JP7290790B2 - 表面実装機、及び、画像解析方法 - Google Patents

Description

本明細書で開示する技術は表面実装機、及び、画像解析方法に関する。

従来、基板に部品を実装する表面実装機において、部品を保持する部品保持部を昇降可能に支持するヘッド部と、ヘッド部を基板の板面に平行な方向に移動させる移動部と、ヘッド部に設けられている撮像部であって、部品保持部によって保持されている部品を撮像して画像データを生成する撮像部と、撮像部から受信した画像データを解析する解析部とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、特許文献１に記載の電子部品装着装置は、電子部品を保持する吸着ノズルを昇降可能に支持する装着ヘッドと、装着ヘッドを基板上の任意の位置に移動させる移動装置と、装着ヘッドに設けられており、吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像するパーツカメラと、パーツカメラから入力される第１画像データに対して階調圧縮処理を実行し、処理した結果を第２画像データとして制御部に送信する送信部と、制御部とを備えている。制御部は受信した第２画像データに基づいて、電子部品が装着ヘッドに正常に保持されているか否かを判定する。

特許第６１３１３１５号公報

近年、部品の小型化に伴い、撮像部の高分解能化が求められている。撮像部が高分解能化すると画像データのデータ量が増大する。同時に近年の表面実装機は画像データを高速処理することが求められており、そのために撮像部から解析部に画像データを高速転送することが求められている。このような高分解能化及び高速化の要求により、撮像部と解析部とを接続している通信ケーブルに広い転送帯域が求められている。

撮像部がヘッド部に設けられている場合、移動部によってヘッド部が移動されることから、撮像部は通信ケーブルとして耐屈曲ケーブル（所謂フレキシブルケーブル）を介して解析部と接続されることが多い。しかしながら、一般に耐屈曲ケーブルは固定ケーブルよりも転送帯域が狭い。通信ケーブルを増やすことで転送帯域を広くすることも可能であるが、レイアウトの制約で難しい場合もある上、コストや組み立て工数が増加するなどの課題が発生する。

特許文献１に記載の電子部品装着装置は第１画像データの階調を圧縮するのでデータ量を削減できる。このため、階調を圧縮しない場合に比べ、狭い転送帯域でも画像データを高速に転送できる（言い換えると１の画像データ当たりの送信時間を短縮できる）。しかしながら、データ量を削減する方法は階調の圧縮に限られるものではない。特許文献１では階調を圧縮する方法以外の方法でデータ量を削減する場合の課題について検討されていなかった。

本明細書では、画像データを間引いてデータ量を削減する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる技術を開示する。

（１）本明細書で開示する表面実装機は、基板に部品を実装する表面実装機であって、前記部品を保持する部品保持部を昇降可能に支持するヘッド部と、前記ヘッド部を前記基板の板面に平行な方向に移動させる移動部と、前記ヘッド部に設けられている撮像部であって、前記部品保持部によって保持されている前記部品を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを間引いて送信する撮像部と、通信ケーブルを介して前記撮像部と接続されており、前記撮像部から受信した間引き後の前記画像データを解析する解析部と、を備え、前記撮像部は、前記画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか前記画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向について他方の方向より大きい間引き率で間引くか、又は、前記一方の方向について間引く一方、前記他方の方向については間引かない。

上述した「縦方向及び横方向のうちいずれか画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向」は、「縦方向及び横方向のうち相対的に解析精度への影響が小さい方向」と言い換えることもできる。

例えば、部品保持部に保持されている部品を水平方向から撮像して部品の厚み（縦方向の幅）を計測する場合を考える。この場合、画像データを縦方向に大きい間引き率で間引くと計測精度が低下する。これに対し、横方向は大きい間引き率で間引いても厚みの計測精度に大きく影響しない。
上記の表面実装機によると、画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向について他方の方向より大きい間引き率で間引くか、又は、一方の方向について間引く一方、他方の方向については間引かない。このため、例えば解析内容が部品の厚みの計測である場合、一方の方向として横方向を設定しておけば、画像データを縦方向に間引かない（あるいは横方向より小さい間引き率で間引く）ことによって厚みの計測精度の低下を抑制しつつ、画像データを横方向に間引く（あるいは縦方向より大きい間引き率で間引く）ことによってデータ量を削減できる。

