(57)【要約】【課題】光素子などの微小部品の実装や組立時において、微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、微小部品を貼り合せることが可能な微小部品貼り合せ装置及び微小部品貼り合せ方法を提供すること。【解決手段】駆動部５を駆動させて第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との相対位置を変化させると共に、間隔検出部６１、６２によって第１の微小部品１１の上端部位置及び第２の微小部品１２の下端部位置を検出し、これら間隔検出部６１、６２の検出結果に基づき、演算部７は、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部との距離を演算し、この演算結果に基づいて駆動制御部８を制御して第１の微小部品１１と第２の微小部品１２とを貼り合せるように駆動部５を制御する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の微小部品を戴置する戴置部と、
上記戴置部に対向して配置され、第２の微小部品を保持する保持部と、
上記戴置部又は上記保持部の少なくとも一方を移動させて、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品との貼り合せ方向に関する相対位置を変化させる駆動部と、
上記駆動部により上記第１の微小部品と上記第２の微小部品の貼り合せ方向の相対位置を変化させているときに上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出する間隔検出部と、
上記間隔検出部の検出結果に基づき、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算する演算部と、
上記演算部で演算した上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離が所望の貼り合せ位置に相当する値となるように上記駆動部を制御する駆動制御部と、
を具備することを特徴とする微小部品貼り合せ装置。
【請求項２】
上記間隔検出部は、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品の貼り合せ方向に対して略直交する複数の方向から上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の微小部品貼り合せ装置。
【請求項３】
上記間隔検出部は、上記貼り合せ方向に対して略直交する複数の方向から上記第１の微小部品の端部の画像及び上記第２の微小部品の端部の画像を撮像する撮像部を含み、
上記演算部は、上記撮像部によって撮像した上記端部の画像に基づいて上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の微小部品貼り合せ装置。
【請求項４】
上記間隔検出部は、上記第１の微小部品及び上記第２の微小部品の端面に光を投光し、これら端面からの反射光を受光する投受光部を含み、
上記演算部は、上記投受光部によって受光した上記第１の微小部品及び上記第２の微小部品の端面からの反射光に基づいて、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の微小部品貼り合せ装置。
【請求項５】
上記演算部は、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部とがなす角度も演算することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の微小部品貼り合せ装置。
【請求項６】
上記演算部によって演算された角度に基づいて、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部とがなす角度を変更して、上記保持部と上記戴置部との相対位置を変化させる角度調整部を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の微小部品貼り合せ装置。
【請求項７】
第１の微小部品又は第２の微小部品の少なくとも一方をその貼り合せ方向に移動させる移動工程と、
上記移動工程において、上記第１の微小部品の上端部位置と上記第２の微小部品の下端部位置を検出して、これら検出した位置から上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を算出し、この算出した距離が所定値でない場合には、上記距離が上記所定値となるように上記第１の微小部品又は上記第２の微小部品との距離の調整を行う調整工程と、
上記調整工程の後、上記第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を検出し、上記第１の微小部品の上端部と第２の微小部品の下端部との距離を算出し、この算出した距離が上記所定値を保つように調整を行いつつ、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品とを貼り合せ固定する調整貼り合せ工程と、
により構成されることを特徴とする微小部品貼り合せ方法。
【請求項８】
上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１の微小部品の上端部位置と上記第２の微小部品の下端部位置の検出を、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品との貼り合せ方向と略直交する複数の方向から行うことを特徴とする請求項７に記載の微小部品貼り合せ方法。
【請求項９】
上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１の微小部品の上端部付近で焦点位置を少しずつ変えながら撮像を行い、このとき撮像された画像についてエッジ抽出処理を施すことによって、上記第１の微小部品の上端部エッジ及び上記第２の微小部品の下端部エッジを検出し、この検出された第１の微小部品の上端部エッジ及び第２の微小部品の下端部エッジから、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算することを特徴とする請求項７又は８に記載の微小部品貼り合せ方法。
【請求項１０】
