JPS6043663B2 - 自動位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば半導体素子製造過程における微小物体の
位置決め等において使用される自動位置制御装置に関す
るものである。

トランジスタ、ＩＣ（集積回路）等の半導体素子を製造
する過程においては、極めて微小な素子構成部材を所定
位置に精度よく位置決めする必要がある。

例えばダイ・マウント（ＤｉｅＭＯｕｎｔ）工程、ワイ
ヤ◆ボンディング（ＷｉｒｅＢＯｎｄｉｎｇ）工程にお
ける位置決め操作がこれに相当する。このような位置決
め操作を行なう場合の位置決め方式として、従来は顕微
鏡を用い手動にて微小物体の位置を移動させるところの
、手動位置決め方式が主として採用されていた。しかし
上記の手動位置決め方式は、操作が煩雑で非能率的であ
ると共に、作業に高度の熟練を要する欠点があつた。然
るに上記位置決め操作を自動化するには、技術的に種々
困難があり、実用化されているものは少ない。自動位置
決めのための位置検出器としてテレ．ビジョンカメラが
よく用いられている。特開昭４８一１６関号に記載され
ている７物体の位置決め方法およびその装置ョはその一
例である。しかし乍ら、この種のものはラスタ用のコイ
ルに常時通電しなければならないので、構成部品の熱変
形等を．生じ易く、その影響で光軸の経時変化を招くお
それがある。またテレビジョンカメラではアナログ信号
を取扱うことから外部からのノイズが介入し易いうえド
リフトを起こし易い等の難点がある。さらにテレビジョ
ンカメラでは撮像管の光電面の−性能に関する残像が問
題になる。すなわち前述した半導体の位置決めなどでは
迅速性を要求されるので残像がサイクルタイムを遅くす
る。かくしてテレビジョンカメラは前述の精度上の問題
と作業能率の点で事実上使用不能である。またテレビジ
ョンカメラにおいては走査線の走査方向が一定であるの
で後述するように２次元の物体位置信号を得るのが面倒
となるうえ、一画面の走査線数によつて画面垂直方向の
測定精度が決定される。したがつて測定精度向上の為に
は走査線数を増大させねばならず、高価なテレビジョン
カメラを要することになる。位置検出器として上記テレ
ビジョンカメラを用）いた位置決め装置の他には、被制
御体の拡大投影像による位置決め装置が知られている。

これは被制御体の拡大投影像をスクリーン上に写し出し
、スクリーン上に設けた太陽電池などの数個の光電素子
により上記拡大投影像のエッジ部分をアナロ；グ的に検
出してその出力が所定の設定値になるようにして位置決
めを行なう装置である。しかるに、このような投影方式
のものは被制御体の側面が上面に対して直角に切断され
ていれば問題ないが、一般には切断面が斜めになるのを
免れ得な”い。しかもエッジ部分は通常かなりの凹凸を
有している。したがつて正確な位置決めを行なえない欠
点がある。また被制御体のエッジ部分等に性能的には問
題ない程度の欠損があつた場合にも検出不能になつたり
、位置決めが不正確になつたりする欠点がある。さらに
半導体製造工程におけるダイ●マウント（ＤｉｅＭＯｕ
ｎｔ）工程についていえば各光電素子からアナログ信号
を得るものであるため、半導体ペレットが貼着している
ビニールシート等に塵埃等が付着していると、正確なエ
ッジ検出を行なえない欠点がある。一方、落射照明によ
つて被制御体の上面の像を得ることも容易に与えられる
。

すなわち、この像を用いて前記投影像の場合と同様にし
て位置決めを行なうものである。しかしこの装置は被制
御体上のパターンが光電素子の出力に影響を及ぼすので
、やはり正確な位置決めはできない。本発明はこのよう
な事情を考慮してなされたもので、その目的は微小物体
ディジタル的に信号処理して自動的に精度よく位置制御
することができ、しかも熱的にも電気的にも安定で外部
からの影響を豪るおそれがなく、そのうえ被制御体の一
部に欠損部分があつても位置決め等が可能であり、加え
て安価に製作し得る自動位置制御装置を提供することに
ある。

