JP2602087B2 - Difference hole positioning control method - Google Patents

Difference hole positioning control method

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JP2602087B2
JP2602087B2 JP2005789A JP2005789A JP2602087B2 JP 2602087 B2 JP2602087 B2 JP 2602087B2 JP 2005789 A JP2005789 A JP 2005789A JP 2005789 A JP2005789 A JP 2005789A JP 2602087 B2 JP2602087 B2 JP 2602087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マトリクスボード上の任意の差点穴にピン
挿抜機構を正確に位置付けるために、マトリクスボード
上に形成した差点ガイドパターンと差点ガイドパターン
から差点位置を読み取る位置検出器とを用いた差点穴位
置決め制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a difference point guide pattern and a difference point guide pattern formed on a matrix board in order to accurately position a pin insertion / extraction mechanism in an arbitrary difference hole on a matrix board. The present invention relates to a difference hole positioning control method using a position detector which reads a difference point position from a difference point.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

差点穴を二次元メッシュ状に配置したマトリクスボー
ドを有し、このマトリクスボードの縦線群に加入者線群
を横線群に局内線群を接続し、その差点穴に導通ピンを
自動機構によって差し込むことによって通話路を構成す
る自動接続替装置の一種である主配線盤が、例えば特開
昭51−52706号公報に開示されている。この種従来の装
置では差点密度(単位面積当たりの差点数)が低く、す
なわちマトリクスボード上の差点穴が大きいので、差点
穴中心と自動機構との相対位置誤差がある程度あって
も、支障無くピン挿抜ができた。
It has a matrix board in which the difference holes are arranged in a two-dimensional mesh form, connects the subscriber line group to the vertical line group of the matrix board, connects the office line group to the horizontal line group, and inserts the conduction pin into the difference hole by an automatic mechanism. A main wiring board, which is a kind of automatic connection changing device which forms a communication path, is disclosed in, for example, JP-A-51-52706. In this type of conventional apparatus, the difference point density (the number of difference points per unit area) is low, that is, the difference hole on the matrix board is large. Therefore, even if there is a relative position error between the difference hole center and the automatic mechanism to some extent, the pin is not hindered. I was able to insert and remove.

ところが、電話需要が増大し、これに伴って接続替装
置が大型化するという問題が発生してきた。この問題を
解決する唯一の手段は差点密度の高いマトリクスボード
を採用して、加入者線の収容効率を高めることである。
However, there has been a problem that the demand for telephones has increased, and the connection switching device has been enlarged accordingly. The only solution to this problem is to use a matrix board with a high difference point density to increase the subscriber line accommodation efficiency.

しかしながら、差点密度の増加は差点穴の狭小化を伴
うので、マトリクスボードやマトリクスボード架の組立
誤差や加工誤差に起因する差点穴中心と自動機構との相
対位置誤差を無視しえなくなる。この相対位置誤差を小
さくするために、従来技術ではマトリクスボード架、移
送機構、マトリクスボード等の自動接続替装置用機構を
高精度に加工していた。
However, since an increase in the difference point density involves a narrowing of the difference hole, a relative position error between the difference hole center and the automatic mechanism caused by an assembly error or a machining error of the matrix board or the matrix board frame cannot be ignored. In order to reduce the relative position error, in the related art, a mechanism for an automatic connection changing device such as a matrix board frame, a transfer mechanism, and a matrix board has been processed with high precision.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、この従来技術では、装置コストが増大し、差
点密度の向上に限界が生じる。
However, in this conventional technique, the cost of the apparatus increases, and the improvement of the difference point density is limited.

また、自動接続替装置は多数のマトリクスボードを数
十年の長期間に渡って使用する可能性があるので、マト
リクスボードの差点ガイドパターンの製造ばらつきや長
期間の使用により差点ガイドパターンの反射率劣化や位
置検出器の検出感度変動が予想される。
In addition, since the automatic reconnection device may use a large number of matrix boards for a long period of several decades, the reflectivity of the difference point guide pattern may vary due to manufacturing variations of the difference point guide pattern of the matrix board and long-term use. Deterioration and fluctuations in the detection sensitivity of the position detector are expected.

以上述べたように、マトリクスボードを用いた自動接
続替装置等では装置の小型化・高信頼化の観点から、長
期間使用による性能変動や製造ばらつきに対処するため
に、マトリクスボード架,移送機構,マトリクスボード
等の自動接続替装置用機構の高精度化を必要とすること
なく、マトリクスボード上の反射率基準からの反射光で
検出感度を自律的に校正できる差点穴位置決め制御が必
要不可欠になってきた。
As described above, in the case of an automatic reconnection device using a matrix board, from the viewpoint of miniaturization and high reliability of the device, a matrix board rack and a transfer mechanism are required to cope with performance fluctuations and manufacturing variations due to long-term use. A difference hole positioning control that can autonomously calibrate the detection sensitivity with the reflected light from the reflectance reference on the matrix board without the need for a high-precision mechanism for the automatic connection changer such as a matrix board is essential. It has become.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、差点密度の高い差点穴へのピ
ンの挿抜を自動接続替装置用機構の高精度化を必要とす
ることなく可能にし、マトリクスボードの差点ガイドパ
ターンの製造ばらつきや長期間の使用による差点ガイド
パターンの反射率劣化や位置検出器の検出感度変動の影
響を除去できる差点穴位置決め制御方法を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of such a point,
Its purpose is to enable the insertion and removal of pins into and out of the difference hole with a high difference point density without the need for a high-precision mechanism for the automatic connection / replacement device. It is an object of the present invention to provide a difference hole positioning control method capable of removing the influence of the deterioration of the reflectance of the difference point guide pattern and the variation of the detection sensitivity of the position detector due to the use of the method.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

このような目的を達成するために本発明は、マトリク
スボード上に作成された反射率基準パターンに照射した
光の反射を検出し、差点穴位置を示す差点マークの近傍
を位置検出器で走査し、位置検出器の検出信号を蓄積
し、蓄積された検出信号の極値を推定するようにしたも
のである。
In order to achieve such an object, the present invention detects the reflection of light applied to the reflectance reference pattern created on the matrix board, and scans the vicinity of the difference mark indicating the difference hole position with a position detector. , A detection signal of the position detector is accumulated, and an extreme value of the accumulated detection signal is estimated.

〔作用〕[Action]

本発明による差点穴位置決め制御方法においては、自
動接続替装置用機構の高精度化が不要で、検出感度変動
が抑制される。
In the difference hole positioning control method according to the present invention, it is not necessary to increase the precision of the mechanism for the automatic connection changing device, and the fluctuation in detection sensitivity is suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

従来技術における差点密度の向上の限界を突破する1
つの方法は差点穴の中心位置を検出できる位置検出器を
自動機構に搭載することである。すなわち、位置検出器
付き自動接続替装置では差点穴中心をマトリクスボード
上の差点ガイドパターンから位置検出器で検出しつつ導
通ピンの挿抜を行なうので、差点穴が小さくなっても導
通ピンを正確に挿抜でき、差点密度の向上が可能にな
る。また、差点ガイドパターンには各マトリクスボード
の固有番地を付与し、位置検出器によりマトリクスボー
ド番地の検出が可能なので、移送の信頼性が向上する。
更に、マトリクスボードの差点密度の増加にともなっ
て、導通ピンも細小化するが、マトリクスボード面の相
対傾きを測定することにより、マトリクスボード面に垂
直になるようにピン挿抜機構の姿勢を制御できるので、
厚みあるマトリクスボードの差点穴に導通ピンを座屈や
破損なく信頼性高く挿抜できる。
Breakthrough the limit of improvement of difference point density in the prior art 1
One method is to equip an automatic mechanism with a position detector capable of detecting the center position of the difference hole. That is, in the automatic connection changing device with the position detector, the center of the difference hole is detected by the position detector from the difference guide pattern on the matrix board, and the insertion and removal of the conduction pin is performed. It can be inserted and removed, and the difference point density can be improved. Also, the unique address of each matrix board is assigned to the difference point guide pattern, and the matrix board address can be detected by the position detector, so that the reliability of transfer is improved.
Further, as the difference point density of the matrix board increases, the conductive pins also become smaller, but by measuring the relative inclination of the matrix board surface, the attitude of the pin insertion / extraction mechanism can be controlled to be perpendicular to the matrix board surface. So
The conductive pin can be inserted and removed with high reliability without buckling or damage in the difference hole of the thick matrix board.

また、マトリクスボードの差点ガイドパターンの製造
ばらつきや長期間の使用による差点ガイドパターンの反
射率劣化や位置検出器の検出感度変動に対しては、ま
ず、予測される変動分だけ発光強度を増強した位置検出
器用発光素子を採用すること、次に、日常の使用に際し
て、マトリクスボード上に設けた反射率の基準となる領
域で位置検出器と差点ガイドパターンの反射率との相互
作用で決定される検出感度を校正すること、更に、目標
差点近傍では差点ガイドパターン反射率の局部変動に対
処するため、極値を検出して目標差点中心を決定するこ
とが重要である。
In addition, for the manufacturing variation of the difference point guide pattern of the matrix board, the reflectance deterioration of the difference point guide pattern due to long-term use, and the variation in the detection sensitivity of the position detector, first, the emission intensity was increased by the expected variation. The adoption of the light emitting element for the position detector, and then, in daily use, is determined by the interaction between the position detector and the reflectance of the difference point guide pattern in a region serving as a reference for the reflectance provided on the matrix board. It is important to calibrate the detection sensitivity and to determine the center of the target difference point by detecting an extreme value in order to cope with local fluctuation of the difference point guide pattern reflectance near the target difference point.

本発明は、マトリクスボード上に形成された反射率基
準パターンで位置検出器の検出感度を校正し、位置検出
器により差点ガイドパターンを観測しつつ、任意のマト
リクスボードの番地およびマトリクスボード上の任意の
差点穴位置を検出し、ピン挿抜機構をマトリクスボード
上の任意の差点穴位置まで移送することを最も主要な特
徴とする。従来の技術とは、マトリクスボード架,移送
機構,マトリクスボード等の自動接続替装置用機構を高
精度化することなしに、差点密度の向上と位置決め制御
の高信頼化が図れるという点が異なる。
The present invention calibrates the detection sensitivity of the position detector with the reflectance reference pattern formed on the matrix board, and observes the difference point guide pattern with the position detector, while arbitrarily selecting the address of the matrix board and the arbitrary position on the matrix board. The most important feature is that the position of the difference hole is detected and the pin insertion / extraction mechanism is moved to an arbitrary position of the difference hole on the matrix board. The difference from the conventional technique is that the difference point density can be improved and the positioning control can be made more reliable without increasing the precision of the mechanism for the automatic connection changing device such as the matrix board frame, the transfer mechanism, and the matrix board.

