CN101574025B - 元件识别装置、表面安装机及元件试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明在通过从下方对吸附于吸嘴的电子元件进行扫描从而对其吸附状态进行图像识别的装置中，为了使吸嘴接近基座的上表面来进行搬送运作，通过第1光路变更部使从吸嘴往下方的光路折向横向的方向，并在通过第2光路变更部使之再折向别的方向后，由摄像单元拍摄吸嘴的下表面，并且沿着被第1光路变更部变更后的横向的方向的光路对吸附于吸嘴的电子元件进行照明。

Description

元件识别装置、表面安装机及元件试验装置

技术领域

本发明涉及对电子元件的被吸嘴吸附的吸附状态进行图像识别的元件识别装置、具备该元件识别装置的表面安装机及元件试验装置。

背景技术

通常，电子元件的表面安装机或元件试验装置，具备在离基座规定间隔处能够进行移动的头部组件、和搭载于该头部组件上的吸嘴，通过吸嘴吸附电子元件，将该电子元件搬送到目的位置。头部组件上设置有对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的元件识别装置。

例如，专利文献1中公开了安装机上的元件识别装置的技术，该元件识别装置包括将从吸嘴往下方的光的方向改变为自吸嘴的下方往侧方的方向的第1光路变更部、和将该往侧方的光的方向再进行改变的第2光路变更部，并且在第1光路变更部的下方设置有照明单元，通过下表面摄像单元拍摄吸嘴所吸附的电子元件的下表面。

这样的元件识别装置，在进行从元件吸附位置往安装位置的XY轴移动时同时地进行元件的识别，因而有利于缩短安装时间。

专利文献1：日本专利公开公报特开平8-32299号。

专利文献1所公开的元件识别装置，由于在进行从元件吸附位置往安装位置的XY轴移动时同时地进行元件的识别，因而有利于缩短安装时间。但是，若要使吸嘴靠近基座的上表面来进行搬送运作，就必须尽量缩短元件识别装置的扫描组件的上下高度。

例如，若为了解决该问题而将光学系统或透镜构成得较小，以使吸嘴下方的光学系统与照明单元间的部分构成得较薄，则会产生下表面摄像单元的视野变窄或透镜的亮度变暗等性能劣化的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于：将扫描照相机的吸嘴下方部分构成得较薄，将头部组件的高度减小，使整个装置构成得紧凑，而不会产生因将光学系统或透镜构成得较小而造成的下表面摄像单元的视野变窄或透镜的亮度变暗等性能劣化。

为实现上述目的，本发明的元件识别装置，包括：扫描组件，在能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴能够变位，并且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的吸附状态以便进行图像识别；其中，所述扫描组件包括：第1光路变更部，包括镜或棱镜，在拍摄时，位于所述吸嘴的下方并且将从所述吸嘴往下方的光路折向沿着所述扫描组件的移动方向的横向的方向；第2光路变更部，包括镜或棱镜，将该被折向横向的方向的光路再折向别的方向；下表面摄像单元，由设置在被所述第2光路变更部变更后的光路上的线传感器构成，且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面的经由所述第1光路变更部和所述第2光路变更部形成的图像；照明单元，沿至少被第1光路变更部变更后的横向的方向的光路，将照明光照射到吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面。

采用上述结构的元件识别装置，由于照明单元沿至少被第1光路变更部变更后的横向的方向的光路，将照明光照射到吸附于吸嘴的电子元件的下表面，因此，无须将照明单元设置在吸嘴的下方。其结果，能够将扫描组件的厚度构成得较薄，而不会产生因将光学系统或透镜构成得较小而造成的下表面摄像单元的视野变窄或透镜的亮度变暗等性能劣化。而且，能够减小头部组件与基座之间的间隔，使整个装置构成得紧凑，节省装置所占空间。

本发明的另一元件识别装置，包括：扫描组件，在能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴能够变位，并且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的吸附状态以便进行图像识别；其中，所述扫描组件包括：第1光路变更部，包括镜或棱镜，在拍摄时，位于所述吸嘴的下方并且将从所述吸嘴往下方的光路折向沿着所述扫描组件的移动方向的横向的方向；第2光路变更部，包括镜或棱镜，将该被折向横向的方向的光路再折向别的方向，以将光路改变为相对于水平面以规定仰角朝向上方；下表面摄像单元，由设置在被所述第2光路变更部变更后的光路上的线传感器构成，且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面的经由所述第1光路变更部和所述第2光路变更部形成的图像。

采用该结构，由于下表面摄像单元设置在被第2光路变更部变更后的光路上，而且该光路相对于水平面以规定仰角朝向上方，因此，可以避免将下表面摄像单元设置在第2光路变更部的下方的情况。

本发明的再一元件识别装置，包括：扫描组件，在具有排成列的能吸附电子元件的多个吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴变位来依次进行扫描，以便拍摄吸附于各吸嘴的电子元件的吸附状态并进行图像识别；其中，所述扫描组件包括：下表面图像导入部，在该扫描组件进行扫描时通过吸嘴的下方，以便能够导入吸附于吸嘴的电子元件的下表面的图像；下表面摄像单元，拍摄由所述下表面图像导入部所导入的电子元件的下表面的图像；其中，所述扫描组件，与吸嘴之间相隔规定间隔，以针对超过下表面图像导入部与下表面摄像单元的拍摄范围的大型电子元件，避免在该扫描组件进行扫描时与吸附于吸嘴的该大型电子元件发生干涉。

采用该结构，即使在吸嘴上吸附有必须由固定照相机进行图像识别的大型电子元件的情况下，也能够避免与该大型电子元件发生干涉，并且能够使扫描组件尽量接近各吸嘴的下表面，从而能够对吸附于各吸嘴的电子元件进行扫描。因此，由于能够由头部组件将大型电子元件与由扫描组件进行拍摄的电子元件一起混送，所以搬送电子元件时的搬送顺序的自由度高，从而能够实现搬送效率良好的元件识别装置。