以下、本発明の詳細な説明に示す実施例によつて明らか
にする。

第１図はこの発明の一実施例である半導体製造工程のダ
イ・マウント位置決め装置を示す概略図である。この第
１図において、検出器１は後述する光電変換素子等を内
蔵し且つ下端部に光学的検出機構２を備えたもので、基
台３に植設された支柱４に対して上下動自在に装着され
ている。上記光学的検出機構２は光源５からの光によつ
てその機能を発揮するが、この点については検出器１、
光学的検出機構２等と共に後述する。前記基台３上には
回転テーブル６ａが設けてある。この回転テーブル６ａ
は基台３上に設置されているパルスモータ７を回転させ
ることにより、前記光学的検出機構２の光軸を中心とし
て矢印Ａで示す如く回転する。上記回転テーブル６ａの
上面にはＸＹテーブル６ｂが設けてある。このＸＹテー
ブル６ｂは前記回転テーブル６ａ上に設置されたＸ軸用
パルスモータ８を回転させることにより、Ｘ軸方向つま
り矢印Ｂ方向に直線的に移動し、同じくテーブル６ａ上
に設置されたＹ軸用パルスモータ９を回転させることに
より、Ｙ軸方向つまり矢印Ｃ方向に直線的に移動する。
上記ＸＹテーブル６ｂ上には、複数個の半導体ペレット
１０を適当な間隔で載置した透明シート１１が設置され
る。光源１２は前記光学的検出機構２の光軸と前記半導
体ペレット１０の載置面との交点Ｄに、各ペレット１０
の大きさよりも小さな光スポットを形成するためのもの
で、基台３に一端を固定した屈折動自在な支持アーム１
３の他端に取着されている。検出器制御回路１４は前記
検出器１に内蔵されている光電変換素子における各素子
の出力状態を走査検出するための回路である。すなわち
この回路１４は例えばリングカウンタ、シフトレジスタ
等により走査パルスＳＰを形成して前記検出器１に順次
送込むと共に、この検出器１からの応答パルス０Ｐを検
出出力としてデータ処理回路１５へ送出する。データ処
理回路１５は上記検出出力をディジタル的に処理するこ
とにより、被制御体すなわち前記半導体ペレット１０の
位置情報を得、この位置情報に基づく位置補正信号ＣＳ
をモータ駆動制御回路１６へ与えるための回路であり、
ミニコンピュータ、マイクロコンピュータ等の演算装置
を以つて構成されている。上記モータ駆動制御回路１６
は前記位置補正信号ＣＳおよび端子１７に与えられる指
令信号０Ｓに応じて前記ｘ軸用パルスモータ８、Ｙ軸用
パルスモータ９、テーブル回転用パルスモータ７に対し
、正逆回転用駆動パルスＤＰｌ，ＤＰ２，ＤＰ３をそれ
ぞれ与える。第２図は前記第１図に示した装置の光学系
を示す図である。

この第２図において、２１は前記光源１２を構成するラ
ンプであり、このランプ２１から発した光は集光レンズ
２２によつて集光されることにより、前記透明シート上
のＤ点に光スポットとして照射される。上記透明シート
１１を透過した光は別の集光レンズ２３によつて集光さ
れたのちフォトダイオード２４へ入射する。したがつて
Ｄ点上に半導体ペレット１０が位置していれば、フォト
ダイオード２４への入射光は上記半導体ペレット１０に
よつて断たれることになる。一方２５は前記光源５を構
成するランプであり、このランプ２５から発した光は凸
レンズ２６により略平行な光線に変換されたのち、半透
鏡２７によつて光軸Ｅに平行な光となる。そして上記光
軸Ｅに平行な光は一対の対物レンズ２８ａ，２８ｂを介
して前記Ｄ点上の半導体ペレット１０を照射する。しか
して上記半導体ペレット１０は、対物レンズ２８ａ，２
８ｂ〜半透鏡２７〜結像レンズ２９からなる結像要素に
より、結像面Ｆに結像する。上記結像面Ｆには光電アレ
イ３０が設置されている。この光電アレイ３０は、複数
個の微小な光電変換素子を規則的に配列したもので、た
とえば第３図にｘ１〜Ｘｎ，Ｙｌ〜Ｙｎなる記号で示さ
れているように、多数の光電変換素子３１をｎ行ｎ列の
マトリクスとなるように配設したものとなつている。し
かして上記光電アレイ３０は前述したように検出器制御
回路１４からの走査パルスＳＰによつてその状態を走査
検出されるものであ・る。次に上記のように構成された
装置の動作を第８図ａ−ｇに示す位置決め動作説明図お
よび第４図、第５図に示すタイムチャートを参照しつつ
説明する。

