CN1751220A - 导***置检查装置及导***置检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明的导***置检查装置，是在检查对象为导体的情况时，可在非接触情况下，较高精度地检测出检查对象等到底在哪一位置。从供电部(5 10)对施加有交流信号的导电体(520)提供交流检查信号，在导电体(520)附近大致平行配设2片感测板(570、580)，将各个感测板所产生的检测信号，利用减法器(550)进行减计，并利用除法器(560)将其中一感测板所产生的检测值除以减计结果，而将其中一感测板所产生检测值予以规格化，并检测出由二感测板所产生相对检测信号值比率，将感测板与导电体(520)间的距离所对应的检测结果当作X而获得。

Description

导***置检查装置及导***置检查方法

技术领域

本发明涉及可检测出与施加有交流信号的检查对象导体间的距离的导***置检查装置、及导***置检查方法。

背景技术

近年在量产制品的制造步骤中已大致自动控制化，制品的定位控制、或定位结果判断控制，对制品制造原价与制品可靠性具有颇大影响。这在各种机器的移动组件定位控制方面也相同。

传统的定位控制、或定位结果的判断控制的一个示例，设置检测着对象组件等接触到定位组件附近的事的传感器属最一般的做法。这些方法仅限定于对象组件强度具有可充分承受传感器接触的强度等，传感器接触方面无问题的情况下。

因此，在检查对象的强度不充分的情况下，通过与传感器接触而有损制品的可靠性，使传感器不能使用。

针对此种检查对象，必须对检查对象依非接触式执行位置检测。为此譬如对检查对象照射着光，并检测出从检查对象所反射的光，以判断检查对象的定位。

但是，光学式传感器必须使光到达检查对象。因此，当在传感器与检查对象之间还有其它组件的情况时，便无法正确地进行检查。

再者，为解决此问题点，便有在检查对象上设置磁铁，并检测出此磁铁所生的磁力线而执行位置检查。但是，即便此方法仍无法确保充分地精度。

再者，即使任何情况下，可进行位置检测的事，仅限于可检测到达既定限定位置，对检查对象并无法依非接触式，检测出到底位于既定范围内的哪一位置。

发明内容

有鉴于上述问题而构思本发明，其目的在于提供一种当检查对象为导体的情况时，可在非接触情况下，高精度地检测出检查对象等到底在哪一位置的导***置检查装置。

达成相关目的的一种手段，譬如具备以下构造。

即，在可检测出与施加有交流信号的检查对象导体间的距离的导***置检查装置中，其特征为具备有：对上述检查对象导体供应交流检查信号的供应机构；在上述检查对象导体附近大致平行设置的至少2片感测板；以及检测出上述各个感测板所产生的相对检测信号值比率，而检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置的检测机构。

然后，譬如上述感测板是在与上述检查对象导体一起处于静电感应状态下，平行定位于距上述检查导体一面既定距离处；上述检测机构检测出经上述感测板所产生检测信号值微分，与经任一感测板所产生检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

再者，譬如上述感测板包夹着上述检查对象导体，并定位于与位在感测板间的上述检查对象导体，形成静电感应状态；上述检测机构检测出经上述感测板所产生检测信号值加计值，与经任一感测板所产生检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

再者，为可检测出与经施加交流信号检查对象导体间的距离的导***置检查装置的导***置检查，其特征为：在对上述检查对象导体附近大致平行设置的至少2片感测板，并检测出上述各个感测板所产生的相对检测信号值比率，而检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置的导***置检查方法。

然后，譬如上述感测板在与上述检查对象导体一起处于静电感应状态下，2片大致平行定位于离开既定距离，并检测出经上述感测板所产生检测信号值微分，与经任一感测板所产生检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置的检查方法。再者，譬如上述感测板包夹着上述检查对象导体，并定位于与位在感测板间的上述检查对象导体，形成静电感应状态，并检测出经上述感测板所产生检测信号值加计值，与经任一感测板所产生检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导***置的导***置检查方法

附图说明

图1为本发明一实施例的导***置检查装置构造说明图；

图2为本发明第2实施例的导***置检查装置构造说明图；

图3为本发明一实施例的说明图；

图4为本实施例的检测结果例说明图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

本实施例的导***置检查装置，具备有由可与经供应检查信号(如交流信号)的检查对象，进行静电感应的至少2片导电体所形成感测板；求取经该传感器所检测出检查对象所产生的检测检查信号比率，再从所求得比率判断检查对象的位置。

