JP2020153885A - 計測装置および表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】計測対象の状態に応じた高さ計測を行う。【解決手段】本明細書によって開示される技術は、光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測する部品計測部２０であって、電子部品Ｅの電極Ｅ２を撮像する部品認識カメラ２２と、電極Ｅ２を相対的に移動させながら部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜した線状の投影光を電極Ｅ２に投影する投影部３０と、電極Ｅ２の状態に基づいて投影光の傾斜角度を変更して電極Ｅ２の高さ寸法を計測する制御部１１０と、を備えている。【選択図】図３

Description

本明細書によって開示される技術は、高さ計測装置および表面実装機に関する。

例えば、計測対象の高さを計測する高さ計測装置として、特開２００１−６０８００号公報が知られている。この高さ計測装置は、計測対象を撮像するＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラの光軸に対して傾斜する線状のライン光を計測対象に投影する投光ユニットとを有している。計測装置は、計測対象に対してライン光の投光位置を相対的に移動させつつ、計測対象へ投影したライン光をＣＣＤカメラによって撮像し、ライン光による光切断線から計測対象の高さデータを取得する、いわゆる光切断法によって計測を行う。

特開２００１−６０８００号公報

ところで、この種の計測装置における光切断法では、ＣＣＤカメラなどの撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度が小さい場合と、撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度が大きい場合とでは、撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度が大きいほど撮像部における撮像範囲が広がることになる。

したがって、撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度が大きい投光ユニットは、撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度が小さい投光ユニットに比べて、計測対象の高さ方向の分解能は向上するものの、撮像部における撮像データが増加することによってフレームレートが低下し、計測対象を撮像する撮像速度が低下してしまう。

一方、撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度θ１が小さい投光ユニットは、撮像部の光軸に対するライン光の傾斜角度が大きい投光ユニットに比べて、撮像速度は速くなるものの、計測対象の高さ方向の分解能は低下してしまう。

本明細書では、計測対象の状態に応じた高さ計測を行う技術を開示する。

本明細書によって開示される技術は、光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測する計測装置であって、前記計測対象を撮像する撮像部と、前記計測対象を相対的に移動させながら前記撮像部の光軸に対して傾斜した線状の投影光を前記計測対象に投影する投影部と、前記計測対象の状態に基づいて前記投影光の傾斜角度を変更して前記計測対象の高さ寸法を計測する制御部と、を備えている構成とした。

また、本明細書によって開示される技術は、表面実装機であって、前記計測装置と、前記計測対象を保持して基板に実装する部品実装装置と、を備えている。
本発明者は、撮像部の光軸に対する投影光の傾斜角度が小さいほど撮像の範囲が狭くなって計測時間が短縮し、撮像部の光軸に対する投影光の傾斜角度が大きいほど撮像の範囲が広くなって高さ方向の分解能を向上することに着目した。

すなわち、このような構成の計測装置によると、計測対象の形状、計測対象と他の部材との距離、計測対象の計測高さなど計測対象の状態に基づいて投影光の傾斜角度を変更して大きくしたり、小さくしたりすることにより、計測対象の状態に応じた適切な傾斜角度の投影光によって高さ計測を行うことができる。

本明細書によって開示される計測装置は、以下の構成としてもよい。
前記制御部は、前記計測対象の計測精度および計測時間の優先度に基づいて前記投影光の傾斜角度を変更する構成としてもよい。

このような構成によると、計測対象を高精度に計測する必要がある場合には、投影光の傾斜角度を大きくして計測を行い、計測対象の計測時間を短縮する必要がある場合には、投影光の傾斜角度を小さくして計測を行って、計測対象の状態に適した高さ計測を行うことができる。

前記投影部は、前記撮像部の光軸に対して傾斜角度がそれぞれ異なる投影光を前記計測対象に投影する複数の光源部を有しており、前記制御部は、前記計測対象の状態に基づいて前記光源部を切り換えて前記投影光の傾斜角度を変更する構成としてもよい。

このような構成によると、計測対象の状態に応じて最適な角度の投影光を計測対象に投影する光源部を用いて計測対象を計測することができる。これにより、計測対象の状態に適した高さ計測を行うことができる。また、駆動機構を設けずに複数の光源部を設けるだけで投影光の傾斜角度を変更できるから、例えば、駆動機構を有する投影部に比べて、投影部の構成が複雑になることを抑制できると共に、投影部の製造コストの増加を抑制することができる。また、駆動機構を有する投影部に比べて、駆動機構ないことにより投影部の耐久性が向上し、投影部の長寿命化を図ることができる。