先ずモータ駆動制御回路１６の端子１７ｊに予備位置決
めをなすための指令信号０Ｓを与える。そうすると、上
記回路１６から駆動パルスＤＰｌ，ＤＰ２が送出される
。このため、Ｘ軸用パルスモータ８、Ｙ軸用パルスモー
タ９が回転しＸＹテーブル６ｂをＸ軸方向およびびＹ軸
方向に移動させる。このＸＹテーブル６ｂの移動によつ
てこのテーブル上に載置されている半導体ペレット１０
の一つが光軸ＥにおけるＤ点上にくると、光源１２から
の光がこの半導体ペレット１０によつて遮ぎとられる。
したがつてフォトダイオード２４へそれまで入射してい
た光がなくなり、このダイオード出力が零になる。この
ため、モータ駆動制御回路１６へ与えられていた予備位
置決め動作用の指令信号０Ｓが断たれ、ＸＹテーブル６
ｂの移動が停止する。この状態になつたところで予備位
置決め動作は終了し、引き続き本位置決め動作が開始す
る。すなわち、光軸上に位置した半導体ペレット１０は
、光源５からの光によつて明るく照らされる。したがつ
て上記半導体ペレット１０の光学像が対物レンズ２８ａ
，２８ｂ１半透鏡２７結像レンズ２９の作用により結像
面Ｆに結像する。このとき上記光学像の少なくとも一部
は光電アレイ３０上に結像することになるが、本位置決
め動作がなされていない状態では通常第３図ａに示すよ
うに、光電アレイ３０と光学像１『とは完全に一致した
のとはならない。そこでこの位置ずれのあるペレットを
正しい位置すなわち光電アレイ３０と光学像１『が第３
図ｅの如くなるように位置制御する。第３図ｅかられか
るようにｘ１とＸ２との間およびｙ１とＹ２との間を境
として光学像のエッジが位置し、正常なペレットではＸ
ｌ，ｙｌを除くすべての光電アレイ上に光学像が形成さ
れる。以下、位置制御の順序を説明する。

