CN105359638A - 元件保持状态检测方法及元件安装装置 - Google Patents

Abstract

设有用于将元件(P)吸附于头的吸嘴和基准标记，并且具备零件相机，该零件相机在透镜的视野内设置子透镜且能够通过透镜(主透镜部)拍摄元件(P)，并且通过透镜及子透镜(子透镜部)拍摄基准标记。根据由主透镜部拍摄校准板(CP1)而获得的图像来测定主透镜部的变形校正值，并且根据由子透镜部拍摄校准板(CP2)而获得的图像来测定子透镜部的变形校正值，并作为变形校正表预先进行存储。并且，在元件安装时，当由零件相机同时拍摄保持于吸嘴的元件(P)和基准标记时，使用变形校正表来校正所获得的图像，并基于校正图像来检测元件(P)的吸附状态。

Description

元件保持状态检测方法及元件安装装置

技术领域

本发明涉及检测保持于保持部件的元件的保持状态的元件保持状态检测方法及将元件安装于基板的元件安装装置。

背景技术

以往，作为这种元件安装装置，提出有如下元件安装装置：由相机拍摄吸附于吸嘴的电子元件(元件)并基于通过拍摄而获得的图像来识别元件的吸附位置(例如，参照专利文献1)。在该元件安装装置中，在识别元件的吸附位置之前，将带有多个点的玻璃夹具吸附于吸嘴，由相机拍摄吸附于吸嘴的玻璃夹具，求出通过拍摄而获得的图像的点位置，基于求出的点位置的信息来求出设备坐标与相机坐标间的转换式。并且，在识别元件的吸附位置时，使用求出的转换式将识别出的元件的吸附位置从相机坐标转换为设备坐标，从而对位置偏差进行校正。

另外，提出有如下元件安装装置：在组装有吸嘴的头设置基准标记，在拍摄基准标记的同时拍摄吸附于吸嘴的元件，从而识别将基准标记作为基准的元件的吸附位置(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2007-12889号公报

专利文献2：日本特开2005-11950号公报

发明内容

在同时拍摄由安装于头的吸嘴吸附的元件和设于头的基准标记的情况下，当基准标记设于与吸附于吸嘴的元件不同的高度时，在以使焦点与吸附于吸嘴的元件对准的方式设置的透镜(第一透镜)中无法使焦点与基准标记对准。在该情况下，能够考虑，为了使焦点与基准标记对准而在第一透镜的视野内设置直径比第一透镜小的透镜(第二透镜)，通过第一透镜拍摄吸附于吸嘴的元件并且通过第一透镜及第二透镜拍摄基准标记。然而，当组合多个透镜时，因对应每个透镜不同的变形特性而产生合成变形，通过第一透镜及第二透镜拍摄的基准标记的拍摄图像被复杂地变形。因此，在以往的手法中，产生无法根据同时拍摄元件和基准标记而得到的图像来准确地识别元件与基准标记双方的位置的情况。

本发明的元件保持状态检测方法及元件安装装置的主要目的在于，在同时拍摄由安装于头的保持部件保持的元件和设于头的基准标记时，能够进一步提高拍摄到的图像的变形的校正精度，能够更准确地识别元件与基准标记双方的位置。

本发明的元件保持状态检测方法及元件安装装置为了实现上述主要目的而采取了以下技术方案。

本发明的元件保持状态检测方法的主旨在于，以具有通过第一透镜将被摄体成像于拍摄元件的第一拍摄区域和通过上述第一透镜及第二透镜将被摄体成像于上述拍摄元件的第二拍摄区域的方式构成拍摄单元，通过安装于头的保持部件保持元件，在上述第一拍摄区域内拍摄保持于上述保持部件的元件，并且在上述第二拍摄区域内拍摄设于上述头的基准标记，由此同时拍摄上述元件和上述基准标记，基于通过拍摄上述元件和上述基准标记而获得的图像来检测保持于上述保持部件的元件的保持状态，在判定上述保持状态之前，在上述第一拍摄区域内拍摄变形测定用被摄体，基于通过拍摄上述变形测定用被摄体而获得的图像来测定上述第一拍摄区域的变形成分并进行存储，并且，在上述第二拍摄区域内拍摄变形测定用被摄体，基于通过拍摄上述变形测定用被摄体而获得的图像来测定上述第二拍摄区域的变形成分并进行存储，当上述元件保持于上述保持部件时，通过上述拍摄单元同时拍摄上述元件和上述基准标记，基于所存储的上述第一拍摄区域的变形成分来校正在上述第一拍摄区域内拍摄上述元件而获得的图像，并且基于所存储的上述第二拍摄区域的变形成分来校正在上述第二拍摄区域内拍摄上述基准标记而获得的图像，基于校正后的该图像来检测保持于上述保持部件的元件的保持状态。

