JP2017190955A - 認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広範囲な寸法の対象物の認識を行うことができ、かつ、ワーキングディスタンスを一定にして、高精細で安定した認識を行うことができる認識装置を提供すること。【解決手段】第１および第２鏡筒（１１，１２）、第１および第２撮像装置（１５，１６）および第１および第２側反射部材（２１，２２）は、昇降台（１０）の昇降に伴って、一体になって昇降する。上記第１および第２鏡筒（１１，１２）の光軸方向の第１および第２光線は、第１および第２側反射部材（２１，２２）によって上記光軸方向と直角に屈曲させられて、断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズム（５）の側面に照射されて、それらの側面でさらに直角に屈曲させられて、認識対象物に向けて照射される。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、ＩＣ（集積回路）、半導体素子等の位置決めマークの認識等に用いられる認識装置に関する。

従来、この種の認識装置としては、特開２０１２−４２４３６号公報（特許文献１）に記載のものがある。

この従来の認識装置は、同軸照明部を有する鏡筒からの光を側プリズムで直角に屈曲させ、さらに、２つの平行四辺形プリズムで屈曲して位置決めマーク等の認識対象物に向けて光線を照射するようにしている。

特開２０１２−４２４３６号公報

しかしながら、上記従来の認識装置では、認識対象物の寸法に応じて平行四辺形プリズムの寸法を変えなければならず、種々の寸法の認識対象物に対応することが困難であると言う問題があった。

最近、小型情報端末はより高精細化し、また、ウエアラブル端末はより小型化、軽量化が進んでいる。このため、ＩＣのサイズも、従来よりも遥かに小さい３５ｍｍから２ｍｍ程のものが使用されるようになってきており、また、高精度な２μｍ程度の実装も要求されるようになってきた。

これに対して、上記従来の認識装置では、３５ｍｍから２ｍｍ程の広範囲な寸法に対応することができず、また、ワーキングディスタンス（Working Distance:鏡筒端から認識対象物までの距離）が変動するため、高精細で安定した認識ができないという問題があった。

そこで、この発明の課題は、広範囲な寸法の対象物の認識を行うことができ、かつ、ワーキングディスタンスを一定にして、高精細で安定した認識を行うことができる認識装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の認識装置は、
本体
上記本体に取り付けられると共に、断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズムと、
上記本体に沿って昇降できる昇降台と、
上記昇降台に取り付けられると共に、同軸照明部を有する互いに平行な第１および第２鏡筒と、
上記昇降台に取り付けられると共に、上記第１および第２鏡筒の一端側に配置された第１および第２撮像装置と、
上記昇降台に取り付けられると共に、上記第１および第２鏡筒の他端側に配置された第１および第２側反射部材と
を備え、
上記第１および第２鏡筒、第１および第２撮像装置および第１および第２側反射部材は、上記昇降台の昇降に伴って、一体になって昇降し、
上記第１および第２鏡筒の光軸方向の第１および第２光線は、上記第１および第２側反射部材によって上記光軸方向と直角に屈曲させられて、上記センタープリズムの側面に照射されて、それらの側面でさらに直角に屈曲させられて、認識対象物に向けて照射されるように構成されていることを特徴としている。

なお、この明細書では、上記第１および第２撮像装置が昇降台に直接取り付けている場合に限らず、上記第１および第２鏡筒を介して間接的に昇降台に取り付けられていても、昇降台に取り付けられていると言う。上記第１および第２側反射部材についても、同様で、直接昇降台に取り付けられている場合に限らず、上記第１および第２側反射部材が第１および第２鏡筒を介して間接的に昇降台に取り付けられていても、この明細書では、上記第１および第２側反射部材が昇降台に取り付けられていると言う。

上記構成の認識装置によれば、上記昇降台を昇降させることによって、上記第１および第２鏡筒、第１および第２撮像装置および第１および第２側反射部材が一体になって昇降するため、上記第１および第２側反射部材によって、直角に屈曲された第１および第２光線のセンタープリズムの側面への照射位置が上下し、これによって、第１光線と第２光線との間の距離、つまり、認識対象物の寸法を簡単に広範囲に調整でき、広範囲な寸法の認識対象物を認識することができる。

特に、上記センタープリズムが、断面が直角２等辺三角形状の一体の構造で、内部に仕切り壁等がないため、上記昇降台を上昇させて上記センタープリズムの頂点近くの側面で、上記第１および第２光線を反射させて、第１光線と第２光線との距離を微小距離にして、例えば、２ｍｍ程度の微小距離の認識対象物（マーカ等）も認識することができる。

