WO2013018247A1

WO2013018247A1 - Ｔｄｉセンサ、撮像装置、部品実装装置、部品試験装置および基板検査装置

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Publication number: WO2013018247A1
Application number: PCT/JP2012/001419
Authority: WO
Inventors: 晴康藤田; 鈴木　守
Original assignee: ヤマハ発動機株式会社
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-02-07
Also published as: CN103718210A; EP2741252A1; EP2741252A4; JP5753020B2; JP2013033419A; EP2741252B1; US9258474B2; KR20140051971A; CN103718210B; EP2741252B8; KR101603617B1; US20140184847A1

Abstract

　所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光されたライン画像を出力するＴＤＩセンサ。ＴＤＩセンサは、第１方向に並びかつそれぞれ露光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子を有する画素列と、前記電荷を保持する機能のみを有しかつ前記画素列の各撮像素子に対応するように前記第１方向に並ぶ複数の電荷保持部を有する電荷保持列とを含み、一つの前記画素列と一乃至複数の前記電荷保持列とが前記第１方向と直交する第２方向に交互に配列される受光部と、前記画素列の撮像素子および前記電荷保持列の電荷保持部が保持する電荷を列単位で隣接する列に順次転送するとともに、前記ライン画像の信号として、前記転送により最終的に蓄積された電荷に対応する信号を出力する転送部と、を備える。

Description

ＴＤＩセンサ、撮像装置、部品実装装置、部品試験装置および基板検査装置

　本発明は、ＴＤＩセンサ、当該センサを備えた撮像装置、当該撮像装置を備えた部品実装装置、部品試験装置および基板検査装置に関するものである。

　従来から、実装ヘッドにより部品供給部から部品を取り出して基板上の搭載点に実装する部品実装装置が知られている。部品実装装置は、部品撮像装置を備えている。これは、基板上への部品の実装に先立ち実装ヘッドに保持された部品を撮像することで、当該実装ヘッドによる部品の保持状態を認識して部品の搭載姿勢等の補正を行うためである。

　この種の部品実装装置に関して、例えば特許文献１が開示されている。この特許文献１に開示される部品実装装置は、ラインセンサが内蔵された部品認識用のカメラと、複数の照明部を備えた部品撮像装置とを含み、カメラに対して所定速度で部品を相対移動させながら当該部品を何れかの照明部で照射することで部品を撮像する。その際、特定の部品ついては、部品を移動させながら照明条件（照明方向）の異なる２つの照明部を交互に切り換えて画像を取り込むことで、照明条件が互いに異なるライン画像が交互に並ぶ２倍分のライン画像を取得する。そして、その画像から同一照明条件のライン画像を抽出して合成することにより、カメラに対して部品を一度通過させるだけで、互いに照明条件が異なる２つの部品画像を同時に取得することを行う。

　上記のような従来の部品認識装置では、カメラに対する部品の相対移動速度を速めることで、部品認識の高速化を図ることが考えられる。しかしながら、部品認識の高速化を図ると、撮像ライン毎の露光時間が短縮される結果、ラインセンサから出力されるライン画像毎の電荷量が少なくなり、画像が暗く不鮮明なものになる結果、部品の認識精度に支障が生じてしまうおそれがある。その場合、照明強度を高めて露光不足を補うことも考えられるが、これでは、大型かつ高価な高輝度照明装置が必要となり、装置の大型化およびコスト高をもたらすこととなり必ずしも得策とは言えない。

　なお、上記のように、カメラに対して部品を一度通過させる間に照明条件の異なる複数の画像を取得する以外に、例えば、一定の照明条件下で、波長が互いに異なる光を受光して複数種類の部品画像を取得したい場合もあるが、上記従来の部品認識装置では、このような部品画像を取得することは困難であった。

特許第４３８１７６４号公報

　本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、カメラに対して部品を相対的に一度移動させることで、複数種類の部品画像を良好にかつ高速で取得することを可能とする技術を提供することを目的とする。

　そしてこの目的を達成するために、出願人は、いわゆるＴＤＩセンサに着目した。ＴＤＩセンサは、所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光（積分露光）されたライン画像を出力するものである。従って、ＴＤＩセンサを備えた部品認識用カメラを用いることで、部品を高速で相対移動させながら部品画像を取得することを考えた。しかし、ＴＤＩセンサは、撮像ライン毎に積分露光されたライン画像を出力するため、単に部品の相対移動中に照明条件を切り替えるだけでは、撮像ライン毎に照明条件の異なるライン画像を得ることは困難である。

　そこで、出願人は、従来のＴＤＩセンサを改良し、次のようＴＤＩセンサを発明した。すなわち、本発明にかかるＴＤＩセンサは、所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光されたライン画像を出力するＴＤＩセンサであり、第１方向に並びかつそれぞれ露光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子を有する画素列と、前記電荷を保持する機能のみを有しかつ前記画素列の各撮像素子に対応するように前記第１方向に並ぶ複数の電荷保持部を有する電荷保持列とを含み、一つの前記画素列と一乃至複数の前記電荷保持列とが前記第１方向と直交する第２方向に交互に配列される受光部と、前記画素列の撮像素子および前記電荷保持列の電荷保持部が保持する電荷を列単位で隣接する列に順次転送するとともに、前記ライン画像の信号として、前記転送により最終的に蓄積された電荷に対応する信号を出力する転送部と、を備えるものである。

　このＴＤＩセンサによれば、対象物がＴＤＩセンサに対して相対移動する間に照明条件が切り換えられることにより、この相対移動の間に当該対象物の画像として照明条件の異なる複数の画像を取得することが可能となる。例えば２つの照明条件（第１照明条件、第２照明条件とする）の画像を取得する場合には、本発明のＴＤＩセンサとして、画素列と電荷保持列とが交互に並んだものを適用し、対象物がＴＤＩセンサに対して相対移動する間に照明条件を交互に替えることで、照明条件の異なる２つの画像を取得することが可能となる。すなわち、対象物の移動に伴い、ます第１照明条件の下で各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画素列によりライン画像（第１照明画像という）が取り込まれる。これら画素列のライン画像（つまり電荷）は、次の露光前に隣接する電荷保持列に転送されて保持される。そして、第２照明条件の下、各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画素列によりライン画像（第２照明画像という）が取り込まれる。その後、各画素列の第２照明画像が隣接する電荷保持部に、各電荷保持部の第１照明画像が隣接する画素列にそれぞれ転送された後、第１照明条件の下、各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画素列において第１照明画像が再露光される（電荷が加算される）。その結果、ＴＤＩセンサからは、対象物の特定の一撮像ラインのライン画像であって第１照明条件で複数回露光されたライン画像と、後続の一撮像ラインのライン画像であって第２照明条件で複数回露光されたライン画像とが交互に出力される。従って、ＴＤＩセンサに対して対象物を相対的に一度移動させることで、複数種類の部品画像を良好にかつ高速で取得することが可能となる。

本発明にかかる部品実装装置（本発明にかかる撮像装置を備えた部品実装装置）を概略的に示す平面図である。図１に示す部品実装装置を概略的に示す正面図である。図１に示す部品実装装置に搭載される撮像ユニットを概略的に示すヘッドユニットの側面図である。（ａ）は、ＴＤＩセンサの構成を模式的に示した図であり、（ｂ）は、撮像時の各画素列における電荷の蓄積状態を説明する図である。カメラの電気的構成図である。図１に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。撮像ユニットによる照明、露光（撮像）および画像（電荷）転送の各タイミングを示すタイミングチャートである。２つの部品画像が撮像されるプロセスを説明するためのＴＤＩセンサの模式図である（（ａ）は１回目の露光（撮像）時、（ｂ）は２回目の露光時、（ｃ）は３回目の露光時のＴＤＩセンサの状態を示す）。３つの部品画像が撮像されるプロセスを説明するためのＴＤＩセンサの模式図である（（ａ）は１回目の露光（撮像）時、（ｂ）は２回目の露光時、（ｃ）は３回目の露光時、（ｄ）は４回目の露光時のＴＤＩセンサの状態を示す）。撮像ユニットによる照明、露光（撮像）および画像（電荷）転送の各タイミングを示すタイミングチャートである。ＴＤＩセンサの他の構成を模式的に示す図である。ＴＤＩセンサの他の構成を模式的に示す図である。本発明にかかる部品試験装置（本発明にかかる撮像装置を備えた部品試験装置）を概略的に示す平面図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

＜　第１実施形態　＞
　図１及び図２は、本発明に係る部品実装装置（本発明にかかる撮像装置が適用される部品実装装置）を概略的に示しており、図１は平面図で、図２は正面図で、それぞれ部品実装装置を概略的に示している。なお、図１、図２及び後に説明する図面には、各図の方向関係を明確にするためにＸＹＺ直角座標が示されている。

　部品実装装置は、基台１と、この基台１上に配置されてプリント配線板（PWB；Printed wiring board）等の基板３をＸ方向に搬送する基板搬送機構２と、部品供給部４と、部品実装用のヘッドユニット５と、このヘッドユニット５を駆動するヘッドユニット駆動機構と、部品認識のための撮像ユニット６等とを備える。

　前記基板搬送機構２は、基台１上において基板３を搬送する一対のコンベア２ａ、２ａを含む。これらコンベア２ａ、２ａは、同図の右側から基板３を受け入れて所定の実装作業位置（同図に示す位置）に搬送し、図略の保持装置により当該基板３を保持する。そして、実装作業後、この基板３を同図の左側に搬出する。

　前記部品供給部４は、前記基板搬送機構２の両側（Ｙ方向両側）に配置されている。これら部品供給部４には、基板搬送機構２に沿ってＸ方向に並ぶ複数のテープフィーダ４ａが配置されている。これらテープフィーダ４ａは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を収納、保持したテープが巻回されたリールを備え、このリールから間欠的にテープを繰り出しながら基板搬送機構２近傍の所定の部品供給位置に部品を供給する。なお、これら部品供給部４のうち一方又は双方は、テープフィーダ４ａの代わりに、QFP(Quad Flat Package)やBGA(Ball Grid Array)等のパッケージ型の部品が整列して載置されたトレイがセットされるものでもよい。

　前記ヘッドユニット５は、部品供給部４から部品を取り出して基板３上に実装するものであり、基板搬送機構２および部品供給部４等の上方に配置されている。

　前記ヘッドユニット５は、前記ヘッドユニット駆動機構により一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動可能とされている。このヘッドユニット駆動機構は、Ｙ軸サーボモータ１０と、基台１上に設けられる一対の高架フレーム７にそれぞれ固定され、Ｙ方向に互いに平行に延びる一対の固定レール８と、これら固定レール８に支持されてＸ方向に延びるユニット支持部材１１と、このユニット支持部材１１に螺合挿入されてＹ軸サーボモータ１０により駆動されるボールねじ軸９とを含む。また、Ｘ軸サーボモータ１５と、ユニット支持部材１１に固定され、ヘッドユニット５をＸ方向に移動可能に支持する固定レール１３と、ヘッドユニット５に螺合挿入されてＸ軸サーボモータ１５を駆動源として駆動されるボールねじ軸１４とを含む。つまり、ヘッドユニット駆動機構は、Ｘ軸サーボモータ１５の駆動によりボールねじ軸１４を介してヘッドユニット５をＸ方向に移動させる共に、Ｙ軸サーボモータ１０の駆動によりボールねじ軸９を介してユニット支持部材１１をＹ方向に移動させ、その結果、ヘッドユニット５を一定の領域内でＸ方向およびＹ方向に移動させる。

