位移传感器

阅读:858发布:2023-01-31

专利汇可以提供位移传感器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供一种进深宽度较小的位移 传感器 。位移传感器(1)具备:投光元件(2);受光透镜(4);反射板(5),其反射通过该受光透镜(4)的光;受光元件(6),其具有受光面(6a),该受光面(6a)接受被反射板(5)反射的光,并输出与所述受光面(6a)上的光的 位置 相对应的 信号 ;以及盒体,其收纳这些光学部件,并具有检测面(1x),该检测面(1x)使从投光元件(2)岀射的光透过并使被检测物反射的光透过,反射板(5)朝投光元件(2)侧且朝检测面1x侧反射沿着受光透镜(4)的受光轴(φb)的光。,下面是位移传感器专利的具体信息内容。

1.一种位移传感器,其中,
具备:投光元件,其朝检测物岀射光;
受光透镜,其对被所述检测物反射的光进行聚光;
反射板,其反射通过所述受光透镜的光;
受光元件,其具有受光面,该受光面接受被所述反射板反射的光,并输出与所述受光面上的光的位置相对应的信号;以及
盒体,其收纳所述投光元件、所述受光透镜、所述反射板、及所述受光元件,并具有检测面,该检测面使从所述投光元件岀射的光透过且使被所述检测物反射的光透过,所述反射板朝所述投光元件侧且朝所述检测面侧反射沿着所述受光透镜的受光轴的光。
2.根据权利要求1所述的位移传感器,其中,
所述受光元件具有长方体的外形,
所述受光元件被配置为,受光元件的长度方向在该位移传感器的进深方向上相对于所述检测面倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的位移传感器,其中,
所述受光元件的中间点位于比所述投光元件更靠检测面侧。
4.根据权利要求1或2所述的位移传感器,其中,
所述位移传感器进一步具备保持体,该保持体保持所述受光透镜、所述反射板、和所述受光元件,
所述保持体具有:基部;以及环部,其被设置在所述基部上,并且所述保持体被固定在所述盒体上,
所述环部具有:周壁,其构成1个环;受光透镜保持部,其被设置在该周壁上并保持所述受光透镜;反射板保持部,其被设置在所述周壁上并保持所述反射板;以及受光元件保持部,其被设置在所述周壁上并保持所述受光元件。
5.根据权利要求4所述的位移传感器,其中,
在所述保持体上设置有多个贯穿孔,在该贯穿孔中插通有用于将所述保持体固定在所述盒体上的缔结部件,
多个所述贯穿孔中的至少1个贯穿孔被设置在所述环部的内侧。
6.一种位移传感器,其中,
具备:投光元件,其朝检测物岀射光;
反射板,其对被所述检测物反射的光进行反射及聚光;
受光元件,其具有受光面,该受光面接受被所述反射板反射的光,并输出与所述受光面上的光的位置相对应的信号;以及
盒体,其收纳所述投光元件、所述反射板、及所述受光元件,并具有检测面,该检测面使从所述投光元件岀射的光透过且使被所述检测物反射的光透过,
所述反射板朝所述投光元件侧且朝所述检测面侧反射沿着受光轴的光。

说明书全文

位移传感器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种位移传感器,具有将反射光引导至受光元件的反射板。

背景技术

[0002] 已知有一种位移传感器,基于三测距方式来对检测物进行检测。
[0003] 这种位移传感器具有:投光元件,其将光照射至检测物;受光透镜,其对被检测物反射的光进行聚光;以及受光元件,其对被聚光的光进行受光。投光侧的投光轴和受光侧的受光轴以规定角度交叉。
[0004] 在图12中示出第1位移传感器300作为位移传感器的一例。
[0005] 该第1位移传感器300具备:投光元件310;投光透镜320;受光透镜330,受光元件340;以及收纳这些的盒体350。另外,在图12中,用双点划线来表示受光透镜330和受光元件340。
[0006] 如图12所示,可以知道将盒体350内的光路设定的越长,盒体350就变得越大。
[0007] 例如,在采用焦点距离较长的受光透镜330时,受光元件340和受光透镜330之间的距离就会变大。由于受光透镜330相对于检测面350a(盒体350的正面)倾斜地配置,所以在其焦点距离变长时,受光元件340以从检测面350a朝远方、且离开投光元件310的方式被配置。因此,将在盒体350内的光路设定的越长,盒体350的纵向宽度WYa就会变得越大。
[0008] 另一方面,从提高位移传感器300的易用性角度来讲,有对位移传感器300小型化的要求。基于这样的要求提出了一种技术(参照专利文献1),通过用反射板反射光来实现位移传感器300的小型化。
[0009] 在图12中还示出使用反射板260的第2位移传感器200的示意图。
[0010] 第2位移传感器200具备:投光元件210;投光透镜220;反射板260,其反射入射到盒体250内的光;受光透镜230,其对被反射的光进行聚光;受光元件240;以及收纳这些的盒体250。另外,为了便于比较第1位移 传感器300的盒体350和第2位移传感器200的盒体250的大小,第2位移传感器200的投光元件210及投光透镜220、和第1位移传感器300的投光元件310及投光透镜320分别表示在图12中的相同的位置上。
[0011] 在第2位移传感器200中,用反射板260朝投光元件210侧反射被检测物反射并射入到盒体250内的光。根据这样的构成,减小位移传感器200的纵向宽度WYb。
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1日本特开2010-48575号公报
