DE102017011463A1

DE102017011463A1 - Maschinenlerneinrichtung zum Lernen eines Verfahrens zum Justieren eines optischen Teils einer Lichtquelleneinheit und Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017011463A1
Application number: DE102017011463.3A
Authority: DE
Inventors: Michinori Maeda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2037-12-13
Also published as: US20180172983A1; JP6339655B1; US10241324B2; JP2018101025A; CN108205180B; CN108205180A; DE102017011463B4

Abstract

Eine Maschinenlerneinrichtung erfasst Entscheidungsdaten, die eine Einstellzeit einer Position und Ausrichtung eines optischen Teils und einen Zustand von durch eine Lichtmesseinrichtung gemessenem Licht enthalten. Die Maschinenlerneinrichtung umfasst eine Lerneinheit, die ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils lernt. Die Lerneinheit umfasst eine Belohnungsberechnungseinheit, die basierend auf der Justierungseinstellzeit und dem Zustand des Lichts eine Belohnung berechnet, und eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit, die basierend auf der Belohnung eine Wertfunktion aktualisiert. Die Lerneinheit umfasst eine Entscheidungseinheit, die basierend auf der Wertfunktion ein Bewegungsverfahren des optischen Teils festlegt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschinenlerneinrichtung zum Lernen eines Verfahrens zum Justieren eines optischen Teils einer Lichtquelleneinheit und eine Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Eine Lichtquelleneinheit, wie etwa ein Laserdiodenmodul, wird für zahlreiche Vorrichtungen verwendet. In einer Lichtquelleneinheit werden optische Teile, wie etwa ein lichtemittierendes Element, eine Linse und ein Lichtwellenleiter, an einem Gehäuse angebracht. Bei dem Herstellungsverfahren der Lichtquelleneinheit wird ein lichtemittierendes Element in einer vorgegebenen Position des Gehäuses angebracht und dann werden andere optische Teile am Gehäuse befestigt. Die optischen Teile müssen so angebracht werden, dass sie sich bezogen auf das lichtemittierende Element in der optimalen Position und Ausrichtung befinden. Die optischen Teile müssen beispielsweise so angeordnet werden, dass Licht mit einer vorgegebenen Intensität in einer vorgegebenen Richtung abgegeben wird. Die optischen Teile werden so am Gehäuse angebracht, dass die Intensität von durch das lichtempfangende Element empfangenem Licht vorgegebene Standards erfüllt (z.B. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2008-176342A).
Ein Vorgang zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils wird als Justierung bezeichnet. Der Vorgang wird auch als optische Achseneinstellung bezeichnet. Bei dem Verfahren zum Justieren des optischen Teils werden die Lichtintensität und dergleichen gemessen, während die Position und Ausrichtung des optischen Teils geändert werden. Die Position und Ausrichtung werden mehrmals geändert, bis der gemessene Lichtwert einen vorgegebenen Standard erfüllt.
Bei einem Justierungsverfahren gemäß dem Stand der Technik bestimmt ein Bediener basierend auf seiner/ihrer Erfahrung vorab ein Justierungsverfahren. Der Bediener legt die Position und Ausrichtung eines optischen Teils fest und analysiert dann den gemessenen Lichtwert. Danach korrigiert der Bediener mehrmals die Position und Ausrichtung des optischen Teils basierend auf den Analyseergebnissen. Somit hängt eine Korrektur des Justierungsverfahrens vom Können des Bedieners ab und ist daher schwierig automatisch durchzuführen.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-084171A offenbart eine Steuervorrichtung zum Antreiben einer Linse, die einen Linsenhalterahmen steuern kann, um eine Kollision mit einer Maschinenkante zu vermeiden, wenn eine Linsenantriebseinrichtung zum Durchführen eines Autofokus für eine Suche angetrieben wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Allgemeinen können die Position und Ausrichtung eines optischen Teils durch Positionen (x, y, z) auf den Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems und Drehwinkel (θx, θy, θz) um die Achsen ausgedrückt werden. Mit anderen Worten, die Position und Ausrichtung eines optischen Teils kann unter Verwendung von sechs Achsen eingestellt werden. Bei einem Verfahren, bei dem ein Bediener ein Justierungsverfahren basierend auf seiner/ihrer Erfahrung bestimmt, wählt der Bediener aus zahlreichen Verfahren ein optimales Verfahren aus.
An diesem Punkt variiert eine Betriebszeit zum Erhalten einer optimalen Position und Ausrichtung erheblich abhängig von dem Bewegungsverfahren des optischen Teils. In manchen Fällen kann die Justierung des optischen Teils abhängig vom Bediener längere Zeit in Anspruch nehmen. Dies kann die Produktionseffizienz verringern. Wenn eine Einstellung der Position und Ausrichtung des optischen Teils nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne abgeschlossen wird, wird der Betrieb typischerweise beendet und gleichzeitig ein Alarm ausgegeben. Wenn der Alarm ausgegeben wird, entscheidet der Bediener, dass das Teil defekt ist. Es gibt jedoch einige Fälle, in denen das Teil nicht defekt sein kann, wodurch der Ertrag der Lichtquelleneinheit verringert wird. Selbst wenn die Justierung abgeschlossen wird, kann die Justierung unnötige Arbeitsgänge umfassen. Alternativ können manche Justierungen des optischen Teils längere Zeit als die Mindestjustierungszeit in Anspruch nehmen.
Bei der Herstellung der Lichtquelleneinheiten der gleichen Art kann der Bediener Arbeitsgänge in dem gleichen Justierungsverfahren unabhängig von Schwankungen der Qualität der Teile durchführen. Dieses Verfahren ist zur Justierung der Teile mit gleicher Qualität wirkungsvoll. Wenn die Qualität der verwendeten Teile jedoch variiert, ist dieses Justierungsverfahren nicht optimal. Der Bediener muss das Justierungsverfahren überprüfen. Folglich vergrößern sich die Schwankungen der Betriebszeit. Alternativ kann der Bediener ein unnötiges Verfahren wiederholen oder zu viel Zeit damit verbringen, optische Teile zu verlagern.
Es versteht sich, dass die Qualität der Teile der Lichtquelleneinheit die Justierung des optischen Teils beeinflusst und viele Arten von Qualitätsinformationen zur Verfügung stehen. Es gibt eine ziemlich große Anzahl an Kombinationen von Verfahren für Bewegungen auf Achsen und Teilequalitätsinformationen. Daher ist es für den Bediener schwierig, das Justierungsverfahren zu bestimmen und gleichzeitig dem Justierungsverfahren die Teilequalitätsinformationen theoretisch zuzuordnen.
Eine Maschinenierneinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung lernt ein Verfahren zum Justieren des optischen Teils einer Lichtquelleneinheit. Die Maschinenlerneinrichtung umfasst eine Zustandsüberwachungseinheit, die Zustandsdaten erfasst, die die Position und Ausrichtung des optischen Teils und Qualitätsinformationen einer Komponente der Lichtquelleneinheit enthalten. Die Maschinenlerneinrichtung umfasst eine Entscheidungsdatenerfassungseinheit, die Entscheidungsdaten erfasst, die die Einstellzeit der Position und Ausrichtung des optischen Teils und einen Zustand von durch eine Lichtmesseinrichtung gemessenem Licht enthalten. Die Maschinenierneinrichtung umfasst eine Lerneinheit, die basierend auf den durch die Zustandsüberwachungseinheit erfassten Zustandsdaten und den durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfassten Entscheidungsdaten ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils lernt. Die Lerneinheit umfasst eine Belohnungsberechnungseinheit, die basierend auf der Einstellzeit und dem Zustand des Lichts, die durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfasst werden, eine Belohnung berechnet. Die Lerneinheit umfasst eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit, die basierend auf der durch die Belohnungsberechnungseinheit festgelegten Belohnung eine Wertfunktion aktualisiert. Die Lerneinheit umfasst eine Entscheidungseinheit, die basierend auf der Wertfunktion das Bewegungsverfahren des optischen Teils festlegt.
Eine Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Lichtmesseinrichtung, die einen Zustand des von einem lichtemittierenden Element abgegebenen Lichts misst, eine Bewegungseinrichtung, die ein optisches Teil bewegt und gleichzeitig hält, und eine Steuereinrichtung, die die Bewegungseinrichtung steuert. Die Steuereinrichtung umfasst eine Zustandsüberwachungseinheit, die Zustandsdaten erfasst, die die Position und Ausrichtung des optischen Teils und Qualitätsinformationen einer Komponente enthalten. Die Steuereinrichtung umfasst eine Entscheidungsdatenerfassungseinheit, die Entscheidungsdaten erfasst, die die Einstellzeit der Position und Ausrichtung des optischen Teils und den Zustand von durch die Lichtmesseinrichtung gemessenem Licht enthalten. Die Steuereinrichtung umfasst eine Lerneinheit, die basierend auf den durch die Zustandsüberwachungseinheit erfassten Zustandsdaten und den durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfassten Entscheidungsdaten ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils lernt. Die Lerneinheit umfasst eine Belohnungsberechnungseinheit, die basierend auf der Einstellzeit und dem Zustand des Lichts, die durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfasst werden, eine Belohnung berechnet. Die Lerneinheit umfasst eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit, die basierend auf der durch die Belohnungsberechnungseinheit festgelegten Belohnung eine Wertfunktion aktualisiert. Die Lerneinheit umfasst eine Entscheidungseinheit, die basierend auf der Wertfunktion ein Bewegungsverfahren des optischen Teils festlegt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht einer Lichtquelleneinheit gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm eines ersten Herstellungssystems gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine Seitenansicht, die die Justierung einer ersten Linse in einer Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Seitenansicht einer Linse und eines Gestells während der Justierung der Linse.
