JP6746500B2 - 固定された経路に沿って可動なユニットからの情報を伝送する方法、その伝送装置、およびその設備 - Google Patents

固定された経路に沿って可動なユニットからの情報を伝送する方法、その伝送装置、およびその設備 Download PDF

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Description

本発明は、案内路上で可動なユニットからの情報の、離れた固定受信部（静止受信機）への伝送に関する。同じく本発明は、案内路上で可動なユニットからの情報（特には、位置情報）の、離れた固定受信部への伝送を可能にする、１つ又は複数の軸を有する計装直線案内システムに関する。
ガイドレールにより案内される直線案内システムのキャリッジ（運び台）の位置を知るには、一般的に、光学式又は磁気式のセンサが用いられる。このようなセンサは、前記レールにより形成される経路に沿って配置された光学式又は磁気式のエンコーダのトラックから空隙距離を空けてキャリッジに配置される。得られた信号は、送信ケーブルにより固定受信部へと伝送される。このようなケーブルやそのコネクタは、疲労や破損等による故障の原因となり得る。しかも、ケーブルは、嵩が大きく且つ案内路システムを必要とする。
キャリッジに配置された送信部（送信機）から離れた受信部への無線周波数伝送は、可能ではあるものの、多数の電磁波源により妨害される工業的環境では困難を伴う。また、ガイドレール上を高速で移動するキャリッジの正確な位置をリアルタイムで伝送しようとするには、帯域幅が限られている。
キャリッジに配置されたコヒーレント光源と光感知受信部を支持するターゲットとの間のレーザ伝送により、上記のような環境内の電磁波による妨害を克服することができるものの、実際に使用が考えられるのは、コヒーレント光源により発せられた光ビームがそのターゲットに届くことが確実である場合のみである。そのため、この技術は、環境内の機械的又は熱的な応力下でレールが変形する可能性がなく且つ振動によってキャリッジが妨害される可能性がない、横方向のずれが無視可能な程度で維持される極めて精密な直接案内システムに限定される。
本発明の目的は、従来技術の短所を解決して、所定の基準系（任意で、ガリレイ基準系）における所定の固定された経路（決まった経路）に沿って可動なユニットからの情報を、当該基準系における固定された受信部へと伝送する手段であって、電磁波により妨害される環境内で頑健であり、曲線状の経路や厳密には直線と言えない経路に適していて、高帯域幅を有する手段を提案することである。
この目的のために、本発明の第１の態様によれば、所与の基準系における所定の固定された経路に沿って案内される可動ユニットからの情報を伝送（伝達）する方法であって、前記可動ユニットに組み合わされた（設けられた）光源から、励起光信号が、前記経路に沿って配置されたフォトルミネッセンス性ファイバを横方向から励起するように発せられて、前記励起光信号によって励起された前記フォトルミネッセンス性光ファイバにより発せられて且つ当該光ファイバ内で案内された少なくとも１つの二次的光信号が、少なくとも１つの光感知セルにより受信される、方法を提案する。
本明細書においてフォトルミネッセンス性ファイバとは、フォトルミネッセンス性顔料（好ましくは、蛍光性顔料）がドープされた光ファイバのことを指す。フォトルミネッセンス性ファイバによる光子吸収とファイバ内での二次的光子放出との間の時間差は、極めて短くなり得る。これにより、応答時間が確実に極めて短くなる。この方法は、励起光源とフォトルミネッセンス性光ファイバとの相対位置にあまり影響されない。そのため、正確な位置決めを確実にすることが可動ユニットの振動や経路を形成する案内路の変形によって困難な条件下でも、この方法の実施が可能となる。事実、フォトルミネッセンスは波長シフトを伴って起こるので、フォトルミネッセンス効果により発せられた光は多くとも僅かしかファイバに再吸収されない。
前記所与の基準系それ自体は、ガリレイ基準系、あるいは、その基準系固有の経路に沿った加速及び減速を有する基準系であり得る。すなわち、前記方法は、１つの自由度に従って又は複数の自由度に従って可動であるユニットに対して用いるのに適している。
前記方法は、デジタル信号の伝送に極めて適している。この場合、伝送されるパターンのバランスを確保する変調方式及び符号化（好ましくは、デジタル変調方式及びデジタル符号化）の選択に注意する必要がある。例えば、マンチェスター又は８ｂ／１０ｂ符号化と組み合わせた、強度の直接変調が適している。通信信頼性を向上させるために、検出符号が誤り訂正符号と適切に組み合わされてもよい。帯域幅の制限要因はエレクトロルミネッセンス効果の残光時間であるが、使用する顔料を適切に選択することによってこれを抑えることができる。
好ましくは、光励起は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて実行される。発光ダイオードには、電気エネルギーを光エネルギーに変換するにあたって高い効率を有するという利点がある。発せられる波長は、中心周波数からの分散が小さいので、ＬＥＤの放出パワーの最も広い範囲においてもフォトルミネッセンスが確実に発生するようにファイバ吸収スペクトルに確実に良好に一致させることができる。この構成要素は、ファイバと当該ＬＥＤとの間の距離およびファイバの断面を踏まえて指向性を確実に最適にするために、収束レンズなどの光学素子を容易に組み込むことが可能である。５０ＭＨｚ以上の切替周波数を達成することのできる安価なＬＥＤ制御回路の構築方法は、当業者であれば容易く理解可能であろう。
光感知セルが１つ使用される場合、当該光感知セルは、前記光ファイバの一端（１つの端部）に配置される。好ましくは、前記光ファイバの両端（２つの端部）に２つの光感知セルを使用し、受信した光信号を比較することが可能である。事実、前記フォトルミネッセンス性ファイバ内での光子放出は指向性を有さないので、当該ファイバ内を両方向に伝播することができる。受信のこのような冗長性により、前記方法の信頼性を向上させることができる。
極めて有利な一実施形態では、前記励起信号が前記可動ユニットの位置情報を含み、前記励起信号は、前記経路に沿って配置されたエンコーダについての情報を読み取る、前記可動ユニットに配置された位置センサにより得られた位置信号に相関する。前記励起信号は、この位置信号に従って変化し得る。前記励起信号がデジタルである場合、この信号のデジタル内容が前記位置センサの前記位置信号に従って変化する。同じ案内路を用いて、前記可動ユニットで測定されたステータス変数に関する、他種の信号を伝送することも可能である。
他の実施形態では、前記光感知セルにより受信された前記光信号の振幅が測定される。この振幅は、通信の品質の指標となる。この振幅測定値を用いて、前記可動ユニットの位置データを決定することも可能である。というのも、前記ファイバ内での減衰は、前記光の進んだ距離と使用するフォトルミネッセンス性ファイバ固有特性との関数である指数則に従うからである。
前記励起信号が位置情報を含むものであると共に、位置データを推定するために前記信号の振幅が用いられる場合には、少なくとも部分的に冗長な２つの情報が存在することになる。この冗長性を利用して、前記可動ユニットに取り付けられた前記位置センサの動作不良等の、特定の動作不良を検出することが可能である。前記信号の振幅から推定された前記位置データと前記励起信号に含まれる前記位置情報とを組み合わせることによって、前記可動ユニットの位置を決定することも可能である。一具体例として、前記可動ユニットの前記位置センサの情報が前記経路全体のうちの一定の部分内でのみ一意的であることを考慮して、前記信号の振幅から推定された前記位置データを用いて前記経路のうちの前記可動ユニットが位置する部位（セクション）を決定し、前記励起信号に含まれる前記位置情報を用いてこの経路部位内における前記可動ユニットの位置を正確に決定することが可能である。これにより、任意の数の経路部位を有するモジュール式の複数の設備であっても、受信装置の設置数を１つにすることが可能となる。
本発明の他の態様は、所定の固定された経路に沿って案内される可動ユニットからの情報を伝送する装置であって、前記経路に沿って配置されるように構成されたフォトルミネッセンス性光ファイバと、前記フォトルミネッセンス性光ファイバを横方向から照射するために、前記可動ユニットに固定されるように構成された励起光源と、前記フォトルミネッセンス性光ファイバの一端に配置されるように構成された少なくとも１つの光感知セルと、を備える装置に関する。
好ましくは、前述した方法を実現するのに極めて適した前記装置は、さらに、前記励起光源を制御して振幅変調された励起光信号を発生させる回路を備える。
好ましくは、前記光感知セルは、光電気セルである。好ましくは、前記装置は、さらに、前記光感知セルにより受信された前記光信号を増幅及びフィルタリングすることが可能な受信回路、ならびに有用なデータを再構築することが可能な判定・復号化回路を備える。
好ましくは、前記フォトルミネッセンス性（以下では「エレクトロルミネッセンス性」という場合がある。）ファイバは、蛍光性粒子を含有する。事実、蛍光現象の極めて素早い応答時間は、特にりん光よりも有利である。
本発明のさらなる目的は、１つ又は複数の軸を有する直線案内システムであって、それぞれ所定の経路に沿って移動する１つ以上の可動ユニットからの情報を固定受信部へと伝送する手段が設けられており、当該手段が、電磁波により妨害される環境内で頑健な通信を可能にし、曲線状の経路や厳密には直線と言えない経路に適応し、高帯域幅を有する、直線案内システムを提供することである。