　前記ヘッドユニット５は、先端にそれぞれ部品吸着用のノズル１６ａを備える複数本の実装ヘッド１６と、これら実装ヘッド１６をヘッドユニット５に対して昇降（Ｚ方向の移動）およびノズル中心軸回りに回転（図２、図３中のＲ方向の回転）させるためのサーボモータを駆動源とするヘッド駆動機構等とを備える。

　前記実装ヘッド１６は合計６個であり、Ｘ方向に一列に配列された状態でヘッドユニット５に搭載されている。各実装ヘッド１６のノズル１６ａは、それぞれ電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置および大気の何れかに連通可能とされている。つまり、前記ノズル１６ａに負圧が供給されることで当該ノズル１６ａによる部品の吸着保持が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品の吸着保持が解除される。

　前記ヘッドユニット５には、各実装ヘッド１６に吸着保持された部品Ｃを認識するための上記撮像ユニット６、この撮像ユニット６を駆動するユニット駆動機構および基板３を認識するための基板認識カメラ１７等が搭載されている。

　前記基板認識カメラ１７は、ヘッドユニット５のＸ方向一端（図１、図２の例では左端）に固定されている。この基板認識カメラ１７は、実装作業位置に位置決めされた基板３の位置や実装作業内容を特定するために当該基板３上に記される各種マークを撮像するものである。この基板認識カメラ１７は、エリアセンサおよび集光レンズを備えるカメラ本体と照明装置とを一体に備え、基板３に対してその上から照明光を照射してその反射光をエリアセンサで受光することにより前記マークを撮像する。

　前記撮像ユニット６は、図３に示すように、部品Ｃを撮像するカメラ２１と、部品Ｃに対して撮像用照明を与える照明装置２２（本発明の照明手段に相当する）と、前記カメラ２１が撮像可能となるように部品Ｃの像を反射する反射ミラー２９と、これらを一体に保持するケーシング２０等を含む。

　前記カメラ２１は、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサ２６と集光レンズ２８とを備えており、ほぼ横向きに配置されている。このカメラ２１は、前記撮像用照明による部品Ｃからの反射光を集光レンズ２８でＴＤＩセンサ２６の受光部４０Ａ（図４に示す）に結像させることで部品Ｃを撮像する。なお、ＴＤＩセンサ２６を含むカメラ２１の詳細については後述する。

　前記照明装置２２は、所定の部品認識高さ位置に配置された実装ヘッド１６の下方に配置されることが可能となるように前記ケーシング２０に組み付けされている。

　この照明装置２２は、部品Ｃを下方から照明する第１照明部２２ａと、部品Ｃを側方から照明する第２照明部２２ｂとを備えている。第１照明部２２ａは、上向きに並ぶ複数のＬＥＤ２３を備え、これらＬＥＤ２３を点灯させることで、実装ヘッド１６に吸着保持された部品Ｃに対してその下側から照明光を照射する。一方、第２照明部２２ｂは、第１照明部２２ａの上方に配置されている。この第２照明部２２ｂは、Ｙ方向に内向きに対向する複数のＬＥＤ２４を備えており、これらＬＥＤ２４を点灯させることで、部品Ｃに対してその側方かつやや斜め下側から照明光を照射する。

　なお、実装ヘッド１６に対向する位置には前記反射ミラー２９が配置されている。これにより、部品Ｃからの反射光の方向を当該反射ミラー２９によって水平に近い方向に変更して前記カメラ２１に入射させるようになっている。なお、第１照明部２２ａの前記ＬＥＤ２３はこの反射ミラー２９を囲むように配置されている。

　前記撮像ユニット６を駆動する前記ユニット駆動機構は、ヘッドユニット５のボトムフレーム５ａに固定され、前記ケーシング２０をＸ軸方向に移動可能に支持する固定レール３２、３２と、駆動源としてのリニアモータ３４と、リニアエンコーダ３６とを含む。

　リニアモータ３４は、Ｘ方向に沿ってボトムフレーム５ａに固定される固定子としての永久磁石３５ａと、当該永久磁石３５ａに所定隙間を隔てて対向するように前記ケーシング２０に固定される可動子としてのコイル部３５ｂとを含み、当該コイル部３５ｂへの通電により前記ケーシング２０にＸ方向の推進力を与える。この構成により、撮像ユニット６が固定レール３２、３２に沿ってＸ方向に移動する。

　前記リニアエンコーダ３６は、Ｘ方向に沿ってボトムフレーム５ａに固定される磁気スケール３７ａと、この磁気スケール３７ａに対向するようにケーシング２０に固定されるＭＲセンサやホールセンサ等の磁気センサ３７ｂとを含む。磁気スケール３７ａは、磁気的に目盛りが記録されたもので、前記磁気センサ３７ｂは、前記目盛りを検出し当該目盛りに対応した信号を後記制御装置６０に出力する。

　すなわち、撮像ユニット６は、上記リニアモータ３４の駆動によりＸ方向に移動しながら、各実装ヘッド１６に吸着保持されている部品Ｃを前記カメラ２１により順次撮像することが可能に構成されており、この際、撮像ユニット６の位置や移動速度が前記リニアエンコーダ３６からの出力信号に基づき後記制御装置６０により制御される。

　図４（ａ）は、前記カメラ２１に備えられるＴＤＩセンサ２６の構成を模式的に示している。同図に示すように、ＴＤＩセンサ２６は、受光部４０Ａと転送部４０Ｂとを含む。

　受光部４０Ａは、受光光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子４２が第１方向に一列に並ぶ複数の画素列４１を含み、これら画素列４１が第１方向と直交する第２方向に配列されたものである。前記受光部４０Ａに含まれる画素列４１の数は奇数である。図示の例では、画素列４１の数は便宜上７列であるが、実際には、この画素列４１の数や各画素列４１の画素数（撮像素子４２の数）は所望の分解能が得られるように定められ、例えば画素列の数は１５０列前後に設定される。

　前記転送部４０Ｂは、前記各画素列４１にそれぞれ対応する複数のレジスタ列４５を含む。各レジスタ列４５は、それぞれ対応する画素列４１の各撮像素子４２と対をなす複数のレジスタ４４を含む。各レジスタ４４は、対をなす撮像素子４２の電荷を読み出し、読み出した電荷を隣接する画素列４１の撮像素子４２に順次転送する機能を有する。電荷の転送方向は切り替えが可能であり、同図は、読み出した電荷を第２方向（＋）側に隣接する画素列４１の撮像素子４２に転送するイメージを白抜き矢印で示している。

　なお、前記受光部４０Ａにおける複数の画素列４１のうち、その並び方向の一端側から数えて奇数番目（奇数列）のものは、各撮像素子４２による受光が可能な画素列４１であり、偶数番目（偶数列）のものは、撮像素子４２の表面に遮光フィルタ４３（本発明の遮光部に相当する）が形成されることにより各撮像素子４２が受光不能とされた画素列４１である。これにより、当該偶数列の画素列４１に属する各撮像素子４２では、受光による電荷の生成は行われず、隣接する画素列４１の撮像素子４２から転送されてくる電荷を保持する機能のみを有する。当例では、この偶数列に属する画素列４１が本発明の電荷保持列に相当し、遮光フィルタ４３が形成された撮像素子４２が本発明の電荷保持部に相当する。一方、奇数列の画素列４１に属する各撮像素子４２は、隣接する画素列４１の撮像素子４２から転送されてくる電荷に、受光により生成される電荷を加えて保持する機能を有する。

　前記カメラ２１は、ＴＤＩセンサ２６の画素列４１の並び方向（第２方向）がＸ方向と平行となるように撮像ユニット６に搭載されている。これにより、撮像ユニット６がＸ方向に移動すると、受光部４０Ａの画素列４１のうち奇数列の画素列４１の撮像素子４２において部品Ｃからの反射光に応じた電荷が生成される。つまり、奇数列の画素列４１の撮像素子４２により部品Ｃの一撮像ライン毎のライン画像が順次取り込まれる。

　ここで、カメラ２１による部品Ｃの撮像動作について撮像ユニット６がＸ方向の（＋）側から（－）側に移動しながら部品Ｃを撮像する場合を例に説明する。

　部品Ｃの撮像は、制御装置６０の制御により前記撮像ユニット６の移動速度が一定に保たれた状態で、照明装置２２の照明の下、前記撮像ユニット６の移動に同期した一定の撮像タイミングで各画素列４１の撮像素子４２が露光されることにより行われる。この場合、第１照明部２２ａと第２照明部２２ｂとが交互に点灯される。

　具体的には、撮像ユニット６が画素列４１の配列ピッチｐ分だけ移動するタイミング（部品Ｃが撮像ユニット６に対して相対的に配列ピッチｐだけ移動するタイミング）で露光が行われる。この露光により、画素列４１のうち遮光フィルタ４３が形成されていない奇数列の画素列４１により部品Ｃの一撮像ライン分のライン画像が取り込まれる。すなわち、露光により、部品Ｃからの反射光が各画素列４１の撮像素子４２に入射することにより当該各撮像素子４２において受光光量に応じた電荷が生成される。

　例えば最初に第１照明部２２ａが点灯するものとし、この際、撮像ユニット６に対して相対移動する部品Ｃの相対移動方向の先端部から距離Ｌ（Ｌ＜＝ｐ）の部位（以下単に部品の距離Ｌの部位と言う）が、反射ミラー２９を介して第１列の画素列４１に相対する位置に到達して、最初に露光が行われるタイミングを第１タイミングとする。

　ここで、受光部４０Ａの画素列４１のうち先頭（第１列目）の画素列４１で生成された電荷（部品Ｃの距離Ｌの部位のライン画像）は、当該画素列４１に対応するレジスタ列４５のレジスタ４４に読み出され、さらに隣接する第２列目の画素列４１の各撮像素子４２に転送される。そして、撮像ユニット６が前記配列ピッチｐ分だけ移動すると、部品の距離（Ｌ＋ｐ）の部位が反射ミラー２９を介して第１列の画素列４１に相対する位置に到達し、そのタイミング（第２タイミングとする）で各画素列４１の撮像素子４２が第２照明部２２ｂの点灯により露光される。但し、第２列目の画素列４１の各撮像素子４２には、上記の通り遮光フィルタ４３が形成されているため、当該画素列４１では電荷は生成されない。そのため、第２列目の画素列４１の各撮像素子４２には、第１タイミングでの露光による電荷（部品Ｃの距離Ｌの部位の第１タイミングのライン画像）が転送保持され、第１列目の画素列４１の各撮像素子４２には、第２タイミングでの露光による電荷（部品Ｃの距離（Ｌ＋ｐ）の部位のライン画像）が保持されることになる。