在本发明的元件保持状态检测方法中，在判定保持状态之前，在通过第一透镜拍摄被摄体的第一拍摄区域内拍摄变形测定用被摄体，基于通过拍摄而获得的图像来测定第一拍摄区域的变形成分并进行存储。另外，在通过第一透镜及第二透镜拍摄被摄体的第二拍摄区域内拍摄变形测定用被摄体，基于通过拍摄而获得的图像来测定第二拍摄区域的变形成分并进行存储。并且，当元件保持于保持部件时，通过拍摄单元同时拍摄元件和基准标记，基于存储的第一拍摄区域的变形成分来校正在第一拍摄区域内拍摄元件而获得的图像。另外，基于存储的第二拍摄区域的变形成分来校正在第二拍摄区域内拍摄基准标记而获得的图像。这样，使用分别在通过第一透镜拍摄被摄体的第一拍摄区域和通过第一透镜及第二透镜拍摄被摄体的第二拍摄区域内拍摄到的变形测定用被摄体的图像来预先测定变形成分，由此能够使用对应的变形成分适当地校正在第一拍摄区域内拍摄到的图像及在第二拍摄区域内拍摄到的图像。其结果是，能够获得有效地抑制了变形的校正图像，通过基于校正后的拍摄图像来检测保持于保持部件的元件的保持状态，能够更准确地判定元件的保持状态。此外，第一拍摄区域内的变形测定用被摄体的拍摄与第二拍摄区域内的变形测定用被摄体的拍摄既可以同时进行，也可以分别进行。

在这样的本发明的元件保持状态检测方法中，也可以是，在判定上述保持状态之前，设置第一变形测定用被摄体作为上述变形测定用被摄体，在上述第一拍摄区域内拍摄上述第一变形测定用被摄体，基于通过拍摄上述第一变形测定用被摄体而获得的图像来测定上述第一拍摄区域的变形成分并进行存储，并且，设置与上述第一变形测定用被摄体不同的第二变形测定用被摄体作为上述变形测定用被摄体，在上述第二拍摄区域内拍摄上述第二变形测定用被摄体，基于通过拍摄上述第二变形测定用被摄体而获得的图像来测定上述第二拍摄区域的变形成分并进行存储。如此一来，由于能够对应于透镜来使用适当的变形测定用被摄体，因此能够更准确地测定变形成分。

在该技术方案的本发明的元件保持状态检测方法中，也可以是，由多个图形呈格子状地排列而成的图案构成上述第一变形测定用被摄体，由多个图形以与上述第一变形测定用被摄体不同的间距呈格子状地排列而成的图案构成上述第二变形测定用被摄体。

本发明的元件安装装置是将元件安装于基板的元件安装装置，其主旨在于，该元件安装装置具备：头，安装有保持上述元件的保持部件，并且设有基准标记；移动单元，使上述头移动；拍摄单元，具有通过第一透镜将被摄体成像于拍摄元件的第一拍摄区域和通过上述第一透镜及第二透镜将被摄体成像于上述拍摄元件的第二拍摄区域，在上述第一拍摄区域内拍摄保持于上述保持部件的元件，并且在上述第二拍摄区域内拍摄上述基准标记，由此能够同时拍摄上述元件和上述基准标记；保持状态检测单元，当通过上述拍摄单元同时拍摄上述元件和上述基准标记时，基于针对该第一拍摄区域预先测定出的第一变形成分来校正通过上述第一拍摄区域内的拍摄而获得的图像，并且基于针对该第二拍摄区域预先测定出的第二变形成分来校正通过上述第二拍摄区域内的拍摄而获得的图像，基于校正后的上述图像来检测保持于上述保持部件的元件的保持状态；及安装控制单元，基于判定出的上述元件的保持状态来控制上述移动单元和上述保持部件，以将该元件安装于上述基板。

在本发明的元件安装装置中，以具有通过第一透镜将被摄体成像于拍摄元件的第一拍摄区域和通过第一透镜及第二透镜将被摄体成像于拍摄元件的第二拍摄区域的方式构成拍摄单元，当元件保持于保持部件时，在第一拍摄区域内拍摄保持于保持部件的元件的同时在第二拍摄区域内拍摄基准标记。并且，基于针对第一拍摄区域预先测定出的第一变形成分来校正在第一拍摄区域内拍摄元件而获得的图像，基于针对第二拍摄区域预先测定出的第二变形成分来校正在第二拍摄区域内拍摄基准标记而获得的图像。这样，由于分别使用不同的变形成分来校正在通过第一透镜拍摄被摄体的第一拍摄区域内拍摄到的图像和通过第一透镜及第二透镜拍摄被摄体的第二拍摄区域内拍摄到的图像，因此能够获得有效地抑制了变形的校正图像。其结果是，基于校正图像来检测元件的保持状态，并且基于该判定结果进行控制以将元件安装于基板，从而能够更准确地将元件安装于基板上。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施例的元件安装装置10的结构的概略的结构图。

