JP2002529687A - 多ノズル配置整列センサ内のグリントを制御するために改良された方法および装置 - Google Patents
多ノズル配置整列センサ内のグリントを制御するために改良された方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
多ノズル配置整列センサ内のグリントを制御するために改良された方法および装置を提供する。
【解決手段】本方法および装置は、少なくとも２つの部品（１、２）の向きを定めることを意図された光学的配置整列センサ（２００）内の、２つの形式の所望しないグリント（２１０、２１２）を低減する。１つの態様において、本方法は、部品（１、２）によって生成される広角グリント（２１０）を遮蔽するために、アパーチャおよび収束光学系（１６４）を用いることを含む。他の態様目的において、検出器（２０４）は、部品（１、２）の陰影像プレーンの背後に配置されて、狭角グリント（２１２）の影響を低減する。
Description
【０００１】 発明の背景 本発明は、一般的に、電子部品配置産業に用いられるような、電子部品を配
列するための光学的配置整列センサに関する。電子部品配置産業に用いられる形
式の機械は、捕捉・位置決め機と呼ばれることがある。
列するための光学的配置整列センサに関する。電子部品配置産業に用いられる形
式の機械は、捕捉・位置決め機と呼ばれることがある。
【０００２】 光学式センサに組み込まれた電子陰影技法は、今日の電子産業において、電子
部品をプリント回路基板上に装備するための捕捉・位置決め機に広く用いられる
。最も一般的に用いられる配置整列センサの１つは、ミネソタ州ゴールデンバレ
ーのサイバーオプティクス社（CyberOptics Corporation）によって製造され、
レーザーアライン（LaserAlign：登録商標）部品整列センサとして販売される。
レーザーアライン形式のセンサは、光の筋（stripe）に収束させられる光源を用
い、その光は、典型的には、電子部品の側面上を照射し、それによって検出器上
に投射される陰影を形成する。電子部品が（捕捉・位置決め機によって、ｘ、ｙ
、およびｚ方向に制御されるノズルによって）回転させられる時、検出器上に投
射された陰影の幅が変化する。
部品をプリント回路基板上に装備するための捕捉・位置決め機に広く用いられる
。最も一般的に用いられる配置整列センサの１つは、ミネソタ州ゴールデンバレ
ーのサイバーオプティクス社（CyberOptics Corporation）によって製造され、
レーザーアライン（LaserAlign：登録商標）部品整列センサとして販売される。
レーザーアライン形式のセンサは、光の筋（stripe）に収束させられる光源を用
い、その光は、典型的には、電子部品の側面上を照射し、それによって検出器上
に投射される陰影を形成する。電子部品が（捕捉・位置決め機によって、ｘ、ｙ
、およびｚ方向に制御されるノズルによって）回転させられる時、検出器上に投
射された陰影の幅が変化する。
【０００３】 向き決めプロセスは、一般的には、捕捉・位置決め機が、位置決めのために目
標のプリント回路に部品を搬送している間に実行される。向き決めプロセスが部
品の搬送と同時に実行される時、向き決めプロセスは、「オンヘッド（on-head
）式」あるいは「オンザフライ（on-the-fly）式」測定法と呼ばれることがある
。反対に、「オフヘッド（off-head）式」測定法は、センサが捕捉・位置決めヘ
ッドに固定されるのではなく、むしろヘッドに対して相対的に静止される時に実
行される。
標のプリント回路に部品を搬送している間に実行される。向き決めプロセスが部
品の搬送と同時に実行される時、向き決めプロセスは、「オンヘッド（on-head
）式」あるいは「オンザフライ（on-the-fly）式」測定法と呼ばれることがある
。反対に、「オフヘッド（off-head）式」測定法は、センサが捕捉・位置決めヘ
ッドに固定されるのではなく、むしろヘッドに対して相対的に静止される時に実
行される。
【０００４】 従来技術によって取り組まれない、典型的な問題の一つは、少なくとも２つの
部品を配列するための配置整列センサであり、その配置整列センサは、広角およ
び狭角双方の所望しないグリント（glints）（すなわち、反射）を妨げて、どち
らの部品も正確に向き決めするようにする。
部品を配列するための配置整列センサであり、その配置整列センサは、広角およ
び狭角双方の所望しないグリント（glints）（すなわち、反射）を妨げて、どち
らの部品も正確に向き決めするようにする。
【０００５】 発明の概要 本発明は、少なくとも２つの部品の向き決めをするために設計された光学的配
置整列センサにおいて、２つの形式の所望しないグリント（狭角および広角グリ
ント）を低減するような方法および装置を含む。本方法は部品上に複数の光線を
照射することを含み、その光線は各部品の中心軸に対してほぼ垂直に衝突して、
各部品が光線を遮蔽して、部品の輪郭の陰影を投射する。光線の一部は、部品の
内の一つに反射して、本発明によって低減される第１の形式である広角グリント
を提供する。本方法では、その後、光線が収束力を有する光学系を通って、焦点
で２つの陰影を結像し、光学系は、焦点の背後に配置された部品プレーン（plan
e）に陰影像を結像する。アパーチャは、ほぼ焦点に配置され、アパーチャ内の
