置変化に合わせて表示している画像に書き込み
を行う等といったことも可能である。なお、プレートに
は使用する際の適正な向き、あるいはプレートに位置測
定装置を組み付けるときの向きが分かるように、表示や
特定の形状を設けておくとよい。
A position input device can be constructed by using such a position measuring device and providing one or more light sources on the position indicating member. The position input device may be provided with a plate provided in a range where position measurement is possible. If the plate is provided with a display function, the measured position of the position indicating member can be displayed as it is.
It is also possible to write on the displayed image in accordance with the position change. The plate may be provided with a display or a specific shape so that an appropriate orientation for use or an orientation for assembling the position measuring device to the plate is known.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の位置測定装置の
第1の実施の形態を示す斜視図である。図中、1は光
源、2〜5は受光素子、6は計算部である。この例では
受光素子2と受光素子3で構成される測定ユニットと、
受光素子4と受光素子5で構成される測定ユニットの2
個の測定ユニットが配置された例を示している。そし
て、受光素子2と3は、位置測定を行う2次元平面(x
y平面)を上面(z方向)から見て、それぞれの中心軸
が一致するようにほぼ90度の角度で重ねて設置してい
る。受光素子4と5についても同様である。この例で
は、各受光素子2〜5の受光面が受光平面領域となる。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a position measuring apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a light source, 2 to 5 are light receiving elements, and 6 is a calculation unit. In this example, a measurement unit including the light receiving element 2 and the light receiving element 3
Measurement unit 2 composed of light receiving element 4 and light receiving element 5
An example in which three measurement units are arranged is shown. The light receiving elements 2 and 3 are arranged in a two-dimensional plane (x
When viewed from above (in the z-direction) from the top (in the z-direction), they are superposed at an angle of about 90 degrees so that their respective central axes coincide. The same applies to the light receiving elements 4 and 5. In this example, the light receiving surfaces of the light receiving elements 2 to 5 are light receiving plane regions.

【0017】受光素子2〜5は、例えばフォトダイオー
ドなどで構成することができる。これらの受光素子2〜
5に対して、光源1から放射される拡散光が照射され、
受光素子2〜5から受光量を示す電気信号が出力され
る。
The light receiving elements 2 to 5 can be constituted by, for example, photodiodes. These light receiving elements 2
5 is irradiated with diffused light emitted from the light source 1,
Electric signals indicating the amount of received light are output from the light receiving elements 2 to 5.

【0018】各受光素子2〜5の受光面は、位置測定を
行う2次元平面に対して垂直となるように設けることに
よって、光源1からの光を良好に受光することができる
が、これに限られるものではない。各受光素子2〜5の
受光面が2次元平面に対して垂直でない場合でも、受光
量は減少するが、同様にして位置を測定可能である。こ
のとき、同じ測定ユニット内の受光素子については、そ
の中心を結ぶ直線が2次元平面に対して垂直となるよう
にしておけばよい。
By providing the light receiving surfaces of the respective light receiving elements 2 to 5 so as to be perpendicular to the two-dimensional plane for performing the position measurement, light from the light source 1 can be satisfactorily received. It is not limited. Even when the light receiving surfaces of the light receiving elements 2 to 5 are not perpendicular to the two-dimensional plane, the amount of received light decreases, but the position can be measured in the same manner. At this time, for the light receiving elements in the same measuring unit, the straight line connecting the centers may be perpendicular to the two-dimensional plane.

【0019】光源1は、拡散光を放射できればよく、同
じ位置で異なる方向を向いても各受光素子2〜5への光
量が変化しないものとすることが望ましい。なお、光源
を点滅させて発光させることによって、外乱光(環境
光)の影響を除去することが可能になる。すなわち、各
受光素子2〜5の出力において、光源1をONにしたと
きの出力から、光源1をOFFにしたときの出力を差し
引くことによって、外乱光の除去が可能である。このよ
うに点減させることにより外乱光を除去する回路の構成
は、例えばトランジスタ技術,Aug.1990,p.
475に示されている回路などのように、一般的な構成
を用いればよい。
The light source 1 only needs to be capable of emitting diffused light, and it is desirable that the light amount to each of the light receiving elements 2 to 5 does not change even if the light is directed in different directions at the same position. By causing the light source to blink and emit light, the influence of disturbance light (environmental light) can be removed. That is, disturbance light can be removed by subtracting the output when the light source 1 is turned off from the output when the light source 1 is turned on in the output of each of the light receiving elements 2 to 5. The configuration of a circuit that removes disturbance light by reducing the points in this way is described in, for example, Transistor Technology, Aug. 1990, p.
A general configuration such as the circuit shown in FIG.

【0020】計算部6は、各測定ユニット中の受光素子
間の受光量の比、すなわち受光素子2と受光素子3の受
光量の比、および、受光素子4と受光素子5の受光量の
比に基づいて、光源の2次元平面上の位置を計算する。
この計算方法について、以下に説明する。
The calculator 6 calculates the ratio of the amount of received light between the light receiving elements in each measurement unit, that is, the ratio of the amount of received light between the light receiving elements 2 and 3, and the ratio of the amount of received light between the light receiving elements 4 and 5. Is used to calculate the position of the light source on the two-dimensional plane.
This calculation method will be described below.

【0021】図2は、本発明の位置測定装置における位
置測定の原理説明図である。ここでは説明を簡単にする
ため、1つの測定ユニット内で重ねる受光素子を2個と
して、各受光素子の受光面積と上面から見た長さを同一
としている。また、受光素子間の角度を90度とし、一
方を測定ユニットの配列方向と平行に、他方をそれとは
直角の方向となるように配置している。このような測定
ユニットを2個設置している。この時、図中左側の測定
ユニットの2個の受光素子2,3の交点を座標の原点
(0,0)とし、図中右側の測定ユニットの2個の受光
素子4,5の交点の座標を(d,0)とする。また、光
源の座標を(x,y)とする。
FIG. 2 is a view for explaining the principle of position measurement in the position measuring apparatus of the present invention. Here, in order to simplify the description, two light receiving elements are overlapped in one measurement unit, and the light receiving area of each light receiving element and the length as viewed from above are the same. The angle between the light receiving elements is 90 degrees, and one is arranged so as to be parallel to the direction in which the measuring units are arranged, and the other is arranged so as to be at a right angle thereto. Two such measurement units are provided. At this time, the intersection of the two light receiving elements 2 and 3 of the left measuring unit in the figure is set as the origin of coordinates (0, 0), and the coordinate of the intersection of the two light receiving elements 4 and 5 of the right measuring unit in the figure is used. Is (d, 0). The coordinates of the light source are (x, y).

【0022】各受光素子2〜5は、(0,0)及び
(d,0)を中心に2等分され、その2等分された長さ
をLとする。この長さLを斜辺とし、中心(0,0)ま
たは(d,0)と光源1とを結ぶ直線の一部を1辺とす
る直角三角形を考え、この直角三角形のもう1辺の長さ
をそれぞれLlhi,Llho,Llpi,Llpo,
Lrhi,Lrho,Lrpi,Lrpoとする。さら
に、各受光素子から出力される受光量に応じた電気信号
は、受光素子2の出力Vlh=Vlhi+Vlho、受
光素子3の出力Vlp=Vlpi+Vlpo、受光素子
4の出力Vrh=Vrhi+Vrho、受光素子5の出
力Vrp=Vrpi+Vrpoとする。
Each of the light receiving elements 2 to 5 is bisected around (0, 0) and (d, 0), and the length of the bisected is L. Consider a right triangle having this length L as the hypotenuse and a part of a straight line connecting the center (0, 0) or (d, 0) and the light source 1 as one side, and the length of the other side of this right triangle To Llhi, Llho, Llpi, Llpo,
Lrhi, Lrho, Lrpi, Lrpo. Further, the electric signals corresponding to the amounts of light received from the respective light receiving elements include the output Vlh = Vlhi + Vlho of the light receiving element 2, the output Vlp = Vlpi + Vlpo of the light receiving element 3, the output Vrh = Vrhi + Vrho of the light receiving element 4, and the output of the light receiving element 5. Vrp = Vrpi + Vrpo.

【0023】ただし、これらの名称に関して、i及びo
が付いた記号については以下の計算ではi及びoを省略
して行う。これは、i及びoが付いた記号に関しては、
全く同様の計算内容となることによる。上述のように受
光素子を2等分したとき、計算される出力の比率は、受
光素子を2等分しない状態の出力の比率に等しい。例え
ば、Vlhi/Vlpi=Vlho/Vlpo=Vlh
/Vlpである。そのため、最終的に光源の座標(x,
y)を求める際に用いる受光素子の出力の比率は、2等
分していた時の値(例えば、Vlhi/Vlpi,Vl
ho/Vlpo)を、そのまま2等分しない状態の出力
の比率(例えば、Vlh/Vlp)として計算上は扱う
ことができる。
However, regarding these names, i and o
For the symbols with, i and o are omitted in the following calculation. This means that for symbols with i and o,
This is because the calculation contents are exactly the same. As described above, when the light receiving element is divided into two equal parts, the calculated output ratio is equal to the output ratio when the light receiving element is not bisected. For example, Vlhi / Vlpi = Vlho / Vlpo = Vlh
/ Vlp. Therefore, the coordinates (x,
The ratio of the output of the light receiving element used in obtaining y) is a value obtained when the light is divided into two equal parts (for example, Vlhi / Vlpi, Vl
ho / Vlpo) can be calculated and handled as an output ratio (for example, Vlh / Vlp) in a state where the output is not bisected as it is.

【0024】まず、測定ユニットの各々に設置されてい
る2個の受光素子において、2等分された長さLを斜辺
とする4個の直角三角形は合同である。すなわち、底辺
がLlhiの直角三角形と底辺がLlpiの直角三角形
と底辺がLlhoの直角三角形と底辺がLlpoの直角
三角形は合同であり、底辺がLrhiの直角三角形と底
辺がLrpiの直角三角形と底辺がLrhoの直角三角
形と底辺がLrpoの直角三角形は合同である。また、
それら直角三角形と、2個の受光素子の交点と光源をむ
すぶ線分を斜辺とする直角三角形は各々相似である。こ
れらより、以下の式が成り立つ。 Llp/Llh=x/y …式1 Lrp/Lrh=(d−x)/y …式2
First, in the two light receiving elements provided in each of the measuring units, four right-angled triangles each having an equally-lengthed length L as a hypotenuse are congruent. That is, a right triangle with a base of Llhi, a right triangle with a base of Llpi, a right triangle with a base of Llho, and a right triangle with a base of Llpo are congruent, and a right triangle with a base of Lrhi and a right triangle with a base of Lrpi and a base with The right-angled triangle of Lrho and the right-angled triangle of the base Lrpo are congruent. Also,
The right triangle and the right triangle each having a hypotenuse defined by a line segment connecting the intersection of the two light receiving elements and the light source are similar to each other. From these, the following equations hold. Llp / Llh = x / y Expression 1 Lrp / Lrh = (d−x) / y Expression 2

【0025】一方、各受光素子2〜5の出力は、受光素
子を斜辺とする直角三角形の底辺に比例するので、以下
の式が成り立つ。 Llp/Llh=Vlp/Vlh …式3 Lrp/Lrh=Vrp/Vrh …式4
On the other hand, since the output of each of the light receiving elements 2 to 5 is proportional to the base of the right triangle having the light receiving element as the hypotenuse, the following equation is established. Llp / Llh = Vlp / Vlh Expression 3 Lrp / Lrh = Vrp / Vrh Expression 4

【0026】式1,2,3,4より、以下の式が成り立
つ。 (Vrp/Vrh)/(Vlp/Vlh)=(Lrp/Lrh)/(Llp /Llh) =((d−x)/y)/(x/y) =d/x−1 …式5
From equations 1, 2, 3, and 4, the following equation is established. (Vrp / Vrh) / (Vlp / Vlh) = (Lrp / Lrh) / (Llp / Llh) = ((d−x) / y) / (x / y) = d / x−1 Equation 5

【0027】式5より、xに関する式が求まる。 x=d・(1/(1+(Vrp/Vrh)/(Vlp/Vlh)) =d・(Vlp/Vlh)/((Vrp/Vrh)+(Vlp/Vlh) ) …式6From Expression 5, an expression relating to x is obtained. x = d · (1 / (1+ (Vrp / Vrh) / (Vlp / Vlh))) = d · (Vlp / Vlh) / ((Vrp / Vrh) + (Vlp / Vlh)) Equation 6

【0028】式6を式1,3に代入して、yに関する式
が求まる。 y=(Vlh/Vlp)x =(Vlh/Vlp)・d・(VIp/Vlh)/((Vrp/Vrh) +(VIp/VIh)) =d/((Vrp/Vrh)+(Vlp/Vlh)) …式7 このようにして、光源1の座標(x、y)を求めること
ができる。
By substituting equation (6) into equations (1) and (3), an equation for y is obtained. y = (Vlh / Vlp) x = (Vlh / Vlp) · d · (VIp / Vlh) / ((Vrp / Vrh) + (VIp / VIh)) = d / ((Vrp / Vrh) + (Vlp / Vlh) )) Equation 7 In this manner, the coordinates (x, y) of the light source 1 can be obtained.

