JP2003099129A - 位置決め機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレーム上に移動可能に搭載したキャリッジ
を駆動機構で駆動するようにした位置決め機構の制御装
置において、その制御定数の設定及び／または調節を、
ユーザの直感に即した、容易な方法で行えるようにす
る。 【解決手段】 フレーム２０に対して固定したレーザ・
ダイオードＬＤと、キャリッジ２２上に保持した光ファ
イバＯＦの端部とを、画像センサ１４で撮像し、それら
の画像を、４本のマーカ５０ａ〜５０ｄと重ね合わせて
画像ディスプレイ１８の画面上に表示させる。キャリッ
ジを駆動する駆動機構２４が、画面上の光ファイバの端
部の画像の位置と、マーカの表示位置との位置関係に従
って制御されるようにした。ユーザは、マーカ設定／調
節機構１９を操作することで、画面上のマーカの位置を
目で確かめながら、マーカの位置の設定及び／または移
動を行え、それによって制御定数の設定及び／または調
節を行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置決め機構の制
御装置に関し、より詳しくは、フレームと、該フレーム
上に移動可能に搭載されたキャリッジと、該キャリッジ
を駆動する駆動機構とを備えた位置決め機構を制御し
て、前記キャリッジ上に保持した被動オブジェクトを目
標位置へ位置付けるための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フレームと、該フレーム上に移動可能に
搭載されたキャリッジと、該キャリッジを駆動する駆動
機構とを備えた位置決め機構は、様々な製造機械、測定
機器、それに事務機械などに広く用いられている。特
に、駆動機構の動力源としてステッピングモータを使用
したものは、駆動機構の制御をパーソナル・コンピュー
タやワンチップ・コンピュータなどで容易に行うことが
でき、また、ステッピングモータで送りネジを回転させ
る構造とすることで、高い位置決め精度が簡単に得ら
れ、更に、制御定数や制御シーケンスの変更も容易であ
ることから、近年、ますます多くの用途に用いられるよ
うになってきた。ただし、ステッピングモータには、急
加速や急減速を行ったり、回転速度を上げすぎたりする
と、脱調によって誤動作を発生し、意図した制御結果が
得られなくなるおそれがあるという短所が付随してい
る。従って、加減速を比較的緩やかにしなければなら
ず、最高回転速度にも限界があることから、ステッピン
グモータでキャリッジを駆動するようにした位置決め機
構では、その位置決め動作に伴うキャリッジの移動量が
大きい場合には、その位置決め動作の応答速度が遅くな
り、位置決め作業に時間がかかるという問題が生じてい
た。

【０００３】この問題を解決するための１つの有効な方
法は、キャリッジを比較的高速で駆動する高速駆動モー
ドと、キャリッジを比較的低速で駆動する低速駆動モー
ドとの両方で位置決め機構を動作させるようにし、高速
駆動モードに関しては、例えば直流モータなどでキャリ
ッジを駆動することにより、急加速、急減速、及び高速
でのキャリッジの移動を可能にし、それによって「粗」
位置決めを行うようにするというものである。そして、
その粗位置決めに続いて、ステッピングモータでキャリ
ッジをステップ駆動する低速駆動モードを実行して「精
密」位置決めを行うようにする。このようにすれば、キ
ャリッジをステッピングモータでステップ駆動すること
によって得られる、容易に高精度の位置決めが行えると
いう利点を確保しつつ、位置決め作業全体としての高速
化を達成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
方式の位置決め機構においては、高速駆動モードで駆動
していたキャリッジの駆動を停止させたときに、イナー
シャのために（特に、モータのロータのイナーシャが大
きく影響する）、キャリッジは即座に静止することがで
きず、ある程度の制動距離を移動した後に静止すること
になり、しかもその制動距離は、一定しておらず、その
都度異なった長さになる。この制動距離の長さは、位置
決め機構の様々な箇所に作用する摩擦力の影響を受ける
が、それら摩擦力は、位置決め機構を設置している環境
の温度、位置決め機構の稼動開始時点からの連続運転時
間、それに、最後に位置決め機構に給油してからの経過
時間などの、多くの要因によって変化する。

【０００５】このように、制動距離の長さがばらつき、
その予測が困難であることから、高速駆動モードで駆動
していたキャリッジの駆動を、目標位置のどれほど手前
で停止させて制動状態へ入れるべきかを適切に判断する
ことは容易でなく、しかも駆動停止の最適位置は、位置
決め機構を運転している間にも変動する。もし、駆動停
止のための最適位置を選定することができなければ、後
に続く精密位置決めのための時間が長くかかるようにな
り、その結果、位置決め作業の全体としての時間が長く
なり、その作業のスループットが低く抑えられてしま
う。

【０００６】また、粗位置決め動作とそれに続く精密位
置決め動作とを含む複合シーケンスを実行するに際して
は、高速駆動モードでのキャリッジの駆動を停止して制
動を開始する駆動停止位置ばかりでなく、精密位置決め
による最終目標位置などの制御定数の設定を準備作業と
して行う必要があり、また、位置決め作業中にそれら制
御設定の変更が必要になることもあるが、そのような制
御定数の設定や変更の作業は、多くの場合、面倒で時間
のかかる作業であり、それらのことが、上述した方式で
位置決めを行う際の大きな制約となっていた。

【０００７】本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あり、本発明の目的は、フレームと、該フレーム上に移
動可能に搭載されたキャリッジと、該キャリッジを駆動
する駆動機構とを備えた位置決め機構を制御して、前記
キャリッジ上に保持した被動オブジェクトを目標位置へ
位置付けるための制御装置において、位置決め作業のた
めの準備作業や、位置決め作業における制御定数の変更
作業を、ユーザの直感に即した、容易な方法で行えるよ
うにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、上述した種類の位置決め機構の制御装置
において、前記フレームに対して固定した画像センサ
と、画像ディスプレイと、前記画像センサが撮像した被
撮像画像と複数のマーカとを重ね合わせて前記画像ディ
スプレイの画面上に表示させる、画像表示プロセッサ
と、前記被撮像画像に含まれている前記被動オブジェク
ト上の特徴点の画像の、前記画像ディスプレイの画面上
における表示位置を認識する、画像認識プロセッサと、
前記画像ディスプレイの画面上における前記複数のマー
カの表示位置をユーザが任意に設定及び調節できるよう
にする、マーカ設定／調節機構と、前記駆動機構を制御
する駆動機構コントローラとを備えることを特徴とし、
また更に、前記駆動機構コントローラが、前記画像ディ
スプレイの画面上における前記特徴点の画像の表示位置
と前記複数のマーカの表示位置との間の位置関係に応じ
て前記駆動機構を制御することを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明にかかる位置決め機構の制御装置に
よれば、画像ディスプレイの画面上に、位置決めされる
被動オブジェクトの画像が表示されると共に、その画像
に重ね合わせるようにして複数のマーカが表示される。
そして、画面上にの、被動オブジェクト上の特徴点の画
像の位置と、それらマーカの表示位置との間の位置関係
に従って、キャリッジの駆動機構が制御される。ユーザ
は、マーカ設定／調節機構を操作することによって、画
像ディスプレイの画面上の複数のマーカの位置を目で確
かめながら、それらマーカの位置を設定及び／または調
節することができ、それによって位置決め作業を最適化
することができる。従って、位置決め作業のための準備
作業や、位置決め作業における制御定数の変更作業など
を、ユーザの直感に即した、簡便な方法で行うことがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態
にかかる制御装置を備えた位置決め機構の斜視図、図２
は図１の位置決め機構を用いて両者間の位置決めを行う
レーザ・ダイオードと光ファイバの端部とを示した斜視
図、図３は図１の制御装置の画像ディスプレイの画面を
示した模式図、図４は図１の制御装置のパーソナル・コ
ンピュータが実行する制御プログラムの機能を説明する
ための機能ブロック図、図５の（ａ）〜（ｄ）は図１の
位置決め機構の動作を説明するための画像ディスプレイ
の画面を示した模式図である。

