JP2005516311A - 少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを含む半導体プレートに書き込まれた文字を認識するための方法および装置 - Google Patents

少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを含む半導体プレートに書き込まれた文字を認識するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを伴う半導体プレートに書き込まれた文字を、認識する方法であり、以下のステップを含む；半導体プレートを、把握アーム（５）に連結した３つの回転スラスト軸受（６、７、８）で、圧力を加えることにより支えて、半導体プレートを取り上げ、上記３つの回転スラスト軸受のうちの１つ回転スラスト軸受（８）の回転を用いて、上記オリエンテーション・マーカーが所定の位置にくるように、半導体プレートを方向づけ、認識すべき文字にかなり近接した空間ゾーンの、該文字の上部に、特殊光線用の反射材（１３）を配置し、上記反射材（１３）により認識すべき文字上に反射される特殊な光線束を用いて、該文字を照射し、上記認識すべき文字によって反射される光線を介して、該文字を観察し、上記認識すべき文字を認識する。

Description

本発明は、電子部材の製造分野、特に、珪素のような半導体物質の基板またはプレートから集積回路を製造する分野に係り、とりわけ、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを含む半導体プレートに書き込まれた文字を、認識するための方法および装置に関する。
従来技術は、半導体プレートに書き込まれた文字を認識するための方法および装置を、多数開示している。プレート状の基板に刻まれた文字を認識する方法として、特に知られているのは、次のような方法である。すなわち、垂直に配置されたケースの各々の溝の中に、次々にプレートを整列して並べ、これを一枚ずつ操作アームを用いて水平に取り上げてケースから取り出し、次に、オリエンテーション・マーカー（プレートの周辺部に、小さな刻み目の形状、または平面形状でつけられている）によって、プレートを角度的に方向づけ、これにより、認識すべき文字を有する表面部分が、カメラおよび照射システムの光学軸に整列して並び、かつカメラおよび照射システムに対して直角になるようにする。この方法には、認識という目的のためだけに、プレートをサポートから取り出さねばならないという不都合があり、また、プレートを汚染する可能性のある多くの要素に、プレートを晒さなければならないという不都合がある。
また、もう一つの解決策として、プレートの角度の方向づけおよび認識を、同じ装置の、同じケースの中で行うことを可能とする方法がある。しかしながら、この場合、カメラおよび照射システムが、プレート上に配置されるため、周辺空気の強い乱気流を引き起こし、プレートを汚染する危険性が高まる。
本件出願人は、認識を要する半導体プレートの文字の照射および観察を、プレートの下から行うという特殊な幾何学を用いることにより、上記の不都合を改善する方法および装置を開発した。このような方法および装置については、文献ＦＲ２７１１８２４に、詳細に記載されている。これらの方法および装置は、十分に満足のいくものではあるが、あらかじめ全てのプレートを、サポート内に整列させておく必要がある。
また、もう一つの従来技術として、文献ＷＯ９１／１０９６８は、光線を反射する反射材を少なくとも１つ用いて、プレートの文字を認識する方法および装置を開示している。この方法および装置は、プレートに多少なりとも深く刻まれた文字を認識するために用いられる。より具体的には、この文献は、ケース内に整列して並べられた珪素プレートに刻まれた文字を認識するための装置について、記載している。この装置においては、光線は１つまたは２つの反射材に反射された後、認識を要するプレートの文字を照らし出すようになっており、このように照らし出された文字の映像は、２つの反射材に反射した後、観察カメラの中に入る。ケース内に整列して並んだプレートに刻まれた文字を照らし出すために、この装置は、認識すべきプレートの直前に位置するプレートを持ち上げる手段を備えており、これにより、文字部の正面に、プレートの平面に対して４５度の角度で、反射材を設置することが可能となる。この装置の不都合は、１枚のプレートを認識するために、他の１枚のプレートを操作しなければならないことである。なぜなら、こうした操作は、プレートを汚染する危険を発生させる可能性があり、また、認識スピードを遅延させることにもなるからである。さらに、この装置は、照らし出された文字を観察するために、複数の反射材を使用しているが、これにより装置のメカニズムは複雑性を増し、装置の原価が高くなる。また、映像は何度も反射材に反射された後、観察カメラに入るため、プレートの認識にエラーを生じるおそれもある。
本件出願人は、単一の反射材を有益に用いて、半導体プレートの文字を認識する方法および装置を開発した。これは、上述したような不都合の大部分を緩和するものであり、その詳細は文献ＦＲ２７５１７６９に記載されている。この文献に記載された認識方法および認識装置は、認識されるべきプレートまたはその他のプレートに触れることなく、半導体プレートに多少なりとも深く書き込まれた文字であれば、効果的に認識することを可能にするものである。このことは、連続する２枚のプレートの間に挿入された単一の反射材を用いて、プレートの下から、認識すべき文字の上に投射された光線を反射させるという、特殊な照射、観察幾何学によって可能となる。こうした方法および装置もまた、十分に満足のいくものではあるが、上述した文献ＦＲ２７１１８２４における方法および装置と同様、認識すべき文字が一列に並ぶよう、半導体プレートを整列させる必要がある。
ＦＲ２７１１８２４ ＷＯ９１／１０９６８ ＦＲ２７５１７６９
本発明は、先行技術における方法および装置の不都合を、緩和することを目的とするものであり、また、その他数々の利益をもたらすものである。
