CN101666957B - 拍摄装置中的自动焦点调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种拍摄装置的自动焦点调整方法，其通过抑制用于求出聚焦位置的改变焦点位置的拍摄次数，可以在短时间内求出聚焦位置。该拍摄装置的自动焦点调整方法，使图像识别装置的焦点位置沿光轴方向移动，在至少2个作为焦点位置的点a以及点b上，拍摄识别对象物，获得各焦点位置的表示聚焦位置的数据，基于该聚焦位置数据，计算聚焦位置。利用对比度倒数曲线的形状为大致等腰三角形形状这一几何学特征，仅使用预定的对比度倒数曲线上的任意2点(图中的a点以及b点)上的聚焦位置数据，可以计算作为聚焦位置的点F的焦点位置X_F。

Description

拍摄装置中的自动焦点调整方法

技术领域

本发明涉及一种拍摄装置中的电子部件安装装置的自动焦点调整方法，其使焦点位置沿光轴方向移动，在识别对象物上聚焦并进行拍摄，特别地，涉及一种应用于向基板上搭载电子部件的电子部件安装装置上的拍摄装置的自动焦点调整方法。

背景技术

在电子部件安装装置中，由搭载头所具有的吸附嘴吸附电子部件后，使吸附嘴移动至基板上的适当位置，安装吸附的电子部件。

在上述电子部件安装装置中，存在下述技术，即，对吸附嘴上吸附的电子部件进行拍摄，基于该拍摄数据，测定吸附偏差，可以在向电路基板搭载时进行位置校正。另外，存在下述技术，即，从上方拍摄安装部件的电路基板的基准标记、及安装头部原点基准的原点标记，可以基于该拍摄数据，在向电路基板搭载时进行位置校正。

在上述电子部件安装装置所使用的拍摄装置中，需要使拍摄镜头在拍摄对象上聚焦。另外，为此而进行的聚焦动作需要准确且迅速，因此，公开了各种技术。

例如，在专利文献1中，首先，作为第1阶段，在较宽的扫描范围内以宽间距扫描，求出其图5(B)的标号96C的对比度曲线，找到大致的焦点P1(聚焦位置)。然后，作为第2阶段，在包含被认为是该焦点P1的点的狭小的扫描范围内以细小的间距进行扫描，求出其图5(C)的标号97C的对比度曲线，基于该曲线，检测焦点P2(聚焦位置)。

利用上述2个阶段的自动对焦动作，与从最初开始就在较宽的扫描范围内以细小的间距计算对比度而找到聚焦位置的动作相比，可以短时间且高精度地找到焦点。

专利文献1：日本特开平10-48512号公报(图5)

发明内容

但是，在专利文献1中，在第1阶段，为了得到对比度曲线96C，即使以宽间距迅速地动作，也必须在较宽的范围内的大量焦点位置上进行拍摄，基于拍摄的大量图像求出对比度。另外，在第2阶段，即使将扫描范围设为狭小，为了得到对比度曲线97C，也必须以比第1阶段细小的间距，依然在大量焦点位置上进行拍摄，基于拍摄的大量图像求出对比度。

因此，在专利文献1中，存在下述问题，即，必须在大量焦点位置上进行拍摄而求出对比度，为了计算聚焦位置而花费时间。

另外，通常，如果增加聚焦台的移动速度，则采样点数变少。因此，存在下述问题，即，包含专利文献1的第1阶段的聚焦动作在内，在粗聚焦动作中，难以使聚焦台高速地移动，对于计算大致的焦点花费时间。

本发明的课题是，提供一种拍摄装置的自动焦点调整方法，其可以抑制用于计算聚焦位置的、改变焦点位置的拍摄次数，可以在短时间内计算聚焦位置。

本发明是一种拍摄装置中的自动焦点调整方法，该拍摄装置配置在将电子部件向基板安装的电子部件安装装置上，使焦点位置沿光轴方向移动而在识别对象物上聚焦，并对其进行拍摄，其中，使所述焦点位置沿光轴方向移动，在比预先设定的拍摄位置的高度波动的下限低的下限焦点位置和比所述拍摄位置的高度波动上限高的上限焦点位置构成的粗扫描范围内，进行粗扫描动作，在所述上限焦点位置和所述下限焦点位置多个焦点位置处对识别对象物进行拍摄，获得所述上限焦点位置和所述下限焦点位置处的表示聚焦位置的数据，基于该表示聚焦位置的数据，计算聚焦位置，从而解决上述课题的。

