專利名稱：電子部件的圖像獲取方法以及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如在電子部件安裝裝置等中，用攝像裝置拍攝被吸附頭吸附的電子部件來獲取電子部件圖像的電子部件的圖像獲取方法以及裝置。
背景技術：
在電子部件安裝裝置中，在將通過吸附頭吸附的部件(電子部件)安裝在基板上之前，進行用攝像裝置拍攝吸附部件，從所拍攝的圖像中識別吸附部件的中心位置和傾角的所謂的部件識別，根據(jù)該識別結(jié)果，校正吸附偏差，將部件以正確的姿勢安裝在基板的規(guī)定位置上。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，如果拍攝的部件的圖像焦點模糊，則無法高精度地進行部件識別，繼而部件的安裝精度變差。對此，如下面的專利文獻1中所記載的那樣，提出了如下的技術，即在拍攝被吸附頭吸附的部件時，根據(jù)預先登記的部件的厚度數(shù)據(jù)，使得部件的被拍攝面(下表面)的位置與攝像裝置的對焦面一致來決定吸附頭的位置。根據(jù)該技術，在拍攝時如果部件的實際厚度與預先登記的厚度一致，則部件的被拍攝面與對焦面一致，因此拍攝的部件圖像不會產(chǎn)生焦點模糊。
專利文獻1日本特許第2801331號公報但是，在專利文獻1這樣的技術中，當拍攝部件的公差大、實際部件厚度的偏差大的情況下，在拍攝時由于部件而使被拍攝面的位置分散，從而偏離拍攝裝置的對焦面，因此存在產(chǎn)生焦點模糊，部件識別的精度惡化的問題。
并且，如果在預先登記部件的厚度時登記了錯誤的數(shù)值，在該狀態(tài)下并不發(fā)生錯誤而被電子部件安裝裝置的系統(tǒng)運用，則會在部件拍攝時發(fā)生焦點模糊的狀態(tài)下進行部件識別。因此，存在部件識別精度惡化，部件安裝精度惡化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的課題在于提供一種電子部件的圖像獲取方法以及裝置，其不管實際部件的厚度的偏差或者預先登記的厚度與實際厚度的差異，都能夠一直以對焦狀態(tài)拍攝部件從而獲得清晰且合適的圖像。
為了解決上述問題，本發(fā)明(權利要求1)提供了一種圖像獲取方法，用攝像裝置拍攝被吸附頭吸附的電子部件，獲取電子部件的圖像，其特征在于實際測量被吸附頭吸附的電子部件的厚度；根據(jù)所述實際測量的電子部件的厚度，使吸附頭或攝像裝置位于使電子部件的被拍攝面與攝像裝置的對焦面一致的位置上，并進行拍攝。
并且，本發(fā)明提供了一種圖像獲取裝置，用攝像裝置拍攝被吸附頭吸附的電子部件，獲取電子部件的圖像，其特征在于，具有實際測量單元，其實際測量被吸附頭吸附的電子部件的厚度；以及控制單元，其根據(jù)所述實際測量的電子部件的厚度，使吸附頭或攝像裝置位于使電子部件的被拍攝面與攝像裝置的對焦面一致的位置上，并通過攝像裝置進行拍攝。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)被吸附頭吸附的電子部件的實際測量的厚度，使電子部件的被拍攝面與攝像位置的對焦點的位置一致，因此不管電子部件的實際厚度的偏差或者預先登記的厚度與實際厚度的差異，都能夠一直以對焦狀態(tài)拍攝部件從而獲得清晰且合適的圖像。因此，提高部件安裝時的部件識別的精度，提高部件在基板上的安裝精度。此外，可以獲得不必嚴格管理電子部件的厚度數(shù)據(jù)，能夠減輕該管理的負擔等良好的效果。


圖1是簡要表示本發(fā)明使用的電子部件安裝裝置的機械結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是表示該裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是在該裝置中測量被吸附頭吸附的電子部件的厚度的動作的說明圖。