本発明は、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを伴う、半導体プレートに書き込まれた文字を認識する方法に係り、この方法は以下のステップを含む。すなわち、
−半導体プレートの周辺部を、把握アームに連結した少なくとも３つの回転スラスト軸受で支えて、半導体プレートを取り上げ、
−上記少なくとも３つの回転スラスト軸受のうちの、少なくとも１つのスラスト軸受の回転を用いて、上記オリエンテーション・マーカーが所定の位置にくるように、半導体プレートを方向づけ、
−認識すべき文字にかなり近接した空間ゾーンの、該文字の上部に、特殊光線用の反射材を配置し、
−上記反射材によって認識すべき文字上に反射される特殊な光線束を用いて、該文字を照射し、
−上記認識すべき文字によって反射される光線を通じて、該文字を観察し、
−こうして、上記認識すべき文字を認識する、というステップである。
本発明における方法によれば、汚染の危険性を最小限に抑えることが可能となる。これは、文字の認識を要するプレートを、その周辺部において取り上げること、これを回転させて認識のために適切な位置に整列させること、多少なりとも深く刻まれた文字であれば認識することができる単一の反射材を用いること、といった諸要素が結びつくことにより達成されるが、とりわけ、認識すべきプレートのみを、その周辺部において操作し、文字の整列と認識とを一体化させることにより達成される。
本発明の方法における有益な特徴の１つは、半導体プレートの周辺部を、少なくとも３つの回転スラスト軸受で支えて取り上げると同時に、プレートが方向づけを済ませた後、文字部分が位置することとなる場所にかなり近接した空間ゾーンの、該文字が位置するであろう場所の上部に、光線用の反射手段を配置することである。
このような特徴は、単一の操作で、プレートを把握すると同時に、反射手段を設置することを可能とするため、時間と手段を節約し、より単純な、したがってより安価で信頼性の高い方法を提供することができる。
本発明の方法におけるもう１つの有益な特徴は、反射手段を上記空間ゾーンに設置すると同時に、認識すべき文字が周囲照明にさらされることを防ぐため、光線保護手段を設置することである。
この特徴は、半導体プレートの文字の認識をさらに効果的に行うことを可能とする。しかも、この保護手段の設置作業は、反射手段の設置と同時に行われるため、処理時間を長びかせるということもない。
本発明の方法におけるさらにもう１つの有益な特徴は、文字を認識した後、あるいは、半導体プレートの方向づけ、照射、観察、または文字の認識といったステップのいずれかの実行と同時に、半導体プレートを空間移動させるということである。
この特徴により、本発明の方法を、柔軟に活用することができるようになる。なぜなら、たとえば、認識されるプレートを空間のある地点から別の地点へと移動する際のその時間の中で、上記のような操作を実行することが可能となるからである。
本発明の方法におけるさらにもう１つの有益な特徴は、半導体プレートの周辺部を、把握アームに連結した少なくとも３つの回転スラスト軸受で支えて、半導体プレートを取り上げる上記ステップに存するが、これは以下のステップを含む。すなわち、
−少なくとも第１の空間方向に従って、第１のアーム移動を行うことにより、少なくとも３つの回転スラスト軸受を備えた把握アームを、半導体プレート・サポート内に配置された半導体プレートの一枚のすぐ間近に挿入し、
−第２の空間方向に従って、第２のアーム移動を行うことにより、上記半導体プレートを、上記少なくとも３つの回転スラスト軸受の間に配置し、
−上記把握アームの少なくとも３つの回転スラスト軸受が、上記半導体プレートの周辺部を支えるようする、というステップである。
さらに上記方法は、文字を認識した後、以下のステップを含む。すなわち、
−反射手段を、上記文字にかなり近接し、かつ該文字の上部に位置する空間ゾーンから引込め、
−半導体プレートを、上記少なくとも３つの回転スラスト軸受の支配から解放し、
−上記第２の空間方向とは逆の第３の空間方向に従って、第３のアーム移動を行うことにより、半導体プレートを、上記把握アームから解放し、
−上記第１の空間方向とは逆の第４の空間方向に従って、第４のアーム移動を行うことにより、上記把握アームを上記プレートの間近から引込める、というステップである。
本発明は、また、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを含む半導体プレートに書き込まれた文字を、認識するための装置に関し、これにより、本発明の方法一般の実行が可能となるが、該装置は、以下を含むことを特徴とする。すなわち、
−それぞれの対称軸の周りを、少なくとも１段階の自由度でそれぞれ回転する、少なくとも第１および第２の回転スラスト軸受と、少なくとも１段階の自由度で対称軸の周りを回転し、かつ、少なくとも１段階の自由度で、決められた平面の中に移動することができる第３の回転スラスト軸受とを、決められた平面の中に備え、これら第１、第２および第３の回転スラスト軸受によって半導体プレートの周辺部を取り上げるようになっている堅い把握アーム、
−上記第３の回転スラスト軸受を、上記決められた平面の中に移動させる移動手段、
−上記第１、第２または第３の回転スラスト軸受のうち、少なくとも１つを回転させる回転駆動手段を備えた、半導体プレートを方向づけるオリエンテーション手段、
−光線反射手段、
−上記反射手段の移動手段、
−少なくとも１つの光線束を備えた、文字照射手段、
−文字観察手段、
−文字認識手段、とを含む。
この装置の有益な特徴の１つは、少なくとも１段階の自由度で、決められた平面の中に入ることができる上記第３の回転スラスト軸受は、上記光線反射手段と連結されており、その結果、上記第３の回転スラスト軸受の移動手段による移動と同時に、光線反射手段の移動を行うことが可能だということである。また、この逆も同様である。
