JP2016019371A

JP2016019371A - バックラッシュの補償方法

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Publication number: JP2016019371A
Application number: JP2014140809A
Authority: JP
Inventors: 平井　達也; Tatsuya Hirai; 達也平井; 由岡崎; Yu Okazaki
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2014-07-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2016-02-01

Abstract

【課題】固定された回動機構における特定の方向が回動機構から見て基準となる方向を向くときの回動位置を特定する際にバックラッシュ量を算出して回動機構のバックラッシュを補償する方法を提供する。【解決手段】回動装置１ｂを含む回動装置１に反射鏡２を取着し、回動装置１ｂの回動機構の回動範囲内における反射鏡２の法線方向Ｄｈに離隔した所定位置の周囲に、ビーム光を照射する照射器４、半透明の受光板５及びカラーカメラ６を配し、回動装置１ｂの減速機構を介して回動機構を駆動するパルスモータを第１及び第２方向に夫々パルス駆動し、照射器４から照射されたビーム光が反射鏡２で反射されて受光板５に入射したときに、受光板５からの散乱光をカラーカメラ６が撮像し、撮像した映像信号に基づく映像から発光点を検出し、第１及び第２方向夫々について発光点を検出したときのパルス数の積算値の差分を算出する。【選択図】図４

Description

本発明は、回動機構に減速機構を介してパルスモータの駆動力を伝達する回動装置で減速機構のバックラッシュを補償する方法に関する。

近年、太陽光を利用したクリーンエネルギーシステムが着目されており、太陽光を反射鏡で集光して熱エネルギに変換したり、太陽光をソーラーパネルで受光して発電したりする技術の他、反射鏡で採光した太陽光を室内に導光して照明に利用する技術も考案されている。特に太陽光を集光及び採光する技術では、太陽を追尾するための追尾機構が必要となる。

例えば、特許文献１には、太陽光を反射鏡で集光するヘリオスタットが太陽を追尾する際に、基準指令値に対して方位誤差及び傾き誤差をパラメータとする補正を行い、補正した実指令値に基づいて制御装置がヘリオスタットを制御する技術が記載されている。これにより、正確な太陽の追尾が可能になるとされている。

一方、集光した太陽光の照射先を任意に移動させる必要がある場合、太陽を追尾するための回動機構の回動軸が逆転するケースがある。このケースで、回動機構にギア機構又はギアードモータが含まれる場合は、バックラッシュによって太陽光の照射先の正確な制御が困難になる。

これに対し、特許文献２には、所定回転量を１単位とするモータを備え、相互に噛み合う歯車によってモータからの駆動力を伝達する駆動装置において、逆転動作から正回転動作に移る前に、歯車同士のバックラッシュの量（以下、バックラッシュ量という）に相当する回転量だけモータを回転させてバックラッシュを解消する技術が開示されている。

更に、特許文献３には、フォトセンサで被検出片を検出して設定した原点からステッピングモータを所定パルス数だけ回転させた後、再び被検出片を検出するまでカウントしたパルス数を上記所定パルス数から減算してバックラッシュ量を算出する技術が開示されている。

特開２０１０−１０１５９４号公報特開２００２−１１９０８５号公報特開２００３−１３１３１１号公報

しかしながら、特許文献３に開示された技術により、回動機構における機構上の基準となる回動位置が特定され且つバックラッシュが解消された場合であっても、回動機構を構造物等に固定したときに、回動機構における特定の方向（例えば取着された反射鏡の法線の方向）を回動機構から見て基準となる方向に向けたときの回動位置を別途探索して特定しなければならない煩雑さがあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固定された回動機構における特定の方向が回動機構から見て基準となる方向を向くときの回動位置を特定する際にバックラッシュ量を算出して、回動機構のバックラッシュを補償する方法を提供することにある。

本発明に係るバックラッシュの補償方法は、回動機構に減速機構を介してパルスモータの駆動力を伝達する回動装置で前記減速機構のバックラッシュを補償する方法において、前記回動機構の回動軸に対して法線が交差するように前記回動機構に取着された反射鏡と、前記回動機構の回動範囲内における前記反射鏡の法線方向に離隔した位置の周囲に配されており、前記反射鏡へビーム光を照射する照射器、該照射器から照射されて前記反射鏡で反射されたビーム光を受光する半透明の受光板、及び該受光板が前記ビーム光を受光して散乱させた散乱光を撮像するカメラとを用意し、前記パルスモータを一方向及び他方向に夫々駆動するためのパルス数を逐次加算及び減算して積算し、前記パルスモータを前記一方向及び他方向夫々に駆動して前記回動機構を回動させ、前記カメラで前記散乱光を撮像し、前記一方向及び他方向夫々について前記散乱光を撮像したときの前記パルス数の積算値の差分を算出し、前記パルスモータの駆動方向を切り替える都度、算出した前記差分に応じたパルス数を除外して積算した前記パルス数の積算値に基づいて前記回動機構の回動位置を特定することを特徴とする。

本発明に係るバックラッシュの補償方法は、回動機構に減速機構を介してパルスモータの駆動力を伝達する回動装置で前記減速機構のバックラッシュを補償する方法において、前記回動機構の回動軸に対して光軸が交差するように前記回動機構に取着されており、ビーム光を照射する照射器と、前記回動機構の回動面内における前記照射器の光軸方向に離隔した位置の周囲に配されており、前記該照射器から照射されたビーム光を受光する半透明の受光板及び該受光板が前記ビーム光を受光して散乱させた散乱光を撮像するカメラとを用意し、前記パルスモータを一方向及び他方向に夫々駆動するためのパルス数を逐次加算及び減算して積算し、前記パルスモータを前記一方向及び他方向夫々に駆動して前記回動機構を回動させ、前記カメラで前記散乱光を撮像し、前記一方向及び他方向夫々について前記散乱光を撮像したときの前記パルス数の積算値の差分を算出し、前記パルスモータの駆動方向を切り替える都度、算出した前記差分に応じたパルス数を除外して積算した前記パルス数の積算値に基づいて前記回動機構の回動位置を特定することを特徴とする。

本発明に係るバックラッシュの補償方法は、前記回動機構の回動位置の指定を受け付けるようにしてあり、前記回動機構を回動させたときに回動方向を示す情報を記憶し、前記指定を受け付けたときの回動位置と指定された回動位置とを比較し、比較結果に基づいて回動方向を特定し、特定した回動方向及び記憶した情報によって示される回動方向が一致するか否かを判定し、一致しない場合、前記パルス数の積算を停止した状態で、算出した前記差分に応じたパルス数だけ、特定した回動方向に対応する方向に前記パルスモータを駆動することを特徴とする。