另外，本发明的表面安装机是具备上述任一结构所涉及的元件识别装置的表面安装机。

此外，本发明的元件试验装置是具备上述任一结构所涉及的元件识别装置的元件试验装置。

本发明的上述的目的、结构、以及作用及效果，若根据参照下面的附图所进行的本发明的说明，将会更加清楚。

附图说明

图1是概略地表示本发明的实施方式所涉及的表面安装机的结构的俯视图。

图2是概略地表示表面安装机的结构的侧视图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的元件识别装置的结构的侧视图。

图4是表示元件识别装置的结构的主视图。

图5是表示元件识别装置的结构的俯视图。

图6是放大表示元件识别装置的要部的侧面局部图。

图7是概略地表示表面安装机的控制装置的结构的方框图。

图8是表示本发明的另一实施方式所涉及的元件识别装置的结构的侧视图。

图9是表示图8的实施方式所涉及的元件识别装置的结构的主视图。

图10是表示图8的实施方式所涉及的元件识别装置的结构的俯视图。

图11A是表示图8的实施方式中，为了让摄像元件的排列方向和经由透镜在摄像元件上获得的电子元件的图像的移动方向大致垂直而将摄像元件排列在相对于水平方向倾斜的方向上的情况下，线传感器的摄像元件的排列和电子元件的图像之间的关系的说明图。

图11B是表示图11A的情况下所获取的图像为没有歪斜的图像的说明图。

图12A是图8的实施方式中的线传感器的摄像元件排列在水平方向上时的说明图。

图12B是表示图8的实施方式中的线传感器的摄像元件排列在水平方向上时获取的图像为歪斜的图像的说明图。

图13是表示本发明的再一实施方式所涉及的元件识别装置的结构的主视图。

图14是表示本发明的再一实施方式所涉及的元件识别装置的结构的侧视图。

具体实施方式

下面，参照附图，就实施本发明的优选实施方式进行详细说明。

如图1和图2所示，本发明的实施方式所涉及的表面安装机1，是将小型电子元件2(图3)和大型电子元件2a(图3)安装在基板3上的表面安装机，其包括设置在基座1a上用于搬送基板3的基板搬送装置4、用于提供多个电子元件2和多个大型电子元件2a的元件供给部5、安装有能够从该元件供给部5吸附电子元件2和大型电子元件2a的吸嘴6a(图2)，并且能够在元件供给部5和基板3之间进行移动的头部组件7。

而且，该表面安装机1，作为对头部组件7的吸嘴6a所吸附的电子元件2的吸附状态进行图像识别的装置，具备本发明所涉及的元件识别装置8，并且，作为对吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a的吸附状态进行图像识别的装置，具备设置在基座1a上的固定照相机1b。

上述基板搬送装置4，具有在基座1a上将基板3从图1的右侧搬往左侧的一对传送带4a、4b，由该传送带4a、4b搬入的基板3，停止在规定的安装作业位置(图1所示的基板3的位置)上，在该位置，电子元件2、大型电子元件2a被安装于基板3上。

上述元件供给部5，在基板搬送装置4的侧面具备用于提供多个电子元件2的多个带式送料器5a、和用于提供多个大型电子元件2a的盘式送料器(tray feeder)5b。

带式送料器5a分别具有卷盘，该卷盘上卷绕有以规定间隔收容、保持有IC、晶体管、电容器等小片状芯片电子元件2的料带，从该卷盘间歇地被送出电子元件2，由头部组件7的吸嘴6a取出该电子元件2。

另外，盘式送料器5b，在内部收容有载置QFP等大型电子元件2a的矩形托盘5c，通过将该托盘5c拉出，由头部组件7的吸嘴6a取出托盘5c上的大型电子元件2a。另外，托盘5c(未图示其详细结构)，在上表面上多个元件收容部以矩阵形状设置，在这些元件收容部中分别收容有大型电子元件2a。

另外，吸附于吸嘴6a的大型电子元件2a的吸附状态，通过设置在基座1a上的固定照相机1b，从下方进行图像识别。

上述头部组件7，通过吸嘴6a将从上述带式送料器5a中吸附并保持的电子元件2和从盘式送料器5b中吸附并保持的大型电子元件2a搬送到基板3。在本实施方式中，该头部组件7上，设置有沿着X轴方向(基板搬送装置4的搬送方向)以相同间隔排成列的分别具备吸嘴6a的6个安装用头部6。

另外，吸嘴6a与负压发生装置(未图示)连接，以在吸嘴前端产生负压，通过该负压的吸附力，能够可装卸地吸附保持电子元件2。

而且，吸嘴6a通过吸嘴升降驱动装置(未图示)相对于头部组件7能够进行升降(Z轴方向的移动)，并且通过吸嘴转动驱动装置(未图示)能够围绕吸嘴中心轴进行转动(围绕R轴的转动)。

在此，吸嘴升降驱动装置使吸嘴6a在进行吸附或者安装时的下降位置和进行搬送或者拍摄时的上升位置之间进行升降，而吸嘴转动驱动装置则使吸嘴6a根据需要进行转动，从而调整电子元件2的姿势。这些吸嘴升降驱动装置和吸嘴转动驱动装置，分别由伺服电动机和规定的动力传递机构构成。

头部组件7在元件供给部5和基板3之间搬送由上述的吸嘴6a所吸附的多个电子元件2和大型电子元件2a，并将电子元件2和大型电子元件2a一一安装在基板3上。为此，该头部组件7在基座1a的规定范围之内能够沿着X轴方向以及Y轴方向(与X轴方向正交的方向)进行移动。

即，头部组件7在X轴方向上可移动地支撑于沿着X轴方向延伸的安装用头部支撑部件7a。而且，安装用头部支撑部件7a，其两端部支撑在Y轴方向的固定轨道9，并且能够沿着该固定轨道9在Y轴方向上进行移动。该头部组件7通过X轴伺服电动机11，藉着滚珠丝杠12在X轴方向进行移动，安装用头部支撑部件7a通过Y轴伺服电动机13，藉着滚珠丝杠14在Y轴方向进行移动。