5 ist ein Diagramm der Lichtintensität bezogen auf eine Linsenposition in der x-Achsenrichtung.
6 ist eine schematische Darstellung eines Neuronenmodells.
7 ist eine schematische Darstellung eines dreischichtigen neuronalen Netzes, das durch Kombinieren einer Mehrzahl Neuronen gebildet wird.
8 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Bewegung der Linse.
9 ist ein Flussdiagramm einer Lernsteuerung durch die Maschinenlerneinrichtung gemäß der Ausführungsform.
10 ist eine Seitenansicht der Lichtquelleneinheit beim Justieren einer zweiten Linse.
11 ist ein Blockdiagramm eines zweiten Herstellungssystems gemäß der Ausführungsform.
12 ist ein Blockdiagramm eines dritten Herstellungssystems gemäß der Ausführungsform.

Genaue Beschreibung
Bezug nehmend auf die 1 bis 12 sind nachstehend eine Maschinenlerneinrichtung und eine Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Die Maschinenlerneinrichtung und die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform lernen das Verfahren zum Justieren des optischen Teils einer Lichtquelleneinheit.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht der Lichtquelleneinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Eine Lichtquelleneinheit 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewirkt, dass von einem lichtemittierenden Element 42 abgegebenes Licht in einen Lichtwellenleiter 44 eintritt. Die Lichtquelleneinheit 4 umfasst das lichtemittierende Element 42, das Licht, wie etwa einen Laserstrahl, abgibt. Das lichtemittierende Element 42 ist beispielsweise eine Laserdiode. Die Lichtquelleneinheit 4 umfasst eine erste Linse 45 und eine zweite Linse 46, die die Bewegungsrichtung des Lichts ändern. Die erste Linse 45 und die zweite Linse 46 sind mit ihren gekrümmten Oberflächen einander zugewandt angeordnet. Die Lichtquelleneinheit 4 umfasst ein lichtempfangendes Element 43, das einen von der zweiten Linse 46 abgegebenen Laserstrahl empfängt. Der Lichtwellenleiter 44 ist im lichtempfangenden Element 43 angeordnet.
Das lichtemittierende Element 42 und das lichtempfangende Element 43 sind an einem Gehäuse 41 angebracht. Die erste Linse 45 ist mit einem Haftmittel 82 an einem feststehenden Abschnitt 41a des Gehäuses 41 befestigt. Die zweite Linse 46 ist mit dem Haftmittel 82 an einem feststehenden Abschnitt 41b des Gehäuses 41 befestigt. Das vom lichtemittierenden Element 42 abgegebene Licht wird durch die erste Linse 45 in paralleles Licht umgewandelt. Das von der ersten Linse 45 abgegebene Licht wird durch die zweite Linse 46 gesammelt. Danach tritt das von der zweiten Linse 46 abgegebene Licht in den im lichtempfangenden Element 43 angeordneten Lichtwellenleiter 44 ein. Somit umfasst die Lichtquelleneinheit 4 wenigstens ein optisches Teil. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Linsen 45 und 46 als Beispiele für optische Teile zum Durchführen der Justierung beschrieben.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines ersten Herstellungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 zeigt eine Seitenansicht der Lichtquelleneinheit während der Justierung der ersten Linse. Bezug nehmend auf 2 und 3 umfasst ein Herstellungssystem 8 eine Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 und eine Maschinenlerneinrichtung 2. Die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 führt die Justierung des in der Lichtquelleneinheit 4 angeordneten optischen Teils durch. Mit anderen Worten, die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 stellt die Position und Ausrichtung des optischen Teils ein. Die Maschinenlerneinrichtung 2 ist mit der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 verbunden, um mit der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 zu kommunizieren. Die Maschinenlerneinrichtung 2 lernt ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils basierend auf von der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 empfangenen Informationen und Linsenqualitätsinformationen 31.
Die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 umfasst eine Linsenbewegungseinrichtung 12, die als Bewegungseinrichtung des optischen Teils fungiert, welche das optische Teil bewegt. Die Linsenbewegungseinrichtung 12 der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein Gestell 18, das die Linsen 45 und 46 hält. Die Linsenbewegungseinrichtung 12 umfasst einen Antriebsmotor 16 zum Antreiben des Gestells 18 und einen Drehstellungsdetektor 17, der am Antriebsmotor 16 angebracht ist.
Die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 umfasst eine Steuereinrichtung 11, die die Linsenbewegungseinrichtung 12 steuert. Die Steuereinrichtung 11 wird durch einen Arithmetik-Prozessor (Computer) gebildet, der eine Zentraleinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM) umfasst, die über einen Bus miteinander verbunden sind. Die Steuereinrichtung 11 umfasst eine Betriebssteuereinheit 14, die einen Betriebsbefehl an eine Lichtmesseinrichtung 13 und die Linsenbewegungseinrichtung 12 sendet. Der Antriebsmotor 16 der Linsenbewegungseinrichtung 12 wird in Antwort auf den Betriebsbefehl angetrieben.
Der Antriebsmotor 16 wird angetrieben, um die Position und Ausrichtung des Gestells 18 zu ändern. Des Weiteren erfasst der Drehstellungsdetektor 17 die Drehstellung der Abtriebswelle des Antriebsmotors 16. Die Position und Ausrichtung der Linsen 45 und 46 werden basierend auf dem Ausgang des Drehstellungsdetektors 17 erfasst.
4 zeigt eine Seitenansicht des Gestells und der Linse beim Einstellen der Position und Ausrichtung der Linse. Das Gestell 18 kann die Linse 45 beispielsweise durch Ansaugen halten. Der Antriebsmotor 16 wird angetrieben, um die Position und Ausrichtung des Gestells 18 und die Position und Ausrichtung der Linse 45 zu ändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Position der Linse 45 durch Positionen (x, y, z) auf den Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems ausgedrückt. Die Ausrichtung der Linse 45 wird durch Drehstellungen (θx, θy, θz) längs Antriebsachsen für Drehbewegungen ausgedrückt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird vorab auf der Linse 45 ein Mittelpunkt 45a festgelegt. Für ein die Position der Linse 45 angebendes Koordinatensystem kann beispielsweise ein Koordinatensystem, das eine x-Achse, y-Achse und z-Achse umfasst, mit einem Ursprung in einer beliebigen Position des Gehäuses 41 festgelegt werden. Für ein die Ausrichtung (Drehstellung) der Linse 45 angebendes Koordinatensystem werden beispielsweise eine x-Achse, y-Achse und z-Achse mit einem Ursprung im Mittelpunkt 45a der Linse festgelegt. Außerdem kann das Koordinatensystem mit einer Antriebsachse um die x-Achse, einer Antriebsachse um die y-Achse und einer Antriebsachse um die z-Achse verwendet werden. Drehwinkel längs der jeweiligen Antriebsachsen lassen sich als Drehstellung der Linse 45 definieren. Der Koordinatenwert der Antriebsachse um die x-Achse kann beispielsweise durch den Drehwinkel θx ausgedrückt werden.
Die Linsenbewegungseinrichtung 12 der vorliegenden Ausführungsform stellt die Position und Ausrichtung der Linse 45 längs der sechs Antriebsachsen ein. Die Linsenbewegungseinrichtung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt, sofern die Position und Ausrichtung der Linse einstellbar sind. Zum Beispiel können die Position und Ausrichtung der Linse abhängig von der Form des optischen Teils beispielsweise durch fünf Antriebsachsen eingestellt werden. In diesem Fall kann die Linsenbewegungseinrichtung eine beliebige Konfiguration haben, sofern das Gestell so ausgebildet ist, dass es sich basierend auf den fünf Antriebsachsen bewegt. Außerdem kann die Linsenbewegungseinrichtung eine Bildverarbeitungseinrichtung und einen Detektor umfassen, um beim Montieren der Linse eine relative Verschiebung der Position und Ausrichtung der Linse auszugleichen.
Bezug nehmend auf 2 und 3 umfasst die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 die Lichtmesseinrichtung 13. Die Lichtmesseinrichtung 13 ist so ausgebildet, dass sie die Eigenschaften von Licht erfasst. Die Lichtmesseinrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform ist dafür ausgebildet, die Verteilung der Lichtintensität zu erfassen. Die Lichtmesseinrichtung 13 kann die Intensität von Licht, ein Modenmuster von Licht und die Mittelposition von Licht erfassen. Das Modenmuster wird durch die Verteilung der Lichtintensität bestimmt. Wenn das Modenmuster beispielsweise ein einzelner Modus ist, ist ein Laserstrahl ein Gaußscher Strahl.