解析内容が部品の横方向の幅の計測である場合は一方の方向として縦方向を設定しておけば、画像データを横方向に間引かない（あるいは縦方向より小さい間引き率で間引く）ことによって幅の計測精度の低下を抑制しつつ、画像データを縦方向に間引く（あるいは横方向より大きい間引き率で間引く）ことによってデータ量を削減できる。
このように、上記の表面実装機によると、画像データを間引いてデータ量を削減する場合に、画像データの解析内容に応じて画像の縦方向と横方向とで間引き率を異ならせることにより、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

前述した特許文献１では画像データの階調を圧縮するので必要な情報が失われる可能性がある。上記の表面実装機によると、階調を圧縮せずに間引くことにより、間引かれずに残ったデータについては必要な情報が失われることを抑制できる。このため、階調を圧縮する場合に比べて高精度な解析が可能になる。なお、上記の表面実装機において、２値化などによって階調を圧縮しても解析精度が低下し難い場合は階調を圧縮した上で間引いてもよい。

（２）前記撮像部は前記ヘッド部に設けられており、前記部品保持部に保持されている前記部品を水平方向から撮像してもよい。

上記の表面実装機によると、部品保持部に保持されている部品を水平方向から撮像して部品の厚みあるいは幅を計測する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

（３）前記画像データの解析は前記部品の厚みの計測であり、前記一方の方向は前記横方向であってもよい。

上記の表面実装機によると、部品保持部に保持されている部品を水平方向から撮像して部品の厚みを計測する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

（４）前記画像データの解析は前記部品の幅の計測であり、前記一方の方向は前記縦方向であってもよい。

上記の表面実装機によると、部品保持部に保持されている前記部品を水平方向から撮像して部品の幅を計測する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

（５）前記解析部は、前記撮像部から受信した画像データが表す画像を引き伸ばす引き伸ばし処理を実行し、引き伸ばした画像を解析してもよい。

例えば部品の厚み（縦方向の幅）及び幅（横方向の幅）の両方を計測する場合に、厚みについては高精度の計測が求められるが、部品の幅については低い精度での計測が許容される場合、横方向について縦方向より大きい間引き率で間引かれた画像データから幅を計測してもよい。しかしながら、その場合、例えば画像が横方向に１／２に間引かれていたとすると、画像から計測した幅を２倍する処理が必要になるので計算量が増える。

上記の表面実装機によると、解析部は撮像部から受信した画像データが表す画像を引き伸ばすので、間引く前の画素数に引き伸ばすことにより、幅（あるいは厚み）を計測するための計算量を低減できる。これにより部品の幅（あるいは厚み）を高速に計測できる。
問題が生じた場合の原因究明などの理由で、撮像部から受信した画像を表示装置に表示させることもある。間引いた画像を引き伸ばすと自然な画像（あるいは自然な画像に近い画像）を表示できるので、画像を見る作業者の利便性が向上するという利点もある。

（６）本明細書で開示する画像解析方法は、基板に部品を実装する表面実装機における画像解析方法であって、前記表面実装機は、前記部品を保持する部品保持部を昇降可能に支持するヘッド部と、前記ヘッド部を前記基板の板面に平行な方向に移動させる移動部と、前記ヘッド部に設けられており、前記部品保持部によって保持されている前記部品を撮像して画像データを生成する撮像部と、通信ケーブルを介して前記撮像部と接続されており、前記撮像部から受信した前記画像データを解析する解析部と、を備え、当該画像解析方法は、前記撮像部が、前記画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか前記画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向について他方の方向より大きい間引き率で間引くか、又は、前記一方の方向について間引く一方、前記他方の方向については間引かない間引きステップと、前記撮像部が、前記間引きステップで間引かれた後の前記画像データを前記解析部に送信する送信ステップと、を含む。

上記の画像解析方法によると、画像データを間引いてデータ量を削減する場合に、画像データの解析内容に応じて画像の縦方向と横方向とで間引き率を異ならせることにより、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

本明細書によって開示される発明は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。

実施形態１に係る表面実装機の上面図 ロータリーヘッドの斜視図 ロータリーヘッドの斜視図 ヘッド移動部及びロータリーヘッドの側面図 ロータリーヘッドの上面図 ロータリーヘッド及び部品計測カメラの模式図 画像データの間引きを説明するための模式図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 部品計測カメラの電気的構成を示すブロック図 撮像センサの模式図 実施形態２に係る画像データの間引きを説明するための模式図 実施形態３に係る画像データの間引き及び引き伸ばしを説明するための模式図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１から図１０によって説明する。以降の説明では図１に示す左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、図４に示す上下方向をＺ軸方向という。また、以降の説明では図１に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。