[0014] 但是,如图13所示,位移传感器200、300被设置于在投光轴方向上离检测物900规定的检测距离L的部分上。
[0015] 另一方面,从在工厂和研究室的室内设置有电气配线、空调导管、制造设备、空调设备等的各种设备,并且还需要充分确保在室内的作业者的作业用空间角度来讲,会有很难确保用于配置位移传感器200、300的空间的情况。因此,从提高位移传感器200、300的易用性的观点来讲,要求缩小位移传感器200、300的进深宽度WZ。但是,有这样的实情、即对于位移传感器200、300还没有提出与这样的要求相关的提案。实用新型内容
[0016] 本实用新型的目的为,提供一种进深宽度较小的位移传感器。
[0017] (1)解决上述课题的位移传感器具备:投光元件,其朝检测物岀射光;受光透镜,其对被所述检测物反射的光进行聚光;反射板,其反射通过所述受光透镜的光;受光元件,其具有受光面,该受光面接受被所述反射板反射的光,并输出与所述受光面上的光的位置相对应的信号;以及盒体,其收纳所述投光元件、所述受光透镜、所述反射板、及所述受光元件,并具有检测面,该检测面使从所述投光元件岀射的光透过且使被所述检测物反射的光透过,所述反射板朝所述投光元件侧且朝所述检测面侧反射沿着所述受光透镜的受光轴的光。
[0018] 根据该构成,所述反射板朝所述投光元件侧且朝所述检测面反射沿着所述受光透镜的受光轴的光。因此,本实用新型的位移传感器与反射板朝所述投光元件侧且朝后方反射沿着所述受光透镜的受光轴的光的、涉及到比较的位移传感器相比,检测面和受光元件之间的距离变小。即、根据该构成,能够将位移传感器的进深宽度设定为小于涉及到比较的位 移传感器。
[0019] (2)优选地,在上述构成的位移传感器中,所述受光元件具有长方体的外形,所述受光元件被配置为,受光元件的长度方向在该位移传感器的进深方向上相对于所述检测面倾斜。
[0020] 根据该构成,本实用新型的位移传感器与以使受光元件的长度方向相对于检测面垂直的方式配置的位移传感器相比,能够使受光元件的后端更靠近检测面侧。由此,能够减小盒体的进深宽度。
[0021] (3)优选地,在上述构成的位移传感器中,所述受光元件的中间点位于比所述投光元件更靠检测面侧。
[0022] 根据该构成,本实用新型的位移传感器与以受光元件的中间点(处于距受光元件的长度方向的两端的距离相等、且处于距受光元件的宽度方向的两端的距离相等的点)位于比投光元件更靠后方的方式配置受光元件的位移传感器相比,受光元件被配置在检测面侧。因此,盒体的进深尺寸变小。
[0023] (4)优选地,在上述构成的位移传感器中,所述位移传感器进一步具备保持体,该保持体保持所述受光透镜、所述反射板、和所述受光元件,所述保持体具有:基部;以及环部,其被设置在所述基部上,并且所述保持体被固定在所述盒体上,所述环部具有:周壁,其构成1个环;受光透镜保持部,其被设置在该周壁上并保持所述受光透镜;反射板保持部,其被设置在所述周壁上并保持所述反射板;以及受光元件保持部,其被设置在所述周壁上并保持所述受光元件。
[0024] 也可以将受光透镜、反射板、及受光元件分别设置在保持体的基部上。例如,分别以相对于基部突出的方式设置保持受光透镜的受光透镜保持部、保持反射板的反射板保持部、和保持受光元件的受光元件保持部。但是,这些保持部由于单独从基部突出,所以会有变形或振动的可能性。如果保持部扭曲或振动,就会有检测物的检测误差增加或发生检测物的误检测的忧虑。
[0025] 在这点上,根据上述构成,在环部的周壁上设置受光透镜保持部、反射板保持部、和受光元件保持部。环部与分别设置在基部上的突出部相比,不容易产生振动和变形。因此,能够抑制检测物的检测误差增加或检测物的误检测发生。
[0026] (5)优选地,在上述构成的位移传感器中,在所述保持体上设置有 多个贯穿孔,在该贯穿孔中插通有用于将所述保持体固定在所述盒体上的缔结部件,多个所述贯穿孔中的至少1个贯穿孔被设置在所述环部的内侧。
[0027] 根据该构成,通过将贯穿孔设置在环部内侧的构成,使其与将贯穿孔设置在环部外侧的构成相比,能够使基部的外形变小。由此,能够实现位移传感器的小型化。
[0028] (6)解决上述课题的其他位移传感器具备:投光元件,其朝检测物岀射光;反射板,其对被所述检测物反射的光进行反射及聚光;受光元件,其具有受光面,该受光面接受被所述反射板反射的光,并输出与所述受光面上的光的位置相对应的信号;以及盒体,其收纳所述投光元件、所述反射板、及所述受光元件,并具有检测面,该检测面使从所述投光元件岀射的光透过且使被所述检测物反射的光透过,所述反射板朝所述投光元件侧且朝所述检测面侧反射沿着受光轴的光。
[0029] 根据该构成,用具有反射功能和聚光功能的反射板,朝投光元件侧且朝检测面侧反射沿着受光轴的光。因此,本实用新型的位移传感器与通过反射板朝投光元件侧且朝后方反射沿着受光轴的光的、涉及到比较的位移传感器相比,检测面和受光元件之间的距离变小。即、根据该构成,能够将位移传感器的进深宽度设定为小于涉及到比较的位移传感器。
[0030] 上述构成的位移传感器的进深尺寸会变小。附图说明
[0031] 图1是本实用新型的1个实施方式的位移传感器的立体图。
[0032] 图2是沿图1的A-A线的剖视图。
[0033] 图3是上述实施方式的位移传感器的盒体主体的立体图。
[0034] 图4是上述实施方式的位移传感器的内部构造体的立体图。
[0035] 图5是卸下了电路基板的内部构造体的立体图。
[0036] 图6是上述实施方式的位移传感器的保持体的立体图。
[0037] 图7是上述实施方式的位移传感器的正面盖的立体图。
[0038] 图8(a)是表示上述实施方式的位移传感器的光学部件的配置的示意图。