この目的のために、本発明のさらなる他の態様は、少なくとも１つの第１の案内路と、前記第１の案内路に沿って案内される少なくとも１つの第１の可動ユニットと、を備える、１つ又は複数の軸を有する直線案内設備に関する。この設備は、さらに、前記第１の案内路に取り付けられた少なくとも１つの第１のエレクトロルミネッセンス性光ファイバと、前記可動ユニットに取り付けられて且つ前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバを横方向から励起するように配置された、第１の光源と、前記第１の励起光信号に応答して前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバにより発せられて且つ当該第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ内で案内された少なくとも１つの第１の二次的光信号を受信する、少なくとも１つの第１の光感知セルと、を備える。このように定義された設備は、直線状又は曲線状の案内路に適している。
前記第１の光感知セルが、使用される唯一の光感知セルである場合、好ましくは、当該第１の光感知セルは、前記光ファイバの一端に配置される。第１の追加の光感知セルを前記光ファイバの他端に配置することが、２つの前記光感知セルにより受信された前記光信号を比較するためには有利である。事実、前記フォトルミネッセンス性ファイバ内での光子放出は指向性を有さないので、当該ファイバ内を両方向に伝播することができる。受信のこのような冗長性により、前記方法の信頼性を向上させることができる。
好ましくは、前記第１の光感知セルは、光電気セルである。好ましくは、前記設備は、さらに、前記光感知セルにより受信された前記光信号を増幅及びフィルタリングすることが可能な受信回路、ならびに有用なデータを再構築することが可能な判定・復号化回路を備える。
好ましくは、前記エレクトロルミネッセンス性ファイバは、蛍光性粒子を含有する。事実、蛍光現象の極めて素早い応答時間は、特にりん光よりも有利である。
好ましくは、前記励起光源は、前記フォトルミネッセンス性光ファイバから離れた（距離を置いて）側方に配置される。前記励起光源と前記光ファイバとの間の距離は、励起光ビームが適切に合焦されている限り精密に定められる必要はない。この距離は、情報の伝送が妨げられないのであれば、必要に応じて変化するものであってもよい。このことは、本発明で提案する解決技術の利点の一つである。
好ましくは、前記光源からの前記励起光信号の大部分が、前記ファイバの１つの前記側面に対して垂直に当たることにより、励起放射の吸収が向上する。この吸収は、前記ファイバを横断して通過する光ビームの長さの単調関数で表される。前記エレクトロルミネッセンス性光ファイバは、円状の断面または多角形状の断面（特には、長方形状の断面）を有し得る。前記エレクトロルミネッセンス性光ファイバへの入射励起光の侵入を最適化するには、平坦な表面を有する断面が好ましい。しかし、これは、前記励起光源がその平坦な表面と対向するように配されることを十分に確実にできる場合に限られる。他の状況、特に、前記励起光源の配置を制御するのが困難な場合には、円状の断面を有するエレクトロルミネッセンス性光ファイバが好ましい。
極めて有利な一実施形態では、前記フォトルミネッセンス性光ファイバが、少なくとも１つの反射壁を有する溝に配置される。この溝は、凹形であり得るか、あるいは、多角形状の断面を有し得る。前記ファイバを収容する溝のこのような形状により、入射した信号と再放出される信号との間の変換効率が向上する。事実、前記溝の側壁及び後壁が、前記ファイバに当たらなかった光や前記ファイバに未だ吸収されていない光を反射する。こうして反射された光は、前記ファイバへと戻って横断して通過されてフォトルミネッセンス現象を励起し得る。これにより、前記ファイバの端部で得られる振幅が大きくなる。一具体例として、前記溝（当該溝の前記壁は、所望の効果を奏するように十分な反射性を有するものとされる）は、金属製のレールに形成される（必要に応じて、当該金属製のレールは、前記案内路を構成するものとされる）。
好ましくは、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバを物理的及び化学的攻撃から保護するために、当該第１のフォトルミネッセンス性光ファイバを樹脂の層で被覆することが可能である。溝に収容されたフォトルミネッセンス性光ファイバの場合には、前記樹脂の層がその溝を閉塞する。必要に応じて、前記樹脂は、前記フォトルミネッセンス性光ファイバを完全に取り囲み得て前記溝を充填し得る。前記樹脂は、有用な波長（例えば、約４００ｎｍ）で低い吸光度、前記ファイバおよび前記溝の壁を構成する材料との良好な付着性、良好な耐熱性及び（グリース、切削油等に対する）耐薬品性、表面硬さならびに親油性を求めて選択される必要がある。一具体例として、Ｄｙｍａｘ（登録商標）４−２０４１８／４−２０６３２と称される樹脂が選択される。必要に応じて、上記の硬さおよび親油性は、前記樹脂に添加剤を添加することによって又はパリレン堆積等の表面処理を施すことによって得るようにしてもよい。必要に応じて、前記樹脂は、紫外線への曝露によって架橋されてもよい。これにより、前記ファイバを前記溝内に挿入してから、この溝のうちの前記ファイバが占めていない体積空間を未架橋の樹脂で充填し、このようにして得られた樹脂の上面をスクレーパで平坦にしてから、紫外線に曝露させて架橋を実行するという製造方法を考えつくことも可能である。
好ましくは、前記第１の可動ユニットに、前記光ファイバを清掃する少なくとも１つのシステムを取り付けることが可能である。このようなシステムは、例えば、前記光が前記ファイバに達するために侵入する表面をこする（こすって磨く）ガスケットで構成されるか、あるいは、そのような表面から極めて短い距離のところで移動することによってこの箇所に存在するあらゆる潤滑剤の厚さも劇的に減少させるスクレーパで構成される。
好ましくは、前記第１の可動ユニットは、前記第１の案内路を転がり往復するキャリッジである。
好ましくは、前記設備は、さらに、前記第１の励起光源を制御して前記第１の励起光信号（好ましくは、デジタル光信号の形態の前記第１の励起光信号）を発生させる第１の電子回路を備える。前記設備は、デジタル信号の伝送に極めて適している。この場合、伝送されるパターンのバランスを確保する変調方式及び符号化（好ましくは、デジタル変調方式及び符号化）の選択に注意する必要がある。例えば、マンチェスター又は８ｂ／１０ｂ符号化と組み合わせた、強度の直接変調が適している。通信信頼性を向上させるために、検出符号が誤り訂正符号と適切に組み合わされてもよい。帯域幅の制限要因はエレクトロルミネッセンス効果の残光時間であるが、使用する顔料を適切に選択することによってこれを抑えることができる。
好ましくは、前記励起光源は、発光ダイオードである。発光ダイオードは、好ましくは、前記第１の電子回路のプリント回路基板の表面上に取り付けられているか又は前記第１の電子回路のプリント回路基板を貫通している。
特に好ましい一方法では、前記第１の電子回路が、さらに、前記第１の案内路に連結された（一体化された、固定された）第１のエンコーダについての少なくとも１つの第１の情報を読み取る、前記可動ユニットに連結された（一体化された、固定された）少なくとも１つの第１の位置センサを備える。一具体例として、前記位置センサは、磁気式のセンサである。好ましくは、このような磁気式のセンサは、トンネル磁気抵抗素子を含むセンサであり、この種のセンサは電力消費が極めて小さい。好ましくは、前記電子回路は、前記位置センサにより生成された位置信号を読み取り且つ前記位置信号に従った位置情報を含むように前記第１の励起信号を生成する位置判定モジュールを含む。
前記電子回路は、適切な手段であればどのような手段によっても給電されてよく、具体例として、前記可動ユニットに搭載された充電可能なバッテリもしくはセル、または前記第１の可動ユニットの移動時のエネルギー回収（圧電水晶の振動、前記可動ユニットの移動によって活性化された誘導セル、前記案内路に沿って配置されたトラック（交番磁極からなるトラック）に対向して移動する巻線を用いたリニア発電機など）によって給電される。
好ましい一実施形態では、前記第１の案内路に、当該第１の案内路に沿って配置された少なくとも２つの給電トラックが設けられており、前記第１の可動ユニットが少なくとも２つの可動給電接点を有し、これら少なくとも２つの可動給電接点が、それぞれ、前記電子回路に電気的に接続されていて且つ前記給電トラックの１つとの電気的接触をもたらす。これにより、搭載していないエネルギー源から、移動を停止しているときであっても、恒久的な又は少なくともオンデマンドの電力供給を得ることができる。
特に好ましい一実施形態では、前記第１のエンコーダが、１つの前記給電トラックを構成する磁気保護用の帯体により覆われた、磁気式のエンコーダからなる。
少なくとも１つの前記給電トラックは、前記第１の案内路から絶縁される。その他の給電トラックについては、同じく前記第１の案内路から絶縁されていてもよいし、あるいは、前記案内路の全体又は一部を形成するレール表面であって、前記可動ユニットにおける対応する電気的接点と接触するレール表面からなるものとされてもよい。