上述元件识别装置8设置在头部组件7上，在头部组件7将吸嘴6a所吸附的电子元件2从元件供给部5搬送到目的位置时，依次拍摄吸嘴6a上的电子元件2的吸附状态，对该吸附状态进行图像识别，如图3～图5所示，该元件识别装置8，其主要结构为扫描组件8a。在该扫描组件8a上形成有下表面图像导入部8b，并且在扫描组件8a的内部内置有第1光路变更部8c、第2光路变更部8d、下侧照明单元8e、用于拍摄下表面图像导入部8b所导入的电子元件2的下表面的图像的下表面摄像单元8f。第1光路变更部8c、第2光路变更部8d支撑于扫描组件8a的支撑部件8m。

而且，该元件识别装置8，其扫描组件8a一体具备侧部摄像单元8g和侧部照明单元8h。

扫描组件8a通过设置在头部组件7的伺服电动机(未图示)，藉着滚珠丝杠8j能够与吸嘴6a列大致平行地进行移动，并且形成有凹形状，以便能够拍摄下表面图像导入部8b与下表面摄像单元8f的拍摄范围内的电子元件2，并且在对应于大型电子元件2a的范围以上的规定范围上与吸嘴6a之间具有避免与大型电子元件2a发生干涉的规定间隔。

如此，在本实施方式中，扫描组件8a形成有其与吸嘴6a之间具有规定间隔的相离开的形状，以针对超过下表面图像导入部8b与下表面摄像单元8f的拍摄范围的大型电子元件2a，避免扫描组件8a进行移动时与吸嘴6a所吸附的该大型电子元件2a发生干涉。

下表面图像导入部8b在扫描组件8a移动时通过吸嘴6a的下方，从而能够导入吸嘴6a所吸附的电子元件2的下表面图像。在本实施方式中，该下表面图像导入部8b，由形成在扫描组件8a上的纵长矩形开口构成。作为下表面图像导入部8b的开口，位于第1光路变更部8c和吸嘴6a之间，避免外乱光射入下表面摄像单元8f(参照图6)。

第1光路变更部8c设置在吸嘴6a的下方，并且使从吸嘴6a朝向下方的光路向大致水平侧面改变大致90度，从而使光路在吸嘴6a的下侧改变为横向的方向。该第1光路变更部8c，在本实施方式中，由反射棱镜构成。

第2光路变更部8d是使来自第1光路变更部8c的光路再改变大致90度从而使该被改变的光路再折向别的方向的光学装置。在本实施方式中，该第2光路变更部8d由半透半反镜(half mirror)构成。因此，光路变更面8k对于光路变更面8k背后的光，起到一个半透光面的作用，能够使设置在光路变更面8k背后的照明单元8e的光透射到光路变更面8k的前方。

如图4所示，支撑第1光路变更部8c和第2光路变更部8d的支撑部件8m的上表面8p，位于第1光路变更部8c的上表面8q和第2光路变更部8d的上表面8s的下方位置。

下表面照明单元8e通过第1光路变更部8c和第2光路变更部8d向吸嘴6a所吸附的电子元件2的方向照射照明光，从而照亮电子元件2的下表面。该下表面照明单元8e由多个发光二极管构成。在本实施方式中，该下表面照明单元8e设置在从第1光路变更部8c往第2光路变更部的光的大致延长线上，从第2光路变更部8d的光路变更面8k的背后向第1光路变更部8c的方向照射照明光。如此，下表面照明单元8e，其照明光通过第2光路变更部8d的光路变更面8k，在第1光路变更部8c进行反射，照亮吸嘴6a所吸附的电子元件2的下表面。

下表面摄像单元8f是通过第1光路变更部8c和第2光路变更部8d分别拍摄吸附于吸嘴6a的被下表面照明单元8e照亮的电子元件2的下表面的照相机，例如，由线阵CCD照相机(Line Sensor Camera)构成。该下表面摄像单元8f以拍摄方向朝向横向的方向的状态设置在扫描组件8a上，从而朝向被第2光路变更部8d变更后的光路。

侧部摄像单元8g，是位于下表面摄像单元8f的侧面位置的从侧面拍摄电子元件2的照相机。该侧部摄像单元8g，与下表面摄像单元8f同样例如由线阵CCD照相机构成。

该侧部摄像单元8g的侧面图像导入部8n的下端部8r，位于第1光路变更部8c的上表面8q和第2光路变更部8d的上表面8s的下方位置。

而且，侧部照明单元8h是对电子元件2的侧面进行照明的装置，由多个发光二极管构成。这多个发光二极管设置在为了避免与大型电子元件2a发生干涉而形成为凹形状的扫描组件8a的末端侧。

上述下表面摄像单元8f和侧部摄像单元8g，当电子元件2在各个元件供给部5被吸嘴6a吸附之后，在从各个元件供给部5送至基板3的期间拍摄吸嘴6a所吸附的电子元件2，该拍摄图像(电子元件2下表面的反射图像以及电子元件2侧面的透射图像)，通过控制装置20(图7)所具备的图像处理装置23进行图像处理。

另外，吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a的吸附状态，由设置在基座1a上的固定照相机1b进行拍摄，该固定照相机1b，例如由CCD照相机构成，当大型电子元件2a被吸嘴6a吸附之后，在从盘式送料器5b送至基板3的期间，自吸嘴6a的下方对大型电子元件2a进行图像识别。

下面，参照图7，就表面安装机1的控制装置20进行说明。

如图7所示，控制装置20按功能结构包括主控制部21、轴控制部22、照明控制部23、照相机控制部24、图像处理部25。

上述主控制部21用于集中控制安装机1的运作，并且包括进行逻辑运算的CPU、预先储存用于控制上述CPU的各种程序的ROM、以及在装置运作中临时储存各种数据的RAM。该主控制部21按照预先储存的程序，控制基板搬送装置4、元件供给部5、安装用头部6、头部组件7、元件识别装置8等各种机器。