開口部は、広角グリント以外の光線がそこを通るように配置される。収束光学系
およびアパーチャの組合せは、広角グリントが検出器に到達するのを妨げる。検
出器は部品プレーンの背後に配置されて、検出器プレーンは、光学系のプレーン
に対して平行に配置される。そのことによって、結像されない陰影像が検出器上
に映る。検出器を部品像プレーンの背後に配置することによって、本発明の狭角
グリントの影響が低減される。
置整列センサにおいて、２つの形式の所望しないグリント（狭角および広角グリ
ント）を低減するような方法および装置を含む。本方法は部品上に複数の光線を
照射することを含み、その光線は各部品の中心軸に対してほぼ垂直に衝突して、
各部品が光線を遮蔽して、部品の輪郭の陰影を投射する。光線の一部は、部品の
内の一つに反射して、本発明によって低減される第１の形式である広角グリント
を提供する。本方法では、その後、光線が収束力を有する光学系を通って、焦点
で２つの陰影を結像し、光学系は、焦点の背後に配置された部品プレーン（plan
e）に陰影像を結像する。アパーチャは、ほぼ焦点に配置され、アパーチャ内の
開口部は、広角グリント以外の光線がそこを通るように配置される。収束光学系
およびアパーチャの組合せは、広角グリントが検出器に到達するのを妨げる。検
出器は部品プレーンの背後に配置されて、検出器プレーンは、光学系のプレーン
に対して平行に配置される。そのことによって、結像されない陰影像が検出器上
に映る。検出器を部品像プレーンの背後に配置することによって、本発明の狭角
グリントの影響が低減される。
【０００６】 図面の簡単な説明 図１は、光源、２つの部品、１つの部品に反射させられたグリントを有する検
出器を示す。 図２は、収束光学系および検出器を伴なうような、光源および２つの部品、２
つの内の１つの部品によって投影される陰影と同一の、検出器上の点に映るその
部品からのグリントを示す。 図３は、本発明のセンサを含む、捕捉・位置決め機を示す。 図４は、光源、２つの部品、収束光学系、アパーチャ、および検出器を含み、
検出器プレーンが、部品からの陰影プレーンの背後にあるような本発明の実施例
を示す。 図５は、光源、２つの部品、収束光学系、アパーチャ、平行化光学系、および
検出器を含み、検出器プレーンが部品からの陰影プレーンの背後にあるような本
発明の他の実施例を示す。 図６は、捕捉・位置決め機に装備するのに適当なセンサハウジング内の、さら
に別の本発明の実施例を示す。 図７は、図６の実施例の斜視図である。
出器を示す。 図２は、収束光学系および検出器を伴なうような、光源および２つの部品、２
つの内の１つの部品によって投影される陰影と同一の、検出器上の点に映るその
部品からのグリントを示す。 図３は、本発明のセンサを含む、捕捉・位置決め機を示す。 図４は、光源、２つの部品、収束光学系、アパーチャ、および検出器を含み、
検出器プレーンが、部品からの陰影プレーンの背後にあるような本発明の実施例
を示す。 図５は、光源、２つの部品、収束光学系、アパーチャ、平行化光学系、および
検出器を含み、検出器プレーンが部品からの陰影プレーンの背後にあるような本
発明の他の実施例を示す。 図６は、捕捉・位置決め機に装備するのに適当なセンサハウジング内の、さら
に別の本発明の実施例を示す。 図７は、図６の実施例の斜視図である。
【０００７】 実例となる実施例の詳細な説明 図１は、本発明が解決するグリントの問題を示す。図１は、部品１および部品
２上に入射する光線を有する光源４を示し、各部品は、（図示されない）捕捉・
位置決め機の（図示されない）ノズルによってセンサ内の所定位置に保持される
。図のように、光線の一部が部品２の縁部に反射して、所望しないグリント６の
原因となる。部品１および２は、それぞれＣＣＤ検出器１２のプレーン上に、陰
影像８、１０を投影する。検出器１２は、検出器１２上に投影されたの陰影の縁
部を分離し、捕捉・位置決め機のためのモータ制御回路へ信号を伝送する（図示
されない）一組の電子回路へ出力する。グリントは、検出器が部品１からの陰影
を受ける部分に映るので、検出器１２によって検出され、部品１に起因する光に
、エラーとして加わる。グリントが検出器１２上に投影される陰影の輪郭の近く
に位置すると、センサ内部の電子部品は、陰影の輪郭を誤って評価し、その結果
、部品１の相対的位置の評価を誤る可能性が生ずる。
２上に入射する光線を有する光源４を示し、各部品は、（図示されない）捕捉・
位置決め機の（図示されない）ノズルによってセンサ内の所定位置に保持される
。図のように、光線の一部が部品２の縁部に反射して、所望しないグリント６の
原因となる。部品１および２は、それぞれＣＣＤ検出器１２のプレーン上に、陰
影像８、１０を投影する。検出器１２は、検出器１２上に投影されたの陰影の縁
部を分離し、捕捉・位置決め機のためのモータ制御回路へ信号を伝送する（図示
されない）一組の電子回路へ出力する。グリントは、検出器が部品１からの陰影
を受ける部分に映るので、検出器１２によって検出され、部品１に起因する光に
、エラーとして加わる。グリントが検出器１２上に投影される陰影の輪郭の近く
に位置すると、センサ内部の電子部品は、陰影の輪郭を誤って評価し、その結果
、部品１の相対的位置の評価を誤る可能性が生ずる。