另外，本发明是一种拍摄装置中的自动焦点调整方法，该拍摄装置配置在将电子部件向基板安装的电子部件安装装置上，使焦点位置沿光轴方向移动而在识别对象物上聚焦，并对其进行拍摄，其中，使所述焦点位置沿光轴方向移动，在包括比预先设定的拍摄位置的高度波动小的范围内的三个焦点位置的粗扫描范围内，进行粗扫描动作，在所述三个焦点位置处对识别对象物进行拍摄，获得各焦点位置处的对比度值的倒数，通过比较所述对比度值的倒数，判断所述粗扫描范围是否存在聚焦位置，在所述三个焦点位置中，第一焦点位置为与预先设定的拍摄位置相比低规定的高度的位置，第二焦点位置为比上述第一焦点位置上升规定的范围的位置，第三焦点位置为比上述第一焦点位置上升所述规定的范围中的大致中间的位置，在所述三个焦点位置的拍摄顺序是，首先在所述第一焦点位置进行拍摄，在从所述第一焦点位置向所述第二焦点位置上升动作过程中在所述第三焦点位置进行拍摄，最后在第二焦点位置进行拍摄，在所述粗扫描范围不存在所述聚焦位置时，将所述粗扫描范围向所述对比度值的倒数减小的方向移动规定的距离，再次进行所述粗扫描动作，由此解决上述课题的。

发明的效果

根据本发明，聚焦动作仅使用在多个不同的焦点位置处拍摄的图像，可以缩短拍摄所需要的时间，以及对拍摄的图像进行处理的时间。如果仅拍摄很有限的数量的图像，则可以使照相机的焦点位置高速地移动，可以在短时间内计算聚焦位置。

附图说明

图1是使用了本发明的实施方式中的电子部件安装装置的斜视图。

图2是表示上述实施方式中使用的控制关系的硬件结构的框图。

图3是在上述实施方式中使用了本发明的作为主要部分的基板识别装置的侧视图。

图4是表示上述实施方式中的第1自动焦点调整动作处理的流程图。

图5是表示上述实施方式中的基板识别装置的焦点位置以及对比度值之间的关系的曲线图。

图6是表示上述实施方式中的基板识别装置的焦点位置以及对比度值的倒数之间的关系的曲线图。

图7是将上述实施方式中的基板识别装置的焦点位置以及对比度值的倒数之间的关系通过等腰三角形进行近似后的曲线图。

图8是将在上述图7中设为Y_F＝0的情况下的基板识别装置的焦点位置以及对比度值的倒数之间的关系通过等腰三角形进行近似后的曲线图。

图9是表示上述实施方式中的基板识别装置的焦点位置以及亮度的方差(标准偏差)之间的关系的曲线图。

图10是将上述实施方式中的基板识别装置的焦点位置以及亮度的方差(标准偏差)之间的关系通过等腰三角形进行近似后的曲线图。

图11是表示上述实施方式中的精细扫描动作的曲线图。

图12是表示上述实施方式中的第2自动焦点调整动作处理的流程图。

图13是表示在上述实施方式中粗扫描范围内存在聚焦位置的情况下的基板识别装置的焦点位置以及对比度值的倒数之间的关系的曲线图。

图14是表示在上述实施方式中粗扫描范围内不存在聚焦位置的情况下的基板识别装置的焦点位置以及对比度值的倒数之间的关系的曲线图。

图15是表示反复执行本发明的聚焦位置计算处理的情况下的处理的流程图。

具体实施方式

下面，使用附图，详细说明本发明的实施方式。

本实施方式的电子部件安装装置1，如图1所示，具有：搭载头3，其利用吸附嘴4吸附从配置于图示下侧的部件供给装置11供给的电子部件7(图2)，将其安装在电路基板5上，该电路基板5通过在中央部的稍后方沿左右方向延伸的电路基板输送路径2输送并定位；X轴移动机构12以及Y轴移动机构13，其分别使该搭载头3沿X方向及Y方向移动。在这里，Y轴移动机构13使搭载头3与X轴移动机构12一体地沿Y轴方向移动。

