WO2019012576A1 - 撮像装置、表面実装機及び検査装置 - Google Patents

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WO2019012576A1
WO2019012576A1 PCT/JP2017/025119 JP2017025119W WO2019012576A1 WO 2019012576 A1 WO2019012576 A1 WO 2019012576A1 JP 2017025119 W JP2017025119 W JP 2017025119W WO 2019012576 A1 WO2019012576 A1 WO 2019012576A1
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imaging
mode
component
sensor mode
line sensor
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PCT/JP2017/025119
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English (en)
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Inventor
政二 高橋
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/42—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by switching between different modes of operation using different resolutions or aspect ratios, e.g. switching between interlaced and non-interlaced mode
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to an imaging device, a surface mounter, and an inspection device.
  • an imaging device for imaging an object is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the component mounting apparatus described in Patent Document 1 moves a mounting head having a component adsorbed by a suction nozzle, and images a component by a component camera.
  • the component mounting apparatus accurately calculates the adsorption deviation of the component with respect to the suction nozzle even in a situation where the mounting head is vibrated and vibrated.
  • the central position P1 of the suction nozzle is calculated based on the image obtained by imaging with the component camera
  • the central position P2 of the component is calculated based on the image obtained by imaging the component camera.
  • the adsorption deviation is calculated from these two center positions P1 and P2.
  • the component mounting apparatus described in Patent Document 1 described above always images a component using a line sensor (or an area sensor), and there is room for improvement.
  • the present specification discloses a technique capable of imaging an object in an appropriate sensor mode out of an area sensor mode and a line sensor mode without complicating the configuration of the imaging device.
  • An imaging device disclosed in the present specification includes an imaging sensor having a plurality of light receiving elements arranged two-dimensionally, and a control unit, and an area using the imaging sensor as an area sensor in an imaging mode of the imaging sensor There is a sensor mode and a line sensor mode in which the imaging sensor is used as a line sensor by switching the range of the light receiving element used for imaging, and the control unit responds to the setting of the operator before starting the imaging of the subject.
  • the imaging mode is switched or the imaging mode is determined and switched based on at least one condition of the subject, and the imaging mode is not switched during imaging of the subject.
  • the subject When the subject is vibrating, when it is imaged by the line sensor, the subject is imaged in a distorted shape as compared with the case where it is imaged by the area sensor.
  • the image captured by the line sensor can be detected with higher accuracy.
  • the area sensor may be able to detect the position with high accuracy.
  • it may not be required to detect the position with high accuracy, and the detection accuracy of the area sensor may be permitted. In such a case, by imaging with the area sensor, it is possible to reduce the time required for imaging while detecting the position of the subject with sufficient accuracy.
  • the imaging mode is switched according to the setting of the operator before imaging of the subject is started, or the imaging mode is determined and switched based on at least one condition of the subject.
  • the subject can be imaged in the sensor mode.
  • one imaging sensor is used as an area sensor or a line sensor by switching between the area sensor mode and the line sensor mode, so that the area sensor and the line sensor are separately provided.
  • the configuration of the imaging device can be simplified. Therefore, according to the above-described imaging device, it is possible to capture an object in an appropriate sensor mode out of the area sensor mode and the line sensor mode without complicating the configuration of the imaging device.
  • the surface mounter disclosed in the present specification is a surface mounter that mounts a component on a substrate, and includes a head unit that holds and releases the component, a transport unit that transports the head unit, and the transport unit.
  • the imaging mode when imaging a component transported by the transport unit, the imaging mode is switched according to the setting of the operator, or the imaging mode is determined based on at least one condition of the component. Therefore, the component can be imaged in an appropriate sensor mode among the area sensor mode and the line sensor mode.
  • condition is the size of the part
  • control unit determines that the line sensor mode is used when imaging the part larger than a reference size, and the area when imaging the part smaller than the reference size. It may be determined that the sensor mode.
  • the part vibrates more easily when the conveyance unit conveys the part than when the size of the part is small (i.e., smaller than the reference size).
  • the line sensor mode is set, and therefore the position of the part can be detected with high accuracy even if the part is vibrating.
  • the size of the part is small, it is determined that the area sensor mode is set, and therefore the time required for imaging can be shortened while detecting the position of the part with sufficient accuracy.
  • the condition is the type of the component, the area sensor mode or the line sensor mode is set for each type of the component, and the control unit is configured to set the line sensor mode.
  • the line sensor mode may be determined, and when the component of the type in which the area sensor mode is set is imaged, the area sensor mode may be determined.
  • the position can be detected with high precision even if the part is vibrating.
  • the area sensor mode to the type of parts for which it is not required to detect the position with high accuracy, the time required for imaging can be shortened while detecting the position of the part with sufficient accuracy.
  • the condition is a detection method for detecting the position of the component, and the detection method is set for each component, and the area sensor mode or the line sensor mode is associated with each detection method.
  • the control unit determines that the line sensor mode is associated and the area sensor mode is associated when imaging the component for which the detection method associated with the line sensor mode is set. In the case of imaging the component for which the detection method is set, the area sensor mode may be determined.
  • the position is detected even if the component is vibrating Can be detected accurately.
  • the area sensor mode is associated with parts for which position detection is not required to be detected with high precision
  • imaging is performed while detecting the position of the parts with sufficient precision.
  • the condition is a required accuracy required as the mounting accuracy of the component, the required accuracy is set for each of the components, and the control unit is configured to set the required accuracy higher than the reference accuracy.
  • the line sensor mode when imaging a component for which high required accuracy (that is, required accuracy higher than the reference accuracy) is set, it is determined as the line sensor mode, so high required accuracy even if the component is vibrating Can meet
  • the time required for imaging can be shortened while satisfying the required accuracy by determining the area sensor mode.
  • the head unit has a holding unit for holding and releasing the component, and a head shaft on which the holding unit is mounted, and the condition is to pick up the component held by the holding unit.
  • the tolerance is an tolerance that is acceptable as an error when detecting the position of the component, the tolerance is set for each component, and the control unit is based on the weight of the component held by the holding unit.
  • the amplitude at which the head shaft vibrates is determined from the correlated value, and the line sensor mode is determined if the determined amplitude is greater than or equal to the allowable accuracy of the part, and if less than the allowable accuracy, the line sensor mode or It may be determined that the area sensor mode.
  • the amplitude of the head shaft may become more than the allowable accuracy.
  • the amplitude of the head shaft exceeds the allowable accuracy, it may be appropriate to image in the line sensor mode in order to sufficiently absorb the influence of vibration.
  • the position of components can be detected with high accuracy. If the amplitude is less than the allowable accuracy, the position of the component can be detected with sufficient accuracy even in the area sensor mode. In this case, the line sensor mode may be determined, or the area sensor mode is determined. It is also good.
  • a surface mounter disclosed in the present specification is a surface mounter that mounts a component on a substrate, and includes a head unit that holds and releases the component, a transport unit that transports the head unit, and the head unit.
  • the imaging mode is switched according to the setting of the operator, or the imaging mode is selected based on at least one condition of the fiducial mark. Since the determination is made and the switching is performed, the fiducial mark can be imaged in an appropriate sensor mode among the area sensor mode and the line sensor mode.
  • the inspection apparatus disclosed in the present specification is an inspection apparatus for imaging a part mounted on a substrate to inspect the mounting position, and the imaging apparatus according to claim 1 and the imaging apparatus. And a transport unit for transporting.
  • the imaging mode is switched according to the setting of the operator, or the imaging mode is determined and switched based on at least one condition of the parts.
  • the part can be imaged in the sensor mode. Thereby, the quality of the mounting position of components can be inspected appropriately.
  • Top view of the surface mounter according to the first embodiment Side view of the head unit seen from the front side
  • Schematic of image sensor (A) is a schematic view for explaining an area sensor mode
  • (b) is a schematic view for explaining a line sensor mode
  • Block diagram showing the electrical configuration of the surface mounter (A) is a schematic view for explaining a normal detection method
  • (b) is a schematic view for explaining a multipoint detection method
  • A) is a schematic view showing parts imaged in the line sensor mode
  • (b) is a schematic view showing parts imaged in the area sensor mode Diagram showing the condition of parts Top view of substrate with fiducial mark according to Embodiment 2 Schematic diagram for explaining the judgment of the positional error and the angular error of the substrate
  • the left-right direction shown in FIG. 1 is referred to as the X-axis direction
  • the front-rear direction as the Y-axis direction
  • the up-down direction shown in FIG. 2 as the Z-axis direction.
  • the right side shown in FIG. 1 is referred to as the upstream side
  • the left side is referred to as the downstream side.
  • reference numerals of the drawings may be omitted except for some of the same constituent members.
  • the surface mounter 1 includes a base 10, a conveyer 11, four component supply devices 12, a head unit 13, a head conveyer 14, a board imaging camera 15, Two component imaging cameras 16, a control unit 51 shown in FIG. 5, an operation unit 52 and the like are provided.
  • the component imaging camera 16 and the control unit 51 are an example of an imaging device.
  • the base 10 has a rectangular shape in plan view and a flat upper surface.
  • a rectangular frame 17 indicated by a two-dot chain line in FIG. 1 indicates a working position when mounting the component E on a substrate P such as a printed circuit board.
  • the transport conveyor 11 carries the substrate P from the upstream side in the X-axis direction to the work position 17 and carries out the substrate P on which the component E is mounted at the work position 17 to the downstream side.
  • the conveyer 11 includes a pair of conveyer belts 11A and 11B cyclically driven in the X-axis direction, a conveyer drive motor 63 (see FIG. 5) driving the conveyer belts 11A and 11B, and the like.
  • the rear conveyor belt 11A can move in the front-rear direction, and the distance between the two conveyor belts 11A and 11B can be adjusted according to the width of the substrate P.
  • the component supply devices 12 are arranged at four locations in total, two at a time in the X-axis direction on both sides of the transport conveyor 11 in the Y-axis direction.
  • a plurality of feeders 18 are attached to the component supply devices 12 aligned in the X-axis direction.
  • Each feeder 18 is a so-called tape feeder, a reel (not shown) around which a component tape (not shown) containing a plurality of components E is wound, and a motorized feeding device (not shown) for pulling out the component tape from the reel Components E) are supplied one by one from the component supply position provided at the end on the transport conveyor 11 side.
  • the component feeder 12 for feeding the component E using a tape feeder will be described as an example here, the component feeder 12 may supply a tray on which the component E is placed or a semiconductor wafer. Good.
  • the head unit 13 supports a plurality (five in this case) of mounting heads 19 so as to be movable up and down and rotatably around an axis.
  • the head unit 13 according to the present embodiment is a so-called in-line type, and a plurality of mounting heads 19 are arranged side by side in the X-axis direction. Further, the head unit 13 is provided with a Z-axis servomotor 61 (see FIG. 5) for moving the mounting heads 19 individually up and down, and an R-axis servomotor 62 for rotating the mounting heads 19 all around the axis (see FIG. 5). Etc. are provided.