（１）表面実装機の全体構成
図１を参照して、実施形態１に係る表面実装機１の全体構成について説明する。表面実装機１はプリント基板Ｐ（以下、単に「基板Ｐ」という）に電子部品などの部品Ｅを実装する装置である。表面実装機１は基台１０、搬送コンベア１１、図示しないバックアップ装置、４つのテープ部品供給装置１３、ロータリーヘッド１４（ヘッド部の一例）、ヘッド移動部１５（移動部の一例）、部品撮像カメラ１６、基板撮像カメラ１７などを備えている。図１では示されていないが、表面実装機１は図４に示す部品計測カメラ７１（撮像部の一例）、図８に示す制御部８０、図８に示す操作部９０なども備えている。

基台１０は平面視長方形状をなしている。図１において二点鎖線で示す矩形枠Ａは基板Ｐに部品Ｅを実装するときの作業位置（以下、作業位置Ａという）を示している。
搬送コンベア１１は基板ＰをＸ軸方向の上流側から作業位置Ａに搬入し、作業位置Ａで部品Ｅが実装された基板Ｐを下流側に搬出する。搬送コンベア１１はＸ軸方向に循環駆動する一対のコンベアベルト１１Ａ及び１１Ｂ、それらのコンベアベルトを駆動するコンベア駆動モータ１０６（図８参照）などを備えている。後側のコンベアベルト１１Ａは前後方向に移動可能であり、基板Ｐの幅に応じて２つのコンベアベルト１１Ａと１１Ｂとの間隔を調整できる。

図示しないバックアップ装置は作業位置Ａの下方に配されている。バックアップ装置は作業位置Ａに搬送された基板Ｐを作業位置Ａに固定するとともに、基板Ｐを下から支持する。
テープ部品供給装置１３は搬送コンベア１１のＹ軸方向の両側においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらのテープ部品供給装置１３には複数のフィーダ２０がＸ軸方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ２０は所謂テープフィーダであり、複数の部品Ｅが収容された部品テープが巻回されたリール、及び、リールから部品テープを引き出す電動式のテープ送出装置等を備えており、搬送コンベア１１側の端部に設けられた部品供給位置から部品Ｅを一つずつ供給する。

ここでは部品供給装置としてテープ部品供給装置１３を例に説明するが、部品供給装置は部品Ｅが載置されているトレイを供給する所謂トレイフィーダであってもよいし、半導体ウェハを供給するものであってもよい。

ロータリーヘッド１４は円周上に等間隔に配されている複数の実装ヘッド２１（部品保持部の一例）を備えている。実装ヘッド２１はテープ部品供給装置１３によって供給された部品Ｅを吸着（保持の一例）及び解放するものである。実装ヘッド２１は上下方向に昇降可能に支持されている。図１では示されていないが、ロータリーヘッド１４には部品計測カメラ７１も設けられている。部品計測カメラ７１は実装ヘッド２１によって吸着された部品Ｅを水平方向から撮像して部品Ｅの厚み（縦方向の幅）を計測（解析の一例）するためのカメラである。ロータリーヘッド１４及び部品計測カメラ７１の構成については後述する。
ここではヘッド部としてロータリーヘッド１４を例に説明するが、ヘッド部は実装ヘッド２１が一列に配列された所謂インライン型であってもよい。

ヘッド移動部１５はロータリーヘッド１４を所定の可動範囲内でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるものである。ヘッド移動部１５はロータリーヘッド１４をＸ軸方向に往復移動可能に支持しているビーム２２、ビーム２２をＹ軸方向に往復移動可能に支持している一対のＹ軸ガイドレール２３、ロータリーヘッド１４をＸ軸方向に往復移動させるＸ軸サーボモータ１０１、ビーム２２をＹ軸方向に往復移動させるＹ軸サーボモータ１０２などを備えている。

２つの部品撮像カメラ１６はそれぞれＸ軸方向に並んだ２つのテープ部品供給装置１３の間に設けられている。部品撮像カメラ１６は実装ヘッド２１に吸着されている部品Ｅを下から撮像して実装ヘッド２１に対する部品Ｅの回転角度や部品形状などを認識するためのものである。
２つの基板撮像カメラ１７はロータリーヘッド１４に設けられている。基板撮像カメラ１７は基板Ｐに付されている図示しないフィデューシャルマークを撮像して基板Ｐの位置や傾きを認識するためのものである。

