JP6811610B2 - 電子コンポーネントを製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電気的なコンポーネント、とりわけ、プリント回路基板、たとえば、位置測定エンコーダー装置などのような測定デバイスのためのプリント回路基板などを製造する方法に関する。
位置測定エンコーダーが知られており、位置測定エンコーダーでは、スケールが、一連の概して周期的なフィーチャーを含み、リードヘッドは、相対運動を決定および測定するために一連の概して周期的なフィーチャーを読み取ることができる。インクリメンタルエンコーダーおよびアブソリュートエンコーダーを含む、さまざまなタイプの位置測定エンコーダーが存在している。また、位置測定エンコーダーは、光学的な、磁気的な、容量性の、および／または、誘導性の手段を含む、スケールを読み取るさまざまな手段を利用することが可能である（位置測定エンコーダーは、スケールを読み取るための２つ以上のそのような手段を利用することが可能である）。
典型的に、光学的なインクリメンタルエンコーダーは、リードヘッドの中の供給源からの光と相互作用するスケール（および、多くの場合、リードヘッドの中の１または複数の回折格子）によって動作し、ディテクターにおいて合成フィールド（resultant field）（たとえば、変調されたスポットまたは干渉縞）を発生させ、合成フィールドは、スケールおよびリードヘッドの相対移動とともに変化する。多くの場合、必ずというわけではないが、１または複数のリファレンスマークが設けられており（たとえば、一連のフィーチャーの中に、または、一連のフィーチャーの隣に埋め込まれており）、相対位置が、リファレンスマークによって画定される公知のリファレンス位置に対して決定され得るようになっている。光学的なインクリメンタルエンコーダーの例は、特許文献１に説明されている。
典型的に、アブソリュートエンコーダーは、リードヘッドによって読み取られ得る独自のパターン（たとえば、コード）を画定するスケールによって動作する。アブソリュートエンコーダーの例は、特許文献２および特許文献３に説明されている。
たとえばエンコーダーなどの、電気デバイスを製造するときに、良好な機能性を実現するために、電気デバイスを構成する１または複数のコンポーネントの位置を精密に位置付けすることが重要である可能性がある。
本出願は、電気デバイスを製造する方法であって、前記製造の間に電気デバイスのコンポーネントへの電気的な接続が作られる、方法を説明している。
本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つのセンサーを含む電子デバイス、たとえば、測定デバイス（たとえば、位置測定デバイス）を製造する方法であって、方法は、センサーからの出力を使用して電子デバイスの少なくとも１つのコンポーネントを位置決めするステップを含む、方法が提供される。
したがって、センサーからの出力は、少なくとも１つのコンポーネントを位置決めするプロセスにおいて使用され得る（たとえば、少なくとも１つのコンポーネントの好適な／最適な位置決めを決定するのを助けるために使用され得る）。少なくとも１つのコンポーネントを位置決めすることを支援するためにセンサーからの出力を使用することは、電子デバイスの品質を改善することが可能である。それは、電子デバイスの残りの部分に対するコンポーネントの好適な／最適な位置決めを支援することが可能であり、それは、電子デバイスを最適化する際に、たとえば、センサーからの出力を最適化する際に有用である可能性がある。たとえば、測定デバイスのケースでは、それは、好適な位置または最適な位置での測定デバイスの正確な設置を改善するのを助けることが可能である。
電子デバイスは、測定デバイス、たとえば、計量デバイス、とりわけ、次元測定の取得の際に使用されるデバイスであることが可能である。電子デバイスは、位置測定エンコーダー装置のためのリードヘッドを含むことが可能である。理解されることとなるように、そのようなリードヘッドは、スケールを読み取るように構成され得る。リードヘッドは、インクリメンタルエンコーダー装置のための（たとえば、インクリメンタル位置フィーチャーを含むインクリメンタルスケールを読み取るための）リードヘッド、または、アブソリュートエンコーダー装置ための（たとえば、アブソリュート位置フィーチャーを含むアブソリュートスケールを読み取るための）リードヘッドであることが可能である。
センサーは、電子デバイスの動作の間に使用されるように構成されたセンサーであることが可能である。たとえば、電子デバイスが測定デバイスであるケースでは、センサーは、測定デバイスが測定プロセスの間に測定値を取得するように構成されているというものであることが可能である。たとえば、スケールとリードヘッドとの間の相対運動を決定するためにスケールを検出するように構成されているエンコーダー装置のためのリードヘッドのケースでは、センサーは、リードヘッドがスケールを検出する／読み取るために使用するように構成されているというものであることが可能である。
したがって、センサーは、一連のマーキングを含むスケールを読み取るのに適切であることが可能である。センサーの出力は、リードヘッドおよびスケールの相対位置を決定する際に使用するために構成され得る。方法は、センサーがキャリブレーションアーチファクトを検出することができるように、キャリブレーションアーチファクトを設置するステップと、センサーからの出力を使用して、少なくとも１つのコンポーネント（たとえば、センサー。下記参照。）を位置決めするステップ（たとえば、センサーからの出力を使用して、センサーおよび／または少なくとも１つのコンポーネントの相対的な場所を微調整するステップ）とを含むことが可能である。キャリブレーションアーチファクトは、一片のスケールであることが可能である。
少なくとも１つのコンポーネントは、少なくとも１つのセンサーを含むことが可能である。したがって、方法は、センサーからの出力を使用して、センサーを位置決めするステップを含むことが可能である。
電子デバイスは、光学的な電子デバイス、とりわけ、光学的な測定デバイス、たとえば、光学エンコーダーデバイスであることが可能である（たとえば、それが、その動作において、たとえば、赤外線から紫外線の範囲の中の電磁放射（ＥＭＲ）などの光学を使用するという点で光学的である）。したがって、センサーは、光学的なセンサー（電気光学的なセンサーとしても知られている）であることが可能である。センサーは、少なくとも１つのフォトディテクター、たとえば複数のフォトディテクター、たとえば、フォトディテクターのアレイを含むことが可能である。より詳細に下記に説明されているように、センサーは、干渉縞を検出するためのフォトディテクターのアレイを含むことが可能である。センサーは、交互配置で組み合わされた（interdigitated）／インターレースされた（interlaced）フォトディテクターの２つ以上のセットを含むことが可能であり、それぞれのセットは、干渉縞の異なる位相を検出するように構成されている。
少なくとも１つのコンポーネントは、光学的な放射がセンサーに到達する前に光学的な放射と相互作用するように構成された光学コンポーネントを含むことが可能である。以降では、光学的な放射は、「光」と称されており、また、理解されることとなるように、赤外線から紫外線の範囲のＥＭＲを含む。光学コンポーネントは、レンズを含むことが可能である。たとえば、レンズは、センサーの上の１または複数のスポットの上に光の焦点を合わせるように構成され得る。随意的に、レンズは、センサーの上のオブジェクト（たとえば、スケール）のイメージを作り出すために使用され得る。光学コンポーネントは、回折格子を含むことが可能である。回折格子は、外部オブジェクト（たとえば、スケール）に対する電子デバイスの移動とともに変化する合成フィールドをセンサーの上に形成するために使用され得る。たとえば、合成フィールドは、電子デバイスおよびオブジェクト／スケールの相対移動とともに変化／移動する干渉縞を含むことが可能である。たとえば、合成フィールドは、電子デバイスおよびオブジェクト／スケールの相対移動とともに、相対的に暗い状態と明るい状態との間で変調する光スポットを含むことが可能である。他のタイプの光学コンポーネントの例は、（それに限定されないが）ミラー、プリズム、ゾーンプレート（たとえば、フレネルゾーンプレート）、およびビームスプリッターを含む。