前記予備位置決め動作の終了時において、第４図に示す
よう．な走査開始信号ＳＴをフォトダイオード２４から
の信号にて形成し、これを検出器制御回路１４に与える
。そうすると、上記制御回路１４からは第４図に示すよ
うな走査パルス（クロック信号）ＳＰが送出され、これ
が光電アレイ３０の各光電．変換素子３１の入力端に対
し１個すつ順次供給されていく。たとえば第３図ａにお
いて、最上部の行ｙ１について左から右へ順次供給され
ていく。そして次にその下の行Ｙ２について同様に左か
ら右へ順次供給されていく。以下同様にしてｎ行目一ま
で順次供給されていく。つまりテレビジョン装置におけ
る電子ビーム走査と同様な走査がなされる。このような
走査が行なわれる結果、各光電変換素子３１の出力端に
は第４図に示すような検出出力ＷＤが現われる。この検
出出力ＷＤのうちＷＤＡｌ，ＷＤＡ２・・・は光電アレ
イ３０の各行についてのペレット光学像１『が形成され
ている領域における光電変換素子３１の出力であり、Ｒ
ｌＪ信号である。また検出出力ＷＤのうちＷＤＢｌ，Ｗ
ＤＢ２・・・は光電アレイ３０の各行についてのペレッ
ト光学像１『が形成されていない領域における光電変換
素子３１の出力であり、ＲＯＪ信号である。なお、第４
図中のＭは一行ごとの終・了信号であり、Ｎは一画面の
終了信号である。したがつて走査開始信号ＳＴから一画
面終了信号Ｎまでの期間■１における検出出力つまりビ
デオ信号が一画面のデータとなる。第４図中Ｈｌ，Ｈ２
・・・Ｈｎは各行の走査期間を示している。上記一連の
データＷＤＢｌおびＷＤＡｌ，ＷＤＢ２およびＷＤＡ２
・・・は検出器制御回路１４に対する応答パルス０Ｐと
なつて送出され、これがデータ処理回路１５の入力とな
る。しかしてデータ処理回路１５においては、最初の一
画面のデータが入力されると、ｙ１〜Ｙｎの各行に含ま
れているＲｌＪ信号の数つまり第４図の期間Ｈｌ，Ｈ２
・・・Ｈｎ毎のＷＤＡｌ，ＷＤＡ２・・・の数を計数し
、その計数値が所定値以下、たとえば行の光電素子数ｎ
の２０％の値以下の行であつて且つｙ１行に連なる行の
数ＹＡと、Ｙｎ行に連なる行の数ＹＢとが求められる。
このＹＡまたはＹＢを用いてＹ軸方向の半導体ペレット
１０の位置決め出力を得るのであるが、ＹＡを選ぶかＹ
Ｂを選ぶかはｙ１行の１し信号の数が前記所定値以下で
あるか否かによつて決定される。すなわちｙ１行のＲｌ
Ｊ信号の数が所定値以下である場合にはＹＡを選び、ｙ
１行のＲｌＪ信号の数が所定値以上であればＹＢを選ぶ
。たとえば今、ｙ１行のＲｌＪ信号の数が所定値以上で
あるとすると、ＹＢが選ばれ光学像１『が一Ｙ方向に（
ＹＢ＋１）ａ（ａ：光電素子間隔）だけ移動するごとく
位置補正信号ＣＳがデータ処理回路１５から送出される
。この位置補正信号ＣＳがモータ駆動制御回路１６に入
力すると、この回路１６から駆動パルスＤＰ２が送出さ
れＹ軸用パルスモータ９に与えられる。したがつてＸＹ
テーブル６ｂは第１図矢印Ｃで示すＹ軸方向への移動を
行なう。その結果ペレット光学像１『は第３図ａに矢印
で示す如くＹＢ＝０となす方向つまソーＹ方向へ移動し
、第３図ｂのような位置に結像する。もし、ｙ１行の１
しの数が所定値以下であり、ＹＡが選ばれたときには、
（ＹＡ−１）×ａだけ光学像１『がＹ方向に移動するよ
うに同様にテーブル６ｂが制御される。このようなＹ軸
方向の位置決め動作を、つぎの一画面のデータにより再
び行なう。

この場合、半導体ペレット１０は、その光学像１『が第
３図中上方へ移動するように位置決めされる可能性もあ
る。しかし最終的には第３図ｂに示す如くになる。つぎ
に、走査パルスは光電アレイ３０のｙ１からＹｎの光電
素子に順次供給される。

すなわち、Ｙ方向の位置決めの場合と直角な方向に走査
する。このような走査法によりｘ１〜Ｘｎの各列に含ま
れるＲｌＪ信号の数が上記の場合と同様に求められ、Ｘ
軸方向の位置決め動作が行なわれる。その結果、ペレッ
ト光学像１『は第８図ｂに矢印で示す如く、ＸＢ＝１と
なる方向つまソーＸ方向へ移動し第３図ｃのような位置
に結像する。次の一画面のデータがデータ処理回路１５
に入力すると、この回路１５においてｙ１行からＹｋ行
までの各行について第５図に示す如くＪＯＪ信号からｒ
１ョ信号に変るまでの素子数Ｚｉ−Ｚｋが求められる。
そして次式の計算が行なわれ半導体ペレット１０の回転
角θを算出する。上式のθの値に相当する位置補正信号
ＣＳがデータ処理回路１５からモータ駆動制御回路１６
に与えられると、駆動パルスＤＰ３をパルスモータ７に
供給する。

このため回転テーブル６ａが光軸Ｅを中心に第１図中矢
印Ａで示す如く回転する。その結果、ペレット光学像１
『は第３図ｃのθがθ＝０となる方向へ回転し、第８図
ｄに示すような位置に結像する。この状態になると、半
導体ペレット１０はＸ，Ｙ軸方向に若干ずれることにな
る。しかして次の数画面のデータにより、再び前述した
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置決め動作を行なうことに
より、結局第３図ｅに示す如く所定の位置へ正確に位置
決めされる。すなわちｙ１行、ｘ１列についてはＲＬ信
号の数が所定値以下であり、ｙ桁、Ｘ２列についてはＲ
ｌＪ信号の数が所定値より大である状態にて位置決めが
完了する。上記のような位置決め動作がなされることに
よつて、たとえば第３図ｆに示すように半導体ペレット
１０のコーナ部が欠損していても位置決めすることがで
きる。

