JP2001289622A - 部材の平面度測定装置及び封着装置 - Google Patents

部材の平面度測定装置及び封着装置

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JP2001289622A
JP2001289622A JP2000102505A JP2000102505A JP2001289622A JP 2001289622 A JP2001289622 A JP 2001289622A JP 2000102505 A JP2000102505 A JP 2000102505A JP 2000102505 A JP2000102505 A JP 2000102505A JP 2001289622 A JP2001289622 A JP 2001289622A
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猛 谷古宇
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部材の平面度を簡易かつ高精度に測定する。 【解決手段】 被測定対象の測定範囲内にわたり面内を
並進移動することが可能な面内移動部(104,113)と、そ
の面内移動部上に形成され、被測定対象との距離を面内
において測定する測定ユニット(116、118)と、面内移動
部の誤差を補正するための補正ユニット(105,107)と、
測定ユニットにより測定された測定の結果と、補正ユニ
ットに補正された結果とに基づいて、面内の測定位置に
おける被測定対象との間の真の距離を求め、複数の面内
の測定位置における真の距離から部材の平面度を演算す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大きな面積を有す
る部材の平面度を測定する装置及びその装置を用いて複
数の部材を接合する封着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、平面度測定には市販の3次元測定
器が使用されている。
【0003】また、特開平05−203433に開示さ
れている内容によると3つのセンサにより被測定物の変
位値を測定し、その値と前回の値とを比較して、ガイド
の誤差を修正する修正係数により誤差を除去して、高精
度な値を得る方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、市販の
3次元測定器において、被測定物の位置座標等の情報を
測定するための測定子は、高剛性かつ高精度のガイドに
保持されるために必然的に大型化し、そのガイド部の重
量は重いものとなる。
【0005】従って、それと同様の構成を他の平面度を
測定する必要のある装置の一部として組み込むことは装
置寸法と、重量の面からの制約、また費用もかかるので
適当ではないものとなる。
【0006】特開平05−203433の件では、装置
および演算部が大がかりであり、コストおよび他の装置
への組み込みには適当でなく、また被測定物を移動させ
る方式であるため、他の装置へ組み込んでの測定はでき
ない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はガイドにそって
距離を測定する場合、そのガイドの誤差を修正するに際
し、レーザ光を基準として、そのレーザ光からの距離を
測定するので、ガイドに誤差があっても高精度な距離測
定が行えることを特徴とする。
【0008】また、測定器部分が大がかりでなく、必要
最小限の大きさであるので、他の装置へ組み込んで使用
する場合、組み込みが容易である。
【0009】また、誤差修正のための演算も加減算でよ
く、簡単に行える。
【0010】本発明にかかる部材の平面度測定装置及び
封着装置は主として以下の構成からなることを特徴とす
る。
【0011】すなわち、部材の平面度測定装置は、被測
定対象の測定範囲内にわたり面内を並進移動することが
可能な面内移動手段と、前記面内移動手段上に形成さ
れ、前記被測定対象との距離を面内において測定する測
定手段と、前記面内移動手段の誤差を補正するための補
正手段と、前記測定手段により測定された測定の結果
と、前記補正手段に補正された結果とに基づいて、面内
の測定位置における前記被測定対象との間の真の距離を
求め、複数の面内の測定位置における真の距離から部材
の平面度を演算する手段とを備えることを特徴とする。
【0012】好ましくは、部材の平面度測定装置におい
て、上記前記補正手段は、レーザー光を投光する手段
と、投光された前記レーザー光を受光するCCDカメラ
と、を備え、前記受光したレーザー光と、前記CCDカ
メラの中心との位置ずれを誤差として算出することを特
徴とする。
【0013】好ましくは、部材の平面度測定装置におい
て、前記補正手段は、前記面内移動手段の移動軸方向ご
とに複数備えることを特徴とする。
【0014】好ましくは、部材の平面度測定装置におい
て、前記測定手段は、対向して保持された第一及び第二
の被測定対象に対して、前記第一の被測定対象との距離
を測定する第一の測定手段と、前記第二の被測定対象と
の距離を測定する第二の測定手段と、を備え、同一の位
置において、前記第一及び第二の被測定対象前記並進手