方法は、センサーからの出力を使用して、電子デバイスの少なくとも１つのコンポーネントを、電子デバイスの少なくとも１つの他のコンポーネントに対して位置決めするステップを含むことが可能である。少なくとも１つのコンポーネントは、少なくとも１つのセンサーまたは光学コンポーネント（たとえば、光がセンサーに到達する前に光学的な放射と相互作用するための光学コンポーネント）を含むことが可能である。電子デバイスの少なくとも１つの他のコンポーネントは、少なくとも１つのセンサーおよび光学コンポーネント（たとえば、光がセンサーに到達する前に光学的な放射と相互作用するための光学コンポーネント）のうちの他方を含むことが可能である。
センサーからの出力は、少なくとも１つのコンポーネントを位置決めすることを支援するために、オペレーターによって、すなわち、人間のオペレーターによって使用され得る。たとえば、デバイスは、情報（たとえば、グラフィック表示）の視覚的指示（たとえば、スクリーンの上の表示）を提供することが可能であり、それは、出力に依存しており、また、少なくとも１つのコンポーネントの位置を微調整するためにユーザーがそれを使用することが可能である。
方法は、アクチュエーターを含む製造装置を含むことが可能であり、アクチュエーターは、少なくとも１つのコンポーネントを保持および移動させる。方法は、センサーからの出力に基づいて少なくとも１つのコンポーネントを位置決めするようにアクチュエーターの運動を制御するプロセッサーデバイスをさらに含むことが可能である。方法は、センサーからの出力に基づいて少なくとも１つのコンポーネントの位置を微調整するようにアクチュエーターの運動を制御するプロセッサーデバイスを含むことが可能である。方法は、少なくとも１つのコンポーネントの少なくとも１つの特定の位置および／または配向において、センサーからの出力を解析するステップを含むことが可能である。方法は、そのような分析（たとえば、そのような分析の結果／成果）に基づいて少なくとも１つのコンポーネントの位置を調節するステップをさらに含むことが可能である。方法は、一連の異なるテスト構成に関して、センサーからの出力を監視するステップを含むことが可能である。
出力は、信号、たとえば、アナログ信号またはデジタル信号を含むことが可能である。方法は、センサーからの生の信号出力を使用するステップを含むことが可能である。随意的に、方法は、センサーからの信号出力の処理されたバージョンを使用するステップを含む。随意的に、ソフトウェアおよび／または電子機器（たとえば、プロセッサーデバイス）は、センサーからの出力を処理し、少なくとも１つのコンポーネントをどのように位置決めするかということを決定するために使用され得るデータを提供するように構成されている。そのようなソフトウェアおよび／または電子機器（たとえば、プロセッサーデバイス）は、測定デバイスの一部として、および／または、測定デバイスの一部とは別に提供され得る。したがって、少なくとも１つのコンポーネントをどのように位置決めするかということの決定は、センサーからの直接的な出力に基づくか、または、センサーからの直接的な出力を処理することによって取得される信号／データに基づくことが可能である。いずれのケースでも、理解されることとなるように、センサーからの出力は、少なくとも１つのコンポーネントの位置決めの際に使用される。換言すれば、少なくとも１つのコンポーネントの位置決めは、センサーからの出力に依存する。
製造装置は、センサーと無線で通信することが可能である。製造装置は、アクチュエーターによって少なくとも１つのコンポーネント（たとえば、センサー）が保持されるときにそれに電気的に接続するための、少なくとも１つの電気コネクターを含むことが可能である。少なくとも１つのコンポーネントが、センサーではなく、別の電気的なコンポーネントであるときには、たとえば、パワーを供給するために、ならびに／または、データをインストールおよび／もしくは読み出すために、電気的な接続を提供することが有用である可能性がある。
理解されることとなるように、少なくとも１つの電気コネクターは、センサーに物理的に直接的に接続する必要はない。むしろ、たとえば、センサーは、別のコンポーネント（たとえば、プリント回路基板（ＰＣＢ））の上に装着され得、少なくとも１つの電気コネクターは、他のコンポーネントの上の（たとえば、ＰＣＢの上の）接点に物理的に接続するように構成され得る。
アクチュエーターは、少なくとも１つの電気コネクターを含むことが可能である。
アクチュエーターは、少なくとも１つのコンポーネントに係合するための少なくとも１つのグリッパー、たとえば、複数のグリッパーを含むことが可能であり、とりわけ、少なくとも１つのコンポーネントの保持を促進させるようになっている。少なくとも１つのコンポーネントがＰＣＢ（たとえば、センサーがその上に装着されているＰＣＢ）であるケースでは、少なくとも１つのグリッパーは、ＰＣＢを横切って横方向に付勢され得る。たとえば、少なくとも１つのグリッパーは、ＰＣＢの平面に対して平行に付勢され得る。少なくとも１つのグリッパーは、プリント回路の面同士の間に延在する表面に対抗して付勢され得る。少なくとも１つのグリッパーは、ＰＣＢの周辺縁部に対抗して付勢され得る。
前記少なくとも１つのグリッパーは、上述の少なくとも１つの電気コネクターを含むことが可能である。したがって、換言すれば、少なくとも１つのグリッパーは、１または複数の電気コネクターを含むことが可能である。理解されることとなるように、アクチュエーターは、少なくとも１つの電気コネクターを含む少なくとも１つのグリッパーと、電気コネクターを含まない少なくとも１つのグリッパーとを含むことが可能である。
随意的に、少なくとも１つの電気コネクターは、グリッパーに別々に設けられる（グリッパーは、随意的に、少なくとも１つの電気コネクターを自分自身に含むことが可能である）。このケースでは、随意的に、少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢを横切って横方向に付勢される。たとえば、少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢの平面に対して平行に付勢される。
少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気接点は、ＰＣＢの面同士の間に延在する表面に対抗して付勢され得る。少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢの周辺縁部に対抗して付勢され得る。
ＰＣＢの周辺縁部は、少なくとも１つの凹部を含むことが可能であり、少なくとも１つのグリッパーおよび／または少なくとも１つの電気コネクターが、少なくとも１つの凹部の中に受け入れられる。したがって、これは、少なくとも、ＰＣＢによって画定される主な外周部と同一平面上に、および、随意的に、その主な外周部の中に、それらが着座するようになっていることが可能である。
複数の電気コネクターは、少なくとも１つのコンポーネント（たとえば、少なくとも１つのセンサー）に接続するために設けられ得る。たとえば、１または複数の電気コネクターは、センサー（および、随意的に、任意の他の関連のコンポーネント）に電気パワーを供給するために使用され得る。たとえば、１または複数の電気コネクターは、センサーがその上に提供されるＰＣＢ（および、随意的に、任意の他の関連のコンポーネント）に電気パワーを供給するために使用され得る。たとえば、１または複数の電気コネクターは、センサー（および、随意的に、任意の他の関連のコンポーネント）との通信を促進させるために使用され得る。たとえば、１または複数の電気コネクターは、センサー（および、随意的に、任意の他の関連のコンポーネント）との通信を促進させるために使用され得る。