【0029】上述の計算では、Vlhi/Vlpi=V
lho/Vlpo=Vlh/Vlp、Vrhi/Vrp
i=Vrho/Vrpo=Vrh/Vrpとしている。
しかし、上述のように光源1からの距離の相違によっ
て、厳密にはLlpi/Llhi=Vlpi/Vlh
i、Llpo/Llho=Vlpo/Vlho、Lrp
i/Lrhi=Vrpi/Vrhi、Lrpo/Lrh
o=Vrpo/Vrhoとはならないため、誤差が含ま
れてしまう。
In the above calculation, Vlhi / Vlpi = V
lho / Vlpo = Vlh / Vlp, Vrhi / Vrp
i = Vrho / Vrpo = Vrh / Vrp.
However, as described above, due to the difference in the distance from the light source 1, strictly speaking, Llpi / Llhi = Vlpi / Vlh
i, Llpo / Llho = Vlpo / Vlho, Lrp
i / Lrhi = Vrpi / Vrhi, Lrpo / Lrh
Since o does not satisfy Vrpo / Vrho, an error is included.

【0030】しかし、受光素子2,3及び受光素子4,
5は、それぞれ中心(0,0)または(d,0)で交差
しており、その両側で距離に関する特性が反対となる。
すなわち、図2を参照して分かるように、受光素子2,
3については直角三角形の底辺LlpiとLlhiでは
Llpiの方が光源1に近く、Llhiの方が光源1か
ら遠い。そのため、Vlhiが小さく、Vlpiが大き
くなる傾向にある。しかし、直角三角形の底辺Llpo
とLlhoでは、Llpoの方が光源1から遠く、Ll
hoの方が光源1に近い。そのため、Vlhoが大き
く、Vlpoが小さくなる傾向にある。受光素子2の出
力Vlh=Vlhi+Vlho、受光素子3の出力Vl
p=Vlpi+Vlpoを考えたとき、それぞれ、小さ
めの傾向を有する項と大きめの傾向を有する項を含んで
おり、両者によって傾向が打ち消される。そのため、結
果として式6,式7で光源1の座標を計算すれば、従来
のような光源までの距離の差による誤差を含まず、ほぼ
正確に座標を求めることができる。
However, the light receiving elements 2 and 3 and the light receiving elements 4
5 intersect at the center (0, 0) or (d, 0), respectively, and have opposite characteristics in distance on both sides.
That is, as can be understood with reference to FIG.
For L3, Llpi is closer to the light source 1 and Llhi is farther from the light source 1 in the bases Llpi and Llhi of the right triangle. Therefore, Vlhi tends to be small and Vlpi tends to be large. However, the base Llpo of the right triangle
And Llho, Llpo is farther from light source 1 and Llpo
ho is closer to the light source 1. Therefore, Vlho tends to be large and Vlpo tends to be small. Output Vlh of light receiving element 2 = Vlhi + Vlho, output Vl of light receiving element 3
When p = Vlpi + Vlpo is considered, each term includes a term having a smaller tendency and a term having a larger tendency, and both tendencies cancel each other. Therefore, as a result, if the coordinates of the light source 1 are calculated by the equations (6) and (7), the coordinates can be almost accurately obtained without including the error due to the difference in the distance to the light source as in the related art.

【0031】なお、上述の例では、測定ユニットが2個
の場合を示したが、測定精度を向上させるために、同様
の構成の測定ユニットの数を3個以上に増やしてもよ
い。その場合、2個の測定ユニットを測定ユニット対と
し、測定ユニット対ごとに光源1の位置を計算し、複数
の測定ユニット対から計算された光源1の位置の平均値
を求めることによって、最終的な光源1の位置を計算す
ればよい。
In the above example, the case where the number of measurement units is two is shown. However, in order to improve measurement accuracy, the number of measurement units having the same configuration may be increased to three or more. In that case, two measurement units are used as a measurement unit pair, the position of the light source 1 is calculated for each measurement unit pair, and the average value of the position of the light source 1 calculated from the plurality of measurement unit pairs is obtained. What is necessary is just to calculate the position of the light source 1.

【0032】図3は、本発明の位置測定装置の第2の実
施の形態を示す斜視図である。図中、図1と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。7,8は受光素
子である。この例では、1つの測定ユニット内で重ねる
受光素子の個数を3個以上とした例を示している。この
場合、1つの測定ユニット内のすべての受光素子の角度
を、90度に交わる角度のいずれかとなるように設置す
る。これによって、受光素子の受光面(受光平面領域)
は2つの群に分けられる。そして、重ねる順序として、
それぞれの群に含まれる受光面を有する受光素子を交互
に重ねてゆく。図3に示す例では、受光素子2及び受光
素子7が1つの群を構成し、受光素子3がもう1つの群
を構成する。そして各群が交互になるように、すなわち
受光素子7,受光素子3,受光素子2の順で重ねてい
る。同様に、受光素子4及び受光素子8が1つの群を構
成し、受光素子5がもう1つの群を構成する。そして各
群が交互になるように、すなわち受光素子8,受光素子
5,受光素子4の順で重ねている。このような構成の測
定ユニットを2個設置している。
FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numerals 7 and 8 are light receiving elements. In this example, an example is shown in which the number of light receiving elements overlapped in one measurement unit is three or more. In this case, all the light receiving elements in one measuring unit are installed so that the angles of the light receiving elements intersect at 90 degrees. Thereby, the light receiving surface of the light receiving element (light receiving plane area)
Are divided into two groups. And as the order of stacking,
Light receiving elements having light receiving surfaces included in each group are alternately stacked. In the example shown in FIG. 3, the light receiving element 2 and the light receiving element 7 constitute one group, and the light receiving element 3 constitutes another group. Then, the groups are stacked alternately, that is, the light receiving element 7, the light receiving element 3, and the light receiving element 2 are stacked in this order. Similarly, the light receiving element 4 and the light receiving element 8 form one group, and the light receiving element 5 forms another group. The groups are alternately arranged, that is, the light receiving element 8, the light receiving element 5, and the light receiving element 4 are stacked in this order. Two measurement units having such a configuration are provided.

【0033】図3に示す構成において光源1の位置を計
算する際には、1つの測定ユニット内の同じ群に属する
受光素子の出力については平均値を用いて計算を行うと
よい。これによって、測定対象の2次元平面と直交する
方向(上下方向)における光量差を補正することが可能
である。すなわち、図1に示した構成では、受光素子2
と3、及び、受光素子4と5が上下に配置されるため、
光源1までの距離が微妙に異なってくる。しかし図3に
示したように構成し、受光素子2と7,及び受光素子4
と8の平均を取ることによって、上下方向の位置として
受光素子3及び受光素子5と同等の位置で受光した場合
と同等の値を得ることができる。これによって上下方向
の誤差を減少させることができる。なお、各群ごとの平
均値を計算した後の光源1の位置座標の計算方法は、上
述の第1の実施の形態と同様であり、上述の式6,7に
おける受光素子の出力Vlh,Vlp,Vrh,Vrp
に各群ごとの平均値を代入すればよい。
When calculating the position of the light source 1 in the configuration shown in FIG. 3, it is preferable to calculate the output of the light receiving elements belonging to the same group in one measuring unit using an average value. Thereby, it is possible to correct the light amount difference in the direction (vertical direction) orthogonal to the two-dimensional plane of the measurement target. That is, in the configuration shown in FIG.
And 3, and the light receiving elements 4 and 5 are arranged vertically,
The distance to the light source 1 is slightly different. However, the light receiving elements 2 and 7 and the light receiving element 4 are configured as shown in FIG.
By taking the average of and 8, the same value as in the case where light is received at the same position as the light receiving elements 3 and 5 can be obtained as the vertical position. As a result, errors in the vertical direction can be reduced. Note that the method of calculating the position coordinates of the light source 1 after calculating the average value for each group is the same as in the above-described first embodiment, and the outputs Vlh and Vlp of the light receiving elements in Expressions 6 and 7 described above. , Vrh, Vrp
May be substituted for the average value of each group.

【0034】図4は、本発明の位置測定装置の第3の実
施の形態を示す斜視図である。図中、図1と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。9,10は受光
素子である。この例では、上述の第1の実施の形態で示
した測定ユニットを3個以上設置し、そのうち2個を近
接させて配置している。この近接して配置した2個の測
定ユニットについては、それぞれにおいて重ねて設置さ
れている2個の受光素子に関して、同じ高さに配置され
る受光素子が同じ方向とならないように、受光素子を重
ねている。図4に示す例では、受光素子2と受光素子3
が1つの測定ユニットを構成し、受光素子9と受光素子
10で構成される測定ユニットが近接配置されている。
このとき、受光素子2と受光素子10の受光面が平行と
なり、受光素子3と受光素子9の受光面が平行となるよ
うに配置している。これによって、同じ高さに配置され
る受光素子2と受光素子9、及び受光素子3と受光素子
10とは異なる向きとなる。
FIG. 4 is a perspective view showing a third embodiment of the position measuring apparatus according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numerals 9 and 10 are light receiving elements. In this example, three or more measurement units described in the first embodiment are installed, and two of them are arranged close to each other. Regarding the two measuring units arranged close to each other, the light receiving elements are overlapped so that the light receiving elements arranged at the same height do not point in the same direction with respect to the two light receiving elements that are installed in each case. ing. In the example shown in FIG. 4, the light receiving elements 2 and 3
Constitute one measurement unit, and a measurement unit including the light receiving element 9 and the light receiving element 10 is arranged close to each other.
At this time, the light receiving elements 2 and 10 are arranged such that the light receiving surfaces of the light receiving elements 10 and 10 are parallel, and the light receiving surfaces of the light receiving elements 3 and 9 are parallel. Thereby, the light receiving elements 2 and 9 and the light receiving elements 3 and 10 arranged at the same height have different directions.

【0035】図4に示す構成において光源1の位置を計
算する際には、近接配置されている複数の測定ユニット
において平行な受光面を有する受光素子を群として、群
に属する受光素子の出力については平均値を用いて計算
を行うとよい。これによって、測定対象の2次元平面と
直交する方向(上下方向)における光量差を補正するこ
とが可能である。図4に示した例では、受光素子2と受
光素子10の出力、及び、受光素子3と受光素子9の出
力について、それぞれ平均値を算出する。これによっ
て、高さの異なる受光素子からの出力が平均化され、高
さ方向の誤差を減少させることができる。そして、この
平均値を上述の式6,7における受光素子の出力Vl
h,Vlp,Vrh,Vrpに代入することによって、
上述の第1の実施の形態と同様に光源1の位置座標を正
確に計算することができる。
When the position of the light source 1 is calculated in the configuration shown in FIG. 4, the output of the light receiving elements belonging to the group is defined as a group of light receiving elements having a parallel light receiving surface in a plurality of measurement units arranged close to each other. Should be calculated using the average value. Thereby, it is possible to correct the light amount difference in the direction (vertical direction) orthogonal to the two-dimensional plane of the measurement target. In the example shown in FIG. 4, the average values of the outputs of the light receiving elements 2 and 10 and the outputs of the light receiving elements 3 and 9 are calculated. As a result, the outputs from the light receiving elements having different heights are averaged, and errors in the height direction can be reduced. Then, this average value is used as the output Vl of the light receiving element in the above equations (6) and (7).
By substituting into h, Vlp, Vrh, Vrp,
As in the above-described first embodiment, the position coordinates of the light source 1 can be accurately calculated.

【0036】なお、受光素子4,5で構成される測定ユ
ニットと受光素子2,3で構成される測定ユニットを測
定ユニット対として光源1の座標を計算し、また、受光
素子4,5で構成される測定ユニットと受光素子9,1
0で構成される測定ユニットを測定ユニット対として光
源1の座標を計算して、両者の平均を計算してもよい。
この場合、近接している測定ユニット同士は測定ユニッ
ト対とせず、近接していない測定ユニットにより測定ユ
ニット対を構成して光源1の座標を演算するとよい。
The coordinates of the light source 1 are calculated using a measuring unit composed of the light receiving elements 4 and 5 and a measuring unit composed of the light receiving elements 2 and 3 as a measuring unit pair. Measuring unit and light receiving element 9.1
The coordinates of the light source 1 may be calculated using the measurement unit constituted by 0 as a measurement unit pair, and the average of both may be calculated.
In this case, the measurement units that are close to each other are not formed as a measurement unit pair, and the coordinates of the light source 1 may be calculated by configuring the measurement unit pairs that are not close to each other.

【0037】図5は、本発明の位置測定装置の第4の実
施の形態を示す平面図である。図中、図1と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。11は遮光板で
ある。複数の測定ユニットを配置した場合、ある測定ユ
ニットに入射した光が、その測定ユニット内の受光素子
の表面で反射して、他の測定ユニットへ入射してしまう
場合がある。このような反射が発生すると、反射光を受
けた受光素子における受光量が増加し、光源1の位置に
誤差が生じてしまう。このような反射光の他の測定ユニ
ットへ入射を防止するため、この例では測定ユニット間
に遮光板11を設けている。
FIG. 5 is a plan view showing a fourth embodiment of the position measuring device according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 11 is a light-shielding plate. When a plurality of measurement units are arranged, light incident on a certain measurement unit may be reflected on the surface of a light receiving element in the measurement unit and incident on another measurement unit. When such reflection occurs, the amount of light received by the light receiving element that has received the reflected light increases, and an error occurs in the position of the light source 1. In order to prevent such reflected light from entering another measurement unit, in this example, a light shielding plate 11 is provided between the measurement units.