なお半導体ペレット１０の欠損が大きい場合は、第３図
ｇに示すような状態で位置決めが完了することになる。
このような場合、データ処理回路１５において、第３図
Ｅ，ｆ，ｇに二点鎖線で示した枠内のＲＯＪ信号の数を
監視するようにし、上記ＲＯョ信号の数が一定限界を越
えた場合には不良品であることの判定を下すようにすれ
ば、ワレ、カケなどのある不良品をこの過程で発見する
ことができる。なお、ダイ・マウントのように前の工程
で電気的な不良品に対してはマークを付すものにあつて
は、光源５による照明を若干暗くすることによつて、マ
ークのみを光学像として結像させることが可能なので、
前記二点鎖線内のＲＯＪ信号の数を良品に比して圧倒的
に増大させ得不良品検出を適確に行なわせることができ
る。次に本発明の他の実施例について説明する。第６図
はこの実施例の光学系の主要部のみを抽出して示したも
のである。この第６図の光学系が前記第２図に示した光
学系と相違している点は結像レンズ２９の結像面側に半
透鏡４０を設け、この半透鏡４０により半導体ペレット
１０の光学像を二つ形成するようにした点である。しか
して上記二つの像の各結像酉『ａおよびＦｂにはそれぞ
れ複数個の光電変換素子を規則的に配設した光電アレイ
４１，４２が設けてある。上記一方の光電アレイ４１は
第７図に示したようにＸ軸に沿つて複数個の光電変換素
子を等間隔で一直線状に配列したものとなつている。ま
た他方の光電アレイ４２は同じく第７図に示したように
、Ｙ軸に沿つて平行に並べた一対の光電アレイ４２ａ，
４２ｂからなり、各アレイ４２ａ，４２ｂはいずれも複
数個の光電変換素子を等間隔で一直線状に配列したもの
となつている。上記光電アレイ４１は被制御体すなわち
半導体ペレット１０のｘ方向位置検出用であり、光電ア
レイ４２ａは半導体ペレット１０のＹ方向位置検出用で
あり、光電アレイ４２ｂは上記光電アレイ４２ａとの組
合せにおいてペレット１０の角度検出を行なうためのも
のである。しかしてこの実施例においては先ずＸ方向位
置検出用の光電アレイ４１によつて、第８図ａに示す如
くＲＯョ信号を送出する光電変換素子数ＷＤＢ．ｌ５ｒ
ｌョ信号を送出する光電変換素子数ＷＤＡとを検出し、
次に第８図ｂに示す如く光電アレイ４１の両端のＷＤＢ
およびＷＤＢ″が等しくなるようにＸＹテーブル６ｂを
移動させることにより、Ｘ軸方向の位置決めを行なう。
第９図は上記Ｘ軸方向の位置決め動作を示すタイムチャ
ートである。上記動作を行なわせるために、データ処理
回路１５は走査パルスＳＰ（クロック）、走査開始パル
スＳＴｌ走査終了パルスＮ１検出出力パルスＷＤ（ＷＤ
ｌ〜ＷＤ３）が入力した際、内部に設けた二つのカウン
タによつてＷＤＢとＷＤＡとを計数し且つ次式の演算を
行なう。 ただしｐ：光電変換素子間隔 α：光学系の拡大倍率 上記（２）式の値だけＸＹテーブルを移動させればよい
。

Ｙ軸方向の位置決めは、Ｙ方向位置検出用の光電アレイ
４２ａによつて、上記の場合と同様に行なえばよい。

但し制御順序はＸ軸方向の位置決めを最初に行なつたの
ちＹ軸方向の位置決めを行なうことが必要である。上記
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置決め動作が終了すると、ペレ
ット１０の光学像１『は光電アレイ４２ａ，４２ｂに対
して第１０図に示すような状態になる。

