JPWO2018158904A1

JPWO2018158904A1 - 部品実装装置および画像処理方法

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Publication number: JPWO2018158904A1
Application number: JP2019502379A
Authority: JP
Inventors: 幹也鈴木; 雅史天野; 秀一郎鬼頭; 雄哉稲浦
Original assignee: 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2037-03-02
Also published as: JP7050048B2; WO2018158904A1

Abstract

部品実装装置は、部品を保持する保持具と、保持具に保持された部品を撮像する撮像装置と、撮像装置により撮像される画像内における部品の回転角度が異なるように部品を保持した保持具と撮像装置とを相対的に回転させる回転装置と、保持具と撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態となるよう回転装置を制御し複数の状態の各々において保持具に保持された部品を撮像するよう撮像装置を制御する制御装置と、複数の状態の各々において撮像装置に撮像された複数の画像を用いて複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う画像処理装置と、を備えるものである。

Description

本明細書は、部品実装装置および画像処理方法を開示する。

従来、吸着ノズルなどの保持具で保持した部品を基板に実装する部品実装装置において、保持した部品の位置や角度などの保持状態を精度よく取得するために、部品を撮像した画像よりも解像度の高い高解像画像を生成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この部品実装装置では、部品を保持する保持具と、部品を撮像する撮像装置とを、水平方向（ＸＹ方向）へ相対移動させて撮像した複数の画像を用いて超解像処理を行って高解像画像を生成している。

ＷＯ２０１５／０４９７２３号公報

上述したように、超解像処理では、水平方向に保持具と撮像装置とを相対移動させて撮像した複数の画像が必要となるところ、部品実装装置によっては水平方向への保持具と撮像装置との相対移動が困難な構成となっている場合がある。その場合、超解像処理を適切に行うことができないおそれがある。

本開示は、水平方向への保持具と撮像装置との相対移動に限られず、複数の画像を用いて高解像画像を生成することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の部品実装装置は、部品を保持する保持具と、前記保持具に保持された前記部品を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像される画像内における前記部品の回転角度が異なるように前記部品を保持した前記保持具と前記撮像装置とを相対的に回転させる回転装置と、前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態となるよう前記回転装置を制御し、前記複数の状態の各々において前記保持具に保持された前記部品を撮像するよう前記撮像装置を制御する制御装置と、前記複数の状態の各々において前記撮像装置に撮像された複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う画像処理装置と、を備えることを要旨とする。

本開示の部品実装装置は、保持具と撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態の各々において保持具に保持された部品を撮像し、複数の状態の各々において撮像した複数の画像を用いて、複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う。これにより、部品を保持する保持具と撮像装置とを水平方向に相対移動させることなく、画像内における部品の回転角度が異なる複数の画像を用いて高解像画像を生成することができる。

本開示の画像処理方法は、部品を撮像した画像に対する画像処理方法であって、（ａ）前記部品の回転角度が異なる複数の画像を取得するステップと、（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行うステップと、を含むことを要旨とする。

本開示の画像処理方法は、上述した部品実装装置と同様に、部品と部品を撮像する撮像装置とを水平方向に相対移動させることなく、画像内における部品の回転角度が異なる複数の画像から高解像画像を生成することができる。なお、この画像処理方法において、上述した部品実装装置の種々の態様を採用してもよいし、上述した部品実装装置の各機能を実現するような構成を追加してもよい。

実装システム１０の構成を示す構成図。部品実装装置１１の構成を示すブロック図。実装ヘッド２２の構成を示す構成図。実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。超解像処理の一例を示すフローチャート。超解像処理に用いる画像の一例を示す説明図。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、実装システム１０の構成を示す構成図である。図２は、部品実装装置１１の構成を示すブロック図である。図３は、実装ヘッド２２の構成を示す構成図である。実装システム１０は、例えば、部品Ｐを基板Ｓに実装する処理を実行するシステムである。この実装システム１０は、部品Ｐを基板Ｓに実装する実装処理を実施する部品実装装置１１と、実装システム１０の各装置を管理する管理コンピュータ（ＰＣ）６０とを備える。実装システム１０は、複数の部品実装装置１１が上流から下流に配置されている。図１では、説明の便宜のため部品実装装置１１を１台のみ示す。なお、実装処理とは、部品Ｐを基板上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。また、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

