JP4206533B2 - 吊下部位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，基台（例えば移動台車）から懸垂材により吊り下げられた吊下部の上記基台に対する相対位置を検出する吊下部位置検出装置に係り，詳しくは，上記基台上又は該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置され，発光手段と，上記吊下部上若しくは基台上に設置され，上記発光手段からの光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子と，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の少なくとも位置を演算する演算手段とを具備してなる吊下部位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば工場内などでは，荷物の搬送装置として，天井近くに配設されたレール上を走行する移動台車から懸垂材によりハンド付昇降台を昇降可能に吊り下げ，上記ハンドにより荷物を把持して搬送する懸垂式昇降装置（いわゆるクレーン）が広く用いられている。近年では，半導体製造工場や研究所などにおいても，半導体ウェハカセット等を自動搬送するための好適な搬送装置として，上記懸垂式昇降装置が用いられつつある。このような懸垂式昇降装置の最大の問題点として挙げられるのが，吊り下げられた上記昇降台の揺れである。上記移動台車の停止直後などで上記昇降台が大きく揺れている間は，所定位置に置かれている荷物を正確に把持することができなかったり，或いは把持している荷物を所定位置に正確に載置することができない。特に，半導体製造工場や研究所などで用いるものでは，密に設置されるプロセス装置などに上記昇降台が衝突してしまうことも防止する必要がある。そこで，上記昇降台の揺れが収まったか否かを判断したり，或いは上記昇降台の揺れを積極的に減衰させる制振制御を行うことが有効となるが，そのためには，例えば上記昇降台の上記移動台車に対する相対位置や揺れ角度などを検出する必要がある。
このような昇降台の位置や揺れ角度を検出する技術は，例えば特開平８−１７５７８６号公報や特開平９−２５７４７５号公報に提案されている。それぞれの技術について簡単に説明する。
【０００３】
特開平８−１７５７８６号公報に記載のクレーン装置Ａ０は，図１１に示すように，レール３３上を移動する移動台車３１から垂下されたワイヤ３５に，荷物Ｗを把持可能な昇降台３２が取付けられている。上記昇降台３２は，上記移動台車３１に設けられた巻き取りドラム３４による上記ワイヤ３５の巻き取り／繰り出し動作により昇降する。また，上記昇降台３２には発光素子３６が１つ設けられており，上記移動台車３１には，上記発光素子３６から発せられた光を集光する集光レンズ３８と二次元位置検出素子３９とよりなる受光器４０が設けられている。
上記発光素子３６から発せられた光が上記集光レンズ３８により集光されて上記二次元位置検出素子３９で受光されると，上記二次元位置検出素子３９からはその受光位置に応じた信号が出力され，演算装置４１ではその出力信号に基づいて上記移動台車３１に対する上記昇降台３２のズレ量Ｓが求められる。また，上記巻き取りドラム３４に取付けられたロータリーエンコーダ４２で検出された上記巻き取りドラム３４による上記ワイヤの繰り出し長さにより，上記移動台車３１と上記昇降台３２との距離Ｈが求められる。上記演算装置４１では，上記ズレ量Ｓと上記距離Ｈとに基づいて上記昇降台３２の振れ角θが算出される。
尚，図１１中，３７ａは上記二次元位置検出素子３９の出力信号から上記発光素子３６で発生された周波数成分のみを抽出する周波数抽出回路であり，３７ｂは上記受光器４０の受光量を一定にするために光学フィルタ４３を制御する透光量制御回路である。
【０００４】
また，特開平９−２５７４７５号公報に記載のクレーン装置Ａ０′は，図１２に示すように，台車３１′から垂下されたワイヤ３５′に昇降台３２′が取付けられている。上記昇降台３２′には２つのターゲット４６ａ，４６ｂが設けられており，上記台車３１′には，上記ターゲット４６ａ，４６ｂをそれぞれ撮像するカメラ４５ａ，４５ｃ，及びカメラ４５ｂ，４５ｄが設けられている。上記カメラ４５ａ，４５ｃは上記カメラ４５ｂ，４５ｄに比べて視野が広く設定されており，上記昇降台３２′の高さが所定位置よりも高い場合にはカメラ４５ａ，４５ｃが，所定位置よりも低い場合にはカメラ４５ｂ，４５ｄが用いられる。
上記いずれかのカメラで撮像された上記ターゲット４６ａ，４６ｂの画像は，図示しない画像処理装置で処理され，画像上での上記ターゲット４６ａ，４６ｂの位置に基づいて上記昇降台３２′の上記台車３１′に対する振れ角やスキュー角が算出される。尚，上記クレーン装置Ａ０′は２つのターゲットをそれぞれ異なるカメラで撮像するように構成されているが，複数のターゲットを１つのカメラで撮像する技術についても同様に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記２つの技術には次のような問題点があった。
まず上記クレーン装置Ａ０では，１つの発光素子３６の位置のみに基づいて昇降台３２の位置を検出するため，昇降台３２の水平方向の位置や振れ角度しか検出することができず，昇降台３２の捩じり角度（スキュー角）を求めることができない。また，振れ角θの算出に必要な上記移動台車３１と上記昇降台３２との距離Ｈを，上記巻き取りドラム３４による上記ワイヤの繰り出し長さにより検出しているが，このような方法ではワイヤ３５の伸びや繰り出し機構のガタなどにより検出誤差が生じやすいという問題点もあった。更に，上記発光素子３６からの光の上記二次元位置検出素子３９上でのスポットの大きさは，移動台車３１と昇降台３２との距離によって変化するが，特に近距離ではスポットが非常に大きくなり，昇降台３２の僅かな揺れでもスポットが上記二次元位置検出素子３９から容易にはみ出してしまうため，検出可能範囲（昇降台３２の高さ範囲，及び揺れ範囲）が狭いという問題点もあった。
また，上記クレーン装置Ａ０′では，カメラで撮像した画像に画像処理を施す必要があるため，高価な画像処理装置が必要となってコスト高となり，また装置も大型化してしまうという問題点があった。更に，画像処理に時間がかかるために応答性が悪く，リアルタイムの処理を必要とする制振制御などには不向きであった。
本発明は，このような従来の技術における課題を解決するために，吊下部位置検出装置を改良し，画像処理を必要としない簡易な構成で，昇降台のスキュー角や高さについても正確且つ高速に検出することが可能であり，また，基台と吊下部の距離が近くても検出可能範囲を広くとることが可能な吊下部位置検出装置を提供することを目的とするものである。
このために，本発明では，例えば２つの発光手段が短間隔で順次点滅され，それぞれの光が上記集光レンズにより集光されて半導体位置検出素子（ＰＳＤ）などの受光位置検出素子で受光され，その受光位置が出力される。そして，上記２つの発光手段のそれぞれについて得られた上記受光位置に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角が演算手段により演算される。このとき，上記発光手段の点滅間隔と上記演算手段の演算間隔との間で同期を図ることが望ましいが，単純に上記発光手段と演算手段との間を接続すると，基台と吊下部との間に配線が必要になってしまう。
そこで，本発明の他の目的は，上記基台と吊下部との間に結線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて演算間隔を容易に変更することができる吊下部位置検出装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，請求項１に係る発明は，基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置される発光手段と，上記吊下部上若しくは上記基台上に上記発光手段に対向して設置され，上記発光手段からの光を集光する集光レンズと，上記吊下部上若しくは上記基台上に設置され，上記集光レンズで集光された光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子とを具備し，上記受光位置検出素子で検出された受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の位置を検出する吊下部位置検出装置であって，
上記発光手段が複数設けられると共に，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算手段とを具備してなる吊下部位置検出装置において，
上記複数の発光手段が，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設けられると共に，
上記基台に対して昇降可能に構成された上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組が選択的に用いられるものであることを特徴とする吊下部位置検出装置として構成されている。
上記請求項１に記載の吊下部位置検出装置において，上記集光レンズ及び上記受光位置検出素子を，上記各発光手段に対応して複数設けてもよいが，上記複数の発光手段を短間隔で順次点滅させる発光制御手段を具備し，上記演算手段が，上記発光制御手段の制御により順次点滅された上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて上記演算を行うように構成すれば，１つの集光レンズと受光位置検出素子は１組でよいため，装置構成を簡略化できる。
【０００７】
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記複数の発光手段を，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組を選択的に用いるようにすれば，基台と吊下部との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，基台と吊下部との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段を設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御すれば，吊下部と基台との距離が小さくなっても上記受光位置検出素子上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。また，これに加えて，遠距離と近距離での上記受光位置検出素子の受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。
また，上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置検出素子の検出結果を取得するように構成すれば，上記基台と吊下部との間に結線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて演算間隔を容易に変更することができる。
【０００８】
また，請求項６に係る発明は，基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置され，発光手段と，該発光手段を所定時間間隔で点滅させる発光制御手段とを備えた発光器と，上記吊下部上若しくは基台上に設置され，上記発光制御手段の制御に従って点滅する上記発光手段からの光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子と，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の少なくとも位置を演算する演算手段とを備えた位置検出器とを具備してなる吊下部位置検出装置において，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置を取得してなる吊下部位置検出装置として構成されている。
また，上記吊下部位置検出装置において，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行うように構成することが可能である。
また，上記発光手段が，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設けられ，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算するように構成することが可能である。
【０００９】
【作用】