本発明のもう１つの有益な特徴は、この装置には、認識すべき文字が周囲照明にさらされることを防ぐため、光線保護手段が備えられており、該手段は上記反射手段と連結されているため、上記反射手段移動手段による移動と同時に、光線保護手段を移動することが可能だということである。
本発明のもう１つの有益な特徴は、この装置には、上記把握アームのスペース内に、さらなる空間移動手段が備えられているということである。
本発明のもう１つの有益な特徴は、上記把握アームのスペース内に備えられた空間移動手段は、少なくとも以下を含むということである。すなわち、
−第１の空間方向およびその逆方向へと、上記把握アームを移動させる移動手段、
−第２の空間方向およびその逆方向へと、上記把握アームを移動させる移動手段、
−第３の空間方向およびその逆方向へと、上記把握アームを移動させる移動手段、とを含む。
その他の特徴および利点は、本発明の方法および装置の実施例を、図面を参照に説明するにともない、明らかなるであろう。ただし、これらは、単なる例示として示されるものであり、本発明を限定するものではない。
図１〜図４に示された文字認識装置１は、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカー４を含む半導体プレート３に書き込まれた文字２を、認識するものであり、該装置は、以下を含む。すなわち、
−それぞれの対称軸の周りを、少なくとも１段階の自由度でそれぞれ回転する、少なくとも第１の回転スラスト軸受６および第２の回転スラスト軸受７と、少なくとも１段階の自由度で対称軸の周りを回転し、かつ、少なくとも１段階の自由度で、決められた平面１１の中に移動することができる第３の回転スラスト軸受８とを、決められた平面１１の中に備え、これら第１、第２および第３の回転スラスト軸受によって半導体プレート３を取り上げるようになっている堅い把握アーム５、
−第３の回転スラスト軸受８を、上記決められた平面１１の中に移動させる移動手段１０、
−第３の回転スラスト軸受８を回転させる回転駆動手段１２を備えた、半導体プレート３を方向づけるオリエンテーション手段、
−光線反射手段１３、
−光線反射手段１３の移動手段１４、
−少なくとも１つの光線束を備えた、半導体プレート３に書き込まれた文字２を照射する照射手段１５、
−半導体プレート３に書き込まれた文字２を観察する観察手段１６、
−半導体プレート３に書き込まれた文字２を認識する認識手段、とを含む。
堅い把握アーム５は、その全構造が堅固な構成１７となっており、たとえば、金属製の骨組み、または枠組みによって構成されることが好ましく、図からも明らかなように、重さを軽減するためのくり抜きが設けられている。この上に、上述した本装置の様々な構成要素が連結されるが、これについては後述する。
堅固な構成１７は、図１に示されているように、外形がほぼ長方形であり、決められた寸法のくり抜きを有し、補強のための内側リブ１８、１９を角に設けることができる。堅固な構成１７は、半導体プレートの平らな表面に相当するよう、平面１１と平行して伸長することが好ましく、少なくとも、半導体プレートの表面の広がりが、寸法内にくるよう、すなわち長方形の一側面内にくるようにする。これにより、図２に示されているように、半導体プレート３が回転スラスト軸受６、７および８の間に内接するように、これら回転スラスト軸受を配置することが可能となる。回転スラスト軸受６および７は、長方形の第１の小さい側面５０の両端部２０、２１に配置され、堅固な構成１７と比べて、平面１１を１段階の自由度で移動することのできる回転スラスト軸受８は、長方形の第１の小さい側面５０の反対側に位置する第２の小さい側面に配置される。可動スラスト軸受８が、半導体プレート３の周辺部を支える位置にきて、半導体プレート３の周辺部に圧力をかけると、その圧力は、回転スラスト軸受６、７によって構成される２つの支えの間へと向けられ、その結果、半導体プレートは、回転スラスト軸受６、７および８の間で維持される。長方形の第２の小さい側面において、把握アームはアーム移動手段と堅く連結され、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元方向への把握アームの移動が可能となる。なお、この連結は、既知の方法を用いて行われる。たとえば、直交するＸ、Ｙ、Ｚの方向に従って動く可動アーム支持部に、把握アームを堅く連結させる。
スラスト軸受６および７は、自由に回転するスラスト軸受であり、水平部または回転部の上に設置される。これらのスラスト軸受６、７は、図１に示されているように、隣接する２つの回転輪２２によって、それぞれ構成されることが好ましい。こうすることにより、半導体プレート３の回転を、より安全に誘導することができる。それぞれのスラスト軸受６、７、もしくは、これらを構成する回転輪２２は、かなり垂直な、あるいは完全に垂直な回転軸と、ほぼ円形の回転軌道を備えており、これにより、半導体プレート３が、スラスト軸受６、７のそれぞれの回転軌道に周辺部を支えられて回転する場合に、不意に回転軌道から抜け出てしまうことを防止している。ここで、半導体プレートの周辺部と呼んでいるのは、円形状であれ、ほぼ円形状であれ、また、連続していようが、オリエンテーション・マーカーの存在により一部途切れていようが、プレートの上部表面と下部表面とを除いた部分のことである。図９（回転輪２２の実施例の軸方向の断面を示している）に表わされているように、回転スラスト軸受６および７は、垂直な回転軸６６と、垂直な母線の回転軌道６３を備えている。また、回転軌道、もしくは回転スラスト軸受は、上部リターン６５を備えている。この上部リターンは、スラスト軸受６、７および８が、半導体プレートの周辺部を支えた場合に、該プレートが回転軌道の上に抜け出てしまうことを防止する役割を果たす。さらに、回転スラスト軸受６および７、もしくはその回転軌道６３は、図９に示されるように、回転軌道の下の部分に、それぞれ下部リターン６４を備えている。これにより、回転スラスト軸受８からの圧力によって、半導体プレート３が回転軌道上に支えられる際に、該プレートが回転軌道の下に抜け出てしまうことを防止しつつ、該プレートを誘導する。