データは、プリント回路基板とプロセッサーデバイスとの間で電気的な接続を介して伝達され得る。データは、プリント回路基板の上のメモリーデバイスへ、および／または、プリント回路基板の上のメモリーデバイスから、電気的な接続を介して伝達され得る。
上述の通り、センサーは、ＰＣＢの上に装着され得る。少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢに対抗して同じ方向に付勢され得る。少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢを横切って横方向に付勢され得る。少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢの平面的な面同士の間に延在する表面に対抗して付勢され得る。少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、ＰＣＢの周辺縁部に対抗して付勢され得る。
随意的に、測定デバイスは、エンコーダー装置のためのリードヘッドを含む。センサーは、一連のマーキングを含むスケールを読み取るのに適切であり得る。センサーからの出力は、リードヘッドおよびスケールの相対位置を決定する際に使用するために構成され得る。方法は、センサーがキャリブレーションアーチファクトを検出することができるように、キャリブレーションアーチファクトを設置するステップを含むことが可能である。方法は、センサーからの出力を使用して、センサーおよび／または少なくとも１つの他の（たとえば、光学的な）コンポーネントの相対的な場所を微調整するステップを含むことが可能である。
したがって、本出願は、アクチュエーターを含む製造装置の使用を含む方法であって、アクチュエーターは、少なくとも１つのグリッパーを含み、少なくとも１つのグリッパーは、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）をピックアップし、別のコンポーネントに対してそれを好適な位置に位置付けし、装置は、アクチュエーターによってそれがピックアップされるときにＰＣＢに電気的に接続するための少なくとも１つの電気コネクターを含み、少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、同じ次元においてＰＣＢに対して付勢される、方法を説明している。
少なくとも１つのグリッパーは、少なくとも１つの電気コネクターを提供することが可能である。電気パワーは、電気的な接続を介してプリント回路基板に供給され得る。
ＰＣＢは、少なくとも１つのセンサーを含むことが可能であり、少なくとも１つのセンサーの出力は、少なくとも１つの電気コネクターを介してプロセッサーに供給される。プロセッサーは、最小の１つのセンサーからの出力に基づいて、アクチュエーターの運動、および、したがって、他のコンポーネントに対するＰＣＢの位置を制御することが可能である。プロセッサーは、プリント回路基板が固定されることとなるハウジングに対するＰＣＢの位置を制御することが可能である。センサーは、フォトディテクターアレイを含むことが可能であり、ハウジングは、回折格子を含むことが可能であり、回折格子は、電磁放射（「ＥＭＲ」）と相互作用し、センサーの上に合成フィールドを作り出す。合成フィールドは、センサーと回折格子との間の相対移動によって移動する干渉縞であることが可能である。方法は、一連の周期的なマーキングを含むスケールを設置するステップを含むことが可能であり、一連の周期的なマーキングは、インクリメンタルスケールトラックを画定しており、光が、スケールおよび回折格子と相互作用し、センサーの上に合成フィールドを作り出すようになっている。
方法は、アクチュエーターからＰＣＢを解放するステップを含むことが可能である。方法は、ＰＣＢからアクチュエーターを解放する前に、ＰＣＢを他のコンポーネントに固定するステップを含むことが可能である。アクチュエーターからＰＣＢを解放するステップは、ＰＣＢに対抗する少なくとも１つのグリッパーの付勢を解放する前に、ＰＣＢに対抗する少なくとも１つの電気コネクターの付勢を解放するステップを含むことが可能である。
また、本出願は、センサーデバイス（たとえば、エンコーダーリードヘッド）を製造する方法であって、センサーデバイスは、少なくとも１つのセンサーコンポーネント（たとえば、フォトダイオード）を含み、方法は、製造プロセスの間にセンサーコンポーネントからデータを読み取るステップと、製造プロセスを支援するために前記データを使用するステップとを含む、方法を説明している。
本発明の第２の態様によれば、電気デバイスを製造する方法であって、方法は、（たとえば、電気デバイスの別のコンポーネントに対して電子コンポーネントを位置付けするために）電子コンポーネントを保持および移動させるためのアクチュエーターを含む製造装置の使用を含み、製造装置は、アクチュエーターによって電子コンポーネントが保持され（および、たとえば）移動させられるときに、少なくとも１つの電気コネクターを介して電子コンポーネントに電気的に接続する、方法が提供される。
随意的に、電気パワーは、少なくとも１つの電気コネクターを介して電子コンポーネントに供給される。随意的に、情報は、電子コンポーネントとプロセッサーデバイスとの間で電気的な接続を介して伝達される。そのような情報は、アナログ信号またはデジタル信号の形態をとることが可能である。測定データまたは他のタイプのデータ（たとえば、構成および／またはセットアップ）は、（たとえば、電子コンポーネントから、および／または、電子コンポーネントへ）少なくとも１つの電気コネクターを介して伝達され得る。
電気デバイスは、エンコーダー装置のためのリードヘッドを含むことが可能である。電子コンポーネントは、センサーを含むことが可能であり、センサーは、一連のマーキングを含むスケールを読み取るように構成されており、センサーの出力は、リードヘッドおよびスケールの相対位置を決定する際に使用するために構成されている。方法は、前記センサーに接続するステップと、前記センサーからの信号を読み取るステップとを含むことが可能である。
本発明のさらなる態様によれば、エンコーダー装置のためのリードヘッドであって、リードヘッドは、スケールを検出するためのセンサーを含むＰＣＢを含み、少なくとも１つの電気コネクターは、センサーへの電気的な接続を提供するその面同士の間に延在するその表面の上に設けられている、リードヘッドが提供される。
また、本出願は、プリント回路基板をピックアップするアクチュエーターを含む製造装置の使用を含む製造の方法であって、プリント回路基板への電気的な接続は、前記プリント回路基板の上の対応する基板接点の上に横方向に付勢される少なくとも１つの装置接点を介して提供される、方法を説明している。
製造装置は、複数の装置接点を介してプリント回路基板に電気的に接続することが可能であり、複数の装置接点のそれぞれは、前記プリント回路基板の上の対応する基板接点の上に横方向に付勢される。
ここで、本発明の実施形態は、単なる例として、以下の図面を参照して説明されることとなる。