上記請求項１〜５いずれかに記載の吊下部位置検出装置によれば，例えば２つの発光手段が短間隔で順次点滅され，それぞれの光が上記集光レンズにより集光されて半導体位置検出素子（ＰＳＤ）などの受光位置検出素子で受光され，その受光位置が出力される。そして，上記２つの発光手段のそれぞれについて得られた上記受光位置に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角が演算される。このように，画像処理を用いない簡略な構成で高速に位置検出が行えると共に，２つの位置に基づいて位置検出を行うために，上記吊下部の水平方向位置だけでなく，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角（スキュー角）についても正確に検出することができる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記複数の発光手段を，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組を選択的に用いるようにすることが望ましい。これにより，例えば上記吊下部が所定高さよりも高い位置にあるときには設置間隔の小さい発光手段の組を，上記吊下部が所定高さよりも低い位置にあるときには設置間隔の大きい発光手段の組を用いるように制御すれば，基台と吊下部との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，基台と吊下部との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，更に上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段を設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御することが望ましい。これにより，例えば上記吊下部の位置が高くなるにつれて上記可変絞り手段の開口径を小さくするように制御すれば，吊下部と基台との距離が小さくなっても上記受光位置検出素子上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。また，これに加えて，遠距離と近距離での上記受光位置検出素子の受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。
また，上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置検出素子の検出結果を取得するように構成すれば，上記基台と吊下部との間で結線を行うことなく，上記発光手段の点灯状態に合わせたタイミングで上記受光位置検出素子の検出結果を取得して演算を行い，正確な位置検出を行うことができる。
【００１０】
また，上記請求項６あるいは７のいずれかに記載の吊下部位置検出装置によれば，受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて発光手段の点灯状態が検出され，検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置が取得されて吊下部の位置検出が行われるため，基台と吊下部との間に電気的な配線を行う必要がなく，しかも発光手段の点灯タイミングを変更しても，それに合わせて上記受光位置の取得タイミングが変更される。
また，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行うようにすれば，上記基台と吊下部との間で結線を行うことなく，上記演算手段は，上記発光手段の発光タイミングに合わせた間隔で上記受光位置を上記記憶素子から取得することができる。
また，上記発光手段を，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設け，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算するように構成すれば，例えば複数の発光手段に対し受光位置検出素子が一つしか設けられていない場合でも，各発光手段に対応した受光位置の取得タイミングを時間的に異ならせることにより，上記発光手段の点灯状態に合わせて上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを正確に演算することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して，本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る搬送装置Ａ１の概略構成を示す模式図，図２は上記搬送装置Ａ１の演算部１１及びその関連部分の概略構成を示すブロック図，図３はタイミング信号発生部１６から発せられるスタート信号ＳＳと保持信号ＳＨａ，ＳＨｂ，及び発光制御部７から発せられる点灯信号Ｅａ，Ｅｂの動作タイミングチャート，図４は昇降台２の位置姿勢の説明図，図５は実施例１に係る昇降台２上の概略構成を示す模式図，図６は昇降台２と移動台車１との距離の変化とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図，図７は実施例２に係る搬送装置Ａ２の概略構成を示す模式図，図８は上記搬送装置Ａ２における昇降台２と移動台車１との距離の変化と可変絞り１７の開口径とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図である。
本実施の形態に係る搬送装置Ａ１は，本発明に係る吊下部位置検出装置を，昇降機構を具備した天井走行型搬送装置として具現化した一例である。
図１に示すように，上記搬送装置Ａ１は，大きく分けて，天井付近に配設されたレール３に沿って移動する移動台車１（基台の一例）と，上記移動台車１から垂下された２本の懸垂材５，５と，上記懸垂材５，５の下端部に取り付けられ，荷物Ｗを把持可能な昇降部２（吊下部の一例）とで構成されている。上記昇降台２は，上記移動台車１に設けられた巻き取りドラム４による上記懸垂材５の巻き取り／繰り出し動作により昇降する。
上記昇降台２には，２つの発光ダイオード（以下，ＬＥＤという）６ａ，６ｂ（発光手段の一例）と，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光制御を行う発光制御部７とが設けられている。
また，上記移動台車１には，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂから発せられた光を集光する集光レンズ８と，上記集光レンズ８で集光された光を受光してその受光位置（光スポットの中心位置）を検出する半導体位置検出素子（以下，ＰＳＤという）９（受光位置検出素子の一例）とよりなる受光器１０が設けられている。更に，上記移動台車１には，上記発光制御部７によって制御される上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光タイミングと上記ＰＳＤ９による受光位置信号取得のタイミングの同期を図りつつ，上記ＰＳＤ９で検出された受光位置に基づいて上記昇降台２の上記移動台車１に対する水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算部１１が搭載されている。
【００１２】
続いて，図２を用いて，上記演算部１１の詳細構成，及び上記演算部１１を中心とした制御動作について説明する。
図２に示すように，上記演算部１１は，光スポット位置演算部１３と，記憶素子１４ａ，１４ｂと，位置姿勢演算部１５と，タイミング信号発生部１６とで構成されている。
上記光スポット位置演算部１３では，上記ＰＳＤ９の出力信号に基づいて上記ＰＳＤ９上の光スポットの座標値が演算され，出力される。上記光スポット位置演算部１３で出力された座標値データは，上記ＬＥＤ６ａからの光に対応するものが記憶素子１４ａに，上記ＬＥＤ６ｂからの光に対応するものが記憶素子１４ｂにそれぞれ記憶される。
上記タイミング信号発生部１６は，上記発光制御部７にスタート信号を一定周期で出力するとともに，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにデータ保持信号を出力する。これらの動作を図３に示すタイムチャートを用いて説明する。上記タイミング信号発生部１６から上記発光制御部７に対してスタート信号ＳＳが出力されると，上記発光制御部７からは上記ＬＥＤ６ａ，６ｂをそれぞれ点灯させる点灯信号Ｅａ，Ｅｂが時間をずらして交互に出力され，これに基づいてＬＥＤ６ａ，６ｂが順次点滅する。このとき，上記タイミング信号発生部１６では，ＬＥＤ６ａが点灯している間に上記記憶素子１４ａに対して保持データを更新させる保持信号ＳＨａを送出し，ＬＥＤ６ｂが点灯している間に上記記憶素子１４ｂに対して保持データを更新させる保持信号ＳＨｂを送出する。以上により，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにはそれぞれ上記ＬＥＤ６ａ，６ｂに関する上記ＰＳＤ９上での光スポット位置の座標値データが順次保持される。尚，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにそれぞれ記憶される座標値データは，同じ時刻での上記ＬＥＤ６ａ，６ｂそれぞれに関する光スポット位置の座標値データとして用いられるが，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光時刻には実際にはΔｔの差がある。しかしながら，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光間隔Δｔを，上記昇降台２の揺れの周期に対して十分高速（例えば数ＫＨｚ以上）に設定すれば，上記時間差Δｔは無視できる。
このように，２つのＬＥＤの点滅のタイミングを僅かにずらしてそれぞれのＬＥＤに関するＰＳＤ９上の座標値データを記憶することにより，ＬＥＤと同数のＰＳＤや集光レンズを設置する必要がなく，装置構成が簡略化できる。勿論，ＬＥＤ６ａ，６ｂに対してそれぞれ集光レンズ８とＰＳＤ９を設置してもよい。
【００１３】
上記位置姿勢演算部１５では，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにそれぞれ記憶された上記ＬＥＤ６ａ，６ｂに関する上記ＰＳＤ９上での光スポット位置の座標値データに基づいて，上記昇降台２の上記移動台車１に対する水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角が演算される。その演算方法について図４を用いて説明する。
図４は，昇降台２を上方から見た図である。使用する座標系としては，上記移動台車１上の上記受光器１０の中心に原点をとり，水平面内にＸ軸，Ｙ軸を，鉛直下方に向けてＺ軸を設定する（図１，図４参照）。搬送装置Ａ１では，昇降台２の揺れ幅は小さいので，昇降台は水平面に平行に揺れていると見做せる。従って，上記位置姿勢演算部１５では，次式により，水平面内でのズレｘｃ，ｙｃ，スキュー角θｓ，及び移動台車１と昇降台２との距離ｚｃが算出される。
【数１】
ここで，（ｘa ，ｙa ），（ｘb ，ｙb ）はそれぞれＬＥＤ６ａ，６ｂの集光スポットの座標値，ＬｓはＬＥＤ６ａ，６ｂ間の設置距離，ｆe は集光レンズ８とＰＳＤ９との距離である。
このように，昇降台２上の異なる２つの位置において移動台車１に対するズレ量を検出することにより，昇降台２の水平方向位置だけでなく，スキュー角についても容易に検出できる。また，昇降台２の鉛直方向位置についても，機械的な誤差の影響を受ける巻き取りドラム４の送り出し量を用いる場合に比べて高精度で検出できる。
また，搬送装置Ａ１ではＰＳＤ９を用いてＬＥＤ６ａ，６ｂの位置検出を行っているため，画像処理を必要とせず，コストが安く小型の簡易な構成で，高速且つ高精度の位置検出が行える。
尚，上記の例では２つのＬＥＤ６ａ，６ｂを用いたが，３つ以上のＬＥＤを用いてもよいことは言うまでもない。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１では，図１に示すようにＰＳＤ９の検出範囲は視野角αで決まるため，上記昇降台２が上記移動台車１に近い位置にあるときには検出範囲が狭くなる。従って，上記昇降台２が上記移動台車１に近い位置にあっても極力検出範囲を広くするためには，上記昇降台２の振れ量が大きくなってもＬＥＤ６ａ，６ｂが上記視野角α内に収まりやすいように，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの設置間隔Ｌｓを小さくすることが望ましい。しかしながら，上記Ｌｓが小さくなると，上記昇降台２が上記移動台車１から離れたときの位置検出精度は悪くなる。そこで，図５に示すように，それぞれ設置間隔の異なる２つのＬＥＤの組を複数組設置し，例えば上記昇降台２と移動台車１との距離に応じて上記ＬＥＤの組を切り替えて使用すれば，上記のような問題は解決できる。
図５に示す例では，６つのＬＥＤ６ａ〜６ｆが昇降台２上に設置されている。上記６つのＬＥＤは，６ａと６ｂ，６ｃと６ｄ，６ｅと６ｆの３つの組を構成している。上記各組におけるＬＥＤの設置間隔は組毎に異なっており，６ａと６ｂが最も広く，６ｅと６ｆが最も狭い。上記全てのＬＥＤに接続されている発光制御部７′では，移動台車１と昇降台２との距離ｚｃに応じて，