  • the in-line type head unit 13 is described as an example, the head unit 13 may be a so-called rotary head in which a plurality of mounting heads 19 are arranged on the circumference, for example.
  • the head transport unit 14 transports the head unit 13 in the X-axis direction and the Y-axis direction within a predetermined movable range.
  • the head transport unit 14 includes a beam 20 supporting the head unit 13 so as to reciprocate in the X axis direction, a pair of Y axis guide rails 21 supporting the beam 20 so as to reciprocate in the Y axis direction, and the head unit 13 And the Y axis servomotor 60 for reciprocating the beam 20 in the Y axis direction.
  • the substrate imaging camera 15 captures a fiducial mark (a reference mark K or a component positioning mark B shown in FIG. 9) attached to the surface of the substrate P from above.
  • the substrate imaging camera 15 has a line sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in a line, a light source such as an LED for irradiating a fiducial mark, and light emitted from the light source and reflected by the substrate P It has an optical system for forming an image and the like, and is provided in the head unit 13 in a posture in which the imaging surface of the line sensor faces downward.
  • the two component imaging cameras 16 pick up from below the component E which is adsorbed (an example of holding) by the mounting head 19 conveyed by the head conveyance unit 14.
  • the component imaging camera 16 has an imaging sensor 22 (see FIG. 3) described later, a light source such as an LED for illuminating the component E, and an optical component for forming the light emitted from the light source and reflected by the component E on the light receiving surface of the imaging sensor 22 It has a system or the like, and is disposed on the base 10 in a posture in which the imaging surface of the imaging sensor 22 is directed upward.
  • Each mounting head 19 has an elongated cylindrical head shaft 23 and a suction nozzle 24 (an example of a holding unit) detachably attached to the lower end of the head shaft 23. Negative pressure and positive pressure are supplied to the suction nozzle 24 from an air supply device (not shown) via the head shaft 23.
  • the suction nozzle 24 sucks (parts an example of) the component E by being supplied with a negative pressure, and releases the component E by being supplied with a positive pressure.
  • the imaging sensor 22 of the component imaging camera 16 is a so-called area sensor in which a plurality of light receiving elements 22A are arranged in a matrix (an example of two-dimensional arrangement) It is.
  • a plurality of light receiving elements 22A are arranged in a matrix will be described as an example, but when, for example, the light receiving elements 22A arranged in a line in the Y-axis direction are one line, Y in adjacent lines
  • the configuration may be such that the position in the axial direction is shifted by half pitch (half of the width of the light receiving element).
  • the imaging mode of the imaging sensor 22 includes an area sensor mode using the imaging sensor 22 as an area sensor and a line sensor mode using the imaging sensor 22 as a line sensor by switching the range of the light receiving element 22A used for imaging.
  • the area sensor mode all the light receiving elements 22A are used as an area sensor.
  • the line sensor mode a plurality of light receptions are arranged in a line in the Y axis direction (in other words, a direction orthogonal to the direction in which the component imaging camera 16 moves relative to the component E) substantially at the center of the X axis
  • An element 22A (a plurality of light receiving elements 22A surrounded by a two-dot chain line 62 in FIG. 3) is used as a line sensor.
  • the entire part E is captured by imaging parts E passing above the part imaging camera 16 (in other words, relative movement with respect to the part imaging camera 16) in time series. Is imaged. In general, several tens of thousands of imagings are required to image the entire part E by the line sensor. In the following description, an image of one line captured by one imaging is referred to as a line image.
  • the area sensor since the area sensor has a wider imaging range than the line sensor, normally, in the area sensor mode, the component E is imaged in one imaging. Therefore, in the area sensor mode, the number of times of imaging is significantly reduced compared to the line sensor mode, and the time required for imaging can be shortened compared to the line sensor mode.
  • the area sensor mode it is not necessary to use all the light receiving elements 22A as an area sensor, and only some of the light receiving elements 22A may be used as an area sensor.
  • a part of the light receiving element 22A used as an area sensor is also used as a line sensor, but when only a part of the light receiving elements 22A is used as an area sensor, light receiving not used as an area sensor
  • the element 22A may be used as a line sensor.
  • the surface mount machine 1 includes a control unit 51 and an operation unit 52.
  • the control unit 51 includes an arithmetic processing unit 53, a motor control unit 54, a storage unit 55, an image processing unit 56, an external input / output unit 57, a feeder communication unit 58, and the like.
  • the arithmetic processing unit 53 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls each part of the surface mounter 1 by executing a control program stored in the ROM.
  • the arithmetic processing unit 53 may include an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or the like instead of or in addition to the CPU.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • the motor control unit 54 rotates the X-axis servomotor 59, the Y-axis servomotor 60, the Z-axis servomotor 61, the R-axis servomotor 62, the conveyor drive motor 63, and the like under the control of the arithmetic processing unit 53.
  • the storage unit 55 stores various data. Various data include information on the number and types of boards P to be produced, information on mounting coordinates and mounting angles of parts E, conditions of parts E (size of parts E, type of parts E, and parts E The information on the detection method for detecting the center point, the required accuracy required as the mounting accuracy of the part E, and the like are included.
  • the image processing unit 56 is configured to receive an image signal output from the substrate imaging camera 15 or the component imaging camera 16, and generates a digital image based on the output image signal.
  • the external input / output unit 57 is a so-called interface, and is configured to receive detection signals output from various sensors 64 provided in the main body of the surface mounter 1.
  • the external input / output unit 57 is configured to perform operation control on the various actuators 65 based on the control signal output from the arithmetic processing unit 53.
  • the feeder communication unit 58 is connected to the feeder 18 and controls the feeder 18 in a centralized manner.
  • the operation unit 52 includes a display device such as a liquid crystal display, and an input device such as a touch panel, a keyboard, and a mouse. The operator can operate the operation unit 52 to perform various settings and the like.
  • the surface mounter 1 carries in the loading operation of loading the substrate P to the working position 17 by the transport conveyor 11, the mounting operation of mounting the component E on the substrate P loaded in the working position 17, and the substrate P on which the component E is mounted.
  • the component E is mounted on the plurality of substrates P by repeating the unloading operation of unloading.
  • the loading operation and the unloading operation may be performed in parallel.
  • the suction operation for suctioning the component E supplied by the feeder 18 to the plurality of mounting heads 19 the imaging operation for picking up the suctioned components E by the component imaging camera 16, and the substrate P indicated by the mounting coordinates
  • the mounting operation of mounting the component E at the upper mounting position is repeated.
  • the head unit 13 is transported so that the component E absorbed by the mounting head 19 passes from the right to the left or from the left to the right above the component imaging camera 16 Those parts E are imaged from below by the imaging camera 16.
  • the control unit 51 analyzes the captured image to detect the central point (an example of the position of the part) of the part E absorbed by the mounting head 19 in the XY direction, and the central point of the part E should be located The difference between the original position (for example, the position overlapping with the center point of the mounting head 19) and the center point of the detected part E (in other words, the adsorption deviation) is determined.
  • the control unit 51 also analyzes the captured image to determine the rotation angle around the Z axis with respect to the original posture of the component E. Then, in the mounting operation described above, the control unit 51 corrects the mounting coordinates and mounting angle of the component E according to the determined suction deviation and rotation angle, and mounts the substrate P on the substrate P.
  • the control unit 51 detects the center point of the component E attracted to the mounting head 19.
  • the control unit 51 detects the center point using the detection method set for the component E.
  • a chip component E such as a capacitor, a resistor, or an LED is shown as the component E.
  • XY coordinates of a center point S2 of the part E from points S1 at four corners of the part E are detected.
  • the average value of the X coordinates of the four points S1 is taken as the X coordinate of the central point S2
  • the average value of the Y coordinates of the four points S1 is taken as the Y coordinate of the central point S2.
  • the position and number of points S1 used for detection can be appropriately set according to the shape of the part E and the like.
  • the calculation method which calculates center point S2 from several points S1 can also be determined suitably.
  • the usual detection method is that the number of leads connected to the substrate P is about 2 to 3 like capacitors, resistors, LEDs, etc. Even if the mounting position is slightly shifted when mounting on the substrate P, those leads are It is often used for a part E that sufficiently contacts the P-side contact. In other words, the normal detection method is often used for parts E which are not required to detect the center point with high accuracy.
  • a plurality of small leads 65 extend from the component body, such as QFP (Quad Flat Package) or SOP (Small Outline Package), and the plurality of leads 65 are accurately placed on the substrate P Often used for parts E that require alignment.
  • a multipoint detection method is often used for a part E having a plurality of solder bumps, such as a BGA (Ball Grid Array).
  • the XY coordinates of the central point S4 of the component E are detected from the point S3 on each lead 65 (for example, the central point of the lead 65).
  • the average value of the X coordinates of the points S3 on the leads 65 extending to the left and right is taken as the X coordinate of the center point S4
  • the Y of the points S3 on the leads 65 extending forward and backward The average value of the coordinates is taken as the Y coordinate of the center point S4.
  • the position and the number of the points S3 used for detection can be appropriately set according to the shape of the part E and the like.
  • the calculation method which calculates center point S4 from several point S3 can also be determined suitably.
  • the image captured in the line sensor mode can be detected more accurately.
  • the number of line images captured with the part E shifted to the front side and the number of line images captured with the part E shifted to the rear side Since the Y coordinates of the point S3 on the lead 65 are averaged, the influence of the vibration is sufficiently absorbed. As a result, the detection accuracy of the center point is not significantly reduced, and the center point of the part E can be detected with high accuracy.
  • the number of times of imaging for one component E is one, so even if the Y coordinate of the point S3 on each lead 65 is averaged The influence is not sufficiently absorbed, and the center point detection accuracy is lower than that in the line sensor mode.
  • the center point may be detected with high accuracy even in the area sensor mode depending on the conditions of the part E to be imaged.
  • the control unit 51 determines and switches the imaging mode based on at least one condition of the part E before starting imaging of the part E, and does not switch the imaging mode during imaging of the part E.
  • the conditions of the part E will be described with reference to FIG.
  • four conditions of the size of the part E, the type of the part E, the detection method, and the required accuracy will be described as examples of the condition of the part E.
  • the size of the part E will be described.
  • the part E becomes heavy, so that it becomes easy to vibrate. Therefore, when the size of the part E is large, it can be said that imaging in the line sensor mode is appropriate in order to sufficiently absorb the influence of vibration.
  • the size of the part E is small, the part E hardly vibrates, so that the center point can be detected with high accuracy even in the area sensor mode. Therefore, when the size of the part E is small, it can be said that imaging in the area sensor mode is appropriate in order to reduce the time required for imaging.
  • the type of the part E will be described.
  • the part E which is required to detect the center point with high accuracy
  • the part E which is not required to detect the center point with high accuracy such as a capacitor or a resistor
  • the detection method will be described.
  • the multipoint detection method is generally used for the part E which is required to detect the center point with high accuracy such as QFP and SOP
  • the center point is detected by the multipoint detection method.
  • the component E it is appropriate to image in the line sensor mode in order to sufficiently absorb the influence of the vibration.
