ＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置及びＦＰＤモジュールの組立装置
【課題】２つの位置決めマークからの反射光の光路差及び光路方向を変更可能で、簡易小型化した装置を提供する。
【解決手段】同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークを照射する照明装置と、それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、を備える。さらに、２つのワークと撮像装置との間に配設され、それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、撮像装置までの反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、を備える。
【解決手段】同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークを照射する照明装置と、それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、を備える。さらに、２つのワークと撮像装置との間に配設され、それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、撮像装置までの反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）の表示基板に対して、搭載部材を実装する際の位置決めを行うためのＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置及びＦＰＤモジュールの組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤには、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）、プラズマディスプレイ等がある。
このＦＰＤにおける表示基板では、その周縁部に、搭載部材が実装される。ここで、搭載部材は、駆動ＩＣチップをフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）に実装したチップオンフィルム（ＣＯＦ：Chip on Film）と、ＦＰＣを用いず、駆動ＩＣチップを表示基板に直接搭載するチップオングラス（ＣＯＧ：Chip on Glass）の２つを総称する。
また、表示基板の周辺には、さらに、プリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）等の周辺基板が実装され、その結果、ＦＰＤモジュールが組み立てられる。
【０００３】
ＦＰＤモジュールの組立ラインでは、複数の処理工程により、表示基板の周縁部および周辺に、搭載部材およびＰＣＢの実装を行う。
【０００４】
ＦＰＤモジュールの組立ラインにおける処理工程の一例として、（１）表示基板端部の搭載部材貼付け部を清掃する端子クリーニング工程と、（２）清掃後の表示基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film）を貼り付けるＡＣＦ工程がある。また、（３）表示基板のＡＣＦを貼付した位置に、搭載部品を位置決めして仮圧着（搭載）する搭載工程と、（４）仮圧着した搭載部材を加熱圧着してＡＣＦにより固定する本圧着工程がある。さらに、（５）搭載部材の表示基板側と反対側に、予めＡＣＦを貼付したＰＣＢを搭載するＰＣＢ工程がある。
【０００５】
特に、工程（３）の表示基板に搭載部材を位置決めする工程では、表示基板側の電極と搭載部材側の出力電極の高密度化により、両者の厳格な位置決め精度が要求される。
【０００６】
表示基板及び搭載部材という２つのワークの位置決めのために、両ワークに、一対の位置決めマークが各々設けられている。両ワークの対応する一対の位置決めマーク相互の位置決め誤差を検出することによって、位置決め調整を行うことができる。
【０００７】
この位置決め調整は、具体的には、一対の位置決めマークに照明光を照射して、この照明下で位置決めマークを撮像し、撮像された各位置決めマークのＸＹ座標軸位置を認識して、位置決め誤差を演算することにより行う。そして、演算された補正値に基づいて、一方側または両方のワークのハンドリング手段の動作によって、位置決め調整を行う。
【０００８】
この位置決め調整の際、表示基板の位置決めマークが表示基板の端面よりも、最大７ｍｍ程度内側にあり、搭載部材側の位置決めマークを同時に撮像して認識するためには、広視野が必要となる。広視野のカメラのレンズを選定すると分解能が悪くなり、精度が低下する。このため、ある程度離れた距離（約１０ｍｍ）を高分解能で認識可能な２視野分割方式が望まれていた。
【０００９】
また、表示基板と搭載部材との位置決め時には、あらかじめ搭載部材を持ち上げて上方から表示基板上に搭載するため、両者は、同一平面内ではなく、約２ｍｍの高低差がある。この状態で、高精度のカメラで撮像すると、焦点深度が浅いため、焦点ぼけが生じ、表示基板と搭載部材両者の位置決めマークの位置を正確に検出することができない。言い換えると、それぞれの位置決めマークからの反射光は、撮像時に、この高低差分の光路差が生じる。このため、それぞれの位置決めマークからの反射光の光路差を補正する必要があった。
【００１０】
前者の広視野に対応するため、特許文献１に、図６に示すような２視野分割レンズが提案されていた。
２視野分割レンズユニット４００の構成は、図６に示すように、結像用レンズ４３の光軸Ａと一致するように撮像装置内に、カメラ８０が配置されている。２視野分割レンズユニット４００として、この光軸Ａを線対称となるように、２組の「ハ」の字型に配された一対の反射ミラーが配設されている。
【００１１】
結像用レンズ４３の後方側には、一対の第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂが配置されている。カメラ８０の前方側に、一対の第２の反射ミラー４２ａ，４２ｂが配置されている。第２の反射ミラー４２ａ，４２ｂは、第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂの後方に位置され、第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂで反射された反射像をさらに反射させる。つまり、図６中、結像用レンズ４３の上側に入射される位置決めマークＭ１の反射光は、第１の反射ミラー４１ｂで反射され、さらにその反射像が、第２の反射ミラー４２ａで反射される。また、図６中、結像用レンズ４３の下側に入射される位置決めマークＭ２は、第１の反射ミラー４１ａで反射され、更にその反射像が、第２の反射ミラー４２ｂで反射される。
【００１２】
従って、第１の反射ミラー４１ａに位置決めマークＭ２を反射させ、第１の反射ミラー４１ｂに位置決めマークＭ１の像を反射させることによって、位置決めマークＭ１，Ｍ２の像の光路が相互に分離される。このように、第１の反射ミラー４１ａ、４１ｂと第２の反射ミラー４２ａ，４２ｂとにより、結像用レンズ４３に入射した光の光路が分離され、それぞれの反射ミラーで反射された位置決めマークＭ１、Ｍ２の反射像がカメラ８０の撮像面に結像される。
【００１３】
図６に示す２視野分割レンズユニット４００においては、結像用レンズ４３から第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂに至る光路の途中で、また第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂから第２の反射ミラー４２ｂ，４２ａまでの光路途中で光路が交差する。なお、これら各光路の交差位置の前側にはカメラ８０に迷光が入り込むのを防止するための遮光部材４４ａ，４４ｂが配置されている。また、カメラ８０の前側にも同様の遮光部材４５ａ、４５ｂが配置されている。
【００１４】
特許文献１に開示されている２視野分割レンズでは、一対の「ハ」の字型の反射ミラーを２組ずつ配設するようにしているため、２視野分割レンズユニット自体の長さが長くなってしまい、装置構成が複雑かつ大型となる。さらに、光路差の補正については、対処されていないため、焦点距離の補正を別に行う必要がある。
