JP6759450B2 - 部品実装機、部品認識方法、外観検査機、外観検査方法 - Google Patents

Description

この発明は、部品あるいは部品を基板に接合する半田の三次元情報を求める技術に関する。

電子基板の生産プロセスでは、フィーダーから供給された部品を実装ヘッドにより基板に実装する部品実装機や、基板へ部品を接合する半田の良否を検査する外観検査機等が一般に用いられる。また、このような生産プロセスにおいては、部品あるいは半田の三次元情報が適宜求められる。例えば部品実装機では、部品が有する複数の端子のコプラナリティを測定するために、部品の三次元情報が求められる。あるいは、外観検査機では、半田のフィレットを確認するために、半田の三次元情報が求められる。

これに対して、特許文献１では、部品の三次元情報を取得する構成を備えた部品実装機が示されている。この部品実装機では、それぞれ異なる角度から部品を撮像する複数のカメラが設けられ、各カメラが撮像した部品の画像に対してステレオマッチングを実行することで部品の三次元情報が求められる。

特許第４７３３００１号公報

しかしながら、特許文献１の構成によると、複数のカメラを装備する必要がある。かかる構成により部品あるいは半田の三次元情報を取得した場合、各カメラの光学特性の差が三次元情報の精度に影響するため、光学特性の差を補正するための演算が適宜必要になる。また、カメラの台数に応じて装置のコストも高くなる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、コストアップを抑えつつ、高精度な部品の三次元情報を簡便に取得可能とする技術の提供を第１目的とするとともに、コストアップを抑えつつ、高精度な半田の三次元情報を簡便に取得可能とする技術の適用を第２目的とする。

本発明の第１態様に係る部品実装機は、部品を保持する実装ユニットと、それぞれ走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されて走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を、部品側に非テレセントリック性を有する光学系により撮像素子に結像することで、第１撮像範囲および第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するカメラと、カメラに対して相対的に部品を走査方向に移動させることで、第１撮像範囲および第２撮像範囲に順に部品を通過させる駆動部と、部品の第１撮像範囲の通過に伴ってカメラに第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の第１画像を取得し、部品の第２撮像範囲の通過に伴ってカメラに第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の第２画像を取得し、第１画像および第２画像から部品の三次元情報を求めるコントローラーとを備える。

本発明の第１態様に係る部品認識方法は、カメラに対する部品の走査方向への相対的な移動を開始する工程と、それぞれ走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されて走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を、部品側に非テレセントリック性を有する光学系により撮像素子に結像することで、第１撮像範囲および第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するカメラを用いて部品を撮像する工程とを備え、部品の第１撮像範囲の通過に伴ってカメラに第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の第１画像を取得し、部品の第２撮像範囲の通過に伴ってカメラに第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の第２画像を取得し、第１画像および第２画像から部品の三次元情報を求める。

このように構成された本発明の第１態様（部品実装機、部品認識方法）は、走査方向に部品を相対移動させながら、走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲のそれぞれに部品を通過させる。第１撮像範囲および第２撮像範囲のそれぞれは、走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されており、カメラは、第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を光学系により撮像素子に結像することで、第１撮像範囲および第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像可能である。したがって、部品の第１撮像範囲の通過に伴ってカメラに第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の二次元画像である第１画像を取得し、部品の第２撮像範囲の通過に伴ってカメラに第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の二次元画像である第２画像を取得することができる。しかも、カメラの光学系は部品側に非テレセントリック性を有するため、第１画像および第２画像は、異なる角度から部品を見た２枚の画像に相当し、第１画像および第２画像に基づき部品の三次元情報を求めることができる。こうして本発明では、異なる角度から部品を見た第１画像および第２画像を１台のカメラで撮像して、部品の三次元情報を求めることができる。その結果、コストアップを抑えることが可能となっている。しかも、第１画像および第２画像を同一の光学系により取得しているため、上述のような複数のカメラの光学特性の差に対応するための補正演算を要することなく高精度な部品の三次元情報を取得できる。こうして、コストアップを抑えつつ、高精度な部品の三次元情報を簡便に取得することが可能となっている。

また、走査方向において、光学系の光軸と第１撮像範囲との距離と、光軸と第２撮像範囲との距離とが等しいように、部品実装機を構成しても良い。これによって、延設方向に同じ幅を有する第１画像および第２画像を撮像することができる。そのため、部品の三次元情報を求める際に、これらの画像の幅を合わせるための演算を省略することができる。

また、コントローラーは、部品が有する複数の端子のコプラナリティを三次元形状に基づき測定するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、コストアップを抑えつつ、部品の端子のコプラナリティを高精度に測定することが可能となる。

また、カメラは、第１撮像範囲と第２撮像範囲との間で延設方向に直線状に延設された第３撮像範囲からの光を光学系により撮像素子に結像することで、第３撮像範囲の一次元画像を撮像し、駆動部は、カメラに対して相対的に部品を走査方向に移動させることで、第１撮像範囲、第３撮像範囲および第２撮像範囲に順に部品を通過させる部品走査を実行し、コントローラーは、部品の第３撮像範囲の通過に伴ってカメラに第３撮像範囲を繰り返し撮像させることで部品の第３画像を取得し、実装ユニットと部品との位置関係を第３画像に基づき測定するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、部品の端子のコプラナリティの測定と、実装ユニットと部品との位置関係の測定とを１台のカメラで実行することができ、コストアップの抑制を効果的に図ることが可能となる。

また、カメラは、撮像素子としてエリアセンサーを有し、第１撮像範囲、第２撮像範囲および第３撮像範囲のそれぞれからの光が結像される直線状の領域をエリアセンサーの関心領域に選択することで、第１撮像範囲、第２撮像範囲および第３撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するように、部品実装機を構成しても良い。つまり、エリアセンサーが有する関心領域の設定機能を用いることで、各測定を１台のカメラで実行でき、コストアップを抑えつつ、部品の端子のコプラナリティを高精度に測定することが可能となる。

また、カメラは、部品を包括可能な第４撮像範囲からの光を光学系により撮像素子に結像することで、第４撮像範囲の二次元画像を撮像し、コントローラーは、駆動部に部品走査を実行させつつ第１画像、第２画像および第３画像を取得して、コプラナリティおよび実装ユニットと部品との位置関係を測定する第１モードと、駆動部により部品を第４撮像範囲に収めつつカメラに第４撮像範囲を撮像させることで部品の第４画像を取得して、実装ユニットと部品との位置関係を第４画像に基づき測定する第２モードとを選択的に実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、コプラナリティの測定および実装ユニットと部品との位置関係の測定の両測定が必要な場合は、第１モードを実行することで、両測定を的確に実行できる。また、両測定のうち実装ユニットと部品との位置関係の測定のみが必要な場合には、第２モードを実行することで当該測定を的確に実行できる。しかも、第２モードでは、部品を第４撮像範囲に収めれば足り、第１撮像範囲から第２撮像範囲へ走査方向に部品を走査する部品走査を実行する必要が無い。そのため、部品走査に要する時間を省略でき、基板への部品の実装を速やかに実行可能となる。