另外，该搭载头3具有使吸附嘴4沿Z轴方向可升降地移动的Z轴移动机构，同时，具有使吸附嘴4以吸附嘴轴(吸附轴)为中心旋转的θ轴旋转机构。

另外，在该搭载头3上，经由支撑部件安装基板识别装置(拍摄装置)17，其从上方拍摄电路基板5上方。该基板识别装置17从上方拍摄形成于电路基板5上的基板标记、及安装头部原点基准的原点标记，并进行识别。该安装头部原点基准，在电子部件安装装置1中，设置在通过使搭载头3移动而利用基板识别装置17可以拍摄到的范围内。

另外，在部件供给装置11的侧部配置部件识别装置16，使搭载头3在其上方移动，从下方拍摄吸附嘴4所吸附的电子部件7并进行识别。

搭载头3利用安装有图2所示的X轴电动机21的未图示的X轴机构部，沿图1中箭头X所示的X轴方向进行轴向移动，利用分别安装有Y轴电动机22的未图示的Y轴机构部，沿图1中箭头Y所示的Y轴方向进行轴向移动。

另外，利用内置于该搭载头3中的安装有Z轴电动机23的未图示的Z轴机构部，使搭载头3沿Z轴方向(高度方向)升降。另外，利用安装有θ轴电动机24的未图示的θ轴旋转机构，使该搭载头3的吸附嘴4沿θ轴方向进行轴向移动，并以其吸附嘴中心轴(吸附轴)为中心旋转。

另外，上述基板识别装置17以及部件识别装置16均使用CCD照相机，并与图像识别装置27连接。首先，基板识别装置17从上方拍摄电路基板5的基准标记、及安装头部原点基准的原点标记，并进行识别。并且，部件识别装置16从下方拍摄吸附嘴4所吸附的电子部件7，并进行识别。

如图2所示，上述基板识别装置17以及部件识别装置16，与具有CPU 27c以及存储器27b的图像识别装置27中内置的A/D变换器27a连接。构成下述系统：该图像识别装置27利用由部件识别装置16拍摄的电子部件7、及由基板识别装置17拍摄的电路基板5上的基准标记，测定电子部件7的尺寸、中心位置、以及以θ轴为中心的旋转角。该图像识别装置27经由存储装置25接收来自控制器20的指示。

该控制器20，内置CPU、RAM、ROM，连接键盘28、鼠标29、画面显示装置26。该画面显示装置26也与图像识别装置27连接。另外，在该控制器20上连接上述X轴电动机21、Y轴电动机22、Z轴电动机23、θ轴电动机24、以及存储装置25。该控制器20对电子部件安装装置的安装动作进行整体的控制。

另外，上述图像识别装置27，对基板识别装置17所拍摄的图像进行识别，通过利用A/D变换器27a将由基板识别装置17拍摄的图像的图像信号变换为数字信号，存储在存储器27b中，由CPU 27c进行处理，从而准确地掌握电路基板5的基准标记、及安装头部原点基准的原点标记的位置，由此，准确地掌握并设定电路基板5的搬入位置、及搭载头3的原点位置。

另外，该图像识别装置27，对部件识别装置16所拍摄的图像进行识别，相同地，通过利用A/D变换器27a将由部件识别装置16拍摄的图像的图像信号变换为数字信号，存储在存储器27b中，由CPU 27c进行处理，从而测定吸附在吸附嘴4上的电子部件7的吸附偏差，在向电路基板5搭载时进行位置校正。在该图像识别装置27中，对电子部件7的中心位置和吸附角度进行运算，测定电子部件7的吸附姿态、或吸附偏差，并进行上述位置校正。