【0038】もちろん遮光板11は各測定ユニット間に
1枚に限られるものではなく、例えば両測定ユニットに
近接させて1枚ずつ配置するなど、複数設置してもよ
い。なお、遮光板11の影が測定ユニットに到達しない
ようにしておくことが望まれる。また、図5に示したよ
うな板状に限らず、例えば測定ユニットを覆うカバーを
設けてもよい。カバーは、光源1からの光が入射する部
分が透明体で構成されていたり、その部分を除去して構
成し、測定ユニットへの光の入射を妨げない構成として
おくとよい。またカバーは、測定ユニット全体を覆うほ
か、円筒状に構成するなど、形状は任意である。このほ
かにも、種々の遮光手段を設けることができる。さら
に、測定ユニット内の受光素子同士で反射光が入射する
場合には、その反射光を遮光するための別の遮光手段を
設けてもよい。
Of course, the number of the light-shielding plates 11 is not limited to one between each measuring unit, and a plurality of light-shielding plates 11 may be provided, for example, one light-shielding plate may be arranged close to both measuring units. It is desired that the shadow of the light shielding plate 11 does not reach the measurement unit. In addition, the cover is not limited to the plate shape as shown in FIG. 5 and, for example, a cover that covers the measurement unit may be provided. The cover may be configured such that a portion where the light from the light source 1 is incident is made of a transparent body, or is formed by removing the portion, so as not to prevent the light from entering the measurement unit. Further, the cover may have any shape, such as covering the entire measurement unit and being formed in a cylindrical shape. In addition, various light-shielding means can be provided. Further, when reflected light enters between the light receiving elements in the measurement unit, another light blocking means for blocking the reflected light may be provided.

【0039】図6は、本発明の位置測定装置の第5の実
施の形態における1つの測定ユニットの一例を示す平面
図である。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。上述の各実施の形態では、1つの測
定ユニットにおける複数の受光素子は、その中心におい
て直交するように配置される例を示した。この第5の実
施の形態では、受光素子が交わる角度が90度以外の場
合について説明する。一例として上述の図2中の左側の
測定ユニット、すなわち受光素子2と受光素子3により
構成される測定ユニットのみについて示している。
FIG. 6 is a plan view showing an example of one measuring unit in the fifth embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. In each of the above embodiments, an example has been described in which the plurality of light receiving elements in one measurement unit are arranged so as to be orthogonal at the center. In the fifth embodiment, a case where the angle at which the light receiving elements intersect is other than 90 degrees will be described. As an example, only the measurement unit on the left side in FIG. 2 described above, that is, only the measurement unit including the light receiving elements 2 and 3 is shown.

【0040】図6において、受光素子2はその中心を軸
にx軸から角度Slhだけ回転した位置に配置されてい
る。また、受光素子3はその中心を軸にy軸から角度S
lpだけ回転した位置に配置されている。このように、
各受光素子の中心を軸として回転した位置に受光素子が
配置された測定ユニットを複数配置し、それぞれの受光
素子から出力される受光量をもとに、光源1の位置を計
算する。
In FIG. 6, the light receiving element 2 is arranged at a position rotated by an angle Slh from the x axis about the center thereof. The light receiving element 3 has an angle S from the y axis with its center as an axis.
It is arranged at a position rotated by lp. in this way,
A plurality of measurement units each having a light receiving element disposed at a position rotated about the center of each light receiving element are arranged, and the position of the light source 1 is calculated based on the amount of light received from each light receiving element.

【0041】図7、図8は、本発明の位置測定装置の第
5の実施の形態における光源の位置を計算する方法の一
例の説明図である。図6に示すように2つの受光素子
2,3が90度以外の角度で交差する場合における光源
1の位置を計算する過程を示す。受光素子2がx軸とな
す角度をSlh、受光素子3がy軸となす角度をSlp
とし、ともに、光源からの投影面積が大きくなる方向を
正(+)とする。この例では角度Slh、角度Slpと
も正の方向である。また、x軸と光源とのなす角度をS
lh+Slpとする。
FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of an example of a method of calculating the position of the light source in the fifth embodiment of the position measuring device of the present invention. FIG. 6 shows a process of calculating the position of the light source 1 when the two light receiving elements 2 and 3 intersect at an angle other than 90 degrees. The angle formed by the light receiving element 2 with the x axis is Slh, and the angle formed by the light receiving element 3 with the y axis is Slp.
In both cases, the direction in which the projected area from the light source increases is defined as positive (+). In this example, both the angle Slh and the angle Slp are positive directions. The angle between the x axis and the light source is S
1h + Slp.

【0042】まず第1段階として、図7において、受光
素子2がSlh+Slpだけ回転した場合を考える。 Vlp/Vlh=Llp/Llh =L・(sin(90−Sl))/L・(sin(Sl+(S lh+Slp))) =cosSl/(sinSl・cos(Slh+Slp)+c osSl・sin(Slh+Slp)) =1/(tanSl・cos(Slh+Slp)+sin(S lh+Slp)) …式8
First, as a first stage, consider a case where the light receiving element 2 is rotated by Slh + Slp in FIG. Vlp / Vlh = Llp / Llh = L · (sin (90−Sl)) / L · (sin (Sl + (Slh + Slp))) = cosSl / (sinSl · cos (Slh + Slp) + cosSl · sin (Slh + Slp)) 1 / (tanSl · cos (Slh + Slp) + sin (Slh + Slp)) Equation 8

【0043】 式8より、 tanSl=(Vlp/Vlh−sin(Slh+Slp))/cos(Sl h+Slp) =(Vlp/Vlh)/cos(Slh+Slp)−tan(Sl h+Slp) …式9 式9より、 Sl=arctan((Vlp/Vlh)/cos(Slh+Slp)−ta n(Slh+Slp)) …式10From equation 8, tanSl = (Vlp / Vlh-sin (Slh + Slp)) / cos (Slh + Slp) = (Vlp / Vlh) / cos (Slh + Slp) -tan (Slh + Slp) From equation 9, Sl = Arctan ((Vlp / Vlh) / cos (Slh + Slp) -tan (Slh + Slp)) Equation 10

【0044】次に第2段階として、図8において、第1
段階の状態の受光素子2及び受光素子3を、ともに角度
Slpだけ回転させると、求める状態である、受光素子
2がx軸となす角度がSlh、受光素子3がy軸となす
角度がSlpとなる。この時、x軸と光源とのなす角度
Sl+Slpは、式10を用いて、次のように表せる。 Sl+Slp=arctan((Vlp/VIh)/cos(Slh+Slp )−tan(Slh+Slp))+Slp …式11
Next, as a second stage, in FIG.
When both the light receiving element 2 and the light receiving element 3 in the stage state are rotated by the angle Slp, the angle that the light receiving element 2 forms with the x-axis is Slh, and the angle that the light receiving element 3 forms with the y-axis is Slp, which is the desired state. Become. At this time, the angle Sl + Slp between the x-axis and the light source can be expressed as follows using Expression 10. Sl + Slp = arctan ((Vlp / VIh) / cos (Slh + Slp) -tan (Slh + Slp)) + Slp Equation 11

【0045】式11を用いて、tan(S+Slp)は
次のように表せる。 tan(Sl+Slp)=tan(arctan((Vlp/Vlh)/co s(Slh+Slp)−tan(Slh+Slp))+Slp) =(Vlh/Vlp−sin(Slh+Slp)+cos(Slh+ Slp)・tan(Slp))/(cos(Slh+Slp)−(Vlh/Vl p)・tanSlp+sin(Slh+Slp)・tanSlp)) …式12
Using equation 11, tan (S + Slp) can be expressed as follows. tan (Sl + Slp) = tan (arctan ((Vlp / Vlh) / cos (Slh + Slp) -tan (Slh + Slp)) + Slp) = (Vlh / Vlp-sin (Slh + Slp) + cos (Slh + Slp) t (t)) (Cos (Slh + Slp)-(Vlh / Vlp) tanSlp + sin (Slh + Slp) tanSlp)) Equation 12

【0046】同様に、図2において右側の測定ユニット
についても考える。この測定ユニットを構成する受光素
子4,5においても、x軸と光源とのなす角度をSr+
Srpとすると、次の式が求まる。 tan(Sr+Srp)=tan(arctan((Vrp/Vrh)/co s(Srh+Srp)−tan(Srh+Srp))+Srp) =(Vrh/Vrp−sin(Srh+Srp)+cos(Srh+ Srp)・tan(Srp))/(cos(Srh+Srp)−(Vrh/Vr p)・tanSrp+sin(Srh+Srp)・tanSrp)) …式13
Similarly, consider the right measuring unit in FIG. Also in the light receiving elements 4 and 5 constituting this measuring unit, the angle formed between the x axis and the light source is Sr +
Assuming Srp, the following equation is obtained. tan (Sr + Srp) = tan (arctan ((Vrp / Vrh) / cos (Srh + Srp) -tan (Srh + Srp)) + Srp) = (Vrh / Vrp-sin (Srh + Srp) + cos (Srh / Srp) .tan) (Cos (Srh + Srp)-(Vrh / Vrp) .tanSrp + sin (Srh + Srp) .tanSrp)) Equation 13

【0047】式12及び式13のtan(Sl+Sl
p)及びtan(Sr+Srp)は、各測定ユニット内
の受光素子の交点から光源に向かう直線の角度に相当す
る。つまり、これらは、各測定ユニットにおける受光素
子同士がなす角度が90度の時における、式6のVlh
/Vlp及び式7のVrh/Vrpに相当することにな
る。そこで、式6及び式7に、式12及び式13を代入
すると次の式が求まる。 x=d・((cos(Slh+Slp)−(Vlh/Vlp)・tanSlp +sin(Slh+Slp)・tanSlp)/(Vlh/Vlp−sin(S lh+Slp)+cos(Slh+Slp)・tanSlp))/((cos( Slh+Slp)−(Vlh/Vlp)・tanSlp+sin(Slh+Sl p)・tanSlp)/(Vlh/Vlp−sin(Slh+Slp)+cos (Slh+Slp)・tanSlp)+(cos(Srh+Srp)−(Vrh /Vrp)・tanSrp+sin(Srh+Srp)・tanSrp)/(V rh/Vrp−sin(Srh+Srp)+cos(Srh+Srp)・tan Srp)) …式14 y=d/((cos(Slh+Slp)−(Vlh/Vlp)・tanSlp +sin(Slh+Slp)・tanSlp)/(Vlh/Vlp−sin(S lh+Slp)+cos(Slh+Slp)・tanSlp)+(cos(Sr h+Srp)−(Vrh/Vrp)・tanSrp+sin(Srh+Srp) ・tanSrp)/(Vrh/Vrp−sin(Srh+Srp)+cos(S rh+Srp)・tanSrp)) …式15
In the equations (12) and (13), tan (Sl + Sl
p) and tan (Sr + Srp) correspond to the angle of a straight line from the intersection of the light receiving elements in each measurement unit to the light source. That is, these are Vlh of Equation 6 when the angle between the light receiving elements in each measurement unit is 90 degrees.
/ Vlp and Vrh / Vrp in equation (7). Therefore, the following equations are obtained by substituting Equations 12 and 13 into Equations 6 and 7. x = d. ((cos (Slh + Slp)-(Vlh / Vlp) .tanSlp + sin (Slh + Slp) .tanSlp) / (Vlh / Vlp-sin (Slh + Slp) + cos (Slh + Slp) .tanSlp (Slp) / San (Slp / Slp) )-(Vlh / Vlp) .tanSlp + sin (Slh + Slp) .tanSlp) / (Vlh / Vlp-sin (Slh + Slp) + cos (Slh + Slp) .tanSlp) + (cos (Srh + Srp)-(Sr + Srp / Sr + Srp) TanSrp) / (Vrh / Vrp-sin (Srh + Srp) + cos (Srh + Srp) .tan Srp)) Expression 14 y = d / ((cos (Slh + Slp)-(Vlh / Vlp) .tanSl) p + sin (Slh + Slp) .tanSlp) / (Vlh / Vlp-sin (Slh + Slp) + cos (Slh + Slp) .tanSlp) + (cos (Srh + Srp)-(Vrh / Vrp) .tanSrp + Srp + Srp + Sin + srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Srp + Sin + Sin + Sin + Sin + Sin + Sin + Sin + Sin + Sin + Sin /Vrp-sin(Srh+Srp)+cos(Srh+Srp).tanSrp)) Equation 15

【0048】このようにして、各測定ユニットにおける
受光素子同士の角度が90度以外の場合においても、各
受光素子の出力と角度を用いて、光源1の座標を求める
ことが可能となる。
Thus, even when the angle between the light receiving elements in each measurement unit is other than 90 degrees, the coordinates of the light source 1 can be obtained using the output and the angle of each light receiving element.

【0049】なお、このように受光素子同士の角度が9
0度以外となるような受光素子の配置は、上述の第1の
実施の形態への適用に限らず、第2ないし第4の実施の
形態への適用が可能である。
As described above, the angle between the light receiving elements is 9
The arrangement of the light receiving elements other than 0 degrees is not limited to the application to the above-described first embodiment, but can be applied to the second to fourth embodiments.