特に好ましい他の実施形態では、前記第１の案内路に、少なくとも１つの一次給電巻線が設けられており、当該少なくとも１つの一次給電巻線は、前記第１の可動ユニットに配置されていて且つ前記電子回路に接続されている少なくとも１つの二次巻線に、電流を誘導するように配置される。前記少なくとも１つの一次巻線は、前記可動ユニットの位置にかかわらず前記二次巻線に磁束変化を引き起こすように前記案内路に配置され得る。
前記設備は、１つの自由度のみを有するものであり得て、例えば、直線状又は曲線状の固定された案内路によって１つの自由度のみを有するものとされる。代わりに、前記設備は、複数の自由度を有するものとされる。この場合、前記設備は、さらに、前記第１の可動ユニットに連結された（一体化された、固定された）少なくとも１つの第２の案内路と、前記第２の案内路に沿って案内される少なくとも１つの第２の可動ユニットと、を備え得る。このとき、前記第２の案内路に取り付けられた少なくとも１つの第２のエレクトロルミネッセンス性光ファイバと、前記第２の可動ユニットに取り付けられて且つ前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバを横方向から励起するように配置された第２の光源と、前記第２の励起光信号に応答して前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバにより発せられて且つ当該第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ内で案内された少なくとも１つの第２の二次的光信号を受信するように、前記第１の可動ユニットに連結された（一体化された、固定された）少なくとも１つの第２の光感知セルとが設けられ得る。当然ながら、自由度の数は３以上であってもよい。好ましくは、各々の段ごとに、上記のアーキテクチャが再現される。Ｎの自由度を有する場合、好ましくは、第（Ｎ−１）の可動ユニットに連結された（一体化された、固定された）第Ｎの案内路に取り付けられた、少なくとも１つの第Ｎのエレクトロルミネッセンス性光ファイバ、前記第Ｎの可動ユニットに取り付けられて且つ前記第Ｎのフォトルミネッセンス性光ファイバを横方向から励起するように配置された第Ｎの光源、および前記第Ｎの励起光信号に応答して前記第Ｎのフォトルミネッセンス性光ファイバにより発せられて且つ当該第Ｎのフォトルミネッセンス性光ファイバ内で案内された少なくとも１つの第Ｎの二次的光信号を受信するように、前記第（Ｎ−１）の可動ユニットに連結された（一体化された、固定された）少なくとも１つの第Ｎの光感知セルが設けられる。
好ましくは、前記第（Ｎ−１）の可動ユニットに、前記第Ｎの感知セルにより受信された第Ｎの二次的光信号に従った情報を含むように第（Ｎ−１）の励起信号を生成する第（Ｎ−１）の制御モジュールを含む、第（Ｎ−１）の電子回路が設けられる。
具体的に述べると、前記第Ｎの二次的光信号は、前記第Ｎの可動ユニットの位置および必要に応じて第（Ｎ＋１）以上の可動ユニットの位置に関する情報を含み得る。
好ましくは、前記第（Ｎ−１）の可動ユニットに組み合わされた前記第（Ｎ−１）の電子回路は、さらに、前記第（Ｎ−１）の可動ユニットに組み合わされた位置センサにより生成された位置信号を読み取る位置判定モジュールを含み、かつ、前記第（Ｎ−１）の制御回路が、前記第Ｎの二次的光信号に従った情報（例えば、前記第Ｎの可動ユニットの位置情報および／または第（Ｎ＋１）以上の可動装置の位置情報）と前記第（Ｎ−１）の可動ユニットの位置情報を含むように前記第（Ｎ−１）の励起信号を生成する。
本発明のさらなる他の態様は、案内路を循環する可動ユニットの電力供給に関する。具体的に述べると、この態様は、案内路であって、当該案内路に沿って配置された少なくとも２つの給電トラックおよび同じく当該案内路に沿って配置された磁気式のエンコーダが設けられている案内路と、前記案内路で案内される可動ユニットであって、前記磁気式のエンコーダについての磁気情報を読み取るように磁気式のセンサ（好ましくは、当該磁気式のセンサは、トンネル磁気抵抗素子を実現する）を含む電子回路が設けられている可動ユニットとを備え、前記電子回路が、前記給電トラックに少なくとも２つの可動給電接点により接続される給電モジュールを含む、設備に関する。一具体例として、前記磁気式のエンコーダは、少なくとも１つの前記給電トラックを構成する保護用の金属製帯体により覆われている。
本発明のさらなる他の態様では、情報の伝送に関して、前記可動ユニットへと命令または情報を伝送することが可能であるのが望ましい。そのような命令または情報の具体例として、停止の調節または工場や現場で行われた較正データが挙げられる。本明細書で説明する光ファイバ技術は可動ユニットから固定受信部への一方向性のものなので、本発明にかかる電力供給に選ばれた解決技術を利用することにより、そのような機能を果たすことが可能となる。例えば、電気的接触を用いる場合には、エネルギー源の電圧又は電流にパターンを形成することによりこの機能を果たすことができ、誘導式の電力伝送方法を用いる場合には、磁束の強度を変調することによってこの機能を果たすことができる。
前記可動ユニットにより消費されるエネルギーの量を抑えるために、好ましくは、位置情報を伝送する場合に情報伝送レートが前記可動ユニットの動きに応じて調整される。これは、直前に伝送された位置に対する現在の位置の変化を調べて、その直前に伝送された位置が現在判明している位置と所定値異なる場合にのみ位置情報を伝送することによって達成され得る。この所定値は、測定システムの分解能及び精度との関連で設定可能であり得る。
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、以下の説明から明らかになる。
本発明の一実施形態における設備の概略図である。 第１の実施形態における、図１の設備におけるガイドレールのうちの、エレクトロルミネッセンス性光ファイバを収容する溝が設けられている細部を示す概略断面図である。 第２の実施形態における、図１の設備におけるガイドレールのうちの、エレクトロルミネッセンス性光ファイバを収容する溝が設けられている細部を示す概略断面図である。 第３の実施形態における、図１の設備におけるガイドレールのうちの、エレクトロルミネッセンス性光ファイバを収容する溝が設けられている細部を示す概略断面図である。 本発明の第４の実施形態における、ガイドレールにおける溝に収容された光ファイバに対向して可動ユニットに配置された発光ダイオードの概略断面図である。 本発明の第５の実施形態における、ガイドレールにおける溝に収容された光ファイバに対向して可動ユニットに配置された発光ダイオードの概略断面図である。 本発明の第６の実施形態における、図１の設備におけるガイドレールのうちの、保護層で被覆されたエレクトロルミネッセンス性光ファイバを収容する溝が設けられている細部を示す概略断面図である。 本発明の第７の実施形態における、図１の設備におけるガイドレールのうちの、保護層で被覆されたエレクトロルミネッセンス性光ファイバを収容する溝が設けられている細部を示す概略断面図である。 本発明の第８の実施形態における、図１の設備におけるガイドレールのうちの、保護層で被覆されたエレクトロルミネッセンス性光ファイバを収容する溝が設けられている細部を示す概略断面図である。 本発明の第９の実施形態における設備の概略等角投影図である。 図１０の設備におけるレールの細部を示す概略断面図である。 本発明の様々な実施形態で用いられる電子回路の概略図である。 本発明の代替的な一実施形態における設備の可動ユニットの電力供給形態の第１の変形例を示す概略図である。 本発明の代替的な一実施形態における設備の可動ユニットの電力供給形態の第２の変形例を示す概略図である。 本発明の代替的な一実施形態における設備の可動ユニットの電力供給形態の第３の変形例を示す概略図である。 本発明の他の実施形態における、２つの軸を有する設備の概略図である。 図１６の設備の可動ユニットに搭載された電子回路の概略図である。
分かり易くするために、同一又は同様の構成／構成要素は、全ての図をとおして同じ符号で特定される。
図１に、設備１０を示す。設備１０は、固定された案内路１２と、この案内路で案内される可動ユニット１４とを備える。例えば、案内路１２は、直線状又は曲線状のガイドレールとされる。例えば、可動ユニット（可動式機器）１４は、ウォーム機構等（図示せず）により駆動可能な、前記案内路を転がり移動するキャリッジとされる。可動ユニット１４に搭載されたセンサ１８により読み取られる位置エンコーダ１６が、案内路１２に沿って配置されている。位置エンコーダ１６は、極方向（着磁方向）が交番する一連の着磁されたセグメントを有する少なくとも１つの帯体を含む磁気式のエンコーダとされ得る。これは、一連の歯及びギャップがセンサ１８により遠隔で検出される、強磁性体からなる単純なラックであり得る。前記エンコーダは、センサ１８により遠隔で読み取り可能なグラデーション（明暗変化）を有する光学式のエンコーダであってもよい。
センサ１８により前記キャリッジの位置を検出するのにどのような原理が選ばれるのかにかかわらず、センサ１８により生成された信号は、この信号の調整回路２０で処理される。調整回路２０は、励起光源２４の制御回路２２に接続されている。例えば、励起光源２４は、発光ダイオードとされる。励起光源２４は、案内路１２と平行に配置されたフォトルミネッセンス性光ファイバ２６に対向して且つ当該フォトルミネッセンス性光ファイバ２６から隔てて配置されている。この光ファイバには、蛍光性顔料２８がドープされている。好ましくは、蛍光性顔料２８は、ファイバ２６に沿って一定の密度でドープされている。可動ユニット１４には、ワイパ３０が設けられている。ワイパ３０は、光ファイバ２６のうちの光源２４と対向する部位３２が清掃されるように、前記経路の方向に対して励起光源２４の両側に配置されていて且つ前記光ファイバに接している。