ｚ２≦ｚｃのときは ６ａと６ｂ
ｚ１≦ｚｃ≦ｚ２のときは ６ｃと６ｄ
ｚｃ＜ｚ１のときは ６ｅと６ｆ
（但し，ｚ１＜ｚ２）
というように使用するＬＥＤ組を切り替える。これにより，移動台車１と昇降台２との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，移動台車１と昇降台２との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
尚，上記距離ｚｃの値は，最終的な検出結果の算出を待たなければ正確な値は得られない。即ち，上記ＬＥＤ組の切り替えの時点では正確な値は得られていない。従って，例えば予め昇降台２の昇降のティーチングを行った際の設定値を上記距離ｚｃとして用いることが考えられる。或いは，昇降台２の位置検出時に，まずＬＥＤ６ｅ，６ｆを用いて距離ｚｃの概略値を算出し，その概略値を用いて最も適したＬＥＤ組を使用して本来の位置検出処理を行うようにしてもよい。また，巻き取りドラム４にロータリーエンコーダを取付け，これによって得られた懸垂材５の繰り出し量に基づいて上記ＬＥＤ組の切り替えを行った後に本来の正確な位置検出処理を行うようにしてもよい。
【００１５】
（実施例２）
上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１において，ＬＥＤ６ａ，６ｂから発せられた光が集光レンズ８によって最も小さく集光される光軸方向の位置（結像位置）は，ＬＥＤ６ａ，６ｂと集光レンズ８との距離によって変化する。そのため，ＰＳＤ９上に集光される光スポットＳの大きさは，昇降台２と移動台車１との距離によって変化する（図６参照）。上記搬送装置Ａ１で受光位置検出素子の一例として用いているＰＳＤでは，光スポットの中心位置を検出できるため，光スポットの大きさが変化しても位置検出は可能である。しかしながら，図６（ｂ）のように光スポットＳ′の一部がＰＳＤ９からはみ出してしまうと，正確な位置検出を行うことはできない。即ち，この光スポットの大きさは，上記実施例１で述べた視野角による検出範囲の減少と併せて位置検出範囲を制限する大きな要因となる。
そこで，上記光スポットの大きさの変化による検出範囲の減少の問題を解決する手段の一例として，図７に示す搬送装置Ａ２を提案する。
図７に示す搬送装置Ａ２は，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１に対して，集光レンズ８の近傍に可変絞り１７を設け，更に，昇降台２と移動台車１との距離に応じて上記可変絞り１７の開口径を制御する絞り制御部１８を具備している。
上記絞り制御部１８は，例えば図８に示すように，昇降台２と移動台車１との距離が大きい場合に可変絞り１７の開口径を大きくし（図８（ａ）），昇降台２と移動台車１との距離が小さくなるにつれて可変絞り１７の開口径を小さく（図８（ｂ））するように制御する。これにより，昇降台２と移動台車１との距離が小さくなってもＰＳＤ９上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。
また，これに加えて，遠距離と近距離での受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。上記の例の場合，ＰＳＤ９の受光量は昇降台２と移動台車１との距離のほぼ２乗に反比例し，可変絞り１７の開口径の２乗に比例することから，可変絞り１７の開口径を昇降台２と移動台車１との距離に比例するように制御すれば，ＰＳＤ９の受光量をほぼ一定にすることができる。
【００１６】
（実施例３）
上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１では，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光タイミングと上記記憶素子１４ａ，１４ｂのデータ更新のタイミングとの間の同期を図るために，上記スタート信号が両者に伝送されていたが，この場合には，図２に示したように，上記移動台車１と昇降台２との間にスタート信号線１２を配線する必要があった。また，図３に示したように，上記保持信号ＳＨａ，ＳＨｂは，上記スタート信号から所定時間ずらしたタイミングで生成されるため，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光タイミングを変更しようとすると，同時に上記保持信号ＳＨａ，ＳＨｂの生成タイミングも変更する必要があった。
そこで，上記スタート信号を用いる代わりに，例えばＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態に基づいて両者の同期を図ることにより，配線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて上記記憶素子１４ａ，１４ｂのデータ更新のタイミングを容易に変更することができる。
この実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３は，請求項６，及び７〜９に記載の吊下部位置検出装置に対応するものであって，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１と同様に，例えば天井付近に配設されたレール３に沿って移動する移動台車１（基台の一例）と，上記移動台車１から垂下された２本の懸垂材５，５と，上記懸垂材５，５の下端部に取り付けられ，ウェハカセット等の荷物Ｗを把持可能な昇降台２（吊下部の一例）とを備えた天井走行型搬送装置に搭載されるものである。
また，図９に示す如く，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３は，上記昇降台２に設置され，２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）６ａ，６ｂ（発光手段の一例）と，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂを所定時間間隔毎に発光させる発光制御部７とを備えた発光器ＬＥと，上記移動台車１に設置され，発光制御部７の制御に従って点滅する上記ＬＥＤ６ａ，６ｂからの光を受光してその受光位置を検出する半導体位置検出素子（ＰＳＤ）９（受光位置検出素子の一例）と，上記ＰＳＤ９により検出された上記受光位置を上記所定時間間隔内で一時的に保持するための記憶素子１４ａ，１４ｂと，上記記憶素子１４ａ，１４ｂに一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記移動台車１に対する上記昇降台２の水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角を演算する位置姿勢演算部１５′（演算手段の一例）とを備えた演算部１１（位置検出器の一例）とを具備する点で上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１とほぼ同様である。
一方，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３が，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１と異なるのは，上記演算部１１が，上記ＰＳＤ９により受光される光の量に基づいて上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態を検出するための比較素子１０１（点灯状態判別手段の一例）と，上記比較素子１０１により検出された上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態に基づいて上記記憶素子１４ａ，１４ｂの保持内容を更新するためのデータ更新信号を生成する生成回路１０２，１０３ａ，１０３ｂとからなるデータ更新信号生成部１００を備え，上記位置姿勢演算部１５′が，上記データ更新信号生成部１００からのデータ更新信号により駆動される上記記憶素子１４ａ，１４ｂに一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角の演算を上記所定時間間隔毎に行う点である。
【００１７】
以下，図９及び図１０を参照して，上記吊下部位置検出装置Ａ３の詳細について説明する。ここで，図１０は，上記発光制御部７，比較素子１０１，生成回路１０２，１０３ａ，１０３ｂの動作を時系列に示すタイムチャートである。尚，上記実施の形態に係る吊下部位置検出装置Ａ１と共通する構成についての説明は既述の通りであるので，必要のない限り省略する。
上記吊下部位置検出装置Ａ３において，上記発光器ＬＥ側の発光制御部７は，図１０に示す如く，点滅信号Ｌ１及び点滅信号Ｌ２をそれぞれ上記ＬＥＤ６ａ及びＬＥＤ６ｂに供給して，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂを一定周期（所定時間間隔）で交互に点灯させる。
上記ＬＥＤ６ａ又は６ｂから照射された照射光は，上記演算部１１側の集光レンズにて集光された後，２つのＬＥＤ６ａ及び６ｂに対して唯一設けられたＰＳＤ９により受光される。
上記ＰＳＤ９では，受光量に対応した電荷が誘起され，該電荷は光電流として，一様な抵抗層を介して各方向（例えば受光面をＸ，Ｙの２軸からなる水平面としたとき，＋Ｘ方向，−Ｘ方向，＋Ｙ方向，−Ｙ方向）にそれぞれ設けられた電極から出力される。このとき，受光位置によって各電極から出力される光電流の大きさが変化することを利用して，受光位置の座標値データの演算が可能である。光スポット位置演算部１３′はこの座標値データの演算を行うためのものである。
ところで，上記ＰＳＤ９には，上記ＬＥＤ６ａ及び６ｂの両方から光が照射されるが，この座標値データの演算の際には，上記ＬＥＤ６ａに対応するものであるか，上記ＬＥＤ６ｂに対応するものであるか区別されない。上記座標値データの区別は，例えば別々の記憶素子に座標値データを保持させることにより行われる。
即ち，上記点滅信号Ｌ１及びＬ２に対応した異なるタイミングで，上記光スポット位置演算器１３′から上記記憶素子１４ａ及び１４ｂのいずれかに座標値データを供給することにより，上記座標値データの区別が行われる。
このために，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３では，上記ＰＳＤ９の各電極から出力される光電流の総和量が利用される。上記各電極から出力される光電流の総和量は，上記ＰＳＤ９により受光された光量に対応する。上記吊下部位置検出装置Ａ２では，この光量を利用して，上記データ更新信号生成部１００により上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態が判別され，上記記憶素子１４ａ，１４ｂの保持内容が更新される。
上記ＰＳＤ９の各電極から出力された総和出力，即ち光量出力Ｔは，その後段に接続された比較素子１０１に供給される。この比較素子１０１には予め所定のしきい値ｓが設定されており，上記比較素子１０１は上記光量出力Ｔと上記所定のしきい値ｓとを比較して，上記光量出力Ｔが上記所定のしきい値ｓ以上の場合には，例えば１に対応する電圧出力が，上記光量出力Ｔが上記所定のしきい値ｓよりも小さい場合には，例えば０に対応する電圧出力がさらに後段の生成回路（フリップフロップ）１０２に供給される。
【００１８】
上記フリップフロップ１０２は，上記比較素子１０１からの電圧出力の立ち上がりを検出して，出力を反転させる。即ち，上記比較素子１０１からの電圧出力が一度立ち上がると例えば出力が０から１に反転され，もう一度立ち上がると出力が１から０に反転され以降これが繰り返される。
そして，上記フリップフロップ１０２の出力Ｆは，生成回路（単安定バイブレータ）１０３ａ，１０３ｂに供給される。一方の単安定バイブレータ１０３ａは，上記フリップフロップ１０１の出力Ｆの立ち上がりを検出して，所定時間パルスを出力し，他方の単安定バイブレータ１０３ｂは，上記フリップフロップ１０１の出力Ｆの立ち下がりを検出して所定時間パルスを出力する。
この２つの単安定バイブレータ１０３ａ，１０３ｂから出力されるパルス信号が，上記記憶素子１４ａ，１４ｂを更新するためのデータ更新信号ＳＨ１，ＳＨ２としてそれぞれ用いられる。上記記憶素子１４ａ，１４ｂでは，上記データ更新信号ＳＨ１，ＳＨ２が入力されたときに，上記光スポット位置演算部１３から上記受光位置の座標値データが取得される。
これにより，上記ＬＥＤ６ａに対応する座標値データは記憶素子１４ａに保持され，上記ＬＥＤ６ｂに対応する座標値データは記憶素子１４ｂに保持される。
そして，上記位置姿勢演算部１５′では，例えば上記フリップフロップ１０２の出力Ｆの立ち下がりから所定時間後に上記記憶素子１４ａ及び記憶素子１４ｂにそれぞれ保持されている座標値データから，上記移動台車１に対する上記昇降台２の例えば水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角が演算される。