（１－１）ロータリーヘッド
図２から図５を参照して、ロータリーヘッド１４について概略的に説明する。
図２に示すように、ロータリーヘッド１４は本体であるヘッド本体部５２がカバー５３、５４によって覆われたアーム状をなしている。ロータリーヘッド１４はビーム２２に支持されるヘッド本体部５２、鉛直線周りに回転可能にヘッド本体部５２に支持されている略円柱状の軸部５５、ヘッド本体部５２に固定されている一対のＺ軸駆動装置６０、軸部５５を鉛直線周りに回転駆動するＮ軸サーボモータ１０４（図８参照）、実装ヘッド２１を実装ヘッド２１の軸線周りに自転させるＲ軸サーボモータ１０５（図８参照）、基板撮像カメラ１７（図１参照）、部品計測カメラ７１（図４参照）などを備えている。

図３に示すように、軸部５５の下端部には径の大きいシャフト保持部５６が設けられている。シャフト保持部５６には周方向に等間隔で複数個（本実施形態では１８個）の貫通孔が形成されており、軸状をなす実装ヘッド２１がシャフト保持部５６を貫通しつつＺ軸方向に沿って伸びる形で昇降可能に保持されている。各実装ヘッド２１はノズルシャフト５７とノズルシャフト５７の下端部に着脱可能に取り付けられている吸着ノズル５８とを備えている。ノズルシャフト５７にはノズルシャフト５７が内側を通過する形態でコイルばね５９が装着されている。

Ｚ軸駆動装置６０は装置本体部６０Ａ、装置本体部６０Ａに昇降可能に支持されている昇降部６０Ｂ、装置本体部６０Ａに収容されて昇降部６０Ｂを昇降させるＺ軸リニアモータ１０３（図８参照）などを備えている。
ロータリーヘッド１４はこの他に吸着ノズル５８に負圧や正圧を供給するための機構などを備えているが、ここでは説明を省略する。

図４を参照して、ロータリーヘッド１４と制御部８０とを接続している耐屈曲ケーブル１１０（通信ケーブルの一例）について説明する。図４はロータリーヘッド１４を模式的に示しており、基板撮像カメラ１７などは省略している。図４に示すように、ロータリーヘッド１４には耐屈曲ケーブル１１０（所謂フレキシブルケーブル）の一端が接続されている。耐屈曲ケーブル１１０の他端はビーム２２に接続されている。図示していないが、ビーム２２には耐屈曲ケーブル１１０とは別の耐屈曲ケーブルの一端が接続されている。別の耐屈曲ケーブルの他端は基台１０などの非可動部分に設けられている図示しないコネクタに接続されている。制御部８０は耐屈曲ケーブル１１０及び上述した別の耐屈曲ケーブルを介してロータリーヘッド１４への電力供給やロータリーヘッド１４との通信を行う。

図５を参照して、テープ部品供給装置１３によって供給される部品Ｅを吸着ノズル５８によって吸着する場合について説明する。部品Ｅを吸着する場合、表面実装機１は２つのＺ軸駆動装置６０のうちいずれか一方（例えば吸着する部品Ｅを供給する部品供給位置に近い方のＺ軸駆動装置６０）の昇降部６０Ｂが部品供給位置の上方に位置するようにロータリーヘッド１４を移動させるとともに、その部品Ｅを吸着する吸着ノズル５８が当該一方のＺ軸駆動装置６０の昇降部６０Ｂの下方に位置するようにロータリーヘッド１４を回転させる。

そして、表面実装機１はＺ軸駆動装置６０を駆動して昇降部６０Ｂを下降させる。昇降部６０Ｂを下降させると実装ヘッド２１が昇降部６０Ｂに押されて下降し、吸着ノズル５８によって部品Ｅが吸着される。表面実装機１は部品Ｅが吸着されるとＺ軸駆動装置６０を駆動して昇降部６０Ｂを上昇させる。昇降部６０Ｂが上昇するとコイルばね５９の付勢力によって実装ヘッド２１が上昇する。ここでは部品Ｅの吸着について説明したが、吸着した部品Ｅを基板Ｐに搭載するときも同様である。

