JP2003121555A - Object detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップや半田
ボールなどの検出対象物体の有無を遮光型の光学センサ
により検出する物体検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object detecting device for detecting the presence or absence of an object to be detected such as a semiconductor chip or a solder ball by a light-shielding type optical sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子部品製造分野においては、半導体チ
ップや導電性ボールなどの部品を移載ヘッドによってピ
ックアップして所定位置に移送する移載作業が反復して
行われる。この移載作業においては、移載ヘッドによる
部品の保持状態が正常であるか否かを確認する検査が、
作業工程中の所定のタイミングで行われる。たとえば、
ピックアップ動作後には、移載ヘッドに正しく部品が保
持されているか否かが検査され、また部品を基板などの
ワークに移載した後には、移載ヘッドに部品が残留して
いないか否かが検査され、検出対象物体の有無によって
状態の正否を判断する。2. Description of the Related Art In the field of electronic component manufacturing, a transfer operation of picking up parts such as semiconductor chips and conductive balls by a transfer head and transferring them to a predetermined position is repeated. In this transfer work, the inspection to confirm whether the holding state of the parts by the transfer head is normal,
It is performed at a predetermined timing during the work process. For example,
After the pick-up operation, it is inspected whether or not the component is correctly held on the transfer head, and after the component is transferred to the work such as the substrate, whether or not the component remains on the transfer head. It is inspected and the correctness of the state is judged by the presence or absence of the detection target object.
【0003】この検出対象物体の有無を検出する方法と
して、投光部と受光部とを備えた遮光型の光学センサを
用いる方法が知られている。この方法は、光学センサの
投光部から光軸に沿って投射された光を受光部によって
受光し、光軸上に物体が存在している場合には光が遮光
されて受光量が変化することを利用して、検出対象物体
の有無を検出するものである。As a method of detecting the presence or absence of the object to be detected, there is known a method of using a light shielding type optical sensor having a light projecting portion and a light receiving portion. In this method, the light projected from the light projecting unit of the optical sensor along the optical axis is received by the light receiving unit, and when an object is present on the optical axis, the light is blocked and the amount of light received changes. By utilizing this, the presence or absence of the detection target object is detected.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記遮光
型の光学センサを用いる方法では、装置稼働時に温度が
変化する場合には検出精度が安定しないという難点があ
る。すなわち、光学センサの投光部、受光部に用いられ
る発光素子や受光素子は、温度によって感度が変化する
特性を有しており、例えば発光素子が発光する光量は温
度によって変化し、また同一光量が入光しても温度が変
化すれば受光素子から出力される電気信号の強弱が変化
する。However, the method using the above-mentioned light-shielding type optical sensor has a drawback that the detection accuracy is not stable when the temperature changes during the operation of the apparatus. That is, the light emitting element and the light receiving element used in the light projecting section and the light receiving section of the optical sensor have the characteristic that the sensitivity changes with temperature. For example, the amount of light emitted by the light emitting element changes with temperature, and Even if light enters, if the temperature changes, the strength of the electric signal output from the light receiving element changes.
【0005】さらに、これらの光学センサを取り付ける
機構部品も温度変化によって変形を生じ、この変形によ
って光軸が移動すると受光部による受光量に誤差を生じ
る場合がある。このように、従来の遮光型の光学センサ
を用いた物体検出装置には、温度変化に起因して正しい
検出結果を得ることが困難であるという問題点があっ
た。Further, the mechanical parts to which these optical sensors are attached are also deformed by the temperature change, and when the optical axis moves due to this deformation, an error may occur in the amount of light received by the light receiving portion. As described above, the conventional object detection device using the light-shielding type optical sensor has a problem that it is difficult to obtain a correct detection result due to the temperature change.
【0006】そこで本発明は、温度変化にかかわらず検
出対象物体の有無を正しく検出することができる物体検
出装置を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an object detecting device capable of correctly detecting the presence or absence of an object to be detected regardless of temperature changes.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の物体検出
装置は、検出対象物体の有無を遮光型の光学センサによ
って検出する物体検出装置であって、光軸に沿って光を
投射する投光部と、この投光部によって投射された光を
受光しこの受光量に応じた電気信号を出力する受光部
と、この電気信号をしきい値記憶部に記憶されたしきい
値と比較することにより検出対象物体の有無を判定する
判定部と、前記光軸上に検出対象物体が存在しない状態
における前記電気信号に基づいて前記しきい値を補正す
るしきい値補正部とを備えた。An object detecting apparatus according to claim 1 is an object detecting apparatus for detecting the presence or absence of an object to be detected by a light-shielding type optical sensor, and the object detecting apparatus projects light along an optical axis. The light section, the light receiving section that receives the light projected by the light projecting section, and outputs an electric signal corresponding to the received light amount, and the electric signal is compared with the threshold value stored in the threshold value storage section. The determination unit determines whether or not the detection target object is present, and the threshold value correction unit that corrects the threshold value based on the electric signal in the state where the detection target object does not exist on the optical axis.