另外，图像识别装置27，根据如上述所示掌握的电路基板5的搬入位置、搭载头3的原点位置、吸附嘴4所吸附的电子部件7的吸附姿态、以及吸附偏差等处理结果，求出将电子部件7向电路基板5搭载时的搭载位置的校正数据。另外，该校正数据，从图像识别装置27发送至控制器20，利用该校正数据，进行向电路基板5搭载时电子部件7的位置校正。

在这里，键盘28和鼠标29用于输入电子部件7的数据(称为部件数据)等数据。另外，存储装置25由闪速存储器等构成，用于存储通过键盘28和鼠标29输入的部件数据、以及从未图示的主计算机供给的部件数据等。显示装置(显示器)26将部件数据、运算数据、以及由部件识别装置16拍摄的电子部件7的图像等，显示在其显示面26a上。

在图3中，首先，在基板识别装置17的下部，安装如虚线箭头所示对电路基板5上的拍摄位置5a进行照明的照明装置32。通过使设置有基板识别装置17的搭载头3移动，在该拍摄位置5a上，对例如电路基板5的基准标记、及安装头部原点基准的原点标记进行定位。

另外，拍摄位置5a的图像经由位于其正上方的、可利用直线导轨38上下移动的移动棱镜33的2个倾斜面而折返180°，进而，经由固定棱镜34的2个倾斜面被引导至拍摄镜头35。如上述所示，拍摄位置5a的图像，经由拍摄镜头35，通过CCD照相机36进行拍摄。此外，该拍摄时的光路通过图中的箭头表示。

在这里，在上述拍摄时，移动棱镜33经由支架37而被直动轴承的直线导轨38引导，以配置在上方的直动电动机39为驱动力，可以沿图中上下方向移动。另外，通过该移动棱镜33的上下方向的移动，可以调节从拍摄镜头35至拍摄位置5a为止的距离，由此，该拍摄镜头35的焦点位置可以沿图中上下方向调节。因此，即使作为基板识别装置17的拍摄对象的、电路基板5上的例如基板标记等拍摄位置5a的高度发生变化，通过利用直动电动机39使移动棱镜33移动，也可以在拍摄位置5a的高度处聚焦。

在图4中，说明第1自动焦点调整动作处理。首先，电路基板5在电路基板输送路径2上被输送，在图1中图示的位置上被定位。然后，在图4的步骤S1中，通过搭载头3的移动，将基板识别装置17定位在该拍摄位置5a的正上方，以在其视野内捕捉到基板标记等拍摄位置5a。

通常，基板标记等拍摄位置5a的高度，因电路基板5的翘曲等而以±2mm的程度波动。因此，在搭载头3的移动过程中，利用直动电动机39使移动棱镜33沿上下方向移动，由此，将基板识别装置17的焦点位置设定在与拍摄位置5a的高度波动的下限相比较低的位置，即，与拍摄位置5a的例如预先设定的高度相比低2.5mm的位置。将该位置作为点a。在图7中，该点a图示为“波动的下限(-2.5mm)”，如图示所示，是比波动的下限低，且与拍摄位置5a的预先设定的高度相比低2.5mm的位置。

然后，在步骤S2中，通过基板识别装置17的CCD照相机36，对该点a的高度处的拍摄位置5a进行第1张图像的拍摄。

然后，在步骤S3中，使基板识别装置17内部的直动电动机39驱动，通过使移动棱镜33移动，使基板识别装置17的焦点位置上升至与拍摄位置5a的高度波动的上限相比较高的位置，例如与拍摄位置5a的预先设定的高度相比高2.5mm的位置。将该位置作为点b。在图7中，该点b图示为“波动的上限(+2.5mm)”，如图示所示，是比波动的上限高，且与拍摄位置5a的预先设定的高度相比高2.5mm的位置。