部品実装装置１１は、図１，図２に示すように、基板搬送ユニット１２と、実装ユニット１３と、部品供給ユニット１４と、制御装置５０とを備える。基板搬送ユニット１２は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板搬送ユニット１２は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された一対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。

実装ユニット１３は、部品Ｐを部品供給ユニット１４から採取し、基板搬送ユニット１２に固定された基板Ｓへ配置するものである。実装ユニット１３は、ヘッド移動部２０と、実装ヘッド２２とを備える。ヘッド移動部２０は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備える。実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されており、ヘッド移動部２０によりＸＹ方向へ移動する。実装ヘッド２２の下面には、複数の吸着ノズル２４が取り外し可能に装着されている。吸着ノズル２４は、負圧を利用して部品を採取する採取部材である。

実装ヘッド２２は、図３に示すように、各吸着ノズル２４を保持する複数のノズルホルダ２５が配置された円筒状のロータリヘッド２３と、ロータリヘッド２３を回転させるＲ軸駆動装置３０と、ノズルホルダ２５（吸着ノズル２４）を回転させるＱ軸駆動装置３５と、ノズルホルダ２５をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動装置４０と、吸着ノズル２４に吸着された部品Ｐを撮像するカメラユニット４５とを備える。なお、ロータリヘッド２３は、複数（例えば１２個，図３では２個を図示）の吸着ノズル２４が、中心軸と同軸の円周上に所定角度間隔（例えば３０度間隔）で配置されている。吸着ノズル２４のフランジ部の下面には、図３の拡大図に示すように、複数（本実施形態では４個）の円形状のマークで構成された基準マークＭが設けられている。この基準マークＭは、カメラユニット４５のパーツカメラ４６によって部品Ｐと共に撮像される。なお、実装ヘッド２２のロータリヘッド２３の回転軸（旋回軸）をＲ軸と称し、吸着ノズル２４（ノズルホルダ２５）の回転軸をＱ軸と称する。

ノズルホルダ２５は、Ｚ軸方向に延伸された中空円筒部材として構成されている。ノズルホルダ２５の上端部２５ａは、ノズルホルダ２５の軸部よりも一回り大きな径の円盤状に形成され外径にギヤ２５ｂが形成されている。また、ノズルホルダ２５は、上端部２５ａよりも下方の所定位置に、軸部よりも一回り大きな径のフランジ部２５ｃが形成されている。このフランジ部２５ｃの下方の円環面と、ロータリヘッド２３の上面に形成された図示しない窪みとの間には、スプリング（コイルスプリング）２６が配置されている。このため、スプリング２６は、ロータリヘッド２３の上面の窪みをスプリング受けとして、ノズルホルダ２５（フランジ部２５ｃ）を上方に付勢する。

Ｒ軸駆動装置３０は、図３に示すように、例えばサーボモータなどの駆動モータ３１と、駆動モータ３１の駆動力が伝達されると共にロータリヘッド２３の中心軸に接続される回転軸３２とを備える。このＲ軸駆動装置３０は、駆動モータ３１を所定角度（例えば３０度）ずつ間欠的に駆動することにより、ロータリヘッド２３をＲ軸回りに所定角度ずつ間欠的に旋回させる。これにより、Ｒ軸駆動装置３０は、ロータリヘッド２３に配置された各吸着ノズル２４を周方向に所定角度ずつ旋回移動させる。なお、Ｒ軸駆動装置３０は、駆動モータ３１の回転量を検出可能な例えばロータリエンコーダなどのエンコーダ３１ａ（図２参照）を備える。

