JP6889778B2 - 部品実装装置 - Google Patents

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Description

この発明は、部品実装装置に関し、特に、測定対象物の高さを取得する部品実装装置に関する。
従来、測定対象物の高さを取得する部品実装装置が知られている。このような部品実装装置は、特開２０１２−１４２３４７号公報に開示されている。
特開２０１２−１４２３４７号公報には、測定対象物の高さとして、フィーダに配置された電子部品の高さを取得する電子部品装着装置（部品実装装置）が開示されている。この電子部品装着装置は、レーザ変位計により、測定対象物の高さを取得するように構成されている。
特開２０１２−１４２３４７号公報
ここで、上記特開２０１２−１４２３４７号公報に記載される電子部品装着装置のように、レーザ変位計を用いる構成では、レーザ変位計の取付精度が悪い場合や、レーザ変位計の取付位置が経時的に変化した場合などに、レーザ変位計の取付位置が正規の位置からずれることがある。この場合、レーザ変位計から照射されるレーザ光の照射位置が正規の位置からずれる。
極小電子部品などの小さい測定対象物の高さを測定する場合に、レーザ光の照射位置が正規の位置からずれると、小さい測定対象物にレーザ光を正確に当てることが困難である。このため、レーザ変位計では、小さい測定対象物の高さを精度良く測定することができない場合がある。この点において、上記特開２０１２−１４２３４７号公報に記載された電子部品装着装置には、改善の余地がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、小さい測定対象物であっても高さを精度良く測定することが可能な部品実装装置を提供することである。
この発明の第１の局面による部品実装装置は、部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、第１撮像部とは別個に設けられ、テレセントリック光学系を有する第２撮像部と、第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、第２撮像部による測定対象物の第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得する制御部と、を備える。
この発明の第２の局面による部品実装装置は、部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、第２撮像部による測定対象物の第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、測定対象物は、基板における位置認識マークの形成位置、または、基板における配線パターンの形成位置である。
この発明の第３の局面による部品実装装置は、部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、第２撮像部による測定対象物の第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、測定対象物は、部品供給部に配置された部品である。
この発明の第４の局面による部品実装装置は、部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、第２撮像部による測定対象物の第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、測定対象物は、部品供給部に配置された部品であり、制御部は、段取り変えが実施された場合、および、ヘッドによる部品の保持エラーが生じた場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、第１撮像部および第２撮像部により測定対象物としての部品を撮像する制御を行い、測定対象物としての部品の第１撮像画像および第２撮像画像を取得するとともに、取得された第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されている。
この発明の第５の局面による部品実装装置は、部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、第２撮像部による測定対象物の第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、測定対象物は、部品供給部に配置された部品であり、第２撮像部は、斜め上方から、部品供給部に配置された部品を撮像するように構成されており、制御部は、第２撮像部による部品供給部に配置された部品の撮像画像に基づいて、部品供給部に配置された部品を保持するために下降する際にヘッドが目標とする水平方向における位置である目標保持水平位置を補正するための目標保持水平位置補正値を取得するように構成されており、制御部は、取得された目標保持水平位置補正値が、予め決められた所定のしきい値以上である場合に、第１撮像部および第２撮像部により測定対象物としての部品を撮像する制御を行い、測定対象物としての部品の第１撮像画像および第２撮像画像を取得するとともに、取得された第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されている。
この発明の第１〜第５の局面による部品実装装置では、上記のように、制御部を、第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、第２撮像部による測定対象物の第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得するように構成する。ここで、第１撮像部および第２撮像部は、共に、ある程度広い範囲を撮像可能であるため、第１撮像部および第２撮像部の取付位置が正規の位置から多少ずれている場合であっても、測定対象物を撮像することが可能である。したがって、上記のように、第１撮像部および第２撮像部による測定対象物の第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、測定対象物の高さを取得することによって、小さい測定対象物であっても高さを精度良く測定することができる。また、位置認識マークを撮像する第１撮像部を利用して、測定対象物の高さ測定を行うことができるので、少なくとも第１撮像部の分は、測定対象物の高さ測定を行うために部品点数が増加することを抑制することができる。
また、第２の局面による部品実装装置において、基板における位置認識マークの形成位置、または、基板における配線パターンの形成位置である。ここで、位置認識マークおよび配線パターンは、共に、基板において特徴的で認識しやすい部分である。したがって、上記のように構成すれば、基板における位置認識マークの形成位置、または、基板における配線パターンの形成位置の第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、基板の高さを容易に取得することができる。この場合、取得された基板の高さに基づいて、基板への部品の実装時におけるヘッドの目標実装高さ位置を補正すれば、ヘッドによる基板への部品の実装を精度良く行うことができる。
また、第３の局面による部品実装装置において、測定対象物は、部品供給部に配置された部品である。このように構成すれば、部品供給部に配置された部品の第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、部品供給部に配置された部品の高さを容易に取得することができる。この場合、取得された部品の高さに基づいて、部品供給部からの部品の保持時におけるヘッドの目標保持高さ位置を補正すれば、ヘッドによる部品供給部からの部品の保持を精度良く行うことができる。
また、第４の局面による部品実装装置において、測定対象物は、部品供給部に配置された部品であり、制御部は、段取り変えが実施された場合、および、ヘッドによる部品の保持エラーが生じた場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、第１撮像部および第２撮像部により測定対象物としての部品を撮像する制御を行い、測定対象物としての部品の第１撮像画像および第２撮像画像を取得するとともに、取得された第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されている。このように構成すれば、段取り変えが実施されることにより、部品供給部に配置された部品の高さが変わったと考えられる場合に、測定対象物としての部品の高さを取得し直すことができる。また、ヘッドによる部品の保持エラーが生じたことから、現在取得している測定対象物としての部品の高さが適切な値でないと考えられる場合に、測定対象物としての部品の高さを取得し直すことができる。つまり、適切なタイミングで、測定対象物としての部品の高さを取得し直すことができる。