フォトルミネッセンス性光ファイバ２６の１つの端部（一端）３４に、電気的受信回路（受信用の電気回路）３８に接続された受信用の光電気セル３６が配置されている。
設備１０の動作は次のようなものである。可動ユニット１４の移動中、センサ１８により読み取られて調整回路２０により調整された位置情報は、制御回路２２により制御される光源２４によるデジタル光信号の放射を引き起こす。このデジタル光信号は、案内路１２に沿った可動ユニット１４の位置にかかわらず、光ファイバ２６のうちの、このとき光源２４と対向している部位３２に照射される。
光源２４からの径方向の入射光信号は、光ファイバ２６に侵入して当該ファイバ２６内の蛍光性顔料２８を励起する。具体的に述べると、ファイバ２６に侵入した光子の一部が蛍光性顔料２８により吸収されることで当該蛍光性顔料２８が電子励起状態に移行し、その後、光子を放出することによって当該蛍光性顔料２８が基底状態に素早く戻る。放出された光子は、前記光ファイバの壁で反射されながら当該ファイバを進むことにより光電気セル３６へと案内される。光電気セル３６はこれら光子を検出する。次に、電気検出回路３８が処理を行う。
励起光源２４による励起光信号の放射と受信用の光電気セル３６によって受信される光との間の伝送効率は極めて低く、ファイバ２６に侵入する励起光信号、蛍光効果の効率、ファイバ内で実際に捕捉される再放出光の割合、さらには、前記顔料により発せられた二次的光信号がファイバ２６に沿って進むときの減衰に左右される。ところが、試験の結果、想定される数メートル超の距離でも受信が可能であることが証明された。伝送速度は高速である。帯域幅は、蛍光現象の応答時間により制限され得る。例えば、低残光の顔料を選択することにより、位置情報の伝送に完全に適した、２０ＭＨｚの帯域幅さらには６０ＭＨｚの帯域幅を実現することが可能である。フォトルミネッセンスで発せられた光は、励起信号と、前記フォトルミネッセンス性ファイバにより発せられる蛍光現象固有の二次的信号との間で見られる波長シフトにより、当該ファイバで再吸収されない。
前記フォトルミネッセンス性ファイバへの前記励起光信号の侵入効率を向上させるために、好ましくは、当該フォトルミネッセンス性ファイバ２６を、図２〜図４の断面図に示すように反射壁を有する長溝４０に配置することが可能である。図２に示すＵ字状の溝プロファイル４０は、フォトルミネッセンス性ファイバ２６を横断して通過した励起光が当該溝の底で反射されて、そのファイバ２６へと方向転換されることを可能にする。図３のＶ字状のプロファイルは、前記励起信号のうちのフォトルミネッセンス性ファイバ２６に直接当たらなかった光ビームが、そのフォトルミネッセンス性ファイバ２６へと反射により方向転換されることを可能にする。最後に、図４の放物線（放物面）形状のプロファイルは、上記２つの効果を組み合わせたものであり、入射信号のうちのファイバ２６に直接当たらなかった光ビームおよび入射信号のうちの当該ファイバを横断して通過した光ビームが、当該ファイバ２６の位置する焦点に収束することを可能にする。
また、同じ装置を用いて、前記可動ユニットで得られる他の情報、例えば、搭載されたエネルギー源の充電状態、当該可動ユニットに搭載されたセンサにより検出される温度または他のステータス変数（特には、他の案内路に配置された装置からの位置情報）等に関する情報を伝送することも可能である。
必要に応じて、前記光ファイバの他方の端部（他端）に配置されて且つ第２の受信回路に接続された第２の光感知セルを設けることも可能である。これにより、前記ファイバが切断されたとしても動作が可能となり得る。また、前記案内路により形成される経路の長さを２倍にすることも可能である。具体的に述べると、案内路を半分に分けて２つにしたうちの少なくともその１つを占める光ファイバをそれぞれ有する２つの別々の装置を設けることによって経路の長さを２倍にする。これら２つの光ファイバ間には、重複領域が設けられてもよい。
図５には、図１の設備１０におけるガイドレール１２についての一実施形態が示されている。具体的に述べると、ガイドレール１２には、フォトルミネッセンス性光ファイバ２６を収容する溝４０が、転がり移動するキャリッジ（図示せず）に強固に連結した発光ダイオード２４と対向して配置されるように形成されていると共に、その発光ダイオード２４が、当該発光ダイオード２４の制御回路２２のプリント回路基板を貫通して取り付けられている。図６には、異なる種類の発光ダイオード２６を備えた代替的な一実施形態が示されている。具体的に述べると、発光ダイオード２６が、制御回路２２を構成するプリント回路基板２２の表面上に配置されている。
図７に、図１の設備１０に用いることが可能なガイドレール１２を示す。具体的に述べると、このガイドレール１２には、円状の断面を有するフォトルミネッセンス性光ファイバ２６を収容した傾斜溝４０が設けられている。具体的に述べると、樹脂の被覆材４２が、フォトルミネッセンス性光ファイバ２６を被覆すると共に、溝４０における両側の壁に密着（付着）することによって当該溝４０を閉塞している。使用する樹脂は、二次的な光子放出を妨げないために、顔料２８による二次的な光子放出を引き起こす発光ダイオード２４の波長範囲において低い吸光度を有するものとされる。被覆材４２は、ファイバ２６を溝４０内に保持することを支援すると共に、ファイバ２６の化学的及び機械的保護を確実なものにする。図８には、図７の実施形態と溝４０の断面のみが異なる一実施形態が示されている。具体的に述べると、図８の溝４０は、両側の２つの平行かつ扁平な壁、および図示のように扁平であり得るか又は凹形であり得る底壁を有する。図９には、図８の実施形態と前記フォトルミネッセンス性ファイバの断面のみが異なる代替的な一実施形態が示されている。具体的に述べると、図９のフォトルミネッセンス性ファイバは、正方形状または長方形状の断面を有する。このとき、好ましくは、溝４０の底が扁平であり且つファイバ４０と面接触している。好ましくは、図５〜図９の実施形態において溝４０の表面は、光を反射するように処理されている。
図１０および図１１に、設備１０を示す。設備１０は、直線状又は曲線状のガイドレールからなる固定された案内路１２と、この案内路を転がり移動又は滑り移動するキャリッジからなる可動ユニット１４とを備える。そのキャリッジは、適切な駆動手段であれば、ウォーム機構等（図示せず）のどのような駆動手段で駆動されるものであってもよい。可動ユニット１４に搭載されたセンサ１８により読み取られる位置エンコーダ１６が、案内路１２に沿って配置されている。位置エンコーダ１６は、レール１２における溝４４に収容された、極方向が交番する一連の着磁されたセグメントを有する少なくとも１つの帯体を含む磁気式のエンコーダとされ得る。レール１２には、さらに、フォトルミネッセンス性ファイバ２６を収容する溝４０が、図２〜図９の実施形態のうちの１つに従って形成されている。特筆すべきは、前記レールに、さらに、キャリッジ１４に強固に連結した二次電機子巻線５０と対向して配置される扁平な一次界磁巻線４８を収容する溝４６が設けられている点である。一次巻線４８は交流電圧源４９に接続されて、前記二次巻線は調整回路２０及び制御回路２２の給電ユニット５２に接続される。二次巻線５０と一次巻線４８との相対的配置は、レール１２におけるキャリッジ１４の位置にかかわらず一次巻線４８を流れる一次電流がその二次巻線に二次電流を誘導するものとされる。二次巻線５０は、給電ユニット５２に給電することが可能で、この給電ユニット５２を介してキャリッジ１４が支持する電子回路２０，２２に給電することが可能である。
図１２には、可動ユニット１４に搭載された電子部品についての一実施形態が詳細に示されている。この場合のセンサ１８は、２つの測定ヘッド１８１，１８２を含む。好ましくは、それぞれの測定ヘッド１８１，１８２は、トンネル磁気抵抗素子を有する。それぞれの測定ヘッド１８１，１８２は、エンコーダ１６における１つのトラック１６１または１６２を読み取るものであり、これにより、調整モジュール２０１による信号調整及び専用のマイクロコントローラ２０２による処理を経ることで絶対位置の高分解能測定が得られるようになっている。調整回路２０と励起光源２４の制御回路２２との間のリンクは、同期バス６２により提供される。制御回路２２にも、マイクロコントローラが設けられており、このマイクロコントローラは、フォトルミネッセンス性光ファイバ２６を進むことになる位置情報を決定するように信号調整回路２０のマイクロコントローラ２０２と通信する。マイクロコントローラ２２２は、発光ダイオード２４の照射を管理するドライバ２２１を制御する。これら２つの回路２０，２２は、一次回路４８と対向して配置されたエネルギー受信部５０に接続されている給電回路により給電される。これら２つの回路２０，２２は、物理的に互いに別々とされて２つの別個のモジュールを構成するものであってもよいし、単一の電子基板上で一体化されたものであってもよい。いずれにせよ、機能的な観点からみれば、これら２つの回路２０，２２は単一の電子回路５３を形成していると言える。
変形例として、キャリッジ１４が支持する電子回路を、キャリッジ１４の被案内経路をたどる接点トラックに沿って滑り移動又は転がり移動する接点を有した装置により給電することが可能である。図１３には、２つの導電性接点トラック５８，６０を収容する２つの溝５４，５６が設けられたガイドレール１２が示されている。それぞれのトラック５８，６０は、ガイドレール１２から絶縁されている。キャリッジ１４には、調整回路２０及び制御回路２２の給電モジュール５２に接続された２つの接点パッド６２，６４が設けられている。導電性トラック５８，６０を電力源に接続することにより、給電モジュール５２に給電すること、つまり、この給電モジュール５２を介して電子回路２０，２２に給電することが可能である。図１４に示す代替的な実施形態では、前記導電性接点トラックのうちの１つ（図示の例の場合はトラック６０）が、一連の交番磁極が設けられた磁性帯体からなるエンコーダ１６を覆う、金属層からなるものとされる。つまり、トラック６０は、電気的接触を提供するという機能と、エンコーダ１６の前記磁性帯体の機械的及び化学的保護を行うという機能との二重の機能を有する。必要に応じて、磁性帯体１６は、直接の接合により又は接着剤を介して金属製のトラック６０に強固に連結されてもよい。図１５の代替的な実施形態では、金属製のガイドレール１２が、可動ユニット１４の複数の給電相のうちの１相を形成するように用いられる。具体的に述べると、１つの前記接点トラックが転走面６０からなるものとされ、キャリッジ１４をレール１２に沿って案内する転動体６４により、当該転走面と給電モジュール５２との電気的導通が同時にもたらされている。当然ながら、他の変形例も可能である。
図１６および図１７に、本発明の応用例として、２つの直交する軸を有する設備への応用を示す。具体的に述べると、第１のガイドレール１２．１が、第１のキャリッジ１４．１に対しての直線状の往復案内を実現しており、かつ、第１のキャリッジ１４．１が、第１のガイドレール１２．１と直交する第２のガイドレール１２．２を運搬し、かつ、第２のガイドレール１２．２が、第２のキャリッジ１４．２に対しての直線状の往復案内を実現している。
これまでに述べた１つの軸を有するシステムと同様に、情報は、第１のガイドレール１２．１に組み合わされたフォトルミネッセンス性光ファイバ２６．１により伝送され得て、かつ、フォトルミネッセンス性光ファイバ２６．１の端部３４．１が、受信部３６．１と対向して配置され得て、かつ、受信部３６．１が、第１のガイドレール１２．１に対して固定的とされ得る。これに加えて、第２のキャリッジ１４．２と第１のキャリッジ１４．１との間のフォトルミネッセンス性光ファイバによっても情報を伝送することが可能である。このために、第２のガイドレール１２．２に沿って延びるフォトルミネッセンス性光ファイバ２６．２であって、その端部３４．２が、第１のキャリッジ１４．１に搭載されている検出回路３８．２に接続された光電気セル３６．２と対向して配置されている、フォトルミネッセンス性光ファイバ２６．２が設けられている。好ましくは、フォトルミネッセンス性光ファイバ２６．２は、第２のガイドレール１２．２に設けられた収容溝に収容される。
第２のキャリッジ１４．２の位置情報を第１のキャリッジ１４．１および固定光電気受信部３６．１に伝送しようとするには、少なくとも１つのトラックを有する位置エンコーダ１６．２を第２のレール１２．２に組み合わせて、その位置を第２のキャリッジ１４．２に搭載されたセンサ１８．２により読み取り可能とすることができる。このセンサ１８．２は、調整回路２０．２に接続される。調整回路２０．２は、位置情報を、第２のキャリッジ１４．２に搭載された光源２４．２の制御回路２２．２に供給する。この光源２４．２（実用上は、発光ダイオードである）がフォトルミネッセンス性光ファイバ２６．２を励起し（活性化し）、このフォトルミネッセンス性光ファイバ２６．２が二次的光信号を発し、この二次的光信号が第１のキャリッジ１４．１に搭載された受信部３６．２に達するまでそのファイバ２６．２に沿って進む。第１のキャリッジ１４．１に搭載された制御回路２２．１が、受信部３６．２に接続された検出回路３８．２と第１のレール１２．１に沿って延びるエンコーダ１６．１を読み取るように前記第１のキャリッジに搭載されているセンサ１８．１に接続された調整回路２０．１との両方の位置情報を受け取る。次に、この制御回路２２．１は、前記第１のキャリッジに搭載された光源２４．１を制御する信号を生成する。この構成によれば、固有の識別子を用いて、前記第２のキャリッジの位置の情報と前記第１のキャリッジの位置の情報とを続けて伝送することが可能となる。その光源２４．１がフォトルミネッセンス性光ファイバ２６．１を励起し（活性化し）、このフォトルミネッセンス性光ファイバ２６．１が二次的信号を発し、この二次的光信号が固定受信部３６．１に達するまでそのファイバ２６．１に沿って進む。
前記第２のキャリッジに搭載された電子回路２０．２，２２．２への電力供給は前記第１のキャリッジを介して実現され得る。一具体例として、前記第１のキャリッジの給電モジュール５２．１により前述した方法のうちの１つ（例えば、誘導、電気的接触等）に従って集められたエネルギーの一部を、同じく前述した方法のうちの１つに従って第２のキャリッジ１４．２に供給するように取り出すことが可能である。このために、第２のキャリッジ１４．２は、そのようなエネルギーを回収して回路２０．２，２２．２に供給する給電モジュール５２．２を搭載するものとされ得る。
図１７に、第１のキャリッジ１４．１に搭載された電子回路５３．１、具体的には、第１のレール１２．１に組み合わされたエンコーダ１６．１の２つのトラック１６１．１，１６２．１を読み取る読取ヘッド１８１．１，１８２．１、読取ヘッド１８１．１，１８２．１の信号を調整する回路２０１．１、およびこの調整回路２０．１に組み込まれたマイクロコントローラ２０２．１を詳細に示す。マイクロコントローラ２０２．１からの信号および光電気セル３６．２（この光電気セル３６．２も、同じく第１のキャリッジ１４．１に搭載されている）に接続された検出回路３８．２からの信号が制御回路２２．１のマイクロコントローラ２２２．１へと出力され、制御回路２２．１がドライバ２２１．１を介して発光ダイオード２４．１を制御する。図１７には、さらに、固定された電源４９．１からの給電エネルギーの進路が示されている。電源４９．１が第１のガイドレール１２．１に組み合わされた一次巻線４８．１に給電し、一次巻線４８．１が前記第１のキャリッジに搭載された二次巻線５０．１に給電する。二次巻線５０．１は整流回路５２．１に接続されており、整流回路５２．１が第１のキャリッジ１４．１に搭載された調整回路２０．１及び制御回路２２．１に給電すると共に発振回路４９．２にも給電する。発振回路４９．２は、第２のキャリッジ１４．２に搭載された給電回路５２．２に誘導により給電するように、第２のガイドレール１２．２に組み合わされた一次巻線４８．２に給電する。好ましくは、第１のキャリッジ１４．１に組み合わされた読取ヘッド１８１．１，１８２．１および第２のキャリッジ１４．２に組み合わされた読取ヘッドは、トンネル磁気抵抗素子とされる。
当然ながら、様々な変更が可能である。案内路１２は、１つの自由度を構成するのであれば、直線状であってもよいし曲線状であってもよい。案内路１２は、物理的に、１つ以上の部位を有する単一のレールからなるものであってもよいし、複数の平行なレールからなるものであってもよい。可動ユニット１４，１４．１，１４．２は、転がり移動で案内されるものであってもよいし、ドライ摺動で案内されるものであってもよいし、潤滑摺動で案内されるものであってもよいし、空気浮上で案内されるものであってもよいし、磁気浮上で案内されるものであってもよい。可動ユニット１４，１４．１，１４．２は、適切な手段であれば、どのような手段で駆動されるものであってもよく、具体例として、ウォーム及びナットを有する機構、ボール循環有り又は無しの機構等で駆動される。また、可動ユニット１４は、駆動手段なしで設けられてもよく、つまり、前記案内路に対して自由に移動するものであってもよい。光ファイバ２６は、前記案内路に沿って延びるものであれば（好ましくは、案内路１２に対して固定的に維持されているのであれば）必ずしも前記案内路に組み込まれている必要はない。さらに、エンコーダ１６は、案内路１２に対して固定的に維持されて且つ当該案内路に沿って延びるものであれば必ずしも当該案内路に組み込まれている必要はない。軸の数は、３つ以上に増やすことも可能である。１つ以上の前記可動ユニットまたはこれらの可動ユニットの少なくとも一部に搭載された回路への電力供給が、搭載された電気化学的電源（任意で、充電可能なものとされる）により行われるものとされてもよい。
一般的に言って、１つの実施形態について説明した構成は、他の実施形態にも適用可能である。具体例として、当業者であれば、図５および図６に示された光源２４の任意の実施形態と、図７〜図９に示されたガイドレール１２への光ファイバ２６の任意の組込み形態と、図１０〜図１５に示された任意の電力供給形態とを組み合わせることにより、１つ又は複数の軸を有する設備の代替的な実施形態を得ることができる。
なお、図１０〜図１５に示された電力供給形態は、前述した可動キャリッジと離れた受信部との間で情報を伝送するのに選ばれる条件にかかわらず、かつ、そのような伝送の有無にかかわらず、ガイドレールに沿って可動なキャリッジに搭載されたあらゆる種類の電気回路や電子回路に給電するのに利用可能である。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
所定の固定された経路に沿って案内される可動ユニット（１４）からの情報を伝送する方法において、
前記可動ユニット（１４）に組み合わせられた光源（２４）から、励起光信号が、前記経路に沿って配置されたフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）を横方向から励起するように発せられて、
