DE10393193T5

DE10393193T5 - Mehrquellen-Ausrichtungssensor mit verbesserter Optik

Info

Publication number: DE10393193T5
Application number: DE10393193T
Authority: DE
Inventors: David D. Lakeland Madsen; David M. Minneapolis Kranz; Frederick M. II Maple Grove Cash
Original assignee: Cyberoptics Corp
Current assignee: Cyberoptics Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-09-29
Also published as: WO2004021759A1; GB2410328A; GB0505532D0; KR101022302B1; KR20050059149A; JP2005537648A; GB2410328B

Abstract

Sensorsystem für die Berechnung von Anordnungsinformation über ein Bauteil in einem Bearbeitungsapparat für elektronische Bauteile, wobei der Apparat das Bauteil lösbar hält und geeignet ist, das Bauteil zu drehen, wobei das Sensorsystem aufweist:
einen Sensor;
mehrere divergente Lichtquellen in dem Sensor, die derart angeordnet sind, daß sie einen Bauteilbereich in dem Sensor beleuchten;
einen Detektor, der relativ zu den Lichtquellen so angeordnet ist, daß das Bauteil, wenn das Bauteil zumindest teilweise in dem Bauteilbereich angeordnet ist, zumindest etwas von der Beleuchtung von mindestens einer der mehreren divergenten Lichtquellen abschirmt, um einen Schatten von zumindest einem Teil des Bauteils auf dem Detektor zu bilden, wobei der Detektor geeignet ist, während sich das Bauteil dreht, mehrere Detektorausgaben bereitzustellen;
eine zwischen einen Bauteilbereich und die mehreren divergenten Lichtquellen eingefügte Optik, um die Divergenz des durch sie durchgehenden Lichts zu verringern; und
eine Berechnungselektronik, welche die Detektorausgaben empfängt, um...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungssysteme, die elektrische Bauteile für eine präzise Anordnung durch Bestückungsautomaten auf Oberflächen, wie etwa gedruckten Leiterplatten, Hybridsubstraten, die Schaltungsstrecken aufweisen, und anderen Trägern von Schaltungsstrecken, ausrichten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein berührungsfreies lichtbasiertes Sensorsystem, das die Winkelausrichtung und den Ort (x, y) von Bauteilen präzise bestimmt, um es einem Bestückungsautomaten zu ermöglichen, die Winkelausrichtung des Bauteils relativ zu dem Koordinatensystem des Bestückungsautomaten für die richtige Anordnung zu korrigieren.
Die Elektrogeräte-Montageindustrie verwendet Bestückungsautomaten, um Bauteile automatisch von normierten Zuführungsmechanismen, wie etwa Bandrollen, zu greifen und derartige Bauteile auf geeigneten Trägern, wie etwa gedruckten Leiterplatten, zu "plazieren". Eine gegebene gedruckte Leiterplatte kann eine große Anzahl derartiger Bauteile umfassen, und somit ist die Automatisierung der Bauteil-Anordnung auf der gedruckten Leiterplatte für eine wirtschaftliche Herstellung unbedingt notwendig. Ein wichtiger Aspekt eines gegebenen Bestückungsautomaten ist die Art und Weise, in der die Bauteilausrichtung und der Ort vor der Anordnung detektiert werden. Einige Bestückungsautomaten transportieren das Bauteil zu einer Prüfstation, wo es von einer Prüfkamera oder etwas ähnlichem (d. h. kopffesten Systemen) abgebildet wird. Wenn es einmal abgebildet ist, berechnet die Steuerung oder eine andere geeignete Vorrichtung die Ausrichtungs- und Ortsinformation aus dem Bauteilbild. Ein mit derartigen Systemen verbundener Nachteil ist die zusätzliche Zeit, die erforderlich ist, um das Bauteil zu der Abbildungsstation zu transportieren; das Bauteil abzubilden und das Bauteil von der Abbildungsstation zu der Anordnungsstelle zu transportieren. Eine andere Art von Bestückungsautomat verwendet einen "Am-Kopf" Sensor (engl. "on-head" Sensor), um das Bauteil im wesentlichen abzubilden, während es von der Bauteilezuführung zu der Anordnungsstelle transportiert wird. Im Gegensatz zu dem obigen Beispiel ermöglichen Bauteil-Prüfsysteme am Kopf auf diese Weise typischerweise einen höheren Bauteiledurchsatz und somit eine Herstellung zu geringeren Kosten.
Bestückungsautomaten, die Sensoren am Kopf eingebaut haben, sind bekannt. Eine derartige Vorrichtung wird US-A-5 278 634 (Skunes et al.) gelehrt, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung erteilt wurde. US-A-5 278 634 offenbart einen Bauteil-Detektor am Kopf, der eine einzige Lichtquelle verwendet, um die Beleuchtung auf und an einem interessierenden Bauteil vorbei zu lenken, wobei diese Beleuchtung dann auf einen Detektor fällt. Das Bauteil paßt durch ein Fenster fester Größe in dem Gehäuse des Skunes-'634-Sensors. Bei eingeschaltetem Licht wird das Bauteil durch eine Vakuum-Hohlwelle gedreht, während die Breite des auf den Detektor geworfenen Schattens überwacht wird. Die minimale Schattenbreite wird registriert, wenn die Seiten eines rechteckigen Bauteils relativ zu dem Detektor senkrecht ausgerichtet sind. Zugehörige Elektronik, die manchmal in dem Bestückungsautomaten angesiedelt ist, berechnet die gewünschte Drehbewegung der Düse (unter Kenntnis der Bezugsachsen des Bestückungsautomaten). Dies ermöglicht, daß die Winkelausrichtung des Bauteils ebenso wie die Bauteilposition bestimmt wird und für die richtige Anordnung korrigiert wird.
Andere Bestückungsautomaten verwenden Sensoren mit mehreren Lichtquellen in dem Sensor, um Bauteilen mit veränderlichen Größen Rechnung zu tragen.
