JP2014006121A - Distance sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被測定物との間の距離を検出する際に用いられる距離センサに関するものである。 The present invention relates to a distance sensor used for detecting a distance to an object to be measured.
従来、この種の距離センサとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、検知電極と接地電極とからなる距離検出部が設けられている。そして、被測定物が距離検出部に近接するのに伴う静電容量の変化を距離検出部によって感知し、その静電容量の変化に基づいて被測定物との間の距離を検出するようになっている。 Conventionally, as this type of distance sensor, for example, a configuration disclosed in Patent Document 1 has been proposed. In this conventional configuration, a distance detection unit including a detection electrode and a ground electrode is provided. Then, the distance detection unit senses a change in capacitance as the measurement object approaches the distance detection unit, and detects the distance to the measurement object based on the change in capacitance. It has become.
ところが、この従来の距離センサにおいては、被測定物周辺の湿度が変化すると、その湿度変化に伴って距離検出部により感知される静電容量も変化する。このため、被測定物との間の距離を距離検出部により正確に検出することができないという問題があった。 However, in this conventional distance sensor, when the humidity around the object to be measured changes, the capacitance sensed by the distance detector also changes with the change in humidity. For this reason, there has been a problem that the distance between the object to be measured cannot be accurately detected by the distance detection unit.
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、被測定物周辺の湿度が変化した場合でも、距離検出部により被測定物との間の距離を正確に検出することができる距離センサを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a distance sensor that can accurately detect the distance to the object to be measured by the distance detection unit even when the humidity around the object to be measured has changed.
上記の目的を達成するために、この発明は、被測定物との間の距離検出のために被測定物との間の静電容量を感知する距離検出部を設けた距離センサにおいて、前記距離検出部に隣接して、被測定物周辺の湿度検出のために被測定物周辺の静電容量を感知する湿度検出部を設けたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a distance sensor provided with a distance detection unit for sensing a capacitance between the object to be measured and a distance sensor for detecting the distance to the object to be measured. A humidity detector for sensing the capacitance around the object to be measured is provided adjacent to the detector for detecting the humidity around the object to be measured.
従って、この発明の距離センサにおいては、距離検出部により被測定物との間の静電容量が感知されて、その静電容量に基づいて被測定物との間の距離が検出される。それとともに、湿度検出部により被測定物周辺の静電容量が感知されて、その静電容量に基づいて被測定物周辺の湿度が検出される。このため、湿度検出部で感知される静電容量の変化に応じて、距離検出部で感知される静電容量を補正制御すれば、被測定物周辺の湿度の変化に伴う距離検出部の検出誤差を是正することができる。よって、被測定物周辺の湿度が変化した場合でも、距離検出部により被測定物との間の距離を正確に検出することができる。 Therefore, in the distance sensor according to the present invention, the capacitance between the object to be measured is sensed by the distance detector, and the distance from the object to be measured is detected based on the capacitance. At the same time, the capacitance around the object to be measured is sensed by the humidity detector, and the humidity around the object to be measured is detected based on the capacitance. For this reason, if the capacitance sensed by the distance detection unit is corrected and controlled in accordance with the change in capacitance sensed by the humidity detection unit, the detection of the distance detection unit accompanying the change in humidity around the object to be measured The error can be corrected. Therefore, even when the humidity around the measurement object changes, the distance between the measurement object can be accurately detected by the distance detection unit.
前記の構成において、前記距離検出部及び湿度検出部をガラス基板の表面に設けるとよい。
前記の構成において、前記距離検出部及び湿度検出部を複数組設けるとよい。
The said structure WHEREIN: It is good to provide the said distance detection part and a humidity detection part on the surface of a glass substrate.
In the above configuration, a plurality of sets of the distance detection unit and the humidity detection unit may be provided.
前記の構成において、前記距離検出部を一直線上に３箇所以上設けるとよい。
前記の構成において、前記距離検出部の位置検出のために被測定物周辺の温度を感知する温度検出部を設けるとよい。
The said structure WHEREIN: It is good to provide the said distance detection part three or more places on a straight line.
In the above-described configuration, a temperature detection unit that senses the temperature around the object to be measured may be provided to detect the position of the distance detection unit.
以上のように、この発明によれば、被測定物周辺の湿度が変化した場合でも、距離検出部により被測定物との間の距離を正確に検出することができるという効果を発揮する。 As described above, according to the present invention, even when the humidity around the object to be measured changes, the distance detection unit can accurately detect the distance to the object to be measured.