【００１５】
また、光路差を補正するものとして、特許文献２に開示されているような光屈折素子が提案されている。これは、単一板状のガラスや透明樹脂からなる光屈折素子を反射光の光路上に配置することにより、搭載部材側の電極と表示基板側の電極とを、同一焦点距離に位置させるものである。これにより、透過する光屈折素子の厚みに、屈折率を乗じた分の光路差を補正するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平２００７―１９１４７号公報
【特許文献２】特開平９−４５７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献２に開示されている技術では、２つの位置決めマークの反射光の光路上に、単一板状の光屈折素子を透過させて光路差を調整するようにしているため、光路長及び光路方向のフレキシブルな変更は困難であった。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題点を考慮し、光路長及び光路方向の変更が自由に選定できる簡易小型のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置では、同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークを照射する照明装置と、それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、を備える。
さらに、２つのワークと撮像装置との間に配設され、それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、撮像装置までの反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、光路差及び光路方向の変更がフレキシブルに行える簡易小型のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
【図２】本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１の実施の形態例において照明装置を同軸落射方式とした形態例を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明のＦＰＤモジュールの液晶パネルと搭載部材の位置決め調整を説明する構成図である。
【図４】本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１〜第４の実施の形態例の要部拡大図である。（ａ）は、第１の実施の形態例、（ｂ）は第２の実施の形態例、（ｃ）は第３の実施の形態例、（ｄ）は第４の実施の形態例である。
【図５】撮像装置の撮像面を模式的に示す説明図である。
【図６】従来の２視野分割レンズの機構を説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１〜第４の実施の形態例について、図１〜図５を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
【００２３】
既に説明していることであるが、ＦＰＤモジュールの組立装置のライン構成例として、下記の５工程（ユニット）がある。すなわち、（１）表示基板側端部の搭載部材貼り付け部の端子クリーニング工程（端子クリーニングユニット）、（２）表示基板端部に異方性導電シート（ＡＣＦ）を貼り付けるＡＣＦ工程（ＡＣＦユニット）、（３）表示基板のＡＣＦを貼付した位置に、搭載部材を位置決めして仮圧着装置により仮圧着（搭載）する仮圧着工程（仮圧着ユニット）と、（４）仮圧着した搭載部材を加熱圧着してＡＣＦにより固定する本圧着（実装）工程（本圧着ユニット）、（５）搭載部材の表示基板側と反対側に、予めＡＣＦを貼付したＰＣＢを搭載するＰＣＢ工程（ＰＣＢユニット）がある。
【００２４】
本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置（以下、位置決めマーク認識装置）は、工程（３）の搭載部材を表示基板に位置決めを行う装置に用いられる。具体的には、図１に示すように、表示基板である液晶パネル２の周縁部に、搭載部材３を実装するための装置に用いられる。ここで、搭載部材３は、チップオンフィルム（ＣＯＦ）と、チップオングラス（ＣＯＧ）の２つを総称したものをいう。
図示しないが、液晶パネル２の周辺に、さらに、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）等の周辺基板が実装されて、ＦＰＤモジュールとして組み立てられる。
【００２５】
位置決めマーク認識装置は、図１、２に示すように、撮像装置４ａ、４ｂ、光路差変更手段６ａ，６ｂ（図２参照）、照明装置７（７ａ，７ｂ）及び光路分割手段３０から構成される。左右の位置決めマークのそれぞれに対応して、撮像装置４ａ，４ｂ、光路差変更手段６ａ，６ｂが２組ずつ左右に振り分けられて配置されている。
【００２６】
液晶パネル２は、図１に示すように、２枚のガラス製の方形薄板からなる上基板２ａと下基板２ｂとから構成されている。下基板２ｂは上基板２ａから所定の幅にわたって突出しており、搭載部材３は、この下基板２ｂの突出部に搭載される。なお、図１中、下基板２ｂの突出部は、簡略のため、１辺としているが、実際には、少なくとも２辺以上を突出部としている。搭載部材３は、フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）に駆動ＩＣチップ５を実装したものである。搭載部材３には駆動ＩＣチップ５からの配線パターンである入力電極５ａ及び出力電極５ｂが形成されている。
【００２７】
また、下基板２ｂの表面にも配線パターンである電極８が形成されており、搭載部材３を液晶パネル２に搭載することによって、これらの電極同士を電気的に導通させるようにする。搭載部材３と液晶パネル２との接合は、ＡＣＦ９を用いて行われる。図１に示すように、液晶パネル２の下基板２ｂ側の電極８が設けられている部位にＡＣＦ９が貼り付けられており、搭載部材３はこのＡＣＦ９を介して液晶パネル２に搭載される。
【００２８】
上述したように、搭載部材３の液晶パネル２への搭載は、搭載部材３側の出力電極５ｂと液晶パネル２側の電極８を確実に接続する必要がある。このために、搭載部材３と液晶パネル２との間を、高精度に位置決めした後に接続されることになる。
【００２９】
また、図１に示す例では、照明装置７は下方からの照明として用いられている。すなわち、照明装置７は、表示基板２及び搭載部材３の位置決めマークに対して略垂直に照射するように、表示基板２及び搭載部材３に対して対向して配設されている。なお、照明装置７は、図示しないＬＥＤランプを１個又は２個からなる。
【００３０】
次に、光路分割手段３０について説明する。図１に示すように、光路分割手段３０は、照明装置７と表示基板２との間に配設される。表示基板２及び搭載部材３の一対の位置決めマークに対して、照明装置７からの照明光を、右側の位置決めマーク１０ａ，１１ａ及び左側の位置決めマーク１０ｂ、１１ｂを区別して照射する。そして、両者の反射光を、右側の位置決めマーク１０ａ，１１ａと左側の位置決めマーク１０ｂ、１１ｂとを区別して、反射させるようにしている。
【００３１】
光路分割手段３０は、第１のプリズム３１ａ，３１ｂ、第２のプリズム３４ａ，３４ｂと遮蔽部３３とから構成される。第１のプリズム３１ａ，３１ｂは、一対の４５°プリズムからなり、斜辺側である前面にハーフミラー３２ａ，３２ｂが接着されている。なお、ハーフミラー３２ａ，３２ｂは、可視域用の多層ハーフミラーである。
【００３２】
また、第１のプリズム３１ａ，３１ｂの１つの等辺側である背面は、黒色加工されており、第１のプリズム３１ａ，３１ｂの背面同士を接着することにより、遮蔽部３３が構成される。黒色加工は、サンドブラストにより砂目加工されている。第１のプリズム３１ａ，３１ｂの背面同士の接着及び第１のプリズム３１ａ，３１ｂの前面のハーフミラー３２ａ，３２ｂとの接着は、カナダバルサム等の光学接着剤により行う。
【００３３】