（１－２）光源及び部品計測カメラ
図６を参照して、光源７０及び部品計測カメラ７１について説明する。図６に示すように、ロータリーヘッド１４の軸部５５の下面には実装ヘッド２１に保持されている部品Ｅを水平方向から照明する光源７０が固定されている。光源７０は円柱状に形成されており、外周面が略一様に発光する。部品計測カメラ７１はヘッド本体部５２に固定されている。

図７に示す画像１２０は部品計測カメラ７１によって生成された画像データが表す画像を表している。部品計測カメラ７１によって部品Ｅを撮像するとき、光源７０から出射された光は実装ヘッド２１及び部品Ｅによって遮られる。このため、画像１２０において実装ヘッド２１及び部品Ｅは影となって表れる。画像１２０において影を表す画素の濃度は０（黒）に近い値となり、光源７０からの光が入射した画素の濃度は２５５（白）に近い値となる。

（２）表面実装機の電気的構成
図８に示すように、表面実装機１は制御部８０及び操作部９０を備えている。制御部８０は演算処理部８１、モータ制御部８２、記憶部８３、画像取り込みボード８４、外部入出力部８５、フィーダ通信部８６などを備えている。演算処理部８１及び画像取り込みボード８４は解析部の一例である。

演算処理部８１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えており、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することによって表面実装機１の各部を制御する。
モータ制御部８２は演算処理部８１の制御の下でＸ軸サーボモータ１０１、Ｙ軸サーボモータ１０２、Ｚ軸リニアモータ１０３、Ｎ軸サーボモータ１０４、Ｒ軸サーボモータ１０５、コンベア駆動モータ１０６などの各モータの運転、停止及び回転速度を制御する。

記憶部８３は電源をオフにしてもデータが消えない書き換え可能な記憶装置（ハードディスク等）である。記憶部８３には各種のプログラムやデータが記憶されている。各種のデータには、生産が予定されている基板Ｐの機種、各種の部品Ｅに関するデータ（部品Ｅの形状データなど）、各機種を生産する順序、機種ごとのデータ（生産枚数、基板Ｐの形状、実装される部品Ｅ、部品Ｅの実装順序、部品Ｅの実装座標、実装角度）などが含まれる。

画像取り込みボード８４は部品撮像カメラ１６、基板撮像カメラ１７、部品計測カメラ７１から送信された画像データを受信し、受信した画像データを演算処理部８１のＲＡＭに記憶させる。
外部入出力部８５はいわゆるインターフェースであり、表面実装機１の本体に設けられている各種センサ類８８から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部８５は演算処理部８１から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類８９（図示しない空気供給装置、バックアップ装置を含む）に対する動作制御を行うように構成されている。

フィーダ通信部８６はフィーダ２０に接続されており、フィーダ２０を統括して制御する。
操作部９０は液晶ディスプレイなどの表示部と、タッチパネルなどの入力部とを備えている。作業者は操作部９０を操作して表面実装機１に対する各種の設定や動作の指示などを行うことができる。

（３）部品計測カメラの電気的構成
図９に示すように、部品計測カメラ７１は撮像センサ７１Ａ、ＦＰＧＡ７１Ｂ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、及び、通信部７１Ｃを備えている。ＦＰＧＡ７１Ｂに代えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を備えていてもよい。

撮像センサ７１Ａは受光素子が二次元配列されたエリアセンサ９１及びＡ／Ｄコンバータ９２を備えている。各受光素子は蓄積した電荷に応じた電圧をＡ／Ｄコンバータ９２に印加する。Ａ／Ｄコンバータ９２は各受光素子から印加された電圧を０（黒）～２５５（白）のデジタルデータに変換してＦＰＧＡ７１Ｂに出力する。

ＦＰＧＡ７１Ｂは制御部８０の制御の下で撮像センサ７１Ａを制御する回路である。ＦＰＧＡ７１Ｂは、撮像センサ７１Ａから出力されたデジタルの画像データを、通信部７１Ｃを介して制御部８０に送信する。詳しくは後述するが、ＦＰＧＡ７１Ｂは出力された画像データをそのまま送信するのではなく、横方向に１／２に間引いて送信する。
通信部７１ＣはＦＰＧＡ７１Ｂが制御部８０と通信するための回路である。通信部７１Ｃは耐屈曲ケーブル１１０及び前述した別の耐屈曲ケーブルを介して画像取り込みボード８４に接続されている。

