拍攝裝置中的自動焦點調整方法
2023-09-20 06:21:15 2
專利名稱：拍攝裝置中的自動焦點調整方法
技術領域：
本發明涉及一種拍攝裝置中的電子部件安裝裝置的自動焦點調整方法，其使焦點位置沿光軸方向移動，在識別對象物上聚焦並進行拍攝，特別地，涉及一種應用於向基板上搭載電子部件的電子部件安裝裝置上的拍攝裝置的自動焦點調整方法。
背景技術：
在電子部件安裝裝置中，由搭載頭所具有的吸附嘴吸附電子部件後，使吸附嘴移動至基板上的適當位置，安裝吸附的電子部件。
在上述電子部件安裝裝置中，存在下述技術，即，對吸附嘴上吸附的電子部件進行拍攝，基於該拍攝數據，測定吸附偏差，可以在向電路基板搭載時進行位置校正。另外，存在下述技術，g卩，從上方拍攝安裝部件的電路基板的基準標記、及安裝頭部原點基準的原點標記，可以基於該拍攝數據，在向電路基板搭載時進行位置校正。
在上述電子部件安裝裝置所使用的拍攝裝置中，需要使拍攝鏡頭在拍攝對象上聚焦。另外，為此而進行的聚焦動作需要準確且迅速，因此，公開了各種技術。
例如，在專利文獻1中，首先，作為第1階段，在較寬的掃描
範圍內以寬間距掃描，求出其圖5(B)的標號96C的對比度曲線，找到大致的焦點P1 (聚焦位置)。然後，作為第2階段，在包含被認為是該焦點Pl的點的狹小的掃描範圍內以細小的間距進行掃描，求出其圖5 (C)的標號97C的對比度曲線，基於該曲線，檢測焦點P2 (聚焦位置)。
利用上述2個階段的自動對焦動作，與從最初開始就在較寬的掃描範圍內以細小的間距計算對比度而找到聚焦位置的動作相比，可以短時間且高精度地找到焦點。
3專利文獻l:日本特開平10 — 48512號公報(圖5)
發明內容
但是，在專利文獻1中，在第1階段，為了得到對比度曲線96C，即使以寬間距迅速地動作，也必須在較寬的範圍內的大量焦點位置上進行拍攝，基於拍攝的大量圖像求出對比度。另外，在第2階段，即使將掃描範圍設為狹小，為了得到對比度曲線97C，也必須以比第l階段細小的間距，依然在大量焦點位置上進行拍攝，基於拍攝的大量圖像求出對比度。
因此，在專利文獻1中，存在下述問題，艮P，必須在大量焦點位置上進行拍攝而求出對比度，為了計算聚焦位置而花費時間。
另外，通常，如果增加聚焦臺的移動速度，則採樣點數變少。因此，存在下述問題，g卩，包含專利文獻1的第1階段的聚焦動作在內，在粗聚焦動作中，難以使聚焦臺高速地移動，對於計算大致的焦點花費時間。
本發明的課題是，提供一種拍攝裝置的自動焦點調整方法，其可以抑制用於計算聚焦位置的、改變焦點位置的拍攝次數，可以在短時間內計算聚焦位置。
本發明是一種拍攝裝置中的自動焦點調整方法，該拍攝裝置配置在將電子部件向基板安裝的電子部件安裝裝置上，使焦點位置沿光軸方向移動而在識別對象物上聚焦，並對其進行拍攝，其中，使所述焦點位置沿光軸方向移動，在多個焦點位置處對識別對象物進行拍攝，獲得各焦點位置處的表示聚焦位置的數據，基於該聚焦位置數據，計算聚焦位置，從而解決上述課題的。
另外，本發明是上述方法的基礎上，通過對所述焦點位置處的聚焦位置數據進行比較，判定在這些焦點位置的範圍內是否存在聚焦位置，由此解決上述課題的。
發明的效果
根據本發明，聚焦動作僅使用在多個不同的焦點位置處拍攝的圖像，可以縮短拍攝所需要的時間，以及對拍攝的圖像進行處理的時間。如果僅拍攝很有限的數量的圖像，則可以使照相機的焦點位置高速地移動，可以在短時間內計算聚焦位置。
圖1是使用了本發明的實施方式中的電子部件安裝裝置的斜視圖。
圖2是表示上述實施方式中使用的控制關係的硬體結構的框圖。圖3是在上述實施方式中使用了本發明的作為主要部分的基板識別裝置的側視圖。
圖4是表示上述實施方式中的第1自動焦點調整動作處理的流程圖。