第1図は自動接続替装置の概略図であり、1は姿勢制
御機構、2はマトリクスボード、3は移送機構、4は下
部レール、5は上部レール、6は架、7は位置検出器、
8はピン挿抜機構、9はマトリクスボード架である。
FIG. 1 is a schematic view of an automatic connection changer, 1 is an attitude control mechanism, 2 is a matrix board, 3 is a transfer mechanism, 4 is a lower rail, 5 is an upper rail, 6 is a rack, 7 is a position detector,
8 is a pin insertion / extraction mechanism, and 9 is a matrix board rack.

本発明を適用する姿勢制御機構1は上下レール4,5に
案内された移送機構3に搭載され、対向する壁面に実装
されたマトリクスボード2間を目的差点まで移送され
る。
The attitude control mechanism 1 to which the present invention is applied is mounted on a transfer mechanism 3 guided by upper and lower rails 4 and 5, and is transferred between matrix boards 2 mounted on opposed wall surfaces to a target difference point.

第2図(a)は差点ガイドパターンの第1の実施例を
説明する図であって、第2図(b)はマトリクスボード
の差点穴の1断面とピン挿抜機構8の位置関係を説明す
る図である。これらの図に示すように、マトリクスボー
ド2は差点ガイドパターン21〜25および第1の導体群21
0を有する第1の層200と、第1の導体群210と直交する
第2の導体群211(第2図(a)では破線で示す)を有
する第2の層202と、第1の層と第2の層とを電気的に
絶縁する絶縁層201からなる3層構造(第2図(b)参
照)であり、第1の導体群210と第2の導体群211の交点
には交差接続用差点穴212がある。第2図(a)の220は
説明のための座標軸を示し、第2図(b)の203は導通
ピン(以下単に「ピン」という)である。
FIG. 2 (a) is a view for explaining a first embodiment of the difference point guide pattern, and FIG. 2 (b) is a view for explaining one cross section of the difference hole of the matrix board and the positional relationship between the pin insertion / extraction mechanism 8. FIG. As shown in these figures, the matrix board 2 includes the difference point guide patterns 21 to 25 and the first conductor group 21.
0, a second layer 202 having a second conductor group 211 (shown by a broken line in FIG. 2 (a)) orthogonal to the first conductor group 210, and a first layer. Has a three-layer structure (see FIG. 2 (b)) composed of an insulating layer 201 for electrically insulating the second conductor group from the second conductor group. There is a connection difference hole 212. Reference numeral 220 in FIG. 2A indicates a coordinate axis for explanation, and reference numeral 203 in FIG. 2B indicates a conduction pin (hereinafter, simply referred to as a “pin”).

反射基準パターン213と差点ガイドパターンは金めっ
き等の高反射率材料で形成され、他の部分と明確に区別
される。また、差点ガイドパターン内のマーク部は後述
するように、差点ガイドパターンの両側に凸部29a,29b
を設け、位置検出器7が通過する際、そのレベルが極大
値を持つよう形成してある。
The reflection reference pattern 213 and the difference point guide pattern are formed of a high reflectance material such as gold plating, and are clearly distinguished from other portions. As will be described later, the mark portions in the difference point guide pattern have protrusions 29a and 29b on both sides of the difference point guide pattern.
Is provided so that the level has a maximum value when the position detector 7 passes.

まず、姿勢制御機構1を所望のマトリクスボードの差
点穴212に移送する手順を説明する。本発明では、制御
装置(図示せず)からの指令により移送機構の組み込ま
れた移送距離センサを用いて姿勢制御機構1を所望のマ
トリクスボードの反射率基準パターン213に位置決める
粗位置決め制御と、位置検出器7を作動して差点ガイド
パターンから相対誤差を測定しつつ、目標差点穴に位置
決めする精密位置決め制御よりなる。粗位置決め制御で
は、マトリクスボード2からの位置信号を用いない移送
制御なので、マトリクスボード架9,移送機構3,マトリク
スボード2等の加工・調整誤差等により正確にマトリク
スボード2上の任意の場所へ位置決めすることは困難で
あり、ある限られた範囲(反射率基準パターン213)に
位置決めされる。反射率基準パターン213では、後に述
べるように、差点ガイドパターンからの状態量を検出す
る位置検出器7の検出感度を校正する。
First, a procedure for transferring the attitude control mechanism 1 to the desired difference hole 212 of the matrix board will be described. In the present invention, coarse positioning control for positioning the attitude control mechanism 1 on the reflectance reference pattern 213 of a desired matrix board using a transfer distance sensor incorporating a transfer mechanism in accordance with a command from a control device (not shown); Precision positioning control for positioning the target difference hole while measuring the relative error from the difference guide pattern by operating the position detector 7. In the coarse positioning control, since the transfer control does not use the position signal from the matrix board 2, the matrix board 9, the transfer mechanism 3, the matrix board 2 and the like can be accurately moved to an arbitrary position on the matrix board 2 due to processing and adjustment errors. Positioning is difficult, and positioning is performed within a limited range (reflectance reference pattern 213). In the reflectance reference pattern 213, as described later, the detection sensitivity of the position detector 7 that detects the state quantity from the difference point guide pattern is calibrated.

次に、この反射率基準パターン213からマトリクスボ
ード基点マーク26を位置検出器7で検出し、姿勢制御機
構1を精密制御の基点に位置決めする必要がある。粗位
置決め制御の完了時点では、姿勢制御機構1のマトリク
スボード2上での位置は特定できないので、まず、はじ
めに反射率基準パターン213から、以下の移送動作によ
りマトリクスボード位置の特定が最も容易なマトリクス
ボード端面の検出を行なう。すなわち、マトリクスボー
ド基点ガイドパターン22を検出するまで姿勢制御機構1
を矢印AR1で示すように+Y方向に移送する。差点ガイ
ドパターンは金めっき等の高反射率材料で形成されてい
るので、位置検出器7の出力値が規定値を越えたことに
より差点ガイドパターンの確定は可能である。マトリク
スボード基点ガイドパターン22を検出した後、矢印AR2
で示すように更に+Y方向に送り、マトリクスボードエ
ッジパターン21を検出する。反射率基準パターン213の
近傍(厳密には+Y方向)には、これら2本の差点ガイ
ドパターンしかマトリクスボード上には配置されていな
いので、これら2本の差点ガイドパターンを検出できた
ということから、姿勢制御機構1はほぼマトリクスボー
ドエッジパターン21上にあることが特定できる。姿勢制
御機構1がマトリクスボードエッジパターン21に位置決
めされたことを確定するために、矢印AR3で示すように
更に+Y方向に送り、マトリクスボード領域が途切れる
ことを確認する。すなわち、マトリクスボードエッジパ
ターン21から+Y方向に移送するとマトリクスボード領
域が途切れ、マトリクスボードからの反射光は極端に減
少するので、マトリクスボードの外へ出たことは位置検
出器7の出力レベルがほぼ零になることから確認でき
る。マトリクスボード端面検出後、今度は矢印AR4で示
すように−Y方向に送ってマトリクスボードエッジパタ
ーン21を探索し、検出する。マトリクスボードエッジの
差点ガイドパターン21検出後、さらに矢印AR5で示すよ
うに−Y方向に送ってマトリクスボード基点差点ガイド
パターン22を再度探索し、検出する。次に、マトリクス
ボード基点マーク26の特定のために、マークボード基点
差点ガイドパターン22を検出した後、第2図(a)にお
いてはマトリクスボード基点ガイドパターン22に沿って
矢印AR6で示すように−X方向にマトリクスボード基点
マーク26を検出するまで姿勢制御機構1を移送する。こ
のマトリクスボード基点マーク26の検出後、マトリクス
ボード番地差点ガイドパターン23に沿って姿勢制御機構
1を−Y方向へ移送しつつ、マトリクスボード固有番地
を読み取る。粗位置決めにより所望のマトリクスボード
に移送されたことを確認するため、マトリクスボード番
地差点ガイドパターン23にはマトリクスボード番地検出
用マークが一定間隔に配列されており、マトリクスボー
ド個別に与えられた番号に従い、2進表現されたビット
パターン27が付与されている。自動接続替装置内の全マ
トリクスボード数をNとすると、マトリクスボード番地
差点ガイドパターン23に配列されるビット数はlog2Nで
ある。位置検出器7はこのビットパターン27を一定間隔
毎に読み取ることにより、マトリクスボード番地情報を
取得し、制御装置から送られてきたマトリクスボード番
地との照合を行なう。所定のマトリクスボードであるこ
とを確認した後、矢印AR7で示すように規定距離だけ−
Y方向に移送して、横線差点ガイドパターン24上の原点
マーク28を探索し、検出する。マトリクスボード原点マ
ーク28は以後の差点穴位置決めの原点となる。すなわ
ち、マトリクスボード上の差点穴マークは、マトリクス
ボード原点マーク28を座標の原点として割り振られてい
るので、例えば制御装置からピン挿抜差点穴の座標が
(m,n)として与えられると、姿勢制御機構1は矢印AR8
で示すように、まず横線差点ガイドパターン24に沿って
m個のマーク28′を検出するまで+X方向に移送され
る。その後、矢印AR9で示すように−Y方向にn個のマ
ーク29を検出するまで縦線差点ガイドパターン25に沿っ
て姿勢制御機構1を移送し、所望の差点穴212の位置を
示す差点穴マークを検出した後、後で詳しく述べる差点
位置検出方法に従って位置決めする。
Next, it is necessary to detect the matrix board base mark 26 from the reflectance reference pattern 213 by the position detector 7 and position the attitude control mechanism 1 at the base point of the precision control. At the time of completion of the coarse positioning control, the position of the attitude control mechanism 1 on the matrix board 2 cannot be specified. Therefore, first, from the reflectance reference pattern 213, the matrix in which the matrix board position can be most easily specified by the following transfer operation. The end face of the board is detected. In other words, the posture control mechanism 1 until the matrix board base point guide pattern 22 is detected.
Is transported in the + Y direction as shown by the arrow AR1. Since the difference point guide pattern is formed of a high reflectance material such as gold plating, the difference point guide pattern can be determined when the output value of the position detector 7 exceeds a specified value. After detecting the matrix board base point guide pattern 22, the arrow AR2
As shown by, the substrate is further fed in the + Y direction, and the matrix board edge pattern 21 is detected. Since only these two difference point guide patterns are arranged on the matrix board in the vicinity of the reflectance reference pattern 213 (strictly in the + Y direction), these two difference point guide patterns could be detected. The attitude control mechanism 1 can be specified to be substantially on the matrix board edge pattern 21. In order to determine that the attitude control mechanism 1 has been positioned on the matrix board edge pattern 21, it is further fed in the + Y direction as shown by the arrow AR3, and it is confirmed that the matrix board area is interrupted. That is, when the matrix board edge pattern 21 is moved in the + Y direction, the matrix board area is interrupted, and the reflected light from the matrix board is extremely reduced. It can be confirmed from zero. After the detection of the matrix board end face, the matrix board edge pattern 21 is searched and detected by sending it in the -Y direction as shown by an arrow AR4. After detecting the difference point guide pattern 21 of the matrix board edge, the matrix board base point difference point guide pattern 22 is sent again in the -Y direction as shown by an arrow AR5 to search and detect again. Next, in order to specify the matrix board base point mark 26, after detecting the mark board base point difference point guide pattern 22, as shown by an arrow AR6 along the matrix board base point guide pattern 22 in FIG. 2 (a). The attitude control mechanism 1 is transferred until the matrix board base mark 26 is detected in the X direction. After the detection of the matrix board base point mark 26, the matrix board unique address is read while the attitude control mechanism 1 is moved in the -Y direction along the matrix board address difference point guide pattern 23. In order to confirm that the matrix board has been transferred to the desired matrix board by the coarse positioning, marks for matrix board address detection are arranged at regular intervals in the matrix board address difference point guide pattern 23, and according to the numbers given to the matrix boards individually. , A binary bit pattern 27 is provided. Assuming that the total number of matrix boards in the automatic connection changing device is N, the number of bits arranged in the matrix board address difference point guide pattern 23 is log 2 N. The position detector 7 obtains matrix board address information by reading this bit pattern 27 at regular intervals, and performs collation with the matrix board address sent from the control device. After confirming that the matrix board is the specified matrix board, the specified distance-
It is moved in the Y direction to search for and detect the origin mark 28 on the horizontal line difference point guide pattern 24. The matrix board origin mark 28 serves as the origin of subsequent difference hole positioning. That is, since the difference point hole mark on the matrix board is assigned using the matrix board origin mark 28 as the coordinate origin, for example, when the coordinates of the pin insertion / removal difference hole are given as (m, n) from the control device, the posture control is performed. Mechanism 1 is arrow AR8
As shown by, first, the mark is transferred in the + X direction along the horizontal line difference point guide pattern 24 until m marks 28 'are detected. Thereafter, as shown by an arrow AR9, the attitude control mechanism 1 is transferred along the vertical difference guide pattern 25 until n marks 29 are detected in the -Y direction, and a difference hole mark indicating a desired position of the difference hole 212 is obtained. Is detected, positioning is performed according to a difference point position detection method described in detail later.