また、部品を供給する部品供給部と、部品の種類に応じてコプラナリティの測定の要否を記憶する記憶部とをさらに備え、実装ユニットは、部品供給部から部品を吸着して基板に実装する実装ターンを繰り返し実行し、コントローラーは、実装ターンにおいて、実装ユニットにより吸着された部品にコプラナリティの測定が必要な部品が存在すれば第１モードを実行し、実装ユニットにより吸着された部品にコプラナリティの測定が必要な部品が存在しなければ第２モードを実行するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、実装ターンにおいて、実装ユニットにより吸着された部品にコプラナリティの測定が必要な部品が存在すれば、第１モードを実行することで、コプラナリティの測定および実装ユニットと部品との位置関係の測定を的確に実行できる。また、実装ターンにおいて、実装ユニットにより吸着された部品にコプラナリティの測定が必要な部品が存在しなければ、第２モードを実行することで、実装ユニットと部品との位置関係の測定を的確に実行できる。しかも、第２モードでは、部品を第４撮像範囲に収めれば足り、第１撮像範囲から第２撮像範囲へ走査方向に部品を走査する部品走査を実行する必要が無い。そのため、部品走査に要する時間を省略でき、実装ターンを速やかに実行可能となる。

本発明の第２態様に係る外観検査機は、半田により部品が接合された基板を保持する基板保持部と、それぞれ走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されて走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を、基板側に非テレセントリック性を有する光学系により撮像素子に結像することで、第１撮像範囲および第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するカメラと、カメラに対して相対的に半田を走査方向に移動させることで、第１撮像範囲および第２撮像範囲に順に半田を通過させる駆動部と、半田の第１撮像範囲の通過に伴ってカメラに第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで半田の第１画像を取得し、半田の第２撮像範囲の通過に伴ってカメラに第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで半田の第２画像を取得し、第１画像および第２画像から半田の三次元情報を求めるコントローラーとを備える。

本発明の第２態様に係る外観検査方法は、基板に部品を接合する半田のカメラに対する走査方向への相対的な移動を開始する工程と、それぞれ走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されて走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を、基板側に非テレセントリック性を有する光学系により撮像素子に結像することで、第１撮像範囲および第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するカメラを用いて半田を撮像する工程とを備え、半田の第１撮像範囲の通過に伴ってカメラに第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで半田の第１画像を取得し、半田の第２撮像範囲の通過に伴ってカメラに第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで半田の第２画像を取得し、第１画像および第２画像から半田の三次元情報を求める。

このように構成された本発明の第２態様（外観検査機、外観検査方法）は、走査方向に半田を相対移動させながら、走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲のそれぞれに半田を通過させる。第１撮像範囲および第２撮像範囲のそれぞれは、走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されており、カメラは、第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を光学系により撮像素子に結像することで、第１撮像範囲および第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像可能である。したがって、半田の第１撮像範囲の通過に伴ってカメラに第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで半田の二次元画像である第１画像を取得し、半田の第２撮像範囲の通過に伴ってカメラに第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで半田の二次元画像である第２画像を取得することができる。しかも、カメラの光学系は基板側に非テレセントリック性を有するため、第１画像および第２画像は、異なる角度から半田を見た２枚の画像に相当し、第１画像および第２画像に基づき半田の三次元情報を求めることができる。こうして本発明では、異なる角度から半田を見た第１画像および第２画像を１台のカメラで撮像して、半田の三次元情報を求めることができる。その結果、コストアップを抑えることが可能となっている。しかも、第１画像および第２画像を同一の光学系により取得しているため、上述のような複数のカメラの光学特性の差に対応するための補正演算を要することなく高精度な半田の三次元形状を取得できる。こうして、コストアップを抑えつつ、高精度な半田の三次元情報を簡便に取得することが可能となっている。

本発明の第１態様によれば、コストアップを抑えつつ、高精度な部品の三次元情報を簡便に取得することが可能となる。本発明の第２態様によれば、コストアップを抑えつつ、高精度な半田の三次元情報を簡便に取得することが可能となる。

本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図。 図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。 図１の部品実装機が備える認識カメラの構成の一例を模式的に示す図。 走査撮像の一例を示すフローチャート。 図４の走査撮像により取得される部品Ｃの画像を模式的に示す図。 部品実装の第１例を示すフローチャート。 部品実装の第２例を示すフローチャート。 本発明に係る外観検査機の一例を模式的に示す図。 走査撮像の一例を示すフローチャート。

図１は本発明に係る部品実装機を模式的に示す部分平面図である。図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図１および以下の図では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向で構成されるＸＹＺ直交座標系を適宜示す。なお、この座標系において、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

図２に示すように、部品実装機１は、装置全体を統括的に制御するコントローラー１００を備える。コントローラー１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたプロセッサーである演算処理部１１０およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)で構成された記憶部１２０を有するコンピューターである。さらに、コントローラー１００は、部品実装機１の駆動系を制御する駆動制御部１３０と、部品実装機１の撮像系を制御する撮像制御部１４０とを有する。

記憶部１２０には、パッケージタイプ等の部品に関する情報を示す部品情報Ｉが記憶されており、演算処理部１１０は部品情報Ｉを参照しつつ、駆動制御部１３０および撮像制御部１４０を制御することで部品実装を実行する。この際、演算処理部１１０は撮像制御部１４０が認識カメラ５により撮像した画像に基づき、部品実装を制御する。また、部品実装機１には、表示／操作ユニット１５０が設けられており、演算処理部１１０は、部品実装機１の状況を表示／操作ユニット１５０に表示したり、表示／操作ユニット１５０に入力された作業者からの指示を受け付けたりする。

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上に設けられた一対のコンベア１２、１２を備える。そして、部品実装機１は、コンベア１２によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側から実装処理位置（図１の基板Ｂの位置）に搬入した基板Ｂに対して部品を実装し、部品実装を完了した基板Ｂをコンベア１２により実装処理位置からＸ方向の下流側へ搬出する。

部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ２２と、Ｙ軸ボールネジ２２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙ（サーボモーター）とが設けられ、Ｘ軸レール２３が一対のＹ軸レール２１、２１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ２２のナットに固定されている。Ｘ軸レール２３には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ２４と、Ｘ軸ボールネジ２４を回転駆動するＸ軸モーターＭｘ（サーボモーター）とが取り付けられており、ヘッドユニット２０がＸ軸レール２３にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ２４のナットに固定されている。したがって、駆動制御部１３０は、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ２２を回転させてヘッドユニット２０をＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ２４を回転させてヘッドユニット２０をＸ方向に移動させることができる。

