調(diào)整裝置、光學(xué)部件安裝裝置、以及調(diào)整方法
【專利摘要】本發(fā)明具有：識別照相機(jī)（4），其至少對1個被調(diào)整部件（1）進(jìn)行識別；圖像處理裝置（7），其對識別照相機(jī)拍攝得到的圖像進(jìn)行處理；照明光源（5），其與識別照相機(jī)連接，向被調(diào)整部件射出光；工作臺（2），其對被調(diào)整部件進(jìn)行支撐；檢測部（7），其使用從照明光源向被調(diào)整部件照射的光，進(jìn)行位置姿態(tài)檢測；調(diào)整部（21、22），其基于檢測結(jié)果，對被調(diào)整部件的位置或者姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整；以及切換部，其對從照明光源射出并向被調(diào)整部件照射的光的光束寬度進(jìn)行切換。
【專利說明】調(diào)整裝置、光學(xué)部件安裝裝置、以及調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對電子部件或光學(xué)部件等部件的位置、姿態(tài)進(jìn)行識別并對其位置姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為進(jìn)行電子部件或光學(xué)部件的位置對齊的方法，除了識別外形的方法之外，還存在在部件上設(shè)置位置對齊用的圖案，對圖案進(jìn)行識別而進(jìn)行位置對齊的方法。當(dāng)前，作為能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件的識別裝置、方法，例如如專利文獻(xiàn)I所示存在下述方法:將能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件(具有圓形圖案的圓板)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸(軸)上，利用識別照相機(jī)對多個相位處的圓形圖案的一部分(圖案)的圖像進(jìn)行識別，計算旋轉(zhuǎn)角度、偏心量，基于其結(jié)果，在XYX ‘軸方向上對編碼器盤進(jìn)行調(diào)整，使圓板圖案的中心與軸的旋轉(zhuǎn)中心對齊。
[0003]另外，存在下述情況:對于難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件例如光學(xué)部件要求精度的情況；以及由于部件的制約而無法確保位置對齊圖案和圖案周圍的明暗，因此無法進(jìn)行圖案識別，對于這種部件使用部件內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整的情況。
[0004]例如專利文獻(xiàn)2所示，通過使用稱為自動準(zhǔn)直法的方法，可以使反射凹面鏡中心與軸中心進(jìn)行位置對齊。將來自光源的光向凹面鏡(難以進(jìn)行圖案識別的反射部件)照射，利用識別照相機(jī)對從軸上的凹面鏡反射的光進(jìn)行觀察，此時，在使凹面鏡旋轉(zhuǎn)的同時，對來自凹面鏡的反射像進(jìn)行觀測。在凹面鏡的位置相對于軸偏心的情況下，反射像的軌跡描繪為圓形，通過對該圓的半徑進(jìn)行測量，從而求出凹面鏡的偏心量，實(shí)施難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的反射部件的位置調(diào)整。
[0005]如上述所示，在部件安裝中，對于能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件和難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件，用于識別部件位置的光學(xué)系統(tǒng)、方法不同。因此，在如專利文獻(xiàn)3所示的部件安裝裝置中，以使裝置小型化、簡化，大幅地減少制造成本為目的，作為用于利用I臺拍攝照相機(jī)識別多個部件的方法，介紹了下述2種方法。
[0006]I種方法是:設(shè)置多個以與多個部件分別對應(yīng)的方式配置并向所對應(yīng)的部件照射光的照射部，通過對照射部進(jìn)行切換控制，從而僅向應(yīng)識別的部件照射光。另I種方法是:從單一的照射部向部件照射光，通過對由該部件的表面反射的反射光的光路進(jìn)行切換(光路變更部)，從而拍攝部僅對期望的部件的反射光進(jìn)行受光。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利第3430768號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2000 - 205998號公報
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2006 - 351938號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]但是，在同時調(diào)整能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件(例如，編碼器盤)和難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的部件(例如，凹面鏡)的情況下、或在對單一部件進(jìn)行多種調(diào)整的情況下(例如，在識別出圖案后，使用反射光進(jìn)行部件的傾斜調(diào)整的情況下)，如果使用上述的現(xiàn)有技術(shù)，則除了識別照相機(jī)之外還需要價格高昂的偏心顯微鏡。另外，存在設(shè)備大型化、并且設(shè)備費(fèi)用增高等問題。