圖5是表示上述實施方式中的基板識別裝置的焦點位置以及對比度值之間的關係的曲線圖。
圖6是表示上述實施方式中的基板識別裝置的焦點位置以及對比度值的倒數之間的關係的曲線圖。
圖7是將上述實施方式中的基板識別裝置的焦點位置以及對比度值的倒數之間的關係通過等腰三角形進行近似後的曲線圖。
圖8是將在上述圖7中設為YF=0的情況下的基板識別裝置的焦點位置以及對比度值的倒數之間的關係通過等腰三角形進行近似後的曲線圖。
圖9是表示上述實施方式中的基板識別裝置的焦點位置以及亮度的方差(標準偏差)之間的關係的曲線圖。
圖IO是將上述實施方式中的基板識別裝置的焦點位置以及亮度的方差(標準偏差)之間的關係通過等腰三角形進行近似後的曲線圖。
圖11是表示上述實施方式中的精細掃描動作的曲線圖。
圖12是表示上述實施方式中的第2自動焦點調整動作處理的流程圖。
圖13是表示在上述實施方式中粗掃描範圍內存在聚焦位置的情況下的基板識別裝置的焦點位置以及對比度值的倒數之間的關係的曲線圖。
圖14是表示在上述實施方式中粗掃描範圍內不存在聚焦位置的
情況下的基板識別裝置的焦點位置以及對比度值的倒數之間的關係的曲線圖。
圖15是表示反覆執行本發明的聚焦位置計算處理的情況下的處
理的流程圖。
具體實施例方式
下面，使用附圖，詳細說明本發明的實施方式。
本實施方式的電子部件安裝裝置1，如圖1所示，具有.*搭載頭
3，其利用吸附嘴4吸附從配置於圖示下側的部件供給裝置11供給的電子部件7(圖2)，將其安裝在電路基板5上，該電路基板5通過在中央部的稍後方沿左右方向延伸的電路基板輸送路徑2輸送並定位；X軸移動機構12以及Y軸移動機構13，其分別使該搭載頭3沿X方向及Y方向移動。在這裡，Y軸移動機構13使搭載頭3與X軸移動機構12—體地沿Y軸方向移動。
另外，該搭載頭3具有使吸附嘴4沿Z軸方向可升降地移動的Z軸移動機構，同時，具有使吸附嘴4以吸附嘴軸(吸附軸)為中心
旋轉的e軸旋轉機構。
另外，在該搭載頭3上，經由支撐部件安裝基板識別裝置(拍攝裝置)17，其從上方拍攝電路基板5上方。該基板識別裝置17從上方拍攝形成於電路基板5上的基板標記、及安裝頭部原點基準的原點標記，並進行識別。該安裝頭部原點基準，在電子部件安裝裝置l中，設置在通過使搭載頭3移動而利用基板識別裝置17可以拍攝到的範圍內。
另外，在部件供給裝置11的側部配置部件識別裝置16，使搭載頭3在其上方移動，從下方拍攝吸附嘴4所吸附的電子部件7並進行識別。
搭載頭3利用安裝有圖2所示的X軸電動機21的未圖示的X軸機構部，沿圖1中箭頭X所示的X軸方向進行軸向移動，利用分
6別安裝有Y軸電動機22的未圖示的Y軸機構部，沿圖1中箭頭Y 所示的Y軸方向進行軸向移動。
另外，利用內置於該搭載頭3中的安裝有Z軸電動機23的未圖 示的Z軸機構部，使搭載頭3沿Z軸方向(高度方向)升降。另外， 利用安裝有6軸電動機24的未圖示的e軸旋轉機構，使該搭載頭3
的吸附嘴4沿e軸方向進行軸向移動，並以其吸附嘴中心軸(吸附軸)
為中心旋轉。
另外，上述基板識別裝置17以及部件識別裝置16均使用CCD 照相機，並與圖像識別裝置27連接。首先，基板識別裝置17從上方 拍攝電路基板5的基準標記、及安裝頭部原點基準的原點標記，並進 行識別。並且，部件識別裝置16從下方拍攝吸附嘴4所吸附的電子 部件7，並進行識別。
如圖2所示，上述基板識別裝置17以及部件識別裝置16，與具 有CPU 27c以及存儲器27b的圖像識別裝置27中內置的A/D變換器 27a連接。構成下述系統該圖像識別裝置27利用由部件識別裝置 16拍攝的電子部件7、及由基板識別裝置17拍攝的電路基板5上的 基準標記，測定電子部件7的尺寸、中心位置、以及以e軸為中心的 旋轉角。該圖像識別裝置27經由存儲裝置25接收來自控制器20的 指不。
