具有计测区域的自动设定装置的位移传感器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种位移传感器，即使在将如玻璃等那样的具备具有不同的反射率的多个面的计测对象物体作为对象时，也能够自动地进行计测区域的设定，并进行稳定的计测。其具有：投光元件，其用于对计测对象物体以规定角度照射光；受光元件，其用于接收来自被光照射的计测对象物体的反射光；计测对象区域的自动设定装置，其使投光元件的发光量从规定值起自动地按规定量逐步增加，直到由受光元件取得两面以上的计测对象物体的反射面为止，并自动设定与所取得的至少两个反射面分别对应的计测区域；位移计测装置，其用于基于受光元件的受光图像，进行作为目的的位移的计测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种位移传感器的计测对象区域的设定，特别是涉及在将玻璃等透明体作为计测对象物体时，将反射率不同的多个面作为对象的计测区域的设定方法。
技术介绍
在使用了三角测距法的非接触位移传感器(采用激光等作为光源)中，从投光元件向计测对象物体照射光，然后利用从该计测对象物体反射的光被聚光在受光元件的哪个位置的信息，来计测到计测对象物的距离。但是，在使用这样的位移传感器将玻璃等透明体作为计测对象进行计测时，通常，会产生来自玻璃表面和来自玻璃背面的2个反射光。此外，在这样的玻璃板中，常常存在虽然在表面玻璃是裸露的但背面却附有金属覆膜等的玻璃等，在计测这样的覆膜的玻璃时，由于表面和背面的反射率不同，所以反射光量会产生差距。作为这样的玻璃板，例如有使用于电视机的阴极射线显像管的玻璃板、液晶显示面板的玻璃板等。这种情况下，为了与其中一侧的面对应而调整了投光元件的发光量或者受光元件的受光增益等受光灵敏度时，另一侧的面的受光状态不能保持在适当的状态(变为受光量过大或者过小的状态)，很难正确地取得表面和背面的位置。此外，在实施玻璃计测时，存在来自表面或背面的经反射或者多重反射而入射的光。这样，为了稳定计测玻璃的表面位移或玻璃的厚度，需要分开各自的面来确认受光位置。作为其装置，通过将要计测的受光位置附近作为计测对象区域进行设定，从而能够对所设定的计测对象区域进行稳定的计测。例如，如图11中(a)所示那样，在规定的激光发光量、以及受光灵敏度的设定中，若将玻璃板作为计测对象物体进行计测，则有如下这样的情况作为从受光元件得到的图像，玻璃表面和背面的反射光量有明显的差异，而不能稳定计测双方。此外，如图11中(b)所示那样，在规定的激光发光量以及受光灵敏度的设定中，由于玻璃的表面和背面的反射率的差异过大的原因，往往存在只能得到表面或背面的某一方的受光图像的情况。这时，若与受光量小的一方对应，以能进行稳定的计测的方式而提高激光发光量和受光元件的全部像素区域的受光灵敏度，则由于另一方的反射面已经饱和，所以会产生不能进行稳定的计测的问题。于是，为了应对这样的情况，如图11中(c)所示那样，例如，将计测区域限定在由虚线包围的区域内，仅对该区域调整激光发光量和受光增益，由此没有给其他的反射面带来不良影响，并能够使要计测的面稳定受光。而且，在拍摄元件的全部像素区域中，能够将离散的多个具有任意大小的区域作为计测对象区域而进行设定的位移传感器广为人知(例如参照专利文献1)。专利文献1WO2001/057471。但是，如图11中(b)所示那样，在从受光元件得到的图像上，在来自反射率小的面的受光量通过此时的受光灵敏度的设定状态而不能观测时，在未考虑到该面的存在的情况下，对应于受光量大的一方来设定灵敏度的可能性高。当然，虽然只要找出全部的反射面而相对于各个面设定上述的计测对象区域即可，但首先考虑到这样的工作是必须的这件事情本身是很困难的。此外，反射面之间的间隔宽，一方的反射面的像成在受光元件上的能够测定的位移计测范围之外的情况下，因为不存在于受光元件上，所以不管怎么寻找也不能找出该面，从而不能对应于该面而设定计测对象区域。在这样的情况下，存在如下的情况虽然是作为检测对象的玻璃和位移传感器的距离有问题，但仍认为是由于没能设定好灵敏度而反复进行错误的试行，从而设定花费工夫。这样，虽然反射率低的面的像不能看见但也可能存在，并且也有即使是在计测对象上有反射率低的面，由于像成在位移计测的范围外，从而无法显示在受光元件的图像上的情况，因此计测区域设定工作成为包含其必要性而考虑到位移传感器的范围、计测对象物体的反射面的间隔、位移传感器和反射面之间的设置间隔的很难的判断，很难说是现场人员能够简单地进行的工作。而且，这样的工作被指出存在需要用户的介入从而降低工作效率的问题。此外，存在这样的问题这样，用户通过被显示在监视器等上的受光波形识别计测对象区域的大体位置，其后在用手输入而进行计测区域的设定时，在上述的图11中(a)的情况下，能够把握在某种程度哪个位置上存在第二个反射面从而进行计测区域的设定，而在图11中(b)的情况下，由于不知道第二个反射面存在于何处，因此在进行计测区域的设定之前，为确认其位置而要求必须调整投光元件的激光发光量和受光元件的受光灵敏度这样繁杂的工作，会大幅降低工作效率。