[0011]另外，在利用上述專利文獻(xiàn)3所示的裝置對編碼器盤和凹面鏡同時進(jìn)行調(diào)整，或?qū)我徊考M(jìn)行多種調(diào)整的情況下，需要與調(diào)整對應(yīng)數(shù)量的多個照明。另外，需要使照射部及照相機(jī)、或者部件搭載部動作的機(jī)構(gòu)，存在裝置的大型化及成本增加的問題。另外，在單一照射部的方式的情況下，在光路變更部中需要棱鏡及反射鏡，存在裝置的大型化及復(fù)雜化的問題。
[0012]本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種調(diào)整裝置，其能夠在抑制裝置大型化及復(fù)雜化的同時，進(jìn)行與被調(diào)整部件的性質(zhì)及調(diào)整方法對應(yīng)的位置姿態(tài)檢測及位置姿態(tài)調(diào)整。
[0013]為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明的特征在于，具有:識別照相機(jī)，其至少對I個被調(diào)整部件進(jìn)行識別；圖像處理裝置，其對識別照相機(jī)拍攝得到的圖像進(jìn)行處理；照明光源，其與識別照相機(jī)連接，向被調(diào)整部件射出光；工作臺，其對被調(diào)整部件進(jìn)行支撐；檢測部，其使用從照明光源向被調(diào)整部件照射的光，進(jìn)行位置姿態(tài)檢測；調(diào)整部，其基于檢測結(jié)果，對被調(diào)整部件的位置或者姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整；以及切換部，其對從照明光源射出并向被調(diào)整部件照射的光的光束寬度進(jìn)行切換。
[0014]發(fā)明的效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，通過對照射至被調(diào)整部件的光的光束寬度進(jìn)行切換，從而可以利用I個光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行與被調(diào)整部件的性質(zhì)及調(diào)整方法相對應(yīng)的位置姿態(tài)檢測及位置姿態(tài)調(diào)整，可以抑制裝置的大型化及成本的增大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的調(diào)整裝置的概略結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0017]圖2是光源切換部的剖面圖，是表示將寬幅光照射至被調(diào)整部件的狀態(tài)的圖。
[0018]圖3是光源切換部的剖面圖，是表示將點(diǎn)狀光照射至被調(diào)整部件的狀態(tài)的圖。
[0019]圖4 一 I是表示在被調(diào)整部件不傾斜的情況下利用識別照相機(jī)拍攝反射光的拍攝狀態(tài)的概略圖。
[0020]圖4 一 2是表示在被調(diào)整部件傾斜的情況下利用識別照相機(jī)拍攝反射光的拍攝狀態(tài)的概略圖。
[0021]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的部件安裝裝置的概略結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0022]圖6是表示作為能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件的編碼器盤的概略圖。
[0023]圖7是作為難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件的凹面鏡的概略剖面圖。
[0024]圖8是由識別照相機(jī)拍攝得到的編碼器盤的圖像的概略圖。
[0025]圖9是由識別照相機(jī)拍攝得到的凹面鏡的圖像的概略圖。
[0026]圖10 — I是為了對編碼器盤的位置姿態(tài)檢測進(jìn)行說明而放大了電動機(jī)部分的側(cè)視圖。
[0027]圖10 — 2是例示出沿圖10 -1所示的箭頭A拍攝得到的圖像的圖。[0028]圖11 一 I是為了對凹面鏡的位置姿態(tài)檢測進(jìn)行說明而放大了電動機(jī)部分的側(cè)視圖。
[0029]圖11 一 2是例示出沿圖11 -1所示的箭頭B拍攝得到的圖像的圖。
[0030]圖12是表示用于進(jìn)行凹面鏡的位置姿態(tài)檢測的識別照相機(jī)內(nèi)光學(xué)要素的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的光學(xué)部件安裝裝置的概略結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0032]圖14是對實(shí)施方式I所涉及的調(diào)整裝置的位置姿態(tài)調(diào)整動作進(jìn)行說明的流程圖。
[0033]圖15是表示編碼器盤的位置姿態(tài)調(diào)整的流程的流程圖。
[0034]圖16是表示凹面鏡32的位置姿態(tài)調(diào)整的流程的流程圖。
[0035]圖17 — I是實(shí)施方式I的變形例I所涉及的調(diào)整裝置所具有的光源切換部的剖面圖，是表示將點(diǎn)狀光照射至被調(diào)整部件的狀態(tài)的圖。
[0036]圖17 — 2是實(shí)施方式I的變形例I所涉及的調(diào)整裝置所具有的光源切換部的剖面圖，是表示將寬幅光照射至被調(diào)整部件的狀態(tài)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面，基于附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的調(diào)整裝置、光學(xué)部件安裝裝置以及調(diào)整方法的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明并不受本實(shí)施方式限定。
[0038]實(shí)施方式I
