JP2006133662A

JP2006133662A - 光学部品の位置決め装置

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Publication number: JP2006133662A
Application number: JP2004325024A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Morita; 恵仁森田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】光学部品のハンドリングと位置決めとを高精度に実現することができる光学部品の位置決め装置を提供すること。
【解決手段】光学部品の位置決め装置１は、軸方向に延びて配されたハンド本体３と、レンズ２を吸着する透明で筒形状の吸着部材５と、レンズ２を保持させるために供給される吸引力を吸着部材５に伝達する吸引流路６と、吸着部材５及び吸引流路６とを介して吸着されるレンズ２と対向してハンド本体３の反対側に配された透明部材７とを有するハンド（搬送部）８と、透明部材７及び吸引流路６を介してレンズ２を照射するように配された照明部１０と、照明部１０と対向して配された第一画像処理用カメラ（観察部）１１と、第一画像処理用カメラ１１の観察結果に基づいて吸着部材５に保持されたレンズ２を所定の位置に位置決めする位置決め部とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学部品を精度良くハンドリングして位置決めする光学部品の位置決め装置に関する。

光学部品をハンドリングして位置決めする光学部品の位置決め装置としてチャック装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
図５に示すように、このようなチャック装置でレンズのような光学部品をハンドで搬送して所定位置に位置決めする場合、チャック装置に係るハンド１０１は、吸着によりレンズ１０２を当接させる凹テーパ部１０５と、凹テーパ部１０５に当接したレンズ１０２の位置に対応する基準孔１０４と、レンズ１０２を凹テーパ部１０５に保持させるために基準孔１０４を吸引流路１０７の一部を介して観察する透明部材１０８とから構成されている。

位置決めする際には、ハンド１０１の凹テーパ部１０５にレンズ１０２を当接させて位置出しし、吸引流路１０７によりレンズ１０２を吸引して凹テーパ部１０５にレンズ１０２を保持して搬送する。このとき、レンズ１０２の位置に対応する基準孔１０４を吸引流路の一部及び透明部材１０８を介して観察して位置決め精度を確認し、位置ズレがある場合には、位置ズレ量に基づいてレンズ１０２のハンドリングと位置決めとを行う。

しかしながら、上記特許文献１に記載の位置決め装置の場合、凹テーパ部１０５にレンズ部品１０２を当接させて位置出しし、レンズ１０２の位置に対応する基準孔１０４を吸引流路１０７の一部及び透明部材１０８を介して観察して位置決め精度を確認するため、レンズ１０２の形状、姿勢のばらつきが位置決め精度に大きく影響する。

また、レンズ１０２等の光学部品を吸着対象物として、これを光硬化型接着剤で被接合体に接合する場合、ハンドリングして位置決め調整した後では基準孔１０４を通る光しか接着面に照射されないので、光硬化型接着剤を十分に硬化させるのが困難である。
特開２００１−２４６５８３号公報（図１）

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、光学部品のハンドリングと位置決めとを高精度に実現することができる光学部品の位置決め装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る光学部品の位置決め装置は、光学部品を搬送して所定の位置に位置決めする光学部品の位置決め装置であって、前記光学部品を吸着する透明で筒形状の吸着部材と、前記光学部品を保持させるために供給される吸引力を前記吸着部材に伝達する吸引流路と、前記吸着部材及び前記吸引流路とを介して吸着される前記光学部品と対向して配された透明部材とを有する搬送部と、前記透明部材及び前記吸引流路を介して前記光学部品を照射するように配された照明部と、該照明部と対向して配された観察部と、該観察部の観察結果に基づいて前記吸着部材に保持された前記光学部品を所定の位置に位置決めする位置決め部とを備えていることを特徴とする。

この光学部品の位置決め装置は、透明部材を介して光学部品を照明することができるので、観察部によって光学部品全体を観察することができ、その観察結果に基づき位置決め部によって光学部品を精度よく位置決めすることができる。また、光学部品の透過光を使用しているので、光学部品に反射防止膜が塗布されていても光学部品を鮮明に観察することができる。

また、本発明に係る光学部品の位置決め装置は、前記光学部品の位置決め装置であって、前記吸着部が、前記光学部品の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする。

この光学部品の位置決め装置は、光学部品を光硬化型接着剤で被接合体に接合する場合、光学部品よりも大きい透過光を吸着部に透過させることができ、光を接着面全体に照射して光硬化型接着剤を好適に硬化させることができる。