[0039] 图8(b)是表示比较构造的位移传感器的光学部件的配置的示意图。
[0040] 图9是表示投光透镜和投光元件的配置关系的俯视图。
[0041] 图9(a)是检测距离短的机种的俯视图。
[0042] 图9(b)是检测距离为中等长度的机种的俯视图。
[0043] 图9(c)是检测距离长的机种的俯视图。
[0044] 图10是表示对于现有位移传感器的、基于规定操作的显示部的显示变化方式的示意图。
[0045] 图10(a)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0046] 图10(b)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0047] 图10(c)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0048] 图10(d)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0049] 图11是表示对于上述实施方式的位移传感器的、基于规定操作的显示部的显示变化方式的示意图。
[0050] 图11(a)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0051] 图11(b)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0052] 图11(c)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0053] 图11(d)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0054] 图11(e)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0055] 图11(f)是表示在规定经过时刻的显示部的画面的示意图。
[0056] 图12是表示现有位移传感器的光学部件的配置关系的示意图。
[0057] 图13是表示现有的位移传感器相对于检测物的设置位置的示意图。
[0058] 符号说明
[0059] 1…位移传感器、1x…检测面、2…投光元件、2a…引线、3…投光透镜、4…受光透镜、5…反射板、6…受光元件、6a…受光面、6b…后端、7…电路基板、8…连接基板、8a…通孔、9…电缆、10…保持体、11…基部、11a…第1贯穿孔、11b…第2贯穿孔、12…第1保持部、12a…孔部、12b…开口部、12c…抵接面、12d…后端面、13…第2保持部、13a…突起、13b…突起、14…环部、14a…受光透镜保持部、14b…反射板保持部、14c…受光元件保持部、14d…后端部、14w…周壁、20…投光元件接合器、21…躯干部、21a…端面、21b…段部、22…顶端部、23…投光孔、30…投光透镜接合器、31…凹部、32…透镜嵌合部、40…正面盖、41…盖主体、42…凸部、50…盒体、51…盒体主体、51a…侧面开口部、52…侧板、53…前部、54…上部、
54a…侧边、55…下部、56…后部、56a…后开口部、57…侧部、57a…第1螺孔、57b…第2螺孔、58…锥形部、59…盖嵌合部、59a…投光开口部、59b…受光开口部、59c…底部、59d…槽部、60…显示装置、61…显示部、61a…4位7段显示器、62…显示灯、63…开关、70…内部构造体、100…位移传感器、102…投光元件、103…投光透镜、104…受光透镜、105…反射板、
106…受光元件、150…盒体、161…显示部、161a…4位7段显示器、161b…4位7段显示器、
200…位移传感器、210…投光元件、220…投光透镜、230…受光透镜、240…受光元件、250…盒体、260…反射板、300…位移传感器、310…投光元件、320…投光透镜、330…受光透镜、
340…受光元件、350…盒体、350a…检测面、900…检测物。
[0060] 具体实施方式
[0061] (位移传感器)
[0062] 参照图1-图8对本实施方式的位移传感器1的一例进行说明。
[0063] 如图1所示,位移传感器1被构成为,投光轴 a和受光轴 b以规定角度θ交叉。位移传感器1具有检测距离L,该检测距离L适于对检测物进行检测。检测距离L为投光轴 a和受光轴 b的交点和位移传感器1的检测面的1x之间的距离。另外,投光轴a相对于检测面1x垂直延伸。
[0064] 位移传感器1的检测面1x包括投光轴 a和盒体50的正面(正面盖40的正面)的交点,并且为垂直于投光轴 a的表面。
[0065] 位移传感器1被设置在从检测物离开检测距离L的部分。位移传感器1将从检测面1x离开检测距离L的位置作为基准位置,从而检测从检测物的基准位置起的变位量。
[0066] 另外,在以后的说明中,将为沿着投光轴 a方向,且光岀射的方向称为“前方”,将与其相反的方向称为“后方”。将处于包括投光轴 a和受光轴 b的平面内,且沿着垂直于投光轴 a的线的方向称为“上下方向”,其中将从受光元件6朝向投光元件2的方向称为“上方”,将与其相反的方向称为“下方”。将与上下方向及前后方向垂直的方向称为“左右方向”,将在从正面看(将位移传感器1的正面作为正面)时的左手侧称为“左方”,将右手侧称为“右方”。将在上下方向上的位移传感器1的宽度称为“纵向宽度WY”,将在左右方向上的位移传感器1的宽度称为“横向宽度WX”。将在前后方向上的位移传感器1的宽度称为“进深宽度WZ”。
