位置檢測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)例如致動(dòng)器等的位置的位置檢測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，在制造現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用途使用了各種方式的線性致動(dòng)器。例如，在電子零件的組裝及安裝、抓放等作業(yè)中，使用響應(yīng)速度比較快的線性致動(dòng)器等。其可動(dòng)范圍是Icm?1cm左右，通過(guò)使用適合作業(yè)所要求的位置精度、響應(yīng)速度的位置檢測(cè)器進(jìn)行位置的反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)高速的精密作業(yè)。
[0003]位置檢測(cè)器分別根據(jù)其方式分成模擬型和數(shù)字編碼器型等，或根據(jù)檢測(cè)原理分成磁性和渦流、差動(dòng)變壓器、電位計(jì)型等，或根據(jù)結(jié)構(gòu)分成接觸型和非接觸型、透過(guò)型、反射型等。
[0004]作為使用光的數(shù)字型位置檢測(cè)器，可列舉有激光位移計(jì)、數(shù)字標(biāo)尺等。該數(shù)字型位置檢測(cè)器的最小分辨率高、只要標(biāo)尺不變形就沒(méi)有漂移，直線性好、可以測(cè)定長(zhǎng)行程等優(yōu)點(diǎn)很多，因此多用于測(cè)定器或所要求的定位精度高的裝置等。但是，存在位置檢測(cè)器自身價(jià)格高、周邊電路復(fù)雜、需要高價(jià)的專用IC等問(wèn)題。
[0005]此外，數(shù)字標(biāo)尺也有采用磁性的，同樣價(jià)格高，與光方式相比容易受到用大電流驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器時(shí)產(chǎn)生的噪聲的影響。
[0006]另一方面，關(guān)于模擬型的位置檢測(cè)器，使用光的有透過(guò)型的光電斷路器和反射型的光反射器等，使用磁性的有霍爾元件、磁阻元件(AMR:Anitorpic Magneto Resistance)、巨磁阻元件(GMR:Giant Magneto Resistance)等，此外還有利用禍流及差動(dòng)變壓器的原理的位置檢測(cè)器等(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0007]模擬型的位置檢測(cè)器與數(shù)字型相比容易受到用大電流驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器時(shí)產(chǎn)生的噪聲的影響。但是，使用光的方式比較不易受到電流在致動(dòng)器的線圈流動(dòng)所產(chǎn)生的電磁噪聲的影響。
[0008]特別是，例如圖1所示，使由投光器I及受光器2構(gòu)成的光纖單元3與內(nèi)置有發(fā)光部4及光量檢測(cè)部5的放大單元6分離，且用光纖8a、8b連接光纖單元3和放大單元6的光纖型位置檢測(cè)器(下面，稱為光纖型光傳感器)能夠?qū)⒐鈧鞲衅骷胺糯笃髟O(shè)置在遠(yuǎn)離致動(dòng)器線圈的地方，因此具有完全不受致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電流噪聲的影響這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]該光纖型光傳感器的光纖單元3有透過(guò)型和反射型。作為該透過(guò)型的一例，如圖2、3所示，其是由投光器I和受光器2構(gòu)成的形式，該投光器I通過(guò)透鏡13使來(lái)自設(shè)置在內(nèi)部的光纖出射端12的光成為平行光，通過(guò)具有小型鏡子141的鏡陣列14(或棱鏡陣列)將該光的朝向變成受光器2的方向，并從投光窗口 11投射光，該受光器2通過(guò)受光窗口 21接收平行光，通過(guò)具有小型鏡子221的鏡陣列22(或棱鏡陣列)將該光的朝向變成透鏡23的方向，通過(guò)透鏡23將平行光聚光到光纖入射端24。
