[发明专利]位置检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测例如致动器等的位置的位置检测器。

背景技术

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：Anitorpic Magneto Resistance)、巨磁阻元件(GMR：Giant Magneto Resistance)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

发明内容

发明要解决的课题：

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。