(57)【要約】【課題】距離測定装置に入射した光が前方の搬送台車からの反射光であるか否かを高精度で識別でき、誤検知による搬送台車の誤停止等を解消できる距離測定装置を提供する。【解決手段】軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置であって、走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備える。【選択図】図４
2011069671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、前記測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置であって、
前記走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、前記距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備えている距離測定装置。
【請求項２】
前記識別部は、前記走査部により走査された測定光に対して得られた相関関係と、前記走査部により過去に走査された測定光に対して得られた相関関係に基づいてその連続性を評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記再帰性反射部材はマイクロプリズム方式の再帰性反射部材であり、
前記測距装置は、単一モードで発光するレーザダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、前記光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を前記受光部に向けて反射する第二ミラーを、前記光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部と、前記第一ミラーから検出物に向けて反射する光路に備えた第一方向に偏光する第一偏光素子と、検知対象物から前記第二ミラーに入射する反射光の光路に備えた第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子により構成されている請求項１または２記載の距離測定装置。
【請求項４】
走査角度に応じて前記第一偏光素子から出力される測定光の減衰特性に基づいて、前記受光部で受光された反射光の強度を補正する補正演算部を備えている請求項３記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記搬送台車は、前記軌道に沿って走行する走行部と、走行部に支持される物品収容部で構成され、前記軌道は、前記走行部に備えた走行車輪を支持する支持部と前記支持部と連接され、前記走行部を囲むカバー部材で構成され、前記測距装置及び前記再帰性反射部材が、前記軌道の内部に位置するように前記走行部に配置されている請求項１から４の何れかに記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、前記測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造設備では、各製造装置間で半導体ウェハを自動搬送するために、各製造装置に設けられたロードポート上に載置された複数枚の半導体ウェハが収容されたウェハキャリア装置を搬送する搬送台車が用いられている。
【０００３】
搬送台車は、人や機械との接触を回避するため、製造設備の上部空間に設置された走行レール、つまり軌道に沿って自走する走行部と、走行部に支持される物品収容部で構成され、搬送対象物を掴むチャック機構を備えた昇降体を所定の昇降経路に沿って昇降させる昇降機構が組み込まれている。
【０００４】
軌道は、製造設備のレイアウトに従ってウェハキャリア装置を搬送するべく、単純な直線部のみならず、カーブ、分岐部、合流部等を備えた複雑な形状であり、同一の軌道を複数の搬送台車が走行する。
【０００５】
近年、ウェハキャリア装置の搬送効率を上げるために、同一軌道で多数の搬送台車が高速走行することが要求され、それに伴って搬送台車間の車間距離が短くなっている。
【０００６】
そのため、特許文献１では、図１５に示すように、搬送台車８の追突を回避するために、搬送台車８にレーザ距離計等の車間距離センサを備え、車間距離センサで計測された車間距離に基づいて前方の搬送台車６との相対速度を算出し、相対速度に基づいて自車の走行速度を制御する技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、図１６に示すように、各搬送車Ｖ，Ｖ´に、自身と直前の搬送車との距離を検知する光センサ装置１が取付けられ、後方の搬送車Ｖの光センサ装置１から投光された光を直前の搬送車Ｖ´に当て、両搬送車の距離を検知して該距離が一定値以下となった場合に、後方の搬送車を減速または停止させて両搬送車の衝突を防止する装置が開示されている。
【０００８】
そして、レールＲの曲線部の外側に、該レールＲに略沿って反射板３を設置して、後方の搬送車Ｖの光センサ装置１から投光された光を反射板３によって反射させて、レールＲの曲線部を走行中の直前の搬送車Ｖ´に当てることにより、レールＲの曲線部を相前後して走行する２台の搬送車間の距離を検知するように構成されている。
【０００９】
レールＲの曲線部は壁面の近傍に設けられることが多く、搬送車Ｖから投光され、壁面で反射した光を検知することにより壁面を障害物と誤検知して搬送車Ｖが停止するという問題を解消するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２５７４５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載された技術では、前方の搬送台車が軌道のカーブを走行するような場合に、測定光の光軸から前方の搬送台車が逸脱するために、前方の搬送台車を検知できなくなるばかりか、工場内に設置された各種設備や他の走行台車等からの反射光を前方を走行する搬送台車からの反射光と誤検知する虞がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載された技術では、前方の搬送台車が軌道のカーブを走行するような場合であっても、前方の搬送台車を検知できるようになるが、そのためにレールに沿った反射板の設置スペースが必要となる。しかし、高度に集積化された半導体製造設備では、軌道間の間隔が狭くなり、レールに沿って反射板を設置するようなスペースを確保することができないという問題がある。
【００１３】
さらに何れの技術でも、搬送台車に備えた距離測定装置に、前方の搬送台車から反射された光以外の迷光が入射すると、前方の搬送台車と誤検知して搬送台車が停止または減速する虞が解消されるものではなかった。
【００１４】
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、距離測定装置に入射した光が前方の搬送台車からの反射光であるか否かを高精度で識別でき、誤検知による搬送台車の誤停止等を解消できる距離測定装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するため、本発明による距離測定装置の第一の特徴構成は、軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、前記測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置であって、前記走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、前記距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備えている点にある。
【００１６】
走査部により平面状に走査された測定光が前方の搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材に照射されると、測定光が再帰性反射部材から測距装置に向けて反射され、距離演算部により測定光と反射光との時間遅れから再帰性反射部材までの距離が算出され、測定光の走査角度毎に再帰性反射部材までの距離が求まる。
【００１７】
つまり、走査部により走査された測定光の走査角度毎に、距離演算部により距離が求められ、さらにそのときの反射光の強度が得られる。再帰性反射部材は一定の幅があり、平面状に走査された測定光が再帰性反射部材に入射した各入射点から再帰性反射した反射光に基づいて、当該再帰性反射部材の幅を検知することができる。一方、測定光が製造装置やその他の設備の金属カバー等に照射された場合には鏡面反射するため、測定光の光軸と垂直な反射面に照射された光であれば測距装置により検知され、測定光の光軸と反射面が僅かでも傾斜していれば測距装置により検知されない。
【００１８】
そこで、識別部は、走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、前記距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別することができる。
【００１９】
例えば、所定範囲の走査角度で連続的に略一定の距離が検知されると、再帰性反射部材からの反射光であると識別でき、所定範囲の走査角度の一点で距離が検知されると、鏡面反射による反射光であり再帰性反射部材からの反射光でないと識別できるようになる。
【００２０】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述した第一の特徴構成に加えて、前記識別部は、前記走査部により走査された測定光に対して得られた相関関係と、前記走査部により過去に走査された測定光に対して得られた相関関係に基づいてその連続性を評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する点にある。
【００２１】
上述の構成によれば、走査部により測定光が走査される度に得られる走査角度毎の距離や反射光の強度を、過去に得られた走査角度毎の距離や反射光の強度と対比して、その差に基づいて同一の再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別することができるようになる。
【００２２】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記再帰性反射部材はマイクロプリズム方式の再帰性反射部材であり、前記測距装置は、単一モードで発光するレーザダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、前記光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を前記受光部に向けて反射する第二ミラーを、前記光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部と、前記第一ミラーから検出物に向けて反射する光路に備えた第一方向に偏光する第一偏光素子と、検知対象物から前記第二ミラーに入射する反射光の光路に備えた第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子により構成されている点にある。
【００２３】
単一モードで発光するレーザダイオードは、所定方向に直線偏光した光を出力する特性がある。例えば、第一ミラーにより測距装置の正面に向けて測定光を反射すると、測定光の偏光方向が維持され、当該偏光方向が第一方向と平行であれば第一偏光素子を介して測定光が照射される。
【００２４】
マイクロプリズム方式の再帰性反射部材に入射した光は、プリズムにより偏光方向が第二方向に回転して反射されるという特性がある。そのため、反射光の光路に第二方向に偏光する第二偏光素子を備えると、再帰性反射部材に入射した光のみが受光素子に導かれるようになるので、迷光を誤って検知することが回避できるようになるのである
【００２５】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述した第三の特徴構成に加えて、走査角度に応じて前記第一偏光素子から出力される測定光の減衰特性に基づいて、前記受光部で受光された反射光の強度を補正する補正演算部を備えている点にある。
【００２６】
第三の特徴構成によれば、第一ミラーが回転することにより、レーザダイオードから出力された光の偏光角度が次第に傾き、第一偏光素子を透過する測定光の強度が減衰する。強度の減衰はｃｏｓθの二乗則に従う。そこで、補正演算部により、受光部で受光された反射光の強度をｃｏｓθの逆二乗則により補正することにより、第一ミラーの回転による強度の減衰の影響を排除した反射光の強度が求まるようになる。
【００２７】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述した第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記搬送台車は、前記軌道に沿って走行する走行部と、走行部に支持される物品収容部で構成され、前記軌道は、前記走行部に備えた走行車輪を支持する支持部と前記支持部と連接され、前記走行部を囲むカバー部材で構成され、前記測距装置及び前記再帰性反射部材が、前記軌道の内部に位置するように前記走行部に配置されている点にある。
【００２８】