該控制器20，內置CPU、 RAM、 ROM，連接鍵盤28、滑鼠29、 畫面顯示裝置26。該畫面顯示裝置26也與圖像識別裝置27連接。 另外，在該控制器20上連接上述X軸電動機21、 Y軸電動機22、 Z 軸電動機23、 e軸電動機24、以及存儲裝置25。該控制器20對電子
部件安裝裝置的安裝動作進行整體的控制。
另外，上述圖像識別裝置27，對基板識別裝置17所拍攝的圖像 進行識別，通過利用A/D變換器27a將由基板識別裝置17拍攝的圖 像的圖像信號變換為數位訊號，存儲在存儲器27b中，由CPU 27c 進行處理，從而準確地掌握電路基板5的基準標記、及安裝頭部原點 基準的原點標記的位置，由此，準確地掌握並設定電路基板5的搬入 位置、及搭載頭3的原點位置。另外，該圖像識別裝置27，對部件識別裝置16所拍攝的圖像進 行識別，相同地，通過利用A/D變換器27a將由部件識別裝置16拍 攝的圖像的圖像信號變換為數位訊號，存儲在存儲器27b中，由CPU 27c進行處理，從而測定吸附在吸附嘴4上的電子部件7的吸附偏差， 在向電路基板5搭載時進行位置校正。在該圖像識別裝置27中，對 電子部件7的中心位置和吸附角度進行運算，測定電子部件7的吸附 姿態、或吸附偏差，並進行上述位置校正。
另外，圖像識別裝置27，根據如上述所示掌握的電路基板5的 搬入位置、搭載頭3的原點位置、吸附嘴4所吸附的電子部件7的吸 附姿態、以及吸附偏差等處理結果，求出將電子部件7向電路基板5 搭載時的搭載位置的校正數據。另外，該校正數據，從圖像識別裝置 27發送至控制器20，利用該校正數據，進行向電路基板5搭載時電 子部件7的位置校正。
在這裡，鍵盤28和滑鼠29用於輸入電子部件7的數據(稱為 部件數據)等數據。另外，存儲裝置25由閃速存儲器等構成，用於 存儲通過鍵盤28和滑鼠29輸入的部件數據、以及從未圖示的主計算 機供給的部件數據等。顯示裝置(顯示器)26將部件數據、運算數 據、以及由部件識別裝置16拍攝的電子部件7的圖像等，顯示在其 顯示面26a上。
在圖3中，首先，在基板識別裝置17的下部，安裝如虛線箭頭 所示對電路基板5上的拍攝位置5a進行照明的照明裝置32。通過使 設置有基板識別裝置17的搭載頭3移動，在該拍攝位置5a上，對例 如電路基板5的基準標記、及安裝頭部原點基準的原點標記進行定 位。
另外，拍攝位置5a的圖像經由位於其正上方的、可利用直線導 軌38上下移動的移動稜鏡33的2個傾斜面而折返180° ，進而，經 由固定稜鏡34的2個傾斜面被引導至拍攝鏡頭35。如上述所示，拍 攝位置5a的圖像，經由拍攝鏡頭35，通過CCD照相機36進行拍攝。 此外，該拍攝時的光路通過圖中的箭頭表示。
在這裡，在上述拍攝時，移動稜鏡33經由支架37而被直動軸承的直線導軌38引導，以配置在上方的直動電動機39為驅動力，可 以沿圖中上下方向移動。另外，通過該移動稜鏡33的上下方向的移 動，可以調節從拍攝鏡頭35至拍攝位置5a為止的距離，由此，該拍 攝鏡頭35的焦點位置可以沿圖中上下方向調節。因此，即使作為基 板識別裝置17的拍攝對象的、電路基板5上的例如基板標記等拍攝 位置5a的高度發生變化，通過利用直動電動機39使移動稜鏡33移 動，也可以在拍攝位置5a的高度處聚焦。
在圖4中，說明第1自動焦點調整動作處理。首先，電路基板5 在電路基板輸送路徑2上被輸送，在圖1中圖示的位置上被定位。然 後，在圖4的步驟S1中，通過搭載頭3的移動，將基板識別裝置17 定位在該拍攝位置5a的正上方，以在其視野內捕捉到基板標記等拍 攝位置5a。