【0008】請求項2記載の物体検出装置は、検出対象
物体の有無を遮光型の光学センサによって検出する物体
検出装置であって、光軸に沿って光を投射する投光部
と、この投光部によって投射される光量を制御する光量
制御部と、前記投光部の光を受光しこの受光量に応じた
電気信号を出力する受光部と、この電気信号をしきい値
記憶部に記憶されたしきい値と比較することにより検出
対象物体の有無を判定する判定部と、前記光軸上に検出
対象物体が存在しない状態における前記電気信号に基づ
いて前記光量制御部を制御することにより投光部の光量
レベルを補正する光量レベル補正部とを備えた。An object detecting device according to a second aspect is an object detecting device for detecting the presence or absence of an object to be detected by a light-shielding type optical sensor, and a light projecting portion for projecting light along an optical axis, and the light projecting part. A light amount control unit that controls the amount of light projected by the light unit, a light receiving unit that receives the light of the light projecting unit and outputs an electric signal according to the received light amount, and this electric signal is stored in the threshold value storage unit. By determining the presence or absence of the detection target object by comparing with the threshold value, by controlling the light amount control unit based on the electrical signal in the state that the detection target object does not exist on the optical axis A light amount level correction unit for correcting the light amount level of the light projecting unit is provided.
【0009】請求項3記載の物体検出装置は、検出対象
物体の有無を遮光型の光学センサによって検出する物体
検出装置であって、光軸に沿って光を投射する投光部
と、この投光部の光を受光しこの受光量に応じた大きさ
の一次電気信号を出力する受光素子並びにこの受光素子
から出力された一次電気信号を二次電子信号に変換して
出力する出力変換部を備えた受光部と、この二次電気信
号をしきい値記憶部に記憶されたしきい値と比較するこ
とにより検出対象物体の有無を判定する判定部と、前記
光軸上に検出対象物体が存在しない状態における前記二
次電気信号の大きさが所定の値となるように前記出力変
換部の変換レベルを変更する変換レベル調整部とを備え
た。An object detecting apparatus according to a third aspect of the present invention is an object detecting apparatus for detecting the presence or absence of an object to be detected by a light-shielding type optical sensor, and a light projecting section for projecting light along an optical axis, and the light projecting section. A light receiving element that receives the light of the light section and outputs a primary electric signal having a magnitude corresponding to the amount of received light, and an output conversion section that converts the primary electric signal output from this light receiving element into a secondary electron signal and outputs the secondary electron signal. A light receiving unit provided, a determination unit that determines the presence or absence of a detection target object by comparing the secondary electric signal with a threshold value stored in a threshold value storage unit, and the detection target object on the optical axis. And a conversion level adjustment unit that changes the conversion level of the output conversion unit so that the magnitude of the secondary electric signal in a nonexistent state becomes a predetermined value.
【0010】本発明によれば、投光部と受光部とを結ぶ
光軸上に検出対象物体が存在しない状態における受光部
の出力値に基づいて、しきい値、投光部の発光レベルま
たは受光量を出力値に変換する出力値変換回路の出力レ
ベルのいずれかを補正することにより、温度変化による
検出誤差を排除して正しい検出結果を得ることができ
る。According to the present invention, the threshold value, the light emission level of the light projecting unit or the light emitting level of the light projecting unit is determined based on the output value of the light receiving unit in the state where the object to be detected does not exist on the optical axis connecting the light projecting unit and the light receiving unit. By correcting any of the output levels of the output value conversion circuit that converts the amount of received light into an output value, it is possible to eliminate a detection error due to a temperature change and obtain a correct detection result.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は本発明の
実施の形態1の導電性ボールの搭載装置の正面図、図2
は本発明の実施の形態1の導電性ボールの搭載装置のボ
ール検出機能を示すブロック図、図3、図4は本発明の
実施の形態1の導電性ボールの搭載装置のボール検出処
理の説明図、図5は本発明の実施の形態1の導電性ボー
ルの搭載装置のヘッド高さ検出処理の説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a front view of a conductive ball mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a ball detection function of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are explanations of ball detection processing of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 5 and 5 are explanatory views of the head height detection process of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【0012】まず、図1を参照して導電性ボールの搭載
装置の全体構造を説明する。図1において、基台4上に
は位置決め手段としての位置決めテーブル5が設けられ
ている。位置決めテーブル5はYテーブル6、Xテーブ
ル7から構成される。Xテーブル7上にはホルダ8が設
けられており、ホルダ8はワーク9を保持する。したが
って位置決めテーブル5を駆動することにより、ワーク
9が所定位置に位置決めされる。First, the overall structure of the conductive ball mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a positioning table 5 as a positioning means is provided on the base 4. The positioning table 5 is composed of a Y table 6 and an X table 7. A holder 8 is provided on the X table 7, and the holder 8 holds the work 9. Therefore, the work 9 is positioned at a predetermined position by driving the positioning table 5.