Die Lichtmesseinrichtung 13 kann beispielsweise ein feststehender optischer Sensor sein. Der optische Sensor umfasst ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD), wobei das CCD die Verteilung der Lichtintensität erfassen kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein zweidimensionaler optischer Sensor verwendet. Die Lichtmesseinrichtung 13 kann eine Messeinrichtung sein, die wenigstens einen Zustand von Licht erfassen kann. Beispielsweise kann ein optischer Abtastsensor verwendet werden.
Bei dem Beispiel von 3 wird die Lichtmesseinrichtung 13 von einem Tragelement 19 getragen. Das Tragelement 19 wird auf dem feststehenden Abschnitt 41b platziert. Die Lichtmesseinrichtung 13 kann in einer Position angebracht werden, in der das lichtempfangende Element 43 angeordnet wird. Außerdem kann Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung einen Reflexionsspiegel umfassen, der Licht zur Außenseite der Lichtquelleneinheit lenkt. In diesem Fall kann die Lichtmesseinrichtung außerhalb der Lichtquelleneinheit angeordnet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Lichtmesseinrichtung 13 so angeordnet, dass sie eine optische Achse 81 des vom lichtemittierenden Element 42 abgegebenen Lichts kreuzt. Ferner wird die Lichtmesseinrichtung 13 so angeordnet, dass sich eine lichtempfindliche Oberfläche senkrecht zur optischen Achse 81 befindet. Die Lichtmesseinrichtung 13 wird durch die Steuereinrichtung 11 gesteuert. Informationen über den Zustand des durch die Lichtmesseinrichtung 13 gemessen Lichts werden an die Steuereinrichtung 11 gesendet.
Bei der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform werden die zwei Linsen 45 und 46 durch das Gestell 18 justiert, das längs der sechs Achsen bewegbar ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die zweite Linse 46 nach der Justierung der ersten Linse 45 justiert.
Bei der jeweiligen Justierung der Linsen 45 und 46 werden die Position und Ausrichtung der Linsen 45 und 46 so eingestellt, dass die Intensität von durch das lichtempfangende Element 43 empfangenem Licht einen vorgegebenen Entscheidungswert übersteigt. Ferner werden die Position und Ausrichtung der Linsen 45 und 46 so eingestellt, dass die Verteilung der Lichtintensität einem idealen Modenmuster nahekommt. Außerdem werden die Position und Ausrichtung der Linsen 45 und 46 so eingestellt, dass sich die Mittelposition von Licht nahe der Mittelachse des Lichtwellenleiters befindet.
Bei der Justierung der vorliegenden Ausführungsform werden die Linsen 45 und 46 um eine kurze Strecke oder einen kleinen Winkel längs einer der vorgegebenen sechs Achsen bewegt. Anschließend wird entschieden, ob der sich der Zustand von durch die Lichtmesseinrichtung 13 empfangenem Licht verbessert hat. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Zustand von durch die Lichtmesseinrichtung 13 empfangenem Licht in einen vorgegebenen Entscheidungsbereich fällt. Der Entscheidungsbereich des Zustands von Licht wird vorab durch den Bediener bestimmt und in einer Speichereinheit 26 gespeichert.
5 zeigt ein Diagramm der Beziehung zwischen einer Linsenmittelposition in der Richtung der x-Achse und der durch die Lichtmesseinrichtung erfassten Lichtintensität. Bei dem Diagramm von 5 werden die Linsen der gleichen Art in zwei Lichtquelleneinheiten der gleichen Art justiert. Das Diagramm zeigt die Beziehung zwischen Laserstrahlintensität und einer Linsenmittelposition. Eine Position xs ist die Mittelposition der Linse zu Beginn der Justierung der Linse. Bei der ersten Lichtquelleneinheit wird die Intensität des Lichts maximiert, wenn sich die Mittelposition der Linse in einer Position x1 befindet, wohingegen die Intensität des Lichts bei der zweiten Lichtquelleneinheit maximiert wird, wenn sich die Mittelposition der Linse in einer Position x2 befindet.
Die in der ersten Lichtquelleneinheit montierte Linse und die in der zweiten Lichtquelleneinheit montierte Linse werden mit den gleichen Konstruktionsvorgaben durch das gleiche Herstellungsverfahren hergestellt. Die optimale Position und Ausrichtung der Linsen variieren jedoch abhängig beispielsweise von der Qualität der Linsen. Bei der ersten Lichtquelleneinheit muss die Linse von der Justierungsstartposition xs zur negativen Seite der x-Achse bewegt werden, wie durch den Pfeil 91 angezeigt. Bei der zweiten Lichtquelleneinheit muss die Linse von der Justierungsstartposition xs zur positiven Seite der x-Achse bewegt werden, wie durch den Pfeil 92 angezeigt.
Wie vorstehend beschrieben, variiert die optimale Position der Linsen selbst dann abhängig von der Qualität der Linsen, wenn die Linsen mit den gleichen Vorgaben konstruiert werden. Wenn der Bediener die zweite Lichtquelleneinheit nach der Justierung der ersten Lichtquelleneinheit justiert, nimmt der Bediener auf die optimale Linsenposition x1 der ersten Lichtquelleneinheit Bezug. Der Bediener kann die Justierungsstartposition nahe der Position x1 festlegen. Alternativ kann der Bediener die Linse von der Position xs zur negativen Seite der x-Achse bewegen. Die optimale Position x2 der zweiten Lichtquelleneinheit ist jedoch von der Position x1 getrennt. Die optimale Position x2 der zweiten Lichtquelleneinheit befindet sich bezogen auf die Anfangsposition xs auf der entgegengesetzten Seite der Position x1. Daher nimmt die Justierung der zweiten Lichtquelleneinheit eine lange Einstellzeit in Anspruch.
Bei der vorliegenden Ausführungsform können die Linsen 45 und 46 basierend auf den sechs Antriebsachsen bewegt werden. Die Linsen 45 und 46 können längs der Antriebsachsen zur positiven Seite oder negativen Seite bewegt werden. Mit anderen Worten, jede der Linsen 45 und 46 kann in eine der zwölf Bewegungsrichtungen bewegt werden. Die Linsen 45 und 46 lassen sich in viele Richtungen bewegen. Obgleich zur Justierung eine kurze Einstellzeit bevorzugt wird, ist es für den Bediener schwierig, eine optimale der Bewegungsrichtungen auszuwählen, um die Einstellzeit zu verkürzen.
Des Weiteren umfasst die Linsenqualität eine Linsenform, die Zusammensetzung der Linsenmaterialen, den Brechungsindex der Linse, die Brennweite und die Eigenschaft eines auf einer Oberfläche angeordneten optischen Dünnfilms. Es ist schwierig für den Bediener, unter Berücksichtigung der Linsenqualität zusätzlich zu vielen Bewegungsrichtungen eine optimale Bewegungsrichtung auszuwählen. Die Maschinenlerneinrichtung der vorliegenden Ausführungsform lernt ein Verfahren zum Justieren der Linse mit einer kurzen Einstellzeit unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtungen der Linse und der Linsenqualität. Nachstehend ist ein maschinelles Lernen gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Die Maschinenlerneinrichtung hat die Funktion, durch Analyse nützliche Regeln, Kriterien und dergleichen aus den in die Einrichtung eingegebenen Datensätzen zu extrahieren, das Bestimmungsergebnis auszugeben und Wissen zu erwerben (maschinelles Lernen). Verschiedene Maschinenlernverfahren stehen zur Verfügung und lassen sich beispielsweise in „überwachtes Lernen“, „unüberwachtes Lernen“ und „bestärkendes Lernen“ einteilen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das bestärkende Lernen (Q-Lernen) des maschinellen Lernens durchgeführt. Des Weiteren wird zum Ausführen des bestärkenden Lernens ein Verfahren verwendet, das als „tiefes Lernen“ bezeichnet wird, bei dem die Extraktion eines Merkbetrags gelernt wird.
Zunächst wird die für das bestärkende Lernen festgelegte Problemstellung wie folgt berücksichtigt:

- Das Herstellungssystem (das beispielsweise die Steuereinrichtung der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung und die Maschinenierneinrichtung umfasst) überwacht einen Umgebungszustand und bestimmt eine Aktion.
- Die Umgebung kann gemäß einigen Regeln geändert werden und die Aktion des Systems selbst kann die Umgebung verändern.
- Bei jeder Aktion wird ein Belohnungssignal zurückgeführt.
- Die zu maximierende Größe ist die in Zukunft erhaltene Gesamtbelohnung (Diskontierung).
- Das Lernen beginnt in einem Zustand, in dem das Ergebnis der Aktion völlig unbekannt oder unzureichend bekannt ist. Genauer gesagt kann die Maschinenlerneinrichtung das Ergebnis der Aktion bis zur tatsächlichen Durchführung der Aktion nicht als Daten erhalten. Mit anderen Worten, die Maschinenlerneinrichtung muss eine optimale Aktion durch Versuch und Irrtum ermitteln.