图2是表示控制装置90的电连接关系的框图。

图3是从侧方观察头60及零件相机70的示意图。

图4是从上方观察零件相机70的俯视图。

图5是表示由控制装置90的CPU91所执行的元件安装处理的一个例子的流程图。

图6是在设置了校准板CP1的状态下通过校准板CP1观察主透镜74时的主视图。

图7是表示由零件相机70拍摄校准板CP1而得到的拍摄图像的说明图。

图8是在设置了校准板CP2的状态下通过校准板CP2观察子透镜76a时的主视图。

图9是表示由零件相机70拍摄校准板CP2而得到的拍摄图像的说明图。

图10是表示变形校正表的一个例子的说明图。

图11是表示变形校正表的每个区域的变形校正值的一个例子的说明图。

图12是表示变形校正的情况的说明图。

图13是双线性插值法的说明图。

具体实施方式

接着，使用实施例来说明本具体实施方式。图1是表示本发明的一实施例的元件安装装置10的结构的概略的结构图，图2是表示控制装置90的电连接关系的框图。

如图1所示，元件安装装置10具备：元件供给装置20，供给电子元件(以下简称作“元件”)；基板搬运装置30，搬运电路基板(以下简称作“基板”)16；支撑装置40，支撑搬运来的基板16；元件组装装置50，将由元件供给装置20供给的元件组装于由支撑装置40支撑的基板16；及控制装置90，控制安装装置整体(参照图2)，基板搬运装置30、支撑装置40及元件组装装置50被收纳于壳体12内。此外，在图1中，仅示出了一台元件安装机10，但是在元件安装线中并排设置有多台元件安装机，在各元件安装机的控制装置连接有用于管理这些元件安装机的管理计算机100(参照图2)。

如图1所示，元件供给装置20具备可拆装地安装于壳体12的前侧的带式供料器22。带式供料器22具备卷绕有带的带盘22a，在带表面以预定间隔粘贴有元件。这些元件被覆盖带的表面的薄膜所保护，当从带盘22a拉出带时，在供料器部22b以薄膜被剥离而露出的状态被供给。

如图1所示，基板搬运装置30具备：一对支撑板32a、32b，在设置于壳体12的下段部的基台14上沿Y轴方向(图1的前后方向)隔开预定间隔地设置；及一对传送带34a、34b，设于支撑板32a、32b的彼此相向的面。一对支撑板32a、32b构成为长边方向为X轴方向(图1的左右方向)的长方形的部件，在长边方向的两端设有驱动轮及从动轮。传送带34a、34b架设在设于支撑板32a、32b的驱动轮及从动轮，通过未图示的驱动马达来驱动驱动轮而将基板16从图1的左侧向右侧搬运。

如图1所示，支撑装置40具备：支撑板42，配置为能够通过未图示的升降装置进行升降；及基板44，组装于支撑板42的上表面。在基板44竖立设置有用于从背面侧支撑基板16的多个支撑销46。

如图1所示，元件组装装置50具备：X轴滑动件52，通过X轴马达51(参照图2)的驱动而沿X轴方向(图1的左右方向)移动；Y轴滑动件54，通过Y轴马达53(参照图2)的驱动而沿Y轴方向(图1的前后方向)移动；头60，安装于X轴滑动件52；吸嘴62，以能够沿Z轴方向移动并绕Z轴旋转的方式组装于头60，且能够吸附元件；零件相机70，设于基台14，用于拍摄吸附于吸嘴62的元件；标记相机80，安装于X轴滑动件52，用于拍摄设于基板16上的基板定位基准标记；及吸嘴储藏器84，储藏能够组装于头60的多种吸嘴。

X轴滑动件52安装于在Y轴滑动件54的前表面沿X轴方向设置的导轨55，能够一边由导轨55引导一边沿X轴方向滑动。Y轴滑动件54安装于在壳体12的上部沿Y轴方向设置的导轨56，能够一边由导轨56引导一边沿Y轴方向滑动。

如图3所示，头60具备：吸嘴座64，构成为具有未图示的内部通路的圆筒部件，用于保持吸嘴62；Z轴促动器66，例如构成为具有丝杠轴和安装于吸嘴座64的滚珠丝杠螺母的直线进给丝杠机构，通过Z轴马达66a驱动丝杠轴旋转，从而使吸嘴座64沿Z轴方向移动；及θ轴促动器68，例如具有花键嵌合于与吸嘴座64连结的轴的滚珠花键螺母，通过θ轴马达68a驱动滚珠花键螺母旋转，从而使吸嘴座64绕Z轴旋转。另外，头60构成为能够相对于X轴滑动件52进行拆装，能够更换为适合于使用的吸嘴62的数量、种类的头。

吸嘴62构成为能够相对于吸嘴座64进行拆装，能够更换为适合于吸附的元件的形状、大小的吸嘴。吸嘴62的内部通路(未图示)与吸嘴座64的内部通路(未图示)连通，吸嘴座64的内部通路经由电磁阀86选择性地与真空泵88及空气配管89中的任一方连通。因此，当以连通吸嘴座64的内部通路与真空泵88的方式驱动电磁阀86时，对吸嘴62作用负压而能够吸附元件，当以连通吸嘴座64的内部通路与空气配管89的方式驱动电磁阀86时，对吸嘴62作用正压而能够解除元件的吸附。

图3是从侧方观察头60及零件相机70的示意图，图4是从上方观察零件相机70的俯视图。如图所示，在吸嘴座64的下端以等间隔的方式沿周向组装有多个吸嘴62。此外，在实施例中，组装于吸嘴座64的吸嘴62的数量为多个，但是也可以是一个。另外，吸附于吸嘴62的元件P在零件相机70的上方相对于零件相机70的高度基准面H0被维持在预定的高度H1。