前記投影部は、前記投影光を出力する光源部と、前記光源部から出力される前記投影光の光路を前記計測対象に向けて変更する光学部材と、前記光学部材の配置を変更する駆動部とを有しており、前記制御部は、前記駆動部を駆動させて前記光学部材の配置を変更することにより、前記撮像部の光軸に対する前記投影光の傾斜角度を変更する構成としてもよい。

このような構成によると、計測対象の状態に応じて投影光の傾斜角度を細やかに調整して投影光の傾斜角度を任意の角度に変更することができる。これにより、計測対象の状態に応じた最適な傾斜角度の投影光によって計測対象を計測することができ、計測対象の状態に適した高さ計測を行うことができる。

前記制御部は、所定の傾斜角度の前記投影光によって前記計測対象の高さ寸法を計測し、前記計測対象の高さ寸法が閾値を超えた場合には、前記撮像部の光軸に対する前記投影光の傾斜角度を大きくなるように変更して前記計測対象の高さ寸法を再計測する構成としてもよい。

このような構成によると、例えば、計測対象の最大高さ寸法を閾値として設定し、計測した高さ寸法が閾値を超える場合には、計測エラーが生じているとして、投影光の傾斜角度を変更して計測対象を再計測する。つまり、本来なら良品である計測対象が不良品として過判定されてしまうことを抑制することができる。

本明細書によって開示される技術によれば、計測対象の状態に応じた高さ計測を行うことができる。

実施形態１にかかる表面実装機の平面図 ヘッドユニットを含む表面実装機の上部の正面図 部品計測部の模式図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 光切断法における撮像画像の模式図 電極に傾斜角度を変更した投影光を投影した状態を示す模式図 図６の傾斜角度が小さい投影光に対応する撮像画像の模式図 図６の傾斜角度が大きい投影光に対応する撮像画像の模式図 平坦度計測処理のフローチャート図 実施形態２にかかる部品計測部の模式図 実施形態３にかかる部品計測部の模式図

＜実施形態１＞
本明細書に開示された技術における実施形態１について図１から図８を参照して説明する。

本実施形態は、電子部品（「計測対象」の一例）Ｅをプリント基板ＰＲ上に実装する表面実装機１０を例示している。表面実装機１０は、図１に示すように、平面視略矩形状の基台１１と、基台１１上にプリント基板ＰＲを搬送する搬送コンベア１２と、プリント基板ＰＲ上に電子部品Ｅを実装する部品実装装置１３と、部品実装装置１３に電子部品Ｅを供給する部品供給装置１４と、電子部品Ｅを計測する部品計測部２０と、を備えて構成されている。なお、以下の説明において、図１におけるＲ方向を右方、Ｌ方向を左方、Ｆ方向を前方、Ｂ方向を後方とし、図２におけるＵ方向を上方、Ｄ方向を下方として説明する。

基台１１は、図１に示すように、搬送コンベア１２、部品実装装置１３、部品計測部２０などが配置可能とされている。

搬送コンベア１２は、図１に示すように、基台１１の前後方向の略中央部に配されており、プリント基板ＰＲを上流である右方から下流である左方に向かって搬送する。搬送コンベア１２には、プリント基板ＰＲが架設するようにセットされる。プリント基板ＰＲは、搬送コンベア１２によって上流（右方）から基台１１の左右方向略中央部の部品実装位置に搬入され、電子部品Ｅが実装された後、下流（左方）に搬出される。

部品供給装置１４は、図１に示すように、フィーダ型であって、搬送コンベア１２の上下方向両側に左右方向に２つずつ、合計４箇所に配置されている。各部品供給装置１４は、搬送コンベア１２側の端部から電子部品Ｅを供給する。

部品実装装置１３は、図１および図２に示すように、基台１１上に配置された複数のフレーム１６に支持されたヘッドユニット１７と、ヘッドユニット１７を移動させる複数の駆動装置１８とを備えて構成されている。

複数の駆動装置１８は、前後方向に延びるフレーム１６や左右方向に延びるフレーム１６などに取り付けられており、複数の駆動装置１８が通電制御されることにより、ヘッドユニット１７が基台１１上を前後左右方向に移動するようになっている。