本発明によれば、光学部品形状、姿勢がばらついても高精度な位置決めを行うことができる。

本発明に係る第１の実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係る光学部品の位置決め装置１は、レンズ（光学部品）２を搬送して所定の位置に位置決めする光学部品の位置決め装置であって、軸方向に延びて配されたハンド本体３と、レンズ２を吸着する透明で筒形状の吸着部材５と、レンズ２を保持させるために供給される吸引力を吸着部材５に伝達する吸引流路６と、吸着部材５及び吸引流路６とを介して吸着されるレンズ２と対向してハンド本体３の反対側に配された透明部材７とを有するハンド（搬送部）８と、透明部材７及び吸引流路６を介して吸着されたレンズ２を照射するように配された照明部１０と、照明部１０と対向して配された第一画像処理用カメラ（観察部）１１と、第一画像処理用カメラ１１の観察結果に基づいて吸着部材５に保持されたレンズ２を所定の位置に位置決めする位置決め部１２とを備えている。

吸引流路６はハンド本体３内に形成されており、先端側が、ハンド本体３先端側の下端側部８ｂに開口してハンド本体３の軸線方向に延びている。基端側は位置決め装置外部で図示しない真空ポンプに連結されて吸引流路６内の空気が吸引可能とされている。

吸着部材５は、ガラスやアクリル等から構成されてハンド本体３の先端側に配され、レンズ２の外形よりも大きい外径とされ、かつ、中心部に吸引流路６の先端と流通可能な小径の貫通孔５ａが穿設されている。吸引流路６は貫通孔５ａを介して外部と挿通されている。

透明部材７は、ガラスやアクリル等から構成されており、吸着部材５の外形よりも大きい外径の板部材とされ、ハンド本体３の上端側部８ａに配されて、外部から吸引流路６内に空気が進入しないように密封固定されている。

照明部１０は、ハンド８がレンズ２を吸着して、被接合体であるＣＣＤ１３の配設位置まで搬送する経路上で、かつ、ハンド本体３の上方位置に、透明部材７、吸引流路６及び吸着部材５を介して軸線Ｃに沿ってレンズ２を照射するように配されている。

第一画像処理用カメラ１１は、ハンド本体３を挟んで照明部１０と対向して配されており、ハンド８に吸着されたレンズ２の画像を下方側から取り込み可能とされている。
この第一画像処理用カメラ１１は、ＣＣＤ１３の基準位置に対するレンズ２の位置ズレ量を演算する画像処理装置１４を介してハンド８を移動させる移動手段１５と接続されている。

図３に示すように、ＣＣＤ１３はワーク台１６に載置されている。ワーク台１６の近傍には、ＣＣＤ１３上に図示しない紫外線硬化型接着剤を供給する図示しないディスペンサが進退可能に配されている。

一方、ハンド８の上方位置、即ち、ワーク台１６の上方位置には、ＣＣＤ１３の画像を上方から取り込みできる第二画像処理用カメラ（観察部）１７が配されている。この第二画像処理用カメラ１７は、画像処理装置１４に接続されている。
位置決め部１２は、上述した第二画像処理用カメラ１７、画像処理装置１４及び移動手段１５とを備えている。

ハンド８と第二画像処理用カメラ１７との間には、レンズ２とＣＣＤ１３とを紫外線硬化型接着剤を用いて接着する際に紫外線を照射する紫外線照射装置１８が、ハンド８の軸線方向に移動可能に配されている。

次に、本実施形態に係る光学部品の位置決め装置１を用いてレンズ２をＣＣＤ１３に対して位置決めして接着する方法、及び作用・効果について説明する。
まず、ＣＣＤ１３をワーク台１６に載置してから、ＣＣＤ１３の上面の画像を第二画像処理用カメラ１７で取り込み、そのときのＣＣＤ１３の位置を基準位置として予め画像処理装置１４で認識させておく。

このとき、ハンド８は、第二画像処理用カメラ１７による画像の取り込みの邪魔にならないように、移動手段１５によって第二画像処理用カメラ１７とワーク台１６との間から退避されている。そして、図示しないディスペンサによってＣＣＤ１３上の接合面である上面に紫外線硬化型接着剤を塗布する。

次に、搬送するレンズ２が収納されている図示しないレンズストッカに向けてハンド８を移動手段１５によって移動する。搬送すべきレンズ２の上でハンドを停止し、ハンド８を下降してレンズ２上に当接し、図示しない真空ポンプによってハンド８に配された吸着部材５及び吸引流路６内の空気を吸引し、レンズ２を吸着部材５に吸着保持する。
その後、ハンド８を上昇して、図２に示すように、レンズ２を移動手段１５によって第一画像処理用カメラ１１の上に移動する。

続いて、レンズ２をハンド８に保持したままの状態で、照明部１０によって透明部材７、吸引流路６及び吸着部材５を介してレンズ２を照射し、第一画像処理用カメラ１１によってレンズ２の画像を取り込み、レンズ２の位置を画像処理装置１４にて認識させておく。
そして、レンズ２の位置と予め認識させておいたＣＣＤ１３の基準位置との位置ズレ量を画像処理装置１４で演算する。