上述轴控制部22，与主控制部21进行控制信号的授受，同时控制X轴伺服电动机11、Y轴伺服电动机13、扫描组件8a的伺服电动机等各种伺服电动机31的驱动。另外，在各种伺服电动机31上分别设置有编码器32，由此检测各个部分的移动位置，并且作为控制信号反馈给轴控制部22。

上述照明控制部23，与主控制部21进行控制信号的授受，同时配合下表面摄像单元8f对电子元件2的拍摄，控制下表面摄像单元8f的下表面照明单元8e。

上述照相机控制部24，与主控制部21进行控制信号的授受，同时控制元件识别装置8的下表面摄像单元8f。

上述图像处理部25对下表面摄像单元8f所输出的图像信号进行规定的处理，从而生成适于元件识别的图像数据，并将该数据输出给主控制部21。接着，主控制部21根据图像处理部25所输出的图像数据，进行对吸附偏移量(吸附误差)进行计算等演算。

下面，参照图1～图7，就本发明的实施方式所涉及的表面安装机1的作用进行说明。

在本发明的实施方式所涉及的表面安装机1中，控制装置20集中控制安装机各个部分的运作。

首先，如图1所示，基板搬送装置4的一对传送带4a、4b，将基板3搬送到在基座1a上规定的安装作业位置(图1所示基板3的位置)。在该位置使基板3暂时停止。

另外，在吸嘴6a吸附并保持住元件供给部5提供的电子元件2的状态下，头部组件7从元件供给部5移动到基板3，将电子元件2安装到基板3。

此时，在头部组件7将吸嘴6a所吸附的电子元件2从元件供给部5搬送到目的位置时，元件识别装置8的扫描组件8a，沿着吸嘴6a的列进行移动，下表面摄像单元8f和侧部摄像单元8g依次拍摄吸嘴6a所吸附的电子元件2的吸附状态，以进行图像识别。

下表面摄像单元8f的拍摄要领如下。

即，当受照明控制部23控制的照明单元8e，从第2光路变更部8d的光路变更面8k的背后向第1光路变更部8c的方向照射照明光时，该照明光通过第2光路变更部8d的光路变更面8k，在第1光路变更部8c被反射，照亮吸嘴6a所吸附的电子元件2的下表面。

此时，作为下表面图像导入部8b的开口，限制光的通过范围，将来自照明单元8e的照明光限制在拍摄范围。

接着，在进行拍摄时，设置在吸嘴6a下方的第1光路变更部8c使从吸嘴6a朝向下方的光路向大致水平侧方改变大致90度，从而使光路在吸嘴6a的下侧改变为横向的方向，而第2光路变更部8d使来自第1光路变更部8c的光路再改变大致90度，从而使该被变更的光路再折向别的方向。接着，设置在扫描组件8a上并且受照相机控制部24控制的下表面摄像单元8f，接收该光线，拍摄电子元件2的下表面。

如此，下表面摄像单元8f通过第1光路变更部8c和第2光路变更部8d，拍摄吸附在吸嘴6a的由下表面照明单元8e照亮的电子元件2的下表面的反射图像。

而且，侧部摄像单元8g在下表面摄像单元8f的侧面位置，从侧面拍摄电子元件2的透射图像。

接着，该拍摄图像(电子元件2下表面的反射图像以及电子元件2侧面的透射图像)，由控制装置20所具备的图像处理装置23(图3)进行图像处理，生成适于元件识别的图像数据。而且，主控制部21根据图像处理部25所输出的图像数据，进行计算吸附偏移量(吸附误差)等演算。

当一部分吸嘴6a吸附小型电子元件2而其他吸嘴6a吸附大型电子元件2a从而一同搬送这些元件2、2a时，在元件吸附之后，由扫描组件8a对小型电子元件2进行上述元件识别，并且在该元件识别的前后，由固定照相机1b拍摄大型电子元件2a以进行图像识别。之后，将这些元件2、2a依次安装到基板3上。

此时，由于扫描组件8a形成为在对应于大型电子元件2a的范围以上的规定范围上其与吸嘴6a之间具有规定间隔的相离开的形状，以避免扫描组件8a移动时与吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a发生干涉，因此，即使通过头部组件7将小型电子元件2和必须由固定照相机1b进行图像识别的大型电子元件2a混送，也能够实现既可避免吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a和扫描组件8a发生干涉又可进行两者的搬送的在搬送顺序上自由度高、搬送效率良好的元件识别装置。

而且，由于扫描组件8a形成为其与吸嘴6a之间具有避免与大型电子元件2a发生干涉的规定间隔的凹形状，因此，能够更加有效地避免吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a与扫描组件8a发生干涉。

如上所述，采用本发明的实施方式所涉及的表面安装机1，由于照明单元沿至少被第1光路变更部变更后的横向的方向的光路，将照明光照射到吸嘴所吸附的电子元件的下表面，因此，无须将下表面照明单元8e设置在吸嘴6a的下方。其结果，能够将包括下表面照明单元8e和光学系统的元件识别装置8的厚度构成得较薄，而不会产生因将光学系统或透镜构成得较小而造成的下表面摄像单元8f的视野变窄或透镜的亮度变暗等性能劣化。而且，能够减小头部组件7的高度，使整个装置构成得紧凑，节省装置所占空间。

而且，由于第2光路变更部8d的光路变更面8k为半透光面，通过来自设置在该光路变更面8k背后的下表面照明单元8e的照明光来照亮吸嘴6a所吸附的电子元件2的下表面，因此，能够将下表面照明单元8e聚集在光路变更面8k的背后，将元件识别装置8构成得更加紧凑。

尤其，在本实施方式中，上述的第1光路变更部8c、第2光路变更部8d、下表面摄像单元8f、下表面照明单元8e一体设置在扫面组件8a上，该扫描组件8a能够与吸嘴6a的列大致平行地进行移动，因此，可以实现能够拍摄排成列的多个吸嘴6a且厚度较薄所占空间较小的元件识别装置8。