- Das Lernen kann auch an einem geeigneten Ausgangspunkt in einem Anfangszustand gestartet werden, in dem ein vorbereitendes Lernen (überwachtes Lernen oder inverses bestärkendes Lernen) durchgeführt wird, um die Tätigkeiten (Aktionen) eines Menschen nachzuahmen.

Hierbei wird beim bestärkenden Lernen (Q-Lernen), zusätzlich zu einer Entscheidung und Klassifizierung, die Aktionen gelernt, wodurch basierend auf der Interaktion der Aktion mit der Umgebung eine geeignete Aktion gelernt wird. Mit anderen Worten, bei einem Verfahren zum bestärkenden Lernen wird ein Verfahren zum Maximieren einer in Zukunft erhaltenen Belohnung gelernt.
Das bestärkende Lernen ist ein Verfahren zum Lernen eines Aktionswerts Q(s, a) zum Auswählen einer Aktion „a“ in einem bestimmten Umgebungszustand „s“. Genauer gesagt wird in einem bestimmten Zustand „s“ bevorzugt eine Aktion a mit einem maximalen Aktionswert Q(s, a) als optimale Aktion ausgewählt. In einem Anfangszustand ist der korrekte Wert des Aktionswerts Q(s, a) hinsichtlich einer Kombination des Zustands „s“ und der Aktion „a“ jedoch völlig unbekannt. Daher wählt ein Agent (das Subjekt einer Aktion) verschiedene Aktionen „a“ in einem bestimmten Zustand „s“ aus, wobei zu diesem Zeitpunkt bezogen auf die Aktion „a“ die Belohnung vergeben wird. Dies ermöglicht es dem Agenten, die Auswahl einer besseren Aktion, d.h. einen korrekten Aktionswert Q(s, a), zu lernen.
Ferner wird zum Maximieren einer Gesamtbelohnung, die als Ergebnis der Aktion in Zukunft erhalten wird, Q(s, a) = E [Σ (γ^t) r_t] als Ziel festgelegt. In diesem Fall wird ein Erwartungswert erhalten, wenn sich der Zustand in Antwort auf eine optimale Aktion ändert. Der Erwartungswert ist noch immer ein unbekannter Wert und wird daher während einer Suche gelernt. Die Aktualisierungsgleichung des Aktionswerts Q(s, a) kann beispielsweise durch die folgende Gleichung (1) angegeben werden: $Q (s_{t}, a_{t}) \leftarrow Q (s_{t}, a_{t}) + α (r_{t + 1} + γ \underset{a}{m a x} Q (s_{t + 1}, a) - Q (s_{t}, a_{t}))$
In der Gleichung (1) stellt s_t den Zustand der Umgebung zu einem Zeitpunkt t und a_t die Aktion zum Zeitpunkt t dar. Durch die Aktion a_t ändert sich der Zustand in s_t+1. Die Belohnung, die durch die Änderung des Zustands erhalten wird, ist durch r_t+1 dargestellt. Der „max“ umfassende Term ist ein Q-Wert, der mit y multipliziert wird, wenn die Aktion a, die den höchsten bekannten Q-Wert aufweist, im Zustand s_t+1 ausgewählt wird. Hierbei ist y ein Parameter von 0 < γ ≤ 1, der als Diskontierungsfaktor bezeichnet wird. Das Symbol α ist ein Lernkoeffizient in dem Bereich 0 < α ≤ 1.
Die vorstehend beschriebene Gleichung (1) stellt ein Verfahren zum Aktualisieren des Aktionswerts Q(s_t, a_t) der Aktion a_t im Zustand s_t basierend auf der als Ergebnis der Aktion a_t zurückgeführten Belohnung r_t+1 dar. Das heißt, dies zeigt, dass, wenn die Summe der Belohnung r_t+1 und eines Aktionswerts Q(s_t+1, max a_t+1) der besten Aktion max a in einem durch die Aktion a verursachten späteren Zustand größer als der Aktionswert Q(s_t, a_t) der Aktion a im Zustand s ist, Q(s_t, a_t) erhöht wird. Im Gegensatz dazu wird Q(s_t, a_t) verringert, wenn die Summe kleiner als der Aktionswert Q(s_t, a_t) ist. Mit anderen Worten, der Wert einer gegebenen Aktion in einem gegebenen Zustand wird näher an eine unverzüglich als Ergebnis zurückgeführte Belohnung und den Wert der besten Aktion in einem durch die gegebene Aktion verursachten späteren Zustand herangebracht.
Hierbei wird Q(s, a) durch ein Verfahren auf einem Computer dargestellt, bei dem die Werte aller Zustands-/Aktionspaare (s, a) in einer Tabelle gespeichert werden, oder durch ein Verfahren, bei dem eine Funktion zum Annähern von Q(s, a) erstellt wird. Durch das letztere Verfahren kann die vorstehend beschriebene Gleichung (1) durch Einstellen eines Parameters einer Näherungsfunktion durch eine Technik, wie etwa dem stochastischen Gradientenabstieg, erhalten werden. Ein neuronales Netz, das später beschrieben ist, kann für die Näherungsfunktion verwendet werden.
Beim bestärkenden Lernen kann das neuronale Netz für einen Näherungsalgorithmus der Wertfunktion verwendet werden. 6 ist eine Darstellung, die schematisch ein Neuronenmodell zeigt. 7 ist eine Darstellung, die schematisch ein dreischichtiges neuronales Netz zeigt, das durch eine Kombination von in 6 gezeigten Neuronen gebildet wird. Das heißt, das neuronale Netz wird beispielsweise durch eine Recheneinrichtung, einen Speicher und dergleichen gebildet, die ein in 6 gezeigtes Neuronenmodell simulieren.
Wie in 6 gezeigt, gibt das Neuron für eine Mehrzahl Eingänge x (in 6 beispielsweise die Eingänge x1 bis x3) einen Ausgang (Ergebnis) y aus. Jeder der Eingänge x (x1, x2, x3) wird mit den Eingängen x entsprechenden jeweiligen Gewichten w (w1, w2, w3) multipliziert. Durch Anwenden dieses Verfahrens gibt das Neuron das durch die nachstehende Gleichung (2) dargestellte Ergebnis y aus. Es wird darauf hingewiesen, dass die Eingänge x, das Ergebnis y und die Gewichte w allesamt Vektoren sind. In der folgenden Gleichung (2) ist θ eine systematische Messabweichung und f_k eine Aktivierungsfunktion. $y = f_{k} (\sum_{i = 1}^{n} x_{i} w_{i} - θ)$
Bezug nehmend auf 7 wird nun das dreischichtige neuronale Netz beschrieben, das durch eine Kombination der in 6 gezeigten Neuronen gebildet wird. Wie in 7 gezeigt, wird eine Mehrzahl Eingänge x (hier beispielsweise die Eingänge x1 bis x3) auf der linken Seite des neuronalen Netzes eingegeben. Ergebnisse y (hier beispielsweise die Ergebnisse y1 bis y3) werden auf der rechten Seite ausgegeben. Genauer gesagt werden die Eingänge x1, x2, x3 mit den jeweiligen Gewichten multipliziert und dann jeweils in drei Neuronen N11 bis N13 eingegeben. Die zum Multiplizieren dieser Eingänge verwendeten Gewichte sind insgesamt durch W1 dargestellt.
Die Neuronen N11 bis N13 geben jeweils z11 bis z13 aus. In 7 sind z11 bis z13 insgesamt durch einen Merkmalsvektor Z1 dargestellt, der als Vektor angesehen werden kann, der aus einer Extraktion der Größe von Merkmalen der Eingangsvektoren resultiert. Dieser Merkmalsvektor Z1 ist ein Merkmalsvektor zwischen dem Gewicht W1 und dem Gewicht W2. z11 bis z13 werden mit den jeweiligen Gewichten multipliziert und dann in zwei Neuronen N21 und N22 eingegeben. Die Gewichte zum Multiplizieren dieser Merkmalsvektoren sind insgesamt durch W2 dargestellt.
Die Neuronen N21, N22 geben jeweils z21, z22 aus. In 7 sind z21, z22 insgesamt durch einen Merkmalsvektor Z2 dargestellt. Dieser Merkmalsvektor Z2 ist ein Merkmalsvektor zwischen dem Gewicht W2 und einem Gewicht W3. z21, z22 werden mit den jeweiligen Gewichten multipliziert und dann jeweils in drei Neuronen N31 bis N33 eingegeben. Die Gewichte zum Multiplizieren dieser Merkmalsvektoren sind insgesamt durch W3 dargestellt.
Schließlich geben die Neuronen N31 bis N33 jeweils die Ergebnisse y1 bis y3 aus. Das neuronale Netz arbeitet in einem Lernmodus und einem Wertvorhersagemodus. Beispielsweise wird im Lernmodus das Gewicht W mit einem Lerndatensatz gelernt und im Vorhersagemodus eine Aktion der Steuereinrichtung mit dem Parameter bestimmt. Der Begriff „Vorhersage“ wird der Einfachheit halber verwendet, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass verschiedene Aufgaben, wie etwa Erfassung, Klassifizierung und Inferenz, ausgeführt werden können.