【０００８】 図２は、本発明が解決する問題の追加の態様を示す図であり、光源１００、部
品１および２、収束力１０４を有する光学系１０４、およびＣＣＤ検出器１０６
が示される。光源１００からの光線は、収束光学系１０４によって収束し、引き
続き検出器１０６で検出されるような部品１および２のそれぞれの陰影像１０８
、１１０を形成する。所望しないグリント１１２が部品２に反射して、光学系１
０４を通過し、検出器１０６で検出される部品２の像に不正に加わる。図２に示
される実施例は、収束光学系１０４の長所のために、検出器１０６上に部品プレ
ーンの実像を形成する。この構成においては、像グリントは、グリントの原因と
なった部品の陰影像の縁部の至近点に戻され収束される。図２に示されるように
、部品２からのグリントは、部品２の陰影上に戻され収束される。グリントは、
図１のように、部品１の被検出陰影像と干渉することも、部品２の被検出陰影像
と干渉することもない。
品１および２、収束力１０４を有する光学系１０４、およびＣＣＤ検出器１０６
が示される。光源１００からの光線は、収束光学系１０４によって収束し、引き
続き検出器１０６で検出されるような部品１および２のそれぞれの陰影像１０８
、１１０を形成する。所望しないグリント１１２が部品２に反射して、光学系１
０４を通過し、検出器１０６で検出される部品２の像に不正に加わる。図２に示
される実施例は、収束光学系１０４の長所のために、検出器１０６上に部品プレ
ーンの実像を形成する。この構成においては、像グリントは、グリントの原因と
なった部品の陰影像の縁部の至近点に戻され収束される。図２に示されるように
、部品２からのグリントは、部品２の陰影上に戻され収束される。グリントは、
図１のように、部品１の被検出陰影像と干渉することも、部品２の被検出陰影像
と干渉することもない。
【０００９】 図３に全体的に符号２０１で示される多ノズル捕捉・位置決め機は、プリント
回路基板２０２を作業領域に搬送するための（図示されない）コンベヤシステム
を有する。捕捉・位置決め機２００は、真空ヘッド２０６をｘおよびｙ方向に個
別に動かすための、ｘおよびｙモータードライブ組立体を２０４に有する。ヘッ
ド２０６には、３つの部品を取外し可能に保持するための多真空ノズル２０８、
２１０、２１２が取付けられる。ヘッド２０６は、（図示されない）トレーで３
つの部品をそれぞれ捕捉し、ヘッドがＰＣ基板２０２へ部品を搬送している間、
本発明の多ノズル整列センサ２００が部品のｘ、ｙおよびシータ方向を感知する
。
回路基板２０２を作業領域に搬送するための（図示されない）コンベヤシステム
を有する。捕捉・位置決め機２００は、真空ヘッド２０６をｘおよびｙ方向に個
別に動かすための、ｘおよびｙモータードライブ組立体を２０４に有する。ヘッ
ド２０６には、３つの部品を取外し可能に保持するための多真空ノズル２０８、
２１０、２１２が取付けられる。ヘッド２０６は、（図示されない）トレーで３
つの部品をそれぞれ捕捉し、ヘッドがＰＣ基板２０２へ部品を搬送している間、
本発明の多ノズル整列センサ２００が部品のｘ、ｙおよびシータ方向を感知する
。
【００１０】 ヘッド２０６が基板２０２へ部品を搬送する間、センサ２００が部品のｘ、ｙ
およびシータ方向を感知するので、捕捉・位置決め機２０１は、オンヘッド式捕
捉・位置決め機である。同様に、オフヘッド式捕捉・位置決め機、小塔型捕捉・
位置決め機、あるいはｘあるいはｙ方向にヘッドを動かすための異なるガントリ
（gantry）システムを有するような捕捉・位置決め機などの、他の形式の捕捉・
位置決め機も、本発明の方法および装置と共に用いられるのに適当である。
およびシータ方向を感知するので、捕捉・位置決め機２０１は、オンヘッド式捕
捉・位置決め機である。同様に、オフヘッド式捕捉・位置決め機、小塔型捕捉・
位置決め機、あるいはｘあるいはｙ方向にヘッドを動かすための異なるガントリ
（gantry）システムを有するような捕捉・位置決め機などの、他の形式の捕捉・
位置決め機も、本発明の方法および装置と共に用いられるのに適当である。
【００１１】 図３〜７に示されるように、本発明は２つの個別の態様で実行される。第１の
態様は、収束光学系およびアパーチャで実行され、それらは協働して、グリント
２１０のような広角グリントが検出器に到達するのを物理的に阻止する機能を果
たす。しかしながら図４および５のように、（本明細書において、グリント２１
２のような狭角グリントとして言及されることのある）アパーチャを通過するよ
うなグリントは、部品像プレーンに見られるように、陰影の縁部でイメージ化さ
れる。第２の態様は、検出器を部品像プレーンの背後に配置することで実行され
、そのことによって、（アパーチャを通過した）狭角グリントは、部品陰影の縁
部から充分に離れて、検出器上の部品陰影間に映る。
態様は、収束光学系およびアパーチャで実行され、それらは協働して、グリント
２１０のような広角グリントが検出器に到達するのを物理的に阻止する機能を果
たす。しかしながら図４および５のように、（本明細書において、グリント２１
２のような狭角グリントとして言及されることのある）アパーチャを通過するよ
うなグリントは、部品像プレーンに見られるように、陰影の縁部でイメージ化さ
れる。第２の態様は、検出器を部品像プレーンの背後に配置することで実行され
、そのことによって、（アパーチャを通過した）狭角グリントは、部品陰影の縁