一対のコンベア１２、１２のＹ方向の両側それぞれでは、２つの部品供給部３がＸ方向に並んでいる。各部品供給部３に対しては、複数のテープフィーダー３１がＸ方向に並んで着脱可能に装着されている。テープフィーダー３１はＹ方向に延設されており、Ｙ方向におけるヘッドユニット２０側の先端部に部品供給箇所３２を有する。そして、集積回路、トランジスター、コンデンサ等の小片状の部品を所定間隔おきに収納したテープがテープフィーダー３１に装填されている。各テープフィーダー３１は、テープをヘッドユニット２０側へ向けてＹ方向に間欠的に送り出す。これによって、テープ内の部品がＹ方向（フィード方向）に送り出されて、各テープフィーダー３１の部品供給箇所３２に順番に供給される。

ヘッドユニット２０は、Ｘ方向に等ピッチで一列に並ぶ複数の実装ヘッド４を有する。実装ヘッド４の下端にはノズル４１が着脱可能に取り付けられており、実装ヘッド４はノズル４１により部品の吸着・実装を行う。つまり、実装ヘッド４はノズル４１をテープフィーダー３１の部品供給箇所３２の上方へ移動させて、部品供給箇所３２に供給された部品をノズル４１により吸着（ピックアップ）する。また、実装ヘッド４はノズル４１に部品を保持した状態で、実装処理位置の基板Ｂの上方に移動して基板Ｂに部品を実装する。

さらに、部品実装機１は、上方を向いて基台１１に取り付けられた認識カメラ５をＸ方向に並ぶ２個の部品供給部３の間に備える。部品供給部３から部品を吸着した実装ヘッド４は、これらの認識カメラ５のうち近い方の認識カメラ５の上方へ移動し、部品に認識カメラ５の上方を通過させる。これに対して、認識カメラ５は、上方を通過する部品を下方から撮像する。そして、演算処理部１１０は、撮像制御部１４０を介して取得した認識カメラ５の撮像結果に基づき、ノズル４１に吸着される部品の状態を判断する。

図３は図１の部品実装機が備える認識カメラの構成の一例を模式的に示す図である。同図では、全体概略図と部分平面図とが示され、全体概略図では、実装ヘッド４のノズル４１に吸着された部品Ｃが併記されている。認識カメラ５は、撮像素子５１およびレンズ５２を備え、視野Ｆからの光をレンズ５２により撮像素子５１に結像することで視野Ｆを撮像する。撮像素子５１は、ＣＭＯＳ(Complementary MOS)イメージセンサーで構成されたエリアセンサーである。また、レンズ５２は、物体側に非テレセントリック性を有するマクロレンズであり、Ｚ方向に平行な光軸Ｏを有する。

エリアセンサーである撮像素子５１対しては、関心領域、すなわちＲＯＩ(Region of Interest)を設定することができる。図３の「部分平面図」の例では、撮像素子５１に対して、３個の関心領域Ａｃ、Ａａ、ＡｂがＸ方向にこの順で並んで設定されている。関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃのそれぞれは、Ｙ方向に平行に一列に並ぶ複数の画素で構成された、Ｘ方向に１画素の幅を有する直線状の領域である。関心領域Ａａはレンズ５２の光軸Ｏと交差するように設けられ、関心領域Ａｂ、Ａｃはレンズ５２の光軸Ｏを挟んで設けられている。また、Ｘ方向において、レンズ５２の光軸Ｏと関心領域Ａｂとの距離Ｌａｂと、レンズ５２の光軸Ｏと関心領域Ａｃとの距離Ｌａｃとは等しい。

こうして、関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃを設定することで、関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃに結像された光を選択的に撮像することができる。図３の「全体外略図」の例では、視野Ｆのうちの撮像範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃのそれぞれが、レンズ５２によって関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃに結像される。つまり、関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃを設定することで、視野Ｆのうち、関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃに対応する撮像範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを選択的に撮像することができる。撮像範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃのそれぞれは、Ｙ方向に平行に直線状に延設され、Ｘ方向において撮像素子５１の１画素の幅をレンズ５２の倍率で除算した幅を有する。撮像範囲Ｒａはレンズ５２の光軸Ｏと交差するように設けられ、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃはレンズ５２の光軸Ｏを挟んで設けられている。また、Ｘ方向において、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｂとの距離Ｌｒｂと、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｃとの距離Ｌｒｃとは等しい。

このように、複数の画素が一列に並ぶ関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃを設定することで、撮像範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃそれぞれの一次元画像を撮像することができる。ここで、一次元画像とは、１列に並ぶ複数の画素により構成されて１画素の幅を有する直線状の領域により撮像された画像であり、換言すればセンサーの１ライン分の画像である。

そして、コントローラー１００は、Ｘ軸モーターＭｘによる部品Ｃの走査を駆動制御部１３０に実行させつつ認識カメラ５による撮像を撮像制御部１４０に実行させる走査撮像により、部品Ｃの画像を取得する。なお、図３の例では、走査撮像の対象である部品Ｃは、複数の端子Ｃｔが底面に格子状に配列されたＢＧＡ (Ball grid array)型のパッケージを有する。

図４は走査撮像の一例を示すフローチャートであり、図５は図４の走査撮像により取得される部品Ｃの画像を模式的に示す図である。図４の走査撮像は、コントローラー１００の制御により実行される。ステップＳ１０１では、実装ヘッド４のノズル４１に吸着される部品ＣをＸ方向に平行移動させることで撮像範囲Ｒｂ、Ｒａ、Ｒｃに順に部品Ｃを通過させる部品走査を、Ｘ軸モーターＭｘが開始する。

撮像範囲Ｒｂに部品Ｃが到達すると（ステップＳ１０２）、撮像素子５１の関心領域Ａｂが撮像範囲Ｒｂを通過する部品Ｃを露光間隔Ｔで繰り返し撮像する（ステップＳ１０３）。この露光間隔Ｔは、撮像範囲ＲｂのＸ方向への幅を部品Ｃの移動速度Ｖで除算した時間であり、部品Ｃの移動速度Ｖは、Ｘ軸モーターＭｘのエンコーダーの出力に基づき判断される。部品Ｃが撮像範囲Ｒｂを通過する期間に渡ってステップＳ１０３を実行することで、光軸Ｏとの間に角度θｂを成す斜め方向から部品Ｃの底面を撮像した二次元の部品画像Ｇｂが取得される（ステップＳ１０４）。