技术实现思路
本专利技术是着眼于这些现有的问题而作成的，其目的在于提供一种位移传感器，即使在将玻璃等透明体这样的、具备具有不同的反射率的多个面的计测对象物体作为对象时，也能够自动地进行计测对象区域的设定，并能够进行稳定的计测。本专利技术的其他目的在于提供一种位移传感器，即使在玻璃等透明体上进行了金属覆膜等处理从而在其表面和背面的反射率显著不同的情况下，也不加入用户的人工操作，而能够自动地进行计测对象区域的设定，从而能够大幅提高工作效率。本专利技术的进一步的其他目的以及作用效果，通过参照说明书的以下记述，本领域的普通技术人员是能够容易地理解的。本专利技术的位移传感器，包括投光元件，其用于对计测对象物体以规定角度照射光；受光元件，其用于接收来自被光照射的计测对象物体的反射光；计测对象区域的自动设定装置，其使投光元件的发光量从规定值起自动地按规定量或者规定比率逐步增加，直到由受光元件取得两面以上的计测对象物体的反射面为止，并自动设定与所取得的至少两个反射面分别对应的计测区域；位移计测装置，其基于与所设定的计测对象区域对应的受光元件的受光图像，进行作为目的位移的计测。根据这样的结构，即使计测如玻璃板这样的、表面和背面的反射率不同的计测对象物体，也能够可靠地取得成为计测对象的面的反射面，从而能够自动地进行计测对象区域的设定。根据本专利技术的实施方式，在上述计测对象区域的自动设定装置中，持续增加投光元件的发光量，直到受光元件取得三面以上的计测对象物体的反射面为止。通过这样的结构，即使计测对象为隔着玻璃的工件时的玻璃和隔着玻璃的工件表面之间的间隙计测，也能够可靠地取得玻璃表面、玻璃背面、隔着玻璃的工件表面三个面，并进行正确的计测。根据本专利技术的实施方式，上述计测对象区域的自动设定装置，基于受光图像中的受光量分布的极大值而取得反射面，以使与各反射面对应的计测对象区域和与其他的反射面对应的受光量分布的波形不重叠的方式来设定计测对象区域。所谓以和与其他的反射面对应的受光量分布的波形不重叠的方式来设定计测对象区域，包含以下情况不包含由于其他的反射面而受光的受光量分布波形的整体的情况；不包含预定值以上的部分的情况；不包含相比于基于与该反射面对应的极大值的值而受光量大的部分的情况。由此，在每个计测对象区域，能够可靠地取得对应的反射面。此外，在这里说的“计测对象”包含玻璃表面、玻璃背面、玻璃厚度、隔着玻璃的工件表面、以及玻璃和隔着玻璃的工件表面之间的间隙等。根据本专利技术的实施方式，受光元件即可以是二维拍摄元件也可以是一维拍摄元件。通过这样的结构，本专利技术的计测对象区域的自动设定处理无论在使用了二维拍摄元件作为受光元件的情况下，还是在使用了一维拍摄元件的情况下都能够使用，从而能够提供具有通用性的计测区域的自动设定处理。根据本专利技术的其他的实施方式，位移传感器包括投光元件，其用于对计测对象物体以规定角度照射光；受光元件，其用于接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位移传感器，其特征在于，包括：投光元件，其用于对计测对象物体以规定角度照射光；受光元件，其用于接收来自被光照射的计测对象物体的反射光；计测对象区域的自动设定装置，其使投光元件的发光量从规定值起自动地按规定量或者规 定比率逐步增加，直到由受光元件取得两面以上的计测对象物体的反射面为止，并自动设定与所取得的至少两个反射面分别对应的计测区域；位移计测装置，其基于与所设定的计测对象区域对应的受光元件的受光图像，进行作为目的位移的计测。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：嶋田浩二，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]