而且，第1光路变更部8c、第2光路变更部8d将光路改变大致90度，因此，能够获得适当角度的光路变更和适当大小的视野。

而且，在本实施方式中，由于第2光路变更部8d的光路变更面8k由价格低廉的半透半反镜构成，因此，能够降低光学系统的成本。

而且，由于下表面图像导入部8b由限制通过吸嘴6a和第1光路变更部之间的光的范围的开口所构成，因此，来自所拍摄范围以外的多余的反射光不会射入下表面摄像单元8f，从而能够获得没有反射光斑的鲜明的图像。

如此，采用本发明的表面安装机1，由于作为对吸嘴6a所吸附的电子元件2的吸附状态进行图像识别的装置，具备上述的元件识别装置8，因此，能够实现既可避免吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a和扫描组件8a发生干涉又可搬送小型电子元件2和大型电子元件2a的在搬送顺序上自由度高、搬送效率良好的表面安装机。

另外，如图4所示，由于支撑第1光路变更部8c的支撑部件8m的上表面8p位于第1光路变更部8c的上表面8q的下方位置，因此，在进行扫描时，吸嘴6a通过第1光路变更部8c的上表面8q的上方时不会与支撑部件8m发生干涉。因此，能够使进行扫描时的吸嘴6a的位置在上下方向上接近目的位置以及元件供给部5，其结果，能够节约目的位置上的载置时间、和元件供给部5上的吸附时间。

而且，由于扫描组件8a具备侧部摄像单元8g，因此能够根据侧面图像检测吸附状态。而且，即使在增加该功能的情况下，由于侧面图像导入部8n的下端部8r位于第1光路变更部8c的上表面8q的下方位置，因此，目的位置上的载置时间、和元件供给部5上的吸附时间不会增加。

上述实施方式仅仅是本发明的优选实施例，本发明不只限于上述实施方式。

如图8至图10所示，第1、第2光路变更部8c、8d均由反射棱镜构成。而且，第2光路变更部8d是将来自第1光路变更部8c的吸嘴6a的折射光路再折向别的方向，以将光路改变为相对于水平面S以规定的仰角朝向上方的光学装置。在本实施方式中，光路变更面8k，相对于水平面S倾斜。而且，侧部摄像单元8f以拍摄方向倾斜的状态设置在扫描组件8a上，从而朝向被第2光路变更部8d变更后的光路。

在此参照图11、图12，本实施方式中，基于电子元件2的图像2c相对于水平方向倾斜，如图11A所示，摄像元件8t的排列方向相对于水平方向倾斜，以使摄像元件8t的排列方向与伴随扫描组件8a沿着吸嘴列的移动在摄像元件8t上移动的电子元件2的图像2c的移动方向CN大致正交。若线传感器的摄像元件8t的排列方向为水平方向时(图12A)，所获取图像如同图像2e那样歪斜(图12B)，因此，本实施方式中，可以获得如图11B的图像2b那样没有歪斜的图像。

图8～图10所示的实施方式的侧部摄像单元8f的拍摄要领如下。

即，受照明控制部23控制的下表面照明单元8e，照亮吸嘴6a所吸附的电子元件2的下表面。

进行拍摄时，位于吸嘴6a下方的第1光路变更部8c将从吸嘴6a往下方的光路向大致水平侧面改变大致90度，从而将光路的方向在吸嘴6a的下面改变为横向的方向。

而且，第2光路变更部8d将来自第1光路变更部8c的吸嘴6a的折射光路再折向别的方向，从而使光路改变为相对于水平面S以规定仰角朝向上方。

接着，设置在扫描组件8a上受照相机控制部24控制的侧部摄像单元8f，接收上述的光，拍摄电子元件2的下表面。

如此，侧部摄像单元8f通过第1光路变更部8c和第2光路变更部8d，拍摄吸附于吸嘴6a的由被下表面照明单元8e照亮的电子元件2的下表面。

如上所述，采用本发明的实施方式所涉及的元件识别装置8，由于下表面摄像单元设置在被第2光路变更部变更为相对于水平面S以规定仰角朝向上方的光路上，因此，可以避免将下表面摄像单元设置在第2光路变更部下方的情况。其结果，能够在采用通常大小的透镜的状态下，减小头部组件和基座之间的间隔，使整个装置紧凑，节省装置所占空间，而不会产生因将光学系统或透镜构成得较小而造成的下表面摄像单元的视野变窄或透镜的亮度变暗等性能劣化。

而且，由于第1光路变更部、第2光路变更部将光路改变大致90度，因此，能够获得适当角度的光路变更和适当大小的视野。

而且，由于第1光路变更部由棱镜构成，因此，对于第1光路变更部而言，能够实现价格低廉的光学系统。

而且，由于第2光路变更部也由棱镜构成，因此，对于第2光路变更部而言，也能够实现价格低廉的光学系统。

另外，由于侧部摄像单元8f的线传感器的摄像元件8t相对于水平方向倾斜排列，以使摄像元件8t的排列方向与电子元件2的图像2c伴随扫描组件8a沿着吸嘴列的移动而在摄像元件8t上移动的移动方向CN大致正交，因此，所获取图像2d不会歪斜。其结果，无须花费时间来对所获取图像2d进行图像处理，因而安装效率不会下降。

[其他变形例]

上述各个实施方式中的基板搬送装置4、元件供给部5、安装用头部6、头部组件7的X轴Y轴驱动机构等的结构，并不限制本发明的范围，可以进行各种设计上的改变。

如图13所示，可以由镜(mirror)构成第1光路变更部8c。

或者如图14所示，可以由棱镜构成第2光路变更部8d。

而且，第1光路变更部8c、第2光路变更部8d不只限于将光路向大致水平侧面改变大致90度。只要设置在吸嘴6a的下方，并且能够将从吸嘴6a往下方的光路改变为在吸嘴6a的下方朝向横向的方向，可以进行各种光路变更。

