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工件位置信息取得方法及裝置的制作方法

文檔序號:2726000閱讀:173來源:國知局
專利名稱:工件位置信息取得方法及裝置的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及工件位置信息取得方法及裝置,具體而言,涉及一種取得 被載置于移動的工作臺的工件相對于上述工作臺的位置的工件位置信息 取得方法及裝置。
背景技術
以往,作為將圖像描繪到工件上的描繪裝置的一個例子,公知有一種
搭載了 DMD(數字微鏡器件)的射出描繪射束的描繪裝置(參照特開2004 —001244號公報)。在這種描繪裝置中,公知的方法是例如將載置有由感 光材料構成的工件的描繪用工作臺沿一個方向移動到描繪頭的下面,使從 上述描繪頭射出的描繪射束照射到被載置于該工作臺的工件上,對圖像圖 案進行曝光。
而且,由于有時通過手動將工件載置到工作臺上,所以,被載置于工 作臺的工件相對該工作臺的位置不一定。為了利用從描繪頭射出的描繪射 束將圖像圖案描繪到工件上的正確位置,例如公知一種預先求出工件相對 工作臺的位置,并修正工件設計上的位置相對工作臺的偏差量,從而將上 述圖像圖案描繪到工件上的方式。
為了求出工件相對工作臺的位置,例如可采用通過在固定于裝置基底 的對工作臺上進行攝像的攝像機構,依次拍攝工作臺中相對上述裝置基底 移動的一部分區(qū)域來取得攝像信息,并根據該攝像信息求出工件相對上述 工作臺的位置的方案。
艮口,在通過攝像機構對被搬送的工作臺上的工作臺基準標記進行攝像 之后,進而利用通過對工作臺上所載置的工件上的工件基準標記進行攝影 而得到的上述工作臺基準標記、和工件基準標記各自在上述攝影機構的視 野內位置、及從拍攝上述工作臺基準標記到拍攝工件基準標記為止工作臺 的移動量,可以求出工件相對工作臺的位置。
然而,有時會要求上述描繪裝置來描繪多層基板電路等的被要求高描 繪位置精度的電路圖案。這樣,為了以高的位置精度在載置于工作臺的工 件上描繪圖像圖案,需要以更高的精度求出工件相對工作臺的位置。

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于上述實際情況而提出,其目的在于,提供一種能夠以更高 的精度來取得工件相對工作臺的位置的工件位置信息取得方法及裝置。
本發(fā)明的第一工件位置信息取得方法,相對于對工作臺上進行拍攝的 攝像機構使載置了工件的所述工作臺相對移送,通過所述攝像機構對所述 被移送的所述工作臺上設置的工作臺基準標記及載置于該工作臺上的工 件上所設置的工件基準標記進行攝像,來獲得工作臺攝像信息及工件攝像 信息,并且,獲得所述工作臺基準標記攝像時及所述工件基準標記攝像時 表示所述工作臺的移送方向位置的移送方向位置信息,根據所述各攝像信 息及各移送方向位置信息,取得表示所述工件相對所述工作臺的位置的工 件位置信息,預先取得對應所述工作臺的移送方向位置表示攝像位置變動 量的攝像位置變動量信息,該攝像位置變動量表示所述工作臺相對所述攝 像機構的移送中所產生的所述工作臺的位置變動,利用從所述攝像位置變 動量信息得到的所述工作臺基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向 位置對應的攝像位置變動量、和從所述攝像位置變動量信息得到的所述工 件基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動 量,來除去因各攝像位置變動量之間的差而引起的所述工件位置信息中含 有的誤差成分。
本發(fā)明的第一工件位置信息取得裝置包括載置工件的工作臺;對所
述工作臺上進行拍攝的攝像機構;相對所述攝像機構移送所述工作臺的移 送機構;取得移送方向位置信息的移送方向位置信息取得機構,該移送方 向位置信息表示所述工作臺相對所述攝像機構的移送方向位置;和工件位 置信息取得機構,其根據通過所述攝像機構,對在所述被相對移送的所述 工作臺上設置的工作臺基準標記、及載置于該工作臺上的工件上所設置的 工件基準標記進行拍攝而得到的工作臺攝像信息、工件攝像信息,以及由 所述移送方向位置信息取得機構取得的所述工作臺基準標記攝像時及所 述工件基準標記攝像時的所述工作臺的移送方向位置信息,取得表示所述
工件相對所述工作臺的位置的工件位置信息;
還具備工件位置取得用存儲機構,其存儲預先取得的對應所述工作 臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝像位置變動量信息,所述攝像 位置變動量表示所述工作臺相對所述攝像機構的相對移送中所產生的所 述工作臺的位置變動;和工件位置取得用運算機構,其利用從所述攝像位 置變動量信息取得的所述工作臺基準標記攝像時的與所述工作臺的移送 方向位置對應的攝像位置變動量、和從所述攝像位置變動量信息取得的所 述工件基準標記攝像時的與所述移送方向位置對應的攝像位置變動量,來 進行除去因各攝像位置變動量之間的差而引起的所述工件位置信息中含 有的誤差成分的運算。
所述工件位置取得用運算機構可以利用所述工作臺基準標記攝像時 及工件基準標記攝像時的所述攝像信息,執(zhí)行求出所述誤差成分的運算。
所述攝像位置變動量信息可以表示所述移送方向的攝像位置變動量、 與所述移送方向正交且與移送平面平行的移送正交方向的攝像位置變動 量、及圍繞與所述移送平面正交的移送平面正交方向的旋轉方向的攝像位 置變動量。
所述第一工件位置信息取得裝置具備對所述攝像位置變動量進行測 定的攝像位置變動量測定機構,在通過所述移送機構不斷往復移送所述工 作臺之際,所述工件位置取得用運算機構,利用l次以上的、之前由所述 攝像位置變動量測定機構在由所述移送機構往復移送所述工作臺時所測 定的攝像位置變動量,進行除去所述誤差成分的運算。
本發(fā)明的第二工件位置信息取得方法,相對于對工作臺上進行拍攝的 攝像機構使載置了工件的所述工作臺相對移送,通過所述攝像機構對所述 被移送的所述工作臺上設置的工作臺基準標記及載置于該工作臺上的工 件上所設置的工件基準標記進行攝像,來獲得工作臺攝像信息及工件攝像 信息,并且,獲得所述工作臺基準標記攝像時及所述工件基準標記攝像時 表示所述工作臺的移送方向位置的移送方向位置信息,根據所述各攝像信 息及各移送方向位置信息,取得表示所述工件相對所述工作臺的位置的工 件位置信息,預先取得對應所述工作臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝像位置變動量信息,該攝像位置變動量表示所述工作臺相對所述攝 像機構的移送中所產生的所述工作臺的位置變動,在所述工作臺基準標記 攝像時使所述工作臺和所述攝像機構相對移動,以抵消從所述攝像位置變 動量信息所取得的所述工作臺基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方 向位置對應的攝像位置變動量,并且,在所述工件基準標記攝像時使所述 工作臺和所述攝像機構相對移動,以抵消從所述攝像位置變動量信息所取 得的所述工件基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝 像位置變動量,從而得到將所述工件位置信息除去了因所述工作臺的位置 變動而引起的誤差成分后的信息。
本發(fā)明的第二工件位置信息取得裝置包括載置工件的工作臺;對所 述工作臺上進行拍攝的攝像機構;使所述攝像機構和所述工作臺相對移送 的移送機構;取得移送方向位置信息的移送方向位置信息取得機構,該移 送方向位置信息表示所述工作臺相對所述攝像機構的移送方向位置;和工 件位置信息取得機構,其根據通過所述攝像機構,對在所述被相對移送的 所述工作臺上設置的工作臺基準標記、及載置于該工作臺上的工件上所設 置的工件基準標記進行拍攝而得到的工作臺攝像信息、工件攝像信息,以 及由所述移送方向位置信息取得機構取得的所述工作臺基準標記攝像時 及所述工件基準標記攝像時的所述工作臺的移送方向位置信息,取得表示 所述工件相對所述工作臺的位置的工件位置信息;