また、第５の局面による部品実装装置において、測定対象物は、部品供給部に配置された部品であり、第２撮像部は、斜め上方から、部品供給部に配置された部品を撮像するように構成されており、制御部は、第２撮像部による部品供給部に配置された部品の撮像画像に基づいて、部品供給部に配置された部品を保持するために下降する際にヘッドが目標とする水平方向における位置である目標保持水平位置を補正するための目標保持水平位置補正値を取得するように構成されており、制御部は、取得された目標保持水平位置補正値が、予め決められた所定のしきい値以上である場合に、第１撮像部および第２撮像部により測定対象物としての部品を撮像する制御を行い、測定対象物としての部品の第１撮像画像および第２撮像画像を取得するとともに、取得された第１撮像画像および第２撮像画像に基づいて、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されている。ここで、斜め上方から撮像された部品の撮像画像に基づいて、目標保持水平位置補正値を取得する場合、部品の高さが所定の高さであると仮定して、目標保持水平位置補正値を取得する必要がある。この場合、部品の高さが仮定した所定の高さとは異なると、目標保持水平位置補正値を正確に取得することが困難である。そこで、上記のように、取得された目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値以上である場合に、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成すれば、目標保持水平位置補正値が過度に大きいことから、目標保持水平位置補正値が正確な値でないと考えられる場合に、測定対象物としての部品の高さを取得し直すことができる。その結果、取得し直した部品の高さに基づいて、目標保持水平位置補正値を正確に取得することができる。
上記第１〜第５の局面による部品実装装置において、好ましくは、第１撮像部は、略鉛直上方から測定対象物を撮像するように構成されており、第２撮像部は、斜め上方から測定対象物を撮像するように構成されている。このように構成すれば、略鉛直上方から測定対象物を撮像した画像である第１撮像画像と、斜め上方から測定対象物を撮像した画像である第２撮像画像とに基づいて、容易に、測定対象物の高さを取得することができる。
この場合、好ましくは、制御部は、以下の式（１）により、測定対象物の高さを取得するように構成されている。
Ｈ＝Ｓ／ｓｉｎθ−Ｔ／ｔａｎθ ・・・（１）
ここで、
Ｈ：測定対象物の高さ
Ｓ：第２撮像画像における中央線から測定対象位置までの距離に対応する実空間の距離
Ｔ：第１撮像画像における中央線から測定対象位置までの距離に対応する実空間の距離
θ：鉛直方向に対する第２撮像部の光軸の角度
である。
このように構成すれば、測定対象物の高さを取得するために、過度に複雑な処理を行う必要が無く、上記した簡単な式（１）により、測定対象物の高さを簡単かつ確実に取得することができる。
上記式（１）により測定対象物の高さを取得する構成において、好ましくは、制御部は、以下の式（２）により、測定対象物の高さを取得するように構成されている。
Ｈ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｈ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｓ／ｓｉｎθ−ｔ／ｔａｎθ ・・・（２）
ここで、
Ｓｃａｌｅ−ｃ：ピクセル単位の距離を物理単位の距離に変換するための変換係数
ｈ：ピクセル単位の測定対象物の高さ
ｓ：第２撮像画像における中央線から測定対象位置までのピクセル単位の距離
ｔ：第１撮像画像における中央線から測定対象位置までのピクセル単位の距離
である。
このように構成すれば、２つの撮像系を用いて測定対象物の高さを取得する場合にも、１つの変換係数だけで測定対象物の高さを取得することができるので、測定対象物の高さを取得するための処理をより簡単に行うことができる。
上記第１〜第４の局面による部品実装装置において、好ましくは、第２撮像部は、部品供給部に配置された部品、および、基板の部品実装位置のうちの少なくともいずれか一方を撮像する撮像部である。このように構成すれば、部品供給部に配置された部品、および、基板の部品実装位置のうちの少なくともいずれか一方を撮像する第２撮像部を利用して、測定対象物の高さ測定を行うことができるので、測定対象物の高さ測定を行うために、部品点数が増加することをより抑制することができる。
上記第１〜第５の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、第１撮像画像と第２撮像画像とにおける、測定対象物の同一特徴点を検出するとともに、検出された測定対象物の同一特徴点の高さを、測定対象物の高さとして取得するように構成されている。このように構成すれば、第１撮像画像および第２撮像画像の各々から検出された測定対象物の同一特徴点の高さを取得するだけで、測定対象物の高さを取得することができるので、簡単な処理で測定対象物の高さを取得することができる。
本発明によれば、上記のように、小さい測定対象物であっても高さを精度良く測定することが可能な部品実装装置を提供することができる。
第１および第２実施形態の部品実装装置の全体構成を示す図である。 第１実施形態の部品実装装置による測定対象物の撮像状態を示す図であって、（Ａ）は、第１撮像部による測定対象物の撮像状態を示す図であり、（Ｂ）は、第２撮像部による測定対象物の撮像状態を示す図である。 第１実施形態の部品実装装置による測定対象物の撮像画像を示す図であって、（Ａ）は、第１撮像部による第１撮像画像を示す図であり、（Ｂ）は、第２撮像部による第２撮像画像を示す図である。 第１実施形態の部品実装装置による測定対象物の高さの取得方法を説明するための図である。 第１撮像部の取付角度がずれた場合における測定対象物の高さの取得方法を説明するための図である。 第１実施形態の部品実装装置による高さ測定処理の一例を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の部品実装装置による高さ測定処理の一例を説明するためのフローチャートである。 基板を説明するための平面図である。 第２実施形態の部品実装装置による測定対象物の撮像画像を示す図であって、（Ａ）は、第１撮像部による第１撮像画像を示す図であり、（Ｂ）は、第２撮像部による第２撮像画像を示す図である。 第２実施形態の部品実装装置による高さ測定処理の一例を説明するためのフローチャートである。 第１および第２実施形態の変形例による部品実装装置のヘッドユニットを示す図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（部品実装装置の構成）
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態による部品実装装置１００の全体構成について説明する。
部品実装装置１００は、図１に示すように、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの部品Ｅ（電子部品）を、プリント基板などの基板Ｐに実装する装置である。
部品実装装置１００は、基台１と、搬送部２と、ヘッドユニット３と、支持部４と、レール部５と、部品撮像部６と、第１撮像部７と、第２撮像部８と、制御部９とを備えている。
基台１は、部品実装装置１００において各構成要素を配置する基礎となる台である。基台１上には、搬送部２、レール部５および部品撮像部６が設けられている。また、基台１内には、制御部９が設けられている。また、基台１には、Ｙ方向の両側（Ｙ１方向側およびＹ２方向側）に、部品供給部１１を配置可能な配置部１ａがそれぞれ設けられている。
部品供給部１１は、基板Ｐに実装される部品Ｅを供給するテープフィーダである。具体的には、部品供給部１１は、複数の部品Ｅを保持した部品供給テープ（図示せず）が巻き回されたリール（図示せず）を保持している。また、部品供給部１１は、ヘッドユニット３による部品Ｅの取出しのための部品保持動作に応じて、保持されたリールを回転させて部品供給テープを送り出すことにより、部品Ｅを供給するように構成されている。配置部１ａでは、複数の部品供給部１１が基板Ｐの搬送方向（Ｘ方向）に沿って配列されている。
搬送部２は、搬送方向（Ｘ方向）に基板Ｐを搬送する装置である。具体的には、搬送部２は、部品実装装置１００の外部から実装前の基板Ｐを搬入し、基板Ｐを搬送方向に搬送し、部品実装装置１００の外部に実装後の基板Ｐを搬出するように構成されている。また、搬送部２は、搬入された基板Ｐを実装停止位置Ｍまで搬送するとともに、実装停止位置Ｍにおいて固定するように構成されている。
また、搬送部２は、一対のコンベア部２ａを有している。一対のコンベア部２ａは、それぞれ、搬送ベルト（図示せず）を有している。搬送部２は、一対のコンベア部２ａの搬送ベルトにより、一対のコンベア部２ａの搬送ベルト上に載置された基板Ｐを搬送方向（Ｘ方向）に搬送するように構成されている。
ヘッドユニット３は、部品実装用のヘッドユニットであり、実装停止位置Ｍにおいて固定された基板Ｐに部品Ｅを実装するように構成されている。ヘッドユニット３は、円状に配列された複数のヘッド（実装ヘッド）３ａを含んでいる。ヘッドユニット３は、複数のヘッド３ａが円状に配列されたロータリ型のヘッドユニットである。ロータリ型のヘッドユニット１０３であれば、第２撮像部８の直近の位置にヘッド３ａを回転移動させて、ヘッド３ａが保持（吸着）しようとする部品Ｅを第２撮像部８により撮像することができる。また、円状に配列された複数のヘッド３ａは、複数のヘッド３ａによる円の中心周りに回転可能なように構成されている。なお、複数のヘッド３ａは、実質的に同様の構成を有している。
ヘッド３ａは、部品供給部１１から供給される部品Ｅを保持（吸着）して基板Ｐに実装するように構成されている。具体的には、ヘッド３ａは、真空発生装置（図示せず）に接続されており、真空発生装置から供給される負圧によって、先端に装着されたノズル（図示せず）に部品Ｅを保持（吸着）するように構成されている。また、ヘッド３ａは、真空発生装置から供給される負圧を解除することによって、ノズルに保持された部品Ｅを基板Ｐに実装するように構成されている。また、ヘッド３ａは、駆動機構（図示せず）により、上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。これにより、ヘッド３ａは、部品Ｅを保持（吸着）するかまたは基板Ｐに部品Ｅを実装するために下降した位置と、水平面内で移動するために上昇した位置との間を移動可能に構成されている。