[0010]特別是，使用鏡陣列14、22(下面，省略棱鏡陣列的記載)的形式的光纖單元3能夠用只有透鏡13、23和鏡陣列14、22的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)制造寬度較寬的平行光。并且，如圖2所示，使投光器I和受光器2相對(duì)，在它們之間使遮蔽板7在窗口 11、21的長(zhǎng)度方向上移動(dòng)，由此，受光器2的受光量就與遮蔽板7的位置成比例地變化。因此，放大單元6的輸出也與遮蔽板7的位置成比例地變化，能夠作為檢測(cè)距離比較長(zhǎng)的位置檢測(cè)器來(lái)使用。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6-258139號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的課題:
[0015]這里，為了縮小投光器1、受光器2的縱深，如圖3所示，鏡陣列14、22的設(shè)置角度Θ I—般設(shè)成小于45°的角度。另一方面，鏡陣列14中，因?yàn)樾枰獙?lái)自投光器I的透鏡13的平行光的朝向變換成大致垂直方向并投射給受光器2，所以構(gòu)成為使構(gòu)成鏡陣列14的各個(gè)鏡子中的為了改變平行光的角度而使用的鏡子141的設(shè)置角度Θ 2相對(duì)于來(lái)自透鏡13的平行光呈45°。
[0016]同樣地，在鏡陣列22中，因?yàn)樾枰獙?lái)自投光器I的平行光的朝向變換成大致垂直方向并投射給透鏡23，所以構(gòu)成為使構(gòu)成鏡陣列22的各個(gè)鏡子中的為了改變平行光的角度而使用的鏡子221 (參照?qǐng)D2的(b))的設(shè)置角度Θ 2相對(duì)于來(lái)自投光器I的平行光呈
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[0017]但是，采用上述那種結(jié)構(gòu)的鏡陣列14、22時(shí)，鏡陣列14、22中的用于平行光的反射的部分在一半以下。因此，相對(duì)于受光器2大致垂直地投射的平行光中存在光強(qiáng)度強(qiáng)的區(qū)域Tb和光強(qiáng)度非常弱的區(qū)域Td，并以一定周期間隔Tp重復(fù)。
[0018]在該結(jié)構(gòu)中，使端線71相對(duì)于鏡子141、221大致平行的遮蔽板7 (參照?qǐng)D2的(b))在長(zhǎng)度方向上直線移動(dòng)，則如圖4所示，光強(qiáng)度強(qiáng)的區(qū)域Tb中受光器2的受光量也與位置的變化成比例地增加，放大單元6的輸出也增加。但是，在光強(qiáng)度非常弱的區(qū)域Td中，即使位置變化，受光器2的受光量也幾乎不增加，所以放大單元6的輸出也不變化。而且，因?yàn)樵撦敵鲎兓砸欢ㄖ芷陂g隔Tp重復(fù)，所以即使直線性地變化遮蔽板7的位置，輸出也會(huì)階梯狀地變化。
[0019]因此，存在相對(duì)于遮蔽板7的直線性位置變化、輸出幾乎不變的區(qū)域，因此位置檢測(cè)器變成分辨率非常劣化的狀態(tài)(變成一般不能說(shuō)是位置檢測(cè)器的水平)。
[0020]此外，因?yàn)檎诒伟?產(chǎn)生的衍射的影響以及光學(xué)系統(tǒng)的光束不是理想的平行光，所以實(shí)際的光強(qiáng)度在光強(qiáng)度強(qiáng)的區(qū)域和非常弱的區(qū)域的邊界上不是階梯狀地而是連續(xù)地變化。因此，放大單元6的輸出變化實(shí)際上也不是階梯狀。
[0021]但是，因?yàn)檠苌浼肮馐拇笾缕叫卸葘?duì)輸出變化造成的影響不是支配性的、而且將投光器I和受光器2配置得比較近時(shí)不易受到其影響等原因，所以在本發(fā)明中對(duì)該影響不做討論。
[0022]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而做的，其目的在于提供一種位置檢測(cè)器，即使投射到受光窗口的平行光具有光強(qiáng)度強(qiáng)的區(qū)域和非常弱的區(qū)域，也能夠使得遮蔽板在窗口的長(zhǎng)度方向上移動(dòng)時(shí)的累計(jì)光量變化與遮蔽板的移動(dòng)距離成比例，外觀上變得與投射到受光窗口的平行光的光強(qiáng)度為均勻時(shí)的情況一樣。
[0023]用于解決課題的手段
[0024]本發(fā)明的位置檢測(cè)器具有:投光器，其具有規(guī)定寬度以及比該寬度大的規(guī)定長(zhǎng)度的窗口，并從該窗口投射一定寬度的平行光；受光器，其具有規(guī)定寬度以及規(guī)定長(zhǎng)度的窗口，并通過(guò)該窗口接收平行光；遮蔽板，其被保持成在窗口的長(zhǎng)度方向上可以水平移動(dòng)，根據(jù)測(cè)定對(duì)象的位置遮蔽進(jìn)到受光器的窗口的平行光的一部分或者全部；光量檢測(cè)部，其輸出大小與受光器的受光量成比例的位置信號(hào)；以及偏轉(zhuǎn)單元，其在投光器和受光器中的至少一方中與窗口相對(duì)地設(shè)置，并通過(guò)以規(guī)定周期配置的多個(gè)偏轉(zhuǎn)元件將平行光的朝向變成相對(duì)于窗口大致垂直的方向，在從相對(duì)于窗口大致垂直的方向觀察偏轉(zhuǎn)單元時(shí)，遮蔽板的端線大致平行于，連接在窗口的寬度方向一端的規(guī)定的偏轉(zhuǎn)元件處的配置周期的起點(diǎn)和在窗口的寬度方向另一端的規(guī)定的偏轉(zhuǎn)元件處的配置周期的終點(diǎn)的線段。
