1243521 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可檢測出與施加有交流信號之檢查對象 導體間之距離的導體位置檢查裝置、及導體位置檢查方法。 【先前技術】 近年在量產製品的製造步驟中已大致自動控制化，製品 的定位控制、或定位結果判斷控制，對製品製造原價與製 品可靠性具頗大影響。此就各種機器的移動組件定位控制 方面亦同。 習知定位控制、或定位結果之判斷控制的一例，設置檢 測著對象組件等接觸到定位組件附近之事的感測器係屬最 一般的做法。該等方法僅限定於對象組件強度具有可充分 承受感測器接觸之強度等，感測器接觸方面無問題之情況 下。 針對此種檢查對象，必須對檢查對象依非接觸式執行位 置檢測。為此譬如對檢查對象照射著光，並檢測出從檢查 對象所反射至的光，以判斷檢查對象的定位。 但是，光學式感測器必須使光到達檢查對象。因此，當 在感測器與檢查對象之間尚有其他組件之情況時，便無法 正確地進行檢查。 再者，為解決此問題點，便有在檢查對象上設置磁鐵， 並檢測出此磁鐵所生的磁力線而執行位置檢查。但是，即 便此方法仍無法確保充分地精度。 再者，即使任何情況下，可進行位置檢測之事，僅限於 5 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 可檢測到達既定限定位置，對檢查對象並無法依非接觸 式，檢測出到底位於既定範圍内的哪一位置。 【發明内容】 本發明係有鑑於上述問題而構思，其目的在於提供一種 當檢查對象為導體之情況時，可在非接觸情況下，精度佳 地檢測出檢查對象等到底在哪一位置的導體位置檢查裝 置。 達成相關目的之一手段，譬如具備以下構造。 即，在可檢測出與施加有交流信號之檢查對象導體間之 距離的導體位置檢查裝置中，其特徵為具備有：對上述檢查 對象導體供應交流檢查信號的供應機構；在上述檢查對象 導體附近大致平行設置之至少2片感測板；以及檢測出上 述各個感測板所產生的相對檢測信號值比率，而檢測出上 述檢查對象導體相對於感測板之位置的檢測機構。 然後，譬如上述感測板係在與上述檢查對象導體一起處 於靜電感應狀態下，平行定位於距上述檢查導體一面既定 距離處；上述檢測機構係檢測出經上述感測板所產生檢測 信號值微分，與經任一感測板所產生檢測信號值間之比 率，以檢測出上述檢查對象導體相對於感測板的位置。 再者，譬如上述感測板係包夾著上述檢查對象導體，並 定位於與位在感測板間之上述檢查對象導體，形成靜電感 應狀態；上述檢測機構係檢測出經上述感測板所產生檢測 信號值加計值，與經任一感測板所產生檢測信號值間之比 率，以檢測出上述檢查對象導體相對於感測板的位置。 6 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 再者，為可檢測出與經施加交流信號檢查對象導體間之 距離的導體位置檢查裝置之導體位置檢查，其特徵為：在對 上述檢查對象導體附近大致平行設置之至少2片感測板， 並檢測出上述各個感測板所產生的相對檢測信號值比率， 而檢測出上述檢查對象導體相對於感測板之位置的導體位 置檢查方法。 然後，譬如上述感測板係在與上述檢查對象導體一起處 於靜電感應狀態下，2片大致平行定位於離開既定距離， 並檢測出經上述感測板所產生檢測信號值微分，與經任一 感測板所產生檢測信號值間之比率，以檢測出上述檢查對 象導體相對於感測板之位置的檢查方法。 再者，譬如上述感測板係包夾著上述檢查對象導體，並 定位於與位在感測板間之上述檢查對象導體，形成靜電感 應狀態，並檢測出經上述感測板所產生檢測信號值加計 值，與經任一感測板所產生檢測信號值間之比率，以檢測 出上述檢查對象導體位置的導體位置檢查方法。 