支持部４は、ヘッドユニット３を搬送方向（Ｘ方向）に移動可能に支持している。具体的には、支持部４は、搬送方向に延びるボールねじ軸４１と、ボールねじ軸４１を回転させるＸ軸モータ４２とを含んでいる。ヘッドユニット３には、支持部４のボールねじ軸４１と係合するボールナット（図示せず）が設けられている。ヘッドユニット３は、Ｘ軸モータ４２によりボールねじ軸４１が回転されることにより、ボールねじ軸４１と係合するボールナットとともに、支持部４に沿って搬送方向に移動可能に構成されている。
一対のレール部５は、支持部４を水平面内でＸ方向と直交するＹ方向に移動可能に支持するように構成されている。具体的には、レール部５は、支持部４のＸ方向の両端部をＹ方向に移動可能に支持する一対のガイドレール５１と、Ｙ方向に延びるボールねじ軸５２と、ボールねじ軸５２を回転させるＹ軸モータ５３とを含んでいる。支持部４には、レール部５のボールねじ軸５２と係合するボールナット（図示せず）が設けられている。支持部４は、Ｙ軸モータ５３によりボールねじ軸５２が回転されることにより、ボールねじ軸５２と係合するボールナットとともに、一対のレール部５に沿ってＹ方向に移動可能に構成されている。
このような構成により、ヘッドユニット３のヘッド３ａは、基台１上を水平方向に（Ｘ方向およびＹ方向に）移動可能に構成されている。これにより、ヘッドユニット３のヘッド３ａは、部品供給部１１の上方に移動して、部品供給部１１から供給される部品Ｅを保持（吸着）することが可能である。また、ヘッドユニット３は、実装停止位置Ｍにおいて固定された基板Ｐの上方に移動して、保持（吸着）された部品Ｅを基板Ｐに実装することが可能である。
部品撮像部６は、ヘッド３ａによる基板Ｐへの部品Ｅの実装に先立ってヘッド３ａに保持（吸着）された部品Ｅを撮像する部品認識用のカメラである。部品撮像部６は、基台１の上面上に固定されており、部品Ｅの下方（Ｚ２方向）から、ヘッド３ａに保持（吸着）された部品Ｅを撮像するように構成されている。部品撮像部６による部品Ｅの撮像画像に基づいて、制御部９は、部品Ｅの吸着状態（回転姿勢およびヘッド３ａに対する吸着位置）を取得（認識）するように構成されている。
第１撮像部７は、ヘッド３ａによる基板Ｐへの部品Ｅの実装に先立って基板Ｐの上面に付された位置認識マーク（フィデューシャルマーク）Ｆを撮像する基板認識用のカメラである。第１撮像部７は、後述する測定対象物１２を撮影する用途とは異なる用途を有する基板認識用のカメラである。位置認識マークＦは、基板Ｐの位置を認識するためのマークである。図２（Ａ）に示すように、第１撮像部７は、光軸７ａが鉛直方向（Ｚ方向）に略沿う向きになるように取り付けられており、略鉛直上方（略真上）から撮像対象物を撮像するように構成されている。また、第１撮像部７は、ヘッドユニット３に設けられており、ヘッドユニット３とともに水平方向に移動可能に構成されている。第１撮像部７による位置認識マークＦの撮像画像に基づいて、制御部９は、実装停止位置Ｍにおいて固定された基板Ｐの正確な位置および姿勢を取得（認識）するように構成されている。
第２撮像部８は、ヘッド３ａによる部品供給部１１からの部品Ｅの保持に先立って部品供給部１１に配置された部品Ｅを撮像する部品位置認識用のカメラである。また、第２撮像部８は、ヘッドユニット３に設けられており、ヘッドユニット３とともに水平方向に移動可能に構成されている。なお、第２撮像部８は、後述する測定対象物１２を撮影する用途とは異なる用途を有する部品位置認識用のカメラである。図２（Ｂ）に示すように、第２撮像部８は、光軸８ａが鉛直方向に対して傾斜した向きになるように取り付けられており、斜め上方から撮像対象物を撮像するように構成されている。また、第２撮像部８は、主光線が光軸８ａと平行になるテレセントリック光学系を有している。第２撮像部８による部品供給部１１に配置された部品Ｅの撮像画像に基づいて、制御部９は、部品供給部１１に配置された部品Ｅを保持するために下降する際にヘッド３ａが目標とする水平方向における位置である目標保持水平位置（ＸＹ座標位置）を補正するように構成されている。また、制御部９は、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持（吸着）を行う毎に保持（吸着）を行う直前にヘッド３ａが取り出そうとする部品Ｅが撮像できる位置に第２撮像部８を移動させて、部品Ｅおよび部品Ｅを収納する部品供給テープの収納部（ポケット）を第２撮像部８により撮像させて、目標保持水平位置を補正するための目標保持水平位置補正値を取得するように構成されている。また、制御部９は、取得された目標保持水平位置補正値に基づいて、ヘッド３ａの目標保持水平位置（すなわち、ノズルの目標保持水平位置）を補正して、ヘッド３ａのノズルを下降させる制御を行うように構成されている。なお、補正が間に合わない場合には、その撮像した部品Ｅでは補正をせずに同じ部品Ｅを供給する部品供給部１１（テープフィーダ）から次に部品Ｅを取り出す場合に補正する場合もある。
制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含み、部品実装装置１００の動作を制御する制御回路である。制御部９は、搬送部２、部品供給部１１、Ｘ軸モータ４２およびＹ軸モータ５３などを生産プログラムに従って制御することにより、ヘッドユニット３のヘッド３ａにより基板Ｐへの部品Ｅの実装を行うように構成されている。
（測定対象物の高さ測定に関する構成）
ここで、第１実施形態では、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、制御部９は、測定対象物１２の高さを測定する場合、第１撮像部７および第２撮像部８により、測定対象物１２を撮像する制御を行うように構成されている。なお、測定対象物１２の高さとは、部品実装装置１００に設定された座標系における測定対象物１２の高さ位置を意味する。
また、第１実施形態では、測定対象物１２は、部品供給部１１に配置された部品Ｅである。
また、第１撮像部７による測定対象物１２の第１撮像画像１３（図３（Ａ）参照）は、部品Ｅの略鉛直上方から部品Ｅの全体および部品Ｅの周辺を写した画像である。第１撮像画像１３は、部品Ｅの高さを示す部品Ｅの上面を含んでいる。また、第２撮像部８による測定対象物１２の第２撮像画像１４（図３（Ｂ）参照）は、部品Ｅの斜め上方から部品Ｅの全体および部品Ｅの周辺を写した画像である。第２撮像画像１４は、部品Ｅの高さを示す部品Ｅの上面と、部品Ｅの側面とを含んでいる。
そして、図３（Ａ）（Ｂ）および図４に示すように、制御部９は、第１撮像部７による測定対象物１２の第１撮像画像１３、および、第２撮像部８による測定対象物１２の第２撮像画像１４に基づいて、ステレオマッチングにより、測定対象物１２の高さを取得するように構成されている。
そして、制御部９は、取得された測定対象物１２としての部品Ｅの高さに基づいて、部品供給部１１に配置された部品Ｅを保持するために下降する際にヘッド３ａが目標とする上下方向における位置である目標保持高さ位置（Ｚ座標位置）を補正するように構成されている。
また、第１実施形態では、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、制御部９は、第１撮像画像１３と第２撮像画像１４とにおける、測定対象物１２（部品Ｅ）の同一特徴点１２ａを検出するとともに、検出された測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さを、測定対象物１２の高さとして取得するように構成されている。
具体的には、制御部９は、画像における明度（画素値）に基づいて、第１撮像画像１３と第２撮像画像１４とにおける、測定対象物１２（部品Ｅ）の同一特徴点１２ａを検出するように構成されている。たとえば、制御部９は、同一特徴点１２ａとして、第２撮像部８による撮像方向から見て遠い側の測定対象物１２（部品Ｅ）の上面の辺Ｅ１を検出する。ここで、第２撮像画像１４には、測定対象物１２（部品Ｅ）の上面だけでなく側面も写り込んでいるため、第２撮像部８による撮像方向から見て近い側には、互いに近接した位置に複数の辺が存在する。このため、第２撮像部８による撮像方向から見て近い側の測定対象物１２（部品Ｅ）の上面の辺を特徴点１２ａとすると、特徴点１２ａを誤検出しやすい。そこで、上記のように、第２撮像部８による撮像方向から見て遠い側の測定対象物１２（部品Ｅ）の上面の辺Ｅ１を検出することにより、誤検出を抑制して、第２撮像画像１４における特徴点１２ａを精度良く検出することが可能である。また、この場合、制御部９は、同一特徴点１２ａとして、辺Ｅ１における、部品Ｅの電極部分Ｅ２とモールド部分Ｅ３との境界部分を示す所定点Ｅ４を検出するように構成されている。これにより、明度の差が大きくかつ特徴的な部分を同一特徴点１２ａとして容易に検出することが可能である。
また、第１実施形態では、図４に示すように、制御部９は、以下の式（３）により、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さとして、測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さを取得するように構成されている。