本発明に係るバックラッシュの補償方法は、前記回動軸と共に回動する被検出部と、前記回動機構の所定の回動位置にて前記被検出部に臨むように配されており、前記被検出部の接近／離隔を検出する検出部とを用意し、前記散乱光を撮像したときに回動位置を特定し、前記パルスモータを前記一方向又は他方向に駆動して前記回動機構を回動させ、前記検出部が被検出部の接近及び離隔を夫々検出したときに前記回動機構の回動位置を特定し、夫々特定した回動位置に基づいて回動位置の基準位置を特定し、特定した基準位置及び前記散乱光の撮像時に特定した回動位置夫々に対応する前記パルス数の積算値の差分を記憶することを特徴とする。

本発明に係るバックラッシュの補償方法は、前記受光板は、前記回動機構及びカメラの間に配されており、前記カメラは、光軸が前記回動機構の方向に向くようにしてあることを特徴とする。

本発明に係るバックラッシュの補償方法は、前記カメラはカラーカメラであり、前記ビーム光は単色であり、前記受光板は、前記ビーム光の色と補色の関係にある色であることを特徴とする。

本発明にあっては、例えば構造物に固定された回動機構に反射鏡を取着して回動機構の回動軸及び反射鏡の法線が交差するようにしておく。また、回動機構の回動範囲内における反射鏡の法線方向に離隔した所定位置の周囲に、ビーム光を照射する照射器、半透明の受光板及びカメラを配し、照射器から照射されたビーム光が反射鏡で反射されて受光板に入射したときに、受光板からの散乱光をカメラが撮像するようにしておく。更に、減速機構を介して回動機構に伝達される駆動力を発生するパルスモータを一方向及び他方向に夫々パルス駆動する場合、駆動方向に対応すべくパルス数を逐次加算及び減算して積算する。そして、パルスモータで回動機構を回動させる間に上記カメラで散乱光を撮像し、一方向及び他方向夫々について散乱光を撮像したときのパルス数の積算値の差分を算出する。算出した差分はバックラッシュ量に対応しており、パルスモータの駆動方向の切り替えの都度、この差分に応じたパルス数を積算から除外したパルス数の積分値に基づいて回動機構の回動位置を特定する。

つまり、パルスモータを上記他方向から一方向に切り替えて駆動するときのパルス数の積分値を回動位置に対応させるには、パルス数の積分値にバックラッシュ量に対応するパルス数が余分に加算されないようにする。逆に、パルスモータを上記一方向から他方向に切り替えて駆動するときのパルス数の積分値を回動位置に対応させるには、パルス数の積分値からバックラッシュ量に対応するパルス数が余分に減算されないようにする。
以上により、回動機構から見て上記照射器及び受光板の中間位置に向かう方向が、回動位置と関連付けて基準方向として検出される。そして、反射鏡の法線の方向が基準方向に向くときの回動位置を通過するようにして一方向及び他方向に回動機構を回動させることによりバックラッシュ量が算出され、回動方向の切り替えの都度バックラッシュ量に対応するパルス数が積算から除外されたパルス数の積算値に基づいて回動位置が特定される。

本発明にあっては、例えば構造物に固定された回動機構にビーム光を照射する照射器を取着して回動機構の回動軸及び照射器の光軸が交差するようにしておく。また、回動機構の回動範囲内における照射器の光軸方向に離隔した所定位置の周囲に、照射器からのビーム光を受光する半透明の受光板、及びカメラを配し、照射器から照射されたビーム光が受光板に入射したときに、受光板からの散乱光をカメラが撮像するようにしておく。更に、減速機構を介して回動機構に伝達される駆動力を発生するパルスモータを一方向及び他方向に夫々パルス駆動する場合、駆動方向に対応すべくパルス数を逐次加算及び減算して積算する。そして、パルスモータで回動機構を回動させる間に上記カメラで散乱光を撮像し、一方向及び他方向夫々について散乱光を撮像したときのパルス数の積算値の差分を算出する。算出した差分はバックラッシュ量に対応しており、パルスモータの駆動方向の切り替えの都度、この差分に応じたパルス数を積算から除外したパルス数の積分値に基づいて回動機構の回動位置を特定する。

つまり、パルスモータを上記他方向から一方向に切り替えて駆動するときのパルス数の積分値を回動位置に対応させるには、パルス数の積分値にバックラッシュ量に対応するパルス数が余分に加算されないようにする。逆に、パルスモータを上記一方向から他方向に切り替えて駆動するときのパルス数の積分値を回動位置に対応させるには、パルス数の積分値からバックラッシュ量に対応するパルス数が余分に減算されないようにする。
以上により、回動機構から見て上記受光板が配された位置に向かう方向が、回動位置と関連付けて基準方向として検出される。そして、照射器の光軸が基準方向に向くときの回動位置を通過するようにして一方向及び他方向に回動機構を回動させることによりバックラッシュ量が算出され、回動方向の切り替えの都度バックラッシュ量に対応するパルス数が積算から除外されたパルス数の積算値に基づいて回動位置が特定される。

本発明にあっては、回動機構を回動させたときに回動方向を示す情報を記憶しておき、回動位置の指定を受け付けたときの回動位置を示す積算値と、指定された回動位置を示す値とを比較して回動方向を特定し、特定した回動方向を示す情報と記憶した回動情報を示す情報とが一致しない場合に、特定した回動方向に対応する方向に、上述の差分に応じたパルス数だけパルスモータをパルス駆動する。
これにより、指定された回動位置に向けて回動機構が回動するときの回動方向と、前回の回動方向とが異なる場合、バックラッシュ量に対応するパルス数だけ回動機構が新たな回動方向に回動されて、バックラッシュが予め補償される。

本発明にあっては、回動軸と共に回動する被検出部の接近／離隔を検出する検出部が、回動機構の所定の回動位置にて被検出部に臨むように配される。また、上述の基準方向を検出する際に散乱光を撮像したときの回動位置を特定しておく。そして、パルスモータで回動機構を一方向又は他方向に回動させる間に、検出部が被検出部の接近及び離隔を夫々検出したときの回動位置に基づいて回動位置の基準位置を特定し、特定した基準位置及び散乱光の撮像時に特定した回動位置夫々に対応するパルス数の積分値の差分を記憶する。
これにより、回動機構から見た基準方向に対応する回動位置と、回動機構における基準の回動位置である基準位置とが対応付けられるため、基準方向に対応する回動位置を示す情報が喪失した場合であっても、新たに基準位置を特定することにより、基準方向に対応する回動位置が再び特定される。

本発明にあっては、回動機構及びカメラの間に受光板を配し、カメラの光軸を回動機構の方向に向ける。つまり、カメラから受光板を見込む立体角の範囲内の位置、且つ受光板に対してカメラとは反対側の位置に回動機構があって、カメラの光軸が受光板を介して回動機構の方向に向くようにカメラが配される。
これにより、照射器からのビーム光が、回動機構に取着された反射鏡で反射されて受光板で受光されたときに、カメラの光軸上で散乱光が容易に且つ確実に撮像される。

本発明にあっては、照射器から照射されるビーム光が単色であり、受光板の色がビーム光と補色の関係にあるため、受光板がビーム光を受光して散乱した散乱光の色と受光板の色とが、カラーカメラが出力する映像信号に基づいて容易に識別される。

