玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種檢測以微小間隔配置的多個基準部位 的各座標的位置檢測方法和位置檢測裝置，特別是涉及適 合於作為對形成於印刷基材上的印刷電路板進行衝切的前 作業，高精度地檢測出印刷電路板上的基準部位和載置有 印刷電路板的基台上的基準部位等的座標的位置檢測方法 、及使用該位置檢測方法和位置檢測裝置的印刷電路板的 定位方法。 【先前技術】 在衝切形成於柔性薄膜等印刷基材w上的印刷電路板说 的場合’沿其端部的修整外形線W1的C形的部分、即所謂 的修整孔（slim hole)w2的衝切要求高精度（參照第8圖）。 即，在由該修整孔W2圍成的印刷電路板w的端部形成多個配 線圖案的連接導線，在包含修整孔…在内由過去的衝壓裝 置對印刷電路板w整體進行衝切的場合，上述連接導線部周 圍的衝切精度低，所以，易發生該導線部與該導線部的連 接不良，產生產品可靠性下降的問題。 因此，先前技術（參照日本專利公報第2662477號）在印 刷電路板的端部近旁設置對準標記，由CCD攝像機等攝像裝 置對該對準標記進行攝像，同時，由圖像處理對該對準標 記的座標進行檢測，將該檢測出的座標作為基準，由衝頭 對印刷電路板的端部的修整孔進行衝切。 可是，按照上述技術，當印刷電路板的端部與衝頭在 衝頭牙盥兮I夺’而要對形成該印刷電路板的印刷基材或 =貝和與該衝頭對應的模具進行角度修正，所以，需要對 各印:電路板至少檢測出兩個對準標記的座標。 =m在想用—台攝像裝置對兩個對準標記進行攝像 像二斟由Γ需要使視野範圍比由相同分辨能力的-台攝 =置對-個對準標記進行攝像的場合寬，為此攝像精度 雖提出有設置分別與兩個對準標記對應的二台攝像裝 置的方案，但在印刷電路板為小型的場合，由於兩個對準 標記的間隔也成為微小尺寸，所以，產生上述二台攝像裝 置可能產生干涉的問題。另外，雖可考慮通過傾斜地設置 上述-台攝像裝置以避免上述干涉的問題，但在該場合， 由於圖像失真，所以不能獲得高精度的攝像。 另外，雖也可考慮分別對應於兩個對準標記使一台攝 像裝置移動的問題，但在該場合，由於需要攝像裝置的移 動時間，所以，座標檢測時間變長。 【發明内容】 本發明是馨於上述問題而研發的，其目的在於提供一 種不使多個攝像裝置相互干涉以高精度在短時間内對按微 小間隔配置的多個基準部位進行攝像、檢測各基準部位的 座標的位置檢測方法、位置檢測裝置、及印刷電路板的定 位方法。 為了解決上述問題，本發明的位置檢測方法係將至少 兩個基準部位的像光學地分割成與每個該基準部位對應的 多個像，由各攝像裝置對這此 ，進而對這些多個攝像數^ ㈣的夕個像進行攝像 上述各基準部位的座=據分別進行圖像處理從而檢測出 上述基準部位為例如形成於印刷基材上的印刷電路拓 的匸狀修整外徑線的兩個出何上的印刷電路板 c 出角狀的頂部和用於從上述印刷 基材衝切印刷電路板的模具的多個規定部位等。 另外，上述光學分割乃意味使用稜鏡和 =方向的像分成多個像，並朝不同方向分別引導 = 夕=，其具體例為使用斷面為等腰三角形的棱鏡反射鏡 ’將攸-個方向人射到該稜鏡反射鏡_部側的像分成二 4分，並使該分割獲得的兩個像分別朝不同的方向反射。 按照上述技術手段，將多個基準部位的像光學地分判 成與每個該基準部位對應的多個像，從而使這些基準部位 間的間隔擴大地分別入射至對應的攝像裝置。 另外，在第2發明的位置檢測裝置中，具有將入射口的 至少兩個基準部位的像光學地分割成與每個該基準部位對 應的多個像並將這些分割獲得的多個像分別向出射口引導 的光學導向裝置和多個分別對著上述出射口的攝像裝置 ，進而分別對由這些多個攝像裝置獲得的攝像數據進行圖 像處理，檢測出上述各基準部位的座標。 