Obwohl das von Skunes et al. gelehrte System einen erheblichen Fortschritt in der Technik der Anordnung elektronischer Bauteile in Bestückungsautomaten bereitgestellt hat, würde ein effizienter Sensor, der für die Verwendung mit Bauteilen mit einer großen Auswahl an Größen geeignet ist, eine schnellere Anordnung und weniger Maschinen-Stillstandszeiten, um Sensoren mit Fenstern unterschiedlicher Größe auszutauschen, zur Verfügung stellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Merkmale der vorliegenden Erfindung stellen eine optische Anordnung zur Verfügung, welche den relativ strengen Gehäuseanforderungen für einen kompakten Teile-Ausrichtungssensor entsprechen kann. Insbesondere stellen Aspekte der vorliegenden Erfindung eine einzige optische Komponente zur Verfügung, die das Maß an Divergenz verringert und bevorzugt Licht von den mehreren divergenten Lichtquellen vor dem Eintritt in den Bauteilbereich im wesentlichen ausrichtet. In diesem Zusammenhang wird die Teilezahl niedrig gehalten und die physikalische Größe des optischen Strangs selbst ist relativ klein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine obere Draufsicht eines Bestückungsautomaten der vorliegenden Erfindung.
1B ist eine perspektivische Zeichnung eines Sensors der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Ansicht eines einzigen Detektor-Quellen-Paars.
9 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Erkennung der Bauteilausrichtung und des Orts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zweckmäßigerweise sind Objekte in verschiedenen Figuren mit der gleichen Bezugszeichennummer, soweit angemessen, gleich oder dienen der gleichen oder einer ähnlichen Funktion.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1A ist eine obere Draufsicht eines Bestückungsautomaten 150, für den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besonders nützlich sind. Obwohl die Beschreibung von 1A bezüglich des Bestückungsautomaten 150 gegeben wird, können andere Formen von Bestückungsautomaten, wie etwa aufgeteilte Gantry-Konstruktionen, verwendet werden. Wie in 1A dargestellt, umfaßt der Automat 150 einen Transportmechanismus 152, der geeignet ist, ein Werkstück, wie etwa eine gedruckte Leiterplatte, zu transportieren. Der Transportmechanismus 152 umfaßt einen Montageabschnitt 154 und einen Förderer 156. Der Transportmechanismus 152 ist auf der Grundplatte 158 angeordnet, so daß das Werkstück von dem Förderer 156 zu dem Montageabschnitt 154 transportiert wird. Zuführungsmechanismen 160 sind im allgemeinen auf beiden Seiten des Transportmechanismus 152 angeordnet und liefern elektronische Bauteile an ihn zu. Die Zuführungseinrichtungen 160 können alle geeigneten Vorrichtungen sein, die geeignet sind, elektronische Bauteile zu liefern.
Der Bestückungsautomat 150 umfaßt einen über der Grundplatte 158 angeordneten Kopf 162. Der Kopf 162 ist zwi schen beiden Zuführungsmechanismen 160 und dem Montageabschnitt 154 beweglich. Wie zu sehen ist, sind Kopfhalter 164 auf Schienen 166 beweglich und ermöglichen dem Kopf 162 dadurch, sich in der y-Richtung über die Grundplatte 158 zu bewegen. Die Bewegung des Kopfs 162 in die y-Richtung findet statt, wenn der Motor 170 ansprechend auf ein Motorstellsignal die Kugelrollspindel 172 dreht, welche in einen der Kopfhalter 164 eingreift, um dadurch den Halter 164 in der y-Richtung zu verschieben. Der Kopf 162 wird auch auf der Schiene 168 gehalten, um die Kopfbewegung relativ zu der Grundplatte 158 in der x-Richtung zu ermöglichen. Die Bewegung des Kopfs 162 in die x-Richtung findet statt, wenn der Motor 174 ansprechend auf ein Motorstellsignal die Kugelrollspindel 176 dreht, welche in den Kopf 162 eingreift und den Kopf 162 in die x-Richtung verschiebt. Andere Bestückungskonstruktionen, selbst solche, die nicht ausschließlich in x- und y-Bewegungen arbeiten, können für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung angepaßt werden.
Der Kopf 162 umfaßt im allgemeinen einen Körper 178, eine Düsenbefestigung 180, Düsen 182 und einen Sensor 184. Die Düsenbefestigung 180 ist in dem Körper 178 angeordnet und befestigt jede der Düsen 182 in dem Körper 178. Wie "Düse" hier verwendet wird, soll es jede Vorrichtung im Sinn haben, die fähig ist, ein Bauteil lösbar zu halten. Jede der Düsen 182 ist in der z-Richtung (auf/ab), den x- und y-Richtungen beweglich und ist durch jedes geeignete Stellelement, wie etwa Servomotoren, um die z-Achse drehbar. Der Sensor 184 ist geeignet, Schatteninformationen zu erfassen, welch die von den Düsen 182 gehaltenen Bauteile betreffen. Der Sensor 184 umfaßt geeignete Beleuchtungsvorrichtungen und Erkennungsvorrichtungen, so daß der Sensor 184 Schatteninformationen bereitstellen kann, die sich basierend auf der Bauteilausrichtung und dem Versatz ändert. Der Sensor 184 kann auf den Kopf 162 angeordnet werden, oder der Sensor 184 kann alternativ relativ zu dem Kopf 162 an einem festen Ort angeordnet werden. Die von dem Sensor 184 an die Verarbeitungselektronik 34 bereitgestellten Informationen werden verwendet, um jeweilige Bauteilausrichtungen und Versätze zu berechnen. Derartige Informationen umfassen die Berechnung des Versatzes in den x- und y-Achsen ebenso wie den Drehungsversatz.
1B zeigt den Sensor 184 getrennt mit den Quellen 12, 14, 15. Bauteil(e) passen teilweise in das Abtastfeld 31 und verdecken die Beleuchtung von jeder der nacheinander eingeschalteten Quellen, wenn sie auf einen Detektor 24 fällt. Die Elektronik 26 empfängt mehrere Ausgaben von dem Detektor, während eine (nicht gezeigte) Düse das Bauteil dreht. Die Elektronik 26 kann teilweise außerhalb des Sensors 184 in einem Bestückungsautomaten angeordnet sein.