【實施方式】 以下，參照圖式詳細說明本發明一實施形態例。 本實施形態例的導體位置檢查裝置，係具備有由可與經 供應檢查信號（如交流信號）之檢查對象，進行靜電感應之 至少2片導電體所形成感測板；求取經該感測器所檢測出 檢查對象所產生的檢測檢查信號比率，再從所求得比率判 斷檢查對象的位置。 [第1實施形態例] 7 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 首先參照圖1所示詳細說明本發明一實施形態例。圖1 所示係本發明一發明實施形態例的導體位置檢查裝置構造 說明圖。 在圖1中，元件符號5 1 0係提供檢查信號的供電部，將 該檢查信號供應給檢查對象導電體，譬如將1 Κ Η z以上且 2 Ο V p - ρ之交流信號提供給導電體5 2 0。另外，在下述說明 中，雖檢查信號以規格的交流信號為對象，惟本實施形態 例並不僅限於上述例子，可採用任意信號。 5 2 0係檢查對象至少其中一部份屬於由導電材料所構成 導電體，除配置於基板上的導電性圖案等之外，尚可以線 材、金屬片等任意導體為對象。5 3 0係測量由感測板a 5 7 0 所產生檢測信號位準的位準測定部A，5 4 0係測量由感測板 b 5 8 0所產生檢測信號位準的位準測定部B。 位準測定部A 5 3 0、位準測定部B 5 4 0係可譬如檢測出一 定時間内的尖峰並當作測量位準，亦可將在相同時序下所 檢出的二感測板a 5 7 0、感測板b 5 8 0之檢測位準，當作測 量位準。 5 5 0係求取位準測定部A 5 3 0之測量位準、與位準測定部 B 5 4 0之測量位準間之微分（減算結果）的減法器，5 6 0係將 由位準測定部B 5 4 0所產生的測量值，除以減法器5 5 0之減 算結果的除法器。 再者，5 7 0係由導電材料所形成的感測板a，5 8 0係由導 電材料所形成的感測板b。感測板a 5 7 0與感測板b 5 8 0係 定位維持著大致平行狀態。 8 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 針對具備以上構造之本實施形態例中，檢查對象之導電 體位置的測量方法進行說明。 若感測板與導電體之間呈靜電感應狀態的話，感測板的 檢測信號便檢測出與距感測板距離成反比的信號。但是， 即便欲應用於實際裝置上，雜音影響等仍無法忽視，而且 頗難正確地掌握供應給導電體的信號強度，即使隨檢測狀 態，測量結果仍將受到頗大影響。此結果，截至目前為止， 幾乎並未採行此種利用靜電容的距離測量。 本案發明者係有鑒於上述缺點，為減輕供電條件對導電 體的影響，而且亦一併減輕感測板中的檢測狀態影響，便 提供不致受檢查條件之影響，可安定地進行位置檢測的導 電體位置之測量位置，遂發明圖1所示構造。 換句話說，若將位準測定部A 5 3 0的測量結果設為Va， 將位準測定部B 5 4 0的測量結果設為V b的話，（1 / V a )便為 與感測板a 5 7 0與導電體5 2 0間之距離呈正比的量，而（1 / V b ) 則成為與感測板b 5 8 0與導電體5 2 0間之距離呈正比的量。 即，若將從距導電體較遠的感測板b 5 8 0起至導電體520 間之距離，扣減掉從較近之感測板a 5 7 0起至導電體5 2 0 間之距離的話，而變為感測板a 5 7 0與感測板b 5 8 0間之距 離d之後，此感測板間之距離d可認為將比例於 (1 / Vb ) - ( 1 / Va )，成立（1/Vb)-( 1/Va) 〇cd 之關係。 