軌道の内部に位置する走行部に測距装置及び再帰性反射部材を備えると、外光が軌道を構成するカバー部材で遮断されるため、測定光に起因する迷光以外の迷光を排除できるようになる。また、前方を走行する搬送台車が軌道のカーブを通過し、測定光の光軸が再帰性反射部材からずれるような場合であっても、測定光がカバー部材の内面で反射して、前方を走行する搬送台車に設置された再帰性反射部材に入射し、再帰性反射部材からの反射光がカバー部材の内面で反射して、測距装置に導かれるので、前方を走行する搬送台車との車間距離を良好に検知できるようになる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明した通り、本発明によれば、距離測定装置に入射した光が前方の搬送台車からの反射光であるか否かを高精度で識別でき、誤検知による搬送台車の誤停止等を解消できる距離測定装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】半導体デバイスの製造設備における製造装置，ウェハキャリア装置，搬送台車等の概略斜視図
【図２】搬送台車及びウェハキャリア装置の概略図
【図３】搬送台車及びウェハキャリア装置の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図
【図４】走行レール及び走行部の説明図
【図５】測距装置の説明図
【図６】（ａ）はレーザの説明図、（ｂ）は測定光と反射光に基づく距離算出の説明図
【図７】（ａ）は再帰性反射部材の説明図、（ｂ）は再帰性反射部材での反射による偏光方向の変化の説明図
【図８】搬送台車の各機能ブロック図
【図９】測距装置の各機能ブロック図
【図１０】走査部の走査角度と測定光の偏光方向の説明図
【図１１】（ａ）は走査角度と、偏光素子を備えることによる測定光の強度の減衰の説明図、（ｂ）は補正演算部による測定光の強度の補正の説明図
【図１２】（ａ）は距離測定装置による再帰性反射部材検知の説明図、（ｂ）は走査角度と距離の説明図、（ｃ）は前方の搬送台車の検知する説明図
【図１３】（ａ）は走査角度と強度の説明図、（ｂ）は距離と強度の説明図
【図１４】（ａ）はカーブで走査される走査光に対応して検知される再帰性反射部材の時系列的な距離特性の説明図、（ｂ）はカーブで走査される走査光及び反射光の光路の説明図
【図１５】従来技術の説明図
【図１６】従来技術の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明による距離測定装置を、半導体デバイスの製造設備に備えられた無人の搬送台車に適用した実施形態を説明する。尚、以下の説明で用いる図面に付した符号は、従来技術の説明に用いた図面に付した符号とは無関係である。
【００３２】
図１，図２，図３に示すように、半導体デバイスの製造設備１では、半導体ウェハに順次所定の処理を施すための各種の製造装置２（２ａ〜２ｌ）が設けられ、各製造装置２に沿って天井に軌道としての走行レール１０が吊設され、走行レール１０には複数の搬送台車２０が走行自在に備えられている。
【００３３】
搬送台車２０は各製造装置２のロードポート３上に載置された複数枚の半導体ウェハが収容されたウェハキャリア装置４を掴持して、コントローラ９０からの指令に基づいて各製造装置２間やウェハキャリア装置４を一時的に保管しておくストッカ５間を往来するように構成されている。
【００３４】
製造装置２（２ａ〜２ｌ）は、製造工程毎にベイ６，７に分けられ設置されている。
【００３５】
走行レール１０は、単純な直線部のみならず、カーブ、分岐部、合流部等を備えた複雑な形状をしている。例えば、各ベイ６，７間を結ぶ工程間レール１０ａ、各ベイ６，７に設置された製造装置２間を結ぶ工程内レール１０ｂ、工程間レール１０ａと工程内レール１０ｂを結ぶ分岐レール１０ｃ、工程内レール１０ｂ内を走行する搬送台車１を一時退避させる退避レール１０ｄ、搬送台車２０がストッカ５へウェハキャリア装置４を積降するためのバイパスレール１０ｅ等で構成されている。
【００３６】
分岐レール１０ｃは、工程間レール１０ａと工程内レール１０ｂとを接続するレールであり、走行する搬送台車２０は、分岐レール１０ｃに沿って走行することで、工程間レール１０ａと工程内レール１０ｂを互いに往来する。
【００３７】
退避レール１０ｄは、工程内レール１０ｂから分岐して設けられ、例えば、搬送台車２０のメンテナンス等ために、工程内レール１０ｂから搬送台車２０を一時退避させる場合に用いられる。
【００３８】
バイパスレール１０ｅは、工程間レール１０ａから分岐し、工程間レール１０ａを走行する搬送台車２０に掴持されたウェハキャリア装置４をストッカ５に一時保管する場合等に用いられる。
【００３９】
走行レール１０は、その断面が下方に開口する凹形状に形成されている。具体的には、後述する走行部２１に備えた走行車輪２７を支持する支持部１１と支持部１１と連接され、走行部２１を囲むカバー部材１２で構成されている。尚、走行レール１０は、軽さと強度とアルミニウムの引抜材で形成され、支持部材１３によって適当な間隔で天井から吊設されているが、材質及び天井への設置方向はこれに限らない。
【００４０】
直線状に配置された走行レールでは、カバー部材１２のうち側壁部が部分的に開口され、軽量化が図られている。
【００４１】
図２，図３，図４に示すように、搬送台車２０は、走行レール１０の支持部１１に沿って走行する走行部２１と、走行部２１に支持される物品収容部２２で構成されている。
【００４２】
走行部２１は、基台となるメインフレーム２６と、メインフレーム２６の前後に備えられた車軸に軸支された左右一対の走行車輪２７と、走行車輪２７を駆動する走行用モータ２８（図示せず）を備えている。
【００４３】
さらに、メインフレーム２６には、走行レール１０のカバー部材１２内面と略接触状態となる位置に左右一対のガイド車輪（図示せず）が設けられ、前記ガイド車輪によって走行部２１は進行方向の左右にずれることなく走行できるように構成されている。
【００４４】
さらに、メインフレームには、走行レール１０のカバー部材１２内に設けられた分岐用ガイド（図示せず）を選択する分岐ローラ（図示せず）が設けられ、例えば、工程間レール１０ａから分岐レール１０ｃへと走行経路を切り替える際には、コントローラ９０の指令を受けて、搬送台車２０の、前記分岐ローラが前記分岐用ガイドの何れか一方を選択することで、走行経路が切り替わるように構成されている。
【００４５】
尚、走行部２１は、走行用モータ２８で走行車輪２７を駆動して走行する構成に限らず、走行レール１０内に敷設された永久磁石と、走行部２１側に備えられたコアによりリニアモータを構成して走行する構成であってもよい。
【００４６】
メインフレーム２６の上部には、左右に給電ユニット３０が備えられている。給電ユニット３０は、Ｅ字形状のコア３１とコア３１の一部に巻回されたコイル３２で構成されている。
【００４７】
カバー部材１２の内壁側面に給電線ホルダ１４で支持された給電線１５には高周波電力が印加され、コイル３２に前記高周波電力が誘導され非接触で電力伝達が行われる。尚、搬送台車２０に必要な電力はすべてこの非接触の給電方式により供給される。
【００４８】
尚、コントローラ９０からの指令は、給電線１５及び給電ユニット３０を介して、後述する搬送台車２０の走行部２１に備えられた通信部７５に伝達される。
【００４９】
尚、搬送台車１への給電手段としては、上述した給電ユニット３０と給電線５とによる非接触の給電方式に限定されるものではない。
【００５０】
物品収容部２２には、ウェハキャリア装置４を掴むチャック機構２３を備えた昇降体２４を所定の昇降経路に沿って昇降させる昇降機構としての昇降用モータ２５（図示せず）が組み込まれている。
【００５１】
昇降体２４は、昇降機構２２と複数のベルト２９で連結されている。昇降用モータ２５は、ベルト２９を巻き取り、繰り出しをすることで、昇降体２４を昇降させるように構成されている。尚、ベルト２９には走行部２１からチャック機構２３へ給電する給電線や信号線が組み込まれている。
【００５２】
チャック機構２３は、ウェハキャリア装置４の上面の被掴持部４ａを掴持するための一対の爪部と掴持用モータ３３（図示せず）で構成され、掴持用モータ３３を駆動することで前記爪部が掴持姿勢または開放姿勢となることでウェハキャリア装置４の被掴持部４ａを掴持または開放するように構成されている。
【００５３】
さらに、走行部２１のメインフレーム２６の進行方向前部には、前方を走行する搬送台車の後部に設置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する測距装置４０が備えられ、進行方向後部には、後方を走行する搬送台車の前部に設置された測距装置４０からの投光を反射する再帰性反射部材６０が備えられている。測距装置４０及び再帰性反射部材６０は、走行レール１０の内部に位置するように走行部２１に配置されて、搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置を構成する。
【００５４】
尚、本実施形態では搬送台車２０は走行経路に沿って前進のみする構成であるため、前方を走行する搬送台車２０を検知できるように、搬送台車２０の前部のみ測距装置４０を設け、後部のみ再帰性反射部材６０を設けている。搬送台車２０を前後方向に走行可能な構成とする場合は、搬送台車２０の前部及び後部のそれぞれに測距装置４０と再帰性反射部材６０を備えている。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、再帰性反射部材６０として、それぞれ直角に交わる３つの反射面６１，６２，６３が複数並んだマイクロプリズム方式の再帰性反射部材が用いられ、搬送台車２０の走行部２１の進行方向の後部であって、後方の搬送台車２０の測距装置４０からの光を反射可能な適当な高さに取付けられている。マイクロプリズム方式の再帰性反射部材では、測定光が再帰性反射部材６０に対して入射角が４５度以下の角度で入射したときに再帰性反射し、４５度より大きい角度で入射したときには再帰性反射特性が発現しない。
【００５６】
図５に示すように、測距装置４０は、略円筒状のハウジング５０の内部に、測定光用の光源４１ａからの光を所定の変調信号により変調して測定光として出力する投光部４１と、測定光を測距対象空間に向けて回転走査する走査部４７と、走査された測定光が検出物で反射した反射光を光電変換素子により検知する受光部４２と、投光部４１から出力される測定光と、検出物で反射した反射光に基づいて物体までの距離を演算する距離演算部等を備えた制御回路８０を備えている。
【００５７】
測距装置４０について詳述する。測距装置４０のハウジング５０は、径の異なる円筒が段差部５１を介して、図５中の上下方向に二つ重なり、さらに上下が閉じられた形状で、段差部５１より上部の周壁部５２の全周から一部を除いた側壁（図５では右側壁に示している）に亘って上下方向に一定の幅を有する透光窓５３が、ハウジング５０沿って曲面状に形成され、この透光窓５３を介して、投光部４１から出力された測定光と、検出物からの反射光が往来可能となっている。
【００５８】
尚、透光窓５３以外のハウジング５０の内周面は、光の完全な遮光かつ反射防止のために、表面に凹凸を設けた暗幕等の吸光部材で被覆される光吸収壁で構成されている。
【００５９】
投光部４１は、単一モードで発光するレーザダイオードで構成される光源４１ａが、図５中下向きに測定光を出力するように配置されている。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、単一モードで発光するレーザダイオードは、接合面に垂直な偏光特性をもち、レーザダイオードの出射ビームは、接合面で光が広がっている方向には狭い放射角度で出射され、狭く閉じ込められている方向には広い放射角度で出射される特性がある。よって、投光部４１は光源４１ａから下向きに出力された光の光路上に光学レンズ５４を備え、光のビーム径を一定にするように構成されている。
【００６１】
走査部４７は、光源４１ａからの光を検出物に向けて反射する第一ミラー４４と検出物からの反射光を受光部４２に向けて反射する第二ミラー４５と、反射光の光路上に反射光を集束する受光レンズ５５を備え、回転機構４６としてのモータにより回転するように構成されている。尚、走査部４７の回転軸心は、光源４１ａの光軸４３と一致するように構成されている。
【００６２】
第一ミラー４４と第二ミラー４５は光軸４３に対してそれぞれ４５度傾斜し、測定光の光軸と反射光の光軸が平行となるように配置されている。
【００６３】
さらに走査部４７は、光学的スリットを有するスリット板５６を備え、ハウジング５０内周面に設置されたフォトインタラプタ５７と協働して、走査部４７の走査角度を検知する走査角度検知部５８を構成する。
【００６４】
受光部４２は、例えば、アバランシェフォトダイオードなどの受光素子と、光電変換された信号を増幅する増幅回路を備えて構成されている。走査部４７の内部に収容された状態で、光軸４３上で光源４１ａと対向するように配置されている。
【００６５】
詳述すると、受光部４２は、走査部４７を支承する中空軸５９の上端面に配置されており、回転機構４６による走査部４７の回転動作とは無関係に、常に静止状態を維持するようになっている。また、受光部４２からの出力信号は、中空軸５９の内部空間に挿通された信号線（図示せず）により後述の制御回路８０に接続されている。
【００６６】
さらに、透光窓５３の外周面には、第一ミラー４４から検出物に向けて反射する光路に第一方向に偏光する第一偏光素子４８が貼り付けられ、検知対象物から第二ミラー４５に入射する反射光の光路に第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子４９が貼り付けられている。