[0067] 如图2所示,位移传感器1具备:投光元件2;投光透镜3;受光透镜4;反射板5;受光元件6;保持体10,其保持这些光学部件;电路基板7(参照图4);盒体50(参照图1),其收纳这些光学部件及电路基板7;正面盖40,其被设置在盒体50的正面;以及显示装置
60。
[0068] 投光元件2由激光二极管等构成。投光透镜3被配置在投光元件2的前方。
[0069] 受光透镜4对被检测物反射的光进行聚光。受光透镜4以其受光轴 b相对于投光轴 a交叉的方式配置。具体地讲,受光透镜4相对于检测面1x倾斜地配置。
[0070] 反射板5朝受光元件6反射透过受光透镜4而入射到盒体50内的光。反射板5被配置在受光透镜4的后方。
[0071] 受光元件6检测出在受光面6a上的光的位置。受光元件6例如由CMOS图像传感器(CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)image sensor)、CCD图像传感器(CCD(Charge Coupled Device)image sensor)、PSD(Position Sensitive Detector)等构成。
[0072] 受光元件6具有在1个方向上长的、长方体的外形。
[0073] 受光元件6被配置在位移传感器1的上下方向上的、投光透镜3和受光透镜4之间。受光元件6的长度方向DL在位移传感器1的前后方向(进深方向)上相对于检测面1x倾斜。受光元件6的中间点CX位于比投光元件2的位置(发光点的位置)更靠近检测面1x侧。优选地,受光元件6的中间点CX位于比反射板5的中间点CM更靠近前方。另外,受光元件6的中间点CX被定义为处于距长度方向DL的两端的距离相等、且距宽度方向的两端的距离相等的的点。
[0074] 显示装置60具有:显示部61,其显示表示检测物的变位量的变位信息、或设定信息、或表示位移传感器1的设定内容的设定信息等;显示灯62,其表示投光元件2的动作状态;以及开关63,其用于设定位移传感器1的动作模式等。显示部61例如由7段显示器等构成。
[0075] 盒体50在从正面看时呈矩形,在俯视(从盒体50的上方的视点看盒体50)时呈矩形,在从侧面看(从盒体50的左方或右方的视点看盒体50时)时呈切掉了矩形1角的五角形。
[0076] 盒体50具备:盒体主体51,其对保持体10进行保持;板状的侧板52,其对侧面开口部51a(参照图3)进行堵塞,该侧面开口部51a被设 置在盒体主体51的侧面。侧板52构成盒体50的右侧侧面。
[0077] 在图3中示出盒体主体51的立体图。
[0078] 盒体主体51具有:前部53;板状的上部54;板状的下部55;后部56;侧部57;以及锥形部58,其连接下部55及后部56之间。
[0079] 前部53、上部54、下部55、后部56、及锥形部58以与侧部57垂直的方式设置。前部53、上部54、后部56、锥形部58、以及下部55以这个顺序彼此连接。
[0080] 上部54构成盒体50的上表面。
[0081] 优选地,上部54被构成为平坦。在此的平坦是指不具有从包括侧边54a的平面P朝上突出的突起的构造。例如,在该平坦中包括平面构造、凹曲面构造、被设置在比平面P更低部分的平面构造。根据该构造,在2个位移传感器1的排列中,能以使上部54的侧边54a彼此接触的方式配置2个位移传感器1。
[0082] 在前部53设置有盖嵌合部59,在该盖嵌合部59中嵌入正面盖40。
[0083] 在盖嵌合部59的底部59c设置有:投光开口部59a,其用于使投光元件2岀射的光射到盒体50外;以及受光开口部59b,其用于使被检测物反射的光射入到盒体50内。
[0084] 在盖嵌合部59以沿着周缘的方式设置有槽部59d。在槽部59d涂覆有粘合剂,该粘合剂用于将正面盖40粘在盒体50的前部53。正面盖40的周缘和盒体50通过粘合剂粘在一起。
[0085] 侧部57构成盒体50的左侧侧面。
[0086] 在侧部57的内表面设置有2个螺孔(以下称为“第1螺孔57a”及“第2螺孔57b”),该螺孔用于缔结保持体10。第1螺孔57a被配置在受光侧,第2螺孔被配置在投光侧。
[0087] 在后部56设置有矩形的后开口部56a,在该后开口部56a中嵌入显示装置60。
[0088] 在锥形部58安装有电缆9(参照图2)。即、电缆9被配置在受光元件6侧。
[0089] 在图4中示出内部构造体70的立体图。
[0090] 内部构造体70具备已安装光学部件的保持体10、和电路基板7。
[0091] 电路基板7具有:投光元件2的驱动电路;显示装置60的控制电路;处理输入到显示装置60中的设定信息的处理电路;以及处理受光元件6 的输出信号信号处理电路等。
[0092] 电路基板7被配置在保持体10的右表面(在保持体10被收纳于盒体50中时,配置在右侧的表面)。
[0093] 电路基板7和投光元件2通过连接基板8彼此连接。
[0094] 在图5中示出卸下了电路基板7的内部构造体70。
[0095] 投光元件2被安装在投光元件结合器20内,并通过该投光元件接合器20被保持在保持体10上。
[0096] 投光元件接合器20具有(参照图2):圆筒状的躯干部21,其保持投光元件2;以及顶端部22,其从躯干部21的端面21a突出。在顶端部22设置有光通过的投光孔23。在躯干部21的内侧设置有(参照图2)段部21b,其用于对投光元件2进行定位。
[0097] 投光透镜3被安装在投光透镜接合器30内,并通过该投光透镜接合器30被保持在保持体10上。
[0098] 在投光透镜接合器30的侧面设置有凹部31。在投光透镜接合器30的后部设置有透镜嵌合部32,在该透镜嵌合部32中嵌入投光透镜3。
[0099] 在图6中示出保持体10。
[0100] 保持体10具有:基部11;第1保持部12,其保持投光元件接合器20;第2保持部13,其保持投光透镜接合器30;以及环部14。