[第1实施例]

首先参照图1所示详细说明本发明的一个实施例。图1所示的是本发明一发明实施例的导***置检查装置构造说明图。

在图1中，组件符号510提供检查信号的供电部，将该检查信号供应给检查对象导电体，譬如将1KHz以上且20Vp-p的交流信号提供给导电体520。另外，在下述说明中，虽检查信号以规格的交流信号为对象，但本实施例并不仅限于上述例子，可采用任意信号。

520是检查对象至少其中一部分属于由导电材料所构成导电体，除配置于基板上的导电性图案等之外，还可以线材、金属片等任意导体为对象。530是测量由感测板a570所产生检测信号电平的电平测定部A，540是测量由感测板b580所产生检测信号电平的电平测定部B。

电平测定部A530、电平测定部B540可譬如检测出一定时间内的尖峰并当作测量电平，也可将在相同时序下所检出的二感测板a570、感测板b580的检测电平，当作测量电平。

550是求取电平测定部A530的测量电平、与电平测定部B540的测量电平间的微分(减算结果)的减法器，560是将由电平测定部B540所产生的测量值，除以减法器550的减算结果的除法器。

再者，570是由导电材料所形成的感测板a，580是由导电材料所形成的感测板b。感测板a570与感测板b580被定位维持着大致平行状态。

针对具备以上构造的本实施例，将说明检查对象的导电***置的测量方法。

若感测板与导电体的间呈静电感应状态的话，感测板的检测信号便检测出与距感测板距离成反比的信号。但是，即便欲应用于实际装置上，噪声影响等仍无法忽视，而且颇难正确地掌握供应给导电体的信号强度，即使随检测状态，测量结果仍将受到颇大影响。此结果，截至目前为止，几乎并未采用此种利用静电容的距离测量。

本案发明者有鉴于上述缺点，为减轻供电条件对导电体的影响，而且也一并减轻感测板中的检测状态影响，便提供不致受检查条件的影响，可安定地进行位置检测的导电***置的测量位置，于是发明图1所示构造。

换句话说，若将电平测定部A530的测量结果设为Va，将电平测定部B540的测量结果设为Vb的话，(1/Va)便为与感测板a570与导电体520间的距离呈正比的量，而(1/Vb)则成为与感测板b580与导电体520间的距离呈正比的量。

即，若将从距导电体较远的感测板b580起至导电体520间的距离，减掉从较近的感测板a570起至导电体520间的距离的话，而变为感测板a570与感测板b580间的距离d之后，此感测板间的距离d可认为将与(1/Vb)-(1/Va)成比例，成立(1/Vb)-(1/Va)∝d的关系。

此(1/Vb)-(1/Va)的倒数1/{(1/Vb)-(1/Va)}，可认为相当于d测量时点的测量电压电平，求取Va/[1/{(1/Vb)-(1/Va)}]的事，相当于Va以d为基础进行规格化的事，此倒数可设定为与距导电体520间的距离成正比的值。

即，1/<Va/[1/{(1/Vb)-(1/Va)}]>是与距导电体520间的距离成正比的值，若整理此式的话，便如下式：

1/<Va/[1/{(1/Vb)-(1/Va)}]>

＝[1/{(1/Vb)-(1/Va)}]/Va

＝{(Va×Vb)/(Va-Vb)}/Va

＝Vb/(Va-Vb)

利用图1的减法器550与除法器560达成此式，除法器560的输出X是与感测板a570距导电体520间的距离成比例的值。

而且，因为此X值是以感测板a570与感测板b580的各个检测信号电平相对值为基准，因而即便譬如导电体520所感应的检查信号值产生变动等情况时，仍可将此影响抵消。

再者，即便传感器端的各电路间的驱动条件等产生变动，仍可抵消此影响，可获得可靠性较高，且对应着感测板与导电体520间的距离的测量结果。

所以，仅要预先获得导电体与感测板间的距离所对应，构成基准的测量结果的话，再将测量时所检测出X值、与构成基准的测量结果进行比较的话，便可获得精度较高的检测结果。

另外，在上述说明中，虽在感测板b580与导电体520之间，设置着感测板a570，但是即便连接于电平测定部A530的感测板a570处于高电阻状态，且减少感测板b580的检测信号电平对感测板a570的影响，比率仍无变化，若构成图1所示构造的话，便可将此影响相抵消，在测量结果上也将不致发生误差。