還具備工件位置取得用存儲機構,其存儲預先取得的對應所述工作 臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝像位置變動量信息,所述攝像 位置變動量表示所述工作臺相對所述攝像機構的相對移送中所產生的所 述工作臺的位置變動;工件位置取得用移動機構,其使所述工作臺與所述 攝像機構相對移動;和工件位置取得用控制機構,其控制所述工件位置取 得用移動機構,使其在所述工作臺基準標記攝像時讓所述工作臺和所述攝 像機構相對移動,以抵消從所述攝像位置變動量信息所取得的所述工作臺 基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量, 并且,在所述工件基準標記攝像時讓所述工作臺和所述攝像機構相對移 動,以抵消從所述攝像位置變動量信息所取得的所述工件基準標記攝像時 的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量;得到將由所述工
件位置信息取得機構取得的工件位置信息除去了因所述工作臺的位置變
動而引起的誤差成分后的信息。
工件位置取得用控制機構可以僅使所述攝像機構移動。 工件位置取得用控制機構可以僅使所述工作臺移動。
所述攝像位置變動量信息可以表示所述移送方向的攝像位置變動量、 與所述移送方向正交且與移送平面平行的移送正交方向的攝像位置變動 量、及圍繞與所述移送平面正交的移送平面正交方向的旋轉方向的攝像位 置變動量。
所述第二工件位置信息取得裝置具備對所述攝像位置變動量進行測 定的攝像位置變動量測定機構,在通過所述移送機構不斷往復移送所述工 作臺之際,所述工件位置取得用控制機構,利用1次以上的、之前由所述 攝像位置變動量測定機構在由所述移送機構往復移送所述工作臺時所測 定的攝像位置變動量,控制所述工件位置取得用移動機構。
每當通過所述移送機構往復移送所述工作臺時,所述工件位置取得用
存儲機構都更新該工件位置取得用存儲機構所存儲的攝像位置變動量信 皁
'E、 o
所述第一工件位置信息取得裝置具備對所述攝像位置變動量進行測 定的攝像位置變動量測定機構,在由所述移送機構移送所述工作臺的去路 中,通過所述攝像位置變動量測定機構測定攝像位置變動量;在由所述移 送機構移送所述工作臺的歸路中,通過所述攝像機構拍攝所述工作臺基準 標記及所述工件基準標記。
所述第二工件位置信息取得裝置具備對所述攝像位置變動量進行測 定的攝像位置變動量測定機構,在由所述移送機構移送所述工作臺的去路 中,通過所述攝像位置變動量測定機構測定攝像位置變動量;在由所述移 送機構移送所述工作臺的歸路中,通過所述攝像機構拍攝所述工作臺基準 標記及所述工件基準標記。
所述攝像機構以相互不同的定時,對所述被移送的所述工作臺上設置 的工作臺基準標記及載置于該工作臺上的工件上所設置的工件基準標記 進行攝像,來獲得工作臺攝像信息及工件攝像信息。
發(fā)明效果
本發(fā)明者發(fā)現例如因為環(huán)境的溫度變化等影響而產生的、被移送的 工作臺的位置變動成為求取工件相對上述工作臺的位置時的誤差主要原 因,從而提出了本發(fā)明。
艮口,以往認為從拍攝工作臺上的工作臺基準標記到拍攝工件上的工件 基準標記為止,工作臺在工作臺的移送中沒有位置變動,在該狀態(tài)下求出 工件相對工作臺的位置,但發(fā)現從拍攝上述工作臺基準標記到拍攝工件基 準標記為止的工作臺移送中所產生的工作臺的位置變動,成為求出工件相 對工作臺的位置之際的誤差主要原因。S卩,發(fā)現了從拍攝工作臺基準標記 到拍攝工件基準標記為止的工作臺的位置變動,成為求出工件相對工作臺 的位置之際的誤差主要原因。
根據本發(fā)明的第一工件位置信息取得方法及裝置,由于利用從工件位 置取得用位置變動量信息得到的工作臺基準標記攝像時的與工作臺的移 送方向位置對應的攝像位置變動量、和從所述工件位置取得用位置變動量 信息得到的工件基準標記攝像時的與工作臺的移送方向位置對應的攝像 位置變動量,將因各攝像位置變動量之間的差而引起的工件位置信息中含 有的誤差成分去除,且所述工件位置取得用位置變動量信息對應工作臺的 移送方向位置表示攝像位置變動量,該攝像位置變動量表示在工作臺相對 攝像機構的相對移送中所產生的工作臺的位置變動,所以,能夠以更高的 精度取得工件相對工作臺的位置。
而且,如果使所述工件位置取得用運算機構利用工作臺基準標記攝像 時及工件基準標記攝像時的攝像信息,來執(zhí)行用于求出工件位置信息中含 有的誤差成分的運算,則能夠以更高的精度取得工件相對工作臺的位置。
根據本發(fā)明的第二工件位置信息取得方法及裝置,由于預先取得對應 工作臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的工件位置取得用位置變動 量信息,該攝像位置變動量表示工作臺相對攝像機構的移送中所產生的工 作臺的位置變動,在工作臺基準標記攝像時使工作臺和攝像機構相對移 動,以抵消從所述工件位置取得用位置變動量信息取得的工作臺基準標記 攝像時的與工作臺的移送方向位置對應的位置變動量,并且,在工件基準 標記攝像時使工作臺和攝像機構相對移動,以抵消從工件位置取得用位置 變動量信息取得的工件基準標記攝像時的與工作臺的移送方向位置對應
的位置變動量,來得到將工件位置信息除去了因工作臺的位置變動而引起 的誤差成分后的信息,所以,能夠以更高的精度取得工件相對工作臺的位置。
而且,如果工件位置取得用控制機構只使攝像機構及工作臺中任意一 方移動,則可以簡化該工件位置取得用控制機構的構成,從而能夠更容易 地取得工件相對工作臺的位置。
并且,如果設所述工件位置取得用位置變動量信息表示工作臺的移送 方向的攝像位置變動量、與所述移送方向正交且與移送平面平行的移送正 交方向的攝像位置變動量、及圍繞與所述移送平面正交的移送平面正交方 向的旋轉方向的攝像位置變動量,則可以更準確地取得工件相對工作臺的 位置。


圖1是表示本發(fā)明的工件位置信息取得裝置的概略構成的圖。
圖2A1是表示當讀取到移送方向位置為pl時沒有發(fā)生位置變動的工 作臺的位置的圖。
圖2A2是表示當讀取到移送方向位置為p2時沒有發(fā)生位置變動的工 作臺的位置的圖。
圖2A3是表示當讀取到移送方向位置為p3時沒有發(fā)生位置變動的工 作臺的位置的圖。
圖2A4是表示當讀取到移送方向位置為p4時沒有發(fā)生位置變動的工 作臺的位置的圖。
圖2A5是表示當讀取到移送方向位置為pe時沒有發(fā)生位置變動的工 作臺的位置的圖。
圖2B1是表示在沒有發(fā)生位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 pl時攝像部的視野的圖。
圖2B2是表示在沒有發(fā)生位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 p2時攝像部的視野的圖。
圖2B3是表示在沒有發(fā)生位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 p3時攝像部的視野的圖。
圖2B4是表示在沒有發(fā)生位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 p4時攝像部的視野的圖。
圖2B5是表示在沒有發(fā)生位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 pe時攝像部的視野的圖。
圖3A1是表示當讀取到移送方向位置為pl時發(fā)生了位置變動的工作 臺的位置的圖。
圖3A2是表示當讀取到移送方向位置為p2時發(fā)生了位置變動的工作 臺的位置的圖。
圖3A3是表示當讀取到移送方向位置為p3時發(fā)生了位置變動的工作 臺的位置的圖。
圖3A4是表示當讀取到移送方向位置為p4時發(fā)生了位置變動的工作 臺的位置的圖。
圖3A5是表示當讀取到移送方向位置為pe時發(fā)生了位置變動的工作 臺的位置的圖。
圖3B1是表示在發(fā)生了位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 pl時攝像部的視野的圖。
圖3B2是表示在發(fā)生了位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 p2時攝像部的視野的圖。
圖3B3是表示在發(fā)生了位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 p3時攝像部的視野的圖。