以下に、この発明を具体化した距離センサの一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態の距離センサ１１は、断面四角棒状のガラス基板１２を備えている。ガラス基板１２の表面には、複数の検出部１３がガラス基板１２の長さ方向に沿って一直線上で所定間隔おきに３箇所以上の複数箇所設けられている。各検出部１３には、平板状の被測定物１４との間の距離１４１を検出するために被測定物１４との間の静電容量を感知する距離検出部１５が設けられている。図３に示すように、距離検出部１５には、検出電極１５１と、その検出電極１５１を取り囲む遮蔽電極１５２が設けられている。
An embodiment of a distance sensor embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG.1 and FIG.2, the distance sensor 11 of this embodiment is provided with the glass substrate 12 of a cross-sectional square rod shape. On the surface of the glass substrate 12, a plurality of detection units 13 are provided at three or more locations at predetermined intervals on a straight line along the length direction of the glass substrate 12. Each detection unit 13 is provided with a distance detection unit 15 that senses a capacitance with the measurement object 14 in order to detect a distance 141 with the flat measurement object 14. As shown in FIG. 3, the distance detection unit 15 is provided with a detection electrode 151 and a shielding electrode 152 surrounding the detection electrode 151.
図２及び図３に示すように、前記各検出部１３における距離検出部１５の一側隣接位置には、被測定物１４の周辺の湿度を検出するために被測定物１４の周辺の静電容量を感知する湿度検出部１６が設けられている。各検出部１３における距離検出部１５の他側隣接位置には、距離検出部１５の位置を検出するために被測定物１４の周辺の温度を感知する温度検出部１７が設けられている。つまり、この実施形態においては、距離検出部１５、湿度検出部１６及び温度検出部１７が、ガラス基板１２の表面に複数組設けられている。 As shown in FIG. 2 and FIG. 3, at the position adjacent to one side of the distance detection unit 15 in each detection unit 13, there is an electrostatic around the measurement object 14 in order to detect the humidity around the measurement object 14. A humidity detector 16 that senses the capacitance is provided. A temperature detection unit 17 that senses the temperature around the object to be measured 14 is provided at a position adjacent to the other side of the distance detection unit 15 in each detection unit 13 in order to detect the position of the distance detection unit 15. That is, in this embodiment, a plurality of sets of the distance detection unit 15, the humidity detection unit 16, and the temperature detection unit 17 are provided on the surface of the glass substrate 12.
次に、前記のように構成された距離センサ１１を使用して、鋼材等からなる平板状の被測定物１４との間の距離１４１を検出することにより、その被測定物１４の表面の平行度を検査する場合の動作について説明する。 Next, by using the distance sensor 11 configured as described above to detect the distance 141 between the flat plate-like object 14 made of steel or the like, the surface of the object 14 is parallel. The operation for checking the degree will be described.
さて、この距離センサ１１の使用時には、図１及び図２に示すように、距離センサ１１の検出部１３が被測定物１４の表面に対して所定距離１４１を隔てた位置に配置され、この状態でガラス基板１２が被測定物１４に対して検出部１３の配置方向と直交する方向へ相対移動される。そして、このガラス基板１２の移動中に、各検出部１３における距離検出部１５により被測定物１４との間の静電容量が感知されて、その静電容量に基づいて被測定物１４との間の距離１４１が検出される。 Now, when the distance sensor 11 is used, as shown in FIGS. 1 and 2, the detection unit 13 of the distance sensor 11 is disposed at a position spaced a predetermined distance 141 from the surface of the object 14 to be measured. Thus, the glass substrate 12 is moved relative to the DUT 14 in a direction orthogonal to the arrangement direction of the detection unit 13. Then, during the movement of the glass substrate 12, the capacitance between the object to be measured 14 is sensed by the distance detector 15 in each detector 13, and based on the capacitance, the distance to the object to be measured 14 is detected. A distance 141 between them is detected.
このとき、各検出部１３における湿度検出部１６により被測定物１４の周辺の静電容量が感知されて、その静電容量に基づいて被測定物１４の周辺の湿度が検出される。そして、この湿度検出部１６で感知される静電容量の変化に応じて、距離検出部１５で感知される静電容量が補正制御されて、被測定物１４の周辺の湿度の変化に伴う距離検出部１５での距離１４１の検出誤差が是正される。 At this time, the capacitance around the device under test 14 is sensed by the humidity detector 16 in each detection unit 13, and the humidity around the device under test 14 is detected based on the capacitance. Then, the capacitance sensed by the distance detection unit 15 is corrected and controlled according to the change in capacitance sensed by the humidity detection unit 16, and the distance associated with the change in humidity around the object to be measured 14. The detection error of the distance 141 at the detection unit 15 is corrected.