また、上記第１および第２鏡筒、第１および第２撮像装置および第１および第２側反射部材は、上記昇降台の昇降に伴って、一体になって昇降し、上記第１および第２鏡筒の光軸方向の第１および第２光線は、上記第１および第２側反射部材によって上記光軸方向と直角に屈曲させられて、上記断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズムの側面に照射されて、それらの側面でさらに直角に屈曲させられるから、ワーキングディスタンスが変動することがなく、一定であるため、画像がぼやけることがなくて、高精細で安定した認識ができる。

また、上記構成の発明では、上記第１および第２鏡筒、第１および第２撮像装置および第１および第２側反射部材が取り付けられた上記昇降台が、上記断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズムが取り付けられた本体に沿って昇降し、本体の後面側に位置し、本体の前面側、側面側が空いているから、レイアウトが容易である。

１実施形態では、
上記センタープリズムの頂点から延びる遮蔽板を有する。

上記実施形態では、上記遮蔽板で乱光を遮ることができるから、高精細な認識ができる。

１実施形態では、
上記昇降台を昇降させるように駆動する昇降駆動装置を備える。

上記実施形態では、上記昇降駆動装置を備えるから、昇降台を自動的に精度の高い制御をして、迅速に昇降させることができる。

この発明によれば、広範囲な寸法の対象物の認識を行うことができ、かつ、ワーキングディスタンスを一定にして、高精細で安定した認識を行うことができる。

この発明の１実施形態の認識装置の斜視図である。 上記実施形態の認識装置の平面図である。 上記実施形態の模式的な説明図である。

以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１に示すように、この実施形態の認識装置は、中央に開口１を有する枠状の本体２を備え、この本体２の開口１に垂下した支持部材３で、断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズム５を支持している。このセンタープリズム５は、斜辺を底面側としている。

また、上記本体２の上梁部７には、例えば、石英ガラスや単なる開口からなる光透過部６を設けて、この光透過部７を、センタープリズム５で上方に反射された光線が透過できるようにしている。この光透過部７の上方には、図示しないが、被認識物としてのＩＣ（集積回路）、ＡＣＦ（異方性導電シート）、ガラス基板、ＦＰＣ（フレキシブル印刷回路基板）等が配置される。

上記本体２の後面側には、図１および２に示すように、本体２に沿って昇降できる昇降台１０を設けている。この昇降台１０には、第１鏡筒１１と第２鏡筒１２とを互いに平行に取り付けている。上記第１鏡筒１１と第２鏡筒１２とには、同軸照明部１３，１４を設けており、同軸照明ができるようにしている。上記同軸照明部１３，１４に、公知の構造で、図示しないが、ＬＥＤ、半導体レーザ等の光源部と、ハーフミラーを有する。

上記第１および第２鏡筒１１，１２の一端側には、第１および第２撮像装置１５，１６を取り付けている。上記第１および第２撮像装置１５，１６は、例えば、ＣＣＤカメラ等である。

なお、上記第１および第２撮像装置１５，１６は上記第１および第２鏡筒１１，１２に取り付けているが、直接、昇降台１０に取り付けてもよい。

一方、上記昇降台１０には、上記第１および第２鏡筒１１，１２の他端側に位置するように、第１および第２側反射部材としての第１および第２側プリズム２１，２２を取り付けている。上記第１および第２側プリズム２１，２２は、三角柱状であり、上記第１および第２鏡筒１１，１２の光軸方向の第１および第２光線は、上記第１および第２側プリズム２１，２２によって上記光軸方向と直角に屈曲させられて、上記センタープリズム５の側面に照射されて、それらの側面でさらに直角に屈曲させられて、透過部６を通って図示しない認識対象物に向けて照射されるようになっている。

また、上記昇降台１０は、本体２に設けたガイド部材１９で案内して、昇降駆動装置３０で昇降させるようにしている。この昇降駆動装置３０は、サーボモータやステッピングモータ等のモータ３１と、このモータ３１の回転力を、昇降台１０を昇降させる直線運動の力に変える例えばカム機構や送りネジ機構やボールネジなどからなる伝達機構３２とからなる。

このように、上記昇降駆動装置３０によって、昇降台１０を自動的に精度の高い制御をして、迅速に昇降させることができるようにしている。

また、図３に示すように、上記センタープリズム５の頂点から延びる遮蔽板４０を設けて、上記センタープリズム５の左右の光（乱交）を遮って、ＩＣ等の被認識物５０の高精細な認識ができるようにしている。