通常，基板標記等拍攝位置5a的高度，因電路基板5的翹曲等 而以土2mm的程度波動。因此，在搭載頭3的移動過程中，利用直 動電動機39使移動稜鏡33沿上下方向移動，由此，將基板識別裝置 17的焦點位置設定在與拍攝位置5a的高度波動的下限相比較低的位 置，即，與拍攝位置5a的例如預先設定的高度相比低2.5 mm的位置。 將該位置作為點a。在圖7中，該點a圖示為"波動的下限(一2.5 mm)"，如圖示所示，是比波動的下限低，且與拍攝位置5a的預先 設定的高度相比低2.5 mm的位置。
然後，在步驟S2中，通過基板識別裝置17的CCD照相機36， 對該點a的高度處的拍攝位置5a進行第1張圖像的拍攝。
然後，在步驟S3中，使基板識別裝置17內部的直動電動機39 驅動，通過使移動稜鏡33移動，使基板識別裝置17的焦點位置上升 至與拍攝位置5a的高度波動的上限相比較高的位置，例如與拍攝位 置5a的預先設定的高度相比高2.5 mm的位置。將該位置作為點b。 在圖7中，該點b圖示為"波動的上限(+2.5 mm)"，如圖示所 示，是比波動的上限高，且與拍攝位置5a的預先設定的高度相比高 2.5 mm的位置。
此外，從點a至點b為止，儘可能使焦點位置高速地移動。
9下面，將步驟Sl以及步驟S3中的基板識別裝置17的焦點位置 的範圍稱為粗掃描範圍，該粗掃描範圍設定為比拍攝位置5a的高度 的波動的範圍寬。
然後，在步驟S4中，在使基板識別裝置17的焦點位置上升的 狀態下，利用CCD照相機36，對該點b的高度處的拍攝位置5a進 行第2張圖像的拍攝。
另外，在步驟S5中，對通過步驟S2以及步驟S4得到的2張圖 像，分別求出本發明中的"表示聚焦位置的數據"。例如，計算所拍 攝的圖像中的規定的區域的對比度值，同時計算該對比度值的倒數。
該"表示聚焦位置的數據"，是在使基板識別裝置17等圖像識 別裝置的焦點位置變化的情況下，伴隨該焦點位置的變化而其值變 化，並且在焦點位置為聚焦位置時其成為最大值或者最小值，從而可 以表示聚焦位置的數據，本發明不對其具體地進行限定。
該"表示聚焦位置的數據"，例如可以是使焦點位置變化而拍 攝的圖像的對比度值的倒數、亮度的方差、亮度的標準偏差。它們是 至少在圖像的特定區域、以及包含聚焦位置在內的規定的焦點位置的 範圍內，如上述所示，可以表示聚焦位置的數據。
在之後的步驟S6中，使用獲得2張圖像時的基板識別裝置17 的焦點位置的數據，以及2張圖像的規定區域中的對比度值的倒數的 數據，基於以下說明的"聚焦位置計算公式"，計算粗聚焦位置。
在這裡，說明該"聚焦位置計算公式"。
在一邊使基板識別裝置17的焦點位置沿光軸方向移動， 一邊以 規定的採樣間隔對基板標記進行拍攝，求出各拍攝圖像的規定的區域 的對比度值的情況下，通常可以得到如圖5所示的在基板識別裝置 17的聚焦位置P1處對比度值最大，類似於正態分布的曲線圖(以下， 稱為對比度曲線)。此外，Pl是拍攝鏡頭35的實際的聚焦位置。
另一方面，在利用上述方法，求出各拍攝圖像的規定的區域的 對比度值的倒數的情況下，可以得到如圖6所示的在基板識別裝置 17的聚焦位置Pl處對比度值的倒數最小，除聚焦位置附近以外大致 呈接近於等腰三角形的形狀的曲線圖(以下，稱為對比度倒數曲線)。在這裡，利用對比度倒數曲線的形狀為大致等腰三角形形狀這 一幾何學特徵，如圖7及圖8所示，僅使用設想的對比度倒數曲線上
的任意2點(圖中的a點以及b點)的數據，計算與各點間的角度e 相等的1點，將該點F的坐標作為粗聚焦位置。該點F為通過聚焦 位置計算公式求出的粗聚焦位置。
在這裡，在圖7或圖8中，點a以及點b分別與步驟S2中拍攝 的圖像、及步驟S4中拍攝的圖像對應。Xa及Xb是拍攝上述圖像時 的焦點位置。Ya及Yb是上述圖像的對比度值的倒數。