2 ist eine schematische Ansicht des Systems 10 zur Erkennung der Bauteilausrichtung und der Anordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 10 umfaßt Quellen 12, 14, die so angeordnet sind, daß sie aus mindestens zwei verschiedenen Winkeln Beleuchtung 16 auf das Bauteil 18 lenken. Die Quellen 12, 14 können alle geeigneten Lichtquellen sein, solange sie von jeder Quelle aus betrachtet eine Beleuchtung mit ausreichender Intensität liefern. Somit können die Quellen 12, 14 inkohärente oder kohärente Beleuchtungsquellen sein. Bevorzugt sind die Quellen 12, 14 Laserdioden, aber in einigen Ausführungsformen sind die Quellen 12, 14 Leuchtdioden (LEDs). Die Quellen 12, 14 können so positioniert werden, daß sie die Beleuchtung im wesentlichen in der gleichen Ebene bereitstellen, wie sie von den beiden Quellen und zwei Punkten auf dem Detektor (ein Anfangs- und ein Endbildpunkt auf dem Detektor) definiert wird. Obwohl ein Paar von Quellen 12, 14 gezeigt ist, kann jede passende Anzahl von Quellen, wie etwa drei Quellen, verwendet werden. Die Beleuchtung 16 von den Quellen 12, 14 wird in einem gewissen Maß von dem Bauteil 18 versperrt, um dadurch jeweils die Schatten 20, 22 auf dem Detektor 24, der bevorzugt ein lineares ladungsgekoppeltes Sensorbauelement (CCD-Sensor) oder ein Komplementär-Metalloxid-Halbleitersensor (CMOS-Sensor) ist, zu erzeugen. Der Detektor 24 umfaßt eine Anzahl von photoelektrischen Elemen ten oder Bildpunkten. Der Detektor 24 fängt die Schatten 20, 22 im wesentlichen in einem kurzen Moment ein und stellt der Detektorelektronik 26 über eine Verbindung 28 Daten (z. B. Detektorausgabe) zur Verfügung, welche das eingefangene Schattenbild betreffen. Nach Wunsch können zusätzliche optische Komponenten (z. B. Linsen, Prismen, etc.) vor dem Detektor 24 angeordnet werden, so daß das Bild des Bauteils (der abgebildete oder fokussierte Schatten) auf den Detektor 24 einfällt, der dann eine Detektorausgabe liefert, die eher das Schattenbild als den Schatten darstellt. Wie "Schatten" hier verwendet wird, soll er jede Darstellung im Sinn haben, die teilweise durch Licht mit einer Intensität erzeugt wird, die sich basierend auf einer zumindest teilweisen Abschirmung durch ein interessierendes Bauteil ändert. Somit kann ein Schatten vor dem Einfallen auf einen Detektor fokussiert werden oder nicht.
Während das Bauteil 18 gehalten oder auf andere Weise an der Düse 30 befestigt wird, wird das Bauteil 18, wie durch den Pfeil 32 angezeigt, gedreht, während die Quellen 12, 14 selektiv eingeschaltet werden. Wie zu erkennen ist, werden die Schatten 20, 22 während der Drehung des Teils 18 ihre Größe und Position auf der Basis der Querschnittfläche des Bauteils 18, welche einen gegebenen Beleuchtungsstrahl 16 versperrt, ändern. Das Signal von dem Detektor 24 wird während der Drehung des Bauteils 18 gelesen und/oder gespeichert, so daß Daten von dem Detektor 24 verwendet werden, um die Drehausrichtung des Bauteils 18 ebenso wie den Ort (x, y) des Bauteils 18 relativ zu der Düse 30 zu berechnen. Die Detektorelektronik 26 liefert diese Daten über die Verbindung 36 an die Verarbeitungselektronik 34. Wie in 2 dargestellt, ist die Verarbeitungselektronik 34 bevorzugt auch mit der Quellen-Steuerungselektronik 38 verbunden, so daß die Verarbeitungselektronik 34 das Einschalten der Quellen 12, 14 während der Drehung des Bauteils 18 steuert. Die Quellen-Steuerungselektronik 38 oder Einschalt-Elektronik 38 ist in einigen Ausführungsformen innerhalb des Sensors 184 montiert. Die Verarbeitungselektronik 34 kann sich in einem geeigneten PC befinden und umfaßt geeignete Software zur Berechnung der Winkelausrichtung und des Versatzes. Die Verarbeitungselektronik 34 ist auch mit einem Wertgeber 40 verbunden, so daß die Verarbeitungselektronik 34 mit einem Signal von dem Wertgeber 40 versorgt wird, welches die Winkelausrichtung der Düse 30 anzeigt. Dadurch, daß im wesentlichen bekannt ist, welche Quellen eingeschaltet sind, daß die Winkelausrichtung der Düse 30, wie durch den Wertgeber 40 angezeigt, bekannt ist, und durch Detektieren von Schattenbildern, die von dem Bauteil 18 geworfen werden, während es gedreht wird, berechnet die Verarbeitungselektronik 34 auf diese Weise die Bauteilausrichtung und den Ort, wobei die entsprechende Kenntnis der inneren Geometrie des Sensors gegeben ist.
2 zeigt eine Doppelkantenmessung, wie sie bezüglich den beiden Quellen 12, 14 betrachtet wird, weil Schatten von zwei Kanten des Bauteils 18 auf den Detektor 24 fallen.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind so konstruiert, daß sie fähig sind, Bauteilinformationen (Teilgröße, Mittenversatz und Winkelausrichtung, etc.) zu extrahieren, wobei entweder Einkanten- oder Doppelkantenmessungen des gerade geprüften Bauteils verwendet werden. Typischerweise werden Doppelkantenmessungen verwendet, wenn es die Abmessungen des Bauteils erlauben, daß die Schatten beider Bauteilkanten, wie in 2 dargestellt, während der gleichen Bauteilmeßzeit, ohne zu überlappen, auf den Detektor fallen. Auf diese Weise können mindestens zwei Kanten des Bauteils innerhalb der gleichen Bauteilmeßzeit durch verschiedene Quellen auf dem Detektor als Schatten abgebildet werden. Der Unterschied zwischen Einkantenmessung und Doppelkantenmessung ist, daß aufgrund dessen, daß das Bauteil so groß ist, daß der Schatten der anderen Kante des Bauteils nicht auf den Detektor fallen würde, während des Einkantenmeßverfahrens nur eine Kante des Bauteils durch eine beliebige Quelle auf dem Detektor als Schatten abgebildet wird.