　撮像ユニット６がさらに移動すると、これに同期して、当該第２列目の画素列４１の電荷（ライン画像）が当該画素列４１に対応するレジスタ列４５のレジスタ４４に読み出されて隣接する第３列目の画素列４１の各撮像素子４２に転送される。そして、撮像ユニット６が前記配列ピッチｐ分だけ移動すると、部品Ｃの距離（Ｌ＋２ｐ）の部位が反射ミラー２９を介して第１列の画素列４１に相対する位置に到達する一方、部品Ｃの距離Ｌの部位が反射ミラー２９を介して第３列の画素列４１に相対する位置に到達し、そのタイミング（第３タイミング）で第１照明部２２ａの点灯による撮像動作が実行され、これにより第３列目の画素列４１の各撮像素子４２において受光光量に応じた電荷（部品Ｃの距離Ｌの部位の第３タイミングのライン画像）が生成される。つまり、第２列目の画素列４１から第３列目の画素列４１に転送された電荷（部品Ｃの距離Ｌの部位の第１タイミングのライン画像）に、当該第３列目の画素列４１の撮像素子４２で新たに生成された電荷（部品Ｃの距離Ｌの部位の第３タイミングのライン画像）が加算されることとなる。すなわち、第３列目の画素列４１には部品Ｃの距離Ｌの部位に対する第１タイミングでの露光（第１照明部２２ａによる露光）による電荷と第３タイミングでの露光（第１照明部２２ａによる露光）による電荷が加算された形で保持される。一方、第２列目の画素列４１の撮像素子４２には部品Ｃの距離（Ｌ＋ｐ）の部位に対する第２タイミングでの露光（第２照明部２２ａによる露光）による電荷が保持され、第１列目の画素列４１の撮像素子４２には部品Ｃの距離（Ｌ＋２ｐ）の部位に対する第３タイミングでの露光による電荷が保持される。

　以後、撮像ユニット６の移動に伴い、同様の動作が画素列４１、４１……において繰り返し行われることにより、図４（ｂ）に示すように、部品Ｃの同一撮像ラインについて奇数列の画素列４１で順次電荷が加算、蓄積される。換言すれば、部品Ｃの同一撮像ラインのライン画像が奇数列の画素列４１で繰り返し露光される。そして、このようにして蓄積された、奇数番目の撮像のタイミングで第１照明部２２ａの点灯により露光された一撮像ライン分の電荷と、偶数番目の撮像のタイミングで第２照明部２２ａの点灯により露光された一撮像ライン分の電荷とが、交互にＸ方向（＋）側端の画素列４１から対応するレジスタ列４５に読み出され、部品Ｃの各部位の一撮像ライン分の蓄積された電荷にそれぞれ応じた信号が、交互にＴＤＩセンサ２６から順次出力される。こうして、撮像ユニット６の移動に伴い、部品Ｃにおけるピッチｐ（画素列４１の配列ピッチｐと同じ距離）毎の一撮像ラインについて、奇数番目の一撮像ラインと偶数番目の一撮像ラインとで、異なるタイミングおよび異なる照明条件で撮像したことによる電荷が、順次蓄積されながらＴＤＩセンサ２６から交互に出力される。つまり、部品Ｃのピッチｐ毎の一撮像ライン分のライン画像であって隣接する一撮像ライン間で異なるタイミングおよび異なる照明条件で多重露光されたライン画像が、ＴＤＩセンサ２６から部品Ｃの全長に渡って順次出力される。これにより、部品Ｃの２ピッチ（２ｐ）毎の一撮像ラインのライン画像群からなる照明条件の異なる２種の部品画像が得られる。この点については、図８等を用いて後にさらに詳述することにする。

　なお、ここでは、撮像ユニット６がＸ方向の（＋）側から（－）側に移動する場合について説明したが、撮像ユニット６がＸ方向の（－）側から（＋）側に移動する場合も基本的には同様である。この場合には、Ｘ方向の（＋）側端部の画素列４１を先頭（第１列目）の画素列４１として電荷の蓄積、転送が行われ、部品Ｃの一撮像ラインのライン画像に相当する電荷がＸ方向（－）側端部の画素列４１に対応するレジスタ列４５から出力される。従って、ＴＤＩセンサ２６は、前記信号の出力部として電荷の転送方向に対応した２つの出力部２６ａ、２６ｂ（図５参照）を備えている。

　図５は、カメラ２１の主な電気的構成を示す図である。同図に示すように、カメラ２１は、前記ＴＤＩセンサ２６の他に、カメラ制御部５０、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）５２、データトランスミッタ５３、クロックドライバ５４等を含む。

　前記カメラ制御部５０は、後記する制御装置６０から画像取込装置６８を介して受信する制御信号に基づいて当該カメラ２１の動作を統括的に制御するものである。例えば、ＴＤＩセンサ２６は、スキャニング方向（部品Ｃに対する撮像ユニット６の移動方向）に応じて画像データを出力するための２つの出力部２６ａ、２６ｂを備えているが、カメラ制御部５０は、後述するようにクロックドライバ５４からのクロック信号を変化させることにより、ＴＤＩセンサ２６における電荷の転送方向を前記スキャニング方向に応じて切り替え、２つの出力部２６ａ、２６ｂのうち一方から画像データを出力させる。

　アナログフロントエンド５２は、カメラ制御部５０からの制御信号によりカメラゲインを設定し、そのカメラゲインに基づいて画像データの出力値を調整した上で、この画像データ（アナログデータ）をデジタルの画像データに変換するもので、相関２乗サンプラ（ＣＤＳ；Correlated Double Sampler）、可変ゲインアンプ（ＶＧＡ；Variable Gain Amp）及びＡＤコンバータ（ＡＤＣ；Analog to Digital Converter）等を含む。

　データトランスミッタ５３は、外部機器との間で信号の送受信を行うものである。例えばデータトランスミッタ５３は、アナログフロントエンド５２から受信した画像データを、画像取込装置６８を介して後記制御装置６０に送信するとともに、当該制御装置６０からの信号を、画像取込装置６８を介して受信し前記カメラ制御部５０に送信する。つまり、画像取込装置６８は、カメラ２１と制御装置６０との間で送信される信号を相互に読み取り可能な信号に変換するインターフェースとしての機能を有する。

　クロックドライバ５４は、カメラ制御部５０から入力されるスキャニング方向に対応した制御信号に基づき、ＴＤＩセンサ２６にクロック信号を出力し、ＴＤＩセンサ２６による撮像（露光）タイミングおよび各画素列４１の電荷（ライン画像）の転送タイミングおよび転送方向を制御するものである。なお、このクロック信号には、スキャニング方向に対応した情報が含まれており、ＴＤＩセンサ２６は、この情報に基づき電荷の蓄積、転送方向を切り替える。

　この部品実装装置は、さらに、その動作を制御するための、図６に示すような制御装置６０を備えている。この制御装置６０は、部品実装装置の全体の動作を統括的にコントロールする主制御部６１と、各種処理プログラムや各種データを記憶する記憶部６２と、ヘッドユニット５や撮像ユニット６等の駆動を制御する駆動制御部６４と、画像処理部６５および照明制御部６６とを備え、これらがバス６３を介して互いに信号のやり取りが可能となるように接続された構成を有する。

　主制御部６１は、記憶部６２に記憶されている実装プログラムに従って駆動制御部６４、画像処理部６５、照明制御部６６およびカメラ２１などを制御するとともに、実装ヘッド１６に吸着される部品Ｃの画像認識やそのための各種画像処理および演算処理等を行い、画像データを記憶部６２に記憶させるものである。特に、部品認識の際には、実装ヘッド１６に吸着されている部品Ｃに対して撮像ユニット６を一度だけスキャン（相対移動）させる間に、照明条件の異なる２種類の画像、具体的には、前記第１照明部２２ａだけを点灯させた第１部品画像および第２照明部２２ｂだけを点灯させた第２部品画像を取得し、これら第１部品画像および第２部品画像に基づき実装ヘッド１６による部品Ｃの保持状態を認識すべく、前記撮像ユニット６の移動速度を制御するとともに、前記記憶部６２に記憶されているタイミングチャート（図７）に基づき部品Ｃの撮像タイミングや照明装置２２の点灯タイミングなどを制御する。

　なお、この実施形態では、撮像ユニット６、ユニット駆動機構および制御装置６０等が本発明の撮像装置に相当し、そのうちユニット駆動機構が撮像装置の移動手段に相当し、主制御部６１、照明制御部６６及びカメラ制御部５０等が本発明の撮像制御手段に相当する。また、ヘッドユニット駆動機構および制御装置６０等が本発明の移載手段に相当する。

　以下、前記制御装置６０の制御に基づく部品実装装置の一連の実装動作について説明した上で、図７のタイミングチャートに基づく部品Ｃの撮像、認識処理の制御について説明する。

　この部品実装装置では、まず、ヘッドユニット５が部品供給部４上に移動し、各実装ヘッド１６（ノズル１６ａ）により部品が吸着保持される。この際、撮像ユニット６は、図２に示すように、実装ヘッド１６の配列領域よりも外側の所定の待機位置に配置されおり、これにより実装ヘッド１６による部品の吸着動作が支障なく行われる。なお、当実施形態では、Ｘ方向において実装ヘッド１６の配列領域を挟んだ両外側の位置が待機位置（Ｘ方向の（＋）側を第１待機位置、（－）側を第２待機位置とする）とされており、図２の例では、撮像ユニット６は、第１待機位置に配置されている。

　部品吸着が完了すると、ヘッドユニット５が基板３上への移動を開始する。そして、このヘッドユニット５の移動中、実装ヘッド１６に吸着保持されている部品Ｃの真下の位置を撮像ユニット６が第１待機位置から第２待機位置に向かってＸ方向に一定速度で移動することにより各部品Ｃが撮像され、その画像データに基づき、各実装ヘッド１６に保持されている部品Ｃの吸着状態が認識される。この際、各実装ヘッド１６は、図２及び図３に示すように、撮像ユニット６が通過する領域上方の前記部品認識高さ位置に配置されることで、撮像ユニット６の移動および部品Ｃの撮像が支障なく行われる。

　そして、各実装ヘッド１６に保持された部品Ｃのなかに不良部品や補正不可能な吸着状態のものがある場合には、当該部品Ｃが廃棄対象として登録された上で、ヘッドユニット５が基板３上に移動し、前記廃棄対象以外の部品Ｃが順次基板３上に実装される。このとき、部品Ｃの認識結果に応じてヘッドユニット５の位置および実装ヘッド１６の回転角度等が制御されることで、基板３上の各搭載位置に部品が適切に実装される。