在這裡，設e二e'。這樣，對於上述點a、點b、以及粗聚焦位 置的點F各自的焦點位置Xa、 Xb、 XF、以及對比度值的倒數Ya、 Yb、 YF，可以如下式所示進行表示。
X, 一"。
"A —
該式(i)可以如下式所示進行變形。
^A+AX—^fe+S) ……(2)
此外，在粗聚焦位置的點F處，Xp表示其焦點位置。另外，該 Xp為粗聚焦位置(聚焦位置)。YF是該粗聚焦位置處的表示聚焦位 置的數據，為對比度值的倒數(圖6 圖8)、亮度的方差及標準偏 差(圖9，圖10)。
另外，在上述式(2)中，在Yp如圖6 圖8所示，曲線圖形狀 為向下凸的情況下，成為式(3)。或者，在如圖5、後述的變形例 的圖9及圖10所示，曲線圖形狀為向上凸的情況下，成為式(4)。
力〈min(少。，:^) ……(3)formula see original document page 12
y一max (ya, yb) (4)
在這裡，在曲線圖形狀為向下凸的情況下，如圖8的曲線圖所 示，假設Yp二O，以及設9 = 9'。這樣，可以如下式所示進行表示。 [公式5〗
凡'-& ……(5)
另外，該式(5)可以如下式所示進行變形。 [公式6]
々-^+M……(6〉
另外，該式(6)可以如下式所示進行變形。此外，在下式中， m如式(8)所示。
---
(7)
l + 7 l
w = & ……(8)
在這裡，式(6)、式(7)均可以計算上述的粗聚焦位置的點F 的焦點位置XF，因此，可以作為聚焦位置計算公式使用。即，根據 上述式(6)以及式(7)，均可以通過所拍攝的2張圖像所涉及的點 a以及點b的焦點位置Xa、 Xb、以及對比度值的倒數Ya、 Yb，計算 聚焦位置的Xp。因此，在步驟S6中，通過上述聚焦位置計算公式， 可以計算粗聚焦位置Xp。
此外，將步驟Sl 步驟S6為止的動作稱為粗掃描動作。 下面，在步驟S7中，以通過粗掃描動作得到的粗聚焦位置XF 為中心，進行精細掃描動作，計算精細的聚焦位置。該精細掃描動作
12可以採用專利文獻1等中記載的通常的聚焦動作，如圖11所示，一 邊使基板識別裝置17的焦點位置P1以粗聚焦位置為中心，以規定
的範圍、例如粗聚焦位置士500 nm沿光軸方向移動， 一邊以規定的 採樣間隔，例如每125 pm的間距對基板標記進行拍攝，求出各拍攝 圖像的規定的區域的對比度值，計算其峰值位置、即精細聚焦位置。
此外，精細掃描動作中的基板識別裝置17的移動速度，當然比 步驟3的動作慢。另外，在根據上述精細掃描動作求出的規定的區域 的對比度值的峰值位置的計算中，也可以使用預先生成的由規定的函 數構成的近似式。
計算出精細聚焦位置後，最後在步驟S8中，使基板識別裝置17 的焦點位置與上述精細聚焦位置一致，通過再次進行拍攝，可以進行 拍攝位置5a的識別，例如，可以高精度地計算位於拍攝位置5a處的 基板標記的位置。
此外，對於圖4中說明的第1自動焦點調整動作處理的說明， 以如圖7及圖8所示的對比度值的倒數的情況為主，但如圖9及圖 10的曲線圖所示，在亮度的方差及標準偏差的情況下，也可以通過 相同的處理，進行自動焦點調整動作處理。
在這裡，在上述中，針對將粗掃描範圍設定為比基板標記高度 的波動的範圍寬的方式進行了說明，但下面說明下述情況並不是將 粗掃描的範圍設定為較寬，而是僅針對在粗掃描範圍內不存在基板標 記的情況，再次進行粗掃描的方式。
在圖12的表示第2自動焦點調整動作處理的流程圖中，首先， 在步驟S11中，與上述圖4的步驟Sl相同地，在電路基板輸送路徑 2上輸送電路基板5，並進行定位。然後，使搭載頭3移動，以使基 板識別裝置17位於電路基板5上的基板標記的正上方。此時，基板 識別裝置17的焦點位置設定為，與預先設定的基板標記高度相比低 規定的高度、例如1 mm的位置。