部から充分に離れて、検出器上の部品陰影間に映る。
【００１２】 単一部品の向きを決定する方法および装置を含み、平行にされた光を用いるよ
うな単一部品整列センサが、本発明の譲渡人によって保有され、参照によって本
明細書に組み入れられる、スクネス（Skunes）らの米国特許第５，２７８，６３
４号に詳述される。平行にされた光と共に用いられるような本発明のすべての実
施例は、スクネスの特許に詳述されるのと同じ種類のプロセスハードウェアを含
むか、あるいは適当に、陰影が（先端で）最小化されるまで、各回転位置で部品
の投射陰影の幅が評価されるような原理で作動することによって、部品のｘある
いはｙの相対的位置を決定する。スクネスの特許に詳述される方法と同様に、本
発明は光源のいかなる仕様の種類にも限定されない。特に、光源の波長、可干渉
性、あるいは位相のいずれも本発明においては重要ではない。光源にとっての主
要な規準は、電子部品を受け入れる窩洞領域を通過した後に、及びフィルタが存
在する場合は該フィルタを通過した後に検出器で受信された光が電子機器につい
ての強力な信号を提供するのに十分な強度を有するように、十分な強度の光線を
提供することである。部品の陰影の光路内の光学系の光学軸に関して、光源が軸
ずれ（off-axis）であっても、本発明は複数の光源と共に実行されることができ
る。
うな単一部品整列センサが、本発明の譲渡人によって保有され、参照によって本
明細書に組み入れられる、スクネス（Skunes）らの米国特許第５，２７８，６３
４号に詳述される。平行にされた光と共に用いられるような本発明のすべての実
施例は、スクネスの特許に詳述されるのと同じ種類のプロセスハードウェアを含
むか、あるいは適当に、陰影が（先端で）最小化されるまで、各回転位置で部品
の投射陰影の幅が評価されるような原理で作動することによって、部品のｘある
いはｙの相対的位置を決定する。スクネスの特許に詳述される方法と同様に、本
発明は光源のいかなる仕様の種類にも限定されない。特に、光源の波長、可干渉
性、あるいは位相のいずれも本発明においては重要ではない。光源にとっての主
要な規準は、電子部品を受け入れる窩洞領域を通過した後に、及びフィルタが存
在する場合は該フィルタを通過した後に検出器で受信された光が電子機器につい
ての強力な信号を提供するのに十分な強度を有するように、十分な強度の光線を
提供することである。部品の陰影の光路内の光学系の光学軸に関して、光源が軸
ずれ（off-axis）であっても、本発明は複数の光源と共に実行されることができ
る。
【００１３】 本出願に示される方法および装置の実施例は点光源を用いた場合で示されてい
るけれども、本発明が、部品の周辺内に平行な光線を生成するような事実上無限
遠にある光源などの、他の形式の光源にも充分に適合するということを当業者は
理解するであろう。
るけれども、本発明が、部品の周辺内に平行な光線を生成するような事実上無限
遠にある光源などの、他の形式の光源にも充分に適合するということを当業者は
理解するであろう。
【００１４】 図４は、光源の像でのアパーチャと収束光学系１０４との組合せで、広角グリ
ント２１０を遮蔽するようなセンサ２００の本発明の実施例を示す。前述の図と
同じ符号をもつセンサ２００の構成要素は同じ機能を有する。本発明のセンサ２
００は、適当な形式の捕捉・位置決め機上に固定される。その適当な形式のうち
の一つの形式が図３に示されている。本発明のこの実施例は、部品１および２に
よって投影される陰影像２０６、２０８の焦点プレーン内に配置されるアパーチ
ャ２０２を含む。所望しない広角グリント２１０は、部品２に反射され、光学系
１０４を通過させられて、それからアパーチャ２０２で遮蔽される。アパーチャ
２０２は、適当な作動範囲を超える大きさを実質的に維持するような材料で作ら
れ、光学系、電子部品、およびセンサハウジングの公差を作り出すことを可能に
するように設計された開口部をその内部に有するのが望ましい。アパーチャ２０
２は、グリント２１０のような広角グリントは遮蔽するけれども、グリント２１
２で示されるような狭角グリントは通過させる。図４の実施例では、前述の実施
例のように、部品像プレーンの背後の検出器プレーンは効果的に動くが、広角グ
リントを遮蔽するためのアパーチャ２０２も付加している。前述のように、アパ
ーチャ２０２を通過するグリントは、部品像プレーンで見られるように、陰影の
縁部でイメージ化されるが、検出器２０４上の２つの部品の陰影間に映るので、
縁部検出電子部品２２０は、必要な像を選択的に捉えることができるであろう。
図４はまた、モータードライブ回路２２４を制御するような位置および向き回路
２２２を含む捕捉・位置決め機の様々な機能も示す。要素２２０、２２２、およ
び２２４は個別に、または単一の回路として装備されることができ、アナログ／
デジタル部品またはそれらの組合せを用いて装備されることができる。
ント２１０を遮蔽するようなセンサ２００の本発明の実施例を示す。前述の図と
同じ符号をもつセンサ２００の構成要素は同じ機能を有する。本発明のセンサ２
００は、適当な形式の捕捉・位置決め機上に固定される。その適当な形式のうち
の一つの形式が図３に示されている。本発明のこの実施例は、部品１および２に
よって投影される陰影像２０６、２０８の焦点プレーン内に配置されるアパーチ
