JP4876233B2 - 位置検出器および被検出体 - Google Patents
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Description
(2) 前記パターンは、
(2−I)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を、該センサの一部を成す受光素子に対して反射するもの、
(2−II)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を、該センサの一部を成す受光素子に対して透過するもの、または、
(2−III)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、蛍光励起等により前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を発生し、該センサの一部を成す受光素子に対して照射するもの、
のいずれかであることを特徴とする、(1)に記載の位置検出器。
(3) 前記センサは、前記被検出体からの電磁波を各波長に分離するための、スペクトル分光器もしくは原色フィルタ等の波長分離部を有し、これにより分離され得られた波長に基づき位置検出がなされることを特徴とする、(1)または(2)に記載の位置検出器。
(4) 前記被検出体は、回転方向上の位置検出がなされるべく円板状の形態を有し、その回転方向上に、前記センサ側に送出されるべき異なる波長の電磁波を発生させるパターンが形成されており、かかる構成により該被検出体の回転位置を検出できることを特徴とする、(1)ないし(3)のいずれかに記載の位置検出器。
(5) 前記被検出体は、座標平面上の位置検出がなされるべく平行四辺形の形態を有し、その象限内に、前記センサ側に送出されるべき異なる波長の電磁波を発生させるパターンが形成されており、かかる構成により該被検出体の座標位置を検出できることを特徴とする、(1)ないし(3)のいずれかに記載の位置検出器。
(6) 前記被検出体は、球面上の位置検出がなされるべく球形の形態を有し、その球面上に、前記センサ側に送出されるべき異なる波長の電磁波を発生させるパターンが形成されており、かかる構成により該被検出体の球面上位位置を検出できることを特徴とする、(1)ないし(3)のいずれかに記載の位置検出器。
(8) 前記パターンは、位置により連続的に変化する色または色彩により形成されていることを特徴とする、(4)ないし(7)のいずれかに記載の位置検出器。
(9) 前記パターンは、被検出位置上の異なる位置に設けられた複数の基礎色と、隣接する二の該基礎色間に連続的に配された、両者の混色比率に基づく各色とからなることを特徴とする、(8)に記載の位置検出器。
(10) 前記基礎色は、色光の三原色または色料の三原色である場合を含む、二色以上の原色であることを特徴とする、(9)に記載の位置検出器。
(11) 光照射により電磁波を発生させる位置信号発生用パターンが形成された被検出体であって、該パターンは、該被検出体上の位置によって連続的に異なる波長の電磁波を発生し得るよう、可視的にもしくは不可視的にグラデーション状に形成されていることを特徴とする、被検出体。
(12) 前記パターンは位置により連続的に変化する色または色彩によりグラデーション状に形成されており、回転方向上の位置検出がなされるべく円板状の形態をなしていることを特徴とする、(11)に記載の被検出体。
(13) 前記パターンは位置により連続的に変化する色または色彩によりグラデーション状に形成されており、座標平面上の位置検出がなされるべく平行四辺形の形態をなしていることを特徴とする、(11)に記載の被検出体。
(14) 前記パターンは位置により連続的に変化する色または色彩によりグラデーション状に形成されており、球面上の位置検出がなされるべく球形の形態をなしていることを特徴とする、(11)に記載の被検出体。
(15) 前記パターンは位置により連続的に変化する色または色彩によりグラデーション状に形成されており、一定方向上の位置検出がなされるべく帯状体の形態をなしていることを特徴とする、(11)に記載の被検出体。
(16) 前記パターンは位置により連続的に変化する色または色彩によりグラデーション状に形成されており、回転方向上の位置検出がなされるべく円筒形の形態をなしていることを特徴とする、(11)に記載の被検出体。
<1> 位置信号発生のためのパターンが形成された被検出体と、光照射により該被検出体上で発生する電磁波を受けることによって、該パターンに基づく位置信号を検出するためのセンサとからなる位置検出器であって、
該被検出体は、球面上の位置検出がなされるべく球形の形態を有し、
その球面上に形成された該パターンは連続的に変化する色によりグラデーション状に形成されており、
また該パターンは、被検出位置上の異なる位置に設けられた複数の基礎色と、隣接する二の該基礎色間に連続的に配された両者の混色比率に基づく各色とからなり、
かつ基礎色は、色光の三原色である場合を含む二色以上の原色であり、
該パターンは、該被検出体の緯線方向もしくは経線方向のいずれかの一方向には色相が連続的に変化、他の方向には彩度もしくは明度が連続的に変化するように形成されており、
かかる構成により該被検出体の球面上位置を検出でき、
かつ該センサは、該被検出体からの電磁波を各波長に分離するための波長分離部としてスペクトル分光器もしくは原色フィルタを有し、これにより分離され得られた波長に基づき位置検出がなされることを特徴とする、位置検出器。
<2> 前記パターンは、
(I)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を、該センサの一部を成す受光素子に対して反射するもの、
(II)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を、該センサの一部を成す受光素子に対して透過するもの、または、
(III)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、蛍光励起により前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を発生し、該センサの一部を成す受光素子に対して照射するもの、