圖3B4是表示在發(fā)生了位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 p4時攝像部的視野的圖。
圖3B5是表示在發(fā)生了位置變動的狀態(tài)下,讀取到移送方向位置為 pe時攝像部的視野的圖。
圖4A是表示攝像位置變動量Sx相對工作臺的移送方向位置p的變化 的圖。
圖4B是表示攝像位置變動量Sy相對工作臺的移送方向位置p的變化 的圖。
圖4C是表示攝像位置變動量se相對工作臺的移送方向位置p的變化 的圖。
圖5是表示對旋轉方向的位置變動進行修正的方法的圖。
圖6是表示各部分圖像圖案被正確描繪在工件上的狀態(tài)的圖。
圖7A是表示描繪位置變動量相對工作臺的移送方向位置q的變化 的圖。
圖7B是表示描繪位置變動量5y相對工作臺的移送方向位置q的變化 的圖。
圖7C是表示描繪位置變動量5e相對工作臺的移送方向位置q的變化 的圖。
圖8是表示不修正位置變動地描繪了各部分圖像圖案的狀態(tài)的圖。 圖9A是表示第二描繪修正用移動部的玻璃板成為水平的狀態(tài)的圖。 圖9B是表示第二描繪修正用移動部的玻璃板發(fā)生了傾斜的狀態(tài)的圖。
圖10是表示偏離工作臺上的規(guī)定位置而配置的工件上的、將各圖像 圖案描繪在該工件的正確位置的樣子的圖。
圖11是表示利用多個描繪頭在工件上進行描繪的狀態(tài)的圖。
圖12是表示描繪頭的構成的圖。
圖13是表示DMD復位信號的生成過程的圖。
具體實施例方式
下面,針對用于實施本發(fā)明的工件位置信息取得方法的工件位置信息 取得裝置的實施方式進行說明。圖1是表示將本發(fā)明的實施方式所涉及的 工件位置信息取得裝置應用于描繪裝置時的概略構成的圖,圖2是表示在 未發(fā)生位置變動的狀態(tài)下通過工件位置信息取得裝置對基準標記進行攝 像的樣子的圖,圖3是發(fā)生了位置變動的狀態(tài)下通過工件位置信息取得裝 置對基準標記進行攝像的樣子的圖,圖4是與工作臺的移動方向位置對應, 表示工作臺的位置變動的圖,圖5是表示對旋轉方向的位置變動進行修正 的方法的圖。
本實施方式的工件位置信息取得裝置200與描繪裝置100不同,但它 們可以相互兼用一部分而構成。
作為對由移送部20實現的移送中所產生的工作臺14相對描繪機構30 的位置變動進行表示的描繪位置變動量,可舉出移送方向(圖中Y方向) 的描繪位置變動量5y、與移送方向垂直且和移送平面(圖中X—Y平面) 平行的移送正交方向(圖中箭頭X方向)的描繪位置變動量5x、及圍繞 垂直于移送平面的移送平面正交方向(圖中箭頭Z方向)的旋轉方向(由 圖中箭頭e表示)的描繪位置變動量5e,并且還可舉出轉動(rolling)、 俯仰(pitching)、移送平面正交方向(圖中箭頭Z方向)的描繪位置變
動量等。
對于在上述描繪位置變動量存儲部74中作為描繪位置變動量信息Hb
而存儲的描繪位置變動量的種類,通過圖像數據修正部78而抵消的描繪 位置變動量的種類、或者第一描繪修正用移動部82A、第二描繪修正用移 動部82B的基于描繪修正用控制部84的控制而抵消的描繪位置變動量的 種類而言,可以采用上述各種描繪位置變動量中的全部或一部分。
另外,可將描繪位置變動量se設為圍繞從工作臺面內的重心位置通 過的移送平面正交方向(圖中箭頭Z方向)軸的旋轉角度。
而且,移送方向(圖中Y方向)的位置變動例如是因為由線性編碼器 72的標度尺72的溫度變化或時效變化引起的形變等,導致從該線性編碼 器72輸出的位置信號偏離真實值而產生的。該情況下,即便按照在單位 時間內以相同的距離移送工作臺14,如果不實施修正而以標度尺72為基 準移送工作臺,也無法在每單位時間中將其準確地移送相同的距離。
并且,由于圍繞移送平面正交方向軸的旋轉方向的描繪位置變動量 5e,可劃分成移送方向的描繪位置變動量5y的成分、和移送正交方向的 描繪位置變動量5x,所以,也可以利用將描繪位置變動量朋劃分為描繪 位置變動量Sy和描繪位置變動量Sx的兩種描繪位置變動量Sx、 Sy,得到 與3種描繪位置變動量5x、 5y、洲的抵消相同的效果。
另外,在抵消描繪位置變動量5x、 Sy、 5e的情況下,作為第一描繪 修正用移動部82A,可采用能夠實現上述x、 y、 e方向的對準的對準臺架 (型號CMX、 THK公司制)等。并且,在抵消多種描繪位置變動量的 情況下,可以通過組合多個上述對準臺架、或組合利用了以往公知的壓電 元件等的移動機構,來構成上述第一描繪修正用移動部82A。此外,也可 以采用與上述同樣的構成要素,作為描繪修正用移動部82B。
下面,對于工件位置信息取得裝置200的構成進行說明。其中,針對 已經說明的構成上述描繪裝置100的構成要素使用同樣的參照標記。
工件位置信息取得裝置200具備可載置工件12的工作臺14;對工 作臺14上進行攝像的攝像部226;相對攝像部226移送工作臺14的移送 部20;作為移送方向位置信息驅動部的線性編碼器72,其用于取得表示工作臺14相對攝像部226的移動方向位置(p)的移送方向位置信息;和
工件位置信息取得部230,其根據工作臺攝像信息及工件攝像信息、和移 送方向位置(p),取得表示工件12相對工作臺14的位置的工件位置信 息Jw,所述工作臺攝像信息及工件攝像信息通過利用攝像部226在不同 的時刻對設置在被相對移送的工作臺14的工作臺基準標記214及在工作 臺14上載置的工件上設置的工件基準標記212進行攝像而得到,所述移 送方向位置(p)通過由線性編碼器72取得的工作臺基準標記攝像時及工 件基準標記攝像時的工作臺14的移送方向位置信息來表示。
并且,上述工件位置信息取得裝置200還具備工件位置取得用存儲 部232,其存儲預先取得的對應工作臺14的移送方向位置(p)表示攝像 位置變動量S的攝像位置變動量信息Hs,所述攝像位置變動量5表示在工 作臺14相對攝像部226的相對移送中所產生的工作臺14的位置變動;和
工件位置取得用運算部234,其利用從攝像位置變動量信息Hs取得 的、當工作臺基準標記攝像時從線性編碼器72獲得的與工作臺的移送方 向位置(p)對應的攝像位置變動量S;和從攝像位置變動量信息Hs取得 的工件基準標記攝像時從線性編碼器72得到的與工作臺14的移送方向位 置(p)對應的攝像位置變動量5進行運算,來抵消因各攝像位置變動量 間的差引起的工件位置信息中所包含的誤差成分。由此,能夠得到將由工 件位置信息取得部230取得的工件位置信息Jw中含有的、因工作臺14的 位置變動而引起的誤差成分除去后的修正完畢工件位置信息JJw。
另外,工件位置取得用運算部234具有攝像位置變動量信息取得部 234A,其從攝像位置變動量信息Hs中取得工作臺基準標記攝像時從線性 編碼器72得到的與工作臺14的移送方向位置(p)對應的攝像位置變動 量5,從攝像位置變動量信息Hs取得工件基準標記攝像時從線性編碼器 72取得的與工作臺14的移送方向位置(p)對應的攝像位置變動量S;和 誤差抵消運算部234B,其進行運算,來抵消因各攝像位置變動量間的差 弓I起的工件位置信息中所含有的誤差成分。
并且,上述工件位置信息取得裝置200還具備作為使工作臺和攝像 部相對移動的工件位置取得用移動部的第一工件位置取得用移動部238A、 第二工件位置取得用移動部238B;和工件位置取得用控制部242,其在工
作臺基準標記攝像時使工作臺14與攝像部226相對移動,以抵消從攝像 位置變動量信息Hs取得的工作臺基準標記攝像時的與工作臺的移送方向 位置(p)對應的攝像位置變動量,并且在工件基準標記攝像時控制第一 工件位置取得用移動部238A、第二工件位置取得用移動部238B使工作臺 14與攝像部226相對移動,以抵消從攝像位置變動量信息Hs取得的工件 基準標記攝像時的與工作臺14的移送方向位置(p)對應的攝像位置變動 量。由此,可獲得將通過工件位置信息取得部230取得的工件位置信息Jw, 除去因工作臺14的位置變動引起的誤差成分后的信息。即,可以通過工 件位置信息取得部230得到修正完畢工件位置信息JJw,并輸出該信息。
上述修正完畢工件位置信息JJw被傳送、存儲于修正完畢工件位置信 息存儲部244。
與在上述的描繪裝置100中所說明的同樣,作為在由移送部20實現 的移送中所產生的表示工作臺14相對攝像部226位置變動的攝像位置變 動量,可舉出各個方向的位置變動量。
在上述工件位置取得用存儲部232中,作為攝像位置變動量信息而存 儲的攝像位置變動量的種類、由工件位置取得用運算部234除去的攝像位 置變動量的種類、或第一工件位置取得用移動部238A、第二工件位置取 得用移動部238B通過工件位置取得用控制部242的控制而抵消的攝像位 置變動量的種類,可采用已作為描繪位置變動量說明完畢的、上述各種位 置變動量中的全部或一部分。
另外,攝像位置變動量56可以設為環(huán)繞從工作臺面內的中心位置通 過的移送平面正交方向(圖中箭頭Z方向)軸的旋轉角度。
而且,由于環(huán)繞移送平面正交方向的旋轉方向的攝像位置變動量se
可以劃分成移送方向的攝像位置變動量5y、和移送正交方向的攝像位置變 動量3x,所以,利用將攝像位置變動量5e劃分成攝像位置變動量5y和攝 像位置變動量Sx的兩種攝像位置變動量5x、 Sy來抵消位置變動,可獲得 與利用3種攝像位置變動量5x、 Sy、朋來抵消位置變動的情況同等的效 果。
并且,在抵消攝像位置變動量Sx、 5y、 59時,可以采用上述的對準
臺架(型號CMX、THK公司制)等作為第一工件位置取得用移動部238A。 進而,在抵消多種攝像位置變動量時,可以通過組合多個上述對準臺架、 或組合采用了以往公知的壓電元件或氣缸等的移動部,來構成上述第一工 件位置取得用移動部238A。此外,還可使用采用了與上述同樣構成要素 的設備作為第二工件位置取得用移動部238。
另外,第一工件位置取得用移動部238A也可以是與第一描繪修正用 移動部82A公共的設備。
接著,對工件位置信息取得裝置200的作用進行說明。圖2A1 圖2A5 是表示沒有產生位置變動時移送工作臺并對各基準標記進行攝像的樣子 的圖,圖2B1 圖2B5是表示此時的攝像部的視野的圖。而且,圖3A1 圖3A5是表示在產生了位置變動的同時移送工作臺,并不修正上述位置變 動而對各基準標記進行攝像的樣子的圖,圖3B1 圖3B5是表示此時的攝 像部的視野的圖。另外,在以后的說明中,也會簡單地將工作臺攝像信息 及工件攝像信息稱為攝像信息。
首先,說明在通過移送部20移送工作臺14時工作臺14沒有產生位 置變動的情況下,取得工件12相對工作臺14的位置的作用。其中,工作 臺14的位置變動還包括由線性編碼器72讀取的移送方向位置(p)的誤 差。
如圖2A1所示,當工作臺14位于初始位置時,由線性編碼器72讀取 的移送方向位置為pl。而且,當工作臺14位于初始位置時,如圖2B1所 示,在攝像部226的視野中什么也看不到。
接著,如圖2A2所示,在工作臺14被移送部20移送、由線性編碼器 72讀取的移送方向位置為p2時,通過攝像部226對工作臺基準標記214 中的一個工作臺基準位置214A進行攝像,得到了圖2B2所示的攝像信息 S (p2)。
接著,如圖2A3所示,在工作臺14被移送部20移送、由線性編碼器 72讀取的移送方向位置為p3時,通過攝像部226對工件基準標記212中 的一個工件基準位置212A進行攝像,得到了圖2B3所示的攝像信息S (p3)。進而,如圖2A4所示,在工作臺14被移送部20移送、由線性編碼器 72讀取的移送方向位置為p4時,通過攝像部226對工件基準標記212中 的一個工件基準位置212C進行攝像,得到了圖2B4所示的攝像信息S (p4)。
最后,如圖2A5所示,如果工作臺14被移送到移送部20的終端,則 由線性編碼器72讀取的移送方向位置為pe。而且,當工作臺14位于終端 時,如圖2B5所示,在攝像部226的視野中什么也看不到。
根據由線性編碼器72取得的移送方向位置為p2時所拍攝到的攝像信 息S (p2),工作臺基準標記214A位于攝像部226的視野中心的基準位 置Q。
而且,根據由線性編碼器72取得的移送方向位置為p3時所拍攝到的 攝像信息S (p3),工件基準標記212A從攝像部226的基準位置Q在X 方向偏移到x3,在Y方向偏移到y(tǒng)3。
并且,根據由線性編碼器72取得的移送方向位置為p4時所拍攝到的 攝像信息S (p4),工件基準標記212C從攝像部226的基準位置Q在X 方向偏移到x4,在Y方向偏移到y(tǒng)4。
因此,Y方向的從工作臺基準標記214A到工件基準標記212A的距 離LY3,可以由公式LY3二 (p3—p2) —y3求出。X方向的從工作臺基 準標記214A到工件基準標記212A的距離LX3,可由公式LX3=x3求出。
而且,Y方向的從工作臺基準標記214A到工件基準標記212C的距 離LY4,可以由公式LY4二 (p4—p3) —y4求出。X方向的從工作臺基 準標記214A到工件基準標記212C的距離LX4,可由公式LX4=x4求出。
在工作臺14沒有因為移送部20的移送而發(fā)生位置變動時,可如上所 述求出工件12相對工作臺14的位置。
這里,在工作臺14因移送部20的移送產生了位置變動的情況下,根 據與上述同樣的動作,例如可得到以下所述的包括位置變動的誤差的攝像 信息,即,在由線性編碼器72取得的移送方向位置為p2時所拍攝到的攝 像信息S (p2),中,工作臺基準標記214A從攝像部226的視野中心的基 準位置Q錯移了 Y2。
而且,在由線性編碼器72取得的移送方向位置為p3時所拍攝到的攝
像信息S (p3),中,工件基準標記212A從攝像部226的基準位置Q在X 方向錯移到x3、在Y方向錯移到y(tǒng)3,進而錯移了y3。
并且,在由線性編碼器72取得的移送方向位置為p4時所拍攝到的攝 像信息S (p4),中,工件基準標記212C從攝像部226的基準位置Q在X 方向錯移到x4、在Y方向錯移到y(tǒng)4,進而錯移了W。
上述位置錯移^、 y3、 Y4是在移送方向位置分別為p2、 p3、 p4的攝 像時,因上述工作臺14的位置變動量不同而產生的錯移。
另一方面,預先通過測定而取得并存儲在工件取得用存儲部232的攝 像位置變動量信息,對應由線性編碼器72取得的工作臺14的移送方向位 置(p),表示該工作臺14的X方向、Y方向及e方向各自的位置變動量。
對于作為上述攝像位置變動量信息而存儲在工件取得用存儲部232中 的攝像位置變動量通過攝像位置變動量測定機構來實現的測定、及作為描 繪位置變動量信息而存儲在描繪位置變動量存儲部74中的描繪位置變動 量通過描繪位置變動量測定機構來實現的測定而言,可以如下述那樣進 行。
艮P,在工作臺14上的X方向兩側分別配置一根沿移送方向(Y方向) 延伸的基準標尺Sk, 一邊通過移送部20移送工作臺14, 一邊使由攝像部 226讀取的上述兩根基準標尺的刻度的值與由線性編碼器72取得的移送 方向位置(p)對應,根據所取得的數據,可以取得與上述移送方向位置
(p)對應的X方向的位置變動量、Y方向的位置變動量及e方向的位置
變動量。
另外,上述位置變動量的測定可以使用采用了激光測長器的方式。艮口, 在工作臺14上的X方向的兩側分別配置一個隅角棱鏡(comer cube), 一邊通過移送部20移送工作臺14, 一邊在對應線性編碼器72所取得的移 送方向位置(p)取得了通過將一個隅角棱鏡作為激光測長器的靶的測長 而得到的值之后,對應線性編碼器72所取得的移送方向位置(p)來取得 通過將另一隅角棱鏡作為激光測長器的靶的測長而得到的值,根據這兩種 位置信息,能夠取得與上述移送方向位置(p)對應的X方向的位置變動
量、Y方向的位置變動量及e方向的位置變動量。
上述位置變動量的測定可以在描繪裝置中的描繪位置變動量的測定、 及工件位置信息取得裝置中的攝像位置變動量中采用。
另外,作為描繪裝置中的位置變動量的測定方法,可相對描繪機構30
移送載置有工件的工作臺, 一邊與線性編碼器72所取得的移送方向位置 (p)對應, 一邊由上述描繪機構20描繪多個測試圖案圖像。根據在上述 工件上描繪的多個測試圖案圖像的描繪狀態(tài),與上述移送方向位置(p) 對應地取得上述工作臺的位置變動量,由此,可以取得與上述移送方向位 置(p)對應的X方向的位置變動量、Y方向的位置變動量及e方向的位 置變動量。
通過上述方法得到的、攝像位置變動量信息所表示的攝像位置變動量 5如圖4A、 B、 C所示,表示與線性編碼器72所取得的工作臺14的移送 方向位置(p)對應的X方向的攝像位置變動量Sx、 Y方向的攝像位置變
動量5y及e方向的攝像位置變動量se。這里,由位置偏移y2可知,工作
臺14在移送方向位置p2處沿X方向位置變動了位置變動量xp2,沿Y方
向位置變動了位置變動量yp2,及沿e方向位置變動了位置變動量eP2。
如果以函數的形式表示這種關系,則可以表示為Y2=Fp2(xp2、yp2、0p2)。 同樣,可以表示為y3=Fp3 (xp3、 yp3、 0p3) 、 y4=Fp4 (xp4、 yp4、 0p4)。 另外,也可以將上述e成分劃分成X成分及Y成分,例如由XY2個 方向成分表示的Y2二Fp2 (xp2'、 yp2,)形式的函數,在誤差成分的抵消 中使用。
為了求出工件相對工作臺14的位置,可以在將圖4的因上述移送部 20的移送引起的包括工作臺14的位置變動的攝像信息S (p2)'、攝像信 息S (p3),、攝像信息S (p4),,恢復成不含有上述位置變動的狀態(tài),即 產生位置偏移y2、 Y3、 -之前的圖3的攝像信息S (p2)、攝像信息S (p3)、 攝像信息S (p4)的狀態(tài)后,通過上述的方法求出。
為了修正上述位置變動量、取得工件12相對工作臺14的正確位置, 該工件位置信息取得裝置200具備數據修正方式和機械修正方式這兩種方 式。另外,這些方法還能適用于當工件12偏斜、基準標記位置從工件上 的規(guī)定位置偏離時,取得工件基準標記相對工作臺基準標記的位置。
首先,對數據修正方式進行說明。
攝像位置變動量信息取得部234A從預先存儲在工件位置取得用存儲 部232的攝像位置變動量信息Hs (參照圖4)中,取得工作臺基準標記攝 像時由線性編碼器72讀取的與工作臺14的移送方向位置p2對應的攝像 位置變動量S2二xp2、 yp2、 6p2。并且,攝像位置變動量信息取得部234A 還從攝像位置變動量信息Hs中,取得由線性編碼器72讀取的與工作臺 14的移送方向位置p3對應的攝像位置變動量S3二xp3、 yp3、 9p3、及與 移送方向位置p4對應的攝像位置變動量S4二xp4、 yp4、 9p4。
接著,誤差抵消運算部234B利用上述各攝像位置變動量52、 S3、 S4, 除去在位置信息取得部230所取得的與各移送方向位置p2、 p3、 p4對應 的工件位置信息中含有的誤差成分。
為了除去在上述工件位置信息w中含有的誤差成分,例如只要如上所 述,在對圖3B2、 B3、 B4所示的工件位置信息Jw中含有的作為誤差成分 的位置偏移量Y2、 y3、 y4進行修正,恢復到圖2B2、 B3、 B4所示的不含 有誤差成分的狀態(tài)之后,如上所述取得工件12相對工作臺14的位置即可。
說明對上述位置偏移量進行修正、恢復到圖2B2、 B3、 B4所示的不 含有誤差成分的狀態(tài)的方法。例如,在從作為上述位置偏移量的y2中除 去攝像位置變動量S2 (xp2、 yp2、 ep2)中的X成分(xp2)及Y成分(yp2) 時,只要簡單地直接減去即可。
在除去上述攝像位置變動量(xp2、 yp2、 0p2)中的9成分時,優(yōu) 選使用以下的方法。
圖5是表示除去e方向的攝像位置變動量時的圖。這里,設不考慮X 方向的位置變動量及Y方向的位置變動量。
由虛線表示的四邊形狀體90A表示理想的、沒有位置變動的工作臺
14的位置。實際的工作臺14的位置位于由基于e方向的旋轉而旋轉了5e
后的實線表示的四邊形狀體90B的位置。
由虛線表示的工件基準標記91表示理想的、沒有位置變動時的位置, 攝像部(CCD照相機)信任該設計位置,按照該工件基準標記91位于攝 像部226的視野近似中央的方式進行攝影。
然而,由于配置工件時的位置偏移、或對工件加工基準標記時的原本
位置誤差、或者工件的變形等,導致實際上通過攝像部226進行攝像時, 對工件基準標記91的位置位于由標記92表示的位置的情況進行了攝像 (與理想位置不同的位置)。
在根據所拍攝的工件基準標記的位置對工作臺14的偏移了 50的旋轉 方向的位置變動進行修正時,如果求取工件基準標記的理想位置(Xd, Yd)的修正值,則該修正值成為由圖中(Ax、 Ay)表示的修正量,工件 基準標記91的修正位置成為由標記93表示的位置。
另一方面,實際所拍攝的標記位置(Xm、 Ym)的修正值成為由圖中 (△x'、 Ay')表示的修正量,工件基準標記91的修正位置成為由標記 94表示的位置,可以正確修正上述工作臺14的偏移了 se的旋轉。
如上所述,通過根據實際拍攝的標記位置信息來求出修正量,即便在 基準標記的位置大幅偏移了設計值(理想值)的情況下,也可以縮小修正 的誤差。
基于利用了上述方法的運算,可以將工件位置信息Jw修正為除去了 因工作臺14的位置變動而引起的誤差成分的信息。g卩,可以通過工件位 置取得用運算部234得到修正完畢工件位置信息JJw。
接著,對機械修正方式進行說明。
工件位置取得用控制部242在各自的基準標記攝像時對第一工件位置 取得用移動部238A及第二工件位置取得用移動部238B中的至少一方進 行控制,以抵消對應工作臺14的移送方向位置p2、 p3、 p4從攝像位置變 動量信息Hs取得的攝像位置變動量S2、 S3、 S4的量,將由工件位置信息 取得部230取得的工件位置信息Jw轉換成除去了因工作臺14的位置變動 而引起的誤差成分后的信息。即,可以通過工件位置信息取得部230得到 修正完畢工件位置信息JJw。
通過上述數據修正方式、機械修正方式得到的修正完畢工件位置信息 JJw,被存儲在修正完畢工件位置信息存儲部244中。
另外,在利用數據修正方式得到修正完畢工件位置信息JJw時,圖l 中的切換開關248成為OFF,由工件位置信息取得部230取得的工件位置 信息Jw不被傳送給修正完畢工件位置信息存儲部244,只有由工件位置
取得用運算部234取得的修正完畢工件位置信息JJw被傳送、存儲于修正 完畢工件位置信息存儲部244。
此外,在利用機械修正方式取得修正完畢工件位置信息JJw時,上述 切換開關248成為ON,由工件位置信息取得部230取得的修正完畢工件 位置信息JJw被傳送、存儲于修正完畢工件位置信息存儲部244中。
另外,作為上述工作臺基準標記、工件基準標記,可以采用工作臺的 角部和工件的角部。
此外,在上述攝像位置變動量的修正中可采用上述兩種方式中的一 種,也可以組合兩種方式。
而且,上述工件位置信息取得裝置具備作為攝像位置變動量測定機構 的基準標尺Sk,用于測定攝像位置變動量,在通過移送部20往復移送工 作臺14時,工件位置取得用運算部234可利用一次以上的、之前在通過 移送部20往復移送工作臺14時利用基準標尺Sk測定的攝像位置變動量, 進行除去上述誤差成分的運算。
另外,上述工件位置信息取得裝置具備作為攝像位置變動量測定機構 的基準標尺Sk,用于測定攝像位置變動量,在通過移送部20往復移送工 作臺14時,工件位置取得用控制部242可利用一次以上的、之前在通過 移送部20往復移送工作臺14時利用基準標尺Sk測定的攝像位置變動量, 控制工件位置取得用移動部238A、 238B。
而且,每當通過移送部20往復移送工作臺14時,上述工件位置取得 用存儲部232都對工件位置取得用存儲部232所存儲的攝像位置變動量信 息進行更新。
進而,述工件位置信息取得裝置可以具備作為攝像位置變動量測定機 構的基準標尺Sk,用于測定攝像位置變動量,在通過移送部20所進行的 工作臺14的去路移送中,利用基準標尺Sk測定攝像位置變動量,在基于 移送部的工作臺14的歸路移送中,通過攝像部226拍攝工作臺基準標記 214及工件基準標記212。
另外,作為工件位置信息取得裝置200的實施方式,舉出了攝像機構 30以相互不同的定時拍攝工作臺基準標記214和工件基準標記212,來獲 得工作臺攝像信息及工件攝像信息的情況,另一方面,即使在移送方向(圖
中為Y方向)排列攝像機構30,以同一定時拍攝工作臺基準標記214和 工件基準標記212的情況下,也會因工作臺14的e方向的變動而引起誤 差。在該以同一定時進行攝像時,因工作臺14的e方向的變動引起的上 述誤差成分可以通過參照上述圖5說明過的方法來除去。 [描繪裝置100的作用]
接著,說明描繪裝置100的作用。圖6是表示不產生位置變動地移送 工作臺時所描繪的圖像圖案的圖,圖7是表示描繪圖像的定時和工作臺的 位置變動的圖,圖8是表示在產生位置變動的同時移送工作臺,不修正該 位置變動地描繪的圖像圖案的圖。
其中,圖8的圖像圖案是概念性表示的圖案,并未準確示出對應圖7 所示的工作臺的位置變動量來描繪圖像圖案時的狀態(tài)。
首先,說明在通過移送部20移送工作臺14時工作臺14沒有產生位 置變動的情況下,向載置于工作臺14的工件12上描繪圖像圖案的作用。
基于描繪控制部28的控制, 一邊通過移送部20移送工作臺, 一邊通 過描繪機構30向載置于工作臺14的工件12上,順次描繪與由線性編碼 器72取得的各移送方向位置(q)對應的部分圖像圖案,從而在工件12 上描繪規(guī)定的圖像圖案。如圖7所示,對于在由線性編碼器72讀取的工 作臺14的移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4處描繪的部分圖像圖案Bl、 B2、 B3、 B4而言,如圖6所示,被以在X方向、Y方向、e方向的任意一個 方向都沒有產生位置偏移的狀態(tài)描繪。
與之相對,在通過移送部20移送工作臺14時工作臺14產生了位置 變動的情況下,描繪機構30與工作臺之間產生了移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4各處的描繪位置變動量Sl (xl、 yl、 61)、描繪位置變動量52 (x2、 y2、 92)、描繪位置變動量53 (x3、 y3、 03)、描繪位置變動量S4 (x4、 y4、 04)的位置偏移。由此,如圖8所示,部分圖像圖案B1、 B2、 B3、 B4分別以產生了位置偏移的狀態(tài)被描繪在工件上。
為了對上述描繪位置變動量進行修正,來正確地描繪各部分圖像圖 案,該描繪裝置IOO具備數據修正方式、機械修正方式及光學修正方式三 種方式。另外,在用于修正上述位置變動量來正確描繪各部分圖像圖案的 方式中,可以采用與上述已說明的工件位置信息取得裝置200中的位置變
動量的修正方式同樣的原理。此外,在上述描繪位置變動量的修正中可以 采用上述三種方式中的一種,也可以組合兩種以上的方式。 [數據修正方式]
圖像數據修正部78與線性編碼器72所讀取的上述移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4對應地從存儲于上述描繪位置變動量存儲部74的描繪位置變 動量信息Hb取得描繪位置變動量,修正在圖像數據存儲器76中存儲的原 圖像數據Go,使得上述描繪位置變動量被抵消。通過描繪控制部28的控 制描繪部分圖像圖案,其中,該描繪控制部28使用了通過圖像數據修正 部78修正原圖像數據Go而得到的修正完畢圖像數據Gl。由此,能夠以 部分圖像圖案B1、 B2、 B3、 B4各自的位置偏移被修正的、上述圖6所示 的狀態(tài),描繪各部分圖像圖案。
描繪修正用控制部84控制第一描繪修正用移動部82A,以抵消與線 性編碼器72所讀取的上述移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4對應地從存儲于 上述描繪位置變動量存儲部74的描繪位置變動量信息Hb取得的描繪位置 變動量。此時,通過使用了原圖像數據Go的描繪控制部28的控制,描繪 部分圖像圖案。
艮P,描繪修正用控制部84控制上述第一描繪修正用移動部82A,以 使工作臺14與描繪機構30相對移動,來抵消從存儲于描繪位置變動量存 儲部74的描繪位置變動量信息Hb取得的、該部分圖像圖案描繪時的工作 臺14的移送方向ql、 q2、 q3、 q4所對應的描繪位置變動量。由此,能夠 以描繪部分圖像圖案B1、 B2、 B3、 B4各自的位置偏移被修正的、上述圖 6所示的狀態(tài)描繪各部分圖像圖案。
與上述機械修正方式同樣,描繪修正用控制部84控制第二描繪修正 用移動部82B,以抵消與線性編碼器72所讀取的上述移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4對應地從上述描繪位置變動量信息Hb取得的描繪位置變動量。 此時,使用原圖像數據Go,并通過描繪控制部28的控制來描繪部分圖像 圖案。此時,基于使用了原圖像數據Go的描繪控制部28的控制來描繪部 分圖像圖案。
上述第二描繪修正用移動部82B如圖9A、 B所示,具備透明的玻 璃板85、支承該玻璃板85的玻璃框86、環(huán)繞移送方向(圖中箭頭Y方向) 可旋轉地支承玻璃框86的一段的銷87、使玻璃框86的另一端沿著與移送 平面(X—Y平面)正交的方向(圖中箭頭Z方向)移動的偏心凸輪88、 和軸支承偏心凸輪88使其旋轉的電動馬達89。
通過描繪修正用控制部84控制上述電動馬達89,使偏心凸輪88旋轉, 可使玻璃框86繞圖中箭頭Y方向旋轉,從而使作為描繪機構30的描繪頭 所射出的描繪射束Le的位置沿著圖中X方向移動。
在上述說明中,第二描繪修正用移動部82B使作為描繪機構30的描 繪頭所射出的描繪射束Le的位置沿圖中X方向移動,但也可以通過利用 與上述同樣的機構使玻璃框86繞圖中箭頭X方向旋轉,使上述描繪射束 Le的位置沿圖中Y方向移動。
通過該描繪裝置100,可以同時修正工件12相對工作臺14的位置偏 移、和被搬送的工作臺14的位置變動雙方。
艮口,可利用在工件位置信息取得裝置200的修正完畢工件位置信息記 錄部244中存儲的修正完畢工件位置信息JJw、和在描繪裝置100的描繪 位置變動量存儲部74中存儲的描繪位置變動量雙方,修正上述工件12相 對工作臺14的位置和工作臺14的位置變動雙方。由此,如圖10所示, 可以將各部分圖像Bl、 B2、 B3、 B4描繪在偏離規(guī)定位置配置在工作臺 14上的工件12上的預先確定的正確位置。
另外,如果采用上述方法,則即便工件12歪斜,也能夠以與在工作 臺14上載置的上述工件的歪斜對應的最佳狀態(tài)描繪圖像圖案。
與上述僅對工作臺的位置變動進行修正的情況同樣,圖像數據修正部 78對圖像數據存儲器76中存儲的原圖像數據Go進行修正,以抵消與線 性編碼器72所讀取的上述移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4對應地從上述描 繪位置變動量存儲部74取得的描繪位置變動量、及從修正完畢工件位置 信息存儲部244取得的修正完畢工件位置信息Ihv。通過描繪控制部28 的控制來描繪部分圖像圖案。該描繪控制部28使用了通過圖像數據修正
部78修正原圖像數據Go而得到的修正完畢圖像數據G2。由此,能夠以 部分圖像圖案B1、 B2、 B3、 B4各自的位置偏移被修正的、上述圖6所示 的狀態(tài),描繪各部分圖像圖案。 [機械修正方式]
描繪修正用控制部84控制第一描繪修正用移動部82A,以抵消與線 性編碼器72所讀取的上述移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4對應地取得的、 上述描繪位置變動量及修正完畢工件位置信息JJw的量。此時,基于使用 了原圖像數據Go的描繪控制部28的控制,描繪部分圖像圖案。
與上述機械修正方式同樣,描繪修正用控制部84控制第二描繪修正 用移動部82B,以抵消與線性編碼器72所讀取的上述移送方向位置ql、 q2、 q3、 q4對應地取得的、上述描繪位置變動量及修正完畢工件位置信息 JJw的量。此時,基于使用了原圖像數據Go的描繪控制部28的控制,描 繪部分圖像圖案。
另外,可任意組合用于正確描繪上述圖像圖案的多個描繪修正方式、 和用于取得上述工作臺上的工件位置的多個工件位置取得方式,不限定于 組合一種工件位置取得方式和一種描繪修正方式,可以對多種工件位置取 得方式和多種描繪修正方式進行組合。
例如,在上述描繪裝置100中具備基準標尺Sk,其兼具對所述攝像位 置變動量進行測定的攝像位置變動量測定機構、和對描繪位置變動量進行 測定的描繪位置變動量測定機構。而且,通過在基于移送部20的工作臺 14的去路移送中利用基準標尺Sk,即通過攝像部226拍攝基準標尺Sk, 不僅測定公共表示攝像位置變動量和描繪位置變動量的位置變動量,而 且,通過攝像部226拍攝工作臺基準標記214及工件基準標記212,取得 工件12相對工作臺14的位置。然后,在基于移送部20的工作臺14的歸 路移送中,可以通過描繪機構30,根據如上所述而得到的位置變動量的信 息及工件12相對工作臺14的位置信息,進行實施了上述各種修正的描繪。
下面,對上述實施方式的描繪裝置ioo進行詳細說明。
如圖1所示,描繪裝置100構成為所謂平坦型,具備將成為描繪對象的被描繪部件、即工件12吸附保持于表面的平板狀工作臺14。在被4根
腳部16支承的厚板狀設置臺18的上面,設置有沿著工作臺移動方向延伸 的兩個導向件20A。工作臺14被配置成其長度方向朝向工作臺移動方向, 并且被導向件20A支承為能夠往復移動。另外,在該描繪裝置100中設置 有用于沿著導向件20A驅動工作臺14的移送部20。