第2図(c)は差点ガイドパターンの第2の実施例で
あり、213は反射率基準パターン、24は横ライン、25は
縦ライン、212は差点穴、29は差点マーク、27vは縦ライ
ン番号マーク、27hは横ライン番号マーク、28uは上原点
マーク、28dは下原点マークである。
FIG. 2 (c) shows a second embodiment of the difference point guide pattern, where 213 is a reflectance reference pattern, 24 is a horizontal line, 25 is a vertical line, 212 is a difference hole, 29 is a difference mark, and 27v is a vertical line. A number mark, 27h is a horizontal line number mark, 28u is an upper origin mark, and 28d is a lower origin mark.

プリント板技術を活用して作製する格子状差点ガイド
パターンの第2の実施例において、差点ガイドパターン
のY方向中央部の幅広の領域は反射率基準パターン213
であり、マトリクスボード間を高速で移動する際の目標
領域と精密位置決め制御の開始領域となる。この領域を
差点ガイドパターンのY方向中央部に設けた理由は、リ
ンク線用コネクタのつなぎ目(図示せず)がこの部分の
位置し、差点配置ができない無駄領域であること、縦方
向精密位置決め制御時の平均移動距離が精密位置決め制
御開始領域をマトリクスボード端部に配置する差点ガイ
ドパターン形式に比べて半分に短縮でき、高速化が図れ
ること等による。差点ガイドパターンの第2の特徴は各
差点穴212に対して縦横二次元の絶対番地を付与するた
め、縦パターンの中央部の縦ライン番号マーク27v、横
パターンの終点部の横ライン番号マーク27hにそれぞれ
の2進化番地情報を埋設した点にある。したがって、例
えば縦・横ラインが交差する位置に配置された差点番地
は縦・横ライン番号により(Xi,Yj)として特定でき
る。ここで、Xi(i=1,・・・,n),Yj(j=1,・・・,
m)の最大値n,mはマトリクスボード上の総縦・横ライン
数に等しい。この差点の番地情報は、接続ピン挿入時の
挿入差点の確認、誤挿入接続ピンの捜査等、ピン挿抜の
高信頼化には必要不可欠な情報である。
In the second embodiment of the grid-like difference point guide pattern manufactured by utilizing the printed board technology, the wide area at the center in the Y direction of the difference point guide pattern is a reflectance reference pattern 213.
This is a target area when moving between matrix boards at high speed and a start area for precise positioning control. The reason why this area is provided at the center in the Y direction of the difference point guide pattern is that the joint (not shown) of the link line connector is located at this part, which is a waste area where the difference point cannot be arranged, and that the vertical precision positioning control is performed. The average moving distance at the time can be shortened by half compared with the difference point guide pattern type in which the precise positioning control start area is arranged at the end of the matrix board, and the speed can be increased. The second feature of the difference point guide pattern is that a vertical line number mark 27v at the center of the vertical pattern and a horizontal line number mark 27h at the end point of the horizontal pattern are provided in order to assign a vertical and horizontal two-dimensional absolute address to each difference hole 212. Is that the binary address information is buried. Therefore, for example, the difference address located at the position where the vertical and horizontal lines intersect can be specified as (Xi, Yj) by the vertical and horizontal line numbers. Here, Xi (i = 1,..., N) and Yj (j = 1,.
The maximum value n, m of m) is equal to the total number of vertical and horizontal lines on the matrix board. The address information of the difference point is indispensable information for high reliability of pin insertion and removal, such as confirmation of an insertion difference point at the time of insertion of a connection pin and search for an incorrectly inserted connection pin.

差点ガイドパターンは金めっき等の高反射率材料で形
成され、他の部分と明確に区別される。また、図中丸印
で示した差点中心を表わす差点マーク部29および番地情
報を表わす縦・横ライン番号マーク27v,27hは高反射率
材料を円形等に剥離または非反射塗料等を塗布して反射
率を低下し、光学的に差点ガイドパターンと明確に区別
できるように形成してある。
The difference point guide pattern is formed of a high-reflectance material such as gold plating, and is clearly distinguished from other portions. In the figure, the difference mark section 29 indicating the center of the difference point indicated by a circle and the vertical / horizontal line number marks 27v and 27h indicating the address information are formed by peeling a high-reflectivity material into a circle or the like or applying a non-reflective paint or the like to reflect the material. It is formed so that the rate can be reduced and it can be clearly distinguished optically from the difference point guide pattern.

第2図(d)は差点ガイドパターンの第3の実施例で
あり、第2の実施例との相違は丸印のライン番号マーク
および差点マークを斜線マークに置換したことにある。
丸印から斜線化することにより、マーク部分の面積が増
大するので、マトリクスボード製造・組立時のハンドリ
ングミスによる傷部分の全マーク面積に対する比率を削
減できるのでマークパターンの信頼性を高めることがで
きる。
FIG. 2 (d) shows a third embodiment of the difference point guide pattern, which is different from the second embodiment in that the circled line number mark and the difference point mark are replaced with diagonal marks.
Since the area of the mark portion is increased by oblique lines from the circles, the ratio of the damaged portion to the entire mark area due to a handling error during the manufacture and assembly of the matrix board can be reduced, so that the reliability of the mark pattern can be improved. .

上述の格子状差点ガイドパターンを用いた精密位置決
め制御をより詳細に説明する。粗位置決め制御では、マ
トリクスボードからの位置信号を用いない移送制御なの
で、マトリクスボード架9,移送機構1,マトリクスボード
2等(第1図参照)の加工・調整誤差等により、正確に
マトリクスボード2上の任意の場所へ位置決めすること
は困難であり、マトリクスボード上のある限られた範囲
(反射率基準パターン213)に位置決めされる。次に、
現在位置決めされている反射率基準パターン213と非差
点ガイドパターン領域での反射率差を利用して光センサ
7を搭載したピン挿抜機構8をマトリクスボード上の原
点28uまたは28dに位置決めする。具体的には、光センサ
7で検出した反射光が無くなるまで(反射率基準パター
ン213の外部に追い出す)移送機構を+X方向に移送
し、反射光が無くなった地点で今度は移送機構を−X方
向に再び反射光が検出できるまで移送する。さらに、X
方向と同様な移送方法をY方向にも適用する。これらの
X,Y移送制御が完結した時には、光センサ7は反射率基
準パターン213の右上端または右下端に位置決めされ
る。上下端の選択は、縦ライン番号マーク27vに対して
目標差点が下部にあるか(上端)、上部にあるか(下
端)に依存する。たとえば、目標差点が縦ライン番号マ
ーク27vに対して上部にある場合、右下端に位置決めさ
れた光センサ7を−X方向に移送する。やがて、反射率
基準パターン213を逸脱し、横差点ガイドパターン24に
到達すると、後述の機能を持つ光センサ7から相対位置
誤差(差点ガイドパターン中心と光センサ中心との差)
が検出されるので、この誤差を零にするように移送機構
を駆動制御しつつ、さらに−X方向に移送すると遂に下
原点マーク28dが検出できる。この原点マーク検出後、
さらに−X方向に移送しつつ差点マークをXi個カウント
する。通過差点数が所定の値に達すると、次に移送機構
を+Y方向に移送し、縦ライン番号マーク27vから縦ラ
イン番号を読み取る。このようにして読み取られた縦ラ
イン番号は、制御装置で、上位装置から受信した目標差
点二次元番地のX番地(Xi)と比較され、過不足量に応
じてピン挿抜機構をX方向に移送して横パターン24上を
修正移動する。この修正動作によってX番地が確定した
ので、次にピン挿抜機構をY方向に移送して縦パターン
25上を目標差点Yjまで移送する。このY方向移送は、差
点マークのカウント値がYjになるまで実行する。目標差
点(Xi,Yj)に光センサ7が位置決めされた後、今度は
光センサとは物理的に異なった位置に設置されているピ
ン挿抜機構を目標差点に位置決めるために、予め既知の
オフセット量(光センサとピン挿抜機構との距離)を補
正するオフセット送りを行なう。目標差点までの縦・横
ライン上の移送時は、光センサ7と縦・横ラインから後
述の方法により相対位置誤差を検出し、相対位置誤差が
零になる方向に移送機構を駆動制御する。この駆動制御
方法の詳細はこの種業者には良く知られた方法なので、
詳細な説明は省略する。
The precise positioning control using the above-described grid-like difference point guide pattern will be described in more detail. In the coarse positioning control, since the transfer control does not use the position signal from the matrix board, the matrix board 2, the transfer mechanism 1, the matrix board 2 and the like (refer to FIG. 1) are processed accurately due to processing and adjustment errors. It is difficult to position it on an arbitrary location above, and it is positioned in a certain limited range (reflectance reference pattern 213) on the matrix board. next,
The pin insertion / extraction mechanism 8 on which the optical sensor 7 is mounted is positioned at the origin 28u or 28d on the matrix board by utilizing the reflectance difference between the currently positioned reflectance reference pattern 213 and the non-difference guide pattern area. Specifically, the transfer mechanism is moved in the + X direction until the reflected light detected by the optical sensor 7 disappears (displaced outside the reflectance reference pattern 213), and at the point where the reflected light disappears, the transfer mechanism is moved to -X. In the direction until reflected light can be detected again. Furthermore, X
A transfer method similar to the direction is applied to the Y direction. these
When the X, Y transfer control is completed, the optical sensor 7 is positioned at the upper right end or the lower right end of the reflectance reference pattern 213. The selection of the upper and lower ends depends on whether the target difference point is below (upper end) or above (lower end) the vertical line number mark 27v. For example, when the target difference point is located above the vertical line number mark 27v, the optical sensor 7 positioned at the lower right end is transferred in the -X direction. Eventually, when the light deviates from the reflectance reference pattern 213 and reaches the lateral difference point guide pattern 24, the relative position error (difference between the center of the difference point guide pattern and the center of the optical sensor) is obtained from the optical sensor 7 having the function described later.
Is detected, the lower origin mark 28d can finally be detected when the transport mechanism is further driven in the -X direction while drive control of the transport mechanism is performed to make this error zero. After detecting this origin mark,
Further, while moving in the −X direction, Xi difference marks are counted. When the number of passing difference points reaches a predetermined value, the transport mechanism is transported in the + Y direction, and the vertical line number is read from the vertical line number mark 27v. The vertical line number read in this manner is compared with the target difference point two-dimensional address X (Xi) received from the host device by the control device, and the pin insertion / extraction mechanism is moved in the X direction according to the excess or deficiency. Then, the correction movement on the horizontal pattern 24 is performed. Since the X address was determined by this correction operation, the pin insertion / extraction mechanism was then moved in the Y direction to move the vertical pattern.
The top 25 is transferred to the target difference Yj. This Y-direction transfer is executed until the count value of the difference mark reaches Yj. After the optical sensor 7 is positioned at the target difference point (Xi, Yj), in order to position the pin insertion / extraction mechanism installed at a physically different position from the optical sensor at the target difference point, a known offset is used. Offset feed for correcting the amount (the distance between the optical sensor and the pin insertion / extraction mechanism) is performed. At the time of transfer to the target difference point on the vertical / horizontal line, a relative position error is detected from the optical sensor 7 and the vertical / horizontal line by a method described later, and the transfer mechanism is drive-controlled in a direction in which the relative position error becomes zero. Details of this drive control method are well known to this kind of trader,
Detailed description is omitted.