【0050】図9は、本発明の位置測定装置の第6の実
施の形態における1つの測定ユニットの一例を示す平面
図である。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。12はハーフミラー、13は仮想受
光平面領域である。この例では、図2に示す受光素子2
及び受光素子3により構成される測定ユニットについ
て、受光素子2,3よりも光源1側に、x軸に平行にハ
ーフミラー12を設置し、x軸に平行に配置されていた
受光素子2の位置を、ハーフミラー12から反射光を受
ける位置に変更している。受光素子2の中心位置は、ハ
ーフミラー12を用いない場合には受光素子3の中心位
置と一致しているが、ハーフミラー12を用いた場合に
は、受光素子3の中心位置からハーフミラーに降ろした
垂線の長さと、受光素子2の中心位置からハーフミラー
に降ろした垂線の長さを、同じ長さtとし、それら垂線
は一直線上に存在する必要がある。
FIG. 9 is a plan view showing an example of one measuring unit in the sixth embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 12 is a half mirror, and 13 is a virtual light receiving plane area. In this example, the light receiving element 2 shown in FIG.
And a measurement unit constituted by the light receiving element 3, the half mirror 12 is installed in parallel with the x axis on the light source 1 side with respect to the light receiving elements 2 and 3, and the position of the light receiving element 2 arranged in parallel with the x axis Is changed to a position to receive the reflected light from the half mirror 12. The center position of the light receiving element 2 coincides with the center position of the light receiving element 3 when the half mirror 12 is not used, but when the half mirror 12 is used, the center position of the light receiving element 3 is shifted from the center position to the half mirror. The length of the lowered perpendicular and the length of the perpendicular lowered from the center position of the light receiving element 2 to the half mirror are the same length t, and these perpendiculars need to be on a straight line.

【0051】この場合、ハーフミラー12を用いない場
合の仮想受光平面領域13は受光素子3の受光面(受光
平面領域)と、両者の中心で直交することになる。従っ
て、受光素子自体は実際には交差せず、中心軸が一致し
ないものの、受光平面領域としては仮想的には中心にお
いて交差することになり、上述の第1の実施の形態で述
べた原理と同様にして、光源1の位置を計算することが
できる。なお、ハーフミラー12を用いることによっ
て、各受光素子において得られる出力は、図2の構成に
比べて1/2になる。しかし、出力の比率は変化しない
ため、上述の式6,7については、特に変更する必要は
無く、そのままの形で計算することが可能である。
In this case, the virtual light receiving plane area 13 when the half mirror 12 is not used is orthogonal to the light receiving surface (light receiving plane area) of the light receiving element 3 at the center of both. Therefore, although the light receiving elements themselves do not actually intersect and the central axes do not coincide with each other, the light receiving plane region virtually intersects at the center, which is the same as the principle described in the first embodiment. Similarly, the position of the light source 1 can be calculated. In addition, by using the half mirror 12, the output obtained in each light receiving element is reduced to half compared with the configuration in FIG. However, since the output ratio does not change, it is not necessary to particularly change the above-described equations 6 and 7, and the equations 6 and 7 can be calculated as they are.

【0052】図9では受光素子2,3の上下方向の位置
関係は示していないが、ハーフミラーを用いることによ
って、2つの受光素子2,3の高さを同一にすることが
可能となる。これによって、光源からの光量が上下方向
に関して分布を持っていた場合においても、その影響を
除去することが可能となる。
Although the vertical positional relationship between the light receiving elements 2 and 3 is not shown in FIG. 9, the height of the two light receiving elements 2 and 3 can be made equal by using a half mirror. Thereby, even when the light amount from the light source has a distribution in the vertical direction, it is possible to remove the influence.

【0053】なお、図9に示した例では、受光素子2で
反射光を受光するように構成したが、これに限られるも
のではない。例えば受光素子3で反射光を受光するよう
に構成してもよい。この場合、反射光を受光する受光素
子3に光源1からの直接光が入射する可能性がある。そ
のため、光源1からの直接光が入射しないように遮光部
材を設けるなどの対策をとるとよい。
In the example shown in FIG. 9, the light receiving element 2 is configured to receive the reflected light, but the present invention is not limited to this. For example, the light receiving element 3 may be configured to receive the reflected light. In this case, direct light from the light source 1 may enter the light receiving element 3 that receives the reflected light. Therefore, it is preferable to take measures such as providing a light shielding member so that light from the light source 1 does not enter directly.

【0054】通常、ハーフミラー12を用いない場合
に、光源1が2次元平面に垂直な方向にある距離だけ離
れて存在した時には、その光源1からの光線が一方の受
光素子によって遮光されてしまい、他方の受光素子に入
射しなくなることがある。このような状態では、正確な
光源1の位置を測定することはできない。しかし、ハー
フミラー12を用いた場合には、上述のような受光素子
間での遮光が発生しないので、光源1が2次元平面に垂
直な方向に移動しても、その距離に関わらず、常に2次
元平面上の位置を求めることが可能となる。
Normally, when the half mirror 12 is not used, when the light source 1 is present at a certain distance in a direction perpendicular to the two-dimensional plane, the light from the light source 1 is blocked by one of the light receiving elements. In some cases, the light does not enter the other light receiving element. In such a state, the position of the light source 1 cannot be accurately measured. However, when the half mirror 12 is used, since light is not blocked between the light receiving elements as described above, even if the light source 1 moves in a direction perpendicular to the two-dimensional plane, the light source 1 always moves regardless of the distance. The position on the two-dimensional plane can be obtained.

【0055】図10は、本発明の位置測定装置の第6の
実施の形態における1つの測定ユニットの別の例を示す
断面図および平面図である。図中、14は遮光板であ
る。図9に示した例では、位置の測定を行う2次元平面
に略垂直にハーフミラー12を設けたが、図10に示す
例では、2次元平面に対して略45度にハーフミラー1
2を設け、ハーフミラー12の上方に受光素子2を設け
た例を示してる。この例においても、ハーフミラー12
はx軸に対して平行に設けている。受光素子2は、受光
素子3の中心で受光する光と同じ光軸の光について、ハ
ーフミラー12で反射した光を中心で受光できる位置に
設置される。これにより、受光素子2の仮想受光平面領
域13は、受光素子3の受光面(受光平面領域)と、両
者の中心で直交することになる。そのため、上述の式
6,7については、特に変更する必要は無く、そのまま
の形で計算することが可能である。なお、受光素子2に
対して、光源1からの拡散光が直接入射しないように、
遮光板14を設けておくとよい。
FIG. 10 is a sectional view and a plan view showing another example of one measuring unit in the sixth embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, reference numeral 14 denotes a light shielding plate. In the example shown in FIG. 9, the half mirror 12 is provided substantially perpendicular to the two-dimensional plane for measuring the position, but in the example shown in FIG.
2 is provided, and the light receiving element 2 is provided above the half mirror 12. Also in this example, the half mirror 12
Is provided parallel to the x-axis. The light receiving element 2 is installed at a position where the light reflected by the half mirror 12 can be received at the center with respect to the light having the same optical axis as the light received at the center of the light receiving element 3. As a result, the virtual light receiving plane area 13 of the light receiving element 2 is orthogonal to the light receiving surface (light receiving plane area) of the light receiving element 3 at the center of both. Therefore, there is no need to change Equations 6 and 7 above, and it is possible to calculate them as they are. Note that the diffused light from the light source 1 is not directly incident on the light receiving element 2.
It is preferable to provide a light shielding plate 14.

【0056】図9、図10に示した例では、ハーフミラ
ー12をx軸に平行に配置したが、これに限られるもの
ではない。例えばハーフミラー12をy軸に平行に配置
してもよい。この場合も、反射光を受光素子2で受光す
る場合と、反射光を受光素子3で受光する場合が考えら
れる。反射光を受光素子2で受光する場合には、やはり
光源1からの直接光が入射しないように、遮光部材など
を設けるとよい。なお、ハーフミラー12を図9、図1
0に示すようにx軸に平行に配置する場合、図2におけ
る左側と右側の測定ユニットなど、複数の測定ユニット
において兼用することが可能である。
In the examples shown in FIGS. 9 and 10, the half mirror 12 is arranged parallel to the x-axis, but the invention is not limited to this. For example, the half mirror 12 may be arranged parallel to the y-axis. Also in this case, the case where the reflected light is received by the light receiving element 2 and the case where the reflected light is received by the light receiving element 3 can be considered. When the reflected light is received by the light receiving element 2, a light shielding member or the like may be provided so that the light from the light source 1 is not directly incident. The half mirror 12 is shown in FIGS.
When arranged in parallel to the x-axis as shown by 0, a plurality of measurement units such as the left and right measurement units in FIG. 2 can be shared.

【0057】図11は、本発明の位置測定装置の第6の
実施の形態において3次元計測を行う場合に追加する測
定ユニットの一例を示す断面図および全体の平面図であ
る。図中、15,16は受光素子である。上述のよう
に、ハーフミラー12を用いた場合には受光素子間での
遮光が発生しないので、光源1が2次元平面に垂直な方
向に移動しても、その距離に関わらず、常に2次元平面
上の位置を求めることが可能となる。そのため、2次元
平面に垂直な方向の位置を測定する測定ユニットを追加
することによって、3次元の空間における光源1の位置
を求めることが可能となる。
FIG. 11 is a sectional view and an overall plan view showing an example of a measuring unit added when performing three-dimensional measurement in the sixth embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, 15 and 16 are light receiving elements. As described above, when the half mirror 12 is used, no light is blocked between the light receiving elements. Therefore, even if the light source 1 moves in the direction perpendicular to the two-dimensional plane, the light source 1 is always two-dimensional. The position on the plane can be obtained. Therefore, the position of the light source 1 in a three-dimensional space can be obtained by adding a measurement unit that measures a position in a direction perpendicular to a two-dimensional plane.

【0058】追加する測定ユニットにおいては、2つの
受光平面領域の交線がx軸と並行になるように構成す
る。この場合には、受光素子15の仮想受光平面領域1
3と受光素子16の受光面との交線がx軸と並行になる
ようにし、受光素子15はハーフミラー12によって反
射された光を受光するように構成されている。この場合
も、受光素子15は、受光素子16の中心で受光する光
と同じ光軸の光について、ハーフミラー12で反射した
光を中心で受光できる位置に設置される。
The additional measuring unit is configured so that the line of intersection of the two light receiving plane regions is parallel to the x-axis. In this case, the virtual light receiving plane area 1 of the light receiving element 15
The line of intersection between 3 and the light receiving surface of the light receiving element 16 is parallel to the x-axis, and the light receiving element 15 is configured to receive the light reflected by the half mirror 12. Also in this case, the light receiving element 15 is installed at a position where the light reflected by the half mirror 12 can be received at the center with respect to the light having the same optical axis as the light received at the center of the light receiving element 16.

【0059】このような構成において、受光素子15お
よび受光素子16における受光量の比によって、光源1
の2次元平面と直交する方向の位置を測定することがで
きる。さらに図11(B)において上下に示した2つの
測定ユニットにより2次元平面における光源1の位置を
測定することによって、光源1の3次元空間中の位置を
測定することができる。
In such a configuration, the light source 1 is determined by the ratio of the amount of light received by the light receiving elements 15 and 16.
Can be measured in the direction orthogonal to the two-dimensional plane. Further, the position of the light source 1 in a three-dimensional space can be measured by measuring the position of the light source 1 on a two-dimensional plane by using the two measurement units shown above and below in FIG.

【0060】図11に示した例では、図10に示した2
次元平面と略45度に配置されたハーフミラー12を共
用する例を示した。もちろんこの構成に限らず、例えば
図9に示した構成の測定ユニットを2次元平面上の位置
測定用に用い、図11(A)に示した構成の測定ユニッ
トを2次元平面と直交する方向の位置測定に用いるよう
に構成するなど、種々の構成が可能である。
In the example shown in FIG. 11, the 2 shown in FIG.
The example in which the half mirror 12 arranged at approximately 45 degrees with the dimensional plane is shared is shown. Of course, the present invention is not limited to this configuration. For example, the measurement unit having the configuration shown in FIG. 9 is used for position measurement on a two-dimensional plane, and the measurement unit having the configuration shown in FIG. Various configurations are possible, such as a configuration used for position measurement.

【0061】図12は、本発明の位置測定装置の第7の
実施の形態における1つの測定ユニットの一例を示す斜
視図である。図中、14は受光素子、15は駆動部であ
る。上述の各実施の形態では、1つの測定ユニットにつ
き、複数個の受光素子を用いていたが、この第7の実施
例では、1個の受光素子17を駆動部18により回転あ
るいは揺動させることによって、複数の受光平面領域に
おける受光量を取得しようとするものである。
FIG. 12 is a perspective view showing an example of one measuring unit in the seventh embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, 14 is a light receiving element, and 15 is a drive unit. In each of the above embodiments, a plurality of light receiving elements are used for one measurement unit. However, in the seventh embodiment, one light receiving element 17 is rotated or rocked by the drive unit 18. Thus, the amount of received light in a plurality of light receiving plane regions is to be obtained.