例えば図４に示したような，ＸＹからなる水平面内において，上記ＬＥＤ６ａに対応する受光位置（ｘa ，ｙa ）と上記ＬＥＤ６ｂに対応する受光位置（ｘb ，ｙb ）の中点ＣＥの上記ＰＳＤ９の光学中心に対するずれをｘC ，ｙC ，上記２つの受光位置を結ぶ直線とＸ軸又はＹ軸とのなす角をθs とすると，ずれｘC ，ｙC ，回転角θs は，上記式（数１）に従って演算される。
そして，上記位置姿勢演算部１５′にて演算された上記移動台車１に対する昇降台２の相対位置及び姿勢が，例えば後段の制振制御部に出力され，該制振制御部において上記昇降台の位置決め及び揺れ止め制御が行われる。
このように，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３では，移動台車に対する昇降台の少なくとも位置を演算する時間間隔をＬＥＤの点灯状態に基づいて定めることにより，上記移動台車と昇降台との間に結線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて演算間隔を容易に変更することができる。
【００１９】
尚，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１においても上記実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３のように，ＬＥＤの点灯状態を検出し，該検出された点灯状態に合わせて記憶素子１４ａ，１４ｂの保持内容を更新することはもちろん可能である。
また，上記実施例３では，上記移動台車に対する上記昇降台の水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角を求めたが，これに限られるものではなく，例えば水平方向位置のみを求めるようにしてもよいし，鉛直方向位置，即ち上記移動台車に対する上記昇降台の高さを求めることも可能である。例えば上記移動台車に対する上記昇降台の相対的な高さが変化すると，上記ＰＳＤ９における上記ＬＥＤ６ａからの光の受光位置と上記ＬＥＤ６ｂからの光の受光位置との間隔が変化するから，予め所定相対高さにおける上記間隔を測定しておけば，上記間隔から上記移動台車に対する上記昇降台の相対的な高さを測定することが可能である。このような吊下部位置検出装置も本発明における吊下部位置検出装置の一例である。
また，上記実施例３では，独立した２つの記憶素子に２つのＬＥＤに対応した座標値データを保持したが，これに限られるものではなく，例えば異なるタイミングのデータ保持信号ＳＨ１，ＳＨ２の入力に応じて同じ記憶素子の異なる領域に座標値データを区別して保持するようにしてもよい。
さらに，上記実施例３では，２つの記憶素子に２つのＬＥＤに対応した座標値データを保持させることにより，座標値データの区別を行っていたが，これに限られるものではなく，例えば異なるタイミングで生成される信号を用いて経路を切り替えながら，位置演算手段のレジスタ等に座標値データを直接入力し，２つのＬＥＤに対応した座標値データが揃ってから演算を開始させるようにしてもよい。このような吊下部位置検出装置も本発明における吊下部位置検出装置の一例である。
また，上記実施例３では，受光位置検出素子として，ＰＳＤを用いたが，これに限られるものではなく，例えばＣＣＤ等の他の受光素子を用いるようにしてもよい。さらに，上記実施例３では，発光手段として，ＬＥＤを用いたが，これに限られるものではなく，例えば単一波長の光を所定方向に発振する半導体レーザ素子など他の発光手段を用いるようにしてもよい。このような吊下部位置検出装置も本発明における吊下部位置検出装置の一例である。
さらに，上記実施の形態及び各実施例では，本発明の基台の一例として移動台車を，吊下部の一例として昇降部を用いた例を示したが，上記基台は必ずしも移動可能である必要はなく，また上記吊下部も昇降可能である必要はない。
また，上記の各例とは逆に，発光手段を昇降台側に，受光手段を移動台車側にそれぞれ搭載してもよいことは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り，本発明は，基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置される発光手段と，上記吊下部上若しくは上記基台上に上記発光手段に対向して設置され，上記発光手段からの光を集光する集光レンズと，上記吊下部上若しくは上記基台上に設置され，上記集光レンズで集光された光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子とを具備し，上記受光位置検出素子で検出された受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の位置を検出する吊下部位置検出装置において，上記発光手段が複数設けられると共に，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算手段とを具備してなることを特徴とする吊下部位置検出装置として構成されているため，画像処理を用いない簡略な構成で高速に位置検出が行えると共に，複数の位置に基づいて位置検出が行われることにより，上記吊下部の水平方向位置だけでなく，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角（スキュー角）についても正確に検出することができる。
また，上記集光レンズ及び上記受光位置検出素子は，上記各発光手段に対応して複数設けてもよいが，上記複数の発光手段を短間隔で順次点滅させる発光制御手段を具備し，上記演算手段が，上記発光制御手段の制御により順次点滅された上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて上記演算を行うように構成すれば，１つの集光レンズと受光位置検出素子は１組でよいため，装置構成を簡略化できる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記複数の発光手段を，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組を選択的に用いるようにすれば，基台と吊下部との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，基台と吊下部との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段を設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御すれば，吊下部と基台との距離が小さくなっても上記受光位置検出素子上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。また，これに加えて，遠距離と近距離での上記受光位置検出素子の受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。
【００２１】
また，上記請求項７〜９のいずれかに記載の吊下部位置検出装置によれば，受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて発光手段の点灯状態が検出され，検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置が取得されて吊下部の位置検出が行われるため，基台と吊下部との間に電気的な配線を行う必要がなく，しかも発光手段の点灯タイミングを変更しても，それに合わせて上記受光位置の取得タイミングが変更される。
また，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行うようにすれば，上記基台と吊下部との間で結線を行うことなく，上記演算手段は，上記発光手段の発光タイミングに合わせた間隔で上記受光位置を上記記憶素子から取得することができる。
また，上記発光手段を，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設け，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算するように構成すれば，例えば複数の発光手段に対し受光位置検出素子が一つしか設けられていない場合でも，各発光手段に対応した受光位置の取得タイミングを時間的に異ならせることにより，上記発光手段の点灯状態に合わせて上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを正確に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る搬送装置Ａ１の概略構成を示す模式図。
【図２】 上記搬送装置Ａ１の演算部１１及びその関連部分の概略構成を示すブロック図。
【図３】 タイミング信号発生部１６から発せられるスタート信号ＳＳと保持信号ＳＨａ，ＳＨｂ，及び発光制御部７から発せられる点灯信号Ｅａ，Ｅｂの動作タイミングチャート。
【図４】 昇降台２の位置姿勢の説明図。
【図５】 実施例１に係る昇降台２上の概略構成を示す模式図。
【図６】 昇降台２と移動台車１との距離の変化とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図。
【図７】 実施例２に係る搬送装置Ａ２の概略構成を示す模式図。
【図８】 上記搬送装置Ａ２における昇降台２と移動台車１との距離の変化と可変絞り１７の開口径とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図。
【図９】 実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３の要部を説明するための機能ブロック図。
【図１０】 上記吊下部位置検出装置Ａ３の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１１】 従来技術に係るクレーン装置Ａ０の概略構成を示す模式図。
【図１２】 従来技術に係るクレーン装置Ａ０′の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…移動台車（基台の一例）
２…昇降台（吊下部の一例）
５…懸垂材
６ａ〜６ｆ…ＬＥＤ（発光手段の一例）
７…発光制御部
８…集光レンズ
９…ＰＳＤ（受光位置検出素子の一例）
１１…演算部
１４ａ，１４b …記憶素子
１５′…位置姿勢演算部（演算手段の一例）
１７…可変絞り
１８…絞り制御部
１００…データ更新信号生成部
１０１…比較素子
１０２，１０３ａ，１０３ｂ…生成回路
【発明の属する技術分野】
本発明は，基台（例えば移動台車）から懸垂材により吊り下げられた吊下部の上記基台に対する相対位置を検出する吊下部位置検出装置に係り，詳しくは，上記基台上又は該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置され，発光手段と，上記吊下部上若しくは基台上に設置され，上記発光手段からの光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子と，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の少なくとも位置を演算する演算手段とを具備してなる吊下部位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば工場内などでは，荷物の搬送装置として，天井近くに配設されたレール上を走行する移動台車から懸垂材によりハンド付昇降台を昇降可能に吊り下げ，上記ハンドにより荷物を把持して搬送する懸垂式昇降装置（いわゆるクレーン）が広く用いられている。近年では，半導体製造工場や研究所などにおいても，半導体ウェハカセット等を自動搬送するための好適な搬送装置として，上記懸垂式昇降装置が用いられつつある。このような懸垂式昇降装置の最大の問題点として挙げられるのが，吊り下げられた上記昇降台の揺れである。上記移動台車の停止直後などで上記昇降台が大きく揺れている間は，所定位置に置かれている荷物を正確に把持することができなかったり，或いは把持している荷物を所定位置に正確に載置することができない。特に，半導体製造工場や研究所などで用いるものでは，密に設置されるプロセス装置などに上記昇降台が衝突してしまうことも防止する必要がある。そこで，上記昇降台の揺れが収まったか否かを判断したり，或いは上記昇降台の揺れを積極的に減衰させる制振制御を行うことが有効となるが，そのためには，例えば上記昇降台の上記移動台車に対する相対位置や揺れ角度などを検出する必要がある。
このような昇降台の位置や揺れ角度を検出する技術は，例えば特開平８−１７５７８６号公報や特開平９−２５７４７５号公報に提案されている。それぞれの技術について簡単に説明する。