[0039]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的調(diào)整裝置的概略結(jié)構(gòu)的概略圖。調(diào)整裝置構(gòu)成為具有:識別照相機(jī)4，其用于確認(rèn)安裝光學(xué)部件的安裝基板(被調(diào)整部件)I的搭載位置以及姿態(tài)；調(diào)整臺2，其對安裝基板I進(jìn)行保持，并調(diào)整位置姿態(tài)；以及控制部(檢測部、圖像處理裝置)7，其根據(jù)來自識別照相機(jī)4的圖像數(shù)據(jù)，測定安裝基板I的位置，并且對安裝基板I的姿態(tài)進(jìn)行確認(rèn)調(diào)整。在本實(shí)施方式I中，作為進(jìn)行位置姿態(tài)調(diào)整的被調(diào)整部件，例示出安裝基板I而進(jìn)行說明。
[0040]照明光源5與識別照相機(jī)4連接，在該光學(xué)路徑中途，設(shè)置有對照明光源5的種類進(jìn)行切換的光源切換部6。調(diào)整臺2與壓縮器等負(fù)壓源3連接，該負(fù)壓源3產(chǎn)生用于對安裝基板I進(jìn)行吸附保持的負(fù)壓空氣。調(diào)整臺2構(gòu)成為具有:XYZ軸(調(diào)整部)21 ;以及傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)(調(diào)整部)22，其對被調(diào)整部件的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
[0041]控制部7構(gòu)成為具有:圖像識別處理部8，其對從識別照相機(jī)4得到的安裝基板I的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；以及位置控制部9，其基于該識別照相機(jī)4的數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)整臺2的XYZ軸21和傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)22的位置控制，該傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)22對安裝基板I的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)
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[0042]圖2是光源切換部6的剖面圖，是表示向被調(diào)整部件照射寬幅光的狀態(tài)的圖。圖3是光源切換部6的剖面圖，是表示向被調(diào)整部件照射點(diǎn)狀光的狀態(tài)的圖。光源切換部6插入至照明光源5和識別照相機(jī)4之間的光路上。光源切換部6具有對從照明光源5射出的光進(jìn)行遮擋的遮擋板26。
[0043]在遮擋板26上形成有2種開口(第I孔27和第2孔28)。各孔27、28形成為，第2孔28的直徑比第I孔27大。[0044]光源切換部6對使從照明光源5射出的光通過第I孔27、還是通過第2孔28進(jìn)行切換，從而對向安裝基板I照射的光的光束寬度進(jìn)行切換。此外，第2孔28形成為幾乎不使從照明光源5射出的光的光束寬度變化的大小。
[0045]通過直徑比第2孔28小的第I孔27的光，成為光束寬度較窄的(第I光束寬度的)點(diǎn)狀光，到達(dá)識別照相機(jī)4并向安裝基板I照射。另外，通過直徑比第I孔27大的第2孔28的光，成為光束寬度較寬的(第2光束寬度的)寬幅光，到達(dá)識別照相機(jī)4并向安裝基板I照射。
[0046]在圖2中，以使從照明光源5射出的光通過第2孔28的方式配置遮擋板26，使寬幅光到達(dá)識別照相機(jī)4。該結(jié)構(gòu)用于對能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的被調(diào)整部件進(jìn)行位置姿態(tài)調(diào)整的情況等。
[0047]在圖3中，以使從照明光源5射出的光通過第I孔27的方式配置遮擋板26，使點(diǎn)狀光到達(dá)識別照相機(jī)4。該狀態(tài)用于對難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的被調(diào)整部件進(jìn)行位置姿態(tài)調(diào)整的情況等。第I孔27的直徑為例如大約50?100 μ m。
[0048]下面，說明通過上述的調(diào)整裝置進(jìn)行安裝基板I的位置姿態(tài)調(diào)整的動作。圖14是說明實(shí)施方式I所涉及的調(diào)整裝置的位置姿態(tài)調(diào)整動作的流程圖。
[0049]首先，利用未圖示的供給單元將安裝基板I向調(diào)整臺2上供給，將安裝基板I吸附固定在調(diào)整臺2上(步驟SI )。然后，為了確認(rèn)安裝基板I的姿態(tài)狀態(tài)，而將光源切換部6設(shè)為圖3所示的狀態(tài)，向安裝基板I照射點(diǎn)狀光(步驟S2)。然后，使識別照相機(jī)4對來自安裝基板I的規(guī)定部分的反射光19進(jìn)行識別(步驟S3)。
[0050]圖4 一 I是表示作為被調(diào)整部件的安裝基板I不傾斜的情況下利用識別照相機(jī)4拍攝反射光的拍攝狀態(tài)的概略圖。圖4 一 2是表示作為被調(diào)整部件的安裝基板I傾斜的情況下利用識別照相機(jī)拍攝反射光的拍攝狀態(tài)的概略圖。
[0051]如圖4 一 1、圖4 一 2所示，在安裝基板I處于傾斜狀態(tài)的情況下，與安裝基板I不傾斜的情況相比，反射光19在識別照相機(jī)4中的識別位置產(chǎn)生偏移。具體地說，識別照相機(jī)4中的點(diǎn)狀光的出射位置4a和反射光19的入射位置4b在圖4 一 I所示的例子中大致一致，但在圖4 - 2所示的例子中產(chǎn)生距離L的偏移。另外，圖像識別處理部8根據(jù)拍攝信息計算作為偏移量的距離L，并且根據(jù)距離L計算安裝基板I的姿態(tài)的偏移(步驟S4)。