本発明によれば、回動機構の回動範囲内における反射鏡の法線方向に離隔した所定位置に配された照射器及び受光板の中間位置に向かう方向が、回動機構から見た基準方向として検出され、反射鏡の法線の方向が基準方向に向くときの回動位置を通過するように一方向及び他方向に回動機構を回動させることによってバックラッシュ量が算出され、回動方向の切り替えの都度バックラッシュ量に対応するパルス数が積算から除外されたパルス数の積算値に基づいて回動位置が特定される。
従って、固定された回動機構における特定の方向が回動機構から見て基準となる方向を向くときの回動位置を特定する際にバックラッシュ量を算出して、回動機構のバックラッシュを補償することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る回動装置を斜め下方から見た一部透過斜視図である。減速機構の構成の一部を模式的に示す説明図である。制御部の構成例を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係る回動装置で基準方向を検出する方法を模式的に示す説明図である。回動装置の回動機構におけるバックラッシュ量を算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。１パルス駆動のサブルーチンに係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。回動位置の指定に基づいて回動機構を回動させるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。回動位置の指定を受け付けて回動機構を回動させるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。本発明の実施形態２に係る回動装置で基準方向を検出する方法を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態２の変形例に係る回動装置で基準方向を検出する方法を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態３に係る回動装置で回動機構の基準となる回動位置を検出する方法を模式的に示す説明図である。回動範囲内の回動位置の基準位置を検出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回動装置を斜め下方から見た一部透過斜視図である。図中１は回動装置であり、回動装置１は、本体が略直方体状のケースに収容された２つの回動装置１ａ及び１ｂを含んでなる。回動装置１ａ及び１ｂ夫々は、不図示の回動軸に軸支されて回動する円盤状の回動体１１ａ及び１１ｂを夫々有する回動機構と、各回動機構を夫々駆動するためのパルスモータ１２ａ及び１２ｂと、該パルスモータ１２ａ及び１２ｂの駆動力を夫々の回動機構に伝達する後述の減速機構１３ｂ（図２参照）とを備える。

回動体１１ａ及び１１ｂ夫々は、盤面をケースの一面と平行にしてあり、該一面から僅かに突出している。パルスモータ１２ａ及び１２ｂ夫々は、略円柱状をなしており、回動体１１ａ及び１１ｂが突出する夫々のケースの一面と隣り合う面の１つに軸方向が直交するように固定されている。回動装置１ａと１ｂとは、回動装置１ｂのケースにおける回動体１１ｂが突出する面に対向する面と、回動装置１ａのケースにおける回動体１１ａが突出する面と隣り合い、且つパルスモータ１２ａが固定された面と隣り合う面の１つとが平行になるようにしてボルト（不図示）で接合されている。各回動機構の回動軸、即ち回動体１１ａ及び１１ｂ夫々を軸支する軸は互いに直交しており、これらの回動軸の中心線をＸ軸及びＹ軸として図示する。

回動装置１ａの回動体１１ａには、Ｌ型のアングル２０を介して、法線が回動軸（Ｘ軸）と直交するように反射鏡２が取着されている。例えば、回動体１１ｂが水平の台座に取着された場合、Ｙ軸が鉛直方向を向き、Ｘ軸が水平方向を向くようになる。そして、回動装置１全体がパルスモータ１２ｂの駆動力によりＹ軸の周りに回動し、アングル２０に取着された反射鏡２がパルスモータ１２ａの駆動力によりＸ軸の周りに回動する。これにより、回動装置１ｂによって反射鏡２の水平角が調整され、回動装置１ａによって反射鏡２の上下角が調整される。

次に、回動装置１ｂの減速機構１３ｂについて説明する。回動装置１ａの減速機構については、反射鏡２の自重により、以下で説明するバックラッシュの影響を受けないので説明を省略する。但し、回動装置１ｂの回動体１１ｂが傾斜している台座に取着されて、回動装置１ａの減速機構がバックラッシュの影響を受ける場合は、以下と同様の説明が適用される。

図２は、減速機構１３ｂの構成の一部を模式的に示す説明図である。減速機構１３ｂは、パルスモータ１２ｂのモータ軸に直結されたウォームギア１４ｂと、該ウォームギア１４ｂに噛合しており、回動機構の回動軸に直結されたウォームホイール１５ｂとを有する。本実施の形態１では、減速機構１３ｂの減速率が１／６０である。

図２Ａ及び図２Ｂ夫々は、ウォームギア１４ｂとウォームホイール１５ｂとが特定の歯の相異なる噛合面で噛合して、ウォームホイール１５ｂが白抜き矢印の方向に駆動される場合を示している。このときに噛合していない方の歯と歯の隙間がバックラッシュ量に対応する。つまり、パルスモータ１２ｂの回転方向が反転した場合、ウォームギア１４ｂが逆転して白抜き矢印と反対方向に歯が移動するが、歯と歯の隙間が無くなるまでウォームホイール１５ｂに駆動力が伝達されない。本実施の形態１では、このバックラッシュ量に相当するパルスモータ１２ｂの駆動パルス数が７〜９程度である。

次に、パルスモータ１２ａ及び１２ｂの駆動を制御する制御部について説明する。
図３は、制御部３の構成例を示すブロック図である。制御部３は、ＣＰＵ３１を有し、ＣＰＵ３１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ３２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ３３、各種の時間を計時するタイマ３４、各種の信号を入出力するＩ／Ｏポート３５，３６，３７及び外部の上位装置と通信するための通信Ｉ／Ｆ３８と互いにバス接続されている。ＲＯＭ３２は、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性のメモリからなる。

Ｉ／Ｏポート３５には、パルスモータ１２ａ及び１２ｂ夫々を駆動するための駆動回路１２ｃ及び１２ｄが接続されている。Ｉ／Ｏポート３６には、後述の近接センサ７（図１１参照）と接続されている。Ｉ／Ｏポート３７には、カラーカメラ６（図４参照）からの映像信号に基づく映像に含まれる発光点を検出する発光点検出回路６１が接続されている。

パルスモータ１２ａ及び１２ｂは、例えばステップ角が１．８度である。駆動回路１２ｃ及び１２ｄは、所謂マイクロステップ駆動の機能を有しており、巻き線電流の電気角をフルステップの場合と比較して１／２，１／４，１／１６に設定することが可能である。本実施の形態１では１／２に設定しているため、１／６０に減速する各減速機構との組み合わせにより、ステップ角を０．０１５度（＝０．９度／６０）にしている。ステップ各の設定は、これに限定されるものではない。

次に、カラーカメラ６及び発光点検出回路６１を用いて、回動装置１ｂの減速機構１３ｂにおけるバックラッシュ量を算出する方法について説明する。
図４は、本発明の実施形態１に係る回動装置１で基準方向を検出する方法を模式的に示す説明図である。回動装置１は、回動装置１ｂの回動体１１ｂがＹ軸を鉛直方向に向けて不図示の水平の台座に固定されている。回動装置１には、Ｙ軸に対して放線が交差するように反射鏡２が取着されている。ここでは、反射鏡２の放線方向をＤｈとする。