【０００３】
特開平８−１７５７８６号公報に記載のクレーン装置Ａ０は，図１１に示すように，レール３３上を移動する移動台車３１から垂下されたワイヤ３５に，荷物Ｗを把持可能な昇降台３２が取付けられている。上記昇降台３２は，上記移動台車３１に設けられた巻き取りドラム３４による上記ワイヤ３５の巻き取り／繰り出し動作により昇降する。また，上記昇降台３２には発光素子３６が１つ設けられており，上記移動台車３１には，上記発光素子３６から発せられた光を集光する集光レンズ３８と二次元位置検出素子３９とよりなる受光器４０が設けられている。
上記発光素子３６から発せられた光が上記集光レンズ３８により集光されて上記二次元位置検出素子３９で受光されると，上記二次元位置検出素子３９からはその受光位置に応じた信号が出力され，演算装置４１ではその出力信号に基づいて上記移動台車３１に対する上記昇降台３２のズレ量Ｓが求められる。また，上記巻き取りドラム３４に取付けられたロータリーエンコーダ４２で検出された上記巻き取りドラム３４による上記ワイヤの繰り出し長さにより，上記移動台車３１と上記昇降台３２との距離Ｈが求められる。上記演算装置４１では，上記ズレ量Ｓと上記距離Ｈとに基づいて上記昇降台３２の振れ角θが算出される。
尚，図１１中，３７ａは上記二次元位置検出素子３９の出力信号から上記発光素子３６で発生された周波数成分のみを抽出する周波数抽出回路であり，３７ｂは上記受光器４０の受光量を一定にするために光学フィルタ４３を制御する透光量制御回路である。
【０００４】
また，特開平９−２５７４７５号公報に記載のクレーン装置Ａ０′は，図１２に示すように，台車３１′から垂下されたワイヤ３５′に昇降台３２′が取付けられている。上記昇降台３２′には２つのターゲット４６ａ，４６ｂが設けられており，上記台車３１′には，上記ターゲット４６ａ，４６ｂをそれぞれ撮像するカメラ４５ａ，４５ｃ，及びカメラ４５ｂ，４５ｄが設けられている。上記カメラ４５ａ，４５ｃは上記カメラ４５ｂ，４５ｄに比べて視野が広く設定されており，上記昇降台３２′の高さが所定位置よりも高い場合にはカメラ４５ａ，４５ｃが，所定位置よりも低い場合にはカメラ４５ｂ，４５ｄが用いられる。
上記いずれかのカメラで撮像された上記ターゲット４６ａ，４６ｂの画像は，図示しない画像処理装置で処理され，画像上での上記ターゲット４６ａ，４６ｂの位置に基づいて上記昇降台３２′の上記台車３１′に対する振れ角やスキュー角が算出される。尚，上記クレーン装置Ａ０′は２つのターゲットをそれぞれ異なるカメラで撮像するように構成されているが，複数のターゲットを１つのカメラで撮像する技術についても同様に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記２つの技術には次のような問題点があった。
まず上記クレーン装置Ａ０では，１つの発光素子３６の位置のみに基づいて昇降台３２の位置を検出するため，昇降台３２の水平方向の位置や振れ角度しか検出することができず，昇降台３２の捩じり角度（スキュー角）を求めることができない。また，振れ角θの算出に必要な上記移動台車３１と上記昇降台３２との距離Ｈを，上記巻き取りドラム３４による上記ワイヤの繰り出し長さにより検出しているが，このような方法ではワイヤ３５の伸びや繰り出し機構のガタなどにより検出誤差が生じやすいという問題点もあった。更に，上記発光素子３６からの光の上記二次元位置検出素子３９上でのスポットの大きさは，移動台車３１と昇降台３２との距離によって変化するが，特に近距離ではスポットが非常に大きくなり，昇降台３２の僅かな揺れでもスポットが上記二次元位置検出素子３９から容易にはみ出してしまうため，検出可能範囲（昇降台３２の高さ範囲，及び揺れ範囲）が狭いという問題点もあった。
また，上記クレーン装置Ａ０′では，カメラで撮像した画像に画像処理を施す必要があるため，高価な画像処理装置が必要となってコスト高となり，また装置も大型化してしまうという問題点があった。更に，画像処理に時間がかかるために応答性が悪く，リアルタイムの処理を必要とする制振制御などには不向きであった。
本発明は，このような従来の技術における課題を解決するために，吊下部位置検出装置を改良し，画像処理を必要としない簡易な構成で，昇降台のスキュー角や高さについても正確且つ高速に検出することが可能であり，また，基台と吊下部の距離が近くても検出可能範囲を広くとることが可能な吊下部位置検出装置を提供することを目的とするものである。
このために，本発明では，例えば２つの発光手段が短間隔で順次点滅され，それぞれの光が上記集光レンズにより集光されて半導体位置検出素子（ＰＳＤ）などの受光位置検出素子で受光され，その受光位置が出力される。そして，上記２つの発光手段のそれぞれについて得られた上記受光位置に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角が演算手段により演算される。このとき，上記発光手段の点滅間隔と上記演算手段の演算間隔との間で同期を図ることが望ましいが，単純に上記発光手段と演算手段との間を接続すると，基台と吊下部との間に配線が必要になってしまう。
そこで，本発明の他の目的は，上記基台と吊下部との間に結線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて演算間隔を容易に変更することができる吊下部位置検出装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，請求項１に係る発明は，基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置される発光手段と，上記吊下部上若しくは上記基台上に上記発光手段に対向して設置され，上記発光手段からの光を集光する集光レンズと，上記吊下部上若しくは上記基台上に設置され，上記集光レンズで集光された光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子とを具備し，上記受光位置検出素子で検出された受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の位置を検出する吊下部位置検出装置であって，
上記発光手段が複数設けられると共に，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算手段とを具備してなる吊下部位置検出装置において，
上記複数の発光手段が，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設けられると共に，
上記基台に対して昇降可能に構成された上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組が選択的に用いられるものであることを特徴とする吊下部位置検出装置として構成されている。
上記請求項１に記載の吊下部位置検出装置において，上記集光レンズ及び上記受光位置検出素子を，上記各発光手段に対応して複数設けてもよいが，上記複数の発光手段を短間隔で順次点滅させる発光制御手段を具備し，上記演算手段が，上記発光制御手段の制御により順次点滅された上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて上記演算を行うように構成すれば，１つの集光レンズと受光位置検出素子は１組でよいため，装置構成を簡略化できる。
【０００７】
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記複数の発光手段を，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組を選択的に用いるようにすれば，基台と吊下部との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，基台と吊下部との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段を設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御すれば，吊下部と基台との距離が小さくなっても上記受光位置検出素子上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。また，これに加えて，遠距離と近距離での上記受光位置検出素子の受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。
また，上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置検出素子の検出結果を取得するように構成すれば，上記基台と吊下部との間に結線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて演算間隔を容易に変更することができる。
【０００８】
また，請求項６に係る発明は，基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置され，発光手段と，該発光手段を所定時間間隔で点滅させる発光制御手段とを備えた発光器と，上記吊下部上若しくは基台上に設置され，上記発光制御手段の制御に従って点滅する上記発光手段からの光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子と，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の少なくとも位置を演算する演算手段とを備えた位置検出器とを具備してなる吊下部位置検出装置において，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置を取得してなる吊下部位置検出装置として構成されている。
また，上記吊下部位置検出装置において，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行うように構成することが可能である。
また，上記発光手段が，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設けられ，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算するように構成することが可能である。
【０００９】
【作用】
上記請求項１〜５いずれかに記載の吊下部位置検出装置によれば，例えば２つの発光手段が短間隔で順次点滅され，それぞれの光が上記集光レンズにより集光されて半導体位置検出素子（ＰＳＤ）などの受光位置検出素子で受光され，その受光位置が出力される。そして，上記２つの発光手段のそれぞれについて得られた上記受光位置に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角が演算される。このように，画像処理を用いない簡略な構成で高速に位置検出が行えると共に，２つの位置に基づいて位置検出を行うために，上記吊下部の水平方向位置だけでなく，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角（スキュー角）についても正確に検出することができる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記複数の発光手段を，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組を選択的に用いるようにすることが望ましい。これにより，例えば上記吊下部が所定高さよりも高い位置にあるときには設置間隔の小さい発光手段の組を，上記吊下部が所定高さよりも低い位置にあるときには設置間隔の大きい発光手段の組を用いるように制御すれば，基台と吊下部との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，基台と吊下部との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，更に上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段を設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御することが望ましい。これにより，例えば上記吊下部の位置が高くなるにつれて上記可変絞り手段の開口径を小さくするように制御すれば，吊下部と基台との距離が小さくなっても上記受光位置検出素子上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。また，これに加えて，遠距離と近距離での上記受光位置検出素子の受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。