【0013】また基台4上の位置決めテーブル5の反対
側の端部には、導電性ボール2のボール供給部10が配
設されている。ボール供給部10はボール槽11より成
り、ボール槽11の上部には底にメッシュプレート12
が水平に展張された容器13が取り付けられている。メ
ッシュプレート12は導電性ボール2が通過できない大
きさの開孔を無数に設けたものである。最上層のメッシ
ュプレート12上には導電性ボール2(以下、単に「ボ
ール」2と略記)が貯溜される。ボール槽11の底部に
はノズル14が配設されており、ノズル14はガス供給
源(図外)に接続されている。ノズル14にガスを供給
することにより、ノズル14から上方に吹き出されたガ
スはメッシュプレート12の開孔を通過してボール2の
層に吹き込まれ、ボール2を流動化させる。A ball supply unit 10 for the conductive balls 2 is arranged at the end of the base 4 opposite to the positioning table 5. The ball supply unit 10 comprises a ball tank 11, and a mesh plate 12 is provided on the bottom of the ball tank 11 at the top.
Is attached to the container 13 that is horizontally expanded. The mesh plate 12 is provided with an innumerable number of openings of sizes that the conductive balls 2 cannot pass through. Conductive balls 2 (hereinafter simply referred to as “balls” 2) are stored on the uppermost mesh plate 12. A nozzle 14 is arranged at the bottom of the ball tank 11, and the nozzle 14 is connected to a gas supply source (not shown). By supplying the gas to the nozzle 14, the gas blown upward from the nozzle 14 passes through the openings of the mesh plate 12 and is blown into the layer of the ball 2 to fluidize the ball 2.
【0014】次にボール2を搭載する吸着ヘッド31に
ついて説明する。図1に示す20は、吸着ヘッド31を
ボール供給部10と位置決めテープル5との間を移動さ
せる移動手段である。吸着ヘッド31は、ブロック30
に保持されており、吸着ヘッド31の下面には複数の吸
着孔31aが設けられている。ブロック30はブラケッ
ト24の前面に設けられた垂直なガイドレール25に昇
降自在に装着されている。Next, the suction head 31 for mounting the ball 2 will be described. Reference numeral 20 shown in FIG. 1 is a moving means for moving the suction head 31 between the ball supply unit 10 and the positioning table 5. The suction head 31 is a block 30.
The suction head 31 has a plurality of suction holes 31a on its lower surface. The block 30 is mounted on a vertical guide rail 25 provided on the front surface of the bracket 24 so as to be vertically movable.
【0015】ブロック30には、ナット28が一体的に
設けられており、ナット28には垂直の送りねじ26が
螺合している。したがってZ軸モータ27が正逆駆動し
て送りねじ26が正逆回転すると、吸着ヘッド31はガ
イドレール25に案内されて昇降する。したがって、Z
軸モータ27および送りねじ26は吸着ヘッド31を昇
降させる昇降手段となっている。A nut 28 is integrally provided on the block 30, and a vertical feed screw 26 is screwed onto the nut 28. Therefore, when the Z-axis motor 27 drives forward and backward and the feed screw 26 rotates forward and backward, the suction head 31 is guided by the guide rail 25 and moves up and down. Therefore, Z
The shaft motor 27 and the feed screw 26 serve as an elevating means for elevating the suction head 31.
【0016】ブラケット24の背面に設けられたナット
(図示せず)は、水平な送りねじ22に螺合している。
21は送りねじ22の保持テーブルである。したがって
X軸モータ23が正逆回転すると、送りねじ22は正逆
回転し、ブラケット24に保持された吸着ヘッド31は
位置決めテーブル5とボール供給部10の間を水平移動
する。A nut (not shown) provided on the back surface of the bracket 24 is screwed onto the horizontal feed screw 22.
Reference numeral 21 is a holding table for the feed screw 22. Therefore, when the X-axis motor 23 rotates forward and backward, the feed screw 22 rotates forward and backward, and the suction head 31 held by the bracket 24 horizontally moves between the positioning table 5 and the ball supply unit 10.
【0017】基台1上のボール供給部10の側方には、
検査部40が配設されている。検査部40は、支持台4
1上に設けられたブラケット42に取り付けられた遮光
型の光学センサ43を備えており、吸着ヘッド31の下
面に余分に吸着されたボール2や、搭載後に吸着ヘッド
31の下面に残留しているボール2の有無を光学センサ
43によって検出する。On the side of the ball supply unit 10 on the base 1,
The inspection unit 40 is provided. The inspection unit 40 includes the support base 4
1 is provided with a light-shielding type optical sensor 43 attached to a bracket 42 provided on the upper surface of the suction head 31. The balls 2 are excessively sucked on the lower surface of the suction head 31 and remain on the lower surface of the suction head 31 after mounting. The presence or absence of the ball 2 is detected by the optical sensor 43.
【0018】次に図2を参照して、光学センサ43を用
いた物体検出装置について説明する。ここでは、検出対
象物として吸着ヘッド31に保持されたボール2を検出
する例について説明する。光学センサ43は、2股形状
のブラケット42の両端に取り付けられた投光部43
a、受光部43bより構成される。投光部43aは、受
光部43bに至る光軸aに沿って物体検出用のレーザ光
などの光を投射する。Next, an object detecting device using the optical sensor 43 will be described with reference to FIG. Here, an example in which the ball 2 held by the suction head 31 is detected as the detection target will be described. The optical sensor 43 includes a light projecting portion 43 attached to both ends of a bifurcated bracket 42.
a and a light receiving section 43b. The light projecting unit 43a projects light such as laser light for object detection along the optical axis a reaching the light receiving unit 43b.