ヘッドユニット１７には、図１および図２に示すように、電子部品Ｅの保持および実装を行う実装ヘッド１９が左右方向に複数並んで搭載されている。各実装ヘッド１９は、部品供給装置１４から供給される電子部品Ｅを吸着して保持し、プリント基板ＰＲ上に実装する。

部品計測部２０は、図１に示すように、基台１１の前後方向の両側にそれぞれ配置されている。それぞれの部品計測部２０は、図３に示すように、実装ヘッド１９の先端に吸着保持された電子部品Ｅを撮像する部品認識カメラ（「撮像部」の一例）２２と、電子部品Ｅに線状の光を投影する投影部３０とを備えている。

また、それぞれの部品計測部２０は、後述する制御部１１０によって制御される。部品認識カメラ２２は、実装ヘッド１９に吸着保持されている電子部品Ｅを下方から撮像し、制御部１１０は、部品認識カメラ２２が撮像して得た画像に基づいて、電子部品Ｅの形状、実装ヘッド１９に対する電子部品Ｅの位置などを計測する。また、本実施形態では、制御部１１０は、電子部品Ｅに設けられた複数の電極Ｅ２の高さ寸法を計測し、複数の電極Ｅ２の高さ寸法に基づいて電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の平坦度を計測する。部品計測部２０と、制御部１１０とが計測装置に相当する。
なお、部品認識カメラ２２に、電子部品Ｅに設けられた複数の電極Ｅ２の高さ寸法を計測する機能を持たせてもよい。

部品認識カメラ２２は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの複数の受光素子を有するカメラである。部品認識カメラ２２は、撮像面を上に向けた姿勢で配されている。部品認識カメラ２２の光軸Ａ１は、図３に示すように、部品認識カメラ２２から電子部品Ｅに対して上下方向に延びる配置とされている。

部品認識カメラ２２は、図３に示すように光軸Ａ１に沿って予め定められた撮像領域Ｐを持っている。実装ヘッド１９に吸着保持された電子部品Ｅが撮像領域Ｐに存在することにより、部品認識カメラ２２によって電子部品Ｅが撮像される。

投影部３０は、図３に示すように、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜した線状の投影光Ｌを撮像領域Ｐに投影する複数の光源部３２を有している。本実施形態は、光源部３２が撮像領域Ｐを基準に左右方向両側に１つずつ配置されている。

光源部３２の投影する投影光Ｌは、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜角度θが任意の角度に設定されるようになっており、好ましくは、傾斜角度θは３０度から７０度の範囲とされている。

本実施形態の光源部３２のうちの一方の光源部（図３の図示左側の光源部３２）３２Ｌは、光軸Ａ１に対する投影光Ｌの傾斜角度θ１が３０度とされており、他方の光源部（図３の図示右側の光源部３２）３２Ｒは、光軸Ａ１に対する投影光Ｌの傾斜角度θ２が５５度とされている。

つまり、本実施形態では、撮像領域Ｐに電子部品Ｅが存在すると、それぞれの光源部３２によって電子部品Ｅに投影光Ｌが投影され、電子部品Ｅに投影された投影光Ｌが部品認識カメラ２２に入射するようになっている。

次に、表面実装機１０の電気的構成について、図４を参照して説明する。

表面実装機１０は、制御部１１０によってその全体が制御統括されている。制御部１１０は、ＣＰＵなどによって構成される演算処理部１１１、記憶部１１２、駆動制御部１１３、計測処理部１１４、部品供給制御部１１５、外部入出力端末１１６などを有している。

記憶部１１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成される。記憶部１１２には、演算処理部１１１が実行する各種プログラムや各種データなどが記憶されている。具体的には、実装プログラムとしては、部品実装装置１３、搬送コンベア１２、部品供給装置１４を制御して電子部品Ｅをプリント基板ＰＲに配置する実装プログラムや、実装ヘッド１９に吸着保持された電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の平坦度を計測するコプラナリティ計測プログラムなどが記憶されている。また、各種データとして、部品種毎の投影光の角度（例えば計測に最適な角度）、各種電子部品における電極の最大高さ寸法などが記憶されている。

駆動制御部１１３は、演算処理部１１１の指令により、搬送コンベア１２や駆動装置１８などを駆動させる。
計測処理部１１４は、演算処理部１１１の指令により、部品計測部２０における光源部３２によって投影光Ｌを照射し、部品認識カメラ２２から出力された電気信号を変換することによって画像データを生成する。