照明装置７からの照明光は、遮蔽部３３により左右に区別されて、第１のプリズム３１ａ，３１ｂ内に入射後、ハーフミラー３２ａ，３２ｂを透過して、右側の位置決めマーク１０ａ、１１ａと、左側の位置決めマーク１０ｂ、１１ｂを別個に照射する。
そして、照射された両者の一対の位置決めマークの反射光は、第１のプリズム３１ａ，３１ｂの斜辺側の前面のハーフミラー３２ａ，３２ｂで、左右にそれぞれ区別されて垂直に反射される。ハーフミラー３２ａ，３２ｂで垂直に曲折された反射光は、ハーフミラー３２ａ，３２ｂに対向して配設された光路差変更手段６ａ，６ｂ（図２参照）に入射される。
【００３４】
また、照射された一対の位置決めマークの反射光は、図２の破線に示す光路方向と逆向きに、２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂにそれぞれ入射される。外方の側辺で垂直に反射され、内方側の側辺で垂直に反射されて、４５°プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂ側に出射する。４５°プリズム６１ａ，６１ｂの斜辺の反射ミラーで垂直に反射されて、上方の鏡筒４６ａ，４６ｂ内に入射される。鏡筒４６ａ，４６ｂ内に入射された反射光が、カメラ４７ａ，４７ｂにより撮像される。
【００３５】
カメラ４７ａ，４７ｂの撮像面９０を、図５に模式的に示す。
撮像面９０は２つの撮像領域９１ａ，９１ｂに分けられている。撮像領域９１ａには右側の位置決めマークＭ１（図１中、１０ａ）が結像され、撮像領域９１ｂには左側の位置決めマークＭ２（図１中、１１ａ）は結像される。なお、一対のカメラ４７ａ，４７ｂは光路分割手段３０を挟んで相対向する位置に配設されているので、左右の位置決めマーク間隔が短い場合でも、一対のカメラ４７ａ、４７ｂを相互に干渉しないで配置することができる。
【００３６】
なお、照明装置は、上述したような下方照明（図１参照）に限定されるものではない。
図２に示すように、同軸落射方式とすることもできる。図２では、照明装置７ａ，７ｂは、撮像装置４ａ，４ｂの鏡筒４６ａ，４６ｂの中程にそれぞれ配設されている。照明装置７ａ，７ｂは、ＬＥＤランプである。図２中、一点鎖線で示すように、照明装置７ａ，７ｂからの照明光は、鏡筒４６ａ，４６ｂ内に長手方向４５°傾斜して配置されたハーフミラー４９ａ，４９ｂで、垂直方向（図２中、鉛直下方）に反射される。
【００３７】
照明装置７ａ，７ｂからの照明光が、光路差変更手段６ａ，６ｂの４５°プリズム６１ａ，６１ｂの１つの等辺側に入射すると、斜辺側の反射ミラーで、図２中、プリズム６１ａでは左側に垂直反射し、プリズム６１ｂでは右側に垂直反射して、他の等辺側から出射する。４５°プリズム６１ａ，６１ｂの他の等辺側に配設された平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂ内に、照明光が、各々入射すると、平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂの内方の側辺側で外方に垂直反射する。さらに、照明光は、平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ内の側辺間の長さ方向を透過し、外方の側辺で垂直に反射して、平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂから出射する。平行四辺形プリズム６３ａ，６３ｂも同様である。このように、同軸落射方式の照明の場合には、位置決めマークからの反射光とは逆方向の経路となる。
【００３８】
次に、位置決め調整を、図３に基づいて説明する。
液晶パネル２は位置調整機構付きのテーブル１２に真空吸着等の手段で固定されている。一方、搭載部材３は吸着ヘッド１３に吸着保持されており、この吸着ヘッド１３は搭載用ロボット１４に把持されている。液晶パネル２のテーブル１２への設置時と、搭載部材３の吸着ヘッド１３による吸着時は、それぞれ粗精度で仮位置決めされる。
【００３９】
仮位置決めのため、テーブル１２に固定されている液晶パネル２と吸着ヘッド１３に保持されている搭載部材３との間には多少の位置決め誤差がある。この位置決め誤差を補正するため、両者を正確に位置合わせして、搭載用ロボット１４を作動させて、搭載部材３を液晶パネル２の下基板２ｂにおける所定位置に搭載させる必要がある。なお、搭載用ロボット１４は、ＸＹ方向の移動機構及びθ方向の回転調整機構を備えている。
これは、図示しないが他の辺の搭載を行う搭載用ロボット１４が複数あるため、液晶パネル２を固定した方が、効率が良いためである。なお、搭載用ロボット１４が１台の場合は、ＸＹ方向の移動をテーブル１２で行い、θ方向の回転調整を搭載用ロボット１４で行っても良い。
【００４０】
このため、図１に示すように、液晶パネル２及び搭載部材３には、それぞれ位置決めマークが形成されている。具体的には、液晶パネル２側には、位置決めマーク１０ａ，１０ｂが形成され、搭載部材３側には、位置決めマーク１１ａ，１１ｂが形成されている。これらの位置決めマークの位置を、撮像装置４ａ，４ｂのカメラ４７ａ，４７ｂにより撮像して、基準位置からの位置決め誤差を算出し、テーブル１２及び搭載用ロボット１４（図３参照）のＸＹ方向及びθ方向の移動機構の駆動によって、それらの位置決め誤差を補正するようにしている。
【００４１】
この撮像装置４ａ，４ｂのカメラ４７ａ，４７ｂは、図１に示すように、鏡筒４６ａ、４６ｂの一端側に配置されている。カメラ４７ａ，４７ｂは、標準レンズを備えた高性能の小型ＣＣＤカメラである。標準レンズは、例えば、２倍（±０．５％）、焦点距離１６５±３ｍｍ、焦点深度３４０μｍである。なお、照明装置の使用光線の波長は、例えば、４００〜５５０nｍ、透過率９０％である。
【００４２】
そして、図３に示したように、カメラ４７ａ，４７ｂにより撮像した位置決めマークの基準位置からのずれを制御回路１５で検出して制御信号を出力する。この制御信号は、駆動回路１６に入力され、この駆動回路１６によってテーブル１２及び搭載用ロボット１４が駆動されることになり、その結果、液晶パネル２と搭載部材３が正確に位置決めされる。その後、搭載部材３を液晶パネル２に熱圧着して搭載する。
【００４３】
図３に示すように、液晶パネル２の下基板２ｂと搭載部材３とは位置決め時に、同一平面上ではなく、２ｍｍ程度の高低差がある。これは、あらかじめ搭載部材３側を持ち上げた状態から表示基板２上に仮圧着するためである。この状態で、深度の浅い高精度のカメラで撮像すると、焦点ぼけが生じてしまうため、その位置を正確に検出することができない。言い換えると、両者の位置決めマークからの反射光は、撮像時に、この高さの差分だけ光路差が生じることになる。この光路差を補正するため、本実施の形態では、撮像装置４ａ，４ｂの鏡筒４６ａ、４６ｂ内の一端側（カメラ４７ａ，４７ｂと反対側）に、光路差変更手段６ａ，６ｂ（図２参照）が配設されている。
【００４４】
光路変更手段６ａ，６ｂは、図２に一例を示すように、光学素子であるプリズムを複数組み合わせて構成される。
本実施の形態例では、左右の位置決めマークのそれぞれについて、直角２等辺３角形プリズムである４５°プリズム６１ａ（６１ｂ）と、２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａ（６２ｂ、６３ｂ）とからなるプリズムユニットを２組備える。平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂは、鋭角が４５°で、上辺及び下辺（図２中、鉛直方向の対向辺のうち、右側の入射側を下辺、左側の出射側を上辺とする）間の高さが同じで、側辺（図２中、鉛直方向に４５°傾斜する辺とする）間の長さが異なるようにしている。
４５°プリズム６１ａ，６１ｂの１つの等辺中央を中心として、４５°の２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂの上辺の鋭角が外方に向くように配設されている。
【００４５】
４５°プリズム６１ａ，６１ｂ及び２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂの反射面に、反射ミラーが配設されている。４５°プリズム６１ａ，６１ｂでは、斜辺側に反射ミラーが配設される。平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂでは、側辺にそれぞれ反射ミラーが配設される。