そこで次に回転角θの位置決めを光電アレイ４２ａ，４
２ｂによつて行なう。この回転角位置決めに際しデータ
処理回路は次式の演算を行なう。但し、Ｌは光電アレイ
間隔、ρは光電変換素子間隔、Ｇｌ，Ｇ２は光電アレイ
４２ａ，４２ｂにおけるＲＯＪ信号を送出する光電変換
素子数である。

上式の回転角θだけ回転テーブル６ａを回転させること
により回転角誤差は補正される。

この補正により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の位置が若干ずれ
るので、再び前述の如くＸ軸およびＹ軸方向の位置誤差
を補正すれば、Ｘ，Ｙ，θの位置決めは完了する。なお
、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、
次に述べるように種々変形して実施可能である。

すなわち前記実施例では光電アレイとして光電変換素子
を直線的に配列したものを示したが、被制御体が円板状
のものであるときは、光電変換素子を円環状に配列した
ものであつてもよい。第１１図Ａ，ｂ，ｃは円環状光電
アレイ５１１にて円板状被制御体５２に方向づけをして
位置制御する例を示しており、第１２図Ａ，ｂ，は円環
状光電アレイ６１にて、キー溝６２を有する軸の回転位
置を制御する例を示しており、第１３図Ａ，ｂは円環状
光電アレイ７１にて、内側（外：側）にフィン７２を有
する筒体７３の回転位置制御およびフィン間隔の測定を
行なう例を示している。なお第１３図Ａ，ｂの場合、フ
ィン７２の一つに反射率のよい部材７４を取付けておけ
ば、光源の光量調整を行なうかあるいはビデオ出力信号
”のシユミツトレベルを２段に設定しておくことにより
、フィン７２に方向性をもたせうる。また光電アレイと
しては被制御体が三角形のものである場合は第１４図Ａ
，ｂに示すように光電変換素子８１を三角形状の枠体と
なし、三角形被制御体８２の回転位置制御等を行なえる
ものとしてもよい。さらに光電アレイとしては第１５図
Ａ，ｂｌ第１６図Ａ，ｂに示すように光電変換素子を二
列に配列したものとしてもよい。以上のように被制御体
の形状に応じて適当な配置に光電素子をならべて、位置
制御してもよい。また実施例では半導体ペレットの自動
位置決めについて述べたが、この発明は他のあらゆる物
体の自動位置決めに利用できる。また実施例ではペレッ
トの像の検出用の素子の中央にくるように制御する場合
を述べたがペレット像が大きく検出素子の領域に入らな
いような場合には、ペレットエッジを所定位置に移動さ
せるように制御してもよい。また回転が必要ない場合は
Ｘ，Ｙ軸方向の位置決め用検出素子のみでよい。さらに
前記実施例ではパルス出力を取扱つたが、各光電変換素
子出力をホールドし、２値のアナログ出力に変換したの
ち、これをアナログ的に処理して位置制御信号を得るこ
ともできる。このアナログ処理技術は従来の技術で十分
できるものであるからここでは説明を省略する。以上説
明したように、本発明によれば、比較的小さな物体であ
つても正確に位置制御することができ、たとえエッジに
多少の凹凸や欠損部分があつても位置決め等が可能であ
る。