下表面照明单元8e以及侧部照明单元8h也不只限于发光二极管。可以采用以往的其他照明单元。

而且，下表面摄像单元8f以及侧部摄像单元8g也不只限于CCD照相机，可以采用各种照相机。

而且，拍摄方向也不只限于图中所示的方向。可以对应于与周围的装置的关系，将其设计变更为各种方向。

而且，本发明所涉及的元件识别装置，不仅仅适用于表面安装机。还可适用于如下的元件试验装置：包括能够移动且具有能够吸附电子元件的吸嘴的头部组件，由吸嘴从元件供给部吸附电子元件，并且拍摄该吸嘴所吸附的电子元件，以对吸附于吸嘴的电子元件的吸附状态进行图像识别，然后将该电子元件移载到检查装置以进行各种检查。

而且，元件识别装置还可以设置在只搬送同一种类的电子元件2a的生产线上。

采用上述的元件试验装置，由于作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备本发明所涉及的元件识别装置，因此，可以实现能够搬送小型电子元件和大型电子元件的在搬送顺序上自由度高、搬送效率良好的元件试验装置。

当然，与图1所示的表面安装机1同样，也可以将由固定照相机1b进行拍摄的大型电子元件2a混送。此时，通过采用具备最初的实施方式的特征的元件识别装置8，可以实现既能够避免吸嘴6a所吸附的大型电子元件2a和扫描组件发生干涉又能够搬送小型电子元件和大型电子元件的在搬送顺序上自由度高、搬送效率良好的元件试验装置。

如上所述，本发明的元件识别装置，包括：扫描组件，在能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴能够变位，并且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的吸附状态以便进行图像识别；其中，所述扫描组件包括：第1光路变更部，在拍摄时，位于所述吸嘴的下方并且将从所述吸嘴往下方的光路折向横向的方向；第2光路变更部，将该被折向横向的方向的光路再折向别的方向；下表面摄像单元，设置在被所述第2光路变更部变更后的光路上，拍摄吸附于吸嘴的电子元件的下表面的经由第1光路变更部和第2光路变更部形成的图像；照明单元，沿至少被所述第1光路变更部变更后的横向的方向的光路，将照明光照射到吸附于吸嘴的电子元件的下表面。

采用上述结构的元件识别装置，由于照明单元沿至少被第1光路变更部变更后的横向的方向的光路，将照明光照射到吸附于吸嘴的电子元件的下表面，因此，无须将照明单元设置在吸嘴的下方。其结果，能够将扫描组件的厚度构成得较薄，而不会产生因将光学系统或透镜构成得较小而造成的下表面摄像单元的视野变窄或透镜的亮度变暗等性能劣化。而且，能够减小头部组件与基座之间的间隔，使整个装置构成得紧凑，节省装置所占空间。

在此，较为理想的是，所述照明单元设置在自第1光路变更部往第2光路变更部的光的大致延长线上，从第2光路变更部的光路变更面的背后向第1光路变更部的方向照射照明光，所述第2光路变更部的光路变更面形成为能够将设置在光路变更面背后的照明单元的光透射到光路变更面的前方的半透光面，所述照明单元用经由第2光路变更部的光路变更面并由第1光路变更部反射的照明光来照亮吸附于吸嘴的电子元件的下表面。

采用该结构，由于第2光路变更部的光路变更面为半透光面，通过来自设置在该光路变更面背后的照明单元的照明光来照亮吸附于吸嘴的电子元件的下表面，因此，能够将照明单元聚集在光路变更面的背后，将元件识别装置构成得更加紧凑。

所述第2光路变更部的光路变更面，作为半透光面，较为理想的是由半透半反镜构成。

采用该结构，由于第2光路变更部的光路变更面由价格低廉的半透半反镜构成，因此，能够降低光学系统的成本。

或者，所述第2光路变更部的光路变更面，作为半透光面，较为理想的是由反射棱镜构成。

采用该结构，由于第2光路变更部的光路变更面由反射棱镜构成，因此，与由半透半反镜构成光路变更面时相比，不会出现反射材料歪斜或者剥离的情况，因而能够长期使用。

本发明的另一元件识别装置，包括：扫描组件，在能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴能够变位，并且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的吸附状态以便进行图像识别；其中，所述扫描组件包括：第1光路变更部，在拍摄时，位于所述吸嘴的下方并且将从所述吸嘴往下方的光路折向横向的方向；第2光路变更部，将该被折向横向的方向的光路再折向别的方向，以将光路改变为相对于水平面以规定仰角朝向上方；摄像单元，设置在被所述第2光路变更部变更后的光路上，拍摄吸附于吸嘴的电子元件的下表面的经由第1光路变更部和第2光路变更部形成的图像。

采用上述结构，由于摄像单元设置在被第2光路变更部变更后的光路上，而且该光路相对于水平面以规定仰角朝向上方，因此，可以避免将摄像单元设置在第2光路变更部的下方的情况。

在此，较为理想的是，所述第1光路变更部将从吸嘴下方往所述基座的光路向大致水平侧方改变大致90度。

采用该结构，由于第1光路变更部、第2光路变更部将光路改变大致90度，因此，能够获得适当角度的光路变更和适当大小的视野。

另外，较为理想的是，所述第1光路变更部由镜或者棱镜构成。

采用该结构，对第1光路变更部而言，能够实现价格低廉的光学系统。

此外，较为理想的是，所述第2光路变更部由镜或者棱镜构成。

采用该结构，对第2光路变更部而言，也能够实现价格低廉的光学系统。

另外，较为理想的是，所述摄像单元由线传感器构成，该线传感器的摄像元件相对于水平方向倾斜排列，以使该摄像元件的排列方向与在扫描组件沿着吸嘴列的移动的情况下在摄像元件上移动的所述电子元件的图像的移动方向大致正交。

采用该结构，由于线传感器的摄像元件相对于水平方向倾斜排列，以使其排列方向与伴随扫描组件沿着吸嘴的列的移动在摄像元件上移动的所述电子元件的图像的移动方向大致正交，因此，所获取图像不会歪斜。其结果，无须花费时间对所获取的图像进行图像处理，因而安装效率不会降低。