[0052]位置控制部9以消除反射光19的偏移的方式使調(diào)整臺2的傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)22動作，以使入射位置4b與出射位置4a—致的方式對安裝基板I的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整(步驟S5)。通過在安裝基板I的多個位置處利用上述反射光19執(zhí)行基板姿態(tài)的確認(rèn)，從而進(jìn)行安裝基板I的姿態(tài)調(diào)整。
[0053]在對安裝基板I的姿態(tài)進(jìn)行了調(diào)整后，將光源切換部6切換為圖2所示的狀態(tài)，向安裝基板I照射寬幅光(步驟S6)。然后，將在安裝基板I上形成的圖案圖像(未圖示)輸入至圖像識別處理部8中，計算安裝基板I的俯視時的位置(步驟S7)。位置控制部9基于計算出的安裝基板I的位置，對XYZ軸21進(jìn)行調(diào)整，以使安裝基板I位于規(guī)定的位置(步驟S8)。
[0054]如上述所示，根據(jù)本實(shí)施方式，通過使用在向I個識別照相機(jī)4的鏡頭入射的照明光的光路中途插入形成有第I孔27和第2孔28的遮擋板26的機(jī)構(gòu)，從而能夠利用一個光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行安裝基板I的姿態(tài)調(diào)整和位置調(diào)整。由此，與分別具有多個光學(xué)系統(tǒng)的情況相t匕，可以抑制成本的增大，可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。另外，通過不僅對安裝基板I進(jìn)行XY方向的位置調(diào)整，而且還進(jìn)行安裝基板I的傾斜方向的調(diào)整，從而可以高精度地對要安裝的部件進(jìn)行安裝。
[0055]此外，在本實(shí)施方式中，為了對寬幅光和點(diǎn)狀光進(jìn)行切換而使用了形成有多個孔27、28的遮擋板26，但只要將孔的直徑設(shè)為可變，并以能夠使孔的直徑變化的方式構(gòu)成，則即使是形成有I個孔的遮擋板，也可以對寬幅光和點(diǎn)狀光進(jìn)行切換。
[0056]圖17 — I是實(shí)施方式I的變形例I所涉及的調(diào)整裝置所具有的光源切換部的剖面圖，是表示將點(diǎn)狀光向被調(diào)整部件照射的狀態(tài)的圖。圖17 — 2是實(shí)施方式I的變形例I所涉及的調(diào)整裝置所具有的光源切換部的剖面圖，是表示將寬幅光向被調(diào)整部件照射的狀態(tài)的圖。
[0057]圖2所示的光源切換部6是利用狹縫使寬幅光源縮小而形成點(diǎn)狀光的構(gòu)造。另一方面，在本變形例I中，將形成點(diǎn)狀光的激光光源35作為光源使用。另外，在光源切換部6的遮擋板26上設(shè)置有具有透過性并使透過的光擴(kuò)散的擴(kuò)散板36。
[0058]在本變形例I所涉及的光源切換部6中，在得到點(diǎn)狀光的情況下，如圖17 — I所示，直接使用從激光光源35射出的激光。另外，在使用寬幅光的情況下，如圖17 — 2所示，使具有透過性的擴(kuò)散板36進(jìn)入激光的光路。通過使激光透過擴(kuò)散板36，從而可以通過光的擴(kuò)散而形成寬幅光，并作為照明使用。
[0059]如上述所示，即使是本變形例I所涉及的調(diào)整裝置，也可以通過激光光源35得到點(diǎn)狀光和寬幅光，因此，與分別具有多個光學(xué)系統(tǒng)的情況相比，可以抑制成本的增大，也可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
[0060]實(shí)施方式2
[0061]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的部件安裝裝置的概略結(jié)構(gòu)的概略圖。圖6是作為能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件的編碼器盤的概略圖。圖7是作為難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件的凹面鏡的概略剖面圖。此外，對于與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注相同的標(biāo)號，省略詳細(xì)的說明。
[0062]光學(xué)部件安裝裝置將光學(xué)部件12以與支撐在工作臺16上的電動機(jī)14的電動機(jī)軸15位置對齊的方式進(jìn)行安裝。在對光學(xué)部件12進(jìn)行位置對齊時，進(jìn)行光學(xué)部件12的位置姿態(tài)調(diào)整。
[0063]另外，將圖6所示的編碼器盤(被調(diào)整部件)31，作為能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件12而進(jìn)行例示。另外，將圖7所示的凹面鏡(被調(diào)整部件)32，作為難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件12而進(jìn)行例示。
[0064]如圖5所示，在光學(xué)部件安裝裝置中，吸附頭11與負(fù)壓源10連接，該負(fù)壓源10產(chǎn)生用于吸附保持要調(diào)整的光學(xué)部件12的負(fù)壓空氣。另外，吸附頭11成為固定在XYZ工作臺18上并能夠向XYZ方向移動的構(gòu)造。
[0065]另一方面，通過手或者未圖示的供給機(jī)構(gòu)向?qū)﹄妱訖C(jī)14進(jìn)行定位固定的工作臺16供給電動機(jī)14，利用未圖示的定位機(jī)構(gòu)部對電動機(jī)14主體進(jìn)行定位。然后，利用旋轉(zhuǎn)卡盤17握持固定電動機(jī)軸15，該旋轉(zhuǎn)卡盤17用于握持電動機(jī)軸15并使其旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。