ャ２０２を含む。所望しない広角グリント２１０は、部品２に反射され、光学系
１０４を通過させられて、それからアパーチャ２０２で遮蔽される。アパーチャ
２０２は、適当な作動範囲を超える大きさを実質的に維持するような材料で作ら
れ、光学系、電子部品、およびセンサハウジングの公差を作り出すことを可能に
するように設計された開口部をその内部に有するのが望ましい。アパーチャ２０
２は、グリント２１０のような広角グリントは遮蔽するけれども、グリント２１
２で示されるような狭角グリントは通過させる。図４の実施例では、前述の実施
例のように、部品像プレーンの背後の検出器プレーンは効果的に動くが、広角グ
リントを遮蔽するためのアパーチャ２０２も付加している。前述のように、アパ
ーチャ２０２を通過するグリントは、部品像プレーンで見られるように、陰影の
縁部でイメージ化されるが、検出器２０４上の２つの部品の陰影間に映るので、
縁部検出電子部品２２０は、必要な像を選択的に捉えることができるであろう。
図４はまた、モータードライブ回路２２４を制御するような位置および向き回路
２２２を含む捕捉・位置決め機の様々な機能も示す。要素２２０、２２２、およ
び２２４は個別に、または単一の回路として装備されることができ、アナログ／
デジタル部品またはそれらの組合せを用いて装備されることができる。
【００１５】 図５において、光源１００は部品１および２上を照射する光を発射する。部品
１および２は、光を遮ってレンズ３００を通過させられる陰影像３０２、３０４
を形成する。レンズ３００は、光源の実像を形成し、部品プレーンの虚像のみを
形成するように適当に配置された収束力レンズである。前述のように、陰影はア
パーチャ２０２を通過する。さらに陰影は、部品１および２の陰影像を形成する
光線をほぼ平行にして、部品プレーンの実像を作り出すような、収束力レンズ３
０６を通過する。レンズ３０６は、ＸＹプレーン内においてのみ平行にして、Ｚ
方向の結像には影響しないのが望ましい。その後、平行にされた像が、部品像プ
レーンの背後に配置されている検出器３０８で検出される。本発明の実施例では
、検出器の位置が重要である。検出器が部品影像プレーンの背後に離れすぎて配
置されると、グリント２１０が部品１の像内に映ってしまう。陰影像を形成する
光は平行にされるけれども、グリント２１０は平行にされず、グリント２１０は
、検出器３０８の２つの陰影間に到達する。電子部品２２２は、グリントによる
偽の信号を容易に認識することができ、引き続く計算において無視することがで
きる。
１および２は、光を遮ってレンズ３００を通過させられる陰影像３０２、３０４
を形成する。レンズ３００は、光源の実像を形成し、部品プレーンの虚像のみを
形成するように適当に配置された収束力レンズである。前述のように、陰影はア
パーチャ２０２を通過する。さらに陰影は、部品１および２の陰影像を形成する
光線をほぼ平行にして、部品プレーンの実像を作り出すような、収束力レンズ３
０６を通過する。レンズ３０６は、ＸＹプレーン内においてのみ平行にして、Ｚ
方向の結像には影響しないのが望ましい。その後、平行にされた像が、部品像プ
レーンの背後に配置されている検出器３０８で検出される。本発明の実施例では
、検出器の位置が重要である。検出器が部品影像プレーンの背後に離れすぎて配
置されると、グリント２１０が部品１の像内に映ってしまう。陰影像を形成する
光は平行にされるけれども、グリント２１０は平行にされず、グリント２１０は
、検出器３０８の２つの陰影間に到達する。電子部品２２２は、グリントによる
偽の信号を容易に認識することができ、引き続く計算において無視することがで
きる。
【００１６】 図６および図７はそれぞれ、本発明の２つの態様の双方を実行するような、一
つの実施例によるセンサ３５０の側断面図および斜視図である。
つの実施例によるセンサ３５０の側断面図および斜視図である。
【００１７】 図６において、センサ３５０は、その各端部上で部品３５４を有する多ノズル
３５２を受け取るように適合させられる。レーザーダイオード源３５６は、セン
サ３５０のハウジング３６２内に配置される平面鏡３６０に反射させられる光３
５８を発射する。鏡３６０は第２の鏡３６４に光を誘導し、第２の鏡は図示され
るように光を再誘導し、またリボン（筋）状の光３６６を形成するために、光を
ｚ方向に細くする。筋３６６はその後、円柱コリメートレンズ３６８を通過して
、すべての光線がｘ−ｙプレーン内でほぼ平行になる。リボン状の光３６６は、
窓３７０を通って空洞に入り、部品３５４の縁部に衝突する。部品３５４によっ
て遮断されない光は、ハウジング３６２内のもう一つの窓３７２を通り、光を再
誘導するような収束力を有する第３の鏡３７４で反射させられる。例えば、鏡３
７４は図５におけるレンズ３００に相当する。次に光は、第４の鏡に反射して、
アパーチャ３７７を通過し、収束力を有する第５の鏡３７８上で反射する。例え
ば、アパーチャ３７７および鏡３７８はそれぞれ、図５におけるアパーチャ２０
２およびレンズ３０６に相当する。最後に、光はロッドレンズ（rod lens）３８
０を通過して、リニア検出器３８２上に入る。本発明は、費用の理由によってリ
ニア検出器で実行されるけれども、適当にエリアアレイで実行されることもでき
る。
３５２を受け取るように適合させられる。レーザーダイオード源３５６は、セン