另外，第3發明的位置檢測裝置的特徵在於，上述光學 導向裝置具有使入射到上述入射口的至少兩個基準部位的 像朝向一方向反射的第1反射裝置、將由該第1反射裝置反 射的像分割成與每個上述基準部位對應的多個像並使該分 割獲得的多個像分別引導至不同的方向的光學分支裝置、 _ 及反射由該光學分支裝置分割的各像並將其引導至上述出 - 射口的第2反射裝置。 ： •另外，第4發明的位置檢測裝置的特徵在於，使上述光 學導向裝置和上述攝像裝置相對移動，從而使攝像獲得的 各基準部位的像的視野範圍移動。 上述光學導向裝置和上述攝像裝置相互移動係包括： 在固定上述光學導向裝置的狀態移動上述攝像裝置；在固籲春 疋上述攝像裝置的狀態下移動上述光學導向裝置；及使上 述光學導向裝置與上述攝像裝置雙方分別朝^同方向移動 的場合。 另外，第5發明的位置檢測裝置的特徵在於，上述基準 部位為兩個，通過在與兩個上述第2反射裝置的配置方向大 體直交的方向使上述光學導向裝置與兩個上述攝像裝置相 對移動，使兩個上述視野範圍朝向接近及離開的方向移動。 另外，第6發明的位置檢測裝置的特徵在於，上述基準 部位為兩個，通過在與兩個上述第2反射裝置的配置方向大 體平行的方向使上述光學導向裝置與兩個上述攝像裝置相 對移動，從而使兩個上述視野範圍中的一方朝向與上述移 · 動方向大體直交的方向移動，並使另一方朝向與上述一方 … 的視野範圍的移動方向相反的方向移動。 另外，第7發明為使用位置檢測裝置的印刷電路板的定 位方法，其特徵在於，分別檢測基台上的至少兩個基準部 位的座標和與這些座標對應的印刷電路板上的多個座標， 591198 使上述基台與上述印刷電路板中的一方或雙方移動使上述 〜 印刷電路板上的上述基準部位與上述基台上的上述基準部 位致。 ♦、 【實施方式】
«I 下面，根據附圖說明本發明的實施例。 第1圖為本發明的位置檢測裝置的一例。 該位置檢測裝置A具有光學導向裝置1 〇和攝像裝置2〇 ，該光學導向裝置10將入射到入射口 Ha的兩個基準部位的馨# 像分割成與各假該基準部位對應的兩個像，將該兩個像分 別引導至出射口 lib ;該攝像裝置20分別對著兩個上述出射 口 lib、lib ;通過對由該多個攝像裝置2〇獲得的多個攝像 數據進行圖像處理，檢測上述各基準部位的座標。 按照本貫施形式的優先一側；上述基準部位形成為與 衝頭對應的模具30(基台）的匸形狀的孔31的出角狀的兩個 部位31a、31a(參照第1圖）。 光子V向裝置10在主體外殼π内具有使從入射口 入射的兩個基準部位31a、31a的像雙方都朝後方反射的第 1反射裝置12、將由該第1反射裝置12反射的像分割成與每 _ 個上述基準部位31 a對應的多個像的光學分支裝置13、及反 射由該光學分支裝置13分割的各像將其引導至上述出射口 •‘ lib的第2反射裝置14。 - 主體外殼11在平面視圖下大體呈τ形狀，在其前端側， 部位具有朝下開口的1個入射口 lla，同時，在其後端側部 位具有朝上方開口的兩個出射口 llb、llb、將從丨個入射 9 591198
口 Ua入射的像分支後引導至兩個出射口 lib、Ub地將内 部形成為空心狀。 第1反射裝置12為反射鏡，通過在以水平狀支承的主 體外殼11内按約45度的傾斜角度固定，反射從下方人射 的兩個基準部位31a、31a的像，朝主體外殼^内的後方 引導。該第1反射裝置12如與上述同樣地作用，則也可為 棱鏡。 光學分支裝置13為大體等腰三角形斷面的稜鏡反射 鏡，在使其頂部朝向上述第丨反射裝置12的狀態下固定於 主體外殼11的中央後端部。該光學分支裝置13將從第i 反射裝置12側入射的像朝左右45度方向分割成兩個部分 地反射，將該分割獲得的兩個像引導至第2反射裝置14。 參# 第2反射裝置14為所謂頂形稜鏡（亦稱屋頂形稜鏡或 反射面稜鏡），使從入射面14a入射的像依次由該稜鏡内的 兩個反射面14b、14c反射，從出射面14d射出（參照第3 圖）。