それとともに、各検出部１３における温度検出部１７により被測定物１４の周辺の温度が感知されて、その温度に基づいて距離検出部１５を支持するガラス基板１２の温度変形に伴う距離検出部１５の位置変化が検出される。そして、この温度検出部１７により検出される距離検出部１５の位置変化に応じて、距離検出部１５により検出される被測定物１４との間の距離１４１が補正制御されて、被測定物１４の周辺の温度の変化に伴う距離検出部１５での距離１４１の検出誤差が是正される。 At the same time, the temperature detector 17 in each detector 13 senses the temperature around the object 14 to be measured, and the distance detector 15 accompanying the temperature deformation of the glass substrate 12 that supports the distance detector 15 based on the temperature. Change in position is detected. Then, according to the position change of the distance detection unit 15 detected by the temperature detection unit 17, the distance 141 to the measurement object 14 detected by the distance detection unit 15 is corrected and controlled, and the measurement object 14 The detection error of the distance 141 in the distance detection unit 15 due to the change in the temperature around is corrected.
このように、ガラス基板１２が被測定物１４に対して相対移動されながら、各検出部１３の距離検出部１５により被測定物１４との間の距離１４１が検出されることによって、被測定物１４の表面の平行度が検査される。この場合、湿度検出部１６及び温度検出部１７の検出結果に応じて、被測定物１４の周辺の湿度及び温度の変化に伴う距離検出部１５の検出誤差が是正される。このため、被測定物１４の周辺の湿度及び温度の変化に拘わらず、被測定物１４との間の距離１４１を正確に検出することができて、被測定物１４の表面の平行度検査を高精度に行うことができる。 As described above, the distance 141 between the glass substrate 12 and the device under test 14 is detected by the distance detector 15 of each detector 13 while the glass substrate 12 is moved relative to the device under test 14. The parallelism of the 14 surfaces is inspected. In this case, according to the detection results of the humidity detection unit 16 and the temperature detection unit 17, the detection error of the distance detection unit 15 due to changes in the humidity and temperature around the object to be measured 14 is corrected. For this reason, it is possible to accurately detect the distance 141 between the measurement object 14 and the parallelism of the surface of the measurement object 14 regardless of changes in humidity and temperature around the measurement object 14. It can be performed with high accuracy.
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この距離センサにおいては、被測定物１４との間の距離１４１を検出するために被測定物１４との間の静電容量を感知する距離検出部１５が設けられている。距離検出部１５に隣接する位置には、被測定物１４の周辺の湿度を検出するために被測定物１４の周辺の静電容量を感知する湿度検出部１６が設けられている。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this distance sensor, a distance detector 15 that senses a capacitance with the device under test 14 is provided in order to detect the distance 141 with the device under test 14. At a position adjacent to the distance detection unit 15, a humidity detection unit 16 that senses the capacitance around the device under test 14 is provided in order to detect the humidity around the device under test 14.
このため、この距離センサ１１の使用時には、距離検出部１５により被測定物１４との間の静電容量が感知されて、その静電容量に基づいて被測定物１４との間の距離１４１が検出される。それとともに、湿度検出部１６により被測定物１４の周辺の静電容量が感知されて、その静電容量に基づいて被測定物１４の周辺の湿度が検出される。よって、湿度検出部１６で感知される静電容量の変化に応じて、距離検出部１５で感知される静電容量を補正制御すれば、被測定物１４の周辺の湿度の変化に伴う距離検出部１５の検出誤差を是正することができる。従って、被測定物１４の周辺の湿度が変化した場合でも、距離検出部１５により被測定物１４との間の距離１４１を正確に検出することができる。 For this reason, when the distance sensor 11 is used, the distance detection unit 15 senses the capacitance with the object 14 to be measured, and the distance 141 with the object 14 is determined based on the capacitance. Detected. At the same time, the humidity detection unit 16 senses the capacitance around the device under test 14 and detects the humidity around the device under test 14 based on the capacitance. Therefore, if the capacitance sensed by the distance detection unit 15 is corrected and controlled in accordance with the change in capacitance sensed by the humidity detection unit 16, the distance detection associated with the change in humidity around the object to be measured 14 is detected. The detection error of the unit 15 can be corrected. Therefore, even when the humidity around the device under test 14 changes, the distance 141 between the device under test 14 can be accurately detected by the distance detector 15.
（２） この距離センサにおいては、前記距離検出部１５及び湿度検出部１６がガラス基板１２の表面に設けられている。このため、距離検出部１５及び湿度検出部１６を隣接状態に安定して保持することができるとともに、ガラス基板１２を被測定物１４に対して相対移動させることにより、両検出部１５，１６で被測定物１４との間の静電容量及び被測定物１４の周辺の静電容量を適正に感知することができる。 (2) In this distance sensor, the distance detector 15 and the humidity detector 16 are provided on the surface of the glass substrate 12. For this reason, while being able to hold | maintain the distance detection part 15 and the humidity detection part 16 stably to an adjacent state, by moving the glass substrate 12 relatively with respect to the to-be-measured object 14, with both the detection parts 15 and 16. It is possible to properly sense the capacitance between the device under test 14 and the capacitance around the device under test 14.