反射鏡２は、例えば図１に示したようにアングル２０を用いて回動装置１ａの回動体１１ａ（何れも図４では図示せず）に取着される。但し、反射鏡２の上下角を調整する必要がない場合は、回動装置１ａを省き、回動装置１ｂの本体に反射鏡２を取着してもよいし、回動装置１ｂの本体を台座に固定し、回動体１１ｂにＬ型のアングル２０又はそれと同等の取付部材を介して反射鏡２を取着してもよい。

回動装置１ｂの回動機構の回動範囲内で反射鏡２の放線方向Ｄｈに離隔した所定位置の周囲には、反射鏡２へレーザ光を照射する照射器４と、該照射器４から照射されて反射鏡２で反射されたレーザ光を受光する半透明の受光板５とが配されている。受光板５の上記レーザ光が入射する側とは反対側の周囲には、受光板５が受光して散乱させた散乱光を撮像するカラーカメラ６が配されている。カラーカメラ６の映像出力端子は、発光点検出回路６１に接続されている。

照射器４は、赤色のレーザ光を照射するものであるが、緑色等の他の色のレーザ光を照射するものであってもよいし、単色（単波長）でもなくコヒーレントでもない光の照射方向を揃えて照射するものであってもよい。

受光板５は、レーザ光の色の補色であることが好ましく、赤色の補色である緑色に着色してあるが、レーザ光ではない光を受光する場合は、例えば乳白色であってもよい。

カラーカメラ６は、発光点検出回路６１が白黒の映像信号から発光点を検出可能な場合は、必ずしもカラーである必要がない。カラーカメラ６と受光板５との間に赤色のフィルタを介装させることにより、赤色のレーザ光とは異なる色の光が遮断されるようにしてもよい。カラーカメラ６が配される位置は、カラーカメラ６から受光板５を見込む立体角の範囲内に回動装置１が存在することとなる位置であるが、受光板５からのレーザ光による散乱光を適当に撮像できる位置であればよい。カラーカメラ６の光軸は、受光板５を介して回動装置１の方向に向くようにすることが好ましい。

以上のような配置関係において、反射鏡２から照射器４及び受光板５の中間位置Ｍに向かう方向が、回動装置１から見た方向の基準となる基準方向Ｄｒである。反射鏡２の上下角が適当に設定されている場合、回動装置１ｂの回動体１１ｂをＹ軸の周りに回動させて、反射鏡２の法線方向Ｄｈを上記基準方向Ｄｒに向けることができる。このときに、照射器４からのレーザ光が反射鏡２で反射されて受光板５に入射し、受光板５におけるレーザ光の散乱光をカラーカメラ６が撮像し、カラーカメラ６からの映像信号に基づく映像の中から発光点検出回路６１が発光点を検出する。これにより、回動機構から見た基準方向Ｄｒが、回動位置と関連付けて検出される。

さて、上述したように、パルスモータ１２ｂのステップ角度は０．０１５度であるから、例えば回動機構の回動範囲を３６０度とする場合は、回動機構の回動位置を２４０００個の連続する整数で識別することができる。具体的には、パルスモータ１２ｂを駆動するパルス数を積算し、回動機構を第１方向及び第２方向（一方向及び他方向に相当）夫々に１ステップ回動させる毎に積算値を１だけ増加及び減少させる。これにより、回動機構の回動位置がパルス数の積算値で示される。

本実施の形態１における回動機構は、上述のようにバックラッシュの影響を受けるため、回動機構を第１方向に回動させた場合と第２方向に回動させた場合とでは、基準方向Ｄｒを検出したときの回動位置を示す積算値にバックラッシュ量に相当する数値だけ違いが生じる。
以下では、図４に示す構成で基準方向Ｄｒを検出することによってバックラッシュ量を算出する方法について、フローチャートを用いて説明する。

図５は、回動装置１ｂの回動機構におけるバックラッシュ量を算出するＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャートであり、図６は、１パルス駆動のサブルーチンに係るＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャートである。図５の処理は、回動装置１の初期化処理の一環として基準方向Ｄｒが検出されるときに起動される。以下で用いられる補償フラグ、駆動方向、積算値、前回回動方向、第１〜第３位置及び第１基準位置は、ＲＡＭ３３に記憶される。積算値は、回動機構の基準となる回動位置で所定値に設定されているものとする。

図５の処理が起動された場合、ＣＰＵ３１は、補償フラグをオフにし（Ｓ１０）、ＲＡＭ３３に記憶する駆動方向を第１方向に設定した（Ｓ１１）後、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ１２）。１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、受光板５からの散乱光による発光点を発光点検出回路６１によって検出したか否かを判定し（Ｓ１３）、検出しない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１２に処理を移す。

発光点を検出した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値を読み出して第１位置に記憶する（Ｓ１４）。積算値は、回動機構の現在の回動位置を示すものである。第１位置は、回動機構を第１方向に回動させて発光点を検出し始めたときの回動位置を示すものである。次いで、ＣＰＵ３１は、バックラッシュ量に相当するパルス数より十分大きい数である２０をＮに設定し（Ｓ１５）、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ１６）。

１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、Ｎの内容（以下、単にＮという）を１だけデクリメントし（Ｓ１７）、Ｎが０であるか否かを判定する（Ｓ１８）。Ｎが０ではない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、更に１パルスだけ回動機構を回動させるために、ステップＳ１６に処理を移す。ステップＳ１６からＳ１８の処理を繰り返す間に、発光点が検出されなくなり、更にバックラッシュ量に相当するパル数より多いパルス数だけ回動機構が第１方向に回動する。

Ｎが０である場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、駆動方向を第２方向に設定した（Ｓ２０）後、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ２１）。これにより、回動機構が第１方向とは反対の第２方向に回動する。１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、受光板５からの散乱光による発光点を検出したか否かを判定し（Ｓ２２）、検出しない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２１に処理を移す。

発光点を検出した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値を読み出して第２及び第３位置に記憶する（Ｓ２３）。この第２位置は、回動機構を第２方向に回動させて発光点を検出し始めたときの回動位置を示すものである。次いで、ＣＰＵ３１は、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ２４）。これにより、回動機構を第２方向に更に回動させる。

１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、受光板５からの散乱光による発光点を検出したか否かを判定し（Ｓ２５）、検出した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＲＡＭ３３に記憶した積算値を読み出して第３位置に上書きした（Ｓ２６）後、ステップＳ２４に処理を移す。ステップＳ２４からＳ２６の処理を繰り返す間は、発光点が検出され続けている。

ステップＳ２５で発光点を検出しない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、第２及び第３位置の中点を示す整数値を算出して第１基準位置に記憶する（Ｓ２７）。この場合、第２及び第３位置夫々は、回動機構が第２方向に回動して発光点が検出され始めたとき及び検出されなくなったときの１ステップ前の回動位置を示すから、第２及び第３位置の中点は発光点の中心点が検出されたときの回動位置を示す。第１基準位置は、後述する実施の形態３で用いる。