Zwei oder mehr Quellen folgen aufeinander, um die vergangene Zeit, bevor Bildinformation für die Berechnung erfaßt ist, zu verringern. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn diese Quellen relativ zu der durch die Quellen definierten Ebene und dem CCD- oder Abbildungsfeld getrennt verteilt sind (siehe zum Beispiel 1B). Da die Quellen im allgemeinen relativ zu einer von der Düse 30 senkrecht zur Oberfläche des Detektors 24 gezogenen Linie an verschiedenen Winkelpositionen zueinander sind, wird der Hauptstrahl jeder der Quellen 12, 14 beim Einfall auf das Bauteil 18 in einem unterschiedlichen Winkel relativ zu dieser Normallinie gelenkt. Wie er hier verwendet wird, ist der Hauptstrahl der Strahl, der nominell bezogen auf die mechanische Achse des Detektorkörpers aus der Mitte der von der Strahlungsquelle erzeugten Beleuchtung ausstrahlt, so daß der Kern der ausstrahlenden Strahlung (der typischerweise symmetrisch ist), von dem Hauptstrahl halbiert wird. Dies ermöglicht, daß die in dem Schatten enthaltene Information, wie etwa Kanteninformation, eine unterschiedliche räumliche Position des Bauteils darstellt, d. h. die Kante einer Seite kann, wie in 2 dargestellt, relativ zu der Quelle 12 in einer Linie sein und bei weniger als 90 Grad Bauteildrehung kann eine andere Seite relativ zu der Quelle 14 in einer Linie sein.
Die Lichtquellen 12, 14 folgen in jeder geeigneten Weise aufeinander. Zum Beispiel verringert eine Abfolge der Quellen 12, 14 mit der vollen Rahmen-Ausleserate des Detektors 24 (z. B. 2 kHz-Leitungsausleserate) den Zeitbetrag, der zwischen der Abfolge dieser Quellen vergeht, so daß der Betrag der Winkeldrehung des Bauteils während dieses Intervalls relativ klein ist. Durch Abfolge der Quellen in dieser Weise, können Schattenbilder, die von jeder Quelle einzeln abgeleitet werden, derart erhalten werden, daß die Bewegung des Bauteils zwischen jedem einzelnen Schattenbild verringert werden kann, wobei auf diese Weise die Granularität verringert wird und die Auflösung der Bildabfolge von dieser einzelnen Quelle verbessert wird. Jede Quelle ermöglicht die Erfassung von Schattenbildern von einer anderen Drehposition des Bauteils. Auf der Basis der verschiedenen Quellenstandorte relativ zu dem Bauteil werden innerhalb einer relativ kurzen Zeit Schattenbilder von mehr als einer Winkelposition des Bauteils erfaßt. Die Bauteilinformation kann in kürzerer Zeit erfaßt werden als benötigt würde, wenn zur Erfassung der Daten eine einzige Quelle eingeschaltet würde, weil eine volle Drehung des Bauteils erforderlich wäre, um die Winkelinformation zu erhalten.
Ein anderes wichtiges Merkmal von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, eine Meßhülle zu erzeugen oder ein Abtastfeld mit veränderlichen Abmessungen abzutasten. Wie ein "Abtastfeld" hier verwendet wird, ist es ein zunehmender Raum, der von eingeschalteten Quellen in dem Sensor beleuchtet wird (wenn alle Quellen eingeschaltet sind), während er von jedem beliebigen mechanischen Hindernis, wie etwa einem Gehäuse, verändert wird. Somit erfordert ein Abtastfeld nicht einmal ein mechanisches Gehäuse. Das Abtastfeld wird durch Aufnahme von mehreren Quellen gebildet, welche derart positioniert sind, daß ein einziger Sensor die Ausrichtung für Bauteile mit veränderlicher Größe abtasten kann. Wenn zum Beispiel ein Bauteil von Seite zu Seite 25 Millimeter hat, dann würde eine eingeschaltete Quelle, die 12,5 Millimeter von der nominellen Mitte des Bauteils plaziert ist und mit ihrem Hauptstrahl senkrecht zu dem Detektor angeordnet ist, die Kante des Bauteils einfangen, das sich in dem Abtastfeld gedreht hat. Diese Ausführungsform erfordert in ihrer einfachsten Form nur eine eingeschaltete Quelle pro Bauteilgröße. Die Quellen haben einen festgelegten Kegelraumwinkel für das von ihnen abgestrahlte Licht; so kann der Abstand von der nominellen Mitte und seitlich oder annähernd parallel zu der Detektoroberfläche, wie weiter oben diskutiert, eingestellt werden, um dieser Divergenz des Quellenlichts Rechnung zu tragen, um einen Schatten der Kante des Teils zu werfen. Jedoch würde eine Quelle, die mit ihrem Hauptstrahl zum Beispiel auf eine Position 8 mm von der Düse 30 und entlang des Durchmessers des Bauteils 18 parallel zum Detektor 24 zeigend plaziert ist, abhängig von der relativen Ausrichtung des Raumwinkels des Lichts als auch von der Position der Quelle abgeschirmt. Auf der Basis des Raumwinkels jeder Quelle 12, 14 und der Bauteilgröße wird jede Quelle verschieden Abschnitte des Bauteils beleuchten. Es ist wichtig, auszuwählen, welche eine oder mehrere Lichtquellen eingeschaltet werden sollen, da Bauteile verschiedener Größe die Verwendung verschiedener Quellen vorgeben, um überhaupt einen Teil des Schattens zu erzeugen. Die Quellen-Steuerungselektronik 38 kann auch auf der Basis der erwarteten Bauteilgröße eine selektive Quellen-Einschaltung bereitstellen. Die Quellen-Steuerungselektronik kann jedoch veränderliche Einschaltabfolgen für Bauteile der gleichen Größe bereitstellen, um die Verarbeitung zu beschleunigen oder zusätzliche Informationen über die Bauteile zur Verfügung zu stellen.