また，上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置検出素子の検出結果を取得するように構成すれば，上記基台と吊下部との間で結線を行うことなく，上記発光手段の点灯状態に合わせたタイミングで上記受光位置検出素子の検出結果を取得して演算を行い，正確な位置検出を行うことができる。
【００１０】
また，上記請求項６あるいは７のいずれかに記載の吊下部位置検出装置によれば，受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて発光手段の点灯状態が検出され，検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置が取得されて吊下部の位置検出が行われるため，基台と吊下部との間に電気的な配線を行う必要がなく，しかも発光手段の点灯タイミングを変更しても，それに合わせて上記受光位置の取得タイミングが変更される。
また，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行うようにすれば，上記基台と吊下部との間で結線を行うことなく，上記演算手段は，上記発光手段の発光タイミングに合わせた間隔で上記受光位置を上記記憶素子から取得することができる。
また，上記発光手段を，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設け，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算するように構成すれば，例えば複数の発光手段に対し受光位置検出素子が一つしか設けられていない場合でも，各発光手段に対応した受光位置の取得タイミングを時間的に異ならせることにより，上記発光手段の点灯状態に合わせて上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを正確に演算することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して，本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る搬送装置Ａ１の概略構成を示す模式図，図２は上記搬送装置Ａ１の演算部１１及びその関連部分の概略構成を示すブロック図，図３はタイミング信号発生部１６から発せられるスタート信号ＳＳと保持信号ＳＨａ，ＳＨｂ，及び発光制御部７から発せられる点灯信号Ｅａ，Ｅｂの動作タイミングチャート，図４は昇降台２の位置姿勢の説明図，図５は実施例１に係る昇降台２上の概略構成を示す模式図，図６は昇降台２と移動台車１との距離の変化とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図，図７は実施例２に係る搬送装置Ａ２の概略構成を示す模式図，図８は上記搬送装置Ａ２における昇降台２と移動台車１との距離の変化と可変絞り１７の開口径とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図である。
本実施の形態に係る搬送装置Ａ１は，本発明に係る吊下部位置検出装置を，昇降機構を具備した天井走行型搬送装置として具現化した一例である。
図１に示すように，上記搬送装置Ａ１は，大きく分けて，天井付近に配設されたレール３に沿って移動する移動台車１（基台の一例）と，上記移動台車１から垂下された２本の懸垂材５，５と，上記懸垂材５，５の下端部に取り付けられ，荷物Ｗを把持可能な昇降部２（吊下部の一例）とで構成されている。上記昇降台２は，上記移動台車１に設けられた巻き取りドラム４による上記懸垂材５の巻き取り／繰り出し動作により昇降する。
上記昇降台２には，２つの発光ダイオード（以下，ＬＥＤという）６ａ，６ｂ（発光手段の一例）と，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光制御を行う発光制御部７とが設けられている。
また，上記移動台車１には，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂから発せられた光を集光する集光レンズ８と，上記集光レンズ８で集光された光を受光してその受光位置（光スポットの中心位置）を検出する半導体位置検出素子（以下，ＰＳＤという）９（受光位置検出素子の一例）とよりなる受光器１０が設けられている。更に，上記移動台車１には，上記発光制御部７によって制御される上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光タイミングと上記ＰＳＤ９による受光位置信号取得のタイミングの同期を図りつつ，上記ＰＳＤ９で検出された受光位置に基づいて上記昇降台２の上記移動台車１に対する水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算部１１が搭載されている。
【００１２】
続いて，図２を用いて，上記演算部１１の詳細構成，及び上記演算部１１を中心とした制御動作について説明する。
図２に示すように，上記演算部１１は，光スポット位置演算部１３と，記憶素子１４ａ，１４ｂと，位置姿勢演算部１５と，タイミング信号発生部１６とで構成されている。
上記光スポット位置演算部１３では，上記ＰＳＤ９の出力信号に基づいて上記ＰＳＤ９上の光スポットの座標値が演算され，出力される。上記光スポット位置演算部１３で出力された座標値データは，上記ＬＥＤ６ａからの光に対応するものが記憶素子１４ａに，上記ＬＥＤ６ｂからの光に対応するものが記憶素子１４ｂにそれぞれ記憶される。
上記タイミング信号発生部１６は，上記発光制御部７にスタート信号を一定周期で出力するとともに，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにデータ保持信号を出力する。これらの動作を図３に示すタイムチャートを用いて説明する。上記タイミング信号発生部１６から上記発光制御部７に対してスタート信号ＳＳが出力されると，上記発光制御部７からは上記ＬＥＤ６ａ，６ｂをそれぞれ点灯させる点灯信号Ｅａ，Ｅｂが時間をずらして交互に出力され，これに基づいてＬＥＤ６ａ，６ｂが順次点滅する。このとき，上記タイミング信号発生部１６では，ＬＥＤ６ａが点灯している間に上記記憶素子１４ａに対して保持データを更新させる保持信号ＳＨａを送出し，ＬＥＤ６ｂが点灯している間に上記記憶素子１４ｂに対して保持データを更新させる保持信号ＳＨｂを送出する。以上により，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにはそれぞれ上記ＬＥＤ６ａ，６ｂに関する上記ＰＳＤ９上での光スポット位置の座標値データが順次保持される。尚，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにそれぞれ記憶される座標値データは，同じ時刻での上記ＬＥＤ６ａ，６ｂそれぞれに関する光スポット位置の座標値データとして用いられるが，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光時刻には実際にはΔｔの差がある。しかしながら，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光間隔Δｔを，上記昇降台２の揺れの周期に対して十分高速（例えば数ＫＨｚ以上）に設定すれば，上記時間差Δｔは無視できる。
このように，２つのＬＥＤの点滅のタイミングを僅かにずらしてそれぞれのＬＥＤに関するＰＳＤ９上の座標値データを記憶することにより，ＬＥＤと同数のＰＳＤや集光レンズを設置する必要がなく，装置構成が簡略化できる。勿論，ＬＥＤ６ａ，６ｂに対してそれぞれ集光レンズ８とＰＳＤ９を設置してもよい。
【００１３】
上記位置姿勢演算部１５では，上記記憶素子１４ａ，１４ｂにそれぞれ記憶された上記ＬＥＤ６ａ，６ｂに関する上記ＰＳＤ９上での光スポット位置の座標値データに基づいて，上記昇降台２の上記移動台車１に対する水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角が演算される。その演算方法について図４を用いて説明する。
図４は，昇降台２を上方から見た図である。使用する座標系としては，上記移動台車１上の上記受光器１０の中心に原点をとり，水平面内にＸ軸，Ｙ軸を，鉛直下方に向けてＺ軸を設定する（図１，図４参照）。搬送装置Ａ１では，昇降台２の揺れ幅は小さいので，昇降台は水平面に平行に揺れていると見做せる。従って，上記位置姿勢演算部１５では，次式により，水平面内でのズレｘｃ，ｙｃ，スキュー角θｓ，及び移動台車１と昇降台２との距離ｚｃが算出される。
【数１】
このように，昇降台２上の異なる２つの位置において移動台車１に対するズレ量を検出することにより，昇降台２の水平方向位置だけでなく，スキュー角についても容易に検出できる。また，昇降台２の鉛直方向位置についても，機械的な誤差の影響を受ける巻き取りドラム４の送り出し量を用いる場合に比べて高精度で検出できる。
また，搬送装置Ａ１ではＰＳＤ９を用いてＬＥＤ６ａ，６ｂの位置検出を行っているため，画像処理を必要とせず，コストが安く小型の簡易な構成で，高速且つ高精度の位置検出が行える。
尚，上記の例では２つのＬＥＤ６ａ，６ｂを用いたが，３つ以上のＬＥＤを用いてもよいことは言うまでもない。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１では，図１に示すようにＰＳＤ９の検出範囲は視野角αで決まるため，上記昇降台２が上記移動台車１に近い位置にあるときには検出範囲が狭くなる。従って，上記昇降台２が上記移動台車１に近い位置にあっても極力検出範囲を広くするためには，上記昇降台２の振れ量が大きくなってもＬＥＤ６ａ，６ｂが上記視野角α内に収まりやすいように，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの設置間隔Ｌｓを小さくすることが望ましい。しかしながら，上記Ｌｓが小さくなると，上記昇降台２が上記移動台車１から離れたときの位置検出精度は悪くなる。そこで，図５に示すように，それぞれ設置間隔の異なる２つのＬＥＤの組を複数組設置し，例えば上記昇降台２と移動台車１との距離に応じて上記ＬＥＤの組を切り替えて使用すれば，上記のような問題は解決できる。
図５に示す例では，６つのＬＥＤ６ａ〜６ｆが昇降台２上に設置されている。上記６つのＬＥＤは，６ａと６ｂ，６ｃと６ｄ，６ｅと６ｆの３つの組を構成している。上記各組におけるＬＥＤの設置間隔は組毎に異なっており，６ａと６ｂが最も広く，６ｅと６ｆが最も狭い。上記全てのＬＥＤに接続されている発光制御部７′では，移動台車１と昇降台２との距離ｚｃに応じて，
ｚ２≦ｚｃのときは ６ａと６ｂ
ｚ１≦ｚｃ≦ｚ２のときは ６ｃと６ｄ
ｚｃ＜ｚ１のときは ６ｅと６ｆ
（但し，ｚ１＜ｚ２）
というように使用するＬＥＤ組を切り替える。これにより，移動台車１と昇降台２との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，移動台車１と昇降台２との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
尚，上記距離ｚｃの値は，最終的な検出結果の算出を待たなければ正確な値は得られない。即ち，上記ＬＥＤ組の切り替えの時点では正確な値は得られていない。従って，例えば予め昇降台２の昇降のティーチングを行った際の設定値を上記距離ｚｃとして用いることが考えられる。或いは，昇降台２の位置検出時に，まずＬＥＤ６ｅ，６ｆを用いて距離ｚｃの概略値を算出し，その概略値を用いて最も適したＬＥＤ組を使用して本来の位置検出処理を行うようにしてもよい。また，巻き取りドラム４にロータリーエンコーダを取付け，これによって得られた懸垂材５の繰り出し量に基づいて上記ＬＥＤ組の切り替えを行った後に本来の正確な位置検出処理を行うようにしてもよい。
【００１５】
（実施例２）
上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１において，ＬＥＤ６ａ，６ｂから発せられた光が集光レンズ８によって最も小さく集光される光軸方向の位置（結像位置）は，ＬＥＤ６ａ，６ｂと集光レンズ８との距離によって変化する。そのため，ＰＳＤ９上に集光される光スポットＳの大きさは，昇降台２と移動台車１との距離によって変化する（図６参照）。上記搬送装置Ａ１で受光位置検出素子の一例として用いているＰＳＤでは，光スポットの中心位置を検出できるため，光スポットの大きさが変化しても位置検出は可能である。しかしながら，図６（ｂ）のように光スポットＳ′の一部がＰＳＤ９からはみ出してしまうと，正確な位置検出を行うことはできない。即ち，この光スポットの大きさは，上記実施例１で述べた視野角による検出範囲の減少と併せて位置検出範囲を制限する大きな要因となる。
そこで，上記光スポットの大きさの変化による検出範囲の減少の問題を解決する手段の一例として，図７に示す搬送装置Ａ２を提案する。