Ｈ＝Ｓ／ｓｉｎθ−Ｔ／ｔａｎθ ・・・（３）
ここで、
Ｈ：物理単位の測定対象物の高さ
Ｓ：第２撮像画像における中央線から測定対象位置までの距離に対応する実空間の距離
Ｔ：第１撮像画像における中央線から測定対象位置までの距離に対応する実空間の距離
θ：鉛直方向に対する第２撮像部の光軸の角度
である。
なお、距離Ｓは、第２撮像画像１４の撮像中心を通る中央線１４ａに対応する実空間の中央線（図４の点Ｂを通り紙面に直交する線）を通り第２撮像部８に入射する光線（後述する光線１５ｃ）から、実空間の測定対象位置を通り第２撮像部８に入射する光線（後述する光線１５ｄ）までの距離ともいえる。また、距離Ｓは、第２撮像画像１４の中央線１４ａから特徴点１２ａまでのピクセル単位の距離に基づいて、物理単位の距離として制御部９により取得される値である。また、距離Ｔは、第１撮像画像１３の撮像中心を通る中央線１３ａに対応する実空間の中央線（図４の点Ｂを通り紙面に直交する線）を通り第１撮像部７に入射する光線（後述する光線１５ａ）から、実空間の測定対象位置を通り第１撮像部７に入射する光線（後述する光線１５ｂ）までの距離ともいえる。また、距離Ｔは、第１撮像画像１３の撮像中心を通る中央線１３ａから特徴点１２ａまでのピクセル単位の距離に基づいて、物理単位の距離として制御部９により取得される値である。また、角度θは、第２撮像部８の取付角度であって、既知の値（たとえば、３０度）である。
図４に示すように、中央線１３ａに対応する実空間の中央線を通り第１撮像部７に入射する光線を示す線１５ａ（第１撮像部７センタ）と、特徴点１２ａを通り第１撮像部７に入射する光線を示す線１５ｂ（第１撮像部７から見た特徴点１２ａ）と、中央線１４ａに対応する実空間の中央線を通り第２撮像部８に入射する光線を示す線１５ｃ（第２撮像部８センタ）と、特徴点１２ａを通り第２撮像部８に入射する光線を示す線１５ｄ（第２撮像部８から見た特徴点１２ａ）とを定義する。この場合、基準高さに対する特徴点１２ａの高さＨは、幾何学的関係に基づいて、Ｓ／ｓｉｎθで表される線分ＡＢの長さａと、Ｔ／Ｔａｎθで表される線分ＢＣの長さｂとの差（つまり、式（３））により表すことが可能である。
また、第１撮像部７が取付誤差などに起因して、取付角度αを有する場合、図５に示すように、制御部９は、以下の式（４）により、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さとしての測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さを取得するように構成されている。
Ｈ＝Ｓ×ｃｏｓα／ｓｉｎ（θ＋α）−Ｔ×｛ｃｏｓα／ｔａｎ（θ＋α）＋ｓｉｎθ｝ ・・・（４）
なお、角度αは、鉛直方向に対する第１撮像部７の光軸７ａの角度であって、既知の値である。
図５に示すように、中央線１３ａを通り第１撮像部７に入射する光線を示す線１６ａ（第１撮像部７センタ）と、特徴点１２ａを通り第１撮像部７に入射する光線を示す線１６ｂ（第１撮像部７から見た特徴点１２ａ）と、中央線１４ａを通り第２撮像部８に入射する光線を示す線１６ｃ（第２撮像部８センタ）と、特徴点１２ａを通り第２撮像部８に入射する光線を示す線１６ｄ（第２撮像部８から見た特徴点１２ａ）と、鉛直方向に沿って延びる２つの補助線１６ｅおよび１６ｆと、特徴点１２ａを通り水平方向に対して角度αだけ傾斜した補助線１６ｇとを定義する。この場合、線分ＤＥの長さｃは、Ｔ／ｃｏｓ（θ＋α）−Ｔで表される。また、線分ＥＦの長さｄは、Ｔ×ｔａｎαで表される。また、線分ＦＧの長さｅは、ｂ／ｔａｎ（θ＋α）−ｃで表される。そして、基準高さに対する特徴点１２ａの高さＨは、ｅ×ｃｏｓα（つまり、式（４））により表すことが可能である。
なお、角度αが十分に小さい場合、式（３）により、高さＨを求めることが可能である。たとえば、角度αが１度以下である場合、式（３）により、高さＨを求めることが可能である。
また、制御部９は、距離Ｓおよび距離Ｔを、まず、ピクセル単位の距離（それぞれ、ｓ、ｔ）として取得するとともに、ピクセル単位の距離として取得された距離ｓおよび距離ｔを式（３）または式（４）に代入するように構成されている。これにより、制御部９は、ピクセル単位の測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さｈを取得するように構成されている。
また、制御部９は、以下の式（５）により、ピクセル単位の測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さｈ（ピクセル）を、長さの物理単位の高さＨ（μｍ）に変換するように構成されている。本来、２つの異なる撮像系においては、互いに変換係数（後述するＳｃａｌｅ−ａおよびＳｃａｌｅ−ｂ）が異なるが、第２撮像部８をテレセントリック光学系とし、第１撮像部７の画角を所定の画角以下（約４度以下）とした場合、高さが1ｍｍ程度の範囲であれば、式（５）のように、変換係数を１つの変換係数として扱うことが可能である。
Ｈ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｈ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｓ／ｓｉｎθ−ｔ／ｔａｎθ ・・・（５）
ここで、
Ｓｃａｌｅ−ｃ：ピクセル単位の距離を物理単位の距離に変換するための変換係数（μｍ／ピクセル）
ｈ：ピクセル単位の測定対象物の高さ
ｓ：第２撮像画像における中央線から測定対象位置までのピクセル単位の距離
ｔ：第１撮像画像における中央線から測定対象位置までのピクセル単位の距離
である。
つまり、Ｓ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｓであり、Ｔ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｔである。
具体的には、ある高さＨ１（たとえば、１ｍｍ）および基準高さＨ０は、それぞれ、以下の式（６）および式（７）により表すことができる。
Ｈ１＝（Ｓｃａｌｅ−ａ）×ｓ１／ｓｉｎθ−（Ｓｃａｌｅ−ｂ）×ｔ１／ｔａｎθ ・・・（６）
Ｈ０＝（Ｓｃａｌｅ−ａ）×ｓ０／ｓｉｎθ−（Ｓｃａｌｅ−ｂ）×ｔ０／ｔａｎθ ・・・（７）
ここで、
ｓ１：ある高さＨ１における距離ｓ（ピクセル）
ｔ１：ある高さＨ１における距離ｔ（ピクセル）
ｓ０：基準高さＨ０における距離ｓ（ピクセル）
ｔ０：基準高さＨ０における距離ｔ（ピクセル）
である。
また、ｔ１とｔ０とが略等しい（ｔ１≒ｔ０）とすると、物理単位の高さＨは、以下の近似式（８）により表すことができる。測定対象物１２を略鉛直上方から撮像した画像である第１撮像画像１３では、部品Ｅの高さが多少変わっても、距離Ｔを構成するピクセルの数が大きく変化しないため、容易に、ｔ１≒ｔ０の近似条件を得ることが可能である。
Ｈ＝（Ｈ１−Ｈ０）＝Ｓｃａｌｅ−ａ×（ｓ１−ｓ０）／ｓｉｎθ ・・・（８）
また、式（８）を変形すると、Ｓｃａｌｅ−ｃは、以下の式（９）により表すことができる。
Ｓｃａｌｅ−ｃ＝Ｓｃａｌｅ−ａ＝Ｈ×ｓｉｎθ／（ｓ１−ｓ０） ・・・（９）
したがって、Ｈが既知（即ちＨ０及びＨ１が既知）の条件（たとえば、Ｈ＝１ｍｍの条件）で、ｓ１およびｓ０を取得すれば、Ｓｃａｌｅ−ｃを求めることが可能である。これにより、ピクセル単位の高さｈを物理単位の高さＨに簡単に変換することが可能である。
また、第１実施形態では、制御部９は、段取り変えが実施された場合、および、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持（吸着）エラーが生じた場合に、第１撮像部７および第２撮像部８により測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像する制御を行い、測定対象物１２の第１撮像画像１３および第２撮像画像１４を取得するとともに、取得された第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２の高さを取得するように構成されている。つまり、制御部９は、段取り変えが実施された場合、および、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持エラーが生じた場合に、測定対象物１２の高さを取得し直すように構成されている。
段取り変えが実施された場合とは、たとえば、部品供給部１１が交換された場合、部品供給部１１に保持されたリールが交換された場合などである。また、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持エラーが生じた場合とは、たとえば、部品供給部１１に配置された部品を保持するためにヘッド３ａを下降させたが、ヘッド３ａにより部品Ｅを保持することができなかった場合である。また、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持エラーが生じた場合とは、保持エラーが１回生じた場合でもよく、保持エラーが複数回（たとえば、３回）連続して生じた場合でもよい。
また、第１実施形態では、制御部９は、部品供給部１１に配置された部品Ｅの高さが、高さ測定により測定された部品Ｅの高さであると仮定して、目標保持水平位置を補正するための目標保持水平位置補正値を取得するように構成されている。