[0101] 在基部11上设置有2个贯穿孔(以下,将这些贯穿孔称为“第1贯穿孔11a”及“第2贯穿孔11b”),在该贯穿孔中插通螺丝等的缔结部件。第1及第2贯穿孔11a、11b分别以与第1及第2螺孔57a、57b对应的方式设置。保持体10用缔结部件被固定在盒体50中。
[0102] 第1贯穿孔11a被设置在基部11上的环部14的内侧。
[0103] 第2贯穿孔11b被设置在基部11上的环部14的外侧。
[0104] 保持体10通过插通第1贯穿孔11a而被拧入第1螺孔57a中的螺丝、及插通第2贯穿孔11b而被拧入盒体50的第2螺孔57b中的螺丝而被缔结在盒体50上。
[0105] 第1保持部12、第2保持部13、及环部14被设置在基部11一侧的表面上。
[0106] 第1保持部12保持投光元件接合器20,以使其可以朝投光轴 a方向移动。投光元件接合器20在被安装在第1保持部12上的状态下,在投光轴 a方向进行定位,并在完成该调整后用粘合剂将其固定。
[0107] 第1保持部12具有:孔部12a(参照图6),在其中嵌入投光元件接合器20的躯干部21;以及开口部12b,其与该孔部12a连通且朝前方开口。投光元件接合器20的顶端部22插通在该开口部12b中。
[0108] 在第1保持部12的内部设置有抵接面12c(参照图2),该抵接面12c与投光元件接合器20的端面21a抵接。在将投光元件接合器20插入到第1保持部12中时,投光元件接合器20的端面21a被按压抵接在该抵接面12c上。由此,投光元件接合器20相对于保持体10被定位。
[0109] 第2保持部13由2个突起13a、13b构成,该2个突起13a、13b以夹着投光透镜接合器30的方式对其进行保持。投光透镜接合器30以在与投光轴 a垂直的平面方向(尤其是左右方向)可移动且可倾斜的方式被安装在第2保持部13上。投光透镜接合器30在已被安装在第2保持部13上的状态下,对倾斜度或在左右方向上进行定位,并在完成该调整后用粘合剂将其固定。
[0110] 环部14具有:周壁14w,其构成1个环;受光透镜保持部14a,其被设置在该周壁14w上并保持受光透镜4;反射板保持部14b,其被设置在该周壁14w上并保持反射板5;以及受光元件保持部14c,其保持被设置在该周壁14w上并保持受光元件6。
[0111] 反射板保持部14b以沿着受光轴 b的入射光朝投光元件2且朝检测面1x反射的方式保持反射板5。换言之,反射板保持部14b包括沿着受光轴 b的入射光、和反射板5的反射面的交点,并且以光被反射到比与检测面1x平行的假想平面Pv更靠前方的方式保持反射板5。
[0112] 受光元件保持部14c以沿着受光轴 b入射并被反射板5反射的光入射到受光面6a中心部的方式保持受光元件6。受光元件6以相对于检测面1x倾斜的方式配置。更优选地,受光元件6以受光元件6的后端6b被配置在位于比环部14的后端部14d更靠前方的方式倾斜。
[0113] 在图7中示出正面盖40。
[0114] 正面盖40具有:透明的盖主体部41,其覆盖投光开口部59a和受光开口部59b;以及凸部42,其以与投光开口部59a对应的方式突出。盖主体部41和凸部42由透明树脂一体成形。
[0115] 凸部42被构成为,与投光开口部59a的形状类似的形状,并被构成为,可以嵌入到投光开口部59a中的大小。在投光开口部59a和凸部42之间设置有如图2中示出的间隙。
[0116] 参照图8,对位移传感器1的光学部件的配置构造进行说明。
[0117] 图8(a)表示本实施方式的位移传感器1的光学部件的配置构造。图8(b)表示涉及到比较的位移传感器100的光学部件的配置构造。
[0118] 涉及到比较的位移传感器100,与本实施方式的位移传感器1同样,具备:投光元件102;投光透镜103;受光透镜104;反射板105;受光元件106;以及收纳这些光学部件的盒体150。该位移传感器100具有现有的反射板105的配置构造。根据现有的反射板105的配置构造,朝投光元件102侧且朝后方反射被反射物反射并入射到盒体150内的光。在这样构成的情况下,受光元件106被配置在比反射板105更靠后方。在这样构成的情况下,如图8(b)所示,在投光元件102的后方产生剩余空间Sa。并且,根据三角测距原理,投光透镜103和受光透镜104之间被分开规定距离以上。因此,即使在用投光元件102、投光透镜103、受光透镜104、和反射板105包围的区域中,也会存在没有配置部件的空间(在下文中称为“光学部件间空间Sx”)。
[0119] 在本实施方式中,朝投光元件2侧且朝检测面1x侧反射被反射物反射并入射到盒体50内的光。并且,将受光元件6配置在可以接受到该光的位置。即、将受光元件6配置在光学部件见空间Sx中。根据这样的构成,如图8(a)所示,位移传感器1与比较的位移传感器100相比,进深宽度WZ将会变小。
[0120] 可是,若将受光元件6配置在光学部件间空间Sx中时,会有起因于该光学部件间空间Sx不具有充分的大小,而限制保持受光元件6的保持部的厚度的情况。例如,在将检测距离L设定为较短时,根据检测距离L使得光学部件间空间Sx变窄。
[0121] 于是,可以考虑将保持受光元件6的保持部设定为较薄。但是,在该情况下,由于保持部的强度低下,所以会使受光元件6容易产生振动。例如,在将位移传感器1设置在,设置了冲压机等的振动较大的装置的工厂中时,会有保持部产生振动而使位移传感器1的检测误差增加的忧虑。若保持部较薄,会使保持部因热容易变形。例如,在位移传感器1被设置在室温较高的工厂中时,就会有保持部因热容易变形的忧虑。从设置位移传感器1时的受光元件6的最初位置及倾斜度产生偏移,而使受光元件6的输出值从最初值产生变化。因此,会有检测物的误检测发生的忧虑。