【００１１】図１に示した位置決め機構１０は、本発明
の実施の形態にかかる制御装置１２によって制御され、
この制御装置１２は、顕微鏡ビデオカメラとして構成さ
れた画像センサ１４と、この画像センサ１４に接続され
たパーソナル・コンピュータ１６と、このパーソナル・
コンピュータ１６に接続された画像ディスプレイ１８及
びマーカ位置調節ボックス１９とを含んでおり、パーソ
ナル・コンピュータ１６には、位置決め制御プログラム
６０（図４）がインストールされている。

【００１２】図示した位置決め機構１０は、様々な用途
に用い得るものであるが、ここではその具体的な一例と
して、レーザ・ダイオードＬＤに、このレーザ・ダイオ
ードＬＤが射出するレーザ光を集光して導光する光ファ
イバＯＦを取付ける際に、その光ファイバＯＦの端部の
位置決めを行うために、位置決め機構１０を用いる場合
について説明する。

【００１３】この具体例では、図２に示したように、レ
ーザ・ダイオードＬＤは、角形リングの形状のケースＣ
Ｓの内側に取付けられており、このケースＣＳには光フ
ァイバＯＦの外径と比べて十分に大きな内径の孔ＨＬが
形成されている。この孔ＨＬに、光ファイバＯＦの端部
を挿通し、その挿通した端部の先端を、レーザの集光効
率が最大になる位置に位置付けた上で、瞬間接着剤を用
いてケースＣＳに固定するようにする。レーザの集光効
率が最大になるのは、光ファイバＯＦの端部の先端を、
レーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面から、所定の距
離（例えば１５０μｍ）だけ離れた位置に位置付けたと
きであることが分かっており、その位置に、光ファイバ
ＯＦの端部の先端を、十分な精度をもって、また、迅速
且つ容易に位置付けることが求められている。

【００１４】図１に示した位置決め機構１０は、フレー
ム２０と、このフレーム２２上に水平方向に直線状に移
動可能に搭載されたキャリッジ２２と、このキャリッジ
２２を駆動する駆動機構２４とを備えている。駆動機構
２４は、水平に延在する送りネジ２６と、この送りネジ
２６を回転駆動するためのステッピングモータ２８及び
直流モータ３０と、それらモータ２８、３０の出力軸を
送りネジ２６に連結している減速機３２と、それらモー
タ２８、３０の夫々に付属するモータ駆動回路２８ａ、
３０ａと、それらモータ駆動回路２８ａ、３０ａを制御
するための、パーソナル・コンピュータ１６にインスト
ールされた位置決め制御プログラム６０（図４）とを含
んでいる。

【００１５】送りネジ２６は、その一端が減速機構３２
に支持され、その他端が支持部３４に支持されること
で、フレーム２０上に回転可能に支持されている。ま
た、フレーム２０上には、送りネジ２６と平行に延在す
るガイドロッド３６が配設されており、キャリッジ２２
は、それら送りネジ２６及びガイドロッド３６によっ
て、水平方向に直線状に案内され、且つ、駆動されるよ
うにしてある。

【００１６】尚、以下の説明では、図１に矢印で示した
ように、送りネジ２６の延在方向をＺ方向とし、鉛直方
向をＸ方向とし、それらに直交する水平方向をＹ方向と
する直角座標系に基づいて、方向を言い表すことにす
る。また、特に、Ｚ方向に関しては、減速機構３２から
支持部３４へ向かう方向を＋Ｚ方向とし、その逆を−Ｚ
方向とする。

【００１７】キャリッジ２２上には、Ｘ方向リニアアク
チュエータとＹ方向リニアアクチュエータとを組合せた
２次元アクチュエータを装備した被動オブジェクト保持
機構４０が取付けられている。被動オブジェクトとは、
キャリッジ２２で移動されることによって位置決めされ
るオブジェクトの意味であり、ここで説明する具体例で
は、光ファイバＯＦの端部が被動オブジェクトに該当す
る。位置決め作業を実行する際には、この光ファイバＯ
Ｆの端部を、その先端を＋Ｚ方向へ向けて被動オブジェ
クト保持機構４０に把持させる。被動オブジェクト保持
機構４０には、２次元アクチュエータ駆動回路４０ａが
付属しており、この２次元アクチュエータ駆動回路４０
ａはパーソナル・コンピュータ１６に接続されている。
被動オブジェクト保持機構４０に把持された光ファイバ
ＯＦの端部は、駆動機構２４によってＺ方向の位置決め
がなされると共に、被動オブジェクト保持機構４０の２
次元アクチュエータによってＸ方向及びＹ方向の位置決
めがなされ、それらによって３次元的な位置決めがなさ
れる。

【００１８】フレーム２０上には、固定オブジェクト保
持機構４２が、位置調節可能に取付けられている。固定
オブジェクトとは、被動オブジェクトがそれに対して相
対的に位置決めされる相手側のオブジェクトであり、位
置決め作業の実行中にフレーム２０に対して固定された
状態に保持されているオブジェクトである。ここで説明
する具体例では、レーザ・ダイオードＬＤが固定オブジ
ェクトに該当する。位置決め作業を実行する際には、こ
のレーザ・ダイオードＬＤを、そのレーザ射出面を−Ｚ
方向へ向けて固定オブジェクト保持機構４２に把持させ
る。

【００１９】以上のようにして、光ファイバＯＦの端部
とレーザ・ダイオードＬＤとを位置決め機構１０に取付
けたならば、光ファイバＯＦの端部の先端と、レーザ・
ダイオードＬＤのレーザ出射面とが互いに向かい合った
状態となり、また、光ファイバＯＦの端部が、レーザ・
ダイオードＬＤのケースＣＳの孔ＨＬに余裕をもって挿
通可能な状態となる。

【００２０】位置決め機構１０は、Ｚ方向の位置決めに
関しては、キャリッジ２２をＺ方向に移動させることに
よって粗位置決め動作と精密位置決め動作との両方の動
作を行い、また、Ｘ方向及びＹ方向の位置決めに関して
は、被動オブジェクト保持機構４０の２次元アクチュエ
ータを作動させて、粗位置決め動作と精密位置決め動作
との両方の動作を行う。そして、Ｚ方向の粗位置決め動
作は、キャリッジ２２を直流モータ３０で駆動すること
によって行い、Ｚ方向の精密位置決め動作はキャリッジ
２２をステッピングモータ２８で駆動することによって
行う。