【0019】受光部43bは、投光部43aによって投
射された光を受光し、この受光量に応じた電気信号を出
力する。出力された電子信号は判定部44に送られ、判
定部44はこの電気信号の出力値をしきい値記憶部46
に記憶されたしきい値と比較することにより、ボール2
の有無を判定する。そして判定結果は、導電性ボールの
搭載装置の制御部47に伝達される。The light receiving section 43b receives the light projected by the light projecting section 43a and outputs an electric signal corresponding to the amount of the received light. The output electronic signal is sent to the determination unit 44, and the determination unit 44 uses the output value of this electrical signal as the threshold storage unit 46.
Ball 2 by comparing with the threshold stored in
The presence or absence of is determined. Then, the determination result is transmitted to the control unit 47 of the conductive ball mounting device.
【0020】このしきい値を用いたボール有無判定につ
いて、図3を参照して説明する。図3(a)は、受光部
43bの受光量に応じて受光部43bから出力される電
気信号の出力値(出力電圧V)と遮光度α、すなわち投
光部43aから光軸aに沿って投射される光が受光部4
3bに到達するまでに検出対象物体によって遮られる度
合いとの関係をグラフに示したものである。グラフに示
すように、遮光度αと出力電圧Vとの間には、V=V1
(1−α)の関係がある。Ball presence / absence determination using this threshold value will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows the output value (output voltage V) of the electric signal output from the light receiving section 43b and the light blocking degree α, that is, from the light projecting section 43a along the optical axis a according to the amount of light received by the light receiving section 43b. The projected light is the light receiving unit 4.
3 is a graph showing the relationship with the degree of being blocked by a detection target object before reaching 3b. As shown in the graph, between the light blocking degree α and the output voltage V, V = V1
There is a relationship of (1-α).
【0021】図3(b)は、3つの異なる遮光状態を示
している。(イ)は遮光度α=0、すなわち投光部43
aと受光部43bとの間に遮光する物体が存在しない状
態を示しており、この場合の出力電圧V1は後述するよ
うにボール有無判定における基準状態を示す値となる。
これに対して(ハ)は、遮光度α=1,すなわち投光部
43aからの光が途中でボール2によって完全に遮られ
て受光部43bで全く受光されない状態を示しており、
この場合には受光部43bからの出力電圧は0となる。FIG. 3B shows three different light blocking states. In (a), the light blocking degree α = 0, that is, the light projecting unit 43
This shows a state in which there is no light-shielding object between a and the light receiving portion 43b, and the output voltage V1 in this case has a value indicating the reference state in the ball presence / absence determination, as will be described later.
On the other hand, (C) shows a state in which the light blocking degree α = 1, that is, the light from the light projecting portion 43a is completely blocked by the ball 2 on the way and is not received by the light receiving portion 43b at all.
In this case, the output voltage from the light receiving section 43b becomes zero.
【0022】そして(ロ)は、(イ)と(ハ)の中間の
状態、すなわち検出対象のボール2によって投光部43
aからの光がある程度遮られた(遮光度α=α1)状態
を示している。ボール2の検出においては、ボール2が
存在していると判断して差し支えない遮光度αの下限
(α1)が存在する。したがって、この下限の遮光度α
1に対応した出力電圧をボール検出における有無判定の
しきい値TH1として設定し、ボール有無判定において
は出力電圧Vがこのしきい値TH1より大きければボー
ル無し、またしきい値TH1以下であればボール有りと
判定する。Then, (b) is in an intermediate state between (a) and (c), that is, the light projecting portion 43 by the ball 2 to be detected.
The state where the light from a is blocked to some extent (light blocking degree α = α1) is shown. In the detection of the ball 2, there is a lower limit (α1) of the light blocking degree α, which can be judged as the presence of the ball 2. Therefore, this lower limit
An output voltage corresponding to 1 is set as a threshold value TH1 for presence / absence determination in ball detection. In the presence / absence determination of a ball, if the output voltage V is higher than this threshold value TH1, there is no ball, and if it is equal to or lower than the threshold value TH1. Judge that there is a ball.
【0023】図2において、受光部43bからの電気信
号(出力電圧V)は、判定部44のみならず、しきい値
補正部45にも伝達される。図4を参照して、しきい値
補正部45の機能について説明する。図4(a)は、導
電性ボール搭載装置の稼動開始時における電気信号の出
力値(出力電圧V)と遮光度αとの関係を示しており
(図3(a)に示すグラフと同様)、遮光度α=0の状
態で出力電圧V1が得られている。In FIG. 2, the electric signal (output voltage V) from the light receiving portion 43b is transmitted not only to the judging portion 44 but also to the threshold value correcting portion 45. The function of the threshold correction unit 45 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows the relationship between the output value (output voltage V) of the electric signal and the light blocking degree α at the start of operation of the conductive ball mounting device (similar to the graph shown in FIG. 3A). The output voltage V1 is obtained in the state where the light blocking degree α = 0.
