本发明专利技术提供光学式位置检测装置、手装置及触摸面板，能够以光学方式准确地检测出对象物体压入透光部件时的下陷深度。在光学式位置检测装置(10)中，光源装置(11)从透光部件(40)中与对象物体(Ob)位于的第1面(41)侧相反侧的第2面(42)侧射出检测光(L2)，利用光检测器(30)检测被对象物体(Ob)反射而透射到透光部件(40)的第2面(42)侧的反射光(L3)。透光部件(40)的第1面(41)具有弹性及相对于对象物体(Ob)的吸附性。因此，在位置检测装置(10)中，能够准确地检测出对象物体(Ob)与透光部件(40)接触的瞬间、以及对象物体(Ob)按压透光部件(40)时的下陷深度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对位于透光部件的一面侧的对象物体的位置进行检测的光学式位置 检测装置、以及具备该光学式位置检测装置的手装置及触摸面板。
技术介绍
在搭载于机械手臂(robot arm)的手(hand)装置等中，使用了对对象物体的位置 进行检测的光学式位置装置，对以光学方式测出了对象物体与手的相对位置的结果进行反 馈。作为该光学式位置检测装置，以往提出了一种使用摄像元件的方案(参照专利文献1、 2)。然而，使用了摄像元件的光学式位置检测装置价格昂贵，且对于摄像结果的图像处理需 花费较长时间。而且，无法根据摄像元件的摄像结果，检测出手把持对象物体时的强度。另一方面，提出了 一种根据光传播介质在承受了由对象物体施加的压缩应力时的 特性变化，以光学方式检测出压缩应力的技术(专利文献幻。更具体而言，在光传播介质 (透光部件)中，从与对象物体所处的第1面侧相反一侧的第2面侧向对象物体射出检测 光，通过对被对象物体反射后射透到透光部件的第2面侧的检测光进行检测，来检测压缩 应力。根据该技术，与使用了摄像元件的情况不同，能够用比较简单的构成检测出手把持对 象物体时的强度。专利文献1日本特开2009-66678号公报专利文献2国际公开WO 02/18893 Al专利文献3日本特开2007-71564号公报然而，在专利文献3所记载的技术中，当对象物体压入光传播介质时，无论是否检 测来自对象物体的反射光，对象物体与光传播介质的界面状态都不稳定。因此，在专利文献 3记载的技术中，当对象物体压入光传播介质(透光部件)时，存在无法正确检测出对象物 体的下陷深度(对象物体相对于透光部件的相对位置)这一问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的课题在于，提供一种能够以光学方式正确检测出对象物 体压入透光部件时的下陷深度的光学式位置检测装置、以及具备该光学式位置检测装置的 手装置及触摸面板。为了解决上述课题，本专利技术涉及的光学式位置检测装置，用于检测位于透光部件 的第1面侧的对象物体的位置，其特征在于，上述透光部件的上述第1面具备弹性及对于上 述对象物体的吸附性，设置有从上述透光部件中与上述第1面侧相反侧的第2面侧，向该 透光部件射出检测光的光源装置；对被位于上述第1面侧的上述对象物体反射后透射到上 述透光部件的上述第2面侧的上述检测光进行检测的光检测器；和根据上述对象物体压入 上述第1面时的上述光检测器的受光强度，检测出该对象物体相对于上述透光部件的下陷 深度的位置检测部。在本专利技术中，光源装置从透光部件中与对象物体位于的第1面侧相反侧的第2面侧射出检测光，利用光检测器检测被对象物体反射后透射到透光部件的第2面侧的检测 光。这里，透光部件的第1面具备弹性，当对象物体压入透光部件的第1面时，透光部件被 压缩而厚度减薄。而且，传播特性因透光部件的材质而发生变化。因此，根据对象物体压 入透光部件的第1面时的光检测器中的受光结果，能够检测出对象物体的下陷深度(下陷 量)。另外，由于透光部件的第1面具备对于对象物体的吸附性，所以当对象物体按压透光 部件的第1面时，透光部件的第1面吸附于对象物体，对象物体与第1面的界面处于稳定的 状态。因此，检测光在对象物体与第1面的界面稳定地反射，被光检测器受光。从而，能够 以光学方式准确地检测出对象物体相对于透光部件的下陷深度(相对位置)。在本专利技术中，优选上述光源装置相对于上述透光部件在上述第1面侧的空间形成 强度在上述第1面的法线方向上发生变化的分离距离检测用光强度分布，上述位置检测部 检测出与上述光检测器的受光强度及上述分离距离检测用光强度分布对应的位置，作为上 述对象物体与上述透光部件的分离距离。