(57)【要約】【課題】装置の大型化やコストアップ等を回避しつつ安全かつ容易にレーザ光の照射位置調整が可能なレーザセンサを提供する。【解決手段】ＩＣ１９の足ピンＰの検出動作を実行するときは、切換スイッチ１５を検出モード側に設定し、光強度がＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２以上の可視光レーザＬをレーザ光源１１から出射させる一方で、可視光レーザＬの足ピンＰにおけるレーザスポットＳを調整するときは、切換スイッチ１５を位置調整モード側に設定することで、光強度がＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１の可視光レーザＬをレーザ光源１１から出射させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出領域に向けて可視光レーザを出射するレーザ発生手段と、前記検出領域からの前記可視光レーザを受光可能な受光手段とを備えて、前記検出領域内の物体に応じて変化する前記受光手段での受光量に基づいて所定の検出動作を行うレーザセンサであって、
前記検出動作を実行するための検出モードと、前記レーザ発生手段からの前記可視光レーザの前記検出領域における照射位置を調整するための位置調整モードとの間で切換可能なモード切換手段と、
前記モード切換手段が前記検出モード側に設定されているときには、光強度がＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２以上の前記可視光レーザを前記レーザ発生手段から出射させる一方で、
前記モード切換手段が前記位置調整モード側に設定されているときには、光強度がＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１の前記可視光レーザを前記レーザ発生手段から出射させるよう前記レーザ発生手段の出力を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とするレーザセンサ。
【請求項２】
前記レーザ発生手段は、可視光レーザを出力するレーザ光源と、入光した可視光レーザを集束させて前記検出領域にレーザスポットを形成させる集束光学系とを備えて、前記レーザ光源から出力された可視光レーザを前記集束光学系を通して出射するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザセンサに関し、特に、そのレーザ光の照射点の位置調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のレーザセンサとして、例えばＩＣチップの製造工程においてその足ピンの有無の検出を行うものがある。これは、並設されたレーザ発生部及び受光部を備えて、レーザ発生部から可視光レーザを所定の検査台に配置されたＩＣチップの足ピンに向けて出射し、その足ピンからの反射光が受光部に入光するように配置される。足ピンがある場合とない場合とでは受光部での受光量が異なるからこの受光量変化に基づいて足ピンの有無を検出することができる。
【０００３】
ここで、上記足ピン検出を行うためには、レーザ発生部からの可視光レーザの検査台における照射位置を調整する必要がある。即ち、検査台に正常なＩＣチップ（足ピンを仕様通りに有するＩＣチップ）が配置された場合に、その正常なＩＣチップの足ピンにレーザ発生部からの可視光レーザが照射されるようにレーザセンサを配置しなければならない。その方法の１つとしては、レーザセンサに足ピン検出時の投受光動作を実行させて、レーザ発生部からの可視光レーザのスポットが、検査台上の正常なＩＣチップの足ピン上に形成されるように作業者が目で見て調整する方法が考えられる。特に、ＩＣチップの足ピン検出のように微小物を検出対象とするレーザセンサでは、検出精度の関係上、可視光レーザのスポットも微小なので、拡大鏡（ルーペ）を用いて照射位置の調整をせざるを得ない場合も生じ得る。
【０００４】
ところで、レーザセンサは、一般に、所定の検出精度を得るためにレーザ発生部からのレーザ光の光強度は、ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２以上に設定されている。従って、上述したように足ピン検出時と同様のクラス２以上の光強度の可視光レーザに基づいて照射位置の調整を行うことは極力避けるべきである。特に拡大鏡を使用した場合には、その拡大鏡によって可視光レーザが集光されて光強度がより強められてしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、例えば複数の受光素子を配列してなる位置確認板をレーザセンサと対向配置させて、上記複数の各受光素子での受光量に基づいて可視光レーザの照射位置をモニタするものがある。