撮像範囲Ｒａに部品Ｃが到達すると（ステップＳ１０５）、撮像素子５１の関心領域Ａａが撮像範囲Ｒａを通過する部品Ｃを露光間隔Ｔで繰り返し撮像する（ステップＳ１０６）。部品Ｃが撮像範囲Ｒａを通過する期間に渡ってステップＳ１０６を実行することで、光軸Ｏの方向から部品Ｃの底面を撮像した二次元の部品画像Ｇａが取得される（ステップＳ１０７）。

撮像範囲Ｒｃに部品Ｃが到達すると（ステップＳ１０８）、撮像素子５１の関心領域Ａｃが撮像範囲Ｒｃを通過する部品Ｃを露光間隔Ｔで繰り返し撮像する（ステップＳ１０９）。部品Ｃが撮像範囲Ｒｃを通過する期間に渡ってステップＳ１０９を実行することで、光軸Ｏとの間に角度θｃを成す斜め方向から部品Ｃの底面を撮像した二次元の部品画像Ｇｃが取得される（ステップＳ１１０）。

こうして、それぞれ異なる方向から部品Ｃを撮像した部品画像Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃが取得されると、図４の走査撮像が終了する。この走査撮像は、次に示すように、部品供給部３により供給された部品Ｃを基板Ｂに実装する部品実装において実行することができる。

図６は部品実装の第１例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、コントローラー１００の制御により実行される。ステップＳ２０１では、部品供給部３により供給された部品Ｃを、実装ヘッド４が複数のノズル４１のそれぞれに吸着する。続いて、実装ヘッド４は、部品供給部３から認識カメラ５へ向かって移動して、各部品Ｃに対して走査撮像を実行する（ステップＳ２０２）。これによって、実装ヘッド４が吸着する複数の部品Ｃのそれぞれについて、３枚の部品画像Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃが取得される。

ステップＳ２０３では、コントローラー１００は、各部品Ｃの２枚の部品画像Ｇｂ、Ｇｃに対するステレオマッチングを演算処理部１１０により実行することで、各部品Ｃの三次元形状に関する情報である三次元情報を取得する。具体的には、部品Ｃの各端子Ｃｔの頂点の位置が、部品Ｃの三次元情報として取得される。そして、コントローラー１００は、この三次元情報に基づき各部品Ｃの端子Ｃｔのコプラナリティを測定することで、各部品Ｃの良否を判断する（ステップＳ２０４）。また、ステップＳ２０５では、コントローラー１００は、各部品Ｃの部品画像Ｇａに基づき、ノズル４１に対する部品Ｃの位置を演算処理部１１０により算出することで、部品Ｃの位置を測定する。

そして、実装ヘッド４は基板Ｂの上方へ移動し、各ノズル４１に吸着される部品Ｃを基板Ｂに実装する（ステップＳ２０６）。この際、ステップＳ２０４のコプラナリティ測定の結果、良品と判断された部品Ｃのみが基板Ｂに実装され、不良と判断された部品Ｃは後に廃棄される。また、ステップＳ２０５で測定されたノズル４１に対する部品Ｃの位置に基づきノズル４１の位置を調整することで、部品Ｃを基板Ｂに実装する位置が制御される。

こうして、実装ヘッド４が部品供給部３から部品Ｃを吸着して基板Ｂに実装する実装ターン（ステップＳ２０１〜Ｓ２０６）が完了すると、基板Ｂに対して全部品Ｃの実装が完了したかが判断される（ステップＳ２０７）。全部品Ｃの実装が完了していない場合（ステップＳ２０７で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の実装ターンが繰り返される。一方、全部品Ｃの実装が完了した場合（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」の場合）には、図６の部品実装が終了する。

以上に示した実施形態によれば、Ｘ方向に部品Ｃを相対移動させながら、Ｘ方向に並ぶ撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲Ｒｃのそれぞれに部品Ｃを通過させる。撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲ＲｃのそれぞれはＹ方向に直線状に延設されており、認識カメラ５は、撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲Ｒｃからの光をレンズ５２により撮像素子５１に結像することで、撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲Ｒｃそれぞれの一次元画像を撮像可能である。したがって、部品Ｃの撮像範囲Ｒｂの通過に伴って認識カメラ５に撮像範囲Ｒｂを繰り返し撮像させることで部品Ｃの二次元画像である部品画像Ｇｂを取得し、部品Ｃの撮像範囲Ｒｃの通過に伴って認識カメラ５に撮像範囲Ｒｃを繰り返し撮像させることで部品Ｃの二次元画像である部品画像Ｇｃを取得することができる。しかも、認識カメラ５のレンズ５２は部品Ｃ側に非テレセントリック性を有するため、部品画像Ｇｂおよび部品画像Ｇｃは、異なる角度から部品Ｃを見た２枚の画像に相当し、部品画像Ｇｂおよび部品画像Ｇｃに基づき部品Ｃの三次元情報を求めることができる。こうして、異なる角度から部品Ｃを見た２枚の部品画像Ｇｂ、Ｇｃを１台の認識カメラ５で撮像して、部品Ｃの三次元情報を求めることができる。その結果、コストアップを抑えることが可能となっている。しかも、部品画像Ｇｂおよび部品画像Ｇｃを同一のレンズ５２により取得しているため、上述のような複数のカメラの光学特性の差に対応するための補正演算を要することなく高精度な部品Ｃの三次元情報を取得できる。こうして、コストアップを抑えつつ、高精度な部品の三次元情報を簡便に取得することが可能となっている。

また、このように部品Ｃが通過する撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの一次元画像を繰り返し撮像することで二次元画像を得る手法は、ＲＯＩを設定せずに視野Ｆ内の部品Ｃを一回で撮像することで二次元画像を得る手法と比べて、あおり補正が不要となる利点がある。つまり、後者の手法では、認識カメラ５から見て奥に行くほど部品Ｃの幅が狭くなるといったあおりが生じる。したがって、部品Ｃの画像から三次元情報を算出するにあたり、あおり補正が必要となる。これに対して、前者の手法では、同一の撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃで撮像されたＹ方向に延びる一次元画像をＸ方向に並べて部品画像Ｇｃを構成するため、部品画像Ｇｂ、Ｇｃにあおりは生じず、あおり補正が不要となる。

ちなみに、異なる角度から部品を撮像した２枚の画像を１台のカメラで取得するにあたっては、上記とは異なる構成も考えられる。具体的には、部品Ｃを包括可能な二次元の撮像範囲を光軸Ｏから外れた位置に設け、部品Ｃを当該撮像範囲で１回的に撮像し、さらに鉛直中心に１８０°回転させた部品Ｃを当該撮像範囲で１回的に撮像しても良い。ただし、かかる構成は、上記のようにあおり補正が必要となるのみならず、ノズルを回転させる機構の精度が部品Ｃの画像に影響するおそれがある。これに対して、上記の実施形態では、かかる影響を排除できるといった利点がある。