前記励起光信号に応答して前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）により発せられて且つ当該フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）内で案内された少なくとも１つの二次的光信号が、少なくとも１つの光感知セル（３６）により受信されることを特徴とする、方法。
〔態様２〕
態様１に記載の方法において、前記励起光信号が、デジタル信号であることを特徴とする、方法。
〔態様３〕
態様１または２に記載の方法において、前記光感知セル（３６）が、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）の一端に配置されていることを特徴とする、方法。
〔態様４〕
態様１から３のいずれか一態様に記載の方法において、前記励起光信号が前記可動ユニット（１４）の位置情報を含み、前記励起光信号は、前記経路に沿って配置されたエンコーダ（１６）についての情報を読み取る、前記可動ユニット（１４）に連結された位置センサ（１８）により得られた位置信号に相関することを特徴とする、方法。
〔態様５〕
態様１から４のいずれか一態様に記載の方法において、前記フォトルミネッセンス性光ファイバの一端で受信された前記少なくとも１つの二次的光信号の振幅が、前記可動ユニット（１４）の位置データを決定するために測定されることを特徴とする、方法。
〔態様６〕
態様４に従属する態様５に記載の方法において、前記可動ユニット（１４）の絶対位置が、前記位置情報および前記位置データから決定されることを特徴とする、方法。
〔態様７〕
所定の固定された経路に沿って案内される可動ユニット（１４）からの情報を伝送する装置（、特には、態様１から６のいずれか一態様に記載の方法を実現する装置）において、当該装置が、
前記経路に沿って配置されるように構成されたフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）と、
前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）を横方向から照射するために、前記可動ユニット（１４）に連結されるように構成された励起光源（２４）と、
前記受信部を構成する少なくとも１つの光感知セル（３６）であって、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）の一端（３６）に少なくとも配置された少なくとも１つの光感知セル（３６）と、
を備えることを特徴とする、装置。
〔態様８〕
態様７に記載の装置において、当該装置が、さらに、
前記励起光源（２４）を制御してデジタル励起光信号を発生させる回路（２２）、
を備えることを特報とする、装置。
〔態様９〕
態様８に記載の装置において、前記光感知セルが、光電気セル（３６）であることを特徴とする、装置。
〔態様１０〕
態様７から９のいずれか一態様に記載の装置において、前記フォトルミネッセンス性光ファイバが、蛍光性粒子（２８）を含有することを特徴とする、装置。
〔態様１１〕
所与の基準系における固定された案内路（１２）と、
前記案内路（１２）で案内される可動ユニット（１４）と、
を備える、設備（１０）において、当該設備（１０）が、さらに、
態様７から１０のいずれか一態様に記載の装置、
を備え、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）が、前記案内路（１２）に沿って取り付けられており、前記励起光源（２４）が、前記可動ユニット（１４）に連結され、前記光感知セル（３６）が、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）の一端（３４）に配置されていることを特徴とする、設備（１０）。
〔態様１２〕
少なくとも１つの第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）と、
前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に沿って案内される少なくとも１つの第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）と、
を備える、１つ又は複数の軸を有する直線案内設備において、当該設備が、さらに、
前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に取り付けられた少なくとも１つの第１のエレクトロルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）と、
前記可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に取り付けられて且つ前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）を横方向から励起するように配置された、第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）と、
前記第１の励起光信号に応答して前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）により発せられて且つ当該第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）内で案内された少なくとも１つの第１の二次的光信号を受信する、少なくとも１つの第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）と、
を備えることを特徴とする、設備。
〔態様１３〕
態様１２に記載の設備（１０）において、前記第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）が、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）の一端（３４，３４．１，３４．２）に配置されていることを特徴とする、設備（１０）。
〔態様１４〕
態様１３に記載の設備において、当該設備が、さらに、
前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）の他端に配置された、第１の追加の光感知セル、
を備えることを特徴とする、設備。
〔態様１５〕
態様１２から１４のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）が、光電気セルであることを特徴とする、設備。
〔態様１６〕
態様１２から１５のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、蛍光性粒子（２８）を含有することを特徴とする、設備。
〔態様１７〕
態様１２から１６のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）が、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）から離れた側方に配置されていることを特徴とする、設備。
〔態様１８〕
態様１２から１７のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、円状の断面を有することを特徴とする、設備。
〔態様１９〕
態様１２から１７のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、多角形状の断面（を有し、好ましくは、長方形状または正方形状の断面）を有することを特徴とする、設備。
〔態様２０〕
態様１２から１９のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）における溝（４０）に配置されていることを特徴とする、設備。
〔態様２１〕
態様２０に記載の設備において、前記溝（４０）が、少なくとも１つの反射壁を有することを特徴とする、設備。
〔態様２２〕
態様２０または２１に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、樹脂の層（４２）で被覆されていることを特徴とする、設備。
〔態様２３〕
態様１２から２２のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）を清掃する少なくとも１つのシステム（３０）が設けられていることを特徴とする、設備。
〔態様２４〕
態様１２から２３のいずれか一態様に記載の設備において、前記第１の可動ユニット（１４）が、前記第１の案内路（１２）を転がり往復するキャリッジであることを特徴とする、設備。
〔態様２５〕
態様１２から２４のいずれか一態様に記載の設備において、当該設備が、さらに、
前記第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）を制御してデジタル光信号の形態の前記第１の励起光信号を発生させる第１の電子回路（５３，５３．１）、
を備えることを特徴とする、設備。
〔態様２６〕
態様２５に記載の設備において、前記励起光源（２４，２４．１，２４．２）が、発光ダイオードであ（り、好ましくは、当該発光ダイオードは、前記第１の電子回路（５３，５３．１）のプリント回路基板の表面上に取り付けられているか又は前記第１の電子回路（５３，５３．１）のプリント回路基板を貫通してい）ることを特徴とする、設備。