[0066]另外，在吸附頭11的上部設(shè)置有識別照相機(jī)4，該識別照相機(jī)4用于在使用光學(xué)部件12將吸附頭11供給至光學(xué)部件搭載部13后，對光學(xué)部件12的搭載位置進(jìn)行確認(rèn)。照明光源5與識別照相機(jī)4連接，在其光學(xué)路徑中途設(shè)置有對照明光源5的種類進(jìn)行切換的光源切換部6。
[0067]光源切換部6位于將照明光源5和識別照相機(jī)4連接的光路中途，構(gòu)成為在光路上插入遮擋板26，該遮擋板26對入射至識別照相機(jī)4的照明光的大小(光束的寬度)進(jìn)行變更(參照圖2及圖3)。
[0068]另外，控制部7構(gòu)成為具有:圖像識別處理部8，其對從該識別照相機(jī)4得到的光學(xué)部件12的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；以及位置控制部9，其基于該數(shù)據(jù)，進(jìn)行XYZ工作臺18的位置控制。根據(jù)來自識別照相機(jī)4的圖像數(shù)據(jù)，測定光學(xué)部件12的位置，并且，計算光學(xué)部件12的中心位置和電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置之間的距離，將該值發(fā)送至位置控制部9，使位置控制部9進(jìn)行光學(xué)部件12的位置調(diào)整。
[0069]下面，作為能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件12，例示出編碼器盤31，并說明下述動作，即，以在相對于電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置小于或等于規(guī)定的偏心量的位置處配置編碼器盤31的方式進(jìn)行調(diào)整。
[0070]在對編碼器盤31進(jìn)行識別的情況下，如圖2所示，光源切換部6切換為使光通過第2孔28的狀態(tài)，利用通過第2孔28后的寬幅光，識別照相機(jī)4對編碼器盤31進(jìn)行識別。圖8是由識別照相機(jī)4拍攝得到的編碼器盤31的圖像的概略圖。另外，圖15是表示編碼器盤31的位置姿態(tài)調(diào)整流程的流程圖。
[0071]首先，通過手或者機(jī)械向吸附頭11供給編碼器盤31，并由吸附頭11進(jìn)行吸附握持(步驟S11)。然后,通過手或者機(jī)械將電動機(jī)14向工作臺16上供給(步驟S12)。然后，利用未圖示的位置機(jī)構(gòu)對電動機(jī)14主體進(jìn)行定位，利用旋轉(zhuǎn)卡盤17握持電動機(jī)軸15 (步驟 S13)。
[0072]使吸附握持有編碼器盤31的吸附頭11移動至電動機(jī)14上，使吸附頭11下降，將編碼器盤31向電動機(jī)14的軸上供給(步驟S14)。然后，停止吸附，使吸附頭11退避(步驟S15)。
[0073]然后，將編碼器盤31的圖案圖像201的位置輸入至圖像識別處理部8中，計算位置(步驟S16)。如果進(jìn)行了位置計算的次數(shù)小于或等于規(guī)定次數(shù)(步驟S17，否)，則利用旋轉(zhuǎn)卡盤17使電動機(jī)軸15旋轉(zhuǎn)120度(步驟S18)，返回步驟S16，將編碼器盤31的圖案圖像201的位置輸入至圖像識別處理部8中，計算位置。此外，在本實(shí)施方式中，使圖案圖像201的位置移動至3個點(diǎn)并進(jìn)行位置檢測。即，進(jìn)行位置計算的規(guī)定次數(shù)為3次。當(dāng)然，也可以構(gòu)成為進(jìn)行大于或等于4次位置檢測。
[0074]圖10 — I是為了說明編碼器盤31的位置姿態(tài)檢測而放大了電動機(jī)部分的側(cè)視圖。圖10 — 2是例示出沿圖10 — I所示的箭頭A拍攝得到的圖像的圖。如果進(jìn)行了位置計算的次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟S17，是)，則根據(jù)圖10 — 2所示的圖案位置211?213這3個點(diǎn)的位置，計算電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置215，并且，求出電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置215至編碼器盤31的圖案圖像為止的距離(步驟S19)。
[0075]在圖10 — 2中，圖案位置211是初次將編碼器盤31供給至光學(xué)部件搭載部13的狀態(tài)下在編碼器盤31上形成的圖案圖像201的位置。圖案位置212是使電動機(jī)軸15從這里開始旋轉(zhuǎn)120度時的編碼器盤31的圖案圖像201的位置。圖案位置213是進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)120度時的編碼器盤31的圖案圖像201的位置。[0076]如上述所示，通過使電動機(jī)軸15旋轉(zhuǎn)規(guī)定量，從而對編碼器盤31的圖案圖像201的位置進(jìn)行測量，利用控制部7計算電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置215。S卩，通過計算，導(dǎo)出經(jīng)過圖案位置211、212、213這3個點(diǎn)的圓214，其中心點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心位置215，求出圓214的半徑(偏心量)216。該半徑216成為編碼器盤31的中心位置和電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置之間的偏移(偏心量)。