このような構成であれば可視光レーザを作業者が目で見なくてもその照射位置の調整を行うことが可能になる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３４３７６公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、受光素子の受光量に基づき可視光レーザの照射位置をモニタする上述の従来のものでは、そのために位置確認板やモニタ等が必要になり、装置の大型化、複雑化やコストアップを招くという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、装置の大型化やコストアップ等を回避しつつ安全かつ容易にレーザ光の照射位置調整が可能なレーザセンサを提供するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るレーザセンサは、所定の検出領域に向けて可視光レーザを出射するレーザ発生手段と、検出領域からの可視光レーザを受光可能な受光手段とを備えて、検出領域内の物体に応じて変化する受光手段での受光量に基づいて所定の検出動作を行うレーザセンサであって、検出動作を実行するための検出モードと、レーザ発生手段からの可視光レーザの検出領域における照射位置を調整するための位置調整モードとの間で切換可能なモード切換手段と、モード切換手段が検出モード側に設定されているときには、光強度がＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２以上の可視光レーザをレーザ発生手段から出射させる一方で、モード切換手段が位置調整モード側に設定されているときには、光強度がＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１の可視光レーザをレーザ発生手段から出射させるようレーザ発生手段の出力を制御する制御手段とが備えられているところに特徴を有する。
なお、「ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１」は本質的に安全であるか、又は技術的設計によって安全な光強度である。また、「ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２」は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で可視放射を放出するレーザで、通常のまばたきの反射作用を含む嫌悪反応によって目に対する保護ができる光強度である。「ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス３」は、裸眼での観察に対して安全であるレーザで、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で放出するレーザに対して、保護は、まばたきの反射作用を含む嫌悪反応によってなされる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザセンサにおいて、レーザ発生手段は、可視光レーザを出力するレーザ光源と、入光した可視光レーザを集束させて前記検出領域にレーザスポットを形成させる集束光学系とを備えて、レーザ光源から出力された可視光レーザを集束光学系を通して出射するよう構成されているところに特徴を有する。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
本構成によれば、通常の検出動作を実行したい場合には、モード切換手段を検出モード側に設定する。これにより、ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２以上の光強度の可視光レーザがレーザ発生手段から出射されて上記検出動作が実行される。一方、例えばレーザセンサの設置段階において、レーザ発生手段からの可視光レーザの所定の検出領域における照射位置を調整したい場合には、モード切換手段を位置調整モード側に設定する。これによりＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１の光強度の可視光レーザがレーザ発生手段から出射される。そして、このクラス１の光強度の可視光レーザの照射位置に基づいて位置調整が行われる。
【００１２】
以上のように、検出動作時にレーザ発生手段からの可視光レーザの光強度はクラス２以上だから、高い検出精度を得ることが可能になる。一方、位置調整時にレーザ発生手段からの可視光レーザの光強度はクラス１だから、位置検出素子やモニタ等の構成を加えることなく、レーザ光の照射位置を直視、又は拡大鏡（ルーペ）等を用いて確認しつつ位置調整を安全かつ容易に行うことができる。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
本構成によれば、レーザ発生手段は、可視光レーザを出力するレーザ光源と、集束光学系とを備えて、前記レーザ光源から出力された可視光レーザを前記集束光学系を介して出射するよう構成されている。このようなレーザセンサではレーザ光のスポットが極めて小さく微小対象物の検出等に適している。しかしながら、その微小なスポットの位置を確認するためには、倍率がより高い拡大鏡を用いる必要が生じる。ところが、本構成でも、レーザ発生手段からのレーザ光の光強度は、検出動作時にはクラス２以上、位置調整時にはクラス１だから、高い検出精度を得るとともに、直視、又は拡大鏡（ルーペ）等を介して確認しつつ安全かつ容易に位置調整を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、ＩＣチップ１９の製造工程でその足ピンＰの有無を検出する目的で使用されるレーザセンサ１０を例に挙げて、図１から図３を参照しつつ説明する。