另外，如图3所示，在头60设有作为由零件相机70拍摄吸附于吸嘴62的元件P时的基准位置的位置基准部69。在位置基准部69的下表面，在实施例中，四个圆形的基准标记69a以相同间距呈正方形地配置。当然，基准标记69a的形状、个数、配置布局并不限定于实施例，能够自由地进行决定。基准标记69a相对于高度基准面H0配置于比预定的高度H1高的高度H2。由此，在使头60在基板16上移动时，位置基准部69不会干扰安装完的元件。此外，基准标记69a配置于根据组装的头60的种类而不同的位置及高度。

零件相机70配置于基板搬运装置30的前方侧的基台14上。该零件相机70的拍摄范围为零件相机70的上方。零件相机70在吸附了元件的吸嘴62通过零件相机70的上方时拍摄吸附的元件的状态，并将该图像向控制装置90输出。控制装置90将由零件相机70拍摄到的图像与预先存储的正常的吸附状态下的图像相比较，由此判定元件是否被正常地吸附。

另外，如图4所示，零件相机70具备：拍摄元件72，具有二维排列多个受光元件而成的正方形或矩形的拍摄区域71；主透镜74，以覆盖拍摄元件72的拍摄区域71的整个范围的方式配置；及子透镜76a～76d，以覆盖拍摄元件72的拍摄区域71的一部分的方式隔开预定间隔地配置于主透镜74的上方。此外，拍摄元件72例如能够使用CCD(电荷结合元件)、CMOS(互补性金属氧化膜半导体)等，在本实施例中，由5120×5120的像素构成。当然，拍摄元件72的像素数也可以为任意。

主透镜74由公知的聚光用透镜构成，焦点高度被设定为与吸附于吸嘴62的元件P的高度H1大致对准。此外，主透镜74通过组合多个凸透镜及凹透镜而构成、或单面或双面使用不是球面的非球面透镜等，只要能够用作拍摄用透镜，则可以为任意类型的透镜。

子透镜76a～76d分别配置于主透镜74的视野内的四角。在主透镜74的上方的四角，从外侧朝向内侧地配置有四个台座78a～78d，四个子透镜76a～76d安装于四个台座78a～78d。另外，在吸附于吸嘴62的元件P位于主透镜74的中央的正上方的情况下，子透镜76a～76d配置为使基准标记69a位于四个子透镜76a～76d中的任一者的正上方。由此，零件相机70能够在拍摄元件72的拍摄区域71的中央进行元件P的拍摄，在拍摄区域71的四角进行基准标记69a的拍摄，因此能够有效地利用整个拍摄区域71。另外，子透镜76a被设定为通过主透镜74及子透镜76a使被摄体成像于拍摄元件72时的焦点高度与基准标记69a的高度H2大致对准。此外，对于其它子透镜76b～76d，也可以设定为上述焦点高度对应各透镜而不同，也可以设定为焦点高度在一部分透镜或全部透镜中一致。在配置焦点高度不同的多个子透镜的情况下，在基准标记69a的配置位置及配置高度的组合对应各头60而不同的图案中，也能够在不更换子透镜的情况下进行对应。另外，通过具备覆盖拍摄区域71的整个范围的主透镜74和覆盖拍摄区域71的一部分的子透镜76a～76d，能够在使焦点与焦点高度不同的元件P及基准标记69a双方对准的状态下同时进行拍摄。因此，能够缩短曝光时间(快门速度)，能够一边使头60移动一边拍摄(所谓的基于高速方式的拍摄)。其结果是，能够缩短安装生产节拍时间。

在此，主透镜74及子透镜76a～76d存在透镜固有的畸变(枕型畸变、桶形畸变)。由于子透镜76a～76d配置于主透镜74的上方的四角，因此成像于拍摄元件72的像的四角因主透镜74和子透镜76a～76d的组合而产生不同于主透镜74单体的变形的合成变形。另外，若产生子透镜76a～76d的组装误差，则上述合成变形进一步发生变化。因此，在拍摄元件72的拍摄区域71中的、除四角以外的区域(也将该区域称作主透镜部)与四角区域(也将该区域称作子透镜部)内，因较大不同的变形特性而导致像发生几何学上的变形。于是，在本实施例中，预先在拍摄区域71的主透镜部和子透镜部设置不同的校准板，并通过零件相机70分别拍摄这些校准板，根据拍摄所获得的各图像，对应各区域测定透镜的变形校正值，并将这些值储存为变形校正表。由此，通过使用变形校正值(变形校正表)对同时拍摄由吸嘴62吸附的元件P和基准标记69a所得的图像进行校正，从而能够校正因透镜变形而引起的图像内的元件P的位置与其实际位置间的偏差、基准标记69a的位置与其实际位置间的偏差。

标记相机80固定于X轴滑动件52的下端后方。该标记相机80的拍摄范围为标记相机80的下方。标记相机80拍摄设于基板16上的基板定位基准标记，并将该图像向控制装置90输出。控制装置90基于由标记相机80拍摄到的图像来识别标记的中心位置，由此识别基板16的位置。