Wenn Bauteile in dem gleichen Sensor von kleinen in größere Teile ausgetauscht werden, werden Quellen mit Hauptstrahlen, die zunehmend weiter entlang einer Linie parallel zu oder seitlich zu dem Detektor 24 zeigen, aber von einer zum Detektor 24 senkrechten Linie durch die Düse 30 oder den Drehpunkt des Bauteils gemessen sind, durch die selektive Abfolge der Quellen 12, 14 zunehmend große Bauteilkanten abbilden. (Siehe Pfeil A in 1B). Bevorzugt werden die Quellen 12, 14 folgegebunden, um Schatten von entgegengesetzten Seiten des Bauteils 18 in dem gleichen Bauteil-Meßintervall zu werfen (in dem Fall, in dem jede Quelle einen Schatten einer Seite wirft). Die Auswahl einer geeigneten Quelle ermöglicht, daß die Quelle im allgemeinen basierend auf einer vorherigen Kenntnis der erwarteten Teilgröße eingeschaltet wird, so daß eine Kante des Bauteils 18 auf den Detektor 24 abgebildet werden kann. Dies ermöglicht, daß Bauteile mit verschiedenen Größen auf dem Detektor 24 abgebildet werden können, ohne daß die Verwendung von mehreren Sensoren, die zu einer festen Meßhülle oder einem Abtastfeld gehören, erforderlich ist.
Obwohl die obige Beschreibung sich auf Ausführungsformen konzentriert hat, bei denen eine einzige Düse in dem Abtastfeld angeordnet ist, können andere Ausführungsformen jede geeignete Anzahl von Düsen in dem Abtastfeld vorsehen. 3 ist eine schematische Ansicht des Systems 20 zur Erkennung von Bauteilausrichtungen gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 20 umfaßt viele der gleichen oder ähnlichen Elemente wie das in 2 gezeigte System 10, und gleiche Elemente sind auf die gleiche Weise numeriert. 3 stellt dar, daß in dem Abtastfeld 31 mehr als eine Düse 30 angeordnet werden kann, so daß im wesentlichen gleichzeitig mehrere Bauteilausrichtungen und die Orte abgebildet werden können, um die Verarbeitungszeit zu verringern.
Das Abtastfeld 31 ist der Bereich zwischen den Strahlungs-(Licht-)Quellen und dem Detektor, wo Licht auf Bauteile gelenkt wird, die auf den Düsen plaziert sind. In dieser Ausführungsform werden Schatten der Bauteilekanten auf den Detektor 24 geworfen. Abhängig von den Orten der Düsen 30 und Quellen 12, 14 wird ein Bauteil 18 mit bestimmter Größe durch eine Abfolge der verschiedenen Quellen 12, 14, etc. gemessen, so daß Schatten des Bauteils 18 von Schatten von Bauteilen auf anderen Düsen unterschieden werden können. Die Zeitabfolge der Quellen 12, 14 ist in 3 gezeigt, wo die Elektronik 18 zuerst die Quelle 12 einschaltet und dann die Quelle 14 einschaltet. Dies hat den Vorteil, daß ermöglicht wird, daß in dem Abtastbereich im wesentlichen zur gleichen Zeit mehr als ein Bauteil 18 gemessen wird. Abhängig von dem Zwischenraum der Düsen 30 können die Düsen ferner Bauteile mit verschiedenen Größen halten und sogar immer noch ermöglichen, daß die Messung des Bauteils durchgeführt wird, während derartige Bauteile auf den Düsen gedreht werden.
3 ist ein Beispiel für eine Doppelkantenmessung, wie sie in Bezug auf die Quellen 12, 14 betrachtet wird, da Schatten von zwei Kanten des Bauteils 18 auf den Detektor 24 fallen.
4 ist eine schematische Ansicht des Bauteil-Meßsystems 50 gemäß einer anderen Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. 4 stellt ein Abtastfeld 31 dar, wo der Detektor 24 zwei beabstandete Detektorabschnitte 24A, 24B aufweist, von denen jeder Licht empfängt, das von einer bestimmten Quelle 12, 14 einfällt. Die Detektorabschnitte 24A und 24B können benachbart zueinander in einer Vielfalt von Winkeln angeordnet sein, da jedes Quellen-Detektor-Paar unabhängig arbeitet. Die Hauptachse des Detektors 24A braucht nicht in der gleichen Ebene wie die Hauptachse des Detektors 24B zu sein. Außerdem können die Detektorabschnitte 24A und 24B derart angeordnet werden, daß sie Schatten von verschiedenen Teilen des Bauteils abbilden. Die Verwendung getrennter Detektorabschnitte ermöglicht die Verwendung kleinerer Detektorabschnitte und ermöglicht, falls notwendig, daß die Detektorabschnitte 24A, 24B getrennte Gehäuse bekommen. Auf diese Weise ist kein sehr langer Detektor 24 erforderlich, um die gleiche große Bauteil-Abtasthülle oder das Feld 31 herzustellen. Die Abfolge der Quellen 12, 14 ist jedoch im wesentlichen die gleiche wie in der vorhergehenden Ausführungsform.
4 ist ein Beispiel für eine Doppelkantenmessung, wie sie in Bezug auf die Quellen 12, 14 betrachtet wird, da Schatten der zwei Kanten des Bauteils 18 auf jeden der Detektoren 24A, 24B fallen.