（４）部品の厚み計測
図７を参照して、部品Ｅの厚み計測について説明する。部品計測カメラ７１は実装ヘッド２１に吸着されている部品Ｅを水平方向から撮像して画像データを生成し、生成した画像データを間引いて画像取り込みボード８４に送信する。
部品Ｅの厚みを計測する場合、画像データが表す画像１２０の横方向は縦方向に比べて間引き率を大きくしても厚みの計測精度（解析精度の一例）への影響が小さい。このため、部品計測カメラ７１（より具体的にはＦＰＧＡ７１Ｂ）には、高精度な画像の解析（厚みの計測）を可能にしつつデータ量を削減するために、画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向として、厚みの計測精度への影響が小さい方向である横方向が設定されている。部品計測カメラ７１は、画像データを間引くとき、設定されている方向である横方向について間引く一方、縦方向については間引かない。

具体的には例えば、画像データが表す画像１２０において横方向に一列に並ぶ画素を行と定義し、縦方向に一列に並ぶ画素を列と定義したとき、部品計測カメラ７１は画像１２０を横方向に１列おきに間引く。これにより、画像１２１のように、画像１２０が横方向（一方の方向の一例）に１／２（間引き率の一例）に間引かれる。これに対し、部品計測カメラ７１は、縦方向（他方の方向の一例）には画像１２０を間引かない。言い換えると、縦方向の間引き率は０（零）である。このため画像１２０の全ての行が送信される。ただし、各行はそれぞれ１／２に間引かれている。

図１０を参照して、画像データの送信についてより具体的に説明する。撮像センサ７１Ａの露光が完了すると、各受光素子１２２に蓄積されている電荷に応じた電圧がＡ／Ｄコンバータ９２によって１受光素子１２２ずつ順にデジタルデータに変換される。具体的には例えば、図１０に示すようにエリアセンサ９１の上の行から下の行の順に変換される。各行においては左の受光素子１２２から右の受光素子１２２の順に変換される。ＦＰＧＡ７１ＢはＡ／Ｄコンバータ９２から１行分の画像データが出力されると、出力された１行分の画像データを構成しているデジタルデータ（一つの受光素子１２２に対応するデータ）を１つおきに画像取り込みボード８４に送信する。これにより１行分の画像データが横方向に１／２に間引かれて送信される。

ここでは画像１２０を１列おきに間引く場合（すなわち横方向に１／２に間引く場合）を例に説明したが、何列おきに間引くかは適宜に決定可能である。例えば３列のうち１列を間引いてもよいし、３列のうち２列を間引いてもよい。

画像取り込みボード８４は部品計測カメラ７１から受信した間引き後の画像データを演算処理部８１のＲＡＭに記憶させる。演算処理部８１はＲＡＭに記憶された画像データを解析する。具体的には、演算処理部８１は画像データが表す画像１２１において部品Ｅを表している画素のうち最も上側の画素を部品Ｅの上端、最も下側の画素を部品Ｅの下端とし、上端から下端までの画素数を厚み［ｍｍ］に換算することによって部品Ｅの厚みを計測する。

計測した厚みは、例えば部品Ｅの良否判定や、実装ヘッド２１を下降させて基板Ｐに部品Ｅを搭載するときの下降量の決定などに用いられる。計測した厚みをどのような制御に用いるかは適宜に決定可能である。

（５）実施形態の効果
実施形態１に係る表面実装機１によると、画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか画像データの解析内容（部品Ｅの厚みの計測）に応じて設定されている一方の方向（横方向）について間引く一方、他方の方向（縦方向）については間引かない。具体的には、実施形態１では横方向の間引き率が１／２であり、縦方向の間引き率が０である。このため、画像データを縦方向に間引かないことによって厚みの計測精度の低下を抑制しつつ、画像データを横方向に間引くことによってデータ量を削減できる。このように、表面実装機１によると、画像データを間引いてデータ量を削減する場合に、画像データの解析内容に応じて画像の縦方向と横方向とで間引き率を異ならせることにより、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。
部品Ｅの厚みを計測する場合、横方向は縦方向に比べて間引き率を大きくしても解析精度への影響が小さい。このため、「縦方向及び横方向のうちいずれか画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向」は、「縦方向及び横方向のうち相対的に解析精度への影響が小さい方向」と言い換えることもできる。

表面実装機１によると、階調を圧縮せずに間引くので、間引かれずに残ったデータについては必要な情報が失われることを抑制できる。このため、階調を圧縮する場合に比べて高精度な解析が可能になる。