Hierbei können im Vorhersagemodus durch einen tatsächlichen Betrieb der Steuereinrichtung der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung erfasste Daten unverzüglich gelernt und in einer späteren Aktion reflektiert werden (Online-Lernen). Alternativ wird das Lernen mit sämtlichen vorab gesammelten Datengruppen durchgeführt, wobei von da an mit dem Parameter ein Erfassungsmodus ausgeführt werden kann (Batch-Lernen). Alternativ kann der Lernmodus immer dann zwischengeschaltet werden, wenn sich eine bestimmte Datenmenge angesammelt hat, was eine zwischen den obigen zwei Techniken gelagerte Technik darstellt.
Die Gewichte W1 bis W3 können durch das Backpropagation-Verfahren (Rückwärtspropagierungsverfahren) gelernt werden. Fehlerinformationen werden von rechts eingegeben und nach links überführt. Das Backpropagation-Verfahren ist eine Technik, bei der das Gewicht für jedes der Neuronen eingestellt (gelernt) wird, um eine Differenz zwischen einem Ausgang y bei Eingabe des Eingangs x und einem tatsächlichen Ausgang y (Lehrer) zu verringern. Die Anzahl der Schichten eines solchen neuronalen Netzes kann auf drei oder mehr erhöht werden, wobei das Lernverfahren als tiefes Lernen bezeichnet wird.
Die Maschinenlerneinrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform führt das bestärkende Lernen durch. Bezug nehmend auf 2 wird die Maschinenlerneinrichtung 2 durch einen Arithmetik-Prozessor (Computer) gebildet, der eine CPU, ein RAM und dergleichen umfasst. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Aktion einer Handlung zum Bewegen der Linse um eine kleine Strecke oder einen kleinen Winkel in einer der Antriebsachsen. Außerdem wird in Bezug auf die Aktion zum Bewegen der Linse von jeder Position der Aktionswert basierend auf der Wertfunktion berechnet. Eine Bewegungsrichtung wird basierend auf dem Aktionswert ausgewählt.
Die Maschinenlerneinrichtung 2 umfasst eine Zustandsüberwachungseinheit 21, die Zustandsdaten erfasst, die die Position und Ausrichtung des optischen Teils und Qualitätsinformationen der Komponente der Lichtquelleneinheit 4 enthalten. Das optische Teil der vorliegenden Ausführungsform ist eine Linse. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 erfasst die Position und Ausrichtung der Linse von der Steuereinrichtung 11 der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1.
Der Bediener gibt vorab Linsenqualitätsinformationen 31 in die Eingabeeinheit 25 der Maschinenlerneinrichtung 2 ein. Die Maschinenierneinrichtung 2 umfasst die Speichereinheit 26, in der jegliche das Lernen betreffende Lerninformationen gespeichert werden. Die in die Eingabeeinheit 25 eingegebenen Linsenqualitätsinformationen 31 werden in der Speichereinheit 26 gespeichert. Die Linsenqualitätsinformationen 31 umfassen beispielsweise eine Materialzusammensetzung, eine Linsenform, einen Brechungsindex, eine Brennweite, eine Eigenschaft eines auf einer Oberfläche angeordneten optischen Dünnfilms und Herstellungsinformationen über eine Materialcharge, eine Herstellungsvorrichtung, den Bediener, ein Herstellungsverfahren und das Herstellungsdatum. Wenigstens einer dieser Punkte kann als Linsenqualitätsinformationen 31 verwendet werden. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 erfasst die Linsenqualitätsinformationen 31 als Qualitätsinformationen der Komponenten von der Speichereinheit 26.
Als Qualitätsinformationen der Komponenten werden die Informationen bevorzugt für jede Komponente eingegeben. In Bezug auf die Qualitätsinformationen der Komponenten können jedoch Komponenteninformationen für jede Herstellungscharge als repräsentativer Wert verwendet werden. Die Qualitätsinformationen der Komponenten können gelöscht werden, wenn sie als unnötig angesehen werden, nachdem ein Justierungsverfahren durch Lernen optimiert wurde.
Die Maschinenlerneinrichtung 2 umfasst eine Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22, die Entscheidungsdaten erfasst. Die Entscheidungsdaten werden beim bestärkenden Lernen zum Festlegen einer Belohnung in einer Wertfunktion verwendet. Die Entscheidungsdaten umfassen einen Zustand des durch die Lichtmesseinrichtung 13 gemessenen Lichts. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 eine Lichtintensität, ein Lichtmodenmuster und eine Mittelposition des Lichts als Zustände des Lichts.
Außerdem erfasst die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 eine Einstellzeit zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils. Mit anderen Worten, die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 erfasst eine Zeitdauer, die vom Start der Justierung bis zum Ende der Justierung benötigt wird. Die Steuereinrichtung 11 der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 umfasst eine Einstellzeitmesseinheit 15. Die Einstellzeitmesseinheit 15 erfasst eine Betriebszeit, wenn die Linse um eine kleine Strecke oder einen kleinen Winkel bewegt wird, um das Licht zu messen. Durch die Summierung der Betriebszeiten von Bewegungen kann die Einstellzeit berechnet werden, die vom Start der Justierung bis zum Ende der Justierung benötigt wird. Die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 erfasst die Einstellzeit von der Steuereinrichtung 11.
Die Maschinenlerneinrichtung 2 umfasst eine Lerneinheit 23, die ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils lernt. Die Lerneinheit 23 führt das Lernen basierend auf den durch die Zustandsüberwachungseinheit 21 erfassten Zustandsdaten und den durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 erfassten Entscheidungsdaten durch. Die Lerneinheit 23 umfasst eine Belohnungsberechnungseinheit 28, die basierend auf der Einstellzeit und dem Zustand des Lichts, die durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 erfasst werden, eine Belohnung berechnet. Die Lerneinheit 23 umfasst eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit 29, die basierend auf der durch die Belohnungsberechnungseinheit 28 festgelegten Belohnung die Wertfunktion aktualisiert.
Die Maschinenlerneinrichtung 2 umfasst eine Entscheidungseinheit 24, die basierend auf der durch die Lerneinheit 23 festgelegten Wertfunktion das Bewegungsverfahren der Linse festlegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform legt die Entscheidungseinheit 24 die Richtung der Bewegung der Linse als Bewegungsverfahren der Linse fest. Genauer gesagt wählt die Entscheidungseinheit 24 aus den positiven und negativen Richtungen auf den sechs Antriebsachsen die Bewegungsrichtung von einer aktuellen Linsenposition aus. Das durch die Entscheidungseinheit 24 festgelegte Bewegungsverfahren für die Linse kann eine Strecke und einen Winkel der Bewegung umfassen.
Ein Befehl der durch die Entscheidungseinheit 24 festgelegten Bewegungsrichtung wird an die Steuereinrichtung 11 der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 gesendet. Die Betriebssteuereinheit 14 treibt die Linsenbewegungseinrichtung 12 basierend auf dem empfangenen Befehl der Bewegungsrichtung an. Die Linsenbewegungseinrichtung 12 ändert die Position und Ausrichtung der Linse.
8 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Bewegung der Linse gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 8 sind aus Gründen der Einfachheit der Erklärung die x-Achse und die y-Achse der sechs Antriebsachsen dargestellt. Bei dem Beispiel von 8 bewegt sich die Linse 45 in einer zweidimensionalen Ebene. Bei diesem Beispiel bewegt sich die Linse 45 längs der x-Achse oder y-Achse.
In einem Bereich, in dem sich die Linse voraussichtlich bewegen wird, werden die Bewegungspunkte MP_mn in einem Gittermuster gesetzt. Ein kleiner Abstand zwischen den Bewegungspunkten wird festgelegt. Bei diesem Beispiel ist die Linse 45 an einem Bewegungspunkt MP₀₀ angeordnet. Der Mittelpunkt 45a der Linse 45 ist am Bewegungspunkt MP₀₀angeordnet. Die Linse 45 kann sich in vier Richtungen bewegen, die die positive Seite und die negative Seite der x-Achse sowie die positive Seite und die negative Seite der y-Achse umfassen. Für Bewegungen in die vier Richtungen werden Aktionswerte berechnet. Die Entscheidungseinheit 24 kann basierend auf den Aktionswerten für die jeweiligen Bewegungsrichtungen die Bewegungsrichtung am Bewegungspunkt auswählen. Bei dem Beispiel von 8 wird die Linse 45 zur positiven Seite der x-Achse bewegt, wie durch den Pfeil 93 angezeigt. Der Mittelpunkt 45a der Linse 45 bewegt sich zu einem Bewegungspunkt MP₁₀. Somit kann die Linsenbewegungseinrichtung die Linse basierend auf den Antriebsachsen bewegen.
9 zeigt ein Flussdiagramm einer Steuerung des maschinellen Lernens gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bezug nehmend auf 2 und 9 gibt der Bediener in Schritt 60 die Linsenqualitätsinformationen 31 in die Eingabeeinheit 25 der Maschinenlerneinrichtung 2 ein. Die Speichereinheit 26 speichert die Linsenqualitätsinformationen 31.