【0062】受光素子17が回動あるいは揺動し、図1
2(A)の位置において受光量を取得することによっ
て、例えば図2において受光素子2や受光素子4からの
出力と同様に扱うことができる。また、受光素子17が
回動あるいは揺動して図12(B)の位置となったとき
に受光量を取得することによって、例えば図2において
受光素子3や受光素子5からの出力と同様に扱うことが
できる。回動あるいは揺動時の軸の座標を座標(0,
0)及び(d,0)とすれば、上述の第1の実施の形態
で示した計算方法によって、光源1の位置を計算するこ
とができる。このとき、上述の式6,7については特に
変更する必要は無く、そのままの形で計算することが可
能である。
The light receiving element 17 rotates or swings, and as shown in FIG.
By obtaining the amount of received light at the position 2 (A), for example, it can be handled in the same manner as the output from the light receiving elements 2 and 4 in FIG. In addition, by obtaining the amount of received light when the light receiving element 17 is rotated or rocked to the position shown in FIG. 12B, for example, in the same manner as the output from the light receiving elements 3 and 5 in FIG. Can handle. The coordinates of the axis at the time of rotation or swing are represented by coordinates (0,
0) and (d, 0), the position of the light source 1 can be calculated by the calculation method described in the first embodiment. At this time, there is no need to change Equations 6 and 7 above, and the equations can be calculated as they are.

【0063】また、図12に示すような受光素子を回転
あるいは揺動させる構成では、例えば図2に示した構成
のように受光平面領域(受光面)の上下方向の位置の相
違が発生せず、同一の高さで異なる向きによる受光量を
得ることができる。そのため、光源からの光量が上下方
向に関して分布を持っていた場合においても、その影響
を除去することが可能となる。この効果は第6の実施の
形態で示したハーフミラー12を設置した場合と同様で
ある。
In the configuration in which the light receiving element is rotated or oscillated as shown in FIG. 12, there is no difference in the vertical position of the light receiving plane area (light receiving surface) unlike the configuration shown in FIG. In addition, it is possible to obtain the amount of received light in different directions at the same height. Therefore, even when the amount of light from the light source has a distribution in the vertical direction, it is possible to remove the influence. This effect is the same as when the half mirror 12 shown in the sixth embodiment is installed.

【0064】なお、受光素子17から受光量を取得する
複数の受光平面領域間の角度は90度に限られるもので
はなく、上述の第5の実施の形態で説明したように90
度以外の角度であってもよい。この場合、光源1の位置
を計算する際には式14及び式15を用いて計算すれば
よい。
It should be noted that the angle between the plurality of light receiving plane regions for obtaining the amount of received light from the light receiving element 17 is not limited to 90 degrees, but is 90 degrees as described in the fifth embodiment.
The angle may be other than degrees. In this case, the position of the light source 1 may be calculated using Expressions 14 and 15.

【0065】また、2次元平面における光源1の位置を
測定するための複数の測定ユニットとともに、回転軸が
x軸と平行になるように図12に示す測定ユニットを追
加すれば、光源1の3次元空間内の位置を測定すること
も可能である。
Further, by adding a plurality of measurement units for measuring the position of the light source 1 on the two-dimensional plane and a measurement unit shown in FIG. It is also possible to measure a position in a dimensional space.

【0066】図13は、本発明の位置測定装置の第7の
実施の形態における1つの測定ユニットの別の例を示す
斜視図である。図中、16はミラー、17は駆動部、1
8は受光素子である。図13に示す例では、受光素子1
7の代わりにミラー19を設け、ミラー19を駆動部2
0によって回動あるいは揺動させる例を示している。ミ
ラー19は、そのほぼ中心に回転軸が設けられており、
光源1からの光を受光素子21へ反射するように、図1
3(A)に示すように斜めに取り付けられている。な
お、受光素子21は固定されていてよい。また、ミラー
19から受光素子21に到る光路中には、例えばレンズ
などを設けて、光源1からの光の散乱を防止し、集光す
るように構成するとよい。
FIG. 13 is a perspective view showing another example of one measuring unit in the seventh embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, 16 is a mirror, 17 is a drive unit, 1
8 is a light receiving element. In the example shown in FIG.
7, a mirror 19 is provided, and the mirror 19 is
An example of turning or swinging by 0 is shown. The mirror 19 is provided with a rotation axis substantially at its center.
1 so that light from the light source 1 is reflected to the light receiving element 21.
As shown in FIG. Note that the light receiving element 21 may be fixed. Further, for example, a lens or the like may be provided in an optical path from the mirror 19 to the light receiving element 21 to prevent scattering of light from the light source 1 and to collect light.

【0067】駆動部20によってミラー19が回動ある
いは揺動し、図13(A)の位置及び図13(B)の位
置となったときに、受光素子21において受光量を取得
することによって、直交する受光平面領域における受光
量を取得することができる。取得した受光量の値を用い
て、上述の第1の実施の形態で示した計算方法によっ
て、光源1の位置を計算することができる。もちろん、
ミラー19の角度によって任意の角度の受光平面領域を
設定することができ、上述の第5の実施の形態で述べた
計算方法によって光源1の位置を計算することができ
る。
When the mirror 19 is rotated or rocked by the drive unit 20 and reaches the positions shown in FIGS. 13A and 13B, the light receiving element 21 obtains the amount of light received. It is possible to acquire the amount of received light in the orthogonal light receiving plane region. The position of the light source 1 can be calculated by the calculation method described in the above-described first embodiment using the acquired value of the received light amount. of course,
The light receiving plane area at an arbitrary angle can be set according to the angle of the mirror 19, and the position of the light source 1 can be calculated by the calculation method described in the fifth embodiment.

【0068】図14は、本発明の位置測定装置の第8の
実施の形態を示す斜視図である。図中、図1と同様の部
分には同じ符号を付して説明を省略する。19は外部光
源、20は反射部材である。この例では、光源1の代わ
りに反射部材23を用いた例を示している。反射部材2
3は、例えば外部光源22などから照射される光を拡散
反射する。反射部材23としては、例えばキャッツアイ
などのような光学素子を用いることが可能である。この
場合には、キャッツアイの特性上、図14に示すように
受光素子の近傍に外部光源22を設けておく必要があ
る。もちろん他の拡散反射部材などの光学部材を反射部
材23として用いることができ、外部光源22は使用す
る光学部材に応じて配置すればよい。なお、外部光源2
2からの光は、測定ユニットに入射されないようにして
おく必要がある。また、外部光源22からの光は拡散光
でなくてもよいが、反射部材23が移動する可能性のあ
る範囲(位置測定を行う範囲)をすべて照明する必要が
ある。例えば拡散板を設けたり、照明方向をスキャンす
るなどの手法を適用することが可能である。もちろん、
外部光源の位置もこの例に限られるものではなく、測定
ユニットの左右位置や2次元平面と直交する上下方向か
ら照明するように構成してもよい。
FIG. 14 is a perspective view showing an eighth embodiment of the position measuring device according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 19 is an external light source, and 20 is a reflection member. In this example, an example in which a reflecting member 23 is used instead of the light source 1 is shown. Reflecting member 2
3 diffusely reflects, for example, light emitted from the external light source 22 or the like. As the reflecting member 23, for example, an optical element such as a cat's eye can be used. In this case, due to the characteristics of the cat's eye, it is necessary to provide the external light source 22 near the light receiving element as shown in FIG. Of course, another optical member such as a diffuse reflection member can be used as the reflection member 23, and the external light source 22 may be arranged according to the optical member to be used. The external light source 2
Light from 2 must be kept from entering the measuring unit. Further, the light from the external light source 22 may not be diffused light, but it is necessary to illuminate the entire range in which the reflecting member 23 may move (range for performing position measurement). For example, it is possible to apply a method such as providing a diffusion plate or scanning the illumination direction. of course,
The position of the external light source is not limited to this example, and the external light source may be configured to illuminate from the left and right positions of the measurement unit or the vertical direction orthogonal to the two-dimensional plane.

【0069】このように光源1として反射部材23を用
いた場合でも、上述の第1乃至第7の各実施の形態にお
いて説明した各構成をそのまま利用することが可能であ
る。また、反射部材23の位置の計算についても同様で
ある。
As described above, even when the reflecting member 23 is used as the light source 1, the components described in the first to seventh embodiments can be used as they are. The same applies to the calculation of the position of the reflection member 23.

【0070】なお、反射部材23の代わりに例えば蛍光
部材を用い、蛍光発光する波長の光を受光素子によって
受光するように構成しても同様である。
The same applies to the case where, for example, a fluorescent member is used instead of the reflecting member 23, and the light having the wavelength for emitting fluorescence is received by the light receiving element.

【0071】図15は、本発明の位置測定装置の第9の
実施の形態を示す斜視図である。図中、図1と同様の部
分には同じ符号を付して説明を省略する。21は反射板
である。この例では、位置測定を行う2次元平面に平行
に、位置測定範囲において光源1からの光を反射する反
射板24を設けている。この反射板24によって、各受
光素子2〜5などには、光源1からの直接光とともに、
反射板24で反射した反射光の両方が入射する。そのた
め、受光素子2〜5における受光量が増大する。これに
よって、相対的なノイズを減少させて精度を向上させる
ことが可能となる。
FIG. 15 is a perspective view showing a ninth embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 21 is a reflection plate. In this example, a reflector 24 that reflects light from the light source 1 in a position measurement range is provided in parallel with a two-dimensional plane for performing position measurement. With this reflecting plate 24, the light receiving elements 2 to 5 and the like together with direct light from the light source 1
Both light reflected by the reflection plate 24 enters. Therefore, the amount of light received by the light receiving elements 2 to 5 increases. This makes it possible to reduce relative noise and improve accuracy.

【0072】なお、反射板24で反射した反射光の方向
が、反射板24によっては特定の方向に強い反射成分を
有する場合がある。このような場合には、受光素子2〜
5への反射光の入射は、かえって誤差の原因となる。し
かし通常は、ランダムな方向に拡散反射される成分と、
正反射する成分のみが存在するので、誤差の原因とはな
りにくい。
The direction of the light reflected by the reflection plate 24 may have a strong reflection component in a specific direction depending on the reflection plate 24. In such a case, the light receiving elements 2
The incidence of reflected light on 5 causes an error instead. However, usually, components diffusely reflected in random directions,
Since there is only a specularly reflected component, it is unlikely to cause an error.

【0073】以上、本発明の位置測定装置について、い
くつかの実施の形態を説明したが、上述のようにして計
算される光源(反射部材などを含む)の位置には、ある
程度の誤差が含まれている。以下、その誤差を補正する
方法について、いくつか説明する。
As described above, some embodiments of the position measuring apparatus of the present invention have been described. However, the position of the light source (including the reflecting member and the like) calculated as described above includes some error. Have been. Hereinafter, several methods for correcting the error will be described.

【0074】図16は、本発明の位置測定装置の各実施
の形態に適用される調整部の一例の説明図である。図
中、22は調整部、23は増幅器である。第1の誤差の
原因として、受光素子の面積にバラツキが生じている場
合が考えられる。このような場合の対処として、各受光
素子2〜5に均一な光を照射して、その時の出力が同一
となるように、増幅器26のゲインg1〜g4を調節す
ることが望ましい。具体的には、光源の位置を、各測定
ユニット中の複数の受光素子の交点を中心にして受光素
子の開き角の1/2の角度となるように設置して発光す
ればよい。例えば図2に示すように2つの受光素子が直
交している構成では、x軸に対して45度の角度の直線
上に設置して発光すればよい。このとき、本来は測定ユ
ニット内の複数の受光素子の出力は同一となるはずであ
る。これらが同一となるように、調整部25中の増幅器
26のゲインg1〜g4を調節すればよい。
FIG. 16 is an explanatory diagram of an example of the adjusting unit applied to each embodiment of the position measuring device of the present invention. In the figure, reference numeral 22 denotes an adjusting unit, and 23 denotes an amplifier. The first error may be caused by a variation in the area of the light receiving element. To cope with such a case, it is desirable to irradiate the light receiving elements 2 to 5 with uniform light and adjust the gains g1 to g4 of the amplifier 26 so that the outputs at that time become the same. Specifically, the light source may be installed so that the position of the light source is set at an angle of 1/2 of the opening angle of the light receiving element around the intersection of the plurality of light receiving elements in each measurement unit. For example, in a configuration in which two light receiving elements are orthogonal to each other as shown in FIG. 2, light may be emitted by setting the light receiving elements on a straight line at an angle of 45 degrees with respect to the x-axis. At this time, the outputs of the plurality of light receiving elements in the measurement unit should be essentially the same. What is necessary is just to adjust the gains g1 to g4 of the amplifier 26 in the adjustment unit 25 so that these become the same.

【0075】あるいは、増幅器26のゲインを調整する
代わりに、計算部6において位置計算の際の係数を調節
してもよい。もちろん、ゲイン調整とともに計算部6に
おける係数の調整を行ってもよい。
Alternatively, instead of adjusting the gain of the amplifier 26, the calculation unit 6 may adjust a coefficient used for position calculation. Of course, the coefficient adjustment in the calculation unit 6 may be performed together with the gain adjustment.