サ３５０のハウジング３６２内に配置される平面鏡３６０に反射させられる光３
５８を発射する。鏡３６０は第２の鏡３６４に光を誘導し、第２の鏡は図示され
るように光を再誘導し、またリボン（筋）状の光３６６を形成するために、光を
ｚ方向に細くする。筋３６６はその後、円柱コリメートレンズ３６８を通過して
、すべての光線がｘ−ｙプレーン内でほぼ平行になる。リボン状の光３６６は、
窓３７０を通って空洞に入り、部品３５４の縁部に衝突する。部品３５４によっ
て遮断されない光は、ハウジング３６２内のもう一つの窓３７２を通り、光を再
誘導するような収束力を有する第３の鏡３７４で反射させられる。例えば、鏡３
７４は図５におけるレンズ３００に相当する。次に光は、第４の鏡に反射して、
アパーチャ３７７を通過し、収束力を有する第５の鏡３７８上で反射する。例え
ば、アパーチャ３７７および鏡３７８はそれぞれ、図５におけるアパーチャ２０
２およびレンズ３０６に相当する。最後に、光はロッドレンズ（rod lens）３８
０を通過して、リニア検出器３８２上に入る。本発明は、費用の理由によってリ
ニア検出器で実行されるけれども、適当にエリアアレイで実行されることもでき
る。
【００１８】 本発明はまた、本明細書において１つのハウジング内に示される。実際には、
本発明の方法を実行するためには、平行光源またはたは点光源用の分離したハウ
ジングのような、２つかまたはそれ以上のハウジングを用いることは有効である
。
本発明の方法を実行するためには、平行光源またはたは点光源用の分離したハウ
ジングのような、２つかまたはそれ以上のハウジングを用いることは有効である
。
【００１９】 本明細書に記載された、複数の部品を整列するためのセンサは、単一の光源と
共に示される。しかしながら、本発明の方法および装置は、単一光源の多ノズル
位置決め整列センサに限定されず、複数の効果的な光源を有するものを含むこと
が理解されよう。さらに本発明は、部品の相対的な動き、あるいはそれらのセン
サ空洞内での配置に関わらず実行されることができる。換言すれば、一つのノズ
ルは本発明を実行し、あらゆる相対的なノズルの配置で所望されるような複数の
ノズルと同様に回転することができる。さらに、本発明はレンズと共に開示され
るが、曲面鏡または類似のもののような、同等の光学部品で実行されることがで
きる。本発明は影像の幅を決定する目的で詳述されてきたけれども、本発明は、
少なくとも２つの部品の影の縁部の位置を決定し、グリントによって影響を受け
るようなあらゆる手法と共に用いられることができる。さらに、本明細書で用い
られる単語「光」は非可視光を含む。本発明を好ましい実施例によって説明して
きたが、本発明の精神や範囲を逸脱することなく詳細や形式上の変更が可能なこ
とは、当業者には理解できるであろう。
共に示される。しかしながら、本発明の方法および装置は、単一光源の多ノズル
位置決め整列センサに限定されず、複数の効果的な光源を有するものを含むこと
が理解されよう。さらに本発明は、部品の相対的な動き、あるいはそれらのセン
サ空洞内での配置に関わらず実行されることができる。換言すれば、一つのノズ
ルは本発明を実行し、あらゆる相対的なノズルの配置で所望されるような複数の
ノズルと同様に回転することができる。さらに、本発明はレンズと共に開示され
るが、曲面鏡または類似のもののような、同等の光学部品で実行されることがで
きる。本発明は影像の幅を決定する目的で詳述されてきたけれども、本発明は、
少なくとも２つの部品の影の縁部の位置を決定し、グリントによって影響を受け
るようなあらゆる手法と共に用いられることができる。さらに、本明細書で用い
られる単語「光」は非可視光を含む。本発明を好ましい実施例によって説明して
きたが、本発明の精神や範囲を逸脱することなく詳細や形式上の変更が可能なこ
とは、当業者には理解できるであろう。
【図２】 収束光学系および検出器を伴なうような、光源および２つの部品、２つの内の
１つの部品によって投影される陰影と同一の、検出器上の点に映るその部品から
のグリントを示す。
１つの部品によって投影される陰影と同一の、検出器上の点に映るその部品から
のグリントを示す。
【図４】 光源、２つの部品、収束光学系、アパーチャ、および検出器を含み、検出器プ
レーンが、部品からの陰影プレーンの背後にあるような本発明の実施例を示す。
レーンが、部品からの陰影プレーンの背後にあるような本発明の実施例を示す。
【図５】 光源、２つの部品、収束光学系、アパーチャ、平行化光学系、および検出器を
含み、検出器プレーンが部品からの陰影プレーンの背後にあるような本発明の他
の実施例を示す。
含み、検出器プレーンが部品からの陰影プレーンの背後にあるような本発明の他
の実施例を示す。
１、２……部品、１００……光源、１０４……収束光学系、２００……センサ
、２０２……アパーチャ、２０４、３０８……検出器、２０６、２０８、３０２
、３０４……陰影像、２１０……広角グリント、２１２……狭角グリント、３０
０……レンズ、３０６……収束力レンズ
、２０２……アパーチャ、２０４、３０８……検出器、２０６、２０８、３０２
、３０４……陰影像、２１０……広角グリント、２１２……狭角グリント、３０
０……レンズ、３０６……収束力レンズ
Claims (17)
- 【請求項１】 少なくとも２つの部品を配列する配置整列センサ内でグリン