In Schritt 61 legt die Entscheidungseinheit 24 die Position und Ausrichtung der Linse zu Beginn der Justierung der Linse fest. Bei dem Beispiel von 9 wird die Justierung in einer vorgegebenen Position gestartet. Die Entscheidungseinheit 24 legt diese Position als Justierungsstartposition fest.
In Schritt 62 misst die Lichtmesseinrichtung 13 das Licht. Bei der vorliegenden Ausführungsform misst die Lichtmesseinrichtung 13 die Lichtintensität, das Modenmuster und die Mittelposition des Lichts. Die Steuereinrichtung 11 empfängt ein Messergebnis an der Anfangsposition. Die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 erfasst das Messergebnis an der Anfangsposition von der Steuereinrichtung 11.
In Schritt 63 legt die Entscheidungseinheit 24 eine Bewegungsrichtung von der aktuellen Position fest. Die Entscheidungseinheit 24 kann die Richtung auswählen, die dem großen Aktionswert entspricht. Ein vorgegebener Anfangswert wird für den Aktionswert der Bewegungsrichtung von jedem der Bewegungspunkte festgelegt. Alternativ kann die Bewegungsrichtung basierend auf einem ε-Greedy-Algorithmus festgelegt werden. Mit anderen Worten, die Richtung kann mit einer Wahrscheinlichkeit ε willkürlich ausgewählt werden. Die durch die Entscheidungseinheit 24 festgelegte Bewegungsrichtung wird an die Steuereinrichtung 11 gesendet.
In Schritt 64 treibt die Steuereinrichtung 11 die Linsenbewegungseinrichtung 12 basierend auf der durch die Entscheidungseinheit 24 festgelegten Bewegungsrichtung an. Die Linse 45 wird um die kleine Strecke oder den kleinen Winkel bewegt, um die Position und Ausrichtung der Linse 45 zu ändern. Der Drehstellungsdetektor 17 erfasst die Drehstellung der Abtriebswelle des Antriebsmotors 16. Die Betriebssteuereinheit 14 erfasst die Stellung der Achsen nach der Bewegung.
In Schritt 65 misst die Lichtmesseinrichtung 13 das Licht. Die Lichtmesseinrichtung 13 misst die Lichtintensität, ein Modenmuster und die Mittelposition des Lichts. Die Steuereinrichtung 11 empfängt das Messergebnis.
In Schritt 66 erfasst die Zustandsüberwachungseinheit 21 der Maschinenlerneinrichtung 2 Zustandsdaten. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 erfasst die Position der Linse auf jeder der Achsen. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 erfasst die in der Speichereinheit 26 gespeicherten Linsenqualitätsinformationen 31 von der Speichereinheit 26. Die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 erfasst Entscheidungsdaten. Die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 empfängt die Messergebnisse der Lichtintensität, des Modenmusters und der Mittelposition des Lichts von der Steuereinrichtung 11. Die Zustandsdaten und die Entscheidungsdaten werden in der Speichereinheit 26 gespeichert.
In Schritt 67 entscheidet die Belohnungsberechnungseinheit 28 der Lerneinheit 23, ob sich die Lichtintensität der aktuellen Position und Ausrichtung der Linse gegenüber der Lichtintensität der vorherigen Position und Ausrichtung der Linse erhöht hat. Bei Schritt 67 fährt die Steuerung mit Schritt 68 fort, wenn sich die Lichtintensität erhöht hat. In Schritt 68 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durch, bei der die in der Wertfunktion enthaltene Belohnung in Bezug auf die aktuelle Bewegung erhöht wird.
Bei Schritt 67 fährt die Steuerung mit Schritt 69 fort, wenn sich die Lichtintensität nicht erhöht hat. In Schritt 69 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durch, bei der die in der Wertfunktion enthaltene Belohnung in Bezug auf die aktuelle Bewegung verringert wird.
Anschließend entscheidet die Belohnungsberechnungseinheit 28 in Schritt 70, ob das Lichtmodenmuster der aktuellen Position und Ausrichtung der Linse besser als das Lichtmodenmuster der vorherigen Position und Ausrichtung der Linse ist. Mit anderen Worten, die Belohnungsberechnungseinheit 28 entscheidet, ob sich das Modenmuster verbessert hat. Im Falle von Licht eines einzelnen Modus kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 beispielsweise entscheiden, ob die Form der Lichtintensitätsverteilung in Bezug auf einen Maximalintensitätspunkt einer symmetrischen Form nahekommt. Die Belohnungsberechnungseinheit 28 kann entscheiden, dass sich das Modenmuster verbessert hat, wenn sich die Intensitätsverteilung der symmetrischen Form annähert. Außerdem kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 entscheiden, ob die Kreisförmigkeit der Intensitätsverteilung nahe bei 1 liegt. Die Belohnungsberechnungseinheit 28 kann entscheiden, dass sich das Modenmuster verbessert hat, wenn sich die Kreisförmigkeit an 1 annähert.
Bei Schritt 70 fährt die Steuerung mit Schritt 71 fort, wenn das Lichtmodenmuster der aktuellen Position und Ausrichtung der Linse besser als das Lichtmodenmuster der vorherigen Position und Ausrichtung der Linse ist. In Schritt 71 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durch, bei der die in der Wertfunktion enthaltene Belohnung in Bezug auf die aktuelle Bewegung erhöht wird. Bei Schritt 70 fährt die Steuerung mit Schritt 72 fort, wenn sich das Modenmuster nicht verbessert hat. In Schritt 72 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durch, bei der die in der Wertfunktion enthaltene Belohnung in Bezug auf die aktuelle Aktion verringert wird.
Anschließend entscheidet die Belohnungsberechnungseinheit 28 in Schritt 73, ob sich die Mittelposition des Lichts verbessert hat. Licht tritt bevorzugt an der Position der Mittelachse des Lichtwellenleiters 44 im lichtempfangenden Element 43 ein. Der optimale Punkt der Mittelposition des Lichts wird vorab festgelegt. Die Belohnungsberechnungseinheit 28 entscheidet, ob die Lichtintensität der aktuellen Position und Ausrichtung der Linse einen Maximalpunkt aufweist, der näher am optimalen Punkt liegt als der Maximalpunkt der Lichtintensität der vorherigen Position und Ausrichtung der Linse. Wenn der Maximalpunkt der aktuellen Lichtintensität näher am optimalen Punkt liegt als der Maximalpunkt der vorherigen Lichtintensität, kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 entscheiden, dass sich die Mittelposition des Lichts verbessert hat.
Bei Schritt 73 fährt die Steuerung mit Schritt 74 fort, wenn sich die Mittelposition des Lichts verbessert hat. In Schritt 74 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durch, bei der die in der Wertfunktion enthaltene Belohnung in Bezug auf die aktuelle Bewegung erhöht wird. Bei Schritt 73 fährt die Steuerung mit Schritt 75 fort, wenn sich die Mittelposition des Lichts nicht verbessert hat. In Schritt 75 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durch, bei der die in der Wertfunktion enthaltene Belohnung in Bezug auf die aktuelle Bewegung verringert wird.
Wenn die Belohnung in den Schritten 68, 71 und 74 erhöht wird, kann ein beliebiges Verfahren verwendet werden. Wenn das Kriterium beispielsweise die Lichtintensität ist, kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durchführen, bei der die Belohnung erhöht wird, je größer der Erhöhungsbetrag der Lichtintensität ist. Alternativ kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durchführen, bei der die Belohnung um einen vorgegebenen Erhöhungsbetrag erhöht wird.
Wenn die Belohnung in den Schritten 69, 72 und 75 verringert wird, kann ein beliebiges Verfahren verwendet werden. Wenn das Kriterium beispielsweise die Lichtintensität ist, kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durchführen, bei der die Belohnung verringert wird, je größer der Verringerungsbetrag der Lichtintensität ist. Alternativ kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durchführen, bei der die Belohnung um einen vorgegebenen Verringerungsbetrag verringert wird.
Somit führt die Belohnungsberechnungseinheit 28, wenn sich ein Zustand des Lichts durch Bewegen der Linse verbessert hat, die Steuerung durch, bei der die Belohnung erhöht wird. Außerdem führt die Belohnungsberechnungseinheit 28, wenn sich ein Zustand des Lichts durch Bewegen der Linse verschlechtert hat, die Steuerung durch, bei der die Belohnung verringert wird. In den Schritten 67, 70 und 73 führt die Belohnungsberechnungseinheit 28, wenn der vorherige Zustand des Lichts identisch mit dem aktuellen Zustand des Lichts ist, eine Steuerung durch, bei der die Belohnung verringert wird. Die Steuerung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Wenn sich der Zustand des Lichts nicht ändert, führt die Belohnungsberechnungseinheit eine Steuerung durch, bei der die Belohnung auf einem aktuellen Wert gehalten werden kann.
Anschließend aktualisiert die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 29 in Schritt 76 die Wertfunktion basierend auf der durch die Belohnungsberechnungseinheit 28 festgelegten Belohnung.