此（1 / V b ) - ( 1 / V a )之倒數 1 / U 1 / V b ) - ( 1 / V a )卜可認為相 當於d測量時點的測量電壓位準，求取V a / [ 1 / { ( 1 / V b ) -(1 / V a )丨]之事，係相當於V a以d為基礎進行規格化之事， 9 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 此倒數可設定為與距導電體5 2 0間之距離成正比的值。 即，l/〈Va/[l/{(l/Vb)-(l/Va)}]〉係與距導電體5 2 0間之距離成正 比的值，若整理此式的話，便如下式： l/〈Va/[l/{(l/Vb)-(l/Va)}]〉 = [1/{(1/Vb)-(1/Va)} ]/Va ={(Vax Vb)/(Va-Vb)}/Va =Vb/(Va-Vb) 利用圖1之減法器5 5 0與除法器5 6 0達成此式，除法器 5 6 0之輸出X係與感測板a 5 7 0距導電體5 2 0間之距離成比 例的值。 而且，因為此X值係以感測板a 5 7 0與感測板b 5 8 0的各 個檢測信號位準相對值為基準，因而即便譬如導電體5 2 0 所感應的檢查信號值產生變動等情況時，仍可將此影響抵 消。 再者，即便感測器端的各電路間之驅動條件等產生變 動，仍可抵消此影響，可獲得可靠性較高，且對應著感測 板與導電體5 2 0間之距離的測量結果。 所以，僅要預先獲得導電體與感測板間之距離所對應， 構成基準之測量結果的話，再將測量時所檢測出X值、與 構成基準的測量結果進行比較的話，便可獲得精度較高之 檢測結果。 另外，在上述說明中，雖在感測板b 5 8 0與導電體5 2 0 之間，設置著感測板a 5 7 0，但是即便連接於位準測定部 A 5 3 0的感測板a 5 7 0處於高電阻狀態，且減少感測板b 5 8 0 10 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 之檢測信號位準對感測板a 5 7 0的影響，比率仍無變化，若 構成圖1所示構造的話，便可將此影響相抵消，在測量結 果上亦將不致發生誤差。 即，依照圖1之測量裝置的話，即便在感測板與導電體 5 2 0之間，介設著導電材料、介電材料、絕緣材等各種材 料，在該等相對於接地未處於低電阻屏蔽狀態之前提下， 便可獲得對應於感測板與導電體5 2 0間之距離的測量結果 X，可適用於其他方面的機器。 再者，即便供電給導電體的檢查信號位準產生變動，因 為檢查結果比率並無變化，因此供電方法便無受限制。供 電方法中，譬如直接將供電部連接於導電體5 2 0上並供應 檢查信號，將成為變動最無變化之穩定的檢查信號。 此外，亦可依非接觸，譬如利用電磁感應供應檢查信 號。當依電磁感應供應檢查信號之情況時，亦有供電結果 未一定，供電給導電體的檢查信號量將有大幅變動現象。 但是，即便此種情況下，檢查結果仍無較大的變動。 同樣的，亦可將與導電體連接的另一端部、與供電部形 成靜電感應狀態並進行供電。譬如當導電體屬於基板上所 配設導電圖案之情況時，便與另一端部呈靜電感應並供應 檢查信號，或者將端部形成電感器構造並利用電磁感應供 應檢查信號。 依照採用上述構造之位置檢測方法的話，不管哪一種供 電方法，而且即使譬如供電效率有所變動、或雜音成分重 疊，仍可獲得不受該等影響的測量結果。 11 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 [第2實施形態例] 上述說明係說明在檢查對象的導電體5 2 0其中一側面附 近，大致平行狀態定位配置2片感測板，並測量感測板與 導電體5 2 0間之距離的例子。惟本發明並不僅限於上述例 子，即便包夾著導電體5 2 0並在導電體二側面配設感測 板，仍可如同第1實施形態例般的測量導電體位置。 包夾著導電體5 2 0並在導電體二側面’配設感測板的本 發明第2實施形態例，參照圖2說明如下。圖2所示係本 發明第2實施形態例之導體位置檢查裝置構造說明圖。