此外，从点a至点b为止，尽可能使焦点位置高速地移动。

下面，将步骤S1以及步骤S3中的基板识别装置17的焦点位置的范围称为粗扫描范围，该粗扫描范围设定为比拍摄位置5a的高度的波动的范围宽。

然后，在步骤S4中，在使基板识别装置17的焦点位置上升的状态下，利用CCD照相机36，对该点b的高度处的拍摄位置5a进行第2张图像的拍摄。

另外，在步骤S5中，对通过步骤S2以及步骤S4得到的2张图像，分别求出本发明中的“表示聚焦位置的数据”。例如，计算所拍摄的图像中的规定的区域的对比度值，同时计算该对比度值的倒数。

该“表示聚焦位置的数据”，是在使基板识别装置17等图像识别装置的焦点位置变化的情况下，伴随该焦点位置的变化而其值变化，并且在焦点位置为聚焦位置时其成为最大值或者最小值，从而可以表示聚焦位置的数据，本发明不对其具体地进行限定。

该“表示聚焦位置的数据”，例如可以是使焦点位置变化而拍摄的图像的对比度值的倒数、亮度的方差、亮度的标准偏差。它们是至少在图像的特定区域、以及包含聚焦位置在内的规定的焦点位置的范围内，如上述所示，可以表示聚焦位置的数据。

在之后的步骤S6中，使用获得2张图像时的基板识别装置17的焦点位置的数据，以及2张图像的规定区域中的对比度值的倒数的数据，基于以下说明的“聚焦位置计算公式”，计算粗聚焦位置。

在这里，说明该“聚焦位置计算公式”。

在一边使基板识别装置17的焦点位置沿光轴方向移动，一边以规定的采样间隔对基板标记进行拍摄，求出各拍摄图像的规定的区域的对比度值的情况下，通常可以得到如图5所示的在基板识别装置17的聚焦位置P1处对比度值最大，类似于正态分布的曲线图(以下，称为对比度曲线)。此外，P1是拍摄镜头35的实际的聚焦位置。

另一方面，在利用上述方法，求出各拍摄图像的规定的区域的对比度值的倒数的情况下，可以得到如图6所示的在基板识别装置17的聚焦位置P1处对比度值的倒数最小，除聚焦位置附近以外大致呈接近于等腰三角形的形状的曲线图(以下，称为对比度倒数曲线)。

在这里，利用对比度倒数曲线的形状为大致等腰三角形形状这一几何学特征，如图7及图8所示，仅使用设想的对比度倒数曲线上的任意2点(图中的a点以及b点)的数据，计算与各点间的角度θ相等的1点，将该点F的坐标作为粗聚焦位置。该点F为通过聚焦位置计算公式求出的粗聚焦位置。

在这里，在图7或图8中，点a以及点b分别与步骤S2中拍摄的图像、及步骤S4中拍摄的图像对应。X_a及X_b是拍摄上述图像时的焦点位置。Y_a及Y_b是上述图像的对比度值的倒数。

在这里，设θ＝θ’。这样，对于上述点a、点b、以及粗聚焦位置的点F各自的焦点位置X_a、X_b、X_F、以及对比度值的倒数Y_a、Y_b、Y_F，可以如下式所示进行表示。

[公式11

$\frac{y_F-y_a}{x_F-x_a}=\frac{y_F-y_b}{x_b-x_F}\mathrm{......}\left(1\right)$

该式(1)可以如下式所示进行变形。

[公式2]

$x_F=\frac{x_a{y}_b+x_b{y}_a-y_F(x_a+x_b)}{y_a+y_b-2y_F}\mathrm{......}\left(2\right)$

此外，在粗聚焦位置的点F处，X_F表示其焦点位置。另外，该X_F为粗聚焦位置(聚焦位置)。Y_F是该粗聚焦位置处的表示聚焦位置的数据，为对比度值的倒数(图6～图8)、亮度的方差及标准偏差(图9，图10)。

另外，在上述式(2)中，在Y_F如图6～图8所示，曲线图形状为向下凸的情况下，成为式(3)。或者，在如图5、后述的变形例的图9及图10所示，曲线图形状为向上凸的情况下，成为式(4)。

[公式3]

y_F＜min(y_a，y_b)……(3)

[公式4]

y_F＞max(y_a，y_b)····(4)