部品供給制御部１１５は、演算処理部１１１の指令により、部品供給装置１４を制御する。
外部入出力端末１１６は、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置と、ディスプレイなどの出力装置とを備えており、作業者は、例えば、作業を開始する時に、プリント基板ＰＲの種類、電子部品の種類など各種情報の入力や各種設定を、外部入出力端末１１６を操作して実施することができる。

演算処理部１１１は、記憶部１１２の各種制御プログラムを実行することによって表面実装機１０の各部を制御する。演算処理部１１１は、例えば、記憶部１１２の実装プログラムに基づいて、駆動制御部１１３を介して搬送コンベア１２および部品実装装置１３を駆動させる。また、部品供給制御部１１５を介して部品供給装置１４を制御する。これにより、プリント基板ＰＲに電子部品Ｅを実装する。

また、演算処理部１１１は、記憶部１１２に記憶されたコプラナリティ計測プログラムに従って、電子部品Ｅにおける複数の電極Ｅ２の下端の位置から構成される面のコプラナリティの判定を行う。

コプラナリティの判定を行う電子部品Ｅは、例えば、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）のような、パッケージ部分の下面から多数の電極が下方に突出している電子部品、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）のような、パッケージ部分から多数の電極がパッケージ部分の側方に延びた後下方に曲げられた電子部品、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌａｙ）のような、パッケージ部分の底面から球状あるいは半球状の電極が下方に突出している電子部品などがある。

本実施形態では、図３に示すように、直方体の形状を有する部品本体Ｅ１と、部品本体Ｅ１の底面から半球状に下方に突出する複数の電極Ｅ２とを備える電子部品Ｅを例示している。

コプラナリティの判定では、演算処理部１１１は、図３に示すように、まず、駆動制御部１１３を介して電子部品Ｅを吸着保持した実装ヘッド１９を撮像領域Ｐに移動させる。次に、図５に示すように、計測処理部１１４を介して電子部品Ｅの電極Ｅ２に光源部３２の投影光Ｌを投影し、電極Ｅ２に光切断線を形成する。

ここで、電子部品Ｅが撮像領域Ｐ内に進入する前の状１態では、投影光Ｌは撮像領域Ｐに投影される。撮像領域Ｐに投影される投影光Ｌ１の位置は基準位置Ｓとされる。電子部品Ｅが撮像領域Ｐ内に進入すると、図５に示すように、投影光Ｌ２が電子部品Ｅに投影され、電子部品Ｅの高さ寸法に応じて電子部品Ｅに投影される投影光Ｌ２が基準位置Ｓからｈの距離だけずれて投影される。

そこで、部品認識カメラ２２によって電子部品Ｅに投影された投影光Ｌを撮像する。なお、図５は、電極Ｅ２に対する投影状態を分かりやすくするために、電極Ｅ２の形状を直方体として示している。
そして、撮像データに基づいて、電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の高さ寸法を計測し、コプラナリティ（平坦度）を判定する。

コプラナリティの判定の結果、各電極Ｅ２の最下端の高さにばらつきがあると判定された電子部品Ｅは、電子部品Ｅをプリント基板ＰＲに搭載したときに一部の電極Ｅ２がプリント基板ＰＲに接触せず実装不良となるおそれがあるとして廃棄される。

詳細には、制御部１１０における演算処理部１１１は、図３に示すように、電子部品Ｅに光源部３２の投影光Ｌを投影しながら電子部品Ｅを部品認識カメラ２２に対してＸ軸方向に移動させ、電子部品Ｅを複数回連続的に撮像する光切断法によって各電極Ｅ２の最下端の高さ寸法を計測する。

光切断法による電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の高さ寸法の計測は、演算処理部１１１が、光源部３２によって実装ヘッド１９に吸着保持された電子部品Ｅの電極Ｅ２に線状の光を投影し、図５に示すように、電極Ｅ２に光切断線を形成する。そして、演算処理部１１１は、電子部品Ｅを実装ヘッド１９によってＸ方向に移動させ、電極Ｅ２に対して投影された投影光Ｌを部品認識カメラ２２によって複数回連続的に撮像する。