  • the normal detection method is often used for the part E which is not required to detect the central point with high accuracy
  • the time required for imaging It may be appropriate to image in the area sensor mode in order to reduce
  • the required accuracy is the mounting accuracy required when mounting the part E, and is defined as, for example, the following equation 1.
  • ⁇ 3 ⁇ ⁇ A [ ⁇ m] ⁇ ⁇ ⁇ Formula 1 is a standard deviation when measuring an error between a position on the substrate P where the sample components are to be originally mounted and a position actually mounted on the substrate P for a plurality of sample components. Equation 1 means that 99.7% ( ⁇ 3 ⁇ ) of the error measured for each sample part is required to be less than A [ ⁇ m]. In this embodiment, this A [ ⁇ m] is called required accuracy. The required accuracy will be higher as the numerical value is smaller.
  • the required accuracy is high, there is a possibility that the required accuracy can not be satisfied if the accuracy in detecting the center point of the part E is low. Therefore, in the case of the component E with high required accuracy, it is desirable to detect the center point with high accuracy. Therefore, in order to sufficiently absorb the influence of vibration when imaging a component E with high required accuracy, imaging is performed in the line sensor mode, and when imaging a component E with low required accuracy, the time required for imaging is shortened. It is appropriate to image in the area sensor mode.
  • control unit 51 uses only one of these four conditions.
  • the operator may set which condition to use, or may be set fixed at the factory shipment of the surface mounter 1.
  • the operation of the control unit 51 in the case of using each condition will be described.
  • the size is stored in the storage unit 55 for each part E in advance.
  • the size may be stored as, for example, the width in the front-rear direction, or may be stored as the width in the left-right direction.
  • the size may be stored as an area in a top view, or may be stored as a volume.
  • the width in the front-rear direction and the width in the left-right direction may be stored, and the area determined therefrom may be used as the size, or the width in the front-rear direction, the width in the left-right direction, and the height in the vertical direction may be stored.
  • the volume obtained from them may be used as the size.
  • the size may be stored not for each part E but for each type of part E.
  • the control unit 51 compares the size of the part E to be imaged with a preset reference size, and determines that it is the line sensor mode if the size is larger than the reference size and switches to the line sensor mode If the size is smaller than the reference size, it is determined that the area sensor mode is set, and the mode is switched to the area sensor mode.
  • the reference size can be set by the operator operating the operation unit 52.
  • the area sensor mode or the line sensor mode is set in advance for each type of part E. This setting can be performed by the operator operating the operation unit 52.
  • the control unit 51 determines that it is the line sensor mode and switches to the line sensor mode, and the area sensor mode is set. In the case where it is determined that the area sensor mode is selected, the mode is switched to the area sensor mode.
  • a detection method When using a detection method as a condition, a normal detection method or a multipoint detection method is previously set for each part E, and a line sensor mode or an area sensor mode is associated for each detection method. It shall be kept. Here, it is assumed that the line sensor mode is associated with the multipoint detection method, and the area sensor mode is associated with the normal detection method.
  • the detection method may be set not for each part E but for each type of part E.
  • the control unit 51 determines that the line sensor mode is set and switches to the line sensor mode when the multipoint detection method is set to the part E to be imaged when imaging the part E, and the normal detection method is set. Is determined to be the area sensor mode and switched to the area sensor mode.
  • the required accuracy shall be set in advance for each part E. This setting can be performed by the operator operating the operation unit 52. The required accuracy may be set not for each part E but for each type of part E.
  • the control unit 51 compares the required accuracy set for the component E to be imaged with the reference accuracy set in advance, and determines that it is the line sensor mode if the required accuracy is equal to or higher than the reference accuracy. Then, the mode is switched to the line sensor mode, and in the case of less than the reference accuracy, it is determined to be the area sensor mode, and the mode is switched to the area sensor mode. For example, if the reference accuracy is B [ ⁇ m] and the required accuracy is A [ ⁇ m] (A ⁇ B), the required accuracy is to obtain an accuracy higher than the reference accuracy. Therefore, in this case, it is determined that the required accuracy is equal to or higher than the reference accuracy.
  • the required accuracy is C [ ⁇ m] (C> B)
  • the required accuracy is to be lower than the reference accuracy. Therefore, in this case, it is determined that the required accuracy is less than the reference accuracy.
  • the reference accuracy can be set by the operator operating the operation unit 52.
  • the rightmost part E is the part larger than the standard size
  • the second part E from the right is the part smaller than the standard size
  • the third part E from the right is the part larger than the standard size Do.
  • the control unit 51 switches to the line sensor mode when imaging the rightmost part E, switches to the area sensor mode when imaging the second part E from the right, and switches the third part E from the right When imaging, switch to the line sensor mode.
  • the imaging mode is set based on at least one condition of the subject before starting imaging of the subject. Can be taken, and an object can be imaged in an appropriate sensor mode. Further, according to the imaging device, since one imaging sensor 22 is used as an area sensor or a line sensor by switching between the area sensor mode and the line sensor mode, compared to the case where the area sensor and the line sensor are separately provided. The configuration of the imaging device can be simplified. Therefore, according to the imaging device according to the first embodiment, the subject can be imaged in an appropriate sensor mode out of the area sensor mode and the line sensor mode without complicating the configuration of the imaging device.
  • the imaging mode is determined and switched based on at least one condition of the part E, so the area sensor mode and the line
  • the part E can be imaged in an appropriate sensor mode among the sensor modes.
  • the surface mounter 1 when the size of the part E is large (that is, in the case of the standard size or more), it is determined to be the line sensor mode. It can be detected. On the other hand, when the size of the part E is small (that is, smaller than the reference size), the area sensor mode is determined, so that the time required for imaging can be shortened while detecting the center point of the part E with sufficient accuracy.
  • the center point can be detected even if the part E vibrates. It can detect with high accuracy.
  • the area sensor mode to the type of the part E for which the central point can not be detected with high accuracy, it is necessary for imaging while detecting the central point of the part E with sufficient accuracy. Time can be reduced.
  • the surface mounter 1 for example, by setting the multipoint detection method to the part E required to detect the center point with high accuracy, the center point is accurate even if the part E is vibrating. It can be detected well.
  • the normal detection method to the part E for which it is not required to detect the center point with high accuracy, the time required for imaging while detecting the center point of the part E with sufficient accuracy It can be shortened.
  • the surface mounter 1 even when the part E vibrates by determining the line sensor mode when imaging the part E for which high required accuracy (that is, required accuracy higher than the reference accuracy) is set, It can meet high required accuracy. On the other hand, when imaging a part E for which a low required accuracy (that is, a required accuracy less than the reference accuracy) is set, the time required for imaging can be shortened while satisfying the required accuracy by determining the area sensor mode.
  • the imaging sensor of the substrate imaging camera 15 according to the second embodiment is the same as the imaging sensor 22 of the component imaging camera 16 according to the first embodiment, in which a plurality of light receiving elements 22A are arranged in a matrix. There are an area sensor mode and a line sensor mode as imaging modes.
  • the control unit 51 and the substrate imaging camera 15 according to the second embodiment are an example of an imaging device.
  • FIG. 1 A plurality of + symbols 71 (71A, 71B, 71C), four reference marks K (K-1 to K-4), and four component positioning marks B1 (B1-1 to B1-2) are shown on the substrate P shown in FIG. , Four component positioning marks B2 (B2-1 to B2-4) and the like.
  • the part positioning marks B1 and B2 are collectively referred to as a part positioning mark B.
  • the + symbol 71A indicates the mounting position of the small size QFP 40
  • the + symbol 71B indicates the mounting position of the large size QFP 96
  • a plurality of + symbols 71C indicate the mounting positions of the chip component E such as a capacitor or a resistor.
  • the four component positioning marks B1 (B1-1 to B1-4) are for determining the positional error and angular error of the substrate P when mounting the QFP 40 and correcting the mounting coordinates and mounting angle of the QFP 40, It is arranged at four corners of a rectangular area centering on the mounting position of the QFP 40.
  • the four component positioning marks B2 (B2-1 to B2-4) are used to determine the positional error and angular error of the substrate P when mounting the QFP 96 and correct the mounting coordinates and mounting angle of the QFP 96. And are disposed at four corners of a rectangular area centered on the mounting position of the QFP 96.
  • reference marks K (K-1 to K-4) are arranged at four corners of the substrate P.
  • the fiducial mark K determines the positional error and angular error of the substrate P and mounts the mounting coordinates and mounting of the component E It is for correcting the angle.
  • K-1a to K-4a indicate XY coordinates (more specifically, center points of reference marks K-1 to K-4) stored in storage unit 55 of reference marks K-1 to K-4.
  • K-1b to K-4b indicate XY coordinates of the reference marks K-1 to K-4 detected using the substrate imaging camera 15 (more specifically, the reference marks K-1 to The XY coordinates of the central point of K-4 are shown.
  • the control unit 51 controls the substrate P based on the detected XY coordinates K-2b of the reference mark K-2 and the XY coordinates K-2a stored in the storage unit 55. While determining the position error ( ⁇ X, ⁇ Y), the XY coordinates K-1b to K-4b detected by the reference marks K-1 to K-4 and the XY coordinates K-1a to K- stored in the storage unit 55 The angle error ( ⁇ ) of the substrate P around the reference mark K-2 is determined based on 4a, and the mounting coordinates and mounting angle of the chip part E are corrected based on them.
  • the control unit stops the conveyance of the substrate imaging camera 15 above the fiducial mark in order to more reliably suppress the influence of the vibration, and captures the fiducial mark by the area sensor mode.
  • the reason for imaging in the area sensor mode is that imaging can not be performed in the line sensor mode when the conveyance of the substrate imaging camera 15 is stopped. In this case, the conveyance of the substrate imaging camera 15 is stopped, so that the center point can be accurately detected even when imaging is performed in the area sensor mode.
  • the control unit 51 determines the area sensor mode to more reliably suppress the influence of vibration, and stops the conveyance of the substrate imaging camera 15 to stop the area sensor. Capture fiducial marks in mode.
  • the control unit 51 determines the line sensor mode in order to shorten the time required for imaging, and the line is taken while the substrate imaging camera 15 is transported. Capture a fiducial mark in sensor mode.
  • fiducial mark it can be determined by an appropriate method whether the fiducial mark is isolated or continuously present. For example, if another fiducial mark does not exist in a circle of a predetermined radius centered on the fiducial mark, it is determined to be isolated, and continuously present if another fiducial mark exists. It may be determined that
  • the fiducial mark when imaging a fiducial mark by the board imaging camera 15, at least one condition of the fiducial mark (i.e. Since the imaging mode is determined and switched based on whether the char mark is isolated or continuously present, the fiducial mark can be imaged in an appropriate sensor mode out of the area sensor mode and the line sensor mode.
  • the imaging mode is switched based on one condition of the subject.
  • the imaging mode may be switched based on a plurality of conditions of the subject. For example, if the part size is equal to or larger than the reference size or the required accuracy is equal to or larger than the reference accuracy, switching to the line sensor mode, the part size is smaller than the reference size, and the required accuracy is smaller than the reference accuracy, the area It may be switched to the sensor mode.