【００２１】直流モータ３０は、起動時には大電流が流
れるため急加速が可能であり、また駆動停止時には入力
端子を短絡させることで大きな制動力を発生するため、
急減速が可能である。また、ステッピングモータよりは
るかに高速で回転させることができ、それらのことか
ら、キャリッジ２２を比較的高速で駆動することが可能
である。ただし、キャリッジ２２の駆動を停止してか
ら、キャリッジ２２が完全に静止するまでに移動する距
離である制動距離の長さは一定せず、その都度異なった
長さになる。このような、直流モータ３０によるキャリ
ッジ２２の駆動を、ここではキャリッジ２２の高速駆動
モードと呼ぶことにする。

【００２２】一方、ステッピングモータ２８は、直流モ
ータ３０と比べれば、加速及び減速をはるかに緩やかに
しなければならず、また、回転速度もはるかに低速にし
なければならない。これは、加減速が急であったり、回
転速度が高すぎたりすると、脱調によって誤動作を発生
し、意図した制御結果が得られなくなるおそれがあるか
らである。ただし、駆動を停止したときには、キャリッ
ジ２２は実質的に制動距離を要することなく静止する。
ここで「実質的に制動距離を要しない」というのは、そ
の制動距離が、ステッピングモータ２８の一刻み分のス
テップ回転に対応したキャリッジ２２の微細な移動距離
（分解能）を超えることがないという意味である。

【００２３】画像センサ１４は、フレーム２０に対して
固定されており、従って、フレーム２０に対して固定し
た被写界を撮像して、その被写界の画像を表す画像デー
タを出力する。特に図示例では、画像センサ１４は、固
定オブジェクト保持機構４２に把持されたレーザ・ダイ
オードＬＤのレーザ射出面の近傍部分が、その被写界に
含まれるように配設されている。画像センサ１４から出
力される被写界の画像を表す画像データは、画像データ
・インターフェース１４ａを介してパーソナル・コンピ
ュータ１６に取り込まれ、画像ディスプレイ１８の画面
上にその被写界の画像が表示される。画像センサ１４
は、既述のごとく、顕微鏡ビデオカメラとして構成され
ているため、この画像ディスプレイ１８の画面上に表示
される被写界の実際の大きさは非常に小さく、例えば、
縦横が夫々、数百μｍから一千数百μｍ程度の大きさで
ある。

【００２４】画像ディスプレイ１８の画面上に表示され
る被写界の画像は、その画面の水平方向（左右方向）
が、位置決め機構１０のＺ方向に対応し、その画面の垂
直方向（上下方向）が、位置決め機構１０のＹ方向に対
応するように表示される。そのため、図２に示すよう
に、Ｙ方向に延在しているレーザ・ダイオードＬＤのレ
ーザ射出面の画像ＩＳは、画像ディスプレイ１８の画面
上では、垂直方向に延在しており、また、キャリッジ２
２に把持されてＺ方向に移動される光ファイバＯＦの端
部の画像ＩＦは、画像ディスプレイ１８の画面上では、
水平方向に移動することになる。

【００２５】画像ディスプレイ１８の画面上には、更
に、図３に示したように、画面の垂直方向に延在する互
いに平行な４本の直線マーカ（第１マーカ５０ａ、第２
マーカ５０ｂ、第３マーカ５０ｃ、及び第４マーカ５０
ｄ）が、画像センサ１４によって撮像された画像に重ね
合わせて表示されるようにしてある。これら４本の直線
マーカ５０ａ〜５０ｄの延在方向は、画面上における光
ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの移動方向である水平方
向に対して垂直な方向である。

【００２６】ユーザは、４本のマーカ５０ａ〜５０ｄの
画面上における水平方向の表示位置を変更ないし調節す
ることができ、換言すれば、それらマーカ５０ａ〜５０
ｄを画面上で左右に移動させることができる。即ち、パ
ーソナル・コンピュータ１６に装備されているキーボー
ドやマウスを操作することで、それらマーカ５０ａ〜５
０ｄの各々の表示位置を個別に設定することができ、そ
の設定を変更することで、各々のマーカを画面上で個別
に移動させることができる。

【００２７】これに加えて、図示の具体例では、パーソ
ナル・コンピュータ１６に接続したマーカ位置調節ボッ
クス１９を操作することによっても、ユーザが、それら
マーカ５０ａ〜５０ｄを画面上で移動させることができ
るようにしている。マーカ位置調節ボックス１９は、ジ
ョイ・スティックと同様の機能を有する入力デバイスで
あり、パーソナル・コンピュータ１６のＵＳＢ端子など
に接続して用いる。マーカ位置調節ボックス１９は、３
つの操作子（第１ダイヤル１９ａ、第２ダイヤル１９
ｂ、及び第３ダイヤル１９ｃ）と、１つの数値表示器１
９ｄとを備えている。３つのダイヤル１９ａ〜１９ｃの
各々は、所定角度を回転するごとにパルスを１個ずつ送
出すると共に、そのときの回転方向を表す信号を送出す
る構造のものである。それらパルス及び信号は、パーソ
ナル・コンピュータ１６に取り込まれ、パーソナル・コ
ンピュータ１６の位置決め制御プログラムが、それらパ
ルス及び信号に基づいて、どのダイヤルが、どちらの回
転方向へ、どれ程の角度回転されたかを判定して、その
ダイヤルに対応した画面上の１つまたは幾つかのマーカ
を、そのダイヤルの回転方向に応じて左または右へ、そ
のダイヤルの回転角度に応じた移動距離だけ移動させる
処理を行う。そして、ユーザは、第１ダイヤル１９ａを
回転させることで、第４マーカ５０ｄだけを画面上で左
右に移動させることができ、第２ダイヤル１９ｂを回転
させることで、第１マーカ５０ａ、第２マーカ５０ｂ、
及び第３マーカ５０ｂの夫々の間の間隔を固定させたま
ま、画面上でそれら３つのマーカを一括して移動させる
ことができ、また、第３ダイヤル１９ｃを回転させるこ
とで、４本の直線マーカ５０ａ〜５０ｄの全てを、夫々
の間の間隔を固定させたまま、一括して画面上で左右に
移動させることができる。これらのマーカの移動は、位
置決め機構１０を使用する上で非常に便利なものであ
り、その利用の仕方については後に詳述する。また、数
値表示器１９ｄは、その表示を切換えることで、４本の
直線マーカ５０ａ〜５０ｄのうちの２本の直線マーカの
間の間隔に対応したキャリッジ２２の位置の間隔をμｍ
単位で表示するものである。

【００２８】図４は、パーソナル・コンピュータ１６に
インストールされている位置決め制御プログラム６０の
機能を表した機能ブロック図である。位置決め制御プロ
グラム６０は、画像表示プロセッサ・モジュール６２、
画像認識プロセッサ・モジュール６４、モータ駆動回路
制御モジュール６６、及び２次元アクチュエータ駆動回
路制御モジュール６８を含んでいる。