上述兩個反射面14b、14c的角度為90度，這些反射 面14b、14c的稜線14€與入射面14a的角度為45度。 該第2反射裝置14反射由光學分支裝置13分割獲得 的各像將其引導至出射口 11b地固定至主體外殼u的^右 的出射口 lib、lib的各内側，而且該兩個第2反射裝置η、 14使其入射面14a、14a相向地配置。 下面詳細說明該第2反射裝置14的作用。如第3圖所 不’文字P的像p入射到入射面14a的座標（di，di,)時， 在反射面14b的點14M反射，成為在χ—ζ平面上順時^回 10 轉90度、在χ—γ平面上順時針回轉45度獲得的像〆。 該像P’在反射面14c的點I4cl反射，成為在χ—z平 面上順時針回轉90度、在[Y平面上順時針回轉45度的 像P” ’從出射面14d的座標（d〇，do,）出射。 然而，按照上述構成的光學導向裝置1〇，如第2圖所 示，將顯示於第1反射裝置12下方的工件面ψχ的文字r :文字L的像H、£1入射到第！反射裝置12而反射成為 上述工件面Wx垂直的像r2和像a。 這些像r2和像€2入射到光學分支裝置13時，被分卿 成上述兩個文字R和文字L分別對應的兩個像r3和像^ 反射。這些像r3像£3朝相反的方向沿與向光學分支裝置 13的入射方向成直角的方向直進，分別入射到右側的第2 反射裝置14和左側的第2反射裝置14。 由於像Γ3反射到右側的第2反射裝置14内的反射面 14b (參照第3圖），因而成為使工件面^上 時針方向回轉90度的像r4。 頃 另外，像€3由左側的第2反射裝置14内的反射面⑽ 反射因而使工件面Wx上的文字L成為逆時針回轉⑽的像 像ι·4和像€4分別入射到左右的攝像裝置2〇。 這些攝像裝置20、20為CCD攝像機，分別靠近光學導 向裝置10的兩個出射口 11 b、11 b配置。 各攝像裝置20係朝Π方向可水平移動地支承在 珠螺桿機構、導執、伺服馬達等組合構成的水平移動機^ 591198 (圖中未示出）。 另外，在各攝像裝置2〇的後端經由圖像二分支電路板 41和圖像處理裝置42電連接有顯示器43(參照第4圖），將由 兩個攝像裝置20、20攝像的兩個圖像分別顯示於左右的顯 示器43、43。 籲# 按照上述構成的位置檢測裝置A，模具3〇上的兩個基準 部位31a、31a的像由第1反射裝置12、光學分支裝置13第2 反射裝置14依次反射，從而分割成對應於每個上述基準部 位31a的兩個像，該分割的各像由攝像裝置2〇攝像，顯示於 各顯示器43，同時，由圖像處理裝置42進行圖像處理，檢 測出其座標。 此時，模具30對該模具30上的左右的視野範圍s、s具 有角度的狀態配置，或左右的視野範圍s、s間的寬度與兩 個基準部位31a、31a的寬度不同的場合，沿與兩個第2反射 裝置14、14的配置方向大體直交的方向或/和大體平行的方 ·# 向水平移動雙方的攝像裝置2〇、2〇，便可使左右的視野範 圍S、S的各位置變化。 例如，如第5圖（al)所示，將模具3〇對由兩攝像裝置 2〇、30獲得的該模具3〇上的左右的視野範圍s、s順時針方 向具有角度的狀態下配置，而且，兩個基準部位31a、31a 的寬度比左右的視野範圍S、S間寬的場合，朝向與兩個第2 反射裝置14的配置方向直交且接近兩個基準部位31a的方 向（第1圖的XI方向）移動兩攝像裝置2〇、2〇，則右側的視野 範圍S便可朝向Rxi方向變位，且左側的視野範圍s可向Lxl 12 591198 方向變位’即向兩個視野範圍s、s之間距擴大的方向變位 . (第 5圖（bl))。 — 進而，使兩攝像裝置20、20朝向與兩個第2反射裝置14 ： 的配置方向平行的左方向（第i圖的γ2方向）移動，則左側的 視野範圍S便可朝向Ry2方向（第5·圖的下方向）變位，且左側 的視野範圍SL可向Ly2方向（第5圖的上方向）變位（ 第5圖（cl))。 " 於疋，兩個基準部位31a、31a便可分別位置於其對應 的視野範圍S的大體靠近中央的位置，同時在顯示器43、“ 上即各顯示器43的大體靠近中央的位置顯示對應的基準 部位31a。 基準部位31a、31a的各座標由圖像處理檢測，依需要 進行模具30與該模具30對應的衝頭（圖中未示出）的角度或 疊合於該模具30的印刷基材w的角度之修正。 上述攝像裝置20的移動方向為一例，兩個攝像裝置 可分別由上述的水平移動機構朝所期望的水平方向移動， | 而左右的視野範圍S、S分別朝向與對應的攝像裝置2〇的移籲· 動方向相應的方向變位。 即’對右側的攝像裝置20的XI方向的移動，其視野範 圍S朝向Rxl方向變位，對右側的攝像裝置2〇的义2方向的移 ·· 動’其視野範圍S朝向Rx2方向變位，對右側的攝像裝置2〇 - 的Y1方向的移動，其視野範圍S朝向Ryl方向變位,對右側 的攝像裝置20的Y2方向的移動，其視野範圍s朝向Ry2方向 變位。 13 又’對左側的攝像裝置2〇的X1方向的移動，其視野範 圍S朝向Lxl方向變位，對左側的攝像裝置2〇的以方向的移 動，其視野範圍S朝向Lx2方向變位，對左側的攝像裝置2〇 的π方向的移動，視野範圍s朝向方向變位，對左側的 攝像裝置20的Y2方向的移動，其視野範圍s朝向Ly2方向變 位。 下面，根據第6圖說明使用上述構成的位置檢測裝置a 將印刷電路板w定位於模板3〇(基台）上的程序。 首先，如第6(a)圖所示，對於載置印刷基材w的模具3〇 上的兩個基準部位31a、31a，使用圖像處理裝置42對由攝 像裝置20分別攝像的攝像圖像進行圖像處理，從而檢測其 座標。 八 然後，用上述位置檢測裝置A檢測載置於上述模具3〇 近旁的印刷基材w的對應於上述基準部位31a、31a的部位 即印刷電路板w端部的匸狀的修整外形線wl上的兩個出角 狀基準部位wla、wla的各座標（參照第吖…圖）。 繼之，因可水平方向回轉和移動的習知輸送機構或移 動機構（圖中未示出）將印刷基材W或模具30朝向χγ方向或/ 及回轉方向移動，使基準部位wla、via和基準部位3ia、3ia 一致，疊合印刷基材界與模具3〇，在印刷基材w上的印刷電 路板wi^ 利用〔形斷面的衝頭（圖中未示出）衝製修整孔 w2(參照圖6(c)圖）。 下面’根據第7圖說明本發明的位置檢測裝置的另一 例0 591198 上述位置檢測裝置A係由可水平移動之兩個攝像裝置 20、20構成，而本位置檢測裝置B係將兩個攝像裝置2〇、2〇 固疋，且光學導向裝置10，可朝向χγ向水平移動。其它構 成與上述位置檢測裝置A相同，故採用相同符號，詳細說明 從略。
使光學導向裝置10朝向XY方向移動的水平移動機構係 與上述位置檢測裝置A同樣，由滾珠螺桿機構、導執及祠服 馬達等組成（圖中未示出）。 知:照此位置檢測裝置B，左右的視野範圍s、s朝向光學 導向裝置10的移動方向相應的方向變位。 即，對光學導向裝置1〇的XI方向的移動，右側的視野 範圍S朝向RX2方向變位，同時，左側的視野範圍s朝向Lx2 方向變位。 另外’對光學導向裝置10的以方向的變位，右側的視 野範圍S朝向Rxl方向變位，同時，左側的視野範圍s朝向Lxl 方向變位。 ·· 另外’對光學導向裝置10的^方向的移動，右側的視 野範圍S朝向Ry2方向變位，同時，左側的視野範圍s朝向Ly2 方向變位。 另外’對光學導向裝置10的¥2方向的移動，右側的視 野乾圍S朝向Ryl方向變位，同時，左側的視野範圍s朝向Lyi 方向變位。 上述位置檢測裝置A分別使兩個攝像裝置20、20水平移 動地構成’但也可將兩個攝像裝置2〇、2〇一體固定，使得 15 591198 可由單一的水平移動機構使該兩攝像裝置2〇、2〇朝向χγ* 向移動，從而獲得更簡單的構造。 