5 ist eine schematische Darstellung des Bauteil-Meßsystems 60 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 60 weist viele Ähnlichkeiten mit dem in 4 gezeigten System 50 auf, und gleiche Komponenten sind in gleicher Weise numeriert. Der Hauptunterschied zwischen den Systemen 60 und 50 sind die relativen Ausrichtungen der Detektorabschnitte 24A und 24B. Insbesondere liegen die Flächen der Detektorabschnitte 24A und 24B Bezug nehmend auf 4 etwa in der gleichen Ebene und erscheinen, wenn sie in zwei Dimensionen betrachtet werden, kolinear. Das in 5 gezeigte System 60 stellt jedoch die Detektorabschnitte 24A und 24B derart angeordnet dar, daß die Hauptachsen der Detektorabschnitte 24A und 24B nicht in der gleichen Ebene liegen. Somit erscheinen die Detektorab schnitte 24A und 24B des Systems 60 relativ zueinander nicht kolinear. Statt dessen sind die Detektorabschnitte 24A und 24B senkrecht zu einer Mittellinie der Beleuchtung von der jeweiligen Quelle für jeden Detektorabschnitt angeordnet. Zum Beispiel scheint der Detektorabschnitt 24A relativ zu der Quelle 24 derart ausgerichtet zu sein, daß die Enden 62 und 64 äquidistant zu der Quelle 14 sind. Der Detektorabschnitt 24A ist ebenfalls in der Ebene des Schattens 20 angeordnet, und die Abfolge der Quellen arbeitet wie in dem relativen Zeitablaufdiagramm in 5 gezeigt. Obwohl die Detektorabschnitte 24A, 24B in einem relativ kleinen Winkel relativ zueinander angeordnet gezeigt sind, kann jeder geeignete Winkel, wie etwa neunzig Grad, verwendet werden.
5 ist ein Beispiel für eine Doppelkantenmessung, wie sie in Bezug auf jede Quelle betrachtet wird, da Schatten von zwei Kanten des Bauteils 18 auf jeden der Detektoren 24A, 24B fallen.
6 ist eine schematische Ansicht des Bauteilmeß- und Erkennungssystems 70 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 70 ist ähnlich der in 2 gezeigten Ausführungsform, und gleiche Elemente sind in gleicher Weise numeriert. Der Hauptunterschied zwischen den Systemen 70 und 10 in 6 bzw. 2 ist die Bereitstellung von spiegelnden reflektierenden Oberflächen 72, 74. Wie zu sehen ist, lenken die Quellen 12, 14 ihre Beleuchtung anfänglich von dem Detektor 24 weg, wobei diese Beleuchtung jeweils auf die spiegelnden Reflektoren 72, 74 (typischerweise im wesentlichen spiegelnd) fällt und auf die Düse 30 und den Detektor 24 zu gelenkt wird. Diese Ausführungsform ermöglicht Flexibilität in der Anordnung der Quellen 12, 14. Der Detektor 24 könnte, wie in 6 gezeigt, eine der beiden in 4 oder 5 gezeigten Detektorbauarten enthalten. In Ausführungsformen, die geteilte Detektorabschnitte und spiegelnde Reflektoren verwenden, wird jedoch überlegt, daß eine Quelle einen spiegelnden Reflektor verwenden könnte, während eine andere Quelle so positioniert werden könnte, daß ihr Hauptstrahl direkt auf das Bauteil einfällt und so mit keinen spiegelnden Reflektor benötigt. Obwohl 6 die Verwendung von spiegelnden Reflektoren zwischen den Quellen 12, 14 und dem Bauteil darstellt, könnten derartige spiegelnde Reflektoren ferner zwischen dem Bauteil und dem Detektor 24 angeordnet werden.
7 ist eine schematische Ansicht des Bauteilmeß- und Erkennungssystems 80 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 80 ist dargestellt, um zu zeigen, wie Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, um den Bauteileversatz und die Drehausrichtung von übergroßen Bauteilen zu detektieren (z. B. Einkantenmessungen). Diese Diskussion wird bereitgestellt, um die Berechnung der Dreh- und Positions- (x, y) Versätze für Einkantenmessungen genau zu beschreiben, und kann auf Doppelkantenmessungen ausgedehnt werden. US-A-5 559 727 (Deley) sorgt ebenfalls für die Berechnung von Dreh- und Positionsversätzen für doppelseitige Messungen mit einer anderen Lichtquellen/Detektoranordnung und wird hier hiermit per Referenz eingebunden. 7 zeigt ein Beispiel für eine einseitige Messung bezüglich einer der beiden Quellen 12, 14, da nur ein Schatten einer Kante auf jeden der Detektoren 24A, 24B fällt. Derartige Bauteile sind im allgemeinen zu groß, daß die Schatten von entgegengesetzten Seiten gleichzeitig auf einen einzigen Detektorabschnitt passen.
7 stellt das Bauteil 100 dar, das Schatten auf die Detektorabschnitte 24A und 24B wirft. Jedoch fängt jeder Detektorabschnitt nur einen einzigen Schatten ein, weil das Bauteil 100 so groß ist, daß die Schatten seiner entgegengesetzten Seiten nicht auf die Detektorabschnitte 24A und 24B fallen. In dieser Ausführungsform werden die Detektorausgaben 28A und 28B überwacht, während das Bauteil 100 gedreht wird, um Schattenminima zu detektieren, die anzeigen, wenn jeweilige Seiten des Bauteils 100 mit einem von einer der Quellen 12, 14 ausgehenden gegebenen Strahl ausgerichtet sind. In dem in 7 gezeigten Beispiel wird zum Beispiel eine leichte Drehung gegen den Uhrzeigersinn die Kante 102 des Bauteils 100 in Ausrichtung mit einem Strahl bringen, der von der Quelle 14 stammt. Eine derartige Ausrichtung wird ein lokales Minimum auf dem Detektorabschnitt 24A erzeugen. Obwohl es in 7 scheint, daß die Detektoren in rechten Winkeln zu den Quellen positioniert sind, versteht sich, daß eine nicht orthogonale Anordnung ebenfalls verwendet werden kann.