このようにして目標差点に位置決めされたピン挿抜機
構によりピンの挿抜を行ない、その後、挿抜差点のY番
地を確認するために、横パターン上を横ライン番号マー
ク27hまで移送する。当該領域から読み取られたY番地
情報は、制御装置で上位装置から受信した目標二次元番
地のうちのY番地(Yj)と比較され、両者が一致した場
合、動作終了信号を上位装置に転送する。番地情報が不
一致の場合は、同一横パターン上をピン挿抜した差点ま
で引き返して、ピン挿入時にはピン撤去を、ピン撤去時
にはピン挿入を行なって、当該差点状態を操作前の初期
状態に戻した後、再度、縦パターン上を反射率基準パタ
ーン213まで移送し、上述の精密送りを繰り返し行な
う。
The pin is inserted / extracted by the pin inserting / extracting mechanism positioned at the target difference point in this way, and thereafter, it is transferred to the horizontal line number mark 27h on the horizontal pattern in order to confirm the address Y of the insertion / extraction difference point. The Y address information read from the area is compared with the Y address (Yj) of the target two-dimensional addresses received from the host device by the control device, and when they match, an operation end signal is transferred to the host device. . If the address information does not match, return to the difference point where the pin was inserted and removed on the same horizontal pattern, remove the pin when inserting the pin, insert the pin when removing the pin, and return the difference state to the initial state before operation Then, the vertical pattern is transferred again to the reflectance reference pattern 213, and the above-described precision feeding is repeated.

本発明が適用される後述の校正回路の第1,第2の実施
例で使用する位置検出器7は、測定光を出射し、差点ガ
イドパターンでの反射光を受光して状態量を検出する方
式なので、受光強度変動の主要因は、差点ガイドパター
ン作成時のめっき条件変動と長期間使用に伴うガイド表
面への塵埃付着であり、また発光強度変動の主要因は、
発光素子としての半導体レーザやLEDの長期間使用に伴
う特性劣化である。従って、個々のマトリクスボード上
のガイドパターン反射率の代表値を表わす反射率基準パ
ターン213へ測定光を出射し、その反射光の検出値が既
定値になるように位置検出器7で校正できれば、検出誤
差を格段に減少できる。ここでは、校正法として以下の
2方法を開示する。
The position detector 7 used in the first and second embodiments of the calibration circuit to be described later to which the present invention is applied emits measurement light and receives reflected light from the difference point guide pattern to detect a state quantity. Because of this method, the main factors of the received light intensity fluctuation are the plating condition fluctuation at the time of creating the difference point guide pattern and the dust adhesion to the guide surface due to long-term use.
This is characteristic deterioration due to long-term use of a semiconductor laser or LED as a light emitting element. Therefore, if the measurement light is emitted to the reflectance reference pattern 213 representing the representative value of the guide pattern reflectance on each matrix board, and the position detector 7 can calibrate so that the detected value of the reflected light becomes a predetermined value, Detection errors can be significantly reduced. Here, the following two methods are disclosed as calibration methods.

第3図(a)は校正回路の第1の実施例であり、30は
比較回路、31は基準値発生器、32は受光信号増幅器、33
は発光素子駆動電流回路である。第1の実施例は、発光
素子の発光強度を反射光の検出値が既定値になるように
調整する方法であり、このためにはあらかじめ予想され
る変動分だけ発光強度を増強した発光素子を採用する必
要がある。すなわち、発光素子駆動電流回路33から標準
電流を発光素子に印加し、反射率基準パターン213から
反射光aを受光信号増幅器32で増幅し、比較回路30のA
入力端子にb信号として入力する。B入力端子に基準信
号発生器31からc信号として既定値が入力された比較回
路30では、b,c信号のレベルを比較し、b信号レベル>
c信号レベルのときは電流削減指示、b信号レベル<c
信号レベルのときは電流増幅指示を発光素子駆動電流回
路33に入力して、反射光が既定値に等しくなるように調
整する。
FIG. 3 (a) shows a first embodiment of the calibration circuit, in which 30 is a comparison circuit, 31 is a reference value generator, 32 is a light receiving signal amplifier, 33
Is a light emitting element drive current circuit. The first embodiment is a method of adjusting the light emission intensity of the light emitting element so that the detected value of the reflected light becomes a predetermined value. It needs to be adopted. That is, a standard current is applied to the light emitting element from the light emitting element drive current circuit 33, the reflected light a is amplified from the reflectance reference pattern 213 by the light receiving signal amplifier 32,
Input to the input terminal as a b signal. In the comparison circuit 30, in which a predetermined value is input to the B input terminal as the c signal from the reference signal generator 31, the levels of the b and c signals are compared, and the b signal level>
When the signal level is c, the current reduction instruction is issued, and the signal level b is smaller than
When the signal level is at the signal level, a current amplification instruction is input to the light emitting element drive current circuit 33 to adjust the reflected light to be equal to a predetermined value.

第3図(b)は、校正回路の第2の実施例であり、34
は可変利得増幅器である。第2の実施例は、発光素子の
発光強度を一定にして、反射光の検出値が既定値になる
ように受光信号増幅器の利得を調整する方法である。す
なわち、発光素子からの反射光を可変利得増幅器34で増
幅し、比較回路30のA入力端子にb信号として入力す
る。B入力端子に基準信号発生器31からc信号として既
定値が入力された比較回路30では、b,c信号のレベルを
比較し、b信号のレベル>c信号のレベルのときは利得
削減指令、b信号のレベル<c信号のレベルのときは利
得増加指令を可変利得増幅器34の利得調整端子に入力し
て増幅後の反射信号が既定値に等しくなるよう調整す
る。また、反射率基準パターン213からの反射光をメモ
リに蓄積して、差点ガイドパターンからの状態量検出時
に前記蓄積信号で規格化する方法を使っても第2の実施
例と同様の効果が得られることは言うまでもなく、本発
明はこのようなバリエーションも含むものである。
FIG. 3B shows a second embodiment of the calibration circuit.
Is a variable gain amplifier. The second embodiment is a method of adjusting the gain of the light receiving signal amplifier so that the emission intensity of the light emitting element is constant and the detected value of the reflected light becomes a predetermined value. That is, the reflected light from the light emitting element is amplified by the variable gain amplifier 34 and input to the A input terminal of the comparison circuit 30 as the b signal. In the comparison circuit 30 in which a predetermined value is input as the c signal from the reference signal generator 31 to the B input terminal, the levels of the b and c signals are compared, and when the level of the b signal> the level of the c signal, a gain reduction command is issued. When the level of the signal b is smaller than the level of the signal c, a gain increase command is input to the gain adjustment terminal of the variable gain amplifier 34 so that the amplified reflected signal is adjusted to be equal to a predetermined value. The same effect as in the second embodiment can also be obtained by using a method of storing the reflected light from the reflectance reference pattern 213 in a memory and normalizing the reflected light from the difference guide pattern when detecting the state quantity from the difference point guide pattern. Needless to say, the present invention includes such variations.

次に、第3図の位置検出器7の構造、動作について説
明する。第4図(a)は位置検出器7の第1の実施例で
あり、41は半導体レーザ、42はコリメータレンズ、43は
ビーム径変換レンズ、44はビームスプリッタ、45は波長
板、46はハーフミラー、47は偏光ビームスプリッタ、48
は第1の位置センサ、49は第2の位置センサ、410は異
常光線、411は正常光線、412は正常光線の差点ガイドパ
ターンからの反射光、413は異常光線の差点ガイドパタ
ーンからの反射光である。
Next, the structure and operation of the position detector 7 shown in FIG. 3 will be described. FIG. 4 (a) shows a first embodiment of the position detector 7, in which 41 is a semiconductor laser, 42 is a collimator lens, 43 is a beam diameter conversion lens, 44 is a beam splitter, 45 is a wave plate, and 46 is half. Mirror, 47 is polarizing beam splitter, 48
Is a first position sensor, 49 is a second position sensor, 410 is an extraordinary ray, 411 is a normal ray, 412 is a reflected ray of a normal ray from a difference point guide pattern, and 413 is a reflected ray of an extraordinary ray from a difference point guide pattern. It is.