【００６７】
尚、透光窓５３が、偏光特性を備えていない例えばアクリル樹脂やガラス等の素材で構成される場合には、偏光素子４８，４９を透光窓５３の内面側に貼り付けてもよい。
【００６８】
第一偏光素子４８及び第二偏光素子４９はそれぞれ偏光フィルタであって、第一偏光素子４８は、光源４１ａからの光のうち、例えば図５中上下方向を偏光面とした光（以下、「第一方向の光Ｌ１」と記す）のみの通過を許容し、第二偏光素子４９は、第一方向の光Ｌ１と異なる方向（例えば９０度）を偏光面とした光（以下、「第二方向の光Ｌ２」と記す）のみの通過を許容するように備えられる。
【００６９】
図７（ｂ）に示すように、測距装置４０の第一偏光素子４８を介して投光された第一方向に偏光する光Ｌ１が、再帰性反射部材６０に入射すると、まず反射面６１に反射し、次に反射面６２に反射し、さらに反射面６３に反射する過程で、上下方向の偏光面から左右方向の偏光面に９０度回転した第二方向に偏光する光Ｌ２となり、第二偏光素子４９を透過した後に受光部４２で検知される。
【００７０】
これに対して、測定光が走行レール１０の側壁に形成された開口を通過して外部の金属性設備カバー等から反射し、或いは走行レール１０内部に備えた給電線ホルダ１４等に照射され、内壁面で反射した反射光は、第一方向の光Ｌ１の偏光面が維持されるため、第二偏光素子４９を通過せず、受光部４２により受光されることがない。また、一般的に金属は鏡面反射するため、測定光の入射角度が９０度でない場合には、反射光が受光部４２により受光されることがない。このようにして、測距装置４０は、迷光を誤って検知することが回避でき、前方を走行する搬送台車２０の後部に配置した再帰性反射部材６０のみを検知することができる。
【００７１】
次に、搬送台車２０及び測距装置４０の各制御部について詳述する。
【００７２】
図８に示すように、搬送台車２０の走行部２１のメインフレーム２６内には、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータで構成され、走行部２１を制御する走行部制御部７０が備えられている。
【００７３】
走行部制御部７０は、各搬送台車２０を制御する中央のコントローラ９０から出力される指令信号７１を、走行レール１０のカバー部材１２内に配置した給電線１５給電ユニット３０を介して通信部７５で受信し、走行用モータ２８を駆動したり、前記分岐ローラを駆動して走行経路を切り替えたり、昇降体２４の昇降用モータ２５を制御するように構成され、さらに、後述する制御装置４０の制御回路８０からの信号が伝達されるように構成されている。
【００７４】
尚、搬送台車２０は、コントローラ９０より指定された製造装置２のロードポート３上であることを検知するセンサ等を適宜備え、走行部制御部７０には前記センサからの信号が入力されるように構成されている。
【００７５】
チャック機構制御部７３は、ベルト２９に組み込まれた信号線７４を介して走行部制御部７２と電気的に接続され、走行部制御部７２と同じくコントローラ９０からの指令信号７１に基づいて、掴持用モータ３３を駆動して爪部を駆動して、ウェアキャリア装置４の被掴持部４ａを掴持または開放するように構成されている。尚、爪部がウェアキャリア装置４の被掴持部４ａを掴持または開放したことを検知するセンサ等は適宜備えればよい。
【００７６】
図９に示すように、測距装置４０のハウジング５０内の下部には、測距装置４０の制御回路８０が備えられている。
【００７７】
制御回路８０は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータや測距用の演算回路等を備えて構成され、これらにより、投光部４１の発光タイミングを制御する発光制御部８４と、走査部４７で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部８１と、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉのうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する識別部８２と、走査角度θに応じて第一偏光素子４８から出力される測定光の減衰特性に基づいて、受光部４２で受光された反射光の強度Ｉを補正する補正演算部８３等が構成されている。
【００７８】
距離演算部８１は、ＴＯＦ方式によって、測距装置４０から再帰性反射部材６０までの距離を算出する。
【００７９】
ＴＯＦ方式とは、図６（ｂ）に示すように、発光制御部８４のパルス信号に基づいて投光部４１からレーザ光をパルス光に変調した測定光を出力し、測定光の発光信号と受光部４２で受光した検出物（再帰性反射部材６０）からの反射光の受信信号との時間遅れに基づいて、以下の数式１により距離を算出する方式である。ここに、Ｃは光速、ΔＴは時間差である。
【００８０】
〔数１〕
Ｌ＝（１／２）×Ｃ／ΔＴ
【００８１】
尚、本実施形態では、測距装置４０の距離の演算方式として、ＴＯＦ方式を採用しているが、ＡＭ方式を採用してもよい。ＡＭ方式とはレーザ光を正弦波で変調した測定光を出力し、検出物で反射して帰ってきた反射光と測定光の位相差に基づいて、以下の数式２により距離を算出する方式である。ここに、φは計測された位相差、Ｃは光速、Ｆは変調周波数である。
【００８２】
〔数２〕
Ｌ＝（１／２）×（φ／２π）×Ｃ／Ｆ
【００８３】
走査部４７に備えられたスリット板５６のスリット間隔は予め設定された回転体の基準位置で他と異なるように形成されており、走査角度検知部５８は、パルス信号の波形に基づいて基準位置を検知し、基準位置からのパルス数をカウントすることにより基準位置からの走査角度θを算出するように構成されている。
【００８４】
ここで、走査角度θに応じて第一偏光素子４８から出力される測定光の減衰特性について説明する。
【００８５】
図１０に示すように、搬送台車の進行方向前方正面（走査角度θ＝０度とする）に第一方向に直線偏光した光を出力するようにレーザダイオードを配置したとき、第一ミラー４４により測距装置４０の正面に向けて、偏光方向が維持された状態で反射された測定光は、第一偏光素子４８を介して進行方向前方正面に照射される。光の強度Ｉは、電界Ｅの大きさの二乗に比例するため、このときの測定光の強度Ｉ０は、Ｉ０＝Ｅ０２ｃｏｓ２（０）となる。
【００８６】
しかし、走査部４７の回転に伴い第一ミラー４４が回転すると、レーザダイオードの垂直な偏光特性に対して、第一ミラー４４で反射された測定光の偏光角度が次第に傾くことになる。例えば、走査角度θ＝±４５度のときに、第一偏光素子４８を通過した測定光の強度Ｉ４５は、Ｉ４５＝Ｅ４５２ｃｏｓ２（４５）となる。
【００８７】
つまり、走査角度θのときの光の強度Ｉθは、Ｉθ＝Ｉ０ｃｏｓ２θで表され、走査角度θが０度から±９０度になるにつれて減衰する。よって、図１１（ａ）に示すように、走査角度θ＝０のとき測定光は第一偏光素子４８から出射され、走査角度θ＝±９０度のとき測定光は第一偏光素子４８から出射されなくなる。
【００８８】
そこで、図１１（ｂ）に示すように、補正演算部８３は、受光部４２で受光された反射光の強度をｃｏｓθの逆二乗則により補正する。これにより、第一ミラー４４の回転による強度の減衰の影響を排除した測定光の強度が求まる。以後、反射光の強度Ｉとは、補正演算部８３で補正された強度をいう。
【００８９】
走査部４７により平面状（ここでは、水平面状であるが、垂直面状、または水平面から所定角度傾斜した平面状であってもよい。）に走査された測定光が前方の搬送台車２０の再帰性反射部材６０に照射されると、測定光が再帰性反射部材６０から測距装置４０に向けて反射され、距離演算部８１により測定光と反射光との時間遅れから再帰性反射部材６０までの距離が算出され、測定光の走査角度θ毎に再帰性反射部材６０までの距離が求まり、さらにそのときの反射光の強度が得られる。再帰性反射部材６０は一定の幅があり、平面状に走査された測定光が再帰性反射部材６０に入射した各入射点から再帰性反射した反射光に基づいて、当該再帰性反射部材６０の幅を検知することができる。
【００９０】
しかし、測定光が製造装置やその他の設備の金属カバー等に照射された場合には鏡面反射するため、測定光の光軸と垂直な反射面に照射された光であれば測距装置４０により検知されるものの、測定光の光軸と反射面が僅かでも傾斜していれば反射光は測距装置４０により検知されないため、測定光の操作角度に対してある幅で連続的に反射光が検知されることはない。
【００９１】
そこで、識別部８２は、走査部４７により走査されて得られ、制御回路８０のＲＡＭに記憶された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉの少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別し、走行部制御部７０に当該識別したデータを送信するように構成されている。
【００９２】
まず、識別部８２が、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８３により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄとの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する場合について説明する。
【００９３】
再帰性反射部材６０は一定の幅があるので、平面状に走査された測定光が再帰性反射部材６０に入射した各入射点から再帰性反射した反射光に基づいて、当該再帰性反射部材６０の幅を検知することができる。
【００９４】
例えば、図１２（ａ）に示すように、距離Ｄｘでは、再帰性反射部材６０は、走査角度θ＝０±θｘの範囲で検知され、その幅はＡｘ＝２Ｄｘｔａｎθｘであることが分かっている。
【００９５】
例えば、制御回路８０のＲＯＭには、距離演算部８３により算出された再帰性反射部材６０までの距離Ｄｘと、再帰性反射部材６０の幅Ａｘに対応する走査角度範囲θとの相関関係を規定するテーブルデータが格納されている。つまり、再帰性反射部材までの距離Ｄｘが長くなると測距装置により検知される幅Ａｘ、つまり走査角度範囲θが狭くなり、距離Ｄｘが短くなると測距装置により検知される幅Ａｘ、つまり走査角度範囲θが広くなるという相関関係が成立するため、距離演算部８１により算出された再帰性反射部材６０までの距離Ｄｘ毎に再帰性反射部材６０の幅に対応する走査角度の上限と下限を示す許容範囲を規定したテーブルデータが記憶されている。例えば、識別部８２は、一回の走査時に算出した検出物までの平均距離とそのときの検出物に対応する走査角度範囲が、ＲＯＭに記憶された許容範囲に入っていれば、検知された反射光は再帰性反射部材からの反射光であると識別する。
【００９６】
図１２（ｂ）に示すように、測距装置４０が、搬送台車２０ａの進行方向前方に距離Ｄ１で走査角度範囲θ＝０±θ１の物体を検知したとする。このとき物体の幅はＡ１＝２Ｄ１ｔａｎθ１となる。
【００９７】
識別部８２は、検知によってＲＡＭに記憶された距離Ｄ１と走査角度（幅Ａ１）と、前記ＲＯＭに記憶されている距離Ｄ１と走査角度（幅Ａ１）の相関関係のテーブルデータと比較し、当該反射光は、図１２（ｃ）に示すように、前方の搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからの反射光であると識別する。尚、搬送台車２０ａの進行方向前方正面距離Ｄ３の位置に、幅Ｂの物体が検知されても、識別部８２は、前記ＲＯＭに記憶されている距離Ｄ３における幅に比べて小さすぎるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別することができる。
【００９８】
このように、識別部８２が、反射光が前方を走行する搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからのものであると識別すると、走行部制御部７０に距離データを伝達し、走行部制御部７０は、走行用モータ２８を制御して、搬送台車２０の走行速度を制御する。通常、搬送台車２０は、３ｍ/ｓの速度で走行制御されているが、例えば、前方の搬送台車との距離が５ｍ以下であれば搬送台車２０を減速制御をし、１ｍ以下であれば搬送台車２０を停止制御をし、３００ｍｍ以下であれば搬送台車２０を完全に停止することで搬送台車同士の衝突を防止することができる。
【００９９】
次に、識別部８２が、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θｘと、各走査角度θｘに対応する反射光の強度Ｉｘとの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する場合について説明する。
【０１００】
例えば、制御回路８０のＲＯＭには、再帰性反射部材６０が検知される走査角度範囲θと強度Ｉｘの相関関係のテーブルデータ、例えば、走査角度範囲θが大きいとき、つまり、再帰性反射部材までの距離が短いときは検知される強度Ｉｘが強くなり、走査角度範囲θが小さいとき、つまり、再規制反射部材までの距離が長いときは強度Ｉｘが弱くなるという相関関係が成立するため、補正演算部８３により補正された強度Ｉｘ毎に再帰性反射部材６０の幅に対応する走査角度の上限と下限を示す許容範囲を規定したテーブルデータが記憶されている。例えば、識別部８２は、一回の走査時に算出した検出物までの平均強度とそのときの検出物に対応する走査角度範囲が、ＲＯＭに記憶された許容範囲に入っていれば、検知された反射光は再帰性反射部材からの反射光であると識別することができる。