　こうして基板３上に部品Ｃが実装されると、ヘッドユニット５が図外の部品廃棄ボックス上へ移動し、上記廃棄対象の部品Ｃを廃棄する。これにより実装動作の一サイクルが終了し、必要に応じてこの動作が繰り返されることで所要部品Ｃが基板３上に実装される。

　図７は、カメラ２１および照明装置２２の制御を示すタイミングチャートである。

　撮像ユニット６が移動を開始すると、主制御部６１は、前記リニアエンコーダ３６からの出力信号に基づき、所定のタイミングでカメラ２１（カメラ制御部５０）および照明制御部６６に撮像信号を出力する。具体的には、撮像ユニット６はＴＤＩセンサ２６の画素列４１の配列ピッチｐだけ移動するタイミングで繰り返し撮像信号を出力する。

　この撮像信号の入力により、前記照明装置２２は、前記撮像信号の入力に基づき照明装置２２を一定時間だけ点灯させる。他方、カメラ制御部５０は、クロックドライバ５４に制御信号を出力し、このクロックドライバ５４からＴＤＩセンサ２６にクロック信号を出力させることで、前記ＴＤＩセンサ２６に撮像動作を実行される。具体的には、各画素列４１の撮像素子４２を一定時間だけ露光させ、露光終了後、各画素列４１で生成された電荷を隣接する画素列４１に転送させる。

　ここで、前記照明装置２２は、主制御部６１から前記撮像信号が入力される毎に、第１照明部２２ａと第２照明部２２ｂとを切り替える。このように前記撮像信号の入力毎に第１照明部２２ａと第２照明部２２ｂとが切り替えられることで、部品Ｃに対して撮像ユニット６が一度スキャンする間に前記第１部品画像と第２部品画像とが取得される。

　詳しく説明すると、撮像ユニット６が移動を開始し、最初の撮像信号が出力されると、まず第１照明部２２ａが点灯し、これにより図８（ａ）に示すように、ＴＤＩセンサ２６の受光部４０Ａの各画素列４１のうち、遮光フィルタ４３が形成されていない奇数列の各画素列４１の撮像素子４２が露光され、各撮像素子４２において受光光量に応じた電荷が生成される。これら画素列４１で生成された電荷は、一定タイミングで隣接する画素列４１（偶数列の画素列４１）に転送される。つまり、奇数列の各画素列４１によって第１照明部２２ａの照明によるライン画像が取り込まれ、当該ライン画像が隣接する偶数列の画素列４１に転送される。なお、図８中の丸付き数字は、撮像されるライン画像と照明の種類との関係を示しており、丸付き数字１は、第１照明部２２ａの照明によるライン画像を、丸付き数字２は、第２照明部２２ａの照明によるライン画像をそれぞれ示す（図８（ｂ）、（ｃ）については、便宜上、ＴＤＩセンサ２６の各部の符号を省略している）。

　撮像ユニット６の移動に伴い、次の撮像信号が出力されると、第２照明部２２ｂが点灯し、図８（ｂ）に示すように、奇数列の画素列４１の撮像素子４２が露光されることで、各撮像素子４２において受光光量に応じた電荷が生成される。つまり、第２照明部２２ｂの照明によるライン画像が取り込まれる。この場合、偶数列の画素列４１には遮光フィルタ４３が形成されており、当該画素列４１の撮像素子４２では電荷が生成されないため、第１照明部２２ａの照明により先に撮像されているライン画像の電荷は、当該第２照明部２２ｂの照明による影響を受けることなくそのまま保持される。当該露光が終了すると、一定のタイミングで、各画素列４１の電荷が順次隣接する画素列４１に転送される。

　そして、さらに撮像ユニット６が移動し、次の撮像信号が出力されると、第１照明部２２ａが点灯し、図８（ｃ）に示すように、奇数列に位置する画素列４１の撮像素子４２が露光されることで、第１照明部２２ａの照明により先に撮像されたライン画像の電荷に、新たに生成された電荷が加算、蓄積される。この場合も、偶数列に位置する画素列４１の撮像素子４２については、上記の通り電荷が生成されないため、第２照明部２２ｂの照明により先に撮像されているライン画像の電荷は、当該第１照明部２２ａの照明による影響を受けることなくそのまま保持される。

　このように、撮像ユニット６の移動に伴い、第１照明部２２ａと第２照明部２２ｂとが交互に点灯されながら、部品Ｃの一撮像ライン分のライン画像であって第１照明部２２ａの照明により４回分の電荷が加算、蓄積されたライン画像（換言すれば４回分多重露光されたライン画像）の画像データと、第２照明部２２ａの照明により４回分の電荷が加算、蓄積されたライン画像の画像データとが、相対移動方向の先端から後端へ部品Ｃの全長に亘って交互にＴＤＩセンサ２６から出力され、これら画像データがカメラ２１から画像取込装置６８を介して前記画像処理部６５に順次出力される。

　前記画像処理部６５では、カメラ２１から入力されるライン画像の画像データ群のうち、第１照明部２２ａの照明によるライン画像の画像データ群から部品Ｃの前記第１部品画像を生成するとともに、第２照明部２２ｂの照明によるライン画像の画像データ群から部品Ｃの前記第２部品画像を生成する。これにより、前記主制御部６１は、画像処理部６５で生成されたこれら第１部品画像および第２部品画像に基づき各実装ヘッド１６による部品Ｃの保持状態を認識する。

　すなわち、上述したように、撮像ユニット６に対する相対移動方向における部品Ｃの先端部から距離Ｌの部位（部品の距離Ｌの部位）が、反射ミラー２９を介してＴＤＩセンサ２６の第１列の画素列４１に相対する位置に到達し、最初に照明装置２２の点灯による露光が行われるタイミングを第１タイミング、以降の露光タイミングを第２タイミング、第３タイミング……とした場合、各タイミングでの露光により、反射ミラー２９を介してＴＤＩセンサ２６の各奇数列の画素列４１と対面する部品Ｃの各部位が同時に撮像される。この際、第１照明部２２ａと第１照明部２２ａとが切り替えられながら部品Ｃの相対移動（ピッチｐ）に同期した上記タイミングで露光が行われる。

　詳しくは、部品Ｃの距離（Ｌ＋２ａｐ）（ａ＝０，１，２，３…）の部位に対しては、当該それぞれの部位が前記反射ミラー２９を介して第１列の画素列４１、第３列の画素列４１、…奇数列の画素列４１に対面する毎の奇数番目のタイミングで第１照明部２２ａが点灯されることにより、部品Ｃの相対移動に伴い、第１列、第３列…奇数列の各画素列４１において電荷が順次加算蓄積される。

　一方、部品Ｃの距離（Ｌ＋（２ａ＋１）ｐ）（ａ＝０，１，２，３…）の部位に対しては、当該それぞれの部位が前記反射ミラー２９を介して第１列の画素列４１、第３列の画素列４１、…奇数列の画素列４１に対面する毎の偶数番目のタイミングで第２照明部２２ｂが点灯されることにより、部品Ｃの相対移動に伴い、第１列、第３列…奇数列の各画素列４１において電荷が順次加算蓄積される。

　このようにして蓄積された、奇数番目の撮像タイミングと関係付けられた部品Ｃの一撮像ライン分の電荷（第１照明部２２ａの点灯による距離（Ｌ＋２ａｐ）（ａ＝０，１，２，３，…）の部位の電荷）と、偶数番目の撮像タイミングと関係付けられた部品Ｃの一撮像ライン分の電荷（第２照明部２２ｂの点灯による距離（Ｌ＋（２ａ＋１）ｐ）（ａ＝０，１，２，３，…）の部位の電荷）とが、交互にＴＤＩセンサ２６のＸ方向一端側の画素列４１から対応するレジスタ列４５に読み出され、部品Ｃの各部位の一撮像ライン分の蓄積された電荷にそれぞれ応じた信号が、交互にＴＤＩセンサ２６から順次出力される。こうして、撮像ユニット６の移動に伴い、部品Ｃにおけるピッチｐ（画素列４１の配列ピッチｐと同じ距離）毎の一撮像ラインについて、奇数番目の一撮像ラインと偶数番目の一撮像ラインとで、異なるタイミングおよび異なる照明条件で撮像したことによる電荷が、順次蓄積されながらＴＤＩセンサ２６から交互に出力される。つまり、部品Ｃのピッチｐ毎の一撮像ライン分のライン画像であって隣接する一撮像ライン間で異なるタイミングおよび異なる照明条件で多重露光されたライン画像が、ＴＤＩセンサ２６から部品Ｃの全長に渡って順次出力される。これにより、部品Ｃの２ピッチ（２ｐ）毎の一撮像ラインのライン画像群からなる照明条件の異なる２種の部品画像が得られ、前記主制御部６１は、これら２種の部品画像に基づき各実装ヘッド１６による部品Ｃの保持状態を認識する。

　以上説明したように、この部品実装装置では、各実装ヘッド１６に保持されている部品Ｃに対して撮像ユニット６を一度スキャンさせる間に、第１照明部２２ａの照明による第１部品画像と第２照明部２２ｂの照明による第２部品画像とを取得することができる。

　しかも、この撮像ユニット６では、部品撮像用のカメラとして、上記のように偶数列の画素列４１に遮光フィルタ４３を形成したＴＤＩセンサ２６を備えたカメラ２１を用い、部品Ｃの一撮像ライン分のライン画像であって第１照明部２２ａの照明により４回分多重露光されたライン画像と、第２照明部２２ａの照明により４回分多重露光されたライン画像とを交互に取得することで、部品Ｃの第１部品画像と第２部品画像とを取得する。そのため、撮像ユニット６を比較的早い速度でスキャンさせながらも、第１部品画像および第２部品画像の何れについて明度の良好な部品画像を取得することが可能となる。

　従って、上記の部品実装装置によれば、高輝度な照明装置を搭載することによる部品実装装置の大型化やコスト高を伴うことなく、互いに照明条件の異なる第１部品画像および第２部品画像を良好かつ効率良く取得して部品認識を行うことができる。

　特に、カメラ２１に搭載されるＴＤＩセンサ２６は、上記のように偶数列の画素列４１（撮像素子４２）に遮光フィルタ４３が形成されたものであり、このようなＴＤＩセンサ２６は、既存のＴＤＩセンサの追加工、例えば偶数列の画素列４１の撮像素子４２に塗装を施して当該撮像素子４２を遮光フィルタ４３に加工することで比較的安価に製造することができる。従って、この部品実装装置によれば、比較的安価な構成で上記の作用効果を享受することができる。