【００２９】画像表示プロセッサ・モジュール６２は、
画像ディスプレイ１８に表示する画像を生成するための
モジュールであり、画像センサ１４に接続した画像デー
タ・インターフェース１４ａと、画像ディスプレイ１８
と、マーカ位置調節ボックス１９とに、機能的に結合し
ている。画像表示プロセッサ・モジュール６２は、パー
ソナル・コンピュータ１６のキーボードやマウスからの
入力と、マーカ位置調節ボックス１９からの入力とに基
づいて、画像センサ１４の被写界の画像と、４本の直線
マーカ５０ａ〜５０ｄとを、重ね合わせて画像ディスプ
レイ１８上に表示させるものである。

【００３０】画像認識プロセッサ・モジュール６４は、
画像ディスプレイ１８の画面上に表示される画像を表す
画像データを解析して、画面上における光ファイバＯＦ
の端部の画像ＩＦの先端の表示位置を認識するものであ
り、また特に、画面上の個々のマーカ５０ａ〜５０ｄの
表示位置に対して、この光ファイバＯＦの端部の画像Ｉ
Ｆの先端の表示位置がいかなる関係にあるかを認識する
ものである。

【００３１】特に、図示例においては、簡便な画像エッ
ジ解析を行うことによって、光ファイバＯＦの端部の画
像ＩＦの先端の、画面上における表示位置を特定するよ
うにしている。図３に示したように、被動オブジェクト
である光ファイバＯＦの端部が目標位置へ近付くと、こ
の光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦが、右側から画面の
中へ突入してくる。画像認識プロセッサ・モジュール６
４は、公知のエッジ認識法を用いて、画面上の光ファイ
バＯＦの端部の画像ＩＦの先端を表すエッジを認識す
る。この時点では、粗位置決めを実行しているため、精
緻な画像エッジ解析を行う必要はなく、精度が低く処理
時間の短い、簡便な画像エッジ解析を行えば十分であ
る。

【００３２】光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端を
表すエッジは、多少のうねりをもって画面の垂直方向に
延在するラインであるが、画像認識プロセッサ・モジュ
ール６４は、そのラインを近似する、画面の垂直方向に
延在する直線ＳＬを求める。このエッジ近似直線ＳＬ
は、図３には想像線で示してあるが、実際には画面上に
表示されず、単に画像認識プロセッサ・モジュール６４
がそれを認識するだけである。画像認識プロセッサ・モ
ジュール６４は、更に、このエッジ近似直線ＳＬの画面
上における水平方向位置が、４本の直線マーカ５０ａ〜
５０ｄの各々の画面上における水平方向位置と略々一致
したか否かを判定する。ここで「略々一致する」という
のは、このエッジ近似直線ＳＬの水平方向位置と、個々
の直線マーカ５０ａ〜５０ｄの水平方向位置との間の間
隔が、ステッピングモータ２８の一刻み分のステップ回
転に対応したキャリッジ２２の移動量（分解能）に対応
した画面上における被動オブジェクトの画像の移動量よ
りも、小さいという意味である。

【００３３】モータ駆動回路制御モジュール６６は、上
述した画像認識プロセッサ・モジュール６４から供給さ
れる解析結果に基づいて、モータ駆動回路２８ａ及び３
０ａを制御することによって、駆動機構２４がキャリッ
ジ２２を所定のシーケンスに従って駆動するものであ
り、これによって、光ファイバＯＦの端部のＺ方向の位
置決めが迅速且つ効率的に行われる。

【００３４】この所定のシーケンスにおいては、先ず、
キャリッジ２２を直流モータ３０によって高速駆動モー
ドで駆動して、キャリッジ２２上の被動オブジェクト保
持機構４０に把持させた光ファイバＯＦの端部を、フレ
ーム２０上の固定オブジェクト保持機構４２に把持させ
たレーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面へ、比較的高
速で接近させて行く（即ち、キャリッジ２２を＋Ｚ方向
へ高速駆動モードで駆動する）。この高速駆動モードで
のキャリッジ２２の駆動中に、光ファイバＯＦの端部の
画像ＩＦが画像ディスプレイ１８の画面に突入して、そ
の画像ＩＦの先端が（即ち、エッジ近似直線ＳＬが）第
１マーカ５０ａに略々一致したならば、モータ駆動回路
制御モジュール６６は、その高速駆動モードでのキャリ
ッジ２２の駆動を停止させ、直流モータ３０の入力端子
を短絡させて制動力を発生させ、それによって、キャリ
ッジ２２が、長さ不定の制動距離を移動した後に静止す
るようにする。

【００３５】尚、ここでは「光ファイバＯＦの端部の画
像ＩＦの先端」と第１マーカ５０ａとが一致するか否か
を調べているが、この位置決め機構１０は、光ファイバ
ＯＦの端部の位置決めばかりでなく、様々なオブジェク
トの位置決めに使用し得るものであり、一般的には、キ
ャリッジ２２上に保持した位置決めしようとする被動オ
ブジェクト上の任意の特徴点の画像と、第１マーカ５０
ａとが一致するか否かを調べるようにすればよい。即
ち、この具体例における「光ファイバＯＦの端部の画像
ＩＦの先端」とは、「被動オブジェクト上の任意の特徴
点」の１つの具体例に過ぎない。また、当業者には容易
に理解されるように、被動オブジェクトと一体に運動す
るキャリッジ２２上の任意の特徴点も、本発明に関して
は、被動オブジェクト上の任意の特徴点の均等物に該当
する。

【００３６】従って、第１マーカ５０ａは、被動オブジ
ェクト上の特徴点の画像がこのマーカの位置へきたとき
に、高速駆動モードでの駆動を停止して制動を開始する
ところの、駆動停止／制動開始マーカである。

【００３７】第２マーカ５０ｂは、画面上において第１
マーカ５０ａの左方に位置付けられており、即ち、光フ
ァイバＯＦの端部の画像ＩＦの移動方向に関して第１マ
ーカ５０ａより前方に位置付けられている。また、制動
のかけられたキャリッジ２２が完全に静止したときに、
光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端が、第１マーカ
５０ａと第２マーカ５０ｂとの間で静止するように、第
２マーカ５０ｂは位置付けられている。キャリッジ２２
が静止したならば、続いて、モータ駆動回路制御モジュ
ール６６は、駆動機構２４に、キャリッジ２２を低速駆
動モードで駆動させ、更に＋Ｚ方向へ移動させることに
よって、画面上において光ファイバＯＦの端部の画像Ｉ
Ｆの先端が第２マーカ５０ｂに略々一致するようにす
る。このときの低速駆動モードでの駆動は、ステッピン
グモータ２８が一刻み分のステップ回転をするごとに
（即ち、キャリッジ２２のステップ駆動を１回行うごと
に）、画像認識プロセッサ・モジュール６４が、光ファ
イバＯＦの端部の画像ＩＦの先端のエッジを認識して、
そのエッジに対応したエッジ近似直線ＳＬを求め、その
求めたエッジ近似直線ＳＬが、第２マーカ５０ｂと略々
一致したか否か（即ち、そのエッジ近似直線ＳＬと、第
２マーカ５０ｂとの間の間隔が、ステッピングモータ２
８が一刻み分のステップ回転をするときのキャリッジ２
２の移動量（分解能）に対応した、画面上における光フ
ァイバＯＦの端部の画像ＩＦの移動距離より小さいか否
か）を調べ、それらが略々一致していなかったならば、
更にキャリッジ２２のステップ駆動を行わせるという方
式で行う。