第4図(b)はマトリクスボード2(第1図参照)の
拡大図、第4図(c)は第1の位置センサ48の詳細図で
あり、414〜417はマトリクスボード上の差点ガイドパタ
ーン25からの反射光412の移動軌跡である。また、418は
第4図(b),(c)を説明するための座標軸である。
4 (b) is an enlarged view of the matrix board 2 (see FIG. 1), FIG. 4 (c) is a detailed view of the first position sensor 48, and 414 to 417 are difference point guide patterns on the matrix board. It is a movement track of the reflected light 412 from 25. 418 is a coordinate axis for explaining FIGS. 4 (b) and 4 (c).

第4図(a)で、半導体レーザ41から発射された広が
り光をコリメータレンズ42で平行光に変換し、ビーム径
変換レンズ43で所定のビーム径に絞り、ビームスプリッ
タ44に入射する。方解石等の複屈折材で構成されたビー
ムスプリッタ44は、入射光を異常光線410と正常光線411
に分割する機能がある。また、分割距離dは屈折率と光
路長Lとの積で決まる。すなわち、屈折率は複屈折材の
固有の値なので、ここでは差点ガイドパターン25幅の2
1/2倍に等しくなるように光路長Lを決定してある。分
割光が差点ガイドパターン25に対して45度傾いているの
は(第4図(b)の光線410,411参照)、送り方向の情
報と後述する位置センサ48,49からの位置情報からXま
たはY方向の相対位置誤差(差点ガイドパターンと姿勢
制御機構との相対位置誤差)を検出するためである。マ
トリクスボード上に照射された差点ガイドパターン25幅
の21/2倍に等しく分割された2本の光ビーム410,411
は、差点ガイドパターン25で反射され、ハーフミラー46
を介して偏光ビームスプリッタ47に入射する。偏光ビー
ムスプリッタ47では、異常光線の差点ガイドパターンか
らの反射光413は90度に反射され、第2の位置センサ49
に導かれる。また、正常光線の差点ガイドパターンから
の反射光412は偏光ビームスプリッタ47を透過し、第1
の位置センサ48に導かれる。また、波長板45は、偏光ビ
ームスプリッタ47で異常光線と正常光線を分離するため
複屈折材からの出力光を45度偏光する。また、位置セン
サ48,49は、文献「倉沢,山本,非走査形ポジションセ
ンサ,O plus E,16号,79〜87頁,1981年」に詳しく説明さ
れているように、光スポットの二次元位置と光強度を測
定できる。そこで、例えば、第4図(b)の410a,411a
に示すように差点ガイドパターン25に対して姿勢制御機
構が右側にずれた場合には、後述するように差点ガイド
パターン25に対して異常光410aの照射面積が正常光411a
の照射面積に対して増加するので、差点ガイドパターン
25からの各々の反射光が位置センサ48,49へ入射する時
に光強度に差ができ、この差の極性からずれの方向、絶
対値からずれの大きさを測定できる。また、2本のビー
ム410,411が差点ガイドパターン内のマークを捕らえた
時(410b,411b)、位置センサ48,49へ入射する光強度の
和は増加するので、各々の位置センサ48,49の光強度の
和の極大値を検出することにより、マークの中心を検出
できる。また、差点ガイドパターンの第3の実施例に示
すような斜線マークを2本のビーム410,411が捕らえた
時には、光強度の和は減少するので、その極小値を検出
することによりマークの中心を検出できる。一方、マト
リクスボードが傾いた場合には光スポットが第4図
(c)に示すように位置センサの中心からずれるので、
二次元位置の測定結果からΦ,Ψ方向のずれを検出でき
る。具体的には、もしマトリクスボードがΦ方向にずれ
た場合、位置センサ48上の差点ガイドパターン25からの
反射光スポット位置は、第4図(c)に示す414または4
15の方向に、またマトリクスボードがΨ方向にずれた場
合、位置センサ48上の差点ガイドパターン25からの反射
光スポット位置が、ずれの大きさおよび方向に応じて第
4図(c)に示す416または417の方向に変化するので、
この変化量を検出することにより容易にΨ方向のずれを
検出できる。
In FIG. 4 (a), the spread light emitted from the semiconductor laser 41 is converted into parallel light by a collimator lens 42, narrowed down to a predetermined beam diameter by a beam diameter conversion lens 43, and is incident on a beam splitter 44. The beam splitter 44 made of a birefringent material such as calcite converts incident light into an extraordinary ray 410 and a normal ray 411.
There is a function to split. The division distance d is determined by the product of the refractive index and the optical path length L. That is, since the refractive index is a unique value of the birefringent material, here, the difference point guide pattern 25 width 2
The optical path length L is determined so as to be equal to 1/2 times. The reason why the divided light is inclined 45 degrees with respect to the difference point guide pattern 25 (see the light rays 410 and 411 in FIG. 4B) is that X or Y is obtained from the information on the feeding direction and the position information from the position sensors 48 and 49 described later. This is for detecting a relative position error in the direction (a relative position error between the difference point guide pattern and the attitude control mechanism). Two light beams 410 and 411 equally divided into 21/2 times the width of the difference point guide pattern 25 irradiated on the matrix board
Is reflected by the difference point guide pattern 25, and is reflected by the half mirror 46.
And enters the polarization beam splitter 47 through the. In the polarization beam splitter 47, the reflected light 413 from the difference point guide pattern of the extraordinary ray is reflected at 90 degrees, and the second position sensor 49
It is led to. Also, the reflected light 412 from the normal light difference point guide pattern passes through the polarizing beam splitter 47, and
To the position sensor 48. In addition, the wavelength plate 45 polarizes the output light from the birefringent material by 45 degrees so that the polarization beam splitter 47 separates the extraordinary ray from the normal ray. In addition, as described in detail in the document "Kurasawa, Yamamoto, Non-scanning type position sensor, O plus E, No. 16, p. 79-87, 1981", the position sensors 48 and 49 are two-dimensional light spots. Position and light intensity can be measured. Therefore, for example, 410a and 411a in FIG.
When the attitude control mechanism is shifted to the right with respect to the difference point guide pattern 25 as shown in FIG. 5, the irradiation area of the abnormal light 410a with respect to the difference point guide pattern 25 becomes
Difference guide pattern
When each reflected light from 25 enters the position sensors 48 and 49, a difference in light intensity is generated, and the direction of the deviation from the polarity of the difference and the magnitude of the deviation from the absolute value can be measured. Further, when the two beams 410, 411 catch the mark in the difference point guide pattern (410b, 411b), the sum of the light intensities incident on the position sensors 48, 49 increases, so that the light of each position sensor 48, 49 increases. The center of the mark can be detected by detecting the maximum value of the sum of the intensities. When the two beams 410 and 411 catch a diagonal mark as shown in the third embodiment of the difference point guide pattern, the sum of the light intensities decreases. Therefore, the minimum value is detected to detect the center of the mark. it can. On the other hand, when the matrix board is tilted, the light spot is shifted from the center of the position sensor as shown in FIG.
The deviation in the Φ and Ψ directions can be detected from the measurement result of the two-dimensional position. Specifically, if the matrix board is displaced in the Φ direction, the position of the reflected light spot from the difference point guide pattern 25 on the position sensor 48 becomes 414 or 4 shown in FIG.
If the matrix board is displaced in the direction of 15 or in the direction of Ψ, the position of the reflected light spot from the difference point guide pattern 25 on the position sensor 48 is shown in FIG. 4 (c) according to the magnitude and direction of the displacement. Since it changes in the direction of 416 or 417,
By detecting the amount of change, the shift in the Ψ direction can be easily detected.

第5図(a)は位置検出器7の第2の実施例であり、
50は半導体レーザ、51はコリメータレンズ、52はビーム
スプリッタ、53はハーフミラー、54は対物レンズ、55は
凸レンズ、56はシリンドリカルレンズ、57は6分割素
子、58は中心光、59a,59bはサイド光、510はマトリクス
ボード2からの中心光の反射光、511a,511bはマトリク
スボード2からのサイド光の反射光、512は焦点用アク
チュエータ、513は相対位置誤差用アクチュエータ、514
は焦点用アクチュエータ駆動コイル、515は相対位置誤
差用アクチュエータ駆動コイル、516は回転・スラスト
兼用ベアリング、517はベアリング用ガイドである。
FIG. 5 (a) shows a second embodiment of the position detector 7,
50 is a semiconductor laser, 51 is a collimator lens, 52 is a beam splitter, 53 is a half mirror, 54 is an objective lens, 55 is a convex lens, 56 is a cylindrical lens, 57 is a 6-element, 58 is central light, 59a and 59b are side lights Light, 510 is reflected light of center light from the matrix board 2, 511a and 511b are reflected lights of side light from the matrix board 2, 512 is a focus actuator, 513 is a relative position error actuator, 514
Is an actuator driving coil for focusing, 515 is an actuator driving coil for relative position error, 516 is a bearing for both rotation and thrust, and 517 is a bearing guide.

半導体レーザ50から発射されたコヒーレントな光ビー
ムはコリメータレンズ51で平行光ビームに変換され、ビ
ームスプリッタ52で3本の光ビーム(1本の中心光58と
2本のサイド光59a,59b)に分割される。ハーフミラー5
3を直進した3本の光ビームは、対物レンズ54を介して
マトリクスボード2上の差点ガイドパターンに照射され
る。対物レンズ54を介してハーフミラー53に入射された
差点ガイドパターンからの反射光は、凸レンズ55,シリ
ンドリカルレンズ56を介して6分割素子57に導光され
る。本実施例では、中心光58から対物レンズ54とマトリ
クスボード2間の距離(焦点距離)を光ディスク用光ヘ
ッドでの焦点測定技術として良く知られている非点収差
法により測長するために、凸レンズ55,シリンドリカル
レンズ56および6分割素子57中の4つの受光素子からな
る田の字形素子部を用いる。また、差点ガイドパターン
の両エッジを照射したサイド光の反射光511a,511bは、
上述の光学系と6分割素子57中の田の字素子571(第5
図(b)参照)を両側から挟むように取りつけてある2
分割素子572(第5図(b)参照)に導光され、両素子
間の受光量の差の極性から相対位置誤差の方向、その絶
対値から相対位置誤差の大きさを検出する。本位置検出
器は、対物レンズ54を焦点方向(上下動)に移動できる
アクチュエータ512と差点ガイドパターン幅方向(回
転)に動作できるアクチュエータ513を搭載した揺動形
であり、これらの機構動作を円滑に行なえるように回転
・スラスト兼用ベアリング516とベアリング用ガイド517
で構成した。したがって、上述の焦点距離信号・相対誤
差信号をアクチュエータ駆動コイル514,515にフィード
バックするように後述のアクチュエータ制御回路と結合
すれば、自律的に焦点距離を一定に保ちつつ、相対誤差
を零にする光センサを構成することができる。
The coherent light beam emitted from the semiconductor laser 50 is converted into a parallel light beam by a collimator lens 51, and is converted into three light beams (one central light 58 and two side lights 59a, 59b) by a beam splitter 52. Divided. Half mirror 5
The three light beams that travel straight through 3 are applied to the difference point guide pattern on the matrix board 2 via the objective lens 54. The reflected light from the difference point guide pattern incident on the half mirror 53 via the objective lens 54 is guided to the six-segment element 57 via the convex lens 55 and the cylindrical lens 56. In the present embodiment, in order to measure the distance (focal length) between the center lens 58 and the objective lens 54 and the matrix board 2 by an astigmatism method which is well known as a focus measuring technique in an optical disc optical head, A cross-shaped element portion including a convex lens 55, a cylindrical lens 56, and four light receiving elements in the six-segment element 57 is used. In addition, the reflected lights 511a and 511b of the side lights that irradiate both edges of the difference point guide pattern are:
The above-described optical system and the cross-shaped element 571 (the fifth
(See Fig. (B)).
The light is guided to the splitting element 572 (see FIG. 5B), and the direction of the relative position error is detected from the polarity of the difference in the amount of received light between the two elements, and the magnitude of the relative position error is detected from its absolute value. This position detector is a swing type equipped with an actuator 512 that can move the objective lens 54 in the focal direction (up and down movement) and an actuator 513 that can operate in the width direction (rotation) of the difference point guide pattern. Rotating and thrust bearing 516 and bearing guide 517
It consisted of. Therefore, if the above-mentioned focal length signal / relative error signal is coupled to an actuator control circuit described later so as to feed back to the actuator drive coils 514 and 515, an optical sensor that autonomously keeps the focal length constant and makes the relative error zero. Can be configured.