図７に示す搬送装置Ａ２は，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１に対して，集光レンズ８の近傍に可変絞り１７を設け，更に，昇降台２と移動台車１との距離に応じて上記可変絞り１７の開口径を制御する絞り制御部１８を具備している。
上記絞り制御部１８は，例えば図８に示すように，昇降台２と移動台車１との距離が大きい場合に可変絞り１７の開口径を大きくし（図８（ａ）），昇降台２と移動台車１との距離が小さくなるにつれて可変絞り１７の開口径を小さく（図８（ｂ））するように制御する。これにより，昇降台２と移動台車１との距離が小さくなってもＰＳＤ９上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。
また，これに加えて，遠距離と近距離での受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。上記の例の場合，ＰＳＤ９の受光量は昇降台２と移動台車１との距離のほぼ２乗に反比例し，可変絞り１７の開口径の２乗に比例することから，可変絞り１７の開口径を昇降台２と移動台車１との距離に比例するように制御すれば，ＰＳＤ９の受光量をほぼ一定にすることができる。
【００１６】
（実施例３）
上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１では，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光タイミングと上記記憶素子１４ａ，１４ｂのデータ更新のタイミングとの間の同期を図るために，上記スタート信号が両者に伝送されていたが，この場合には，図２に示したように，上記移動台車１と昇降台２との間にスタート信号線１２を配線する必要があった。また，図３に示したように，上記保持信号ＳＨａ，ＳＨｂは，上記スタート信号から所定時間ずらしたタイミングで生成されるため，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの発光タイミングを変更しようとすると，同時に上記保持信号ＳＨａ，ＳＨｂの生成タイミングも変更する必要があった。
そこで，上記スタート信号を用いる代わりに，例えばＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態に基づいて両者の同期を図ることにより，配線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて上記記憶素子１４ａ，１４ｂのデータ更新のタイミングを容易に変更することができる。
この実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３は，請求項６，及び７〜９に記載の吊下部位置検出装置に対応するものであって，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１と同様に，例えば天井付近に配設されたレール３に沿って移動する移動台車１（基台の一例）と，上記移動台車１から垂下された２本の懸垂材５，５と，上記懸垂材５，５の下端部に取り付けられ，ウェハカセット等の荷物Ｗを把持可能な昇降台２（吊下部の一例）とを備えた天井走行型搬送装置に搭載されるものである。
また，図９に示す如く，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３は，上記昇降台２に設置され，２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）６ａ，６ｂ（発光手段の一例）と，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂを所定時間間隔毎に発光させる発光制御部７とを備えた発光器ＬＥと，上記移動台車１に設置され，発光制御部７の制御に従って点滅する上記ＬＥＤ６ａ，６ｂからの光を受光してその受光位置を検出する半導体位置検出素子（ＰＳＤ）９（受光位置検出素子の一例）と，上記ＰＳＤ９により検出された上記受光位置を上記所定時間間隔内で一時的に保持するための記憶素子１４ａ，１４ｂと，上記記憶素子１４ａ，１４ｂに一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記移動台車１に対する上記昇降台２の水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角を演算する位置姿勢演算部１５′（演算手段の一例）とを備えた演算部１１（位置検出器の一例）とを具備する点で上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１とほぼ同様である。
一方，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３が，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１と異なるのは，上記演算部１１が，上記ＰＳＤ９により受光される光の量に基づいて上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態を検出するための比較素子１０１（点灯状態判別手段の一例）と，上記比較素子１０１により検出された上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態に基づいて上記記憶素子１４ａ，１４ｂの保持内容を更新するためのデータ更新信号を生成する生成回路１０２，１０３ａ，１０３ｂとからなるデータ更新信号生成部１００を備え，上記位置姿勢演算部１５′が，上記データ更新信号生成部１００からのデータ更新信号により駆動される上記記憶素子１４ａ，１４ｂに一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角の演算を上記所定時間間隔毎に行う点である。
【００１７】
以下，図９及び図１０を参照して，上記吊下部位置検出装置Ａ３の詳細について説明する。ここで，図１０は，上記発光制御部７，比較素子１０１，生成回路１０２，１０３ａ，１０３ｂの動作を時系列に示すタイムチャートである。尚，上記実施の形態に係る吊下部位置検出装置Ａ１と共通する構成についての説明は既述の通りであるので，必要のない限り省略する。
上記吊下部位置検出装置Ａ３において，上記発光器ＬＥ側の発光制御部７は，図１０に示す如く，点滅信号Ｌ１及び点滅信号Ｌ２をそれぞれ上記ＬＥＤ６ａ及びＬＥＤ６ｂに供給して，上記ＬＥＤ６ａ，６ｂを一定周期（所定時間間隔）で交互に点灯させる。
上記ＬＥＤ６ａ又は６ｂから照射された照射光は，上記演算部１１側の集光レンズにて集光された後，２つのＬＥＤ６ａ及び６ｂに対して唯一設けられたＰＳＤ９により受光される。
上記ＰＳＤ９では，受光量に対応した電荷が誘起され，該電荷は光電流として，一様な抵抗層を介して各方向（例えば受光面をＸ，Ｙの２軸からなる水平面としたとき，＋Ｘ方向，−Ｘ方向，＋Ｙ方向，−Ｙ方向）にそれぞれ設けられた電極から出力される。このとき，受光位置によって各電極から出力される光電流の大きさが変化することを利用して，受光位置の座標値データの演算が可能である。光スポット位置演算部１３′はこの座標値データの演算を行うためのものである。
ところで，上記ＰＳＤ９には，上記ＬＥＤ６ａ及び６ｂの両方から光が照射されるが，この座標値データの演算の際には，上記ＬＥＤ６ａに対応するものであるか，上記ＬＥＤ６ｂに対応するものであるか区別されない。上記座標値データの区別は，例えば別々の記憶素子に座標値データを保持させることにより行われる。
即ち，上記点滅信号Ｌ１及びＬ２に対応した異なるタイミングで，上記光スポット位置演算器１３′から上記記憶素子１４ａ及び１４ｂのいずれかに座標値データを供給することにより，上記座標値データの区別が行われる。
このために，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３では，上記ＰＳＤ９の各電極から出力される光電流の総和量が利用される。上記各電極から出力される光電流の総和量は，上記ＰＳＤ９により受光された光量に対応する。上記吊下部位置検出装置Ａ２では，この光量を利用して，上記データ更新信号生成部１００により上記ＬＥＤ６ａ，６ｂの点灯状態が判別され，上記記憶素子１４ａ，１４ｂの保持内容が更新される。
上記ＰＳＤ９の各電極から出力された総和出力，即ち光量出力Ｔは，その後段に接続された比較素子１０１に供給される。この比較素子１０１には予め所定のしきい値ｓが設定されており，上記比較素子１０１は上記光量出力Ｔと上記所定のしきい値ｓとを比較して，上記光量出力Ｔが上記所定のしきい値ｓ以上の場合には，例えば１に対応する電圧出力が，上記光量出力Ｔが上記所定のしきい値ｓよりも小さい場合には，例えば０に対応する電圧出力がさらに後段の生成回路（フリップフロップ）１０２に供給される。
【００１８】
上記フリップフロップ１０２は，上記比較素子１０１からの電圧出力の立ち上がりを検出して，出力を反転させる。即ち，上記比較素子１０１からの電圧出力が一度立ち上がると例えば出力が０から１に反転され，もう一度立ち上がると出力が１から０に反転され以降これが繰り返される。
そして，上記フリップフロップ１０２の出力Ｆは，生成回路（単安定バイブレータ）１０３ａ，１０３ｂに供給される。一方の単安定バイブレータ１０３ａは，上記フリップフロップ１０１の出力Ｆの立ち上がりを検出して，所定時間パルスを出力し，他方の単安定バイブレータ１０３ｂは，上記フリップフロップ１０１の出力Ｆの立ち下がりを検出して所定時間パルスを出力する。
この２つの単安定バイブレータ１０３ａ，１０３ｂから出力されるパルス信号が，上記記憶素子１４ａ，１４ｂを更新するためのデータ更新信号ＳＨ１，ＳＨ２としてそれぞれ用いられる。上記記憶素子１４ａ，１４ｂでは，上記データ更新信号ＳＨ１，ＳＨ２が入力されたときに，上記光スポット位置演算部１３から上記受光位置の座標値データが取得される。
これにより，上記ＬＥＤ６ａに対応する座標値データは記憶素子１４ａに保持され，上記ＬＥＤ６ｂに対応する座標値データは記憶素子１４ｂに保持される。
そして，上記位置姿勢演算部１５′では，例えば上記フリップフロップ１０２の出力Ｆの立ち下がりから所定時間後に上記記憶素子１４ａ及び記憶素子１４ｂにそれぞれ保持されている座標値データから，上記移動台車１に対する上記昇降台２の例えば水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角が演算される。
例えば図４に示したような，ＸＹからなる水平面内において，上記ＬＥＤ６ａに対応する受光位置（ｘa ，ｙa ）と上記ＬＥＤ６ｂに対応する受光位置（ｘb ，ｙb ）の中点ＣＥの上記ＰＳＤ９の光学中心に対するずれをｘC ，ｙC ，上記２つの受光位置を結ぶ直線とＸ軸又はＹ軸とのなす角をθs とすると，ずれｘC ，ｙC ，回転角θs は，上記式（数１）に従って演算される。
そして，上記位置姿勢演算部１５′にて演算された上記移動台車１に対する昇降台２の相対位置及び姿勢が，例えば後段の制振制御部に出力され，該制振制御部において上記昇降台の位置決め及び揺れ止め制御が行われる。
このように，本実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３では，移動台車に対する昇降台の少なくとも位置を演算する時間間隔をＬＥＤの点灯状態に基づいて定めることにより，上記移動台車と昇降台との間に結線の必要をなくし，しかも発光のタイミングの変更に合わせて演算間隔を容易に変更することができる。
【００１９】
尚，上記実施の形態に係る搬送装置Ａ１においても上記実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３のように，ＬＥＤの点灯状態を検出し，該検出された点灯状態に合わせて記憶素子１４ａ，１４ｂの保持内容を更新することはもちろん可能である。
また，上記実施例３では，上記移動台車に対する上記昇降台の水平方向位置及び鉛直軸回りの回転角を求めたが，これに限られるものではなく，例えば水平方向位置のみを求めるようにしてもよいし，鉛直方向位置，即ち上記移動台車に対する上記昇降台の高さを求めることも可能である。例えば上記移動台車に対する上記昇降台の相対的な高さが変化すると，上記ＰＳＤ９における上記ＬＥＤ６ａからの光の受光位置と上記ＬＥＤ６ｂからの光の受光位置との間隔が変化するから，予め所定相対高さにおける上記間隔を測定しておけば，上記間隔から上記移動台車に対する上記昇降台の相対的な高さを測定することが可能である。このような吊下部位置検出装置も本発明における吊下部位置検出装置の一例である。
また，上記実施例３では，独立した２つの記憶素子に２つのＬＥＤに対応した座標値データを保持したが，これに限られるものではなく，例えば異なるタイミングのデータ保持信号ＳＨ１，ＳＨ２の入力に応じて同じ記憶素子の異なる領域に座標値データを区別して保持するようにしてもよい。