電子部品Ｅの撮像が完了したところで、演算処理部１１１は、それぞれの撮像画像における電子部品Ｅの断面形状をＸ方向に繋ぎ、電子部品Ｅの３次元データを作成する。

以上のようにして電子部品Ｅの各電極Ｅ２の高さ寸法を計測し、各電極Ｅ２の最下端の高さ寸法に基づいてコプラナリティを判定する。
コプラナリティの判定では、例えば、電子部品の電極の構造が単純であったり、電子部品の電極の数が多かったりする場合など、電極の高さ方向の分解能を低くして計測精度よりも計測時間を短縮することを優先することが好ましい場合がある。

一方、例えば、ＤＩＰ電子部品やＱＦＡ電子部品などの電極のように電極の形状が複雑な場合には、電極の高さ方向の分解能を高くすることにより、計測時間よりも計測精度の優先度を高くして、良品を不良品と判定する過判定や不良品を良品と判定する見逃し判定が生じることを防ぐことが好ましい場合がある。

そこで、本発明者は、光切断法において、図６に示すように、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する光源部３２の投影光Ｌ１の傾斜角度θ１が小さい場合には撮像範囲Ｒ１が狭くなり、投影光Ｌ２の傾斜角度θ２が大きい場合には撮像範囲Ｒ２が広くなることに着目した。

また、本発明者は、図６に示すように、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する投影光Ｌ１の傾斜角度θ１が小さい場合、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する投影光Ｌ２の傾斜角度θ２が大きい場合に比べて、図７Ａに示すように、電極Ｅ２の高さ方向の分解能は低下するものの、撮像範囲Ｒ１が小さくなることにより計測速度を短縮することができることに着目した。

一方、図６に示すように、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する投影光Ｌ２の傾斜角度θ２が大きい場合、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する投影光Ｌ１の傾斜角度θ１が小さい場合に比べて、計測速度は低下するものの、図７Ｂに示すように、電極Ｅ２の高さ方向の分解能を向上させることができることに着目した。
そして、部品計測部２０の投影部３０における複数の光源部３２を用いてコプラナリティの判定を行うという着想に至った。

以下に、コプラナリティの判定を行う本実施形態の平坦度計測処理について、図８に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

平坦時計側処理では、まず、制御部１１０の演算処理部１１１が、いずれの光源部３２によって電子部品Ｅの電極Ｅ２に投影光Ｌを投影するか選択する（Ｓ１１）。

具体的には、光源部３２の選択は、例えば、外部入出力端末１１６から入力された部品種や計測時間などに基づいて実行される。

演算処理部１１１は、入力された部品種に基づいて記憶部１１２の部品種毎の投影光Ｌの最適角度を参照し、光源部３２を選択する。または、演算処理部１１１は、入力された計測時間に基づいて光源部３２を選択する。

ここで、光源部３２の選択は、電極Ｅ２の計測時間を優先させる場合には、一方の光源部（図３の図示左側の光源部３２）３２Ｌを選択し、電極Ｅ２の高さ方向の分解能を向上させる場合には、他方の光源部（図３の図示右側の光源部３２）３２Ｒを選択を選択する。

そして、選択された光源部３２によって、図３に示すように、計測対象の電極Ｅ２に対して線状の投影光Ｌを投影する（Ｓ１２）。そして、光切断法によって計測対象である電極Ｅ２の３次元データを作成し、電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の高さ寸法を計測する（Ｓ１３）。

ところで、電極Ｅ２の３次元データを作成し、各電極Ｅ２の高さ寸法を求める時に、電極Ｅ２の高さ寸法が、電極Ｅ２の最大高さ寸法よりも高く計測される場合がある。このような場合は、例えば、計測対象の電極Ｅ２以外からの光が部品認識カメラ２２に入射することが原因の一つと考えられる。したがって、電極Ｅ２の高さ寸法が、電極Ｅ２の最大高さ寸法よりも高く計測された場合には、コプラナリティの判定において各電極Ｅ２の最下端の高さにばらつきがあると判定され、本来なら良品である電子部品Ｅが不良品として判定（過判定）されてしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態の平坦度計測処理では、演算処理部１１１は、まず、記憶部１１２に記憶されている各種部品における電極Ｅ２の最大高さ寸法を閾値として設定する（Ｓ１４）。