段との距離を同時に測定することが可能であることを特
徴とする。
【0015】好ましくは、部材の平面度測定装置におい
て、前記補正手段は、真直に形成された基準と、前記面
内移動手段との相対的な位置ずれを誤差として算出する
ことを特徴とする。
【0016】好ましくは、部材の平面度測定装置におい
て、前記真直に形成された基準は、薄鋼プレートを真直
に保持して形成されたものであることを特徴とする。
【0017】また、封着装置は、上記部材の平面度測定
装置により、接合する複数の部材の平面度を測定する手
段と、前記測定された平面度に従い前記部材の保持状態
を修正する修正手段と、前記保持状態を修正した複数の
部材を接合して組立てる手段と、を備えることを特徴と
する。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に本発明にかかる実施の形態
における平面度測定装置を含む封着装置の斜視図を示
す。平面度測定装置100は、上・下加熱板20,26
の平面度を測定するものであり、1の封着装置の一部と
して構成されるものである。
【0019】まず、全体的な装置の構成として、1の封
着装置について説明する。図4は封着装置1ににより組
立し、それぞれを封着するワークを示す。271はガラ
スフェースプレートで、ガラス板(900mm×600
mm、t=3mm)で、271cの発光体である蛍光物
がその面内に形成されている。
【0020】273はガラスリアプレートで、ガラス板
で273cの電子放出源がその面内に形成されている。
両プレートを組立し、封着することにより、273cか
ら放出された電子により271cの発光体を光らせる平
面型画像表示装置となる。
【0021】272はガラスフェースプレート271と
ガラスリアプレート273の中間に融着する外枠材であ
る。
【0022】図5に、図4で示した各プレート材の組立
後の構成を示す。(a)は斜視図で、273のガラスリ
アプレートと271のガラスフェースプレートの間に2
72の外枠を挟み込んでフリット接合されている。
(b)は(a)の断面図を示す。272a,bの融着面
にはあらかじめフリットガラスが塗布されている。
【0023】274はスペーサであり、ガラスフェース
プレート271、リアプレート273、外枠272とに
より囲まれた内部領域を真空状態にした時にでも大気圧
で271,273のガラスプレートが湾曲して割れない
様に湾曲を防ぐための支柱の役割をしている。
【0024】図2に封着装置1にワークがセットされた
略側面図を示す。20は上部加熱板であり、昇降テーブ
ル18に22a〜eの吊り金具により取り付けられてい
る。18の昇降テーブルは、Z軸ボールネジ42により
昇降動作を行い、この昇降動作はLMガイドナット40g
により摺動指示される。上部加熱板20には、ガラスフ
ェースプレート271がバキューム吸着されている。
【0025】26は下部加熱板でxyθテーブル28上
に48a,bの支柱上に設置され、ガラスリアプレート
273が下部加熱板26の上にのせられている。ガラス
プレート273上には、外枠272がのせられている。
【0026】ガラスプレートの接合動作時には、図3に
示す平面度測定装置100の測定部は、x方向の左・右
どちらかにあり、上・下加熱板20,26に対して、両
ガラスプレート271、273の組立てに支障がない位
置に待避した位置にある。
【0027】両ガラスプレート271、273の組立て
は上・下加熱板20,26により、外枠272に塗布さ
れたフリットガラスが溶ける温度420℃まで加熱して
接合することによりなされる。
【0028】その後、CCDカメラ36Bでガラスリア
プレート273に付された273a,bのアライメント
マークとガラスフェースプレート271に付された27
1b,dのアライメントマークを画像処理し、このアラ
イメントマーク相互の位置関係から両ガラスプレート2
71、273の相対的な位置を合わせるべく、xyθテ
ーブル28により位置ずれ量を補正して、リアプレート
273の位置を決める。そして、昇降テーブル18を下
降させ、ガラスフェースプレート271をガラスリアプ
レート273上の外枠272に押し付け融着し、更に降
温させて、フリットガラスを固めて接合する。この一連
の処理により図5(b)に示す平面型画像表示装置の接
合が完了する。
【0029】この接合時に上・下加熱板20,26の平
面度が悪いと、図5(b)に示す製品の平面度も悪くな
り、そったり、またはスペーサ274が浮いてしまった
りする場合があるので、これを防止するために上・下加
熱板20,26の平面度を測定し、平面度が悪いガラス
プレート271、273の場合は支柱受け50B、22
の吊り金具をシム等を挿入して隙間を微調整したり、ま
たは、加熱板を交換して平面度を補正する。
【0030】そのために、封着装置1において、上,下
加熱板20,26の平面度、平行度を高精度に測定する
必要がある。
【0031】図3は本発明にかかる平面度測定ユニット
を封着装置1に組込んだ状態を説明する図である。10
は封着装置1の架台で、20,26は上・下加熱板であ
る。大きさはx方向1000mm、y方向700mm程
度であるが、この寸法は平面度測定ユニットの性能を限
定するものでないことをいうまでものない。
【0032】架台10から支柱101,102が立ち上