回転スラスト軸受８は、駆動可能であり、３つの回転スラスト軸受６、７、８の間の半導体プレートを回転駆動させる。回転スラスト軸受８は、２つのポジションをとる。第１のポジションにおいて、回転スラスト軸受８は、半導体プレート３の周辺部から離れており、このため、平面１１に垂直なＺ方向に従って把握アーム５を移動することにより、半導体プレート３の周辺部の周りに、該プレートに触れることなく、把握アーム５および回転スラスト軸受６、７、８を挿入することが可能となる。第２のポジションにおいて、回転スラスト軸受８は、半導体プレート３の周辺部を押すように支えており、密着によって半導体プレートを回転駆動させる。回転スラスト軸受８は、その横断面が、たとえばＶ形の溝を形成する（図８参照）ような円形の回転軌道を備えることが好ましい。こうすることで、半導体プレート３が溝の端部に接触してから、場合によっては一時的に螺旋状に回転しつつ、安定した回転位置である溝の底部に至り、そこに定着するまでの回転を、自然に行うことが可能となり、また、回転の際、半導体プレートが回転軌道から抜け出ることを防止する。回転スラスト軸受８上に、Ｖ形の回転軌道を設けることにより、回転スラスト軸受６、７の説明で上述したような上部リターンと下部リターンが、回転軌道の上部および下部によって、それぞれ形成される。
図５に示されているように、決められた平面１１へと回転スラスト軸受８を動かす移動手段１０は、レバー２３を含み、このレバーの端部に、回転スラスト軸受８が設置される。軸２４を中心とするレバー２３の回転は、レバー回転駆動モーター２５によって操作される。駆動スラスト軸受８は、プレートの周辺部に対して、常に同じ位置で作動するというよりは、むしろ常に同じ圧力で作動する方が好ましく、こうすることで、回転スラスト軸受８の機動力がより安定する。スラスト軸受８を担ったレバー２３用回転駆動モーター２５は、電流を制御することにより操縦される。すなわち、プレート３周辺部に対する操縦は、直流でモーター２５に流れる電流の制御によって行われ、これにより、スラスト軸受８が、制御された一定の圧力で、プレート周辺部に働きかけることが可能となる。また、駆動スラスト軸受８を一定の圧力で操縦するために、その他の代替手段を用いることも可能である。たとえば、圧搾空気（Pneumatique）やバネを用いることができるが、この場合、圧力は必ずしも一定に保たれるわけではない。本発明の好ましい実施例によれば、駆動スラスト軸受８は、レバー２３を介して、円弧状に平面１１へと移動する。レバー２３の回転軸２４およびスラスト軸受８の回転軸３１は、平面１１に対して垂直である。ここで注目すべきは、半導体プレート周辺部へのスラスト軸受の接近は、プレートへの衝撃を避けるため、２段階で行われるということである。接近の第１段階において、レバー駆動モーターは、自動制御で位置を操作し、第１段階の最後に、スラスト軸受８は半導体プレートの間近にやってくる。第２段階において、スラスト軸受８はプレートと接触し、そのままプレートを支えてプレートを回転させる。第２段階に入ると、モーター２５は、モーター電流の制御により、操縦される。
半導体プレート３のオリエンテーション手段は、伝導ベルト２８、２９による伝達手段２７を介して、スラスト軸受８を回転させる第２のモーター２６を含んだ、第３の回転スラスト軸受８の回転駆動手段１２を備えている。図１〜図３が示しているように、モーター２６は、アーム５の堅固な構成１７を形成する長方形の第２の小さい側面上の、モーター２５の隣に、アーム５と堅く固定されている。モーター２５もまた同様に、アーム５の上に堅く固定されている。図５に示されるように、伝達手段２７は、連動する２つの伝導ベルト２８、２９を含み、第１の伝導ベルト２８は、モーター２６の軸３０の回転を、レバー２３の回転軸２４に伝え、第２の伝導ベルト２９は、レバー２３の回転軸２４の回転を、スラスト軸受８の回転軸３１に伝える。駆動スラスト軸受８は、プレート３の周辺部と接触する前に、回転動作に入ることが好ましい。これにより、回転スラスト軸受８の回転軌道と、プレート３の周辺部９とが接触した後、溝の底部へと半導体プレートがスリップすることを防止できる。すなわち、プレート３は、上述したような螺旋状の回転を徐々に進展させて、スラスト軸受８の溝の底部に収まり、これにより、半導体プレート３の周辺部との接触後に、スラスト軸受８の回転が開始されるとしたら発生し得るような、プレートの不意のスリップを防ぐことができる。
半導体プレート３のオリエンテーション手段は、さらに、プレート３の刻み目４の位置を探知するセンサー４０、４１、４２を含むことが好ましい。刻み目の位置を探知する３つのセンサー４０、４１、４２は、光線束センサーであり、それぞれが光線の放光機および受光機を有し、光線束の反射原理に従って機能する。これらのセンサーは、たとえば図３に示されているように、堅固な構成１７上の、半導体プレート３の外径よりは少し小さい直径（この直径上に、プレートのオリエンテーション・マーカーが位置する）の上に、堅固な構成１７を形成する長方形の第２の小さい側面に沿って配置される。第１センサー４０および第２センサー４１は、長方形の第２の小さい側面の端部にそれぞれ設置され、第３センサー４２は、第１、第２センサーの間に設置される。この第３センサーの位置は、文字を認識するために、プレート３の刻み目４が位置しなければならない、正にその場所である。センサー４０、４１および４２は、堅固な構成１７上に固定されており、プレートが回転して刻み目がセンサーの上を通過する際、センサーから放たれた光線束は刻み目を通過し、それ以上はプレートから反射しないようになっている。こうして、もはや光線を受信しなくなったセンサー上の反射光線の受光機は、中心の装置操縦ユニット（図示せず）に、刻み目の位置を送信する。装置操縦ユニットは、この位置を記録し、取るべき行動を決定する。この際、中央のセンサー４２は、回転スラスト軸受８の駆動モーター２６を停止させることにより、プレートの回転を停止させ、また、側面のセンサー４０および４１は、刻み目がこれらセンサーの１つの上を通過する際、プレートを減速させる。同様に、側面センサーが、プレートの回転始動における角速度を加速できると有益である（ただし、必ずしもそうでなければならないというわけではない）。代替的な方法として、文字観察手段１６を中央センサー４２の代わりに用いることができる。この場合、観察カメラ３８を中央センサーとして用いて、刻み目の位置を探知し、刻み目が文字認識のために位置すべき場所で探知されると、プレートの回転は停止される。