【０１０１】
また例えば、図１３（ａ）に示すように、測距装置４０が走査角度範囲θ＝０±θ１で強度がほぼ一定値Ｉ１である反射光を検知したとする。識別部８２は、検知によってＲＡＭに記憶された走査角度範囲θ＝０±θ１の範囲と強度Ｉ１と、前記ＲＯＭに記憶されている走査角度範囲θ＝０±θ１のときの強度Ｉ１とを比較して、その差が許容範囲内にあれば、当該反射光は、図１２（ｃ）に示すように、前方の搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからの反射光であると識別する。尚、搬送台車２０ａの進行方向前方正面の走査角度範囲θ＝Ｃに亘って強度Ｉ３の反射光が検知されても、識別部８２は、前記ＲＯＭに記憶されているテーブルデータと比較し、再帰性反射部材からの反射光でないと識別する。この場合、強度Ｉ３が検知される範囲が走査角度範囲θ＝Ｃでは小さすぎるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別できるのである。
【０１０２】
次に、識別部８２が、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄｘと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉｘとの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する場合について説明する。
【０１０３】
例えば、制御回路８０のＲＯＭには、各走査角度θに対応する距離Ｄｘと、反射光の強度Ｉｘ、つまり、光の強度Ｉｘは光源４１からの距離Ｄｘの二乗に反比例するため、反射光の強度Ｉｘが大きくなれば再帰性反射部材までの距離はＤｘは短くなり、反射光の強度Ｉｘが小さくなれば再帰性反射部材までの距離Ｄｘは長くなるという相関関係が成立するため、距離Ｄｘに対する反射光の強度Ｉｘの許容範囲を規定したテーブルデータ、または、反射光の強度Ｉｘに対する距離Ｄｘの許容範囲を規定したテーブルデータが記憶されている。例えば、識別部８２は検知された反射光の距離Ｄｘに対する反射光の強度ＩｘがＲＯＭに記憶された反射光の強度Ｉｘの許容範囲内であれば、検知された反射光は再帰性反射部材からの反射光であると識別することができる。
【０１０４】
図１３（ｂ）に示すように、測距装置４０が、距離Ｄ１で強度Ｉ１の反射光を検知したとする。識別部８２は、検知によってＲＡＭに記憶された距離Ｄ１における強度Ｉ１と、前記ＲＯＭに記憶されている距離Ｄ１のときの強度Ｉ１を比較して、強度Ｉ１が許容範囲内であれば、当該反射光は、図１２（ｃ）に示すように、前方の搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからの反射光であると識別する。尚、距離Ｄ３で強度Ｉ３の反射光が検知されても、識別部８２は、前記ＲＯＭに記憶されているテーブルデータに記憶された所定範囲外であるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別する。この場合、強度Ｉ３が検知される距離Ｄ３では小さすぎるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別できるのである
【０１０５】
上述の説明では、二台の搬送台車が直線状の走行レール１０に沿って走行する場合について説明したが、例えば、図１４（ａ）に示すように、前方を走行する搬送台車２０が右方向にカーブする場合、搬送台車は減速しながら右方向に移動することになるので、検知される反射光に基づく走査角度θと距離Ｄは、図中右下方向矢印で示す方向に移動することとなる。尚、反射光が検出される走査角度の範囲は、前方の搬送台車の再帰性反射部材の角度が、後方の搬送台車の測距装置の測定光の光軸に対して傾くため、検知される走査角度はθ＝０±θ１より小さくなる。
【０１０６】
さらに、図１４（ｂ）に示すように、前方を走行する搬送台車２０ｂが軌道のカーブを通過し、後方の搬送台車２０ａの測距装置の測定光の光軸が再帰性反射部材６０からずれるような場合であっても、測定光がカバー部材１２の内面で反射して、前方を走行する搬送台車２０ｂに設置された再帰性反射部材６０ｂに入射し、再帰性反射部材６０ｂからの反射光がカバー部材の内面で反射して、測距装置４０ａに導かれるので、前方を走行する搬送台車２０ｂとの車間距離を良好に検知できるようになる。
【０１０７】
上述の実施形態では、識別部８２は、走査部４７の一走査毎に反射光に基づいて再帰性反射部材からの反射光か否かを識別する構成について説明したが、識別部８２は、走査部４７により走査された測定光に対して得られた相関関係と、走査部４７により過去に走査された測定光に対して得られた相関関係に基づいて、その連続性を評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別するように構成してもよい。
【０１０８】
この場合、識別部８２は、ある走査によって得られ制御回路８０のＲＡＭに記憶された走査角度範囲θ、距離Ｄ、強度Ｉと、次の走査によって得られ制御回路８０のＲＡＭに記憶された走査角度範囲θ、距離Ｄ、強度Ｉをそれぞれ比較し、その差が所定の許容範囲内であれば、連続性があると評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であると識別する。また、走査角度範囲θ、距離Ｄ、強度Ｉの何れかの組み合わせで識別してもよい。この場合、許容範囲は、前回と今回の算出距離を算出時間差で除して前方車両との相対速度を算出し、当該相対速度毎に予め設定された値である。
【０１０９】
例えば、図１２（ｂ）に示すように、走査角度範囲θ＝０±θ１に亘って距離Ｄ１を検知した次の走査で、走査角度範囲θ＝０±θ２に亘って距離Ｄ２が検知されたとする。すると識別部８２は、当該反射光が再帰性反射部材６０からのものであるか否かを識別し、さらに、前回の走査で得られた結果と比較し、この場合は、再帰性反射部材６０までの距離が近づいていることが識別できる。
【０１１０】
さらに、図１３（ａ）に示すように、走査角度範囲θ＝０±θ１に亘って強度Ｉ１を検知した次の走査で、走査角度範囲θ＝０±θ２に亘って強度Ｉ２が検知されたとする。すると識別部８２は、当該反射光が再帰性反射部材６０からのものであるか否かを識別し、さらに、前回の走査で得られた結果と比較し、この場合は、再帰性反射部材６０までの距離が近づいていることが識別できる。
【０１１１】
さらに、図１３（ｂ）に示すように、距離Ｄ１のときに反射光の強度Ｉ１を検知した次の走査で、距離Ｄ２のときに反射光の強度Ｉ２が検知されたとする。すると識別部８２は、当該反射光が再帰性反射部材６０からのものであるか否かを識別し、さらに、前回の走査で得られた結果と比較し、この場合は、再帰性反射部材６０までの距離が近づいていることが識別できる。
【０１１２】
このように、走査部４７により測定光が走査される度に得られる走査角度θ毎の距離Ｄや反射光の強度Ｉを、過去に得られた走査角度θ毎の距離Ｄや反射光Ｉの強度と対比して、その差に基づいて同一の再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別することができるようになる。
【０１１３】
尚、上述の説明では、識別部８２が、走査部４７で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部８１と、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉのうち、何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する構成について説明したが、走査角度θ、距離Ｄ、反射光強度Ｉのすべてを組み合わせて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する構成であってもよい。走行レール１０の内部に位置する走行部２１に測距装置４０及び再帰性反射部材６０を備えているため、外光が軌道を構成するカバー部材１２で遮断されるため、測定光に起因する迷光以外の迷光を排除できるのである。
【０１１４】
上述した実施形態では、測距装置４０の走査角度の走査範囲について明示しなかったが、搬送台車２０の進行方向前方正面を測距装置４０の走査角度θ＝０度としたときに、走査角度θ＝０±３０度の範囲を測距できれば、走行レール１０の水平方向の幅が４００ｍｍ、再帰性反射部材６０の幅が２００ｍｍである場合は、直線部の走行レール１０の前方正面に約１８０ｍｍ程度の近距離であっても再帰性反射部材６０の水平方向の全てを検知できるので、搬送台車間の距離を短くすることができ、走行レールを走行する搬送台車の数を増やすことができるので、ウェハキャリア装置の搬送効率を高めることができる。
【０１１５】
また、軌道の曲線部で中央部の曲率半径Ｒが最大で５００ｍｍである場合には、測距装置４０が、進行方向前方正面を走査角度θ＝０度としたときに走査角度θ＝０±３０度の範囲を走査すれば、十分に再帰性反射部材６０ｄが検知できるが、走査角度範囲は曲線部で中央部の曲率半径Ｒの値等に応じて適宜設定することができる。
【０１１６】
尚、本実施形態では、回転機構による第一ミラー及び第二ミラー４５の回転速度を２４００ｒｐｍに設定されているため、測定光は１秒間に４０回走査され、走査角度−３０度から＋３０度まで約４．２ｍｓｅｃで一回走査される。そして、一回の走査中に、０．２度刻みで距離が算出されるように構成されている。
【０１１７】
上述した実施形態では、再帰性反射部材としてマイクロプリズム方式の再帰性反射部材を用い、測距装置が、単一モードで発光するレーザダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を受光部に向けて反射する第二ミラーを、光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部と、第一ミラーから検出物に向けて反射する光路に備えた第一方向に偏光する第一偏光素子と、検知対象物から前記第二ミラーに入射する反射光の光路に備えた第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子により構成された例を説明したが、本発明による距離測定装置はこのような構成に限るものではない。
【０１１８】
例えば、マルチモードで発光するレーザダイオードや発光ダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を受光部に向けて反射する第二ミラーを、光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部で構成され、第一及び第二偏光素子を備えていない測距装置を用いてもよい。
【０１１９】
この場合にも、走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備えることにより、再帰性反射部材からの反射光であるか、ノイズ光であるかを適切に識別して、前方を走行する搬送台車との車間距離を正確に検知することができる。
【０１２０】
尚、この場合、マイクロプリズム方式の再帰性反射部材に替えて、ガラスビーズ方式の再帰性反射部材を用いることも可能である。ガラスビーズ方式の再帰性反射部材は、反射膜を備えた基材にガラスビーズでなる反射層を備えて構成され、光がガラスビーズに入射するときに屈折され、球面上の一点で焦点を結び、ガラスビーズの裏の反射膜により反射され、ガラスビーズを出るときに再度屈曲して、入射光と平行に光源方向に反射される。
【０１２１】
上述した実施形態では、測距装置及び再帰性反射部材が、軌道の内部に位置するように走行部に配置された構成を説明したが、測距装置及び再帰性反射部材が、軌道の外部に位置するように搬送台車に配置されてもよい。
【０１２２】
上述した実施形態では、本発明による距離測定装置が、半導体デバイスの製造設備に用いられる場合を説明したが、本発明による距離測定装置は、軌道に複数の搬送台車が走行する任意の荷物搬送装置に用いることができる。
【０１２３】
上述の実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２４】
１：製造設備
２（２ａ〜２ｌ）：製造装置
３：ロードポート
４：ウェハキャリア装置
４ａ：被掴持部
５：ストッカ
６，７：ベイ
２１：走行部
２７：走行車輪
１０：走行レール
１０ａ：工程間レール
１０ｂ：工程内レール
１０ｃ：分岐レール
１０ｄ：退避レール
１０ｅ：バイパスレール
１１：支持部
１２：カバー部材
１３：支持部材
１４：給電線ホルダ
１５：給電線
２０：搬送台車
２１：走行部
２２：物品収容部
２３：チャック機構
２４：昇降体
２５：昇降用モータ
２６：インフレーム
２７：走行車輪
２８：走行用モータ
２９：ベルト
３０：給電ユニット
３１：コア
３２：コイル
３３：掴持用モータ
４０：測距装置
６０：再帰性反射部材
６１，６２，６３：反射面
５０：ハウジング
４１：投光部
４１ａ：光源
４２：受光部
４３：光軸
４４：第一ミラー
４５：第二ミラー
４６：回転機構
４７：走査部
４８：第一偏光素子
４９：第二偏光素子
５０：ハウジング
５１：段差部
５２：周壁部
５３：透光窓
５４：光学レンズ
５６：スリット板
５５：受光レンズ
５７：フォトインタラプタ
５８：走査角度検知部
５９：中空軸