図１を参照すると、位置測定エンコーダー装置２の一部であるリードヘッド４が示されている。また、位置測定装置は、スケール６を含む。示されてはいないが、典型的に、実際には、リードヘッド４は、マシンのある部分に締結されることとなり、スケール６は、マシンの別の部分に締結されることとなり、それらは、互いに対して移動可能である。リードヘッド４は、それ自身およびスケール６の相対位置を測定するために使用され、したがって、マシンの２つの移動可能なパーツの相対位置の測定を提供するために使用され得る。とりわけ、リードヘッド４は、スケール６を読み取るように構成されており、それらの相対位置および／または相対運動が決定され得るようになっている。この実施形態では、スケール６を読み取るために、リードヘッド４が赤外線から紫外線の範囲において電磁放射（ＥＭＲ）を利用する点において、位置測定エンコーダー装置は、光学エンコーダーである。とりわけ、および、より詳細に下記に説明されているように、リードヘッド４は、スケール６を検出するために、スケール６を照射するために使用される光源４０と、インクリメンタルフォトディテクター３６およびリファレンスフォトディテクター３８とを含む。
典型的に、リードヘッド４は、有線（図示されているように）および／または無線通信チャネルを介して、コントローラー８などのようなプロセッサーと通信している。リードヘッド４は、そのディテクター（より詳細に下記に説明されている）からコントローラー８へ信号を報告することが可能であり、次いで、コントローラー８は、位置情報を決定するためにそれらを処理し、かつ／または、リードヘッド４は、そのディテクターからの信号を自分自身で処理し、位置情報をコントローラー８へ送ることが可能である。
説明されている実施形態では、エンコーダー装置２は、インクリメンタルエンコーダー装置であり、また、インクリメンタルスケールトラック１０および別のリファレンスマークトラック１２を含む。インクリメンタルトラック１０は、一連の周期的なスケールマーク１４を含み、周期的なスケールマーク１４は、リードヘッド４に向けて反射された光を制御し、回折格子を効果的に形成する。インクリメンタルトラック１０は、振幅スケールまたは位相スケールと一般に称されるものであることが可能である。理解されることとなるように、それが振幅スケールである場合には、フィーチャーは、（たとえば、光を選択的に吸収すること、散乱させること、および／または、反射することによって）リードヘッドのインクリメンタルディテクターに向けて伝達される光の振幅を制御するように構成されている。理解されることとなるように、それが位相スケールである場合には、フィーチャーは、（たとえば、光の位相を遅らせることによって）リードヘッドのインクリメンタルディテクターに向けて送信される光の位相を制御するように構成されている。本実施形態では、インクリメンタルトラック１０は、振幅スケールであるが、いずれのケースでも、より詳細に下記に説明されているように、光は、周期的なスケールマーク１４と相互作用し、回折された次数を発生させる。次いで、これらの回折された次数は、リードヘッド４によって提供される回折格子２６と相互作用し（より詳細に下記に説明されている）、リードヘッド４は、次いで、リードヘッドのインクリメンタルディテクター３６の上に合成信号を形成し、相対運動が検出および測定され得るようになっている。
リファレンストラック１２は、リファレンスマーク１６によって画定されるリファレンス位置を含み、リファレンスマーク１６は、このケースでは、リファレンストラック１２の残りの部分と比較されるコントラストフィーチャーを提供する。理解されることとなるように、インクリメンタルスケールトラックの中に埋め込まれているリファレンスマークを含む、多くの他のタイプのリファレンスマークが可能である。リファレンス位置は、リードヘッド４が、それがスケール６に対して位置する場所を正確に決定することができることを可能にするのに有用である可能性がある。したがって、インクリメンタル位置は、リファレンス位置からカウントされ得る。そのうえ、そのようなリファレンス位置は、リードヘッド４がその間でトラベルすることを許容されるスケール６の限界または端部を画定するために使用され得るという点で、そのようなリファレンス位置は、「限界位置」とも称されるものであることが可能である。
図２ａおよび図２ｂを参照すると、リードヘッド４は、本体部２０、蓋部２２、プリント回路基板（ＰＣＢ）アッセンブリ２４、およびガラスプレート２６を含み、ガラスプレート２６の上に回折格子が形成されている。リードヘッド４が組み立てられると、ＰＣＢアッセンブリ２４は、本体部２０の中に着座し、蓋部２２が、（たとえば、接着、溶接、圧着、または、スクリューなどのような追加的な機械的な手段を介して）本体部２０に固定されており、ＰＣＢアッセンブリ２４が本体部２０の中に含有されるようになっている。ＰＣＢアッセンブリ２４は、ＰＣＢ２７、ならびに、ケーブルコネクター３４、インクリメンタルフォトディテクター３６、リファレンスマークフォトディテクター３８、光源４０、および、ＰＣＢ２７の上に装着されている関連の処理電子機器を含む。そのうえ、示されているように、回折格子を含むガラスプレート２６は、本体部の下側のウィンドウ領域２８に装着されており、また、リードヘッド４へおよびリードヘッド４から信号およびパワーを運搬するためのケーブル３２が、ＰＣＢ２７およびケーブル３２の上の対応するコネクター３４、３９を介して、ＰＣＢアッセンブリ２４に接続されている。
インクリメンタルトラック１０に関して、供給源４０からの光は、回折格子を含有していないガラスプレート２６の一部分を介してリードヘッド４を離れ、周期的なスケールマーク１４の上に落ち、それは、回折パターンを画定する。したがって、光は、複数の次数へと回折し、それは、次いで、回折格子を含有するガラスプレート２６の一部の上に落ちる。本実施形態では、リードヘッドの回折格子は、位相格子である。次いで、光は、リードヘッドの回折格子によって、次数へとさらに回折させられ、それは、次いで、インクリメンタルフォトディテクター３６と干渉し、合成フィールド、このケースでは、干渉縞を形成する。
干渉縞の発生は、図３および図４を参照してより詳細に説明される。理解されることとなるように、図３は、エンコーダー装置において遭遇する現実の光学的な状況に関する非常に簡単化された説明図である。とりわけ、供給源からの１つだけの光線に関する状況が示されているが、実際には、インクリメンタルトラック１０の領域が、供給源によって照射されている。したがって、現実には、図３に示されている光学的な状況は、スケールの長さに沿って（すなわち、供給源によって照射される領域にわたって）何度も繰り返され、したがって、長い干渉パターンをディテクターに作り出し、それは、図４に概略的に図示されている。また、例示目的のために、＋／−１次だけが示されている（たとえば、理解されることとなるように、光は、複数の次数、たとえば、＋／−３次、＋／−５次などの回折次数へと回折させられることとなる）。光は、スケール６のインクリメンタルトラック１０の中の一連の周期的なフィーチャー１４によって回折させられ、回折次数は、ガラスプレート２６の上の回折格子に向けて伝搬し、インクリメンタルディテクター３６において合成フィールド４２（このケースでは、干渉縞であるが、たとえば、変調されたスポットであることが可能である）を形成する前に、ガラスプレート２６の上の回折格子において、光が再び回折させられる。図４に示されているように、合成フィールド４２は、ガラスプレート２６の上の回折格子およびスケール６からの光の回折された次数の再組み合わせによって作り出される。
インクリメンタルフォトディテクター３６は、合成フィールド４２（たとえば、干渉縞）を検出し、リードヘッド４によってコントローラー８などのような外部デバイスへケーブル３２を介して出力される信号を作り出す。とりわけ、リードヘッド４およびスケール６の相対移動は、インクリメンタルディテクター３６において、合成フィールドの変化（たとえば、ディテクター３６に対する干渉縞の移動、または、変調されたスポットの強度の変化）を引き起こし、その出力は、インクリメンタルアップ／ダウンカウントを提供するように処理され得、インクリメンタルアップ／ダウンカウントは、変位のインクリメンタル測定を可能にする。