如图2所示，控制装置90构成为以CPU91为中心的微处理器，具备存储处理程序的ROM92、存储各种数据的HDD93、被用作操作区域的RAM94及用于进行外部装置与电信号的交换的输入输出接口95等，这些装置经由总线96连接。预先将来自零件相机70、标记相机80的图像信号、来自检测吸嘴62的内部压力的压力传感器82的检测信号等经由输入输出接口95输入到该控制装置90中，并从控制装置90经由输入输出接口95向基板搬运装置30、支撑装置40、X轴滑动件52的X轴马达51、Y轴滑动件54的Y轴马达53、Z轴促动器66的Z轴马达66a、θ轴促动器67的θ轴马达67a、电磁阀86等输出驱动信号。另外，控制装置90以能够进行双向通信的方式连接于元件供给装置20。此外，在X轴滑动件52及Y轴滑动件54装备有未图示的位置传感器，控制装置90一边输入来自这些位置传感器的位置信息一边驱动控制X轴马达51及Y轴马达53。

如图2所示，管理计算机100构成为以CPU101为中心的微处理器，具备存储处理程序的ROM102、存储基板16的生产计划等的HDD103、被用作操作区域的RAM104及用于与外部装置进行电信号的交换的输入输出接口105等，这些装备经由总线106连接。另外，管理计算机100能够经由输入输出接口105从以鼠标、键盘为代表的输入设备112输入信号，并以能够输出各种图像的方式连接于显示器114。在此，基板16的生产计划指的是决定在元件安装机10中在基板16安装何种元件、或制成几块安装有元件的基板16(组装品)等的计划。管理计算机100从作业者经由输入设备112接收生产计划，并以根据接收到的生产计划制成组装品的方式将各种指令向元件安装机10发送。

接着，说明这样构成的实施例的元件安装装置10的动作。图5是表示由控制装置90的CPU91所执行的元件安装处理的一个例子的流程图。该处理在从管理计算机100接收到指令时被执行。

当执行元件安装处理时，首先，控制装置90的CPU91以使吸嘴62向由元件供给装置20(带式供料器22)供给的元件的正上方移动的方式驱动控制X轴滑动件52(X轴马达51)及Y轴滑动件54(Y轴马达53)(步骤S100)，并以使吸嘴62下降至与元件抵接的方式驱动控制Z轴促动器66(Z轴马达66a)，并且以使负压作用于吸嘴62的方式驱动控制电磁阀86，从而使吸嘴62吸附元件(步骤S110)。接着，以使吸附了元件的吸嘴62上升的方式控制Z轴促动器66，并以使吸嘴62通过零件相机70的上方并且朝向基板16上方的方式控制X轴滑动件52及Y轴滑动件54，当吸嘴62位于零件相机70的上方时，通过零件相机70进行拍摄而取得拍摄图像(步骤S120)。

当取得拍摄图像时，使用变形校正表来校正取得的拍摄图像(步骤S130)。在此，变形校正表能够使用预先由表生成工序生成并存储在ROM92内的表。以下，说明表生成工序的详细内容。

在表生成工序中，首先，测定拍摄元件72的拍摄区域71的除四角以外的区域(主透镜部)内的主透镜74的变形校正值。图6是在设置了校准板CP1的状态下通过校准板CP1来观察主透镜74时的主视图。主透镜部的变形校正值的测定是以将校准板CP1形成为与主透镜74的焦点对准的高度(与由零件相机70拍摄吸附于吸嘴62的元件P时的高度H1大致相同的高度)的方式进行设置的，该校准板CP1通过将圆形的点以预定间距排列为格子状而形成。此外，校准板CP1并不限定于将点排列为格子状的结构，例如，只要是将正方形或矩形的图案排列为棋盘格状等将多个图形图案整齐排列，则也可以使用任意图案。另外，校准板CP1可以通过吸附于吸嘴62来进行设置，也可以另行使用专用的夹具来进行设置。接着，由零件相机70拍摄设置好的校准板CP1。在图7中示出由零件相机70拍摄校准板CP1所获得的拍摄图像的一个例子。并且，分析拍摄图像而求出拍摄图像内的各点的中心位置，对应各点，将点的中心位置与预先存储的正确的点的中心位置间的偏差量作为变形校正值进行计算。此外，变形校正值是通过对拍摄图像内的点的中心位置进行测定所获得的，但是对于从点的中心位置偏离的位置的变形校正值，能够根据对其周边的点的中心位置进行测定所得的变形校正值，通过公知的内插插补法来求出。