在这里，在曲线图形状为向下凸的情况下，如图8的曲线图所示，假设Y_F＝0，以及设θ＝θ’。这样，可以如下式所示进行表示。

[公式5]

$\frac{y_a}{x_F-x_a}=\frac{y_b}{x_b-x_F}\mathrm{......}\left(5\right)$

另外，该式(5)可以如下式所示进行变形。

[公式6]

$x_F=\frac{x_a{y}_b+x_b{y}_a}{y_a+y_b}\mathrm{......}\left(6\right)$

另外，该式(6)可以如下式所示进行变形。此外，在下式中，m如式(8)所示。

[公式7]

$x_F=\frac{x_a+{\mathrm{mx}}_b}{1+m}\mathrm{......}\left(7\right)$

[公式8]

$m=\frac{y_a}{y_b}\mathrm{......}\left(8\right)$

在这里，式(6)、式(7)均可以计算上述的粗聚焦位置的点F的焦点位置X_F，因此，可以作为聚焦位置计算公式使用。即，根据上述式(6)以及式(7)，均可以通过所拍摄的2张图像所涉及的点a以及点b的焦点位置X_a、X_b、以及对比度值的倒数Y_a、Y_b，计算聚焦位置的X_F。因此，在步骤S6中，通过上述聚焦位置计算公式，可以计算粗聚焦位置X_F。

此外，将步骤S1～步骤S6为止的动作称为粗扫描动作。

下面，在步骤S7中，以通过粗扫描动作得到的粗聚焦位置X_F为中心，进行精细扫描动作，计算精细的聚焦位置。该精细扫描动作可以采用专利文献1等中记载的通常的聚焦动作，如图11所示，一边使基板识别装置17的焦点位置P1以粗聚焦位置为中心，以规定的范围、例如粗聚焦位置±500μm沿光轴方向移动，一边以规定的采样间隔，例如每125μm的间距对基板标记进行拍摄，求出各拍摄图像的规定的区域的对比度值，计算其峰值位置、即精细聚焦位置。

此外，精细扫描动作中的基板识别装置17的移动速度，当然比步骤3的动作慢。另外，在根据上述精细扫描动作求出的规定的区域的对比度值的峰值位置的计算中，也可以使用预先生成的由规定的函数构成的近似式。

计算出精细聚焦位置后，最后在步骤S8中，使基板识别装置17的焦点位置与上述精细聚焦位置一致，通过再次进行拍摄，可以进行拍摄位置5a的识别，例如，可以高精度地计算位于拍摄位置5a处的基板标记的位置。

此外，对于图4中说明的第1自动焦点调整动作处理的说明，以如图7及图8所示的对比度值的倒数的情况为主，但如图9及图10的曲线图所示，在亮度的方差及标准偏差的情况下，也可以通过相同的处理，进行自动焦点调整动作处理。

在这里，在上述中，针对将粗扫描范围设定为比基板标记高度的波动的范围宽的方式进行了说明，但下面说明下述情况：并不是将粗扫描的范围设定为较宽，而是仅针对在粗扫描范围内不存在基板标记的情况，再次进行粗扫描的方式。

在图12的表示第2自动焦点调整动作处理的流程图中，首先，在步骤S11中，与上述图4的步骤S1相同地，在电路基板输送路径2上输送电路基板5，并进行定位。然后，使搭载头3移动，以使基板识别装置17位于电路基板5上的基板标记的正上方。此时，基板识别装置17的焦点位置设定为，与预先设定的基板标记高度相比低规定的高度、例如1mm的位置。

然后，在步骤S12中，通过CCD照相机36对基板标记进行拍摄。将此时的焦点位置作为点a。

然后，在步骤S13中，使基板识别装置17内部的直动电动机39驱动，通过使移动棱镜33移动，使基板识别装置17的焦点位置上升规定的范围，例如2mm。

然后，在步骤S14中，再次通过CCD照相机36对基板标记进行拍摄，但该动作是在基板识别装置17的焦点位置上升动作过程中进行的。在基板识别装置17的焦点位置的上升范围中的大致中间位置，例如使焦点位置上升2mm的情况下，在1mm的位置处通过CCD照相机36对基板标记进行拍摄。将此时的焦点位置作为点c。另外，在上述步骤S13及步骤S14中，尽可能地使焦点位置高速地移动。