インクリメンタルディテクター３６は、たとえば、複数のフォトダイオードを含むことが可能である。とりわけ、理解されることとなるように、干渉縞４２がインクリメンタルディテクター３６において作り出される実施形態では、インクリメンタルディテクター３６は、電気格子の形態であることが可能であり、電気格子は、換言すれば、フォトセンサーアレイであり、フォトセンサーアレイは、たとえば、２つ以上のセットの交互配置で組み合わされた／インターレースされた感光センサーを含むことが可能であり、それぞれのセットが、ディテクター３６において、干渉縞４２の異なる位相を検出する。例が図５に図示されており、図５では、インクリメンタルディテクター３６の一部が示されており、また、図５では、フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの４つのセットのフォトダイオードが交互配置で組み合わされており、セットの中のそれぞれのフォトダイオードからの出力が、単一の出力、Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、およびＤ’を提供するように組み合わせられている。図示されているように、（縞周期およびセンサー周期が同じである場合には、）時間の中の任意の１つの瞬間において、任意の１つのセットの中のすべてのフォトダイオードが、干渉縞の同じ位相の強度を検出する。このタイプのスケールおよびリードヘッドのより詳細が、特許文献４に説明されており、その内容全体が、参照により本明細書に組み込まれている。理解されることとなるように、電気格子／フォトセンサーアレイは、交互配置で組み合わされた３つだけのセットのフォトダイオードを含むことなどのような、他の形態をとることが可能であり、異なるレイアウトが使用され得る。
したがって、上記から理解され得るように、ガラスプレート２６の上の回折格子とインクリメンタルフォトディテクター３６との間の良好なアライメントを確実にすることが重要である可能性がある。これらのコンポーネント間の良好なアライメントを実現するための方法および装置が、図６から図１１に関連して下記に説明されている。
要約すれば、方法は、良好な信号を実現するために、動作時に使用されることとなる電気デバイスのセンサーから出力された信号を監視しながら（すなわち、このケースでは、インクリメンタルフォトディテクター３６からの出力を監視しながら）、アライメント調整されることとなるコンポーネントのうちの少なくとも１つ（このケースでは、インクリメンタルフォトディテクター３６をその上に備えるＰＣＢアッセンブリ２４）の位置を微調整することを含む（また、装置は、それを促進させる）。
したがって、図６から図１１を参照すると、装置は、ＰＣＢアッセンブリ２４をピックアップおよび移動させるためのマニピュレーター１０１を含む製造装置１００（明確化の目的のために、その一部だけが示されている）を含む。マニピュレーターは、第１のグリッパー１０２、第２のグリッパー１０４、および第３のグリッパー１０６を含み、第１のグリッパー１０２がＰＣＢアッセンブリ２４の一方の縁部に係合することができるように、ならびに、第２のグリッパー１０４および第３のグリッパー１０６がＰＣＢアッセンブリ２４の反対側に係合することができるように、第１のグリッパー１０２、第２のグリッパー１０４、および第３のグリッパー１０６は構成されている。一緒になって、第１のもの１０２、第２のもの１０４および第３のもの１０６は、ＰＣＢアッセンブリ２４を把持することが可能であり、ＰＣＢアッセンブリ２４を保持および移動させるようになっている。また、マニピュレーターは、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２を含み、それらは、ＰＣＢアッセンブリ２４の縁部の上に設けられた対応する電気接点に係合するためのものである。これらのスプリング付きの電気接点に加えて、電気接点が、第２のグリッパー１０４および第３のグリッパー１０６によって提供される。
製造装置１００は、マニピュレーター１０１（および、したがって、マニピュレーターのグリッパー１０２、１０４、１０６によって保持されるＰＣＢアッセンブリ２４）を３つの直交する線形の次元Ｘ、Ｙ、およびＺに移動させるためのドライブ（図示せず）を含む。また、それは、マニピュレーター１０１を捩じるための、すなわち、Ｚ軸線の周りに回転させるためのドライブを含む（随意的に、製造装置は、２つ以上の回転自由度でマニピュレーターを移動させるためのドライブを含むことが可能である）。この実施形態では、製造装置１００は、マニピュレーター１０１の中に保持されたＰＣＢアッセンブリ２７を制御することが可能であり、Ｚ軸線に対して平行な軸線の周りにそれを捩じる（すなわち、それを回転させる）ようになっている。また、製造装置１００は、第１のグリッパー１０２、第２のグリッパー１０４、および第３のグリッパー１０６、ならびに、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２を移動させるためのドライブ（図示せず）を含み、ＰＣＢアッセンブリ２４を選択的に係合／解放するようになっている。そのうえ、理解されることとなるように、製造装置１００は、位置フィードバックデバイス（たとえば、位置測定エンコーダー）を含み、それは、マニピュレーター１０１の位置（および配向）、ならびに、したがって、マニピュレーター１０１によって保持されたＰＣＢアッセンブリ２７の位置（および配向）を決定するために使用され得る。
また、製造装置１００は、ＰＣＢアッセンブリ２４がその中に位置付けされることとなる本体部２０のためのホルダー（図示せず）と、マニピュレーター１０１（ならびに、したがって、本体部２０およびＰＣＢアッセンブリ２４）に対してＹ次元およびＺ次元にスケールエレメント１１４を保持および移動させるためのステージ（図示せず）とを含む。繰り返しになるが、位置報告デバイス（たとえば、位置測定エンコーダー）は、ステージ（および、したがって、スケールエレメント１１４）のＹ次元およびＺ次元の位置を報告するために設けられている。
製造装置は、マニピュレーターの電気接点（すなわち、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２、ならびに、第２のグリッパー１０４および第３のグリッパー１０６によって提供される電気接点）へ／から、信号を送信および／または受信するためのプロセッサーデバイス（参照番号１２０によって概略的に図示されている）を含む。これは、有線リンクまたは無線リンクを介して行うことが可能である。また、同じプロセッサーデバイス１２０または異なるプロセッサーデバイスは、製造装置１００、とりわけマニピュレーター１０１を制御するように構成され得る。
図１０を参照すると、本発明によるプロセス２００を図示するフローチャートが示されている。方法は、ステップ２０２において開始し、ステップ２０２において、プロセッサー１２０は、ＰＣＢアッセンブリ２４をピックアップするようにマニピュレーター１０１を制御する。図６ａによって図示されているように、これは、第１のグリッパー１０２、第２のグリッパー１０４、および第３のグリッパー１０６、ならびに、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２が、ＰＣＢアッセンブリ２４（それは、ストレージポート（図示せず）の中に着座する）のいずれかの側に位置決めされるように、マニピュレーター１０１を位置決めすることを含み、また、次いで、図６ｂによって図示されているように、これは、第１のグリッパー１０２、第２のグリッパー１０４、および第３のグリッパー１０６、ならびに、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２を、それらがＰＣＢ２７に係合するように、ＰＣＢアッセンブリ２４に向けて前進させることを含む。ＰＣＢ２７は、その円周方向の縁部の上に電気接点パッドを有しており、それらは、第２のグリッパー１０４および第３のグリッパー１０６、ならびに、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２に係合するように位置付けされている。したがって、ＰＣＢアッセンブリのインクリメンタルフォトディテクター３６に接続するステップ２０４が、同時に実現される。