Ｑ軸駆動装置３５は、図３に示すように、例えばサーボモータなどの駆動モータ３６と、駆動モータ３６の駆動軸に取り付けられる駆動ギヤ３７と、Ｒ軸駆動装置３０の回転軸３２に回転可能に支持されると共に駆動ギヤ３７に噛合する従動ギヤ３８ａが形成された回転体３８とを備える。回転体３８の従動ギヤ３８ａは、各ノズルホルダ２５のギヤ２５ｂにも噛合している。このＱ軸駆動装置３５は、駆動モータ３６を駆動することにより、駆動ギヤ３７と従動ギヤ３８ａとの噛合により回転体３８を回転させると共に従動ギヤ３８ａとノズルホルダ２５のギヤ２５ｂとの噛合により各ノズルホルダ２５をそれぞれ軸回りに回転させる。これにより、各吸着ノズル２４がそれぞれＱ軸回りに回転する。なお、Ｑ軸駆動装置３５は、駆動モータ３６の回転量を検出可能な例えばロータリエンコーダなどのエンコーダ３６ａ（図２参照）を備える。

Ｚ軸駆動装置４０は、図３に示すように、例えばサーボモータなどの駆動モータ４１と、Ｚ軸方向に延伸され駆動モータ４１の駆動力が伝達されるネジ軸４２と、ネジ軸４２の回転により移動するボールネジナット４３と、ボールネジナット４３に取り付けられたＺ軸スライダ４４とを備える。Ｚ軸スライダ４４には、ロータリヘッド２３側に張り出して、所定範囲にあるノズルホルダ２５の上端部２５ａを押し下げ可能な略Ｌ字状のレバー部４４ａが形成されている。このＺ軸駆動装置４０は、駆動モータ４１を駆動することにより、Ｚ軸スライダ４４をＺ軸方向に移動させることで、図３中の左側位置にあるノズルホルダ２５をＺ軸方向に移動させる。これにより、Ｚ軸駆動装置４０は、図３中の左側位置（昇降位置ともいう）にある吸着ノズル２４（１）を昇降させる。吸着ノズル２４は、昇降によって、部品供給ユニット１４から供給される部品Ｐを吸着したり、吸着した部品を基板Ｓに装着したりする。なお、Ｚ軸駆動装置４０は、駆動モータ４１の回転量を検出可能な例えばロータリエンコーダなどのエンコーダ４１ａ（図２参照）を備える。

カメラユニット４５は、レンズが下向きに配置されたパーツカメラ４６と、パーツカメラ４６への光路を形成する光学系ユニット４７（図３中の斜視図参照）とを備える。光学系ユニット４７は、図３中の右側位置にある吸着ノズル２４（２）の下方位置に入射口４７ａが設けられると共にパーツカメラ４６のレンズの下方位置に出射口４７ｂが設けられている。なお、図３中の右側位置である吸着ノズル２４（２）の位置は、ロータリヘッド２３の昇降位置とロータリヘッド２３の中心軸（Ｒ軸）に対して対称となる位置である。光学系ユニット４７は、光を屈折させる３つのプリズム４８ａ，４８ｂ，４８ｃを備える。光学系ユニット４７は、吸着ノズル２４（２）の下方位置に設けられた入射口４７ａから入射した光を、３つのプリズム４８ａ，４８ｂ，４８ｃにより屈折させて、出射口４７ｂからパーツカメラ４６に到達させることができる。これにより、カメラユニット４５のパーツカメラ４６は、吸着ノズル２４（２）が吸着している部品Ｐの下面を撮像可能となり、撮像した画像を制御装置５０へ出力する。このため、吸着ノズル２４（２）の位置は、パーツカメラ４６による撮像位置となる。また、カメラユニット４５は、実装ヘッド２２内に配設されるため、ヘッド移動部２０により、実装ヘッド２２の各吸着ノズル２４と共にＸＹ方向へ移動する。

部品供給ユニット１４は、部品実装装置１１の手前側から部品を供給するものであり、左右方向（Ｘ方向）に並ぶように整列配置されテープによる部品の供給が可能なテープフィーダ１５と、トレイによる部品の供給が可能なトレイフィーダ１６と、を備える。テープフィーダ１５は、部品が所定間隔で収容されたテープが巻回されたリールを備え、リールからテープを引き出すことにより部品を供給する。トレイフィーダ１６は、部品が整列して並べられたトレイを用いて部品を供給する。

