JP2002014763A - 位置測定装置及び位置入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作性が良好で安価であり、しかも正確に位
置を測定することができる位置測定装置を提供する。 【解決手段】 １つの測定ユニット中に２つの受光素子
２，３を設ける。受光素子２，３の受光面は、中心軸が
測定対象の２次元平面と略垂直な同じ直線上に存在する
とともに、９０度の開き角で重ねて配置されている。別
の測定ユニット中の２つの受光素子４，５についても同
様である。そして各受光素子２〜５により光源１からの
光を受光して、受光量を出力する。測定ユニット内の２
つの受光素子２と３、あるいは受光素子４と５を中心軸
で交差させることにより、光源１からの距離的な誤差が
キャンセルされ、計算部６において正確に光源１の位置
を計算することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポインタ等の位置
を測定する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、パソコン等におけるポインティン
グ装置には、マウスをはじめとしてトラックボールやジ
ョイスティック、さらにシート状の各種デバイスが存在
している。これらの操作性に関する報告によれば、位置
を合わせ込む速度や正確性などにおいて、マウスが最も
優れている。そのため、モバイル環境においても、操作
性を優先させる場合にはマウスを付加する必要があると
されている。しかし、今後更に、使用するモバイル環境
は多様性を増し、また、文字や絵の入力の必要性も高ま
ってくることが予想される。これに対応して、マウス以
外に、さらに操作性良くポインティングを行うことがで
きる機器の開発が要求されるようになっている。

【０００３】これらの要求を満たすものとして、いくつ
かの装置が発明されている。例えば、ワコム社製の位置
入力タブレットのように、専用のタブレットを用いて平
面上の位置を測定したり、実開平５−２５５２５号公報
に記載されているように、２次元半導体センサ（ＰＳ
Ｄ）とレンズを用いて平面上の位置を測定する技術があ
る。タブレットを用いる技術では、表示画面と同等の面
積のタブレットを表示画面とは別に設置しなければなら
ないため、例えばモバイル機器などのように小型化が要
求される用途には不向きである。また、ＰＳＤを使用す
る技術では、ＰＳＤが高価であるため、低価格化が著し
いモバイル機器のポインティング装置としては利用する
ことができない。

【０００４】また、特開平１０−９８１２号公報に記載
されているように、入力デバイスからの光を、光電変換
素子（ＰＤ）をＬ字型に組み合わせた装置で測定するこ
とによって、小型・低価格で光源の位置を測定する技術
がある。図２１は、従来の位置測定装置の一例の説明図
である。図中、４１〜４４は光電変換素子、４５は光源
である。この例では光電変換素子４１と４２，及び光電
変換素子４３と４４をそれぞれＬ字型に組み合わせて対
向配置している。ペンなどの入力デバイスに光源４５を
設けておき、それぞれの光電変換素子４１〜４４により
光源４５からの光を受光する。そして、受光量に基づい
て所定の計算式に従って計算することによって、光源４
５の位置を算出している。

【０００５】しかし、入力デバイスの位置の変化によっ
て各光電変換素子４１〜４４に入射する光量の分布が変
化し、位置の計算に大きな誤差が生じてしまうという問
題がある。例えば図２１の光電変換素子４１に入射する
光はｌ_1xとして示した領域の光である。この領域の光
は、光電変換素子４１の受光面にそれほどの距離の変化
なく照射される。しかし、光電変換素子４２に入射する
ｌ_1yとして示した領域の光は、光電変換素子２の両端に
おいて大きく距離が異なるため、受光部分によって光の
強度が異なってしまう。また、光電変換素子４１と光電
変換素子４２とは、１辺において接しているので、この
辺を基準とした光源４５までの距離は等しいものの、対
向する辺から光源４５までの距離は大きく異なることに
なる。光量は光源からの距離の２乗に比例して減衰する
ので、このような距離の違いはその後の計算に大きく影
響してしまうことになり、誤差の原因となる。このよう
な誤差を位置計算時に補正することも考えられるが、誤
差が大きくなると補正しきれなくなってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、操作性が良好で安価であ
り、しかも正確に位置を測定することができる位置測定
装置を提供するとともに、このような位置測定装置を用
いた位置入力装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の測定ユ
ニットを設置するとともに各測定ユニットに受光量を測
定する複数の受光平面領域を設け、その受光平面領域の
中心が同一あるいは該中心を結ぶ直線が測定対象の２次
元平面と略直交するように、複数の受光平面領域を設定
する。これによって、各受光平面領域においては中心を
挟んで左右の部分が光量の強弱をうち消すため、測定ユ
ニット内のいずれの受光平面領域においても光源からの
距離の違いが現れにくくなる。そのため、従来のような
大きな測定誤差は発生せず、正確に位置を測定すること
ができる。

【０００８】望ましくは、複数の受光平面領域は、測定
対象の２次元平面に対して略垂直に設けられ、互いに直
交あるいは所定角度で配置されるとよい。通常は受光平
面領域に受光素子が配置されるが、例えばハーフミラー
やミラーで光路が変更される場合もある。また、１つの
受光素子を用い、受光素子を回転あるいは揺動させた
り、あるいは光路中のミラーを回転あるいは揺動させる
などして、複数の受光平面領域における光量を取得して
もよい。

【０００９】各受光平面領域に受光素子を配置する場
合、２次元平面と垂直な方向に受光素子を重ねて配置す
ることになるが、同じ方向を向く受光平面領域からなる
受光平面領域群ごとに、異なる受光平面領域群の受光平
面領域に対応する受光素子を重ねてゆくとよい。このと
き、同じ受光平面群に属する受光平面領域の受光素子か
ら出力される受光量については平均化するとよい。これ
によって、２次元平面と垂直な方向の誤差を少なくする
ことができる。また、近接配置された測定ユニットにつ
いては、同じ高さに配置された受光素子が同じ方向を向
かないように重ねるとよく、これによって同じく２次元
平面と垂直な方向の光量変化による誤差を少なくするこ
とができる。

【００１０】位置計算を行う際には、複数の前記測定ユ
ニットのうち、近接していない２個の測定ユニットを測
定ユニット対として設定し、測定ユニット対の各測定ユ
ニットから出力される各受光平面領域ごとの受光量を用
いて光源の位置を計算することができる。また、複数の
測定ユニット対を設定できる場合は、それぞれの測定ユ
ニット対によって計算された値を平均すればよい。

【００１１】なお、各測定ユニット間での光の反射など
の影響を防止するため、間に遮光手段を設けたり、測定
ユニットを覆うカバーを設けてもよい。

【００１２】また、光源は、例えば点滅させて駆動する
ことができ、滅灯時に周囲光による影響を測定するな
ど、さらに正確な位置測定のための処理を行うことが可
能である。なお、光源として自発光するもののほか、拡
散反射部材や蛍光部材などを用い、外部から照射される
光を利用してもよい。また、２次元平面に反射部材を設
け、光源からの直接光とともに反射光を測定ユニットに
入射させ、入射光量を増加させてもよい。

【００１３】上述のような構成においても、各受光素子
ごとの差や組付誤差などによって測定した位置に誤差が
生じる。このような誤差を補正するため、例えば各受光
平面領域に同一の光量の光を照射したときに同じ受光量
が得られるように、ゲインや位置計算時のパラメータを
調整することができる。また、各受光平面領域間の誤差
を補正するため、測定ユニット中の２つの受光平面領域
あるいは２つの受光平面領域群の中心軸を中心にして４
５度の角度の直線上に光源を配置し、そのとき２つの受
光平面領域あるいは２つの受光平面領域群における受光
量がほぼ同じとなるように、ゲインや位置計算時のパラ
メータを調整することができる。さらには、光源を座標
が分かっている１個所以上の特定の位置に設置したとき
に、位置での測定ユニットから出力される受光量をもと
に計算して得られる光源の位置と真の位置を対応付けた
補正テーブル、または多項式などの補正式を用いて、光
源の位置を補正することができる。

【００１４】本発明の位置測定装置は、２次元平面上の
位置に限らず、例えば、２次元平面に略垂直な第２の２
次元平面を設定してその第２の２次元平面に対して１以
上の前記測定ユニットを設けることにより、光源の３次
元空間における位置を測定することが可能である。

