位移传感器制造技术

提供了具有允许进一步小型化的模块化结构的位移传感器。头部的壳体由主壳体和盖构件构成，主壳体和盖构件都是由金属材料制成的精密模制品。接合光投射部的第一保持部和接合光接收部的第二保持部分别定位在并接合至盖构件。该工作由安装装置进行。诸如光投射透镜等的光学组件也接合至盖构件，并且通过并入这种光学组件而模块化的盖构件被组装并焊接至主壳体。壳体。壳体。

【技术实现步骤摘要】
位移传感器


[0001]本专利技术涉及用于检测位移并输出ON/OFF判断信号的位移传感器，更具体地，涉及设置有金属壳体的位移传感器。

技术介绍

[0002]存在两种类型的位移传感器，一种包括用于进行光电转换的图像传感器并且另一种不包括图像传感器，并且根据各种应用选择性地使用这样的位移传感器。位移传感器的具体示例包括接近开关、接触开关、超声开关、三角测量传感器、飞行时间(TOF)和光电开关等。这样的位移传感器适用于待检测对象的高度的测量、待检测对象的表面的凹凸的测量以及待检测对象的有无的检测等。
[0003]JP 2013
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127943A公开了一种设置有金属壳体的位移传感器。位移传感器包括光投射元件和摄像元件。光投射元件通过光投射透镜朝向检测区域投射检测光，并且摄像元件通过光接收透镜接收从检测区域反射的光。
[0004]JP 2013
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127943A中公开的位移传感器由容纳在金属壳体中的光学系统模块构成。光学系统模块包括树脂模制框架，并且光投射元件、光投射透镜、光接收透镜以及摄像元件被组装到树脂模制框架。此外，树脂模制框架利用插入树脂模制框架与金属壳体之间的散热橡胶组装到金属壳体。
[0005]由光投射元件等生成的热通过与树脂模制框架接触的散热橡胶散发到金属壳体。