  • the line sensor mode can be switched if the required precision is equal to or larger than the standard precision, and the size of the part is larger than the standard size even if the required precision is less than the standard precision. If there is, it will be switched to the line sensor mode.
  • the imaging mode may be switched according to the setting of the operator. For example, when the operator sets the line sensor mode, imaging may be performed in the line sensor mode regardless of the condition of the component, and when the operator sets the area sensor mode, imaging may be performed in the area sensor mode regardless of the condition of the component .
  • the condition of the part E may be the speed at which the part E is transported.
  • the speed at which the part E is transported is high, the part E is likely to vibrate. Therefore, in the case of the part E transported at a speed higher than the reference speed, imaging in the line sensor mode and in the case of the part E transported at a speed lower than the reference speed, imaging in the area sensor mode is appropriate. It can be said.
  • the condition of the part E may be the weight of the part E.
  • the condition of the part E may be the weight of the part E.
  • it can be said that it is appropriate to image in the line sensor mode in the case of the part E whose weight is equal to or more than the reference value and to image in the area sensor mode in the case of the part E whose weight is less than the reference value.
  • condition of the part E may be an acceptable accuracy which is acceptable as an error when an image of the part E absorbed by the suction nozzle 24 is detected to detect a center point (an example of a position) of the part E.
  • the head shaft 23 easily vibrates. For this reason, when the part E is heavy, the amplitude of the head shaft 23 may become more than the allowable accuracy.
  • the amplitude of the head shaft 23 exceeds the allowable accuracy, it may be appropriate to image in the line sensor mode in order to sufficiently absorb the influence of vibration.
  • the amplitude at which the head shaft 23 vibrates is measured in advance and stored in the storage unit 55 for each weight of the part E, and the tolerance accuracy is set for each part E. If the amplitude at which the head shaft 23 vibrates is judged from the size of the component E (an example of a value correlating to the weight of the component) adsorbed to the line sensor mode, the line sensor mode You may judge. In this way, when the amplitude is equal to or higher than the allowable accuracy, the mode can be switched to the line sensor mode, so that the position of the part E can be detected with high accuracy.
  • the position of the component E can be detected with sufficient accuracy even in the area sensor mode.
  • the line sensor mode may be determined or the area sensor mode is determined.
  • the value correlated to the weight of the part may be the size of the part E or the weight of the part E.
  • the imaging device for imaging the part E and the fiducial mark as the subject has been described as an example.
  • the imaging device is not limited to one that images the component E or the fiducial mark.
  • the surface mounting machine 1 for mounting the QFP, the chip component E, etc. on the substrate P has been described as an example.
  • the surface mounter 1 may mount a semiconductor on the substrate P. That is, the surface mounting machine also includes a semiconductor mounting device.
  • the imaging device may be provided in an inspection device that images the part E mounted on the substrate P and inspects the mounting position.
  • the imaging device is transported so as to pass above the substrate P by the transport unit provided in the inspection apparatus.
  • the imaging device may vibrate.
  • the imaging mode may be determined and switched based on at least one condition of the part E.
  • the area sensor mode when imaging an isolated part E, is determined to suppress the influence of vibration more reliably, and the part E present continuously is imaged. Sometimes it may be determined that the line sensor mode is used to reduce the time required for imaging.
  • the part E since the imaging mode is determined and switched based on at least one condition of the part E mounted on the substrate P, the part E is selected in an appropriate sensor mode out of the area sensor mode and the line sensor mode. It can be imaged. Thereby, the quality of the mounting position of components can be inspected appropriately.
  • SYMBOLS 1 surface mounting machine, 13 ... head unit, 14 ... head conveyance part (an example of a conveyance part), 22 ... imaging sensor, 22A ... light receiving element, 23 ... head shaft, 24 ... adsorption nozzle (an example of holding part), 51 ... Control unit, B ... Component positioning mark (subject, example of fiducial mark), E ... Component (an example of subject), K ... Reference mark (example of subject, fiducial mark), P ... Substrate

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Abstract

二次元配置されている複数の受光素子２２Ａを有する撮像センサ２２と、制御部５１と、を備え、撮像センサ２２の撮像モードには撮像センサ２２をエリアセンサとして用いるエリアセンサモードと、撮像に用いる受光素子２２Ａの範囲を切り替えることによって撮像センサ２２をラインセンサとして用いるラインセンサモードとがあり、制御部５１は、部品Ｅの撮像を開始する前に、オペレータの設定に応じて撮像モードを切り替えるか、又は、部品Ｅの少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替え、部品Ｅの撮像中は撮像モードを切り替えない、撮像装置（部品撮像カメラ１６及び制御部５１）。

Description

撮像装置、表面実装機及び検査装置
　本明細書で開示する技術は撮像装置、表面実装機及び検査装置に関する。
　従来、被写体を撮像する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の部品実装装置は吸着ノズルにより部品を吸着した装着ヘッドを移動させ、部品カメラによって部品を撮像するものである。当該部品実装装置は、装着ヘッドを移動させて部品カメラの上方を通過させるとき、装着ヘッドが加振されて振動している状況にあっても吸着ノズルに対する部品の吸着ずれを正確に算出することを課題としたものである。当該部品実装装置では、部品カメラによって撮像して得られた画像に基づいて吸着ノズルの中心位置Ｐ１を算出するとともに、部品カメラの撮像によって得られた画像に基づいて部品の中心位置Ｐ２を算出し、これら両中心位置Ｐ１，Ｐ２から吸着ずれを算出している。
特開２０１２－１３４４１８号公報
　しかしながら、上述した特許文献１に記載の部品実装装置は常にラインセンサ（あるいはエリアセンサ）を用いて部品を撮像するものであり、改善の余地があった。
　本明細書では、撮像装置の構成を複雑にすることなく、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで被写体を撮像できる技術を開示する。