上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品との貼り合せ方向に走査しながら、上記第１の微小部品及び第２の微小部品の端面に光を集光して投光し、上記第１及び第２の微小部品の端面からの反射光から、上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出し、この検出された上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置に基づいて、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算することを特徴とする請求項７又は８に記載の微小部品貼り合せ方法。
【請求項１１】
上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１と第２の微小部品のなす角度も演算することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１つに記載の微小部品貼り合せ方法。
【請求項１２】
上記角度を演算した後に、この演算した角度が所定値でない場合には、上記第１及び第２の微小部品のなす角度を調整することを特徴とする請求項１１に記載の微小部品貼り合せ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小部品の実装や組立等の工程において、微小部品同士の間隔を高精度に保って貼り合せることが可能な微小部品貼り合せ装置及び微小部品貼り合せ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光デバイス等の分野では、複数の微小部品の相対位置を高精度に決定して実装することが重要な場合がある。例えば、光デバイスにおいて、光損失をできるだけ少なくするためには、光源であるレーザダイオードの出射部位とその導波路素子の入射部位とを厳密に一致させる必要がある。
【０００３】
このように複数の微小部品の相対位置を高精度に一致させる技術としては、例えば、特許文献１のような技術が提案されている。この特許文献１の提案において、微小部品の水平方向の位置決めはマーカを利用して行う。一方、垂直方向の位置決めは、基板上に形成された光導波路素子の上面位置を基準として、まず、光導波路とレーザダイオードとの当接位置をロードセルセンサによって測定する。または、光導波路の上面位置及びレーザダイオードの下面位置を双方向測長器によって測定する。そして、この測定した位置を基準として光導波路とレーザダイオードの垂直方向位置決めを行う。これらの手法では、水平方向はもとより、垂直方向についても高精度に位置決めを行うことが可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３３２８０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような特許文献１の技術を応用して、２つの微小部品、例えば上記光導波路とレーザダイオードの垂直方向の位置決めを行って、これら２つの微小部品の間隔を作業者の所望する値に精度良く一致させて貼り合せる場合を考える。しかしながら、上述した２つの微小部品の当接位置を予め測定する手法或いは２つの微小部品の初期位置を測定する手法の何れも、２つの微小部品貼り合せを行う前に、２つの微小部品の貼り合せ位置の基準となる位置を測定しなければならないので作業工程数が多くなる。
【０００６】
また、最初に設定した２つの微小部品の貼り合せの基準となる位置と２つの微小部品の実際の貼り合せ位置との相対位置が、２つの微小部品の貼り合せ時においても維持されているかどうかは定かではない。即ち、前述した何れの手法を用いても、貼り合せ動作中の２つの微小部品間の距離を知ることはできないので、２つの微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて貼り合せることは困難である。
【０００７】
また、この場合に、２つの微小部品の貼り合せの基準となる位置と２つの微小部品の貼り合せ位置との相対位置を２つの微小部品の貼り合せ時においても維持させるためには、２つの微小部品の移動方向などの多くの相対位置を事前に厳密に調整する必要があり、非常に手間がかかる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、光素子などの微小部品の実装や組立時において、微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、微小部品を貼り合せることが可能な微小部品貼り合せ装置及び微小部品貼り合せ方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の微小部品貼り合せ装置は、第１の微小部品を戴置する戴置部と、上記戴置部に対向して配置され、第２の微小部品を保持する保持部と、上記戴置部又は上記保持部の少なくとも一方を移動させて、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品との貼り合せ方向に関する相対位置を変化させる駆動部と、上記駆動部により上記第１の微小部品と上記第２の微小部品の貼り合せ方向の相対位置を変化させているときに上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出する間隔検出部と、上記間隔検出部の検出結果に基づき、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算する演算部と、上記演算部で演算した上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離が所望の貼り合せ位置に相当する値となるように上記駆動部を制御する駆動制御部とを具備する。
ここで、第１の態様の駆動部は、第１〜第３の実施形態の移動部４又は駆動部５に該当する。また、間隔検出部は、第１の実施形態の間隔検出部６１，６２、第２の実施形態の撮像部６１１，６２１、及び第３の実施形態の投受光部６１２，６２２が該当する。
第１の態様において、間隔検出部は、貼り合せ動作中の第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置とを検出する。演算部は、間隔検出部で検出した位置から貼り合せ動作中の微小部品間の距離を演算する。駆動制御部は、微小部品間の距離が作業者の所望する値となるように、駆動部の移動量や移動速度の指令を変更して、微小部品の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せる。