のいずれかであることを特徴とする、<1>に記載の位置検出器。
<3> 前記被検出体には、前記パターンの一部により、または別途設けられたパターンにより、位置検出用の原点が設けられ、それにより絶対位置の検出が可能であることを特徴とする、<1>または<2>に記載の位置検出器。
<4> 球面上の位置検出用の位置検出器に用いるための球形の被検出体であって、該被検出体上には光照射により電磁波を発生させる位置信号発生用パターンが形成されており、該パターンは連続的に変化する色によりグラデーション状に形成されており、また該パターンは、被検出位置上の異なる位置に設けられた複数の基礎色と、隣接する二の該基礎色間に連続的に配された両者の混色比率に基づく各色とからなり、かつ基礎色は、色光の三原色である場合を含む二色以上の原色であり、該パターンは、該被検出体の緯線方向もしくは経線方向のいずれかの一方向には色相が連続的に変化、他の方向には彩度もしくは明度が連続的に変化するように形成されていることを特徴とする、被検出体。
図1は、本発明の位置検出器の基本的な構成を示す説明図である。図は、説明しやすくするために概念的に構成されている。以下の図においても、そのような場合がある。
図において本発明位置検出器10は、位置信号発生のためのパターン2が形成された被検出体1と、光照射により該被検出体1上で発生する電磁波を受けることによって、該パターン2に基づく位置信号を検出するためのセンサ3とからなり、該パターン2は、該被検出体1上の位置によって連続的に異なる波長の電磁波を該センサ3側に送出し得るよう、可視的にもしくは不可視的にグラデーション状に形成されていることを、主たる構成とする(上記(1)の発明)。
図2(a)はその側面図である。また、
図2(b)はその平面図である。また、
図2(c)は被検出体の回転位置とそれに伴う電磁波発生状況の例を示すグラフである。
図5は、別の例による球面上位置検出のための被検出体上パターン構成例を示す説明図である。(a)、(b)〜(d)、(e)はそれぞれ、上面方向、側面3方向、下面方向から観察した例である。これらの図において前記被検出体201は、球面上の位置検出がなされるべく球形の形態を有し、その球面上に、前記センサ側に送出されるべき異なる波長の電磁波を発生させるパターン202が形成されており、かかる構成により該被検出体201の球面上位置を検出できるよう、構成することができる(上記(6)の発明)。
251−A、251−B、251−C、261−A、261−B、261−C、261−D、261−E…被検出体
2、12、22、32、42、202、272、412、422…位置信号発生のためのパターン
252−A、252−B、252−C、262−A、262−B、262−C、262−D、262−E…位置信号発生のためのパターン
3、13、33…センサ
4A、14A…発光素子
4B、14B…発光素子
5、15…受光素子
6、36…回転軸
10、20、30…位置検出器
2201、2202、2203…基礎色のピーク位置
3201、3202、3203…基礎色のピーク位置
60…アブソリュート型エンコーダ
61…絶対位置検出用ディスク
62…コード化されたパターン
63…センサ
64…光源
66…回転軸
69…1回転検出用パターン
Claims (4)
- 位置信号発生のためのパターンが形成された被検出体と、光照射により該被検出体上で発生する電磁波を受けることによって、該パターンに基づく位置信号を検出するためのセンサとからなる位置検出器であって、
該被検出体は、球面上の位置検出がなされるべく球形の形態を有し、
その球面上に形成された該パターンは連続的に変化する色によりグラデーション状に形成されており、
また該パターンは、被検出位置上の異なる位置に設けられた複数の基礎色と、隣接する二の該基礎色間に連続的に配された両者の混色比率に基づく各色とからなり、
かつ基礎色は、色光の三原色である場合を含む二色以上の原色であり、
該パターンは、該被検出体の緯線方向もしくは経線方向のいずれかの一方向には色相が連続的に変化、他の方向には彩度もしくは明度が連続的に変化するように形成されており、
かかる構成により該被検出体の球面上位置を検出でき、
かつ該センサは、該被検出体からの電磁波を各波長に分離するための波長分離部としてスペクトル分光器もしくは原色フィルタを有し、これにより分離され得られた波長に基づき位置検出がなされることを特徴とする、位置検出器。 - 前記パターンは、
(I)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を、該センサの一部を成す受光素子に対して反射するもの、
(II)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を、該センサの一部を成す受光素子に対して透過するもの、または、
(III)前記センサの一部を成す、もしくは該センサとは独立して設けられた発光素子からの光を受けて、蛍光励起により前記被検出体の位置によって異なる波長の電磁波を発生し、該センサの一部を成す受光素子に対して照射するもの、
のいずれかであることを特徴とする、請求項1に記載の位置検出器。 - 前記被検出体には、前記パターンの一部により、または別途設けられたパターンにより、位置検出用の原点が設けられ、それにより絶対位置の検出が可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の位置検出器。
- 球面上の位置検出用の位置検出器に用いるための球形の被検出体であって、該被検出体上には光照射により電磁波を発生させる位置信号発生用パターンが形成されており、該パターンは連続的に変化する色によりグラデーション状に形成されており、また該パターンは、被検出位置上の異なる位置に設けられた複数の基礎色と、隣接する二の該基礎色間に連続的に配された両者の混色比率に基づく各色とからなり、かつ基礎色は、色光の三原色である場合を含む二色以上の原色であり、該パターンは、該被検出体の緯線方向もしくは経線方向のいずれかの一方向には色相が連続的に変化、他の方向には彩度もしくは明度が連続的に変化するように形成されていることを特徴とする、被検出体。
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