位置检测器制造技术

本发明专利技术提供一种位置检测器，其中，在从相对于窗口(11、21)大致垂直的方向观察镜阵列(14、22)时，遮蔽板(7)的端线(71)大致平行于连接在窗口(11、21)的宽度方向一端的规定的镜子(141、221)处的配置周期的起点和在窗口(11、21)的宽度方向另一端的规定的镜子(141、221)处的配置周期的终点的线段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位置检测器
本专利技术涉及一种检测例如致动器等的位置的位置检测器。
技术介绍
近年来,在制造现场根据用途使用了各种方式的线性致动器。例如，在电子零件的组装及安装、抓放等作业中，使用响应速度比较快的线性致动器等。其可动范围是1cm～10cm左右，通过使用适合作业所要求的位置精度、响应速度的位置检测器进行位置的反馈控制，从而实现高速的精密作业。位置检测器分别根据其方式分成模拟型和数字编码器型等，或根据检测原理分成磁性和涡流、差动变压器、电位计型等，或根据结构分成接触型和非接触型、透过型、反射型等。作为使用光的数字型位置检测器，可列举有激光位移计、数字标尺等。该数字型位置检测器的最小分辨率高、只要标尺不变形就没有漂移，直线性好、可以测定长行程等优点很多，因此多用于测定器或所要求的定位精度高的装置等。但是，存在位置检测器自身价格高、周边电路复杂、需要高价的专用IC等问题。此外，数字标尺也有采用磁性的，同样价格高，与光方式相比容易受到用大电流驱动致动器时产生的噪声的影响。另一方面，关于模拟型的位置检测器，使用光的有透过型的光电断路器和反射型的光反射器等，使用磁性的有霍尔元件、磁阻元件(AMR：AnitorpicMagnetoResistance)、巨磁阻元件(GMR：GiantMagnetoResistance)等，此外还有利用涡流及差动变压器的原理的位置检测器等(例如参照专利文献1)。模拟型的位置检测器与数字型相比容易受到用大电流驱动致动器时产生的噪声的影响。但是，使用光的方式比较不易受到电流在致动器的线圈流动所产生的电磁噪声的影响。特别是，例如图1所示，使由投光器1及受光器2构成的光纤单元3与内置有发光部4及光量检测部5的放大单元6分离，且用光纤8a、8b连接光纤单元3和放大单元6的光纤型位置检测器(下面，称为光纤型光传感器)能够将光传感器及放大器设置在远离致动器线圈的地方，因此具有完全不受致动器驱动电流噪声的影响这样的优点。该光纤型光传感器的光纤单元3有透过型和反射型。作为该透过型的一例，如图2、3所示，其是由投光器1和受光器2构成的形式，该投光器1通过透镜13使来自设置在内部的光纤出射端12的光成为平行光，通过具有小型镜子141的镜阵列14(或棱镜阵列)将该光的朝向变成受光器2的方向，并从投光窗口11投射光，该受光器2通过受光窗口21接收平行光，通过具有小型镜子221的镜阵列22(或棱镜阵列)将该光的朝向变成透镜23的方向，通过透镜23将平行光聚光到光纤入射端24。特别是，使用镜阵列14、22(下面，省略棱镜阵列的记载)的形式的光纤单元3能够用只有透镜13、23和镜阵列14、22的简单结构制造宽度较宽的平行光。并且，如图2所示，使投光器1和受光器2相对，在它们之间使遮蔽板7在窗口11、21的长度方向上移动，由此，受光器2的受光量就与遮蔽板7的位置成比例地变化。因此，放大单元6的输出也与遮蔽板7的位置成比例地变化，能够作为检测距离比较长的位置检测器来使用。现有技术文献：专利文献专利文献1：日本特开平6-258139号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题：这里，为了缩小投光器1、受光器2的纵深，如图3所示，镜阵列14、22的设置角度θ1一般设成小于45°的角度。另一方面，镜阵列14中，因为需要将来自投光器1的透镜13的平行光的朝向变换成大致垂直方向并投射给受光器2，所以构成为使构成镜阵列14的各个镜子中的为了改变平行光的角度而使用的镜子141的设置角度θ2相对于来自透镜13的平行光呈45°。同样地，在镜阵列22中，因为需要将来自投光器1的平行光的朝向变换成大致垂直方向并投射给透镜23，所以构成为使构成镜阵列22的各个镜子中的为了改变平行光的角度而使用的镜子221(参照图2的(b))的设置角度θ2相对于来自投光器1的平行光呈45°。但是，采用上述那种结构的镜阵列14、22时，镜阵列14、22中的用于平行光的反射的部分在一半以下。因此，相对于受光器2大致垂直地投射的平行光中存在光强度强的区域Tb和光强度非常弱的区域Td，并以一定周期间隔Tp重复。在该结构中，使端线71相对于镜子141、221大致平行的遮蔽板7(参照图2的(b))在长度方向上直线移动，则如图4所示，光强度强的区域Tb中受光器2的受光量也与位置的变化成比例地增加，放大单元6的输出也增加。