〔態様２７〕
態様１２から２６のいずれか一態様に記載の設備において、当該設備が、さらに、
前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に連結された第１のエンコーダ（１６，１６．１，１６．２）についての少なくとも１つの第１の情報を読み取る、前記可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に連結された少なくとも１つの第１の位置センサ（１８，１８．１，１８．２）、
を備えることを特徴とする、設備。
〔態様２８〕
態様２７に記載の設備において、前記位置センサ（１８，１８．１，１８．２）が、磁気式のセンサであり、好ましくは、当該磁気式のセンサは、第１のトンネル磁気抵抗素子を含むことを特徴とする、設備。
〔態様２９〕
態様２７または２８に記載の設備において、前記第１の電子回路（５３，５３．１）が、前記位置センサ（１８，１８．１，１８．２）により生成された位置信号を読み取る位置判定モジュール（２０，２０．１，２０．２）、および前記位置信号に従った位置情報を含むように前記第１の励起光信号を生成する制御モジュール（２２，２２．１，２２．２）を含むことを特徴とする、設備。
〔態様３０〕
態様２９に記載の設備において、第１の可動ユニット（１６，１６．１，１６．２）が少なくとも２つの可動給電接点（６２，６４）を有し、これら少なくとも２つの可動給電接点（６２，６４）が、それぞれ、前記電子回路（５３，５３．１）に電気的に接続されていて且つ前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に沿って配置された給電トラック（５８，６０）との電気的接触をもたらすことを特徴とする、設備。
〔態様３１〕
態様３０に記載の設備において、前記第１のエンコーダ（１６，１６．１，１６．２）が、前記給電トラック（６０）を構成する保護用の金属製帯体により覆われた、磁気式のエンコーダからなることを特徴とする、設備。
〔態様３２〕
態様３０または３１に記載の設備において、前記給電トラック（５８，６０）が、前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）から絶縁されていることを特徴とする、設備。
〔態様３３〕
態様２９に記載の設備において、前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に、少なくとも１つの一次給電巻線（４８，４８．１，４８．２）が設けられており、当該少なくとも１つの一次給電巻線（４８，４８．１，４８．２）は、前記第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に配置されていて且つ前記電子回路（５３，５３．１）に接続されている少なくとも１つの二次巻線（５０，５０．１，５０．２）に、電流を誘導するように配置されていることを特徴とする、設備。
〔態様３４〕
態様１２から３３のいずれか一態様に記載の設備において、当該設備が、さらに、
前記第１の可動ユニット（１４．１）に連結された少なくとも１つの第２の案内路（１２．２）と、
前記第２の案内路（１２．２）に沿って案内される少なくとも１つの第２の可動ユニット（１４．２）と、
前記第２の案内路（１２．２）に組み合わされた少なくとも１つの固定された第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）と、
前記第２の可動ユニット（１４．２）に取り付けられて且つ前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．１）を横方向から励起するように配置された、第２の光源（２４．２）と、
前記第２の励起光信号に応答して前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）により発せられて且つ当該第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）内で案内された少なくとも１つの第２の二次的光信号を受信する、前記第１の可動ユニット（１４．１）に連結された少なくとも１つの第２の光感知セル（３６．２）と、
を備えることを特徴とする、設備。

Claims (26)

  1. 所定の固定された直線経路に沿って案内される可動ユニット（１４）からの情報を伝送する方法であって、
    位置信号が、前記可動ユニット（１４）に連結された位置センサ（１８）であって、前記経路に沿って配置されたエンコーダ（１６）についての情報を読み取る位置センサ（１８）により得られ、前記可動ユニット（１４）に組み合わせられた光源（２４）から、励起光信号であって、前記位置信号に相関する、前記可動ユニット（１４）の位置情報を含む励起光信号が、前記経路に沿って配置されたフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）を横方向から励起するように発せられて、
    前記励起光信号に応答して前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）により発せられて且つ当該フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）内で案内された少なくとも１つの二次的光信号が、少なくとも１つの光感知セル（３６）により受信される、方法。
  2. 請求項１に記載の方法において、前記励起光信号が、デジタル信号であることを特徴とする、方法。
  3. 請求項１または２に記載の方法において、前記光感知セル（３６）が、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６）の一端に配置されていることを特徴とする、方法。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、前記フォトルミネッセンス性光ファイバの一端で受信された前記少なくとも１つの二次的光信号の振幅が、前記可動ユニット（１４）の位置データを決定するために測定されることを特徴とする、方法。
  5. 請求項４に記載の方法において、前記可動ユニット（１４）の絶対位置が、前記位置情報および前記位置データから決定されることを特徴とする、方法。
  6. 少なくとも１つの第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）と、
    前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に沿って案内される少なくとも１つの第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）と、
    前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に連結された第１のエンコーダ（１６，１６．１，１６．２）についての少なくとも１つの第１の情報を読み取る、前記可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に連結された少なくとも１つの第１の位置センサ（１８，１８．１，１８．２）と、
    を備える、１つ又は複数の軸を有する直線案内設備において、当該設備が、さらに、
    前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に取り付けられた少なくとも１つの第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）と、
    前記可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に取り付けられて且つ前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）を横方向から励起するように配置された、第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）と、
    前記第１の励起光信号に応答して前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）により発せられて且つ当該第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）内で案内された少なくとも１つの第１の二次的光信号を受信する、少なくとも１つの第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）と、
    前記第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）を制御してデジタル光信号の形態の前記第１の励起光信号を発生させる第１の電子回路（５３，５３．１）と、
    を備え、
    前記第１の電子回路（５３，５３．１）が、前記位置センサ（１８，１８．１，１８．２）により生成された位置信号を読み取る位置判定モジュール（２０，２０．１，２０．２）、および前記位置信号に従った位置情報を含むように前記第１の励起光信号を生成する制御モジュール（２２，２２．１，２２．２）を含むことを特徴とする、設備。