トを制御する方法であって、 部品上に光を照射し、各部品が光を遮断して部品の輪郭の陰影を投影し、部品
の内の１つから反射された光の一部が広角グリントを提供すること、 収束力を有する光学系を光が通過し、それによって焦点に２つの陰影を結像し
、前記光学系が、焦点の背後に配置された第１のプレーンに陰影像を結像するこ
と、 光は通過し、広角グリントは遮蔽するための開口部を有するアパーチャをほぼ
焦点に配置すること、および 陰影を検出するために、焦点を超えて検出器を配置することからなる方法。 - 【請求項２】 検出器の配置が第１のプレーンに実質的に平行で、その背後
に検出器を配置することを含み、そのことによって、狭角グリントを認識するた
めに、結像されない陰影像を検出器上に映す請求項１の方法。 - 【請求項３】 陰影の輪郭を表わす先端が見出されるまで、部品をその中心
軸の周りに回転させることを含む請求項１の方法。 - 【請求項４】 光によって照射された追加の部品を配列することを含む請求
項１の方法。 - 【請求項５】 光の照射がハウジング内の点光源を発光させることからなる
請求項１の方法。 - 【請求項６】 光の照射が、部品の周辺にほぼ平行な光線を提供することか
らなる請求項１の方法。 - 【請求項７】 少なくとも２つの部品を配列する配置整列センサ内でグリン
トを低減する方法であって、 少なくとも２つの部品上に光源から光を照射し、前記光源が光源プレーン内に
配置され、部品が部品プレーン内に配置されて、少なくとも光の一部が部品の内
の１つに反射して広角グリントを提供し、前記部品が２つの内少なくとも１つの
部品の陰影像を形成するために光の一部を遮蔽すること、 共通の焦点に結像される、各部品の結像された陰影像を提供するための、収束
力を有する光学系を陰影像が通過すること、および アパーチャ内の開口部を光線が通過し、前記アパーチャは焦点に配置され、前
記アパーチャ内の開口部が広角グリントを遮蔽するための大きさを有することか
らなる方法。 - 【請求項８】 陰影を検出するために検出器を配置することを含む請求項７
の方法。 - 【請求項９】 検出器の配置が、焦点の背後に設置された第１のプレーンに
検出器を配置することを含む請求項８の方法。 - 【請求項１０】 検出器の配置が、第１のプレーンに実質的に平行で、その
背後に検出器を配置することを含み、そのことによって、狭角グリントを認識す
るために、結像されない陰影像を検出器上に映す請求項９の方法。 - 【請求項１１】 陰影の輪郭を表わす先端が見出されるまで、部品がその中
心軸の周りを回転する請求項７の方法。 - 【請求項１２】 少なくとも２つの部品を配列するために適合された配置整
列センサであって、 少なくとも２つの部品を受け入れるように適合されたハウジング、 光がそれぞれの部品の中心軸に対してほぼ垂直に向けられ、そのことによって
部品が光を遮断してそれぞれの影像を形成し、グリントが部品の内の１つに反射
するような少なくとも２つの部品上に照射するために光源プレーン内に配置され
た光源、 陰影を受けて、結像される陰影像を提供するように適合された収束力を有する
光学系であって、その結像される陰影像は、焦点で結像され、焦点の背後の第１
のプレーンにイメージ化される光学系、 グリントは遮蔽し、結像された陰影像はそこを通す開口部を有するアパーチャ
、および アパーチャの背後に位置決めされた検出器からなる装置。 - 【請求項１３】 検出器がほぼ第１のプレーンに配置される請求項１２の装
置。 - 【請求項１４】 光学系が第１および第２の光学系からなり、検出器が第２
の光学系の背後に配置される請求項１２の装置。 - 【請求項１５】 検出器が部品の第１のプレーンの背後に配置され、そのこ
とによって、検出器上の各部品の結像された陰影像の間に、グリントが入射する
請求項１２の装置。 - 【請求項１６】 光源が点光源からなる請求項検出器１２の装置。
- 【請求項１７】 光源が部品の周辺にほぼ平行な光線を供給する請求項１２
の装置
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10628398P | 1998-10-30 | 1998-10-30 | |
| US60/106,283 | 1998-10-30 | ||
| PCT/US1999/025543 WO2000026617A1 (en) | 1998-10-30 | 1999-10-29 | Improved methods and apparatus for controlling glint in a multi-nozzle position alignment sensor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002529687A true JP2002529687A (ja) | 2002-09-10 |
| JP2002529687A5 JP2002529687A5 (ja) | 2006-10-12 |
| JP4428865B2 JP4428865B2 (ja) | 2010-03-10 |
Family
ID=22310577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000579952A Expired - Fee Related JP4428865B2 (ja) | 1998-10-30 | 1999-10-29 | 多ノズル配置整列センサ内のグリントを制御するために改良された方法および装置 |