[0077]然后，在這樣求出的偏心量216大于規(guī)定量的情況下(步驟S20，否)，使吸附頭11下降并吸附握持編碼器盤31，以圖案與電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置重合的方式，使編碼器盤31移動，使吸附頭11退避(步驟S21)，再次進(jìn)行步驟S16?S19的動作。
[0078]另外，在偏心量216小于或等于規(guī)定量的情況下(步驟S20，是)，結(jié)束編碼器盤31的位置姿態(tài)調(diào)整。
[0079]下面，作為難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件，例示出凹面鏡32，并說明下述動作，即，以在相對于電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)軸中心位置小于或等于規(guī)定的偏心量的位置處配置凹面鏡32的方式進(jìn)行調(diào)整。
[0080]在對凹面鏡32進(jìn)行識別的情況下，如圖3所示，光源切換部6切換為使光通過第I孔27的狀態(tài)，利用通過第I孔27后的點(diǎn)狀光，識別照相機(jī)4對凹面鏡進(jìn)行識別。圖9是由識別照相機(jī)4拍攝得到的凹面鏡32的圖像的概略圖。
[0081]圖11 一 I是為了說明凹面鏡32的位置姿態(tài)檢測而放大了電動機(jī)14部分的側(cè)視圖。圖11 一 2是例示出沿圖11 一 I所示的箭頭B拍攝得到的圖像的圖。圖12是表示用于進(jìn)行凹面鏡32的位置姿態(tài)檢測的識別照相機(jī)4內(nèi)光學(xué)要素的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0082]如圖12所示，通過光源切換部6后的點(diǎn)狀光111，由棱鏡114以90度反射，入射至物鏡115后，在與凹面鏡32的前側(cè)位置相當(dāng)?shù)慕S焦點(diǎn)處成像。由于入射至該凹面鏡32的光等同于從凹面鏡32的近軸焦點(diǎn)發(fā)射的光，所以從凹面鏡32的凹面作為平行光112進(jìn)行反射，入射至物鏡115。
[0083]入射至該物鏡115的光透過棱鏡114，入射至投影透鏡121并被放大。將放大后的像向受光傳感器122投影，如圖9所示，作為反射光202進(jìn)行觀察。該反射光202的位置成為與凹面鏡32的凹部的中心位置32a相對的位置。
[0084]圖16是表示凹面鏡32的位置姿態(tài)調(diào)整的流程的流程圖。首先，通過手或者機(jī)械向吸附頭11供給凹面鏡32，并由吸附頭11吸附握持(步驟S31)。然后，通過手或者機(jī)械將電動機(jī)14向工作臺16上供給(步驟S32)。然后，利用未圖示的位置機(jī)構(gòu)對電動機(jī)14主體進(jìn)行定位，利用旋轉(zhuǎn)卡盤17握持電動機(jī)軸15 (步驟S33)。
[0085]使吸附握持有凹面鏡32的吸附頭11移動至電動機(jī)14上，使吸附頭11下降，將凹面鏡32向電動機(jī)14的軸上供給(步驟S34)。然后，停止吸附，使吸附頭11退避(步驟S35)。
[0086]然后，將來自凹面鏡32的反射光202的圖像的位置輸入至圖像識別處理部8中，計算位置(步驟S36)。如果進(jìn)行了位置計算的次數(shù)小于或等于規(guī)定次數(shù)(步驟S37，否)，則利用旋轉(zhuǎn)卡盤17使電動機(jī)軸15旋轉(zhuǎn)120度(步驟S38)，返回步驟S36，將來自凹面鏡32的反射光的圖像的位置輸入至圖像識別處理部8中，計算位置。此外，在本實(shí)施方式中，使來自凹面鏡的反射光202的位置移動至3個點(diǎn)，進(jìn)行位置檢測。即，進(jìn)行位置檢測的規(guī)定次數(shù)為3次。當(dāng)然，也可以構(gòu)成為進(jìn)行大于或等于4次位置檢測。
[0087]如果進(jìn)行了位置計算的次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟S37，是)，則根據(jù)圖11 一 2所示的反射光位置221?223這3個點(diǎn)的位置，計算電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置225，并且，求出電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置225至反射光位置221?223為止的距離(步驟S39)。
[0088]在圖11 一 2中，反射光位置221是初次將凹面鏡32供給至光學(xué)部件搭載部13的狀態(tài)下的來自凹面鏡32的反射光202的位置。反射光位置222是使電動機(jī)軸15從這里開始旋轉(zhuǎn)120度時的來自凹面鏡32的反射光202的位置。反射光位置223表示進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)120度時的來自凹面鏡32的反射光202的位置。
[0089]如上述所示,通過使電動機(jī)軸15旋轉(zhuǎn)規(guī)定量,從而對凹面鏡32的反射光202的位置進(jìn)行測量，利用控制部7計算電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置225。即，通過計算，導(dǎo)出經(jīng)過反射光位置221、222、223這3個點(diǎn)的圓224，其中心點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心位置225，求出圓224的半徑(偏心量)226。該半徑226成為凹面鏡32的中心位置和電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置之間的偏移(偏心量)。