第5図(b)はアクチュエータ駆動の実施例であり、
519,520,522は加算器、521,525は減算器、523,526は除
算器、524,527はラグリード補償器付き電力増幅器であ
る。
FIG. 5 (b) shows an embodiment of driving the actuator.
519, 520, 522 are adders, 521, 525 are subtractors, 523, 526 are dividers, and 524, 527 are power amplifiers with lag-lead compensators.

凸レンズ55,シリンドリカルレンズ56の作用により田
の字素子571に導光された差点ガイドパターンからの中
心光の反射光510は、対物レンズ54とマトリクスボード
2間の距離信号(フォーカス信号)に応じて左45度楕円
(前フォーカス)、円(ジャストフォーカス)、右45度
楕円(後フォーカス)というビーム形状をとるので、田
の字素子571の2組の斜め対向素子間での受光信号の比
較によりビーム形状を判定し、フォーカス状態を検出す
る。具体的には、第5図(c)の510aに示した実線の前
フォーカスビーム形状の場合、加算器519の出力が加算
器520の出力より大きくなるので、減算器521の出力には
正のフォーカス信号が出力される。これとは逆に、第5
図(c)の510bに示した点線の後フォーカスビーム形状
の場合、加算器519の出力が加算器520の出力より小さく
なるので、減算器521の出力には負のフォーカス信号が
出力される。さらに、第5図(c)の510cに示した一点
鎖線のジャストフォーカスビーム形状の場合、田の字の
各素子には等しい光量の中心光が照射されるので、加算
器519の出力と加算器520の出力は等しくなり、減算器52
1の出力には零のフォーカス信号が出力される。このよ
うにして検出されたフォーカス信号はラグリード補償器
付き電力増幅器524で位相補償された後、電流増幅さ
れ、対物レンズ54とマトリクスボード2間の距離が一
定、すなわち減算器521の出力が零になる510cに示した
一点鎖線のジャストフォーカスビーム形状になるように
焦点用アクチュエータ駆動コイル514にフィードバック
される。
The reflected light 510 of the central light from the difference point guide pattern guided to the cross-shaped element 571 by the action of the convex lens 55 and the cylindrical lens 56 corresponds to the distance signal (focus signal) between the objective lens 54 and the matrix board 2. Since the beam shape is a left 45-degree ellipse (front focus), a circle (just focus), and a right 45-degree ellipse (back focus), a light reception signal is compared between two pairs of obliquely opposed elements of the cross-shaped element 571. The beam shape is determined, and the focus state is detected. Specifically, in the case of the shape of the front focus beam indicated by the solid line 510a in FIG. 5C, the output of the adder 519 is larger than the output of the adder 520, so that the output of the subtractor 521 is positive. A focus signal is output. Conversely, the fifth
In the case of the post-focus beam shape indicated by the dotted line 510b in FIG. 9C, the output of the adder 519 is smaller than the output of the adder 520, so that the output of the subtractor 521 outputs a negative focus signal. Further, in the case of the just-focused beam shape indicated by the dashed line 510c in FIG. 5C, since the center light of the same light amount is applied to each of the cross-shaped elements, the output of the adder 519 and the adder The outputs of 520 are equal and the subtractor 52
A zero focus signal is output at the output of 1. The focus signal detected in this way is phase-compensated by the power amplifier 524 with a lag-lead compensator and then current-amplified, so that the distance between the objective lens 54 and the matrix board 2 is constant, that is, the output of the subtractor 521 becomes zero. Feedback is made to the focus actuator drive coil 514 so as to have a just-focused beam shape indicated by a dashed line 510c.

一方、2分割素子572に導光されたサイド光511a,511b
は、その面積(光強度)が相対位置誤差に応じて変化す
るので、2分割素子572からの各信号を減算器525で減算
することにより、相対位置誤差を検出できる。相対位置
誤差の大きさ、方向は減算器525から出力される信号の
大きさ、符号により定まる。したがって、焦点制御と同
様に、検出した相対位置誤差信号をラグリード補償器付
き電力増幅器527で位相補償した後、電流増幅し、相対
位置誤差用アクチュエータ駆動コイル515に通電して、
対物レンズ54と差点ガイドパターンとの相対位置誤差が
零になるようにフィードバックする。以上説明したよう
に、第2の実施例の位置検出器を用いた場合は、移送機
構が精密位置決め動作を高速化する時に発生する機構振
動に対しても、光センサが自律的に差点ガイドパターン
を追従するので、縦・横ライン外れを許容値以下に抑制
でき、差点位置決め時間の短縮化が可能となる。
On the other hand, the side lights 511a and 511b guided to the two-segment element 572
Since the area (light intensity) changes according to the relative position error, the relative position error can be detected by subtracting each signal from the two-divided element 572 by the subtractor 525. The magnitude and direction of the relative position error are determined by the magnitude and sign of the signal output from the subtractor 525. Therefore, similarly to the focus control, after the detected relative position error signal is phase-compensated by the power amplifier 527 with a lag lead compensator, the current is amplified, and the relative position error actuator drive coil 515 is energized,
The feedback is performed so that the relative position error between the objective lens 54 and the difference point guide pattern becomes zero. As described above, in the case where the position detector of the second embodiment is used, the optical sensor autonomously controls the difference guide pattern even with respect to the mechanism vibration generated when the transfer mechanism speeds up the precision positioning operation. , The deviation of the vertical / horizontal line can be suppressed to an allowable value or less, and the difference point positioning time can be shortened.

本実施例において位置検出器7の光ビーム58,59a,59b
が差点ガイドパターンの第2の実施例に示す差点マーク
29(第2図(c)参照)を捕らえた場合、中心ビーム58
の反射光510の光量は減少するので、極小値を検出する
ことにより、差点マークの中心を検出できる。また、差
点ガイドパターンの第3の実施例に示す差点マーク29
(第2図(d)参照)を捕らえた場合でも同様の手法で
差点マークの中心を検出できるので、説明は省略する。
In this embodiment, the light beams 58, 59a, 59b of the position detector 7 are used.
Is a difference mark shown in the second embodiment of the difference guide pattern.
29 (see FIG. 2 (c)), the center beam 58
Since the amount of the reflected light 510 decreases, the center of the difference mark can be detected by detecting the minimum value. Also, the difference mark 29 shown in the third embodiment of the difference guide pattern is used.
Since the center of the difference mark can be detected by the same method even when the image is captured (see FIG. 2D), the description is omitted.

第6図(a)は位置検出器7の第3の実施例であっ
て、61は半導体レーザ、62はコリメータレンズ、63は光
ビーム、64はビームスプリッタ、65は差点ガイドパター
ン、66は結像レンズ、67は二次元位置検出用光電素子
(以下「二次元PSD」という)、68は集光レンズ、69は
一次元位置検出用光電素子(以下「一次元PSD」とい
う)である。なお、62は絞りレンズでもよい。
FIG. 6 (a) shows a third embodiment of the position detector 7, in which 61 is a semiconductor laser, 62 is a collimator lens, 63 is a light beam, 64 is a beam splitter, 65 is a difference point guide pattern, and 66 is a coupling. An image lens, 67 is a two-dimensional position detecting photoelectric element (hereinafter referred to as “two-dimensional PSD”), 68 is a condenser lens, and 69 is a one-dimensional position detecting photoelectric element (hereinafter, referred to as “one-dimensional PSD”). Incidentally, 62 may be an aperture lens.

半導体レーザ61から出射した光ビーム63は、ビームス
プリッタ64を通してマトリクスボード2上に設けた差点
ガイドパターン65に照射される。照射光ビーム63の径
は、コリメータレンズ62により差点ガイドパターン65の
パターン幅wにほぼ等しいビーム径になるよう設定され
ている(第6図(b)参照)。
The light beam 63 emitted from the semiconductor laser 61 is applied to a difference point guide pattern 65 provided on the matrix board 2 through a beam splitter 64. The diameter of the irradiation light beam 63 is set by the collimator lens 62 to have a beam diameter substantially equal to the pattern width w of the difference point guide pattern 65 (see FIG. 6B).

この光ビーム63で照射された差点ガイドパターン65を
結像レンズ66を介して二次元PSD67に結像させ、二次元P
SD67からの出力信号を処理することにより、相対位置誤
差、差点マークを検出する。
The difference point guide pattern 65 irradiated with the light beam 63 is imaged on a two-dimensional PSD 67 via an imaging lens 66, and the two-dimensional P
By processing the output signal from SD67, a relative position error and a difference mark are detected.

第6図(c)は、二次元PSD67の受光部を示す図であ
る。二次元PSD67では、受光ビーム621(α,β)の重心
位置は、 にもとずいて検出できる(参考文献;倉沢,山本,“非
走査形ポジションセンサ",O Plus E,79〜87頁,16号,1
981年3月)。ここで、TX,TYは、それぞれ二次元PSD67
からのX方向,Y方向のビーム位置信号、X1,X2,Y1,Y2
は二次元PSD67からの出力信号、hは二次元PSD67の有効
受光長である。
FIG. 6C is a diagram showing a light receiving unit of the two-dimensional PSD 67. In the two-dimensional PSD 67, the position of the center of gravity of the received beam 621 (α, β) is (References: Kurasawa, Yamamoto, “Non-scanning position sensor”, O Plus E, pp. 79-87, No. 16, 1
March 981). Here, T X and T Y are two-dimensional PSD67, respectively.
X-direction, Y-direction of the beam position signal from, X 1, X 2, Y 1, Y 2
Is an output signal from the two-dimensional PSD 67, and h is an effective light receiving length of the two-dimensional PSD 67.