另外，上述位置檢測裝置Α和Β係備有分別對應於兩個 攝像裝置20、20之兩個顯示器43、43，使對視野範圍s、S 的變位有良好的追從性，且可將各視野範圍s的面積確保得 較廣之一可取例。但也可將兩個攝像裝置2〇、2〇的攝像圖 像顯示於單一的顯示器。 另外，上述位置檢測裝置A和B係將兩個基準部位31a 、31a的像分割成兩個、分別由攝像裝置對該分割的兩個像 進行攝像的一例，但將3個以上的基準部位分割成與各個該 基準部位對應的多個像，由攝像裝置分別對該分割的多個 像進行攝像亦可。 另外，上述位置檢測裝置A和B可為在同一裝置内具有 光學導向裝置10、攝像裝置20、20、圖像處理裝置42、顯 不器43、43等的構成，也可為將上述構成的一部分或各裝 置作為獨立的裝置設置的構成。 另外，上述光學導向裝置1〇係具有第丨反射裝置12、光 學分支裝置13、及兩個第2反射裝置14、14的一可取例 ，但祗要可將至少兩個基準部位的像依各基準部位分割成 對應的多個像的構成，則例如也可為僅具有光學分支裝置 13的構成或可為在上述光學導向裝置1〇的構成上追加光學 分支裝置/和反射裝置的構成。 另外，上述位置檢測裝置A*B之攝像對象的基準部位 不限於上述模具30上的基準部位31a和上述印刷基材w上的 16 或印刷基材上等的至 基準部位wla，也可為例如設於模具上 少兩個對準標記。. ί發明備有上述的構成，因此，可發揮下述的效果。 庫鱗部㈣像依各基準綠分割成對 ^的夕個像’精攝㈣置對該各像進行攝像，所以可避免 二:固：像f置相互干涉’可以高精度且短時間對按微小間 :-己的夕個基準部位進行攝像，檢測出各基準部位的座 ^ (申請專利範圍第1 — 3項）。 而且，如使光學導向裝置和攝像裝置相對移動，則可 將各，準部位的視野範圍輕易地變位使各基準部位包含於 視野範圍。例如’基準部位為兩個時，使兩個攝像裝置同 時朝：與兩個第2反射裝置的配置方向大體直交的方向移 動的場口 ’ 著兩個攝像裝置的移動，可使兩個視野範圍 朝向接近及離開的方向變位。另夕卜，基準部位為兩個時， 使兩個攝像裝置同時朝向與兩個第2反射裝置的配置方向 大體平行的方向移動的場合，隨著兩個攝像裝置的移動， 可使兩個上述視野範圍内的一方朝向與攝像裝置的上述移 動方向大體直交的方向變位，同時，使另一方朝向與上述 一方的視野範圍的移動方向相反的方向變位（申請專利範 圍第4-7項）。 另外’按照上述印刷電路板的定位方法，可容易而且 正確地將形成於印刷基材的印刷電路板疊合於模具等基台 上的規疋位置，結果可高精度地進行印刷電路板的衝孔加 工和切斷加工等。 17 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明的位置檢測裝置的一例的概略構造的 斜視圖。 第2圖為光學導向裝置的一例的内部構造的斜視圖。 第3圖為第2反射裝置的一例的斜視圖。 第4圖為電連接攝像裝置與圖像處理裝置的一例的斜 視圖。 第5圖（al)〜（cl)為視野範圍依次在模具（基台）上移 動的狀態的平面圖，（a2)〜（C2)為對上述各視野範圍攝像 獲得的圖像的平面圖。 第6圖按（a)〜（c)依次示出本發明印刷電路板的定位 順序的要部平面圖。 第7圖為本發明的位置檢測裝置的另一例的斜視圖。 第8圖為印刷電路板和形成多個該印刷電路板的印刷 基材的一例的平面圖。 【符號說明】 11 a··.入射口 12·..第1反射裝置 14···第2反射裝置 30···模具（基台） 4 2 · · ·圖像處理裝置 A、B…位置檢測裝置 w.·.印刷電路板 10…光學導向裝置 1 lb··.出射口 13…光學分支裝置 2 0…攝像裝置 31a··.基準部位 4 3…顯示器 W…印刷基材
Wla…基準部位 18