即，依照图1的测量装置的话，即便在感测板与导电体520之间，设置着导电材料、介电材料、绝缘材等各种材料，在这些相对于接地未处于低电阻屏蔽状态的前提下，便可获得对应于感测板与导电体520间的距离的测量结果X，可适用于其它方面的机器。

再者，即便供电给导电体的检查信号电平产生变动，因为检查结果比率并无变化，因此供电方法便无受限制。供电方法中，譬如直接将供电部连接于导电体520上并供应检查信号，将成为变动最无变化的稳定的检查信号。

此外，也可依非接触，譬如利用电磁感应供应检查信号。当依电磁感应供应检查信号的情况时，也有供电结果未一定，供电给导电体的检查信号量将有大幅变动现象。但是，即便此种情况下，检查结果仍无较大的变动。

同样的，也可将与导电体连接的另一端部、与供电部形成静电感应状态并进行供电。譬如当导电体属于基板上所配设导电图案的情况时，便与另一端部呈静电感应并供应检查信号，或者将端部形成电感器构造并利用电磁感应供应检查信号。

依照采用上述构造的位置检测方法的话，不管哪一种供电方法，而且即使譬如供电效率有所变动、或噪音成分重叠，仍可获得不受这些影响的测量结果。

[第2实施例]

上述说明是说明在检查对象的导电体520其中一侧面附近，大致平行状态定位配置2片感测板，并测量感测板与导电体520间的距离的例子。但本发明并不仅限于上述例子，即便包夹着导电体520并在导电体二侧面配设感测板，仍可如同第1实施例般的测量导电***置。

包夹着导电体520并在导电体二侧面，配设感测板的本发明第2实施例，参照图2说明如下。图2所示是本发明第2实施例的导***置检查装置构造说明图。在图2中，如同上述图1所示构造的相同构造，便赋予相同组件符号，并省略详细说明。

在图2中，510是供电部，譬如将1KHz以上且20Vp-p的交流信号提供给导电体520。520是检查对象的导电体，530是测量由感测板a570所产生检测信号电平的电平测定部A，540是测量由感测板b580所产生检测信号电平的电平测定部B。

560是将由电平测定部B540所产生的测量值，除以加法器590的加算结果的除法器，570是由导电材料所形成的感测板a，580是由导电材料所形成的感测板b。

第2实施例是检查对象的导电体520在相对向配设的2片感测板a570与感测板b580的间，定位呈包夹状态。即构成当在感测板a570与感测板b580间***导电体520时，便可检测出此***时的位置。

590是将电平测定部A530的测量电平、与电平测定部B540的测量电平予以加计的加法器。

针对具备以上构造的第2实施例，将说明检查对象的导电***置的测量方法。在第2实施例中，若感测板与导电体之间呈静电感应状态的话，感测板的检测信号便检测出与距感测板距离成反比的信号。

在第2实施例中，感测板间的距离d，被认为是感测板a570与导电体520间的距离、及感测板b580与导电体520间的距离的合计(加计)距离较为妥当，此感测板间的距离d可认为将与(1/Va)+(1/Vb)成比例，成立(1/Va)+(1/Vb)∝d的关系。

此(1/Va)+(1/Vb)的倒数1/{(1/Va)+(1/Vb)}，可认为相当于d测量时点的测量电压电平，求取Va/[1/{(1/Va)+(1/Vb)}]的事，相当于Va以d为基础进行规格化的事，此倒数可设定为与感测板a570距导电体520的距离成正比的值。

即，

1/<Va/[1/{(1/Va)+(1/Vb)}]>

＝[1/{(1/Va)+(1/Vb)}]/Va

＝{(Va×Vb)/(Va+Vb)}/Va

＝Vb/(Va+Vb)