説明されている例では、電気パワーは、第２のグリッパー１０４および第３のグリッパー１０６を介してＰＣＢアッセンブリ２４に供給されており、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２は、信号ラインである。たとえば、必ずというわけではないが、スプリング付きの電気接点のうちの１つ（たとえば、第１のスプリング付きの電気接点１０８）が、通信ラインとして（たとえば、ＰＣＢアッセンブリ２４への、および／もしくは、ＰＣＢアッセンブリ２４からのコマンドを通信するために、ならびに／または、ＰＣＢアッセンブリ２４の一部として設けられた任意のメモリーデバイスへ／からデータを通信するために）使用され得、他の２つのスプリング付きの電気接点（たとえば、第２のスプリング付きの電気接点１１０および第３のスプリング付きの電気接点１１２）は、インクリメンタルフォトディテクター３６からプロセッサーデバイス１２０へ信号を送信するために使用され得る。理解されることとなるように、さまざまな他の構成の信号ラインが存在することが可能である。たとえば、リードヘッド４およびたとえばＰＣＢアッセンブリ２４が自分自身のパワー供給源（たとえば、バッテリー）を含む実施形態では、パワー供給のための電気接点は、不必要である可能性が高い。そのうえ、いずれかの実施形態では、通信ラインが必要でない。さらには、いくつかのセンサーは、１つの信号出力だけを提供し、したがって、１つの信号ラインだけが必要になることとなる。また、理解されることとなるように、センサーがプロセッサーデバイスと無線で通信する実施形態は、本発明の範囲内であることとなり、したがって、物理的な電気接点が必要ないということが可能である。
簡潔に図１１を参照すると、図示されているように、スプリング付きの電気接点（１０８、１１０、１１２）は、グリッパー（１０２、１０４、１０６）よりも長さが長い。そのうえ、ＰＣＢアッセンブリ２４がマニピュレーター１０１によってピックアップされる前に、それは、台形の台座１５０を含むストレージポートの中に着座している。したがって、マニピュレーター１０１がＰＣＢアッセンブリ２４の上方に降ろされるときには、スプリング付きの電気接点が、台形の台座１５０の傾斜した側部によって、ＰＣＢアッセンブリから離れるように外へ押される。次いで、台形の台座１５０がスプリング付きの電気接点をＰＣＢ２４から離れるように維持する間に、マニピュレーター１０１は、対向するグリッパーを引き合わせることが可能である。マニピュレーター１０１が台形の台座１５０から離れるようにそのストレージポートからＰＣＢアッセンブリ２４を持ち上げるときに、スプリング付きの電気接点は、それらの元の位置に向かって跳ね返り、それによって、ＰＣＢアッセンブリ２４の縁部に係合する。そのような構成は、ＰＣＢアッセンブリ２４をピックアップする途中に、スプリング付きの電気接点がＰＣＢアッセンブリ２４に衝突することを回避し、また、スプリング付きの電気接点がＰＣＢ２７に力を及ぼす前にグリッパーがＰＣＢ２７を良好に保持することを確実にする（それは、そうでなければ、マニピュレーター１０１の中のＰＣＢアッセンブリ２４の位置決めに影響を与える可能性がある）。理解されることとなるように、グリッパー１０２、１０４、１０６がＰＣＢ２７を良好に保持するまで、スプリング付きの電気接点１０８、１１０、１１２がＰＣＢアッセンブリ２４に衝突せず、ＰＣＢ２７に接触しないことを確実にする他の方式が存在する。たとえば、ＰＣＢストレージポートは、ポケットを含むことが可能であり、マニピュレーター１０１がグリッパーおよびスプリング付きの電気接点をＰＣＢアッセンブリ２４に向けて降ろすときに、スプリング付きの電気接点１０８、１１０、１１２がポケットの中へスライドする。次いで、グリッパー１０２、１０４、１０６がＰＣＢ２７を良好に保持し、マニピュレーター１０１がストレージポートからＰＣＢアッセンブリ２４を持ち上げるまで、ポケットは、ＰＣＢ２７に接触しないようにスプリング付きの電気接点１０８、１１０、１１２を保持することが可能である。
図６ｃおよび図６ｄによって図示されているように、ステップ２０６において、マニピュレーター１０１は、ＰＣＢアッセンブリ２４を移動させ、リードヘッドの本体部２０の中にそれを位置付けするようになっている。本体部２０は、マニピュレーター１０１の移動体積の中のポイントにおいて、ホルダー（図示せず）によって、測定装置１００によって保持される。このポイントにおいて、本体部２０は、蓋部２２を有していないが、それは、そのウィンドウ領域２８の中に装着された回折格子を含むガラスプレート２６を有している。上記に説明されているように、および、図６ｃ、図６ｄ、および図７に図示されているように、回折格子を効果的に画定する周期的なフィーチャー（たとえば、使用時に、リードヘッド４がスケール６の上のインクリメンタルトラック１０の中に見ることとなるようなもの）を有するスケールエレメント１１４が、ウィンドウ２８、および、したがって、ガラスプレート２６の下に位置付けされ、かつ、ステージ（図示せず）の上に装着されており、ステージは、スケールエレメント１１４をＹ次元におよびＺ次元にも移動させるように駆動させられ得る。
ステップ２０８において、ＰＣＢアッセンブリ２４の位置が、マニピュレーター１０１によって微調整される。要約すれば、これは、第２のグリッパー１０４および第３のグリッパー１０６によって提供される電気接点を介してＰＣＢアッセンブリ２４にパワーを与えることを含み、光源４０が活性化させられ、スケールエレメント１１４を照射するようになっている。このケースでは干渉縞の形態の合成フィールドが、次いで、図３および図４に関連して上記に説明されている様式で、インクリメンタルフォトディテクター３６の上に作り出される。インクリメンタルフォトディテクター３６は、干渉縞の検出に応答して信号を作り出し、干渉縞は、スケールエレメント１１４の移動とともに変化する。そのような信号は、第２のスプリング付きの電気接点１１０および第３のスプリング付きの電気接点１１２を介して、分析のためにプロセッサー１２０に渡される。要約すれば、本発明による方法は、プロセッサー１２０のプロセスを含み、プロセッサー１２０は、インクリメンタルフォトディテクター３６から信号を受信し、スケールエレメント１１４がＹ次元に移動させられている間に信号を解析する。（たとえば、所望の振幅の）所望の信号がインクリメンタルフォトディテクターから取得されるまで、ＰＣＢアッセンブリ２４の位置が微調整される。
１つの特定の実施形態では、方法は、Ｚ次元、および、また、そのヨー配向（すなわち、Ｚ軸線に平行なＰＣＢ２７の中心を通る軸線の周りのその角度配向）において、ＰＣＢアッセンブリ２４の位置決め／微調整（たとえば、ファインチューニング）を支援するためだけに、インクリメンタルフォトディテクター３６センサーからの出力を使用することを含む。とりわけ、方法は、リードヘッドの本体部２０の中の初期の位置および配向においてＰＣＢアッセンブリ２４を位置決めすることを含むことが可能である。初期の位置におけるＰＣＢアッセンブリ２４のＺ位置／高さは、高過ぎると予期される高さに設定され得る。実際に、これが低過ぎ、および、したがって、ＰＣＢ２７が、本体部２０のベースに衝突するケースに備えて、ならびに／または、ＰＣＢ２７が、ＰＣＢ２７と本体部２０のベースとの間の任意の事前塗布された接着剤（それは、最終的には、ＰＣＢアッセンブリ２４を本体部２０に留めるために使用される）があまりにも薄く圧迫されることを引き起こすケースに備えて、最終的な所望の高さであると予期され得る高さにＰＣＢアッセンブリ２４を最初に設置しないことが有利である可能性がある。