【００１５】このような位置測定装置を用い、光源を位
置指示部材に１ないし複数個設けることによって位置入
力装置を構成することができる。位置入力装置には、位
置測定が可能な範囲にプレートを設けて示すことができ
る。このプレートに表示機能を設けておけば、測定した
位置指示部材の位置をそのまま表示することができる。
また、位置変化に合わせて表示している画像に書き込み
を行う等といったことも可能である。なお、プレートに
は使用する際の適正な向き、あるいはプレートに位置測
定装置を組み付けるときの向きが分かるように、表示や
特定の形状を設けておくとよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の位置測定装置の
第１の実施の形態を示す斜視図である。図中、１は光
源、２〜５は受光素子、６は計算部である。この例では
受光素子２と受光素子３で構成される測定ユニットと、
受光素子４と受光素子５で構成される測定ユニットの２
個の測定ユニットが配置された例を示している。そし
て、受光素子２と３は、位置測定を行う２次元平面（ｘ
ｙ平面）を上面（ｚ方向）から見て、それぞれの中心軸
が一致するようにほぼ９０度の角度で重ねて設置してい
る。受光素子４と５についても同様である。この例で
は、各受光素子２〜５の受光面が受光平面領域となる。

【００１７】受光素子２〜５は、例えばフォトダイオー
ドなどで構成することができる。これらの受光素子２〜
５に対して、光源１から放射される拡散光が照射され、
受光素子２〜５から受光量を示す電気信号が出力され
る。

【００１８】各受光素子２〜５の受光面は、位置測定を
行う２次元平面に対して垂直となるように設けることに
よって、光源１からの光を良好に受光することができる
が、これに限られるものではない。各受光素子２〜５の
受光面が２次元平面に対して垂直でない場合でも、受光
量は減少するが、同様にして位置を測定可能である。こ
のとき、同じ測定ユニット内の受光素子については、そ
の中心を結ぶ直線が２次元平面に対して垂直となるよう
にしておけばよい。

【００１９】光源１は、拡散光を放射できればよく、同
じ位置で異なる方向を向いても各受光素子２〜５への光
量が変化しないものとすることが望ましい。なお、光源
を点滅させて発光させることによって、外乱光（環境
光）の影響を除去することが可能になる。すなわち、各
受光素子２〜５の出力において、光源１をＯＮにしたと
きの出力から、光源１をＯＦＦにしたときの出力を差し
引くことによって、外乱光の除去が可能である。このよ
うに点減させることにより外乱光を除去する回路の構成
は、例えばトランジスタ技術，Ａｕｇ．１９９０，ｐ．
４７５に示されている回路などのように、一般的な構成
を用いればよい。

【００２０】計算部６は、各測定ユニット中の受光素子
間の受光量の比、すなわち受光素子２と受光素子３の受
光量の比、および、受光素子４と受光素子５の受光量の
比に基づいて、光源の２次元平面上の位置を計算する。
この計算方法について、以下に説明する。

【００２１】図２は、本発明の位置測定装置における位
置測定の原理説明図である。ここでは説明を簡単にする
ため、１つの測定ユニット内で重ねる受光素子を２個と
して、各受光素子の受光面積と上面から見た長さを同一
としている。また、受光素子間の角度を９０度とし、一
方を測定ユニットの配列方向と平行に、他方をそれとは
直角の方向となるように配置している。このような測定
ユニットを２個設置している。この時、図中左側の測定
ユニットの２個の受光素子２，３の交点を座標の原点
（０，０）とし、図中右側の測定ユニットの２個の受光
素子４，５の交点の座標を（ｄ，０）とする。また、光
源の座標を（ｘ，ｙ）とする。

【００２２】各受光素子２〜５は、（０，０）及び
（ｄ，０）を中心に２等分され、その２等分された長さ
をＬとする。この長さＬを斜辺とし、中心（０，０）ま
たは（ｄ，０）と光源１とを結ぶ直線の一部を１辺とす
る直角三角形を考え、この直角三角形のもう１辺の長さ
をそれぞれＬｌｈｉ，Ｌｌｈｏ，Ｌｌｐｉ，Ｌｌｐｏ，
Ｌｒｈｉ，Ｌｒｈｏ，Ｌｒｐｉ，Ｌｒｐｏとする。さら
に、各受光素子から出力される受光量に応じた電気信号
は、受光素子２の出力Ｖｌｈ＝Ｖｌｈｉ＋Ｖｌｈｏ、受
光素子３の出力Ｖｌｐ＝Ｖｌｐｉ＋Ｖｌｐｏ、受光素子
４の出力Ｖｒｈ＝Ｖｒｈｉ＋Ｖｒｈｏ、受光素子５の出
力Ｖｒｐ＝Ｖｒｐｉ＋Ｖｒｐｏとする。

【００２３】ただし、これらの名称に関して、ｉ及びｏ
が付いた記号については以下の計算ではｉ及びｏを省略
して行う。これは、ｉ及びｏが付いた記号に関しては、
全く同様の計算内容となることによる。上述のように受
光素子を２等分したとき、計算される出力の比率は、受
光素子を２等分しない状態の出力の比率に等しい。例え
ば、Ｖｌｈｉ／Ｖｌｐｉ＝Ｖｌｈｏ／Ｖｌｐｏ＝Ｖｌｈ
／Ｖｌｐである。そのため、最終的に光源の座標（ｘ，
ｙ）を求める際に用いる受光素子の出力の比率は、２等
分していた時の値（例えば、Ｖｌｈｉ／Ｖｌｐｉ，Ｖｌ
ｈｏ／Ｖｌｐｏ）を、そのまま２等分しない状態の出力
の比率（例えば、Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）として計算上は扱う
ことができる。

【００２４】まず、測定ユニットの各々に設置されてい
る２個の受光素子において、２等分された長さＬを斜辺
とする４個の直角三角形は合同である。すなわち、底辺
がＬｌｈｉの直角三角形と底辺がＬｌｐｉの直角三角形
と底辺がＬｌｈｏの直角三角形と底辺がＬｌｐｏの直角
三角形は合同であり、底辺がＬｒｈｉの直角三角形と底
辺がＬｒｐｉの直角三角形と底辺がＬｒｈｏの直角三角
形と底辺がＬｒｐｏの直角三角形は合同である。また、
それら直角三角形と、２個の受光素子の交点と光源をむ
すぶ線分を斜辺とする直角三角形は各々相似である。こ
れらより、以下の式が成り立つ。 Ｌｌｐ／Ｌｌｈ＝ｘ／ｙ …式１ Ｌｒｐ／Ｌｒｈ＝（ｄ−ｘ）／ｙ …式２

【００２５】一方、各受光素子２〜５の出力は、受光素
子を斜辺とする直角三角形の底辺に比例するので、以下
の式が成り立つ。 Ｌｌｐ／Ｌｌｈ＝Ｖｌｐ／Ｖｌｈ …式３ Ｌｒｐ／Ｌｒｈ＝Ｖｒｐ／Ｖｒｈ …式４

【００２６】式１，２，３，４より、以下の式が成り立
つ。 （Ｖｒｐ／Ｖｒｈ）／（Ｖｌｐ／Ｖｌｈ）＝（Ｌｒｐ／Ｌｒｈ）／（Ｌｌｐ ／Ｌｌｈ） ＝（（ｄ−ｘ）／ｙ）／（ｘ／ｙ） ＝ｄ／ｘ−１ …式５

【００２７】式５より、ｘに関する式が求まる。 ｘ＝ｄ・（１／（１＋（Ｖｒｐ／Ｖｒｈ）／（Ｖｌｐ／Ｖｌｈ）） ＝ｄ・（Ｖｌｐ／Ｖｌｈ）／（（Ｖｒｐ／Ｖｒｈ）＋（Ｖｌｐ／Ｖｌｈ） ） …式６

【００２８】式６を式１，３に代入して、ｙに関する式
が求まる。 ｙ＝（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）ｘ ＝（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）・ｄ・（ＶＩｐ／Ｖｌｈ）／（（Ｖｒｐ／Ｖｒｈ） ＋（ＶＩｐ／ＶＩｈ）） ＝ｄ／（（Ｖｒｐ／Ｖｒｈ）＋（Ｖｌｐ／Ｖｌｈ）） …式７ このようにして、光源１の座標（ｘ、ｙ）を求めること
ができる。

【００２９】上述の計算では、Ｖｌｈｉ／Ｖｌｐｉ＝Ｖ
ｌｈｏ／Ｖｌｐｏ＝Ｖｌｈ／Ｖｌｐ、Ｖｒｈｉ／Ｖｒｐ
ｉ＝Ｖｒｈｏ／Ｖｒｐｏ＝Ｖｒｈ／Ｖｒｐとしている。
しかし、上述のように光源１からの距離の相違によっ
て、厳密にはＬｌｐｉ／Ｌｌｈｉ＝Ｖｌｐｉ／Ｖｌｈ
ｉ、Ｌｌｐｏ／Ｌｌｈｏ＝Ｖｌｐｏ／Ｖｌｈｏ、Ｌｒｐ
ｉ／Ｌｒｈｉ＝Ｖｒｐｉ／Ｖｒｈｉ、Ｌｒｐｏ／Ｌｒｈ
ｏ＝Ｖｒｐｏ／Ｖｒｈｏとはならないため、誤差が含ま
れてしまう。