また、上記の実施形態では、Ｘ方向において、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｂとの距離Ｌｒｂと、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｃとの距離Ｌｒｃとが等しい。これによって、Ｙ方向に同じ幅Ｗ（図５）を有する部品画像Ｇｂおよび部品画像Ｇｃを撮像することができる。そのため、部品Ｃの三次元情報を求める際に、これらの部品画像Ｇｂ、Ｇｃの幅Ｗを合わせるための演算を省略することができる。

また、コントローラー１００は、部品Ｃが有する複数の端子Ｃｔのコプラナリティを三次元形状に基づき測定する。これによって、コストアップを抑えつつ、部品Ｃの端子Ｃｔのコプラナリティを高精度に測定することが可能となる。

また、認識カメラ５は、撮像範囲Ｒｂと撮像範囲Ｒｃとの間でＹ方向に直線状に延設された撮像範囲Ｒａからの光をレンズ５２により撮像素子５１に結像することで、撮像範囲Ｒａの一次元画像を撮像する。また、Ｘ軸モーターＭｘは、認識カメラ５に対して部品ＣをＸ方向に移動させることで、撮像範囲Ｒｂ、撮像範囲Ｒａおよび撮像範囲Ｒｃに順に部品Ｃを通過させる部品走査を実行する。そして、コントローラー１００は、部品Ｃの撮像範囲Ｒａの通過に伴って認識カメラ５に撮像範囲Ｒａを繰り返し撮像させることで部品Ｃの部品画像Ｇａを取得し、ノズル４１と部品Ｃとの位置関係を部品画像Ｇａに基づき測定する。かかる構成では、部品Ｃの端子Ｃｔのコプラナリティの測定と、ノズル４１と部品Ｃとの位置関係の測定とを１台の認識カメラ５で実行することができ、コストアップの抑制を効果的に図ることが可能となる。

また、認識カメラ５は、撮像素子５１としてエリアセンサーを有し、撮像範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃのそれぞれからの光が結像される直線状の領域をエリアセンサーの関心領域Ａａ、Ａｂ、Ａｃに選択することで、撮像範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃそれぞれの一次元画像を撮像する。つまり、エリアセンサーが有する関心領域の設定機能を用いることで、ステップＳ２０４、Ｓ２０５の各測定を１台の認識カメラ５で実行でき、コストアップを抑えつつ、部品Ｃの端子Ｃｔのコプラナリティを高精度に測定することが可能となる。

図７は部品実装の第２例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、コントローラー１００の制御により実行される。なお、以下では、上記の実施形態との差異点を中心に説明することとし、共通点については相当符号を付して適宜説明を省略する。ただし、共通する構成を備えることで、同様の効果が奏されることは言うまでもない。

この部品実装の第２例では、ステップＳ２０１で実装ヘッド４が複数の部品Ｃを吸着すると、ステップＳ２０１で吸着された複数の部品Ｃのうちに、コプラナリティの測定が必要な部品Ｃが存在するかが判断される（ステップＳ３０１）。つまり、部品情報Ｉには、部品Ｃの種類に応じてコプラナリティの測定の要否を示す情報が含まれている。具体的には、部品情報Ｉでは、ＢＧＡやＱＦＰ (Quad Flat Package)等のパッケージを有する部品Ｃに対してはコプラナリティの測定が必要と規定されているのに対して、チップコンデンサーやチップ抵抗等の部品Ｃに対しては、コプラナリティの測定が不要と規定される。

コプラナリティの測定が必要な部品Ｃが存在する場合（ステップＳ３０１で「ＹＥＳ」の場合）には、上述の同じ要領でステップＳ２０２〜Ｓ２０６が実行されて、基板Ｂに部品Ｃが実装される。一方、コプラナリティの測定が必要な部品Ｃが存在しない場合（ステップＳ３０１で「ＮＯ」の場合）には、Ｘ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙが実装ヘッド４を駆動することで、各ノズル４１に吸着される部品Ｃを認識カメラ５の真上に移動させ、認識カメラ５の視野Ｆに収める（ステップＳ３０２）。具体的には、部品供給部３から基板Ｂの上方へ到る途中に部品Ｃに視野Ｆを経由させて、部品Ｃに視野Ｆ内を通過させることで、部品Ｃを視野Ｆに収める。そして、認識カメラ５は、撮像素子５１の関心領域の設定を行わずに視野Ｆを撮像することで、各部品Ｃの二次元の部品画像Ｇｆを一回的に撮像するエリア撮像を実行する（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０４では、コントローラー１００は、各部品Ｃの部品画像Ｇｆに基づき、ノズル４１に対する部品Ｃの位置を演算処理部１１０により算出することで、部品Ｃの位置を測定する。そして、実装ヘッド４は基板Ｂの上方へ移動し、各ノズル４１に吸着される部品Ｃを基板Ｂに実装する（ステップＳ３０５）。この際、ステップＳ３０４で測定されたノズル４１に対する部品Ｃの位置に基づきノズル４１の位置を調整することで、部品Ｃを基板Ｂに実装する位置が制御される。

こうしてステップＳ２０１、Ｓ３０１、Ｓ２０２〜Ｓ２０６の実装ターン、あるいはＳ２０１、Ｓ３０１〜Ｓ３０５の実装ターンが完了すると、基板Ｂに対して全部品Ｃの実装が完了したかが判断される（ステップＳ２０７）。全部品Ｃの実装が完了していない場合（ステップＳ２０７で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ２０１に戻って、実装ターンが繰り返される。一方、全部品Ｃの実装が完了した場合（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」の場合）には、図７の部品実装が終了する。

このように、認識カメラ５は、部品Ｃを包括可能な視野Ｆからの光をレンズ５２により撮像素子５１に結像することで、視野Ｆの二次元画像を撮像可能である。これに対して、コントローラー１００は、ステップＳ２０１、Ｓ３０１、Ｓ２０２〜Ｓ２０６からなる第１モードと、ステップＳ２０１、Ｓ３０１〜Ｓ３０５からなる第２モードとを選択的に実行可能である。ここで、第１モードは、Ｘ軸モーターＭｘに部品走査を実行させつつ、部品画像Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃを取得して、コプラナリティおよびノズル４１と部品Ｃとの位置関係を測定するモードである。また、第２モードは、Ｘ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙにより部品Ｃを視野Ｆに収めつつ認識カメラ５に視野Ｆを撮像させることで部品Ｃの部品画像Ｇｆを取得して、ノズル４１と部品Ｃとの位置関係を部品画像Ｇｆに基づき測定する第２モードである。