画像処理装置１４が、位置ズレ量に基づいた信号を移動手段１５に向かって出力すると、移動手段は位置ズレ量に基づいた信号に応じて駆動して、位置ズレ量分だけハンド８をハンド本体３の軸線方向に水平に移動させる。

こうして、ハンド８に吸着保持されているレンズ２の水平方向の位置調整が行われ、ハンド８がワーク台１６上に載置されたＣＣＤ１３側に移動し、ＣＣＤ１３の上方で停止した後に下降して、ＣＣＤ１３上の所定の位置に位置決めされる。

その後、紫外線照射装置１８を前進させてハンド８上に位置させる。そして、ハンド８でレンズ２を位置決めした状態のままで紫外線照射装置１８から紫外線を出射し、透明部材７、吸引流路６及び吸着部材５を経由してレンズ２とＣＣＤ１３との間に介在している紫外線硬化型接着剤を照射して硬化させる。

この光学部品の位置決め装置１によれば、吸引流路６によってレンズ２を吸引して吸着部材５にレンズ２を保持して搬送し、レンズ２を透明部材７、吸引流路６及び吸着部材５を介して照明し、レンズ２の位置を観察して位置決め精度を確認し、位置ズレがある場合には、位置ズレ量に基づいてレンズ２の位置を修正しているので、レンズの形状、姿勢によらずに高精度な位置決めを実現することができる。

また、透明部材７、吸引流路６及び吸着部材５を介して透過光をレンズ２に照射しているので、レンズ表面に反射防止膜が塗られていても第一画像処理用カメラ１１及び第二画像処理用カメラ１７によってレンズ２を鮮明に観察することができる。

さらに、レンズ２の外径よりも大きい透明部材７及び吸着部材５を介して透過光を照射することができ、紫外線照射装置１８から照射された光を接着面全体に照射して光硬化型接着剤を硬化させることができる。

次に、第２の実施形態について図４を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る光学部品の位置決め装置２０のハンド２１に、レンズ２の外周面を横把持する開閉自在な把持爪２２を有するアクチュエータ２３が、吸着部材５の外側の軸線Ｃに沿う位置に配されているとした点である。

レンズ２とＣＣＤ１３とを接着する場合には、上記第１の実施形態と同様の方法によって行う。このとき、レンズ２を吸着部材５に吸着保持後、把持爪２２を閉じてレンズ２の外周面を保持するので、レンズ２の中心軸線と吸着部材５の中心軸線とをより容易に一致させることができる。
従って、この光学部品の位置決め装置２０によれば、第１の実施形態と同様の作用・効果を奏することができるとともに、レンズ２をより高精度に位置決めすることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、本発明はレンズ２とＣＣＤ１３との位置決めに使用しているが、これに限らず、光学部品同士であれば、例えば、レンズ同士の接合の際の位置決めに使用しても構わない。
また、レンズ以外の光学部品を搬送して所定位置に位置決めする際に使用しても構わない。
さらに、光学部品の形状は円形に限らず、角形であっても構わない。

本発明の第１実施形態に係る光学部品の位置決め装置と平面上に載置された光学部品とを示す構成図である。本発明の第１実施形態に係る光学部品の位置決め装置にて光学部品を吸着した状態を示す構成図である。本発明の第１実施形態に係る光学部品の位置決め装置を用いて光学部品と被接着物とを接着させる状態を示す説明図である。本発明の第２実施形態に係る光学部品の位置決め装置にて光学部品を吸着した状態を示す構成図である。従来の光学部品の位置決め装置を示す構成図である。

符号の説明

１、２０光学部品の位置決め装置
２レンズ（光学部品）
５吸着部材
６吸引流路
７透明部材
８、２１ハンド（搬送部）
１０照明部
１１第一画像処理用カメラ（観察部）
１２位置決め部
１７第二画像処理用カメラ（観察部）

Claims

光学部品を搬送して所定の位置に位置決めする光学部品の位置決め装置であって、
前記光学部品を吸着する透明で筒形状の吸着部材と、前記光学部品を保持させるために供給される吸引力を前記吸着部材に伝達する吸引流路と、前記吸着部材及び前記吸引流路とを介して吸着される前記光学部品と対向して配された透明部材とを有する搬送部と、
前記透明部材及び前記吸引流路を介して前記光学部品を照射するように配された照明部と、
該照明部と対向して配された観察部と、
該観察部の観察結果に基づいて前記吸着部材に保持された前記光学部品を所定の位置に位置決めする位置決め部とを備えていることを特徴とする光学部品の位置決め装置。
前記吸着部材が、前記光学部品の外径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の位置決め装置。