Ｌ１：第一方向の光
Ｌ２：第二方向の光
７０：走行部制御部
７１：指令信号
７２：走行部制御部
７３：チャック機構制御部
７４：信号線
７５：通信部
８０：制御回路
８１：距離演算部
８２：識別部
８３：補正演算部
８４：発光制御部
【図１】
2011069671.tif 000003
【図２】
2011069671.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月7日(2010.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、前記測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造設備では、各製造装置間で半導体ウェハを自動搬送するために、各製造装置に設けられたロードポート上に載置された複数枚の半導体ウェハが収容されたウェハキャリア装置を搬送する搬送台車が用いられている。
【０００３】
搬送台車は、人や機械との接触を回避するため、製造設備の上部空間に設置された走行レール、つまり軌道に沿って自走する走行部と、走行部に支持される物品収容部で構成され、搬送対象物を掴むチャック機構を備えた昇降体を所定の昇降経路に沿って昇降させる昇降機構が組み込まれている。
【０００４】
軌道は、製造設備のレイアウトに従ってウェハキャリア装置を搬送するべく、単純な直線部のみならず、カーブ、分岐部、合流部等を備えた複雑な形状であり、同一の軌道を複数の搬送台車が走行する。
【０００５】
近年、ウェハキャリア装置の搬送効率を上げるために、同一軌道で多数の搬送台車が高速走行することが要求され、それに伴って搬送台車間の車間距離が短くなっている。
【０００６】
そのため、特許文献１では、図１５に示すように、搬送台車８の追突を回避するために、搬送台車８にレーザ距離計等の車間距離センサを備え、車間距離センサで計測された車間距離に基づいて前方の搬送台車６との相対速度を算出し、相対速度に基づいて自車の走行速度を制御する技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、図１６に示すように、各搬送車Ｖ，Ｖ´に、自身と直前の搬送車との距離を検知する光センサ装置１が取付けられ、後方の搬送車Ｖの光センサ装置１から投光された光を直前の搬送車Ｖ´に当て、両搬送車の距離を検知して該距離が一定値以下となった場合に、後方の搬送車を減速または停止させて両搬送車の衝突を防止する装置が開示されている。
【０００８】
そして、レールＲの曲線部の外側に、該レールＲに略沿って反射板３を設置して、後方の搬送車Ｖの光センサ装置１から投光された光を反射板３によって反射させて、レールＲの曲線部を走行中の直前の搬送車Ｖ´に当てることにより、レールＲの曲線部を相前後して走行する２台の搬送車間の距離を検知するように構成されている。
【０００９】
レールＲの曲線部は壁面の近傍に設けられることが多く、搬送車Ｖから投光され、壁面で反射した光を検知することにより壁面を障害物と誤検知して搬送車Ｖが停止するという問題を解消するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２５７４５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載された技術では、前方の搬送台車が軌道のカーブを走行するような場合に、測定光の光軸から前方の搬送台車が逸脱するために、前方の搬送台車を検知できなくなるばかりか、工場内に設置された各種設備や他の走行台車等からの反射光を前方を走行する搬送台車からの反射光と誤検知する虞がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載された技術では、前方の搬送台車が軌道のカーブを走行するような場合であっても、前方の搬送台車を検知できるようになるが、そのためにレールに沿った反射板の設置スペースが必要となる。しかし、高度に集積化された半導体製造設備では、軌道間の間隔が狭くなり、レールに沿って反射板を設置するようなスペースを確保することができないという問題がある。
【００１３】
さらに何れの技術でも、搬送台車に備えた距離測定装置に、前方の搬送台車から反射された光以外の迷光が入射すると、前方の搬送台車と誤検知して搬送台車が停止または減速する虞が解消されるものではなかった。
【００１４】
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、距離測定装置に入射した光が前方の搬送台車からの反射光であるか否かを高精度で識別でき、誤検知による搬送台車の誤停止等を解消できる距離測定装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するため、本発明による距離測定装置の第一の特徴構成は、軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、前記走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、前記測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置であって、前記再帰性反射部材は、マイクロプリズム方式の再帰性反射部材で構成され、前記測距装置は、単一モードで発光するレーザダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、前記光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を前記受光部に向けて反射する第二ミラーを、前記光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部と、前記第一ミラーから検出物に向けて反射する光路に備えた第一方向に偏光する第一偏光素子と、検知対象物から前記第二ミラーに入射する反射光の光路に備えた第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子を備えて構成され、前記走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、前記距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備えている点にある。
【００１６】
走査部により平面状に走査された測定光が前方の搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材に照射されると、測定光が再帰性反射部材から測距装置に向けて反射され、距離演算部により測定光と反射光との時間遅れから再帰性反射部材までの距離が算出され、測定光の走査角度毎に再帰性反射部材までの距離が求まる。
【００１７】
つまり、走査部により走査された測定光の走査角度毎に、距離演算部により距離が求められ、さらにそのときの反射光の強度が得られる。再帰性反射部材は一定の幅があり、平面状に走査された測定光が再帰性反射部材に入射した各入射点から再帰性反射した反射光に基づいて、当該再帰性反射部材の幅を検知することができる。一方、測定光が製造装置やその他の設備の金属カバー等に照射された場合には鏡面反射するため、測定光の光軸と垂直な反射面に照射された光であれば測距装置により検知され、測定光の光軸と反射面が僅かでも傾斜していれば測距装置により検知されない。
【００１８】
そこで、識別部は、走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、前記距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別することができる。
【００１９】
例えば、所定範囲の走査角度で連続的に略一定の距離が検知されると、再帰性反射部材からの反射光であると識別でき、所定範囲の走査角度の一点で距離が検知されると、鏡面反射による反射光であり再帰性反射部材からの反射光でないと識別できるようになる。
【００２０】
さらに、単一モードで発光するレーザダイオードは、所定方向に直線偏光した光を出力する特性がある。例えば、第一ミラーにより測距装置の正面に向けて測定光を反射すると、測定光の偏光方向が維持され、当該偏光方向が第一方向と平行であれば第一偏光素子を介して測定光が照射される。
【００２１】
マイクロプリズム方式の再帰性反射部材に入射した光は、プリズムにより偏光方向が第二方向に回転して反射されるという特性がある。そのため、反射光の光路に第二方向に偏光する第二偏光素子を備えると、再帰性反射部材に入射した光のみが受光素子に導かれるようになるので、迷光を誤って検知することが回避できるようになるのである。
【００２２】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述した第一の特徴構成に加えて、走査角度に応じて前記第一偏光素子から出力される測定光の減衰特性に基づいて、前記受光部で受光された反射光の強度を補正する補正演算部を備えている点にある。
【００２３】
第一の特徴構成によれば、第一ミラーが回転することにより、レーザダイオードから出力された光の偏光角度が次第に傾き、第一偏光素子を透過する測定光の強度が減衰する。強度の減衰はｃｏｓθの二乗則に従う。そこで、補正演算部により、受光部で受光された反射光の強度をｃｏｓθの逆二乗則により補正することにより、第一ミラーの回転による強度の減衰の影響を排除した反射光の強度が求まるようになる。
【００２４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記識別部は、前記走査部により走査された測定光に対して得られた相関関係と、前記走査部により過去に走査された測定光に対して得られた相関関係に基づいてその連続性を評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する点にある。
【００２５】
上述の構成によれば、走査部により測定光が走査される度に得られる走査角度毎の距離や反射光の強度を、過去に得られた走査角度毎の距離や反射光の強度と対比して、その差に基づいて同一の再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別することができるようになる。
【００２６】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記搬送台車は、前記軌道に沿って走行する走行部と、走行部に支持される物品収容部で構成され、前記軌道は、前記走行部に備えた走行車輪を支持する支持部と前記支持部と連接され、前記走行部を囲むカバー部材で構成され、前記測距装置及び前記再帰性反射部材が、前記軌道の内部に位置するように前記走行部に配置されている点にある。
【００２７】
軌道の内部に位置する走行部に測距装置及び再帰性反射部材を備えると、外光が軌道を構成するカバー部材で遮断されるため、測定光に起因する迷光以外の迷光を排除できるようになる。また、前方を走行する搬送台車が軌道のカーブを通過し、測定光の光軸が再帰性反射部材からずれるような場合であっても、測定光がカバー部材の内面で反射して、前方を走行する搬送台車に設置された再帰性反射部材に入射し、再帰性反射部材からの反射光がカバー部材の内面で反射して、測距装置に導かれるので、前方を走行する搬送台車との車間距離を良好に検知できるようになる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明した通り、本発明によれば、距離測定装置に入射した光が前方の搬送台車からの反射光であるか否かを高精度で識別でき、誤検知による搬送台車の誤停止等を解消できる距離測定装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】半導体デバイスの製造設備における製造装置，ウェハキャリア装置，搬送台車等の概略斜視図
【図２】搬送台車及びウェハキャリア装置の概略図
【図３】搬送台車及びウェハキャリア装置の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図
【図４】走行レール及び走行部の説明図
【図５】測距装置の説明図
【図６】（ａ）はレーザの説明図、（ｂ）は測定光と反射光に基づく距離算出の説明図
【図７】（ａ）は再帰性反射部材の説明図、（ｂ）は再帰性反射部材での反射による偏光方向の変化の説明図
【図８】搬送台車の各機能ブロック図
【図９】測距装置の各機能ブロック図
【図１０】走査部の走査角度と測定光の偏光方向の説明図
【図１１】（ａ）は走査角度と、偏光素子を備えることによる測定光の強度の減衰の説明図、（ｂ）は補正演算部による測定光の強度の補正の説明図
【図１２】（ａ）は距離測定装置による再帰性反射部材検知の説明図、（ｂ）は走査角度と距離の説明図、（ｃ）は前方の搬送台車の検知する説明図
【図１３】（ａ）は走査角度と強度の説明図、（ｂ）は距離と強度の説明図
【図１４】（ａ）はカーブで走査される走査光に対応して検知される再帰性反射部材の時系列的な距離特性の説明図、（ｂ）はカーブで走査される走査光及び反射光の光路の説明図
【図１５】従来技術の説明図
【図１６】従来技術の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明による距離測定装置を、半導体デバイスの製造設備に備えられた無人の搬送台車に適用した実施形態を説明する。尚、以下の説明で用いる図面に付した符号は、従来技術の説明に用いた図面に付した符号とは無関係である。