かかる構成では、コプラナリティの測定およびノズル４１と部品Ｃとの位置関係の測定の両測定が必要な場合は、第１モードを実行することで、両測定を的確に実行できる。また、両測定のうちノズル４１と部品Ｃとの位置関係の測定のみが必要な場合には、第２モードを実行することで当該測定を的確に実行できる。しかも、第２モードでは、部品Ｃを視野Ｆに収めれば足り、撮像範囲Ｒｂから撮像範囲ＲｃへＸ方向に部品Ｃを走査する部品走査を実行する必要が無い。そのため、部品走査に要する時間を省略でき、基板Ｂへの部品Ｃの実装を速やかに実行可能となる。

また、部品Ｃの種類に応じてコプラナリティの測定の要否を規定した部品情報Ｉが記憶部１２０に記憶されている。そして、コントローラー１００は、実装ターンにおいて、実装ヘッド４により吸着された部品Ｃにコプラナリティの測定が必要な部品Ｃが存在すれば第１モードを実行する。これによって、コプラナリティの測定およびノズル４１と部品Ｃとの位置関係の測定を的確に実行することができる。また、実装ターンにおいて、実装ヘッド４により吸着された部品Ｃにコプラナリティの測定が必要な部品Ｃが存在しなければ第２モードを実行する。これによって、ノズル４１と部品Ｃとの位置関係の測定を的確に実行できる。しかも、第２モードでは、部品Ｃを視野Ｆに収めれば足り、撮像範囲Ｒｂから撮像範囲ＲｃへＸ方向に部品Ｃを走査する部品走査を実行する必要が無い。そのため、部品走査に要する時間を省略でき、実装ターンを速やかに実行可能となる。

このように部品実装機１に係る実施形態が本発明の第１態様に対応する。特に部品実装機１が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、ヘッドユニット２０が本発明の「実装ユニット」の一例に相当し、部品Ｃが本発明の「部品」の一例に相当し、認識カメラ５が本発明の「カメラ」の一例に相当し、撮像素子５１が本発明の「撮像素子」および「エリアセンサー」それぞれの一例に相当し、レンズ５２が本発明の「光学系」の一例に相当し、光軸Ｏが本発明の「光軸」の一例に相当し、Ｘ方向が本発明の「走査方向」の一例に相当し、Ｙ方向が本発明の「延設方向」の一例に相当し、撮像範囲Ｒｂが本発明の「第１撮像範囲」の一例に相当し、撮像範囲Ｒｃが本発明の「第２撮像範囲」の一例に相当し、撮像範囲Ｒａが本発明の「第３撮像範囲」の一例に相当し、視野Ｆが本発明の「第４撮像範囲」の一例に相当し、部品画像Ｇｂが本発明の「第１画像」の一例に相当し、部品画像Ｇｃが本発明の「第２画像」の一例に相当し、部品画像Ｇａが本発明の「第３画像」の一例に相当し、部品画像Ｇｆが本発明の「第４画像」の一例に相当し、Ｘ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙが協働して本発明の「駆動部」の一例として機能し、コントローラー１００が本発明の「コントローラー」の一例に相当し、部品供給部３が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、記憶部１２０が本発明の「記憶部」の一例に相当する。

図８は本発明に係る外観検査機の一例を模式的に示す図である。外観検査機６は基板Ｂに接合された半田Ｓの外観に基づきその良否を判断する半田検査装置であり、コントローラー６００および表示／操作ユニット６１０を備える。コントローラー６００は、ＣＰＵやＲＡＭ等で構成されたプロセッサーと、ＨＤＤとを有するコンピューターであり、基板Ｂに接合された半田Ｓの検査を制御する。表示／操作ユニット６１０は、例えばタッチパネルで構成され、ユーザーは表示／操作ユニット６１０を介して半田Ｓの検査条件を設定したり、半田Ｓの検査結果を確認したりすることができる。

さらに、外観検査機６は、基板Ｂを搬送する基板搬送部６２と、基板Ｂに上方から対向する検査ヘッドＨと、検査ヘッドＨを駆動する駆動部６４とを備える。基板搬送部６２は、例えば一対のコンベアで構成され、外部から搬入した基板Ｂを所定の保持位置（図８の基板Ｂの位置）に固定したり、基板Ｂを保持位置から外部へ搬出したりする。基板Ｂの表面Ｂｓには部品Ｃが半田Ｓにより接合されており、基板搬送部６２は、基板Ｂの表面Ｂｓを水平に保持した状態で、基板Ｂを保持位置に固定する。駆動部６４は、例えばＸＹロボットで構成され、水平方向に二次元的に検査ヘッドＨを駆動することで、保持位置に保持される基板Ｂの所定の検査位置に検査ヘッドＨを対向させる。

検査ヘッドＨは、認識カメラ５と、認識カメラ５の周囲に設けられた照明６６とを有する。上述の部品実装機１と異なり、この外観検査機６では認識カメラ５が下方の基板Ｂに向けて保持されている。そして、認識カメラ５は、視野Ｆのうち撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの一次元画像を選択的に撮像する。照明６６は、光軸Ｏを中心とした円環形状を有し、認識カメラ５の視野Ｆに光を照射する。そして、外観検査機６は、基板Ｂの表面Ｂｓに部品Ｃを接合する半田Ｓに対して走査撮像を実行する。

図９は走査撮像の一例を示すフローチャートである。図９の走査撮像は、コントローラー６００の制御により実行される。ステップＳ４０１では、検査ヘッドＨをＸ方向（図の矢印の反対側）に平行移動させることで、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃに順に半田Ｓを通過させる半田走査を、駆動部６４が開始する。

撮像範囲Ｒｂに半田Ｓが到達すると（ステップＳ４０２）、撮像素子５１の関心領域Ａｂが撮像範囲Ｒｂを通過する半田Ｓを露光間隔Ｔで繰り返し撮像する（ステップＳ４０３）。半田Ｓが撮像範囲Ｒｂを通過する期間に渡ってステップＳ４０３を実行することで、光軸Ｏとの間に角度θｂを成す斜め方向から半田Ｓを撮像した二次元の半田画像Ｇｓｂが取得される（ステップＳ４０４）。

撮像範囲Ｒｃに半田Ｓが到達すると（ステップＳ４０５）、撮像素子５１の関心領域Ａｃが撮像範囲Ｒｃを通過する半田Ｓを露光間隔Ｔで繰り返し撮像する（ステップＳ４０６）。半田Ｓが撮像範囲Ｒｃを通過する期間に渡ってステップＳ４０６を実行することで、光軸Ｏとの間に角度θｃを成す斜め方向から半田Ｓを撮像した二次元の半田画像Ｇｓｃが取得される（ステップＳ４０７）。