Danach entscheidet die Entscheidungseinheit 24 der Maschinenlerneinrichtung 2 in Schritt 77, ob die Lichtintensität, das Modenmuster und die Mittelposition des Lichts in den vorgegebenen Entscheidungsbereich fallen. Mit anderen Worten, die Entscheidungseinheit 24 entscheidet, ob der Zustand des Lichts die erwünschten Bedingungen erfüllt. Bei Schritt 77 wird diese Steuerung beendet, wenn die Lichtintensität, das Modenmuster und die Mittelposition des Lichts in den Entscheidungsbereich fallen. Wenn die Lichtintensität, das Modenmuster und/oder die Mittelposition des Lichts außerhalb des Entscheidungsbereichs festgelegt werden, kehrt die Steuerung bei Schritt 77 zu Schritt 63 zurück. In Schritt 63 legt die Entscheidungseinheit 24 eine Bewegungsrichtung von der aktuellen Position und Ausrichtung fest. Außerdem kann die Maschinenlerneinrichtung 2 die Steuerungen von Schritt 63 bis Schritt 77 wiederholen, bis der Zustand des Lichts in den Entscheidungsbereich fällt.
Die Einstellzeitmesseinheit 15 der Steuereinrichtung 11 kann eine Zeitdauer vom Start der Justierung bis zum Ende der Justierung erfassen. Nach dem Abschluss der Steuerung in 9 erfasst die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 die Einstellzeit von der Steuereinrichtung 11. Ferner kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 die Belohnung der Wertfunktion jeder Bewegung basierend auf der Einstellzeit aktualisieren. Die Belohnungsberechnungseinheit 28 kann beispielsweise eine Steuerung durchführen, bei der die Belohnung verringert wird, je länger die Einstellzeit ist. Alternativ kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 eine Steuerung durchführen, bei die Belohnung erhöht wird, je kürzer die Einstellzeit ist.
Danach aktualisiert die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 29 die Wertfunktionen für alle Bewegungsbahnen, auf denen die aktuellen Justierungen der Linse durchgeführt wurden. Außerdem kann die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 29 basierend auf der korrigierten Wertfunktion den Aktionswert für jede Bewegung berechnen. Die nachfolgende Linse der Lichtquelleneinheit kann basierend auf dem aktualisierten Aktionswert justiert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Maschinenlerneinrichtung 2 das Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung der Linse lernen. Außerdem wird die Linse basierend auf dem Lernergebnis bewegt, um in kurzer Zeit justiert zu werden. Nach dem Abschluss einer Einstellung der Position und Ausrichtung der ersten Linse 45 wird die erste Linse 45 mit dem Haftmittel 82 an dem feststehenden Abschnitt 41a befestigt.
Bei der vorstehenden Ausführungsform wird die Justierung der Linse in einer vorgegebenen Position gestartet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Justierungsstartposition der Linse kann auch durch maschinelles Lernen gelernt werden. Beispielsweise kann die Justierungsstartposition der Linse auch durch bestärkendes Lernen gelernt werden. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 kann die Linsenqualitätsinformationen und die Startposition erfassen. Die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 kann eine für die Justierung erforderliche Einstellzeit von der Einstellzeitmesseinheit 15 erfassen. Die Belohnungsberechnungseinheit 28 kann basierend auf der Einstellzeit eine Belohnung festlegen. Beispielsweise kann die Belohnungsberechnungseinheit 28 die Belohnung umso mehr erhöhen, je kürzer die Einstellzeit ist. Die Wertfunktionsaktualisierungseinheit 29 kann die Wertfunktion basierend auf der festgelegten Belohnung aktualisieren. Die Entscheidungseinheit 24 kann die Justierungsstartposition der Linse gemäß dem basierend auf der Wertfunktion berechneten Aktionswert festlegen.
Alternativ kann die Justierungsstartposition der Linse durch das überwachte Lernen gelernt werden. Beim überwachten Lernen wird die Maschinenlerneinrichtung mit Lehrerdaten versorgt, d.h. mit einer großen Anzahl Datensätze von Eingängen und Ergebnissen (Label). Die Maschinenlerneinrichtung kann die Merkmale der Datensätze lernen und induktiv ein Modell (Fehlermodell) zum Schätzen eines Ergebnisses anhand eines Eingangs, d.h. die Beziehung, erhalten. Qualitätsinformationen über Teile und die Justierungsstartposition der Linse können als Eingangsdaten eingegeben werden. Die Maschinenierneinrichtung kann eine Justierungszeit als Ausgangsdaten ausgeben. Die Maschinenlerneinrichtung kann eine Startposition auswählen, um die Justierungszeit zu verringern.
10 zeigt eine Seitenansicht bei einer Einstellung der Position und Ausrichtung der zweiten Linse gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden nach dem Abschluss der Einstellung der Position und Ausrichtung der ersten Linse 45 die Position und Ausrichtung der zweiten Linse eingestellt. Das Gestell 18 der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 hält die zweite Linse 46. Die Lichtmesseinrichtung 13 wird in einer Position angeordnet, die der Position des lichtempfangenden Elements 43 im Gehäuse 41 entspricht. Die Lichtmesseinrichtung 13 wird beispielsweise so angeordnet, dass die optische Achse 81 des lichtemittierenden Elements 42 senkrecht zur lichtempfangenden Oberfläche ist. Außerdem wird die Lichtmesseinrichtung 13 so angeordnet, dass die optische Achse 81 im Wesentlichen durch die Mitte der lichtempfangenden Oberfläche verläuft.
Anschließend können die Position und Ausrichtung der zweiten Linse 46 durch das gleiche Justierungsverfahren wie bei der ersten Linse 45 eingestellt werden. Nach dem Abschluss einer Einstellung der Position und Ausrichtung der zweiten Linse 46 wird die zweite Linse 46 mit dem Haftmittel 82 an dem feststehenden Abschnitt 41b befestigt.
Die erste Linse 45 und die zweite Linse 46 können auf diese Weise justiert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die zweite Linse nach der Justierung der ersten Linse 45 justiert. Die Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die erste Linse 45 und die zweite Linse können auch gleichzeitig justiert werden. In diesem Fall kann die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung die erste Linse durch das erste Gestell und die zweite Linse durch das zweite Gestell halten. Die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung kann die Bewegung der ersten Linse oder der zweiten Linse mehrfach steuern, um den Zustand des Lichts zu erfassen. Somit kann die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung gleichzeitig mehrere optische Teile justieren.
11 zeigt ein Blockdiagramm eines zweiten Herstellungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei dem zweiten Herstellungssystem sind mehrere Maschinenlerneinrichtungen 2 über Kommunikationseinrichtungen miteinander verbunden. Bei dem Beispiel von 11 sind die zwei Maschinenlerneinrichtungen 2 über die Kommunikationseinrichtungen miteinander verbunden. Die Maschinenlerneinrichtung 2 umfasst eine Kommunikationseinrichtung 30 zum Kommunizieren mit der anderen Maschinenlerneinrichtung. Eine der Maschinenlerneinrichtungen empfängt die Zustandsdaten und die Entscheidungsdaten von der anderen Maschinenlerneinrichtung.
Die Maschinenlerneinrichtungen sind miteinander verbunden, wodurch eine große Menge Lerndaten gemeinsam durch die Maschinenlerneinrichtungen genutzt werden kann. Außerdem kann eine Wertfunktion gemeinsam durch die Maschinenierneinrichtungen genutzt werden. Somit kann die Wertfunktion schnell aktualisiert werden, um die Zeit zur Bestimmung einer optimalen Wertfunktion und eines optimalen Aktionswerts zu verkürzen. Mit anderen Worten, die Lernzeit der Maschinenierneinrichtung wird verringert.
Ferner können an entfernten Standorten befindliche Maschinenlerneinrichtungen miteinander verbunden werden. Wenn beispielsweise an einem entfernten Standort eine neue Fabrik gebaut wird, können die Justierungsbedingungen einer Lichtquelleneinheit in kurzer Zeit festgelegt werden. Außerdem können, wenn für die gleiche Lichtquelleneinheit eine zusätzliche Fertigungsstraße installiert wird, die Justierungsbedingungen in kurzer Zeit festgelegt werden. Folglich wird die Produktionseffizienz der Lichtquelleneinheit in der Fabrik verbessert.
Bei der vorstehenden Ausführungsform ist die Maschinenlerneinrichtung 2 mit der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 1 verbunden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung kann die Funktion der Maschinenlerneinrichtung aufweisen.
12 zeigt ein Blockdiagramm eines dritten Herstellungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das dritte Herstellungssystem umfasst eine Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 5. Eine Steuereinrichtung 11 in der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung 5 umfasst eine Maschinenlerneinheit 51, die die Funktion der Maschinenlerneinrichtung 2 des ersten Herstellungssystems hat. Die Maschinenlerneinheit 51 umfasst eine Zustandsüberwachungseinheit 21, eine Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22, eine Lerneinheit 23 und eine Entscheidungseinheit 24.