  7. 請求項６に記載の設備（１０）において、前記第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）が、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）の一端（３４，３４．１，３４．２）に配置されていることを特徴とする、設備（１０）。
  8. 請求項７に記載の設備において、当該設備が、さらに、
    前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）の他端に配置された、第１の追加の光感知セル、
    を備えることを特徴とする、設備。
  9. 請求項６から８のいずれか一項に記載の設備において、前記第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）が、光電気セルであることを特徴とする、設備。
  10. 請求項６から９のいずれか一項に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、蛍光性粒子（２８）を含有することを特徴とする、設備。
  11. 請求項６から１０のいずれか一項に記載の設備において、前記第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）が、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）から離れた側方に配置されていることを特徴とする、設備。
  12. 請求項６から１１のいずれか一項に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、円状の断面を有することを特徴とする、設備。
  13. 請求項６から１１のいずれか一項に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、多角形状の断面を有することを特徴とする、設備。
  14. 請求項６から１３のいずれか一項に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）における溝（４０）に配置されていることを特徴とする、設備。
  15. 請求項１４に記載の設備において、前記溝（４０）が、少なくとも１つの反射壁を有することを特徴とする、設備。
  16. 請求項１４または１５に記載の設備において、前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）が、樹脂の層（４２）で被覆されていることを特徴とする、設備。
  17. 請求項６から１６のいずれか一項に記載の設備において、前記第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に、前記フォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）を清掃する少なくとも１つのシステム（３０）が設けられていることを特徴とする、設備。
  18. 請求項６から１７のいずれか一項に記載の設備において、前記第１の可動ユニット（１４）が、前記第１の案内路（１２）を転がり往復するキャリッジであることを特徴とする、設備。
  19. 請求項６から１８のいずれか一項に記載の設備において、前記励起光源（２４，２４．１，２４．２）が、発光ダイオードであることを特徴とする、設備。
  20. 請求項６から１９のいずれか一項に記載の設備において、前記位置センサ（１８，１８．１，１８．２）が、磁気式のセンサであることを特徴とする、設備。
  21. 請求項６から２０のいずれか一項に記載の設備において、第１の可動ユニット（１６，１６．１，１６．２）が少なくとも２つの可動給電接点（６２，６４）を有し、これら少なくとも２つの可動給電接点（６２，６４）が、それぞれ、前記電子回路（５３，５３．１）に電気的に接続されていて且つ前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に沿って配置された給電トラック（５８，６０）との電気的接触をもたらすことを特徴とする、設備。
  22. 請求項２１に記載の設備において、前記第１のエンコーダ（１６，１６．１，１６．２）が、前記給電トラック（６０）を構成する保護用の金属製帯体により覆われた、磁気式のエンコーダからなることを特徴とする、設備。
  23. 請求項２１または２２に記載の設備において、前記給電トラック（５８，６０）が、前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）から絶縁されていることを特徴とする、設備。
  24. 請求項６に記載の設備において、前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に、少なくとも１つの一次給電巻線（４８，４８．１，４８．２）が設けられており、当該少なくとも１つの一次給電巻線（４８，４８．１，４８．２）は、前記第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に配置されていて且つ前記電子回路（５３，５３．１）に接続されている少なくとも１つの二次巻線（５０，５０．１，５０．２）に、電流を誘導するように配置されていることを特徴とする、設備。
  25. 請求項６から２４のいずれか一項に記載の設備において、当該設備が、さらに、
    前記第１の可動ユニット（１４．１）に連結された少なくとも１つの第２の案内路（１２．２）と、
    前記第２の案内路（１２．２）に沿って案内される少なくとも１つの第２の可動ユニット（１４．２）と、
    前記第２の案内路（１２．２）に組み合わされた少なくとも１つの固定された第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）と、
    前記第２の可動ユニット（１４．２）に取り付けられて且つ前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．１）を横方向から励起するように配置された、第２の光源（２４．２）と、
    前記第２の励起光信号に応答して前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）により発せられて且つ当該第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）内で案内された少なくとも１つの第２の二次的光信号を受信する、前記第１の可動ユニット（１４．１）に連結された少なくとも１つの第２の光感知セル（３６．２）と、
    を備えることを特徴とする、設備。
  26. １つ又は複数の軸を有する直線案内設備であって、
    少なくとも１つの第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）と、
    前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に沿って案内される少なくとも１つの第１の可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）と、
    前記第１の案内路（１２，１２．１，１２．２）に取り付けられた少なくとも１つの第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）と、
    前記可動ユニット（１４，１４．１，１４．２）に取り付けられて且つ前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）を横方向から励起するように配置された、第１の励起光源（２４，２４．１，２４．２）と、
    前記第１の励起光信号に応答して前記第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）により発せられて且つ当該第１のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６，２６．１，２６．２）内で案内された少なくとも１つの第１の二次的光信号を受信する、少なくとも１つの第１の光感知セル（３６，３６．１，３６．２）と、
    前記第１の可動ユニット（１４．１）に連結された少なくとも１つの直線状の第２の案内路（１２．２）と、
    前記第２の案内路（１２．２）に沿って案内される少なくとも１つの第２の可動ユニット（１４．２）と、
    前記第２の案内路（１２．２）に組み合わされた少なくとも１つの固定された第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）と、
    前記第２の可動ユニット（１４．２）に取り付けられて且つ前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．１）を横方向から励起するように配置された、第２の光源（２４．２）と、
    前記第２の励起光信号に応答して前記第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）により発せられて且つ当該第２のフォトルミネッセンス性光ファイバ（２６．２）内で案内された少なくとも１つの第２の二次的光信号を受信する、前記第１の可動ユニット（１４．１）に連結された少なくとも１つの第２の光感知セル（３６．２）と、
    を備えることを特徴とする、設備。
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