がり、この支柱にxガイド103が取り付けられてい
る。xブロック104はxガイド103をガイドとして
並進移動が出来る。支柱106にはx基準レーザ107
が取り付けられ、xブロック104に取り付けられたx
CCD105のカメラに入射している。
【0033】更に、xブロック104上に設けられた支
柱110と、ブロック112によってyガイド111が
構成されている。yブロック113は、yガイド111
によりガイドされてy方向に並進移動する。支柱108
にはy基準レーザ109が取付けられており、yブロッ
ク113に取付けられたyCCDカメラ114に入射し
ている。
【0034】yブロック113には支柱117に取付け
られた上レーザ距離センサ118が、また支柱115に
下レーザ距離センサ116が設置されている。
【0035】以下、平面度測定処理を図7により説明す
る。
【0036】図7において、xガイド103は厳密には
真直な直線ではない。従って、センサ118によって測
定される上加熱板20との距離の値US1,US2,U
S3にはxガイド103の誤差が加算され、真の値を示
さない。
【0037】xガイド103の誤差は、レーザ光の投光
側と受光側のずれを利用して求めることが可能である。
これは、レーザ光の性質から光の広がりが少なく、また
直線であることを測定原理として利用するものである。
この場合、CCDカメラ105でそのレーザ光をとら
え、画像処理にてその中心値(重心)を求めることは公
知の画像処理装置(画像処理方法)で実施可能である。
レーザ光の中心位置が正確に求められれば(最大でも
0.01mm程度の誤差のオーダー)、その測定位置
(XY平面内)における、レーザ光の基準直線を求める
ことができる。この基準直線と、実際の測定値の差がx
ガイド103の誤差となる。ここで、基準直線を求める
処理を図6の測定のブロック図により説明する。
【0038】平面度測定開始点における上センサ118
の値をUS1、下センサ116の値をDS1、その時の
xCCDカメラ105の値をΔxR1とする。
【0039】次に、他のポジションでの値をそれぞれ、
US2,DS2,ΔxR2とすると、上加熱板20、下
加熱板26の真の値は、測定値に基づいて、以下の
(1)(2)式により求めることができる。
【0040】 U=US2−(ΔxR2−ΔxR1) (1) D=DS2+(ΔxR2−ΔxR1) (2) これは、x方向(xガイド103)の誤差修正について
であるが、y方向(yガイド111)についても同様
で、x方向の相対的な誤差にy方向の相対誤差が重畳し
た値となる。測定開始点のyCCDカメラ114の値を
ΔyR1とする。他のポジションでの値をΔyR2とすれ
ば、2点の相対誤差は(ΔyR2−ΔyR1)であり、こ
の値を(1)(2)式に重ね合せればよい。
【0041】 U=US2−(ΔxR2−ΔxR1)−(ΔyR2−ΔyR1) (3) D=DS2+(ΔxR2−ΔxR1)+(ΔyR2−ΔyR1) (4) (3)(4)式を用いれば面内の位置において、xガイ
ド、yガイドの誤差が補正された上レーザー距離センサ
ー118の値U,下レーザー距離センサー116のDを
得る。これらの値の算出は図6における演算部601が
センサー(116,118)の値と、レーザーの測定値
(104,105、602,603)とにより演算して
求められる。他のポジションにおいても同様の演算によ
り真値を求めることができる。
【0042】(3)(4)の結果から求められる値は、
被測定対象とセンサーとの距離とを補正した最終的な値
(真の値)であり、これらの値に基づいて被測定対象の
表面のうねりの傾向が面内方向の分布として求めること
が可能となり、この結果が平面度(平面形態の幾何学的
に正しい平面からの狂いの多きさ)となる。
【0043】また、xガイド、yガイドの誤差について
述べたが、製作誤差の他にxブロック104の重量によ
るxガイドの変形、またyブロック113の重量による
yガイド111およびブロック112の変形について
も、先の演算により同時に修正が行われるので、xyガ
イドを高剛性とした設計にする必要もない。
【0044】本実施形態においては、ガイドの真直性を
補正するために、レーザー光を使用して基準をつくり相
対変位を求めたが、この基準を求める測定原理として、
レーザー光ではなく、図8に示すように支柱120に薄
い鋼121を張力をかけて張り、うねりのない状態とし
て保持する。これを基準として、その鋼121とxブロ
ック104とのの距離をレーザ距離センサ122にて測
定し、先に説明したΔxRの値としても同様の効果を得
ることができる。y方向についても同様に薄い鋼(不図
示)を張力をかけてはり、同様にΔyRの値とすればよ
い。
【0045】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器(例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ
装置など)に適用してもよい。
【0046】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることは言うまでもない。