即ち、駆動制御部が、貼り合せ動作中の微小部品の実際の距離の変化に応じて駆動部の駆動量や駆動速度などを指令するので、接合部材の硬化収縮や、熱などによる各部の変形があっても微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の微小部品貼り合せ装置は、第１の態様において、上記間隔検出部は、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品の貼り合せ方向と略直交する複数の方向から上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出する。
第２の態様において、間隔検出部は、貼り合せ動作中の貼り合せ方向と略直交する複数の方向から第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出する。演算部は、間隔検出部で検出した位置から貼り合せ動作中の微小部品間の距離を演算する。駆動制御部は、微小部品間の距離が作業者の所望する値となるように、駆動部の移動量や移動速度の指令を変更して、微小部品の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せる。
即ち、貼り合せ方向と略直交する複数の方向から、微小部品の距離を間隔検出部で検出するので、微小部品間の距離が測定位置により異なる場合でも微小部品間の距離が演算でき、貼り合せ動作中の微小部品の実際の距離の変化に応じて駆動部の駆動量や駆動速度などを指令することができるので、接合部材の硬化収縮や、熱などによる各部の変形があっても微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様の微小部品貼り合せ装置は、第１又は第２の態様において、上記間隔検出部は、上記貼り合せ方向に対して略直交する複数の方向から上記第１の微小部品の端部の画像及び上記第２の微小部品の端部の画像を撮像する撮像部を含み、上記演算部は、上記撮像部によって撮像した上記端部の画像に基づいて上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算する。
ここで、第３の態様の間隔検出部は、第２の実施形態の撮像部６１１，６２１が該当する。
第３の態様において、撮像部により撮像した第１及び第２の微小部品の端部の画像を用いて、演算部は、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を検出し、これら位置情報から第１の微小部品と第２の微小部品の距離を演算する。
即ち、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を画像から検出するための判定条件などは、第１と第２の微小部品に合わせて自在に設定できるので、多くの種類の第１と第２の微小部品について、撮像部を交換したり精密に調整したりすることなく、微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様の微小部品貼り合せ装置は、第１又は第２の態様において、上記間隔検出部は、上記第１の微小部品及び上記第２の微小部品の端面に光を投光し、これら端面からの反射光を受光する投受光部を含み、上記演算部は、上記投受光部によって受光した上記第１の微小部品及び上記第２の微小部品の端面からの反射光に基づいて、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算する。
ここで、第１の態様の間隔検出部は、第３の実施形態の投受光部６１２，６２２が該当する。
第４の態様において、第１と第２の微小部品の端面へ測定光を投光して第１と第２の微小部品の端面からの測定光の反射光を受光し、この受光した反射光に基づいて、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を検出し、第１の微小部品と第２の微小部品との距離を演算する。
即ち、第１と第２の微小部品端面からの反射光の光量や位置から第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置とを検出するための判定条件などは、第１及び第２の微小部品の種類に合わせて自在に設定できるので、多種の第１及び第２の微小部品について、微小部品の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様の微小部品貼り合せ装置は、第１〜第４の態様において、上記演算部は、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部とがなす角度も演算する。
この第５の態様においては、貼り合せ動作中に、演算部は、距離を演算する他に上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部とのなす角度も演算する。
即ち、貼り合せ動作中の微小部品の実際の角度が作業者の所望する値であることを確認することができる。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第６の態様の微小部品貼り合せ装置は、第５の態様において、上記演算部によって演算された角度に基づいて、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部とがなす角度を変更して、上記保持部と上記戴置部との相対位置を変化させる角度調整部を更に具備する。
ここで、第６の態様の角度調整部は、移動部４と、この移動部４に移動量や移動速度などの指令を送る駆動制御部８が該当する。
この第６の態様において、演算部は、貼り合せ動作中の微小部品間の距離及び微小部品同士のなす角度を演算する。駆動制御部は、作業者の所望する角度及び距離になるように駆動部の移動量や移動速度の指令を変更して、微小部品の距離と角度を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せる。