制御装置５０は、図２に示すように、ＣＰＵ５１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５２、各種データを記憶するＨＤＤ５３、作業領域として用いられるＲＡＭ５４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）５５などを備える。これらはバス５６を介して接続されている。この制御装置５０は、基板搬送ユニット１２、実装ユニット１３、部品供給ユニット１４、カメラユニット４５（パーツカメラ４６）へ制御信号を出力し、実装ユニット１３や部品供給ユニット１４、エンコーダ３１ａ，３６ａ，４１ａ、カメラユニット４５（パーツカメラ４６）からの信号を入力する。

管理ＰＣ６０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するコンピュータである。管理ＰＣ６０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成された制御装置を備える。制御装置は、処理プログラムを記憶するＲＯＭ、各種データを記憶するＨＤＤ、作業領域として用いられるＲＡＭ、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェースなどを備える。この管理ＰＣ６０は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置６２と、各種情報を表示するディスプレイ６４とを備える。

以下は、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、具体的には、部品実装装置１１の実装処理についての説明である。図４は、制御装置５０のＣＰＵ５１により実行される実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制御装置５０のＨＤＤ５３に記憶され、管理ＰＣ６０の入力装置６２などを介した作業者による開始指示により実行される。

このルーチンを開始すると、制御装置５０のＣＰＵ５１は、まず、基板搬送ユニット１２により基板Ｓの搬入処理を行う（Ｓ１００）。次に、ＣＰＵ５１は、部品供給ユニット１４により供給された部品Ｐを昇降位置に位置する吸着ノズル２４に吸着させる（Ｓ１１０）。ＣＰＵ５１は、実装ヘッド２２のＲ軸駆動装置３０を駆動して各吸着ノズル２４を順次昇降位置に旋回移動させ、昇降位置に位置する吸着ノズル２４をＺ軸駆動装置４０によりＺ軸方向に昇降させて部品Ｐを吸着させる。また、ＣＰＵ５１は、部品Ｐを吸着した吸着ノズル２４が、Ｒ軸駆動装置３０の駆動によって撮像位置に移動する度に、超解像処理を実行する（Ｓ１２０）。この超解像処理は、後述する図５の処理に基づいて行われる。そして、超解像処理で得られた画像に基づいて、撮像位置に位置する吸着ノズル２４における部品Ｐの位置ずれ量が算出される（Ｓ１３０）。なお、ＣＰＵ５１は、複数の吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｐのうち、全ての部品Ｐの超解像処理が完了する前に、超解像処理が完了した部品Ｐから実装を開始していくものとしてもよい。その場合、ＣＰＵ５１は、超解像処理が完了した一部の部品Ｐを実装している間に、撮像位置に移動してきた吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｐの超解像処理を順次行うものとしてもよい。

そして、ＣＰＵ５１は、超解像処理で算出した部品Ｐの位置ずれ量に基づいて実装位置を補正して基板Ｓに部品Ｐを実装していく（Ｓ１４０）。なお、ＣＰＵ５１は、部品ＰのＸＹ方向の位置調整は、ヘッド移動部２０により実装ヘッド２２の位置を調整することにより行う。また、ＣＰＵ５１は、部品Ｐの回転方向の位置調整は、Ｑ軸駆動装置３５により吸着ノズル２４の回転位置を調整することにより行う。ＣＰＵ５１は、現在の基板Ｓに対して実装予定の全ての部品Ｐの処理が完了したと判定するまで（Ｓ１５０）、Ｓ１１０〜Ｓ１４０の処理を繰り返す。ＣＰＵ５１は、Ｓ１５０で現在の基板Ｓに対して実装予定の全ての部品Ｐを処理したと判定すると、基板搬送ユニット１２により基板Ｓを搬出し（Ｓ１６０）、実装予定の全ての基板Ｓの処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１７０）。ＣＰＵ５１は、全ての基板Ｓの処理が完了していないと判定すると、Ｓ１００に戻り処理を繰り返し、全ての基板Ｓの処理が完了したと判定すると、実装処理ルーチンを終了する。以下は、Ｓ１２０の超解像処理の説明である。図５は、超解像処理の一例を示すフローチャートである。図６は、超解像処理に用いる画像の一例を示す説明図である。