【００３０】しかし、受光素子２，３及び受光素子４，
５は、それぞれ中心（０，０）または（ｄ，０）で交差
しており、その両側で距離に関する特性が反対となる。
すなわち、図２を参照して分かるように、受光素子２，
３については直角三角形の底辺ＬｌｐｉとＬｌｈｉでは
Ｌｌｐｉの方が光源１に近く、Ｌｌｈｉの方が光源１か
ら遠い。そのため、Ｖｌｈｉが小さく、Ｖｌｐｉが大き
くなる傾向にある。しかし、直角三角形の底辺Ｌｌｐｏ
とＬｌｈｏでは、Ｌｌｐｏの方が光源１から遠く、Ｌｌ
ｈｏの方が光源１に近い。そのため、Ｖｌｈｏが大き
く、Ｖｌｐｏが小さくなる傾向にある。受光素子２の出
力Ｖｌｈ＝Ｖｌｈｉ＋Ｖｌｈｏ、受光素子３の出力Ｖｌ
ｐ＝Ｖｌｐｉ＋Ｖｌｐｏを考えたとき、それぞれ、小さ
めの傾向を有する項と大きめの傾向を有する項を含んで
おり、両者によって傾向が打ち消される。そのため、結
果として式６，式７で光源１の座標を計算すれば、従来
のような光源までの距離の差による誤差を含まず、ほぼ
正確に座標を求めることができる。

【００３１】なお、上述の例では、測定ユニットが２個
の場合を示したが、測定精度を向上させるために、同様
の構成の測定ユニットの数を３個以上に増やしてもよ
い。その場合、２個の測定ユニットを測定ユニット対と
し、測定ユニット対ごとに光源１の位置を計算し、複数
の測定ユニット対から計算された光源１の位置の平均値
を求めることによって、最終的な光源１の位置を計算す
ればよい。

【００３２】図３は、本発明の位置測定装置の第２の実
施の形態を示す斜視図である。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。７，８は受光素
子である。この例では、１つの測定ユニット内で重ねる
受光素子の個数を３個以上とした例を示している。この
場合、１つの測定ユニット内のすべての受光素子の角度
を、９０度に交わる角度のいずれかとなるように設置す
る。これによって、受光素子の受光面（受光平面領域）
は２つの群に分けられる。そして、重ねる順序として、
それぞれの群に含まれる受光面を有する受光素子を交互
に重ねてゆく。図３に示す例では、受光素子２及び受光
素子７が１つの群を構成し、受光素子３がもう１つの群
を構成する。そして各群が交互になるように、すなわち
受光素子７，受光素子３，受光素子２の順で重ねてい
る。同様に、受光素子４及び受光素子８が１つの群を構
成し、受光素子５がもう１つの群を構成する。そして各
群が交互になるように、すなわち受光素子８，受光素子
５，受光素子４の順で重ねている。このような構成の測
定ユニットを２個設置している。

【００３３】図３に示す構成において光源１の位置を計
算する際には、１つの測定ユニット内の同じ群に属する
受光素子の出力については平均値を用いて計算を行うと
よい。これによって、測定対象の２次元平面と直交する
方向（上下方向）における光量差を補正することが可能
である。すなわち、図１に示した構成では、受光素子２
と３、及び、受光素子４と５が上下に配置されるため、
光源１までの距離が微妙に異なってくる。しかし図３に
示したように構成し、受光素子２と７，及び受光素子４
と８の平均を取ることによって、上下方向の位置として
受光素子３及び受光素子５と同等の位置で受光した場合
と同等の値を得ることができる。これによって上下方向
の誤差を減少させることができる。なお、各群ごとの平
均値を計算した後の光源１の位置座標の計算方法は、上
述の第１の実施の形態と同様であり、上述の式６，７に
おける受光素子の出力Ｖｌｈ，Ｖｌｐ，Ｖｒｈ，Ｖｒｐ
に各群ごとの平均値を代入すればよい。

【００３４】図４は、本発明の位置測定装置の第３の実
施の形態を示す斜視図である。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。９，１０は受光
素子である。この例では、上述の第１の実施の形態で示
した測定ユニットを３個以上設置し、そのうち２個を近
接させて配置している。この近接して配置した２個の測
定ユニットについては、それぞれにおいて重ねて設置さ
れている２個の受光素子に関して、同じ高さに配置され
る受光素子が同じ方向とならないように、受光素子を重
ねている。図４に示す例では、受光素子２と受光素子３
が１つの測定ユニットを構成し、受光素子９と受光素子
１０で構成される測定ユニットが近接配置されている。
このとき、受光素子２と受光素子１０の受光面が平行と
なり、受光素子３と受光素子９の受光面が平行となるよ
うに配置している。これによって、同じ高さに配置され
る受光素子２と受光素子９、及び受光素子３と受光素子
１０とは異なる向きとなる。

【００３５】図４に示す構成において光源１の位置を計
算する際には、近接配置されている複数の測定ユニット
において平行な受光面を有する受光素子を群として、群
に属する受光素子の出力については平均値を用いて計算
を行うとよい。これによって、測定対象の２次元平面と
直交する方向（上下方向）における光量差を補正するこ
とが可能である。図４に示した例では、受光素子２と受
光素子１０の出力、及び、受光素子３と受光素子９の出
力について、それぞれ平均値を算出する。これによっ
て、高さの異なる受光素子からの出力が平均化され、高
さ方向の誤差を減少させることができる。そして、この
平均値を上述の式６，７における受光素子の出力Ｖｌ
ｈ，Ｖｌｐ，Ｖｒｈ，Ｖｒｐに代入することによって、
上述の第１の実施の形態と同様に光源１の位置座標を正
確に計算することができる。

【００３６】なお、受光素子４，５で構成される測定ユ
ニットと受光素子２，３で構成される測定ユニットを測
定ユニット対として光源１の座標を計算し、また、受光
素子４，５で構成される測定ユニットと受光素子９，１
０で構成される測定ユニットを測定ユニット対として光
源１の座標を計算して、両者の平均を計算してもよい。
この場合、近接している測定ユニット同士は測定ユニッ
ト対とせず、近接していない測定ユニットにより測定ユ
ニット対を構成して光源１の座標を演算するとよい。

【００３７】図５は、本発明の位置測定装置の第４の実
施の形態を示す平面図である。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。１１は遮光板で
ある。複数の測定ユニットを配置した場合、ある測定ユ
ニットに入射した光が、その測定ユニット内の受光素子
の表面で反射して、他の測定ユニットへ入射してしまう
場合がある。このような反射が発生すると、反射光を受
けた受光素子における受光量が増加し、光源１の位置に
誤差が生じてしまう。このような反射光の他の測定ユニ
ットへ入射を防止するため、この例では測定ユニット間
に遮光板１１を設けている。

【００３８】もちろん遮光板１１は各測定ユニット間に
１枚に限られるものではなく、例えば両測定ユニットに
近接させて１枚ずつ配置するなど、複数設置してもよ
い。なお、遮光板１１の影が測定ユニットに到達しない
ようにしておくことが望まれる。また、図５に示したよ
うな板状に限らず、例えば測定ユニットを覆うカバーを
設けてもよい。カバーは、光源１からの光が入射する部
分が透明体で構成されていたり、その部分を除去して構
成し、測定ユニットへの光の入射を妨げない構成として
おくとよい。またカバーは、測定ユニット全体を覆うほ
か、円筒状に構成するなど、形状は任意である。このほ
かにも、種々の遮光手段を設けることができる。さら
に、測定ユニット内の受光素子同士で反射光が入射する
場合には、その反射光を遮光するための別の遮光手段を
設けてもよい。

【００３９】図６は、本発明の位置測定装置の第５の実
施の形態における１つの測定ユニットの一例を示す平面
図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。上述の各実施の形態では、１つの測
定ユニットにおける複数の受光素子は、その中心におい
て直交するように配置される例を示した。この第５の実
施の形態では、受光素子が交わる角度が９０度以外の場
合について説明する。一例として上述の図２中の左側の
測定ユニット、すなわち受光素子２と受光素子３により
構成される測定ユニットのみについて示している。