技术实现思路

[0006]本申请的专利技术人在为了进一步小型化的开发期间通过关注上述树脂模制框架而提出本专利技术。
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种具有允许进一步小型化的模块化结构的位移传感器。
[0008]根据本专利技术的实施例，提供一种位移传感器，包括：光投射元件，用于投射光；金属壳体，其包括透射光的透射窗；第一保持部，其接合至光学基部，用于保持所述光投射元件，所述光学基部是所述金属壳体的一部分；光投射透镜，其固定至所述光学基部，汇聚从所述光投射元件投射的光以形成投射光光斑，并且使所述光通过所述透射窗照射在检测区域上；光接收透镜，其固定至所述光学基部，并且会聚来自所述检测区域的光以在所述检测区域中形成所述投射光光斑的图像；摄像元件，用于拍摄所述光接收透镜所形成的所述检测区域中的投射光光斑的图像，并根据接收光的强度生成光接收信号；第二保持部，其接合至保持所述摄像元件的光学基部；以及测量部，用于基于来自所述摄像元件的光接收信号来识别所述摄像元件中的投射光光斑的位置，并且基于所识别出的投射光光斑的位置来测量待检测对象的位移，其中，所述光投射元件和所述摄像元件通过陶瓷材料与所述光学基部绝缘，以及所述第一保持部和所述第二保持部分别接合至所述光学基部。
[0009]设置在第一保持构件和第二保持构件与光学基部之间的电绝缘材料优选具有导
热性。
[0010]从以下给出的优选实施例的详细描述中，本专利技术的作用和效果以及其它目的将变得明显。
附图说明
[0011]图1是用于描述根据实施例的光学三角测量传感器的图；
[0012]图2是用于描述允许将用作根据实施例的光学三角测量传感器的一部分的本体固定在期望位置处的图；
[0013]图3是用于描述内置在用作根据实施例的光学三角测量传感器的一部分的头部中的组件的图；
[0014]图4是用于描述头部的内部结构的框图；
[0015]图5A是用于描述摄像元件中的光斑的图像的位置以取决于到工件位置的距离的方式改变的图；
[0016]图5B是用于描述以不等间隔布置的图像像素的图像的图；
[0017]图6A至图6D是用于描述以等间隔布置的图像像素的说明的图；
[0018]图6B示出当工件位于近距离处时的形成光斑的图像的位置；
[0019]图6C示出当工件位于中间位置处时的形成光斑的图像的位置；
[0020]图6D示出当工件位于远距离处时的形成光斑的图像的位置；
[0021]图7A至图7D是用于描述以不等间隔布置的图像像素的像素宽度的设置的图；
[0022]图7B示出与当工件位于近距离处时的光斑的大小相对应的像素宽度；
[0023]图7C示出与当工件位于中间位置处时的光斑的大小相对应的像素宽度；
[0024]图7D示出与当工件位于远距离处时的光斑的大小相对应的像素宽度；
[0025]图8是用于描述本体的内部结构的框图；
[0026]图9是用于描述包括在头部和本体中的电源电路的图；
[0027]图10是用于描述对从头部发射的绿色激光的强度和功率的限制的控制的流程图；
[0028]图11是头部的分解透视图；
[0029]图12是与图11相对应的头部的纵向截面图；
[0030]图13是从斜上方观看的用于光投射的第一保持构件的透视图；
[0031]图14是从斜上方观看的用于光接收的第二保持构件的透视图；
[0032]图15是从斜下方观看的用于光投射的第一保持构件的透视图；
[0033]图16是用于描述通过使用安装装置的指状物来定位第一保持构件和第二保持构件、并且保持如此定位的第一保持构件和第二保持构件以及盖构件直到用于将第一保持构件和第二保持构件接合至盖构件的附着剂硬化为止的图；
[0034]图17A是用于描述当在第一保持构件和第二保持构件的下表面上没有设置带时的说明的图，图17A示出通过均匀地施加附着剂将第一保持构件和第二保持构件接合至盖构件的状态；
[0035]图17B示出通过不均匀地施加附着剂将第一保持构件和第二保持构件接合至盖构件的状态；
[0036]图18是用于描述接合至第一保持构件和第二保持构件的硅带用作间隔物以允许
第一保持构件和第二保持构件在固定位置接合至盖构件的图；
[0037]图19是用于描述当第一保持构件和第二保持构件安装在盖构件上时的可调整范围的图；以及
[0038]图20是用于描述例如在金属材料制成的第一保持构件和第二保持构件与盖构件之间插入陶瓷板的状态下将第一保持构件和第二保持构件接合至盖构件的变形例的图。
具体实施方式
[0039]以下参考附图对本专利技术的优选实施例进行描述。图1示出根据实施例的位移传感器，并且更具体地，光学三角测量传感器100。三角测量传感器100由分离的头部2和本体4构成，并且头部2和本体4通过中继线缆6连接。中继线缆6优选地在无需连接部的情况下焊接至头部2和本体4。
[0040]在典型的三角测量传感器中所包括的组件中，一组裸骨组件(诸如三角测量必需的光学组件等)、用于这样的光学组件的元件和电源板被容纳在头部2中，并且其它用户接口构件(具体地，诸如用作显示部(诸如有机EL显示部(OELD)等)的点阵显示部以及由操作按钮构成的操作部等的一组组件)设置在本体4中。这允许头部2小型化。
[0041]具体地，头部2由主要负责向待检测对象投射光以及从待检测对象接收光的裸骨组件组成，而本体4由电源电路、显示部和操作部组成。头部2包括绿色激光光源并且发射绿色激光以在待检测对象本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位移传感器，包括：光投射元件，用于投射光；金属壳体，其包括透射光的透射窗；第一保持部，其接合至光学基部，用于保持所述光投射元件，所述光学基部是所述金属壳体的一部分；光投射透镜，其固定至所述光学基部，汇聚从所述光投射元件投射的光以形成投射光光斑，并且使所述光通过所述透射窗照射在检测区域上；光接收透镜，其固定至所述光学基部，并且会聚来自所述检测区域的光以在所述检测区域中形成所述投射光光斑的图像；摄像元件，用于拍摄所述光接收透镜所形成的所述检测区域中的投射光光斑的图像，并根据接收光的强度生成光接收信号；第二保持部，其接合至保持所述摄像元件的光学基部；以及测量部，用于基于来自所述摄像元件的光接收信号来识别所述摄像元件中的投射光光斑的位置，并且基于所识别出的投射光光斑的位置来测量待检测对象的位移，其中，所述光投射元件和所述摄像元件通过陶瓷材料与所述光学基部绝缘，以及所述第一保持部和所述第二保持部分别接合至所述光学基部。2.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述第一保持部和所述第二保持部各自由陶瓷模制品制成，以及所述光投射元件和所述摄像元件通过所述陶瓷模制品与所述光学基部电绝缘。3.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述光学基部是金属模制品，保持所述光投射透镜的第一透镜保持部和保持所述光接收透镜的第二透镜保持部与所述光学基部一体地模制，所述光投射透镜利用附着剂固定至所述第一透镜保持部，以及所述光接收透镜利用附着剂固定至所述第二透镜保持部。4.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，通过并入所述光学组件而模块化的所述光学基部被焊接至所述金属壳体的主壳体。5.根据权利要求4所述的位移传感器，其中，所述主壳体用作具有侧开口的主壳体，以及所述光学基部用作覆盖所述主壳体的侧开口的盖构件。6.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，所述第一保持部具有至少两个工作孔，以及在所述光学基部上形成平坦表面，所述平坦表面与所述第一保持部所定位于的可调整范围相对应。7.根据权利要求6所述的位移传感器，其中，所述第二保持部具有至少两个工作孔，以及所述平坦表面与所述第一保持部和所述第二保持部所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶田壮兵，大津信一郎，吴哲庸，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：