そして、制御部９は、目標保持水平位置補正値が、予め決められた所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合に、第１撮像部７および第２撮像部８により測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像する制御を行い、測定対象物１２の第１撮像画像１３および第２撮像画像１４を取得するとともに、取得された第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２の高さを取得するように構成されている。つまり、制御部９は、目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合に、測定対象物１２の高さを取得し直すように構成されている。一方、制御部９は、目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1未満である場合には、測定対象物１２の高さを取得し直す制御を行わないように構成されている。なお、所定のしきい値Ｔｈ1は、取得された目標保持水平位置補正値が過大でないかどうかを判断するための値である。
また、制御部９は、目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合であって、今回取得された測定対象物１２の高さと、前回取得された測定対象物１２の高さとの差が、予め決められた所定のしきい値Ｔｈ2以上である場合には、測定対象物１２の高さを、今回取得された測定対象物１２（部品Ｅ）の高さに更新するように構成されている。一方、制御部９は、所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合であって、今回取得された測定対象物１２の高さと、前回取得された測定対象物１２の高さとの差が、所定のしきい値Ｔｈ2未満である場合には、部品供給部１１に配置された部品Ｅの水平方向の位置の異常を報知する制御を行うように構成されている。なお、所定のしきい値Ｔｈ2は、今回取得された測定対象物１２の高さが、前回取得された測定対象物１２の高さに対して、大きく変化しているか否かを判断するための値である。
次に、図６を参照して、第１実施形態の部品実装装置１００による高さ測定処理の一例をフローチャートに基づいて説明する。具体的には、図６を参照して、段取り変えが実施された場合、または、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持（吸着）エラーが生じた場合における、部品Ｅの高さ測定処理を説明する。なお、フローチャートの各処理は、制御部９により行われる。
図６に示すように、まず、ステップＳ１では、測定対象物１２（部品供給部１１に配置された部品Ｅ）の高さ測定を行うか否かが判断される。つまり、ステップＳ１では、段取り変えが実施されたか否か、および、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持（吸着）エラーが生じたか否かが判断される。測定対象物１２の高さ測定を行わないと判断される場合には、高さ測定処理が終了される。
また、ステップＳ１において、測定対象物１２の高さ測定を行うと判断される場合には、ステップＳ２に進む。
そして、ステップＳ２において、第１撮像部７を測定対象物１２（部品Ｅ）の撮像位置に移動する制御が行われる。そして、第１撮像部７により測定対象物１２が撮像される。
そして、ステップＳ３において、第１撮像部７による第１撮像画像１３が取得される。
そして、ステップＳ４において、第２撮像部８を測定対象物１２（部品Ｅ）の撮像位置に移動する制御が行われる。そして、第２撮像部８により測定対象物１２が撮像される。なお、第１撮像部７による測定対象物１２の撮像と、第２撮像部８による測定対象物１２の撮像とは、いずれが先に行われてもよい。
そして、ステップＳ５において、第２撮像部８による第２撮像画像１４が取得される。
そして、ステップＳ６において、画像における明度に基づいて、第１撮像画像１３と第２撮像画像１４とにおける、測定対象物１２（部品Ｅ）の同一特徴点１２ａが検出される。
そして、ステップＳ７において、第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２の高さが取得される。具体的には、上記した式（３）または式（４）により、検出された測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さが、測定対象物１２の高さとして取得される。
そして、ステップＳ８において、測定対象物１２の高さに基づいて、目標保持高さ位置（Ｚ座標位置）が補正される。その後、高さ測定処理が終了される。
次に、図７を参照して、第１実施形態の部品実装装置１００による高さ測定処理の一例をフローチャートに基づいて説明する。具体的には、図７を参照して、目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合における、部品Ｅの高さ測定処理を説明する。なお、目標保持水平位置補正値は、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持動作毎に取得される。したがって、図７に示すフローチャートの処理は、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持動作毎に行われる。また、フローチャートの各処理は、制御部９により行われる。
図７に示すように、まず、ステップＳ１１において、目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1以上であるか否かが判断される。目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1未満であると判断される場合には、高さ測定処理が終了される。
また、ステップＳ１１において、目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1以上であると判断される場合には、ステップＳ１２に進む。そして、ステップＳ１２〜Ｓ１７の処理において、図６に示すステップＳ２〜Ｓ７の処理と同様の処理が行われる。
そして、ステップＳ１８において、今回取得された測定対象物１２（部品供給部１１に配置された部品Ｅ）の高さと、前回取得された測定対象物１２の高さとの差が、所定のしきい値Ｔｈ2以上であるか否かが判断される。
ステップＳ１８において、高さ同士の差が所定のしきい値Ｔｈ2以上であると判断される場合には、前回の測定時から測定対象物１２の高さが大きく変化したと考えられるため、ステップＳ１９に進む。
そして、ステップＳ１９において、測定対象物１２の高さが、今回取得された測定対象物１２（部品Ｅ）の高さに更新される。この結果、次のヘッド３ａによる部品Ｅの保持動作では、部品供給部１１に配置された部品Ｅの高さが更新された測定対象物１２（部品Ｅ）の高さであると仮定されて、正確な目標保持水平位置補正値が取得される。
そして、ステップＳ２０において、更新された測定対象物１２（部品Ｅ）の高さに基づいて、目標保持高さ位置（Ｚ座標位置）が補正される。その後、高さ測定処理が終了される。
また、ステップＳ１８において、高さ同士の差が所定のしきい値Ｔｈ2未満であると判断される場合には、前回の測定時から測定対象物１２の高さが大きく変化していないにも関わらず、目標保持水平位置補正値が過大な値であると考えられる。つまり、実際に、部品供給部１１に配置された部品Ｅの水平方向における位置が正規の位置から大きく位置ずれしていると考えられる。このため、ステップＳ２１に進み、ステップＳ２１において、部品供給部１１に配置された部品Ｅの水平方向の位置の異常を報知する制御が行われる。その後、高さ測定処理が終了される。
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、上記のように、制御部９を、第１撮像部７による測定対象物１２（部品Ｅ）の第１撮像画像１３、および、第２撮像部８による測定対象物１２（部品Ｅ）の第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得するように構成する。ここで、第１撮像部７および第２撮像部８は、共に、ある程度広い範囲を撮像可能であるため、第１撮像部７および第２撮像部８の取付位置が正規の位置から多少ずれている場合であっても、測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像することが可能である。したがって、上記のように、第１撮像部７および第２撮像部８による測定対象物１２（部品Ｅ）の第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得することによって、小さい測定対象物１２（部品Ｅ）であっても高さを精度良く測定することができる。また、位置認識マークＦを撮像する第１撮像部７を利用して、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さ測定を行うことができるので、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さ測定を行うために部品点数が増加することを抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第１撮像部７を、略鉛直上方から測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像するように構成する。そして、第２撮像部８を、テレセントリック光学系を有するとともに、斜め上方から測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像するように構成する。