然后，在步骤S15及步骤S16中，如果基板识别装置17的焦点位置移动动作结束，则再次通过CCD照相机36对基板标记进行拍摄。将此时的焦点位置作为点b。

然后，在步骤S17中，对通过上述步骤S12、步骤S14以及步骤S16的动作得到的3张图像，分别求出规定的区域的对比度值，同时，求出该对比度值的倒数。

然后，在步骤S18中，判定在点a～点c～点b的粗扫描范围内是否存在聚焦位置。这是由规定的区域的对比度值的倒数，对通过步骤S12、步骤S14以及步骤S16的动作得到的3张图像进行比较而进行的。

在这里，在图13及图14中，示出了包含步骤S12的a点、步骤S14的c点、步骤S16的b点在内的各个焦点位置上的对比度值的倒数(表示聚焦位置的数据)Y_a、Y_c、Y_b，示出了其彼此之间的大小关系。

首先，在粗扫描范围内存在聚焦位置的情况下，如图13所示，Y_a-Y_c＞0且Y_c-Y_b＜0。在这里，下标a、b、c表示各自的拍摄点。

此外，在粗扫描范围内不存在聚焦位置的情况下，如图14所示，Y_a＜Y_c＜Y_b，或者，Y_a＞Y_c＞Y_b。

在粗扫描范围内存在聚焦位置的情况下，之后，在步骤S20中，与步骤6相同地，通过将a点以及b点的数据代入上述式(6)及式(7)等聚焦位置计算公式中，可以计算粗聚焦位置。

此外，在粗扫描范围内不存在聚焦位置的情况下，之后，在步骤S19中，使基板识别装置17的聚焦位置向对比度值的倒数变小的方向(如果Y_a＜Y_b则为下方，如果Y_a＞Y_b则为上方)移动规定的距离，例如1mm。在该步骤S19后，再次进行步骤S12～步骤S17的动作，判定粗扫描范围内是否存在聚焦位置，在存在粗聚焦位置的情况下，在步骤S20中，可以通过将a点以及b点的数据代入上述式(6)及式(7)等聚焦位置计算公式中，计算粗聚焦位置。

在之后的步骤S21中，与上述图4的步骤S7相同地，以通过粗扫描动作得到的聚焦位置为中心，进行精细扫描动作，计算精细的聚焦位置。另外，然后，在最后的步骤S22中，与上述步骤S8相同地，使基板识别装置17的聚焦位置与精细聚焦位置一致，通过再次进行拍摄，进行基板标记等的识别，可以高精度地计算基板标记的位置等。

此外，通过图4的流程图说明的第1自动焦点调整动作处理的步骤S1～步骤S6中的聚焦位置(粗聚焦位置)的计算处理，以及通过图12的流程图说明的第2自动焦点调整动作处理的步骤S11～步骤S20中的聚焦位置(粗聚焦位置)的计算处理，均可以作为独立的聚焦位置计算处理而使用。即使将上述本发明的聚焦位置计算处理独立地使用，在大多数情况下可以也可以得到充分的聚焦位置精度。

或者，也可以将上述本发明的聚焦位置计算处理共同使用，或者与专利文献1等其他聚焦位置计算处理组合使用。

另外，如图15所示，上述聚焦位置计算处理也可以被反复使用，直至计算出必要精度的聚焦位置为止。在图15中，步骤S37采用上述本发明的聚焦位置计算处理中的任一种。另外，在步骤S38中，如果没有发现聚焦位置，或聚焦位置的精度不充分，则为“N”，反复进行步骤S37的处理。或者，在步骤S38中，如果计算出必要的精度的聚焦位置，则为“Y”，反复处理结束。