即ち、貼り合せ動作中の微小部品の実際の微小部品の距離及び角度の変化に応じて駆動部の駆動量や駆動速度などを指令するので、接合部材の硬化収縮や、熱などによる各部の変形があっても微小部品の距離と角度を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第７の態様の微小部品貼り合せ方法は、第１の微小部品又は第２の微小部品の少なくとも一方をその貼り合せ方向に移動させる移動工程と、上記移動工程において、上記第１の微小部品の上端部位置と上記第２の微小部品の下端部位置を検出して、これら検出した位置から上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を算出し、この算出した距離が所定値でない場合には、上記距離が上記所定値となるように上記第１の微小部品又は上記第２の微小部品との距離の調整を行う調整工程と、上記調整工程の後、上記第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を検出し、上記第１の微小部品の上端部と第２の微小部品の下端部との距離を算出し、この算出した距離が上記所定値を保つように調整を行いつつ、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品とを貼り合せ固定する調整貼り合せ工程とにより構成される。
第７の態様においては、貼り合せ動作中に、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置とを検出し、この検出結果に基づいて貼り合せ動作中の微小部品間の距離を演算する。そして、微小部品間の距離が作業者の所望する値となるように調整を行い、微小部品の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せる。
即ち、貼り合せ動作中の微小部品の実際の距離の変化に応じて適宜調整を行うので、接合部材の硬化収縮や、熱などによる各部の変形があっても微小部品間の距離を所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１６】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第８の態様の微小部品貼り合せ方法は、第７の態様において、上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１の微小部品の上端部位置と上記第２の微小部品の下端部位置の検出を、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品との貼り合せ方向と略直交する複数の方向から行う。
第８の態様において、第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置の検出は、貼り合せの動作中の貼り合せ方向と略直交する複数の方向から行う。
即ち、貼り合せ方向と略直交する複数の方向から、微小部品の距離を検出するので、微小部品間の距離が測定位置により異なる場合でも微小部品間の距離を演算でき、それに応じて調整を行うので、接合部材の硬化収縮や、熱などによる各部の変形があっても微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第９の態様の微小部品貼り合せ方法は、第７又は第８の態様において、上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１の微小部品の上端部付近で焦点位置を少しずつ変えながら撮像を行い、このとき撮像された画像についてエッジ抽出処理を施すことによって、上記第１の微小部品の上端部エッジ及び上記第２の微小部品の下端部エッジを検出し、この検出された第１の微小部品の上端部エッジ及び第２の微小部品の下端部エッジから、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算する。
第９の態様において、撮像した第１及び第２の微小部品の端部の画像を用いて、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を検出し、これら位置情報から第１の微小部品と第２の微小部品の距離を演算する。
即ち、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を画像から検出するための判定条件などは、第１と第２の微小部品に合わせて自在に設定できるので、多くの種類の第１と第２の微小部品について、撮像用の撮像部を交換したり精密に調整したりすることなく、微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１０の態様の微小部品貼り合せ方法は、第７又は第８の態様において、上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１の微小部品と上記第２の微小部品との貼り合せ方向に走査しながら、上記第１の微小部品及び第２の微小部品の端面に光を集光して投光し、上記第１及び第２の微小部品の端面からの反射光から、上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置を検出し、この検出された上記第１の微小部品の上端部位置及び上記第２の微小部品の下端部位置に基づいて、上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部との距離を演算する。
第１０の態様において、第１と第２の微小部品の端面へ測定光を投光して第１と第２の微小部品の端面からの測定光の反射光を受光し、この受光した反射光に基づいて、第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置を検出し、第１の微小部品と第２の微小部品との距離を演算する。
即ち、第１と第２の微小部品端面からの反射光の光量や位置から第１の微小部品の上端部位置と第２の微小部品の下端部位置とを検出するための判定条件などは、第１及び第２の微小部品の種類に合わせて自在に設定できるので、多種の第１及び第２の微小部品について、微小部品の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１１の態様の微小部品貼り合せ方法は、第７〜第１０の態様において、上記調整工程及び調整貼り合せ工程のうちの少なくとも何れか一方の工程は、上記第１と第２の微小部品のなす角度も演算する。
この第１１の態様においては、貼り合せ動作中に微小部品の距離を検出するとともに上記第１の微小部品の上端部と上記第２の微小部品の下端部とのなす角度も演算する。