【0024】ところで光学センサ43の投光部43a、
受光部43bに用いられる発光素子や受光素子は温度に
よって感度が変化する特性を有しており、例えば発光素
子が発光する光量は温度によって変化し、また同一光量
が入光しても温度が変化すれば受光素子から出力される
電気信号の強弱が変化する。さらに、光学センサ43が
取り付けられるブラケット42も温度変化によって変形
を生じ、この変形によって光軸が移動すると受光部43
bによる受光量に誤差を生じる場合がある。By the way, the light projecting portion 43a of the optical sensor 43,
The light emitting element and the light receiving element used in the light receiving section 43b have a characteristic that the sensitivity changes with temperature. For example, the amount of light emitted by the light emitting element changes with temperature, and the temperature changes even if the same amount of light enters. Then, the strength of the electric signal output from the light receiving element changes. Further, the bracket 42 to which the optical sensor 43 is attached also deforms due to the temperature change, and when the optical axis moves due to this deformation, the light receiving unit 43.
An error may occur in the amount of received light due to b.
【0025】そして連続稼働時には、上記各種要因によ
り装置稼動開始からの経過時間に伴い、図4(b)に示
すように、遮光度α=0で得られる出力電圧が、装置稼
動開始時のV1からV1よりも小さいV2に低下する場
合がある。この場合には、出力電圧Vと遮光度αとの関
係を示すグラフは、直線L1から直線L2に変化する。At the time of continuous operation, the output voltage obtained at the light-shielding degree α = 0 is V1 at the time of starting the operation of the apparatus, as shown in FIG. From V1 to V2, which is smaller than V1. In this case, the graph showing the relationship between the output voltage V and the light blocking degree α changes from the straight line L1 to the straight line L2.
【0026】ところがこのように出力電圧Vと遮光度α
との関係が変化した状態において、当初設定されたしき
い値TH1をそのまま用いると、直線L2上でのしきい
値TH1に対応する遮光度α2は、予め設定された適切
な遮光度α1よりも小さくなる。したがって、遮光度α
1〜α2の間にあって、本来ならばボール無しと判定さ
れるべき遮光状態が、しきい値TH1を用いることによ
ってボール有りと不適切に判定される結果となる。However, as described above, the output voltage V and the light blocking degree α are
If the initially set threshold value TH1 is used as it is in a state where the relationship between and is changed, the light blocking degree α2 corresponding to the threshold value TH1 on the straight line L2 is larger than the preset appropriate light blocking degree α1. Get smaller. Therefore, the shading degree α
The light-shielding state between 1 and α2, which should normally be judged as no ball, results in inappropriately judging that there is a ball by using the threshold value TH1.
【0027】このような不都合を防止するため、本実施
の形態に示すボール検出においては、光軸a上にボール
2が存在せず遮光度α=0の状態における受光部43a
の出力電圧Vに基づいて、しきい値THをしきい値補正
部45によって補正するようにしている。すなわち、出
力電圧VがV1からV2に低下したならば、この低下割
合に応じてしきい値THをTH1からTH2に補正し、
補正された新たなしきい値TH2をしきい値記憶部46
に記憶させる。このしきい値補正処理は、制御部47か
らの指令によって行われる。In order to prevent such an inconvenience, in the ball detection shown in the present embodiment, the light receiving portion 43a in the state where the ball 2 does not exist on the optical axis a and the light blocking degree α = 0.
The threshold value TH is corrected by the threshold value correction unit 45 based on the output voltage V. That is, if the output voltage V decreases from V1 to V2, the threshold TH is corrected from TH1 to TH2 according to the decrease rate,
The corrected new threshold value TH2 is stored in the threshold value storage unit 46.
To memorize. This threshold value correction process is performed by a command from the control unit 47.
【0028】そして以降のボール有無判定は、新たなし
きい値TH2を用いて行われる。これにより、受光部4
3bの受光状態の変動に関係なく、常にボール有無を判
定するのに適切な遮光度α1に対応したしきい値THが
設定され、正確なボール検出を行うことができる。Then, the subsequent ball presence / absence determination is performed using a new threshold value TH2. Thereby, the light receiving unit 4
Regardless of the change in the light receiving state of 3b, the threshold value TH corresponding to the light blocking degree α1 that is appropriate for determining the presence or absence of the ball is set, and accurate ball detection can be performed.
【0029】なお上記説明は、検出対象物体としてボー
ル2を検出する例を示しているが、吸着ヘッド31の下
端部を検出対象物体とすることにより、吸着ヘッド31
の高さ位置が所定の高さ位置に一致しているか否かを検
出することができる。図5に示すように、投光部43a
と受光部43bの間で吸着ヘッド31を徐々に下降させ
ると、吸着ヘッド31によって投光部43aから光軸a
に沿って照射されるの光が遮光されることにより、遮光
度αは図3,図4に示す場合と同様に変化する。Although the above description shows an example in which the ball 2 is detected as the detection target object, the suction head 31 is set by setting the lower end of the suction head 31 as the detection target object.
It is possible to detect whether or not the height position of the is equal to the predetermined height position. As shown in FIG. 5, the light projecting portion 43a
When the suction head 31 is gradually lowered between the light receiving section 43b and the light receiving section 43b, the suction head 31 moves the light from the light projecting section 43a to the optical axis a.