表面実装機１によると、部品計測カメラ７１はロータリーヘッド１４に設けられており、実装ヘッド２１に保持されている部品Ｅを水平方向から撮像する。このため、部品Ｅの厚みを計測する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

＜実施形態２＞
実施形態２を図１１によって説明する。前述した実施形態１では画像データが表す画像１２０から部品Ｅの厚みを計測する場合を例に説明した。これに対し、実施形態２では部品Ｅの横方向の幅を計測する。

図１１に示すように、実施形態２に係る部品計測カメラ７１は画像１２０を縦方向に間引いて送信する。具体的には、部品計測カメラ７１のＦＰＧＡ７１Ｂは１行おきに画像データを送信する。これにより画像データが縦方向に１／２に間引かれて送信される。画像１３１は縦方向に間引かれた後の画像を示している。

実施形態２に係る表面実装機１によると、画像データが表す画像１２０の縦方向及び横方向のうちいずれか画像データの解析内容（部品Ｅの幅の計測）に応じて設定されている一方の方向（縦方向）について間引く一方、他方の方向（横方向）については間引かない。具体的には、実施形態２では縦方向の間引き率が１／２であり、横方向の間引き率が０である。このため、画像データを横方向に間引かないことによって幅の計測精度の低下を抑制しつつ、画像データを縦方向に間引くことによってデータ量を削減できる。このため、画像データを間引いてデータ量を削減する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

表面実装機１によると、部品計測カメラ７１はロータリーヘッド１４に設けられており、実装ヘッド２１に保持されている部品Ｅを水平方向から撮像する。このため、部品Ｅの幅を計測する場合に、高精度な画像の解析を可能にしつつデータ量を削減できる。

＜実施形態３＞
実施形態３を図１２によって説明する。
実施形態３は実施形態１又は実施形態２の変形例である。ここでは実施形態１の変形例として説明する。実施形態３に係る演算処理部８１は、横方向について間引かれた一方、縦方向については間引かれていない画像から、部品Ｅの厚みだけでなく部品Ｅの幅も計測する。

実施形態３に係る画像取り込みボード８４は、受信した画像データを間引かれた方向に引き伸ばして元のサイズの画像データを生成し（引き伸ばし処理の一例）、生成した画像データを演算処理部８１のＲＡＭに記憶させる。
具体的には例えば、図１２に示すように、画像１２０を横方向に１／２に間引いた場合、画像取り込みボード８４は間引かれた画像１２１の各列についてその列の右側（あるいは左側）にその列をコピーする。例えば元の画像１２０の偶数列を間引いた場合、間引かれた後の画像１２１には元の画像１２０の１列目、３列目、５列目のように奇数列のデータが残っている。この場合、画像取り込みボード８４は１列目と３列目との間に１列目をコピーして２列目とし、３列目と５列目との間に３列目をコピーすることによって４列目とする。これにより元のサイズの画像データが生成される。画像１４０は生成された元のサイズの画像を示している。ただし、奇数列をコピーしただけであるので、元の画像データ（間引かれる前の画像データ）は完全には復元されない。

画像データを引き伸ばすとデータ量が増大するので、画像取り込みボード８４からＲＡＭにデータを転送する時間が長くなる。しかしながら、通常、画像取り込みボード８４とＲＡＭとは耐屈曲ケーブル１１０よりも転送帯域が広い高速なバスによって接続されているので、転送に要する時間が長くなっても処理時間に大きな影響はない。

実施形態３に係る表面実装機１によると、画像取り込みボード８４は部品計測カメラ７１から受信した画像データが表す画像を横方向に引き伸ばすので、間引く前の画素数に引き伸ばすことにより、幅を計測するための計算量を低減できる。これにより部品Ｅの幅を高速に計測できる。
問題が生じた場合の原因究明などの理由で、部品計測カメラ７１から受信した画像を操作部９０の表示部に表示させることもある。間引いた画像を引き伸ばすと自然な画像（あるいは自然な画像に近い画像）を表示できるので、画像を見る作業者の利便性が向上するという利点もある。

ここでは間引く前の画素数に引き伸ばす場合を例に説明したが、どのような画素数に引き伸ばすかは適宜に決定できる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって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、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態１は部品Ｅの厚み（縦方向の幅）を計測するものであり、画像の縦方向については間引かない。これに対し、縦方向についても要求される計測精度が満たされる範囲で、且つ、横方向より小さい間引き率で間引いてもよい。幅を計測する場合も同様である。