圖4是測量電子部件的厚度的動作的說明圖。
圖5是使電子部件的被拍攝面與攝像裝置的對焦點一致的動作的說明圖。
圖6是表示從部件的吸附直至安裝的動作的控制步驟的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。在此，示出具有獲取被吸附頭吸附的電子部件圖像的圖像獲取裝置的電子部件安裝裝置的實施例。
(實施例)圖1簡要示出部件安裝裝置的機械結(jié)構(gòu)。如該圖所示，部件安裝裝置1具有提供安裝在電路基板10上的電子部件的部件供給部12；在中央部稍后方的左右方向上延伸的電路基板傳送路徑15；以及在它們的上方設置的X軸移動機構(gòu)2以及Y軸移動機構(gòu)3。
在X軸移動機構(gòu)2上，安裝有具有用于吸附部件的吸附噴嘴13a的吸附頭13，通過X軸移動機構(gòu)2，吸附頭13沿X軸方向移動。并且，通過Y軸移動機構(gòu)3，吸附頭13與X軸移動機構(gòu)2一起沿Y軸方向移動。此外，雖在圖1中未詳細示出，但在吸附頭13上設有使吸附噴嘴13a沿Z軸方向(上下方向)移動的Z軸移動機構(gòu)，和以θ軸(噴嘴軸)為中心旋轉(zhuǎn)的θ軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
并且，在吸附頭13中設有拍攝基板10上的基板標識的攝像裝置(CCD照相機等)17，能夠識別基板標識、校正基板的位置偏移。并且，在吸附頭13的下側(cè)(噴嘴13a側(cè))，設有激光單元14。如圖2～圖4所示，激光單元14由隔著吸附噴嘴13a而相對配置的激光發(fā)光部14a與激光受光部14b構(gòu)成。
此外，在部件供給部12的側(cè)部，配置有部件攝像裝置(CCD照相機等)16，吸附頭13在吸附了部件之后，來到攝像裝置16的上方，通過攝像裝置16拍攝被吸附噴嘴13a吸附的部件。并且，在安裝裝置1的上部前面設有操作監(jiān)視器18，由此進行安裝裝置1的操作，同時進行關于操作的裝置狀態(tài)等的顯示。
并且，在安裝裝置1的下部的主體內(nèi)設有控制部19。該控制部19由圖2所示的安裝裝置的控制系統(tǒng)的主控制裝置22和圖像處理裝置21構(gòu)成。
主控制裝置22的CPU 221進行安裝裝置整體的控制，控制將吸附頭13沿X軸、Y軸、以及Z軸方向移動的X軸電動機23、Y軸電動機24以及Z軸電動機25的驅(qū)動，而且控制將噴嘴13a以θ軸為中心旋轉(zhuǎn)的θ軸電動機26的驅(qū)動。并且，主控制裝置22具有照明控制器222，其在部件攝像時控制對部件進行照明的照明裝置20的點亮、熄滅；激光發(fā)光控制部223，其開、關控制激光單元14的激光發(fā)光部14a的激光發(fā)光；以及存儲各種數(shù)據(jù)的存儲器224等。
另一方面，在圖像處理裝置21中，從攝像裝置16輸出的部件11的圖像信號(模擬信號)被輸入到圖像處理裝置21中，并通過A/D轉(zhuǎn)換器211A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字的部件圖像數(shù)據(jù)，存儲在圖像存儲器212中。在圖像處理裝置21中，設有按照每個部件存儲部件11的形狀、部件尺寸、導程寬度、導程間距、導程長度等用于決定位置的數(shù)據(jù)、或吸附位置、安裝位置等的數(shù)據(jù)的部件數(shù)據(jù)存儲部215。圖像處理裝置21的CPU 216讀出存儲在存儲器中的部件識別程序214并執(zhí)行，使用部件數(shù)據(jù)存儲部215中的部件數(shù)據(jù)，處理存儲在圖像存儲器212中的部件圖像數(shù)據(jù)，算出部件中心與部件傾角。作業(yè)用存儲器213被用作該圖像處理時的作業(yè)用的存儲器。