【００３８】第２マーカ５０ｂは、キャリッジ２２の制
動距離が、あり得る最長の長さになった場合であって
も、キャリッジ２２が静止したときに、画面上におい
て、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端が、この第
２マーカ５０ｂより手前で静止するように、即ち、第２
マーカ５０ｂを超えてオーバーランすることがないよう
な位置に設定される。このように設定するためには、第
１マーカ５０ａと第２マーカ５０ｂとの間の間隔を、キ
ャリッジ２２の可能最長制動距離に対応した画面上の距
離より長く設定すればよい。ただし、それらマーカ５０
ａ、５０ｂの間の間隔が不必要に長いと、上述の低速駆
動モードでの駆動に要する時間が長くなり、非効率的で
あるため、上述の条件を満たす限りにおいてこの間隔を
できるだけ短く設定することが望ましい。キャリッジ２
２の可能最長制動距離は、実際に位置決め機構１０を実
際に作動させて、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先
端が、画面上のどの位置で静止するかを観察することに
よって、直感的に、しかも容易に推定することができ、
これも本発明の大きな利点の１つである。

【００３９】位置決め作業の用途によっては、第２マー
カを、被動オブジェクト上の特徴点の位置決め目標位置
に対応した画面上の位置に設定するようにしてもよく、
その場合には、被動オブジェクト上の特徴点の画像が、
第２マーカに略々一致した時点で、位置決め作業は完了
する。しかしながら、ここで説明している具体例に関し
ては、第２マーカ５０ｂは最終的なＺ方向の目標位置を
表示していない。即ち、ここでは、第２マーカ５０ｂ
は、画像ディスプレイ１８の画面上において、光ファイ
バＯＦの端部の画像ＩＦの先端（被動オブジェクト上の
特徴点の画像）を暫定的にこのマーカに位置合せすると
ころの、暫定目標位置マーカである。

【００４０】レーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面の
周囲に備えられているエレメントのうちには、光ファイ
バＯＦの端部のＸ方向及びＹ方向の位置決めがある程度
の精度をもって達成されていないと、光ファイバＯＦの
端部を最終的なＺ方向の目標位置に位置付けたときに、
その光ファイバＯＦの端部と干渉するおそれのあるエレ
メント（例えば、ボンディング・ワイヤなど）がある。
そのため、光ファイバＯＦの端部の先端を、最終的なＺ
方向の目標位置より手前の、第２マーカ５０ｂによって
表示されている暫定的なＺ方向の目標位置に位置決めし
た段階で、２次元アクチュエータ駆動回路制御モジュー
ル６８が、２次元アクチュエータ駆動回路４０ａを制御
することにより、被動オブジェクト保持機構４０の２次
元アクチュエータを駆動して、光ファイバＯＦの端部の
Ｘ方向及びＹ方向の粗位置決めを行わせる。これによっ
て、光ファイバＯＦの端部を更に＋Ｚ方向へ移動させて
最終的なＺ方向の目標位置へ位置付けても、光ファイバ
ＯＦの端部がレーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面の
周囲のエレメントと干渉するおそれがなくなる。

【００４１】続いて、モータ駆動回路制御モジュール６
６は、駆動機構２４に、キャリッジ２２を低速駆動モー
ドで駆動させて、キャリッジ２２２を更に＋Ｚ方向へ移
動させ、画面上において光ファイバＯＦの端部の画像Ｉ
Ｆの先端が第３マーカ５０ｃに略々一致するようにす
る。このときの低速駆動モードでの駆動は、第２マーカ
５０ｂと第３マーカ５０ｃとの間の間隔に対応したステ
ップ数だけステッピングモータ２８をステップ回転させ
て、キャリッジ２２を連続的にステップ駆動することに
よって行う。第２マーカ５０ｂと第３マーカ５０ｃとの
間の間隔は、ユーザがそれらマーカ５０ｂ、５０ｃの表
示位置を設定した時点で、画像認識プロセッサ・モジュ
ール６４によって算出されており、また、それに対応し
たステッピングモータ２８のステップ回転の回数も算出
されているため、この動作は、低速駆動モードで行われ
るにもかかわらず、比較的迅速に行われる。また、この
動作は、ステッピングモータ２８を、ランピング駆動法
を用いて駆動するようにすれば、更に迅速に完了するこ
とができる。

【００４２】ユーザは、位置決め作業に先立って複数の
マーカの画面上の表示位置を設定する際に、光ファイバ
ＯＦの端部が最終的なＺ方向の目標位置に位置付けられ
たときに、画面上においてその光ファイバＯＦの端部の
画像ＩＦの先端が位置する位置に、第３マーカ５０ｃを
設定する。従って、第３マーカ５０ｃは最終目標位置マ
ーカであり、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端が
この第３マーカ５０ｃに略々一致したならば、キャリッ
ジ２２に保持された光ファイバＯＦの端部は、十分な精
度をもって最終的なＺ方向の目標位置に位置決めされて
いる。

【００４３】また、第４マーカ５０ｄは、第１マーカ５
０ａ、第２マーカ５０ｂ、及び第３マーカ５０ｃの表示
位置を、画面上の適切な位置に設定する作業を容易化す
るための、設定補助マーカであり、レーザ・ダイオード
ＬＤ上の特徴点の画像に一致させて使用する。以上に説
明した４本の直線マーカ５０ａ〜５０ｄの位置を適切に
設定し、また適宜変更することによって、被動オブジェ
クトである光ファイバＯＦの端部のＺ方向の位置決め作
業を、迅速且つ効率的に行うことができる。また、それ
ら４本のマーカ５０ａ〜５０ｄの表示位置の具体的な設
定の仕方については、後に位置決め作業の具体例を説明
する際に詳述する。

【００４４】続いて、２次元アクチュエータ駆動回路制
御モジュール６８が、Ｚ軸方向の位置決めが完了した光
ファイバＯＦの端部の、Ｘ方向及びＹ方向の精密位置決
めを行い、これは、レーザ・ダイオードＬＤを発光させ
てレーザを射出させ、そのレーザ光を、Ｚ方向の位置決
めが完了した光ファイバＯＦの端部で集光させ、光ファ
イバＯＦの他端に結合されている光センサで、集光した
レーザ光の強度を監視しつつ、その強度が最大になるＸ
方向及びＹ方向の位置を捜すことによって行われる。

【００４５】これより、以上に説明した位置決め機構１
０及びその制御装置１２を用いて行う位置決め作業の具
体例について説明する。この具体例の位置決め作業にお
いては、キャリッジ２２上の被動オブジェクト保持機構
４０に把持させた光ファイバＯＦの端部の先端が、レー
ザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面から、所定の距離Ｄ
Ｄ（図２）だけ離れた位置にくるように、その光ファイ
バＯＦの端部のＺ方向の位置決めを行い、また、その先
端がレーザの集光率が最大となるＸＹ位置にくるよう
に、その光ファイバＯＦの端部のＸ方向及びＹ方向の位
置決めを行う。また、ここでは、上述の所定の距離ＤＤ
が、一例として１５０μｍであるものとする。