【００４６】
平行四辺形プリズムの側辺間の長さを変更することにより、透過する反射光の光路長を変えることができる。すなわち、平行四辺形プリズムの側辺の長さの差に、プリズム材質の屈折率を乗じたものが光路差補正分となる。両プリズムは、ガラス又はプラスチック等の材料からなる。例えば、硼珪酸ガラスのプリズムでは、屈折率１．５１〜１．５３である。
光路差変更手段６ａ、６ｂは、プリズムの種類及び配置を種々変更することにより、光路長及び光路方向を変更することができる。
【００４７】
次に、光路差変更手段６ａ、６ｂの他の態様例として、図４に示す第１の実施の形態例の変形例、および第２〜第４の実施の形態例を説明する。
説明のため、ここでは、図２に示す右側の位置決めマークに対応する光路差変更手段６ａのみを説明する。なお、左側の位置決めマークに対応する光路差変更手段６ｂについても同様である。
図４では、図２に示す同軸落射方式の照明装置７ａ，７ｂからの一点鎖線で示される照明光が光路差変更手段６ａ、６ｂを透過する場合について説明する。
【００４８】
図４（ａ）は、図２に示した第１の実施の形態例の光路差変更手段６ａと同様の構成で、２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａの側辺の対向辺間の長さを変更した変形例を示したものである。図４（ａ）中、上方の平行四辺形プリズム６２ａが、下方の平行四辺形プリズム６３ａよりも、側辺間の長さが１．５倍程度長くなっている。
【００４９】
図４（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態例である。
第１の実施の形態と異なる点は、上側の平行四辺形プリズム６２ａの左側の上辺側に、直方体プリズム６４を配設した点である。なお、光路差変更手段６ａの２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａの大きさは第１の実施の形態と変わらない（但し、図４（ａ）に示した変形例とは異なる）。これにより、直方体プリズム６４内の光の透過長さに、直方体プリズム６４の屈折率を乗じた分だけ光路差を変化させることができる。
【００５０】
図４（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態例である。
第１，第２の実施の形態と異なる点は、４５°プリズム６１ａの位置及び向きである。図４（ｃ）に示すように、４５°プリズム６１ａの斜辺は、上向きであり、照明光が垂直左向きに反射するように配設されている。このため、平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａは、４５°プリズム６１ａの等辺に配設せず、４５°プリズム６１ａからの光線が各々の平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａに入射する位置に各々配置される。なお、本実施の形態例では、４５°プリズムを使用しているが、これに限定されるものではなく、斜辺と同位置に、単に反射ミラーを４５°傾斜して配設するようにしても良い。
【００５１】
図４（ｄ）は、本発明の第４の実施の形態例である。
第４の実施の形態では、第１〜３の実施の形態と異なる点は、光路差変更手段６ａに、４５°プリズムがなく、側辺間の長さが異なる２つの平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａのみで構成している点である。
図４（ｄ）に示すように、２つの４５°平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａは、下辺側の鋭角同士を当接させ、上辺側の鋭角が外方に向くように配設されている。そして、撮像装置４ａの鏡筒４８ａからの照明光が直接２つの４５°平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａ内に入射するように配置されている。このため、撮像装置４ａ、４ｂは、光路分割手段３０に対向する向き、すなわち、長手方向一直線上に配置されることになる。
【００５２】
図示はしないが、図４（ａ）〜（ｄ）の反射面をすべて反射ミラーとして構成することもできる。本実施の形態例のように、プリズムを使用するメリットとしては、プリズム内を光線が透過するため、塵埃による反射面の汚れを防止することができることである。また、プリズム同士が、互いに同質材料となるため、プリズムと空気の屈折率の違いにより中央側に寄る現象、いわゆる「けられ」を防止することができる。さらに、プリズム同士を接着することにより、光線の反射角度の調整を高精度に行うことができる。
【００５３】
上述したように、本実施の形態の位置決めマーク認識装置では、光路差変更手段６ａ，６ｂの配設により、撮像装置のカメラは標準レンズで良いため、従来のような大型の２視野分割レンズが不要となり、装置構成を簡易小型化することができる。
また、光路差変更手段６ａ，６ｂは、種類や大きさの異なるプリズムや反射ミラーの組み合わせにより、光路方向の変更や光路長の補正を各々行うことができるので、多様な位置決め調整に対応することができる。
また、光路差変更手段６ａ，６ｂでは、従来のように、撮像装置の鏡筒内で光軸を交差させることもないので、光軸調整が容易である。
【００５４】
本発明は上述した実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、位置決めマーク認識装置のワークとして液晶セルに搭載部材を位置決めする場合に適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ等を構成する表示基板に搭載部材を実装する場合の位置決めマークの光路差を補正するための装置に用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
４ａ，４ｂ…撮像装置、６ａ，６ｂ…光路差変更手段、６１ａ，６１ｂ…直角２等辺３角形プリズム（４５°プリズム）、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ…平行四辺形プリズム、７、７ａ，７ｂ…照明装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）の表示基板に対して、搭載部材を実装する際の位置決めを行うためのＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置及びＦＰＤモジュールの組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤには、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）、プラズマディスプレイ等がある。
このＦＰＤにおける表示基板では、その周縁部に、搭載部材が実装される。ここで、搭載部材は、駆動ＩＣチップをフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）に実装したチップオンフィルム（ＣＯＦ：Chip on Film）と、ＦＰＣを用いず、駆動ＩＣチップを表示基板に直接搭載するチップオングラス（ＣＯＧ：Chip on Glass）の２つを総称する。
また、表示基板の周辺には、さらに、プリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）等の周辺基板が実装され、その結果、ＦＰＤモジュールが組み立てられる。
【０００３】
ＦＰＤモジュールの組立ラインでは、複数の処理工程により、表示基板の周縁部および周辺に、搭載部材およびＰＣＢの実装を行う。
【０００４】
ＦＰＤモジュールの組立ラインにおける処理工程の一例として、（１）表示基板端部の搭載部材貼付け部を清掃する端子クリーニング工程と、（２）清掃後の表示基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film）を貼り付けるＡＣＦ工程がある。また、（３）表示基板のＡＣＦを貼付した位置に、搭載部品を位置決めして仮圧着（搭載）する搭載工程と、（４）仮圧着した搭載部材を加熱圧着してＡＣＦにより固定する本圧着工程がある。さらに、（５）搭載部材の表示基板側と反対側に、予めＡＣＦを貼付したＰＣＢを搭載するＰＣＢ工程がある。