然後，在步驟S12中，通過CCD照相機36對基板標記進行拍 攝。將此時的焦點位置作為點a。
然後，在步驟S13中，使基板識別裝置17內部的直動電動機39驅動，通過使移動稜鏡33移動，使基板識別裝置17的焦點位置上升
規定的範圍，例如2mm。
然後，在步驟S14中，再次通過CCD照相機36對基板標記進 行拍攝，但該動作是在基板識別裝置17的焦點位置上升動作過程中 進行的。在基板識別裝置17的焦點位置的上升範圍中的大致中間位 置，例如使焦點位置上升2 mm的情況下，在1 mm的位置處通過CCD 照相機36對基板標記進行拍攝。將此時的焦點位置作為點c。另外， 在上述步驟S13及步驟S14中，儘可能地使焦點位置高速地移動。
然後，在步驟S15及步驟S16中，如果基板識別裝置17的焦點 位置移動動作結束，則再次通過CCD照相機36對基板標記進行拍攝。 將此時的焦點位置作為點b。
然後，在步驟S17中，對通過上述步驟S12、步驟S14以及步 驟S16的動作得到的3張圖像，分別求出規定的區域的對比度值， 同時，求出該對比度值的倒數。
然後，在步驟S18中，判定在點a 點c 點b的粗掃描範圍內 是否存在聚焦位置。這是由規定的區域的對比度值的倒數，對通過步 驟S12、步驟S14以及步驟S16的動作得到的3張圖像進行比較而進 行的。
在這裡，在圖13及圖14中，示出了包含步驟S12的a點、步 驟S14的c點、步驟S16的b點在內的各個焦點位置上的對比度值 的倒數(表示聚焦位置的數據)Ya、 Yc、 Yb，示出了其彼此之間的 大小關係。
首先，在粗掃描範圍內存在聚焦位置的情況下，如圖13所示， Ya —Ye〉0且Ye—Yb<0。在這裡，下標a、 b、 c表示各自的拍攝點。
此外，在粗掃描範圍內不存在聚焦位置的情況下，如圖14所示， Ya<YcYe〉Yb。
在粗掃描範圍內存在聚焦位置的情況下，之後，在步驟S20中， 與步驟6相同地，通過將a點以及b點的數據代入上述式(6)及式 (7)等聚焦位置計算公式中，可以計算粗聚焦位置。
此外，在粗掃描範圍內不存在聚焦位置的情況下，之後，在步驟S19中，使基板識別裝置17的聚焦位置向對比度值的倒數變小的 方向(如果Ya〈Yb則為下方，如果Ya〉Yb則為上方)移動規定的距
離，例如1 mm。在該步驟S19後，再次進行步驟S12 步驟S17的 動作，判定粗掃描範圍內是否存在聚焦位置，在存在粗聚焦位置的情 況下，在步驟S20中，可以通過將a點以及b點的數據代入上述式(6) 及式(7)等聚焦位置計算公式中，計算粗聚焦位置。
在之後的步驟S21中，與上述圖4的步驟S7相同地，以通過粗 掃描動作得到的聚焦位置為中心，進行精細掃描動作，計算精細的聚 焦位置。另外，然後，在最後的步驟S22中，與上述步驟S8相同地， 使基板識別裝置17的聚焦位置與精細聚焦位置一致，通過再次進行 拍攝，進行基板標記等的識別，可以高精度地計算基板標記的位置等。
此外，通過圖4的流程圖說明的第1自動焦點調整動作處理的 步驟Sl 步驟S6中的聚焦位置(粗聚焦位置)的計算處理，以及通 過圖12的流程圖說明的第2自動焦點調整動作處理的步驟Sll 步 驟S20中的聚焦位置(粗聚焦位置)的計算處理，均可以作為獨立 的聚焦位置計算處理而使用。即使將上述本發明的聚焦位置計算處理 獨立地使用，在大多數情況下可以也可以得到充分的聚焦位置精度。
或者，也可以將上述本發明的聚焦位置計算處理共同使用，或 者與專利文獻1等其他聚焦位置計算處理組合使用。