但是，在光强度非常弱的区域Td中，即使位置变化，受光器2的受光量也几乎不增加，所以放大单元6的输出也不变化。而且，因为该输出变化以一定周期间隔Tp重复，所以即使直线性地变化遮蔽板7的位置，输出也会阶梯状地变化。因此，存在相对于遮蔽板7的直线性位置变化、输出几乎不变的区域，因此位置检测器变成分辨率非常劣化的状态(变成一般不能说是位置检测器的水平)。此外，因为遮蔽板7产生的衍射的影响以及光学系统的光束不是理想的平行光，所以实际的光强度在光强度强的区域和非常弱的区域的边界上不是阶梯状地而是连续地变化。因此，放大单元6的输出变化实际上也不是阶梯状。但是，因为衍射及光束的大致平行度对输出变化造成的影响不是支配性的、而且将投光器1和受光器2配置得比较近时不易受到其影响等原因，所以在本专利技术中对该影响不做讨论。本专利技术是为了解决上述问题而做的，其目的在于提供一种位置检测器，即使投射到受光窗口的平行光具有光强度强的区域和非常弱的区域，也能够使得遮蔽板在窗口的长度方向上移动时的累计光量变化与遮蔽板的移动距离成比例，外观上变得与投射到受光窗口的平行光的光强度为均匀时的情况一样。用于解决课题的手段本专利技术的位置检测器具有：投光器，其具有规定宽度以及比该宽度大的规定长度的窗口，并从该窗口投射一定宽度的平行光；受光器，其具有规定宽度以及规定长度的窗口，并通过该窗口接收平行光；遮蔽板，其被保持成在窗口的长度方向上可以水平移动，根据测定对象的位置遮蔽进到受光器的窗口的平行光的一部分或者全部；光量检测部，其输出大小与受光器的受光量成比例的位置信号；以及偏转单元，其在投光器和受光器中的至少一方中与窗口相对地设置，并通过以规定周期配置的多个偏转元件将平行光的朝向变成相对于窗口大致垂直的方向，在从相对于窗口大致垂直的方向观察偏转单元时，遮蔽板的端线大致平行于，连接在窗口的宽度方向一端的规定的偏转元件处的配置周期的起点和在窗口的宽度方向另一端的规定的偏转元件处的配置周期的终点的线段。专利技术效果根据本专利技术，由于采用上述那样的结构，所以即使投射到受光窗口的平行光具有光强度强的区域和非常弱的区域，也能够使得遮蔽板在窗口的长度方向上移动时的累计光量变化与遮蔽板的移动距离成比例，得到外观上与投射到受光窗口的平行光的光强度为均匀时的情况一样的效果。附图说明图1是表示位置检测器的整体结构的框图。图2是表示现有的位置检测器的投光器、受光器及遮蔽板的结构的图，图2的(a)是侧面图，图2的(b)是受光器的部分俯视图。图3是表示位置检测器中的镜阵列的结构的图。图4是表示现有的位置检测器的相对于遮蔽板的位置变化的放大输出的图。图5是表示本专利技术实施方式一的位置检测器的投光器、受光器及遮蔽板的结构的图，(a)是侧面图，是受光器的部分俯视图。图6是表示本专利技术实施方式一的位置检测器的镜阵列与遮蔽板的端线的配置关系、以及相对于遮蔽板的位置变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置检测器，其特征在于，具有：投光器，其具有规定宽度以及比该宽度大的规定长度的窗口，并从该窗口投射一定宽度的平行光；受光器，其具有所述规定宽度以及所述规定长度的窗口，并通过该窗口接收所述平行光；遮蔽板，其被保持成在所述窗口的长度方向上可以水平移动，根据测定对象的位置遮蔽进到所述受光器的窗口的平行光的一部分或者全部；光量检测部，其输出大小与所述受光器的受光量成比例的位置信号；以及偏转单元，其在所述投光器和所述受光器中的至少一方中与窗口相对地设置，并通过以规定周期配置的多个偏转元件将所述平行光的朝向变成相对于窗口大致垂直的方向，在从相对于所述窗口大致垂直的方向观察偏转单元时，所述遮蔽板的端线大致平行于，连接在所述窗口的宽度方向一端的规定的所述偏转元件处的配置周期的起点和在所述窗口的宽度方向另一端的规定的所述偏转元件处的配置周期的终点的线段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.26 JP 2013-0359281.一种位置检测器，其特征在于，具有：投光器，其具有规定宽度以及比该宽度大的规定长度的窗口，并从该窗口投射一定宽度的平行光；受光器，其具有所述规定宽度以及所述规定长度的窗口，并通过该窗口接收所述平行光；遮蔽板，其被保持成在所述窗口的长度方向上可以水平移动，根据测定对象的位置遮蔽进到所述受光器的窗口的平行光的一部分或者全部；光量检测部，其输出大小与所述受光器的受光量成比例的位置信号；以及偏转单元，其在所述投光器和所述受光器中的至少一方中与窗口相对地设置，并通过以规定周期配置的多个偏转元件将所述平行...

【专利技术属性】
技术研发人员：川濑茂，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP