(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板に形成する前の基材である導光板基材を固定する加工台部と、
前記導光板基材の主面に超音波加工用ホーンの突起を当接させて超音波の振動により前記主面を部分的に加熱し溶融させて凹状のパターンを形成する超音波加工部と、
ＣＣＤカメラが配設され、当該ＣＣＤカメラにより前記超音波加工用ホーンの加工面の特定位置を認識し、前記超音波加工部の前記超音波加工用ホーンの先端部のＸ軸、Ｙ軸に係る補正値を確定し、該補正値を超音波加工の開始位置に反映させて該先端部の位置ずれを補正する超音波加工位置補正部と、
前記導光板基材及び前記超音波加工位置補正部に対して前記超音波加工部の前記超音波加工用ホーンを相対的に移動させる移動機構部とを有すること
を特徴とする導光板加工装置。
【請求項２】
前記超音波加工用ホーンの加工面の特定位置は、前記超音波加工用ホーンの前記突起、又は前記超音波加工用ホーンの複数の前記突起の間に形成された谷間のエンドミル加工痕であること
を特徴とする請求項１に記載の導光板加工装置。
【請求項３】
前記超音波加工位置補正部は、更に捻じれ角に係るθ軸に係る補正値を確定し、該補正値を超音波加工の開始位置に反映させて該先端部の位置ずれを補正すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導光板加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板の加工に使用する導光板加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波加工装置に関して、加工対象物の表面精度が多少悪くとも、常に加工位置における表面をホーンが検出しながら加工を行うことで、正確な加工処理を行うことができる構成がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１４６１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の構成では、超音波加工に係る加工具である超音波加工用ホーンを装置に装着する際に該超音波加工用ホーンに取付誤差等が発生すると、導光板の主面に形成する凹状のパターンの位置決め精度を保つことができなかった。したがって、複数の導光板の主面における光の明暗にばらつきが生じたり、個々の導光板の主面における光の明暗の差が大きくなる問題が有った。
【０００５】
そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、少量多品種の導光板の加工において、超音波加工に係る加工具である超音波加工用ホーンを装置に装着した際に該超音波加工用ホーンに取付誤差等が発生しても、導光板の主面の表面側又は裏面側に形成する凹状のパターンの位置決め精度、及び導光板の主面の表面側に形成する凹状のパターンに対する裏面側に形成する凹状のパターンの相対的な位置決め精度等を高精度に保つことができる導光板加工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の課題を解決すべく、本発明の導光板加工装置は、導光板に形成する前の基材である導光板基材を固定する加工台部と、前記導光板基材の主面に超音波加工用ホーンの突起を当接させて超音波の振動により前記主面を部分的に加熱し溶融させて凹状のパターンを形成する超音波加工部と、ＣＣＤカメラが配設され、当該ＣＣＤカメラにより前記超音波加工用ホーンの加工面の特定位置を認識し、前記超音波加工部の前記超音波加工用ホーンの先端部のＸ軸、Ｙ軸に係る補正値を確定し、該補正値を超音波加工の開始位置に反映させて該先端部の位置ずれを補正する超音波加工位置補正部と、前記導光板基材及び前記超音波加工位置補正部に対して前記超音波加工部の前記超音波加工用ホーンを相対的に移動させる移動機構部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る導光板加工装置によれば、少量多品種の導光板の加工において、超音波加工に係る加工具である超音波加工用ホーンを装置に装着した際に該超音波加工用ホーンに取付誤差等が発生しても、導光板の主面の片面に形成する凹状のパターンの位置決め精度、及び導光板の主面の表面に形成する凹状のパターンと裏面に形成する凹状のパターンとの相対的な位置決め精度等を高精度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置を示す正面図である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の加工開始位置を補正する超音波加工位置補正部を示す側面図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部による導光板基材への超音波加工を示す側面図であり、（ａ）は導光板基材に超音波加工を施す前の状態を示す側面図であり、（ｂ）は導光板基材に超音波加工を施している状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部を示す模式図であり、（ａ）は超音波加工用ホーンの先端部の側面を示す模式図であり、（ｂ）は超音波加工用ホーンの加工面を示す模式図である。
【図６】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部を示す模式図であり、（ａ）は超音波加工用ホーンの先端部の側面を示す模式図であり、（ｂ）は超音波加工用ホーンの加工面を示す模式図である。
【図７】本発明の第１及び第２の実施形態の導光板加工装置により加工された導光板を示す模式図であり、（ａ）は導光板の表面部を示す模式図、（ｂ）は導光板の側面部を示す模式図、（ｃ）は導光板の裏面部を示す模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部を超音波加工位置補正部に配設されたＣＣＤカメラで撮影して制御部の表示パネルに表示している状態を示す模式図であり、（ａ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを補正する前の状態を示す模式図であり、（ｂ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを半自動で補正した後の状態を示す模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれ量を半自動で補正するための補正画面を制御部の表示パネルに表示している状態を示す模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部を超音波加工位置補正部に配設されたＣＣＤカメラで撮影して制御部の表示パネルに表示している状態を示す模式図であり、（ａ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを補正する前の状態を示す模式図であり、（ｂ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを半自動で補正した後の状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部を超音波加工位置補正部に配設されたＣＣＤカメラで撮影して制御部の表示パネルに表示している状態を示す模式図であり、（ａ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを自動で認識している状態を示す模式図であり、（ｂ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを自動で補正した後の状態を示す模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれ量を自動で補正するための補正画面を制御部の表示パネルに表示している状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の導光板加工装置に設けられた超音波加工部の超音波加工用ホーンの先端部を超音波加工位置補正部に配設されたＣＣＤカメラで撮影して制御部の表示パネルに表示している状態を示す模式図であり、（ａ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを自動で認識している状態を示す模式図であり、（ｂ）は超音波加工用ホーンの先端部の位置ずれを自動で補正した後の状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の導光板加工装置に係る好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の導光板加工装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１０】
なお、以下の説明においては、先ず本発明の第１及び第２の実施形態に共通する導光板加工装置１の構成について図１乃至図４を参照しながら説明する。また本発明の第１及び第２の実施形態に共通する導光板加工装置１による導光板１００の加工に用いる超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの構成について図５及び図６を参照しながら説明する。さらに本発明の第１及び第２の実施形態に共通する導光板加工装置１を用いて加工した導光板１００の構成について図７を参照しながら説明する。次に本発明の第１の実施形態の導光板加工装置１に設けられた超音波加工位置補正部４０を用いた半自動による超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正に係る構成について図８乃至図１０を参照しながら説明する。最後に本発明の第２の実施形態の導光板加工装置１に設けられた超音波加工位置補正部４０を用いた自動による超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正に係る構成について図１１乃至図１３を参照しながら説明する。
【００１１】
先ず、本発明の第１及び第２の実施形態に共通する導光板加工装置１の構成について、図１乃至図４を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】
なお、図１は導光板加工装置１を示す斜視図であり、図２は導光板加工装置１を示す正面図である。また、図３は導光板加工装置１に設けられた超音波加工部５０の加工開始位置を補正する超音波加工位置補正部４０を示す側面図である。同様に、図４は導光板加工装置１に設けられた超音波加工部５０による導光板基材Ｄへの超音波加工を示す側面図である。
【００１３】
導光板加工装置１は、図１に示すように、導光板加工装置１を構成する各構成機器を搭載して収容する筐体部１０、導光板に形成する前の基材である導光板基材Ｄを例えば真空吸引して固定する加工台部２０、導光板基材Ｄ及び後述する超音波加工位置補正部４０に対して後述する超音波加工部５０を相対的に移動させる移動機構部３０、後述する超音波加工部５０の超音波加工用ホーン５２の加工面の特定位置を認識し、基準位置と比較して差分を求め、導光板基材Ｄへの超音波加工の開始位置を補正する超音波加工位置補正部４０、導光板基材Ｄの主面に超音波加工用ホーン５２の突起を当接させて超音波の振動により上記主面を部分的に加熱し溶融させて凹状のパターンを形成する超音波加工部５０、及び超音波加工位置補正部４０による超音波加工部５０の位置補正と導光板基材Ｄの加工条件に基づく超音波加工部５０による超音波加工を制御する制御部６０から構成される。
【００１４】
以下、導光板加工装置１を構成する筐体部１０、加工台部２０、移動機構部３０、超音波加工位置補正部４０、超音波加工部５０、及び制御部６０の各構成機器について説明する。なお、説明の便宜上、各図面に示す三次元直交座標又は二次元直交座標を随時用いる。
【００１５】
導光板加工装置１を構成する筐体部１０は、例えば図１に示すように、導光板加工装置１を構成する各構成機器を搭載して収容する。この様な筐体１０は、上段板１１、支柱１２、下段板１３、及び脚１４から構成される。以下、筐体１０の構成について説明する。筐体部１０の上段板１１及び下段板１３は、例えばステンレスから成り、板状に形成されている。なお、この様な下段板１３には、移動機構部３０のコントローラ３４、超音波加工部５０の超音波発振器５３、及び制御部６０の制御装置６４等が搭載されている。また、筐体部１０の支柱１２は、例えばステンレスから成り、棒状で中空の角材から形成されている。なお、この様な筐体部１０の支柱１２には、制御部６０の支持部材６１が取り付けられている。また、筐体部１０の脚１４は、例えば強化プラスチックスから成り、円筒形状から形成されている。
【００１６】
導光板加工装置１を構成する加工台部２０は、例えば図１に示すように、導光板に形成する前の基材である導光板基材Ｄを例えば真空吸引して固定する。この様な加工台部２０は、加工台２１、真空ポンプ２２、吸引配管２３、分配器２４、及びコネクタ２５から構成される。以下、加工台部２０の構成について説明する。加工台部２０の加工台２１は、例えばアルミニウムから成り、複数の吸引孔２１Ａを有する板状部材から形成されている。この様な加工台２１は、筐体部１０の上段板１１に配設されている。また、例えば図２に示すように吸引配管２３の一端が真空ポンプ２２に接続され、且つ吸引配管２３の他端が分配器２４を介して例えば図３に示すように加工台２１に複数設けられた吸引孔２１Ａにコネクタ２５を用いて接続されている。なお、導光板基材Ｄを加工台２１の吸引孔２１Ａに真空吸着させることで、導光板基材Ｄが加工中に位置ずれを生じることを防止し、且つ導光板基材Ｄの反り返りや撓み等を補正する。また、図１に示すように、加工台部２０の隅に設けられた開口２１Ｂには、後述する超音波加工位置補正部４０が設けられている。
【００１７】
導光板加工装置１を構成する移動機構部３０は、例えば図１に示すように、加工台部２０に固定された導光板基材Ｄ及び後述する超音波加工位置補正部４０に対して超音波加工部５０を相対的に移動させる。具体的には、移動機構部３０は、例えば制御部６０の制御装置６４に予め登録された超音波加工位置補正部４０の位置情報に基づいて、超音波加工部５０の超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂを超音波加工位置補正部４０に配設されたＣＣＤカメラ４１の上方に移動させる。また、移動機構部３０は、例えば制御部６０の操作盤６２から入力された導光板基材Ｄに係る超音波加工情報に基づいて、超音波加工部５０を図１に示すＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の所定の位置に移動させる。この様な移動機構部３０は、Ｘ軸レール部材３１、補助Ｘ軸レール部材３１'、Ｙ軸レール部材３２、Ｚ軸レール部材３３、及びコントローラ３４から構成される。なお、コントローラ３４は、後述する制御部６０の操作盤６２から入力された導光板基材Ｄの加工情報に基づき、各レール部材を用いて超音波加工部５０を所定の位置に移動させるための制御装置である。
【００１８】
導光板加工装置１を構成する超音波加工位置補正部４０は、例えば図３に示され、後述する超音波加工部５０の超音波加工用ホーン５２の加工面の特定位置を認識し、基準位置と比較して差分を求め、導光板基材Ｄへの超音波加工の開始位置を補正する。この様な超音波加工位置補正部４０は、例えば図１に示すように、加工台部２０の隅に設けられた開口２１Ｂの下部に設けられ、ＣＣＤカメラ４１及びＣＣＤカメラ取付金具４２から構成される。以下、超音波加工位置補正部４０の構成について説明する。超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ４１は、超音波加工部５０の先端部５２Ｂに形成された加工面の特定位置を認識するものであり、加工台部２０の開口２１Ｂを通して超音波加工部５０の先端部５２Ｂを撮影するように上方に向けて設けられている。また、超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ取付金具４２は、ＣＣＤカメラ４１を加工台部２０にネジ留め等により固定するための金具であり、例えばアルミニウムから成り、例えばＬ字状に折り曲げた板から形成される。ここで、超音波加工位置補正部４０を用いて、超音波加工用ホーン５２による導光板基材Ｄへの超音波加工の開始位置を半自動又は自動で補正する。なお、超音波加工位置補正部４０を用いた半自動及び自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に係る具体的な構成については、図８乃至図１３を参照しながら後述する。なお、その際に超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ４１に係る構成について詳細に説明する。
【００１９】
導光板加工装置１を構成する超音波加工部５０は、例えば図４に示すように、導光板基材Ｄの主面に超音波加工用ホーン５２の突起を当接させて超音波の振動により上記主面を部分的に加熱し溶融させて凹状のパターンを形成する。この様な超音波加工部５０は、支持部材５１、超音波加工用ホーン５２、及び超音波発振器５３から構成される。具体的には、超音波加工部５０の超音波加工用ホーン５２は、Ｚ軸レール部材３３の可動テーブル３３Ａに接続されたプレート３３Ｂに配設された支持部材５１に接続され、超音波発振器５３から供給された駆動信号に基づいて導光板基材Ｄの表面に当接して超音波加工処理を施す先端部５２Ｂと、図示せぬピエゾ圧電素子及びコーン部材を備えた振動子５２Ａから成る。図４（ａ）に示すように、Ｚ軸レール部材３３のプレート３３Ｂには支持ブロック３３Ｃを介してストッパ部材３３Ｄが設けられ、超音波加工部５０を支持している。ここで、超音波加工部５０が図中下方向へ移動を開始し、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂが導光板基材Ｄの表面に接触すると、図４（ｂ）に示すように超音波加工部５０が停止し、支持ブロック３３Ｃとストッパ部材３３Ｄが離間して所定の時間が経過した後、超音波加工用ホーン５２が上昇する。
【００２０】
導光板加工装置１を構成する制御部６０は、例えば図１に示され、超音波加工位置補正部４０による超音波加工部５０の位置補正と導光板基材Ｄの加工条件に基づく超音波加工部５０による超音波加工を制御する。この様な制御部６０は、支持部材６１、操作盤６２、表示パネル６３、及び制御装置６４から構成される。以下、制御部６０の構成について説明する。制御部６０の支持部材６１は、筐体部１０に複数設けられた支柱１２のいずれかに設けられ、操作盤６２及び表示パネル６３を配設している。また、制御部６０の操作盤６２は、ユーザが超音波加工部５０の加工開始位置の補正値及び導光板基材Ｄの加工条件等を制御装置６４に入力するものである。また、制御部６０の表示パネル６３は、超音波加工位置補正部４０に配設されたＣＣＤカメラ４１で取得された超音波加工部５０の先端部５２Ｂの画像及び操作盤６２から入力された導光板基材Ｄの加工条件等を表示させるものである。また、制御部６０の制御装置６４は、導光板加工装置１全体を所定の制御に基づき駆動するための制御基板や制御条件を記録するメモリー等から成る。
【００２１】
また、本発明の第１及び第２の実施形態に共通する導光板加工装置１による導光板１００の加工に用いる超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの構成について、図５及び図６を参照しながら説明する。なお、図５及び図６はそれぞれ導光板加工装置１に設けられた超音波加工部５０の超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂを示す模式図である。
【００２２】
超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの構成に関し、図５（ｂ）に示すように、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'には、導光板基材Ｄの主面を部分的に加熱し溶融させて凹状のパターンを形成するための突起である加工ドット５４が、マトリクス状に例えば５行×５列で２５個形成されている。なお、加工ドット５４の形状は、例えば四角錐である。ここで、超音波が印加された加工ドット５４を導光板基材Ｄの表面に当接させると、超音波の振動により導光板基材Ｄが部分的に加熱し溶融されて、導光板基材Ｄの表面に加工ドット５４の形状を反映した凹状のパターンが形成される。また、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'において、複数の加工ドット５４の間に形成された谷間に、エンドミル加工痕５５がそれぞれ形成されている。なお、この様なエンドミル加工痕５５は、エンドミル工具を用いて超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'に加工ドット５４を形成する際に、該先端部５２Ｂ'に形成される加工痕である。また、加工ドット５４がマトリクス状に５行×５列の奇数から形成されているため、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の中心は加工ドット５４Ａとなる。
【００２３】
また、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの構成に関し、図６（ｂ）に示すように、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''には、導光板基材Ｄの主面を部分的に加熱し溶融させて凹状のパターンを形成するための突起である加工ドット５６が、マトリクス状に例えば４行×４列で１６個形成されている。また、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''において、複数の加工ドット５４の間に形成された谷間に、エンドミル加工痕５５がそれぞれ形成されている。また、加工ドット５６がマトリクス状に４行×４列の偶数から形成されているため、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''の中心はエンドミル加工痕５７Ａとなる。
【００２４】
さらに、本発明の第１及び第２の実施形態に共通する導光板加工装置１を用いて加工した導光板１００の構成について、図７を参照しながら具体的に説明する。なお、図７は導光板加工装置１により加工された導光板１００を示す模式図である。
【００２５】
導光板１００は、例えばアクリル樹脂板から成り、図７に示す様に複数の凹パターンが形成された所定の大きさの板状部から形成される。具体的には、該板状部の大きさは、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍからＢ０版サイズ相当の１４５０ｍｍ×１０３０ｍｍの長方形状で、４ｍｍから１２ｍｍの厚みに対応する。ここで、導光板１００の表面部１００Ａには表面部凹パターン１００Ｂが形成され、導光板１００の裏面部１００Ｄには裏面部凹パターン１００Ｅが形成されている。また、その凹パターンは、例えば長径０．６ｍｍ及び深さ０．４ｍｍの四角錐形状痕から形成されてピッチパターンとして、例えば１．２、１．５、２．０、及び８．０ｍｍピッチ等で構成されたマトリクス状の成形痕にて形成されている。なお、導光板１００の側面部１００Ｃから照射した光により、表面部凹パターン１００Ｂ及び裏面部凹パターン１００Ｅで拡散光を発生させ、該拡散光を表面部１００Ａ及び裏面部１００Ｄから面光源として放出する。また、図７に示す様に例えば導光板１００の表面部凹パターン１００Ｂに対する裏面部凹パターン１００Ｅの位置をＸ軸及びＹ軸方向に半ピッチずつ異ならせて形成すると、導光板１００の表面部１００Ａ側や裏面部１００Ｄ側から視認できる凹パターンの数が２倍になり、且つ凹パターンのピッチが１／２になることから光の明暗の差が小さくなる。
【００２６】
［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態の導光板加工装置１に設けられた超音波加工位置補正部４０を用いた半自動による超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正に係る構成について、図８乃至図１０を参照しながら具体的に説明する。また、本説明の際に超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ４１に係る構成についても詳細に説明する。
【００２７】
なお、図８及び図１０はそれぞれ超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂを超音波加工位置補正部４０に配設されたＣＣＤカメラ４１で撮影して制御部６０の表示パネル６３に表示している状態を示しており、具体的には、図８及び図１０の（ａ）は超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置ずれを補正する前の状態を示し、図８及び図１０の（ｂ）は該先端部５２Ｂの位置ずれを半自動で補正した後の状態を示している。また、図９は超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置ずれ量を半自動で補正するための補正画面を制御部６０の表示パネル６３に表示している状態を示している。
【００２８】
半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に係る構成に関し、超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ４１は、物体面である超音波加工部５０の超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂを像面であるＣＣＤに投影するレンズ群、該レンズ群により投影された超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの像を取得するＣＣＤ、該ＣＣＤで取得された像を処理する処理回路から構成される。また、ＣＣＤカメラ４１で取得された例えば図５に示す超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の画像Ｆ１は、ＣＣＤカメラ４１の処理回路から図示せぬケーブルを介して、図８（ａ）に示す制御部６０の表示パネル６３に送信されて表示される。また、図８（ａ）に示すように、表示パネル６３には、例えば図５に示す超音波加工部５０の先端部５２Ｂ'の位置を補正する際の基準位置となる、例えば十字状の補正基準マーク４３が表示される。この様な補正基準マーク４３は、ＣＣＤカメラ４１の処理回路の画像処理により、制御部６０の表示パネル６３の中央部に表示される。若しくは、十字状の形状が描写されたレチクル板を、ＣＣＤカメラ４１のレンズ群の間に挿入することにより、制御部６０の表示パネル６３の中央部に補正基準マーク４３を投影させることで表示させても良い。
【００２９】
なお、半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正の構成に関し、超音波加工部５０の先端部５２Ｂの画像は、超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ４１の処理回路から図示せぬケーブルを介して大型のモニターに表示させても良い。また、超音波加工部５０の先端部５２Ｂの位置を補正する操作は、制御部６０の表示パネル６３に表示された画像を確認しながら操作盤６２を用いて行なう構成に限定されることはない。例えば、超音波加工部５０の先端部５２Ｂの位置を補正する操作は、図示せぬパーソナルコンピュータのモニターに表示させた超音波加工部５０の先端部５２Ｂの画像を確認しながら、パーソナルコンピュータに接続されたキーボード、マウス、又はジョイステック等を用いて行っても良い。また、ＣＣＤカメラ４１のレンズ群は、該レンズ群の個々のレンズ間の作動距離を調整して焦点距離を変動させることにより、光学倍率を可変させる構造としても良い。この様な構造にすれば、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂに形成された加工ドット５４等の大きさに合わせて最適な光学倍率を選択することができるため、音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正に係る精度を一定に維持できる。
【００３０】
以下、半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正について、図８乃至図１０を参照しながら具体的に説明する。図８（ａ）に示す制御部６０の表示パネル６３において、該図の右上に示された「半自動」のアイコンを選択すると、図５に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'に係る画像Ｆ１と、超音波加工の基準位置となる補正基準マーク４３が表示される。ここで、図８（ｂ）の画像Ｆ２に示すように、導光板加工装置１のユーザが、制御部６０に設けられた操作盤６２を操作して、移動機構部３０を用いて超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'をＸ軸及びＹ軸方向に走査することにより、加工ドット５４Ａの稜線の交点を補正基準マーク４３の中心に重ね合わせる。なお、加工ドット５４Ａの稜線の交点は、加工面の特定位置に相当する。
【００３１】
ここで、半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、図８（ａ）の左上に示された「原点補正」のアイコンを指先等で押下すると、図９に示す原点補正に係る画面が制御部６０の表示パネル６３に表示される。ここで、図９に示す原点補正の画面に表示されたＸ軸及びＹ軸に係る軸基準値は、超音波加工位置補正部４０のＣＣＤカメラ４１を加工台部２０の開口２１Ｂに取り付けた際にＣＣＤカメラ４１で撮影した映像の中心の座標位置であり、補正基準マーク４３の中心位置に相当するものである。また、図９に示す原点補正の画面に表示されたＸ軸及びＹ軸に係る軸現在値は、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'をＸ軸及びＹ軸方向に走査して加工ドット５４Ａの稜線の交点を補正基準マーク４３の中心に重ね合わせた後の位置に相当するものである。さらに、図９に示す原点補正の画面に表示されたＸ軸及びＹ軸に係る補正値は、「半自動補正実行」のアイコンを指先等で押下することにより、軸基準値の値から軸現在値の値を引いた数値が加工位置の補正値として表示されるものである。したがって、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の加工ドット５４Ａの稜線の交点を補正基準マーク４３の中心に重ね合わせた後、「半自動補正実行」のアイコンを指先等で押下し、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'のＸ軸及びＹ軸に係る補正値を確定することにより、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の加工開始の位置に反映させて、該先端部５２Ｂ'の位置ずれが補正される。
【００３２】
同様に、半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、図６に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''の場合には、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、導光板加工装置１のユーザが、制御部６０に設けられた操作盤６２を操作して、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''を図１０（ａ）に示す画像Ｆ３の状態からＸ軸及びＹ軸方向に走査することにより、エンドミル加工痕５７Ａの中心を補正基準マーク４３の中心に重ね合わせて図１０（ｂ）に示す画像Ｆ４の状態にする。なお、エンドミル加工痕５７Ａの中心は、加工面の特定位置に相当する。その後、図９に示す原点補正に係る画面において、「半自動補正実行」のアイコンを指先等で押下し、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''のＸ軸及びＹ軸に係る補正値を確定することにより、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''の加工開始の位置に反映させて、該先端部５２Ｂ''の位置ずれを補正する。
【００３３】
なお、半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、図５に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'では、加工ドット５４がマトリクス状に５行×５列の奇数から形成されており、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の中心は加工ドット５４Ａとなる。このため、該加工ドット５４Ａを基準として、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の位置補正を行なう。同様に、図６に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''では、加工ドット５６がマトリクス状に４行×４列の偶数から形成されており、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''の中心はエンドミル加工痕５７Ａとなる。このため、該エンドミル加工痕５７Ａを基準として、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''の位置補正を行なう。
【００３４】
また、半自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、上述した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正は、超音波加工部５０により導光板基材Ｄへ超音波加工を施す前に行なうが、超音波加工部５０により導光板基材Ｄへ超音波加工を所定回数施す毎に行なっても良い。例えば、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正は、導光板基材Ｄへ超音波加工を１回施す毎に行なっても良い。また、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの回転方向の位置補正は、超音波加工用ホーン５２を超音波加工部５０に装着した際に、ＣＣＤカメラ４１を用いて予め手動で補正しておく。
【００３５】
以上、本発明の第１の実施形態の導光板加工装置１によれば、導光板加工装置１のユーザが、制御部６０の表示パネル６３に表示された加工ドット５４Ａ又はエンドミル加工痕５７Ａの画像を確認しながら、制御部６０に設けられた操作盤６２を操作して、加工ドット５４Ａの稜線の交点又はエンドミル加工痕５７Ａの中心を超音波加工の基準位置である補正基準マーク４３の中心に重ね合わせることにより、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の加工開始の位置に反映させて、該先端部５２Ｂ'の位置ずれを補正する。したがって、少量多品種の導光板１００の加工において、超音波加工用ホーン５２を装置の超音波加工部５０に装着した際に該超音波加工用ホーン５２に取付誤差等が発生しても、導光板１００の主面の表面側又は裏面側に形成する凹状のパターンの位置決め精度、及び導光板１００の主面の表面側に形成する凹状のパターンに対する裏面側に形成する凹状のパターンの相対的な位置決め精度等を高精度に保つことができる。特に、導光板１００の表面部凹パターン１００Ｂに対する裏面部凹パターン１００Ｅの位置をＸ軸及びＹ軸方向に半ピッチずつ異ならせて形成するような場合に、導光板１００の表面部１００Ａ又は裏面部１００Ｄにおける凹パターンの間隔がＸ軸及びＹ軸方向ともに均等になるため、導光板１００の主面における光の明暗の差を極めて小さくすることができる。
【００３６】
また、本発明の第１の実施形態の導光板加工装置１によれば、少量多品種の導光板１００の加工において、超音波加工用ホーン５２を装置の超音波加工部５０に装着した際に発生する該超音波加工用ホーン５２の取付誤差等を超音波加工前に補正するため、例えば既に作成した制御部６０の制御装置６４に蓄積している超音波加工用のプログラムに記録された加工開始位置データ等を修正する必要はなく、該プログラムをそのまま使用することができる。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の導光板加工装置１に設けられた超音波加工位置補正部４０を用いた自動による超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正に係る構成について、図１１乃至図１３を参照しながら具体的に説明する。
【００３８】
なお、図１１及び図１３はそれぞれ超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂを超音波加工位置補正部４０に配設されたＣＣＤカメラ４１で撮影して制御部６０の表示パネル６３に表示している状態を示しており、具体的には、（ａ）は超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置ずれを自動で認識している状態を示し、（ｂ）は該先端部５２Ｂの位置ずれを自動で補正した後の状態を示している。また、図１２は超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置ずれ量を自動で補正するための補正画面を制御部６０の表示パネル６３に表示している状態を示している。
【００３９】
なお、本発明の第２の実施形態の超音波加工位置補正部４０を用いた超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正は、第１の実施形態の半自動による超音波加工用ホーン５２の５２Ｂの位置補正と異なり、自動で超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置補正を行うことに特徴を有している。なお、それ以外の第２の実施形態に係る構成は、第１の実施形態で述べた構成と同様である。そこで、第２の実施形態においては、第１の実施形態とは異なる構造等について説明する。なお、第１の実施形態に係る構成と同一の箇所には同一の符号を付している。
【００４０】
以下、自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正について、図１１乃至図１３を参照しながら具体的に説明する。図１１（ａ）に示す制御部６０の表示パネル６３において、該図の右上に示された「自動」のアイコンを選択すると、図１１（ａ）に示す制御部６０の表示パネル６３には、図５に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'に係る画像Ｆ５と、超音波加工の基準位置となる補正基準マーク４３が表示される。さらに、制御部６０の表示パネル６３には、十字状の認識マーク４４が表示されている。ここで、導光板加工装置１のユーザが、制御部６０に設けられた操作盤６２や図示せぬジョイステック等を操作して、認識マーク４４をＸ軸、Ｙ軸、及びθ軸方向に走査することにより、該認識マーク４４の中心を加工ドット５４Ａの稜線の交点に重ね合わせる。若しくは、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の画像Ｆ５を、ＣＣＤカメラ４１の処理回路等で加工ドット５４Ａの稜線の交点を自動認識させることにより、認識マーク４４の中心を加工ドット５４Ａの稜線の交点に重ね合わせる構成としても良い。
【００４１】
ここで、自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、図１１（ａ）の左上に示された「原点補正」のアイコンを指先等で押下すると、図１２に示す原点補正に係る画面が制御部６０の表示パネル６３に表示される。図１２に示す原点補正の画面には、認識マーク４５に係る軸現在値の値と、補正基準マーク４３に係る軸基準値の値が、それぞれＸ軸、Ｙ軸、及びθ軸について表示される。ここで、原点補正の画面に表示された「自動補正実行」のアイコンを指先等で押下すると、補正値として軸基準値の値から軸現在値の値を引いた数値がそれぞれＸ軸、Ｙ軸、及びθ軸について表示されるとともに、該補正値が超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の加工開始の位置に反映され該先端部５２Ｂ'の位置ずれが補正される。具体的には、超音波加工用ホーン５２のＸ軸に係る補正は移動機構部３０のＸ軸レール部材３１を自動で走査させることにより、且つＹ軸に係る補正は移動機構部３０のＹ軸レール部材３２を自動で走査させることにより、さらにθ軸に係る補正はＺ軸レール部材３３に設けられ超音波加工用ホーン５２を貫通させて保持した図示せぬ回転ステージを自動で駆動させることにより、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の位置ずれが補正される。
【００４２】
さらに、自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、図５に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の位置ずれが十分に補正できたか否かの確認は、以下の操作により行う。すなわち、原点補正の画面に係る図１２の左上に示された「戻る」のアイコンを指先等で押下し、図１１（ｂ）に示す制御部６０の表示パネル６３に、位置補正後の超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の画像Ｆ６を表示させて、認識マーク４４と基準マーク４３の位置ずれを確認する。なお、もし超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の位置補正量が大きい等により、十分な位置補正が行なえていない場合には、位置補正に係る動作を再度実行する。
【００４３】
同様に、自動による超音波加工用ホーン５２の位置補正に関し、図６に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''の位置ずれを補正する場合には、図１３（ａ）に示すように、導光板加工装置１のユーザが、制御部６０に設けられた操作盤６２や図示せぬジョイステック等を操作して、認識マーク４５をＸ軸、Ｙ軸、及びθ軸方向に走査することにより、該認識マーク４５の中心を画像Ｆ７のエンドミル加工痕５７Ａの中心に重ね合わせる。なお、それ以降の補正に係る動作は、上述した図５に示した超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ'の位置補正と同様である。また、補正完了後、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂ''は、図１３（ｂ）に示す画像８の状態になる。
【００４４】
以上、本発明の第２の実施形態の導光板加工装置１によれば、導光板加工装置１に備えられた自動の補正用プログラムを実行することにより、超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの加工ドット５４Ａの稜線の交点又はエンドミル加工痕５７Ａの中心に基づいて超音波加工用ホーン５２の先端部５２Ｂの位置ずれが自動で認識され、該先端部５２Ｂ'の位置ずれが補正される。したがって、第１の実施形態と同様に、少量多品種の導光板１００の加工において、超音波加工用ホーン５２を装置の超音波加工部５０に装着した際に該超音波加工用ホーン５２に取付誤差等が発生しても、導光板１００の主面の表面側又は裏面側に形成する凹状のパターンの位置決め精度、及び導光板１００の主面の表面側に形成する凹状のパターンに対する裏面側に形成する凹状のパターンの相対的な位置決め精度等を高精度に保つことができる。また、第１の実施形態と同様に、特に、導光板１００の表面部凹パターン１００Ｂに対する裏面部凹パターン１００Ｅの位置をＸ軸及びＹ軸方向に半ピッチずつ異ならせて形成するような場合に、導光板１００の表面部１００Ａ又は裏面部１００Ｄにおける凹パターンの間隔がＸ軸及びＹ軸方向ともに均等になるため、導光板１００の主面における光の明暗の差を極めて小さくすることができる。
【００４５】
また、本発明の第２の実施形態の導光板加工装置１によれば、第１の実施形態と同様に、少量多品種の導光板１００の加工において、超音波加工用ホーン５２を装置の超音波加工部５０に装着した際に発生する該超音波加工用ホーン５２の取付誤差等を超音波加工前に補正するため、既に作成して例えば制御部６０の制御装置６４に蓄積している超音波加工用のプログラムに記録された加工開始位置等を修正する必要はなく、該プログラムをそのまま使用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  導光板加工装置
１０  筐体部
１１  上段板
１２  支柱
１３  下段板
１４  脚
２０  加工台部
２１  加工台
２１Ａ  吸引孔
２１Ｂ  開口
２２  真空ポンプ
２３  吸引配管
２４  分配器
２５  コネクタ
３０  移動機構部
３１  Ｘ軸レール部材
３１'  補助Ｘ軸レール部材
３２  Ｙ軸レール部材
３３  Ｚ軸レール部材
３３Ａ  可動テーブル
３３Ｂ  プレート
３３Ｃ  支持ブロック
３３Ｄ  ストッパ部材
３４  コントローラ
４０  超音波加工位置補正部
４１  ＣＣＤカメラ
４２  ＣＣＤカメラ取付金具
４３  補正基準マーク
４４，４５  認識マーク
５０  超音波加工部
５１  支持部材
５２  超音波加工用ホーン
５２Ａ  振動子
５２Ｂ，５２Ｂ'，５２Ｂ''  先端部
５３  超音波発振器
５４，５４Ａ，５６  加工ドット
５５，５７，５７Ａ  エンドミル加工痕
６０  制御部
６１  支持部材
６２  操作盤
６３  表示パネル
６４  制御装置
１００  導光板
１００Ａ  表面部
１００Ｂ  表面部凹パターン
１００Ｃ  側面部
１００Ｄ  裏面部
１００Ｅ  裏面部凹パターン
Ｄ  導光板基材
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８  画像
【図１】
0005392840.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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