根據(jù)上述的圖像處理所算出的部件中心位置和部件傾角，算出部件的吸附偏差，該偏差量通過接口217發(fā)送給主控制裝置22。主控制裝置22在X軸電動機23、Y軸電動機24、θ軸電動機26的驅(qū)動時反映該偏移量，并校正吸附偏差，將部件11安裝在基板10上。
在本發(fā)明中，為了進行對應于部件的厚度的對焦控制，通過安裝在吸附頭13上的激光單元14來實際測量部件的厚度。
如圖3所示，在從吸附頭13的底部到H1下的規(guī)定高度的位置處，激光發(fā)光部14a向激光受光部14b水平照射激光14c。激光14c是在Z方向厚度薄(線狀)且在X-Y平面內(nèi)具有2維廣度的帶狀的激光，或者可以設為一個或多個激光束。激光受光部14b接受激光14c，將對應于該受光量的輸出信號輸出給主控制裝置22。主控制裝置22的CPU 221接收來自激光受光部14b的輸出信號，檢測該信號變化，并且CPU 221通過未圖示的旋轉(zhuǎn)編碼器檢測Z軸電動機25的驅(qū)動量(旋轉(zhuǎn)量)，并檢測吸附噴嘴13a的下降量。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，部件11的厚度的測量按照如下的方式進行。首先，如圖3所示，在吸附噴嘴13a未吸附部件的狀態(tài)下，驅(qū)動Z軸電動機25使吸附噴嘴13a從初始位置H2開始依次下降。然后，噴嘴13a的前端(下端)的Z軸方向的位置與激光14c一致，激光14c被噴嘴13a的前端遮光，檢測當激光受光部14b的輸出信號的電壓變化時的吸附噴嘴13a從初始位置H2的下降量(Z軸電動機25的旋轉(zhuǎn)量)Z1，并將該值存儲在存儲器224中。
接著，如圖4所示，在吸附噴嘴13a吸附了部件11的狀態(tài)下，使吸附噴嘴13a從初始位置H2開始依次下降。然后，部件11的被拍攝面(下表面)的位置與激光14c一致，激光14c被部件下表面遮光，檢測當激光受光部14b的輸出變化時的吸附噴嘴13a從初始位置H2的下降量(Z軸電動機25的旋轉(zhuǎn)量)Z2，并將該值存儲在存儲器224中。于是，算出Z1-Z2，作為部件11的厚度的測量值。
接著，按照圖6所示的流程說明從部件的吸附到安裝的一系列動作。
驅(qū)動X軸電動機23和Y軸電動機24，將吸附頭13移動到部件供給部12上，并且驅(qū)動Z軸電動機25使吸附噴嘴13a從初始位置H2開始下降，進入部件吸附動作(步驟S1)。
吸附噴嘴13a下降，檢測當激光14c被噴嘴前端遮光時的吸附噴嘴13a的下降量Z1(圖3)(步驟S2)，將該值存儲在存儲器224中。
當部件11被吸附噴嘴13a吸附時，吸附噴嘴13a返回初始位置H2，吸附頭13移動至攝像裝置16的上方，如圖5所示，停止在攝像裝置16的攝像軸與吸附噴嘴13a的軸心一致的位置上。此時，假設由攝像裝置16拍攝的被攝物體的焦點對準的面(對焦點)位于從初始位置H2再向下H3的下方位置上。
接著，使吸附噴嘴13a從初始位置H2開始下降，檢測激光14c被部件17的被拍攝面(下表面)遮光時的吸附噴嘴13a的下降量Z2(步驟S4)，將該值存儲在存儲器224中。然后，計算Z3＝H3-(Z1-Z2)，當吸附噴嘴13a從初始位置H2開始下降Z3時，停止吸附噴嘴13a的下降。在該過程中，根據(jù)部件的厚度(Z1-Z2)控制吸附噴嘴13a的下降量，在吸附噴嘴13a停止時，部件11的被拍攝面與攝像裝置16的對焦點一致(步驟S5)。
接著，點亮照明裝置20，照明所吸附的部件11，用攝像裝置16拍攝部件11(步驟S6)。
拍攝的部件11的圖像被輸入到圖像處理裝置21中，在圖像處理裝置21中，利用公知的方法進行圖像處理，算出部件11的中心位置和傾角(步驟S7)。