接着，测定拍摄区域71的四角的区域(子透镜部)内的主透镜74及子透镜76a～76d的变形校正值。图8是在设置了校准板CP2的状态下通过校准板CP2来观察子透镜76a时的主视图。子透镜部的变形校正值的测定是以将校准板CP2形成为与主透镜74及子透镜76a的焦点对准的高度(与基准标记69a的高度H2大致相同的高度)的方式进行设置的，该校准板CP2通过将圆形的点以预定间距排列为格子状而形成。在此，由于子透镜76a～76d与主透镜74相比，透镜视野极端狭窄，因此校准板CP2使用以比校准板CP1狭窄的间距排列点而成的结构。此外，作为校准板CP2，只要是整齐排列多个图形图案，则与校准板CP1相同，可以使用任意图案。另外，校准板CP2可以直接设置于位置基准部69，也可以另行使用专用的夹具来进行设置。接着，由零件相机70拍摄设置好的校准板CP2。在图9中示出由零件相机70拍摄校准板CP2所获得的拍摄图像的一个例子。并且，分析拍摄图像而求出拍摄图像内的各点的中心位置，对应各点，将点的中心位置与预先存储的正确的点的中心位置间的偏差量作为变形校正值进行计算。此外，子透镜部的变形校正值与主透镜部的变形校正值相同，是通过对拍摄图像内的点的中心位置进行测定而获得的，但是对于从点的中心位置偏离的位置的变形校正值，能够根据对其周边的点的中心位置进行测定所得的变形校正值，通过公知的内插插补法来求出。在测定子透镜76a的变形校正值时，对于剩余的子透镜76b～76d，也同样重复这样的工序。此外，在本实施例中，首先，测定主透镜部的变形校正值，之后测定子透镜部的变形校正值，但是也可以测定子透镜部的变形校正值，之后测定主透镜部的变形校正值。

这样，在测定主透镜部的变形校正值与子透镜部的变形校正值时，通过与对应测定出的各变形校正值的区域内的像素的坐标值建立对应关系而生成变形校正表。图10及图11是表示变形校正表的一个例子的说明图。在变形校正表中，如图10所示，为了针对拍摄元件72的5120×5120的像素减少数据量，针对以64像素间距提取出的像素的81×81个变形校正值在与对应的像素的坐标值建立了对应关系的状态下被储存。另外，各变形校正值包含X方向变形校正值及Y方向变形校正值。此外，变形校正值并不限定于对于以64像素间距提取出的像素进行储存，例如也可以针对以8像素间距、16像素间距等其他预定像素间距提取出的像素进行储存，也可以储存针对拍摄区域71的所有像素的变形校正值。另外，如图11所示，变形校正表在主透镜部(拍摄区域71中的、仅通过主透镜74拍摄被摄体的区域)储存有根据拍摄校准板CP1所获得的图像而取得的变形校正值，在子透镜部(拍摄区域71中的、通过主透镜74及子透镜76a～76d拍摄被摄体的区域)储存有根据拍摄校准板CP2所获得的图像而取得的变形校正值。

图12是表示变形校正的情况的说明图。在使用变形校正表来校正由零件相机70拍摄到的图像的情况下，是通过如下方式来进行的：从变形校正表取得与拍摄到的图像的各像素的坐标值建立了对应关系的变形校正值(X方向变形校正值及Y方向变形校正置)，将取得的变形校正值作为像的偏差量来处理，根据仅向X方向偏差X方向变形校正值的量并且仅向Y方向偏差Y方向变形校正值的量所得的位置(坐标值)的像素取得亮度值，将取得的亮度值设定为变形校正后的亮度值。如上所述，变形校正表仅储存有以64像素间距提取出的像素中的变形校正值，因此填充在其间的像素的变形校正值由内插插补法来求出。图13是双线性插值法的说明图。在使用双线性插值法来对变形校正值进行插补的情况下，例如，如图所示，对于求取变形校正值的坐标P的周边的2×2像素(图13的Q11、Q12、Q21、Q22)中的、下方的两点间(Q11、Q21)及上方的两点间(Q12、Q22)，沿X方向进行插值处理(线形插值处理)，沿Y方向对插补后的两点间(图13的R1、R2)进行插值处理(线形插值处理)。此外，对于内插插补法，并不限定于双线性插值法，根据使用的零件相机70、透镜的变形特性使用适当的方法即可。

在此，在上述变形校正表中，主透镜部的变形校正值与子透镜部的变形校正值被储存在相同的表中，因此无需对它们进行区别，仅根据从变形校正表获得的变形校正值来进行拍摄图像的校正即可，能够使变形校正处理高速化。另外，由于变形校正表储存有基于由主透镜部和子透镜部分别拍摄校准板而分别获得的图像测定出的变形校正值，因此在主透镜部与子透镜部的分界线上，变形校正值不具有连续性。因此，无法使用主透镜部与子透镜部的分界线上的变形校正值进行准确的变形校正，但是由于原本子透镜76a～76d的外周部分的像的变形较强而无法使用，因此只要在比子透镜76a～76d的外周部分靠内侧的位置拍摄被摄体(基准标记69a)即可，由于不使用子透镜76a～76d的外周部分的变形校正值，因此不会产生问题。