【００３１】
図１，図２，図３に示すように、半導体デバイスの製造設備１では、半導体ウェハに順次所定の処理を施すための各種の製造装置２（２ａ〜２ｌ）が設けられ、各製造装置２に沿って天井に軌道としての走行レール１０が吊設され、走行レール１０には複数の搬送台車２０が走行自在に備えられている。
【００３２】
搬送台車２０は各製造装置２のロードポート３上に載置された複数枚の半導体ウェハが収容されたウェハキャリア装置４を掴持して、コントローラ９０からの指令に基づいて各製造装置２間やウェハキャリア装置４を一時的に保管しておくストッカ５間を往来するように構成されている。
【００３３】
製造装置２（２ａ〜２ｌ）は、製造工程毎にベイ６，７に分けられ設置されている。
【００３４】
走行レール１０は、単純な直線部のみならず、カーブ、分岐部、合流部等を備えた複雑な形状をしている。例えば、各ベイ６，７間を結ぶ工程間レール１０ａ、各ベイ６，７に設置された製造装置２間を結ぶ工程内レール１０ｂ、工程間レール１０ａと工程内レール１０ｂを結ぶ分岐レール１０ｃ、工程内レール１０ｂ内を走行する搬送台車１を一時退避させる退避レール１０ｄ、搬送台車２０がストッカ５へウェハキャリア装置４を積降するためのバイパスレール１０ｅ等で構成されている。
【００３５】
分岐レール１０ｃは、工程間レール１０ａと工程内レール１０ｂとを接続するレールであり、走行する搬送台車２０は、分岐レール１０ｃに沿って走行することで、工程間レール１０ａと工程内レール１０ｂを互いに往来する。
【００３６】
退避レール１０ｄは、工程内レール１０ｂから分岐して設けられ、例えば、搬送台車２０のメンテナンス等ために、工程内レール１０ｂから搬送台車２０を一時退避させる場合に用いられる。
【００３７】
バイパスレール１０ｅは、工程間レール１０ａから分岐し、工程間レール１０ａを走行する搬送台車２０に掴持されたウェハキャリア装置４をストッカ５に一時保管する場合等に用いられる。
【００３８】
走行レール１０は、その断面が下方に開口する凹形状に形成されている。具体的には、後述する走行部２１に備えた走行車輪２７を支持する支持部１１と支持部１１と連接され、走行部２１を囲むカバー部材１２で構成されている。尚、走行レール１０は、軽さと強度とアルミニウムの引抜材で形成され、支持部材１３によって適当な間隔で天井から吊設されているが、材質及び天井への設置方向はこれに限らない。
【００３９】
直線状に配置された走行レールでは、カバー部材１２のうち側壁部が部分的に開口され、軽量化が図られている。
【００４０】
図２，図３，図４に示すように、搬送台車２０は、走行レール１０の支持部１１に沿って走行する走行部２１と、走行部２１に支持される物品収容部２２で構成されている。
【００４１】
走行部２１は、基台となるメインフレーム２６と、メインフレーム２６の前後に備えられた車軸に軸支された左右一対の走行車輪２７と、走行車輪２７を駆動する走行用モータ２８（図示せず）を備えている。
【００４２】
さらに、メインフレーム２６には、走行レール１０のカバー部材１２内面と略接触状態となる位置に左右一対のガイド車輪（図示せず）が設けられ、前記ガイド車輪によって走行部２１は進行方向の左右にずれることなく走行できるように構成されている。
【００４３】
さらに、メインフレームには、走行レール１０のカバー部材１２内に設けられた分岐用ガイド（図示せず）を選択する分岐ローラ（図示せず）が設けられ、例えば、工程間レール１０ａから分岐レール１０ｃへと走行経路を切り替える際には、コントローラ９０の指令を受けて、搬送台車２０の、前記分岐ローラが前記分岐用ガイドの何れか一方を選択することで、走行経路が切り替わるように構成されている。
【００４４】
尚、走行部２１は、走行用モータ２８で走行車輪２７を駆動して走行する構成に限らず、走行レール１０内に敷設された永久磁石と、走行部２１側に備えられたコアによりリニアモータを構成して走行する構成であってもよい。
【００４５】
メインフレーム２６の上部には、左右に給電ユニット３０が備えられている。給電ユニット３０は、Ｅ字形状のコア３１とコア３１の一部に巻回されたコイル３２で構成されている。
【００４６】
カバー部材１２の内壁側面に給電線ホルダ１４で支持された給電線１５には高周波電力が印加され、コイル３２に前記高周波電力が誘導され非接触で電力伝達が行われる。尚、搬送台車２０に必要な電力はすべてこの非接触の給電方式により供給される。
【００４７】
尚、コントローラ９０からの指令は、給電線１５及び給電ユニット３０を介して、後述する搬送台車２０の走行部２１に備えられた通信部７５に伝達される。
【００４８】
尚、搬送台車１への給電手段としては、上述した給電ユニット３０と給電線５とによる非接触の給電方式に限定されるものではない。
【００４９】
物品収容部２２には、ウェハキャリア装置４を掴むチャック機構２３を備えた昇降体２４を所定の昇降経路に沿って昇降させる昇降機構としての昇降用モータ２５（図示せず）が組み込まれている。
【００５０】
昇降体２４は、昇降機構２２と複数のベルト２９で連結されている。昇降用モータ２５は、ベルト２９を巻き取り、繰り出しをすることで、昇降体２４を昇降させるように構成されている。尚、ベルト２９には走行部２１からチャック機構２３へ給電する給電線や信号線が組み込まれている。
【００５１】
チャック機構２３は、ウェハキャリア装置４の上面の被掴持部４ａを掴持するための一対の爪部と掴持用モータ３３（図示せず）で構成され、掴持用モータ３３を駆動することで前記爪部が掴持姿勢または開放姿勢となることでウェハキャリア装置４の被掴持部４ａを掴持または開放するように構成されている。
【００５２】
さらに、走行部２１のメインフレーム２６の進行方向前部には、前方を走行する搬送台車の後部に設置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する測距装置４０が備えられ、進行方向後部には、後方を走行する搬送台車の前部に設置された測距装置４０からの投光を反射する再帰性反射部材６０が備えられている。測距装置４０及び再帰性反射部材６０は、走行レール１０の内部に位置するように走行部２１に配置されて、搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置を構成する。
【００５３】
尚、本実施形態では搬送台車２０は走行経路に沿って前進のみする構成であるため、前方を走行する搬送台車２０を検知できるように、搬送台車２０の前部のみ測距装置４０を設け、後部のみ再帰性反射部材６０を設けている。搬送台車２０を前後方向に走行可能な構成とする場合は、搬送台車２０の前部及び後部のそれぞれに測距装置４０と再帰性反射部材６０を備えている。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、再帰性反射部材６０として、それぞれ直角に交わる３つの反射面６１，６２，６３が複数並んだマイクロプリズム方式の再帰性反射部材が用いられ、搬送台車２０の走行部２１の進行方向の後部であって、後方の搬送台車２０の測距装置４０からの光を反射可能な適当な高さに取付けられている。マイクロプリズム方式の再帰性反射部材では、測定光が再帰性反射部材６０に対して入射角が４５度以下の角度で入射したときに再帰性反射し、４５度より大きい角度で入射したときには再帰性反射特性が発現しない。
【００５５】
図５に示すように、測距装置４０は、略円筒状のハウジング５０の内部に、測定光用の光源４１ａからの光を所定の変調信号により変調して測定光として出力する投光部４１と、測定光を測距対象空間に向けて回転走査する走査部４７と、走査された測定光が検出物で反射した反射光を光電変換素子により検知する受光部４２と、投光部４１から出力される測定光と、検出物で反射した反射光に基づいて物体までの距離を演算する距離演算部等を備えた制御回路８０を備えている。
【００５６】
測距装置４０について詳述する。測距装置４０のハウジング５０は、径の異なる円筒が段差部５１を介して、図５中の上下方向に二つ重なり、さらに上下が閉じられた形状で、段差部５１より上部の周壁部５２の全周から一部を除いた側壁（図５では右側壁に示している）に亘って上下方向に一定の幅を有する透光窓５３が、ハウジング５０沿って曲面状に形成され、この透光窓５３を介して、投光部４１から出力された測定光と、検出物からの反射光が往来可能となっている。
【００５７】
尚、透光窓５３以外のハウジング５０の内周面は、光の完全な遮光かつ反射防止のために、表面に凹凸を設けた暗幕等の吸光部材で被覆される光吸収壁で構成されている。
【００５８】
投光部４１は、単一モードで発光するレーザダイオードで構成される光源４１ａが、図５中下向きに測定光を出力するように配置されている。
【００５９】
図６（ａ）に示すように、単一モードで発光するレーザダイオードは、接合面に垂直な偏光特性をもち、レーザダイオードの出射ビームは、接合面で光が広がっている方向には狭い放射角度で出射され、狭く閉じ込められている方向には広い放射角度で出射される特性がある。よって、投光部４１は光源４１ａから下向きに出力された光の光路上に光学レンズ５４を備え、光のビーム径を一定にするように構成されている。
【００６０】
走査部４７は、光源４１ａからの光を検出物に向けて反射する第一ミラー４４と検出物からの反射光を受光部４２に向けて反射する第二ミラー４５と、反射光の光路上に反射光を集束する受光レンズ５５を備え、回転機構４６としてのモータにより回転するように構成されている。尚、走査部４７の回転軸心は、光源４１ａの光軸４３と一致するように構成されている。
【００６１】
第一ミラー４４と第二ミラー４５は光軸４３に対してそれぞれ４５度傾斜し、測定光の光軸と反射光の光軸が平行となるように配置されている。
【００６２】
さらに走査部４７は、光学的スリットを有するスリット板５６を備え、ハウジング５０内周面に設置されたフォトインタラプタ５７と協働して、走査部４７の走査角度を検知する走査角度検知部５８を構成する。
【００６３】
受光部４２は、例えば、アバランシェフォトダイオードなどの受光素子と、光電変換された信号を増幅する増幅回路を備えて構成されている。走査部４７の内部に収容された状態で、光軸４３上で光源４１ａと対向するように配置されている。
【００６４】
詳述すると、受光部４２は、走査部４７を支承する中空軸５９の上端面に配置されており、回転機構４６による走査部４７の回転動作とは無関係に、常に静止状態を維持するようになっている。また、受光部４２からの出力信号は、中空軸５９の内部空間に挿通された信号線（図示せず）により後述の制御回路８０に接続されている。
【００６５】
さらに、透光窓５３の外周面には、第一ミラー４４から検出物に向けて反射する光路に第一方向に偏光する第一偏光素子４８が貼り付けられ、検知対象物から第二ミラー４５に入射する反射光の光路に第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子４９が貼り付けられている。
【００６６】
尚、透光窓５３が、偏光特性を備えていない例えばアクリル樹脂やガラス等の素材で構成される場合には、偏光素子４８，４９を透光窓５３の内面側に貼り付けてもよい。
【００６７】
第一偏光素子４８及び第二偏光素子４９はそれぞれ偏光フィルタであって、第一偏光素子４８は、光源４１ａからの光のうち、例えば図５中上下方向を偏光面とした光（以下、「第一方向の光Ｌ１」と記す）のみの通過を許容し、第二偏光素子４９は、第一方向の光Ｌ１と異なる方向（例えば９０度）を偏光面とした光（以下、「第二方向の光Ｌ２」と記す）のみの通過を許容するように備えられる。
【００６８】
図７（ｂ）に示すように、測距装置４０の第一偏光素子４８を介して投光された第一方向に偏光する光Ｌ１が、再帰性反射部材６０に入射すると、まず反射面６１に反射し、次に反射面６２に反射し、さらに反射面６３に反射する過程で、上下方向の偏光面から左右方向の偏光面に９０度回転した第二方向に偏光する光Ｌ２となり、第二偏光素子４９を透過した後に受光部４２で検知される。
【００６９】
これに対して、測定光が走行レール１０の側壁に形成された開口を通過して外部の金属性設備カバー等から反射し、或いは走行レール１０内部に備えた給電線ホルダ１４等に照射され、内壁面で反射した反射光は、第一方向の光Ｌ１の偏光面が維持されるため、第二偏光素子４９を通過せず、受光部４２により受光されることがない。また、一般的に金属は鏡面反射するため、測定光の入射角度が９０度でない場合には、反射光が受光部４２により受光されることがない。このようにして、測距装置４０は、迷光を誤って検知することが回避でき、前方を走行する搬送台車２０の後部に配置した再帰性反射部材６０のみを検知することができる。
【００７０】
次に、搬送台車２０及び測距装置４０の各制御部について詳述する。
【００７１】
図８に示すように、搬送台車２０の走行部２１のメインフレーム２６内には、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータで構成され、走行部２１を制御する走行部制御部７０が備えられている。
【００７２】
走行部制御部７０は、各搬送台車２０を制御する中央のコントローラ９０から出力される指令信号７１を、走行レール１０のカバー部材１２内に配置した給電線１５給電ユニット３０を介して通信部７５で受信し、走行用モータ２８を駆動したり、前記分岐ローラを駆動して走行経路を切り替えたり、昇降体２４の昇降用モータ２５を制御するように構成され、さらに、後述する制御装置４０の制御回路８０からの信号が伝達されるように構成されている。