在 圖2中，如同上述圖1所示構造的相同構造，便賦予相同 元件符號，並省略詳細說明。 在圖2中，5 1 0係供電部，譬如將1 Κ Η z以上且2 0 V p - p 之交流信號提供給導電體5 2 0。5 2 0係檢查對象之導電體， 5 3 0係測量由感測板a 5 7 0所產生檢測信號位準的位準測定 部A，5 4 0係測量由感測板b 5 8 0所產生檢測信號位準的位 準測定部B。 5 6 0係將由位準測定部B 5 4 0所產生的測量值，除以加法 器5 9 0之加算結果的除法器，5 7 0係由導電材料所形成的 感測板a ’ 5 8 0係由導電材料所形成的感測板b。 第2實施形態例，係檢查對象的導電體5 2 0，在相對向 配設的2片感測板a 5 7 0與感測板b 5 8 0之間，定位呈包夾 狀態。即構成當在感測板a 5 7 0與感測板b 5 8 0間***導電 體5 2 0之時，便可檢測出此***時的位置。 5 9 0係將位準測定部A 5 3 0之測量位準、與位準測定部 12 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 B 5 4 0之測量位準予以加計的加法器。 針對具備以上構造之第2實施形態例中，檢查對象 電體位置的測量方法進行說明。在第2實施形態例中 感測板與導電體之間呈靜電感應狀態的話，感測板的 信號便檢測出與距感測板距離成反比的信號。 在第2實施形態例中，感測板間之距離d，係認為 板a 5 7 0與導電體5 2 0間之距離、及感測板b 5 8 0與導 5 2 0間之距離的合計（加計）距離較為妥當，此感測板 距離d可認為將比例於（1 / V a ) + ( 1 / V b )，成立 (1/Va) + (1/Vb) 〇cd 之關係。 此（1 / V a ) + (1 / V b )之倒數 1 / { ( 1 / V a ) + ( 1 / V b ) }，可認 當於d測量時點的測量電壓位準，求取 Va/[1/{(1/Va) + (1/Vb)}]之事，係相當於Va以d為基 行規格化之事，此倒數可設定為與感測板a 5 7 0距導1 5 2 0之距離成正比的值。 即 ， l/(Va/[l/{(l/Va) + (l/Vb)}]> =[1/{(1/Va) + (1/Vb) } ] /Va ={ ( Vax Vb"( Va + Vb) } /Va =Vb/(Va+Vb) 利用圖2之加法器5 9 0與除法器5 6 0達成此式，除 5 6 0之輸出X係與感測板a 5 7 0距導電體5 2 0間之距離 例的值。 而且，因為此X值係以感測板a 5 7 0與感測板b5 80 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 之導 ，若 檢測 感測 電體 間之 為相 礎進 i體 法器 成比 的各 13 相對值為基準，因而 號值產生變動等情況 測器端的各電路間之 影響，可獲得可靠性 間之距離的測量結果 1實施形態例，僅要 對應，構成基準之測 值、與構成基準的測 度較高之檢測結果。 說明本發明實施例。 態例中所說明，非接 電位準變動的影響， 5 2 0的距離。 其中一者配設感測板 例的話，便可確實地 二側配置著感測板之 便可依高精度進行位 側面上，分別定位圖 ，便可對導電體依2 板構造之外，藉由對 板，便可依3次元進 置測量的本發明依實 1243521 個檢測信號位準 所感應的檢查信 消。 