次いで、方法は、スケールエレメント１１４をＹ次元に移動させることと、プロセッサー１２０がインクリメンタルフォトディテクター３６からの信号を監視することとを含むことが可能である。次いで、プロセッサー１２０がインクリメンタルフォトディテクター３６からの信号を監視する間に、スケールエレメント１１４のＺ位置／高さが調節され、次いで、再びＹ次元に移動させられ得る。これは、スケールエレメント１１４の複数の異なる高さに関して繰り返され得る。異なる高さに関するインクリメンタルフォトディテクター３６の出力が分析され、本体部２０に対するＰＣＢアッセンブリ２４の高さをどのように調節するかということを決定し（たとえば、ＰＣＢアッセンブリ２４が本体部２０の中へどれだけ低下させられるべきであるかということを決定し）、それが最終的に使用されることとなる、リードヘッド２０の好適なライド（ride）高さにおいて良好な信号を実現することが可能である。次いで、本体部２０に対するＰＣＢアッセンブリ２４の高さは、マニピュレーター１０１によって変化させられ得る。
次いで、本体部の中のＰＣＢアッセンブリ２４の異なるヨー配向のために、Ｙ次元に沿ってスケールエレメント１１４を移動させる（それは、ヨー配向を制御するマニピュレーター１０１によって実現され得る）ことによって、および、インクリメンタルフォトディテクター３６からの信号を監視することによって、ＰＣＢアッセンブリ２４のヨー配向が微調整され得る。次いで、異なるヨー配向のためにインクリメンタルフォトディテクター３６の出力が分析され、本体部２０に対してどのヨー配向にＰＣＢアッセンブリ２４を設定するかということを決定することが可能である。
望まれる場合には、スケールエレメント１１４の異なるＺ位置のために、インクリメンタルフォトディテクター３６の出力を監視することによって、ＰＣＢアッセンブリ２４の高さが、再びチェックされ得る。
この実施形態では、Ｘ、Ｙ横方向位置、ならびに、ピッチおよびロール配向（ＸおよびＹ軸線に平行な軸線の周りの角度配向）は、本発明の方法によって調節／微調整されない。むしろ、マニピュレーターが本体部２０に対してＰＣＢアッセンブリ２４をそれらの次元／配向に正しく位置決め／配向させていると仮定することによって、それらは設定されている。本例では、そのような仮定は、それらの次元／配向におけるＰＣＢアッセンブリ２４の一般的な位置／配向が（マニピュレーター１０１／製造装置１００の上の位置フィードバックデバイスからのフィードバックを使用して）マニピュレーター１０１および本体部２０の位置の知識から決定され得るということによって左右され得、本体部２０は、測定装置１００のホルダーによって（すなわち、固定された位置に）保持されている。理解されることとなるように、ＰＣＢアッセンブリ２４がマニピュレーターのグリッパー１０２、１０４、１０６によって保持される正確な位置の中に、いくらかの不確実性が存在する可能性がある。そのような場合には、カメラが使用され、ＰＣＢアッセンブリ２４がマニピュレーター１０１によってピックアップされるとＰＣＢアッセンブリ２４をイメージ化し／見ることが可能であり、そのＸおよびＹ位置が決定され得るようになっている。また、特に、カメラが相対的に幅の狭い被写界深度を有する場合には、カメラは、マニピュレーター１０１に対するＰＣＢアッセンブリ２４の概算的なＺ位置を提供することが可能である。
そのうえ、本例では、説明されているリードヘッドのタイプの精度は、ＸおよびＹ次元（または、そのピッチ配向およびロール配向）におけるＰＣＢアッセンブリ２４のインクリメンタルフォトディテクター３６の設置に対して、Ｚ次元およびヨー配向におけるその設置および配向に対するものほど敏感ではなく、したがって、ＸおよびＹ位置、ならびに、ピッチおよびロール配向にＰＣＢを微調整／ファインチューニングすることは、Ｚおよびヨーの自由度におけるＰＣＢの微調整／ファインチューニングほど重要ではない。
上記に説明されているように、インクリメンタルフォトディテクター３６からの信号が監視／分析される。理解されることとなるように、信号がインクリメンタルフォトディテクター３６から出力されるときに、信号は分析され得る。随意的に、信号は、その後のポイントにおいて、たとえば、相対的な異なる高さ／配向においてすべての関連の信号が取得された後に、メモリーの中に記録され、分析され得る。
また、理解されることとなるように、正確に、信号のどの態様が分析されるかということは、製造されている電子デバイスのタイプ、電子デバイスのセンサーによって出力される信号のタイプ、および／または、センサーもしくは他のコンポーネントが正確にどの程度精密に位置決めされる必要があるかということを含む、特定のさまざまな要因に依存する可能性がある。たとえば、方法は、信号の振幅を見ることを含むことが可能である。
本例では、インクリメンタルフォトディテクター３６は、互いから９０°位相がずれた（理想的には）２つの一般的な正弦波を出力し、それは、一般に直交信号と称される。そのような信号は、リサージュを作り出すために使用され得、信号の１つの実装形態が使用され、インクリメンタルフォトディテクターの直交信号によって作り出されるリサージュの半径を決定すること、および、所望の公差バンドの中の半径が実現されるまで、少なくとも１つの自由度における位置および／または配向を微調整することが可能である。
信号が所定の基準を満たす位置にＰＣＢアッセンブリ２４があるということをプロセッサー１２０が決定すると、ＰＣＢアッセンブリ２４が、適切な場所に固定される。たとえば、これは、たとえば、ＰＣＢ２７と本体部２０のベースとの間に以前に適用され得たＰＣＢ２７を適切な場所に接着することによって、および、たとえば、本体部２０のベースとＰＣＢ２７との間の接着剤にＵＶ光を方向付けすることによってＵＶ硬化性の接着剤を硬化させることによって、実現され得る。ＵＶ光を介してそのように硬化させることを支援するために、孔部／ウィンドウ／ＵＶ透過領域などが、ＰＣＢの中に、特に、接着剤が位置付けされている領域に設けられ得、ＵＶ光が、接着剤を硬化させるために、ＰＣＢを通って照らされ得るようになっている。
ＰＣＢアッセンブリ２４が本体部２０に固定されると、プロセッサーデバイス１２０は、マニピュレーター１０１を制御し、それがグリッパー１０２、１０４、１０６およびスプリング付きの電気接点１０８、１１０、１１２を後退させることを引き起こし、マニピュレーター１０１からＰＣＢアッセンブリ２４を解放するようになっている。次いで、ケーブル３２が、ＰＣＢコネクター３４に接続され得、蓋部２２が、本体部２０に適用され得る（それは、たとえば、同じ製造装置１００、異なる製造装置、または人間によって行われ得る）。
説明されている実施形態では、グリッパーおよびスプリング付きの電気接点が、同じ次元においてＰＣＢ２７に対して付勢される。これは、グリッパーおよびスプリング付きの電気接点が互いに争う（それは、ＰＣＢ２７の逆移動につながる可能性がある）ことにならないことを確実にする。そのうえ、電気接点およびグリッパーは、ＰＣＢ２７を横切って横方向に、および、とりわけ、ＰＣＢ２７の平面的な面同士の間に延在する縁部に対抗して、付勢される。これは、ＰＣＢ２７の平面的な面の上の貴重なスペースを使い尽くさなければならないということを回避し、したがって、ＰＣＢ２７のサイズを最小に維持することを助ける。しかし、理解されることとなるように、これは、必ずしもそうである必要はない。たとえば、マニピュレーターは、ＰＣＢ２７の平面的な面のうちの少なくとも１つの上に設けられた接点に係合する電気接点ピンを有することが可能である。随意的に、グリッパーは、ＰＣＢ２７の平面的な面に係合することが可能である。
説明されている実施形態では、インクリメンタルフォトディテクター３６からの信号は、第１のスプリング付きの電気接点１０８、第２のスプリング付きの電気接点１１０、および第３のスプリング付きの電気接点１１２を介して提供される電気接点を介して、プロセッサーデバイス１２０に伝達される。理解されることとなるように、これは、必ずしもそうである必要はない。たとえば、ＰＣＢアッセンブリ２４は、プロセッサーデバイス１２０に信号を無線で送るための無線送信器を含むことが可能である。このケースでは、パワーは、ＰＣＢに係合するマニピュレーター１０１によって提供される電気接点を介して、ＰＣＢアッセンブリ２４に供給され得る。随意的に、ＰＣＢアッセンブリ２４は、光源、センサー、および、任意の無線送信器を含む、ＰＣＢアッセンブリ２４にパワーを与えるためのバッテリーを含むことが可能である。