　本明細書で開示する撮像装置は、二次元配置されている複数の受光素子を有する撮像センサと、制御部と、を備え、前記撮像センサの撮像モードには前記撮像センサをエリアセンサとして用いるエリアセンサモードと、撮像に用いる前記受光素子の範囲を切り替えることによって前記撮像センサをラインセンサとして用いるラインセンサモードとがあり、前記制御部は、被写体の撮像を開始する前に、オペレータの設定に応じて前記撮像モードを切り替えるか、又は、前記被写体の少なくとも一つの条件に基づいて前記撮像モードを判断して切り替え、前記被写体の撮像中は前記撮像モードを切り替えない。
　被写体が振動している場合、ラインセンサで撮像するとエリアセンサで撮像する場合に比べて被写体が歪んだ形状に撮像されてしまう。しかしながら、撮像した画像から被写体の位置（例えば被写体の中心点）を検出する場合はラインセンサで撮像した画像の方が高い精度で検出できる。ただし、撮像する被写体によってはエリアセンサでも位置を高い精度で検出できる場合もある。あるいは、被写体によっては位置を高い精度で検出することが求められず、エリアセンサの検出精度でも許容される場合もある。そのような場合はエリアセンサで撮像することにより、被写体の位置を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　上記の撮像装置によると、被写体の撮像を開始する前に、オペレータの設定に応じて撮像モードを切り替えるか、又は、被写体の少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、適切なセンサモードで被写体を撮像できる。また、上記の撮像装置によると、エリアセンサモードとラインセンサモードとを切り替えることによって一つの撮像センサをエリアセンサとしてもラインセンサとしても用いるので、エリアセンサとラインセンサとを別々に備える場合に比べて撮像装置の構成を簡素にできる。よって上記の撮像装置によると、撮像装置の構成を複雑にすることなく、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで被写体を撮像できる。
　また、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、前記部品を保持及び解放するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送されている前記ヘッドユニットに保持されている前記部品を前記被写体として撮像する請求項１に記載の撮像装置と、を備える。
　上記の表面実装機によると、搬送部によって搬送されている部品を撮像する場合に、オペレータの設定に応じて撮像モードを切り替えるか、又は、部品の少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで部品を撮像できる。
　また、前記条件は前記部品のサイズであり、前記制御部は、基準サイズ以上の前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記基準サイズ未満の前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断してもよい。
　部品のサイズが大きい場合（すなわち基準サイズ以上の場合）は、部品のサイズが小さい場合（すなわち基準サイズ未満の場合）に比べ、搬送部によって部品を搬送する際に部品が振動し易い。上記の表面実装機によると、部品のサイズが大きい場合はラインセンサモードと判断するので、部品が振動していても部品の位置を高い精度で検出できる。これに対し、部品のサイズが小さい場合はエリアセンサモードと判断するので、部品の位置を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、前記条件は前記部品の種類であり、前記部品の種類毎に前記エリアセンサモード又は前記ラインセンサモードが設定されており、前記制御部は、前記ラインセンサモードが設定されている種類の前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記エリアセンサモードが設定されている種類の前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断してもよい。
　上記の表面実装機によると、例えば位置を高い精度で検出することが求められる部品の種類にはラインセンサモードを設定しておくことにより、部品が振動していても位置を高い精度で検出できる。これに対し、位置を高い精度で検出することが求められない部品の種類にはエリアセンサモードを設定しておくことにより、部品の位置を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、前記条件は前記部品の位置を検出する検出方法であり、前記部品毎に前記検出方法が設定されているとともに、前記検出方法毎に前記エリアセンサモード又は前記ラインセンサモードが対応付けられており、前記制御部は、前記ラインセンサモードが対応付けられている前記検出方法が設定されている前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記エリアセンサモードが対応付けられている前記検出方法が設定されている前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断してもよい。
　上記の表面実装機によると、例えば位置を高い精度で検出することが求められる部品にはラインセンサモードが対応付けられている検出方法を設定しておくことにより、部品が振動していても位置を精度よく検出できる。これに対し、位置を高い精度で検出することが求められない部品にはエリアセンサモードが対応付けられている検出方法を設定しておくことにより、部品の位置を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、前記条件は前記部品の実装精度として要求される要求精度であり、前記部品毎に前記要求精度が設定されており、前記制御部は、基準精度以上の前記要求精度が設定されている前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記基準精度未満の前記要求精度が設定されている前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断してもよい。
　上記の表面実装機によると、高い要求精度（すなわち基準精度以上の要求精度）が設定されている部品を撮像する場合はラインセンサモードと判断することにより、部品が振動していても高い要求精度を満たすことができる。これに対し、低い要求精度（すなわち基準精度未満の要求精度）が設定されている部品を撮像する場合はエリアセンサモードと判断することにより、要求精度を満たしつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、前記ヘッドユニットは、前記部品を保持及び解放する保持部と、前記保持部が装着されているヘッドシャフトとを有し、前記条件は前記保持部に保持されている前記部品を撮像して前記部品の位置を検出するときの誤差として許容される許容精度であり、前記部品毎に前記許容精度が設定されており、前記制御部は、前記保持部に保持されている前記部品の重量に相関する値から前記ヘッドシャフトが振動する振幅を判断し、判断した振幅が当該部品の前記許容精度以上の場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記許容精度未満の場合は前記ラインセンサモード又は前記エリアセンサモードと判断してもよい。
　部品が重いとヘッドシャフトが振動し易くなる。このため、部品が重いとヘッドシャフトの振幅が許容精度以上になることがある。ヘッドシャフトの振幅が許容精度以上になる場合は振動の影響を十分に吸収するためにラインセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　上記の表面実装機によると、振幅が許容精度以上の場合はラインセンサモードと判断するので、振幅が許容精度以上であっても部品の位置を高い精度で検出できる。なお、振幅が許容精度未満の場合はエリアセンサモードでも部品の位置を十分な精度で検出することができるので、その場合はラインセンサモードと判断してもよいし、エリアセンサモードと判断してもよい。
　また、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、前記部品を保持及び解放するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットを搬送する搬送部と、前記ヘッドユニットに設けられており、前記基板に付されているフィデューシャルマークを前記被写体として撮像する請求項１に記載の撮像装置と、を備える。
　上記の表面実装機によると、撮像装置によってフィデューシャルマークを撮像する場合に、オペレータの設定に応じて撮像モードを切り替えるか、又は、フィデューシャルマークの少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードでフィデューシャルマークを撮像できる。
　また、本明細書で開示する検査装置は、基板に実装されている部品を撮像して実装位置の良否を検査する検査装置であって、請求項１に記載の撮像装置と、前記撮像装置を搬送する搬送部と、を備える。
　上記の検査装置によると、オペレータの設定に応じて撮像モードを切り替えるか、又は、部品の少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで部品を撮像できる。これにより、部品の実装位置の良否を適切に検査できる。
実施形態１に係る表面実装機の上面図 ヘッドユニットを前側から見た側面図 撮像センサの模式図 （ａ）はエリアセンサモードを説明するための模式図、（ｂ）はラインセンサモード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 （ａ）は通常検出方法を説明するための模式図、（ｂ）は多点検出方法を説明するための模式図 （ａ）はラインセンサモードで撮像した部品を示す模式図、（ｂ）はエリアセンサモードで撮像した部品を示す模式図 部品の条件を示す模式図 実施形態２に係るフィデューシャルマークが付されている基板の上面図 基板の位置誤差及び角度誤差の判断を説明するための模式図
　＜実施形態１＞
　実施形態１を図１ないし図８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２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に示すように、表面実装機１は基台１０、搬送コンベア１１、４つの部品供給装置１２、ヘッドユニット１３、ヘッド搬送部１４、基板撮像カメラ１５、２つの部品撮像カメラ１６、図５に示す制御部５１、操作部５２などを備えている。部品撮像カメラ１６及び制御部５１は撮像装置の一例である。
　基台１０は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。図１において二点鎖線で示す矩形枠１７はプリント基板などの基板Ｐに部品Ｅを実装するときの作業位置を示している。
　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１７に搬入し、作業位置１７で部品Ｅが実装された基板Ｐを下流側に搬出するものである。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、コンベアベルト１１Ａ及び１１Ｂを駆動するコンベア駆動モータ６３（図５参照）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。
　部品供給装置１２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。これらの部品供給装置１２には複数のフィーダ１８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１８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（不図示）が巻回されたリール（不図示）、及び、リールから部品テープを引き出す電動式の送出装置（不図示）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。
　なお、ここではテープフィーダを用いて部品Ｅを供給する部品供給装置１２を例に説明するが、部品供給装置１２は部品Ｅが載置されているトレイや半導体ウェハを供給するものであってもよい。
　ヘッドユニット１３は複数（ここでは５個）の実装ヘッド１９を昇降可能に且つ軸周りに回転可能に支持するものである。本実施形態に係るヘッドユニット１３は所謂インライン型であり、複数の実装ヘッド１９がＸ軸方向に並んで配されている。また、ヘッドユニット１３にはこれらの実装ヘッド１９を個別に昇降させるＺ軸サーボモータ６１（図５参照）やこれらの実装ヘッド１９を一斉に軸周りに回転させるＲ軸サーボモータ６２（図５参照）などが設けられている。
　なお、ここではインライン型のヘッドユニット１３を例に説明するが、ヘッドユニット１３は例えば複数の実装ヘッド１９が円周上に配列された所謂ロータリーヘッドであってもよい。
　ヘッド搬送部１４はヘッドユニット１３を所定の可動範囲内でＸ軸方向及びＹ軸方向に搬送するものである。ヘッド搬送部１４はヘッドユニット１３をＸ軸方向に往復移動可能に支持しているビーム２０、ビーム２０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２１、ヘッドユニット１３をＸ軸方向に往復移動させるＸ軸サーボモータ５９、ビーム２０をＹ軸方向に往復移動させるＹ軸サーボモータ６０などを備えている。