図５の超解像処理では、制御装置５０のＣＰＵ５１は、まず、吸着ノズル２４が撮像位置に旋回移動してきた状態（第１状態）で、吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｐの１枚目の画像をパーツカメラ４６により撮像する（Ｓ２００）。図６Ａは、１枚目の画像の一例である。図示するように、パーツカメラ４６により撮像される画像には、部品Ｐと基準マークＭとが含まれている。次に、ＣＰＵ５１は、吸着ノズル２４をＱ軸駆動装置３５により回転させることで（Ｓ２１０）、撮像位置にある吸着ノズル２４を回転させた状態（第２状態）で吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｐの２枚目の画像をパーツカメラ４６により撮像する（Ｓ２２０）。Ｑ軸駆動装置３５により吸着ノズル２４が回転すると、光学系ユニット４７を介してパーツカメラ４６により撮像される部品Ｐの回転角度も異なるものとなる。図６Ｂは、２枚目の画像の一例である。図６Ｂは、部品Ｐの回転の様子が分かるように、便宜上部品Ｐの回転量を大きく表しているが、実際には部品Ｐの回転量は僅かである。ＣＰＵ５１は、マルチフレームの超解像処理を実行できるように、例えば１枚目の画像に対してＸＹ方向に換算して１ピクセル未満程度の位置ずれ量が生じる程度の回転量で吸着ノズル２４を回転させてから、パーツカメラ４６により画像を撮像するものなどとすればよい。

続いて、ＣＰＵ５１は、１枚目の画像における基準マークＭの位置と２枚目の画像における基準マークＭの位置とに基づいて画像間の位置ずれ量（回転ずれ量）を算出する（Ｓ２３０）。ＣＰＵ５１は、例えば、各画像から色（画素値）や形状，画素数などが基準マークＭと一致する領域を抽出することなどにより基準マークＭをそれぞれ検出する。また、ＣＰＵ５１は、回転前後の基準マークＭの位置座標から算出した基準マークＭの位置ずれ量を両画像の位置ずれ量とする。なお、位置ずれ量は、例えばＸ方向の位置ずれ量とＹ方向の位置ずれ量と回転方向の位置ずれ量（回転角度）の組合せなどとして算出される。なお、吸着ノズル２４の回転量は、Ｑ軸駆動装置３５の各ギヤのガタなどによって回転誤差のバラツキが生じることがある。ＣＰＵ５１は、画像から基準マークＭを検出することにより、そのような回転誤差を含めて回転前後の位置ずれ量を両画像の位置ずれ量とすることができる。続いて、ＣＰＵ５１は、算出した画像間の位置ずれ量に基づいて１枚目の画像と２枚目の画像とを重ね合わせることなどにより超解像処理を実行して高解像画像を生成して（Ｓ２４０）、超解像処理を終了する。なお、ＣＰＵ５１は、上述した実装処理のＳ１３０では、Ｓ２４０で生成した高解像画像から、吸着ノズル２４に吸着している部品ＰのＸ方向の位置ずれ量とＹ方向の位置ずれ量と回転方向の位置ずれ量とを算出する。このように、ＣＰＵ５１は、撮像位置にある吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｐをパーツカメラ４６で撮像した１枚目の画像と、吸着ノズル２４をＱ軸回りに回転させてから部品Ｐをパーツカメラ４６で撮像した２枚目の画像とを用いて超解像処理を行うのである。このため、実装ヘッド２２にパーツカメラ４６（カメラユニット４５）が設けられるために、吸着ノズル２４とパーツカメラ４６とをＸＹ方向に相対移動させることができない構成においても、超解像処理を適切に行うことができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の部品実装装置の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル２４が本開示の保持具に相当し、パーツカメラ４６が撮像装置に相当し、Ｑ軸駆動装置３５が回転装置に相当し、制御装置５０が制御装置と画像処理装置とに相当し、部品実装装置１１が部品実装装置に相当する。また、基準マークＭが基準マークに相当する。また、Ｒ軸駆動装置３０が旋回装置に相当する。なお、本実施形態では、部品実装装置１１の動作を説明することにより本開示の画像処理方法の一例も明らかにしている。