【０００５】
特に、工程（３）の表示基板に搭載部材を位置決めする工程では、表示基板側の電極と搭載部材側の出力電極の高密度化により、両者の厳格な位置決め精度が要求される。
【０００６】
表示基板及び搭載部材という２つのワークの位置決めのために、両ワークに、一対の位置決めマークが各々設けられている。両ワークの対応する一対の位置決めマーク相互の位置決め誤差を検出することによって、位置決め調整を行うことができる。
【０００７】
この位置決め調整は、具体的には、一対の位置決めマークに照明光を照射して、この照明下で位置決めマークを撮像し、撮像された各位置決めマークのＸＹ座標軸位置を認識して、位置決め誤差を演算することにより行う。そして、演算された補正値に基づいて、一方側または両方のワークのハンドリング手段の動作によって、位置決め調整を行う。
【０００８】
この位置決め調整の際、表示基板の位置決めマークが表示基板の端面よりも、最大７ｍｍ程度内側にあり、搭載部材側の位置決めマークを同時に撮像して認識するためには、広視野が必要となる。広視野のカメラのレンズを選定すると分解能が悪くなり、精度が低下する。このため、ある程度離れた距離（約１０ｍｍ）を高分解能で認識可能な２視野分割方式が望まれていた。
【０００９】
また、表示基板と搭載部材との位置決め時には、あらかじめ搭載部材を持ち上げて上方から表示基板上に搭載するため、両者は、同一平面内ではなく、約２ｍｍの高低差がある。この状態で、高精度のカメラで撮像すると、焦点深度が浅いため、焦点ぼけが生じ、表示基板と搭載部材両者の位置決めマークの位置を正確に検出することができない。言い換えると、それぞれの位置決めマークからの反射光は、撮像時に、この高低差分の光路差が生じる。このため、それぞれの位置決めマークからの反射光の光路差を補正する必要があった。
【００１０】
前者の広視野に対応するため、特許文献１に、図６に示すような２視野分割レンズが提案されていた。
２視野分割レンズユニット４００の構成は、図６に示すように、結像用レンズ４３の光軸Ａと一致するように撮像装置内に、カメラ８０が配置されている。２視野分割レンズユニット４００として、この光軸Ａを線対称となるように、２組の「ハ」の字型に配された一対の反射ミラーが配設されている。
【００１１】
結像用レンズ４３の後方側には、一対の第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂが配置されている。カメラ８０の前方側に、一対の第２の反射ミラー４２ａ，４２ｂが配置されている。第２の反射ミラー４２ａ，４２ｂは、第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂの後方に位置され、第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂで反射された反射像をさらに反射させる。つまり、図６中、結像用レンズ４３の上側に入射される位置決めマークＭ１の反射光は、第１の反射ミラー４１ｂで反射され、さらにその反射像が、第２の反射ミラー４２ａで反射される。また、図６中、結像用レンズ４３の下側に入射される位置決めマークＭ２は、第１の反射ミラー４１ａで反射され、更にその反射像が、第２の反射ミラー４２ｂで反射される。
【００１２】
従って、第１の反射ミラー４１ａに位置決めマークＭ２を反射させ、第１の反射ミラー４１ｂに位置決めマークＭ１の像を反射させることによって、位置決めマークＭ１，Ｍ２の像の光路が相互に分離される。このように、第１の反射ミラー４１ａ、４１ｂと第２の反射ミラー４２ａ，４２ｂとにより、結像用レンズ４３に入射した光の光路が分離され、それぞれの反射ミラーで反射された位置決めマークＭ１、Ｍ２の反射像がカメラ８０の撮像面に結像される。
【００１３】
図６に示す２視野分割レンズユニット４００においては、結像用レンズ４３から第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂに至る光路の途中で、また第１の反射ミラー４１ａ，４１ｂから第２の反射ミラー４２ｂ，４２ａまでの光路途中で光路が交差する。なお、これら各光路の交差位置の前側にはカメラ８０に迷光が入り込むのを防止するための遮光部材４４ａ，４４ｂが配置されている。また、カメラ８０の前側にも同様の遮光部材４５ａ、４５ｂが配置されている。
【００１４】
特許文献１に開示されている２視野分割レンズでは、一対の「ハ」の字型の反射ミラーを２組ずつ配設するようにしているため、２視野分割レンズユニット自体の長さが長くなってしまい、装置構成が複雑かつ大型となる。さらに、光路差の補正については、対処されていないため、焦点距離の補正を別に行う必要がある。
【００１５】
また、光路差を補正するものとして、特許文献２に開示されているような光屈折素子が提案されている。これは、単一板状のガラスや透明樹脂からなる光屈折素子を反射光の光路上に配置することにより、搭載部材側の電極と表示基板側の電極とを、同一焦点距離に位置させるものである。これにより、透過する光屈折素子の厚みに、屈折率を乗じた分の光路差を補正するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平２００７―１９１４７号公報
【特許文献２】特開平９−４５７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献２に開示されている技術では、２つの位置決めマークの反射光の光路上に、単一板状の光屈折素子を透過させて光路差を調整するようにしているため、光路長及び光路方向のフレキシブルな変更は困難であった。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題点を考慮し、光路長及び光路方向の変更が自由に選定できる簡易小型のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置では、同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークを照射する照明装置と、それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、を備える。
さらに、２つのワークと撮像装置との間に配設され、それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、撮像装置までの反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、光路差及び光路方向の変更がフレキシブルに行える簡易小型のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
【図２】本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１の実施の形態例において照明装置を同軸落射方式とした形態例を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明のＦＰＤモジュールの液晶パネルと搭載部材の位置決め調整を説明する構成図である。
【図４】本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１〜第４の実施の形態例の要部拡大図である。（ａ）は、第１の実施の形態例、（ｂ）は第２の実施の形態例、（ｃ）は第３の実施の形態例、（ｄ）は第４の実施の形態例である。
【図５】撮像装置の撮像面を模式的に示す説明図である。
【図６】従来の２視野分割レンズの機構を説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置の第１〜第４の実施の形態例について、図１〜図５を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
【００２３】