即ち、貼り合せ動作中の微小部品の実際の角度が作業者の所望する値であることを確認することができる。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１２の態様の微小部品貼り合せ方法は、第１１の態様において、上記角度を演算した後に、この演算した角度が所定値でない場合には、上記第１及び第２の微小部品のなす角度を調整する。
【００２１】
この第１２の態様において、貼り合せ動作中の微小部品間の距離及び微小部品同士のなす角度を演算し、これら距離及び角度に応じて調整を行い、微小部品の距離と角度を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せる。
即ち、貼り合せ動作中の微小部品の実際の微小部品の距離及び角度の変化に応じて調整を行うので、接合部材の硬化収縮や、熱などによる各部の変形があっても微小部品の距離と角度を作業者の所望する値に精度良く一致させて、複数の微小部品を貼り合せることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る微小部品貼り合せ装置の構成を示す外観斜視図である。この第１の実施形態の微小部品貼り合せ装置１は、次のように構成されている。即ち、図１において、戴置部２には第１の微小部品１１が戴置される。この第１の微小部品１１の貼り合せ対象である第２の微小部品１２は、第１の微小部品１１と対向するように配置されており、保持部３で保持される。
【００２３】
また、戴置部２は移動部４に連結されている。移動部４は、戴置部２を水平直進方向に対して移動させることが可能に構成されている。また、移動部４は、戴置部２を水平回転方向に対して回転させることもできる。このように、戴置部２を水平方向に移動又は回転させることにより、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との水平直進方向及び水平回転方向の相対位置を変化させることが可能である。更に、移動部４は、戴置部２の傾きを変化させることも可能である。
【００２４】
このような移動部４は、例えば、特開平９−２８８０４１号公報で開示されている、移動機構（水平方向移動）、スピンドル（回転）、及びあおり調整機構（傾き調整）を用いた機構や特公平４−２６４１８号公報で開示されているような機構等、一般的な駆動機構を用いればよい。
【００２５】
また、保持部３は、駆動部５に連結されている。この駆動部５は、保持部３を、第１の微小部品１１との貼り合せ方向（図中上下方向）に移動させることが可能であり、これにより、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との距離を貼り合せ方向に対して変更可能である。
【００２６】
間隔検出部６１と間隔検出部６２は、その測定軸が貼り合せ方向と略直交し、かつこれら２つの測定軸が互いに略直交するように、図示しない架台部に固定されている。これら間隔検出部６１と間隔検出部６２の出力は、演算部７に入力される。演算部７は、間隔検出部６１と間隔検出部６２の検出結果に基づいて第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の距離及び両微小部品が互いになす角度（傾き）を演算する。
【００２７】
移動部４、駆動部５、及び演算部７は、駆動制御部８に接続されており、この駆動制御部８は、演算部７によって演算された第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の距離及び角度に基づいて、移動部４及び駆動部５による戴置部２及び保持部３の移動量や移動速度を制御する。
【００２８】
第１の微小部品１１の上端部、即ち、第２の微小部品１２と対向する面には、半田バンプ等の接合部材９が設置されている。この接合部材９によって第１の微小部品１１と第２の微小部品１２とが接合される。
【００２９】
次に、第１の実施形態の微小部品貼り合せ時の演算部７による制御について説明する。
【００３０】
まず、貼り合せの準備として、作業者は、戴置部２に第１の微小部品１１を戴置する。次に、第２の微小部品１２を真空吸着などの手法で保持部３に保持させる。そして、演算部７に対し、部品貼り合せ時の距離や角度を所望の値に設定する。この設定は、同じ部品の貼り合せを行う場合には、最初の１回のみでよい。このような設定の後、微小部品貼り合せ装置の動作を開始させる。
【００３１】
この動作開始操作を受けて、演算部７は、図２のような制御を行う。即ち、駆動制御部８を制御して、移動部４により戴置部２を移動させ、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の水平直進方向の位置と水平回転方向の相対位置を作業者が所望する値に合わせる（ステップＳ１）。
【００３２】
次に、演算部７は、駆動制御部８を制御して、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部とが、間隔検出部６１と間隔検出部６２の測定範囲に入るように駆動部５により保持部３を下降させる（ステップＳ２）。そして、間隔検出部６１及び間隔検出部６２によって、第１の微小部品１１の上端部位置と第２の微小部品１２の下端部位置を検出し、この検出結果から、演算部７で第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部との距離と第１の微小部品の上端部と第２の微小部品の下端部とのなす角度を演算する（ステップＳ３）。
【００３３】
次に、演算部７は、演算した第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２との下端部とのなす角度が、作業者が所望する角度（例えば、平行）であるか否かを判定し（ステップＳ４）、この判定の結果、角度が所望する角度でないと判定した場合に駆動制御部８を制御する（ステップＳ５）。駆動制御部８は、演算部７に制御されて、傾き方向の移動量や移動速度の指令を移動部４に送り、移動部４は、その指令に従って戴置部２を移動させて、戴置部２と保持部３との相対位置を変更する。なお、この角度調整は、ステップＳ４において、所望の角度が得られたと判定されるまで繰り返し行う。このような制御により、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部とのなす角度を作業者の所望する角度に調整する。なお、ステップＳ３の角度演算及びステップＳ５の角度調整は、一旦、保持部３を停止させてから行ってもよいし、保持部３を下降させながら行ってもよい。ここでは、停止させてから行うものとする。
【００３４】