By blocking the light emitted along the line, the light blocking degree α changes similarly to the case shown in FIGS. 3 and 4.
【0030】(イ)、(ハ)はそれぞれ遮光度0,遮光
度1の状態を示しており、(イ)と(ハ)の中間の
(ロ)は、吸着ヘッド31の下端面が光軸aに一致した
状態を示している。この(ハ)状態では投光部43aか
らの光は遮光度α=α1’で遮られている。したがっ
て、この遮光度α1’に対応した出力電圧を吸着ヘッド
31の下面位置検出における検出判定のしきい値TH
1’として設定しておき、ヘッド高さ検出においては、
出力電圧Vがこのしきい値TH1’と一致したことを検
出することにより、吸着ヘッド31の下面が光軸aの高
さに一致した状態にあると判定することができる。(A) and (c) show the states of 0 and 1 respectively. In (b) between (a) and (c), the lower end surface of the suction head 31 is the optical axis. It shows a state in which it matches a. In this (C) state, the light from the light projecting portion 43a is blocked with the light blocking degree α = α1 ′. Therefore, the output voltage corresponding to the light-shielding degree α1 ′ is set to the threshold value TH for detection determination in the lower surface position detection of the suction head 31.
Set as 1 ', and in the head height detection,
By detecting that the output voltage V matches the threshold value TH1 ′, it can be determined that the lower surface of the suction head 31 matches the height of the optical axis a.
【0031】したがって、光軸aを所望のヘッド高さ位
置にセットしておくことにより、吸着ヘッド31の高さ
位置が適正であるか否かを検出することができる。この
場合においても、図4に示す例と同様に、遮光度α=0
の状態における受光部43aの出力電圧Vに基づいて、
しきい値TH’をしきい値補正部45によって補正する
ことにより、温度変動などに起因する受光部43bの受
光状態の変動に関係なく、常にヘッド高さ検出に適切な
遮光度α1’に対応したしきい値THが設定され、正確
なヘッド高さ検出を行うことができる。Therefore, by setting the optical axis a at a desired head height position, it is possible to detect whether or not the height position of the suction head 31 is proper. Also in this case, similarly to the example shown in FIG. 4, the light blocking degree α = 0.
Based on the output voltage V of the light receiving section 43a in the state of
By correcting the threshold value TH ′ by the threshold value correction unit 45, the light-shielding degree α1 ′ is always suitable for head height detection regardless of the change in the light-receiving state of the light-receiving unit 43b caused by the temperature change or the like. The threshold TH thus set is set, and accurate head height detection can be performed.
【0032】(実施の形態2)図6は本発明の実施の形
態2の導電性ボールの搭載装置のボール検出機能を示す
ブロック図である。図6において、ブラケット42に
は、実施の形態1と同様の光学センサ43の投光部43
a、受光部43bが取り付けられている。投光部43a
は、受光部43bに対して投射する光量を光量制御部4
9によって増減することができるようになっている。(Second Embodiment) FIG. 6 is a block diagram showing a ball detecting function of a conductive ball mounting apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the bracket 42 includes a light projecting portion 43 of the optical sensor 43 similar to that of the first embodiment.
a, the light receiving portion 43b is attached. Projector 43a
Is a light amount control unit 4 that controls the amount of light projected onto the light receiving unit 43b.
It is possible to increase or decrease by 9.
【0033】受光部43bから出力される電気信号は判
定部44に送られ、この電気信号に基づいて実施の形態
1と同様にボール2の有無判定が行われる。図4に示す
例と同様に、連続稼働時には受光部43bから出力され
る出力電圧Vが変動するが、本実施の形態2では、光軸
a上にボール2が存在しない遮光度α=0の状態におけ
る出力電圧を光量レベル補正部48によって受信し、こ
の出力電圧V1に基づいて光量制御部49を制御するこ
とにより投光部43aの光量レベルを補正するようにし
ている。The electric signal output from the light receiving section 43b is sent to the judging section 44, and the presence / absence of the ball 2 is judged based on this electric signal as in the first embodiment. Similar to the example shown in FIG. 4, the output voltage V output from the light receiving unit 43b fluctuates during continuous operation, but in the second embodiment, the light blocking degree α = 0 where the ball 2 does not exist on the optical axis a. The output voltage in the state is received by the light amount level correction unit 48, and the light amount control unit 49 is controlled based on the output voltage V1 to correct the light amount level of the light projecting unit 43a.
【0034】すなわち制御部47からの指令によって、
光量レベル補正部48は光量制御部49を制御し、投光
部43aから投射される光量レベルを、受光部43bか
らの出力電圧Vの低下の割合に応じて変化させる。これ
により、稼動時間の経過による温度変動にかかわらず、
受光部43bからは遮光度α=0の状態において常に一
定の出力電圧V1が出力される。したがって、予め設定
したしきい値TH1を変更することなく、正確なボール
有無判定を行うことができる。That is, according to a command from the control unit 47,
The light amount level correction unit 48 controls the light amount control unit 49 to change the light amount level projected from the light projecting unit 43a according to the rate of decrease in the output voltage V from the light receiving unit 43b. As a result, regardless of temperature fluctuations due to the passage of operating time,
The light receiving section 43b always outputs a constant output voltage V1 in the state where the light blocking degree α = 0. Therefore, the presence / absence of a ball can be accurately determined without changing the preset threshold value TH1.