こうして、それぞれ異なる方向から半田Ｓを撮像した半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃが取得されると、図８の走査撮像が終了する。そして、コントローラー６００は、走査撮像により得られた半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃに対してステレオマッチングを実行することで、半田Ｓの三次元形状に関する情報である三次元情報を取得する。具体的には、半田Ｓの表面と基板Ｂとの距離（高さ）が、半田Ｓの三次元情報として取得される。そして、コントローラー６００は、この三次元情報に基づき半田Ｓのフィレットを検査することで、半田Ｓの良否を判断する。

以上に示した実施形態によれば、Ｘ方向に半田Ｓを相対移動させながら、Ｘ方向に並ぶ撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲Ｒｃのそれぞれに半田Ｓを通過させる。撮像範囲Ｒａおよび撮像範囲Ｒｂのそれぞれは、Ｙ方向に直線状に延設されており、認識カメラ５は、撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲Ｒｃからの光をレンズ５２により撮像素子５１に結像することで、撮像範囲Ｒｂおよび撮像範囲Ｒｃそれぞれの一次元画像を撮像可能である。したがって、半田Ｓの撮像範囲Ｒｂの通過に伴って認識カメラ５に撮像範囲Ｒｂを繰り返し撮像させることで半田Ｓの二次元画像である半田画像Ｇｓｂを取得し、半田Ｓの撮像範囲Ｒｃの通過に伴って認識カメラ５に撮像範囲Ｒｃを繰り返し撮像させることで半田Ｓの二次元画像である半田画像Ｇｓｃを取得することができる。しかも、認識カメラ５のレンズ５２は基板Ｂ側に非テレセントリック性を有するため、これらの半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃは、異なる角度から半田Ｓを見た２枚の画像に相当し、半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃに基づき半田Ｓの三次元情報を求めることができる。こうして、異なる角度から半田Ｓを見た２枚の半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃを１台の認識カメラ５で撮像して、半田Ｓの三次元情報を求めることができる。その結果、コストアップを抑えることが可能となっている。しかも、半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃを同一のレンズ５２により取得しているため、上述のような複数のカメラの光学特性の差に対応するための補正演算を要することなく高精度な半田Ｓの三次元形状を取得できる。こうして、コストアップを抑えつつ、高精度な半田Ｓの三次元情報を簡便に取得することが可能となっている。

このように外観検査機６に係る実施形態が本発明の第２態様に対応する。特に外観検査機６が本発明の「外観検査機」の一例に相当し、基板搬送部６２が本発明の「基板保持部」の一例に相当し、基板Ｂが本発明の「基板」の一例に相当し、部品Ｃが本発明の「部品」の一例に相当し、半田Ｓが本発明の「半田」の一例に相当し、認識カメラ５が本発明の「カメラ」の一例に相当し、撮像素子５１が本発明の「撮像素子」の一例に相当し、レンズ５２が本発明の「レンズ」の一例に相当し、Ｘ方向が本発明の「走査方向」の一例に相当し、Ｙ方向が本発明の「延設方向」の一例に相当し、撮像範囲Ｒｂが本発明の「第１撮像範囲」の一例に相当し、撮像範囲Ｒｃが本発明の「第２撮像範囲」の一例に相当し、駆動部６４が本発明の「駆動部」の一例に相当し、コントローラー６００が本発明の「コントローラー」の一例に相当し、半田画像Ｇｓｂが本発明の「第１画像」の一例に相当し、半田画像Ｇｓｃが本発明の「第２画像」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、部品実装機１では、ヘッドユニット２０を駆動することで認識カメラ５に対して部品Ｃを相対移動させていた。しかしながら、例えばヘッドユニット２０に搭載された認識カメラ５を駆動することで、認識カメラ５に対して部品Ｃを相対移動させても良い。

また、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの配置は図３の例に限られない。したがって、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｂとの距離Ｌｒｂと、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｃとの距離Ｌｒｃとの距離が異なっていても良い。あるいは、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの一方をレンズ５２の光軸Ｏに交差するように配置しても良い。この場合であっても、部品画像Ｇｂ、Ｇｃに対してステレオマッチングを実行して、部品Ｃの三次元情報を得ることができる。

また、ノズル４１に対する部品Ｃの位置を測定するためのカメラを認識カメラ５とは別に設けて、部品Ｃの三次元情報を取得するための部品画像Ｇｂ、Ｇｃの撮像のみを認識カメラ５に実行させても良い。この場合には、図４の走査撮像において、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７を省略すれば良い。

また、部品Ｃの三次元情報の用途は、上述のコプラナリティの測定に限られず、例えばノズル４１に吸着される部品Ｃの傾き等の判断に、部品Ｃの三次元情報を用いても構わない。

また、ヘッドユニット２０におけるノズル４１の配列は上述のように直線状に限られない。そこで、特開２０１２−０５４３８４号公報に示されるように、円周状にノズル４１を配列したロータリーヘッドをヘッドユニット２０に搭載しても良い。あるいは、ヘッドユニット２０に単一のノズル４１を装着するように構成しても良い。

また、外観検査機６では、検査ヘッドＨを駆動することで認識カメラ５に対して半田Ｓを相対移動させていた。しかしながら、基板搬送部６２によって基板Ｂを駆動することで、認識カメラ５に対して半田Ｓを相対移動させても良い。

また、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの配置は図８の例に限られない。したがって、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｂとの距離Ｌｒｂと、レンズ５２の光軸Ｏと撮像範囲Ｒｃとの距離Ｌｒｃとの距離が異なっていても良い。あるいは、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの一方をレンズ５２の光軸Ｏに交差するように配置しても良い。この場合であっても、半田画像Ｇｓｂ、Ｇｓｃに対してステレオマッチングを実行して、半田Ｓの三次元情報を得ることができる。

また、部品実装機１および外観検査機６では、撮像素子５１をＣＭＯＳイメージセンサーにより構成していた。しかしながら、撮像素子５１をＣＣＤ(Charge-Coupled Device)イメージセンサー等の他の固体撮像素子により構成しても良い。

また、部品実装機１および外観検査機６では、エリアセンサーに対して関心領域Ａｂ、Ａｃを設定することで、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃそれぞれの一次元画像を撮像していた。しかしながら、関心領域Ａｂ、Ａｃに対応する位置にラインセンサーを配置することで、撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃそれぞれの一次元画像を選択的に撮像しても良い。部品実装機１における撮像範囲Ｒａについても同様にラインセンサーにより一次元画像を撮像しても良い。