既に説明していることであるが、ＦＰＤモジュールの組立装置のライン構成例として、下記の５工程（ユニット）がある。すなわち、（１）表示基板側端部の搭載部材貼り付け部の端子クリーニング工程（端子クリーニングユニット）、（２）表示基板端部に異方性導電シート（ＡＣＦ）を貼り付けるＡＣＦ工程（ＡＣＦユニット）、（３）表示基板のＡＣＦを貼付した位置に、搭載部材を位置決めして仮圧着装置により仮圧着（搭載）する仮圧着工程（仮圧着ユニット）と、（４）仮圧着した搭載部材を加熱圧着してＡＣＦにより固定する本圧着（実装）工程（本圧着ユニット）、（５）搭載部材の表示基板側と反対側に、予めＡＣＦを貼付したＰＣＢを搭載するＰＣＢ工程（ＰＣＢユニット）がある。
【００２４】
本発明のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置（以下、位置決めマーク認識装置）は、工程（３）の搭載部材を表示基板に位置決めを行う装置に用いられる。具体的には、図１に示すように、表示基板である液晶パネル２の周縁部に、搭載部材３を実装するための装置に用いられる。ここで、搭載部材３は、チップオンフィルム（ＣＯＦ）と、チップオングラス（ＣＯＧ）の２つを総称したものをいう。
図示しないが、液晶パネル２の周辺に、さらに、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）等の周辺基板が実装されて、ＦＰＤモジュールとして組み立てられる。
【００２５】
位置決めマーク認識装置は、図１、２に示すように、撮像装置４ａ、４ｂ、光路差変更手段６ａ，６ｂ（図２参照）、照明装置７（７ａ，７ｂ）及び光路分割手段３０から構成される。左右の位置決めマークのそれぞれに対応して、撮像装置４ａ，４ｂ、光路差変更手段６ａ，６ｂが２組ずつ左右に振り分けられて配置されている。
【００２６】
液晶パネル２は、図１に示すように、２枚のガラス製の方形薄板からなる上基板２ａと下基板２ｂとから構成されている。下基板２ｂは上基板２ａから所定の幅にわたって突出しており、搭載部材３は、この下基板２ｂの突出部に搭載される。なお、図１中、下基板２ｂの突出部は、簡略のため、１辺としているが、実際には、少なくとも２辺以上を突出部としている。搭載部材３は、フレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）に駆動ＩＣチップ５を実装したものである。搭載部材３には駆動ＩＣチップ５からの配線パターンである入力電極５ａ及び出力電極５ｂが形成されている。
【００２７】
また、下基板２ｂの表面にも配線パターンである電極８が形成されており、搭載部材３を液晶パネル２に搭載することによって、これらの電極同士を電気的に導通させるようにする。搭載部材３と液晶パネル２との接合は、ＡＣＦ９を用いて行われる。図１に示すように、液晶パネル２の下基板２ｂ側の電極８が設けられている部位にＡＣＦ９が貼り付けられており、搭載部材３はこのＡＣＦ９を介して液晶パネル２に搭載される。
【００２８】
上述したように、搭載部材３の液晶パネル２への搭載は、搭載部材３側の出力電極５ｂと液晶パネル２側の電極８を確実に接続する必要がある。このために、搭載部材３と液晶パネル２との間を、高精度に位置決めした後に接続されることになる。
【００２９】
また、図１に示す例では、照明装置７は下方からの照明として用いられている。すなわち、照明装置７は、表示基板２及び搭載部材３の位置決めマークに対して略垂直に照射するように、表示基板２及び搭載部材３に対して対向して配設されている。なお、照明装置７は、図示しないＬＥＤランプを１個又は２個からなる。
【００３０】
次に、光路分割手段３０について説明する。図１に示すように、光路分割手段３０は、照明装置７と表示基板２との間に配設される。表示基板２及び搭載部材３の一対の位置決めマークに対して、照明装置７からの照明光を、右側の位置決めマーク１０ａ，１１ａ及び左側の位置決めマーク１０ｂ、１１ｂを区別して照射する。そして、両者の反射光を、右側の位置決めマーク１０ａ，１１ａと左側の位置決めマーク１０ｂ、１１ｂとを区別して、反射させるようにしている。
【００３１】
光路分割手段３０は、第１のプリズム３１ａ，３１ｂ、第２のプリズム３４ａ，３４ｂと遮蔽部３３とから構成される。第１のプリズム３１ａ，３１ｂは、一対の４５°プリズムからなり、斜辺側である前面にハーフミラー３２ａ，３２ｂが接着されている。なお、ハーフミラー３２ａ，３２ｂは、可視域用の多層ハーフミラーである。
【００３２】
また、第１のプリズム３１ａ，３１ｂの１つの等辺側である背面は、黒色加工されており、第１のプリズム３１ａ，３１ｂの背面同士を接着することにより、遮蔽部３３が構成される。黒色加工は、サンドブラストにより砂目加工されている。第１のプリズム３１ａ，３１ｂの背面同士の接着及び第１のプリズム３１ａ，３１ｂの前面のハーフミラー３２ａ，３２ｂとの接着は、カナダバルサム等の光学接着剤により行う。
【００３３】
照明装置７からの照明光は、遮蔽部３３により左右に区別されて、第１のプリズム３１ａ，３１ｂ内に入射後、ハーフミラー３２ａ，３２ｂを透過して、右側の位置決めマーク１０ａ、１１ａと、左側の位置決めマーク１０ｂ、１１ｂを別個に照射する。
そして、照射された両者の一対の位置決めマークの反射光は、第１のプリズム３１ａ，３１ｂの斜辺側の前面のハーフミラー３２ａ，３２ｂで、左右にそれぞれ区別されて垂直に反射される。ハーフミラー３２ａ，３２ｂで垂直に曲折された反射光は、ハーフミラー３２ａ，３２ｂに対向して配設された光路差変更手段６ａ，６ｂ（図２参照）に入射される。
【００３４】
また、照射された一対の位置決めマークの反射光は、図２の破線に示す光路方向と逆向きに、２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂにそれぞれ入射される。外方の側辺で垂直に反射され、内方側の側辺で垂直に反射されて、４５°プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂ側に出射する。４５°プリズム６１ａ，６１ｂの斜辺の反射ミラーで垂直に反射されて、上方の鏡筒４６ａ，４６ｂ内に入射される。鏡筒４６ａ，４６ｂ内に入射された反射光が、カメラ４７ａ，４７ｂにより撮像される。
【００３５】
カメラ４７ａ，４７ｂの撮像面９０を、図５に模式的に示す。
撮像面９０は２つの撮像領域９１ａ，９１ｂに分けられている。撮像領域９１ａには右側の位置決めマークＭ１（図１中、１０ａ）が結像され、撮像領域９１ｂには左側の位置決めマークＭ２（図１中、１１ａ）は結像される。なお、一対のカメラ４７ａ，４７ｂは光路分割手段３０を挟んで相対向する位置に配設されているので、左右の位置決めマーク間隔が短い場合でも、一対のカメラ４７ａ、４７ｂを相互に干渉しないで配置することができる。
【００３６】
なお、照明装置は、上述したような下方照明（図１参照）に限定されるものではない。
図２に示すように、同軸落射方式とすることもできる。図２では、照明装置７ａ，７ｂは、撮像装置４ａ，４ｂの鏡筒４６ａ，４６ｂの中程にそれぞれ配設されている。照明装置７ａ，７ｂは、ＬＥＤランプである。図２中、一点鎖線で示すように、照明装置７ａ，７ｂからの照明光は、鏡筒４６ａ，４６ｂ内に長手方向４５°傾斜して配置されたハーフミラー４９ａ，４９ｂで、垂直方向（図２中、鉛直下方）に反射される。
【００３７】
照明装置７ａ，７ｂからの照明光が、光路差変更手段６ａ，６ｂの４５°プリズム６１ａ，６１ｂの１つの等辺側に入射すると、斜辺側の反射ミラーで、図２中、プリズム６１ａでは左側に垂直反射し、プリズム６１ｂでは右側に垂直反射して、他の等辺側から出射する。４５°プリズム６１ａ，６１ｂの他の等辺側に配設された平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂ内に、照明光が、各々入射すると、平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂの内方の側辺側で外方に垂直反射する。さらに、照明光は、平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ内の側辺間の長さ方向を透過し、外方の側辺で垂直に反射して、平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂから出射する。平行四辺形プリズム６３ａ，６３ｂも同様である。このように、同軸落射方式の照明の場合には、位置決めマークからの反射光とは逆方向の経路となる。