[0122] 对于这样的忧虑,在本实施方式中,如图5所示,在环部14上安装了受光透镜4、反射板5、及受光元件6。环构造与没有相互连接的保持部相比,不容易产生振动并且因热的变形也较小。因此,与分别相对于受光透镜4、反射板5、及受光元件6设置保持部(从基部11突出的保持部)的保持构造相比,能够将其厚度设定为较小。
[0123] 根据这样的构成,即使在光学部件间空间Sx窄到不能确保保持受光元件6的保持部的厚度的程度的情况下,也能将受光元件6配置在光学部件间空间Sx中。并且,还能够抑制因振动的检测误差和因热变形的检测精度的低下。
[0124] (机种间的共同构造)
[0125] 以下,对位移传感器1的共同构造进行说明。
[0126] 位移传感器1相对于检测物的配置位置由于各种原因而被限制。例如,在工厂生产线中,由于工厂配线或配管等的设置状态,而使位移传感器1的设置位置被限制。由于工厂生产线的小型化的要求等,也会有位移传感器1的设置位置被限制的情况。从对周围光或电磁波的影响等的考虑,还会有使位移传感器1的设置位置被限制的情况。考虑到这样的原因,从而对于位移传感器1,准备了检测距离L不同的机种。除了检测距离L不同之外,具有共同构造的多个机种构成一组(以下,称为“产品族”)。
[0127] 在这些产品族中,在机种间实现了部件的共同化。这是因为,通过减少在产品族中所采用的部件种类来实现制造的合理化。具体地讲,投光元件2、投光透镜3、受光透镜4、反射板5、受光元件6、电路基板7、以及盒体50中的至少1个部件被共同化。另外,在以下说明的例子中,所有的这些部件(7种部件)都被共同化。
[0128] 在这些产品族中,通过针对每个机种的光学部件的倾斜度和配置方法进行变更,从而使检测距离L不同。
[0129] 在这些产品族中,在保持体10上安装光学部件后,为了光学特性的最佳化,而对投光透镜3进行定位。定位在投光轴 a方向(在定位说明中称为“Z轴方向”)、与投光轴a垂直的X轴方向、及Y轴方向上进行。另外,X轴和Y轴假设为彼此正交
[0130] 投光轴 a方向的定位是指调整投光元件2和投光透镜3间距离。投光元件2和投光透镜3之间的距离调整可以通过投光元件2的移动来进 行,但是为了可以移动投光元件2,需要通过具有可挠性的基板(例如,挠性(flexible)基板)等来连接投光元件2和电路基板7。由于具有可挠性的基板比较昂贵,所以投光元件2和电路基板7用刚性(rigid)基板连接。因此,不能进行基于投光元件2的移动的定位。
[0131] 但是,在用投光透镜3来进行Z轴方向、X轴方向、及Y轴方向的定位时,会有如下课题。
[0132] X轴方向及Y轴方向的定位由于其位置调整幅度较小,所以能用千分尺等来进行调整,但是Z轴方向的定位由于位置调整幅度较大,所以用千分尺等做调整的话,作业时间就会变长。因此,有想要缩短定位作业时间的要求。
[0133] 即、在具有共同的光学部件的、且检测距离L不同的位移传感器1的产品族中,缩短定位作业时间成为课题。
[0134] 为了解决这样的课题,上述位移传感器1具有这样的内部构造:无需挠性基板,而能用投光透镜3来进行对于X轴方向及Y轴方向的定位;以及用投光透镜3来进行对于Z轴方向的定位。在下文中,对具有这样的内部构造的内部构造体70进行说明。
[0135] 在图9中示出卸下了电路基板7的内部构造体70。
[0136] 图9(a)表示位移传感器1的产品族中的、检测距离L短的机种A的俯视图。图9(b)表示位移传感器1的产品族中的、检测距离L为中等长度的机种B的俯视图。图9(c)表示位移传感器1的产品族中的、的检测距离L长的机种C的俯视图。
[0137] 另外,在以下的说明中,将检测距离L短的位移传感器1称为“机种A的位移传感器1”,将检测距离L为中等长度的位移传感器1称为“机种B的位移传感器1”,将检测距离L长的位移传感器1称为“机种C的位移传感器1”。
[0138] 机种A、机种B、机种C的位移传感器1分别具有不同的透镜间距离,该透镜间距离为投光透镜3和受光透镜4之间的距离。具体地讲,以机种A、机种B、机种C的顺序,透镜之间的距离变大。
[0139] 机种A、机种B、机种C的位移传感器1分别具有不同的透镜-元件间距离,该透镜-元件间距离为投光元件2和投光透镜3之间的距离。具体地讲,以机种A、机种B、机种C的顺序,如图9(a)-图9(c)所示,透镜-元件间距离变短。机种A、机种B、机种C的透镜-元件间距离分别 为距离LXA、距离LXB、距离LXC。
[0140] 与这样构造相对应,各个机种A-C各自的保持体10使透镜间距离及透镜-元件距离都不同。另一方面,保持光学部件的构造是共同的。即、在各个机种A-C中,投光元件接合器20的构造、投光透镜接合器30的构造、第1保持部12的构造、第2保持部13(但,除了投光轴 a方向的长度尺寸La(参照图9(a)))的构造、及环部14的构造都相同。
[0141] 对于各个机种A-C,第2保持部13都被配置在距基部11的基准位置(例如,第1螺孔57a的中心点)的距离相等的位置。
[0142] 如图9(a)-图9(c)所示,第1保持部12根据机种的透镜-元件间距离,而使第1保持部12相对于基部11的位置都不同。
[0143] 如图9(a)-图9(c)所示,第1保持部12的后端面12d无论机种的透镜-元件间距离的大小,都被配置在距基部11的基准位置的距离相等的位置。即、投光透镜3和第1保持部12的后端面12d之间的距离被设定为规定距离LXD。
[0144] 根据这样的构成,被配置在第1保持部12的后端面12d上的连接基板8无论机种,都被配置在到基部11的距离相等的位置。因此,连接基板8被连接的电路基板7无论机种,都能构成为共同的形状。