光線反射手段は、平らな反射材１３を含む。この反射材の表面は、半導体プレート３上にある認識すべき文字の表面とほぼ一致するが、特殊なケース、すなわち、長方形の幅に比べて長さの方が大きいようなケースの場合は、これよりも少し大きい方が好ましい。反射材１３は、小さい方の第１の側面において、しっかりとした連結手段によって、回転スラスト軸受８の移動レバー２３に連結されているため、レバー２３の動きは全て、反射材１３に正確に伝達される。このため、図１に示されるように、回転スラスト軸受８の第１ポジション（プレート３の周辺部から離れている）において、反射材１３は、堅固な構成上に用意されたプレート用の平面の外側に配置される。また、図２に示されるように、回転スラスト軸受８の第２のポジション（プレート３の周辺部を支えている）においては、反射材１３は、認識すべき文字の上部の、該文字にかなり近い空間ゾーン６２内に配置される。反射材１３と同様に、回転スラスト軸受８もまた、アーム５の後方から前方へと移動して、第１の静的なポジションから第２の動的なポジションへと移行し、プレートを回転させる。半導体プレートの周辺部を回転スラスト軸受が支えることにより、該スラスト軸受に連結された反射材１３には、半導体プレートに対する正確な位置が与えられる。
従って、本実施例において、反射材手段１３の移動手段１４は、レバー２３と、レバー２３を回転させる駆動モーター２５とを含む。第１のポジションにおける反射材１３の正確な位置は、３つの回転スラスト軸受６、７および８の間にプレート３を置くために、アームがＺ方向へ動くことを可能にするものでなければならない。すなわち、反射材１３は、この移動の障害となってはならず、従って、プレートの周辺部に相当する円領域の外側に位置しなければならない。また、第２のポジションにおける反射材１３の正確な位置は、半導体プレート３上に書き込まれた文字が、どこに位置するかによって決定される。なお、この位置は、該文字の照射を可能とするものでなくてはならないが、これについては後述することとする。本ケースの場合、認識すべき文字は、概して、プレート３の円形周辺部のコースラインに沿って、該周辺部に近接するゾーン内に、書き込まれている。この場合、反射材１３は、その第２ポジション（プレートの周辺部を形成する円形が、装置１上で、３つのスラスト軸受６、７および８に接し、従って、スラスト軸受８が、プレート周辺部に対して第２のポジションにあるとみなされる場合）において、大きい方の側面が上記コースラインと平行になり、認識すべき文字のほぼ真上にくるように位置しなくてはならない。この第２ポジションにおいて、反射材１３の大きい方の側面は、堅固な構成１７を形成する長方形の小さい方の側面とほぼ平行である。図２に示されるように、本実施例において、オリエンテーション・マーカー４は、プレート周辺部の、書き込まれた文字の中心に位置している。これにより、オリエンテーション・マーカーが、該文字を観察するための所定の場所に位置した場合に、該文字は、堅固な構成１７を形成する長方形の小さい側面と平行に位置することとなる。平らな反射材１３の傾斜については、図８を参照に、照明幾何学に基づき後述する。図１、図２に示されているように、反射材１３およびレバー２３は、双方とも、長方形の堅固な構成１７に設置され、伝導ベルトによる伝達手段２７は、レバー２３と同様に、堅固な構成１７上の、半導体プレート１３を受け取る面とは反対の面に設置される。とりわけ第２ポジションにおける、振動に対する安定性を確実にするため、反射材１３は、その第２の小さい側面も同様に、固定脚３３を介してレバー２３にしっかりと固定されている。この固定脚は、堅固な構成１７を横切って、反射材の第２の小さな側面をレバー２３に連結するようになっている。堅固な構成のこの付近は、様々な装備が密集しているが、固定脚３３が堅固な構成を横切る位置に移動すると、光３４が発せられる。
第３の回転スラスト軸受８は、２段階の自由度で平面１１に移動することができ、光線用の反射手段１３と連結されている。このため、回転スラスト軸受８の移動手段が、光線用の反射手段１３と同時に、移動を行うことが可能となり、また、この逆も同様である。
図に示された装置は、認識すべき文字２が周囲照明にさらされることを防ぐため、光線保護手段３５を含んでおり、該手段は上記反射手段１３と連結されているため、反射手段１３の移動手段１４によって、光線保護手段を同時に移動することが可能である。実際、プレート上に書き込まれた文字を認識する難しさは、装置１が設置される場所につきものの周囲照明、とりわけ特殊照射と同じ側からの文字への照明を、いかに免れるかというこである。反射材１３は、特殊光線を反射する面とは反対側の面に、周囲照明を遮る保護手段３５を備えている。この保護手段は、認識すべき文字を照らす周囲光線の大部分を遮り、該文字の上に影のゾーンを形成する。このため、保護手段３５は、反射材１３の反射面とは反対側の面に、光線を通さない面として構成される。保護手段と反射手段とを連結すれば、移動手段の１つを移動することにより、２つを同時に移動させることができる。
堅いアーム５は、追加の支持手段を２つ備えている。これらは、図１または図２に示めされるように、２つのスラスト軸受３６を形成し、堅固な構成１７の第２の小さな側面の、かなり端部に配置される。スラスト軸受３６は、プレートの周辺部が、３つの回転スラスト軸受６、７および８の間に挟まれる前に、該周辺部の下隅を支える。このため、スラスト軸受３６は、それぞれ、プレートの下隅が置かれる円錐台状の下部と、プレートを誘導する中央部とを備えている。すなわち、この中央部は、３つの回転スラスト軸受の間にプレートを配置するために、アームがＺ方向に移動する際、円錐台状の下部の上に置かれたプレートを、場合に応じて誘導する。