【００４０】図６において、受光素子２はその中心を軸
にｘ軸から角度Ｓｌｈだけ回転した位置に配置されてい
る。また、受光素子３はその中心を軸にｙ軸から角度Ｓ
ｌｐだけ回転した位置に配置されている。このように、
各受光素子の中心を軸として回転した位置に受光素子が
配置された測定ユニットを複数配置し、それぞれの受光
素子から出力される受光量をもとに、光源１の位置を計
算する。

【００４１】図７、図８は、本発明の位置測定装置の第
５の実施の形態における光源の位置を計算する方法の一
例の説明図である。図６に示すように２つの受光素子
２，３が９０度以外の角度で交差する場合における光源
１の位置を計算する過程を示す。受光素子２がｘ軸とな
す角度をＳｌｈ、受光素子３がｙ軸となす角度をＳｌｐ
とし、ともに、光源からの投影面積が大きくなる方向を
正（＋）とする。この例では角度Ｓｌｈ、角度Ｓｌｐと
も正の方向である。また、ｘ軸と光源とのなす角度をＳ
ｌｈ＋Ｓｌｐとする。

【００４２】まず第１段階として、図７において、受光
素子２がＳｌｈ＋Ｓｌｐだけ回転した場合を考える。 Ｖｌｐ／Ｖｌｈ＝Ｌｌｐ／Ｌｌｈ ＝Ｌ・（ｓｉｎ（９０−Ｓｌ））／Ｌ・（ｓｉｎ（Ｓｌ＋（Ｓ ｌｈ＋Ｓｌｐ））） ＝ｃｏｓＳｌ／（ｓｉｎＳｌ・ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）＋ｃ ｏｓＳｌ・ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）） ＝１／（ｔａｎＳｌ・ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）＋ｓｉｎ（Ｓ ｌｈ＋Ｓｌｐ）） …式８

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

【００４４】次に第２段階として、図８において、第１
段階の状態の受光素子２及び受光素子３を、ともに角度
Ｓｌｐだけ回転させると、求める状態である、受光素子
２がｘ軸となす角度がＳｌｈ、受光素子３がｙ軸となす
角度がＳｌｐとなる。この時、ｘ軸と光源とのなす角度
Ｓｌ＋Ｓｌｐは、式１０を用いて、次のように表せる。 Ｓｌ＋Ｓｌｐ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｖｌｐ／ＶＩｈ）／ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ ）−ｔａｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ））＋Ｓｌｐ …式１１

【００４５】式１１を用いて、ｔａｎ（Ｓ＋Ｓｌｐ）は
次のように表せる。 ｔａｎ（Ｓｌ＋Ｓｌｐ）＝ｔａｎ（ａｒｃｔａｎ（（Ｖｌｐ／Ｖｌｈ）／ｃｏ ｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−ｔａｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ））＋Ｓｌｐ） ＝（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋ Ｓｌｐ）・ｔａｎ（Ｓｌｐ））／（ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖｌ ｐ）・ｔａｎＳｌｐ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）） …式１２

【００４６】同様に、図２において右側の測定ユニット
についても考える。この測定ユニットを構成する受光素
子４，５においても、ｘ軸と光源とのなす角度をＳｒ＋
Ｓｒｐとすると、次の式が求まる。 ｔａｎ（Ｓｒ＋Ｓｒｐ）＝ｔａｎ（ａｒｃｔａｎ（（Ｖｒｐ／Ｖｒｈ）／ｃｏ ｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）−ｔａｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ））＋Ｓｒｐ） ＝（Ｖｒｈ／Ｖｒｐ−ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｒｈ＋ Ｓｒｐ）・ｔａｎ（Ｓｒｐ））／（ｃｏｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）−（Ｖｒｈ／Ｖｒ ｐ）・ｔａｎＳｒｐ＋ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ）） …式１３

【００４７】式１２及び式１３のｔａｎ（Ｓｌ＋Ｓｌ
ｐ）及びｔａｎ（Ｓｒ＋Ｓｒｐ）は、各測定ユニット内
の受光素子の交点から光源に向かう直線の角度に相当す
る。つまり、これらは、各測定ユニットにおける受光素
子同士がなす角度が９０度の時における、式６のＶｌｈ
／Ｖｌｐ及び式７のＶｒｈ／Ｖｒｐに相当することにな
る。そこで、式６及び式７に、式１２及び式１３を代入
すると次の式が求まる。 ｘ＝ｄ・（（ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）／（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓ ｌｈ＋Ｓｌｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ））／（（ｃｏｓ（ Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌ ｐ）・ｔａｎＳｌｐ）／（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）＋ｃｏｓ （Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）＋（ｃｏｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）−（Ｖｒｈ ／Ｖｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ＋ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ）／（Ｖ ｒｈ／Ｖｒｐ−ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎ Ｓｒｐ）） …式１４ ｙ＝ｄ／（（ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）／（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓ ｌｈ＋Ｓｌｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）＋（ｃｏｓ（Ｓｒ ｈ＋Ｓｒｐ）−（Ｖｒｈ／Ｖｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ＋ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ） ・ｔａｎＳｒｐ）／（Ｖｒｈ／Ｖｒｐ−ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）＋ｃｏｓ（Ｓ ｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ）） …式１５

【００４８】このようにして、各測定ユニットにおける
受光素子同士の角度が９０度以外の場合においても、各
受光素子の出力と角度を用いて、光源１の座標を求める
ことが可能となる。

【００４９】なお、このように受光素子同士の角度が９
０度以外となるような受光素子の配置は、上述の第１の
実施の形態への適用に限らず、第２ないし第４の実施の
形態への適用が可能である。

【００５０】図９は、本発明の位置測定装置の第６の実
施の形態における１つの測定ユニットの一例を示す平面
図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。１２はハーフミラー、１３は仮想受
光平面領域である。この例では、図２に示す受光素子２
及び受光素子３により構成される測定ユニットについ
て、受光素子２，３よりも光源１側に、ｘ軸に平行にハ
ーフミラー１２を設置し、ｘ軸に平行に配置されていた
受光素子２の位置を、ハーフミラー１２から反射光を受
ける位置に変更している。受光素子２の中心位置は、ハ
ーフミラー１２を用いない場合には受光素子３の中心位
置と一致しているが、ハーフミラー１２を用いた場合に
は、受光素子３の中心位置からハーフミラーに降ろした
垂線の長さと、受光素子２の中心位置からハーフミラー
に降ろした垂線の長さを、同じ長さｔとし、それら垂線
は一直線上に存在する必要がある。

【００５１】この場合、ハーフミラー１２を用いない場
合の仮想受光平面領域１３は受光素子３の受光面（受光
平面領域）と、両者の中心で直交することになる。従っ
て、受光素子自体は実際には交差せず、中心軸が一致し
ないものの、受光平面領域としては仮想的には中心にお
いて交差することになり、上述の第１の実施の形態で述
べた原理と同様にして、光源１の位置を計算することが
できる。なお、ハーフミラー１２を用いることによっ
て、各受光素子において得られる出力は、図２の構成に
比べて１／２になる。しかし、出力の比率は変化しない
ため、上述の式６，７については、特に変更する必要は
無く、そのままの形で計算することが可能である。

【００５２】図９では受光素子２，３の上下方向の位置
関係は示していないが、ハーフミラーを用いることによ
って、２つの受光素子２，３の高さを同一にすることが
可能となる。これによって、光源からの光量が上下方向
に関して分布を持っていた場合においても、その影響を
除去することが可能となる。

【００５３】なお、図９に示した例では、受光素子２で
反射光を受光するように構成したが、これに限られるも
のではない。例えば受光素子３で反射光を受光するよう
に構成してもよい。この場合、反射光を受光する受光素
子３に光源１からの直接光が入射する可能性がある。そ
のため、光源１からの直接光が入射しないように遮光部
材を設けるなどの対策をとるとよい。

【００５４】通常、ハーフミラー１２を用いない場合
に、光源１が２次元平面に垂直な方向にある距離だけ離
れて存在した時には、その光源１からの光線が一方の受
光素子によって遮光されてしまい、他方の受光素子に入
射しなくなることがある。このような状態では、正確な
光源１の位置を測定することはできない。しかし、ハー
フミラー１２を用いた場合には、上述のような受光素子
間での遮光が発生しないので、光源１が２次元平面に垂
直な方向に移動しても、その距離に関わらず、常に２次
元平面上の位置を求めることが可能となる。