在設置臺18的中央部,按照跨過工作臺14的移動路徑的方式設置有 -字狀的門22。門22的端部分別配置在設置臺18的兩側面。隔著該門 22在一方側設置有描繪單元24,其容納了構成描繪機構30的描繪頭,在 另一側設置有攝像部226,其容納有檢測工件12的前端及后端、或拍攝基 準標記的多個CCD照相機(例如2個)。描繪單元24及攝像部226分別 安裝于門22,被配置在工作臺14的移動路徑的上方。
如圖11所示,在該描繪單元24的內部設置有多個(例如8個)構成 描繪機構30的描繪頭30A、 30B...,其排列為i行j列(例如2行4列) 的近似矩陣狀。
如圖11所示,描繪頭30A、 30B…的描繪區(qū)域32A、 32...(以后統(tǒng)一 稱作描繪區(qū)域32),例如構成為以移送方向(圖中的箭頭Y方向)為長 邊的矩形狀。該情況下,隨著該描繪動作,按描繪頭30A、 30B…在工件 12上形成帶狀的描繪完畢區(qū)域34A、 34B...(以后統(tǒng)一稱作描繪完畢區(qū)域 34)。
另外,按照在與上述移送方向正交的垂直方向(圖中的箭頭X方向) 無間隙地排列帶狀的描繪完畢區(qū)域34的方式,使被排列的各行的描繪頭 30A、 30B…分別錯開規(guī)定間隔(描繪區(qū)域的長邊的自然數倍)在列方向 配置。即,例如可以將描繪頭30A的描繪區(qū)域32A和描繪頭30B的描繪 區(qū)域32B之間無法描繪的部分,設為描繪頭30F的描繪區(qū)域32F。
如圖1及圖12所示,描繪機構30通過將多個作為微小光調制元件的 微反射鏡M排列成二維狀而構成的作為空間光調制器即DMD (數字微鏡 器件)36,對從光源38發(fā)出并通過光纖40而射出的光進行空間光調制, 使根據上述微反射鏡M各自的光調制狀態(tài)而形成的各微反射鏡M所對應 的描繪射束Le成像在工件12上,從而在該工件12上描繪圖像圖案,例
如描繪布線圖案。
各描繪機構30具備數字微鏡器件(DMD) 36,作為對由光源38發(fā)出 并通過光纖40射出的光束進行空間光調制的空間光調制器。該DMD36 與具備數據處理部和反射鏡驅動控制部等的DMD控制器29連接。
該DMD控制器29根據被輸入的圖像數據,按各描繪頭30A、 30B... 控制DMD36應該控制的各微反射鏡的反射面的角度。
如圖1所示,在配置于各描繪頭30A、 30B…的DMD36的光入射側, 配置有從光源38分別導出的束狀光纖40。
光源38中收納有多組合波模塊,用于對從多個半導體激光芯片射出 的激光進行合波并輸入到光纖中。從各合波模塊延伸的光纖是對合波后的 激光進行傳輸的合波光纖,通過將多個光纖捆成一束構成了束狀光纖40。
并且,如圖12所示,在描繪機構30的DMD36的光入射側,配置有 將從束狀光纖40射出的光朝向DMD36反射的反射鏡42。
接著,針對描繪機構30的在DMD36的光射出側設置的成像光學系統(tǒng) 59進行說明。如圖1所示,上述成像光學系統(tǒng)59為了使光源的像成像在 工件12上,沿著從DMD36 —側向工件12 —側的光路順次配置有透鏡 系統(tǒng)50、 52、微透鏡陣列54、物鏡系統(tǒng)56、 58各種光學要素。
這里,透鏡系統(tǒng)50、 52構成了放大光學系統(tǒng),將基于由DMD36反射 而構成的像素光束所描繪的工件12上的描繪區(qū)域32的面積,擴大為所需 要的大小。
如圖1所示,微透鏡陣列54是與DMD36的各微小反射鏡M —一對 應的多個微透鏡60 —體成形的器件,各微透鏡60被配置成分別使穿過透 鏡系統(tǒng)50、 52后的各像素光束通過。
該微透鏡陣列54的整體形成為矩形平板狀,在形成有各微透鏡60的 部分,分別一體配置有孔徑(aperture) 62。該孔徑62構成與各微透鏡60 一一對應配置的孔徑光闌。
物鏡系統(tǒng)56、 58例如構成為等倍光學系統(tǒng)。而且,工件12被配置在 像素光束L通過物鏡系統(tǒng)56、 58而成像的位置。
根據上述的構成,可以使由光源38發(fā)出的描繪機構30即描繪光束 Le在工件12的表面上成像,形成圖像圖案。[描繪裝置的描繪動作]
接著,對通過上述描繪裝置100在工件12上描繪圖像圖案的動作進 行說明。
載置有工件12的工作臺14沿著導向件20A從移送方向上游側向下游 側以一定速度移動。在工作臺14從門22的下面通過之際,如果通過安裝 于門22的攝像部226檢測到工件12的前端,則開始按每次多條線讀出圖 像數據。
然后,通過DMD控制器29的反射鏡驅動控制,按各描繪頭30A、30B... 開關控制DMD36的每個微小反射鏡。
如果從光纖40射出并被反射鏡42反射后的光束照射到DMD36,則 DMD36的微小反射鏡成為開啟狀態(tài)時所反射的激光,通過包括微透鏡陣 列54的各個對應微透鏡60的透鏡系統(tǒng),在工件12的描繪面上成像。這 樣,從DMD36射出的像素光束L按每個微小反射鏡被開關,工件12以 與DMD36的使用像素數大致相同的像素單位(描繪區(qū)域)被進行描繪D
而且,通過使載置了工件12的工作臺14以一定速度移送,相對而言, 描繪單元24相對工件12向與工作臺移動方向相反的方向移動,可按各描 繪頭30A、 30B…形成帶狀的描繪完畢區(qū)域34,從而在工件12上描繪圖 像圖案。
艮口,通過利用DMD36實施與所要描繪的圖像圖案對應的調制,并將 生成的描繪射束Le照射到工件12上,可在該工件12上形成上述圖像圖 案。
如果工件12基于描繪單元24的描繪結束,且由攝像部226檢測到工 件12的后端,則使工作臺14沿著導向件20A回復到位于移送方向最上游 側的原點,可以使其再次沿著導向件20A,從移送方向上游側向下游側以 一定速度移動來反復進行描繪。即,每次通過移送部20使工作臺14往復 移動時,都可以進行工件12基于描繪單元24的描繪。
圖13是表示由線性編碼器72讀取的工作臺14的移送方向位置的處 理方式的框圖。對應工作臺14的移送而從線性編碼器72輸出的0.1pm間 距的信號,通過8倍增電路被8等分,轉換為0.0125pm間距。利用該信
號,由DMD控制器29控制DMD36,但由于在工作臺14的移送中產生 移送方向的位置變動,所以,將描繪圖像圖案的描繪區(qū)域例如分割成64 個區(qū)域(例如10mm間隔),按各區(qū)域調節(jié)用于修正上述位置變動的復位 間隔。復位的周期利用NCO (Numerical Controlled Oscillator)電路生成。 由此,可以均等地劃分脈沖的剩余,從而可使上述復位間隔均勻。由NCO 電路生成的信號被用作DMD復位信號輸入到DMD控制電路。
權利要求
1、一種工件位置信息取得方法,相對于對工作臺上進行拍攝的攝像機構使載置了工件的所述工作臺相對移送,通過所述攝像機構對所述被移送的所述工作臺上設置的工作臺基準標記及載置于該工作臺上的工件上所設置的工件基準標記進行攝像,來獲得工作臺攝像信息及工件攝像信息,并且,獲得所述工作臺基準標記攝像時及所述工件基準標記攝像時表示所述工作臺的移送方向位置的移送方向位置信息,根據所述各攝像信息及各移送方向位置信息,取得表示所述工件相對所述工作臺的位置的工件位置信息,預先取得對應所述工作臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝像位置變動量信息,該攝像位置變動量表示所述工作臺相對所述攝像機構的移送中所產生的所述工作臺的位置變動,利用從所述攝像位置變動量信息得到的所述工作臺基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量、和從所述攝像位置變動量信息得到的所述工件基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量,來除去因各攝像位置變動量之間的差而引起的所述工件位置信息中含有的誤差成分。