【００７３】
尚、搬送台車２０は、コントローラ９０より指定された製造装置２のロードポート３上であることを検知するセンサ等を適宜備え、走行部制御部７０には前記センサからの信号が入力されるように構成されている。
【００７４】
チャック機構制御部７３は、ベルト２９に組み込まれた信号線７４を介して走行部制御部７２と電気的に接続され、走行部制御部７２と同じくコントローラ９０からの指令信号７１に基づいて、掴持用モータ３３を駆動して爪部を駆動して、ウェアキャリア装置４の被掴持部４ａを掴持または開放するように構成されている。尚、爪部がウェアキャリア装置４の被掴持部４ａを掴持または開放したことを検知するセンサ等は適宜備えればよい。
【００７５】
図９に示すように、測距装置４０のハウジング５０内の下部には、測距装置４０の制御回路８０が備えられている。
【００７６】
制御回路８０は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータや測距用の演算回路等を備えて構成され、これらにより、投光部４１の発光タイミングを制御する発光制御部８４と、走査部４７で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部８１と、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉのうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する識別部８２と、走査角度θに応じて第一偏光素子４８から出力される測定光の減衰特性に基づいて、受光部４２で受光された反射光の強度Ｉを補正する補正演算部８３等が構成されている。
【００７７】
距離演算部８１は、ＴＯＦ方式によって、測距装置４０から再帰性反射部材６０までの距離を算出する。
【００７８】
ＴＯＦ方式とは、図６（ｂ）に示すように、発光制御部８４のパルス信号に基づいて投光部４１からレーザ光をパルス光に変調した測定光を出力し、測定光の発光信号と受光部４２で受光した検出物（再帰性反射部材６０）からの反射光の受信信号との時間遅れに基づいて、以下の数式１により距離を算出する方式である。ここに、Ｃは光速、ΔＴは時間差である。
【００７９】
〔数１〕
Ｌ＝（１／２）×Ｃ／ΔＴ
【００８０】
尚、本実施形態では、測距装置４０の距離の演算方式として、ＴＯＦ方式を採用しているが、ＡＭ方式を採用してもよい。ＡＭ方式とはレーザ光を正弦波で変調した測定光を出力し、検出物で反射して帰ってきた反射光と測定光の位相差に基づいて、以下の数式２により距離を算出する方式である。ここに、φは計測された位相差、Ｃは光速、Ｆは変調周波数である。
【００８１】
〔数２〕
Ｌ＝（１／２）×（φ／２π）×Ｃ／Ｆ
【００８２】
走査部４７に備えられたスリット板５６のスリット間隔は予め設定された回転体の基準位置で他と異なるように形成されており、走査角度検知部５８は、パルス信号の波形に基づいて基準位置を検知し、基準位置からのパルス数をカウントすることにより基準位置からの走査角度θを算出するように構成されている。
【００８３】
ここで、走査角度θに応じて第一偏光素子４８から出力される測定光の減衰特性について説明する。
【００８４】
図１０に示すように、搬送台車の進行方向前方正面（走査角度θ＝０度とする）に第一方向に直線偏光した光を出力するようにレーザダイオードを配置したとき、第一ミラー４４により測距装置４０の正面に向けて、偏光方向が維持された状態で反射された測定光は、第一偏光素子４８を介して進行方向前方正面に照射される。光の強度Ｉは、電界Ｅの大きさの二乗に比例するため、このときの測定光の強度Ｉ０は、Ｉ０＝Ｅ０２ｃｏｓ２（０）となる。
【００８５】
しかし、走査部４７の回転に伴い第一ミラー４４が回転すると、レーザダイオードの垂直な偏光特性に対して、第一ミラー４４で反射された測定光の偏光角度が次第に傾くことになる。例えば、走査角度θ＝±４５度のときに、第一偏光素子４８を通過した測定光の強度Ｉ４５は、Ｉ４５＝Ｅ４５２ｃｏｓ２（４５）となる。
【００８６】
つまり、走査角度θのときの光の強度Ｉθは、Ｉθ＝Ｉ０ｃｏｓ２θで表され、走査角度θが０度から±９０度になるにつれて減衰する。よって、図１１（ａ）に示すように、走査角度θ＝０のとき測定光は第一偏光素子４８から出射され、走査角度θ＝±９０度のとき測定光は第一偏光素子４８から出射されなくなる。
【００８７】
そこで、図１１（ｂ）に示すように、補正演算部８３は、受光部４２で受光された反射光の強度をｃｏｓθの逆二乗則により補正する。これにより、第一ミラー４４の回転による強度の減衰の影響を排除した測定光の強度が求まる。以後、反射光の強度Ｉとは、補正演算部８３で補正された強度をいう。
【００８８】
走査部４７により平面状（ここでは、水平面状であるが、垂直面状、または水平面から所定角度傾斜した平面状であってもよい。）に走査された測定光が前方の搬送台車２０の再帰性反射部材６０に照射されると、測定光が再帰性反射部材６０から測距装置４０に向けて反射され、距離演算部８１により測定光と反射光との時間遅れから再帰性反射部材６０までの距離が算出され、測定光の走査角度θ毎に再帰性反射部材６０までの距離が求まり、さらにそのときの反射光の強度が得られる。再帰性反射部材６０は一定の幅があり、平面状に走査された測定光が再帰性反射部材６０に入射した各入射点から再帰性反射した反射光に基づいて、当該再帰性反射部材６０の幅を検知することができる。
【００８９】
しかし、測定光が製造装置やその他の設備の金属カバー等に照射された場合には鏡面反射するため、測定光の光軸と垂直な反射面に照射された光であれば測距装置４０により検知されるものの、測定光の光軸と反射面が僅かでも傾斜していれば反射光は測距装置４０により検知されないため、測定光の操作角度に対してある幅で連続的に反射光が検知されることはない。
【００９０】
そこで、識別部８２は、走査部４７により走査されて得られ、制御回路８０のＲＡＭに記憶された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉの少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別し、走行部制御部７０に当該識別したデータを送信するように構成されている。
【００９１】
まず、識別部８２が、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８３により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄとの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する場合について説明する。
【００９２】
再帰性反射部材６０は一定の幅があるので、平面状に走査された測定光が再帰性反射部材６０に入射した各入射点から再帰性反射した反射光に基づいて、当該再帰性反射部材６０の幅を検知することができる。
【００９３】
例えば、図１２（ａ）に示すように、距離Ｄｘでは、再帰性反射部材６０は、走査角度θ＝０±θｘの範囲で検知され、その幅はＡｘ＝２Ｄｘｔａｎθｘであることが分かっている。
【００９４】
例えば、制御回路８０のＲＯＭには、距離演算部８３により算出された再帰性反射部材６０までの距離Ｄｘと、再帰性反射部材６０の幅Ａｘに対応する走査角度範囲θとの相関関係を規定するテーブルデータが格納されている。つまり、再帰性反射部材までの距離Ｄｘが長くなると測距装置により検知される幅Ａｘ、つまり走査角度範囲θが狭くなり、距離Ｄｘが短くなると測距装置により検知される幅Ａｘ、つまり走査角度範囲θが広くなるという相関関係が成立するため、距離演算部８１により算出された再帰性反射部材６０までの距離Ｄｘ毎に再帰性反射部材６０の幅に対応する走査角度の上限と下限を示す許容範囲を規定したテーブルデータが記憶されている。例えば、識別部８２は、一回の走査時に算出した検出物までの平均距離とそのときの検出物に対応する走査角度範囲が、ＲＯＭに記憶された許容範囲に入っていれば、検知された反射光は再帰性反射部材からの反射光であると識別する。
【００９５】
図１２（ｂ）に示すように、測距装置４０が、搬送台車２０ａの進行方向前方に距離Ｄ１で走査角度範囲θ＝０±θ１の物体を検知したとする。このとき物体の幅はＡ１＝２Ｄ１ｔａｎθ１となる。
【００９６】
識別部８２は、検知によってＲＡＭに記憶された距離Ｄ１と走査角度（幅Ａ１）と、前記ＲＯＭに記憶されている距離Ｄ１と走査角度（幅Ａ１）の相関関係のテーブルデータと比較し、当該反射光は、図１２（ｃ）に示すように、前方の搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからの反射光であると識別する。尚、搬送台車２０ａの進行方向前方正面距離Ｄ３の位置に、幅Ｂの物体が検知されても、識別部８２は、前記ＲＯＭに記憶されている距離Ｄ３における幅に比べて小さすぎるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別することができる。
【００９７】
このように、識別部８２が、反射光が前方を走行する搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからのものであると識別すると、走行部制御部７０に距離データを伝達し、走行部制御部７０は、走行用モータ２８を制御して、搬送台車２０の走行速度を制御する。通常、搬送台車２０は、３ｍ/ｓの速度で走行制御されているが、例えば、前方の搬送台車との距離が５ｍ以下であれば搬送台車２０を減速制御をし、１ｍ以下であれば搬送台車２０を停止制御をし、３００ｍｍ以下であれば搬送台車２０を完全に停止することで搬送台車同士の衝突を防止することができる。
【００９８】
次に、識別部８２が、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θｘと、各走査角度θｘに対応する反射光の強度Ｉｘとの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する場合について説明する。
【００９９】
例えば、制御回路８０のＲＯＭには、再帰性反射部材６０が検知される走査角度範囲θと強度Ｉｘの相関関係のテーブルデータ、例えば、走査角度範囲θが大きいとき、つまり、再帰性反射部材までの距離が短いときは検知される強度Ｉｘが強くなり、走査角度範囲θが小さいとき、つまり、再規制反射部材までの距離が長いときは強度Ｉｘが弱くなるという相関関係が成立するため、補正演算部８３により補正された強度Ｉｘ毎に再帰性反射部材６０の幅に対応する走査角度の上限と下限を示す許容範囲を規定したテーブルデータが記憶されている。例えば、識別部８２は、一回の走査時に算出した検出物までの平均強度とそのときの検出物に対応する走査角度範囲が、ＲＯＭに記憶された許容範囲に入っていれば、検知された反射光は再帰性反射部材からの反射光であると識別することができる。
【０１００】
また例えば、図１３（ａ）に示すように、測距装置４０が走査角度範囲θ＝０±θ１で強度がほぼ一定値Ｉ１である反射光を検知したとする。識別部８２は、検知によってＲＡＭに記憶された走査角度範囲θ＝０±θ１の範囲と強度Ｉ１と、前記ＲＯＭに記憶されている走査角度範囲θ＝０±θ１のときの強度Ｉ１とを比較して、その差が許容範囲内にあれば、当該反射光は、図１２（ｃ）に示すように、前方の搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからの反射光であると識別する。尚、搬送台車２０ａの進行方向前方正面の走査角度範囲θ＝Ｃに亘って強度Ｉ３の反射光が検知されても、識別部８２は、前記ＲＯＭに記憶されているテーブルデータと比較し、再帰性反射部材からの反射光でないと識別する。この場合、強度Ｉ３が検知される範囲が走査角度範囲θ＝Ｃでは小さすぎるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別できるのである。
【０１０１】
次に、識別部８２が、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄｘと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉｘとの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する場合について説明する。
【０１０２】
例えば、制御回路８０のＲＯＭには、各走査角度θに対応する距離Ｄｘと、反射光の強度Ｉｘ、つまり、光の強度Ｉｘは光源４１からの距離Ｄｘの二乗に反比例するため、反射光の強度Ｉｘが大きくなれば再帰性反射部材までの距離はＤｘは短くなり、反射光の強度Ｉｘが小さくなれば再帰性反射部材までの距離Ｄｘは長くなるという相関関係が成立するため、距離Ｄｘに対する反射光の強度Ｉｘの許容範囲を規定したテーブルデータ、または、反射光の強度Ｉｘに対する距離Ｄｘの許容範囲を規定したテーブルデータが記憶されている。例えば、識別部８２は検知された反射光の距離Ｄｘに対する反射光の強度ＩｘがＲＯＭに記憶された反射光の強度Ｉｘの許容範囲内であれば、検知された反射光は再帰性反射部材からの反射光であると識別することができる。
【０１０３】