此外，较为理想的是，所述头部组件具有排成列的多个吸嘴，所述扫描组件通过沿着吸嘴的列进行移动来依次拍摄吸附于各吸嘴的电子元件的吸附状态。

采用该结构，可以实现能够拍摄排成列的多个吸嘴且厚度较薄所占空间较小的元件识别装置。

本发明的再一元件识别装置，包括：扫描组件，在具有排成列的能吸附电子元件的多个吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴变位来依次进行扫描，以便拍摄吸附于各吸嘴的电子元件的吸附状态并进行图像识别；其中，所述扫描组件包括：下表面图像导入部，在该扫描组件进行扫描时通过吸嘴的下方，以便能够导入吸附于吸嘴的电子元件的下表面的图像；下表面摄像单元，拍摄由所述下表面图像导入部所导入的电子元件的下表面的图像；其中，所述扫描组件，与吸嘴之间相隔规定间隔，以针对超过下表面图像导入部与下表面摄像单元的拍摄范围的大型电子元件，避免在该扫描组件进行扫描时与吸附于吸嘴的该大型电子元件发生干涉。

采用该结构，即使在吸嘴上吸附有必须由固定照相机进行图像识别的大型电子元件的情况下，也能够避免与该大型电子元件发生干涉，并且能够使扫描组件尽量接近各吸嘴的下表面，从而能够对吸附于别的吸嘴的电子元件进行扫描。因此，由于能够由头部组件将大型电子元件与由扫描组件进行拍摄的电子元件一起混送，因而搬送电子元件时的搬送顺序的自由度高，从而能够实现搬送效率良好的元件识别装置。

在此，较为理想的是，所述扫描组件形成有凹形状，以便能够拍摄下表面图像导入部与下表面摄像单元的拍摄范围内的电子元件，并且在所述规定范围上与吸嘴之间具有避免与所述大型电子元件发生干涉的规定间隔。

采用该结构，由于扫描组件形成有凹形状，以便与吸嘴之间具有避免与所述大型电子元件发生干涉的规定间隔，因此，能够更加有效地避免吸嘴所吸附的大型电子元件和扫描组件发生干涉。

在此，较为理想的是，所述第1光路变更部将从吸嘴下方往所述基座的光路向大致水平侧方改变大致90度，所述第2光路变更部将来自第1光路变更部的光路再改变大致90度。

采用该结构，由于第1光路变更部、第2光路变更部将光路改变大致90度，因此，能够获得适当角度的光路变更和适当大小的视野。

另外，较为理想的是，包括设置在所述吸嘴和第1光路变更部之间且限制光的通过范围的开口。

采用该结构，由于在吸嘴和第1光路变更部之间设置有用于限制光的通过范围的开口，因此，来自所拍摄范围以外的多余的反射光不会射入下表面摄像单元，从而能够获得没有反射光斑的鲜明的图像。

此外，较为理想的是，包括将由所述下表面图像导入部所导入的来自所述电子元件下表面的光的方向改变为朝向侧面的光路变更部，其中，支撑该光路变更部的支撑部件的上表面，对应于大型电子元件的起伏(undulating)形状，位于所述光路变更部的上表面的下方位置。

采用该结构，由于支撑光路变更部的支撑部件的上表面位于光路变更部的上表面的下方位置，因此，在进行扫描时，吸嘴通过光路变更部的上表面的上方时不会与支撑部件发生干涉。因此，能够使进行扫描时的吸嘴的位置在上下方向上接近目的位置以及元件供给部，其结果，能够节约目的位置上的载置时间、和元件供给部上的吸附时间。

另外，较为理想的是，所述扫描组件包括：侧部摄像单元，并列设置在所述下表面摄像单元的侧面位置，从侧面拍摄电子元件；侧面图像导入部，指向所述电子元件的侧面，向侧部摄像单元导入图像；其中，所述侧面图像导入部的下端部，位于光路变更部的上表面的下方位置。

采用该结构，由于扫描组件具备侧部摄像单元，因而能够根据侧面图像检测吸附状态。而且，即使在增加该功能的情况下，由于侧面图像导入部的下端部位于光路变更部的上表面的下方位置，因此，目的位置上的载置时间、和元件供给部上的吸附时间不会增加。

本发明所涉及的表面安装机，包括能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件，其中，该表面安装机由吸嘴从元件供给部吸附电子元件，并拍摄吸附于该吸嘴的电子元件，以对吸附于吸嘴的电子元件的吸附状态进行图像识别，然后将该电子元件安装在基板上，该表面安装机中，作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备上述的元件识别装置。

采用本发明的表面安装机，由于作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备上述的元件识别装置，因此，能够减小头部组件与基座之间的间隔，使整个表面安装机构成得紧凑，节省表面安装机所占空间。而且，扫描组件形成为形成有规定间隔的形状的情况下，能够实现既可避免吸嘴所吸附的大型电子元件和扫描组件发生干涉又可搬送小型电子元件和大型电子元件的在搬送顺序上自由度高、搬送效率良好的表面安装机。

本发明所涉及的元件试验装置，包括能够移动且具有能够吸附电子元件的吸嘴的头部组件，其中，该元件试验装置由吸嘴从元件供给部吸附电子元件，并拍摄吸附于该吸嘴的电子元件，以对吸附于吸嘴的电子元件的吸附状态进行图像识别，然后将该电子元件移载到检查装置以进行各种检查，该元件试验装置中，作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备上述的元件识别装置。

采用本发明的元件试验装置，由于作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备上述的元件识别装置，因此，能够减小头部组件与基座之间的间隔，使整个元件试验装置构成得紧凑，节省元件试验装置所占空间。而且，扫描组件形成为形成有规定间隔的形状的情况下，由于作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备上述的元件识别装置，因此，能够实现既可避免吸嘴所吸附的大型电子元件和扫描组件发生干涉又可搬送小型电子元件和大型电子元件的在搬送顺序上自由度高、搬送效率良好的元件试验装置。

以上所说明的仅仅是图示本发明的一个例子，本领域技术人员能够实施的所有变形或变更，均属于本发明的专利请求范围之内。

Claims (20)

1.一种元件识别装置，其特征在于包括：

扫描组件，在能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴能够变位，并且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的吸附状态以便进行图像识别，