次いで、ＣＰＵ３１は、第１及び第３位置の内容の差分の絶対値を算出してＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ２８）。この場合、第１位置は、回動機構が第１方向に回動して発光点が検出され始めたときの回動位置を示し、第３位置は、回動機構が第２方向に回動して、一旦検出された発光点が検出されなくなったときの１パルス前の回動位置を示すから、算出した差分の絶対値がバックラッシュ量に相当する。

次いで、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶する前回回動方向（回動方向を示す情報に相当）を第２方向にして（Ｓ２９）図５の処理を終了する。ここで前回駆動方向を記憶しておくことにより、回動機構を次回に回動させるときに、回動方向が第１方向であるか第２方向であるかを判定することによって、バックラッシュの補償の要否を決定することができる。

図５の処理を終了した時点で、回動機構は第１基準位置から、第２及び第３位置夫々を示す整数値の差分の半分に相当するパルス数だけ第１方向に回動している。従って、この時点で第１基準位置にてパルス数の積分値を所定値に初期化する場合は、上記差分の半分を所定値に加算した数値で積算値を初期化すればよい。

次に、図６に移って、１パルス駆動に係るサブルーチンが呼び出された場合、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した駆動方向が第１方向であるか否かを判定し（Ｓ３１）、第１方向である場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、駆動回路１２ｄによってパルスモータ１２ｂを第１方向に１パルス、即ち１ステップだけ駆動する（Ｓ３２）。

なお、回動機構の回動方向を示す第１方向と、パルスモータ１２ｂの駆動方向（即ち回転方向）を示す第１方向とが対応付けられているものとする（第２方向についても同様）。つまり、ＲＡＭ３３に記憶された駆動方法は、パルスモータ１２ｂの駆動方向を示すと同時に、回動機構の回動方向をも示すものとする。

次いで、ＣＰＵ３１は、補償フラグがオンであるか否かを判定し（Ｓ３３）、オンではない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、ＲＡＭ３３に記憶した積算値の内容を１だけインクリメントし（Ｓ３４）、パルスモータ１２ｂの脱調を防止するためにタイマ３４によって所定時間だけ待機した（Ｓ３８）後に、呼び出されたルーチンにリターンする。図５の処理から呼び出された場合は、補償フラグがオフであるから、ステップＳ３４の処理を実行する（後述するステップＳ３７についても同様）。

一方、補償フラグがオンである場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値をインクリメントしないこととし、ステップＳ３８に処理を移す。補償フラグがオンされてこのサブルーチンが呼び出される場合の詳細については後述する。

ステップＳ３１で駆動方向が第１方向ではない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、即ち駆動方向が第２方向である場合、ＣＰＵ３１は、駆動回路１２ｄによってパルスモータ１２ｂを第２方向に１パルス、即ち１ステップだけ駆動する（Ｓ３５）。次いで、ＣＰＵ３１は、補償フラグがオンであるか否かを判定し（Ｓ３６）、オンではない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、ＲＡＭ３３に記憶した積算値の内容を１だけデクリメントし（Ｓ３７）、ステップＳ３８に処理を移す。補償フラグがオンである場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値をデクリメントしないこととし、ステップＳ３８に処理を移す。

次に、外部の上位装置から回動機構の回動位置が指定された場合について説明する。
図７及び８は、回動位置の指定に基づいて回動機構を回動させるＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャートである。図７の処理は、外部の上位装置による回動位置の指定を受け付けた場合に起動される。

図７の処理が起動された場合、ＣＰＵ３１は、指定された回動位置を取得し（Ｓ４１）、指定された回動位置（を示す値）とＲＡＭ３３に記憶した積算値（即ち現在の回動位置）とを比較して回動方向を特定する（Ｓ４２）。具体的には、積算値よりも指定された回動位置を示す値の方が大きい（又は小さい）場合、回動すべき回動方向を第１方向（又は第２方向）と特定する。

次いで、ＣＰＵ３１は、特定した回動方向が第１方向であるか否かを判定し（Ｓ４３）、第１方向である場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、ＲＡＭ３３に記憶する駆動方向を第１方向に設定した（Ｓ４４）後、ＲＡＭ３３に記憶した前回回動方向が、同じ第１方向であるか否かを判定する（Ｓ４５）。何れも同じ第１方向である場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、つまり、前回の回動方向から変化がない場合、後述するステップＳ５３（図８参照）に処理を移す。

一方、前回回動方向が第１方向ではない場合（Ｓ４５：ＮＯ）、つまり、前回の回動方向から変化があった場合、上述の１パルス駆動に係るサブルーチンで参照される補償フラグをオンにし（Ｓ４８）、上述のステップＳ２８でＲＡＭ３３に記憶した差分の絶対値をＭに設定した（Ｓ４９）後、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ５０）。この場合、パルスモータ１２ｂが１ステップ駆動されたときに、ＲＡＭ３３に記憶する積算値はインクリメントもデクリメントもされない。

その後、１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、Ｍの内容（以下、単にＭという）を１だけデクリメントし（Ｓ５１）、Ｍが０であるか否かを判定する（Ｓ５２）。Ｍが０ではない場合（Ｓ５２：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、更に１パルスだけ回動機構を回動させるために、ステップＳ５０に処理を移す。

ステップＳ４３で、特定した回動方向が第１方向ではない場合（Ｓ４３：ＮＯ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶する駆動方向を第２方向に設定した（Ｓ４６）後、ＲＡＭ３３に記憶した前回回動方向が、同じ第２方向であるか否かを判定する（Ｓ４７）。何れも同じ第２方向である場合（Ｓ４７：ＹＥＳ）、つまり、前回の回動方向から変化がない場合、後述するステップＳ５３に処理を移す。

一方、前回回動方向が第２方向ではない場合（Ｓ４７：ＮＯ）、つまり、前回の回動方向から変化があった場合、ＣＰＵ３１は、積算値を変えずにパルスモータ１２ｂを駆動するために、ステップＳ４８に処理を移す。

ステップＳ５２でＭが０である場合、図８に移って、ＣＰＵ３１は、補償フラグをオフにする（Ｓ５３）と共に、ＲＡＭ３３に記憶したパルスモータ１２ｂの駆動方向を読み出し（Ｓ５４）、読み出した内容を前回回動方向に上書きして（Ｓ５５）更新する。次いで、ＣＰＵ３１は、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ５６）。これにより、回動機構は、指定された回動位置に向かって回動する。

その後、１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値が指定の回動位置を示す値と一致するか否かを判定し（Ｓ５７）、一致しない場合（Ｓ５７：ＮＯ）、パルスモータ１２ｂを更に同じ回動方向に回動させるために、ステップＳ５６に処理を移す。一方、積算値が指定の回動位置を示す値と一致する場合（Ｓ５７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、図７及び８に示す処理を終了する。