【００１５】
本実施形態に係るレーザセンサ１０は、レーザ光源１１（例えばレーザダイオード）及び受光部１２を備えて、レーザ光源１１から出射された可視光レーザＬを所定の検査台に配置されたＩＣチップ１９の足ピンＰに向けて照射させて、その足ピンＰからの反射光が受光部１２に入光するように配置される。そして、検査台上のＩＣチップ１９に足ピンＰがあるときとないときとで変化する受光部１２での受光量変化に基づいてＩＣチップ１９の足ピンＰ検出を行うのである。
【００１６】
具体的には、レーザセンサ１０は、図１に示すように、全体として一角を切り欠いた箱状のケース１３からなり、その下面に、可視光レーザＬを出射するレーザ光源１１と、受光部１２とが並設されている。また、上記ケース１３の上面には、後述するように、検出モードと位置調整モードとの間で切り換え可能なスライド式の切換スイッチ１５（本発明の「モード切換手段」に相当）が設けられている。なお、ケース１３の切り欠き部分１７からは例えば電源供給線等を束ねたケーブル１８が導出されており、そのケーブル１８が例えば図示しない外部機器（例えば電源回路や制御装置等）に接続されて電源供給等されるようになっている。
【００１７】
次にケース１３内の構成について説明する。図２に示すように、ケース１３内には、上記レーザ発光部に対してスイッチ素子２３により選択的に接続される第１及び第２の駆動回路２１，２２と、ＣＰＵ２０と、上記切換スイッチ１５とが設けられている。上記スイッチ素子２３は、後述するようにＣＰＵ２０からの制御信号に応じて切換動作を行う。また、第１駆動回路２１は、ＣＰＵ２０からの制御信号を受けると、レーザ発光部から例えばＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２の光強度の可視光レーザＬが出射されるようなレベルの駆動信号を出力する。なお、ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２は、本質的に安全ではないが、通常のまばたきの反射作用を含む嫌悪反応によって目に対する保護ができる光強度をいう。一方、第２駆動回路２２は、ＣＰＵ２０からの制御信号を受けると、レーザ発光部から例えばＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１の光強度の可視光レーザＬが出射されるようなレベルの駆動信号を出力する。従って、本実施形態では、スイッチ素子２３、ＣＰＵ２０と、第１及び第２の駆動回路２１，２２とで本発明の「制御手段」を構成している。なお、ＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス１は本質的に安全であるか、又は技術的設計によって安全な光強度をいう。
【００１８】
更に、本実施形態では、レーザ光源１１の前面に、そのレーザ光源１１から出力された可視光レーザＬを集束させる集束レンズ１６Ａ（本発明の「集束光学系」に相当）が配されている。これにより上記検査台上に微小なレーザスポットＳを形成させることができる。なお、受光部１２の前面にも集束レンズ１６Ｂが配されており、足ピンＰからの反射光をより多く受光部１２に入光させるようになっている。
【００１９】
続いて、ＣＰＵ２０の制御内容について図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。電源が投入されると、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１において上記切換スイッチ１５がどのモードに設定されているかを検知し、切換スイッチ１５が検出モード側に設定されているときには（ステップＳ１で「Ｙ」）、レーザ光源１１に対して第１駆動回路２１が接続されるようスイッチ素子２３を駆動させる。そしてステップＳ２で第１及び第２の駆動回路に制御信号を与える。これによりレーザ光源１１はクラス２の光強度の可視光レーザＬを出射するよう動作する。また、それに同期して受光部１２での受光信号レベルを読み込んで（ステップＳ４）、その受光信号レベルと所定の閾値とを大小比較し、その比較結果に応じた検出信号をケーブル１８に対して出力する（ステップＳ５）。
【００２０】
一方、切換スイッチ１５が検出モードではなく位置調整モードに設定されているときには（ステップＳ１で「Ｎ」かつステップＳ６で「Ｙ」）、レーザ光源１１に対して第２駆動回路２２が接続されるようスイッチ素子２３を駆動させる。そしてステップＳ８で第１及び第２の駆動回路に制御信号を与える。これによりレーザ光源１１はクラス１の光強度の可視光レーザＬを出射するよう動作する。
【００２１】
さて、次に本実施形態に係るレーザセンサ１０の作用効果について説明する。
＜レーザスポットの位置調整時＞