Betrachten Sie das analoge Beispiel eines Quellen-Detektor-Paars von 7, das in 8 gezeigt ist, um den x-Achsen- und den y-Achsenversatz, die Breite des Bauteils, die Länge aller Seiten des Bauteils und den Drehversatz des Bauteils in 7 zu bestimmen. Die Länge der minimalen Breite wird gemessen, indem der Abstand D₁ zwischen der Schattenkante und dem Detektorpunkt Q₁ herausgefunden wird. Der Abstand D1 ist auf die folgende Weise mit der Bauteilabmessung L1 verknüpft. Wenn der Abstand D1 minimal ist:
Die Gleichungen für L_c und α₁_Seite_a können ähnlich abgeleitet werden, wenn die Seite c in eine ähnliche Position wie die Seite_a in 8 gedreht wird. Der Wertgeber und die Wertgeber-Elektronik fangen die Wertgeberdrehung E₁ ein, wobei D₁ sein Minimum hat. Wenn die Schrittgröße zwischen aufeinanderfolgenden Wertgeberdrehungen T ist, dann ist der Teildrehungs-Wertgeberwert, wenn die Seite_a mit einer Bezugsachse des Bestückungsautomaten ausgerichtet ist, senkrecht auf die Hauptachse des Detektors 24b:
Wobei α₁_Seite_a der Winkel ist, der an der Punktquelle 12 zwischen der Geraden zu O₁ auf dem Detektor 24b und der Geraden zu S₁ gebildet wird, und Φ1 der Winkel ist, der an der Quelle 12 der Geraden zu O₁ auf dem Detektor 24b und einer Bezugsachse in dem Bestückungsautomaten gebildet wird. Die Breite des Bauteils W_ac kann berechnet werden als: Wac = La + Lc Gleichung 5
Und der Versatz der Düsenachse 30 (Drehachse) von der Mitte des Teils entlang der Gerade W ist gegeben durch:
Das mathematisch durch die Gleichungen 1–6 beschriebene Berechnungsverfahren kann wahlweise für die zwei restlichen entgegengesetzten Seiten des Bauteils 100 wiederholt werden, wobei daraus die orthogonale Breite und de Versatz berechnet werden können. Dieses Verfahren kann iterativ auf das Bauteil 100 angewendet werden, wobei die Werte L_a, L_b, L_c, und L_d, (Seitenlängen des Bauteils) aus jeder Abfolge verfügbarer Minima abgeleitet werden können, die von den Quellen 12, 14 auf die Detektoren 24b, 24a geworfen werden und wie sie durch die Abfolge der Einschaltung der Quellen 12, 14 und der Drehung des Bauteils 100 relativ zu diesen Quellen bestimmt werden.
9 ist eine schematische Ansicht eines Erkennungssystems 210 für die Bauteilausrichtung und Anordnung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung. 9 ist ein wenig ähnlich zu 1 und gleiche Komponenten sind in gleicher Weise numeriert. Das System 210 umfaßt Quellen 212, 214, die so angeordnet sind, daß die Beleuchtung 216 unter mindestens zwei verschiedenen Winkeln auf das Bauteil 218 gelenkt wird. Die Quellen 212, 214 können alle geeigneten Lichtquellen sein, solange sie von jeder Quelle aus betrachtet eine Beleuchtung mit ausreichender Intensität liefern. Somit können die Quellen 212, 214 inkohärente oder kohärente Beleuchtungsquellen sein. Bevorzugt sind die Quellen 212, 214 Laserdioden, aber in einigen Ausführungsformen sind die Quellen 212, 214 Leuchtdioden. Die Quellen 212, 214 können so positioniert werden, daß sie die Beleuchtung im wesentlichen in der gleichen Ebene bereitstellen, wie sie von den beiden Quellen und zwei Punkten auf dem Detektor (ein Anfangs- und ein Endbildpunkt auf dem Detektor) definiert wird.
Divergente Beleuchtung von den Quellen 212, 214 geht durch das optische Element 217, das so wirkt, daß das Maß der Divergenz der Beleuchtung verringert wird und durch es durchgehendes Licht bevorzugt ausgerichtet wird. Wie dargestellt, bildet Beleuchtung, die von der Quelle 212 durch das Element 217 durchgeht, einen ersten Strahl 219 mit verringerter Divergenz, während die von der Quelle 214 einen zweiten Strahl 221 mit verringerter Divergenz bildet. Bevorzugt ist das optische Element 217 eine Linse, die entweder sphärisch oder zylinderförmig sein kann. Eine zylinderförmige Linse wird jedoch bevorzugt. Die Beleuchtung, die aus dem Element 217 hervorgeht, ist weniger divergent und liefert ein kompakteres Strahlbündel als andernfalls vorhanden wäre, wodurch die Berechnung der Bauteilausrichtung beschleunigt wird, weil weniger Bauteildrehung erforderlich ist. Außerdem erkennen Fachleute auf dem Gebiet, daß das optische Element 217 hinter der optisch idealen Ausrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise liefert das Element 217 neben dem Bauteilbereich 223 eine ebene Oberfläche. Die Bereitstellung einer ebenen Oberfläche neben dem Bauteilbereich durch das Element 217 liefert in dem System 210 eine praktische Dichtung gegen Fremdkörper.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Filter ist benachbart zu dem Detektor 224 ein Filter 225 angeordnet, um auf den Detektor 224 fallendes Umgebungslicht zu verringern. Das Filter 225 kann auf der Grundlage einfallender Lichtwinkel und/oder Wellenlängen filtern.
Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, daß für ein vierseitiges Bauteil in etwa 225 Grad Drehung (180 Grad, um beide Kanten abzubilden + maximal 45 Grad, um die erste Kante abzubilden) eine vollständige Bauteilmessung durchgeführt werden kann. Dies ist bedeutend schneller als wenn eine vollständige Bauteildrehung benötigt wird.
In einigen Fällen kann der Bestückungsautomat kein vorheriges Wissen über die Bauteilgröße haben. In derartigen Fällen kann der Automat eine "Quellenabtastung" durchführen, bei der mehrere Quellen nacheinander eingeschaltet werden, um zu bestimmen, ob eine der Quellen relativ zu dem Bauteil so angeordnet ist, daß sie zumindest einen Schattenteil auf mindestens einen Detektor wirft. Wenn eine derartige Kombination gefunden wird, kann die Bauteilmessung und Ausrichtung mit der/den ausgewählten Detektor/Quellen-Kombination(en) durchgeführt werden.
Der Betrieb von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfaßt im allgemeinen die folgenden Schritte. Der erste Schritt ist das Eichen der Quellen-, Düsen- und Detektorpositionen relativ zueinander. Es gibt eine Anzahl von Verfahren, die für diesen Arbeitsgang verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Berechnung der Positionen der verschiedenen Sensorkomponenten durchgeführt werden, indem der Sensor mit in der Position fixierten Testbauteilen in einem Koordinatenmeßgerät plaziert wird und das Koordinatenmeßgerät dann verwendet wird, um die relative Position aller Testbauteile derart zu identifizieren, daß die Position des Strahls, der von der Lichtquelle oder den Quellen auf den Detektor einfällt, relativ zu der Düsenposition und der Detektorposition bekannt ist.