[0025]發(fā)明效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，由于采用上述那樣的結(jié)構(gòu)，所以即使投射到受光窗口的平行光具有光強(qiáng)度強(qiáng)的區(qū)域和非常弱的區(qū)域，也能夠使得遮蔽板在窗口的長(zhǎng)度方向上移動(dòng)時(shí)的累計(jì)光量變化與遮蔽板的移動(dòng)距離成比例，得到外觀上與投射到受光窗口的平行光的光強(qiáng)度為均勻時(shí)的情況一樣的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是表示位置檢測(cè)器的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]圖2是表示現(xiàn)有的位置檢測(cè)器的投光器、受光器及遮蔽板的結(jié)構(gòu)的圖，圖2的(a)是側(cè)面圖，圖2的(b)是受光器的部分俯視圖。
[0029]圖3是表示位置檢測(cè)器中的鏡陣列的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]圖4是表示現(xiàn)有的位置檢測(cè)器的相對(duì)于遮蔽板的位置變化的放大輸出的圖。
[0031]圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的位置檢測(cè)器的投光器、受光器及遮蔽板的結(jié)構(gòu)的圖，(a)是側(cè)面圖，是受光器的部分俯視圖。
[0032]圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的位置檢測(cè)器的鏡陣列與遮蔽板的端線的配置關(guān)系、以及相對(duì)于遮蔽板的位置變化的放大輸出的圖。
[0033]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式一中改變遮蔽板的端線的傾斜角度的情況的圖。
[0034]圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式一中由遮蔽板的端線的傾斜角度的不同所導(dǎo)致的面積S3的變化的圖。
[0035]圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式二的位置檢測(cè)器的鏡陣列與遮蔽板的端線的配置關(guān)系的圖。
[0036]圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式三的位置檢測(cè)器的鏡陣列與遮蔽板的端線的配置關(guān)系的圖。
[0037]符號(hào)說(shuō)明
[0038]I……投光器
[0039]2......受光器
[0040]3......光纖單元
[0041]4……發(fā)光部
[0042]5……光量檢測(cè)部
[0043]6......放大單元
[0044]7......遮蔽板
[0045]8a，8b......光纖
[0046]11......投光窗口
[0047]12......光纖出射端
[0048]13......透鏡
[0049]14……鏡陣列(偏轉(zhuǎn)單元)
[0050]21......受光窗口
[0051]22……鏡陣列(偏轉(zhuǎn)單元)
[0052]23......透鏡
[0053]24......光纖入射端
[0054]71......端線
[0055]141......鏡子(偏轉(zhuǎn)元件)
[0056]221……鏡子(偏轉(zhuǎn)元件)。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面，為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，根據(jù)附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]實(shí)施方式一
[0059]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式一的位置檢測(cè)器的