Die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 kann einen Zustand des Lichts von einer Lichtmesseinrichtung 13 erfassen. Außerdem kann die Entscheidungsdatenerfassungseinheit 22 eine Linsenjustierungszeit von einer Einstellzeitmesseinheit 15 erhalten. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 kann die Position und Ausrichtung der Linse basierend auf dem Ausgang eines Drehstellungsdetektors 17 einer Linsenbewegungseinrichtung 12 erfassen. Die Entscheidungseinheit 24 kann einen Betriebsbefehl der Linse an eine Betriebssteuereinheit 14 senden.
Die Maschinenlerneinheit 51 umfasst eine Eingabeeinheit 25 und eine Speichereinheit 26. Linsenqualitätsinformationen 31 werden in die Eingabeeinheit 25 eingegeben und in der Speichereinheit 26 gespeichert. Die Zustandsüberwachungseinheit 21 erfasst die Linsenqualitätsinformationen 31 von der Speichereinheit 26. Andere Konfigurationen und Funktionen der Maschinenlerneinheit 51 sind mit denjenigen der Maschinenlerneinrichtung 2 (siehe 2) des ersten Herstellungssystems 8 vergleichbar.
Somit kann die Steuereinrichtung der Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung die Funktion des maschinellen Lernens aufweisen. Auch in diesem Fall können die Steuereinrichtungen in den mehreren Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtungen miteinander verbunden sein. Durch Verwenden dieser Konfiguration können die Wertfunktion und der Aktionswert gemeinsam durch die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtungen genutzt werden, wodurch die Lernzeit verringert werden kann.
Bei der vorstehenden Ausführungsform werden die Linsenqualitätsinformationen in die Eingabeeinheit eingegeben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Es können auch Qualitätsinformationen der Komponenten der Lichtquelleneinheit in die Eingabeeinheit eingegeben werden. Die Zustandsüberwachungseinheit kann außerdem Zustandsdaten erfassen, die Qualitätsinformationen der Komponenten enthalten. Die Lerneinheit kann basierend auf diesen Zustandsdaten das maschinelle Lernen durchführen.
Die Komponenten der Lichtquelleneinheit umfassen optische Teile. Die optischen Teile umfassen ein lichtemittierendes Element, ein lichtempfangendes Element, einen Spiegel, ein Filter, einen Lichtwellenleiter, einen Splitter und dergleichen. Die Komponenten umfassen außerdem ein Gehäuse. Qualitätsinformationen des lichtemittierenden Elements umfassen beispielsweise Eigenschaften, wie etwa Lichtwellenlänge, Lichtintensität, Temperatureigenschaften und einen Ausbreitungswinkel, und Herstellungsinformationen, wie etwa eine Materialcharge, eine Herstellungsvorrichtung, einen Bediener, ein Herstellungsverfahren und das Herstellungsdatum. Wenigstens einer dieser Punkte kann als Qualitätsinformationen des lichtemittierenden Elements verwendet werden. Qualitätsinformationen des Gehäuses umfassen Herstellungsinformationen, wie etwa eine Gehäuseform, (Gehäuseformfehler), eine Materialcharge, eine Herstellungsvorrichtung, einen Bediener, ein Herstellungsverfahren und das Herstellungsdatum. Wenigstens einer dieser Punkte kann als Qualitätsinformationen des Gehäuses verwendet werden. Die Qualität der Komponenten beeinflusst die Justierung der optischen Teile. Die Zustandsüberwachungseinheit kann die Informationen bezüglich der Qualität eines beliebigen Bestandteils erfassen. Die Lerneinheit kann das Lernen basierend auf der erfassten Qualität der Komponenten durchführen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde die Linse als Beispiel für das zu justierende optische Teil beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Eine Einstellung einer Position und Ausrichtung durch maschinelles Lernen lässt sich auf beliebige in einer Lichtquelleneinheit angeordnete optische Teile anwenden.
Die Lichtquelleneinheit der vorliegenden Ausführungsform umfasst die zwei Linsen, ein einzelnes lichtemittierende Element und ein einzelnes lichtempfangendes Element. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Lichtquelleneinheit kann eine beliebige Anzahl optischer Teile umfassen. Die Lichtquelleneinheit kann beispielsweise ein Filter oder einen Spiegel umfassen, das/der zwischen den Linsen angeordnet ist, oder ein einzelnes lichtempfangendes Element veranlassen, das Licht zu empfangen, das von mehreren lichtemittierenden Elementen abgegeben wird.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Maschinenlerneinrichtung, die das Verfahren zum Justieren der optischen Teile der Lichtquelleneinheit in kurzer Zeit lernt, und die Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung bereitstellen.
Bei den vorstehenden Steuerungen kann die Reihenfolge der Schritte beliebig geändert werden, sofern sich die Funktionen und Effekte nicht ändern.
Die Ausführungsform lässt sich beliebig mit einer anderen kombinieren. In den vorstehend beschriebenen Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen angegeben. Die Ausführungsform ist rein beispielhaft und schränkt daher die vorliegende Erfindung nicht ein. Die Ausführungsform umfasst Änderungen der Ausführungsform innerhalb des Umfangs der Ansprüche.

Claims

Maschinenlerneinrichtung (2), die ein Verfahren zum Justieren optischer Teile (45, 46) einer Lichtquelleneinheit (4) lernt, wobei die Maschinenlerneinrichtung umfasst: - eine Zustandsüberwachungseinheit (21), die Zustandsdaten erfasst, die eine Position und Ausrichtung des optischen Teils und Qualitätsinformationen einer Komponente der Lichtquelleneinheit enthalten, - eine Entscheidungsdatenerfassungseinheit (22), die Entscheidungsdaten erfasst, die eine Einstellzeit der Position und Ausrichtung des optischen Teils und einen Zustand von durch eine Lichtmesseinrichtung (13) gemessenem Licht enthalten, und - eine Lerneinheit (23), die basierend auf den durch die Zustandsüberwachungseinheit erfassten Zustandsdaten und den durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfassten Entscheidungsdaten ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils lernt, - wobei die Lerneinheit umfasst: - eine Belohnungsberechnungseinheit (28), die basierend auf der Einstellzeit und dem Zustand des Lichts, die durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfasst werden, eine Belohnung berechnet, - eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit (29), die basierend auf der durch die Belohnungsberechnungseinheit festgelegten Belohnung eine Wertfunktion aktualisiert, und - eine Entscheidungseinheit (24), die basierend auf der Wertfunktion ein Bewegungsverfahren des optischen Teils festlegt.
Maschinenlerneinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Zustand des Lichts eine Lichtintensität, ein Modenmuster und/oder eine Mittelposition des Lichts umfasst.
Maschinenlerneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei - die Komponenten Linsen (45, 46) sind und - die Qualitätsinformationen der Komponenten eine Materialkomponente, eine Linsenform, einen Brechungsindex, eine Brennweite, Eigenschaften eines auf einer Oberfläche angeordnetem optischen Dünnfilms, eine Materialcharge, eine Herstellungsvorrichtung, einen Bediener, ein Herstellungsverfahren und/oder das Herstellungsdatum umfassen.
Maschinenlerneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Kommunikationseinrichtung (30) umfasst, die mit einer anderen Maschinenlerneinrichtung kommuniziert, wobei - die Maschinenlerneinrichtung von der anderen Maschinenlerneinrichtung Zustandsdaten und Entscheidungsdaten empfängt und die Wertfunktion mit der anderen Maschinenlerneinrichtung gemeinsam nutzt.
Lichtquelleneinheitsherstellungsvorrichtung (5), die umfasst: - eine Lichtmesseinrichtung (13), die einen Zustand des von einem lichtemittierenden Element (42) abgegebenen Lichts misst, - eine Bewegungseinrichtung (12), die ein optisches Teil (45, 46) bewegt und gleichzeitig hält, und - eine Steuereinrichtung (11), die die Bewegungseinrichtung steuert, - wobei die Steuereinrichtung umfasst: - eine Zustandsüberwachungseinheit (21), die Zustandsdaten erfasst, die eine Position und Ausrichtung des optischen Teils und Qualitätsinformationen einer Komponente enthalten, - eine Entscheidungsdatenerfassungseinheit (22), die Entscheidungsdaten erfasst, die eine Einstellzeit der Position und Ausrichtung des optischen Teils und den Zustand von durch die Lichtmesseinrichtung gemessenem Licht enthalten, und - eine Lerneinheit (23), die basierend auf den durch die Zustandsüberwachungseinheit erfassten Zustandsdaten und den durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfassten Entscheidungsdaten ein Verfahren zum Einstellen der Position und Ausrichtung des optischen Teils lernt, - wobei die Lerneinheit umfasst: - eine Belohnungsberechnungseinheit (28), die basierend auf der Einstellzeit und dem Zustand des Lichts, die durch die Entscheidungsdatenerfassungseinheit erfasst werden, eine Belohnung berechnet, - eine Wertfunktionsaktualisierungseinheit (29), die basierend auf der durch die Belohnungsberechnungseinheit festgelegten Belohnung eine Wertfunktion aktualisiert, und - eine Entscheidungseinheit (24), die basierend auf der Wertfunktion das Bewegungsverfahren des optischen Teils festlegt.