【００５５】図１０は、本発明の位置測定装置の第６の
実施の形態における１つの測定ユニットの別の例を示す
断面図および平面図である。図中、１４は遮光板であ
る。図９に示した例では、位置の測定を行う２次元平面
に略垂直にハーフミラー１２を設けたが、図１０に示す
例では、２次元平面に対して略４５度にハーフミラー１
２を設け、ハーフミラー１２の上方に受光素子２を設け
た例を示してる。この例においても、ハーフミラー１２
はｘ軸に対して平行に設けている。受光素子２は、受光
素子３の中心で受光する光と同じ光軸の光について、ハ
ーフミラー１２で反射した光を中心で受光できる位置に
設置される。これにより、受光素子２の仮想受光平面領
域１３は、受光素子３の受光面（受光平面領域）と、両
者の中心で直交することになる。そのため、上述の式
６，７については、特に変更する必要は無く、そのまま
の形で計算することが可能である。なお、受光素子２に
対して、光源１からの拡散光が直接入射しないように、
遮光板１４を設けておくとよい。

【００５６】図９、図１０に示した例では、ハーフミラ
ー１２をｘ軸に平行に配置したが、これに限られるもの
ではない。例えばハーフミラー１２をｙ軸に平行に配置
してもよい。この場合も、反射光を受光素子２で受光す
る場合と、反射光を受光素子３で受光する場合が考えら
れる。反射光を受光素子２で受光する場合には、やはり
光源１からの直接光が入射しないように、遮光部材など
を設けるとよい。なお、ハーフミラー１２を図９、図１
０に示すようにｘ軸に平行に配置する場合、図２におけ
る左側と右側の測定ユニットなど、複数の測定ユニット
において兼用することが可能である。

【００５７】図１１は、本発明の位置測定装置の第６の
実施の形態において３次元計測を行う場合に追加する測
定ユニットの一例を示す断面図および全体の平面図であ
る。図中、１５，１６は受光素子である。上述のよう
に、ハーフミラー１２を用いた場合には受光素子間での
遮光が発生しないので、光源１が２次元平面に垂直な方
向に移動しても、その距離に関わらず、常に２次元平面
上の位置を求めることが可能となる。そのため、２次元
平面に垂直な方向の位置を測定する測定ユニットを追加
することによって、３次元の空間における光源１の位置
を求めることが可能となる。

【００５８】追加する測定ユニットにおいては、２つの
受光平面領域の交線がｘ軸と並行になるように構成す
る。この場合には、受光素子１５の仮想受光平面領域１
３と受光素子１６の受光面との交線がｘ軸と並行になる
ようにし、受光素子１５はハーフミラー１２によって反
射された光を受光するように構成されている。この場合
も、受光素子１５は、受光素子１６の中心で受光する光
と同じ光軸の光について、ハーフミラー１２で反射した
光を中心で受光できる位置に設置される。

【００５９】このような構成において、受光素子１５お
よび受光素子１６における受光量の比によって、光源１
の２次元平面と直交する方向の位置を測定することがで
きる。さらに図１１（Ｂ）において上下に示した２つの
測定ユニットにより２次元平面における光源１の位置を
測定することによって、光源１の３次元空間中の位置を
測定することができる。

【００６０】図１１に示した例では、図１０に示した２
次元平面と略４５度に配置されたハーフミラー１２を共
用する例を示した。もちろんこの構成に限らず、例えば
図９に示した構成の測定ユニットを２次元平面上の位置
測定用に用い、図１１（Ａ）に示した構成の測定ユニッ
トを２次元平面と直交する方向の位置測定に用いるよう
に構成するなど、種々の構成が可能である。

【００６１】図１２は、本発明の位置測定装置の第７の
実施の形態における１つの測定ユニットの一例を示す斜
視図である。図中、１４は受光素子、１５は駆動部であ
る。上述の各実施の形態では、１つの測定ユニットにつ
き、複数個の受光素子を用いていたが、この第７の実施
例では、１個の受光素子１７を駆動部１８により回転あ
るいは揺動させることによって、複数の受光平面領域に
おける受光量を取得しようとするものである。

【００６２】受光素子１７が回動あるいは揺動し、図１
２（Ａ）の位置において受光量を取得することによっ
て、例えば図２において受光素子２や受光素子４からの
出力と同様に扱うことができる。また、受光素子１７が
回動あるいは揺動して図１２（Ｂ）の位置となったとき
に受光量を取得することによって、例えば図２において
受光素子３や受光素子５からの出力と同様に扱うことが
できる。回動あるいは揺動時の軸の座標を座標（０，
０）及び（ｄ，０）とすれば、上述の第１の実施の形態
で示した計算方法によって、光源１の位置を計算するこ
とができる。このとき、上述の式６，７については特に
変更する必要は無く、そのままの形で計算することが可
能である。

【００６３】また、図１２に示すような受光素子を回転
あるいは揺動させる構成では、例えば図２に示した構成
のように受光平面領域（受光面）の上下方向の位置の相
違が発生せず、同一の高さで異なる向きによる受光量を
得ることができる。そのため、光源からの光量が上下方
向に関して分布を持っていた場合においても、その影響
を除去することが可能となる。この効果は第６の実施の
形態で示したハーフミラー１２を設置した場合と同様で
ある。

【００６４】なお、受光素子１７から受光量を取得する
複数の受光平面領域間の角度は９０度に限られるもので
はなく、上述の第５の実施の形態で説明したように９０
度以外の角度であってもよい。この場合、光源１の位置
を計算する際には式１４及び式１５を用いて計算すれば
よい。

【００６５】また、２次元平面における光源１の位置を
測定するための複数の測定ユニットとともに、回転軸が
ｘ軸と平行になるように図１２に示す測定ユニットを追
加すれば、光源１の３次元空間内の位置を測定すること
も可能である。

【００６６】図１３は、本発明の位置測定装置の第７の
実施の形態における１つの測定ユニットの別の例を示す
斜視図である。図中、１６はミラー、１７は駆動部、１
８は受光素子である。図１３に示す例では、受光素子１
７の代わりにミラー１９を設け、ミラー１９を駆動部２
０によって回動あるいは揺動させる例を示している。ミ
ラー１９は、そのほぼ中心に回転軸が設けられており、
光源１からの光を受光素子２１へ反射するように、図１
３（Ａ）に示すように斜めに取り付けられている。な
お、受光素子２１は固定されていてよい。また、ミラー
１９から受光素子２１に到る光路中には、例えばレンズ
などを設けて、光源１からの光の散乱を防止し、集光す
るように構成するとよい。

【００６７】駆動部２０によってミラー１９が回動ある
いは揺動し、図１３（Ａ）の位置及び図１３（Ｂ）の位
置となったときに、受光素子２１において受光量を取得
することによって、直交する受光平面領域における受光
量を取得することができる。取得した受光量の値を用い
て、上述の第１の実施の形態で示した計算方法によっ
て、光源１の位置を計算することができる。もちろん、
ミラー１９の角度によって任意の角度の受光平面領域を
設定することができ、上述の第５の実施の形態で述べた
計算方法によって光源１の位置を計算することができ
る。

【００６８】図１４は、本発明の位置測定装置の第８の
実施の形態を示す斜視図である。図中、図１と同様の部
分には同じ符号を付して説明を省略する。１９は外部光
源、２０は反射部材である。この例では、光源１の代わ
りに反射部材２３を用いた例を示している。反射部材２
３は、例えば外部光源２２などから照射される光を拡散
反射する。反射部材２３としては、例えばキャッツアイ
などのような光学素子を用いることが可能である。この
場合には、キャッツアイの特性上、図１４に示すように
受光素子の近傍に外部光源２２を設けておく必要があ
る。もちろん他の拡散反射部材などの光学部材を反射部
材２３として用いることができ、外部光源２２は使用す
る光学部材に応じて配置すればよい。なお、外部光源２
２からの光は、測定ユニットに入射されないようにして
おく必要がある。また、外部光源２２からの光は拡散光
でなくてもよいが、反射部材２３が移動する可能性のあ
る範囲（位置測定を行う範囲）をすべて照明する必要が
ある。例えば拡散板を設けたり、照明方向をスキャンす
るなどの手法を適用することが可能である。もちろん、
外部光源の位置もこの例に限られるものではなく、測定
ユニットの左右位置や２次元平面と直交する上下方向か
ら照明するように構成してもよい。

【００６９】このように光源１として反射部材２３を用
いた場合でも、上述の第１乃至第７の各実施の形態にお
いて説明した各構成をそのまま利用することが可能であ
る。また、反射部材２３の位置の計算についても同様で
ある。

【００７０】なお、反射部材２３の代わりに例えば蛍光
部材を用い、蛍光発光する波長の光を受光素子によって
受光するように構成しても同様である。

【００７１】図１５は、本発明の位置測定装置の第９の
実施の形態を示す斜視図である。図中、図１と同様の部
分には同じ符号を付して説明を省略する。２１は反射板
である。この例では、位置測定を行う２次元平面に平行
に、位置測定範囲において光源１からの光を反射する反
射板２４を設けている。この反射板２４によって、各受
光素子２〜５などには、光源１からの直接光とともに、
反射板２４で反射した反射光の両方が入射する。そのた
め、受光素子２〜５における受光量が増大する。これに
よって、相対的なノイズを減少させて精度を向上させる
ことが可能となる。