【００３８】
次に、位置決め調整を、図３に基づいて説明する。
液晶パネル２は位置調整機構付きのテーブル１２に真空吸着等の手段で固定されている。一方、搭載部材３は吸着ヘッド１３に吸着保持されており、この吸着ヘッド１３は搭載用ロボット１４に把持されている。液晶パネル２のテーブル１２への設置時と、搭載部材３の吸着ヘッド１３による吸着時は、それぞれ粗精度で仮位置決めされる。
【００３９】
仮位置決めのため、テーブル１２に固定されている液晶パネル２と吸着ヘッド１３に保持されている搭載部材３との間には多少の位置決め誤差がある。この位置決め誤差を補正するため、両者を正確に位置合わせして、搭載用ロボット１４を作動させて、搭載部材３を液晶パネル２の下基板２ｂにおける所定位置に搭載させる必要がある。なお、搭載用ロボット１４は、ＸＹ方向の移動機構及びθ方向の回転調整機構を備えている。
これは、図示しないが他の辺の搭載を行う搭載用ロボット１４が複数あるため、液晶パネル２を固定した方が、効率が良いためである。なお、搭載用ロボット１４が１台の場合は、ＸＹ方向の移動をテーブル１２で行い、θ方向の回転調整を搭載用ロボット１４で行っても良い。
【００４０】
このため、図１に示すように、液晶パネル２及び搭載部材３には、それぞれ位置決めマークが形成されている。具体的には、液晶パネル２側には、位置決めマーク１０ａ，１０ｂが形成され、搭載部材３側には、位置決めマーク１１ａ，１１ｂが形成されている。これらの位置決めマークの位置を、撮像装置４ａ，４ｂのカメラ４７ａ，４７ｂにより撮像して、基準位置からの位置決め誤差を算出し、テーブル１２及び搭載用ロボット１４（図３参照）のＸＹ方向及びθ方向の移動機構の駆動によって、それらの位置決め誤差を補正するようにしている。
【００４１】
この撮像装置４ａ，４ｂのカメラ４７ａ，４７ｂは、図１に示すように、鏡筒４６ａ、４６ｂの一端側に配置されている。カメラ４７ａ，４７ｂは、標準レンズを備えた高性能の小型ＣＣＤカメラである。標準レンズは、例えば、２倍（±０．５％）、焦点距離１６５±３ｍｍ、焦点深度３４０μｍである。なお、照明装置の使用光線の波長は、例えば、４００〜５５０nｍ、透過率９０％である。
【００４２】
そして、図３に示したように、カメラ４７ａ，４７ｂにより撮像した位置決めマークの基準位置からのずれを制御回路１５で検出して制御信号を出力する。この制御信号は、駆動回路１６に入力され、この駆動回路１６によってテーブル１２及び搭載用ロボット１４が駆動されることになり、その結果、液晶パネル２と搭載部材３が正確に位置決めされる。その後、搭載部材３を液晶パネル２に熱圧着して搭載する。
【００４３】
図３に示すように、液晶パネル２の下基板２ｂと搭載部材３とは位置決め時に、同一平面上ではなく、２ｍｍ程度の高低差がある。これは、あらかじめ搭載部材３側を持ち上げた状態から表示基板２上に仮圧着するためである。この状態で、深度の浅い高精度のカメラで撮像すると、焦点ぼけが生じてしまうため、その位置を正確に検出することができない。言い換えると、両者の位置決めマークからの反射光は、撮像時に、この高さの差分だけ光路差が生じることになる。この光路差を補正するため、本実施の形態では、撮像装置４ａ，４ｂの鏡筒４６ａ、４６ｂ内の一端側（カメラ４７ａ，４７ｂと反対側）に、光路差変更手段６ａ，６ｂ（図２参照）が配設されている。
【００４４】
光路変更手段６ａ，６ｂは、図２に一例を示すように、光学素子であるプリズムを複数組み合わせて構成される。
本実施の形態例では、左右の位置決めマークのそれぞれについて、直角２等辺３角形プリズムである４５°プリズム６１ａ（６１ｂ）と、２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａ（６２ｂ、６３ｂ）とからなるプリズムユニットを２組備える。平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂは、鋭角が４５°で、上辺及び下辺（図２中、鉛直方向の対向辺のうち、右側の入射側を下辺、左側の出射側を上辺とする）間の高さが同じで、側辺（図２中、鉛直方向に４５°傾斜する辺とする）間の長さが異なるようにしている。
４５°プリズム６１ａ，６１ｂの１つの等辺中央を中心として、４５°の２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂの上辺の鋭角が外方に向くように配設されている。
【００４５】
４５°プリズム６１ａ，６１ｂ及び２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂの反射面に、反射ミラーが配設されている。４５°プリズム６１ａ，６１ｂでは、斜辺側に反射ミラーが配設される。平行四辺形プリズム６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂでは、側辺にそれぞれ反射ミラーが配設される。
【００４６】
平行四辺形プリズムの側辺間の長さを変更することにより、透過する反射光の光路長を変えることができる。すなわち、平行四辺形プリズムの側辺の長さの差に、プリズム材質の屈折率を乗じたものが光路差補正分となる。両プリズムは、ガラス又はプラスチック等の材料からなる。例えば、硼珪酸ガラスのプリズムでは、屈折率１．５１〜１．５３である。
光路差変更手段６ａ、６ｂは、プリズムの種類及び配置を種々変更することにより、光路長及び光路方向を変更することができる。
【００４７】
次に、光路差変更手段６ａ、６ｂの他の態様例として、図４に示す第１の実施の形態例の変形例、および第２〜第４の実施の形態例を説明する。
説明のため、ここでは、図２に示す右側の位置決めマークに対応する光路差変更手段６ａのみを説明する。なお、左側の位置決めマークに対応する光路差変更手段６ｂについても同様である。
図４では、図２に示す同軸落射方式の照明装置７ａ，７ｂからの一点鎖線で示される照明光が光路差変更手段６ａ、６ｂを透過する場合について説明する。
【００４８】
図４（ａ）は、図２に示した第１の実施の形態例の光路差変更手段６ａと同様の構成で、２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａの側辺の対向辺間の長さを変更した変形例を示したものである。図４（ａ）中、上方の平行四辺形プリズム６２ａが、下方の平行四辺形プリズム６３ａよりも、側辺間の長さが１．５倍程度長くなっている。
【００４９】
図４（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態例である。
第１の実施の形態と異なる点は、上側の平行四辺形プリズム６２ａの左側の上辺側に、直方体プリズム６４を配設した点である。なお、光路差変更手段６ａの２つの平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａの大きさは第１の実施の形態と変わらない（但し、図４（ａ）に示した変形例とは異なる）。これにより、直方体プリズム６４内の光の透過長さに、直方体プリズム６４の屈折率を乗じた分だけ光路差を変化させることができる。
【００５０】
図４（ｃ）は、本発明の第３の実施の形態例である。
第１，第２の実施の形態と異なる点は、４５°プリズム６１ａの位置及び向きである。図４（ｃ）に示すように、４５°プリズム６１ａの斜辺は、上向きであり、照明光が垂直左向きに反射するように配設されている。このため、平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａは、４５°プリズム６１ａの等辺に配設せず、４５°プリズム６１ａからの光線が各々の平行四辺形プリズム６２ａ，６３ａに入射する位置に各々配置される。なお、本実施の形態例では、４５°プリズムを使用しているが、これに限定されるものではなく、斜辺と同位置に、単に反射ミラーを４５°傾斜して配設するようにしても良い。
【００５１】
図４（ｄ）は、本発明の第４の実施の形態例である。
第４の実施の形態では、第１〜３の実施の形態と異なる点は、光路差変更手段６ａに、４５°プリズムがなく、側辺間の長さが異なる２つの平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａのみで構成している点である。