主控制裝置22根據(jù)該算出結(jié)果，控制X軸電動機23、Y軸電動機24以及θ軸電動機26的驅(qū)動，進行吸附偏差量的校正，將部件11安裝在電路基板10上(步驟S8)。
如上所述，根據(jù)本實施例，不管部件11實際厚度的偏差或者預先登記的厚度與實際厚度的差異，都能夠一直以對焦狀態(tài)拍攝部件11，得到清晰且合適的圖像，能夠提高部件識別的精度。
此外，在以上的實施例中，測量通過部件吸附時的最初的吸附噴嘴的下降動作而使激光被噴嘴前端遮光時的吸附噴嘴的下降量Z1，但也可以在進入吸附動作之前的時刻，預先測量下降量Z1。并且，測量了一次下降量Z1后，將該值存儲到存儲器中，所以不必針對每次的吸附動作測量下降量Z1。
并且，在上述的實施例中，根據(jù)吸附噴嘴13a的下降動作測量部件厚度，但也可以暫時將吸附噴嘴13a移動到激光14c的投光面下方的位置上，從該位置起向上方移動吸附噴嘴13a，檢測吸附噴嘴前端和部件下表面橫貫激光14時的吸附噴嘴13a的上升量，以測量部件厚度。
并且，在吸附噴嘴13a吸附了部件的狀態(tài)下，使吸附噴嘴下降或上升，分別測量部件的下表面和部件的上表面(相當于吸附噴嘴的前端)橫貫激光14c的時間，通過將該時間差與吸附噴嘴的升降速度(設為恒定)相乘，也能夠測量部件厚度。
此外，通過利用2維攝像裝置拍攝比被吸附噴嘴13吸附的部件11的厚度大的Z軸方向的范圍，也可以從該圖像直接測量部件厚度。
此外，對于比較不要求精度的芯片部件等，由安裝在吸附頭上的激光單元產(chǎn)生帶狀的激光，在該帶狀的激光內(nèi)使被吸附噴嘴吸附的部件旋轉(zhuǎn)，觀察該部件的影子的變化，來進行部件識別。因此，使用該激光單元進行上述部件厚度的檢測時，無需追加新的部件，就能夠測量部件的厚度。
此外，也可以設置使攝像裝置16沿Z軸方向移動的單元，在圖6的步驟S5中，代替將所吸附的部件11沿Z軸移動，而是根據(jù)部件厚度將攝像裝置16沿Z軸方向移動，使得該對焦點與部件11的被拍攝面一致。
權利要求
1.一種電子部件的圖像獲取方法，用攝像裝置拍攝被吸附頭吸附的電子部件，獲取電子部件的圖像，其特征在于測量被吸附頭吸附的電子部件的厚度；根據(jù)所述測量的電子部件的厚度，使吸附頭或攝像裝置位于使電子部件的被拍攝面與攝像裝置的對焦點一致的位置上，并進行拍攝。
2.一種電子部件的圖像獲取裝置，用攝像裝置拍攝被吸附頭吸附的電子部件，獲取電子部件的圖像，其特征在于，具有測量單元，其測量被吸附頭吸附的電子部件的厚度；以及控制單元，其根據(jù)所述測量的電子部件的厚度，使吸附頭或攝像裝置位于使電子部件的被拍攝面與攝像裝置的對焦點一致的位置上，并通過攝像裝置進行拍攝。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種不管部件實際厚度的偏差，都能夠一直以對焦狀態(tài)拍攝部件并得到清晰且合適的圖像的圖像獲取方法以及裝置。作為解決方法，使吸附噴嘴(13a)下降，求出當噴嘴的前端以及部件(11)的被拍攝面橫貫從激光發(fā)光部(14a)投射的激光(14c)時的吸附噴嘴的下降量Z1和Z2。該Z1－Z2相當于部件的厚度，因此使得吸附噴嘴(13a)對應于檢測出的部件厚度而下降，使得部件的被拍攝面(下表面)與攝像裝置(16)的對焦面一致。該狀態(tài)下，用攝像裝置(16)拍攝部件(11)時，不管部件(11)的實際厚度的偏差，都能夠一直以對焦狀態(tài)拍攝部件(11)，得到清晰且合適的圖像。
文檔編號H05K13/04GK1913769SQ20061011546
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權日2005年8月10日
發(fā)明者小倉豊 申請人:重機公司