【００７２】なお、反射板２４で反射した反射光の方向
が、反射板２４によっては特定の方向に強い反射成分を
有する場合がある。このような場合には、受光素子２〜
５への反射光の入射は、かえって誤差の原因となる。し
かし通常は、ランダムな方向に拡散反射される成分と、
正反射する成分のみが存在するので、誤差の原因とはな
りにくい。

【００７３】以上、本発明の位置測定装置について、い
くつかの実施の形態を説明したが、上述のようにして計
算される光源（反射部材などを含む）の位置には、ある
程度の誤差が含まれている。以下、その誤差を補正する
方法について、いくつか説明する。

【００７４】図１６は、本発明の位置測定装置の各実施
の形態に適用される調整部の一例の説明図である。図
中、２２は調整部、２３は増幅器である。第１の誤差の
原因として、受光素子の面積にバラツキが生じている場
合が考えられる。このような場合の対処として、各受光
素子２〜５に均一な光を照射して、その時の出力が同一
となるように、増幅器２６のゲインｇ１〜ｇ４を調節す
ることが望ましい。具体的には、光源の位置を、各測定
ユニット中の複数の受光素子の交点を中心にして受光素
子の開き角の１／２の角度となるように設置して発光す
ればよい。例えば図２に示すように２つの受光素子が直
交している構成では、ｘ軸に対して４５度の角度の直線
上に設置して発光すればよい。このとき、本来は測定ユ
ニット内の複数の受光素子の出力は同一となるはずであ
る。これらが同一となるように、調整部２５中の増幅器
２６のゲインｇ１〜ｇ４を調節すればよい。

【００７５】あるいは、増幅器２６のゲインを調整する
代わりに、計算部６において位置計算の際の係数を調節
してもよい。もちろん、ゲイン調整とともに計算部６に
おける係数の調整を行ってもよい。

【００７６】第２の誤差の原因として、受光素子の受光
面に施されたコーティング膜の透過率の面内バラツキ
や、上述の第６の実施の形態で説明したようにハーフミ
ラー１２を用いる場合の反射率及び透過率の面内バラツ
キ等があり、これらを補正する必要がある。このような
誤差に関しては、図１６に示したような、回路のゲイン
などで簡単に補正できないため、別の補正方法を用いる
必要がある。例えば、光源の位置を測定する２次元平面
上に、座標がわかっている点を数点設けて、そこに光源
を設置して計算による位置を求め、本来の位置と計算に
よる位置の差異を補正する補正テーブルまたは補正式を
作成する。そして、実際に位置を測定する際には、作成
しておいた補正テーブルまたは補正式を用いて、光源位
置を補正すればよい。なお、補正式としては、例えば多
項式によって近似可能である。

【００７７】図１７は、補正を行わない場合の位置測定
結果の一例の説明図、図１８は、補正を行ったの場合の
位置測定結果の一例の説明図である。図中、破線は真の
位置を示し、実線は本発明の位置測定装置による計算結
果を示す。ここで使用する受光素子は、例えば、６×６
ｍｍの正方形のＰｉＮ型Ｓｉフォトダイオードである。

【００７８】まず、図１７には、図６で説明した受光素
子の傾きを考慮に入れずに受光素子が直交しているもの
として位置計算を行い、また、上述のような補正テーブ
ルを用いない場合の位置測定結果を示している。この場
合は、破線で示す真の位置に対して、実線で示す計算結
果は、大きな誤差を含んでいることがわかる。具体的な
誤差は、７０ｍｍ程度に達する場合が認められた。

【００７９】次に、図１８では、図６で説明した受光素
子の傾きを含めた式１４及び式１５による計算を行い、
また、上述のような補正テーブルを用いた場合の結果で
ある。この場合は、真の位置に対する計算結果は、小さ
な誤差しか含まないことがわかる。図１７では便宜上、
真の位置と計算結果を誇張して表現しているが、実際に
はほとんど真の位置を示す破線と位置計算した実線とが
重なっている。具体的な誤差は、０．５ｍｍ程度に抑制
することが可能である。

【００８０】図１９は、本発明の位置入力装置の実施の
一形態を示す斜視図である。図中、図１と同様の部分に
は同じ符号を付して説明を省略する。３１は位置指示
具、３２はプレートである。図１９に示す位置入力装置
の例では、上述の位置測定装置の一例として図１に示し
た第１の実施の形態を用い、位置測定を行う２次元平面
にプレート３２を設置した例を示している。位置指示具
３１の光源１からの光がすべての受光素子の受光面に入
射する範囲であれば、その光源１の位置を測定すること
が可能なので、その範囲内にプレートを設置すればよ
い。

【００８１】また、光源１を位置指示具３１に設けて構
成している。この例では、位置指示具３１はペン型の形
状として示している。オフィス環境で使用する場合など
は、このようなペン型として、位置指示具３１によりプ
レート３２上で指示することによって、位置指示具３１
全体の位置や位置指示具３１のペン先の位置を測定する
ことが可能となる。なお、位置指示具３１中に光源１を
複数箇所に設置し、各光源を順次点灯するなどして、そ
の位置を測定することで、位置指示具３１の位置を複数
の光源位置から計算することも可能になる。

【００８２】なお、位置指示具３１には光源１の入切を
行うスイッチを設けたり、外部からの光などの刺激に反
応して発光するものであってもよい。また、上述の位置
測定装置の第８の実施の形態で説明したように反射部材
を光源の代わりに位置指示具３１に設けてもよい。

【００８３】また、位置指示具３１の形状はペン型に限
らず任意の形状でよい。例えばマウス形状や指示棒の形
状などでもよい。さらに、オフィス環境以外では、例え
ば、ロボットの作業用アームに光源１を取り付けておけ
ば、アームの先端の位置などを測定することが可能とな
る。このように、一般的な位置測定全般に容易に適用す
ることができる。

【００８４】図１９に示すプレート３２には、画像を表
示する機能を持たせることができる。プレート３２の表
示機能を用いて、例えば選択肢の表示を行って位置指示
具３１で選択するなどといった利用が可能となる。更
に、プレート３２に資料を表示させておいて、ペン状の
位置指示具３１によりメモ書きを行うことも可能であ
る。また、書込みは行わずに、ペン先の位置をカーソル
として表示するだけのモードを選択することも可能であ
る。

【００８５】また、プレート３２には画像を表示せず
に、単に入力用のプレートとして使用し、他の画面に画
像を表示したり、他の表示画面に位置指示具３１の指示
によって書込みを行ったり、位置指示具３１の位置をカ
ーソル表示したりすることが可能である。このような構
成では、プレート３２には電源コードや信号線などを接
続する必要がない。また、例えば上述の位置測定装置の
第９の実施の形態のように、プレート３２の表面を、正
反射成分を有する反射板として利用することも可能であ
る。

【００８６】図２０は、本発明の位置入力装置の別の実
施の形態を示す斜視図である。図中、図１９と同様の部
分には同じ符号を付して説明を省略する。３３はマーク
である。図２０に示す位置入力装置の例では、プレート
３２にマーク３３を施した例を示している。このマーク
３３は、例えば、生産工程において、位置測定装置の測
定ユニットとプレート３２を接続する際に、それらの方
向を合せるための目印として利用することができる。こ
の場合のマーク３３は、プレート３２に印刷あるいは記
入することに限らず、刻印したり、あるいは、測定ユニ
ットとプレートの双方を組み合わせる際に誘導する所定
の形状となっていてもよい。このマーク３３の付加によ
って、測定ユニットとプレート３２の位置関係を間違え
ることなく、組み立てることが可能となる。例えば、長
方形のプレート３２において、長辺と短辺が同じような
長さであって混同しやすい場合にも、どちらの辺のどの
位置に測定ユニットを接続すればよいかを、明確にする
ことができる。

【００８７】さらに、このようなマーク３３を付加する
ことによって、本発明の位置入力装置を使用する際の、
使用者とプレート３２や測定ユニットの位置関係を明確
にすることができる。また、このようなマーク３３によ
って、位置座標の入力可能範囲を示すなど、種々の用途
に利用することができる。この場合のマーク３３につい
ても、上述のように印刷あるいは記入されたものであっ
たり、刻印、あるいは所定の形状を施したものなどでよ
い。