　なお、上記実施形態では、撮像ユニット６に２種類の照明部２２ａ、２２ｂを有する照明装置２２を搭載することで、第１部品画像および第２部品画像を取得する例について説明したが、照明装置２２としてさらに第３照明部２２ｃ（図１０に示す）を有するものを搭載し、これにより第１、第２部品画像に加えて、第３照明部２２ｃだけを点灯させた第３部品画像を取得することも可能である。

　この場合には、ＴＤＩセンサ２６として、図９（ａ）に示すように、遮光フィルタ４３が形成されていない画素列４１の間に、遮光フィルタ４３が形成された二列の画素列４１が並ぶものが適用される。図示の例では、受光部４０Ａは１０列の画素列４１を含み、同図左側を基準として、第１、第４、第７及び第１０列の画素列４１以外の画素列４１に遮光フィルタ４３が形成されている。

　そして、この場合には、図１０に示すタイミングチャートに基づく主制御部６１の制御により、前記撮像信号の入力毎に第１照明部２２ａ、第２照明部２２ｂおよび第３照明部２２ｃが順番に切り替えられる。これにより、部品Ｃに対して撮像ユニット６が一度スキャンする間に、それぞれ部品Ｃの３ピッチｐ毎の撮像ラインからなる第１～第３部品画像が取得される。以下、撮像ユニット６がＸ方向の（＋）側から（－）側に移動しながら部品Ｃを撮像するものとして詳しく説明する。

　撮像ユニット６が移動を開始し、最初の撮像信号が出力されると、第１照明部２２ａが点灯し、図９（ａ）に示すように、遮光フィルタ４３が形成されていない各画素列４１の撮像素子４２が露光される。これにより、当該画素列４１によって第１照明部２２ａの照明によるライン画像が取り込まれ、当該ライン画像（電荷）が一定のタイミングで隣接する画素列４１に転送される。なお、図９中の丸付き数字１は、第１照明部２２ａの照明によるライン画像を、丸付き数字２は、第２照明部２２ａの照明によるライン画像を、丸付き数字３は、第３照明部２２ｃの照明によるライン画像をそれぞれ示す。また、図９（ｂ）～（ｄ）については、便宜上、各部の符号を省略している。

　撮像ユニット６の移動に伴い、次の撮像信号が出力されると、第２照明部２２ｂが点灯し、図９（ｂ）に示すように、遮光フィルタ４３が形成されていない画素列４１の撮像素子４２が露光されることで、当該画素列４１によって第２照明部２２ｂの照明によるライン画像が取り込まれる。この場合、第１照明部２２ａの照明により先に撮像されているライン画像は、遮光フィルタが形成された画素列４１の撮像素子４２に保持されているため、当該第２照明部２２ｂの照明による影響を受けることなくそのまま保持される。当該露光が終了すると、一定のタイミングで、各画素列４１の電荷が順次隣接する画素列４１に転送される。

　さらに撮像ユニット６が移動して、次の撮像信号が出力されると、第３照明部２２ｃが点灯し、図９（ｃ）に示すように、遮光フィルタ４３が形成されていない画素列４１の撮像素子４２が露光されることで、当該画素列４１によって第３照明部２２ｃの照明によるライン画像が取り込まれる。この場合、第１照明部２２ａおよび第２照明部２２ｂの照明により先に撮像されているライン画像は、それぞれ遮光フィルタが形成された画素列４１の撮像素子４２に保持されているため、当該第３照明部２２ｃの照明による影響を受けることなくそのまま保持される。当該露光が終了すると、一定のタイミングで、各画素列４１の電荷が順次隣接する画素列４１に転送される。

　そして、さらに撮像ユニット６が移動し、次の撮像信号が出力されると、第１照明部２２ａが点灯し、図９（ｄ）に示すように、遮光フィルタ４３が形成されていない画素列４１の撮像素子４２が露光されることで、第１照明部２２ａの照明により先に撮像されたライン画像の電荷に、新たに生成された電荷が加算、蓄積される。この場合も、第２照明部２２ｂおよび第３照明部２２ｃの照明により先に撮像されているライン画像は、それぞれ遮光フィルタが形成された画素列４１の撮像素子４２に保持されているため、当該第１照明部２２ａの照明による影響を受けることがない。

　このように、撮像ユニット６の移動に伴い、第１～第３の各照明部２２ａ～２２ｃが順番に点灯されながら、部品Ｃの一撮像ラインのライン画像であって第１照明部２２ａの照明により４回分の電荷が加算、蓄積されたライン画像（４回分多重露光されたライン画像）の画像データと、第２照明部２２ａの照明により４回分の電荷が加算、蓄積されたライン画像の画像データと、第３照明部２２ｃの照明により４回分の電荷が加算、蓄積されたライン画像の画像データとが順番にＴＤＩセンサ２６から出力される。これにより、画像処理部６５では、カメラ２１から入力されるライン画像の画像データのうち、第１照明部２２ａの照明によるライン画像の画像データ群（部品Ｃの画素列４１の３ピッチ（３ｐ）毎の各部位のライン画像からなる画像データ群）から前記第１部品画像を生成し、第２照明部２２ｂの照明によるライン画像の画像データ群（部品Ｃの画素列４１の３ピッチ（３ｐ）毎の各部位のライン画像の画像データ群であって、前記第１部品画像の撮像対象とした部品Ｃの各部位に対して、それぞれ画素列４１の１ピッチｐ分だけずれた各部位のライン画像からなる画像データ群）から前記第２部品画像を生成し、第３照明部２２ｃの照明によるライン画像の画像データ群（部品Ｃの画素列４１の３ピッチ（３ｐ）毎の各部位のライン画像の画像データ群であって、前記第１部品画像の撮像対象とした部品Ｃの各部位に対して、それぞれ画素列４１の２ピッチ２ｐ分だけずれた各部位のライン画像からなる画像データ群）から前記第３部品画像を生成する。

　なお、４つ以上の照明部を択一的に点灯させて互いに照明条件が異なる４つ以上の部品画像を取得する場合も基本的には上記実施形態に準じた構成とすればよい。要するに、カメラ２１のＴＤＩセンサ２６として、遮光フィルタ４３が形成されていない一つの画素列４１と、前記遮光フィルタ４３が形成された画素列４１であって前記照明部の数から一を減算した数の画素列４１とが交互に配列された受光部４０Ａを備えるＴＤＩセンサ２６を適用し、点灯する照明部を順番に切り替えながら部品Ｃを撮像するようにすればよい。

　また、上記実施形態では、照明条件が互いに異なる複数の部品画像を取得する例として、照明装置２２の照明部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを切り替えた複数の部品画像、つまり照明方向を切り替えた複数の部品画像を取得する場合について説明したが、例えば、照明強度（光度）や照明光の色といった照明条件が互いに異なる複数の部品画像を取得するようにしてもよい。例えば、照明装置２２として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の照明を選択的に照射可能なものを適用し、図１０に示したタイミングチャートに基づき、赤色、緑色および青色の３つの部品画像を取得するようにしてもよい。この場合には、画像処理部６５において、これらの部品画像を合成することで、部品Ｃのカラー画像を生成することが可能となる。つまり、部品Ｃに対して撮像ユニット６を一度スキャンさせるだけで部品Ｃのカラー画像を取得することが可能となる。

＜　第２実施形態　＞
　上記第１実施形態では、カメラ２１のＴＤＩセンサ２６として、特定の画素列４１の撮像素子４２に遮光フィルタ４３が形成されたものが適用されているが、図１１に示すようなＴＤＩセンサ２６Ａを適用することも可能である。

　同図に示すＴＤＩセンサ２６Ａは、図４に示したＴＤＩセンサ２６の画素列４１のうち、遮光フィルタ４３が形成された画素列４１に代えて、ラインメモリ４１′が備えられた構成を有する。このラインメモリ４１′は、第１実施形態において遮光フィルタ４３が形成された画素列４１の各撮像素子４２にそれぞれ対応する複数のキャパシタ４２′（本発明の電荷保持部に相当する）が、隣接する当該画素列４１と平行な方向に並んだものであり、隣接する画素列４１の各撮像素子４２から転送されてくる電荷を保持する機能のみを有する。このＴＤＩセンサ２６Ａでは、各レジスタ列４５は、対応する画素列４１の撮像素子４２又はラインメモリ４１′のキャパシタ４２′から電荷を読み出し、同図中に白抜き矢印で示すように、読み出した電荷を隣接する画素列４１の撮像素子４２又はラインメモリ４１′のキャパシタ４２′に転送する。

　このＴＤＩセンサ２６Ａによれば、ラインメモリ４１′については、画素列４１のように受光面積を確保する必要がない分、形状の自由度が高い。そのため、同図に示すように、当該ラインメモリ４１′を画素列４１に比べてＸ方向（画素列４１の並び方向）に狭幅に形成できる。このＴＤＩセンサ２６Ａによれば、図４のＴＤＩセンサ２６と同等の大きで、当該ＴＤＩセンサ２６よりも多くの画素列４１（露光可能な有効な画素列４１）を配列することが可能である。これにより、２種の照明条件による交互撮像において、部品Ｃの各部位のライン画像の幅の割合を非撮像ラインの幅の割合より大きくでき（なお、これにより２つの照明条件による部品Ｃの各部位のライン画像は一部重なり合うようになる）、図４のＴＤＩセンサ２６よりも、２種の照明条件による２つの部品画像のそれぞれについて高分解能（Ｘ方向に高分解能）を実現できる。従って、このＴＤＩセンサ２６Ａを備えるカメラ２１を適用する場合には、上記第１実施形態のものとほぼ同等の構成で、より高精度の２つの部品画像を取得することができるというメリットがある。また逆に、図４に示すＴＤＩセンサ２６と同等の分解能（Ｘ方向の分解能）であれば、ＴＤＩセンサ２６Ａは、当該ＴＤＩセンサ２６よりＸ方向にコンパク化することが可能である。従って、この場合には、カメラ２１を小型化することが可能であり、これにより撮像ユニット６の小型化、軽量化に寄与するというメリットがある。

　なお、上記のようにラインメモリ４１′の幅寸法（Ｘ方向の寸法）が画素列４１の幅寸法よりも狭幅の場合には、画素列４１およびラインメモリ４１′を含む各列のピッチが交互に異なる。そのため、このＴＤＩセンサ２６Ａを備えたカメラ２１が適用される場合には、照明装置２２の切り替え、各画素列４１の撮像素子４２による露光（ライン画像の取込）および電荷（ライン画像）の転送が前記ピッチに基づき適切に行われるように、前記リニアエンコーダ３６からの出力信号に応じて前記主制御部６１からカメラ２１に撮像信号を出力させるようにすればよい。

　当該ＴＤＩセンサ２６Ａに類似するＴＤＩセンサとして、例えば図９に示したＴＤＩセンサ２６の画素列４１のうち、遮光フィルタ４３が形成された画素列４１に代えて、ラインメモリ４１′を備えＴＤＩセンサを適用することもできる。このＴＤＩセンサの構成によれば、図９に示したＴＤＩセンサ２６と同様に３種類の照明条件による３つの部品画像を取得しながら、当該ＴＤＩセンサ２６Ａに比べて、高分解能（Ｘ方向に高分解能）の部品画像を取得することが可能となる。