以上説明した実施形態の部品実装装置１１は、吸着ノズル２４に吸着された部品Ｐとパーツカメラ４６との下面視における相対的な回転角度が異なる第１状態および第２状態でそれぞれ撮像された部品Ｐの１枚目の画像および２枚目の画像を用いて、解像度の高い高解像画像を生成する超解像処理を行う。このため、部品実装装置１１は、部品Ｐを吸着する吸着ノズル２４とパーツカメラ４６とをＸＹ方向に相対移動させることなく、複数の画像から高解像画像を生成することができる。

また、部品実装装置１１は、撮像時において吸着ノズル２４とパーツカメラ４６との相対的な回転角度を異ならせるためにＱ軸駆動装置３５を用いるから、実装時の部品Ｐ（吸着ノズル２４）の回転と別々の駆動装置で行うものに比べて装置構成が複雑となるのを防止することができる。

また、各吸着ノズル２４には、それぞれ基準マークＭが設けられている。パーツカメラ４６は、部品Ｐと基準マークＭとを含む画像を撮像する。そして、制御装置５０のＣＰＵ５１は、画像内の基準マークＭの位置に基づいて、複数の画像を用いて高解像画像を生成する。画像内の基準マークＭには、吸着ノズル２４とパーツカメラ４６との相対的な回転における回転誤差が反映されるから、制御装置５０のＣＰＵ５１は、基準マークＭの位置に基づいて高解像画像を精度よく生成することが可能となる。

また、部品実装装置１１は、周方向に複数の吸着ノズル２４が設けられ、Ｒ軸を中心として複数の吸着ノズル２４を周方向に間欠的に旋回移動させるＲ軸駆動装置３０を含む実装ヘッド２２を備える。Ｑ軸駆動装置３５は、旋回移動した吸着ノズル２４が少なくとも撮像位置にあるときにその吸着ノズル２４をＱ軸を中心として回転させ、パーツカメラ４６は、撮像位置にある吸着ノズル２４を撮像可能となるよう実装ヘッド２２に設けられる。部品実装装置１１は、実装ヘッド２２にパーツカメラ４６を設けることで、部品実装装置１１の別の場所にパーツカメラ４６の配置スペースを設ける必要がなくコンパクトな構成とすることができる。また、部品実装装置１１は、そのようなコンパクトな構成としつつ超解像処理を適切に行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、実装ヘッド２２がＺ軸方向に沿ったＲ軸を中心に吸着ノズル２４を旋回移動させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、実装ヘッド２２がＸ軸方向またはＹ軸方向に沿った回転軸を中心に放射状に配置された複数の吸着ノズルを回転軸を中心に回転移動させるものとしてもよい（例えば特表２０００２−５４３６０２号公報参照）。また、実装ヘッド２２は、複数の吸着ノズル２４を有するロータリヘッド２３を備えるものに限られず、１の吸着ノズル２４のみを備えるものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、実装時の部品Ｐの向きを調整するためのＱ軸駆動装置３５を用いて超解像処理に必要な撮像時の部品Ｐ（吸着ノズル２４）の回転を行うものとしたが、これに限られるものではない。例えば、Ｑ軸駆動装置３５とは別の回転駆動装置が、部品Ｐ（吸着ノズル２４）とパーツカメラ４６との相対回転を行ってもよい。

上述した実施形態では、基準マークＭに基づいて１枚目の画像と２枚目の画像との間の位置ずれ量を検出したが、これに限られるものではない。例えば、Ｑ軸駆動装置３５の駆動モータ３６の回転量を検出するエンコーダ３６ａを用いて１枚目の画像と２枚目の画像との間の位置ずれ量を検出してもよい。このようにする場合、図５の超解像処理のＳ２３０の処理に代えて、エンコーダ３６ａにより検出された駆動モータ３６の回転量に基づいて１枚目の画像と２枚目の画像との間の位置ずれ量を検出する処理を行うものなどとすればよい。また、このようにする場合、吸着ノズル２４に基準マークＭを設けないものとしてもよい。