【００８８】上述の位置入力装置の実施の形態において
は、位置指示具３１の２次元平面上の位置を入力するこ
とができる。さらに、上述の２次元平面の位置を測定で
きる位置測定装置を適宜組み合わせることによって、位
置指示具３１の３次元位置を入力することが可能であ
る。例えば、図５のような測定ユニットを用いて第１の
２次元平面上の位置指示具３１の光源位置を測定し、同
時に、第１の２次元平面に垂直な、第２の２次元平面上
の位置指示具３１の光源位置を測定する測定ユニットを
設けることで、３次元空間における位置指示具３１の位
置を入力することができる。また、上述のように本発明
の位置測定装置についても３次元計測が可能な構成とす
ることができ、そのような３次元計測可能な本発明の位
置測定装置を用いて、位置指示具３１の３次元位置を入
力可能に構成してもよい。

【００８９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の受光平面領域の中心が同一あるいは中
心を結ぶ直線が測定対象の２次元平面と略直交するよう
に、受光平面領域を設けた測定ユニットを複数設けてい
る。例えば各受光平面領域を受光素子の受光面としたと
き、測定ユニット内のそれぞれの受光素子の中心を挟む
両側において光源からの距離の特性が逆になる。これに
よって、光源からの距離の相違による誤差を打ち消し、
正確な位置測定を行うことができる。また、上述のよう
に非常に簡単な構成でよく、安価な位置測定装置を提供
することができる。さらに、このような位置測定装置を
用いることによって、操作性よく円滑にポインティング
操作が可能な位置入力装置を提供することができる、と
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の位置測定装置の第１の実施の形態を
示す斜視図である。

【図２】 本発明の位置測定装置における位置測定の原
理説明図である。

【図３】 本発明の位置測定装置の第２の実施の形態を
示す斜視図である。

【図４】 本発明の位置測定装置の第３の実施の形態を
示す斜視図である。

【図５】 本発明の位置測定装置の第４の実施の形態を
示す平面図である。

【図６】 本発明の位置測定装置の第５の実施の形態に
おける１つの測定ユニットの一例を示す平面図である。

【図７】 本発明の位置測定装置の第５の実施の形態に
おける光源の位置を計算する方法の一例の第１段階の説
明図である。

【図８】 本発明の位置測定装置の第５の実施の形態に
おける光源の位置を計算する方法の一例の第２段階の説
明図である。

【図９】 本発明の位置測定装置の第６の実施の形態に
おける１つの測定ユニットの一例を示す平面図である。

【図１０】 本発明の位置測定装置の第６の実施の形態
における１つの測定ユニットの別の例を示す断面図およ
び平面図である。

【図１１】 本発明の位置測定装置の第６の実施の形態
において３次元計測を行う場合に追加する測定ユニット
の一例を示す断面図および全体の平面図である。

【図１２】 本発明の位置測定装置の第７の実施の形態
における１つの測定ユニットの一例を示す斜視図であ
る。

【図１３】 本発明の位置測定装置の第７の実施の形態
における１つの測定ユニットの別の例を示す斜視図であ
る。

【図１４】 本発明の位置測定装置の第８の実施の形態
を示す斜視図である。

【図１５】 本発明の位置測定装置の第９の実施の形態
を示す斜視図である。

【図１６】 本発明の位置測定装置の各実施の形態に適
用される調整部の一例の説明図である。

【図１７】 補正を行わない場合の位置測定結果の一例
の説明図である。

【図１８】 補正を行ったの場合の位置測定結果の一例
の説明図である。

【図１９】 本発明の位置入力装置の実施の一形態を示
す斜視図である。

【図２０】 本発明の位置入力装置の別の実施の形態を
示す斜視図である。

【図２１】 従来の位置測定装置の一例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…光源、２〜５…受光素子、６…計算部、７，８…受
光素子、９，１０…受光素子、１１…遮光板、１２…ハ
ーフミラー、１３…仮想受光平面領域、１４…遮光板、
１５〜１７…受光素子、１８…駆動部、１９…ミラー、
２０…駆動部、２１…受光素子、２２…外部光源、２３
…反射部材、２４…反射板、２５…調整部、２６…増幅
器、３１…位置指示具、３２…プレート、３３…マー
ク、４１〜４４…光電変換素子、４５…光源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久田 将司 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 BB27 CC10 DD03 FF43 HH02 JJ18 LL04 LL62 QQ26 5B068 AA01 AA04 AA21 BB18 BC03 BC05 BD17 BE08 BE15 CC17 5B087 AA02 CC12 CC26 CC33 DD03