[0090]另外，在這樣求出的偏心量226大于規(guī)定量的情況下(步驟S40，否)，使吸附頭11下降并對凹面鏡32進(jìn)行吸附握持，以凹面鏡32的中心位置與電動機(jī)軸15的旋轉(zhuǎn)中心位置重合的方式，使凹面鏡32移動，使吸附頭11退避(步驟S41 )，再次進(jìn)行步驟S36?S39的動作。
[0091]另外，在偏心量226小于或等于規(guī)定量的情況下(步驟S40，是)，結(jié)束凹面鏡32的位置姿態(tài)調(diào)整。
[0092]如上述所示，根據(jù)本實(shí)施方式，通過使用在向識別照相機(jī)4的鏡頭入射的照明光的光路中途插入形成有第I孔27及第2孔28的遮擋板26的機(jī)構(gòu)，從而能夠利用一個光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能夠通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件12 (例如，編碼器盤31)和難以通過圖案識別進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件12 (例如，凹面鏡32)的位置姿態(tài)調(diào)整。由此，與分別具有多個光學(xué)系統(tǒng)的情況相比，可以抑制成本的增大，可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
[0093]實(shí)施方式3
[0094]圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的光學(xué)部件安裝裝置的概略結(jié)構(gòu)的概略圖。在本實(shí)施方式3中，照明光源5具有射出光的多個光射出部34a、34b。例如構(gòu)成為，從一個光射出部34a射出的光通過第2孔28 (參照圖2、3),作為寬幅光進(jìn)行照射,從另一個光射出部34b射出的光通過第I孔27 (參照圖2、3)，作為點(diǎn)狀光進(jìn)行照射。
[0095]由于如上述所示構(gòu)成，所以通過將光射出部34a、34b的電源交替地切換為接通/斷開，從而可以對向被調(diào)整部件照射的光的光束寬度進(jìn)行切換。并且，如果以使通過第I孔27的光和通過第2孔28的光這兩者經(jīng)由單一的光路到達(dá)識別照相機(jī)4的方式設(shè)置棱鏡等，則可以省略用于使遮擋板26 (參照圖2、3)移動的機(jī)構(gòu)。由此，與上述實(shí)施方式相同地，能夠利用I個光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)被調(diào)整部件的位置姿態(tài)調(diào)整。另外，與分別具有多個光學(xué)系統(tǒng)的情況相比，可以抑制成本的增大，可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
[0096]此外，通過將光射出部34a、34b中照射點(diǎn)狀光的那一個光射出部設(shè)為激光光源，從而無需使用遮擋板26 (參照圖2、3)，就可以照射點(diǎn)狀光，并且，通過將光直徑縮小得更小(幾μπι?幾十μ m)，從而可以進(jìn)行更高精度的位置調(diào)整。此外，這種切換光射出部的結(jié)構(gòu)，也可以應(yīng)用于上述的實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)中。
[0097]工業(yè)實(shí)用性
[0098]如上述所示，本發(fā)明所涉及的調(diào)整裝置適用于通過光的照射進(jìn)行被調(diào)整部件的位置姿態(tài)調(diào)整的調(diào)整裝置。
[0099]符號的說明
[0100]I安裝基板(被調(diào)整部件)
[0101]2調(diào)整臺
[0102]3負(fù)壓源
[0103]4識別照相機(jī)
[0104]4a出射位置
[0105]4b入射位置
[0106]5照明光源
[0107]6光源切換部
[0108]7控制部(檢測部、圖像處理裝置)
[0109]8圖像識別處理部
[0110]9位置控制部
[0111]10負(fù)壓源
[0112]11吸附頭
[0113]12光學(xué)部件
[0114]13光學(xué)部件搭載部
[0115]14電動機(jī)
[0116]15電動機(jī)軸
[0117]16工作臺
[0118]17旋轉(zhuǎn)卡盤
[0119]18 XYZ 工作臺
[0120]19反射光
[0121]21 XYZ 軸(調(diào)整部)
[0122]22傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)(調(diào)整部)
[0123]26遮擋板
[0124]27 第 I 孔
[0125]28 第 2 孔
[0126]31編碼器盤(被調(diào)整部件)
[0127]32凹面鏡(被調(diào)整部件)
[0128]32a中心位置
[0129]34a、34b 光射出部
[0130]35激光光源
[0131]36擴(kuò)散板
[0132]111點(diǎn)狀光
[0133]112平行光
[0134]114 棱鏡
[0135]115 物鏡
[0136]121投影透鏡[0137]122受光傳感器
[0138]201圖案圖像
[0139]202反射光
[0140]211、212、213 圖案位置
[0141]214 圓
[0142]215旋轉(zhuǎn)中心位置
[0143]216半徑(偏心量)
[0144]221、222、223 反射光位置
[0145]224 圓
[0146]225旋轉(zhuǎn)中心位置
[0147]226半徑(偏心量)