【0076】第2の誤差の原因として、受光素子の受光
面に施されたコーティング膜の透過率の面内バラツキ
や、上述の第6の実施の形態で説明したようにハーフミ
ラー12を用いる場合の反射率及び透過率の面内バラツ
キ等があり、これらを補正する必要がある。このような
誤差に関しては、図16に示したような、回路のゲイン
などで簡単に補正できないため、別の補正方法を用いる
必要がある。例えば、光源の位置を測定する2次元平面
上に、座標がわかっている点を数点設けて、そこに光源
を設置して計算による位置を求め、本来の位置と計算に
よる位置の差異を補正する補正テーブルまたは補正式を
作成する。そして、実際に位置を測定する際には、作成
しておいた補正テーブルまたは補正式を用いて、光源位
置を補正すればよい。なお、補正式としては、例えば多
項式によって近似可能である。
The causes of the second error include the in-plane variation of the transmittance of the coating film applied to the light receiving surface of the light receiving element and the case where the half mirror 12 is used as described in the sixth embodiment. There are in-plane variations in the reflectance and transmittance, and these must be corrected. Since such an error cannot be easily corrected by the gain of the circuit as shown in FIG. 16, it is necessary to use another correction method. For example, on a two-dimensional plane where the position of a light source is measured, several points whose coordinates are known are provided, the light source is set there, the calculated position is obtained, and the difference between the original position and the calculated position is corrected. Create a correction table or correction formula to be performed. Then, when actually measuring the position, the light source position may be corrected using the correction table or the correction formula that has been created. The correction equation can be approximated by, for example, a polynomial.

【0077】図17は、補正を行わない場合の位置測定
結果の一例の説明図、図18は、補正を行ったの場合の
位置測定結果の一例の説明図である。図中、破線は真の
位置を示し、実線は本発明の位置測定装置による計算結
果を示す。ここで使用する受光素子は、例えば、6×6
mmの正方形のPiN型Siフォトダイオードである。
FIG. 17 is an explanatory diagram of an example of the position measurement result when no correction is performed, and FIG. 18 is an explanatory diagram of an example of the position measurement result when the correction is performed. In the figure, a broken line indicates a true position, and a solid line indicates a calculation result by the position measuring device of the present invention. The light receiving element used here is, for example, 6 × 6
mm PiN-type Si photodiode.

【0078】まず、図17には、図6で説明した受光素
子の傾きを考慮に入れずに受光素子が直交しているもの
として位置計算を行い、また、上述のような補正テーブ
ルを用いない場合の位置測定結果を示している。この場
合は、破線で示す真の位置に対して、実線で示す計算結
果は、大きな誤差を含んでいることがわかる。具体的な
誤差は、70mm程度に達する場合が認められた。
First, in FIG. 17, the position calculation is performed assuming that the light receiving elements are orthogonal without considering the inclination of the light receiving elements described in FIG. 6, and the above-described correction table is not used. The position measurement result in the case is shown. In this case, it can be seen that the calculation result indicated by the solid line includes a large error with respect to the true position indicated by the broken line. A specific error was found to reach about 70 mm.

【0079】次に、図18では、図6で説明した受光素
子の傾きを含めた式14及び式15による計算を行い、
また、上述のような補正テーブルを用いた場合の結果で
ある。この場合は、真の位置に対する計算結果は、小さ
な誤差しか含まないことがわかる。図17では便宜上、
真の位置と計算結果を誇張して表現しているが、実際に
はほとんど真の位置を示す破線と位置計算した実線とが
重なっている。具体的な誤差は、0.5mm程度に抑制
することが可能である。
Next, in FIG. 18, calculations are performed by Expressions 14 and 15 including the inclination of the light receiving element described with reference to FIG.
Also, the results are obtained when the above-described correction table is used. In this case, it can be seen that the calculation result for the true position includes only a small error. In FIG. 17, for convenience,
Although the true position and the calculation result are exaggerated, the dashed line indicating the almost true position and the solid line calculated for the position overlap in reality. A specific error can be suppressed to about 0.5 mm.

【0080】図19は、本発明の位置入力装置の実施の
一形態を示す斜視図である。図中、図1と同様の部分に
は同じ符号を付して説明を省略する。31は位置指示
具、32はプレートである。図19に示す位置入力装置
の例では、上述の位置測定装置の一例として図1に示し
た第1の実施の形態を用い、位置測定を行う2次元平面
にプレート32を設置した例を示している。位置指示具
31の光源1からの光がすべての受光素子の受光面に入
射する範囲であれば、その光源1の位置を測定すること
が可能なので、その範囲内にプレートを設置すればよ
い。
FIG. 19 is a perspective view showing an embodiment of the position input device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 31 denotes a position indicator, and 32 denotes a plate. In the example of the position input device shown in FIG. 19, an example is shown in which the first embodiment shown in FIG. 1 is used as an example of the above-described position measurement device, and the plate 32 is installed on a two-dimensional plane for performing position measurement. I have. As long as the light from the light source 1 of the position indicator 31 is incident on the light receiving surfaces of all the light receiving elements, the position of the light source 1 can be measured, and the plate may be set within that range.

【0081】また、光源1を位置指示具31に設けて構
成している。この例では、位置指示具31はペン型の形
状として示している。オフィス環境で使用する場合など
は、このようなペン型として、位置指示具31によりプ
レート32上で指示することによって、位置指示具31
全体の位置や位置指示具31のペン先の位置を測定する
ことが可能となる。なお、位置指示具31中に光源1を
複数箇所に設置し、各光源を順次点灯するなどして、そ
の位置を測定することで、位置指示具31の位置を複数
の光源位置から計算することも可能になる。
The light source 1 is provided on the position indicator 31. In this example, the position indicator 31 is shown as a pen-shaped shape. In the case of use in an office environment or the like, the position indicator 31 is designated as such a pen by pointing on the plate 32 with the position indicator 31.
It is possible to measure the entire position and the position of the pen tip of the position indicator 31. The position of the position indicator 31 can be calculated from a plurality of light source positions by installing the light sources 1 at a plurality of positions in the position indicator 31 and sequentially lighting each light source to measure the position. Also becomes possible.

【0082】なお、位置指示具31には光源1の入切を
行うスイッチを設けたり、外部からの光などの刺激に反
応して発光するものであってもよい。また、上述の位置
測定装置の第8の実施の形態で説明したように反射部材
を光源の代わりに位置指示具31に設けてもよい。
The position indicator 31 may be provided with a switch for turning the light source 1 on and off, or may emit light in response to a stimulus such as external light. Further, as described in the eighth embodiment of the position measuring device, the reflecting member may be provided on the position pointing tool 31 instead of the light source.

【0083】また、位置指示具31の形状はペン型に限
らず任意の形状でよい。例えばマウス形状や指示棒の形
状などでもよい。さらに、オフィス環境以外では、例え
ば、ロボットの作業用アームに光源1を取り付けておけ
ば、アームの先端の位置などを測定することが可能とな
る。このように、一般的な位置測定全般に容易に適用す
ることができる。
The shape of the position indicator 31 is not limited to the pen shape but may be any shape. For example, the shape of the mouse or the shape of the pointing rod may be used. Further, in a place other than the office environment, for example, if the light source 1 is attached to a working arm of a robot, it is possible to measure the position of the tip of the arm and the like. In this way, it can be easily applied to general position measurement in general.

【0084】図19に示すプレート32には、画像を表
示する機能を持たせることができる。プレート32の表
示機能を用いて、例えば選択肢の表示を行って位置指示
具31で選択するなどといった利用が可能となる。更
に、プレート32に資料を表示させておいて、ペン状の
位置指示具31によりメモ書きを行うことも可能であ
る。また、書込みは行わずに、ペン先の位置をカーソル
として表示するだけのモードを選択することも可能であ
る。
The plate 32 shown in FIG. 19 can have a function of displaying an image. By using the display function of the plate 32, for example, it is possible to display options and select them with the position indicator 31. Further, it is also possible to display a material on the plate 32 and write a memo with the pen-shaped position indicator 31. It is also possible to select a mode in which the position of the pen tip is only displayed as a cursor without writing.

【0085】また、プレート32には画像を表示せず
に、単に入力用のプレートとして使用し、他の画面に画
像を表示したり、他の表示画面に位置指示具31の指示
によって書込みを行ったり、位置指示具31の位置をカ
ーソル表示したりすることが可能である。このような構
成では、プレート32には電源コードや信号線などを接
続する必要がない。また、例えば上述の位置測定装置の
第9の実施の形態のように、プレート32の表面を、正
反射成分を有する反射板として利用することも可能であ
る。
Further, the image is not displayed on the plate 32, but is simply used as an input plate, and the image is displayed on another screen, and writing is performed on another display screen by the instruction of the position pointing tool 31. It is also possible to display the position of the position indicator 31 with a cursor. In such a configuration, it is not necessary to connect a power cord or a signal line to the plate 32. Further, for example, as in the ninth embodiment of the position measuring device described above, the surface of the plate 32 can be used as a reflecting plate having a specular reflection component.

【0086】図20は、本発明の位置入力装置の別の実
施の形態を示す斜視図である。図中、図19と同様の部
分には同じ符号を付して説明を省略する。33はマーク
である。図20に示す位置入力装置の例では、プレート
32にマーク33を施した例を示している。このマーク
33は、例えば、生産工程において、位置測定装置の測
定ユニットとプレート32を接続する際に、それらの方
向を合せるための目印として利用することができる。こ
の場合のマーク33は、プレート32に印刷あるいは記
入することに限らず、刻印したり、あるいは、測定ユニ
ットとプレートの双方を組み合わせる際に誘導する所定
の形状となっていてもよい。このマーク33の付加によ
って、測定ユニットとプレート32の位置関係を間違え
ることなく、組み立てることが可能となる。例えば、長
方形のプレート32において、長辺と短辺が同じような
長さであって混同しやすい場合にも、どちらの辺のどの
位置に測定ユニットを接続すればよいかを、明確にする
ことができる。
FIG. 20 is a perspective view showing another embodiment of the position input device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 33 is a mark. In the example of the position input device shown in FIG. 20, an example in which a mark 33 is provided on the plate 32 is shown. This mark 33 can be used, for example, as a mark for aligning the directions of the plate 32 and the measuring unit of the position measuring device in the production process. The mark 33 in this case is not limited to printing or writing on the plate 32, but may be engraved or have a predetermined shape to be guided when combining both the measurement unit and the plate. By adding the mark 33, the assembly can be performed without erroneous positional relationship between the measurement unit and the plate 32. For example, in a rectangular plate 32, even when the long side and the short side have the same length and are easy to be confused, it is necessary to clarify which side of the side and the position where the measuring unit should be connected. Can be.

【0087】さらに、このようなマーク33を付加する
ことによって、本発明の位置入力装置を使用する際の、
使用者とプレート32や測定ユニットの位置関係を明確
にすることができる。また、このようなマーク33によ
って、位置座標の入力可能範囲を示すなど、種々の用途
に利用することができる。この場合のマーク33につい
ても、上述のように印刷あるいは記入されたものであっ
たり、刻印、あるいは所定の形状を施したものなどでよ
い。
Further, by adding such a mark 33, when the position input device of the present invention is used,
The positional relationship between the user and the plate 32 or the measurement unit can be clarified. In addition, the mark 33 can be used for various purposes such as indicating a possible input range of position coordinates. The mark 33 in this case may be printed or entered as described above, may be engraved, or may have a predetermined shape.

【0088】上述の位置入力装置の実施の形態において
は、位置指示具31の2次元平面上の位置を入力するこ
とができる。さらに、上述の2次元平面の位置を測定で
きる位置測定装置を適宜組み合わせることによって、位
置指示具31の3次元位置を入力することが可能であ
る。例えば、図5のような測定ユニットを用いて第1の
2次元平面上の位置指示具31の光源位置を測定し、同
時に、第1の2次元平面に垂直な、第2の2次元平面上
の位置指示具31の光源位置を測定する測定ユニットを
設けることで、3次元空間における位置指示具31の位
置を入力することができる。また、上述のように本発明
の位置測定装置についても3次元計測が可能な構成とす
ることができ、そのような3次元計測可能な本発明の位
置測定装置を用いて、位置指示具31の3次元位置を入
力可能に構成してもよい。
In the above-described embodiment of the position input device, the position of the position indicator 31 on the two-dimensional plane can be input. Furthermore, the three-dimensional position of the position indicator 31 can be input by appropriately combining a position measuring device that can measure the position of the above-described two-dimensional plane. For example, the light source position of the position indicator 31 on the first two-dimensional plane is measured using a measurement unit as shown in FIG. 5, and at the same time, on the second two-dimensional plane perpendicular to the first two-dimensional plane. By providing a measurement unit for measuring the light source position of the position indicator 31 of the above, the position of the position indicator 31 in a three-dimensional space can be input. Further, as described above, the position measuring device of the present invention can also be configured to be capable of three-dimensional measurement, and using such a position measuring device of the present invention capable of three-dimensional measurement, You may comprise so that a three-dimensional position can be input.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の受光平面領域の中心が同一あるいは中
心を結ぶ直線が測定対象の2次元平面と略直交するよう
に、受光平面領域を設けた測定ユニットを複数設けてい
る。例えば各受光平面領域を受光素子の受光面としたと
き、測定ユニット内のそれぞれの受光素子の中心を挟む
両側において光源からの距離の特性が逆になる。これに
よって、光源からの距離の相違による誤差を打ち消し、
正確な位置測定を行うことができる。また、上述のよう
に非常に簡単な構成でよく、安価な位置測定装置を提供
することができる。さらに、このような位置測定装置を
用いることによって、操作性よく円滑にポインティング
操作が可能な位置入力装置を提供することができる、と
いう効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the light receiving planes are arranged such that the centers of the plurality of light receiving plane areas are the same or a straight line connecting the centers is substantially orthogonal to the two-dimensional plane of the object to be measured. A plurality of measurement units having regions are provided. For example, when each light receiving plane area is the light receiving surface of the light receiving element, the characteristics of the distance from the light source are opposite on both sides of the center of each light receiving element in the measurement unit. This cancels out errors due to differences in distance from the light source,
Accurate position measurement can be performed. Also, as described above, a very simple configuration is sufficient, and an inexpensive position measuring device can be provided. Furthermore, by using such a position measuring device, there is an effect that a position input device capable of performing a pointing operation smoothly with good operability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の位置測定装置の第1の実施の形態を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a position measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の位置測定装置における位置測定の原
理説明図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of position measurement in the position measurement device of the present invention.