例えばレーザセンサ１０の設定時においてその可視光レーザＬのレーザスポットＳの位置を調整するには、まず検査台上に正常なＩＣチップ１９（足ピンＰを仕様通りに有するＩＣチップ）を載置し、その上方にレーザセンサ１０を配置する。そして、切換スイッチ１５を位置調整モード側に設定して電源を投入すると、レーザ光源１１からクラス１の光強度の可視光レーザＬが出射され、検査台上に微小なレーザスポットＳを形成する。従って、このレーザスポットＳが検出したい足ピンＰ上に位置するようにレーザセンサ１０自体の配置位置を微調整することで可視光レーザＬのレーザスポットＳの位置調整を行うことができる。このとき、検出対象の足ピンＰと、可視光レーザＬのレーザスポットＳとは互いに微小であるために、拡大鏡（ルーペ）を用いて拡大視して位置調整を行う必要も生じ得る。
【００２２】
＜足ピン検出時＞
レーザスポットＳの位置調整が完了したら、検査対象のＩＣチップ１９を検査台に載置して、切換スイッチ１５を検出モード側に切り換える。すると、レーザ光源１１からクラス２の光強度の可視光レーザＬが出射され、上述の投受光動作が実行される。これによりＩＣチップ１９のうち検査すべき所定の足ピンＰの有無によって受光部１２での受光信号レベルと上記閾値との大小関係が反転し、それに応じて検出信号を上記ケーブル１８を介して外部機器に与える。
【００２３】
以上のように、本実施形態の構成によれば、検出動作時にレーザ光源１１からの可視光レーザＬの光強度はクラス２以上だから、高い検出精度を得ることが可能になる。一方、位置調整時にレーザ光源１１からの可視光レーザＬの光強度はクラス１だから、その可視光レーザＬのレーザスポットＳの位置を直視する場合だけでなく、たとえ拡大鏡を用いた場合であっても安全に位置調整を行うことができる。従って、位置検出素子やモニタ等の構成を加えることなく比較的容易な構成で位置調整を行うことができる。
【００２４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、「モード切換手段」として作業者の操作による切換スイッチ１５としたが、例えば外部機器側での所定の入力操作等によって送られてくる信号を受けて、その信号に応じてモード切換動作を行う構成であってもよい。
（２）上記実施形態では、レーザ光源１１の前面に集束レンズ１６Ａを配した構成としたが、集束レンズ１６Ａを設けずに、レーザ光源１１から出射された可視光レーザＬをそのまま検査台側に照射させる構成であってもよい。ただし、本実施形態のように集束レンズ１６Ａを設けた構成であれば、上述したようにＩＣチップ１９の足ピンＰのような微小物であっても精度よく検出を行うことができる。
【００２５】
（３）また、本発明でいう「集束光学系」を集束レンズ１枚としてしたが、これに限らず、複数のレンズを備えて、入光した可視光レーザＬを集束して出射するものであってもよい。
（４）上記実施形態では、検出モード時の可視光レーザＬの光強度はＪＩＳ規格Ｃ６８０２のクラス２としたが、クラス３以上であってもよい。
【００２６】
（５）本実施形態では、可視光レーザＬを検出領域に反射させて検出する、いわゆる反射型のレーザセンサ１０としたが、これに限られず、検出領域に対してレーザ発生手段と受光手段とを挟み込むように対向配置する、いわゆる透過型のものであっても本発明を適用することにより第１実施形態同様の効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、スイッチ素子２３と２つの駆動回路にてレーザ光源１１における出力制御を行う構成としたが、これに限らず、設定されたモードに応じて異なる信号を受けて、その信号に応じてレーザ光源１１に与える駆動信号レベルを変える可変増幅回路等によって構成してもよい。
【００２７】
（７）上記実施形態では、物体の有無検出（ＩＣの足ピンＰ検出）に使用されるレーザセンサ１０について説明したが、これに限らず、例えば足ピンが変形等していることによって変化する受光部での受光量に基づいてＩＣチップの足ピンの変形等を検知するものであってもよい。その他、例えば検査対象にレーザ光を照射されてその反射光の受光量に基づいて当該検査対象までの距離測定や変位量測定等を検出するために使用されるレーザセンサであってもよい。
（８）上記実施形態では、レーザ光源１１、受光部１２、駆動回路２１，２２やＣＰＵ２０等を１つのケース１３内に収容したレーザセンサ１０としたが、これに限らず、例えばレーザ光源及び受光部を備えたセンサヘッド、或いは、レーザ光源、受光部及び駆動回路を備えたセンサヘッドと、それ以外の構成（ＣＰＵ等）を備えたコントローラとをケーブルを介して接続してなる、いわゆるヘッド分離型のセンサヘッドであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のレーザセンサの斜視図
【図２】そのケース内の構成図
【図３】ＣＰＵの処理を示すフローチャート
【符号の説明】
１０…レーザセンサ
１１…レーザ光源
１２…受光部（受光手段）
１５…切換スイッチ（モード切換手段）
１６Ａ…集束レンズ（集束光学系）
１９…ＩＣチップ
２０…ＣＰＵ
２１…第１駆動回路
２２…第２駆動回路
２３…スイッチ素子
Ｐ…足ピン
Ｌ…レーザ光
Ｓ…レーザスポット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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