また、部品実装機１あるいは外観検査機６において、部品Ｃあるいは半田Ｓの走査方向や撮像範囲Ｒｂ、Ｒｃの延設方向は、上述の例に限られない。したがって、例えば走査方向と延設方向とが直交する必要も必ずしも無い。

１…部品実装機、２０…ヘッドユニット（実装ユニット）、３…部品供給部、５…認識カメラ（カメラ）、５１…撮像素子（エリアセンサー）、５２…レンズ（光学系）、１００…コントローラー、１２０…記憶部、Ｍｘ…Ｘ軸モーター（駆動部）、Ｍｙ…Ｙ軸モーター（駆動部））Ｃ…部品、Ｆ…視野（第４撮像範囲）、Ｒａ…撮像範囲（第３撮像範囲）、Ｒｂ…撮像範囲（第１撮像範囲）、Ｒｃ…撮像範囲（第２撮像範囲）、Ｇｂ…部品画像（第１画像）、Ｇｃ…部品画像（第２画像）、Ｇａ…部品画像（第３画像）、Ｏ…光軸、Ｘ…Ｘ方向（走査方向）、Ｙ…Ｙ方向（延設方向）、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ２０２〜Ｓ２０６…第１モード、Ｓ２０１、Ｓ３０１〜Ｓ３０５…第２モード、Ｓ２０１〜Ｓ２０６…実装ターン、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ２０２〜Ｓ２０６…実装ターン、Ｓ２０１、Ｓ３０１〜Ｓ３０５…実装ターン、６…外観検査機、６２…基板搬送部（基板保持部）、６４…駆動部、６００…コントローラー、Ｇｓｂ…半田画像（第１画像）、Ｇｓｃ…半田画像（第２画像）、Ｓ…半田

Claims (6)

1. 部品を保持する実装ユニットと、
   それぞれ走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されて前記走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を、前記部品側に非テレセントリック性を有する光学系により撮像素子に結像することで、前記第１撮像範囲および前記第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するとともに、前記第１撮像範囲と前記第２撮像範囲との間で前記延設方向に直線状に延設された第３撮像範囲からの光を前記光学系により前記撮像素子に結像することで、前記第３撮像範囲の一次元画像を撮像するカメラと、
   前記カメラに対して相対的に前記部品を前記走査方向に移動させることで、前記第１撮像範囲、前記第３撮像範囲および前記第２撮像範囲に順に前記部品を通過させる部品走査を実行する駆動部と、
   前記部品の前記第１撮像範囲の通過に伴って前記カメラに前記第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで前記部品の第１画像を取得し、前記部品の前記第３撮像範囲の通過に伴って前記カメラに前記第３撮像範囲を繰り返し撮像させることで前記部品の第３画像を取得し、前記部品の前記第２撮像範囲の通過に伴って前記カメラに前記第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで前記部品の第２画像を取得し、前記第１画像および前記第２画像から前記部品の三次元情報を求め、前記部品が有する複数の端子のコプラナリティを前記三次元形状に基づき測定するとともに、前記実装ユニットと前記部品との位置関係を前記第３画像に基づき測定するコントローラーと
   を備える部品実装機。
2. 前記走査方向において、前記光学系の光軸と前記第１撮像範囲との距離と、前記光軸と前記第２撮像範囲との距離とが等しい請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記カメラは、前記撮像素子としてエリアセンサーを有し、前記第１撮像範囲、前記第２撮像範囲および前記第３撮像範囲のそれぞれからの光が結像される直線状の領域を前記エリアセンサーの関心領域に選択することで、前記第１撮像範囲、前記第２撮像範囲および前記第３撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像する請求項１に記載の部品実装機。
4. 前記カメラは、前記部品を包括可能な第４撮像範囲からの光を前記光学系により前記撮像素子に結像することで、前記第４撮像範囲の二次元画像を撮像し、
   前記コントローラーは、前記駆動部に前記部品走査を実行させつつ前記第１画像、前記第２画像および前記第３画像を取得して、前記コプラナリティおよび前記実装ユニットと前記部品との位置関係を測定する第１モードと、前記駆動部により前記部品を前記第４撮像範囲に収めつつ前記カメラに前記第４撮像範囲を撮像させることで前記部品の第４画像を取得して、前記実装ユニットと前記部品との位置関係を前記第４画像に基づき測定する第２モードとを選択的に実行する請求項５に記載の部品実装機。
5. 前記部品を供給する部品供給部と、
   前記部品の種類に応じて前記コプラナリティの測定の要否を記憶する記憶部と
   をさらに備え、
   前記実装ユニットは、前記部品供給部から前記部品を吸着して基板に実装する実装ターンを繰り返し実行し、
   前記コントローラーは、前記実装ターンにおいて、前記実装ユニットにより吸着された前記部品に前記コプラナリティの測定が必要な前記部品が存在すれば前記第１モードを実行し、前記実装ユニットにより吸着された前記部品に前記コプラナリティの測定が必要な前記部品が存在しなければ前記第２モードを実行する請求項６に記載の部品実装機。
6. カメラに対する部品の走査方向への相対的な移動を開始する工程と、
   それぞれ前記走査方向に交差する延設方向に直線状に延設されて前記走査方向に並ぶ第１撮像範囲および第２撮像範囲からの光を、前記部品側に非テレセントリック性を有する光学系により撮像素子に結像することで、前記第１撮像範囲および前記第２撮像範囲それぞれの一次元画像を撮像するとともに、前記第１撮像範囲と前記第２撮像範囲との間で前記延設方向に直線状に延設された第３撮像範囲からの光を前記光学系により前記撮像素子に結像することで、前記第３撮像範囲の一次元画像を撮像するカメラを用いて前記部品を撮像する工程とを備え、
   前記カメラに対して相対的に前記部品を前記走査方向に移動させることで、前記第１撮像範囲、前記第３撮像範囲および前記第２撮像範囲に順に前記部品を通過させる部品走査を実行し、
   前記部品の前記第１撮像範囲の通過に伴って前記カメラに前記第１撮像範囲を繰り返し撮像させることで前記部品の第１画像を取得し、前記部品の前記第３撮像範囲の通過に伴って前記カメラに前記第３撮像範囲を繰り返し撮像させることで前記部品の第３画像を取得し、前記部品の前記第２撮像範囲の通過に伴って前記カメラに前記第２撮像範囲を繰り返し撮像させることで前記部品の第２画像を取得し、前記第１画像および前記第２画像から前記部品の三次元情報を求め、前記部品が有する複数の端子のコプラナリティを前記三次元形状に基づき測定するとともに、部品を保持する実装ユニットと前記部品との位置関係を前記第３画像に基づき測定する部品認識方法。

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