図７及び８に示す処理によって算出された積算値は、回動装置１ｂの回動機構におけるバックラッシュが補償された回動位置に１対１で対応している。

以上のように本実施の形態１によれば、水平の台座に回動装置１ｂの回動体１１ｂを固定し、回動装置１ｂと本体同士がボルトで接合された回動装置１ａの回動体１１ａにアングル２０を介して反射鏡２を取着し、回動装置１ｂの回動機構の回動軸（Ｙ軸）及び反射鏡２の法線が交差するようにしておく。また、回動装置１ｂの回動機構の回動範囲内における反射鏡２の法線方向Ｄｈに離隔した所定位置の周囲に、ビーム光を照射する照射器４、半透明の受光板５及びカラーカメラ６を配し、照射器４から照射されたビーム光が反射鏡２で反射されて受光板５に入射したときに、受光板５からの散乱光をカラーカメラ６が撮像するようにしておく。更に、減速機構１３ｂを介して回動機構に伝達される駆動力を発生するパルスモータ１２ｂを第１方向及び第２方向に夫々１ステップずつパルス駆動する場合、駆動方向に対応すべく１ステップ毎にパルス数の積算値をインクリメント及びデクリメントする。そして、パルスモータ１２ｂで回動機構を回動させる間にカラーカメラ６で散乱光を撮像し、撮像した映像信号に基づく映像から発光点検出回路６１によって発光点を検出し、第１方向及び第２方向夫々について発光点を検出したときのパルス数の積算値の差分を算出する。算出した差分はバックラッシュ量に対応しており、パルスモータ１２ｂの駆動方向の切り替えの都度、この差分に応じたパルス数を積算から除外したパルス数の積分値に基づいて回動機構の回動位置を特定する。

つまり、パルスモータ１２ｂを上記第２方向から第１方向に切り替えて駆動するときのパルス数の積分値を回動位置に対応させるには、パルス数の積分値にバックラッシュ量に対応するパルス数が余分に加算されないようにする。逆に、パルスモータ１２ｂを上記第１方向から第２方向に切り替えて駆動するときのパルス数の積分値を回動位置に対応させるには、パルス数の積分値からバックラッシュ量に対応するパルス数が余分に減算されないようにする。

以上により、回動装置１ｂの回動機構から見て照射器４及び受光板５の中間位置Ｍに向かう方向が、回動位置と関連付けて基準方向Ｄｒとして検出される。そして、反射鏡２の法線方向Ｄｈが基準方向Ｄｒに向くときの回動位置を通過するようにして第１方向及び第２方向に回動機構を回動させることによりバックラッシュ量が算出され、回動方向の切り替えの都度バックラッシュ量に対応するパルス数が積算から除外されたパルス数の積算値に基づいて回動位置が特定される。
従って、台座に固定された回動機構に取着された反射鏡２の法線方向Ｄｈ（特定の方向）が回動機構から見て基準となる基準方向Ｄｒに向くときの回動位置を特定する際にバックラッシュ量を算出して回動機構のバックラッシュを補償することが可能となる。

また、実施の形態１によれば、回動装置１ｂの回動機構を回動させたときに回動方向を示す情報を前回回動方向に記憶しておき、回動位置の指定を受け付けたときの回動位置を示す積算値と、指定された回動位置（を示す値）とを比較して回動方向を特定し、特定した回動方向と記憶した前回回動方向とが一致しない場合に、特定した回動方向に対応する方向に、上述の差分に応じたパルス数だけパルスモータ１２ｂをパルス駆動する。
従って、指定された回動位置に向けて回動装置１ｂの回動機構が回動するときの回動方向と、前回の回動方向とが異なる場合、バックラッシュ量に対応するパルス数だけ回動機構を新たな回動方向に回動させて、バックラッシュを予め補償することが可能となる。

更に、実施の形態１によれば、回動装置１ｂの回動機構及びカラーカメラ６の間に受光板５を配し、カラーカメラ６の光軸を回動機構の方向に向ける。つまり、カラーカメラ６から受光板５を見込む立体角の範囲内の位置、且つ受光板５に対してカラーカメラ６とは反対側の位置に回動機構があって、カラーカメラ６の光軸が受光板５を介して回動機構の方向に向くようにカラーカメラ６が配される。
従って、照射器４からのビーム光が、回動装置１ｂの回動機構に間接的に取着された反射鏡２で反射されて受光板５で受光されたときに、カラーカメラ６の光軸上で散乱光を容易に且つ確実に撮像することが可能となる。

更にまた、実施の形態１によれば、照射器４から照射されるビーム光（レーザ光）が単色の赤色であり、受光板５の色がレーザ光と補色の関係にある緑色であるため、受光板５がレーザ光を受光して散乱した散乱光の色と受光板５の色とをカラーカメラ６が出力する映像信号に基づいて容易に識別することが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１が、照射器４が照射したレーザ光を反射鏡２で反射して受光板５で受光する形態であるのに対し、実施の形態２は、反射鏡２に取着した照射器４からのレーザ光を受光板５で受光する形態である。
実施の形態２における回動装置１の構成、減速機構１３ｂの構成及び制御部３の構成は、実施の形態１の場合と同様であるため、図１、２及び３に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

図９は、本発明の実施形態２に係る回動装置１で基準方向Ｄｒを検出する方法を模式的に示す説明図である。回動装置１には、Ｙ軸に対して放線が交差するように反射鏡２が取着されている。反射鏡２の端部には、該反射鏡２の法線方向Ｄｈと略同一方向にレーザ光を照射する照射器４が取着されている。回動装置１ｂの回動機構の回動範囲内で照射器４の光軸方向に離隔した所定位置の周囲には、照射器４からのレーザ光を受光する半透明の受光板５が配されている。受光板５の上記レーザ光が入射する側とは反対側の周囲には、受光板５が受光して散乱させた散乱光を撮像するカラーカメラ６が配されている。

以上のような配置関係において、照射器４から受光板５が配された位置に向かう方向が、回動装置１から見た方向の基準となる基準方向Ｄｒである。反射鏡２の上下角が適当に設定されている場合、回動装置１ｂの回動体１１ｂをＹ軸の周りに回動させて、照射器４の光軸方向を上記基準方向Ｄｒに向けることができる。このときに、照射器４からのレーザ光が受光板５に入射し、受光板５におけるレーザ光の散乱光をカラーカメラ６が撮像し、カラーカメラ６からの映像信号に基づく映像の中から発光点検出回路６１が発光点を検出する。これにより、回動機構から見た基準方向Ｄｒが、回動位置と関連付けて検出される。

図９に示す構成で基準方向Ｄｒを検出することによって、実施の形態１の場合と同様にバックラッシュ量を算出することができる。回動装置１ｂの回動機構におけるバックラッシュ量を算出するＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャート、１パルス駆動のサブルーチンに係るＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャート、及び回動位置の指定を受け付けて回動機構を回動させるＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャートについては、実施の形態１の図５から８に示すものと同様である。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