これにより、略鉛直上方から測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像した画像である第１撮像画像１３と、斜め上方から測定対象物１２（部品Ｅ）を撮像した画像である第２撮像画像１４とに基づいて、容易に、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、制御部９を、上記式（３）により、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得するように構成する。これにより、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得するために、過度に複雑な処理を行う必要が無く、上記した簡単な式（３）により、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを簡単かつ確実に取得することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、制御部９を、上記式（５）により、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得するように構成する。これにより、２つの撮像系を用いて測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得する場合にも、１つの変換係数だけで測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得することができるので、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得するための処理をより簡単に行うことができる。
また、第１実施形態では、上記のように、第２撮像部８が、部品供給部１１に配置された部品Ｅを撮像する撮像部である。これにより、部品供給部１１に配置された部品Ｅを撮像する第２撮像部８を利用して、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さ測定を行うことができるので、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さ測定を行うために、部品点数が増加することをより抑制することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、測定対象物１２は、部品供給部１１に配置された部品Ｅである。これにより、部品供給部１１に配置された部品Ｅの第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、部品供給部１１に配置された部品Ｅの高さを容易に取得することができる。この場合、取得された部品Ｅの高さに基づいて、部品供給部１１からの部品Ｅの保持時におけるヘッド３ａの目標保持高さ位置（Ｚ座標位置）を補正することにより、ヘッド３ａによる部品供給部１１からの部品Ｅの保持を精度良く行うことができる。
また、第１実施形態では、上記のように、制御部９を、段取り変えが実施された場合、および、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持エラーが生じた場合に、第１撮像部７および第２撮像部８により測定対象物１２としての部品Ｅを撮像する制御を行い、測定対象物１２としての部品Ｅの第１撮像画像１３および第２撮像画像１４を取得するとともに、取得された第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得するように構成する。これにより、段取り変えが実施されることにより、部品供給部１１に配置された部品Ｅの高さが変わったと考えられる場合に、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得し直すことができる。また、ヘッド３ａによる部品Ｅの保持エラーが生じたことから、現在取得している測定対象物１２としての部品Ｅの高さが適切な値でないと考えられる場合に、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得し直すことができる。つまり、適切なタイミングで、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得し直すことができる。
また、第１実施形態では、上記のように、制御部９を、第２撮像部８による部品供給部１１に配置された部品Ｅの撮像画像に基づいて、目標保持水平位置を補正するための目標保持水平位置補正値を取得するように構成する。そして、制御部９を、取得された目標保持水平位置補正値が、予め決められた所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合に、第１撮像部７および第２撮像部８により測定対象物１２としての部品Ｅを撮像する制御を行い、測定対象物１２としての部品Ｅの第１撮像画像１３および第２撮像画像１４を取得するとともに、取得された第１撮像画像１３および第２撮像画像１４に基づいて、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得するように構成する。ここで、斜め上方から撮像された部品Ｅの撮像画像に基づいて、目標保持水平位置補正値を取得する場合、部品Ｅの高さが所定の高さであると仮定して、目標保持水平位置補正値を取得する必要がある。この場合、部品Ｅの高さが仮定した所定の高さとは異なると、目標保持水平位置補正値を正確に取得することが困難である。そこで、上記のように、取得された目標保持水平位置補正値が、所定のしきい値Ｔｈ1以上である場合に、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得するように構成すれば、目標保持水平位置補正値が過度に大きいことから、目標保持水平位置補正値が正確な値でないと考えられる場合に、測定対象物１２としての部品Ｅの高さを取得し直すことができる。その結果、取得し直した部品Ｅの高さに基づいて、目標保持水平位置補正値を正確に取得することができる。
また、第１実施形態では、上記のように、制御部９を、第１撮像画像１３と第２撮像画像１４とにおける、測定対象物１２（部品Ｅ）の同一特徴点１２ａを検出するとともに、検出された測定対象物１２（部品Ｅ）の同一特徴点１２ａの高さを、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さとして取得するように構成する。これにより、第１撮像画像１３および第２撮像画像１４の各々から検出された測定対象物１２（部品Ｅ）の同一特徴点１２ａの高さを取得するだけで、測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得することができるので、簡単な処理で測定対象物１２（部品Ｅ）の高さを取得することができる。
［第２実施形態］
次に、図１および図８〜図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、測定対象物が部品供給部に配置された部品であった上記第１実施形態と異なり、測定対象物が基板である例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。
（部品実装装置の構成）
本発明の第２実施形態による部品実装装置２００は、図１に示すように、制御部１０９を備える点で、上記第１実施形態の部品実装装置１００と相違する。
第２実施形態では、測定対象物１２は、基板Ｐである。具体的には、図８に示すように、測定対象物１２は、基板Ｐにおける位置認識マークＦの形成位置、および、基板Ｐにおける配線パターンＷの形成位置である。
制御部１０９は、上記第１実施形態と同様に、測定対象物１２（基板Ｐ）の高さを取得するように構成されている。つまり、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、制御部１０９は、第１撮像部７による測定対象物１２の第１撮像画像１１３、および、第２撮像部８による測定対象物１２の第２撮像画像１１４に基づいて、ステレオマッチングにより、測定対象物１２の高さを取得するように構成されている。第１撮像画像１１３は、基板Ｐの略鉛直上方から、位置認識マークＦ（対象の配線パターンＷ）の全体およびその周辺を写した画像である。第１撮像画像１１３は、基板Ｐの高さを示す基板Ｐの上面を含んでいる。なお、図９（Ａ）において、距離Ｔは、第１撮像画像１１３における第１撮像画像１１３の撮像中心を通る中央線１１３ａから特徴点１２ａまでの距離に対応する実空間の距離である。また、第２撮像画像１１４は、基板Ｐの斜め上方から位置認識マークＦ（対象の配線パターンＷ）の全体およびその周辺を写した画像である。第２撮像画像１１４は、基板Ｐの高さを示す基板Ｐの上面を含んでいる。なお、図９（Ｂ）において、距離Ｓは、第２撮像画像１１４における第２撮像画像１１４の撮像中心を通る中央線１１４ａから特徴点１２ａまでの距離に対応する実空間の距離である。
また、基板Ｐにおける位置認識マークＦの形成位置（基板Ｐにおける配線パターンＷの形成位置）を撮像した場合、たとえば、制御部１０９は、同一特徴点１２ａとして、位置認識マークＦ（対象の配線パターンＷ）の角部Ｆ１（Ｗ１）を検出する。これにより、明度の差が大きい部分を同一特徴点１２ａとして容易に検出することが可能である。また、制御部１０９は、上記第１実施形態と同様に、検出された測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さを、測定対象物１２の高さとして取得するように構成されている。