半導体プレート３に書き込まれた文字２の照射手段１５は、１つまたは複数の電子発光ダイオード３７から発せられる、少なくとも１つの特殊光線束（たとえば、周囲光線とは異なる赤色光線束）を、既知の方法で備えている。文字を照射する光源は、光線５７を５９の方向に、平面１１に対してほぼ平行に発する、多数の電子発光ダイオード３７を備えている。この光源は、図２に示されているように、堅固な構成１７を形成する長方形の第２の小さな側面の後方部において、該構成にしっかりと固定されている。図８に示されるように、ダイオード３７から発せられる光線５７は、反射材１３が上述した第２のポジションにある場合、該反射材の反射面に当たって反射される。すなわち、第２のポジションは、ダイオードから発せられた光線５８が、プレート３に書き込まれた文字２の上に反射するよう構成される。反射材によって反射された光線５８は、文字２に達し、ここで該文字に反射されて観察手段１６に達する。観察手段１６は、ダイオード３７を用いた光線の波長を敏感に感知する観察カメラ３８を備えており、照射手段１５と同様に、堅固な構成１７を形成する長方形の第２の小さな辺側の後方部において、該構成にしっかりと固定されている（図２参照）。ここで反射材１３は、図８に示されるように、その第２ポジションにおいて、アームの前方方向における、文字の向こう側に位置しなければならない。こうすることにより、反射された光線５８は、後方に位置する文字２に当たり、続いて、該文字によって後方の６０の方向に反射された光線が、光線放射ゾーンの近くに位置する観察手段に達する。このため、反射材１３の反射面は、平面１１に対して、４５度を超える傾斜角度αをとる。照射および観察におけるこのような構成は、堅固な構成１７が形成する長方形の小さい方の同一側面上に、照射手段および観察手段を固定することを可能とし、サポート内に連続して置かれた２枚の半導体プレート３と３Ａ（図４参照）の間に、堅固な構成が入り込むことを可能とする。
本装置は、観察カメラ３８によって観察され、伝達された映像に応じて、文字を認識する認識手段（図示せず）を含んでいる。文字の認識は、既知のあらゆる手段に従って行われる。たとえば、映像処理ソフトや、ニューロン・ネットワークによる文字認識ソフトなどである。映像処理ソフトは、伝達された映像を最初に処理するために有益であり、ニューロン・ネットワークによる文字認識ソフトは、たとえばモニター（図示せず）を介して文字を視覚化し、オペレーターが認識することを可能にする。代替的な方法として、ＺＩＳＣ（Ｚｅｒｏ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）型のプロセッサーを含む電子回路を用いて、文字の認識を行うことも可能である。
図１〜図５に示される装置は、さらに位置決め手段４５を含む。これは、半導体プレート用サポート内に置かれた半導体プレートの間近に、アーム５が位置決めを行うことを可能とする。この位置決め手段４５は、光線反射の原理に基づいて機能するセンサー４６、４７を有しており、上述したセンサー４０、４１および４２と同様に、それぞれ放光機５２と受光機５３を備えている。しなしながら、後述するように、センサー４６、４７上に設置された放光機５２および受光機５３の構成は、センサー４０、４１および４２上における構成とは異なる。
図１から図３に示されるように、２つのセンサー４６および４７は、堅固な構成１７を形成する長方形の第１の小さな側面のほぼ端部の、回転スラスト軸受２２の隣に、それぞれ配置される。２つのセンサー４６および４７の機能は、プレートを取り上げるために適した位置へとアームが移動するのを誘導するために、文字を認識しなければならないプレート（プレートの寸法、特にその直径の寸法は、既知である）の位置を探知することである。このため、センサーは、プレートの位置決めポイントをそれぞれ備えており、プレートの直径に関する認識を補充して、サポート内のプレートの正確な位置を決定する。これにより、プレートを含んだサポート内におけるプレートの間近の、そこに来ることが所望されている正確な位置に、アームを配置することが可能となる。図６に示されるように、それぞれのセンサー４６、４７は、少なくとも１束の光線束５４を発する放光機５２を含む。この光線束は、アーム５が移動する方向５６に対し、斜め前方に発せられる。放光機５２によって発せられた光線束を受け取る受光機５３は、放光機の前に配置され、図６に示されるように、発せられた光線束がアームの移動中にプレートに遮断されると、プレートから反射された光線束を受け取るようになっている。第１のセンサー４６または４７の受光機５３が、プレートから反射された光線束を受け取ると、操縦ユニット（図示せず）が、この受光を記録し、プレートの位置決めにおける第１のポイントを決定する。同様に、第２のセンサー４６または４７の受光機５３が、プレートから反射された光線束を受け取ると、操縦ユニット（図示せず）が、この受光を記録し、プレートの位置決めにおける第２のポイントを決定する。プレートの直径は既知であるので、この２つの位置決めポイントにより、操縦ユニットは、半導体プレート用サポート内に置かれた半導体プレートの間近の、操縦ユニットが位置を決定したその場所に、少なくとも第１のＹの方向に従って把握アームを配置するよう、把握アームの移動手段に命令を出す。プレートの位置と、これと比較したアームの位置を認知することにより、ＸとＹとを組み合わせた空間方向に従って、アームが第１の移動を行うことが可能となる。続いて、操縦ユニットは、３つの回転スラスト軸受６、７および８の間に、固定スラスト軸受３６と回転スラスト軸受６および７の下部リターンを支えとして、半導体プレートを配置するために、第２のＺの空間方向に従ってアームを移動するよう、把握アームの移動手段に命令を出す。これにより、次に、可動的回転スラスト軸受８を上述のように移動させて、把握アームの３つの回転スラスト軸受６、７および８で半導体プレートの周辺部を支えることが可能となる。