（３） この距離センサにおいては、前記距離検出部１５及び湿度検出部１６が複数組設けられている。このため、被測定物１４が平板状に構成されている場合でも、複数組の距離検出部１５及び湿度検出部１６により、被測定物１４との間の距離１４１を容易に検出することができる。 (3) In this distance sensor, a plurality of sets of the distance detector 15 and the humidity detector 16 are provided. For this reason, even when the device under test 14 is configured in a flat plate shape, the distance 141 between the device under test 14 can be easily detected by the plurality of sets of the distance detector 15 and the humidity detector 16. .
（４） この距離センサにおいては、前記距離検出部１５が一直線上に３箇所以上設けられている。このため、平板状の被測定物１４との間の距離１４１を検出する場合、一直線上に３箇所以上配置された距離検出部１５を被測定物１４に対して、距離検出部１５の配置方向と直交する方向へ相対移動させることにより、被測定物１４との間の距離１４１を広範囲にわたって同時に検出することができる。よって、平板状の被測定物１４の表面の平行度を検出する場合に適応することができる。 (4) In this distance sensor, the distance detector 15 is provided at three or more locations on a straight line. For this reason, when detecting the distance 141 with respect to the flat plate-shaped object 14, the distance detection unit 15 arranged at three or more locations on a straight line is arranged with respect to the object 14 in the direction in which the distance detection unit 15 is arranged. The distance 141 between the object to be measured 14 can be detected simultaneously over a wide range. Therefore, it can be applied to the case where the parallelism of the surface of the flat object 14 is detected.
（５） この距離センサにおいては、前記距離検出部１５の位置を検出するために被測定物１４の周辺の温度を感知する温度検出部１７が設けられている。このため、距離検出部１５による被測定物１４との間の距離検出時には、温度検出部１７により被測定物１４の周辺の温度が感知されて、その温度に基づいて距離検出部１５を支持するガラス基板１２の温度変形に伴う距離検出部１５の位置変化が検出される。よって、この温度検出部１７により検出される距離検出部１５の位置変化に応じて、距離検出部１５により検出される被測定物１４との間の距離１４１を補正制御すれば、被測定物１４の周辺の温度の変化に伴う距離検出部１５の検出誤差を是正することができる。よって、被測定物１４の周辺の温度が変化した場合でも、距離検出部１５により被測定物１４との間の距離１４１を正確に検出することができる。 (5) In this distance sensor, a temperature detector 17 for sensing the temperature around the object to be measured 14 is provided in order to detect the position of the distance detector 15. For this reason, when the distance between the object to be measured 14 is detected by the distance detecting unit 15, the temperature detecting unit 17 senses the temperature around the object to be measured 14 and supports the distance detecting unit 15 based on the temperature. A change in the position of the distance detection unit 15 due to temperature deformation of the glass substrate 12 is detected. Therefore, if the distance 141 between the distance detection unit 15 detected by the distance detection unit 15 is corrected and controlled in accordance with the position change of the distance detection unit 15 detected by the temperature detection unit 17, the measurement target 14 It is possible to correct the detection error of the distance detector 15 due to a change in the temperature around the. Therefore, even when the temperature around the device under test 14 changes, the distance 141 between the device under test 14 can be accurately detected by the distance detector 15.
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態において、ガラス基板１２上の各検出部１３における温度検出部１７を省略すること。
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the embodiment, the temperature detection unit 17 in each detection unit 13 on the glass substrate 12 is omitted.
・ 前記実施形態において、距離検出部１５の構成を任意に変更すること。例えば、渦電流の検出によって距離を検出する構成とすること。 -In the said embodiment, changing the structure of the distance detection part 15 arbitrarily. For example, the distance is detected by detecting eddy current.
１１…距離センサ、１２…ガラス基板、１４…被測定物、１４１…距離、１５…距離検出部、１６…湿度検出部、１７…温度検出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Distance sensor, 12 ... Glass substrate, 14 ... Object to be measured, 141 ... Distance, 15 ... Distance detection part, 16 ... Humidity detection part, 17 ... Temperature detection part
Claims (5)
前記距離検出部に隣接して、被測定物周辺の湿度検出のために被測定物周辺の静電容量を感知する湿度検出部を設けたことを特徴とする距離センサ。 In a distance sensor provided with a distance detection unit for sensing the capacitance between the object to be measured for detecting the distance to the object to be measured,
A distance sensor provided with a humidity detecting unit for sensing a capacitance around the object to be measured for detecting humidity around the object to be measured adjacent to the distance detecting unit.
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