利用图2的加法器590与除法器560达成此式，除法器560的输出X是与感测板a570距导电体520间的距离成比例的值。

而且，因为此X值是以感测板a570与感测板b580的各个检测信号电平相对值为基准，因而即便譬如导电体520所感应的检查信号值产生变动等情况时，仍可将此影响抵消。

再者，即便传感器端的各电路间的驱动条件等产生变动，仍可抵消此影响，可获得可靠性较高，且对应着感测板与导电体520间的距离的测量结果。

所以，如同第1实施例，仅要预先获得导电体与感测板间的距离所对应，构成基准的测量结果的话，再将测量时所检测出X值、与构成基准的测量结果进行比较的话，便可获得精度较高的检测结果。

[实施例]

以下参照附图说明本发明实施例。如上述第1实施例与第2实施例中所说明，非接触于导电体，且不致受对导电体的供电电平变动的影响，可具较高可靠性测量感测板距导电体520的距离。

即便仅导电体其中一个配设感测板的情况下，若依照上述第1实施例的话，便可确实地进行位置检测。此外，若属于在导电体二侧配置着感测板的情况时，依照第2实施例的话，便可依高精度进行位置检测。通过在导电体相互正交的二侧面上，分别定位图2所示感测板并测量距感测板的距离，便可对导电体依2次元进行位置测量。另外，除此感测板构造之外，通过对导电体纵向端部配设如图1所示感测板，便可依3次元进行位置测量。

达成3次元位置测量的本发明依实施例，参照图3说明如下。图3所示的是本发明一实施例的说明图。

在图3中，20a、20b是供检测出Y方向位置用的Y轴感测板，30a、30b是供检测出X方向位置用的X轴感测板，40a、40b是供检测出Z方向位置用的Z轴感测板。

若在由这些感测板所包围之中，将供应检查信号的导电体进行定位的话，便将测量导电体的3次元位置。

111～116是将感测板(20a、20b、30a、30b、40a、40b)所产生的检测信号予以放大的放大器A～F，121～126是供检测出感测板(20a、20b、30a、30b、40a、40b)所产生的检测信号尖峰的尖峰检测电路A～F。

131是输入X轴感测板30a、30b所产生的检测尖峰信号，将此检测值加计为(Vx1+Vx2)的X轴加法电路；132是输入Y轴感测板20a、20b所产生的检测尖峰信号，将此检测值加计为(Vy1+Vy2)的Y轴加法电路；133是输入Z轴感测板40a、40b所产生的检测尖峰信号，并输出其微分(Vz1-Vz2)的Z轴减法电路。

141是输入着X轴加法电路131的输出、与其中一X轴感测板(如30b)所产生检测尖峰信号值，并以X轴加法电路131所产生的X轴加法信号(Vx1+Vx2)为分母，以其中一X轴感测板(如30b)所产生尖峰检测信号(Vx2)为分子，求取{Vx2/(Vx1+Vx2)}的X轴除法电路。

X轴除法电路141输出是表示X轴感测板30a、30b的检测信号的相对变化，可抵消由供电部对导电体所施加(供电)交流信号的强度变化影响。结果，因为X轴除法电路141的输出，将成为直接对应着由感测板所包围位置检测区域中，X轴方向位置的信号电平，因此便可利用X轴除法电路141输出，非接触地检测出被搬送至各感测板所包围中的导电体X轴方向位置。

142是输入着Y轴加法电路132的输出、与其中一Y轴感测板(如20b)所产生检测尖峰信号值，并以Y轴加法电路132所产生的Y轴加法信号(Vy1+Vy2)为分母，以其中一Y轴感测板(如20b)所产生的尖峰检测信号(Vy2)为分子，求取{Vy2/(Vy1+Vy2)}的Y轴除法电路。

Y轴除法电路142输出是表示Y轴感测板20a、20b的检测信号的相对变化，可抵消由供电部对导电体所施加(供电)交流信号的强度变化影响。结果，因为Y轴除法电路142的输出，将成为直接对应着位置检测区域中的Y轴方向位置的信号电平，因此便可利用Y轴除法电路142输出，非接触地检测出位置检测区域内所安装的导电体Y轴方向位置。

利用X轴除法电路141输出、与Y轴除法电路142输出，便可依非接触式检测出对位置检测区域内的导电体X-Y方向安装位置(二次元位置)。

此外，143是以Z轴减法电路133所产生的Z轴微分信号(Vz1-Vz2)为分母，以Z轴感测板40b所产生的检测信号(Vz2)为分子，求取{Vz2/(Vz1-Vz2)}的Z轴除法电路。