以上のように本実施の形態２によれば、回動装置１に反射鏡２を取着して回動機構の回動軸（Ｙ軸）及び反射鏡２の放線が交差するようにし、反射鏡２の端部に反射鏡２の法線方向Ｄｈと略同一方向にレーザ光を照射する照射器４を取着しておく。また、回動装置１ｂの回動機構の回動範囲内における照射器４の光軸方向に離隔した所定位置の周囲に、照射器４からのビーム光を受光する半透明の受光板５、及びカラーカメラ６を配し、照射器４から照射されたビーム光が受光板５に入射したときに、受光板５からの散乱光をカラーカメラ６が撮像するようにしておく。そして、パルスモータ１２ｂで回動機構を回動させる間にカラーカメラ６で散乱光を撮像し、撮像した映像信号に基づく映像から発光点検出回路６１によって発光点を検出し、第１方向及び第２方向夫々について発光点を検出したときのパルス数の積算値の差分を算出する。算出した差分はバックラッシュ量に対応しており、パルスモータ１２ｂの駆動方向の切り替えの都度、この差分に応じたパルス数を積算から除外したパルス数の積分値に基づいて回動機構の回動位置を特定する。

以上により、回動装置１ｂの回動機構から見て受光板５が配された位置に向かう方向が、回動位置と関連付けて基準方向Ｄｒとして検出される。そして、照射器４の光軸が基準方向Ｄｒに向くときの回動位置を通過するようにして第１方向及び第２方向に回動機構を回動させることによりバックラッシュ量が算出され、回動方向の切り替えの都度バックラッシュ量に対応するパルス数が積算から除外されたパルス数の積算値に基づいて回動位置が特定される。
従って、台座に固定された回動機構に反射鏡２を介して取着された照射器４の光軸方向が回動機構から見て基準となる基準方向Ｄｒに向くときの回動位置を特定する際にバックラッシュ量を算出して回動機構のバックラッシュを補償することが可能となる。

（変形例）
実施の形態２が、反射鏡２の端部に照射器４を取着する形態であるのに対し、実施の形態２の変形例は、反射鏡２の中央部に照射器４を取着する形態である。
図１０は、本発明の実施形態２の変形例に係る回動装置１で基準方向Ｄｒを検出する方法を模式的に示す説明図である。回動装置１には、Ｙ軸に対して放線が交差するように反射鏡２が取着されている。反射鏡２の中央部には、該反射鏡２の法線方向Ｄｈと略同一方向にレーザ光を照射する照射器４が取着されている。回動装置１ｂの回動機構の回動範囲内で照射器４の光軸方向に離隔した所定位置の周囲には、照射器４からのレーザ光を受光する半透明の受光板５が配されている。受光板５の上記レーザ光が入射する側とは反対側の周囲には、受光板５が受光して散乱させた散乱光を撮像するカラーカメラ６が配されている。

図９に示す構成で基準方向Ｄｒを検出することによって、実施の形態１及び２の場合と同様にバックラッシュ量が算出され、算出されたバックラッシュ量に基づいて、回動装置１ｂが回動するときのバックラッシュが補償される。
その他、実施の形態１及び２に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

以上のように本実施の形態２の変形例によれば、実施の形態２の場合と同様の効果を奏することが可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態１が、回動装置１ｂの回動機構の基準となる回動位置が既に特定されていることを前提にした形態であるのに対し、実施の形態３は、回動機構の回動位置の基準位置を特定する形態である。
実施の形態３における回動装置１の構成、減速機構１３ｂの構成、及び制御部３の構成は、実施の形態１の場合と同様であるため、図１、２及び３に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。

ここでは、回動装置１ｂの回動機構の一部と共に回動する被検出部の接近／離隔を近接センサ（検出部に相当）で検出することにより、回動機構の基準位置を検出する。
図１１は、本発明の実施形態３に係る回動装置１で回動機構の基準となる回動位置を検出する方法を模式的に示す説明図である。回動装置１ｂの回動機構の回動軸１６ｂには、外周部の一部に被検出部（いわゆるドグ）１７ｂが突設されている。回動装置１ｂの回動機構が所定の回動位置にあるときに被検出部１７ｂに臨む本体側の位置には、被検出部１７ｂの接近／離隔を検出する近接センサ７が配されている。

近接センサ７は、制御部３のＩ／Ｏポート３６に接続されており、該Ｉ／Ｏポート３６を介して検出信号がＣＰＵ３１に取り込まれる。近接センサ７は、磁気によって被検出部１７ｂが近接していることを検出するものであるが、これに限定されるものではなく、例えば光によって検出するものであってもよい。

本実施の形態３では、図１１に白抜き矢印で示す周方向に回動軸１６ｂを回動させた場合、近接センサ７が被検出部１７ｂの接近及び離隔を夫々検出したときの回動位置を第４及び第５位置と特定し、特定した第４及び第５位置の中点を第２基準位置とする。回動軸１６ｂを回動させる方向は、例えば第１方向とするが、第２方向であってもよい。特定した第２基準位置は、制御部３のＣＰＵ３１によって制御される回動機構の回動範囲内における回動位置の基準位置である。

以下では、第２基準位置を検出する手順について、フローチャートを用いて説明する。
図１２は、回動範囲内の回動位置の基準位置を検出するＣＰＵ３１の処理手順を示すフローチャートである。図１２の処理は、第１基準位置を特定した場合、及び第２基準位置を較正する必要が生じた場合に起動される。以下で用いられる第４位置、第５位置及び第２基準位置は、ＲＡＭ３３に記憶される。ＲＡＭ３３に記憶する駆動方向は、第１方向に設定されている。

図１２の処理が起動された場合、ＣＰＵ３１は、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ６１）。１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、近接センサ７によって被検出部１７ｂの接近を検出したか否かを判定し（Ｓ６２）、検出しない場合（Ｓ６２：ＮＯ）、パルスモータ１２ｂを更に１ステップ駆動するために、ステップＳ６１に処理を移す。

被検出部１７ｂの接近を検出した場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値を読み出して第４位置に記憶した（Ｓ６３）後、１パルス駆動に係るサブルーチンを呼び出して実行する（Ｓ６４）。１パルス駆動に係るサブルーチンからリターンした場合、ＣＰＵ３１は、近接センサ７によって被検出部１７ｂの離隔を検出したか否かを判定し（Ｓ６５）、検出しない場合（Ｓ６５：ＮＯ）、パルスモータ１２ｂを更に１ステップ駆動するために、ステップＳ６４に処理を移す。

被検出部１７ｂの離隔を検出した場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３に記憶した積算値を読み出して第５位置に記憶する（Ｓ６６）。その後、ＣＰＵ３１は、第４及び第５位置の中点を示す整数値を算出して第２基準位置に記憶する（Ｓ６７）と共に、第１基準位置及び第２基準位置の内容の差分をＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ６８）。