そして、演算処理部１１１は、Ｓ１３における電極Ｅ２の高さ寸法の計測において、計測された電極Ｅ２の高さ寸法が、閾値を超える場合には、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する光源部３２の投影光Ｌの傾斜角度θが大きい光源部３２を用いて電極Ｅ２の高さ寸法を再計測する。

詳細には、Ｓ１３における電極Ｅ２の高さ寸法の計測において、計測された電極Ｅ２の高さ寸法が、閾値を超えているか判定する（Ｓ１５）。
計測された電極Ｅ２の高さ寸法が、閾値を超えていない場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、過判定がないものとして、次の電極Ｅ２の高さ寸法を計測する。

計測された電極Ｅ２の高さ寸法が、閾値を超えている場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、演算処理部１１１は、先に選択された光源部３２よりも、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する光源部３２の投影光Ｌの傾斜角度θが大きい光源部３２が存在するか確認する（Ｓ１６）。

先に選択された光源部３２よりも、投影光Ｌの傾斜角度θが大きい光源部３２が存在しない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、電極Ｅ２の高さ寸法の再計測ができないとして外部入出力端末１１６に計測エラーであることを表示する（Ｓ１７）。

先に選択された光源部３２よりも、投影光Ｌの傾斜角度θが大きい光源部３２が存在する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、投影光Ｌの傾斜角度θが大きい光源部３２に光源部３２を変更し（Ｓ１８）、電極Ｅ２の高さ寸法の再計測を行う（Ｓ１２，Ｓ１３）。

このようにして、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の高さ寸法を計測し（Ｓ１９）、電子部品Ｅにおけるコプラナリティを判定する（Ｓ１８）。

つまり、本実施形態によると、外部入出力端末１１６から入力された電子部品Ｅの部品種や電子部品Ｅの計測時間を基準に、電子部品Ｅの計測精度および計測時間の優先度を決定する。そして、この優先度に基づいて光源部３２を選択して投影光Ｌの傾斜角度θを最適な角度に変更することにより、３次元データを作成する。

これにより、電子部品Ｅの状態に応じた適切な傾斜角度θの投影光Ｌによって高さ計測を行うことができ、電子部品Ｅの状態に応じた電子部品Ｅのコプラナリティの判定を行うことができる。

また、本実施形態によると、計測された電極Ｅ２の高さ寸法が、電極Ｅ２の最大高さ寸法（閾値）を超える場合には、電極Ｅ２への投影光Ｌの傾斜角度θを変更して電極Ｅ２を再計測する。つまり、投影光Ｌの傾斜角度θを変更して電極Ｅ２を再計測することにより、本来なら良品である電子部品Ｅが不良品として過判定されてしまうことを抑制することができる。

以上のように、本実施形態の表面実装機は、光切断法に基づいて電子部品Ｅの電極Ｅ２（計測対象）の高さ寸法を計測する部品計測部（計測装置）２０であって、電子部品Ｅの電極Ｅ２を撮像する部品認識カメラ（撮像部）２２と、電極Ｅ２を相対的に移動させながら部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜した線状の投影光Ｌを電極Ｅ２に投影する投影部３０と、電極Ｅ２の状態に基づいて投影光Ｌの傾斜角度θを変更して電極Ｅ２の高さ寸法を計測する制御部１１０と、を備えている。

したがって、本実施形態によると、電子部品Ｅの電極Ｅ２の形状、電子部品Ｅにおける電極Ｅ２間の距離、電極Ｅ２の計測高さなど計測対象の種類毎の状態に基づいて投影光Ｌの傾斜角度θを変更することができる。つまり、投影光Ｌの傾斜角度θを大きくしたり、小さくしたりして、電極Ｅ２の状態に応じた適切な傾斜角度θの投影光Ｌによって高さ計測を行うことができる。

また、本実施形態によると、制御部１１０の演算処理部１１１は、電極Ｅ２の計測精度および計測時間の優先度に基づいて投影光Ｌの傾斜角度θを変更する。

すなわち、電子部品Ｅの電極Ｅ２を高精度に計測する必要がある場合には、投影光Ｌの傾斜角度θを大きくして計測を行い、電極Ｅ２の計測時間を短縮する必要がある場合には、投影光Ｌの傾斜角度θを小さくして計測を行うことにより、電極Ｅ２の状態に適した高さ計測を行うことができる。