返回到元件安装处理，这样，在使用变形校正表来校正拍摄图像时，控制装置90的CPU91根据校正图像来计算元件P的位置(元件位置)及基准标记69a的位置(基准标记位置)(步骤S140)，根据计算出的基准标记位置来计算基准位置(头60的移动误差)(步骤S150)，基于计算出的基准位置和元件位置来计算元件相对于吸嘴62的位置偏差量及旋转偏差量，并且以消除元件的位置偏差及旋转偏差的方式设定安装校正值(步骤S160)。在此，吸嘴62和位置基准部69(基准标记69a)均设于头60，XY方向上的位置关系不变。因此，控制装置90能够根据基准标记位置来掌握吸嘴62的位置(基准位置)，在计算元件相对于吸嘴62的位置偏差、旋转偏差时，无需基准标记与元件之间的绝对距离。因此，无需使变形校正值在变形校正表的主透镜部与子透镜部的边界线上具有连续性。此外，也可以由标记相机80拍摄设于基板16上的基板定位基准标记，并基于根据拍摄图像识别的基板16的位置进一步对安装校正值进行调整。并且，以使吸嘴62向基板16的安装位置的正上方移动的方式驱动控制X轴滑动件52及Y轴滑动件54(步骤S170)，以使吸嘴62下降的方式驱动控制Z轴促动器66，并且以使正压作用于吸嘴62的方式驱动控制电磁阀86，从而将元件安装于基板16上(步骤S180)，结束元件安装处理。这样，通过重复元件安装处理而将各元件安装于基板16上。

根据以上说明的实施例的元件安装装置10，在头60设有用于吸附元件P的吸嘴62和位置基准部69(基准标记69a)，并且具备零件相机70，该零件相机70在主透镜74的视野内设置子透镜76a～76d，通过主透镜74(主透镜部)拍摄元件P并且通过主透镜74及子透镜76a～76d(子透镜部)拍摄基准标记69a，在该元件安装装置10中，预先根据由零件相机70的主透镜部拍摄校准板CP1而获得的拍摄图像来测定主透镜部的变形校正值，并且根据由零件相机70的子透镜部拍摄校准板CP2而获得的图像来测定子透镜部的变形校正值，并将这些值作为变形校正表预先进行存储。并且，在元件安装时，在吸附于吸嘴62的元件P位于零件相机70的上方时，使用变形校正表来校正由零件相机70拍摄所获得的拍摄图像，基于校正图像来判定吸嘴62对元件P的吸附状态。由此，能够与是由主透镜部拍摄到的区域还是由子透镜部拍摄到的区域无关地更准确地校正拍摄图像的像的变形，因此能够更准确地识别元件P的吸附状态。另外，通过以基于识别后的元件P的吸附状态将元件P安装于基板16上的方式进行控制，能够抑制安装不良的产生。

另外，根据实施例的元件安装装置10，由于与主透镜部的变形校正值的测定所使用的校准板CP1相比，子透镜部的变形校正值的测定所使用的校准板CP2由点(图形)的间距更窄的图案构成，因此视野狭窄的子透镜76a～76d也能够测定精度更高的变形校正值。

在实施例的元件安装装置10中，根据通过主透镜74(主透镜部)拍摄校准板CP1而获得的图像来测定主透镜部的变形校正值，并且根据通过主透镜74及子透镜76a～76d(子透镜部)拍摄与校准板CP1相比点(图形)的间距较窄的校准板CP2而获得的图像来测定子透镜部的变形校正值，即，在主透镜部和子透镜部使用不同的校准板来测定变形校正值，但是并不限定于此，也可以在主透镜部和子透镜部使用相同的校准板来测定变形校正值。在该情况下，也可以使用由主透镜部和子透镜部同时拍摄相同的校准板所得的图像来分别测定主透镜部的变形校正值和子透镜部的变形校正值。另外，在使用相同的校准板的情况下，例如，也可以使用适用于子透镜部的变形校正值的测定的校准板CP2来测定主透镜部的变形校正值。

在实施例的元件安装装置10中，使吸嘴62在零件相机70上移动的同时进行吸附于吸嘴62的元件P的拍摄(基于高速方式的拍摄)，但是并不限定于此，也可以在使吸嘴62在零件相机70上暂时停止的状态下进行吸附于吸嘴62的元件P的拍摄(基于停止视觉方式的拍摄)。

在实施例的元件安装装置10中，在主透镜74的视野的四角配置四个子透镜76a～76d，但是并不限定于此，配置于主透镜74的视野内的子透镜的数量也可以是几个。另外，配置位置也不一定是四角。

在此，说明实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素间的对应关系。在实施例中，零件相机70相当于“拍摄单元”，主透镜74相当于“第一透镜”，拍摄元件72相当于“拍摄元件”，仅通过主透镜74将被摄体成像于拍摄元件72的区域(主透镜部)相当于“第一拍摄区域”，子透镜76a～76d相当于“第二透镜”，通过透镜76及子透镜76a～76d将被摄体成像于拍摄元件72的区域(子透镜部)相当于“第二拍摄区域”，头60相当于“头”，吸嘴62相当于“保持部件”，基准标记69a相当于“基准标记”，校准板CP1、校准板CP2相当于“变形测定用被摄体”。另外，校准板CP1相当于“第一变形测定用被摄体”，校准板CP2相当于“第二变形测定用被摄体”。另外，X轴滑动件52、Y轴滑动件54相当于“移动单元”，执行图5的元件安装处理的S130～S160的处理的控制装置90的CPU91相当于“保持状态检测单元”，执行元件安装处理的S170、S180的处理的控制装置90的CPU91相当于“安装控制单元”。此外，实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素间的对应关系在于，实施例是对用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的形态进行具体地说明的一个例子，因此并不限定于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素。即，关于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的解释应基于该栏的记载来进行，实施例只是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的一个具体例子。