本発明における装置は、把握アームのスペースに、Ｘ、Ｙ、Ｚの３つの空間方向に従う、さらなる移動手段（図示せず）を含んでいる。このため、図１〜図３に示された上述の把握アームは、Ｘ、Ｙ、Ｚの空間方向に動くことが可能なアーム支持部（図示せず）と、既知の方法で（たとえば、直角に交わるように）、しっかりと連結されている
図示された装置の中央操縦ユニット（図示せず）は、以下の指令を調整する。すなわち、可動的回転スラスト軸受８の回転指令、上述したように平面１１内において反射材１３と連結された該回転スラスト軸受８の移動指令、照射手段１５の照射指令、センサー４０、４１、４２、４６、４７の活動指令、文字の認識指令、空間におけるアームの移動指令（上述したように、必要に応じて決定される文字認識のプロセスに従う）を、調整する。
さて次に、上述した装置によって実行される本発明の方法について記述する。少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを含む半導体プレートに書き込まれた文字を、認識するための方法は、以下のステップを含む。すなわち、
−垂直に交わる第１の空間方向Ｙおよびに第３の空間方向Ｘ従って（この第１の方向Ｙおよび第３の方向Ｘは、プレート・サポート内に水平に連続する２枚のプレートの移動平面を形成する）、第１のアーム移動を行うことにより、３つの回転スラスト軸受６、７、８を備えた把握アームを、半導体プレート・サポート内（図示せず）に水平に配置された半導体プレートの一枚のすぐ間近に挿入し、
−上記方向ＹおよびＸによって形成された平面に垂直な第２の空間方向Ｚに従って、第２のアーム移動を行うことにより、上記半導体プレート３を、上記３つの回転スラスト軸受６、７、８の間に配置し、プレートが回転スラスト軸受６および７の下部リターンと固定スラスト軸受３６にプレート周辺部の下隅を支えられるようにし、
−可動的スラスト軸受の第１の移動により、スラスト軸受８をプレートと平行な平面１１へと移動させ、把握アーム５の３つの回転スラスト軸受６、７、８が、上記半導体プレート３の周辺部９を支えるようにし、
−可動的スラスト軸受８の第１の移動と同時に、プレートのオリエンテーションを済ませた後に文字２が配置されるであろう位置にかなり近い、該位置の上部の空間ゾーン６２（すなわち、特殊光線を文字上に伝達することを可能とする空間ゾーンであって、該文字が配置されるであろう位置に近接する空間ゾーンと対向する、プレート３とは反対側の空間ゾーン６２）に、特殊光線用の反射手段１３を配置し、
−光線反射手段１３の配置と同時に、認識すべき文字を周囲照明から保護する光線保護手段３５を、プレートのオリエンテーションを済ませた後に文字２が配置されるであろう位置にかなり近い、該位置の上部の空間ゾーン６２に配置し、
−対称軸の周りを回転する回転スラスト軸受８の回転により、半導体プレート３を方向づけして、オリエンテーション・マーカー４が、決められた位置（すなわち、照射手段が、認識すべき文字を照射するのに適した位置）に来るようにし、
−反射手段１３によって認識すべき文字の上に反射される特殊な光線束を用いて、認識すべき文字を照射し、
−認識すべき文字によって反射された光線束を、特殊光線束の光線波長を敏感に感知する観察カメラを用いて、認識すべき文字を観察し、
−観察カメラによって提供された映像を用いて、文字を認識し、
−半導体プレートを、回転スラスト軸受６、７、８の支配から解放し、同時に、反射手段１３を、認識すべき文字にかなり近接した、該文字の上部に位置する空間ゾーン６２の外へと引っ込め、プレート３の周辺部へと回転スラスト軸受８を導いた第１の移動とは反対方向へと、回転スラスト軸受８を移動させることにより、Ｚの方向に従う第２の空間方向とは逆の方向へ、アーム３が移動することを可能とし、
−第２の空間方向Ｚとは反対の第３の方向に従って、把握アームの第３の移動を行うことにより、半導体プレート３を、把握アーム５から解放して、プレートを再びサポート内に安置し、
−第１の方向Ｙとは反対の第４の方向に従って、把握アームの第４の移動を行うことにより、把握アームをプレートの間近から引込める、というステップである。
本発明の方法は、さらに、文字の認識を行った後、プレート３を解放する前に、把握アーム５を用いて、半導体プレートを空間移動させることを含む。たとえば、プレートが取り出されたサポートとは別のサポートへと、半導体プレート移動させることもできる。あるいは、プレートの方向づけ、文字の照射、観察、または認識というステップのいずれかの実行と同時に、半導体プレートを空間移動させることもできる。
本発明における文字認識装置の実施例を、機能作動の第１ポジションにおいて表した斜視図である。 図１における文字認識装置の実施例を、別の角度から、機能作動の第２ポジションにおいて表した斜視図である。 図１に表された文字認識装置の平面図である。 図３におけるＩ−Ｉの線に沿った、断面図である。 図１におけるＦの方向から見た下面の、拡大図である。 図３におけるＧの方向から見た側面の、部分詳細図である。 図６に表された細部を上から見た、拡大図である。 図４における細部の、拡大図である。 図１における細部の、軸方向の断面拡大図である。
符号の説明
２ 文字
３ 半導体プレート
５ 把握アーム
６、７、８ 回転スラスト軸受
１０ 移動手段
１３ 反射手段
１５ 照射手段
３５ 光線保護手段
６２ 空間ゾーン

Claims (10)

  1. 半導体プレート（３）の周辺部（９）を、把握アーム（５）に連結した少なくとも３つの回転スラスト軸受（６、７，８）で支えて、半導体プレートを取り上げ、
    上記少なくとも３つの回転スラスト軸受のうちの、少なくとも１つの回転スラスト軸受（８）の回転を用いて、上記オリエンテーション・マーカーが所定の位置にくるように、半導体プレート（３）を方向づけ、
    認識すべき文字（２）にかなり近接した空間ゾーン（６２）の、該文字の上部に、特殊光線用の反射材（１３）を配置し、