また、本実施形態の投影部３０は、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜角度θがそれぞれ異なる投影光Ｌを電極Ｅ２に投影する複数の光源部３２を有している。そして、演算処理部１１１は、電極Ｅ２の状態に基づいて光源部３２を切り換えて投影光Ｌの傾斜角度θを変更する。したがって、本実施形態によると、電極Ｅ２に対して最適な傾斜角度θの投影光Ｌによって電極Ｅ２を計測することができる。これにより、電極Ｅ２の状態に適した高さ計測を行うことができる。

また、本実施形態によると、光源部３２を複数設けるだけで、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜角度θが異なる投影光Ｌを電極Ｅ２に対して設定できる。つまり、例えば、駆動部などによって光源部の投影光の傾斜角度を変更する場合に比べて、投影部３０の構成を簡素化すると共に、投影部３０の製造コストを削減することができる。また、投影部３０において駆動する部分を削減することができるから、投影部３０の耐久性を向上させることができる。これにより、投影部３０の長寿命化を図ることができる。

さらに、本実施形態の制御部１１０は、一方の光源部３２における投影光Ｌ（所定の傾斜角度の投影光）によって電極Ｅ２の高さ寸法を計測し、電極Ｅ２の高さ寸法が閾値を超えた場合には、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する投影光Ｌの傾斜角度θが大きくなるように変更して電極Ｅ２の高さ寸法を再計測する。

つまり、電極Ｅ２に対する投影光Ｌの傾斜角度θを変更して電極Ｅ２を再計測することにより、本来なら良品である電子部品Ｅが不良品として過判定されてしまうことを抑制することができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２について図９を参照して説明する。
実施形態２における部品計測部１２０の投影部１３０は、実施形態１における光源部３２の数を変更すると共に、投影光Ｌの傾斜角度θを変更する反射体（「光学部材」の一例）１３３を設けたものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

実施形態２の投影部１３０は、線状の投影光Ｌを出力する光源部１３２と、光源部１３２から出力される投影光Ｌの光路Ｃを電子部品Ｅの電極Ｅ２に向けて反射する反射体（「光学部材」の一例）１３３と、反射体１３３の配置を変更する駆動部１３４とを備えている。

光源部１３２は、図９に示すように、部品認識カメラ２２の側方（図示左側）に配置されている。光源部１３２は、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して直交する方向に投影光Ｌを出力可能に配置されている。

反射体１３３は、ミラーであって、反射体１３３は、光源部１３２から出力される投影光Ｌを撮像領域Ｐに存在する電子部品Ｅの電極Ｅ２に向けて反射する。
駆動部１３４は、反射体１３３に固定された回転式のサーボモータであって、駆動部１３４は通電制御されることにより、反射体１３３を回転させる。

つまり、本実施形態は、駆動部１３４によって反射体１３３を回転させて反射体１３３の配置を変更することにより、図９に示すように、光源部１３２から撮像領域Ｐへ反射させる角度を変更する。これにより、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する投影光Ｌの傾斜角度θを任意の角度に変更することができるようになっている。

すなわち、本実施形態によると、計測精度および計測時間の優先度に基づいて投影光Ｌの傾斜角度θを微調整することができる。これにより、電子部品Ｅの部品種に応じて、計測精度と計測時間とが最適となる投影光Ｌの傾斜角度θを決定し、電極Ｅ２を計測することができる。

＜実施形態３＞
次に、実施形態３について図１０を参照して説明する。
実施形態３における部品計測部１２０の投影部２３０は、実施形態１の投影部３０と実施形態２の投影部１３０を組み合わせた構成とされており、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

実施形態３の投影部２３０は、線状の投影光Ｌを出力する複数の光源部１３２と、光源部１３２から出力される投影光Ｌの光路Ｃを電子部品Ｅの電極Ｅ２に向けて反射する複数の反射体（「光学部材」の一例）１３３と、それぞれの反射体１３３の配置を変更する複数の駆動部１３４とを備えている。

光源部１３２と反射体１３３と駆動部１３４とは、３つで１セットの投影ユニット１４０とされている。本実施形態は、投影ユニット１４０が、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１を基準にＸ方向の両側に１つずつ配置されている。２つの投影ユニット１４０は、反射体１３３のＸ方向における距離が異なった配置とされている。２つの投影ユニット１４０のうち、図１０に示すように、図示左側の第１投影ユニット１４０Ａの反射体１３３は、図示右側の第２投影ユニット１４０Ｂの反射体１３３よりも光軸Ａ１から離れた配置となっている。