（２）上記実施形態では画像データの階調を圧縮することなく間引いて送信する場合を例に説明したが、２値化などによって階調を圧縮した上で間引いてもよい。

（３）上記実施形態３では間引かれた画像の各列についてその列の右側にその列をコピーすることによって画像を引き伸ばす場合を例に説明したが、引き伸ばす方法は適宜に決定できる。例えば補間処理によって１列目のデータと３列目のデータとから２列目のデータを補間することによって引き伸ばしてもよい。

（４）上記実施形態では部品計測カメラ７１から制御部８０に画像データを間引いて送信する場合を例に説明したが、間引いて送信する場合と間引かずに送信する場合とを切り替え可能であってもよい。

（５）上記実施形態では実装ヘッド２１によって吸着されている部品Ｅを部品計測カメラ７１が水平方向から撮像する場合を例に説明したが、撮像する方向は水平方向に限られない。例えば、部品計測カメラ７１は部品Ｅを斜め上方向あるいは斜め下方向から撮像してもよい。

（６）上記実施形態では部品保持部として部品Ｅを吸着して保持する実装ヘッド２１を例に説明したが、部品保持部は部品Ｅを挟んで保持する所謂チャッキングによって保持するものであってもよい。

１…表面実装機
１４…ロータリーヘッド（ヘッド部の一例）
１５…ヘッド移動部（移動部の一例）
２１…実装ヘッド（部品保持部の一例）
７１…部品計測カメラ（撮像部の一例）
８１…演算処理部（解析部の一例）
８４…画像取り込みボード（解析部の一例）
１１０…耐屈曲ケーブル（通信ケーブルの一例）
Ｅ…部品
Ｐ…プリント基板（基板の一例）

Claims (7)

1. 基板に部品を実装する表面実装機であって、
   前記部品を保持する部品保持部を昇降可能に支持するヘッド部と、
   前記ヘッド部を前記基板の板面に平行な方向に移動させる移動部と、
   前記ヘッド部に設けられている撮像部であって、前記部品保持部によって保持されている前記部品を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを間引いて送信する撮像部と、
   通信ケーブルを介して前記撮像部と接続されており、前記撮像部から受信した間引き後の前記画像データを解析する解析部と、
   を備え、
   前記撮像部は、前記画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか前記画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向について他方の方向より大きい間引き率で間引くか、又は、前記一方の方向について間引く一方、前記他方の方向については間引かない、表面実装機。
2. 請求項１に記載の表面実装機であって、
   前記撮像部は、前記部品保持部に保持されている前記部品を水平方向から撮像する、表面実装機。
3. 請求項２に記載の表面実装機であって、
   前記画像データの解析は前記部品の厚みの計測であり、
   前記一方の方向は前記横方向である、表面実装機。
4. 請求項２に記載の表面実装機であって、
   前記画像データの解析は前記部品の幅の計測であり、
   前記一方の方向は前記縦方向である、表面実装機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記解析部は、前記撮像部から受信した画像データが表す画像を引き伸ばす引き伸ばし処理を実行し、引き伸ばした画像を解析する、表面実装機。
6. 基板に部品を実装する表面実装機における画像解析方法であって、
   前記表面実装機は、
   前記部品を保持する部品保持部を昇降可能に支持するヘッド部と、
   前記ヘッド部を前記基板の板面に平行な方向に移動させる移動部と、
   前記ヘッド部に設けられており、前記部品保持部によって保持されている前記部品を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   通信ケーブルを介して前記撮像部と接続されており、前記撮像部から受信した前記画像データを解析する解析部と、
   を備え、
   当該画像解析方法は、
   前記撮像部が、前記画像データが表す画像の縦方向及び横方向のうちいずれか前記画像データの解析内容に応じて設定されている一方の方向について他方の方向より大きい間引き率で間引くか、又は、前記一方の方向について間引く一方、前記他方の方向については間引かない間引きステップと、
   前記撮像部が、前記間引きステップで間引かれた後の前記画像データを前記解析部に送信する送信ステップと、
   を含む、画像解析方法。
7. 請求項５に記載の表面実装機であって、
   前記解析部は、前記引き伸ばし処理において、前記撮像部から受信した画像データが表す画像を、前記撮像部によって間引かれた方向に引き伸ばして元のサイズの画像データを生成する、表面実装機。

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