よって、ステップＳ４の判定において、演算した角度が、作業者が所望する角度であると判定した場合に、演算部７は、駆動制御部８を制御して、駆動部５により保持部３を下降駆動させる（ステップＳ６）。この下降駆動時においても、演算部７は、間隔検出部６１と間隔検出部６２によって常に第１の微小部品１１の上端部位置と第２の微小部品１２の下端部位置とを検出させて、これら検出させた位置から第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部との距離及び第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部とがなす角度を演算する（ステップＳ７）。そして、演算部７は、ステップＳ７の演算の結果から距離及び角度が作業者の所望する値となったか否かを判定し（ステップＳ８）、この判定の結果、距離又は角度の何れか一方でも作業者の所望する値となっていない場合には、駆動制御部８を制御して移動部４又は駆動部５に移動量や移動速度の指令を送り、距離又は角度の調整を行う（ステップＳ９）。
【００３５】
一方、ステップＳ８の判定において、距離と角度の両方が作業者の所望する値となったと判定した場合には、演算部７は、駆動制御部８により駆動部５を制御して保持部３の下降を停止させ（ステップＳ１０）、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部との距離と角度を維持するように駆動制御部８により移動部４及び駆動部５を制御することによって、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２とを接合部材９によって貼り合せ固定する（ステップＳ１０）。即ち、この時も、間隔検出部６１と間隔検出部６２により、常に第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の端部の位置を検出し、この検出結果に基づいて演算部７は、第１の微小部品１１上端部と第２の微小部品１２下端部との距離及び角度を演算し、必要に応じて駆動制御部８を制御して移動部４や駆動部５に移動量や移動速度の指令を送るので、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の距離と角度を精密に制御して貼り合せ固定することができる。
【００３６】
なお、第１の実施形態では、戴置部２と保持部３の相対位置の変更は、戴置部２によって水平直進方向、水平回転方向、及び傾き方向の変更が可能であり、保持部３が貼り合せ方向に移動可能な例について記載したが、逆に保持部３が水平直進方向に移動する場合や、戴置部２と保持部３がそれぞれ互いに略直交する水平一方向にのみ移動する方法、更には戴置部２及び保持部３が共に貼り合せ方向に移動可能な方法など多くの方法が考えられるが、その何れかに特定するものではない。
【００３７】
また、間隔検出部６１及び６２の測定軸の角度は、互いに略直交するように配置することが望ましいが、測定軸の角度はこれに限定されるものではない。更に、間隔検出部の数も２つに限定されるものではなく、測定軸が平行でない間隔検出部を複数設けても良い。
【００３８】
また、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２や接合部材９等の形状や大きさ等は第１の実施形態で説明したものに限るものではない。
【００３９】
更に、戴置部２と保持部３の貼り合せ方向の相対位置や、保持部３と駆動部５の相対位置、保持部３に作用している荷重などを別途検出し、この荷重と演算部７による第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部との距離と角度の演算結果とを比較しながら、駆動制御部８を制御して駆動部５や移動部４への移動量や移動速度の指令を決定しても良い。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の微小部品貼り合せ装置の第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態は第１の実施形態の間隔検出部を、撮像部を用いて実現する例である。即ち、図３の微小部品貼り合せ装置１には、第１及び第２の微小部品の端面（ここでは、図面右側面及び前面）の画像が撮像可能なように、微小部品の貼り合せ方向に略直交させて撮像部６１１及び６２１が配置されている。
【００４１】
図４は、撮像部６１１を拡大して示した斜視図である。ここで、もう一方の撮像部６２１もこの撮像部６１１と同様の構成を有するものである。なお、図４において、第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２は、初期状態の相対位置関係がずれていることを誇張して図示してある。
【００４２】
即ち、この撮像部６１１は、被写体である第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の像を内部の図示しない撮像素子に導く撮影レンズ６１１１と、この撮影レンズ６１１１の焦点調節を行う焦点調節部６１１２と、第１及び第２の微小部品を明るく照明するための照明６１１３とで構成されている。このような構成において、撮影レンズ６１１１を介して撮像素子に導かれた像は、画像信号に変換されて演算部７に出力される。演算部７は、この画像信号から第１の微小部品１１の上端部位置と第２の微小部品１２の下端部位置との距離を演算する。
【００４３】
なお、第２の実施形態は、撮像部以外の構成については第１の実施形態と同様であるので同一符号を用いることで説明を省略する。
【００４４】
ここで、第２の実施形態において、微小部品貼り合せ時の制御は、第１の実施形態で説明した図２のフローチャートで説明可能である。そこで、第１の実施形態で説明した部分の説明は省略し、撮像部で撮像された画像から第１の微小部品１１の上端部位置と第２の微小部品１２の下端部位置とを検出して、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部の距離及び両微小部品がなす角度を演算する手法について図５及び図６を用いて説明する。
【００４５】