Z轴除法电路143输出是表示Z轴感测板40a、40b的检测信号的相对变化，可抵消由供电部对导电体所施加(供电)交流信号的强度变化影响。结果，因为Z轴除法电路143的输出将成为与距离各导电体的Z轴感测板40a、40b距离成比例的信号电平，因此便可利用Z轴除法电路143输出，非接触地检测出导电体有多少已进入位置检测区域内。

在上述电路构造中，X轴感测板、Y轴感测板，若将X或Y设为n的话，便成立下述式子：

[1/{(1/Vn2)+(1/Vn1)}]/Vn1

＝{(Vn1×Vn2)/(Vn1+Vn2)}/Vn1

＝(Vn2)/(Vn1+Vn2)

而Z轴感测板则将成立下述式子：

[1/{(1/Vz2)-(1/Vz1)}]/Vz1

＝{(Vz1×Vz2)/(Vz1-Vz2)}/Vz1

＝(Vz2)/(Vz1-Vz2)

在本实施例中，Z轴感测板40b是从导电体看去，位于Z轴感测板40a背面，但是因为Z轴感测板40a、40b一起维持着高电阻状态，所以即便Z轴感测板40b中由导电体所产生交流信号的检测值，多少受到Z轴感测板40a的影响，但是由导电体所产生交流信号的影响仍将被Z轴感测板40a所屏蔽，而可确实地检测出一定电平的数值。结果，Z轴感测板40a与Z轴感测板40b的检测值的相对关系，便仅由导电体的位置检测区域内的位置决定。

上述构造的X、Y、Z检查结果例，如图4所示。图4所示的是本实施例的检测结果例说明图。

图4所示测量例是将X-Y感测板如图3所示般定位于箱形中，并将Z轴感测轴配置于底面的情况时的测量结果。如图4所示，当导体已进入感测板所包围中的情况时，在其位置上将可获得固有检测结果。

所以，譬如可依非接触于导体的方式，判断到底导***于感测板所包围中的哪一个位置处。

产业上的可利用性

依照如上述所说明的本发明的话，便可提供一种当检查对象为导体的情况时，可在非接触情况下，高精度地检测出检查对象等到底在哪一位置的导***置检查装置及方法。

Claims (6)

1.一种导***置检查装置，可检测出与施加有交流信号的检查对象导体间的距离，其特征为具备有：

供应机构，其对上述检查对象导体供应交流检查信号；

至少2片感测板，其在上述检查对象导体附近大致平行设置；以及

检测机构，其检测出上述各个感测板所产生的相对检测信号值比率，而检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

2.如权利要求1所述的导***置检查装置，其中，上述感测板是在与上述检查对象导体一起处于静电感应状态下，平行定位于距上述检查导体一面既定距离处；

上述检测机构检测出经上述感测板所产生的检测信号值微分，与经任一感测板所产生的检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

3.如权利要求1所述的导***置检查装置，其中，上述感测板包夹着上述检查对象导体，并定位于与位在感测板间的上述检查对象导体，形成静电感应状态；

上述检测机构检测出经上述感测板所产生的检测信号值加计值，与经任一感测板所产生的检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

4.一种导***置检查方法，是可检测出与施加有交流信号检查对象导体间的距离的导***置检查装置的导***置检查，其特征为：

将上述感测板在与上述检查对象导体形成静电感应状态下，平行定位与上述检查导体其中一面距离既定距离，并检测出上述各个感测板所产生的相对检测信号值比率，而检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

5.如权利要求4所述的导***置检查方法，其中，上述感测板是在与上述检查对象导体一起处于静电感应状态下，2片大致平行定位于离开既定距离，并检测出经上述感测板所产生的检测信号值微分，与经任一感测板所产生的检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导体相对于感测板的位置。

6.如权利要求4所述的导***置检查方法，其中，上述感测板包夹着上述检查对象导体，并定位于与位在感测板间的上述检查对象导体，形成静电感应状态，并检测出经上述感测板所产生的检测信号值加计值，与经任一感测板所产生的检测信号值间的比率，以检测出上述检查对象导***置。

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