またテレビジョンカメラを利用したもののように発熱な
どによる光軸の変化がなく熱的に安定であると共に、ア
ナログ信号を取扱わないために信号のドリフトがなく、
またノイズの介入のおそれが殆んどないので電気的にも
非常に安定性が高い。すなわち、テレビジョンカメラを
用いて第３図に示すような位置制御を行なおうとする場
合には映像信号をサンプリングしなければならず、回路
的にかなり複雑となり映像信号がドリフトやノイズの影
響を受け易いが本装置ではこのような欠点がない。さら
にテレビジョンカメラとは異なり、直角二方向の走査を
行なうことにより、Ｘ方向の位置誤差をも容易に検出で
きる利点がある。たとえば第３図においてｘ１からＸｎ
方向へ走査しているテレビジョンカメラの映像信号を利
用してＸ方向の位置誤差を求める演算を行なうときには
、映像信号を一旦サンプリングして各データを記憶し、
各列のＲｌＪの数を計数しなければならないが、このよ
うな演算は電算機を用いてもかなり多くのステップ数を
必要とし、時間がかかる。本装置ではこのような煩雑な
処理を必要としないのである。また本発明においては被
制御体の欠損量なども検出できるので、不良品検出にと
つても有効である。さらにまた高級なテレビジョンカメ
ラを用いるものに比して比較的安価に製作でき、しかも
被制御体に対する照明は強力なものでなくとも十分な分
解能が得られ走査時間も自由に変えることができる等の
利点がある。なお第２実施例の如く構成した場合はＸ，
Ｙ軸方向の位置誤差を別個に取出すことができると共に
光電変換素子数の削減をはかれる等の利点を生じる。こ
のように本発明によれば種々格別の利点を有する自動位
置制御装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略的構成を示す斜視図、
第２図は同実施例の光学系を示す略図、第３図ａ−ｇは
同実施例の動作説明図、第４図および第５図は同実施例
の動作説明用タイムチャート、第６図は本発明の他の実
施例の光学系を示す略図、第７図は第６図の光電アレイ
部分を示す平面図、第８図Ａ，ｂは上記他の実施例の動
作説明図、第９図は同じ他の実施例のタイムチャート、
第１０図は同じ他の実施例の動作説明図、第１１・図Ａ
，ｂ，ｃ〜第１６図Ａ，ｂは本発明の光電アレイの変形
例を示す図である。 １・・・検出器、２・・・光学的検出機構、３・・・基
台、４・・・支柱、５・・・光源、６ａ・・・回転テー
ブル、６ｂ・・・ＸＹテーブル、７・・・パルスモータ
、８・・・Ｘ軸用・パルスモータ、９・・・Ｙ軸用パル
スモータ、１０・・半導体ペレット、１１・・・透明シ
ート、１２・・・光源、１３・・・支持アーム、３０，
４１，４２・・・光電アレイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互に直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に各別に移動
   可能なテーブルと、このテーブルに設置された物体の光
   学像を結像する光学系と、複数個の光電変換素子がＸ軸
   方向およびＹ軸方向に配列された二次元フォトアレイを
   有し、この二次元フォトアレイが上記光学系の結像面に
   設置された検出器と、上記二次元フォトアレイを走査し
   てその出力状態を検出する信号を送出する検出器制御回
   路と、この検出器制御回路から送出される信号によつて
   得られる上記二次元フォトアレイの出力を演算処理して
   上記物体の位置情報を得、この位置情報に基づいて上記
   物体の位置を補正する位置補正信号を送出するデータ処
   理回路と、外部からの指令信号および上記データ処理回
   路から送出される位置補正信号により上記テーブルを駆
   動する駆動装置と、上記物体が上記光学系の光軸上に位
   置したときに上記外部からの指令信号を遮断するととも
   に上記検出器制御回路に上記二次元フォトアレイを走査
   するための走査開始信号を送出する制御部とを具備し、
   上記検出器制御回路は上記走査開始信号によつて上記二
   次元フォトアレイを走査する信号を送出し、上記データ
   処理回路は上記走査によつて得られる上記二次元フォト
   アレイの出力から上記物体の定位置からのずれ量を求め
   、このずれ量だけ上記テーブルを駆動する位置補正信号
   を上記駆動装置に送出する手段を有することを特徴とす
   る自動位置制御装置。 ２ 互に直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に
   してかつＸ軸およびＹ軸を含む平面上で回転可能なテー
   ブルと、上記テーブルの回転中心を通る光軸を有し、上
   記テーブルに設置された物体の光学像を結像する光学系
   と、複数個の光電変換素子がＸ軸方向およびＹ軸方向に
   配列された二次元フォトアレイを有し、この二次元フォ
   トアレイが上記光学系の結像面に設置された検出器と、
   上記二次元フォトアレイを走査してその出力状態を検出