つまり、光軸Ａ１に対する第１投影ユニット１４０Ａの投影光Ｌの傾斜角度は、光軸Ａ１に対する第２投影ユニット１４０Ｂの投影光Ｌの傾斜角度よりも小さくなっている。
したがって、本実施形態では、投影光Ｌの傾斜角度θを小さくして計測時間を短縮する場合は、第１投影ユニット１４０Ａを使用し、投影光Ｌの傾斜角度θを大きくして計測の際の高さ方向の分解能を高くする場合には、第２投影ユニット１４０Ｂを使用する。

また、各投影ユニット１４０は、それぞれが駆動部１３４によって反射体１３３を回転させ、光軸Ａ１に対する投影光Ｌの傾斜角度θを任意の角度に変更することにより、投影光Ｌの傾斜角度θを微調整することができるようになっている。

すなわち、本実施形態によると、計測精度および計測時間の優先度に基づいて、投影光Ｌの傾斜角度θを微調整することにより最適な傾斜角度θの投影光Ｌによって電極Ｅ２を計測できる。また、各投影ユニット１４０の負荷を分散して各投影ユニット１４０の長寿命化を図ることができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。

（１）上記実施形態では、部品計測部２０を備えた表面実装機１０を一例として示した。しかしながら、これに限らず、検査装置などに本明細書で開示した部品計測部を適用してもよい。

（２）上記実施形態２および実施形態３では、投影光Ｌを反射体１３３によって反射して光源部１３２の光路Ｃを変更する構成にした。しかしながら、これに限らず、投影光をプリズムによって変更する構成にしてもよい。

（３）上記実施形態では、部品認識カメラ２２や光源部３２，１３２に対して電子部品Ｅを移動させる構成にした。しかしながら、これに限らず、実施形態１のような構成では、電子部品Ｅに対して光源部を移動させる構成にしてもよい。また、実施形態２および実施形態３のような構成にでは、電子部品に対して反射体および駆動部を移動させる構成にしてもよい。

１０：表面実装機
１３：部品実装装置
２０：部品計測部（「計測装置」の一例）
２２：部品認識カメラ（「撮像部」の一例）
３０：投影部
３２，１３２：光源部
１１０：制御部
１１１：演算処理部（「制御部」の一例）
１３３：反射体（「光学部材」の一例）
１３４：駆動部
Ａ１：光軸
Ｃ：光路
Ｅ：電子部品（「計測対象」の一例）
Ｅ２：電極（「計測対象」の一例）
Ｌ：投影光
θ：傾斜角度

Claims (6)

1. 光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測する計測装置であって、
   前記計測対象を撮像する撮像部と、
   前記計測対象を相対的に移動させながら前記撮像部の光軸に対して傾斜した線状の投影光を前記計測対象に投影する投影部と、
   前記計測対象の状態に基づいて前記投影光の傾斜角度を変更して前記計測対象の高さ寸法を計測する制御部と、を備えた計測装置。
2. 前記制御部は、前記計測対象の計測精度および計測時間の優先度に基づいて前記投影光の傾斜角度を変更する請求項１に記載の計測装置。
3. 前記投影部は、前記撮像部の光軸に対して傾斜角度がそれぞれ異なる投影光を前記計測対象に投影する複数の光源部を有しており、
   前記制御部は、前記計測対象の状態に基づいて前記光源部を切り換えて前記投影光の傾斜角度を変更する請求項１に記載の計測装置。
4. 前記投影部は、前記投影光を出力する光源部と、前記光源部から出力される前記投影光の光路を前記計測対象に向けて変更する光学部材と、前記光学部材の配置を変更する駆動部とを有しており、
   前記制御部は、前記駆動部を駆動させて前記光学部材の配置を変更することにより、前記撮像部の光軸に対する前記投影光の傾斜角度を変更する請求項１に記載の計測装置。
5. 前記制御部は、所定の傾斜角度の前記投影光によって前記計測対象の高さ寸法を計測し、前記計測対象の高さ寸法が閾値を超えた場合には、前記撮像部の光軸に対する前記投影光の傾斜角度が大きくなるように変更して前記計測対象の高さ寸法を再計測する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の計測装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の計測装置と、
   前記計測対象を保持して基板に実装する部品実装装置と、を備えた表面実装機。

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