【図3】 本発明の位置測定装置の第2の実施の形態を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図4】 本発明の位置測定装置の第3の実施の形態を
示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a position measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の位置測定装置の第4の実施の形態を
示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a position measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の位置測定装置の第5の実施の形態に
おける1つの測定ユニットの一例を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing an example of one measuring unit in a fifth embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図7】 本発明の位置測定装置の第5の実施の形態に
おける光源の位置を計算する方法の一例の第1段階の説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a first stage of an example of a method of calculating a position of a light source in a fifth embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図8】 本発明の位置測定装置の第5の実施の形態に
おける光源の位置を計算する方法の一例の第2段階の説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a second stage of an example of a method of calculating a position of a light source in the fifth embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図9】 本発明の位置測定装置の第6の実施の形態に
おける1つの測定ユニットの一例を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing an example of one measuring unit in a sixth embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図10】 本発明の位置測定装置の第6の実施の形態
における1つの測定ユニットの別の例を示す断面図およ
び平面図である。
FIGS. 10A and 10B are a cross-sectional view and a plan view showing another example of one measuring unit in the position measuring device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の位置測定装置の第6の実施の形態
において3次元計測を行う場合に追加する測定ユニット
の一例を示す断面図および全体の平面図である。
FIGS. 11A and 11B are a cross-sectional view and an overall plan view illustrating an example of a measurement unit added when performing three-dimensional measurement in the sixth embodiment of the position measurement device of the present invention.

【図12】 本発明の位置測定装置の第7の実施の形態
における1つの測定ユニットの一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 12 is a perspective view showing an example of one measuring unit in a seventh embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図13】 本発明の位置測定装置の第7の実施の形態
における1つの測定ユニットの別の例を示す斜視図であ
る。
FIG. 13 is a perspective view showing another example of one measuring unit in the position measuring device according to the seventh embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の位置測定装置の第8の実施の形態
を示す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view showing an eighth embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図15】 本発明の位置測定装置の第9の実施の形態
を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a ninth embodiment of the position measuring device of the present invention.

【図16】 本発明の位置測定装置の各実施の形態に適
用される調整部の一例の説明図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an adjustment unit applied to each embodiment of the position measurement device of the present invention.

【図17】 補正を行わない場合の位置測定結果の一例
の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of an example of a position measurement result when no correction is performed.

【図18】 補正を行ったの場合の位置測定結果の一例
の説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of an example of a position measurement result when correction is performed.

【図19】 本発明の位置入力装置の実施の一形態を示
す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing an embodiment of the position input device of the present invention.

【図20】 本発明の位置入力装置の別の実施の形態を
示す斜視図である。
FIG. 20 is a perspective view showing another embodiment of the position input device of the present invention.

【図21】 従来の位置測定装置の一例の説明図であ
る。
FIG. 21 is an explanatory diagram of an example of a conventional position measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、2〜5…受光素子、6…計算部、7,8…受
光素子、9,10…受光素子、11…遮光板、12…ハ
ーフミラー、13…仮想受光平面領域、14…遮光板、
15〜17…受光素子、18…駆動部、19…ミラー、
20…駆動部、21…受光素子、22…外部光源、23
…反射部材、24…反射板、25…調整部、26…増幅
器、31…位置指示具、32…プレート、33…マー
ク、41〜44…光電変換素子、45…光源。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2-5 ... Light receiving element, 6 ... Calculation part, 7,8 ... Light receiving element, 9,10 ... Light receiving element, 11 ... Light shielding plate, 12 ... Half mirror, 13 ... Virtual light receiving plane area, 14 ... Light shielding Board,
15-17: light receiving element, 18: drive unit, 19: mirror,
Reference numeral 20: drive unit, 21: light receiving element, 22: external light source, 23
.. Reflecting member, 24 reflecting plate, 25 adjusting section, 26 amplifier, 31 position indicator, 32 plate, 33 mark, 41 to 44 photoelectric conversion element, 45 light source.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 将司 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA03 BB27 CC10 DD03 FF43 HH02 JJ18 LL04 LL62 QQ26 5B068 AA01 AA04 AA21 BB18 BC03 BC05 BD17 BE08 BE15 CC17 5B087 AA02 CC12 CC26 CC33 DD03 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Shoji Hisada 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture F-Xerox Co., Ltd. BD17 BE08 BE15 CC17 5B087 AA02 CC12 CC26 CC33 DD03