    上記反射材（１３）により認識すべき文字上に反射される特殊な光線束（５７）を用いて、該文字を照射し、
    上記認識すべき文字によって反射される光線を介して、該文字を観察し、
    上記認識すべき文字を認識する、
    というステップを含むことを特徴とする、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカー（４）を伴う半導体プレート（３）に書き込まれた文字（２）を認識する方法。
  2. 半導体プレート（３）の周辺部（９）を、少なくとも３つの回転スラスト軸受（６、７、８）で支えて取り上げると同時に、プレートが方向づけを済ませた後、上記文字（２）が位置することとなる場所にかなり近接した空間ゾーン（６２）の、該文字の上部に、光線用の反射手段（１３）を配置することを特徴とする請求項１に記載された方法。
  3. 反射手段（１３）を上記空間ゾーン（６２）に設置すると同時に、認識すべき文字が周囲照明にさらされることを防ぐため、光線保護手段（３５）を設置することを、さらに特徴とする請求項１または２に記載された方法。
  4. 文字（２）を認識した後、あるいは、半導体プレートの方向づけ、照射、観察、または文字の認識といったステップのいずれかの実行と同時に、半導体プレート（３）を空間移動させることを、さらに特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された方法。
  5. 少なくとも第１の空間方向（Ｙ）に従って、第１のアーム移動を行うことにより、少なくとも３つの回転スラスト軸受を備えた上記把握アームを、半導体プレート・サポート内に配置された半導体プレート（３）の１枚のすぐ間近に挿入し、
    第２の空間方向（Ｚ）に従って、第２のアーム移動を行うことにより、上記半導体プレート（３）を、上記少なくとも３つの回転スラスト軸受（６、７、８）の間に配置し、
    上記把握アームの少なくとも３つの回転スラスト軸受が、上記半導体プレートの周辺部を支えるようする、
    というステップを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載された、半導体プレート（３）の周辺部（９）を、把握アームに連結した少なくとも３つの回転スラスト軸受（６、７、８）で支えて、半導体プレートを取り上げる方法であって、
    上記方法は、文字を認識した後、
    反射手段（１３）を、上記文字（２）にかなり近接し、かつ該文字の上部に位置する空間ゾーン（６２）から引込め、
    半導体プレート（３）を、上記少なくとも３つの回転スラスト軸受（６、７、８）の支配から解放し、
    上記第２の空間方向（Ｚ）とは逆の第３の空間方向に従って、第３のアーム移動を行うことにより、半導体プレート（３）を、上記把握アーム（５）から解放し、
    上記第１の空間方向（Ｙ）とは逆の第４の空間方向に従って、第４のアーム移動を行うことにより、上記把握アーム（５）を上記プレートの間近から引込める、
    というステップを、さらに含むことを特徴とする方法。
  6. それぞれの対称軸の周りを、少なくとも１段階の自由度でそれぞれ回転する、少なくとも第１の回転スラスト軸受（６）および第２の回転スラスト軸受（７）と、少なくとも１段階の自由度で対称軸の周りを回転し、かつ、少なくとも１段階の自由度で、決められた平面（１１）の中に移動することができる第３の回転スラスト軸受（８）とを、決められた平面（１１）の中に備え、これら第１、第２および第３の回転スラスト軸受によって半導体プレート（３）の周辺部（９）を取り上げるようになっている堅い把握アーム（５）と、
    上記第３の回転スラスト軸受（８）を、上記決められた平面（１１）の中に移動させる移動手段（１０）と、
    上記第１、第２または第３の回転スラスト軸受（６、７、８）うち、少なくとも１つを回転させる回転駆動手段（１２）を備えた、半導体プレートを方向づけるオリエンテーション手段と、
    光線反射手段（１３）と、
    上記光線反射手段の移動手段（１４）と、
    少なくとも１つの光線束を備えた、上記文字の照射手段（１５）と、
    上記文字の観察手段（１６）と、
    上記文字の認識手段、
    とを含むことを特徴とし、請求項１に記載された方法の実行を可能とする、少なくとも１つのオリエンテーション・マーカーを含む半導体プレートに書き込まれた文字を認識するための装置。
  7. 少なくとも１段階の自由度で、決められた平面（１１）の中に入ることができる上記第３の回転スラスト軸受（８）は、上記光線反射手段（１３）と連結されており、上記第３の回転スラスト軸受（８）の移動手段（１０）による移動と同時に、光線反射手段（１３）の移動を行うことが可能であり、同様にこの逆も可能であることを特徴とし、請求項２に記載された方法の実行を可能とする請求項６に記載された装置。
  8. 認識すべき文字が周囲照明にさらされることを防ぐため、光線保護手段（３５）を含み、該保護手段は上記反射手段（１３）と連結されているため、上記反射手段の移動手段（１４）による移動と同時に、該光線保護手段を移動することが可能であることを特徴とし請求項３に記載された方法の実行を可能とする、請求項６または７に記載された装置。
  9. 上記把握アームのスペース内に、さらなる空間移動手段を含むことを特徴とし、請求項４または５に記載された方法の実行を可能とする、請求項６〜８のいずれかに記載された装置。
  10. 上記把握アームのスペース内に備えられた空間移動手段は、少なくとも、
    第１の空間方向（Ｙ）およびその逆方向へと、上記把握アームを移動させる移動手段と、
    第２の空間方向（Ｚ）およびその逆方向へと、上記把握アームを移動させる移動手段と、
    第３の空間方向（Ｘ）およびその逆方向へと、上記把握アームを移動させる移動手段、
    とを含むことを特徴とする、請求項９に記載された装置。
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