　基板撮像カメラ１５は基板Ｐの板面に付されているフィデューシャルマーク（図９に示す基準マークＫや部品位置決めマークＢ）を上から撮像するものである。基板撮像カメラ１５は複数の受光素子が一列に配されているラインセンサ、フィデューシャルマークを照射するＬＥＤなどの光源、光源から出射されて基板Ｐによって反射された光をラインセンサの受光面に結像する光学系などを有しており、ラインセンサの撮像面を下に向けた姿勢でヘッドユニット１３に設けられている。
　２つの部品撮像カメラ１６はヘッド搬送部１４によって搬送されている実装ヘッド１９に吸着（保持の一例）されている部品Ｅを下から撮像するものである。部品撮像カメラ１６は後述する撮像センサ２２（図３参照）、部品Ｅを照射するＬＥＤなどの光源、光源から出射されて部品Ｅによって反射された光を撮像センサ２２の受光面に結像する光学系などを有しており、撮像センサ２２の撮像面を上に向けた姿勢で基台１０に配されている。
　（１－１）実装ヘッド
　次に、図２を参照して、実装ヘッド１９について説明する。各実装ヘッド１９は細長い筒状のヘッドシャフト２３と、ヘッドシャフト２３の下端に着脱可能に取り付けられている吸着ノズル２４（保持部の一例）とを有している。吸着ノズル２４にはヘッドシャフト２３を介して図示しない空気供給装置から負圧及び正圧が供給される。吸着ノズル２４は負圧が供給されることによって部品Ｅを吸着（保持の一例）し、正圧が供給されることによってその部品Ｅを解放する。
　（１－２）部品撮像カメラの撮像センサ
　図３に示すように、部品撮像カメラ１６の撮像センサ２２は複数の受光素子２２Ａが行列状に配置（二次元配置の一例）されている所謂エリアセンサである。なお、ここでは複数の受光素子２２Ａが行列状に配置されている場合を例に説明するが、例えばＹ軸方向に一列に並ぶ受光素子２２Ａを一つの列とした場合に、隣り合う列のＹ軸方向の位置が半ピッチ（受光素子の幅の半分）ずれているような構成でもよい。
　撮像センサ２２の撮像モードには、撮像センサ２２をエリアセンサとして用いるエリアセンサモードと、撮像に用いる受光素子２２Ａの範囲を切り替えることによって撮像センサ２２をラインセンサとして用いるラインセンサモードとがある。エリアセンサモードでは全ての受光素子２２Ａがエリアセンサとして用いられる。これに対し、ラインセンサモードではＸ軸方向の略中心においてＹ軸方向（言い換えると部品Ｅに対して部品撮像カメラ１６が相対移動する方向に直交する方向）に１列に並んでいる複数の受光素子２２Ａ（図３では二点鎖線６２で囲まれている複数の受光素子２２Ａ）がラインセンサとして用いられる。
　図４（ａ）に示すように、ラインセンサモードでは部品撮像カメラ１６の上方を通過（言い換えると部品撮像カメラ１６に対して相対移動）する部品Ｅが時系列で撮像されることによって部品Ｅ全体が撮像される。一般にラインセンサによって部品Ｅ全体を撮像するためには数万回の撮像が必要である。以降の説明では１回の撮像によって撮像された１ライン分の画像のことをライン画像というものとする。
　図４（ｂ）に示すように、エリアセンサはラインセンサに比べて撮像範囲が広いので、通常、エリアセンサモードでは１回の撮像で部品Ｅが撮像される。このためエリアセンサモードではラインセンサモードに比べて撮像回数が大幅に少なくなり、ラインセンサモードに比べて撮像に要する時間を短縮できる。
　なお、エリアセンサモードでは必ずしも全ての受光素子２２Ａをエリアセンサとして用いる必要はなく、一部の受光素子２２Ａだけをエリアセンサとして用いてもよい。また、図３に示す例ではエリアセンサとして用いられる受光素子２２Ａの一部がラインセンサとしても用いられるが、一部の受光素子２２Ａだけをエリアセンサとして用いる場合は、エリアセンサとして用いられない受光素子２２Ａをラインセンサとして用いてもよい。
　（２）表面実装機の電気的構成
　図５に示すように、表面実装機１は制御部５１及び操作部５２を備えている。制御部５１は演算処理部５３、モータ制御部５４、記憶部５５、画像処理部５６、外部入出力部５７、フィーダ通信部５８などを備えている。
　演算処理部５３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。なお、演算処理部５３はＣＰＵに替えて、あるいはＣＰＵに加えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などを備えていてもよい。
　モータ制御部５４は演算処理部５３の制御の下でＸ軸サーボモータ５９、Ｙ軸サーボモータ６０、Ｚ軸サーボモータ６１、Ｒ軸サーボモータ６２、コンベア駆動モータ６３などの各モータを回転させる。
　記憶部５５には各種の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の生産枚数や品種に関する情報、部品Ｅの実装座標や実装角度に関する情報、部品Ｅの条件（部品Ｅのサイズ、部品Ｅの種類、部品Ｅの中心点を検出する検出方法、部品Ｅの実装精度として要求される要求精度）に関する情報等が含まれている。
　画像処理部５６は基板撮像カメラ１５や部品撮像カメラ１６から出力される画像信号が取り込まれるように構成されており、出力された画像信号に基づいてデジタル画像を生成する。
　外部入出力部５７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６４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５７は演算処理部５３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６５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５８はフィーダ１８に接続されており、フィーダ１８を統括して制御する。
　操作部５２は液晶ディスプレイなどの表示装置や、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置を備えている。作業者は操作部５２を操作して各種の設定などを行うことができる。
　（３）表面実装機の動作
　次に、図１を参照して、表面実装機１の動作について概略的に説明する。表面実装機１は搬送コンベア１１によって基板Ｐを作業位置１７に搬入する搬入動作と、作業位置１７に搬入された基板Ｐに部品Ｅを実装する実装動作と、部品Ｅが実装された基板Ｐを搬出する搬出動作とを繰り返すことによって複数の基板Ｐに部品Ｅを実装する。なお、搬入動作と搬出動作とは並行して行われてもよい。
　実装動作では、フィーダ１８によって供給される部品Ｅを複数の実装ヘッド１９にそれぞれ吸着させる吸着動作と、吸着した各部品Ｅを部品撮像カメラ１６によって撮像する撮像動作と、実装座標によって示される基板Ｐ上の実装位置に部品Ｅを搭載する搭載動作とが繰り返される。
　図２に示すように、撮像動作では、実装ヘッド１９に吸着されている部品Ｅが部品撮像カメラ１６の上方を右から左、あるいは左から右に通過するようにヘッドユニット１３が搬送され、部品撮像カメラ１６によってそれらの部品Ｅが下方から撮像される。
　制御部５１は撮像された画像を解析して実装ヘッド１９に吸着されている部品ＥのＸＹ方向の中心点（部品の位置の一例）を検出し、部品Ｅの中心点が位置しているべき本来の位置（例えば実装ヘッド１９の中心点と重なる位置）と検出した部品Ｅの中心点との差（言い換えると吸着ずれ）を判断する。また、制御部５１は撮像された画像を解析して部品Ｅの本来の姿勢に対するＺ軸回りの回転角度も判断する。そして、制御部５１は前述した搭載動作において、判断した吸着ずれや回転角度に応じて部品Ｅの実装座標や実装角度を補正して基板Ｐに搭載する。
　（４）部品の中心点を検出する検出方法
　次に、図６を参照して、部品Ｅの中心点を検出する検出方法について説明する。前述したように制御部５１は実装ヘッド１９に吸着されている部品Ｅの中心点を検出する。本実施形態では部品Ｅの中心点を検出する検出方法として通常検出方法と多点検出方法とがあり、部品Ｅ毎（あるいは部品Ｅの種類毎）にいずれかの検出方法が予め設定されている。制御部５１は部品Ｅを実装するときその部品Ｅに設定されている検出方法を用いて中心点を検出する。
　先ず、図６（ａ）を参照して、通常検出方法について説明する。ここで、図６（ａ）では部品Ｅとしてコンデンサ、抵抗、ＬＥＤなどのようなチップ部品Ｅを示している。通常検出方法では、部品Ｅの４隅の点Ｓ１から部品Ｅの中心点Ｓ２のＸＹ座標が検出される。具体的には例えば、４つの点Ｓ１のＸ座標の平均値が中心点Ｓ２のＸ座標とされ、４つの点Ｓ１のＹ座標の平均値が中心点Ｓ２のＹ座標とされる。なお、これは通常検出方法の一例であり、検出に用いる点Ｓ１の位置や数は部品Ｅの形状などに応じて適宜に設定できる。また、複数の点Ｓ１から中心点Ｓ２を計算する計算方法も適宜に決定できる。
　通常検出方法はコンデンサ、抵抗、ＬＥＤなどのように基板Ｐに接続されるリードの数が２～３程度であり、基板Ｐに実装する際に実装位置が多少ずれたとしてもそれらのリードが基板Ｐ側の接点に十分に接触するような部品Ｅに用いられることが多い。言い換えると、通常検出方法は中心点を高い精度で検出することが求められない部品Ｅに用いられることが多い。
　次に、図６（ｂ）を参照して多点検出方法について説明する。多点検出方法は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ　Ｏｕｔｌｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）などのように、部品本体から複数の小さなリード６５が延出しており、それら複数のリード６５を基板Ｐ上に精度よく位置合わせすることが求められる部品Ｅに用いられることが多い。ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）などのように複数の半田バンプを有する部品Ｅも多点検出方法が用いられることが多い。
　多点検出方法では、各リード６５上の点Ｓ３（例えばリード６５の中心点）から部品Ｅの中心点Ｓ４のＸＹ座標が検出される。具体的には例えば、左右に延出している各リード６５上の点Ｓ３のＸ座標の平均値が中心点Ｓ４のＸ座標とされ、前後に延出している各リード６５上の点Ｓ３のＹ座標の平均値が中心点Ｓ４のＹ座標とされる。なお、これは多点検出方法の一例であり、検出に用いる点Ｓ３の位置や数は部品Ｅの形状などに応じて適宜に設定できる。また、複数の点Ｓ３から中心点Ｓ４を計算する計算方法も適宜に決定できる。
　（５）エリアセンサモードとラインセンサモードとの切り換え
　前述したように部品Ｅはヘッドユニット１３によって左右方向（Ｘ軸方向）に搬送されながら撮像されるので、搬送の際に実装ヘッド１９に保持されている部品Ｅが前後方向（Ｙ軸方向）に振動してしまうことがある。その場合、図７（ａ）に示すように、ラインセンサモードで撮像すると部品Ｅが前後方向に細かく歪んだ形状に撮像されてしまう。これに対し、図７（ｂ）に示すように、エリアセンサモードでは部品Ｅ本来の形状に撮像される。
　しかしながら、部品Ｅの中心点を検出する場合はラインセンサモードで撮像した画像の方が精度よく検出できる。具体的には、図７（ａ）に示すようにラインセンサモードでは部品Ｅが前側にずれて撮像されているライン画像の数も部品Ｅが後側にずれて撮像されているライン画像の数も非常に多くなるので、リード６５上の点Ｓ３のＹ座標を平均すると振動の影響が十分に吸収される。このため、結果的に中心点の検出精度は大きく低下せず、部品Ｅの中心点を高い精度で検出できる。
　ここで、表面実装機１の機械的な剛性を上げることによって部品Ｅの振動を抑制することも考えられる。しかしながら、そのようにすると表面実装機１の製造コストが高くなってしまう。これに対し、ラインセンサモードでは部品Ｅが振動していても部品Ｅの中心点を高い精度で検出できるので、表面実装機１の機械的な剛性を上げる場合に比べて製造コストを抑制できるという利点もある。
　これに対し、図７（ｂ）に示すように、エリアセンサモードでは一つの部品Ｅについて撮像する回数が１回であるので、各リード６５上の点Ｓ３のＹ座標を平均しても振動の影響が十分に吸収されず、ラインセンサモードに比べて中心点の検出精度が低くなる。
　ただし、詳しくは後述するが、撮像する部品Ｅの条件によってはエリアセンサモードでも中心点を高い精度で検出できる場合もある。あるいは、部品Ｅの条件によっては中心点を高い精度で検出することが求められず、エリアセンサモードの検出精度でも許容される場合もある。そのような場合はエリアセンサモードで撮像することにより、部品Ｅの中心点を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　そこで、制御部５１は、部品Ｅの撮像を開始する前に、部品Ｅの少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替え、部品Ｅの撮像中は撮像モードを切り替えない。
　図８を参照して、部品Ｅの条件について説明する。ここでは部品Ｅの条件として部品Ｅのサイズ、部品Ｅの種類、検出方法、及び、要求精度の４つを例に説明する。