【0035】(実施の形態3)図7は本発明の実施の形
態3の導電性ボールの搭載装置のボール検出機能を示す
ブロック図である。図7において、ブラケット42に
は、光学センサ43の投光部43a、受光部43b’が
取り付けられている。投光部43aは実施の形態1に示
すものと同様であり、受光部43b’に対して光を照射
する。(Third Embodiment) FIG. 7 is a block diagram showing a ball detecting function of a conductive ball mounting apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, a light emitting portion 43a and a light receiving portion 43b ′ of the optical sensor 43 are attached to the bracket 42. The light projecting section 43a is similar to that shown in the first embodiment, and irradiates the light receiving section 43b 'with light.
【0036】受光部43b’は、投射された光を受光し
て受光量に応じた大きさの電気信号(一次電気信号)を
出力する受光素子43cと、受光素子43cからの一次
電気信号を所定の変換レベルで変換した出力電圧(二次
電気信号)を出力する出力変換部43dを備えている。
出力変換部43dの変換レベルは、変換レベル調整部5
0によって変更可能となっており、受光素子43cの受
光量が変動する場合においても、受光部43b’からの
出力電圧を所望の出力値に設定できるようになってい
る。このとき、変換レベル調整部50には受光素子43
cの受光量を示す一次電気信号が送られ、この受光量に
応じて変換レベルが変更されるようになっている。出力
変換部43dによって変換された出力電圧は判定部44
に送られ、実施の形態1と同様にボール2の有無判定が
行われる。The light receiving portion 43b 'receives the projected light and outputs an electric signal (primary electric signal) having a magnitude corresponding to the amount of received light, and a primary electric signal from the light receiving element 43c. The output conversion unit 43d that outputs the output voltage (secondary electric signal) converted at the conversion level of is provided.
The conversion level of the output conversion unit 43d is the conversion level adjustment unit 5
The output voltage from the light receiving portion 43b 'can be set to a desired output value even when the amount of light received by the light receiving element 43c changes. At this time, the light receiving element 43 is included in the conversion level adjusting unit 50.
A primary electric signal indicating the amount of light received by c is sent, and the conversion level is changed according to the amount of received light. The output voltage converted by the output conversion unit 43d is the determination unit 44.
And the presence / absence of the ball 2 is determined as in the first embodiment.
【0037】図4に示す例と同様に、連続稼働時には受
光素子43cが受光する受光量は変動し、これにより出
力電圧の値もV1からV2へ変化する。本実施の形態3
では、光軸a上にボール2が存在しない遮光度α=0の
状態における出力電圧が常に所定の値となるように、変
換レベル調整部50によって出力変換部43bの変換レ
ベルが変更される。すなわち、稼動時間の経過による受
光素子43cの受光量の変化に応じて、出力変換部43
dの変換レベルが変更される。Similar to the example shown in FIG. 4, during continuous operation, the amount of light received by the light receiving element 43c fluctuates, and the value of the output voltage also changes from V1 to V2. Third Embodiment
Then, the conversion level adjustment unit 50 changes the conversion level of the output conversion unit 43b so that the output voltage in the state where the light blocking degree α = 0 where the ball 2 does not exist on the optical axis a is always a predetermined value. That is, according to the change in the amount of light received by the light receiving element 43c due to the passage of operating time, the output conversion unit 43
The conversion level of d is changed.
【0038】これにより、稼動時間の経過にかかわら
ず、受光部43b’からは遮光度α=0の状態において
常に一定の出力電圧V1(所定の値)が出力される。し
たがって、予め設定したしきい値TH1を変更すること
なく、適切なボール有無判定を行うことができる。As a result, regardless of the elapse of the operating time, the light receiving section 43b 'always outputs a constant output voltage V1 (predetermined value) in the state where the light blocking degree α = 0. Therefore, it is possible to perform appropriate ball presence / absence determination without changing the preset threshold value TH1.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、投光部と受光部とを結
ぶ光軸上に検出対象物体が存在しない状態における受光
部の出力値に基づいて、しきい値、投光部の発光レベル
または受光部によって受光された受光量を出力値に変換
する出力値変換回路の出力レベルのいずれかを補正する
ようにしたので、温度変化による検出誤差を排除して正
しい検出結果を得ることができる。According to the present invention, the threshold value and the light emission of the light projecting unit are based on the output value of the light receiving unit in the state where the object to be detected does not exist on the optical axis connecting the light projecting unit and the light receiving unit. Since either the level or the output level of the output value conversion circuit that converts the amount of light received by the light receiving unit into an output value is corrected, it is possible to eliminate detection errors due to temperature changes and obtain correct detection results. it can.