随意的に、データは、ＰＣＢ２７の上のメモリーデバイスとプロセッサーデバイス１２０（または、実際に別のプロセッサーデバイス）との間で伝達され得る。たとえば、データ（たとえば、リードヘッドの製造または使用の間に使用するためのデータ）は、ＰＣＢ２７の上のメモリーデバイスの中へロードされ得る（または、実際には、ＰＣＢ２７の上のメモリーデバイスから抽出され得る）。そのようなデータのタイプの例は、製造番号、部品番号、キャリブレーションデータ、製造日を含む。
上記に説明されている実施形態では、ＰＣＢアッセンブリ２４の位置は、マニピュレーター１０１によって操作されている。しかし、理解されることとなるように、単にインクリメンタルフォトディテクター３６の位置だけが調節され得、次いで、所望の位置が見出されたときに、それはＰＣＢ２７に固定され得、ＰＣＢ２７は、前もって本体部に装着されていてもよい。随意的に、インデックスグレーティングを含むガラスプレート２６の位置は、ＰＣＢアッセンブリ２４の代わりに、または、ＰＣＢアッセンブリ２４とともに、操作され得る。すべてのケースにおいて、インクリメンタルフォトディテクター３６からの信号は、インクリメンタルフォトディテクター３６およびガラスプレート２６の好適な相対位置を決定するために使用され得る。
上記に説明されている実施形態では、位置エンコーダーが、インクリメンタルエンコーダーである。それにもかかわらず、理解されることとなるように、本発明は、アブソリュートエンコーダーを含む、他のタイプの位置エンコーダーにも適用可能である。たとえば、特許文献３に説明されているものを含む、多くのアブソリュートエンコーダーは、スケールのイメージを検出するためにレンズを使用する。本発明は、たとえば、イメージングレンズとイメージセンサーとの間のアライメントを支援するのに有用である可能性がある。
上記の実施形態では、電気デバイスは、光学的な位置測定エンコーダー装置のためのリードヘッドである。また、理解されることとなるように、本発明は、磁気的なおよび容量性の位置測定エンコーダーを含む、他のタイプの位置測定エンコーダーなどのような他の電気デバイスの製造を支援するために使用され得る。他の例は、温度センサー、圧力センサー、プローブ、たとえば、測定プローブ、とりわけ、座標測定機（ＣＭＭ）および工作機械などのような座標位置決め装置の上で使用されるタイプなどのような位置測定プローブなどのような、他のタイプのセンサーを含む。
また、本発明者は、（たとえ、上記の実施形態のもののようなセンサーに接続していなくても、）製造の間にその位置が操作されながら、ＰＣＢなどのような電子コンポーネントへの電気的な接続を提供することが有用であることを見出した。たとえば、最終製品への組み立ての前にＰＣＢ２７／ＰＣＢアッセンブリ２４の機能をテストすることが有用である可能性がある。また、電子コンポーネントをプログラムすること、または、電子コンポーネントからの他のデータを抽出／構築／テストすることが、有用である可能性がある。とりわけ、ＰＣＢに接続するとき、ＰＣＢの縁部の上に提供される接点を介して接続することは、有利である可能性がある。その理由は、それが、ＰＣＢスペースを節約し、コストを低減させ、また、ＰＣＢの変形を回避するのを助けることが可能であるからである。
Claims (13)
- 位置測定エンコーダー装置のためのリードヘッドを含む測定デバイスを製造する方法であって、前記リードヘッドは少なくとも１つのセンサーを含み、前記方法は、
前記センサーからの出力を使用して前記リードヘッドの少なくとも１つのコンポーネントおよび前記少なくとも１つのセンサーをお互いに対して位置決めするステップであって、前記センサーからの出力を使用して、前記センサーおよび／または前記少なくとも１つのコンポーネントの相対的な場所を微調整することを含むステップ
を含み、
前記少なくとも１つのコンポーネントは、光学コンポーネントを含み、前記方法は、前記センサーを保持しおよび移動させるアクチュエーターと、前記センサーからの前記出力を使用して、前記センサーの位置決めをするように前記アクチュエーターの運動を制御するプロセッサーデバイスと、を含む製造装置の使用を含むことを特徴とする方法。 - 前記光学コンポーネントは、レンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記光学コンポーネントは、回折格子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- 前記製造装置は、前記アクチュエーターによってそれが保持されるときに前記センサーに電気的に接続するための、少なくとも１つの電気コネクターを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記アクチュエーターは、前記少なくとも１つの電気コネクターを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 前記アクチュエーターは、前記コンポーネントに係合するための少なくとも１つのグリッパーを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
- 前記少なくとも１つのグリッパーのうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの電気コネクターを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 前記センサーは、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）の上に装着されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アクチュエーターは、前記コンポーネントに係合するための少なくとも１つのグリッパーを含み、
前記少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、前記ＰＣＢに対抗して同じ方向に付勢されることを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 前記少なくとも１つのグリッパーおよび少なくとも１つの電気コネクターは、前記ＰＣＢを横切って横方向に付勢されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
- 前記センサーは、一連のマーキングを含むスケールを読み取るのに適切であり、前記センサーの前記出力は、前記リードヘッドおよびスケールの相対位置を決定する際に使用するために構成されており、前記方法は、前記センサーがキャリブレーションアーチファクトを検出することができるように、前記キャリブレーションアーチファクトを設置するステップと、前記センサーからの前記出力を使用して、前記センサーおよび／または光学コンポーネントの相対的な場所を微調整するステップとを含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサーは、干渉縞を検出するためのフォトディテクターのアレイを含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサーは、干渉縞の異なる位相を検出するための、交互配置で組み合わされたフォトディテクターの２つ以上のセットを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
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