另外，上述本发明的聚焦位置计算处理是通过2张或者3张等的拍摄图像而进行处理的，但对上述拍摄图像的数量不具体地限定。例如，也可以为更多的数量，即使在此情况下，与现有技术相比，也可以迅速地计算出聚焦位置。

此外，在以上本实施方式的说明中，着眼于电路基板5上的基板标记识别，但本发明也可以适用于搭载后的部件位置的检查等。

另外，在本实施方式中，为了计算粗聚焦位置，暂时使基板识别单元的焦点位置移动至与基板标记高度相比的下方，进行拍摄动作，然后，使焦点位置移动至与基板标记高度相比的上方，再次进行拍摄动作，但也可以在使焦点位置移动至与基板标记高度相比的上方，进行拍摄动作后，通过使该焦点位置移动至与基板标记高度相比的下方，再次进行拍摄动作，从而计算粗聚焦位置。

在本实施方式中，如上述所示，表示聚焦位置的数据不特别地限定，但特别优选曲线图形状接近等腰三角形的。可以使用例如拍摄图像的规定区域的对比度值的倒数、规定区域的亮度的方差·标准偏差等。

在图12的实施方式中，在粗扫描范围内不存在聚焦位置的情况下，再次进行粗扫描动作，但也可以进行精细扫描范围的变更等，从而直接进行精细扫描动作。

在本发明的实施方式中，在基板识别装置17中使用直角棱镜，但也可以使用半反射镜及其他棱镜，也可以采用多反射镜结构等。另外，在照明装置32中，使用斜方照明，但也可以使用其他照明。另外，在本发明的实施方式中使用直动电动机39，但也可以使用在旋转电动机中利用滚珠丝杠或传送带机构等而可以直线驱动的机构，另外，也可以使用超声波电动机或压电元件等微小驱动装置等。

在本发明的实施方式的基板识别装置17中，使移动棱镜33移动而进行基板识别单元的焦点位置的变更，但也可以使拍摄镜头35以及CCD照相机36移动，或使基板识别装置17整体移动等，从而进行焦点位置的变更。

Claims (2)

1.一种拍摄装置中的自动焦点调整方法，该拍摄装置配置在将电子部件向基板安装的电子部件安装装置上，使焦点位置沿光轴方向移动而在识别对象物上聚焦，并对其进行拍摄，

其特征在于，

使所述焦点位置沿光轴方向移动，在比预先设定的拍摄位置的高度波动的下限低的下限焦点位置和比所述拍摄位置的高度波动上限高的上限焦点位置构成的粗扫描范围内，进行粗扫描动作，在所述上限焦点位置和所述下限焦点位置处对识别对象物进行拍摄，获得所述上限焦点位置和所述下限焦点位置处的表示聚焦位置的数据，基于该表示聚焦位置的数据，计算聚焦位置。

2.一种拍摄装置中的自动焦点调整方法，该拍摄装置配置在将电子部件向基板安装的电子部件安装装置上，使焦点位置沿光轴方向移动而在识别对象物上聚焦，并对其进行拍摄，

其特征在于，

使所述焦点位置沿光轴方向移动，在包括比预先设定的拍摄位置的高度波动小的范围内的三个焦点位置的粗扫描范围内，进行粗扫描动作，在所述三个焦点位置处对识别对象物进行拍摄，获得各焦点位置处的对比度值的倒数，通过比较所述对比度值的倒数，判断所述粗扫描范围是否存在聚焦位置，在所述三个焦点位置中，第一焦点位置为与预先设定的拍摄位置相比低规定的高度的位置，第二焦点位置为比上述第一焦点位置上升规定的范围的位置，第三焦点位置为比上述第一焦点位置上升所述规定的范围中的大致中间的位置，在所述三个焦点位置的拍摄顺序是，首先在所述第一焦点位置进行拍摄，在从所述第一焦点位置向所述第二焦点位置上升动作过程中在所述第三焦点位置进行拍摄，最后在第二焦点位置进行拍摄，

在所述粗扫描范围不存在所述聚焦位置时，将所述粗扫描范围向所述对比度值的倒数减小的方向移动规定的距离，再次进行所述粗扫描动作。