   する信号を送出する検出器制御回路と、この検出器制御
   回路から送出される信号によつて得られる上記二次元フ
   ォトアレイの出力を演算処理して上記物体の位置情報を
   得、この位置情報に基づいて上記物体の位置を補正する
   位置補正信号を送出するデータ処理回路と、外部からの
   指令信号および上記データ処理回路から送出される位置
   補正信号により上記テーブルを駆動する駆動装置と、上
   記物体が上記光学系の光軸上に位置したときに上記外部
   からの指令信号を遮断するとともに上記検出器制御回路
   に上記二次元フォトアレイを走査するための走査開始信
   号を送出する制御部とを具備し、上記検出器制御回路は
   上記走査開始信号によつて上記二次元フォトアレイを走
   査する信号を送出し、上記データ処理回路は上記走査に
   よつて得られる上記二次元フォトアレイの出力から上記
   物体の定位置からのＸ軸方向およびＹ軸方向のずれ量を
   求めこのずれ量だけ上記テーブルをＸ軸方向およびＹ軸
   方向に駆動する位置補正信号を上記駆動装置に送出する
   手段と、上記二次元フォトアレイの出力から上記物体の
   回転角を求めこの回転角だけ上記テーブルを回転する位
   置補正信号を上記駆動装置に送出する手段とを有するこ
   とを特徴とする自動位置制御装置。 ３ 互に直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に
   してかつＸ軸およびＹ軸を含む平面上で回転可能なテー
   ブルと、上記テーブルの回転中心を通る光軸を有し、上
   記テーブルに設置された物体の光学像を２つ各別に結像
   する光学系と、複数個の光電変換素子がそれぞれＸ軸方
   向およびＹ軸方向に一直線に配列されたＸ方向フォトア
   レイおよびＹ方向フォトアレイ、このＸ方向またはＹ方
   向フォトアレイと平行かつ離間して複数個の光電変換素
   子が一直線状に配列された角度検出フォトアレイを有し
   、これら各フォトアレイが上記光学系の２つの結像面に
   各列に設置された検出器と、上記各フォトアレイを走査
   してその出力状態を検出する信号を送出する検出器制御
   回路と、この検出器制御回路から送出される信号によつ
   て得られる上記各フォトアレイの出力を演算処理して上
   記物体の位置情報を得、この位置情報に基づいて上記物
   体の位置を補正する位置補正信号を送出するデータ処理
   回路と、外部からの指令信号および上記データ処理回路
   から送出される位置補正信号により上記テーブルを駆動
   する駆動装置と、上記物体が上記光学系の光軸上に位置
   したときに上記外部からの指令信号を遮断するとともに
   上記検出器制御回路に上記各フォトアレイを走査するた
   めの走査開始信号を送出する制御系とを具備し、上記検
   出器制御回路は上記走査開始信号によつて上記各フォト
   アレイを走査する信号を送出し、上記データ処理回路は
   上記走査によつて得られる上記Ｘ方向フォトアレイの出
   力から上記物体の定位置からのＸ軸方向のずれ量を求め
   このずれ量だけ上記テーブルをＸ軸方向に駆動する位置
   補正信号を上記駆動装置に送出する手段と、上記走査に
   よつて得られる上記Ｙ方向フォトアレイの出力から上記
   物体の定位置からのＹ軸方向のずれ量を求めこのずれ量
   だけ上記テーブルをＹ軸方向に駆動する位置補正信号を
   上記駆動装置に送出する手段と、上記走査によつて得ら
   れる上記Ｘ方向またはＹ方向フォトアレイと上記角度検
   出フォトアレイとの出力から上記物体の回転角を求めこ
   の回転角だけ上記テーブルを回転する位置補正信号を上
   記駆動装置に送出する手段とを有することを特徴とする
   自動位置制御装置。 ４ 互に直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に各列に移動
   可能なテーブルと、このテーブルに設置された物体の光
   学像を結像する光学系と、複数個の光電変換素子が少く
   とも上記物体の一部と同形状に配列されたフォトアレイ
   を有し、上記光学系の結像面に設置された検出器と、上
   記フォトアレイを走査してその出力状態を検出する信号
   を送出する検出器制御回路と、この検出器制御回路から
   送出される信号によつて得られる上記フォトアレイの出
   力を演算処理して上記物体の位置情報を得、この位置情
   報に基づいて上記物体の位置を補正する位置補正信号を
   送出するデータ処理回路と、外部からの指令信号および
   上記データ処理回路から送出される位置補正信号により
   上記テーブルを駆動する駆動装置と、上記物体が上記光
   学系の光軸上に位置したときに上記外部からの指令信号
   を遮断するとともに上記検出器制御回路に上記フォトア
   レイを走査するための走査開始信号を送出する制御系と
   を具備することを特徴とする自動位置制御装置。