　先ず、部品Ｅのサイズについて説明する。一般に部品Ｅのサイズが大きいと部品Ｅが重くなるので振動し易くなる。このため、部品Ｅのサイズが大きい場合は振動の影響を十分に吸収するためにラインセンサモードで撮像することが適切であるといえる。これに対し、部品Ｅのサイズが小さい場合は部品Ｅが振動し難いので、エリアセンサモードでも中心点を高い精度で検出できる。このため、部品Ｅのサイズが小さい場合は撮像に要する時間を短縮するためにエリアセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　次に、部品Ｅの種類について説明する。例えばＱＦＰやＳＯＰでは複数の小さなリード６５を基板Ｐ上の実装位置に精度よく位置合わせできるように中心点を高い精度で検出することが求められる。中心点を高い精度で検出することが求められる種類の部品Ｅの場合は振動の影響を十分に吸収するためにラインセンサモードで撮像することが適切であるといえる。これに対し、コンデンサや抵抗などのように中心点を高い精度で検出することが求められない種類の部品Ｅの場合は撮像に要する時間を短縮するためにエリアセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　次に、検出方法について説明する。前述したように、一般に多点検出方法はＱＦＰやＳＯＰなどのように中心点を高い精度で検出することが求められる部品Ｅに用いられることが多いので、多点検出方法によって中心点が検出される部品Ｅの場合は振動の影響を十分に吸収するためにラインセンサモードで撮像することが適切であるといえる。これに対し、通常検出方法は中心点を高い精度で検出することが求められない部品Ｅに用いられることが多いので、通常検出方法によって中心点が検出される部品Ｅの場合は撮像に要する時間を短縮するためにエリアセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　次に、要求精度について説明する。要求精度は部品Ｅを実装するときに要求される実装精度であり、例えば以下の式１のように定義される。
　±３σ＜Ａ［μｍ］　・・・　式１
　σは実際に複数のサンプル部品についてそのサンプル部品が本来実装されるべき基板Ｐ上の位置と実際に基板Ｐ上に実装された位置との誤差を測定した場合の標準偏差である。式１はサンプル部品毎に測定した誤差の９９．７％（±３σ）がＡ［μｍ］未満となることが要求されていることを意味している。本実施形態ではこのＡ［μｍ］のことを要求精度という。要求精度は数値が小さいほど高いことになる。
　要求精度が高い場合、部品Ｅの中心点を検出する精度が低いと要求精度を満たせない虞があるので、要求精度が高い部品Ｅの場合は中心点を高い精度で検出することが望まれる。このため、要求精度が高い部品Ｅを撮像する場合は振動の影響を十分に吸収するためにラインセンサモードで撮像し、要求精度が低い部品Ｅを撮像する場合は撮像に要する時間を短縮するためにエリアセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　（６）制御部の作動
　前述した４つの条件（部品Ｅのサイズ、部品Ｅの種類、検出方法、及び、要求精度）を同一の部品Ｅに適用すると、同一の部品Ｅに対して異なる撮像モードが選択されてしまう可能性がある。例えば部品Ｅのサイズで撮像モードを選択するとエリアセンサモードが選択されるが、当該部品Ｅの種類で撮像モードを選択するとラインセンサモードが選択されるということが起こり得る。このため、実施形態１では、制御部５１はこれら４つの条件のうちいずれか一つのみを用いるものとする。いずれの条件を用いるかはオペレータが設定してもよいし、表面実装機１の工場出荷時に固定で設定されていてもよい。
　以下、各条件について、その条件を用いる場合の制御部５１の動作について説明する。
　（６－１）部品のサイズ
　部品Ｅのサイズを条件として用いる場合は、予め部品Ｅ毎にサイズを記憶部５５に記憶させておくものとする。サイズは例えば前後方向の幅として記憶されていてもよいし、左右方向の幅として記憶されていてもよい。あるいは、サイズは上面視した場合の面積として記憶されていてもよいし、体積として記憶されていてもよい。あるいは、前後方向の幅と左右方向の幅とが記憶されており、それらから求めた面積をサイズとして用いてもよいし、前後方向の幅、左右方向の幅及び上下方向の高さが記憶されており、それらから求めた体積をサイズとして用いてもよい。また、サイズは部品Ｅ毎ではなく部品Ｅの種類毎に記憶されてもよい。
　制御部５１は、部品Ｅを撮像するとき、撮像する部品Ｅのサイズと予め設定されている基準サイズとを比較し、基準サイズ以上の場合はラインセンサモードと判断してラインセンサモードに切り替え、基準サイズ未満の場合はエリアセンサモードと判断してエリアセンサモードに切り替える。この基準サイズはオペレータが操作部５２を操作して設定できる。
　（６－２）部品の種類
　部品Ｅの種類を条件として用いる場合は、予め部品Ｅの種類毎にエリアセンサモード又はラインセンサモードを設定しておくものとする。この設定はオペレータが操作部５２を操作して行うことができる。
　制御部５１は、部品Ｅを撮像するとき、撮像する部品Ｅの種類にラインセンサモードが設定されている場合はラインセンサモードと判断してラインセンサモードに切り替え、エリアセンサモードが設定されている場合はエリアセンサモードと判断してエリアセンサモードに切り替える。
　（６－３）検出方法
　検出方法を条件として用いる場合は、予め部品Ｅ毎に通常検出方法又は多点検出方法を設定しておくとともに、検出方法毎にラインセンサモード又はエリアセンサモードを対応付けておくものとする。ここでは多点検出方法にラインセンサモードが対応付けられており、通常検出方法にエリアセンサモードが対応付けられているものとする。なお、検出方法は部品Ｅ毎ではなく部品Ｅの種類毎に設定されてもよい。
　制御部５１は、部品Ｅを撮像するとき、撮像する部品Ｅに多点検出方法が設定されている場合はラインセンサモードと判断してラインセンサモードに切り替え、通常検出方法が設定されている場合はエリアセンサモードと判断してエリアセンサモードに切り替える。
　（６－４）要求精度
　要求精度を条件として用いる場合は、予め部品Ｅ毎に要求精度を設定しておくものとする。この設定はオペレータが操作部５２を操作して行うことができる。なお、要求精度は部品Ｅ毎ではなく部品Ｅの種類毎に設定されてもよい。
　制御部５１は、部品Ｅを撮像するとき、撮像する部品Ｅに設定されている要求精度と予め設定されている基準精度とを比較し、要求精度が基準精度以上の場合はラインセンサモードと判断してラインセンサモードに切り替え、基準精度未満の場合はエリアセンサモードと判断してエリアセンサモードに切り替える。
　例えば基準精度がＢ［μｍ］であり、要求精度がＡ［μｍ］（Ａ＜Ｂ）であるとすると、要求精度は基準精度より高い精度を求めていることになる。このため、この場合は要求精度が基準精度以上であると判断される。逆に、要求精度がＣ［μｍ］（Ｃ＞Ｂ）であるとすると、要求精度は基準精度より低い精度を求めていることになる。このため、この場合は要求精度が基準精度未満であると判断される。この基準精度はオペレータが操作部５２を操作して設定できる。
　（６－５）複数の実装ヘッドに互いに異なる種類の部品が吸着されている場合
　前述した図２では複数の実装ヘッド１９に同じ種類の部品Ｅが吸着されている場合を示している。しかしながら、各実装ヘッド１９に吸着されている部品Ｅの種類が互いに異なっている場合もある。その場合は、制御部５１はヘッドユニット１３の搬送中にエリアセンサモードとラインセンサモードとを切り替える。
　例えば、図２に示す例において最も右の部品Ｅは基準サイズ以上の部品、右から２番目の部品Ｅは基準サイズ未満の部品、右から３番目の部品Ｅは基準サイズ以上の部品であるとする。この場合、制御部５１は、最も右の部品Ｅを撮像するときはラインセンサモードに切り替え、右から２番目の部品Ｅを撮像するときはエリアセンサモードに切り替え、右から３番目の部品Ｅを撮像するときはラインセンサモードに切り替える。
　（７）実施形態の効果
　以上説明した実施形態１に係る撮像装置（部品撮像カメラ１６及び制御部５１）によると、被写体の撮像を開始する前に、被写体の少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、適切なセンサモードで被写体を撮像できる。また、撮像装置によると、エリアセンサモードとラインセンサモードとを切り替えることによって一つの撮像センサ２２をエリアセンサとしてもラインセンサとしても用いるので、エリアセンサとラインセンサとを別々に備える場合に比べて撮像装置の構成を簡素にできる。よって実施形態１に係る撮像装置によると、撮像装置の構成を複雑にすることなく、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで被写体を撮像できる。
　また、表面実装機１によると、ヘッド搬送部１４によって搬送されている部品Ｅを撮像する場合に、部品Ｅの少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで部品Ｅを撮像できる。
　また、表面実装機１によると、部品Ｅのサイズが大きい場合（すなわち基準サイズ以上の場合）はラインセンサモードと判断するので、部品Ｅが振動していても部品Ｅの中心点を高い精度で検出できる。これに対し、部品Ｅのサイズが小さい場合（すなわち基準サイズ未満の場合）はエリアセンサモードと判断するので、部品Ｅの中心点を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、表面実装機１によると、例えば中心点を高い精度で検出することが求められる部品Ｅの種類にはラインセンサモードを設定しておくことにより、部品Ｅが振動していても中心点を高い精度で検出できる。これに対し、中心点を高い精度で検出することが求められない部品Ｅの種類にはエリアセンサモードを設定しておくことにより、部品Ｅの中心点を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、表面実装機１によると、例えば中心点を高い精度で検出することが求められる部品Ｅには多点検出方法を設定しておくことにより、部品Ｅが振動していても中心点を精度よく検出できる。これに対し、中心点を高い精度で検出することが求められない部品Ｅには通常検出方法を設定しておくことにより、部品Ｅの中心点を十分な精度で検出しつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　また、表面実装機１によると、高い要求精度（すなわち基準精度以上の要求精度）が設定されている部品Ｅを撮像する場合はラインセンサモードと判断することにより、部品Ｅが振動していても高い要求精度を満たすことができる。これに対し、低い要求精度（すなわち基準精度未満の要求精度）が設定されている部品Ｅを撮像する場合はエリアセンサモードと判断することにより、要求精度を満たしつつ撮像に要する時間を短縮できる。
　＜実施形態２＞
　次に、実施形態２を図９ないし図１０によって説明する。実施形態２ではヘッドユニット１３に設けられている基板撮像カメラ１５によって基板Ｐ上のフィデューシャルマーク（図９に示す基準マークＫ及び部品位置決めマークＢ）を撮像する場合に、フィデューシャルマークの条件に応じてエリアセンサモードとラインセンサモードとを切り替える。フィデューシャルマークは被写体の一例である。
　（１）基板撮像カメラ
　実施形態２に係る基板撮像カメラ１５の撮像センサは実施形態１に係る部品撮像カメラ１６の撮像センサ２２と同様に複数の受光素子２２Ａが行列状に配されているものであり、撮像モードとしてエリアセンサモードとラインセンサモードとがある。実施形態２に係る制御部５１及び基板撮像カメラ１５は撮像装置の一例である。
　（２）フィデューシャルマーク
　次に、図９を参照して、フィデューシャルマークの一例について説明する。図９に示す基板Ｐには複数の＋記号７１（７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ）、４つの基準マークＫ（Ｋ－１～Ｋ－４）、４つの部品位置決めマークＢ１（Ｂ１－１～Ｂ１－２）、４つの部品位置決めマークＢ２（Ｂ２－１～Ｂ２－４）などが付されている。以降の説明では部品位置決めマークＢ１及びＢ２を総称して部品位置決めマークＢという。
　＋記号７１Ａは小さなサイズのＱＦＰ４０の実装位置を示しており、＋記号７１Ｂは大きなサイズのＱＦＰ９６の実装位置を示している。また、複数の＋記号７１Ｃはコンデンサや抵抗などのチップ部品Ｅの実装位置を示している。
　４つの部品位置決めマークＢ１（Ｂ１－１～Ｂ１－４）はＱＦＰ４０を実装するときに基板Ｐの位置誤差や角度誤差を判断してＱＦＰ４０の実装座標及び実装角度を補正するためのものであり、ＱＦＰ４０の実装位置を中心とする矩形領域の４隅に配されている。
　同様に、４つの部品位置決めマークＢ２（Ｂ２－１～Ｂ２－４）はＱＦＰ９６を実装するときに基板Ｐの位置誤差や角度誤差を判断してＱＦＰ９６の実装座標及び実装角度を補正するためのものであり、ＱＦＰ９６の実装位置を中心とする矩形領域の４隅に配されている。
　４つの基準マークＫ（Ｋ－１～Ｋ－４）は基板Ｐの４隅に配されている。基準マークＫはチップ部品Ｅのように部品位置決めマークＢが付されていない実装位置に部品Ｅを実装するときに基板Ｐの位置誤差や角度誤差を判断してそれらの部品Ｅの実装座標及び実装角度を補正するためのものである。
　図１０を参照して、部品Ｅの実装座標及び実装角度の補正について説明する。ここではチップ部品Ｅを例に説明する。図１０においてＫ－１ａ～Ｋ－４ａは基準マークＫ－１～Ｋ－４の記憶部５５に記憶されているＸＹ座標（より具体的には基準マークＫ－１～Ｋ－４の中心点のＸＹ座標）を示しており、Ｋ－１ｂ～Ｋ－４ｂは基準マークＫ－１～Ｋ－４の基板撮像カメラ１５を用いて検出されたＸＹ座標（より具体的には基準マークＫ－１～Ｋ－４の中心点のＸＹ座標）を示している。
　例えば基準マークＫ－２を基準とする場合、制御部５１は基準マークＫ－２の検出したＸＹ座標Ｋ－２ｂと記憶部５５に記憶されているＸＹ座標Ｋ－２ａとに基づいて基板Ｐの位置誤差（ΔＸ，ΔＹ）を判断するとともに、基準マークＫ－１～Ｋ－４の検出したＸＹ座標Ｋ－１ｂ～Ｋ－４ｂと記憶部５５に記憶されているＸＹ座標Ｋ－１ａ～Ｋ－４ａとに基づいて基準マークＫ－２周りの基板Ｐの角度誤差（Δθ）を判断し、それらに基づいてチップ部品Ｅの実装座標や実装角度を補正する。