2、 一種工件位置信息取得裝置,包括 載置工件的工作臺;對所述工作臺上進行拍攝的攝像機構; 相對所述攝像機構移送所述工作臺的移送機構;取得移送方向位置信息的移送方向位置信息取得機構,該移送方向位 置信息表示所述工作臺相對所述攝像機構的移送方向位置;和工件位置信息取得機構,其根據通過所述攝像機構,對在所述被相對 移送的所述工作臺上設置的工作臺基準標記、及載置于該工作臺上的工件 上所設置的工件基準標記進行拍攝而得到的工作臺攝像信息、工件攝像信 息,以及由所述移送方向位置信息取得機構取得的所述工作臺基準標記攝 像時及所述工件基準標記攝像時的所述工作臺的移送方向位置信息,取得表示所述工件相對所述工作臺的位置的工件位置信息;還具備工件位置取得用存儲機構,其存儲預先取得的對應所述工作 臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝像位置變動量信息,所述攝像 位置變動量表示所述工作臺相對所述攝像機構的相對移送中所產生的所 述工作臺的位置變動;和工件位置取得用運算機構,其利用從所述攝像位置變動量信息取得的 所述工作臺基準標記攝像時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像 位置變動量、和從所述攝像位置變動量信息取得的所述工件基準標記攝像 時的與所述移送方向位置對應的攝像位置變動量,來進行除去因各攝像位 置變動量之間的差而引起的所述工件位置信息中含有的誤差成分的運算。
3、 根據權利要求2所述的工件位置信息取得裝置,其特征在于, 所述工件位置取得用運算機構,利用所述工作臺基準標記攝像時及工件基準標記攝像時的所述攝像信息,執(zhí)行求出所述誤差成分的運算。
4、 根據權利要求2或3所述的工件位置信息取得裝置,其特征在于, 所述攝像位置變動量信息,表示所述移送方向的攝像位置變動量、與所述移送方向正交且與移送平面平行的移送正交方向的攝像位置變動量、及圍繞與所述移送平面正交的移送平面正交方向的旋轉方向的攝像位置變動量。
5、 根據權利要求2 4中任意一項所述的工件位置信息取得裝置,其 特征在于,具備對所述攝像位置變動量進行測定的攝像位置變動量測定機構,在 通過所述移送機構不斷往復移送所述工作臺之際,所述工件位置取得用運 算機構,利用1次以上的、之前由所述攝像位置變動量測定機構在由所述 移送機構往復移送所述工作臺時所測定的攝像位置變動量,進行除去所述 誤差成分的運算。
6、 一種工件位置信息取得方法,相對于對工作臺上進行拍攝的攝像機構使載置了工件的所述工作臺 相對移送,通過所述攝像機構對所述被移送的所述工作臺上設置的工作臺基準 標記及載置于該工作臺上的工件上所設置的工件基準標記迸行攝像,來獲 得工作臺攝像信息及工件攝像信息,并且,獲得所述工作臺基準標記攝像 時及所述工件基準標記攝像時表示所述工作臺的移送方向位置的移送方 向位置信息,根據所述各攝像信息及各移送方向位置信息,取得表示所述工件相對 所述工作臺的位置的工件位置信息,預先取得對應所述工作臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝 像位置變動量信息,該攝像位置變動量表示所述工作臺相對所述攝像機構 的移送中所產生的所述工作臺的位置變動,在所述工作臺基準標記攝像時使所述工作臺和所述攝像機構相對移 動,以抵消從所述攝像位置變動量信息所取得的所述工作臺基準標記攝像 時的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量,并且,在所述 工件基準標記攝像時使所述工作臺和所述攝像機構相對移動,以抵消從所 述攝像位置變動量信息所取得的所述工件基準標記攝像時的與所述工作 臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量,從而得到將所述工件位置信息 除去了因所述工作臺的位置變動而引起的誤差成分后的信息。
7、 一種工件位置信息取得裝置,包括載置工件的工作臺;對所述工作臺上進行拍攝的攝像機構;使所述攝像機構和所述工作臺相對移送的移送機構;取得移送方向位置信息的移送方向位置信息取得機構,該移送方向位 置信息表示所述工作臺相對所述攝像機構的移送方向位置;和工件位置信息取得機構,其根據通過所述攝像機構,對在所述被相對 移送的所述工作臺上設置的工作臺基準標記、及載置于該工作臺上的工件 上所設置的工件基準標記進行拍攝而得到的工作臺攝像信息、工件攝像信 息,以及由所述移送方向位置信息取得機構取得的所述工作臺基準標記攝 像時及所述工件基準標記攝像時的所述工作臺的移送方向位置信息,取得 表示所述工件相對所述工作臺的位置的工件位置信息;還具備工件位置取得用存儲機構,其存儲預先取得的對應所述工作 臺的移送方向位置表示攝像位置變動量的攝像位置變動量信息,所述攝像 位置變動量表示所述工作臺相對所述攝像機構的相對移送中所產生的所述工作臺的位置變動;工件位置取得用移動機構,其使所述工作臺與所述攝像機構相對移 動;禾口工件位置取得用控制機構,其控制所述工件位置取得用移動機構,使 其在所述工作臺基準標記攝像時讓所述工作臺和所述攝像機構相對移動, 以抵消從所述攝像位置變動量信息所取得的所述工作臺基準標記攝像時 的與所述工作臺的移送方向位置對應的攝像位置變動量,并且,在所述工 件基準標記攝像時讓所述工作臺和所述攝像機構相對移動,以抵消從所述 攝像位置變動量信息所取得的所述工件基準標記攝像時的與所述工作臺 的移送方向位置對應的攝像位置變動量;得到將由所述工件位置信息取得機構取得的工件位置信息除去了因 所述工作臺的位置變動而引起的誤差成分后的信息。
8、 根據權利要求7所述的工件位置信息取得裝置,其特征在于, 工件位置取得用控制機構僅使所述攝像機構移動。
9、 根據權利要求7所述的工件位置信息取得裝置,其特征在于, 工件位置取得用控制機構僅使所述工作臺移動。
10、 根據權利要求7 9中任意一項所述的工件位置信息取得裝置, 其特征在于,所述攝像位置變動量信息,表示所述移送方向的攝像位置變動量、與 所述移送方向正交且與移送平面平行的移送正交方向的攝像位置變動量、 及圍繞與所述移送平面正交的移送平面正交方向的旋轉方向的攝像位置 變動量。
11、 根據權利要求6 10中任意一項所述的工件位置信息取得裝置, 其特征在于,具備對所述攝像位置變動量進行測定的攝像位置變動量測定機構,在 通過所述移送機構不斷往復移送所述工作臺之際,所述工件位置取得用控 制機構,利用l次以上的、之前由所述攝像位置變動量測定機構在由所述 移送機構往復移送所述工作臺時所測定的攝像位置變動量,控制所述工件 位置取得用移動機構。
12、 根據權利要求2 11中任意一項所述的工件位置信息取得裝置, 其特征在于,每當通過所述移送機構往復移送所述工作臺時,所述工件位置取得用 存儲機構都更新該工件位置取得用存儲機構所存儲的攝像位置變動量信 息。
13、 根據權利要求2 12中任意一項所述的工件位置信息取得裝置, 其特征在于,具備對所述攝像位置變動量進行測定的攝像位置變動量測定機構,在 由所述移送機構移送所述工作臺的去路中,通過所述攝像位置變動量測定 機構測定攝像位置變動量;在由所述移送機構移送所述工作臺的歸路中, 通過所述攝像機構拍攝所述工作臺基準標記及所述工件基準標記。
14、 根據權利要求2 13中任意一項所述的工件位置信息取得裝置, 其特征在于,所述攝像機構以相互不同的定時,對所述被移送的所述工作臺上設置 的工作臺基準標記及載置于該工作臺上的工件上所設置的工件基準標記 進行攝像,來獲得工作臺攝像信息及工件攝像信息。
全文摘要
一種工件位置信息取得裝置,相對于對工作臺(14)上進行拍攝的攝像機構(226)使載置了工件(12)的工作臺(14)相對移動,根據由攝像機構拍攝工作臺基準標記(214)及工件基準標記(212)而得到的攝像信息、和工作臺基準標記攝像時及工件基準標記攝像時的工作臺的移送方向位置,取得表示工件相對工作臺的位置的工件位置信息,參照預先取得的與工作臺的移送方向位置對應的該工作臺的移送中所產生的工作臺的位置變動量,取得工作臺基準標記攝像時的工作臺的位置變動量和工件基準標記攝像時的工作臺的位置變動量,來除去因各位置變動量之間的差而引起的上述工件位置信息中含有的誤差成分。從而能更高精度取得工件相對工作臺的位置。
文檔編號G03F9/00GK101185035SQ200680018900
公開日2008年5月21日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權日2005年4月28日
發(fā)明者上村寬, 寺田和廣, 福井隆史 申請人:富士膠片株式會社
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