[0145] 根据这样的保持体10的构造具有如下的作用。
[0146] 保持投光透镜3的投光透镜接合器30,由于以被第2保持部13的2个突起13a、13b夹着的方式被保持,从而能够在X轴方向及Y轴方向(或倾斜度)对投光透镜3的位置进行定位。
[0147] 保持投光元件2的投光元件接合器20,由于以能在第1保持部12上沿着Z方向(投光轴 a方向)移动的方式被保持,所以能够在Z轴方向对投光元件2的位置进行定位。
[0148] 投光元件接合器20通过投光元件接合器20的端面21a接触到第1保持部12的抵接面12c而被定位。因此,投光元件2被定位在Z轴方向上的大致规定位置。因此,投光元件2的Z轴方向的定位作业与现有构造(没有该构造)相比被减轻。
[0149] 在通过Z轴方向的定位而使投光元件2移动的情况下,使投光元件接合器20或使投光元件2移动,而不移动连接基板8。具体地讲,投光元件2的引线2a插通在连接基板8的贯穿孔8a中。根据该构成,使位移传感器1具有即使投光元件2移动,也不使连接基板8移动的构造。 另外,在完成Z轴方向的定位后,投光元件2的引线2a被焊接在连接基板
8的贯穿孔8a内。
[0150] 如此,根据上述的构成,在进行由投光元件2的Z轴方向的定位时,连接基板8不会从规定位置(第1保持部12的后端面12d)移动。因此,作为连接基板8可以使用刚性基板。
[0151] (显示部的设定方式)
[0152] 作为变更位移传感器1的设定状态的操作,有开关63的“长按操作”。
[0153] 例如,为了抑制因无意识地操作而使位移传感器1的设定内容被变更,有时会使位移传感器1具备“闭模式”功能。“锁闭模式”为以即使根据正常的开关操作(例如,1秒以内的按压操作),也不会变更被设定在位移传感器1的设定内容的方式设定的模式。上述说明的“长按操作”被用于这样的“锁闭模式”的设定操作。
[0154] “长按操作”通过例如规定时间的长按来完成其操作。即、通过规定时间的连续长按来完成模式设定。但是,这样的“长按操作”会有如下课题。在下文中对该课题进行说明。
[0155] 在图10中示出由现有的“长按操作”的显示部161的显示变化方式。
[0156] 图10(a)表示位移传感器1进行正常运行时的显示部161的画面。
[0157] 正常运行是指对位移传感器1没有进行设定操作的情况,并表示执行检测物的检测时的动作。这时,在显示部161的画面中显示检测物的变位量等的信息(正常运行时的信息)。在该例子中,通过左侧的4位7段显示器161a来显示第1信息,通过右侧的4位7段显示器161b来显示第2信息。
[0158] 图10(b)表示在进行“长按操作”时的显示部161的画面。这时的显示部161的画面与正常时的显示部161的画面相同。
[0159] 图10(c)表示在规定时间以上持续按压开关63时的显示部161的画面。该画面表示已完成由“长按操作”的模式设定。作业者能够根据该画面能够确认模式设定已完成。
[0160] 图10(d)表示在完成模式转移后,位移传感器1恢复正常运行时的显示部161的画面。
[0161] 根据该画面,作业者能够确认位移传感器1已恢复正常运行。
[0162] 关于这样的现有的显示部161,“长按操作”中的显示部161的画面与正常运行时的显示部161的画面相同。
[0163] 但是,关于这样的表示方式,作业者不能从该画面确认在“长按操作”中是否正确执行了“长按操作”。
[0164] 会有这样的情况、即作业者虽然没有进行规定时间以上的“长按操作”,却误认为“长按操作”已进行,并在中途停止“长按操作”。在该情况下,位移传感器1虽然没有进行模式变更,作业者却认为已完成位移传感器1的模式设定。
[0165] 从这样的观点来讲,优选地,在“长按操作”中,作业者能够确认是否适当地执行了其操作。
[0166] 于是,关于本实施方式的位移传感器1,在“长按操作”中,在显示部61的画面中显示与“长按操作”对应的模式及其模式的设定状态。
[0167] 在“长按操作”中,以让作业者确认“长按操作”的经过时间为目的,随着经过时间而使显示方式产生变化。
[0168] 在图11中示出对于本实施方式的位移传感器1的,基于“长按操作”的显示部61的显示变化方式。
[0169] 该显示部61具有被配置在左侧的4位7段显示器61a、和被配置在右侧的4位7段显示器61b。
[0170] 图11(a)表示位移传感器1在正常运行时的显示部61的画面。
[0171] 这时,在显示部61的画面中,通过左侧的4位7段显示器61a来显示正常运行时的第1信息,通过右侧的4位7段显示器61b来显示正常运行时的第2信息。
[0172] 图11(b)表示开始用于模式变更的“长按操作”时的显示部61的画面。
[0173] 这时,在显示部61的画面中,通过左侧的4位7段显示器61a来显示模式信息,通过右侧的4位7段显示器61b来表示模式设定状态。模式信息用3位显示,并且所有位处于闪烁状态。另外,在图11(b)中示出的“loc”表示“锁闭模式”,“off”表示没有被设定为“锁闭模式”。
[0174] 图11(c)表示在进行用于模式变更的“长按操作”后经过了1秒时的显示部61的画面。
[0175] 在这时的显示部61的画面中显示的信息,与开始“长按操作”时相同。但是,模式信息的显示方式发生变化。模式信息的倒数第1位的区段的闪烁状态被解除。即、模式信息的正数第2位的区段闪烁。由此,显示部61显示到设定完成为止的时间正在减少。
[0176] 图11(d)表示持续按压开关63超过规定时间以上时的显示部61的画面。
[0177] 这时,模式信息的倒数第2位的区段的闪烁状态被解除。即、正数第1位的区段闪烁。由此,显示部61表示到完成设定为止的时间正在进一步减少。