Als ein zweiter Schritt hat der Schatten oder die Schatten, die durch das von der Quelle oder den Quellen einfallende Licht von jedem Bauteil auf den Detektor geworfen werden, ein charakteristisches Intensitätsprofil, das verarbeitet wird, um eine Kante zu extrahieren. Die Kantenposition kann auf die Teilbildpunktposition interpoliert werden. Eine derartige Interpolation kann unter Verwendung jeder Anzahl von Verfahren, einschließlich Flächenschwerpunktberechnung oder Kurvenermittlung, erreicht werden. Dies verknüpft dann eine bestimmte Kantenposition mit einer Wertgeberposi tion und einer bekannten Quellenstrahlposition. Dann liefert die definierte Kante des Schattens ein (r, θ)-Paar, wobei θ die Position des Wertgebers ist, der auf dem Düsenschaft ist oder an dem Düsenschaft befestigt ist, und dessen relative Winkelposition anzeigt, und (r, θ) der Abstand von der Quelle zu der Kantenposition auf dem Detektor ist, welche die Position des Bauteils an diesem bestimmten Punkt im Winkelraum und der Zeit definiert. Die (r, θ)-Paare werden während der Drehung des Bauteils auf der Düse erfaßt. Diese (r, θ)-Paare werden unter Verwendung bekannter geometrischer Verfahren wie in 7 (r, θ, B₁), wo θ mit α verwendet wird, um die Winkelausrichtung des Teils zu berechnen, zur Ableitung verwendet, wobei die Bauteilinformation umfaßt: Bauteilbreite, Bauteillänge, Düsenversatz des Drehpunkts x, Düsenversatz des Drehpunkts y und die Winkelposition eines definierten Bezugsrahmens des Bauteils relativ zu der Winkelposition der Düse. Mit dieser Information kann der Bauteilstandort mittels Software in den spezifischen mechanischen Bezugsrahmen des Bestückungsautomaten übersetzt werden, und das Bauteil kann richtig positioniert werden, um auf seinem Zielort auf der gedruckten Leiterplatte angeordnet zu werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden auf dem Gebiet tätige Fachleute erkennen, daß in der Form und in den Einzelheiten Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel könnten mehrere Abschnitte des Detektors 24 in der gleichen Ebene oder ohne die gleiche Ebene angeordnet werden. Ferner brauchen derartige Detektorabschnitte nicht physikalisch benachbart sein, sondern können Segmente von Detektoren sein, so daß die Position der mehreren Düsen relativ zu den Lichtquellen und den Detektoren ermöglicht, daß Bauteile basierend auf der Auswahl von Quellen, die in Bezug auf Bauteile und Detektorabschnitte eingeschaltet werden, auf derartigen Detektorabschnitten abgebildet werden.
Zusammenfassung
Merkmale der vorliegenden Erfindung stellen eine optische Anordnung zur Verfügung, welche den relativ strengen Gehäuseanforderungen für einen kompakten Teile-Ausrichtungssensor entsprechen kann. Insbesondere stellen Aspekte der vorliegenden Erfindung eine einzige optische Komponente (212) zur Verfügung, die das Maß an Divergenz verringert und bevorzugt Licht von den mehreren divergenten Lichtquellen (212, 214) vor dem Eintritt in den Bauteilbereich im wesentlichen ausrichtet. In diesem Zusammenhang wird die Teilezahl niedrig gehalten und die physikalische Größe des optischen Strangs selbst ist relativ klein.

Claims

Sensorsystem für die Berechnung von Anordnungsinformation über ein Bauteil in einem Bearbeitungsapparat für elektronische Bauteile, wobei der Apparat das Bauteil lösbar hält und geeignet ist, das Bauteil zu drehen, wobei das Sensorsystem aufweist: einen Sensor; mehrere divergente Lichtquellen in dem Sensor, die derart angeordnet sind, daß sie einen Bauteilbereich in dem Sensor beleuchten; einen Detektor, der relativ zu den Lichtquellen so angeordnet ist, daß das Bauteil, wenn das Bauteil zumindest teilweise in dem Bauteilbereich angeordnet ist, zumindest etwas von der Beleuchtung von mindestens einer der mehreren divergenten Lichtquellen abschirmt, um einen Schatten von zumindest einem Teil des Bauteils auf dem Detektor zu bilden, wobei der Detektor geeignet ist, während sich das Bauteil dreht, mehrere Detektorausgaben bereitzustellen; eine zwischen einen Bauteilbereich und die mehreren divergenten Lichtquellen eingefügte Optik, um die Divergenz des durch sie durchgehenden Lichts zu verringern; und eine Berechnungselektronik, welche die Detektorausgaben empfängt, um die Anordnungsinformation zu berechnen.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei die Optik eine sphärische Linse ist.
Sensorsystem nach Anspruch 2, wobei die sphärische Linse eine im wesentlichen ebene Oberfläche hat, die benachbart zu dem Bauteilbereich angeordnet ist.
Sensorsystem nach Anspruch 3, wobei die ebene Oberfläche eine Dichtung gegen Fremdkörper bereitstellt.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei die Optik eine zylinderförmige Linse ist.
Sensorsystem nach Anspruch 5, wobei die zylinderförmige Linse eine im wesentlichen ebene hintere Oberfläche hat.
Sensorsystem nach Anspruch 6, wobei die im wesentlichen ebene hintere Oberfläche benachbart zu dem Bauteilbereich angeordnet ist, um eine Dichtung gegen Fremdkörper bereitzustellen.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei die Optik im wesentlichen durch sie durchgehendes Licht ausrichtet.
Sensorsystem nach Anspruch 1, das ferner ein benachbart zu dem Detektor angeordnetes Umgebungslichtfilter aufweist, um auf den Detektor fallendes Umgebungslicht zu verringern.
Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei das Filter ein Winkelfilter ist.
Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei das Filter so aufgebaut ist, daß es die Beleuchtungswellenlängen durchläßt, aber Umgebungslicht dämpft.
Sensorsystem nach Anspruch 11, wobei das Filter ebenfalls ein Winkelfilter ist.