さらに，上記実施例３では，２つの記憶素子に２つのＬＥＤに対応した座標値データを保持させることにより，座標値データの区別を行っていたが，これに限られるものではなく，例えば異なるタイミングで生成される信号を用いて経路を切り替えながら，位置演算手段のレジスタ等に座標値データを直接入力し，２つのＬＥＤに対応した座標値データが揃ってから演算を開始させるようにしてもよい。このような吊下部位置検出装置も本発明における吊下部位置検出装置の一例である。
また，上記実施例３では，受光位置検出素子として，ＰＳＤを用いたが，これに限られるものではなく，例えばＣＣＤ等の他の受光素子を用いるようにしてもよい。さらに，上記実施例３では，発光手段として，ＬＥＤを用いたが，これに限られるものではなく，例えば単一波長の光を所定方向に発振する半導体レーザ素子など他の発光手段を用いるようにしてもよい。このような吊下部位置検出装置も本発明における吊下部位置検出装置の一例である。
さらに，上記実施の形態及び各実施例では，本発明の基台の一例として移動台車を，吊下部の一例として昇降部を用いた例を示したが，上記基台は必ずしも移動可能である必要はなく，また上記吊下部も昇降可能である必要はない。
また，上記の各例とは逆に，発光手段を昇降台側に，受光手段を移動台車側にそれぞれ搭載してもよいことは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り，本発明は，基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置される発光手段と，上記吊下部上若しくは上記基台上に上記発光手段に対向して設置され，上記発光手段からの光を集光する集光レンズと，上記吊下部上若しくは上記基台上に設置され，上記集光レンズで集光された光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子とを具備し，上記受光位置検出素子で検出された受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の位置を検出する吊下部位置検出装置において，上記発光手段が複数設けられると共に，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算手段とを具備してなることを特徴とする吊下部位置検出装置として構成されているため，画像処理を用いない簡略な構成で高速に位置検出が行えると共に，複数の位置に基づいて位置検出が行われることにより，上記吊下部の水平方向位置だけでなく，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角（スキュー角）についても正確に検出することができる。
また，上記集光レンズ及び上記受光位置検出素子は，上記各発光手段に対応して複数設けてもよいが，上記複数の発光手段を短間隔で順次点滅させる発光制御手段を具備し，上記演算手段が，上記発光制御手段の制御により順次点滅された上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて上記演算を行うように構成すれば，１つの集光レンズと受光位置検出素子は１組でよいため，装置構成を簡略化できる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記複数の発光手段を，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組を選択的に用いるようにすれば，基台と吊下部との距離が近い場合の検出範囲の縮小を極力抑えることができると共に，基台と吊下部との距離が遠い場合の検出精度の低下を抑えることが可能となる。
また，上記吊下部が上記基台に対して昇降可能に構成されている場合には，上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段を設け，上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御すれば，吊下部と基台との距離が小さくなっても上記受光位置検出素子上の光スポットの拡大を抑えることができ，検出範囲の減少を抑えることが可能となる。また，これに加えて，遠距離と近距離での上記受光位置検出素子の受光量の変動を小さくでき，位置検出精度を向上させるという効果も得られる。
【００２１】
また，上記請求項７〜９のいずれかに記載の吊下部位置検出装置によれば，受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて発光手段の点灯状態が検出され，検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置が取得されて吊下部の位置検出が行われるため，基台と吊下部との間に電気的な配線を行う必要がなく，しかも発光手段の点灯タイミングを変更しても，それに合わせて上記受光位置の取得タイミングが変更される。
また，上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行うようにすれば，上記基台と吊下部との間で結線を行うことなく，上記演算手段は，上記発光手段の発光タイミングに合わせた間隔で上記受光位置を上記記憶素子から取得することができる。
また，上記発光手段を，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設け，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算するように構成すれば，例えば複数の発光手段に対し受光位置検出素子が一つしか設けられていない場合でも，各発光手段に対応した受光位置の取得タイミングを時間的に異ならせることにより，上記発光手段の点灯状態に合わせて上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを正確に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る搬送装置Ａ１の概略構成を示す模式図。
【図２】 上記搬送装置Ａ１の演算部１１及びその関連部分の概略構成を示すブロック図。
【図３】 タイミング信号発生部１６から発せられるスタート信号ＳＳと保持信号ＳＨａ，ＳＨｂ，及び発光制御部７から発せられる点灯信号Ｅａ，Ｅｂの動作タイミングチャート。
【図４】 昇降台２の位置姿勢の説明図。
【図５】 実施例１に係る昇降台２上の概略構成を示す模式図。
【図６】 昇降台２と移動台車１との距離の変化とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図。
【図７】 実施例２に係る搬送装置Ａ２の概略構成を示す模式図。
【図８】 上記搬送装置Ａ２における昇降台２と移動台車１との距離の変化と可変絞り１７の開口径とＰＳＤ９上での光スポットとの関係の一例を示す説明図。
【図９】 実施例３に係る吊下部位置検出装置Ａ３の要部を説明するための機能ブロック図。
【図１０】 上記吊下部位置検出装置Ａ３の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１１】 従来技術に係るクレーン装置Ａ０の概略構成を示す模式図。
【図１２】 従来技術に係るクレーン装置Ａ０′の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…移動台車（基台の一例）
２…昇降台（吊下部の一例）
５…懸垂材
６ａ〜６ｆ…ＬＥＤ（発光手段の一例）
７…発光制御部
８…集光レンズ
９…ＰＳＤ（受光位置検出素子の一例）
１１…演算部
１４ａ，１４b …記憶素子
１５′…位置姿勢演算部（演算手段の一例）
１７…可変絞り
１８…絞り制御部
１００…データ更新信号生成部
１０１…比較素子
１０２，１０３ａ，１０３ｂ…生成回路
Claims (7)
- 基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置される発光手段と，上記吊下部上若しくは上記基台上に上記発光手段に対向して設置され，上記発光手段からの光を集光する集光レンズと，上記吊下部上若しくは上記基台上に設置され，上記集光レンズで集光された光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子とを具備し，上記受光位置検出素子で検出された受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の位置を検出する吊下部位置検出装置であって，
上記発光手段が複数設けられると共に，
上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算手段とを具備してなる吊下部位置検出装置において，
上記複数の発光手段が，それら複数の発光手段の設置間隔を変えて複数組設けられると共に，
上記基台に対して昇降可能に構成された上記吊下部の昇降量に応じて上記複数組の発光手段のうちの１組が選択的に用いられるものであることを特徴とする吊下部位置検出装置。 - 上記複数の発光手段を短間隔で順次点滅させる発光制御手段を具備し，
上記演算手段が，上記発光制御手段の制御により順次点滅された上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて上記演算を行う請求項１記載の吊下部位置検出装置。 - 上記集光レンズ及び上記受光位置検出素子が，上記各発光手段に対応して複数設けられる請求項１記載の吊下部位置検出装置。
- 基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置される発光手段と，上記吊下部上若しくは上記基台上に上記発光手段に対向して設置され，上記発光手段からの光を集光する集光レンズと，上記吊下部上若しくは上記基台上に設置され，上記集光レンズで集光された光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子とを具備し，上記受光位置検出素子で検出された受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の位置を検出する吊下部位置検出装置であって，
上記発光手段が複数設けられると共に，
上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記基台に対する上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角を演算する演算手段とを具備してなる吊下部位置検出装置において，
上記受光位置検出素子に入射する光量を変化させる可変絞り手段と，
上記基台に対して昇降可能に構成された上記吊下部の昇降量に応じて上記可変絞り手段を制御する絞り制御手段とを具備してなる請求項１〜３のいずれかに記載の吊下部位置検出装置。 - 上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置検出素子の検出結果を取得してなる請求項２記載の吊下部位置検出装置。
- 基台上若しくは該基台から懸垂材により吊り下げられた吊下部上に設置され，発光手段と，該発光手段を所定時間間隔で点滅させる発光制御手段とを備えた発光器と，上記吊下部上若しくは基台上に設置され，上記発光制御手段の制御に従って点滅する上記発光手段からの光を受光してその受光位置を検出する受光位置検出素子と，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置に基づいて上記基台に対する上記吊下部の少なくとも位置を演算する演算手段とを備えた位置検出器とを具備してなる吊下部位置検出装置であって，
上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により受光される光の量に基づいて上記発光手段の点灯状態を検出する点灯状態検出手段を更に具備し，上記演算手段が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて上記受光位置を取得してなる吊下部位置検出装置において，
上記発光手段が，上記基台上若しくは吊下部上の異なる位置に複数設けられ，上記発光制御手段が，上記複数の発光手段を上記所定時間間隔内の異なる時期に順次発光させ，上記演算手段が，上記複数の発光手段からのそれぞれの光に対する上記受光位置検出素子の検出結果に基づいて，上記所定時間間隔毎に上記吊下部の水平方向位置，鉛直方向位置，及び鉛直軸回りの回転角のいずれか又はこれらの組み合わせを演算してなることを特徴とする吊下部位置検出装置。 - 上記位置検出器が，上記受光位置検出素子により検出される上記受光位置を一時的に保持するための記憶素子を更に具備し，上記記憶素子が，上記点灯状態検出手段により検出された上記発光手段の点灯状態に基づいて更新され，上記演算手段が，上記記憶素子に一時的に保持された上記受光位置に基づいて上記演算を上記所定時間間隔毎に行う請求項６記載の吊下部位置検出装置。
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