再者，即便感 動，仍可抵消此 板與導電體5 2 0 所以，如同第 測板間之距離所 量時所檢測出X 話，便可獲得精 [實施例] 以下參照圖式 例與第2實施形 受對導電體之供 感測板距導電體 即便僅導電體 述第1實施形態 若屬於在導電體 施形態例的話， 體相互正交的二 距感測板的距離 另外，除此感測 如圖1所示感測 達成3次元位 即便譬如導電體5 2 0 時，仍可將此影響抵 驅動條件等產生變 較高，且對應著感測 〇 預先獲得導電體與感 量結果的話，再將測 量結果進行比較的 如上述第1實施形態 觸於導電體，且不致 可具較高可靠性測量 之情況下，若依照上 進行位置檢測。此外， 情況時，依照第2實 置檢測。藉由在導電 2所示感測板並測量 次元進行位置測量。 導電體縱向端部配設 行位置測量。 施例，參照圖3說明 14 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 如下。圖3所示係本發明一實施例的說明圖。 在圖3中’ 2 〇 a、2 〇 b係供檢測出Y方向位置用的Y軸感 測板’ 3 0 a、3 0 b係供檢測出X方向位置用的X軸感測板， 4 0 a、4 0 b係供檢測出z方向位置用的z軸感測板。 若在由該等感測板所包圍之中，將供應檢查信號的導電 體進彳丁定位的話，便將測量導電體之3次元位置。 1 1 1 〜1 1 6 係將感測板（2 0 a、2 0 b、3 0 a、3 0 b、4 0 a、4 0 b ) 所產生的檢測信號予以放大的放大器A〜F，1 2 1〜1 2 6係供檢 測出感測板（2 0 a、2 0 b、3 0 a、3 0 b、4 0 a、4 0 b )所產生的檢 測信號尖峰的尖峰檢測電路A〜F。 1 3 1係輸入x軸感測板3 0 a、3 0 b所產生的檢測尖峰信 號’將此檢測值加計為（Vxl+Vx2)的X軸加法電路；132係 輸入Υ轴感測板2 0 a、2 0 b所產生的檢測尖峰信號，將此檢 測值加計為（Vyl+Vy2)的γ軸加法電路；133係輸入z轴感 測板4 0 a ' 4 0 b所產生的檢測尖峰信號，並輸出其微分 (Vzl-Vz2)的Z軸減法電路。 141係輸入著X軸加法電路ι31之輸出、與其中一 X軸 感測板（如3 0 b)所產生檢測尖峰信號值，並以X軸加法電 路131所產生X軸加法信號（vxl+Vx2)為分母，以其中一 X 軸感測板（如3 0 b )所產生尖峰檢測信號（Vx 2 )為分子，求取 {Vx2/(Vxl+Vx2)}的X軸除法電路。 X軸除法電路1 4 1輸出係表示X軸感測板3 0 a、3 0 b之檢 測信號的相對變化，可抵消由供電部對導電體所施加（供電） 交流信號的強度變化影響。結果，因為X軸除法電路1 4 1 15 312/發明說明書(補件)/93-05/931050S6 1243521 的輸出，將成為直接對應著由感測板所包圍位置檢測區域 中，X軸方向位置的信號位準，因此便可利用X軸除法電 路1 4 1輸出，依非接觸地檢測出被搬送至各感測板所包圍 中的導電體X軸方向位置。 1 4 2係輸入著Y軸加法電路1 3 2之輸出、與其中一 Y軸 感測板（如2 0 b)所產生檢測尖峰信號值，並以Y軸加法電 路1 3 2所產生Y軸加法信號（V y 1 + V y 2 )為分母，以其中一 Y 軸感測板（如2 0 b )所產生尖峰檢測信號（V y 2 )為分子，求取 {Vy2/(Vyl+Vy2)}的Y軸除法電路。 Y軸除法電路1 4 2輸出係表示Y軸感測板2 0 a、2 0 b之檢 測信號的相對變化，可抵消由供電部對導電體所施加（供電） 交流信號的強度變化影響。結果，因為Y軸除法電路1 4 2 的輸出，將成為直接對應著位置檢測區域中之Y軸方向位 置的信號位準，因此便可利用Y軸除法電路1 4 2輸出，依 非接觸地檢測出位置檢測區域内所安裝的導電體Y軸方向 位置。 利用X軸除法電路141輸出、與Y軸除法電路142輸出， 便可依非接觸式檢測出對位置檢測區域内的導電體X-Y方 向安裝位置（二次元位置）。 