図１３（ｂ）に示すように、測距装置４０が、距離Ｄ１で強度Ｉ１の反射光を検知したとする。識別部８２は、検知によってＲＡＭに記憶された距離Ｄ１における強度Ｉ１と、前記ＲＯＭに記憶されている距離Ｄ１のときの強度Ｉ１を比較して、強度Ｉ１が許容範囲内であれば、当該反射光は、図１２（ｃ）に示すように、前方の搬送台車２０ｂの再帰性反射部材６０ｂからの反射光であると識別する。尚、距離Ｄ３で強度Ｉ３の反射光が検知されても、識別部８２は、前記ＲＯＭに記憶されているテーブルデータに記憶された所定範囲外であるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別する。この場合、強度Ｉ３が検知される距離Ｄ３では小さすぎるため、再帰性反射部材からの反射光でないと識別できるのである
【０１０４】
上述の説明では、二台の搬送台車が直線状の走行レール１０に沿って走行する場合について説明したが、例えば、図１４（ａ）に示すように、前方を走行する搬送台車２０が右方向にカーブする場合、搬送台車は減速しながら右方向に移動することになるので、検知される反射光に基づく走査角度θと距離Ｄは、図中右下方向矢印で示す方向に移動することとなる。尚、反射光が検出される走査角度の範囲は、前方の搬送台車の再帰性反射部材の角度が、後方の搬送台車の測距装置の測定光の光軸に対して傾くため、検知される走査角度はθ＝０±θ１より小さくなる。
【０１０５】
さらに、図１４（ｂ）に示すように、前方を走行する搬送台車２０ｂが軌道のカーブを通過し、後方の搬送台車２０ａの測距装置の測定光の光軸が再帰性反射部材６０からずれるような場合であっても、測定光がカバー部材１２の内面で反射して、前方を走行する搬送台車２０ｂに設置された再帰性反射部材６０ｂに入射し、再帰性反射部材６０ｂからの反射光がカバー部材の内面で反射して、測距装置４０ａに導かれるので、前方を走行する搬送台車２０ｂとの車間距離を良好に検知できるようになる。
【０１０６】
上述の実施形態では、識別部８２は、走査部４７の一走査毎に反射光に基づいて再帰性反射部材からの反射光か否かを識別する構成について説明したが、識別部８２は、走査部４７により走査された測定光に対して得られた相関関係と、走査部４７により過去に走査された測定光に対して得られた相関関係に基づいて、その連続性を評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別するように構成してもよい。
【０１０７】
この場合、識別部８２は、ある走査によって得られ制御回路８０のＲＡＭに記憶された走査角度範囲θ、距離Ｄ、強度Ｉと、次の走査によって得られ制御回路８０のＲＡＭに記憶された走査角度範囲θ、距離Ｄ、強度Ｉをそれぞれ比較し、その差が所定の許容範囲内であれば、連続性があると評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であると識別する。また、走査角度範囲θ、距離Ｄ、強度Ｉの何れかの組み合わせで識別してもよい。この場合、許容範囲は、前回と今回の算出距離を算出時間差で除して前方車両との相対速度を算出し、当該相対速度毎に予め設定された値である。
【０１０８】
例えば、図１２（ｂ）に示すように、走査角度範囲θ＝０±θ１に亘って距離Ｄ１を検知した次の走査で、走査角度範囲θ＝０±θ２に亘って距離Ｄ２が検知されたとする。すると識別部８２は、当該反射光が再帰性反射部材６０からのものであるか否かを識別し、さらに、前回の走査で得られた結果と比較し、この場合は、再帰性反射部材６０までの距離が近づいていることが識別できる。
【０１０９】
さらに、図１３（ａ）に示すように、走査角度範囲θ＝０±θ１に亘って強度Ｉ１を検知した次の走査で、走査角度範囲θ＝０±θ２に亘って強度Ｉ２が検知されたとする。すると識別部８２は、当該反射光が再帰性反射部材６０からのものであるか否かを識別し、さらに、前回の走査で得られた結果と比較し、この場合は、再帰性反射部材６０までの距離が近づいていることが識別できる。
【０１１０】
さらに、図１３（ｂ）に示すように、距離Ｄ１のときに反射光の強度Ｉ１を検知した次の走査で、距離Ｄ２のときに反射光の強度Ｉ２が検知されたとする。すると識別部８２は、当該反射光が再帰性反射部材６０からのものであるか否かを識別し、さらに、前回の走査で得られた結果と比較し、この場合は、再帰性反射部材６０までの距離が近づいていることが識別できる。
【０１１１】
このように、走査部４７により測定光が走査される度に得られる走査角度θ毎の距離Ｄや反射光の強度Ｉを、過去に得られた走査角度θ毎の距離Ｄや反射光Ｉの強度と対比して、その差に基づいて同一の再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別することができるようになる。
【０１１２】
尚、上述の説明では、識別部８２が、走査部４７で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部８１と、走査部４７により走査された測定光の複数の走査角度θと、距離演算部８１により算出された各走査角度θに対応する距離Ｄと、各走査角度θに対応する反射光の強度Ｉのうち、何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する構成について説明したが、走査角度θ、距離Ｄ、反射光強度Ｉのすべてを組み合わせて、再帰性反射部材６０からの反射光であるか否かを識別する構成であってもよい。走行レール１０の内部に位置する走行部２１に測距装置４０及び再帰性反射部材６０を備えているため、外光が軌道を構成するカバー部材１２で遮断されるため、測定光に起因する迷光以外の迷光を排除できるのである。
【０１１３】
上述した実施形態では、測距装置４０の走査角度の走査範囲について明示しなかったが、搬送台車２０の進行方向前方正面を測距装置４０の走査角度θ＝０度としたときに、走査角度θ＝０±３０度の範囲を測距できれば、走行レール１０の水平方向の幅が４００ｍｍ、再帰性反射部材６０の幅が２００ｍｍである場合は、直線部の走行レール１０の前方正面に約１８０ｍｍ程度の近距離であっても再帰性反射部材６０の水平方向の全てを検知できるので、搬送台車間の距離を短くすることができ、走行レールを走行する搬送台車の数を増やすことができるので、ウェハキャリア装置の搬送効率を高めることができる。
【０１１４】
また、軌道の曲線部で中央部の曲率半径Ｒが最大で５００ｍｍである場合には、測距装置４０が、進行方向前方正面を走査角度θ＝０度としたときに走査角度θ＝０±３０度の範囲を走査すれば、十分に再帰性反射部材６０ｄが検知できるが、走査角度範囲は曲線部で中央部の曲率半径Ｒの値等に応じて適宜設定することができる。
【０１１５】
尚、本実施形態では、回転機構による第一ミラー及び第二ミラー４５の回転速度を２４００ｒｐｍに設定されているため、測定光は１秒間に４０回走査され、走査角度−３０度から＋３０度まで約４．２ｍｓｅｃで一回走査される。そして、一回の走査中に、０．２度刻みで距離が算出されるように構成されている。
【０１１６】
上述した実施形態では、再帰性反射部材としてマイクロプリズム方式の再帰性反射部材を用い、測距装置が、単一モードで発光するレーザダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を受光部に向けて反射する第二ミラーを、光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部と、第一ミラーから検出物に向けて反射する光路に備えた第一方向に偏光する第一偏光素子と、検知対象物から前記第二ミラーに入射する反射光の光路に備えた第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子により構成された例を説明したが、本発明による距離測定装置はこのような構成に限るものではない。
【０１１７】
例えば、マルチモードで発光するレーザダイオードや発光ダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を受光部に向けて反射する第二ミラーを、光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部で構成され、第一及び第二偏光素子を備えていない測距装置を用いてもよい。
【０１１８】
この場合にも、走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備えることにより、再帰性反射部材からの反射光であるか、ノイズ光であるかを適切に識別して、前方を走行する搬送台車との車間距離を正確に検知することができる。
【０１１９】
尚、この場合、マイクロプリズム方式の再帰性反射部材に替えて、ガラスビーズ方式の再帰性反射部材を用いることも可能である。ガラスビーズ方式の再帰性反射部材は、反射膜を備えた基材にガラスビーズでなる反射層を備えて構成され、光がガラスビーズに入射するときに屈折され、球面上の一点で焦点を結び、ガラスビーズの裏の反射膜により反射され、ガラスビーズを出るときに再度屈曲して、入射光と平行に光源方向に反射される。
【０１２０】
上述した実施形態では、測距装置及び再帰性反射部材が、軌道の内部に位置するように走行部に配置された構成を説明したが、測距装置及び再帰性反射部材が、軌道の外部に位置するように搬送台車に配置されてもよい。
【０１２１】
上述した実施形態では、本発明による距離測定装置が、半導体デバイスの製造設備に用いられる場合を説明したが、本発明による距離測定装置は、軌道に複数の搬送台車が走行する任意の荷物搬送装置に用いることができる。
【０１２２】
上述の実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２３】
１：製造設備
２（２ａ〜２ｌ）：製造装置
３：ロードポート
４：ウェハキャリア装置
４ａ：被掴持部
５：ストッカ
６，７：ベイ
２１：走行部
２７：走行車輪
１０：走行レール
１０ａ：工程間レール
１０ｂ：工程内レール
１０ｃ：分岐レール
１０ｄ：退避レール
１０ｅ：バイパスレール
１１：支持部
１２：カバー部材
１３：支持部材
１４：給電線ホルダ
１５：給電線
２０：搬送台車
２１：走行部
２２：物品収容部
２３：チャック機構
２４：昇降体
２５：昇降用モータ
２６：インフレーム
２７：走行車輪
２８：走行用モータ
２９：ベルト
３０：給電ユニット
３１：コア
３２：コイル
３３：掴持用モータ
４０：測距装置
６０：再帰性反射部材
６１，６２，６３：反射面
５０：ハウジング
４１：投光部
４１ａ：光源
４２：受光部
４３：光軸
４４：第一ミラー
４５：第二ミラー
４６：回転機構
４７：走査部
４８：第一偏光素子
４９：第二偏光素子
５０：ハウジング
５１：段差部
５２：周壁部
５３：透光窓
５４：光学レンズ
５６：スリット板
５５：受光レンズ
５７：フォトインタラプタ
５８：走査角度検知部
５９：中空軸
Ｌ１：第一方向の光
Ｌ２：第二方向の光
７０：走行部制御部
７１：指令信号
７２：走行部制御部
７３：チャック機構制御部
７４：信号線
７５：通信部
８０：制御回路
８１：距離演算部
８２：識別部
８３：補正演算部
８４：発光制御部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に沿って走行する搬送台車の前部に、変調された測定光を平面状に走査する走査部と、前記走査部で走査された測定光と検出物からの反射光との時間遅れから検出物までの距離を算出する距離演算部とからなる測距装置を配置し、前記測距装置により前方を走行する搬送台車の後部に配置された再帰性反射部材からの反射光に基づいて搬送台車間の車間距離を検知する距離測定装置であって、
前記再帰性反射部材は、マイクロプリズム方式の再帰性反射部材で構成され、
前記測距装置は、単一モードで発光するレーザダイオードでなる測定光用の光源と、反射光を受光する受光部とが光軸上に対向配置され、前記光源からの光を検出物に向けて反射する第一ミラーと、検出物からの反射光を前記受光部に向けて反射する第二ミラーを、前記光軸を軸心として回転する回転機構により構成される走査部と、前記第一ミラーから検出物に向けて反射する光路に備えた第一方向に偏光する第一偏光素子と、検知対象物から前記第二ミラーに入射する反射光の光路に備えた第一方向と異なる第二方向に偏光する第二偏光素子を備えて構成され、
前記走査部により走査された測定光の複数の走査角度と、前記距離演算部により算出された各走査角度に対応する距離と、各走査角度に対応する反射光の強度のうち、少なくとも何れか二つの相関関係に基づいて、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する識別部を備えている距離測定装置。
【請求項２】
走査角度に応じて前記第一偏光素子から出力される測定光の減衰特性に基づいて、前記受光部で受光された反射光の強度を補正する補正演算部を備えている請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記識別部は、前記走査部により走査された測定光に対して得られた相関関係と、前記走査部により過去に走査された測定光に対して得られた相関関係に基づいてその連続性を評価して、前記再帰性反射部材からの反射光であるか否かを識別する請求項１または２記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記搬送台車は、前記軌道に沿って走行する走行部と、走行部に支持される物品収容部で構成され、前記軌道は、前記走行部に備えた走行車輪を支持する支持部と前記支持部と連接され、前記走行部を囲むカバー部材で構成され、前記測距装置及び前記再帰性反射部材が、前記軌道の内部に位置するように前記走行部に配置されている請求項１から３の何れかに記載の距離測定装置。