上述した実施形態では、パーツカメラ４６に対して吸着ノズル２４を回転させたが、これに限られず、吸着ノズル２４に対してパーツカメラ４６を回転させてもよい。即ち、パーツカメラ４６を回転させる回転装置を備えるものとしてもよい。

上述した実施形態では、パーツカメラ４６が実装ヘッド２２に設けられるものとしたが、これに限られず、パーツカメラが実装ヘッド２２以外の場所に設けられるものとしてもよい。例えば、基板搬送ユニット１２と部品供給ユニット１４とのＹ軸方向における間に部品Ｐ（吸着ノズル２４）を下方から撮像するパーツカメラを設けるものなどとしてもよい。即ち、パーツカメラが実装ヘッド２２と共に移動しないものとしてもよい。このようにする場合、部品実装装置１１は、吸着ノズル２４とパーツカメラとを相対的にＸＹ方向に移動させることができる。このため、部品実装装置１１は、吸着ノズル２４とパーツカメラとを相対的に回転させて撮像した複数の画像に基づく超解像処理と、吸着ノズル２４とパーツカメラとを相対的にＸＹ方向（水平方向）に移動させて撮像した複数の画像に基づく超解像処理とを行うことが可能である。部品実装装置１１は、部品の種類や画像撮像時における移動や回転の効率などに応じて、前者の回転移動を伴う超解像処理と、後者の水平移動を伴う超解像処理とのいずれかを選択的に行うものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、吸着ノズル２４とパーツカメラ４６との相対的な回転角度が異なる２つの画像に基づいて高解像画像を生成したが、これに限られず、吸着ノズル２４とパーツカメラ４６との相対的な回転角度が異なる３以上の複数の画像に基づいて高解像画像を生成してもよい。

上述した実施形態では、保持具を吸着ノズル２４として説明したが、部品を保持するものであれば特にこれに限定されず、例えば、部品を機械的に挟持して保持するメカニカルチャックなどとしてもよい。

上述した実施形態では、基準マークＭが複数の円形状のマークで構成されるものとしたが、これに限られず、基準マークＭの形状は、吸着ノズル２４の回転前後の画像における位置ずれ量が算出可能な形状であれば、他の形状としてもよい。

上述した実施形態では、基準マークＭは、吸着ノズル２４のフランジ部の下面に設けられるものとしたが、これに限られず、基準マークＭが設けられる位置は、吸着ノズル２４とパーツカメラ４６との相対的な回転における回転誤差が反映される位置であれば、他の位置としてもよい。例えば、吸着ノズル２４のフランジ部の下面から、撮像位置にある部品Ｐの下面とほぼ同じ高さまで延びた棒状の部材の下面に基準マークを設けてもよい。このように、部品Ｐの下面の高さとマークの高さがほぼ等しくなる構成においては、パーツカメラの被写界深度が比較的浅くても部品Ｐとマークとを被写界深度内に収めることができるから、パーツカメラの被写界深度に関する自由度が増すものとなる。

本開示の部品実装装置において、前記回転装置は、前記撮像装置に対して前記保持具を回転させるものとしてもよい。このような部品実装装置では、実装時における部品の回転角度を調整するために保持具を回転させるものが多い。このため、回転装置が保持具を回転させるものとすれば、実装時の保持具の回転と撮像時の保持具の回転とを共通の回転装置で行うことが可能となるから、別々の回転装置を設けるものに比べて装置構成が複雑となるのを防止することができる。

本開示の部品実装装置において、前記保持具には、基準マークが設けられており、前記撮像装置は、前記複数の状態の各々において前記部品と前記基準マークとを含む画像を撮像し、前記画像処理装置は、前記画像内の前記基準マークの位置に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行うものとしてもよい。画像内における基準マークの回転位置には、保持具と撮像装置との相対的な回転における誤差が反映されるから、基準マークの位置に基づいて高解像画像を精度よく生成することが可能となる。

本開示の部品実装装置において、前記回転装置による前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転量を検出する回転量検出装置を備え、前記画像処理装置は、前記回転量検出装置により検出された回転量に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行うものとしてもよい。こうすれば、画像内の基準マークなどから回転量を取得するものに比べて、回転量を簡易に取得して高解像画像を生成することが可能となる。