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散光を放射する光源の少なくとも2次
元平面上の位置を測定する位置測定装置において、互い
に交差する複数の平面上に設けられた受光平面領域にお
いて前記光源からの拡散光の受光量をそれぞれ出力する
複数の測定ユニットと、前記各測定ユニット中の前記受
光平面領域間の受光量の比に基づいて前記光源の位置を
計算する計算手段を有し、前記各測定ユニットにおける
前記複数の受光平面領域の中心が同一あるいは該中心を
結ぶ直線が前記2次元平面と略直交することを特徴とす
る位置測定装置。
1. A position measuring apparatus for measuring a position of a light source emitting diffused light on at least a two-dimensional plane, wherein the light receiving unit receives diffused light from the light source in a light receiving plane region provided on a plurality of planes crossing each other. A plurality of measurement units each outputting an amount, and calculating means for calculating the position of the light source based on a ratio of the amount of light received between the light receiving plane regions in each of the measurement units, wherein the plurality of measurement units in each of the measurement units Wherein the center of the light receiving plane region is the same or a straight line connecting the centers is substantially orthogonal to the two-dimensional plane.
【請求項2】 複数の前記受光平面領域は、前記2次元
平面に対して略垂直に設けられていることを特徴とする
請求項1に記載の位置測定装置。
2. The position measuring apparatus according to claim 1, wherein the plurality of light receiving plane regions are provided substantially perpendicular to the two-dimensional plane.
【請求項3】 前記受光平面領域は、互いに直交する2
平面上にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求
項1または請求項2に記載の位置測定装置。
3. The light-receiving plane areas are orthogonal to each other.
The position measuring device according to claim 1, wherein the position measuring device is provided on a plane.
【請求項4】 複数の前記受光平面領域にそれぞれ該受
光平面領域が受光面となるように受光素子が設けられて
おり、該受光素子は前記2次元平面に対して垂直方向に
重ねて配置されていることを特徴とする請求項1ないし
請求項3のいずれか1項に記載の位置測定装置。
4. A light-receiving element is provided in each of the plurality of light-receiving plane areas so that the light-receiving plane area becomes a light-receiving surface, and the light-receiving elements are arranged so as to overlap in a direction perpendicular to the two-dimensional plane. The position measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】 前記受光平面領域は、3以上設けられる
とともに同一または平行な平面に設けられた1ないし複
数の前記受光平面領域を1群とする2つの受光平面領域
群によって構成されており、前記計算手段は、前記各受
光平面領域群に含まれる1ないし複数の前記受光平面領
域における受光量を平均し、2つの受光平面領域群にお
ける受光量の平均値の比に基づいて前記光源の位置を計
算することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいず
れか1項に記載の位置測定装置。
5. The light-receiving plane area includes two or more light-receiving plane area groups each including one or a plurality of the light-receiving plane areas provided on three or more planes and provided on the same or parallel plane. The calculating means averages the amount of light received in one or more of the light receiving plane regions included in each of the light receiving plane region groups, and calculates the position of the light source based on a ratio of the average value of the light reception amounts in the two light receiving plane region groups. The position measuring device according to any one of claims 1 to 3, which calculates
【請求項6】 複数の前記受光平面領域にそれぞれ該受
光平面領域が受光面となるように受光素子が設けられて
おり、各受光平面領域群に属する受光平面領域に配置さ
れる受光素子を交互に前記2次元平面に対して垂直方向
に重ねて配置してなることを特徴とする請求項5に記載
の位置測定装置。
6. A light receiving element is provided in each of the plurality of light receiving plane areas so that the light receiving plane area becomes a light receiving surface, and light receiving elements arranged in light receiving plane areas belonging to each light receiving plane area group are alternately arranged. The position measuring device according to claim 5, wherein the position measuring device is arranged so as to overlap with the two-dimensional plane in a vertical direction.
【請求項7】 複数の前記測定ユニットのうち、近接し
た2個の測定ユニットにおいて前記受光素子を前記2次
元平面に対して垂直方向に順次重ねて配置する際に、互
いに異なる測定ユニットに属する同じ高さに配置される
前記受光素子については前記受光平面領域が平行となら
ない順で重ねることを特徴とする請求項4または請求項
6に記載の位置測定装置。
7. When the light receiving elements are sequentially superimposed in a direction perpendicular to the two-dimensional plane in two adjacent measurement units among a plurality of the measurement units, the light reception elements belonging to the same measurement unit belong to different measurement units. 7. The position measuring device according to claim 4, wherein the light receiving elements arranged at a height overlap in an order in which the light receiving plane regions are not parallel.
【請求項8】 前記測定ユニットは、さらにハーフミラ
ーを有し、該ハーフミラーを透過した位置に配置された
前記受光平面領域を受光面とする1ないし複数の受光素
子と、前記受光平面領域と交差する受光平面領域を仮想
的な受光面として前記ハーフミラーにより反射された実
際の受光平面領域に受光面が設けられた1ないし複数の
受光素子を有することを特徴とする請求項1ないし請求
項3のいずれか1項に記載の位置測定装置。
8. The measurement unit further includes a half mirror, one or a plurality of light receiving elements having the light receiving plane area disposed at a position transmitted through the half mirror as a light receiving surface, and the light receiving plane area; 2. The light receiving device according to claim 1, wherein one or more light receiving elements are provided in which a light receiving surface is provided in an actual light receiving plane region reflected by the half mirror, with the light receiving plane region intersecting as a virtual light receiving surface. 4. The position measuring device according to any one of 3.
【請求項9】 前記測定ユニットは、1個の受光素子
と、該受光素子をその中心を含む軸で回転あるいは揺動
させる駆動手段を有し、前記受光素子の回転あるいは揺
動中の複数箇所において受光量を出力することによっ
て、複数の前記受光平面領域における受光量とすること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に
記載の位置測定装置。
9. The measuring unit has one light receiving element and driving means for rotating or rocking the light receiving element about an axis including the center thereof, and a plurality of points during rotation or rocking of the light receiving element. The position measuring device according to claim 1, wherein the amount of light received is output in the plurality of light receiving plane regions by outputting the amount of received light. 5.
【請求項10】 前記測定ユニットは、1個の受光素子
と、中心を含む軸で回転あるいは揺動するミラーを含む
光学系を有し、前記ミラーの回転あるいは揺動中の複数
箇所において前記受光素子から受光量を出力させること
によって、複数の前記受光平面領域における受光量とす
ることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか
1項に記載の位置測定装置。
10. The measurement unit includes one light receiving element and an optical system including a mirror that rotates or swings about an axis including a center, and the light receiving unit receives light at a plurality of positions during rotation or swinging of the mirror. The position measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein an amount of received light is output from an element to obtain the amount of received light in the plurality of light receiving plane regions.
【請求項11】 複数の前記測定ユニットのうち、近接
していない2個の測定ユニットを測定ユニット対として
設定し、前記計算手段は、前記測定ユニット対の各測定
ユニットから出力される前記受光平面領域ごとの受光量
を用いて前記光源の位置を計算することを特徴とする請
求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の位置測
定装置。
11. A plurality of measurement units that are not close to each other among a plurality of measurement units are set as a measurement unit pair, and the calculation unit calculates the light receiving plane output from each measurement unit of the measurement unit pair. The position measuring device according to claim 1, wherein the position of the light source is calculated using a received light amount for each area.
【請求項12】 前記計算手段は、複数の測定ユニット
対によって計算された値を平均することによって前記光
源の位置を計算することを特徴とする請求項11に記載
の位置測定装置。
12. The position measuring device according to claim 11, wherein the calculating means calculates the position of the light source by averaging values calculated by a plurality of measuring unit pairs.
【請求項13】 前記測定ユニット間に遮光手段を設け
たことを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれ
か1項に記載の位置測定装置。
13. The position measuring device according to claim 1, wherein a light shielding means is provided between said measuring units.
【請求項14】 前記測定ユニットは、該測定ユニット
を覆うカバーが設けられており、該カバーは少なくとも
前記受光平面領域と前記光源に面する部分が透明である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか
1項に記載の位置測定装置。
14. The measurement unit according to claim 1, wherein a cover is provided to cover the measurement unit, and at least a portion of the cover facing the light receiving plane area and the light source is transparent. The position measuring device according to claim 12.
【請求項15】 前記光源は点滅することを特徴とする
請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の位置
測定装置。
15. The position measuring apparatus according to claim 1, wherein the light source blinks.
【請求項16】 前記2次元平面に平行な反射部材を有
し、前記測定ユニットには、前記光源からの直接光とと
もに前記反射部材による反射光が入射することを特徴と
する請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載の
位置測定装置。
16. The apparatus according to claim 1, further comprising a reflecting member parallel to the two-dimensional plane, wherein the measuring unit receives light reflected by the reflecting member together with direct light from the light source. Item 16. The position measuring device according to any one of Items 15.
【請求項17】 前記光源は、拡散反射部材または蛍光
部材によって構成されており、外部から入射する光を拡
散反射または蛍光発光することによって位置測定対象の
光源として用いることを特徴とする請求項1ないし請求
項14のいずれか1項に記載の位置測定装置。
17. The light source according to claim 1, wherein the light source is formed of a diffuse reflection member or a fluorescent member, and is used as a light source for position measurement by diffusely reflecting or fluorescently emitting light incident from outside. The position measuring device according to claim 14.
【請求項18】 前記計算手段は、2個の前記測定ユニ
ット内の2個の受光平面領域あるいは2個の受光平面領
域群に関して、前記2次元平面をxy平面とし、第1の
測定ユニットにおける前記受光平面領域あるいは前記受
光平面領域群の前記xy平面上への正射影の交点に相当
する点の座標を(0,0)とし、第2の測定ユニットに
おける前記受光平面領域あるいは前記受光平面領域群の
前記xy平面上への正射影の交点に相当する点の座標を
(d,0)とし、前記光源の座標を(x,y)とし、前
記第1の測定ユニットにおいて、前記受光平面領域ある
いは前記受光平面領域群がx軸に略平行な場合における
受光量あるいは平均受光量をVlhとし、前記受光平面
領域あるいは前記受光平面領域群がx軸となす角度をS
lhとし、前記受光平面領域あるいは前記受光平面領域
群がy軸に略平行な場合における受光量あるいは平均受
光量をVlpとし、前記受光平面領域あるいは前記受光
平面領域群がy軸となす角度をSlpとし、前記第2の
測定ユニットにおいて、前記受光平面領域あるいは前記
受光平面領域群がx軸に略平行な場合における受光量あ
るいは平均受光量をVrhとし、前記受光平面領域ある
いは前記受光平面領域群がx軸となす角度をSrhと
し、前記受光平面領域あるいは前記受光平面領域群がy
軸に略平行な場合における受光量あるいは平均受光量を
Vrpとし、前記受光平面領域あるいは前記受光平面領
域群がy軸となす角度をSrpとした時に、前記光源の
座標(x,y)を x=d・((cos(Slh+Slp)−(Vlh/V
lp)・tanSlp+sin(Slh+Slp)・t
anSlp)/(Vlh/Vlp−sin(Slh+S
lp)+cos(Slh+Slp)・tanSlp))
/((cos(Slh+Slp)−(Vlh/Vlp)
・tanSlp+sin(Slh+Slp)・tanS
lp)/(Vlh/Vlp−sin(Slh+Slp)
+cos(Slh+Slp)・tanSlp)+(co
s(Srh+Srp)−(Vrh/Vrp)・tanS
rp+sin(Srh+Srp)・tanSrp)/
(Vrh/Vrp−sin(Srh+Srp)+cos
(Srh+Srp)・tanSrp)) y=d/((cos(Slh+Slp)−(Vlh/V
lp)・tanSlp+sin(Slh+Slp)・t
anSlp)/(Vlh/Vlp−sin(Slh+S
lp)+cos(Slh+Slp)・tanSlp)+
(cos(Srh+Srp)−(Vrh/Vrp)・t
anSrp+sin(Srh+Srp)・tanSr
p)/(Vrh/Vrp−sin(Srh+Srp)+
cos(Srh+Srp)・tanSrp)) により計算することを特徴とする請求項1ないし請求項
17のいずれか1項に記載の位置測定装置。
18. The calculating means according to claim 1, wherein the two-dimensional plane is an xy plane with respect to two light receiving plane regions or two light receiving plane region groups in the two measurement units, The coordinates of a point corresponding to the intersection of the light receiving plane area or the group of the light receiving plane areas on the xy plane are (0, 0), and the light receiving plane area or the light receiving plane area group in the second measurement unit is set. The coordinates of a point corresponding to the intersection of the orthogonal projections on the xy plane are (d, 0), the coordinates of the light source are (x, y), and in the first measurement unit, the light receiving plane area or The amount of light received or the average amount of received light when the group of light receiving plane regions is substantially parallel to the x axis is Vlh, and the angle formed by the light receiving plane region or the group of light receiving plane regions with the x axis is S.
lh, the received light amount or the average received light amount when the light receiving plane region or the light receiving plane region group is substantially parallel to the y axis is Vlp, and the angle formed by the light receiving plane region or the light receiving plane region group with the y axis is Slp. In the second measurement unit, the light receiving amount or the average light receiving amount when the light receiving plane region or the light receiving plane region group is substantially parallel to the x-axis is Vrh, and the light receiving plane region or the light receiving plane region group is The angle formed with the x axis is Srh, and the light receiving plane area or the light receiving plane area group is y
When the amount of received light or the average amount of received light when substantially parallel to the axis is Vrp, and the angle between the light receiving plane region or the group of light receiving plane regions and the y axis is Srp, the coordinates (x, y) of the light source are x = D · ((cos (Slh + Slp) − (Vlh / V
lp) · tanSlp + sin (Slh + Slp) · t
anSlp) / (Vlh / Vlp-sin (Slh + S
lp) + cos (Slh + Slp) .tanSlp))
/ ((Cos (Slh + Slp)-(Vlh / Vlp)
・ TanSlp + sin (Slh + Slp) ・ tanS
lp) / (Vlh / Vlp-sin (Slh + Slp)
+ Cos (Slh + Slp) · tanSlp) + (co
s (Srh + Srp)-(Vrh / Vrp) tanS
rp + sin (Srh + Srp) · tanSrp) /
(Vrh / Vrp-sin (Srh + Srp) + cos
(Srh + Srp) .tanSrp)) y = d / ((cos (Slh + Slp)-(Vlh / V
lp) · tanSlp + sin (Slh + Slp) · t
anSlp) / (Vlh / Vlp-sin (Slh + S
lp) + cos (Slh + Slp) .tanSlp) +
(Cos (Srh + Srp)-(Vrh / Vrp) .t
anSrp + sin (Srh + Srp) · tanSr
p) / (Vrh / Vrp-sin (Srh + Srp) +
The position measuring device according to any one of claims 1 to 17, wherein the position is calculated by cos (Srh + Srp) .tanSrp)).
【請求項19】 前記測定ユニットから出力されるそれ
ぞれの前記受光平面領域における受光量が同一の光量に
対してほぼ同じとなるように前記受光量を調整する調整
手段を有していることを特徴とする請求項1ないし請求
項18のいずれか1項に記載の位置測定装置。
19. An adjusting means for adjusting the amount of received light such that the amount of received light in each of the light receiving plane areas output from the measurement unit is substantially the same for the same amount of light. The position measuring device according to any one of claims 1 to 18, wherein
【請求項20】 前記測定ユニット中の2つの受光平面
領域あるいは2つの受光平面領域群の中心軸を中心にし
て45度の角度の直線上に前記光源を配置したとき前記
2つの受光平面領域あるいは前記2つの受光平面領域群
における受光量がほぼ同じとなるように前記受光量を調
整する調整手段を有していることを特徴とする請求項1
ないし請求項18のいずれか1項に記載の位置測定装
置。
20. When the light source is arranged on a straight line at an angle of 45 degrees around a central axis of two light receiving plane regions or two light receiving plane region groups in the measurement unit, the two light receiving plane regions or 2. An adjusting means for adjusting the light receiving amount so that the light receiving amounts in the two light receiving plane region groups are substantially the same.
19. The position measuring device according to claim 18.
【請求項21】 前記調整手段は、前記測定ユニットか
ら出力される受光量を示す信号に対するゲインを調整す
ることを特徴とする請求項19または請求項20に記載
の位置測定装置。
21. The position measuring apparatus according to claim 19, wherein said adjusting means adjusts a gain for a signal indicating the amount of received light output from said measuring unit.
【請求項22】 前記調整手段は、前記計算手段におい
て位置計算の際に用いる係数を調整することを特徴とす
る請求項19または請求項20に記載の位置測定装置。
22. The position measuring apparatus according to claim 19, wherein the adjusting means adjusts a coefficient used in the position calculation in the calculating means.
【請求項23】 前記計算手段は、前記光源を座標が分
かっている1個所以上の特定の位置に設置したときに各
位置での前記測定ユニットから出力される受光量をもと
に計算して得られる前記光源の位置と真の位置を対応付
けた補正テーブルまたは補正式を用いて前記光源の位置
を補正することを特徴とする請求項1ないし請求項18
のいずれか1項に記載の位置測定装置。
23. The calculation means calculates the light source based on the amount of light received from the measurement unit at each position when the light source is installed at one or more specific positions whose coordinates are known. 19. The light source position is corrected using a correction table or a correction formula in which the obtained light source position is associated with a true position.
The position measuring device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項24】 前記計算手段は、前記補正式として多
項式を用いることを特徴とする請求項23に記載の位置
測定装置。
24. The position measuring apparatus according to claim 23, wherein said calculating means uses a polynomial as said correction equation.
【請求項25】 さらに、前記2次元平面に略垂直な第
2の2次元平面を設定し、該第2の2次元平面に対して
1以上の前記測定ユニットを設け、前記光源の3次元空
間における位置を測定することを特徴とする請求項1な
いし請求項24のいずれか1項に記載の位置測定装置。
25. A three-dimensional space for the light source, wherein a second two-dimensional plane substantially perpendicular to the two-dimensional plane is set, and one or more measurement units are provided for the second two-dimensional plane. The position measuring device according to any one of claims 1 to 24, wherein the position is measured at:
【請求項26】 請求項1ないし請求項25のいずれか
1項に記載の前記位置測定装置と、拡散光を放射する1
ないし複数の光源を内蔵した位置指示部材を有し、前記
位置指示部材の1ないし複数光源位置を前記位置測定装
置により測定することによって前記位置指示部材による
指示位置を入力することを特徴とする位置入力装置。
26. The position measuring device according to claim 1, wherein the position measuring device emits diffused light.
Or a position indicating member having a plurality of light sources therein, wherein the position indicated by the position indicating member is input by measuring one or more light source positions of the position indicating member by the position measuring device. Input device.
【請求項27】 前記2次元平面に平行なプレートを有
し、該プレートは、該プレート上を移動する前記光源か
らの拡散光が前記受光平面領域に対して他の部材によっ
て影にならずに直接入射できる範囲に設けられているこ
とを特徴とする請求項26に記載の位置入力装置。
27. A plate parallel to the two-dimensional plane, wherein the plate is configured such that diffused light from the light source moving on the plate is not shadowed by another member on the light receiving plane area. 27. The position input device according to claim 26, wherein the position input device is provided in a range where direct incidence is possible.
【請求項28】 前記プレートは、表面が光を反射する
ように構成されており、前記光源から放射された光を反
射して前記測定ユニットに入射させることを特徴とする
請求項27に記載の位置入力装置。
28. The method according to claim 27, wherein the plate is configured to reflect light on its surface, and reflects the light emitted from the light source to make it incident on the measuring unit. Position input device.
【請求項29】 前記プレートは、画像を表示する機能
を有しており、前記位置測定装置によって取得した前記
位置指示部材の位置を表示することを特徴とする請求項
27または請求項28に記載の位置入力装置。
29. The apparatus according to claim 27, wherein the plate has a function of displaying an image, and displays a position of the position indicating member acquired by the position measuring device. Position input device.
【請求項30】 前記プレートは、画像を表示する機能
を有しており、前記位置測定装置によって取得した前記
位置指示部材の位置の情報に基づいて前記画像上に書き
込みが可能であることを特徴とする請求項27または請
求項28に記載の位置入力装置。
30. The plate has a function of displaying an image, and can be written on the image based on information on the position of the position indicating member acquired by the position measuring device. The position input device according to claim 27 or 28.
【請求項31】 前記プレートには、使用する際の前記
プレートの適正な向きを示す表示が設けられていること
を特徴とする請求項27ないし請求項30のいずれか1
項に記載の位置入力装置。
31. The display device according to claim 27, wherein the plate is provided with a display indicating an appropriate orientation of the plate when used.
The position input device according to the paragraph.
【請求項32】 前記プレートには、使用する際の前記
プレートの適正な向きを示す形状が設けられていること
を特徴とする請求項27ないし請求項31のいずれか1
項に記載の位置入力装置。
32. The plate according to claim 27, wherein the plate is provided with a shape indicating an appropriate orientation of the plate when used.
The position input device according to the paragraph.
【請求項33】 前記プレートには、前記位置測定装置
を組み付ける際に前記プレートの適正な向きを示す表示
が設けられていることを特徴とする請求項27ないし請
求項32のいずれか1項に記載の位置入力装置。
33. The plate according to claim 27, wherein the plate is provided with an indication indicating an appropriate direction of the plate when the position measuring device is assembled. The position input device according to the above.
【請求項34】 前記プレートには、前記位置測定装置
を組み付ける際に前記プレートの適正な向きを示す形状
が設けられていることを特徴とする請求項27ないし請
求項33のいずれか1項に記載の位置入力装置。
34. The apparatus according to claim 27, wherein the plate is provided with a shape indicating an appropriate orientation of the plate when assembling the position measuring device. The position input device according to the above.
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