また、第２実施形態では、制御部１０９は、測定対象物１２（基板Ｐ）における複数の位置の高さを取得するとともに、取得された測定対象物１２における複数の位置の高さに基づいて、測定対象物１２の全体の反り状態を取得するように構成されている。図８に示すように、たとえば、制御部１０９は、基板Ｐにおける複数（２つ）の位置認識マークＦの形成位置、および、基板Ｐにおける複数（３つ）の配線パターンＷの形成位置の高さを取得する。そして、制御部１０９は、取得された基板Ｐにおける複数（５つ）の位置の高さに基づいて、基板Ｐの全体の反り状態を取得する。
また、制御部１０９は、取得された測定対象物１２としての基板Ｐの全体の反り状態（高さ）に基づいて、基板Ｐの部品実装位置に部品Ｅを実装するために下降する際にヘッド３ａが目標とする上下方向における位置である目標実装高さ位置（Ｚ座標位置）を補正するように構成されている。
次に、図１０を参照して、第２実施形態の部品実装装置２００による高さ測定処理の一例をフローチャートに基づいて説明する。具体的には、図１０を参照して、基板Ｐの搬入後でかつ実装前における、基板Ｐの高さ測定処理を説明する。なお、フローチャートの各処理は、制御部１０９により行われる。
図１０に示すように、まず、ステップＳ３１では、基板Ｐにおける複数（２つ）の位置認識マークＦの形成位置、および、基板Ｐにおける複数（３つ）の配線パターンＷの形成位置のうちから、測定する測定対象物１２が決定される。
そして、ステップＳ３２において、第１撮像部７を決定された測定対象物１２（位置認識マークＦの形成位置または配線パターンＷの形成位置）の撮像位置に移動する制御が行われる。そして、第１撮像部７により測定対象物１２が撮像される。
そして、ステップＳ３３において、第１撮像部７による第１撮像画像１１３が取得される。
そして、ステップＳ３４において、第２撮像部８を決定された測定対象物１２（位置認識マークＦの形成位置または配線パターンＷの形成位置）の撮像位置に移動する制御が行われる。そして、第２撮像部８により測定対象物１２が撮像される。
そして、ステップＳ３５において、第２撮像部８による第２撮像画像１１４が取得される。
そして、ステップＳ３６において、画像における明度に基づいて、第１撮像画像１１３と第２撮像画像１１４とにおける、測定対象物１２（位置認識マークＦの形成位置または配線パターンＷの形成位置）の同一特徴点１２ａが検出される。
そして、ステップＳ３７において、第１撮像画像１１３および第２撮像画像１１４に基づいて、測定対象物１２の高さが取得される。具体的には、上記した式（３）または式（４）により、検出された測定対象物１２の同一特徴点１２ａの高さが、測定対象物１２の高さとして取得される。
そして、ステップＳ３８において、未測定の測定対象物１２が有るか否かが判断される。未測定の測定対象物１２が有ると判断される場合には、ステップＳ３１に進む。そして、未測定の測定対象物１２について、ステップＳ３２〜Ｓ３７の処理が行われて、高さが取得される。
また、ステップＳ３８において、未測定の測定対象物１２が無いと判断される場合には、全ての測定対象物１２（基板Ｐにおける複数（２つ）の位置認識マークＦの形成位置、および、基板Ｐにおける複数（３つ）の配線パターンＷの形成位置）が測定されているので、ステップＳ３９に進む。
そして、ステップＳ３９において、全ての測定対象物１２の高さの測定結果に基づいて、基板Ｐの全体の反り状態が取得される。その後、高さ測定処理が終了される。その後、基板Ｐに部品Ｅを実装する際に、取得された測定対象物１２としての基板Ｐの全体の反り状態（高さ）に基づいて、目標実装高さ位置（Ｚ座標位置）が補正される。
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、上記のように、制御部１０９を、第１撮像部７による測定対象物１２（基板Ｐ）の第１撮像画像１１３、および、第２撮像部８による測定対象物１２（基板Ｐ）の第２撮像画像１１４に基づいて、測定対象物１２（基板Ｐ）の高さを取得するように構成する。これにより、上記第１実施形態と同様に、小さい測定対象物１２（たとえば、基板Ｐにおける極小部品用の配線パターンＷ）であっても高さを精度良く測定することができる。
また、第２実施形態では、上記のように、基板Ｐにおける位置認識マークＦの形成位置、または、基板Ｐにおける配線パターンＷの形成位置である。ここで、位置認識マークＦおよび配線パターンＷは、共に、基板Ｐにおいて特徴的で認識しやすい部分である。したがって、上記のように構成することにより、基板Ｐにおける位置認識マークＦの形成位置、または、基板Ｐにおける配線パターンＷの形成位置の第１撮像画像１１３および第２撮像画像１１４に基づいて、基板Ｐの高さを容易に取得することができる。この場合、取得された基板Ｐの高さに基づいて、基板Ｐへの部品Ｅの実装時におけるヘッド３ａの目標実装高さ位置を補正すれば、ヘッド３ａによる基板Ｐへの部品Ｅの実装を精度良く行うことができる。
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記第１および第２実施形態では、部品供給部が、テープフィーダである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、部品供給部が、トレイ上に部品を保持するトレイフィーダであってもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、ヘッドユニットが、複数のヘッドが円状に配列されたロータリ型のヘッドユニットである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ヘッドユニットが、所定の方向に沿って配列された複数のヘッドを含むヘッドユニットであってもよい。図１１に示す変形例では、ヘッドユニット１０３は、所定の方向に沿って配列された複数のヘッド１０３ａを含んでいる。また、ヘッドユニット１０３には、第１撮像部７および第２撮像部８が設けられている。第２撮像部８は、各ヘッド１０３ａによる部品Ｅの保持（吸着）を撮像可能なように、ヘッドユニット１０３に対してヘッド１０３ａ（ノズル）の配列方向に沿って移動可能に構成されている。
また、上記第１および第２実施形態では、第１撮像部が、略鉛直上方から測定対象物を撮像し、第２撮像部が、斜め上方から測定対象物を撮像する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１撮像部と第２撮像部とが互いに異なる方向から測定対象物を撮像すれば、第１撮像部がいずれの方向から測定対象物を撮像してもよいし、第２撮像部がいずれの方向から測定対象物を撮像してもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、式（３）または式（４）により、測定対象物の高さが取得される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、式（３）または式（４）以外の式により、測定対象物の高さが取得されてもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、第２撮像部が、部品供給部に配置された部品を撮像する撮像部である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１撮像部とは別個に設けられていれば、第２撮像部が、部品供給部に配置された部品を撮像する撮像部以外の撮像部であってもよい。たとえば、第２撮像部が、基板の部品実装位置を撮像する撮像部であってもよい。この場合、第２撮像部による部品実装位置の撮像画像に基づいて、部品実装位置に部品を実装するために下降する際にヘッドが目標とする水平方向における位置である目標実装水平位置（ＸＹ座標位置）が制御部により補正されてもよい。
また、上記第１実施形態では、測定対象物が、部品供給部に配置された部品である例を示し、上記第２実施形態では、測定対象物が、基板における位置認識マークの形成位置および基板における配線パターンの形成位置である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、測定対象物が、部品供給部に配置された部品、基板における位置認識マークの形成位置および基板における配線パターンの形成位置以外であってもよい。また、基板の高さを測定する場合に、基板における位置認識マークの形成位置、および、基板における配線パターンの形成位置のうちのいずれか一方のみが測定対象物であってもよい。
また、上記第１実施形態では、制御部が、段取り変えが実施された場合、ヘッドによる部品の保持エラーが生じた場合、および、目標保持水平位置補正値が所定のしきい値以上である場合に、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部が、段取り変えが実施された場合、ヘッドによる部品の保持エラーが生じた場合、および、目標保持水平位置補正値が所定のしきい値以上である場合のうちの少なくともいずれか１つの場合に、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されていてもよい。また、制御部が、段取り変えが実施された場合、ヘッドによる部品の保持エラーが生じた場合、および、目標保持水平位置補正値が所定のしきい値以上である場合以外の場合に、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されていてもよい。たとえば、制御部が、ヘッドによる部品の保持動作毎に、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されていてもよい。また、たとえば、制御部が、基板が搬送される場合に、測定対象物としての部品の高さを取得するように構成されていてもよい。