以上，使用实施例说明了本发明的实施方式，但是本发明完全不限于这样的实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够以各种形态进行实施，这是不言而喻的。

工业实用性

本发明能够应用于元件安装机的制造工业等中。

附图标记说明

10元件安装装置

12壳体

14基台

16电路基板

20元件供给装置

22带式供料器

22a带盘

22b供料器部

30基板搬运装置

32a、32b支撑板

34a、34b传送带

40支撑装置

42支撑板

44基板

46支撑销

50元件安装装置

51X轴马达

52X轴滑动件

53Y轴马达

54Y轴滑动件

55、56导轨

60头

62吸嘴

64吸嘴座

66Z轴促动器

66aZ轴马达

68θ轴促动器

68aθ轴马达

69位置基准部

69a基准标记

70零件相机

71拍摄区域

72拍摄元件

74主透镜

76a～76d子透镜

78a～78d台座

80标记相机

82压力传感器

84吸嘴储藏器

86电磁阀

88真空泵

89空气配管

90控制装置

91CPU

92ROM

93HDD

94RAM

95输入输出接口

96总线

100管理计算机

101CPU

102ROM

103HDD

104RAM

105输入输出接口

106总线

112输入设备

114显示器

Claims (4)

1.一种元件保持状态检测方法，以具有通过第一透镜将被摄体成像于拍摄元件的第一拍摄区域和通过所述第一透镜及第二透镜将被摄体成像于所述拍摄元件的第二拍摄区域的方式构成拍摄单元，通过安装于头的保持部件保持元件，在所述第一拍摄区域内拍摄保持于所述保持部件的元件，并且在所述第二拍摄区域内拍摄设于所述头的基准标记，由此同时拍摄所述元件和所述基准标记，基于通过拍摄所述元件和所述基准标记而获得的图像来检测保持于所述保持部件的元件的保持状态，所述元件保持状态检测方法的特征在于，

在判定所述保持状态之前，在所述第一拍摄区域内拍摄变形测定用被摄体，基于通过拍摄所述变形测定用被摄体而获得的图像来测定所述第一拍摄区域的变形成分并进行存储，并且，在所述第二拍摄区域内拍摄变形测定用被摄体，基于通过拍摄所述变形测定用被摄体而获得的图像来测定所述第二拍摄区域的变形成分并进行存储，

当所述元件保持于所述保持部件时，通过所述拍摄单元同时拍摄所述元件和所述基准标记，基于所存储的所述第一拍摄区域的变形成分来校正在所述第一拍摄区域内拍摄所述元件而获得的图像，并且基于所存储的所述第二拍摄区域的变形成分来校正在所述第二拍摄区域内拍摄所述基准标记而获得的图像，

基于校正后的所述图像来检测保持于所述保持部件的元件的保持状态。

2.根据权利要求1所述的元件保持状态检测方法，其特征在于，

在判定所述保持状态之前，设置第一变形测定用被摄体作为所述变形测定用被摄体，在所述第一拍摄区域内拍摄所述第一变形测定用被摄体，基于通过拍摄所述第一变形测定用被摄体而获得的图像来测定所述第一拍摄区域的变形成分并进行存储，并且，设置与所述第一变形测定用被摄体不同的第二变形测定用被摄体作为所述变形测定用被摄体，在所述第二拍摄区域内拍摄所述第二变形测定用被摄体，基于通过拍摄所述第二变形测定用被摄体而获得的图像来测定所述第二拍摄区域的变形成分并进行存储。

3.根据权利要求2所述的元件保持状态检测方法，其特征在于，

由多个图形呈格子状排列而成的图案构成所述第一变形测定用被摄体，

由多个图形以与所述第一变形测定用被摄体不同的间距呈格子状排列而成的图案构成所述第二变形测定用被摄体。

4.一种元件安装装置，将元件安装于基板，所述元件安装装置的特征在于，具备：

头，安装有保持所述元件的保持部件，并且设有基准标记；

移动单元，使所述头移动；

拍摄单元，具有通过第一透镜将被摄体成像于拍摄元件的第一拍摄区域和通过所述第一透镜及第二透镜将被摄体成像于所述拍摄元件的第二拍摄区域，在所述第一拍摄区域内拍摄保持于所述保持部件的元件，并且在所述第二拍摄区域内拍摄所述基准标记，由此能够同时拍摄所述元件和所述基准标记；

保持状态检测单元，当通过所述拍摄单元同时拍摄所述元件和所述基准标记时，基于针对所述第一拍摄区域预先测定出的第一变形成分来校正通过所述第一拍摄区域内的拍摄而获得的图像，并且基于针对所述第二拍摄区域预先测定出的第二变形成分来校正通过所述第二拍摄区域内的拍摄而获得的图像，基于校正后的所述图像来检测保持于所述保持部件的元件的保持状态；及

安装控制单元，基于判定出的所述元件的保持状态来控制所述移动单元和所述保持部件，以将所述元件安装于所述基板。