【００４６】最初にユーザは、Ｚ方向の位置決めのため
の準備作業として、パーソナル・コンピュータ１６のキ
ーボードやマウスを操作して、上で説明した４本の直線
マーカ５０ａ〜５０ｂの画面上における表示位置を設定
し、特に、それらマーカの間の間隔を設定する。これは
次のようにして行う。 （１）先ず、第１マーカ（駆動停止／制動開始マーカ）
５０ａの表示位置を、画面上の右辺近くの任意の位置に
設定する。

【００４７】（２）次にユーザは、実際に位置決め機構
１０を高速駆動モードで駆動して、キャリッジ２２を走
行させ、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端が第１
マーカ５０ａに略々一致したところでキャリッジ２２の
駆動停止及び制動開始を行わせる試行を反復して実行す
る。この試行を実行すると、光ファイバＯＦの端部の画
像ＩＦが画面の中へ突入してきて、その先端が第１マー
カ５０ａに略々一致したときに、キャリッジ２２の駆動
停止及び制動開始が行われ、キャリッジ２２は長さ不定
の制動距離を移動した後に静止することになり、既述の
ごとく、この制動距離の長さは一定せず、試行のたびに
異なった長さとなる。そこで、この試行を反復して、そ
の都度、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端が、画
面上のどの位置で静止するかを観察する。それによって
ユーザは、キャリッジ２２の制動距離があり得る最長の
距離になったときの、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦ
の先端の画面上における静止位置を、かなり良好な精度
をもって、直感的に把握することができる。

【００４８】そして、その位置が把握できたならば、ユ
ーザは、第２マーカ（暫定目標位置マーカ）５０ｂの表
示位置を、その位置（キャリッジ２２の制動距離が可能
最長制動距離になったときに、光ファイバＯＦの端部の
画像ＩＦの先端が画面上において静止すると思われる位
置）から、更に、安全のためのマージン分だけ前方へず
らした位置に設定する。これによって、第１マーカ（駆
動停止／制動開始マーカ）５０ａと第２マーカ（暫定目
標位置マーカ）５０ｂとの間の間隔が、適切な大きさに
設定される。

【００４９】（３）次にユーザは、第２マーカ（暫定目
標位置マーカ）５０ｂと第４マーカ（設定補助マーカ）
５０ｄとの間の間隔を設定する。既述のごとく、第４マ
ーカ５０ｃは、レーザ・ダイオードＬＤ上の特徴点の画
像に一致させて使用するマーカであり、第２マーカ５０
ｂと第４マーカ５０ｄとの間隔を適切に設定することに
よって、暫定目標位置に位置付けられた光ファイバＯＦ
の端部が、レーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面より
十分手前に位置して、そのレーザ射出面の周囲のエレメ
ントと干渉するおそれがないようにする。

【００５０】（４）次にユーザは、第３マーカ（最終目
標位置マーカ）５０ｃと第４マーカ（設定補助マーカ）
５０ｄとの間の間隔を設定する。この間隔は、上述し
た、光ファイバＯＦの端部の先端と、レーザ・ダイオー
ドＬＤのレーザ射出面との間の目標とする間隔ＤＤ（１
５０μｍ）に対応した間隔に設定すればよい。

【００５１】以上の（１）〜（４）の工程によって、Ｚ
方向の位置決めのための準備作業である、４本の直線マ
ーカ５０ａ〜５０ｂの間の間隔を適切に設定する作業が
完了する。

【００５２】以上の準備作業に続いて、ユーザは、フレ
ーム２０上の固定オブジェクト保持機構４２にレーザ・
ダイオードＬＤを把持させ、また、キャリッジ２２上の
被動オブジェクト保持機構４０に光ファイバＯＦの端部
を把持させる。

【００５３】続いてユーザは、固定オブジェクト保持機
構４２の位置調節を行って、図３に示すように、レーザ
・ダイオードＬＤのレーザ射出面の近傍部分の画像ＩＬ
の先端エッジが、画像ディスプレイ１８の画面上の、画
面左辺近くに表示されるようにする。この先端エッジ
は、図３に示すように、多少のうねりをもって画面の垂
直方向に延在するラインとして表示される。

【００５４】続いてユーザは、４本のマーカ５０ａ〜５
０ｄの間の間隔を固定させたまま、それら４本のマーカ
を一括して画面上で左右に移動させることによって、第
４マーカ５０ｄを、画面上に表示されているレーザ・ダ
イオードＬＤのレーザ射出面の近傍部分の画像ＩＬの先
端エッジに一致させる。第４マーカ５０ｄの表示位置を
この位置に合わせたならば、第３マーカ５０ｃの表示位
置が、画面上の最終的な目標位置（即ち、光ファイバＯ
Ｆの端部が最終的なＺ方向の目標位置に位置付けられた
ときに、その光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先端が
画面上に表示される位置）に位置付けられ、また、第１
マーカ５０ａ及び第２マーカ５０ｂも、画面上の適切な
位置に位置付けられる。

【００５５】以上が完了したならば、ユーザは、パーソ
ナル・コンピュータ１６の位置決め制御プログラム６０
を走らせて、位置決め作業を開始させる。位置決め作業
が開始したならば、キャリッジ２２が高速駆動モードで
駆動されて＋Ｚ方向へ走行しはじめる。そして、光ファ
イバＯＦの端部の画像ＩＦが、画像ディスプレイ１８の
画面の中へ右側から突入し、その画像ＩＦの先端が第１
マーカ５０ａの位置にきたときに（図５のａ）、キャリ
ッジ２２の駆動停止及び制動開始が行われ、キャリッジ
２２は、そこから長さ不定の制動距離を移動した後に静
止する（図５のｂ）。

【００５６】ただし、その制動距離は不定であり、ばら
つきがあるため、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの先
端は、画面上の第１マーカ５０ａと第２マーカ５０ｂと
の間の、不定の位置で静止する（図５のｂ）。

【００５７】続いて、上述したように、キャリッジ２２
が低速駆動モードで駆動されて、更に＋Ｚ方向へ移動さ
れ、それによって、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦの
先端が、第２マーカ５０ｂによって示されている画面上
の暫定目標位置に位置合わせされる（図５のｃ）。

【００５８】続いて、上で説明したように、光ファイバ
ＯＦの端部のＺ方向及びＹ方向の粗位置決めが行われ
る。

【００５９】続いて、画面上の第２マーカ５０ｂと第３
マーカ５０ｃとの間の間隔に対応したステップ数だけス
テッピングモータ２８が連続的にステップ回転すること
で、キャリッジ２２が低速駆動モードで駆動されて更に
＋Ｚ方向へ移動され、光ファイバＯＦの端部の画像ＩＦ
の先端が第３マーカ５０ｃに略々一致する位置で、キャ
リッジ２２の駆動が停止され、その位置にキャリッジ２
２が静止する。これによって光ファイバＯＦの端部が、
十分な精度をもって最終的なＺ方向の目標位置に位置付
けられ、即ち、Ｚ方向の精密位置決めが達成される。既
述のごとく、キャリッジ２２を、その位置まで移動させ
るのに必要なステッピングモータ２８のステップ回数
は、ユーザが第２マーカ５０ｂと第３マーカ５０ｃとの
間の間隔を設定した時点で算出されており、そのステッ
プ回数に応じた入力がステッピングモータ２８へ連続的
に供給されるため、この駆動ステップは、低速駆動モー
ドで行われるにもかかわらず迅速に完了する。また、こ
のときキャリッジ２２は、低速駆動モードで駆動される
ため、その駆動が停止されたならば、実質的に制動距離
を要することなく即座にその位置に静止する。