[0178] 图11(e)表示完成了模式设定时的显示部61的画面。
[0179] 这时,在显示部61的画面中,通过左侧的4位7段显示器61a来显示模式设定信息,通过右侧的4位7段显示器61b来显示模式设定状态。在图11(e)中示出的“ON”表示“锁闭模式”已设定。这时,构成模式信息的所有位的闪烁会被解除。
[0180] 图11(f)表示在完成模式设定后,位移传感器1恢复正常运行时的显示部61的画面。
[0181] 根据该画面,作业者能够确认位移传感器1已恢复正常运行。
[0182] 对这样的表示方式的作用进行说明。
[0183] 该显示部61在“长按操作”时,显示与正常运行时不同的信息。因此,作业者通过该显示来确认位移传感器1已接受“长按操作”。
[0184] 该显示部61通过“长按操作”来显示“长按操作”的模式内容及“长按操作”的模式设定状态。因此,作业者能够确认“长按操作”的操作内容,并且能够确认“长按操作”的设定状态。
[0185] 该显示部61在“长按操作”中,根据经过时间来改变在显示部61的画面中显示的信息的显示方式。具体地讲,显示部61在“长按操作”的操作开始时,只闪烁对应于“长按操作”的所需操作时间相对应的位数的区段。显示部61根据“长按操作”的经过时间,使闪烁的区段的位数减少。通过这样的显示方式,能够让执行“长按操作”的作业者预测基于其操作的设定完成为止的时间。由此,能够抑制虽然该设定操作未完成作业者却误认为该设定已完成。
[0186] 在下文中,对本实施方式的效果进行说明。
[0187] (1)在上述实施方式中,反射板5朝投光元件2侧且朝检测面1x反射沿着受光透镜4的受光轴 b的光。
[0188] 根据这样的构成,位移传感器1与反射板5朝投光元件2侧且朝后方反射沿着受光透镜4的受光轴 b的光的、涉及比较的位移传感器100相比,检测面1x和受光元件6之间的距离变小。即、根据该构成,能够 将位移传感器的进深宽度WZ设定为小于涉及比较的位移传感器100。
[0189] (2)受光元件6具有长方体的外形。受光元件6被配置为,其长度方向DL在位移传感器1的前后方向(进深方向)上相对于检测面1x倾斜。
[0190] 根据该构成,位移传感器1与以使长度方向DL相对于检测面1x垂直的方式配置受光元件6的位移传感器相比,能够使受光元件6的后端6b更靠近检测面1x侧。由此,能够减小盒体50的进深方向宽度WZ。
[0191] (3)受光元件6的中间点CX位于比投光元件2更靠近检测面1x侧。
[0192] 根据该构成,位移传感器1与以受光元件6的中间点CX位于比投光元件2更靠后方的方式配置受光元件6的位移传感器相比,受光元件6被配置在检测面1x侧。因此,盒体50的进深尺寸变小。
[0193] (4)保持体10具有:基部11;以及环部14,其被设置在基部11上。
[0194] 该环部14具有:周壁14w,其构成1个环;受光透镜保持部14a,其被设置周壁14w上并保持受光透镜4;反射板保持部14b,其被设置在周壁14w上并保持反射板5;以及受光元件保持部14c,其被设置在周壁14w上并保持受光元件6。
[0195] 也可以将受光透镜4、反射板5、及受光元件6分别设置在保持体10的基部11上。例如,分别以相对于基部11突出的方式设置保持受光透镜4的受光透镜能保持部14a、保持反射板5的反射板保持部14b、和保持受光元件6的受光元件保持部14c。但是,这些保持部14a-14c由于是单独从基部11突出的保持部,所以会有变形或振动的可能性。如果保持部扭曲或振动,就会有检测物的检测误差增加或发生检测物的误检测的忧虑。
[0196] 在这点上,根据上述构成,在环部14的周壁14w上设置受光透镜保持部14a、反射板保持部14b、受光元件保持部14c。环部14与分别设置在基部11上的突出部相比,不容易产生振动或变形。因此,环部14能够抑制检测物的检测误差增加或检测物的误检测的发生。
[0197] (5)在保持体10上设置有2个贯穿孔11a、11b,在该贯穿孔11a、11b中插通用于固定在盒体50上的缔结部件。2个贯穿孔11a、11b中的一方(第1贯穿孔11a)被设置在环部14的内侧。
[0198] 根据该构成,与将第1贯穿孔11a配置在环部14外侧的构成相比, 能够使基部11的外形变小。由此,能够实现位移传感器1的小型化。
[0199] (其他实施方式)
[0200] 另外,实施方式并不仅限于上面说明的方式,例如也可以将这些变更为以下说明的方式来实施。
[0201] 在上述实施方式中,如图5所示,环部14的周壁14w被构成为,以基部11为基准的高度H在周向成恒定,但是该高度H并不仅限于此。例如,也可以在环部14的周壁14w的一部分上,将该部分的高度H设定为低于邻接部,也可以将一部分的高度H设定为高于邻接部。在该情况下,也可以获得以上述(4)为标准的效果。
[0202] 在上述实施方式中,虽在位移传感器1上设置了投光透镜3,但也可以将其省略。例如,在投光元件2具有透镜的情况下,可以省略投光透镜3。在从投光元件2岀射充分接近平行光的光时,可以省略投光透镜3。
[0203] 在上述实施方式中,在受光系统中,作为独立的部件设置了受光透镜4和反射板5,也可以将这些替换为1个光学部件。例如,代替由受光透镜4和反射板5构成的光学系统,可以采用对光进行聚光并将其反射的凹面反射镜。在该情况下,凹面反射镜被配置为,朝投光元件2侧且朝检测面1x侧反射被检测物反射的光。即使根据该构成,因与上述的(1)同样的理由,也可以获得以上述(1)记载的效果为标准的效果。
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