上記構成の認識装置おいて、上記昇降台１０を昇降駆動装置３０によって下方に位置させて、図３に示すように、昇降台１０上の第１および第２側プリズム２１，２２等を下方に位置させると、第１および第２鏡筒１１，１２の光軸方向の第１および第２光線Ｌ１，Ｌ２は、第１および第２側プリズム２１，２２によって、直角に屈曲されて、センタープリズム５の側面の下方の位置に照射されて、これによって、第１光線Ｌ１と第２光線Ｌ２は、広い間隔で被対象物５０に照射される。

一方、上記昇降台１０を昇降駆動装置３０によって上方に位置させて、図３に一点鎖線で示すように、昇降台１０上の第１および第２側プリズム２１，２２等を上方に位置させると、第１および第２鏡筒１１，１２の光軸方向の第１および第２光線Ｌ１１，Ｌ２２は、第１および第２側プリズム２１，２２によって、直角に屈曲されて、センタープリズム５の側面の上方の位置に照射されて、これによって、第１光線Ｌ１１と第２光線Ｌ２２は、狭い間隔で被対象物５０に照射される。

このように、上記昇降台１０を昇降駆動装置３０によって適宜昇降させることによって、被対象物５０に照射される第１光線Ｌ１，Ｌｌ１と第２光線Ｌ２，Ｌ２２との間隔を簡単に広範囲に調整でき、広範囲な寸法の認識対象物５０を認識することができる。

特に、上記センタープリズム５が、断面が直角２等辺三角形状の一体の構造で、内部に仕切り壁等がないため、上記昇降台１０を上昇させて上記センタープリズム５の頂点近くの側面で、上記第１および第２光線Ｌ１１，Ｌ２２を反射させて、第１光線Ｌ１１と第２光線Ｌ２２との距離を微小距離にして、例えば、２ｍｍ程度の微小距離の認識対象物（マーカ等）も認識することができる。

また、上記第１および第２鏡筒１１，１２、第１および第２撮像装置１５，１６および第１および第２側プリズム２１，２２は、上記昇降台１０の昇降に伴って、一体になって昇降し、上記第１および第２鏡筒１１，１２の光軸方向の第１および第２光線は、上記第１および第２側反射部材によって上記光軸方向と直角に屈曲させられて、上記断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズム５の側面に照射されて、それらの側面でさらに直角に屈曲させられるから、ワーキングディスタンスが変動することがなく、一定であるため、画像がぼやけることがなくて、高精細で安定した認識ができる。

なお、上記第１光線Ｌ１，Ｌｌ１と第２光線Ｌ２，Ｌ２２とは、平行状態で走行する。

また、上記第１および第２鏡筒１１，１２、第１および第２撮像装置１５，１６および第１および第２側プリズム２１，２２が取り付けられた上記昇降台１０が、上記断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズム５が取り付けられた本体２に沿って昇降し、本体２の後面側に位置し、本体２の前面側、側面側が空いているから、この認識装置のレイアウトが容易である。

上記実施形態では、第１および第２側反射部材として、プリズムを用いたが、鏡を用いてもよい。

また、上記実施形態では、昇降駆動装置３０を備えるが、昇降台１０をマイクロメータで送り量を測定できる送りネジ機構などで、手動で昇降させるようにしてもよい。

２ 本体
５ センタープリズム
１０ 昇降台
１１，１２ 鏡筒
１３，１４ 同軸照明部
１５，１６ 撮像装置
２１，２２ 側プリズム
３０ 昇降駆動装置
４０ 遮蔽板
５０ 被認識物

Claims (3)

1. 本体
   上記本体に取り付けられると共に、断面が直角２等辺三角形状の一体のセンタープリズムと、
   上記本体に沿って昇降できる昇降台と、
   上記昇降台に取り付けられると共に、同軸照明部を有する互いに平行な第１および第２鏡筒と、
   上記昇降台に取り付けられると共に、上記第１および第２鏡筒の一端側に配置された第１および第２撮像装置と、
   上記昇降台に取り付けられると共に、上記第１および第２鏡筒の他端側に配置された第１および第２側反射部材と
   を備え、
   上記第１および第２鏡筒、第１および第２撮像装置および第１および第２側反射部材は、上記昇降台の昇降に伴って、一体になって昇降し、
   上記第１および第２鏡筒の光軸方向の第１および第２光線は、上記第１および第２側反射部材によって上記光軸方向と直角に屈曲させられて、上記センタープリズムの側面に照射されて、それらの側面でさらに直角に屈曲させられて、認識対象物に向けて照射されるように構成されていることを特徴とする認識装置。
2. 請求項１に記載の認識装置において、
   上記センタープリズムの頂点から延びる遮蔽板を有することを特徴とする認識装置。
3. 請求項１または２に記載の認識装置において、
   上記昇降台を昇降させるように駆動する昇降駆動装置を備えることを特徴とする認識装置。

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