此外，1 4 3係以Z軸減法電路1 3 3所產生Z軸為微分信 號（V z卜V z 2 )為分母，以Z軸感測板4 0 b所產生檢測信號 (Vz2)為分子，求取{Vz2/(Vzl-Vz2)}的Z軸除法電路。 Z軸除法電路1 4 3輸出係表示Z軸感測板4 0 a、4 0 b之檢 測信號的相對變化，可抵消由供電部對導電體所施加（供電） 16 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 交流信號的強度變化影響。結果，因為Z軸除法電路1 4 3 的輸出，將成為比例於距離各導電體之Z軸感測板40a、 4 0 b距離的信號位準，因此便可利用Z軸除法電路1 4 3輸 出，依非接觸地檢測出導電體有多少已進入位置檢測區域 内。 在上述電路構造中，X軸感測板、Y軸感測板，若將X 或Y設為η的話，便成立下述式子： [1/{(1/Vn2) + (1/Vnl)} ]/Vnl ={(Vnlx Vn2)/(Vnl+Vn2)}/Vnl =(Vn2)/(Vnl+Vn2) 而Z軸感測板則將成立下述式子： [1/{(1/Vz2)-(1/Vzl)} ]/Vzl ={(Vzlx Vz2)/(Vzl-Vz2)}/Vzl =(Vz2)/(Vzl-Vz2) 在本實施例中，Z軸感測板4 0 b係由導電體觀之，位於 Z軸感測板4 0 a背面，但是因為Z軸感測板4 0 a、4 0 b —起 維持著高電阻狀態，所以即便Z軸感測板4 0 b中由導電體 所產生交流信號的檢測值，多少受到Z軸感測板4 0 a的影 響，但是由導電體所產生交流信號的影響仍將被Z軸感測 板4 0 a所屏蔽，而可禮實地檢測出一定位準的數值。結果， Z軸感測板< 4 0 a與Z軸感測板4 0 b之檢測值的相對關係， 便僅由導電體之位置檢測區域内的位置決定。 上述構造的X、Y、Z檢查結果例，如圖4所示。圖4所 示係本實施例之檢測結果例說明圖。 17 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521 圖4所示測量例係將X - Y感測板如圖3所示般定位於箱 形中，並將Ζ軸感測軸配置於底面之情況時的測量結果。 如圖4所示般，當導體已進入感測板所包圍中之情況時， 在其位置上將可獲得固有檢測結果。 所以，譬如可依非接觸於導體之方式，判斷到底導體位 於感測板所包圍中的哪一個位置處。 (產業上之可利用性） 依照如上述所說明之本發明的話，便可提供一種當檢查 對象為導體之情況時，可在非接觸情況下，精度佳地檢測 出檢查對象等到底在哪一位置的導體位置檢查裝置及方 法。 【圖式簡單方法】 圖1為本發明一實施形態例的導體位置檢查裝置構造說 明圖。 圖2為本發明第2實施形態例的導體位置檢查裝置構造 說明圖。 圖3為本發明一實施例的說明圖。 圖4為本貫施例之檢測結果例說明圖。 (元件符號說明） 20a, 20b Y軸感測板 30a, 30b X軸感測板 40a, 40b Z軸感測板
1 1 1〜1 1 6 放大器Α〜F
1 2 1〜1 2 6 尖峰檢測電路A〜F 18 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 1243521
13 1 X 軸 加 法 電 路 1 32 Y 轴 加 法 電 路 1 33 Z 轴 減 法 電 路 14 1 X 軸 除 法 電 路 142 Y 轴 除 法 電 路 1 43 Z 轴 除 法 電 路 5 10 供 電 部 520 導 電 體 530 位 準 測 定 部 h 540 位 準 測 定 部 E 550 減 法 器 560 除 法 器 570 感 測 板 a 580 感 測 板 b 590 加 法 器 312/發明說明書(補件)/93-05/93105086 19