図１２の処理を終了した時点で、回動機構は第２基準位置から、第４及び第５位置夫々を示す整数値の差分の半分に相当するパルス数だけ第１方向に回動している。従って、この時点で第２基準位置にてパルス数の積分値を所定値に初期化する場合は、上記差分の半分を所定値に加算した数値で積算値を初期化すればよい。又は、上記差分の半分に相当するパルス数だけ回動機構を第２方向に回動させて回動位置を第２基準位置に一致させた上で、パルス数の積分値を所定値に初期化してもよい。

さて、パルス数の積算値は、回動機構が回動する都度内容が書き換えられるため、ＲＡＭ３３に記憶される。従って、例えば回動装置１ｂの電源断等が発生した場合は、積算値の内容が揮発する。また、パルスモータ１２ｂが脱調した場合は、積算値が回動位置に対応しなくなる。このような場合であっても、積算値の内容を仮の値で初期化しておいて上記の第４及び第５位置の中点を特定し、特定した中点、即ち第２基準位置にて積算値を上記所定値に初期化することにより、積算値が回動位置に対応するようになる。

一方、実施の形態１で特定された第１基準位置は、反射鏡２の法線方向Ｄｈが基準方向Ｄｒに向くときの回動位置を示すものであり、照射器４、受光板５及びカラーカメラ６を撤去した場合は、再び特定することができない。但し、第１及び第２基準位置を示す積算値の差分は一定であるから、上述のステップＳ６８でこの差分を記憶しておくことにより、第２基準位置との関係において第１基準位置を示す積算値を復活させることができる。

以上のように本実施の形態３によれば、回動軸１６ｂと共に回動する被検出部１７ｂの接近／離隔を検出する近接センサ７が、回動機構の所定の回動位置にて被検出部１７ｂに臨むように配される。また、上述の基準方向Ｄｒを検出する際に散乱光を撮像したときの回動位置を第１基準位置として特定しておく。そして、パルスモータ１２ｂで回動機構を第１方向又は第２方向に回動させる間に、近接センサ７が被検出部１７ｂの接近及び離隔を夫々検出したときの第４位置及び第５位置の中点を、第２基準位置として特定し、特定した第２基準位置及び上記第１基準位置夫々に対応するパルス数の積分値の差分をＲＡＭ３３に記憶する。
従って、回動機構から見た基準方向Ｄｒに対応する第１基準位置と、回動機構における基準の回動位置である第２基準位置とが対応付けられるため、第２基準位置を示す積算値が喪失した場合であっても、新たに第２基準位置を特定することにより、第１基準位置を再び特定することが可能となる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。

１、１ａ、１ｂ回動装置
１１ａ、１１ｂ回動体（回動機構の一部）
１２ａ、１２ｂパルスモータ
１３ｂ減速機構
１４ｂウォームギア
１５ｂウォームホイール
１６ｂ回動軸
１７ｂ被検出部
２反射鏡
３制御部
３１ＣＰＵ
３２ＲＯＭ
３３ＲＡＭ
４照射器
５受光板
６カラーカメラ
６１発光点検出回路
７近接センサ
Ｄｈ法線方向
Ｄｒ基準方向

Claims

回動機構に減速機構を介してパルスモータの駆動力を伝達する回動装置で前記減速機構のバックラッシュを補償する方法において、
前記回動機構の回動軸に対して法線が交差するように前記回動機構に取着された反射鏡と、
前記回動機構の回動範囲内における前記反射鏡の法線方向に離隔した位置の周囲に配されており、前記反射鏡へビーム光を照射する照射器、該照射器から照射されて前記反射鏡で反射されたビーム光を受光する半透明の受光板、及び該受光板が前記ビーム光を受光して散乱させた散乱光を撮像するカメラとを用意し、
前記パルスモータを一方向及び他方向に夫々駆動するためのパルス数を逐次加算及び減算して積算し、
前記パルスモータを前記一方向及び他方向夫々に駆動して前記回動機構を回動させ、
前記カメラで前記散乱光を撮像し、
前記一方向及び他方向夫々について前記散乱光を撮像したときの前記パルス数の積算値の差分を算出し、
前記パルスモータの駆動方向を切り替える都度、算出した前記差分に応じたパルス数を除外して積算した前記パルス数の積算値に基づいて前記回動機構の回動位置を特定すること
を特徴とするバックラッシュの補償方法。
回動機構に減速機構を介してパルスモータの駆動力を伝達する回動装置で前記減速機構のバックラッシュを補償する方法において、
前記回動機構の回動軸に対して光軸が交差するように前記回動機構に取着されており、ビーム光を照射する照射器と、
前記回動機構の回動面内における前記照射器の光軸方向に離隔した位置の周囲に配されており、前記該照射器から照射されたビーム光を受光する半透明の受光板及び該受光板が前記ビーム光を受光して散乱させた散乱光を撮像するカメラとを用意し、
前記パルスモータを一方向及び他方向に夫々駆動するためのパルス数を逐次加算及び減算して積算し、
前記パルスモータを前記一方向及び他方向夫々に駆動して前記回動機構を回動させ、
前記カメラで前記散乱光を撮像し、
前記一方向及び他方向夫々について前記散乱光を撮像したときの前記パルス数の積算値の差分を算出し、
前記パルスモータの駆動方向を切り替える都度、算出した前記差分に応じたパルス数を除外して積算した前記パルス数の積算値に基づいて前記回動機構の回動位置を特定すること
を特徴とするバックラッシュの補償方法。
前記回動機構の回動位置の指定を受け付けるようにしてあり、
前記回動機構を回動させたときに回動方向を示す情報を記憶し、
前記指定を受け付けたときの回動位置と指定された回動位置とを比較し、
比較結果に基づいて回動方向を特定し、
特定した回動方向及び記憶した情報によって示される回動方向が一致するか否かを判定し、
一致しない場合、前記パルス数の積算を停止した状態で、算出した前記差分に応じたパルス数だけ、特定した回動方向に対応する方向に前記パルスモータを駆動すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のバックラッシュの補償方法。
前記回動軸と共に回動する被検出部と、
前記回動機構の所定の回動位置にて前記被検出部に臨むように配されており、前記被検出部の接近／離隔を検出する検出部とを用意し、
前記散乱光を撮像したときに回動位置を特定し、
前記パルスモータを前記一方向又は他方向に駆動して前記回動機構を回動させ、
前記検出部が被検出部の接近及び離隔を夫々検出したときに前記回動機構の回動位置を特定し、
夫々特定した回動位置に基づいて回動位置の基準位置を特定し、
特定した基準位置及び前記散乱光の撮像時に特定した回動位置夫々に対応する前記パルス数の積算値の差分を記憶すること
を特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のバックラッシュの補償方法。
前記受光板は、前記回動機構及びカメラの間に配されており、
前記カメラは、光軸が前記回動機構の方向に向くようにしてあること
を特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバックラッシュの補償方法。
前記カメラはカラーカメラであり、
前記ビーム光は単色であり、
前記受光板は、前記ビーム光の色と補色の関係にある色であること
を特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のバックラッシュの補償方法。