即ち、撮像部６１１及び６２１の測定範囲（撮影視野）６１１４及び６２１４まで第２の微小部品を下降させた後、演算部７は、図２のステップＳ３、Ｓ７、及びＳ１１において、まず、焦点調節部６１１２により撮像部６１１及び６２１の撮影レンズ６１１１の焦点を、第１の微小部品１１の側面の上端部近傍部分がくると想定される予め決められた位置に合わせる。そして、撮像部６１１と撮像部６２１の焦点位置を、その付近で少しずつ変化させながら撮像を行い、その撮像した画像に対し演算部７でエッジ抽出処理を行う。このエッジ抽出処理は、撮像された画像の中からエッジ（輪郭部）を抽出する処理である。そして、このエッジ抽出処理によって上端部エッジが抽出されたならば、その上端部エッジとして抽出された部分１１１及び１２１の撮影視野６１１４及び６２１４内における上下方向位置を演算して演算部７の図示しない記憶部に記憶させておく。
【００４６】
同様に、第２の微小部品１２についてもエッジ抽出処理を行い、下端部エッジとして抽出された部分１２１及び１２２の撮影視野６１１４及び６２１４内における上下方向位置を演算して演算部７の図示しない記憶部に記憶させておく。
【００４７】
これら記憶させた情報により、微小部品１１及び１２の端部と撮像部６１１及び６２１との距離が均一でない場合や微小部品１１及び１２の端部に凹凸がある場合等でも、撮像部６１１と撮像部６２１のそれぞれの撮影視野６１１４及び６２１４において、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部とを線１１１１、１１２１、１２１１、及び１２２１として定義することができる。即ち、この線１１１１と１２１１、１１２１と１２２１間の距離及びこれらがなす角度を演算部７において演算することで、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部の距離及び第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部のなす角度が演算できる。このため、第１の微小部品１１の上端部と戴置部２との接する面が平行でない場合等でも、第１の微小部品の上端部と第２の微小部品の下端部との相対関係により貼り合せ時の調整を行うので、第１の微小部品の上端部と第２の微小部品の下端部の距離及び角度を精密に制御して貼り合せ固定できる。
【００４８】
［第３の実施形態］
次に、本発明の微小部品貼り合せ装置の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、間隔検出部を投受光部（投受光部６１２及び投受光部６２２）及び走査部（走査部６１４及び走査部６２４）を用いて実現する例である。即ち、図７の微小部品貼り合せ装置１には、第１及び第２の微小部品の端面（図７では微小部品１１及び１２の前面と右側面）に測定光を投光して、これら端面からの反射光を受光可能なように投受光部６１２及び６２２が配置されている。また、これら投受光部６１２及び６２２は、互いに略直交して配置される。
【００４９】
投受光部６１２及び６２２は、測定光を第１及び第２の微小部品の端面に集光して投光し、その反射光を受光することで微小部品端面の変位を検出する。また、走査部６１４及び６２４は、投受光部６１２及び６２２を第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との貼り合せ方向に対して平行に移動させることが可能なように構成されている。演算部７は、投受光部６１２、６２２及び走査部６１４、６２４に接続されており、投受光部６１２、６２２で受光された第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面からの反射光と走査部６１４、６２４の走査位置に基づいて、第１の微小部品１１の上端部位置と第２の微小部品１２の下端部位置との距離を演算する。
【００５０】
なお、第３の実施形態において投受光部及び走査部以外の構成については第１の実施形態と同様であるので同一符号を用いることで説明を省略する。
【００５１】
ここで、第３の実施形態において、微小部品貼り合せ時の制御は、第１の実施形態で説明した図２のフローチャートで説明可能である。そこで、第１の実施形態で説明した部分の説明は省略し、投受光部で受光された第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面からの反射光及び走査部の走査位置から第１の微小部品１１の上端部位置と第２の微小部品１２の下端部位置とを検出して、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部との距離及び両微小部品が互いになす角度を演算する手法について説明する。
【００５２】
即ち、図２のステップＳ３、Ｓ７、及びＳ１１において、演算部７は、まず、投受光部６１２及び６２２によって、第１の微小部品１１の端面がくると予想される予め決められた位置に光を集光して投光する。そして、投受光部６１２及び６２２は、その投光方向に対して徐々に集光位置を変えながら、第１の微小部品１１の端面からの反射光を検出する。演算部７は、反射光が得られたならば、そのときの集光位置を第１の微小部品の端面位置として検出し、図示しない記憶部に記憶させる。
【００５３】
この後、走査部６１４及び６２４によって、投受光部６１２及び６２２を、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との貼り合せ方向と平行な方向、即ち、図７の上方向に移動させながら、上記第１の微小部品１１の端面位置の検出及び記憶動作を繰り返す。
【００５４】
この第１の微小部品１１の端面位置の検出及び記憶動作において、反射光が検出されなかった場合には、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との間の空間に対して投光しているということであり、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の何れも存在しないと考えられる。この第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の何れも存在しない空間位置も演算部７の図示しない記憶部に記憶させる。
【００５５】
更に、走査部６１４及び６２４によって、投受光部６１２及び６２２を、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との貼り合せ方向と平行な方向に移動させてゆくと再び反射光が検出される。このときの端面位置も演算部７の図示しない記憶部に記憶させる。
【００５６】