また、上記第１実施形態では、制御部が、測定対象物としての部品の同一特徴点として、所定の辺における、部品の電極部分とモールド部分との境界部分を示す所定点を検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部が、測定対象物としての部品の同一特徴点として、所定の辺における、部品の電極部分とモールド部分との境界部分を示す所定点以外の部分を検出してもよい。
また、上記第２実施形態では、制御部が、測定対象物としての基板における位置認識マークの形成位置（基板における配線パターンの形成位置）の同一特徴点として、位置認識マーク（対象の配線パターン）の角部を検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部が、測定対象物としての基板における位置認識マークの形成位置（基板における配線パターンの形成位置）の同一特徴点として、位置認識マーク（対象の配線パターン）の角部以外の部分を検出してもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
３ａ、１０３ａ ヘッド
１１ 部品供給部
７ 第１撮像部
８ 第２撮像部
９、１０９ 制御部
１２ 測定対象物
１２ａ 特徴点
１３、１１３、 第１撮像画像
１４、１１４ 第２撮像画像
１００、２００ 部品実装システム
Ｅ 部品
Ｆ 位置認識マーク
Ｐ 基板
Ｗ 配線パターン

Claims (10)

  1. 部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、
    前記基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、
    前記第１撮像部とは別個に設けられ、テレセントリック光学系を有する第２撮像部と、
    前記第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、前記第２撮像部による前記測定対象物の第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物の高さを取得する制御部と、を備える、部品実装装置。
  2. 部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、
    前記基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、
    前記第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、
    前記第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、前記第２撮像部による前記測定対象物の第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、
    前記測定対象物は、前記基板における前記位置認識マークの形成位置、または、前記基板における配線パターンの形成位置である、部品実装装置。
  3. 部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、
    前記基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、
    前記第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、
    前記第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、前記第２撮像部による前記測定対象物の第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、
    前記測定対象物は、前記部品供給部に配置された前記部品である、部品実装装置。
  4. 部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、
    前記基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、
    前記第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、
    前記第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、前記第２撮像部による前記測定対象物の第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、
    前記測定対象物は、前記部品供給部に配置された前記部品であり、
    前記制御部は、段取り変えが実施された場合、および、前記ヘッドによる前記部品の保持エラーが生じた場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、前記第１撮像部および前記第２撮像部により前記測定対象物としての前記部品を撮像する制御を行い、前記測定対象物としての前記部品の前記第１撮像画像および前記第２撮像画像を取得するとともに、取得された前記第１撮像画像および前記第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物としての前記部品の高さを取得するように構成されている、部品実装装置。
  5. 部品供給部から供給される部品を保持して基板に実装するヘッドと、
    前記基板に付された位置認識マークを撮像する第１撮像部と、
    前記第１撮像部とは別個に設けられた第２撮像部と、
    前記第１撮像部による測定対象物の第１撮像画像、および、前記第２撮像部による前記測定対象物の第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物の高さを取得する制御部と、を備え、
    前記測定対象物は、前記部品供給部に配置された前記部品であり、
    前記第２撮像部は、斜め上方から、前記部品供給部に配置された前記部品を撮像するように構成されており、
    前記制御部は、前記第２撮像部による前記部品供給部に配置された前記部品の撮像画像に基づいて、前記部品供給部に配置された前記部品を保持するために下降する際に前記ヘッドが目標とする水平方向における位置である目標保持水平位置を補正するための目標保持水平位置補正値を取得するように構成されており、
    前記制御部は、取得された前記目標保持水平位置補正値が、予め決められた所定のしきい値以上である場合に、前記第１撮像部および前記第２撮像部により前記測定対象物としての前記部品を撮像する制御を行い、前記測定対象物としての前記部品の前記第１撮像画像および前記第２撮像画像を取得するとともに、取得された前記第１撮像画像および前記第２撮像画像に基づいて、前記測定対象物としての前記部品の高さを取得するように構成されている、部品実装装置。
  6. 前記第１撮像部は、略鉛直上方から前記測定対象物を撮像するように構成されており、
    前記第２撮像部は、斜め上方から前記測定対象物を撮像するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
  7. 前記制御部は、以下の式（１）により、前記測定対象物の高さを取得するように構成されている、請求項６に記載の部品実装装置。
    Ｈ＝Ｓ／ｓｉｎθ−Ｔ／ｔａｎθ ・・・（１）
    ここで、
    Ｈ：物理単位の測定対象物の高さ
    Ｓ：第２撮像画像における中央線から測定対象位置までの距離に対応する実空間の距離
    Ｔ：第１撮像画像における中央線から測定対象位置までの距離に対応する実空間の距離
    θ：鉛直方向に対する第２撮像部の光軸の角度
    である。
  8. 前記制御部は、以下の式（２）により、前記測定対象物の高さを取得するように構成されている、請求項７に記載の部品実装装置。
    Ｈ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｈ＝（Ｓｃａｌｅ−ｃ）×ｓ／ｓｉｎθ−ｔ／ｔａｎθ ・・・（２）
    ここで、
    Ｓｃａｌｅ−ｃ：ピクセル単位の距離を物理単位の距離に変換するための変換係数
    ｈ：ピクセル単位の測定対象物の高さ
    ｓ：第２撮像画像における中央線から測定対象位置までのピクセル単位の距離
    ｔ：第１撮像画像における中央線から測定対象位置までのピクセル単位の距離
    である。
  9. 前記第２撮像部は、前記部品供給部に配置された前記部品、および、前記基板の部品実装位置のうちの少なくともいずれか一方を撮像する撮像部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
  10. 前記制御部は、前記第１撮像画像と前記第２撮像画像とにおける、前記測定対象物の同一特徴点を検出するとともに、検出された前記測定対象物の同一特徴点の高さを、前記測定対象物の高さとして取得するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の部品実装装置。
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