＜　第３実施形態　＞
　撮像ユニット６のカメラ２１として、図１２に示すようなＴＤＩセンサ２６Ｂを備えるカメラ２１を用いることも可能である。

　同図に示すＴＤＩセンサ２６Ｂは、所定の順序で連続して並びかつ受光可能な波長域が互いに異なる複数の画素列４１からなる画素列群を一単位として、当該画素列群が複数配列された構成を有する。具体的には、赤色フィルタＲを備えることにより赤色の光のみを受光する画素列４１と、緑色フィルタＧを備えることにより緑色の光のみを受光する画素列４１と、青色フィルタＲを備えることにより青色の光のみを受光する画素列４１とを含み、これらが所定の順番で配列されたものを一つの画素列群として、この画素列群が複数（同図では３つ）配列された構成を有する。

　このＴＤＩセンサ２６Ｂを備えるカメラ２１を適用する場合には、前記主制御部６１は、部品Ｃに応じて第１照明部２２ａおよび第２照明部２２ｂのうち予め定められた照明部のみを点灯させるべく照明制御部６６を制御する。また、前記主制御部６１は、撮像ユニット６を一定速度で移動させる（部品Ｃに対して相対移動させる）一方で、画素列４１の配列ピッチの３倍分の距離だけ撮像ユニット６が移動するタイミングで撮像信号を出力する。すなわち、照明制御部６６を制御して上記タイミングで照明部を点灯させる。さらに主制御部６１は、カメラ制御部５０を制御し、主制御部６１からの撮像信号の入力に応じてＴＤＩセンサ２６の各画素列４１の撮像素子４２を露光させるとともに、この一回の露光につきライン画像（電荷）の転送が３回行われるように前記クロックドライ５４を制御する。つまり、同図中の実線、破線および一点鎖線で示すように、各画素列群に属する各画素列４１の電荷が隣接する画素列群の対応する画素列４１、つまり同じフィルタが形成された画素列４１にそれぞれ転送されるように電荷の転送タイミングを制御する。

　このようなＴＤＩセンサ２６Ｂを備えるカメラ２１が適用された部品実装装置では、部品Ｃに対して撮像ユニット６が一度スキャンする間に、部品Ｃの画像として赤色、緑色、青色の各部品画像が取得される。すなわち、撮像ユニット６の移動が開始され、主制御部６１から最初の撮像信号が出力されると、各画素列４１の撮像素子４２が露光されることで、画素列群の各画素列４１により赤、緑、青のライン画像が取り込まれる。これらのライン画像は、隣接する画素列群の対応する画素列４１にそれぞれ転送される。従って、各画素列４１の露光が行われながらそのライン画像が隣接する画素列群の対応する画素列４１に順次転送されることにより、同一撮像ラインのライン画像であってそれぞれ多重露光された赤色、緑色、青色の各ライン画像がＴＤＩセンサ２６Ｂから前記画像処理部６５に出力される。

　画像処理部６５は、ＴＤＩセンサ２６Ｂから出力されるライン画像のうち受光波長が共通するライン画像、つまり同色のライン画像に基づき画像を生成することにより、３色のそれぞれについて、画素列４１の３ピッチ毎の部品Ｃの部位のライン画像群からなる部品画像を生成し、さらにこれらの画像を合成することにより部品Ｃのカラー画像を生成する。従って、主制御部６１は、この部品Ｃのカラー画像に基づき各実装ヘッド１６による部品Ｃの保持状態を認識する。

　なお、ここでは、三原色それぞれの部品画像を取得して部品Ｃのカラー画像を生成する場合について説明したが、上記構成によれば、例えば、部品Ｃの画像として、赤外線画像と赤外線を遮断した画像とを取得することも可能である。この場合には、ＴＤＩセンサ２６Ｂとして、赤外線透過フィルタを備えることにより赤外線のみを受光する画素列４１と、赤外線遮光フィルタを備えることにより赤外線以外の光を受光する画素列４１とを一つの画素列群として、当該画素列群が複数配列されたものを適用すればよい。

＜　その他の実施形態　＞
　（１）上記各実施形態では、撮像ユニット６をヘッドユニット５に搭載し、各実装ヘッド１６に吸着保持された部品Ｃに対して撮像ユニット６を移動させる構成について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、撮像ユニットを基台１に固定的に配置し、主制御部６１の制御により、この撮像ユニットに対してヘッドユニット５を相対的に移動させることにより各実装ヘッド１６に保持された部品Ｃを撮像する構成としてもよい。この場合には、カメラを上向けに配置し、反射ミラーを介することなく、照明装置２２による照明下で部品Ｃからの反射光（部品像）を直接カメラ２１で取り込むようにすればよい。

　この場合には、ヘッドユニット５をＸＹ方向に移動させるヘッドユニット駆動機構および制御装置６０が本発明における移動手段となる。

　（２）上記実施形態では、ヘッドユニット５は、複数の実装ヘッド１６がＸ方向に一列に並ぶものであるが、複数の実装ヘッド１６が前後二列（Ｙ方向に二列）に並ぶものであってもよい。この場合には、ＴＤＩセンサ２６により前後各実装ヘッド１６に保持された部品Ｃを同時に撮像できるように、ＴＤＩセンサ２６の各画素列４１の画素数を設定すればよい。そして、例えば前後の実装ヘッド１６に吸着される部品Ｃの照明条件が互いに異なる場合には、照明条件を交互に切り替えながら前後両部品Ｃを含む互いに照明条件の異なる部品画像を取得し、画像処理部６５において、これらの部品画像から前後の部品Ｃのうち一方側の部品Ｃに対応する照明条件で撮像されている部品画像を抽出し、この抽出された部品画像により当該一方側の部品Ｃの部品画像を生成し、他方側の部品Ｃについても同様にして部品画像を生成するようにすればよい。

　（３）第１実施形態（図８の例）では、第１照明部２２ａと第２照明部２２ｂとを交互に点灯させることによりＴＤＩセンサ２６により２種類の部品画像を取得する例について説明したが、例えば部品Ｃの種類に応じて、両照明部２２ａ、２２ｂを交互に切り替えて２種類の部品画像を取得する撮像形態と、第１照明部２２ａ又は第２照明部２２ｂの何れかを点灯させて１種類の部品画像を取得する撮像形態とを制御装置６０が切り替えるようにしてもよい。図９の例についても同様である。なお、図９の例については、例えば連続する３回（第１～第３タイミング）の露光のうち、最初の２回の露光を共通の照明部（例えば第１照明部２２ａ）を点灯させて行い、最後の露光を異なる照明部（例えば第２照明部２２ｂ）を点灯させて行うことにより２種類の部品画像を取得することができる。従って、図９の例については、部品Ｃの種類に応じて、１種類の部品画像、２種類の部品画像及び３種類の部品画像を取得する撮像形態を制御装置６０が切り替えるようにしてもよい。

　（４）上記実施形態では、本発明に係る撮像装置を表面実装機に搭載した構成について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、ＩＣチップ等の電子部品を検査する部品試験装置に搭載することも可能である。

　図１３は、本発明に係る撮像装置が搭載された部品試験装置７０（本発明に係る部品試験装置に相当する）を示す平面図である。なお、図中には、方向関係を明確にするためにＸＹ座標軸が示されている。

　同図に示すように、部品試験装置７０の基台７１には、ベアチップがダイシングされた状態のウェハＷａを上下多段に収納したカセット７２を装着可能なカセット設置部７３が設けられている。このカセット設置部７３に装着されたカセット７２は、図略の搬送機構により基台７１に形成された開口部７４の下方位置に搬送され、この位置でベアチップが取出部材７５によって取上げられる。取出部材７５は、基台７１上でＹ方向に延びるレール７６に沿って、上記開口部７４から部品待機部７７までベアチップを搬送する。部品待機部７７は、基台７１上でＸ方向に延びる一対のレール７８間に配置され、この部品待機部７７に搬送されたベアチップは、各レール７８に沿って駆動する一対のヘッドユニット７９、８０により基台７１上の検査ソケット８１まで搬送され、所定の検査が実行されることとなる。各ヘッドユニット７９、８０はチップ吸着用のヘッドを有し、このヘッドによりベアチップを吸着保持する。

　このような部品試験装置７０において、上記基台７１上には、部品待機部７７と検査ソケット７１（本発明の検査部に相当する）との間に撮像ユニット１０６、１１６が固定的に設けられている。なお、詳細図を省略しているが、撮像ユニット１０６、１１６は、ヘッドユニット７９，８０に保持されたベアチップを下側から撮像するカメラと、照明装置と、これらを一体に保持するケーシング等を含む。そして、このカメラとして、例えば図４に示したＴＤＩセンサと同等のＴＤＩセンサを備えたカメラを備えるとともに、図３に示した照明装置２２と同様に、照明方向が互いに異なる複数の照明部を有する照明装置を備えている。

　上記撮像ユニット１０６、１１６は、部品待機部７７から検査ソケット８１まで搬送されるベアチップを撮像し、図外の制御装置がその画像データに基づき不良（例えば、バンプの高さ不良）を検知する。この際、図外の制御装置によりベアチップの搬送速度、カメラ（ＴＤＩセンサ）による撮像タイミング、照明部の切り替えタイミングおよびＴＤＩセンサにおけるライン画像（電荷）の転送タイミング等が図外の制御装置により上述した部品実装装置と同様に制御される。これにより、各撮像ユニット１０６、１１６に対してその上方をベアチップが一方向に通過する間に、照明条件の異なる複数の画像が取得され、前記制御装置は、これら複数の画像に基づきベアチップの不良の有無を判断する。

　ここで不良品であると検知されたベアチップは、ヘッドユニット７９、８０により基台７１上の不良品回収部８２に載置された不良品用トレイ８３に搬送される。これに加えて、上記制御装置は、上記複数の画像に基づき、ヘッドユニット７９、８０に対するベアチップの姿勢を検知する。ここでヘッドユニット７９、８０に対して位置ずれしていると検知されたベアチップは、当該ヘッドユニット７９、８０により位置補正が実行された後、検査ソケット８１へ搬送される。

　そして、検査ソケット８１における検査の結果、不良品であると判定されたベアチップは、各ヘッドユニット７９、８０により上記不良品用トレイ８３に搬送される一方、良品であると判定されたベアチップは、各ヘッドユニット７９、８０により基台７１上の部品収納部８４まで搬送されるとともに、この部品収納部８４において、テープフィーダ用のベーステープ８５内に収容され、このベーステープ８５に図略のカバーテープが張付けられることとなる。