この二次元PSD67の受光ビーム位置検出機能を利用す
ることにより、光センサと差点ガイドパターン間の相対
位置誤差を検出できる。
By utilizing the light receiving beam position detecting function of the two-dimensional PSD 67, a relative position error between the optical sensor and the difference point guide pattern can be detected.

第6図(d)〜(g)は、本実施例における相対位置
誤差の検出方法を説明する説明図である。ここで、光ビ
ーム63の中心63′は、マトリクスボード2面が多少傾い
ても結像レンズ66の作用により、二次元PSD67の中心6
7′に結像する。また、二次元PSD67上の像の重心位置
は、式(1)で示した受光ビーム位置の検出と同様、ビ
ーム位置信号TX,TYより知ることができる。
6 (d) to 6 (g) are explanatory diagrams for explaining a method of detecting a relative position error in the present embodiment. Here, the center 63 ′ of the two-dimensional PSD 67 is maintained by the operation of the imaging lens 66 even if the surface of the matrix board 2 is slightly inclined.
Image at 7 '. Further, the position of the center of gravity of the image on the two-dimensional PSD 67 can be known from the beam position signals T X and T Y , similarly to the detection of the light receiving beam position shown in Expression (1).

二次元PSD67上の差点ガイドパターン像は、相対位置
誤差が零のときは円形像631(第6図(d)参照)とな
り、像の重心は二次元PSD67の中心67′と一致する。ま
た、X方向の相対位置誤差が−ΔXもしくは+ΔX生じ
た時は、半月状の像631′,631″(第6図(e),
(f)参照)となり、像の重心位置は二次元PSD67の中
心67′から+εもしくは−εだけ離れる。すなわち、相
対位置誤差が生じれば、二次元PSD67上の像形状,像の
重心位置が変化し、その結果、ビーム位置信号TXが変化
する(第6図(g)参照)。したがって、ビーム位置信
号TXの極性から相対位置誤差の方向、その絶対値から誤
差の大きさを知ることができる。
When the relative position error is zero, the difference point guide pattern image on the two-dimensional PSD 67 becomes a circular image 631 (see FIG. 6D), and the center of gravity of the image coincides with the center 67 'of the two-dimensional PSD 67. When the relative position error in the X direction is −ΔX or + ΔX, the half-moon-shaped images 631 ′, 631 ″ (FIG. 6 (e),
(See (f)), and the center of gravity of the image is separated from the center 67 'of the two-dimensional PSD 67 by + ε or -ε. That is, if a relative position error occurs, the image shape on the two-dimensional PSD 67 and the center of gravity of the image change, and as a result, the beam position signal T X changes (see FIG. 6 (g)). Therefore, the direction of the relative position error can be known from the polarity of the beam position signal T X , and the magnitude of the error can be known from its absolute value.

以上、相対位置誤差の検出の説明では、第6図(d)
〜(f)のX方向の差点ガイドパターン65に対して相対
位置誤差検出の方法を説明したが、Y方向に設けた差点
ガイドパターン65に対しても全く同様の検出方法で行な
えることは説明するまでもない。
In the above description of the detection of the relative position error, FIG.
(F) The method of detecting the relative position error with respect to the difference point guide pattern 65 in the X direction has been described. However, the same method can be used to detect the difference point guide pattern 65 provided in the Y direction. Needless to do.

第6図(h),(i)は、本実施例における差点マー
クの検出を説明する説明図である。差点マークの検出
は、二次元PSD67の受光出力信号の総和P(P=X1+X2
+Y1+Y2)を検出することにより行なう。
FIGS. 6H and 6I are explanatory diagrams for explaining the detection of a difference mark in the present embodiment. The detection of the difference mark is based on the sum P (P = X 1 + X 2 ) of the received light output signals of the two-dimensional PSD 67.
+ Y 1 + Y 2 ).

差点ガイドパターン65上に形成した光ビーム63の径よ
り小さな差点マーク641を光ビーム63で照射すると、二
次元PSD67上にはドーナッツ状のリング像642が結像する
(第6図(h))。光ビーム63を差点ガイドパターン65
に沿ってY方向に走査していくと、光ビーム63が差点マ
ーク641を照射した時、二次元PSD67の受光出力信号の総
和Pは、差点マーク641以外の差点ガイドパターン65照
射時の受光出力信号の総和に比べて減少する。したがっ
て、二次元PSD67の受光出力信号の総和Pの極小値を検
出することにより差点マークの中心が検出可能であり、
しかも差点マーク位置では二次元PSD67上の像重心位置
がPSD中心位置と一致しているので、差点マークの有無
によって相対位置誤差検出能力が低下することはない。
When a difference mark 641 smaller than the diameter of the light beam 63 formed on the difference guide pattern 65 is irradiated with the light beam 63, a donut-shaped ring image 642 is formed on the two-dimensional PSD 67 (FIG. 6 (h)). . Light beam 63 is applied to the difference guide pattern 65
When the light beam 63 irradiates the difference mark 641, the total sum P of the light reception output signals of the two-dimensional PSD 67 is equal to the light reception output when the difference point guide pattern 65 other than the difference mark 641 is irradiated. Decreases compared to the sum of the signals. Therefore, the center of the difference mark can be detected by detecting the minimum value of the sum P of the light receiving output signals of the two-dimensional PSD 67,
In addition, since the position of the center of gravity of the image on the two-dimensional PSD 67 coincides with the center position of the PSD at the difference mark position, the relative position error detection ability does not decrease due to the presence or absence of the difference mark.

第7図(a),(b),(c)により差点ガイドパタ
ーンの第1の実施例と位置検出器の第1の実施例とを用
いて相対位置誤差の検出方法および差点穴位置の検出方
法について説明する。第7図(a)はマトリクスボード
2の拡大図である。第7図(b),(c)は姿勢制御機
構1の移動に伴う各センサ出力または演算結果の模式図
である。
7 (a), 7 (b) and 7 (c), a method of detecting a relative position error and a position of a difference hole using the first embodiment of the difference point guide pattern and the first embodiment of the position detector. The method will be described. FIG. 7A is an enlarged view of the matrix board 2. FIGS. 7B and 7C are schematic diagrams of sensor outputs or calculation results accompanying the movement of the attitude control mechanism 1. FIG.

まず、矢印AR10で示すように姿勢制御機構1が差点ガ
イドパターン25に対してX方向に移動した場合の位置ず
れ誤差の検出方法について説明する。第7図(b)は姿
勢制御機構1のX軸方向の移動に伴う各センサ出力の模
式図である。横軸は第7図(a)に示す差点ガイドパタ
ーン25に対するビームの相対位置であり、縦軸は各位置
における各センサ出力である。点線70は異常光410に対
するセンサ出力、実線71は正常光411に対するセンサ出
力である。これらの出力結果に演算を施すことにより、
第7図(c)に示すような各センサ出力の和信号72およ
び差信号73が得られる。従って、差信号73の極性が正の
場合、姿勢制御機構1は差点ガイドパターン25の中心位
置に対し左にずれており、負の場合、右側にずれている
ことが判定できる。また、和信号を同時に測定すること
により、差信号が零であっても、和信号のレベルが零の
場合は姿勢制御機構1が差点ガイドパターン25からはず
れていることが検出できる。X方向の差点ガイドパター
ン21,22,24(第2図(a)参照)のY方向の相対位置誤
差の検出においても、上記の移動方向をY方向とするこ
とで同様の検出が可能である。
First, a method of detecting a displacement error when the attitude control mechanism 1 moves in the X direction with respect to the difference point guide pattern 25 as indicated by an arrow AR10 will be described. FIG. 7B is a schematic diagram of each sensor output accompanying the movement of the attitude control mechanism 1 in the X-axis direction. The horizontal axis is the relative position of the beam with respect to the difference point guide pattern 25 shown in FIG. 7A, and the vertical axis is the output of each sensor at each position. Dotted line 70 is the sensor output for abnormal light 410, and solid line 71 is the sensor output for normal light 411. By performing an operation on these output results,
A sum signal 72 and a difference signal 73 of each sensor output as shown in FIG. 7 (c) are obtained. Therefore, when the polarity of the difference signal 73 is positive, the attitude control mechanism 1 can determine that the position is shifted to the left with respect to the center position of the difference point guide pattern 25, and when the polarity is negative, the attitude control mechanism 1 is shifted to the right. Further, by simultaneously measuring the sum signal, it is possible to detect that the attitude control mechanism 1 has deviated from the difference point guide pattern 25 if the level of the sum signal is zero, even if the difference signal is zero. In the detection of the relative position error in the Y direction of the difference point guide patterns 21, 22, 24 in the X direction (see FIG. 2 (a)), similar detection is possible by setting the above moving direction to the Y direction. .

次に、差点穴中心位置の決定方法を開示する。第7図
(d)は姿勢制御機構1が差点ガイドパターン25に沿っ
てY方向に移動する場合(第7図(a)の矢印AR11参
照)の各センサ出力の模式図である。差点穴位置マーク
部29(第2図(a)参照)には正常光および異常光のビ
ーム間隔に合わせて凸部29a,29bが形成されている。こ
の部分を位置検出器7がY方向に走査した場合、センサ
出力70,71および両者の和信号74は、位置Aにおけるレ
ベルLから、位置BにおいてレベルLの約2倍の値Hに
変化し、位置Cにおいて再びレベルLに変化する。従っ
て、和信号74は差点穴位置マーク部29の中心位置Bで極
大値を取り、位置Bを通る軸75に対し左右に対照な上に
凸の二次曲線に似た特性曲線となる。従って、位置Bの
近傍においてY方向の位置データとその位置における和
信号データの組合せを3個所以上取得し、制御装置に付
属の記憶回路または記憶装置(図示せず)に蓄積し、そ
れらのデータから二次回帰分析により近似二次曲線の方
程式を決定する。二次回帰分析に関してはすでに多くの
専門書で解説がなされているので、ここでは簡単に説明
する。位置データの集合をxi(iは自然数)、各位置に
おける和信号のデータの集合をyiとする。近似曲線の方
程式を、 y=ax2+bx+c ・・・・(2) とすると、 のQが最小となる(a,b,c)を次式の正規方程式より求
める。
Next, a method for determining the difference hole center position will be disclosed. FIG. 7D is a schematic diagram of each sensor output when the attitude control mechanism 1 moves in the Y direction along the difference guide pattern 25 (see the arrow AR11 in FIG. 7A). In the difference hole position mark portion 29 (see FIG. 2A), convex portions 29a and 29b are formed in accordance with the beam interval between normal light and abnormal light. When this position is scanned by the position detector 7 in the Y direction, the sensor outputs 70 and 71 and the sum signal 74 of the two change from the level L at the position A to a value H which is about twice the level L at the position B. , At the position C again. Accordingly, the sum signal 74 takes a local maximum value at the center position B of the difference hole position mark portion 29, and becomes a characteristic curve similar to a quadratic curve convex upward and symmetrically with respect to the axis 75 passing through the position B. Therefore, three or more combinations of the position data in the Y direction near the position B and the sum signal data at the position are acquired, and stored in a storage circuit or a storage device (not shown) attached to the control device. , The equation of the approximate quadratic curve is determined by quadratic regression analysis. Since the regression analysis has already been described in many specialized books, it will be briefly described here. The set of position data is xi (i is a natural number), and the set of sum signal data at each position is yi. Assuming that the equation of the approximate curve is y = ax 2 + bx + c (2) (A, b, c) that minimizes the Q of is obtained from the following normal equation.