由于形成于透光部件的第1面侧的分离距离检测 用光强度分布在距离透光部件的分离距离与强度之间具有一定的关系，所以只要预先把握 距离透光部件的分离距离与检测光的强度的关系，便可以使用共通的光检测器检测出对象 物体与透光部件的分离距离。在本专利技术中，优选上述位置检测部在上述光检测器的受光强度从上述分离距离检 测用光强度分布偏离时，判定为上述对象物体与上述透光部件接触。而且，当对象物体与透 光部件的第1面接触时，由于不会引发检测光的边界反射，所以光检测器的受光强度成为 大幅偏离分离距离检测用光强度分布的值。因此，能够使用公共的光检测器，将光检测器检 测到的强度成为大幅偏离分离距离检测用光强度分布的值时，判定为上述对象物体与上述 透光部件接触的位置。另外，在本专利技术中，由于透光部件的第1面具备相对于对象物体的吸 附性，所以在对象物体与透光部件的第1面接触时，透光部件的第1面吸附于对象物体，可 明确地切换成对象物体与透光部件接近的状态、和对象物体与透光部件接触的状态。因此， 当对象物体与透光部件接触时，光检测器检测出的检测光的强度被急速切换。从而，位置检 测部能够准确判定对象物体与透光部件接触的情况。在本专利技术中，优选上述透光部件的上述第1面由硅树脂或硅酮橡胶构成。当上述 透光部件的上述第1面由硅树脂或硅酮橡胶构成时，能够容易地实现透光部件的第1面具 有弹性以及相对于对象物体的吸附性的构成。在本专利技术中，优选上述检测用光源部具备射出上述检测光的发光二极管。如此构 成，能够紧凑且廉价地形成检测用光源部。在本专利技术中，优选上述光检测器由光电二极管或光电晶体管构成。如此构成，能够 紧凑且廉价地形成光检测器。在本专利技术中，优选上述光源装置从上述第2面侧射出上述检测光，形成强度在沿 着上述第1面的面内方向发生变化的面内位置检测用光强度分布，上述位置检测部检测出 与上述光检测器的受光强度及上述面内位置检测用光强度分布对应的位置，作为上述对象 物体在上述面内方向的位置。由此，能够使用公共的光检测器，检测出对象物体的面内方向 的位置。应用了本专利技术的光学式位置检测装置能够在把持对象物体的手装置中使用，该情 况下，手装置具备把持上述对象物体的手，并且在该手中把持上述对象物体时与该对象物体接触的面上具备上述透光部件。另外，应用了本专利技术的光学式位置检测装置能够作为触摸面板使用，该情况下，只 要采用具备由上述透光部件的上述第1面构成的输入面的构成即可。附图说明图1是示意地表示本专利技术的实施方式1所涉及的光学式位置检测装置的主要部分 的说明图。图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的光学式位置检测装置的整体构成的说明 图。图3是示意地表示在本专利技术的实施方式1所涉及的光学式位置检测装置中，对象 物体与透光部件接触的状态等的说明图。图4是表示在本专利技术的实施方式1所涉及的光学式位置检测装置中，对透光部件 与对象物体的分离距离进行检测的原理的说明图。图5是表示本专利技术的实施方式1所涉及的光学式位置检测装置中的信号处理内容 的说明图。图6是表示在本专利技术的实施方式1所涉及的光学式位置检测装置中使用的X坐标 检测的原理的说明图。图7是示意地表示本专利技术的实施方式2所涉及的光学式位置检测装置的主要部分 的说明图。图8是表示本专利技术的实施方式2所涉及的光学式位置检测装置的整体构成的说明 图。图9是在本专利技术的实施方式2所涉及的光学式位置检测装置中，从各个发光元件 射出的位置检测光的说明图。图10是表示在本专利技术的实施方式2所涉及的光学式位置检测装置中，利用从发光 元件射出的位置检测光形成了本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学式检测装置，其特征在于，具备：具有弹性的透光部；向上述透光部照射检测光的光源部；朝向上述透光部具有受光灵敏度的光受光部；以及根据上述光受光部的受光强度，检测对象物体的检测部。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：中西大介，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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