所述扫描组件包括：

第1光路变更部，包括镜或棱镜，在拍摄时，位于所述吸嘴的下方并且将从所述吸嘴往下方的光路折向沿着所述扫描组件的移动方向的横向的方向；

第2光路变更部，包括镜或棱镜，将该被折向横向的方向的光路再折向别的方向；

下表面摄像单元，由设置在被所述第2光路变更部变更后的光路上的线传感器构成，且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面的经由所述第1光路变更部和所述第2光路变更部形成的图像；

照明单元，沿至少被所述第1光路变更部变更后的横向的方向的光路，将照明光照射到吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面。

2.根据权利要求1所述的元件识别装置，其特征在于：

所述照明单元设置在自所述第1光路变更部往所述第2光路变更部的光的延长线上，从所述第2光路变更部的光路变更面的背后向所述第1光路变更部的方向照射照明光，

所述第2光路变更部的光路变更面形成为能够将设置在光路变更面背后的所述照明单元的光透射到光路变更面的前方的半透光面，

所述照明单元用经由所述第2光路变更部的光路变更面并由所述第1光路变更部反射的照明光来照亮吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面。

3.根据权利要求2所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第2光路变更部的光路变更面，由作为半透光面的半透半反镜构成。

4.根据权利要求2所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第2光路变更部的光路变更面，由作为半透光面的反射棱镜构成。

5.一种元件识别装置，其特征在于包括：

扫描组件，在能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件上相对于所述吸嘴能够变位，并且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的吸附状态以便进行图像识别，

所述扫描组件包括：

第1光路变更部，包括镜或棱镜，在拍摄时，位于所述吸嘴的下方并且将从所述吸嘴往下方的光路折向沿着所述扫描组件的移动方向的横向的方向；

第2光路变更部，包括镜或棱镜，将该被折向横向的方向的光路再折向别的方向，以将光路改变为相对于水平面以规定仰角朝向上方；

下表面摄像单元，由设置在被所述第2光路变更部变更后的光路上的线传感器构成，且拍摄吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面的经由所述第1光路变更部和所述第2光路变更部形成的图像。

6.根据权利要求5所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第1光路变更部将从所述吸嘴下方往基座的光路向水平侧方改变90度。

7.根据权利要求5所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第1光路变更部由镜构成。

8.根据权利要求5所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第1光路变更部由棱镜构成。

9.根据权利要求5所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第2光路变更部由镜构成。

10.根据权利要求5所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第2光路变更部由棱镜构成。

11.根据权利要求5所述的元件识别装置，其特征在于：

所述线传感器的摄像元件相对于水平方向倾斜排列，以使该摄像元件的排列方向与在所述扫描组件沿着吸嘴列移动的情况下在摄像元件上移动的所述电子元件的图像的移动方向正交。

12.根据权利要求1所述的元件识别装置，其特征在于：

所述头部组件具有排成列的多个吸嘴，

所述扫描组件通过沿着所述吸嘴的列进行移动来依次拍摄吸附于各吸嘴的电子元件的吸附状态。

13.根据权利要求12所述的元件识别装置，其特征在于：

所述扫描组件还包括下表面图像导入部，该下表面图像导入部在该扫描组件进行扫描时通过所述吸嘴的下方，以便能够导入吸附于所述吸嘴的电子元件的下表面的图像；

所述下表面摄像单元拍摄由所述下表面图像导入部所导入的电子元件的下表面的图像；

所述扫描组件，与所述吸嘴之间相隔规定间隔，以针对超过所述下表面图像导入部与所述下表面摄像单元的拍摄范围的大型电子元件，避免在该扫描组件进行扫描时与吸附于吸嘴的该大型电子元件发生干涉。

14.根据权利要求13所述的元件识别装置，其特征在于：

所述扫描组件形成有凹形状，以便能够拍摄所述下表面图像导入部与所述下表面摄像单元的拍摄范围内的电子元件，并且在所述规定范围上与所述吸嘴之间具有避免与所述大型电子元件发生干涉的规定间隔。

15.根据权利要求1所述的元件识别装置，其特征在于：

所述第1光路变更部将从所述吸嘴下方往基座的光路向水平侧方改变90度，

所述第2光路变更部将来自所述第1光路变更部的光路再改变90度。

16.根据权利要求1所述的元件识别装置，其特征在于：

所述扫描组件还包括设置在所述吸嘴和所述第1光路变更部之间且限制光的通过范围的开口。

17.根据权利要求12所述的元件识别装置，其特征在于：

支撑所述第1光路变更部和所述第2光路变更部的支撑部件的上表面，对应于大型电子元件的起伏形状，位于所述第1光路变更部和所述第2光路变更部的上表面的下方位置。

18.根据权利要求17所述的元件识别装置，其特征在于，

所述扫描组件还包括：

侧部摄像单元，并列设置在所述下表面摄像单元的侧面位置，从侧面拍摄电子元件；

侧面图像导入部，指向所述电子元件的侧面，向侧部摄像单元导入图像；其中，

所述侧面图像导入部的下端部，位于所述第1光路变更部和所述第2光路变更部的上表面的下方位置。

19.一种表面安装机，其特征在于：

包括能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件，其中，

该表面安装机由吸嘴从元件供给部吸附电子元件，并拍摄吸附于该吸嘴的电子元件，以对吸附于吸嘴的电子元件的吸附状态进行图像识别，然后将该电子元件安装到基板上，

作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备权利要求1至18中任意一项所述的元件识别装置。

20.一种元件试验装置，其特征在于：

包括能够移动且具有能吸附电子元件的吸嘴的头部组件，其中，

该元件试验装置由吸嘴从元件供给部吸附电子元件，并拍摄吸附于该吸嘴的电子元件，以对吸附于吸嘴的电子元件的吸附状态进行图像识别，然后将该电子元件移载到检查装置以进行各种检查，

作为对吸嘴所吸附的电子元件的吸附状态进行图像识别的装置，具备权利要求1至18中任意一项所述的元件识别装置。

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