近似曲線の式(2)より、和信号が最大となる位置Bは
{−(b/2a)で与えられるので、データを取得開始した
位置より{−(b/2a)移送した位置が差点マークの中心
位置と決定できる。
From equation (2) of the approximate curve, the position B at which the sum signal is maximum is given by {− (b / 2a), so the position shifted by {− (b / 2a) from the position where data acquisition started is the difference mark. Can be determined as the center position.

このような手法を採用することにより、局部的な差点
マークでの反射率の変動に対して高信頼な差点穴位置検
出が可能となる。以上の説明は、差点ガイドパターンの
第2の実施例および第3の実施例における差点穴位置検
出においても、極大値検出を極小値検出に置き換えるこ
とにより同様の手法が可能である。
By employing such a method, it is possible to detect a difference hole position with high reliability against a change in reflectance at a local difference mark. In the above description, the same method can be applied to the difference hole position detection in the second and third embodiments of the difference point guide pattern by replacing the maximum value detection with the minimum value detection.

以上説明したように本実施例の位置検出器7は、位置
センサ48,49(第4図(a)参照)の光強度の差から相
対位置誤差を検出するので、これを零とするようXおよ
びY方向の移送量を制御することにより、差点ガイドパ
ターンに沿った姿勢制御機構の目的差点までの移送が可
能となる。相対位置誤差の検出に際しては、マトリクス
ボード毎に反射率基準パターンを利用して位置検出器の
検出感度を校正しているため、反射光強度の変動に対
し、高信頼な検出が可能となる。また、目標差点穴位置
近傍においては位置検出器により走査しつつ位置信号を
蓄積し、蓄積信号から差点中心を検出しているため、差
点ガイドパターンの局部的な反射率の変動に左右されな
い高信頼な差点穴位置検出が可能となる。更に、目標差
点中心に位置決めされた姿勢制御機構に対して、位置セ
ンサ48,49の差点ガイドパターン25からの反射光スポッ
ト位置が位置センサの中心にくるようΦおよびΨ方向の
姿勢を制御するので、ピン挿抜機構をマトリクスボード
2面に垂直な方向に位置決めでき、座屈なきピン挿抜を
行なえる。
As described above, the position detector 7 of this embodiment detects the relative position error from the difference between the light intensities of the position sensors 48 and 49 (see FIG. 4 (a)). In addition, by controlling the transfer amount in the Y direction, the transfer to the target difference point of the attitude control mechanism along the difference point guide pattern becomes possible. In detecting the relative position error, since the detection sensitivity of the position detector is calibrated using the reflectance reference pattern for each matrix board, highly reliable detection can be performed with respect to the fluctuation of the reflected light intensity. In addition, in the vicinity of the target difference point hole position, the position signal is accumulated while scanning by the position detector, and the difference point center is detected from the accumulated signal, so that the reliability is not affected by the local reflectance variation of the difference point guide pattern. It is possible to detect a difference hole position. Further, the posture in the Φ and 中心 directions is controlled so that the position of the reflected light spot from the difference point guide pattern 25 of the position sensors 48 and 49 is located at the center of the position sensor with respect to the posture control mechanism positioned at the center of the target difference point. The pin insertion / extraction mechanism can be positioned in a direction perpendicular to the surface of the matrix board 2, so that pin insertion / extraction without buckling can be performed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明による差点穴位置決め制御
方法では、ピン挿抜機構と一体に取り付けた位置検出器
を用いてマトリクスボード内の差点ガイドパターンに沿
って姿勢制御機構に搭載したピン挿抜機構を移送するこ
とができるので、従来技術のようにマトリクスボード
架、移送機構、マトリクスボード等の自動接続替装置用
機構を高精度に加工する必要がない。この結果、装置コ
ストの増大を伴うことなく、差点密度の向上を図れると
いう効果がある。
As described above, in the difference point hole positioning control method according to the present invention, the pin insertion / extraction mechanism mounted on the attitude control mechanism is transferred along the difference point guide pattern in the matrix board using the position detector integrated with the pin insertion / extraction mechanism. Therefore, there is no need to process a mechanism for an automatic connection changing device such as a matrix board rack, a transfer mechanism, and a matrix board with high precision as in the related art. As a result, there is an effect that the difference point density can be improved without increasing the apparatus cost.

また、マトリクスボード間での差点ガイドパターンの
反射率の相違や腐食ガス,ほこり等による反射率の劣化
に対して、各マトリクスボードの基準反射信号により、
相対位置誤差信号を校正することができるので、受光信
号の検出感度変動を抑制できるという効果がある。
In addition, with respect to the difference in the reflectance of the difference point guide pattern between the matrix boards and the deterioration of the reflectance due to corrosive gas, dust, etc., the reference reflection signal of each matrix board is used.
Since the relative position error signal can be calibrated, there is an effect that the detection sensitivity fluctuation of the received light signal can be suppressed.

さらに、差点マーク中心位置の検出においては、中心
位置近傍の光強度のデータを抽出し、特性曲線から中心
位置を決定することができるので、差点ガイドパターン
の局部的な反射率変動に左右されず、高信頼な差点マー
ク中心位置の検出が可能となるという効果がある。
Further, in detecting the center position of the difference mark, the data of the light intensity near the center position can be extracted and the center position can be determined from the characteristic curve, so that it is not affected by local reflectance fluctuation of the difference point guide pattern. Thus, there is an effect that the center position of the difference mark can be detected with high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は自動接続替装置の概略図、第2図(a)は差点
ガイドパターンの第1の実施例を説明するための説明
図、第2図(b)はピン挿抜機構と差点穴断面の位置関
係を説明するための説明図、第2図(c),(d)は差
点ガイドパターンの第2,第3の実施例を説明するための
説明図、第3図は校正回路の第1,第2の実施例を説明す
るための説明図、第4図(a)は位置検出器の第1の実
施例を説明するための説明図、第4図(b)はマトリク
スボードの拡大図、第4図(c)は第1の位置センサの
詳細図、第5図(a)は位置検出器の第2の実施例を説
明するための説明図、第5図(b)はアクチュエータ駆
動回路の実施例を示す回路図、第5図(c)はフォーカ
スビーム形状を示す説明図、第6図(a),(b)は位
置検出器の第3の実施例を説明するための説明図、第6
図(c)は二次元PSD上のビーム位置検出を説明するた
めの説明図、第6図(d)〜(g)は相対位置誤差の検
出方法を説明するための説明図、第6図(h),(i)
は差点マーク中心の検出方法を説明するための説明図、
第7図(a)はマトリクスボードの拡大図、第7図
(b)は差点ガイドパターンと位置検出器の相対位置誤
差とセンサ出力の関係を説明するための説明図、第7図
(c)は差点ガイドパターンと位置検出器の相対位置誤
差とセンサ出力演算結果を説明するための説明図、第7
図(d)は差点マーク中心と位置検出器の相対位置誤差
とセンサ出力の関係を説明するための説明図である。 1…姿勢制御機構、2…マトリクスボード、3…移送機
構、4…下部レール、5…上部レール、6…架、7…位
置検出器、8…ピン挿抜機構、9…マトリクスボード
架。
FIG. 1 is a schematic view of an automatic connection changer, FIG. 2 (a) is an explanatory view for explaining a first embodiment of a difference guide pattern, and FIG. 2 (b) is a pin insertion / extraction mechanism and a cross section of the difference hole. FIGS. 2 (c) and 2 (d) are explanatory diagrams for explaining the second and third embodiments of the difference point guide pattern, and FIG. 3 is a diagram showing the calibration circuit. 1, an explanatory diagram for explaining the second embodiment, FIG. 4 (a) is an explanatory diagram for explaining the first embodiment of the position detector, and FIG. 4 (b) is an enlargement of the matrix board FIG. 4 (c) is a detailed view of the first position sensor, FIG. 5 (a) is an explanatory view for explaining a second embodiment of the position detector, and FIG. 5 (b) is an actuator. FIG. 5 (c) is an explanatory diagram showing a focus beam shape, and FIGS. 6 (a) and (b) are third embodiments of a position detector. Explanatory diagram for explaining an example, sixth
FIG. 6C is an explanatory diagram for explaining beam position detection on a two-dimensional PSD, FIGS. 6D to 6G are explanatory diagrams for explaining a relative position error detection method, and FIG. h), (i)
Is an explanatory diagram for explaining a method of detecting the difference mark center,
FIG. 7A is an enlarged view of the matrix board, FIG. 7B is an explanatory view for explaining the relationship between the difference point guide pattern, the relative position error of the position detector, and the sensor output, and FIG. 7C. 7 is an explanatory diagram for explaining a relative position error between the difference point guide pattern, the position detector, and a sensor output calculation result; FIG.
FIG. 6D is an explanatory diagram for explaining the relationship between the sensor output and the relative position error between the center of the difference mark and the position detector. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Attitude control mechanism, 2 ... Matrix board, 3 ... Transfer mechanism, 4 ... Lower rail, 5 ... Upper rail, 6 ... Frame, 7 ... Position detector, 8 ... Pin insertion / extraction mechanism, 9 ... Matrix board frame.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マトリクスボード上の差点ガイドパターン
から位置検出器により位置情報を読み取りつつ任意の差
点穴に位置決めし、前記差点穴に導通ピンを挿抜するこ
とにより信号路を形成、消滅する差点穴位置決め制御方
法であって、マトリクスボード上に作成された反射率基
準パターンに照射した光の反射を検出し、前記差点穴位
置を示す差点マークの近傍を位置検出器で走査し、前記
位置検出器の検出信号を蓄積し、前記蓄積された検出信
号の極値を推定することを特徴とする差点穴位置決め制
御方法。
1. A difference hole in which a signal path is formed and eliminated by inserting and removing a conductive pin into and out of the difference hole while reading positional information from a difference guide pattern on a matrix board by a position detector. A positioning control method, comprising: detecting reflection of light applied to a reflectance reference pattern created on a matrix board; scanning a position detector near a difference mark indicating the difference hole position with a position detector; And a step of estimating an extreme value of the accumulated detection signal.
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