以上のような第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面位置の検出及び記憶動作により、図８に示すような第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面位置を示す分布図を、投受光部６１２と６２２とでそれぞれ得ることができる。ここで、図８の横軸は走査部６１４又は６２４の走査位置を示し、図８の縦軸は反射光の検出結果、即ち、第１の微小部品及び第２の微小部品の端面位置を示す。なお、この図８の例では、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との間に傾きが殆どない例を示しているが、これら微小部品に傾きがある場合でも、投受光部６１４、６２４では、微小部品との距離に応じた端面位置が検出されるので、第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の傾きについても検出できる。なお、この傾きについては、貼り合せ方向と平行な方向に複数箇所で図８のような分布図が得られるように投受光部を移動させる、或いは複数設けることで、より精密に検出できる。
【００５７】
このように、集光して投光した光の反射光を利用して端面位置を測定する方式では、第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面の傾きや表面状態の影響を受けにくい。また、微小部品１１及び１２の端面と投受光部６１２及び６２２との距離が均一でない場合や第１の微小部品１１の上端部及び第２の微小部品１２の下端部に凹凸がある場合等でも第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２端面位置を検出することができる。
【００５８】
また、端面からの反射光の検出状態が異なる図４のような場合でも、反射光がほとんど存在しない部分との差、即ち、第１の微小部品１１の端面位置と第２の微小部品１２の端面位置との間隔ｄを検出することが容易であるので、演算部７は、投受光部６１２及び６２２のそれぞれで得られた図８のような分布図から、間隔ｄを演算することにより、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部の距離及び両微小部品のなす角度を演算することができる。
【００５９】
以上の説明したように第３の実施形態によれば、第１の実施の形態と同様に、第１の微小部品１１の上端部と第２の微小部品１２の下端部の距離と角度の演算と調整を繰返しながら貼り合せ固定を行うことで、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２の距離及び角度を精密に制御して接続固定することができる。
【００６０】
特に、図８の分布図からは、第１の微小部品１１と第２の微小部品１２との貼り合せ方向（図７の垂直方向）の位置だけでなく、貼り合せ方向と直交する方向（図７の水平方向）の位置も分かるので、両微小部品の貼り合せをより正確に、かつリアルタイムで行うことができる。
【００６１】
ここで、集光光の反射光により変位を検出する方式は、共焦点の原理を用いる方法や、分割型受光素子を用いる方式などがあるが、何れかの方式に限るものではない。
【００６２】
また、第１と微小部品１１と第２の微小部品１２の端面と投受光部６１２及び６２２の距離が均一である場合や、第１の微小部品の上端部及び第２の微小部品の上端部の面精度が良好である場合には、第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面に集光して投光した光の反射を用いなくてもよく、例えば、第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面に略平行な光を投光し、第１の微小部品１１及び第２の微小部品１２の端面での正反射光や拡散反射光を検出する方式を用いて第１の微小部品１１の上端部位置及び第２の微小部品１２の下端部位置を検出しても良い。
【００６３】
更には、走査部の駆動方式は、回転式モータやリニアモータによって投受光部全体を移動させる方式や、反射鏡などの光学素子のみを移動させる方式など多数考えられるが、その何れかに限るものではない。
【００６４】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００６５】
さらに、上記した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光素子などの微小部品の実装や組立時において、微小部品間の距離を作業者の所望する値に精度良く一致させて、微小部品を貼り合せることが可能な微小部品貼り合せ装置及び微小部品貼り合せ方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る微小部品貼り合せ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る微小部品貼り合せ装置の微小部品貼り合せ時の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る微小部品貼り合せ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図４】撮像部を拡大して示した外観斜視図である。
【図５】撮像部によって撮像した第１の微小部品の端面の画像を示す図である。
【図６】撮像部によって撮像した第２の微小部品の端面の画像を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る微小部品貼り合せ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図８】第１の微小部品及び第２の微小部品の端面位置を示す分布図である。
【符号の説明】１…微小部品貼り合せ装置、２…戴置部、３…保持部、４…移動部、５…駆動部、６１，６２…間隔検出部、７…演算部、８…駆動制御部、９…接合部材、１１…第１の微小部品、１２…第２の微小部品、６１１，６２１…撮像部、６１１１…撮影レンズ、６１１２…焦点調節部、６１１３…照明、６１２，６２２…投受光部、６１４，６２４…走査部
【図１】
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【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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