図４（ｄ）に示すように、２つの４５°平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａは、下辺側の鋭角同士を当接させ、上辺側の鋭角が外方に向くように配設されている。そして、撮像装置４ａの鏡筒４８ａからの照明光が直接２つの４５°平行四辺形プリズム６２ａ、６３ａ内に入射するように配置されている。このため、撮像装置４ａ、４ｂは、光路分割手段３０に対向する向き、すなわち、長手方向一直線上に配置されることになる。
【００５２】
図示はしないが、図４（ａ）〜（ｄ）の反射面をすべて反射ミラーとして構成することもできる。本実施の形態例のように、プリズムを使用するメリットとしては、プリズム内を光線が透過するため、塵埃による反射面の汚れを防止することができることである。また、プリズム同士が、互いに同質材料となるため、プリズムと空気の屈折率の違いにより中央側に寄る現象、いわゆる「けられ」を防止することができる。さらに、プリズム同士を接着することにより、光線の反射角度の調整を高精度に行うことができる。
【００５３】
上述したように、本実施の形態の位置決めマーク認識装置では、光路差変更手段６ａ，６ｂの配設により、撮像装置のカメラは標準レンズで良いため、従来のような大型の２視野分割レンズが不要となり、装置構成を簡易小型化することができる。
また、光路差変更手段６ａ，６ｂは、種類や大きさの異なるプリズムや反射ミラーの組み合わせにより、光路方向の変更や光路長の補正を各々行うことができるので、多様な位置決め調整に対応することができる。
また、光路差変更手段６ａ，６ｂでは、従来のように、撮像装置の鏡筒内で光軸を交差させることもないので、光軸調整が容易である。
【００５４】
本発明は上述した実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、位置決めマーク認識装置のワークとして液晶セルに搭載部材を位置決めする場合に適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ等を構成する表示基板に搭載部材を実装する場合の位置決めマークの光路差を補正するための装置に用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
４ａ，４ｂ…撮像装置、６ａ，６ｂ…光路差変更手段、６１ａ，６１ｂ…直角２等辺３角形プリズム（４５°プリズム）、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ…平行四辺形プリズム、７、７ａ，７ｂ…照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークに光を照射する照明装置と、
前記それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、
前記２つのワークと前記撮像装置との間に配設され、前記それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、前記撮像装置までの該反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、
を備えたＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項２】
前記光路差変更手段は、複数のプリズムの組合せからなるようにした、
請求項１に記載のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項３】
前記複数のプリズムの組合せは、１つの直角２等辺３角形プリズム及び２つの鋭角が４５°の平行四辺形プリズムの組合せからなるようにした、
請求項２に記載のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項４】
前記照明装置は、前記撮像装置と同軸に配置され、該照明装置の照明光が、前記位置決めマークからの反射光と逆向きの経路となるようにした、請求項１〜３のいずれかに記載のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項５】
一方のワークに設けられた一対の位置決めマークと他方のワークに設けられた一対の位置決めマークとを位置決めする位置決めマーク認識装置と、端部にＡＣＦが貼り付けられた該一方のワークに該他方のワークを仮圧着する仮圧着装置と、を備える仮圧着ユニットと、
仮圧着した前記他方のワークを加熱圧着して固定する本圧着ユニットと、を備え、
前記位置決めマーク認識装置は、同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークに光を照射する照明装置と、
前記それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、
前記２つのワークと前記撮像装置との間に配設され、前記それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、前記撮像装置までの該反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、を有する、ＦＰＤモジュールの組立装置。
【請求項１】
同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークに光を照射する照明装置と、
前記それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、
前記２つのワークと前記撮像装置との間に配設され、前記それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、前記撮像装置までの該反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、
を備えたＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項２】
前記光路差変更手段は、複数のプリズムの組合せからなるようにした、
請求項１に記載のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項３】
前記複数のプリズムの組合せは、１つの直角２等辺３角形プリズム及び２つの鋭角が４５°の平行四辺形プリズムの組合せからなるようにした、
請求項２に記載のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項４】
前記照明装置は、前記撮像装置と同軸に配置され、該照明装置の照明光が、前記位置決めマークからの反射光と逆向きの経路となるようにした、請求項１〜３のいずれかに記載のＦＰＤモジュールの位置決めマーク認識装置。
【請求項５】
一方のワークに設けられた一対の位置決めマークと他方のワークに設けられた一対の位置決めマークとを位置決めする位置決めマーク認識装置と、端部にＡＣＦが貼り付けられた該一方のワークに該他方のワークを仮圧着する仮圧着装置と、を備える仮圧着ユニットと、
仮圧着した前記他方のワークを加熱圧着して固定する本圧着ユニットと、を備え、
前記位置決めマーク認識装置は、同一平面上にない２つのワークにそれぞれ設けられた位置決めマークに光を照射する照明装置と、
前記それぞれの位置決めマークからの反射光を撮像する撮像装置と、
前記２つのワークと前記撮像装置との間に配設され、前記それぞれの位置決めマークからの反射光を、少なくとも２回垂直に反射させることにより、前記撮像装置までの該反射光の光路長が同一となるように複数の光学素子を組み合わせてなる光路差変更手段と、を有する、ＦＰＤモジュールの組立装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４２４３６（Ｐ２０１２−４２４３６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６５５７（Ｐ２０１０−１８６５５７）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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