　また、不良品回収部８２の不良品用トレイ８３が満載状態になると、そのトレイ８３が図外のトレイ移動機構によりトレイ排出部８６に移送されるとともに、不良品回収部８２に隣接したトレイ待機部８７にあるトレイ８８がヘッドユニット７９、８０により不良品回収部８２に移送され、かつ、図外のトレイ移動機構によりトレイ待機部８７に空トレイ載置部８９から空トレイが移送されるようになっている。

　なお、この実施形態では、撮像ユニット１０６、１１６、ヘッドユニット７９，８０、当該ヘッドユニットの駆動機構および制御装置等が本発明の撮像装置に相当し、そのうちヘッドユニット７９、８０およびヘッドユニットの駆動機構が撮像装置の移動手段に相当し、制御装置が本発明の撮像制御手段に相当する。また、ヘッドユニット駆動機構および制御装置が本発明の移載手段に相当する。

　ここでは、撮像ユニット１０６、１１６を部品試験装置７０の基台７１上に配置した構成について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図２等に示した部品実装装置と同様に、ヘッドユニット７９，８０に対して撮像ユニット１０６、１１６が移動可能に取り付けた構成とすることも可能である。

　（５）本発明に係る撮像装置は、上記のように部品実装装置や部品試験装置以外に、スクリーン印刷装置において半田ペースト等のペースト類が印刷された基板を検査する印刷基板検査装置（本発明に係る基板検査装置の一つ）に搭載することも可能である。この印刷基板検査装置は、基板を略水平に保持する基板保持部と、この基板保持部に保持される印刷基板に対して相対的にその印刷面と平行な二次元方向（ＸＹ方向）に移動可能に支持される撮像ユニットと、この撮像ユニットと基板とを相対的に移動させる駆動機構（本発明の移動手段に相当する）と、これらを統括的に制御する制御装置とを含む。撮像ユニットは、基板を上側から撮像するカメラと、照明装置と、これらを一体に保持するケーシング等を含む。そして、このカメラとして、例えば図４に示したＴＤＩセンサと同等のＴＤＩセンサを備えたカメラを備えるとともに、図３に示した照明装置２２と同様に、照明方向が互いに異なる複数の照明部を有する照明装置を備えている。

　すなわち、この印刷基板検査装置は、基板に対して撮像ユニットを移動させながら印刷箇所を撮像することにより、その画像データに基づき不良箇所を検知する。この際、図外の制御装置により撮像ユニットの搬送速度、カメラ（ＴＤＩセンサ）による撮像タイミング、照明部の切り替えタイミングおよびＴＤＩセンサにおけるライン画像（電荷）の転送タイミング等が図外の制御装置により上述した部品実装装置と同様に制御される。これにより、撮像ユニットが印刷箇所上方を一方向に通過する間に、照明条件の異なる複数の画像が取得され、前記制御装置は、これら複数の画像に基づき印刷箇所の良否を判断する。

　（６）本発明に係る撮像装置は、実装基板検査装置（本発明に係る基板検査装置の一つ）に搭載することも可能である。実装基板検査装置は、基板上の部品実装箇所をカメラにより撮像することで、その画像データに基づき部品の実装状態を認識するものであるが、この実装基板検査装置について、上述した印刷基板検査装置と同等の構成を採用することができる。この実装基板検査装置によれば、上記印刷基板検査装置と同様に、照明条件の異なる複数の画像を取得し、これら複数の画像に基づき部品実装の良否を判断することが可能となる。

　なお、以上は本発明の実施形態の例示であって、ＴＤＩセンサ、撮像装置、部品実装装置、部品試験装置、印刷基板検査装置および実装基板検査装置の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、具体的に説明していないが、部品実装装置において説明した撮像ユニット等の構成は、部品試験装置、および印刷基板検査装置や実装基板検査装置などの基板検査装置についても同様に適用可能である。

　以上説明した本発明をまとめると以下の通りである。

　すなわち、本発明の一の局面によるＴＤＩセンサは、所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光されたライン画像を出力するＴＤＩセンサであり、第１方向に並びかつそれぞれ露光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子を有する画素列と、前記電荷を保持する機能のみを有しかつ前記画素列の各撮像素子に対応するように前記第１方向に並ぶ複数の電荷保持部を有する電荷保持列とを含み、一つの前記画素列と一乃至複数の前記電荷保持列とが前記第１方向と直交する第２方向に交互に配列される受光部と、前記画素列の撮像素子および前記電荷保持列の電荷保持部が保持する電荷を列単位で隣接する列に順次転送するとともに、前記ライン画像の信号として、前記転送により最終的に蓄積された電荷に対応する信号を出力する転送部と、を備えるものである。

　そして、本発明の一の局面による撮像装置は、特定数かつ複数の照明条件で対象物を撮像するための撮像装置であり、上記のＴＤＩセンサであって前記受光部として一つの前記画素列と前記特定数から一を減算した数の前記電荷保持列とが交互に配列された受光部を備えるＴＤＩセンサと、前記ＴＤＩセンサに対して前記対象物を前記第２方向に相対移動させる移動手段と、前記移動手段により移動させられる対象物を照明するとともにその照明条件を前記複数の照明条件に変更することが可能な照明手段と、前記ＴＤＩセンサに対する前記対象物の相対移動中に、前記照明手段の照明条件が前記複数の照明条件に順番に切り換えられながら前記照明条件毎の対象物のライン画像が前記画素列の撮像素子により取り込まれるように前記ＴＤＩセンサの撮像タイミングおよび前記照明手段の照明条件の切り替えタイミングを制御するとともに、前記撮像タイミングに同期して前記電荷の転送が行われるように前記ＴＤＩセンサにおける前記電荷の転送タイミングを制御する撮像制御手段と、前記ＴＤＩセンサから出力される前記ライン画像のうち照明条件が互いに共通するライン画像に基づいて対象物の画像を生成することにより前記特定数の対象物の画像を生成する画像処理手段と、を備えるものである。

　この撮像装置では、例えば２つの照明条件（第１照明条件、第２照明条件とする）の画像を取得する場合には、ＴＤＩセンサとして、画素列と電荷保持列とが交互に並んだものが備えられ、撮像手段として２つの照明条件に変更可能なものが備えられる。

　この撮像装置によれば、対象物の相対移動中に照明条件が交互に切り替えられながら撮像動作が行われることにより、対象物がＴＤＩセンサに対して相対移動する間に当該対象物の画像として照明条件の異なる２つの画像が取得される。具体的には、対象物の移動に伴い、ます第１照明条件の下で各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画素列によりライン画像（第１照明画像という）が取り込まれる。これら画素列のライン画像（つまり電荷）は、次の露光前に隣接する電荷保持列に転送されて保持される。そして、第２照明条件の下、各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画素列によりライン画像（第２照明画像という）が取り込まれる。この際、第１照明画像は電荷保持部に保持されているため照明光の影響を受けない。その後、各画素列の第２照明画像が隣接する電荷保持部に、各電荷保持部の第１照明画像が隣接する画素列にそれぞれ転送された後、第１照明条件の下、各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画素列において第１照明画像が再露光される（電荷が加算される）。すなわち、ＴＤＩセンサからは、対象物の特定の一撮像ラインのライン画像であって第１照明条件で複数回露光されたライン画像と、後続の一撮像ラインのライン画像であって第２照明条件で複数回露光されたライン画像とが交互に出力される。そして、画像処理手段において、ＴＤＩセンサから出力されるライン画像のうち照明条件が共通するライン画像に基づいて対象物の画像が生成されることにより、第１照明条件での部品画像と第２照明条件での部品画像とが生成される。

　なお、上記ＴＤＩセンサにおいて、前記電荷保持列は、照明光の影響を受けることがない状態でライン画像（電荷）を保持することができればよい。従って、前記電荷保持列は、前記電荷保持部としてキャパシタが並んだものであってもよいし、また、前記画素列と同等の画素列であって各撮像素子の表面に光の入射を阻止する遮光部が形成されたものであってもよい。この場合、前者の構成によれば、既存の半導体プロセスに沿ってＴＤＩセンサを比較的容易にかつ安価に製造することが可能である。加えて、電荷保持部の形状的な自由度が高いため、例えば、電荷保持列を、前記第２方向における前記画像列の幅寸法よりも小さい幅寸法のものにすれば、前記第２方向における分解能を保持しつつＴＤＩセンサを同方向にコンパクト化することが可能となる。他方、後者の構成によれば、例えば既存のＴＤＩセンサの特定の画素列に遮光部を追加工することで上記ＴＤＩセンサを容易に得ることができる。

　また、上記撮像装置において、前記照明手段は、前記照明条件として三原色それぞれの照明光を択一的に前記対象物に照射可能に構成されており、前記画像処理手段は、対象物の前記複数の画像として三原色それぞれの画像を生成するとともに、これら三原色の画像を合成することによりカラー画像を生成するものであってもよい。

　この構成によれば、ＴＤＲセンサに対して部品を相対的に一度移動させるだけで、対象物のカラー画像を取得することが可能となる。

　また、本発明の他の一の局面によるＴＤＩセンサは、所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光されたライン画像を出力するＴＤＩセンサであって、第１方向に並びかつそれぞれ露光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子を有する複数の画素列を含み、これら画素列が前記第１方向と直交する第２方向に配列された受光部と、前記画素列が保持する電荷を列単位で隣接する画素列に順次転送するとともに、前記ライン画像の信号として、前記転送により最終的に蓄積された電荷に対応する信号を出力する転送部と、を備え、前記受光部は、前記第２方向に所定の順序で連続して並びかつ受光可能な波長域が互いに異なる複数の前記画素列からなる画素列群を一単位として、当該画素列群が前記第２方向に複数配列された構成を有するものである。

　そして、本発明の他の一の局面による撮像装置は、対象物を撮像して複数種類の画像を取得するための撮像装置であって、上記ＴＤＩセンサと、前記ＴＤＩセンサに対して前記対象物を前記第２方向に相対移動させる移動手段と、前記移動手段により移動させられる対象物を照明する照明手段と、前記ＴＤＩセンサに対する前記対象物の相対移動中に、対象物のライン画像が前記画素列の撮像素子により取り込まれるように前記ＴＤＩセンサの撮像タイミングを制御するとともに、ＴＤＩセンサの撮像動作後、次の撮像動作前に、各画素列群に属する各画素列の電荷が隣接する画素列群の対応する画素列にそれぞれ転送されるように前記電荷の転送タイミングを制御する撮像制御手段と、前記ＴＤＩセンサから出力される前記ライン画像のうち受光波長域が共通するライン画像に基づいて対象物の画像を生成することにより、前記画素列群が含む画素列の数に対応する数の対象物の画像を生成する画像処理手段と、を備えるものである。