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)整裝置，其特征在于，具有: 識別照相機(jī)，其至少對I個被調(diào)整部件進(jìn)行識別； 圖像處理裝置，其對所述識別照相機(jī)拍攝得到的圖像進(jìn)行處理； 照明光源，其與所述識別照相機(jī)連接，向所述被調(diào)整部件射出光； 工作臺，其對所述被調(diào)整部件進(jìn)行支撐； 檢測部，其使用從所述照明光源向被調(diào)整部件照射的光，進(jìn)行位置姿態(tài)檢測； 調(diào)整部，其基于所述檢測結(jié)果，對所述被調(diào)整部件的位置或者姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整；以及 切換部，其對從所述照明光源射出并向所述被調(diào)整部件照射的光的光束寬度進(jìn)行切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其特征在于， 所述切換部在通過圖案識別進(jìn)行位置姿態(tài)檢測的情況下，使光束的寬度變寬，在進(jìn)行與圖案識別不同的位置姿態(tài)檢測的情況下，使光束的寬度變窄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)整裝置，其特征在于， 所述切換部形成有用于使光通過的孔，并且所述切換部插入至從所述照明光源射出的光的光路中，通過所述孔 的直徑的變化而對光束的寬度進(jìn)行切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)整裝置，其特征在于， 所述照明光源具有射出的光的光束不同的多個光射出部， 所述切換部通過對所述光射出部進(jìn)行切換，從而對所述光束的寬度進(jìn)行切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)整裝置，其特征在于， 所述多個出射部的至少I個為激光光源。
6.一種光學(xué)部件安裝裝置，其特征在于，具有: 識別照相機(jī)，其至少對I個被調(diào)整部件進(jìn)行識別； 圖像處理裝置，其對所述識別照相機(jī)拍攝得到的圖像進(jìn)行處理； 照明光源，其與所述識別照相機(jī)連接，向所述被調(diào)整部件射出光； 檢測部，其使用從所述照明光源向被調(diào)整部件照射的光，進(jìn)行位置姿態(tài)檢測； 調(diào)整部，其基于所述檢測結(jié)果，對所述被調(diào)整部件的位置或者姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整；以及 切換部，其對從所述照明光源射出并向所述被調(diào)整部件照射的光的光束寬度進(jìn)行切換， 所述被調(diào)整部件是與電動機(jī)的電動機(jī)軸的中心進(jìn)行位置對齊的光學(xué)部件， 所述識別照相機(jī)配置為，能夠從沿所述電動機(jī)軸的方向拍攝所述電動機(jī)， 所述檢測部與所述光學(xué)部件的種類相對應(yīng)，實(shí)施使用光束寬度較寬的光進(jìn)行的位置姿態(tài)檢測以及使用光束寬度較窄的光進(jìn)行的位置姿態(tài)檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)部件安裝裝置，其特征在于， 該光學(xué)部件安裝裝置還具有使所述電動機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 所述檢測部基于使所述電動機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)角度改變而拍攝得到的圖像，進(jìn)行所述光學(xué)部件的位置姿態(tài)檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光學(xué)部件安裝裝置，其特征在于， 所述切換部在通過圖案識別進(jìn)行位置姿態(tài)檢測的情況下，使光束的寬度變寬，在進(jìn)行與圖案識別不同的位置姿態(tài)檢測的情況下，使光束的寬度變窄。
9.根據(jù)權(quán)利要求6~8中任一項所述的光學(xué)部件安裝裝置，其特征在于， 所述切換部形成有使光通過的孔，并且所述切換部插入至從所述照明光源射出的光的光路中，通過所述孔的直徑的變化而對光束的寬度進(jìn)行切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求6~8中任一項所述的光學(xué)部件安裝裝置，其特征在于， 所述照明光源具有射出的光的光束不同的多個光射出部， 所述切換 部通過對所述光射出部進(jìn)行切換，從而對所述光束的寬度進(jìn)行切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)部件安裝裝置，其特征在于， 所述多個射出部的至少I個為激光光源。
12.—種調(diào)整方法，在該方法中，向被調(diào)整部件照射從照明光源射出的光并進(jìn)行位置姿態(tài)檢測，基于檢測結(jié)果，進(jìn)行位置姿態(tài)的調(diào)整， 在該調(diào)整方法中， 利用切換部將從所述照明光源射出的光切換為光束寬度較寬的光，并向所述被調(diào)整部件照射， 利用識別照相機(jī)，對被光束寬度較寬的光照射后的被調(diào)整部件進(jìn)行拍攝，通過圖案識別進(jìn)行位置姿態(tài)檢測， 利用切換部將從所述照明光源射出的光切換為光束寬度較窄的光，并向所述被調(diào)整部件照射， 利用識別照相機(jī)，對被光束寬度較窄的光照射后的被調(diào)整部件進(jìn)行拍攝，使用來自所述被調(diào)整部件的反射光，進(jìn)行位置姿態(tài)檢測， 基于所述檢測結(jié)果，對所述被調(diào)整部件的位置姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
【文檔編號】G06T1/00GK103718209SQ201180072743
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月10日
【發(fā)明者】大江慎一, 杉浦勢, 藪岡浩一, 佐土根俊和 申請人:三菱電機(jī)株式會社