【0047】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【0048】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した装置の処理に対応するプ
ログラムコードが格納されることになる。
【0049】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明にかかる
平面度測定装置によれば、測定部の変形を排除するため
に、測定部を高剛性とする必要がなく、たとえ、測定部
の自重によって変形があっても、その変形を測定処理に
取込んで補正することが可能である。
【0050】また、測定対象物の組立て装置に組込んだ
場合、測定結果を組み立て処理に反映した組立てが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】平面度測定装置を含む封着装置の斜視図であ
る。
【図2】平面度測定装置を含む封着装置の側面図であ
る。
【図3】平面度測定装置の斜視図である。
【図4】組立て部材を説明する図である。
【図5】部材の組立後の構成を説明する図である。
【図6】センサ処理を説明するブロックの図である。
【図7】平面度の測定原理を説明する図である。
【図8】実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1 封着装置 18 昇降テーブル 20 上加熱板 26 下加熱板 28 xyθテーブル 100 平面度測定装置 103 xガイド 104 xブロック 105 xCCDカメラ 107 xレーザ 109 yレーザ 111 yガイド 113 yブロック 114 yCCDカメラ 116 下レーザセンサ 118 上レーザセンサ 121 薄鋼 122 レーザセンサ
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA06 AA17 AA19 AA20 AA22 AA33 AA47 BB01 BB29 CC00 EE00 FF04 FF23 FF61 GG04 GG13 HH04 HH13 JJ01 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 MM07 NN20 PP02 PP03 PP05 PP12 PP22 QQ25 QQ27 QQ28

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定対象の測定範囲内にわたり面内を
    並進移動することが可能な面内移動手段と、 前記面内移動手段上に形成され、前記被測定対象との距
    離を面内において測定する測定手段と、 前記面内移動手段の誤差を補正するための補正手段と、 前記測定手段により測定された測定の結果と、前記補正
    手段に補正された結果とに基づいて、面内の測定位置に
    おける前記被測定対象との間の真の距離を求め、複数の
    面内の測定位置における真の距離から部材の平面度を演
    算する手段と、 を備えることを特徴とする部材の平面度測定装置。
  2. 【請求項2】 前記補正手段は、レーザー光を投光する
    手段と、 投光された前記レーザー光を受光するCCDカメラと、 を備え、前記受光したレーザー光と、前記CCDカメラ
    の中心との位置ずれを誤差として算出することを特徴と
    する請求項1に記載の部材の平面度測定装置。
  3. 【請求項3】 前記補正手段は、前記面内移動手段の移
    動軸方向ごとに複数備えることを特徴とする請求項1に
    記載の部材の平面度測定装置。
  4. 【請求項4】 前記測定手段は、対向して保持された第
    一及び第二の被測定対象に対して、 前記第一の被測定対象との距離を測定する第一の測定手
    段と、 前記第二の被測定対象との距離を測定する第二の測定手
    段と、 を備え、同一の位置において、前記第一及び第二の被測
    定対象前記並進手段との距離を同時に測定することが可
    能であることを特徴とする請求項1に記載の部材の平面
    度測定装置。
  5. 【請求項5】 前記補正手段は、真直に形成された基準
    と、前記面内移動手段との相対的な位置ずれを誤差とし
    て算出することを特徴とする請求項1に記載の部材の平
    面度測定装置。
  6. 【請求項6】 前記真直に形成された基準は、薄鋼プレ
    ートを真直に保持して形成されたものであることを特徴
    とする請求項1に記載の部材の平面度測定装置。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の部材の平面度測定装置
    により、接合する複数の部材の平面度を測定する手段
    と、 前記測定された平面度に従い前記部材の保持状態を修正
    する修正手段と、 前記保持状態を修正した複数の部材を接合して組立てる
    手段と、 を備えることを特徴とする封着装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101683711B1 (ko) * 2015-10-28 2016-12-08 주식회사 넥스플러스 금속 박판의 평탄도 검사장치

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