【図1】本発明の実施の形態1の導電性ボールの搭載装
置の正面図FIG. 1 is a front view of a conductive ball mounting device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1の導電性ボールの搭載装
置のボール検出機能を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a ball detection function of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態1の導電性ボールの搭載装
置のボール検出処理の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of ball detection processing of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態1の導電性ボールの搭載装
置のボール検出処理の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of ball detection processing of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態1の導電性ボールの搭載装
置のヘッド高さ検出処理の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of head height detection processing of the conductive ball mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態2の導電性ボールの搭載装
置のボール検出機能を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a ball detection function of a conductive ball mounting device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態3の導電性ボールの搭載装
置のボール検出機能を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing a ball detection function of a conductive ball mounting device according to a third embodiment of the present invention.
40 検査部 43 光学センサ 43a 投光部 43b 受光部 43d 出力変換部 44 判定部 45 しきい値補正部 46 しきい値記憶部 47 制御部 48 光量レベル補正部 49 光量制御部 50 変換レベル調整部 40 Inspection Department 43 Optical sensor 43a Projector 43b Light receiving part 43d output converter 44 Judgment unit 45 Threshold correction unit 46 threshold storage 47 Control unit 48 Light level correction unit 49 Light intensity controller 50 Conversion level adjuster
Claims (3)
によって検出する物体検出装置であって、光軸に沿って
光を投射する投光部と、この投光部によって投射された
光を受光しこの受光量に応じた電気信号を出力する受光
部と、この電気信号をしきい値記憶部に記憶されたしき
い値と比較することにより検出対象物体の有無を判定す
る判定部と、前記光軸上に検出対象物体が存在しない状
態における前記電気信号に基づいて前記しきい値を補正
するしきい値補正部とを備えたことを特徴とする物体検
出装置。1. An object detection device for detecting the presence or absence of an object to be detected by a light-shielding type optical sensor, comprising a light projecting section for projecting light along an optical axis, and a light projecting section for projecting light. A light receiving unit that receives light and outputs an electric signal corresponding to the received light amount, and a judging unit that judges the presence or absence of a detection target object by comparing the electric signal with a threshold value stored in a threshold value storage unit, An object detection apparatus, comprising: a threshold value correction unit that corrects the threshold value based on the electric signal in a state where no detection target object exists on the optical axis.
によって検出する物体検出装置であって、光軸に沿って
光を投射する投光部と、この投光部によって投射される
光量を制御する光量制御部と、前記投光部の光を受光し
この受光量に応じた電気信号を出力する受光部と、この
電気信号をしきい値記憶部に記憶されたしきい値と比較
することにより検出対象物体の有無を判定する判定部
と、前記光軸上に検出対象物体が存在しない状態におけ
る前記電気信号に基づいて前記光量制御部を制御するこ
とにより投光部の光量レベルを補正する光量レベル補正
部とを備えたことを特徴とする物体検出装置。2. An object detection device for detecting the presence or absence of an object to be detected by a light-shielding type optical sensor, comprising a light projecting section for projecting light along an optical axis, and an amount of light projected by this light projecting section. A light amount control unit for controlling, a light receiving unit for receiving light from the light projecting unit and outputting an electric signal according to the received light amount, and comparing the electric signal with a threshold value stored in a threshold value storage unit. A determination unit that determines the presence or absence of a detection target object by controlling the light amount control unit based on the electric signal in the state where the detection target object does not exist on the optical axis, and corrects the light amount level of the light projecting unit. An object detection device, comprising:
によって検出する物体検出装置であって、光軸に沿って
光を投射する投光部と、この投光部の光を受光しこの受
光量に応じた大きさの一次電気信号を出力する受光素子
並びにこの受光素子から出力された一次電気信号を二次
電子信号に変換して出力する出力変換部を備えた受光部
と、この二次電気信号をしきい値記憶部に記憶されたし
きい値と比較することにより検出対象物体の有無を判定
する判定部と、前記光軸上に検出対象物体が存在しない
状態における前記二次電気信号の大きさが所定の値とな
るように前記出力変換部の変換レベルを変更する変換レ
ベル調整部とを備えたことを特徴とする物体検出装置。3. An object detecting device for detecting the presence or absence of an object to be detected by a light-shielding type optical sensor, which comprises a light projecting section for projecting light along an optical axis, and a light projecting section for receiving light from the light projecting section. A light-receiving element including a light-receiving element that outputs a primary electric signal having a magnitude corresponding to the amount of received light and an output conversion section that converts the primary electric signal output from the light-receiving element into a secondary electron signal and outputs the secondary electron signal. A determination unit that determines the presence or absence of the detection target object by comparing the next electric signal with the threshold value stored in the threshold value storage unit, and the secondary electric power in a state where the detection target object does not exist on the optical axis. An object detection apparatus, comprising: a conversion level adjusting unit that changes a conversion level of the output converting unit so that a signal magnitude becomes a predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001317797A JP2003121555A (en) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | Object detector |
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---|---|
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ID=19135610
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102649352A (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 富士胶片株式会社 | Image forming apparatus |
-
2001
- 2001-10-16 JP JP2001317797A patent/JP2003121555A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102649352A (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 富士胶片株式会社 | Image forming apparatus |
JP2012187919A (en) * | 2011-02-25 | 2012-10-04 | Fujifilm Corp | Image forming apparatus |
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