本開示の部品実装装置において、周方向に複数の前記保持具が設けられ、旋回軸を中心として複数の前記保持具を周方向に間欠的に旋回移動させる旋回装置を含むヘッドを備え、前記回転装置は、旋回移動した前記保持具が少なくとも周方向における所定位置にある場合に当該保持具を回転軸を中心として回転させるよう前記ヘッドに設けられ、前記撮像装置は、前記所定位置にある前記保持具に保持された前記部品を撮像可能となるよう前記ヘッドに設けられるものとしてもよい。ヘッドに撮像装置を設けることで、部品実装装置の別の場所に撮像装置の配置スペースを設ける必要がないものとすることができる。また、ヘッドに撮像装置が設けられるものでは、ヘッドと撮像装置とを水平方向に相対移動させることができないから、部品の回転角度が異なる複数の画像から高解像画像を生成する効果が顕著なものとなる。

本発明は、保持した部品を実装する装置に利用可能である。

１０実装システム、１１部品実装装置、１２基板搬送ユニット、１３実装ユニット、１４部品供給ユニット、１５テープフィーダ、１６トレイフィーダ、２０ヘッド移動部、２２実装ヘッド、２３ロータリヘッド、２４吸着ノズル、２５ノズルホルダ、２５ａ上端部、２５ｂギヤ、２５ｃフランジ部、２６スプリング、３０Ｒ軸駆動装置、３１，３６，４１駆動モータ、３１ａ，３６ａ，４１ａエンコーダ、３２回転軸、３５Ｑ軸駆動装置、３７駆動ギヤ、３８回転体、３８ａ従動ギヤ、４０Ｚ軸駆動装置、４２ネジ軸、４３ボールネジナット、４４Ｚ軸スライダ、４４ａレバー部、４５カメラユニット、４６パーツカメラ、４７光学系ユニット、４７ａ入射口、４７ｂ出射口、４８ａ，４８ｂ，４８ｃプリズム、５０制御装置、５１ＣＰＵ、５２ＲＯＭ、５３ＨＤＤ、５４ＲＡＭ、５５入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）、５６バス、６０管理コンピュータ（管理ＰＣ）、６２入力装置、６４ディスプレイ、Ｍ基準マーク、Ｓ基板、Ｐ部品。

Claims

部品を保持する保持具と、
前記保持具に保持された前記部品を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像される画像内における前記部品の回転角度が異なるように前記部品を保持した前記保持具と前記撮像装置とを相対的に回転させる回転装置と、
前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態となるよう前記回転装置を制御し、前記複数の状態の各々において前記保持具に保持された前記部品を撮像するよう前記撮像装置を制御する制御装置と、
前記複数の状態の各々において前記撮像装置に撮像された複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う画像処理装置と、
を備える部品実装装置。
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記回転装置は、前記撮像装置に対して前記保持具を回転させる
部品実装装置。
請求項１または２に記載の部品実装装置であって、
前記保持具には、基準マークが設けられており、
前記撮像装置は、前記複数の状態の各々において前記部品と前記基準マークとを含む画像を撮像し、
前記画像処理装置は、前記画像内の前記基準マークの位置に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行う
部品実装装置。
請求項１または２に記載の部品実装装置であって、
前記回転装置による前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転量を検出する回転量検出装置を備え、
前記画像処理装置は、前記回転量検出装置により検出された回転量に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行う
部品実装装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の部品実装装置であって、
周方向に複数の前記保持具が設けられ、旋回軸を中心として複数の前記保持具を周方向に間欠的に旋回移動させる旋回装置を含むヘッドを備え、
前記回転装置は、旋回移動した前記保持具が少なくとも周方向における所定位置にある場合に当該保持具を回転軸を中心として回転させるよう前記ヘッドに設けられ、
前記撮像装置は、前記所定位置にある前記保持具に保持された前記部品を撮像可能となるよう前記ヘッドに設けられる
部品実装装置。
部品を撮像した画像に対する画像処理方法であって、
（ａ）前記部品の回転角度が異なる複数の画像を取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行うステップと、
を含む画像処理方法。