　この撮像装置では、対象物がＴＤＩセンサに対して相対移動する間に、当該対象物の画像として、受光した光の波長域が互いに異なる複数の画像が取得される。すなわち、対象物の移動に伴い、画素列群に含まれる各画素列の撮像素子が露光されることにより、各画像列により互いに波長域が異なるライン画像がそれぞれ取り込まれる。これら画素列のライン画像（電荷）は、次の露光前に隣接する画素列群の対応する画素列にそれぞれ転送されて保持される。つまり、ＴＤＩセンサからは、受光した光の波長域が互いに異なる複数のライン画像であってそれぞれ複数回露光されたライン画像が順次出力される。そして、画像処理手段において、前記ＴＤＩセンサから出力されるライン画像のうち受光した光の波長域が共通するライン画像に基づいて対象物の画像が生成されることにより、画素列群が含む画素列の数に対応する数の対象物の画像が生成される。

　なお、この撮像装置において、前記ＴＤＩセンサは、前記画素列群として三原色それぞれの光のみを受光可能な３つの画素列を含む画素列群を有し、前記画像処理手段は、前記ＴＤＩセンサから出力される前記ライン画像のうち共通する色のライン画像に基づいて三原色それぞれの対象物の画像を生成するとともに、これら三原色の画像を合成することにより対象物のカラー画像を生成するものである。

　そして、本発明の一の局面による部品実装装置は、部品を保持可能なヘッドと、対象物として部品を撮像するための上記の撮像装置と、前記ヘッドに保持されかつ前記撮像装置により撮像された前記部品の画像データに基づき前記ヘッドによる部品の保持状態を認識した上で当該部品を前記ヘッドにより基板上に移載する移載手段と、を含み、前記撮像装置の前記移動手段は、前記ヘッドと前記ＴＤＩセンサとを前記第２方向に相対的に相対移動させるものであり、前記移載手段は、前記ヘッドを前記基板に対して相対的に移動させることにより前記部品を前記基板上に搭載するものである。

　この部品実装装置によれば、ヘッドに保持された部品が、ＴＤＲセンサに対して一度だけ相対移動させられることにより、当該部品の部品画像として複数の部品画像が取得される。そして、当該部品画像に基づきヘッドによる部品の保持状態が認識された上で、当該部品が基板上に搭載される。

　また、本発明の一の局面による部品試験装置は、対象物として部品を撮像するための上記の撮像装置と、前記ヘッドに保持されかつ前記撮像装置により撮像された前記部品の画像データに基づき前記ヘッドによる部品の保持状態を認識した上で当該部品を前記ヘッドにより所定の検査部上に移載する移載手段と、を含み、前記撮像装置の前記移動手段は、前記ヘッドと前記ＴＤＩセンサとを前記第２方向に相対的に相対移動させるものであり、前記移載手段は、前記ヘッドを前記検査部に対して相対的に移動させることにより前記部品を前記検査部に載置するものである。

　この部品試験装置によれば、ヘッドに保持された部品が、ＴＤＲセンサに対して一度だけ相対移動させられることにより、当該部品の部品画像として複数の部品画像が取得される。そして、当該部品画像に基づきヘッドによる部品の保持状態が認識された上で、当該部品が基板上に搭載される。

　また、本発明の一の局面による基板検査装置は、対象物として印刷処理又は部品実装された基板を撮像するための上記の撮像装置と、この撮像装置により撮像される検査対象箇所の画像に基づき印刷状態又は部品実装状態を認識する認識手段と、を含み、前記撮像装置の前記移動手段は、前記基板と前記ＴＤＩセンサとを前記第２方向に相対的に相対移動させるものである。

　この基板検査装置によれば、基板がＴＤＲセンサに対して一度だけ相対移動させられることにより、当該基板の検査対象箇所の部品画像として複数の画像が取得され、この複数の画像に基づき印刷状態又は部品実装状態が認識される。

　以上のように、本発明に係るＴＤＩセンサ、撮像装置、部品実装装置、部品試験装置および基板検査装置は、複数種類の部品画像を良好にかつ高速で取得することが可能なものであり、部品実装基板の製造分野において有用なものである。

Claims

　所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光されたライン画像を出力するＴＤＩセンサであって、
　第１方向に並びかつそれぞれ露光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子を有する画素列と、前記電荷を保持する機能のみを有しかつ前記画素列の各撮像素子に対応するように前記第１方向に並ぶ複数の電荷保持部を有する電荷保持列とを含み、一つの前記画素列と一乃至複数の前記電荷保持列とが前記第１方向と直交する第２方向に交互に配列される受光部と、
　前記画素列の撮像素子および前記電荷保持列の電荷保持部が保持する電荷を列単位で隣接する列に順次転送するとともに、前記ライン画像の信号として、前記転送により最終的に蓄積された電荷に対応する信号を出力する転送部と、を備えることを特徴とするＴＤＩセンサ。
　請求項１に記載のＴＤＩセンサにおいて、
　前記電荷保持列は、前記電荷保持部としてキャパシタが並んだものであることを特徴とするＴＤＩセンサ。
　請求項２に記載のＴＤＩセンサにおいて、
　前記電荷保持列は、前記第２方向における前記画像列の幅寸法よりも小さい幅寸法を有することを特徴とするＴＤＩセンサ。
　請求項１に記載のＴＤＩセンサにおいて、
　前記電荷保持列は、前記画素列と同等の画素列であって各撮像素子の表面に光の入射を阻止する遮光部が形成されたものであることを特徴とするＴＤＩセンサ。
　特定数かつ複数の照明条件で対象物を撮像するための撮像装置であって、
　請求項１乃至４の何れか一項に記載のＴＤＩセンサであって前記受光部として一つの前記画素列と前記特定数から一を減算した数の前記電荷保持列とが交互に配列された受光部を備えるＴＤＩセンサと、
　前記ＴＤＩセンサに対して前記対象物を前記第２方向に相対移動させる移動手段と、
　前記移動手段により移動させられる対象物を照明するとともにその照明条件を前記複数の照明条件に変更することが可能な照明手段と、
　前記ＴＤＩセンサに対する前記対象物の相対移動中に、前記照明手段の照明条件が前記複数の照明条件に順番に切り換えられながら前記照明条件毎の対象物のライン画像が前記画素列の撮像素子により取り込まれるように前記ＴＤＩセンサの撮像タイミングおよび前記照明手段の照明条件の切り替えタイミングを制御するとともに、前記撮像タイミングに同期して前記電荷の転送が行われるように前記ＴＤＩセンサにおける前記電荷の転送タイミングを制御する撮像制御手段と、
　前記ＴＤＩセンサから出力される前記ライン画像のうち照明条件が互いに共通するライン画像に基づいて対象物の画像を生成することにより前記特定数の対象物の画像を生成する画像処理手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
　請求項５に記載の撮像装置において、
　前記照明手段は、前記照明条件として三原色それぞれの照明光を択一的に前記対象物に照射可能に構成されており、
　前記画像処理手段は、対象物の前記複数の画像として三原色それぞれの画像を生成するとともに、これら三原色の画像を合成することによりカラー画像を生成することを特徴とする撮像装置。
　所定のタイミングでライン画像の撮像動作を行い、撮像ライン毎の画像として複数回露光されたライン画像を出力するＴＤＩセンサであって、
　第１方向に並びかつそれぞれ露光量に応じた電荷を生成して保持する複数の撮像素子を有する複数の画素列を含み、これら画素列が前記第１方向と直交する第２方向に配列された受光部と、
　前記画素列が保持する電荷を列単位で隣接する画素列に順次転送するとともに、前記ライン画像の信号として、前記転送により最終的に蓄積された電荷に対応する信号を出力する転送部と、を備え、
　前記受光部は、前記第２方向に所定の順序で連続して並びかつ受光可能な波長域が互いに異なる複数の前記画素列からなる画素列群を一単位として、当該画素列群が前記第２方向に複数配列された構成を有することを特徴とするＴＤＩセンサ。
　対象物を撮像して複数種類の画像を取得するための撮像装置であって、
　請求項７に記載のＴＤＩセンサと、
　前記ＴＤＩセンサに対して前記対象物を前記第２方向に相対移動させる移動手段と、
　前記移動手段により移動させられる対象物を照明する照明手段と、
　前記ＴＤＩセンサに対する前記対象物の相対移動中に、対象物のライン画像が前記画素列の撮像素子により取り込まれるように前記ＴＤＩセンサの撮像タイミングを制御するとともに、ＴＤＩセンサの撮像動作後、次の撮像動作前に、各画素列群に属する各画素列の電荷が隣接する画素列群の対応する画素列にそれぞれ転送されるように前記電荷の転送タイミングを制御する撮像制御手段と、
　前記ＴＤＩセンサから出力される前記ライン画像のうち受光波長域が共通するライン画像に基づいて対象物の画像を生成することにより、前記画素列群が含む画素列の数に対応する数の対象物の画像を生成する画像処理手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
　請求項８に記載の撮像装置において
　前記ＴＤＩセンサは、前記画素列群として三原色それぞれの光のみを受光可能な３つの画素列を含む画素列群を有し、
　前記画像処理手段は、前記ＴＤＩセンサから出力される前記ライン画像のうち共通する色のライン画像に基づいて三原色それぞれの対象物の画像を生成するとともに、これら三原色の画像を合成することにより対象物のカラー画像を生成することを特徴とする撮像装置。
　部品を保持可能なヘッドと、
　対象物として部品を撮像するための請求項５、６、８及び９の何れかに記載の撮像装置と、
　前記ヘッドに保持されかつ前記撮像装置により撮像された前記部品の画像データに基づき前記ヘッドによる部品の保持状態を認識した上で当該部品を前記ヘッドにより基板上に移載する移載手段と、を含み、
　前記撮像装置の前記移動手段は、前記ヘッドと前記ＴＤＩセンサとを前記第２方向に相対的に相対移動させるものであり、
　前記移載手段は、前記ヘッドを前記基板に対して相対的に移動させることにより前記部品を前記基板上に搭載する、ことを特徴とする部品実装装置。
　部品を保持可能なヘッドと、
　対象物として部品を撮像するための請求項５、６、８及び９の何れかに記載の撮像装置と、
　前記ヘッドに保持されかつ前記撮像装置により撮像された前記部品の画像データに基づき前記ヘッドによる部品の保持状態を認識した上で当該部品を前記ヘッドにより所定の検査部上に移載する移載手段と、を含み、
　前記撮像装置の前記移動手段は、前記ヘッドと前記ＴＤＩセンサとを前記第２方向に相対的に相対移動させるものであり、
　前記移載手段は、前記ヘッドを前記検査部に対して相対的に移動させることにより前記部品を前記検査部に載置する、ことを特徴とする部品試験装置。
　対象物として印刷処理又は部品実装された基板を撮像するための請求項５、６、８及び９の何れかに記載の撮像装置と、
　この撮像装置により撮像される検査対象箇所の画像に基づき印刷状態又は部品実装状態を認識する認識手段と、を含み、
　前記撮像装置の前記移動手段は、前記基板と前記ＴＤＩセンサとを前記第２方向に相対的に相対移動させるものである、ことを特徴とする基板検査装置。