　（３）ラインセンサモードとエリアセンサモードとの切り換え
　フィデューシャルマークは部品Ｅの実装座標や実装角度を精度よく補正する上で重要であるので、中心点を精度よく検出することが望まれる。しかしながら、ヘッドユニット１３によって基板撮像カメラ１５を搬送しながらフィデューシャルマークを撮像すると基板撮像カメラ１５が振動してしまい、フィデューシャルマークの中心点を精度よく検出できない虞がある。
　このため、実施形態２に係る制御部は、振動の影響をより確実に抑制するためにフィデューシャルマークの上方で基板撮像カメラ１５の搬送を停止させ、エリアセンサモードによってフィデューシャルマークを撮像する。エリアセンサモードによって撮像する理由は、基板撮像カメラ１５の搬送を停止させるとラインセンサモードでは撮像できないからである。この場合は基板撮像カメラ１５の搬送を停止させるのでエリアセンサモードで撮像しても中心点を精度よく検出することができる。
　ただし、複数のフィデューシャルマークが連続的に存在している場合もある。その場合は基板撮像カメラ１５を搬送しながらラインセンサモードで撮像すると、個々のフィデューシャルマークの上方で基板撮像カメラ１５の搬送を停止させる場合に比べ、フィデューシャルマークの中心点を検出する精度を大きく低下させることなく撮像に要する時間を短縮できる。
　そこで、制御部５１は、孤立しているフィデューシャルマークを撮像するときは振動の影響をより確実に抑制するためにエリアセンサモードと判断し、基板撮像カメラ１５の搬送を停止させてエリアセンサモードでフィデューシャルマークを撮像する。これに対し、制御部５１は、連続的に存在しているフィデューシャルマークを撮像するときは撮像に要する時間を短縮するためにラインセンサモードと判断し、基板撮像カメラ１５を搬送しながらラインセンサモードでフィデューシャルマークを撮像する。
　ここで、フィデューシャルマークが孤立しているか連続的に存在しているかの判断は適宜の方法で行うことができる。例えばフィデューシャルマークを中心とする所定の半径の円内に他のフィデューシャルマークが存在しない場合は孤立していると判断し、他のフィデューシャルマークが存在する場合は連続的に存在していると判断してもよい。
　（４）実施形態の効果
　以上説明した実施形態２に係る表面実装機１によると、基板撮像カメラ１５によってフィデューシャルマークを撮像する場合に、フィデューシャルマークの少なくとも一つの条件（すなわちフィデューシャルマークが孤立しているか連続的に存在しているか）に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードでフィデューシャルマークを撮像できる。
　＜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では被写体の一つの条件に基づいて撮像モードを切り替える場合を例に説明したが、被写体の複数の条件に基づいて撮像モードを切り替えてもよい。
　例えば、部品のサイズが基準サイズ以上であるか又は要求精度が基準精度以上の場合はラインセンサモードに切り替え、部品のサイズが基準サイズ未満であり、且つ、要求精度が基準精度未満の場合はエリアセンサモードに切り替えてもよい。この場合は部品のサイズが基準サイズ未満であっても要求精度が基準精度以上であればラインセンサモードに切り替えられ、また、要求精度が基準精度未満であっても部品のサイズが基準サイズ以上であればラインセンサモードに切り替えられることになる。
　（２）上記実施形態１では被写体の少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを切り替える場合を例に説明した。これに対し、オペレータの設定に応じて撮像モードを切り替えてもよい。
　例えば、オペレータがラインセンサモードを設定した場合は部品の条件によらずラインセンサモードで撮像し、オペレータがエリアセンサモードを設定した場合は部品の条件によらずエリアセンサモードで撮像してもよい。
　（３）上記実施形態１では部品Ｅの条件として部品Ｅのサイズなどの４つの条件を例に説明したが、部品Ｅの条件はこれらに限られない。
　例えば、部品Ｅの条件は部品Ｅが搬送される速度であってもよい。一般に部品Ｅが搬送される速度が速いと部品Ｅが振動し易くなる。このため、基準速度以上の速度で搬送される部品Ｅの場合はラインセンサモードで撮像し、基準速度未満の速度で搬送される部品Ｅの場合はエリアセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　また、部品Ｅの条件は部品Ｅの重さであってもよい。一般に部品Ｅが重いと振動し易くなる。このため、重さが基準値以上の部品Ｅの場合はラインセンサモードで撮像し、基準値未満の部品Ｅの場合はエリアセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　また、部品Ｅの条件は吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｅを撮像して部品Ｅの中心点（位置の一例）を検出するときの誤差として許容される許容精度であってもよい。部品Ｅが重いとヘッドシャフト２３が振動し易くなる。このため、部品Ｅが重いとヘッドシャフト２３の振幅が許容精度以上になることがある。ヘッドシャフト２３の振幅が許容精度以上になる場合は振動の影響を十分に吸収するためにラインセンサモードで撮像することが適切であるといえる。
　このため、部品Ｅの重量毎にヘッドシャフト２３が振動する振幅を予め計測して記憶部５５に記憶させておくとともに、部品Ｅ毎に許容精度を設定しておき、制御部５１は吸着ノズル２４に吸着されている部品Ｅのサイズ（部品の重量に相関する値の一例）からヘッドシャフト２３が振動する振幅を判断し、判断した振幅が当該部品Ｅの許容精度以上の場合はラインセンサモードと判断してもよい。このようにすると、振幅が許容精度以上の場合はラインセンサモードに切り替えられるので、部品Ｅの位置を高い精度で検出できる。
　振幅が許容精度未満の場合はエリアセンサモードでも部品Ｅの位置を十分な精度で検出することができるので、その場合はラインセンサモードと判断してもよいし、エリアセンサモードと判断してもよい。
　なお、部品の重量に相関する値は部品Ｅのサイズであってもよいし、部品Ｅの重量であってもよい。
　（４）上記実施形態１及び２では被写体として部品Ｅやフィデューシャルマークを撮像する撮像装置を例に説明した。しかしながら、撮像装置は部品Ｅやフィデューシャルマークを撮像するものに限定されない。
　（５）上記実施形態１では基板ＰにＱＦＰやチップ部品Ｅなどを実装する表面実装機１を例に説明した。これに対し、表面実装機１は基板Ｐに半導体を実装してもよい。すなわち、表面実装機には半導体実装装置も含まれる。
　（６）上記実施形態１及び２では撮像装置が表面実装機１に設けられている場合を例に説明した。これに対し、撮像装置は基板Ｐ上に実装されている部品Ｅを撮像して実装位置の良否を検査する検査装置に設けられてもよい。その場合は、撮像装置は検査装置に設けられている搬送部によって基板Ｐの上方を通過するように搬送される。しかしながら、その際に撮像装置が振動してしまうことがある。撮像装置が振動すると部品Ｅが歪んだ形状に撮像されてしまう。このため、部品Ｅの少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えてもよい。
　例えば、ＱＦＰなどのように高い実装精度が求められる部品Ｅは実装位置の良否についても高い精度で検査することが求められる。このため、部品Ｅの実装位置の良否を高い精度で検査することが求められる部品Ｅを撮像する場合はラインセンサモードと判断し、高い精度で検査することが求められない部品Ｅを撮像する場合はエリアセンサモードと判断してもよい。
　あるいは、実施形態２と同様に、孤立している部品Ｅを撮像するときは振動の影響をより確実に抑制するためにエリアセンサモードと判断し、連続的に存在している部品Ｅを撮像するときは撮像に要する時間を短縮するためにラインセンサモードと判断してもよい。
　この検査装置によると、基板Ｐ上に実装されている部品Ｅの少なくとも一つの条件に基づいて撮像モードを判断して切り替えるので、エリアセンサモード及びラインセンサモードのうち適切なセンサモードで部品Ｅを撮像できる。これにより、部品の実装位置の良否を適切に検査できる。
　（７）上記実施形態では吸着ノズル２４によって部品Ｅを吸着することによって部品Ｅを保持する場合を例に説明したが、部品Ｅの保持はこれに限られるものではなく、例えば所謂チャックによって部品Ｅを挟むことによって保持してもよい。
１…表面実装機、１３…ヘッドユニット、１４…ヘッド搬送部（搬送部の一例）、２２…撮像センサ、２２Ａ…受光素子、２３…ヘッドシャフト、２４…吸着ノズル（保持部の一例）、５１…制御部、Ｂ…部品位置決めマーク（被写体、フィデューシャルマークの一例）、Ｅ…部品（被写体の一例）、Ｋ…基準マーク（被写体、フィデューシャルマークの一例）、Ｐ…基板

Claims (9)

  1. 　二次元配置されている複数の受光素子を有する撮像センサと、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記撮像センサの撮像モードには前記撮像センサをエリアセンサとして用いるエリアセンサモードと、撮像に用いる前記受光素子の範囲を切り替えることによって前記撮像センサをラインセンサとして用いるラインセンサモードとがあり、
    　前記制御部は、被写体の撮像を開始する前に、オペレータの設定に応じて前記撮像モードを切り替えるか、又は、前記被写体の少なくとも一つの条件に基づいて前記撮像モードを判断して切り替え、前記被写体の撮像中は前記撮像モードを切り替えない、撮像装置。
  2. 　基板に部品を実装する表面実装機であって、
    　前記部品を保持及び解放するヘッドユニットと、
    　前記ヘッドユニットを搬送する搬送部と、
    　前記搬送部によって搬送されている前記ヘッドユニットに保持されている前記部品を前記被写体として撮像する請求項１に記載の撮像装置と、
    を備える、表面実装機。
  3. 　前記条件は前記部品のサイズであり、
    　前記制御部は、基準サイズ以上の前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記基準サイズ未満の前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断する、請求項２に記載の表面実装機。
  4. 　前記条件は前記部品の種類であり、
    　前記部品の種類毎に前記エリアセンサモード又は前記ラインセンサモードが設定されており、
    　前記制御部は、前記ラインセンサモードが設定されている種類の前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記エリアセンサモードが設定されている種類の前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断する、請求項２に記載の表面実装機。
  5. 　前記条件は前記部品の位置を検出する検出方法であり、
    　前記部品毎に前記検出方法が設定されているとともに、前記検出方法毎に前記エリアセンサモード又は前記ラインセンサモードが対応付けられており、
    　前記制御部は、前記ラインセンサモードが対応付けられている前記検出方法が設定されている前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記エリアセンサモードが対応付けられている前記検出方法が設定されている前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断する、請求項２に記載の表面実装機。
  6. 　前記条件は前記部品の実装精度として要求される要求精度であり、
    　前記部品毎に前記要求精度が設定されており、
    　前記制御部は、基準精度以上の前記要求精度が設定されている前記部品を撮像する場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記基準精度未満の前記要求精度が設定されている前記部品を撮像する場合は前記エリアセンサモードと判断する、請求項２に記載の表面実装機。
  7. 　前記ヘッドユニットは、前記部品を保持及び解放する保持部と、前記保持部が装着されているヘッドシャフトとを有し、
    　前記条件は前記保持部に保持されている前記部品を撮像して前記部品の位置を検出するときの誤差として許容される許容精度であり、
    　前記部品毎に前記許容精度が設定されており、
    　前記制御部は、前記保持部に保持されている前記部品の重量に相関する値から前記ヘッドシャフトが振動する振幅を判断し、判断した振幅が当該部品の前記許容精度以上の場合は前記ラインセンサモードと判断し、前記許容精度未満の場合は前記ラインセンサモード又は前記エリアセンサモードと判断する、請求項２に記載の表面実装機。
  8. 　基板に部品を実装する表面実装機であって、
    　前記部品を保持及び解放するヘッドユニットと、
    　前記ヘッドユニットを搬送する搬送部と、
    　前記ヘッドユニットに設けられており、前記基板に付されているフィデューシャルマークを前記被写体として撮像する請求項１に記載の撮像装置と、
    を備える、表面実装機。
  9. 　基板に実装されている部品を撮像して実装位置の良否を検査する検査装置であって、
    　請求項１に記載の撮像装置と、
    　前記撮像装置を搬送する搬送部と、
    を備える検査装置。
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