【００６０】以上の作業が完了した時点で、被動オブジ
ェクトである光ファイバＯＦの端部のＺ方向の位置決め
が達成されており、即ち、その光ファイバＯＦの端部の
先端と、レーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面との間
の間隔が、高精度で所定の間隔ＤＤ（１５０μｍ）に合
わせられている。

【００６１】続いて、上で説明したように、光ファイバ
ＯＦの端部のＸ方向及びＹ方向の精密位置決めが行わ
れ、それによって、レーザ・ダイオードＬＤのレーザ射
出面に対する、光ファイバＯＦの端部の、３次元的な位
置決めが達成される。

【００６２】続いて、瞬間接着剤を用いて、レーザ・ダ
イオードＬＤのケースＣＳに光ファイバＯＦの端部を固
定して、レーザ・ダイオードＬＤに光ファイバＯＦを取
付ける作業が完了する。この後、互いに結合したレーザ
・ダイオードＬＤ及び光ファイバＯＦを、位置決め機構
１０から取外す。

【００６３】続いて、新たなレーザ・ダイオードＬＤを
固定オブジェクト保持機構４２に装着し、そのレーザ・
ダイオードＬＤに取付ける光ファイバＯＦの端部を被動
オブジェクト保持機構４０に装着する。新たなレーザ・
ダイオードＬＤを固定オブジェクト保持機構４２に装着
したときには一般的に、そのレーザ・ダイオードＬＤの
レーザ射出面の近傍部分の画像ＩＬの先端が、第４マー
カ５０ｄの表示位置から多少ずれているものである。そ
の場合に、ユーザは、マーカ位置調節ボックス１９の第
３ダイヤル１９ｃを操作して、４本の直線マーカ５０ａ
〜５０ｄを、それらの間の間隔を固定したまま、一括し
て画面上で左右に移動させて、第４マーカ５０ｄを、レ
ーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面の近傍部分の画像
ＩＬの先端エッジに合わせるようにすればよく、それに
よって、位置決め作業のためのマーカの位置設定が完了
する。

【００６４】また、ユーザは、個々のレーザ・ダイオー
ドＬＤごとのレーザ射出角特性のばらつきに対応するた
めに、レーザ・ダイオードＬＤのレーザ射出面から光フ
ァイバＯＦの端部の先端までの距離を、レーザ・ダイオ
ードＬＤごとに変更したいと考えることがあるかも知れ
ない。その場合には、ユーザは、マーカ位置調節ボック
ス１９の、第１ダイヤル１９ａまたは第２ダイヤル１９
ｂを操作することによって、第１マーカ５０ａ、第２マ
ーカ５０ｂ、及び第３マーカ５０ｃの間の相対位置を固
定したまま、第４マーカ５０ｄだけを、それら３本のマ
ーカに対して相対的に移動させるようにすればよく、そ
れによって、その距離の変更にも容易に対応することが
できる。

【００６５】以上の実施の形態では、駆動機構２４が直
流モータ３０を備えており、この直流モータ３０によっ
てキャリッジ２２を高速駆動モードで駆動するようにし
ていたが、これを変更して、キャリッジ２２を低速駆動
モードで駆動するステッピングモータ２８を、高速駆動
モードでの駆動に兼用するようにしてもよい。その場合
には、例えば、ステッピングモータ２８を、脱調するこ
とを顧みずに、急加速及び高速回転が可能な駆動方式で
駆動するようにし、また、急減速のための制動装置を付
設するようにすればよい。

【００６６】また、以上の実施の形態では、光ファイバ
ＯＦの端部を、Ｘ方向及びＹ方向の粗位置決めを行わず
に最終的なＺ方向の目標位置へ位置付けたならば、その
光ファイバＯＦの端部とレーザ・ダイオードのエレメン
トとが干渉するおそれがあることから、最終的目標位置
とは別に暫定的目標位置を設定して、それら目標位置を
夫々、第３マーカ５０ｃと第２マーカ５０ｂとで表すよ
うにしていた。しかしながら、そのような干渉のおそれ
のない位置決めの用途においては、第２マーカの表示位
置を、画面上の最終的目標位置に対応した位置に設定し
て、被動オブジェクト上の特徴点の画像がその第２マー
カに略々一致した時点で、Ｚ方向の精密位置決めが完了
するようにしてもよく、その場合には、第３マーカを省
略することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる位
置決め機構の制御装置は、フレームと、該フレーム上に
移動可能に搭載されたキャリッジと、該キャリッジを駆
動する駆動機構とを備えた位置決め機構を制御して、前
記キャリッジ上に保持した被動オブジェクトを目標位置
へ位置付けるための制御装置であって、前記フレームに
対して固定した画像センサと、画像ディスプレイと、前
記画像センサが撮像した被撮像画像と複数のマーカとを
重ね合わせて前記画像ディスプレイの画面上に表示させ
る、画像表示プロセッサと、前記被撮像画像に含まれて
いる前記被動オブジェクト上の特徴点の画像の、前記画
像ディスプレイの画面上における表示位置を認識する、
画像認識プロセッサと、前記画像ディスプレイの画面上
における前記複数のマーカの表示位置をユーザが任意に
設定及び調節できるようにする、マーカ設定／調節機構
と、前記駆動機構を制御する駆動機構コントローラとを
備えている。そして、前記駆動機構コントローラが、前
記画像ディスプレイの画面上における前記特徴点の画像
の表示位置と前記複数のマーカの表示位置との間の位置
関係に応じて前記駆動機構を制御するようにしている。

【００６８】そのため、本発明にかかる位置決め機構の
制御装置によれば、画像ディスプレイの画面上に、位置
決めされる被動オブジェクトの画像が表示されると共
に、その画像に重ね合わせるようにして複数のマーカが
表示される。そして、画面上にの、被動オブジェクト上
の特徴点の画像の位置と、それらマーカの表示位置との
間の位置関係に従って、キャリッジの駆動機構が制御さ
れる。ユーザは、マーカ設定／調節機構を操作すること
によって、画像ディスプレイの画面上の複数のマーカの
位置を目で確かめながら、それらマーカの位置を設定及
び／または調節することができ、それによって位置決め
作業を最適化することができる。従って、位置決め作業
のための準備作業や、位置決め作業における制御定数の
変更作業などを、ユーザの直感に即した、簡便な方法で
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる制御装置を備えた
位置決め機構の斜視図である。

【図２】図１の位置決め機構を用いて両者間の位置決め
を行うレーザ・ダイオードと光ファイバの端部とを示し
た斜視図である。

【図３】図１の制御装置の画像ディスプレイの画面を示
した模式図である。

【図４】図１の制御装置のパーソナル・コンピュータが
実行する制御プログラムの機能を説明するための機能ブ
ロック図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は図１の位置決め機構の動作を
説明するための画像ディスプレイの画面を示した模式図
である。