另外，如圖15所示，上述聚焦位置計算處理也可以被反覆使用， 直至計算出必要精度的聚焦位置為止。在圖15中，步驟S37採用上 述本發明的聚焦位置計算處理中的任一種。另外，在步驟S38中， 如果沒有發現聚焦位置，或聚焦位置的精度不充分，則為"N"，反 復進行步驟S37的處理。或者，在步驟S38中，如果計算出必要的 精度的聚焦位置，則為"Y"，反覆處理結束。
另外，上述本發明的聚焦位置計算處理是通過2張或者3張等 的拍攝圖像而進行處理的，但對上述拍攝圖像的數量不具體地限定。 例如，也可以為更多的數量，即使在此情況下，與現有技術相比，也 可以迅速地計算出聚焦位置。
此外，在以上本實施方式的說明中，著眼於電路基板5上的基板標記識別，但本發明也可以適用於搭載後的部件位置的檢查等。
另外，在本實施方式中，為了計算粗聚焦位置，暫時使基板識 別單元的焦點位置移動至與基板標記高度相比的下方，進行拍攝動 作，然後，使焦點位置移動至與基板標記高度相比的上方，再次進行 拍攝動作，但也可以在使焦點位置移動至與基板標記高度相比的上 方，進行拍攝動作後，通過使該焦點位置移動至與基板標記高度相比 的下方，再次進行拍攝動作，從而計算粗聚焦位置。
在本實施方式中，如上述所示，表示聚焦位置的數據不特別地 限定，但特別優選曲線圖形狀接近等腰三角形的。可以使用例如拍攝 圖像的規定區域的對比度值的倒數、規定區域的亮度的方差*標準偏 差等。
在圖12的實施方式中，在粗掃描範圍內不存在聚焦位置的情況 下，再次進行粗掃描動作，但也可以進行精細掃描範圍的變更等，.從 而直接進行精細掃描動作。
在本發明的實施方式中，在基板識別裝置17中使用直角稜鏡， 但也可以使用半反射鏡及其他稜鏡，也可以採用多反射鏡結構等。另
外，在照明裝置32中，使用斜方照明，但也可以使用其他照明。另 外，在本發明的實施方式中使用直動電動機39，但也可以使用在旋 轉電動機中利用滾珠絲槓或傳送帶機構等而可以直線驅動的機構，另 外，也可以使用超聲波電動機或壓電元件等微小驅動裝置等。
在本發明的實施方式的基板識別裝置17中，使移動稜鏡33移 動而進行基板識別單元的焦點位置的變更，但也可以使拍攝鏡頭35 以及CCD照相機36移動，或使基板識別裝置17整體移動等，從而 進行焦點位置的變更。
權利要求
1.一種拍攝裝置中的自動焦點調整方法，該拍攝裝置配置在將電子部件向基板安裝的電子部件安裝裝置上，使焦點位置沿光軸方向移動而在識別對象物上聚焦，並對其進行拍攝，其特徵在於，使所述焦點位置沿光軸方向移動，在多個焦點位置處對識別對象物進行拍攝，獲得各焦點位置處的表示聚焦位置的數據，基於該聚焦位置數據，計算聚焦位置。
2. 根據權利要求1所述的拍攝裝置中的自動焦點調整方法，其特徵在於，通過對所述焦點位置處的聚焦位置數據進行比較，判定在這些焦點位置的範圍內是否存在聚焦位置。
全文摘要
本發明提供一種拍攝裝置的自動焦點調整方法，其通過抑制用於求出聚焦位置的改變焦點位置的拍攝次數，可以在短時間內求出聚焦位置。該拍攝裝置的自動焦點調整方法，使圖像識別裝置的焦點位置沿光軸方向移動，在至少2個作為焦點位置的點a以及點b上，拍攝識別對象物，獲得各焦點位置的表示聚焦位置的數據，基於該聚焦位置數據，計算聚焦位置。利用對比度倒數曲線的形狀為大致等腰三角形形狀這一幾何學特徵，僅使用預定的對比度倒數曲線上的任意2點(圖中的a點以及b點)上的聚焦位置數據，可以計算作為聚焦位置的點F的焦點位置XF。
文檔編號G03B13/36GK101666957SQ20091016192
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月1日 優先權日2008年9月1日
發明者芹澤英 申請人:Juki株式會社