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|---|---|
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| KR (1) | KR100619097B1 (ja) |
| DE (1) | DE19982294T1 (ja) |
| GB (1) | GB2347498B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002050896A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Sony Corp | 部品把持位置補正装置および補正方法 |
| US6909515B2 (en) * | 2001-01-22 | 2005-06-21 | Cyberoptics Corporation | Multiple source alignment sensor with improved optics |
| US6897463B1 (en) | 2001-07-13 | 2005-05-24 | Cyberoptics Semiconductor, Inc. | Wafer carrier mapping sensor assembly |
| AT520307B1 (de) * | 2017-11-27 | 2019-03-15 | Riegl Laser Measurement Systems Gmbh | Optische Vorrichtung zum Detektieren eines an einem Fernziel reflektierten Lichtstrahls |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4974010A (en) | 1989-06-09 | 1990-11-27 | Lc Technologies, Inc. | Focus control system |
| US5278634A (en) | 1991-02-22 | 1994-01-11 | Cyberoptics Corporation | High precision component alignment sensor system |
| US5818061A (en) * | 1992-06-24 | 1998-10-06 | Robotic Vision Systems, Inc. | Apparatus and method for obtaining three-dimensional data from objects in a contiguous array |
| EP0578136B1 (en) | 1992-07-01 | 1995-11-22 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Method for mounting components and an apparatus therefor |
| US5559727A (en) * | 1994-02-24 | 1996-09-24 | Quad Systems Corporation | Apparatus and method for determining the position of a component prior to placement |
| WO1996005477A1 (en) * | 1994-08-11 | 1996-02-22 | Cyberoptics Corporation | High precision semiconductor component alignment systems |
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| JP3337924B2 (ja) | 1995-11-28 | 2002-10-28 | ヤマハ発動機株式会社 | 実装機における部品吸着状態検出装置 |
| JP3417773B2 (ja) | 1995-11-28 | 2003-06-16 | ヤマハ発動機株式会社 | チップ部品の位置検出方法 |
-
1999
- 1999-10-29 DE DE19982294T patent/DE19982294T1/de not_active Ceased
- 1999-10-29 JP JP2000579952A patent/JP4428865B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1999-10-29 US US09/430,713 patent/US6291830B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 1999-10-29 GB GB0013226A patent/GB2347498B/en not_active Expired - Lifetime
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