【符号の説明】

１０ 位置決め機構 １２ 制御装置 １４ 画像センサ １６ パーソナル・コンピュータ １８ 画像ディスプレイ １９ マーカ位置調節ボックス ２０ フレーム ２２ キャリッジ ２４ 駆動機構 ２６ 送りネジ ２８ ステッピングモータ ３０ 直流モータ ＬＤ レーザ・ダイオード ＯＦ 光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA01 BA02 BA24 DA04 DA07 DB02 DC33 DC36 5H303 AA05 BB03 BB08 BB12 DD01 DD03 DD25 EE01 EE07 FF11 FF13 GG14 HH01 HH07 LL03 QQ03 QQ05 QQ08 5H572 AA13 BB07 DD07 DD08 EE04 FF06 FF07 FF08 GG01 HC07 LL33 5H580 AA05 BB09 FA04 FD12 HH01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームと、該フレーム上に移動可能に
   搭載されたキャリッジと、該キャリッジを駆動する駆動
   機構とを備えた位置決め機構を制御して、前記キャリッ
   ジ上に保持した被動オブジェクトを目標位置へ位置付け
   るための制御装置において、 前記フレームに対して固定した画像センサと、 画像ディスプレイと、 前記画像センサが撮像した被撮像画像と複数のマーカと
   を重ね合わせて前記画像ディスプレイの画面上に表示さ
   せる、画像表示プロセッサと、 前記被撮像画像に含まれている前記被動オブジェクト上
   の特徴点の画像の、前記画像ディスプレイの画面上にお
   ける表示位置を認識する、画像認識プロセッサと、 前記画像ディスプレイの画面上における前記複数のマー
   カの表示位置をユーザが任意に設定及び調節できるよう
   にする、マーカ設定／調節機構と、 前記駆動機構を制御する駆動機構コントローラとを備
   え、 前記駆動機構コントローラは、前記画像ディスプレイの
   画面上における前記特徴点の画像の表示位置と前記複数
   のマーカの表示位置との間の位置関係に応じて前記駆動
   機構を制御する、 ことを特徴とする位置決め機構の制御装置。
2. 【請求項２】 前記位置決め機構は、前記キャリッジが
   比較的高速で駆動され駆動停止後は長さ不定の制動距離
   を移動した後に静止する高速駆動モードと、前記キャリ
   ッジが比較的低速で駆動され駆動停止後は実質的に制動
   距離を要することなく静止する低速駆動モードとの、両
   方の駆動モードで動作可能であり、 前記駆動機構コントローラは、前記駆動機構を制御して
   前記高速駆動モードと前記低速駆動モードとのうちから
   選択した駆動モードで前記位置決め機構を動作させるこ
   とを特徴とする請求項１記載の位置決め機構の制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記複数のマーカは、少なくとも第１マ
   ーカと第２マーカとを含み、 前記駆動機構コントローラは、 （ａ）前記キャリッジを前記高速駆動モードで駆動させ
   ているときに、前記画像ディスプレイの画面上において
   前記特徴点の画像が前記第１マーカに略々一致したなら
   ば駆動を停止させて、前記キャリッジが長さ不定の制動
   距離を移動した後に静止するようにし、 （ｂ）続いて、前記キャリッジを前記低速駆動モードで
   駆動させて、前記画像ディスプレイの画面上において前
   記特徴点の画像が前記第２マーカに略々一致するように
   する、 ことを特徴とする請求項２記載の位置決め機構の制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記マーカ設定／調節機構は、前記第１
   マーカ及び前記第２マーカの前記画像ディスプレイの画
   面上における表示位置を個別に設定／調節できると共
   に、前記第１マーカと前記第２マーカとの間の間隔を固
   定させたまま、前記画像ディスプレイの画面上において
   それら両マーカを一括して移動させることができること
   を特徴とする請求項４記載の位置決め機構の制御装置。
5. 【請求項５】 前記複数のマーカは更に補助マーカを含
   んでおり、前記マーカ設定／調節機構は、前記第２マー
   カと前記補助マーカとの間の間隔を固定させたまま、前
   記画像ディスプレイの画面上においてそれら両マーカを
   一括して移動させることができることを特徴とする請求
   項４記載の位置決め機構の制御装置。
6. 【請求項６】 前記複数のマーカは、少なくとも第１マ
   ーカ、第２マーカ、及び第３マーカを含み、 前記駆動機構コントローラは、 （ａ）前記キャリッジを前記高速駆動モードで駆動させ
   ているときに、前記画像ディスプレイの画面上において
   前記特徴点の画像が前記第１マーカに略々一致したなら
   ば駆動を停止させて、前記キャリッジが長さ不定の制動
   距離を移動した後に静止するようにし、 （ｂ）続いて、前記キャリッジを前記低速駆動モードで
   駆動させて、前記画像ディスプレイの画面上において前
   記特徴点の画像が前記第２マーカに略々一致するように
   し、 （ｃ）続いて、前記キャリッジを前記低速駆動モードで
   駆動させて、前記画像ディスプレイの画面上における前
   記第２マーカと前記第３マーカとの間の間隔に対応した
   距離だけ前記キャリッジを移動させることによって、前
   記画像ディスプレイの画面上において前記特徴点の画像
   が前記第３マーカに略々一致するようにする、 ことを特徴とする請求項２記載の位置決め機構の制御装
   置。
7. 【請求項７】 前記マーカ設定／調節機構は、前記第１
   マーカ、前記第２マーカ、及び前記第３マーカの前記画
   像ディスプレイの画面上における表示位置を個別に設定
   ／調節できると共に、前記第１マーカ、前記第２マー
   カ、及び前記第３マーカの夫々の間の間隔を固定させた
   まま、前記画像ディスプレイの画面上においてそれら３
   つのマーカを一括して移動させることができることを特
   徴とする請求項６記載の位置決め機構の制御装置。
8. 【請求項８】 前記複数のマーカは更に補助マーカを含
   んでおり、前記マーカ設定／調節機構は、前記第３マー
   カと前記補助マーカとの間の間隔を固定させたまま、前
   記画像ディスプレイの画面上においてそれら両マーカを
   一括して移動させることができることを特徴とする請求
   項７記載の位置決め機構の制御装置。
9. 【請求項９】 前記駆動機構は、前記低速駆動モードに
   おいては、前記キャリッジを一度に所定ステップ移動量
   だけ移動させるステップ駆動によって前記キャリッジを
   駆動し、 前記駆動機構コントローラは、前記ステップ（ｂ）にお
   いては、前記キャリッジのステップ駆動を１回行うごと
   に、前記画像ディスプレイの画面上において前記特徴点
   の画像が前記第２マーカに略々一致したか否かを調べ、
   その結果に応じて更に前記キャリッジのステップ駆動を
   行うか否かを決定し、一方、前記ステップ（ｃ）におい
   ては、前記画像ディスプレイの画面上における前記第２
   マーカと前記第３マーカとの間の間隔に対応した回数だ
   け、前記キャリッジを連続的にステップ駆動する、 ことを特徴とする請求項６記載の位置決め機構の制御装
   置。
10. 【請求項１０】 前記複数のマーカが、前記画像ディス
    プレイの画面上における前記特徴点の画像の移動方向に
    対して略々垂直に延在する互いに平行な複数の直線マー
    カであることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項
    記載の位置決め機構の制御装置。