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡散光を放射する光源の少なくとも２次
   元平面上の位置を測定する位置測定装置において、互い
   に交差する複数の平面上に設けられた受光平面領域にお
   いて前記光源からの拡散光の受光量をそれぞれ出力する
   複数の測定ユニットと、前記各測定ユニット中の前記受
   光平面領域間の受光量の比に基づいて前記光源の位置を
   計算する計算手段を有し、前記各測定ユニットにおける
   前記複数の受光平面領域の中心が同一あるいは該中心を
   結ぶ直線が前記２次元平面と略直交することを特徴とす
   る位置測定装置。
2. 【請求項２】 複数の前記受光平面領域は、前記２次元
   平面に対して略垂直に設けられていることを特徴とする
   請求項１に記載の位置測定装置。
3. 【請求項３】 前記受光平面領域は、互いに直交する２
   平面上にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の位置測定装置。
4. 【請求項４】 複数の前記受光平面領域にそれぞれ該受
   光平面領域が受光面となるように受光素子が設けられて
   おり、該受光素子は前記２次元平面に対して垂直方向に
   重ねて配置されていることを特徴とする請求項１ないし
   請求項３のいずれか１項に記載の位置測定装置。
5. 【請求項５】 前記受光平面領域は、３以上設けられる
   とともに同一または平行な平面に設けられた１ないし複
   数の前記受光平面領域を１群とする２つの受光平面領域
   群によって構成されており、前記計算手段は、前記各受
   光平面領域群に含まれる１ないし複数の前記受光平面領
   域における受光量を平均し、２つの受光平面領域群にお
   ける受光量の平均値の比に基づいて前記光源の位置を計
   算することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
   れか１項に記載の位置測定装置。
6. 【請求項６】 複数の前記受光平面領域にそれぞれ該受
   光平面領域が受光面となるように受光素子が設けられて
   おり、各受光平面領域群に属する受光平面領域に配置さ
   れる受光素子を交互に前記２次元平面に対して垂直方向
   に重ねて配置してなることを特徴とする請求項５に記載
   の位置測定装置。
7. 【請求項７】 複数の前記測定ユニットのうち、近接し
   た２個の測定ユニットにおいて前記受光素子を前記２次
   元平面に対して垂直方向に順次重ねて配置する際に、互
   いに異なる測定ユニットに属する同じ高さに配置される
   前記受光素子については前記受光平面領域が平行となら
   ない順で重ねることを特徴とする請求項４または請求項
   ６に記載の位置測定装置。
8. 【請求項８】 前記測定ユニットは、さらにハーフミラ
   ーを有し、該ハーフミラーを透過した位置に配置された
   前記受光平面領域を受光面とする１ないし複数の受光素
   子と、前記受光平面領域と交差する受光平面領域を仮想
   的な受光面として前記ハーフミラーにより反射された実
   際の受光平面領域に受光面が設けられた１ないし複数の
   受光素子を有することを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれか１項に記載の位置測定装置。
9. 【請求項９】 前記測定ユニットは、１個の受光素子
   と、該受光素子をその中心を含む軸で回転あるいは揺動
   させる駆動手段を有し、前記受光素子の回転あるいは揺
   動中の複数箇所において受光量を出力することによっ
   て、複数の前記受光平面領域における受光量とすること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
   記載の位置測定装置。
10. 【請求項１０】 前記測定ユニットは、１個の受光素子
    と、中心を含む軸で回転あるいは揺動するミラーを含む
    光学系を有し、前記ミラーの回転あるいは揺動中の複数
    箇所において前記受光素子から受光量を出力させること
    によって、複数の前記受光平面領域における受光量とす
    ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
    １項に記載の位置測定装置。
11. 【請求項１１】 複数の前記測定ユニットのうち、近接
    していない２個の測定ユニットを測定ユニット対として
    設定し、前記計算手段は、前記測定ユニット対の各測定
    ユニットから出力される前記受光平面領域ごとの受光量
    を用いて前記光源の位置を計算することを特徴とする請
    求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の位置測
    定装置。
12. 【請求項１２】 前記計算手段は、複数の測定ユニット
    対によって計算された値を平均することによって前記光
    源の位置を計算することを特徴とする請求項１１に記載
    の位置測定装置。
13. 【請求項１３】 前記測定ユニット間に遮光手段を設け
    たことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれ
    か１項に記載の位置測定装置。
14. 【請求項１４】 前記測定ユニットは、該測定ユニット
    を覆うカバーが設けられており、該カバーは少なくとも
    前記受光平面領域と前記光源に面する部分が透明である
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか
    １項に記載の位置測定装置。
15. 【請求項１５】 前記光源は点滅することを特徴とする
    請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の位置
    測定装置。
16. 【請求項１６】 前記２次元平面に平行な反射部材を有
    し、前記測定ユニットには、前記光源からの直接光とと
    もに前記反射部材による反射光が入射することを特徴と
    する請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の
    位置測定装置。
17. 【請求項１７】 前記光源は、拡散反射部材または蛍光
    部材によって構成されており、外部から入射する光を拡
    散反射または蛍光発光することによって位置測定対象の
    光源として用いることを特徴とする請求項１ないし請求
    項１４のいずれか１項に記載の位置測定装置。
18. 【請求項１８】 前記計算手段は、２個の前記測定ユニ
    ット内の２個の受光平面領域あるいは２個の受光平面領
    域群に関して、前記２次元平面をｘｙ平面とし、第１の
    測定ユニットにおける前記受光平面領域あるいは前記受
    光平面領域群の前記ｘｙ平面上への正射影の交点に相当
    する点の座標を（０，０）とし、第２の測定ユニットに
    おける前記受光平面領域あるいは前記受光平面領域群の
    前記ｘｙ平面上への正射影の交点に相当する点の座標を
    （ｄ，０）とし、前記光源の座標を（ｘ，ｙ）とし、前
    記第１の測定ユニットにおいて、前記受光平面領域ある
    いは前記受光平面領域群がｘ軸に略平行な場合における
    受光量あるいは平均受光量をＶｌｈとし、前記受光平面
    領域あるいは前記受光平面領域群がｘ軸となす角度をＳ
    ｌｈとし、前記受光平面領域あるいは前記受光平面領域
    群がｙ軸に略平行な場合における受光量あるいは平均受
    光量をＶｌｐとし、前記受光平面領域あるいは前記受光
    平面領域群がｙ軸となす角度をＳｌｐとし、前記第２の
    測定ユニットにおいて、前記受光平面領域あるいは前記
    受光平面領域群がｘ軸に略平行な場合における受光量あ
    るいは平均受光量をＶｒｈとし、前記受光平面領域ある
    いは前記受光平面領域群がｘ軸となす角度をＳｒｈと
    し、前記受光平面領域あるいは前記受光平面領域群がｙ
    軸に略平行な場合における受光量あるいは平均受光量を
    Ｖｒｐとし、前記受光平面領域あるいは前記受光平面領
    域群がｙ軸となす角度をＳｒｐとした時に、前記光源の
    座標（ｘ，ｙ）を ｘ＝ｄ・（（ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖ
    ｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔ
    ａｎＳｌｐ）／（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓ
    ｌｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ））
    ／（（ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ）
    ・ｔａｎＳｌｐ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳ
    ｌｐ）／（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）
    ＋ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）＋（ｃｏ
    ｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）−（Ｖｒｈ／Ｖｒｐ）・ｔａｎＳ
    ｒｐ＋ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ）／
    （Ｖｒｈ／Ｖｒｐ−ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）＋ｃｏｓ
    （Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ）） ｙ＝ｄ／（（ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）−（Ｖｌｈ／Ｖ
    ｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ＋ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔ
    ａｎＳｌｐ）／（Ｖｌｈ／Ｖｌｐ−ｓｉｎ（Ｓｌｈ＋Ｓ
    ｌｐ）＋ｃｏｓ（Ｓｌｈ＋Ｓｌｐ）・ｔａｎＳｌｐ）＋
    （ｃｏｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）−（Ｖｒｈ／Ｖｒｐ）・ｔ
    ａｎＳｒｐ＋ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒ
    ｐ）／（Ｖｒｈ／Ｖｒｐ−ｓｉｎ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）＋
    ｃｏｓ（Ｓｒｈ＋Ｓｒｐ）・ｔａｎＳｒｐ）） により計算することを特徴とする請求項１ないし請求項
    １７のいずれか１項に記載の位置測定装置。
19. 【請求項１９】 前記測定ユニットから出力されるそれ
    ぞれの前記受光平面領域における受光量が同一の光量に
    対してほぼ同じとなるように前記受光量を調整する調整
    手段を有していることを特徴とする請求項１ないし請求
    項１８のいずれか１項に記載の位置測定装置。
20. 【請求項２０】 前記測定ユニット中の２つの受光平面
    領域あるいは２つの受光平面領域群の中心軸を中心にし
    て４５度の角度の直線上に前記光源を配置したとき前記
    ２つの受光平面領域あるいは前記２つの受光平面領域群
    における受光量がほぼ同じとなるように前記受光量を調
    整する調整手段を有していることを特徴とする請求項１
    ないし請求項１８のいずれか１項に記載の位置測定装
    置。
21. 【請求項２１】 前記調整手段は、前記測定ユニットか
    ら出力される受光量を示す信号に対するゲインを調整す
    ることを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載
    の位置測定装置。
22. 【請求項２２】 前記調整手段は、前記計算手段におい
    て位置計算の際に用いる係数を調整することを特徴とす
    る請求項１９または請求項２０に記載の位置測定装置。
23. 【請求項２３】 前記計算手段は、前記光源を座標が分
    かっている１個所以上の特定の位置に設置したときに各
    位置での前記測定ユニットから出力される受光量をもと
    に計算して得られる前記光源の位置と真の位置を対応付
    けた補正テーブルまたは補正式を用いて前記光源の位置
    を補正することを特徴とする請求項１ないし請求項１８
    のいずれか１項に記載の位置測定装置。
24. 【請求項２４】 前記計算手段は、前記補正式として多
    項式を用いることを特徴とする請求項２３に記載の位置
    測定装置。
25. 【請求項２５】 さらに、前記２次元平面に略垂直な第
    ２の２次元平面を設定し、該第２の２次元平面に対して
    １以上の前記測定ユニットを設け、前記光源の３次元空
    間における位置を測定することを特徴とする請求項１な
    いし請求項２４のいずれか１項に記載の位置測定装置。
26. 【請求項２６】 請求項１ないし請求項２５のいずれか
    １項に記載の前記位置測定装置と、拡散光を放射する１
    ないし複数の光源を内蔵した位置指示部材を有し、前記
    位置指示部材の１ないし複数光源位置を前記位置測定装
    置により測定することによって前記位置指示部材による
    指示位置を入力することを特徴とする位置入力装置。
27. 【請求項２７】 前記２次元平面に平行なプレートを有
    し、該プレートは、該プレート上を移動する前記光源か
    らの拡散光が前記受光平面領域に対して他の部材によっ
    て影にならずに直接入射できる範囲に設けられているこ
    とを特徴とする請求項２６に記載の位置入力装置。
28. 【請求項２８】 前記プレートは、表面が光を反射する
    ように構成されており、前記光源から放射された光を反
    射して前記測定ユニットに入射させることを特徴とする
    請求項２７に記載の位置入力装置。
29. 【請求項２９】 前記プレートは、画像を表示する機能
    を有しており、前記位置測定装置によって取得した前記
    位置指示部材の位置を表示することを特徴とする請求項
    ２７または請求項２８に記載の位置入力装置。
30. 【請求項３０】 前記プレートは、画像を表示する機能
    を有しており、前記位置測定装置によって取得した前記
    位置指示部材の位置の情報に基づいて前記画像上に書き
    込みが可能であることを特徴とする請求項２７または請
    求項２８に記載の位置入力装置。
31. 【請求項３１】 前記プレートには、使用する際の前記
    プレートの適正な向きを示す表示が設けられていること
    を特徴とする請求項２７ないし請求項３０のいずれか１
    項に記載の位置入力装置。
32. 【請求項３２】 前記プレートには、使用する際の前記
    プレートの適正な向きを示す形状が設けられていること
    を特徴とする請求項２７ないし請求項３１のいずれか１
    項に記載の位置入力装置。
33. 【請求項３３】 前記プレートには、前記位置測定装置
    を組み付ける際に前記プレートの適正な向きを示す表示
    が設けられていることを特徴とする請求項２７ないし請
    求項３２のいずれか１項に記載の位置入力装置。
34. 【請求項３４】 前記プレートには、前記位置測定装置
    を組み付ける際に前記プレートの適正な向きを示す形状
    が設けられていることを特徴とする請求項２７ないし請
    求項３３のいずれか１項に記載の位置入力装置。