WO2023032095A1 - ワーク高さ計測装置、及びこれを用いた実装基板検査装置 - Google Patents

Abstract

ワーク高さ計測装置は、ワークの画像を撮像する撮像部と、撮像光軸に対して所定の交差角を持った投影光軸を有し、ワークに対して複数の方位からライン光を照射可能なライン光投影部と、前記撮像部及び前記ライン光投影部を移動させて、ワークのスキャンを行わせるスキャン駆動部と、前記スキャンにより取得された画像に基づいて光切断法により前記ワークの高さデータを求める計測部と、を備える。前記計測部は、前記ライン光を所定の照射方向からワークに照射させて第１スキャンを実行させ、前記第１スキャンで取得した画像に基づき求められた高さデータにおいて、当該ワークの前記高さデータの欠落部の有無を判定し、前記欠落部が検出された場合、前記ライン光の照射方向を前記第１スキャンとは異なる方位とした第２スキャンを実行させる。

Description

ワーク高さ計測装置、及びこれを用いた実装基板検査装置

　本発明は、例えば基板に実装された電子部品等のワークの高さ計測装置、及びこれを用いた実装基板検査装置に関する。

　例えば、電子部品（ワーク）を基板に実装してなる部品実装基板の生産ラインでは、当該電子部品が設計通りに基板に実装されているか否かを検査する必要がある。部品実装基板に対して高さ計測を行えば、電子部品の実装不具合、例えば部品浮き、実装位置ずれ、実装漏れ等を検出することができる。ワークの高さ計測を非接触で行う方法として、光切断法が知られている。光切断法では、ライン光が斜め照射されたワークを撮像し、その撮像画像から三角測量の原理にてワークの高さを求める。特許文献１には、光切断法を用いたワークの三次元形状測定装置が開示されている。特許文献１の装置は、ライン光源と撮像カメラとを備えた光切断プローブを回転させる機構を備えている。

　ワーク高さを計測する際には、ライン光源及び撮像カメラをワークに対して水平移動させながら多数回の撮像を行うスキャンが実行される。スキャンで得られた各画像から高さデータが求められ、これら高さデータを合成することで、ワークの形状を計測することができる。ここで、例えば複数のワークが高密度で配置されている、或いは、高さの高いワークに隣接して高さの低いワークが配置されているような場合、ターゲットとするワークに照射されるべきライン光が、隣接するワークに遮光されることがある。この場合、ターゲットのワークの高さ計測が正確に行うことができない問題が生じる。

特開２０１５－７２１９７号公報

　本発明の目的は、ワークの配置状態に拘わらず、ワークの高さを正確に計測できるワーク高さ計測装置、及びこれを用いた実装基板検査装置を提供することにある。

　本発明の一局面に係るワーク高さ計測装置は、鉛直方向に撮像光軸を有し、ワークの画像を撮像する撮像部と、前記撮像光軸に対して所定の交差角を持った投影光軸を有し、ワークに対して複数の方位からライン光を照射可能なライン光投影部と、前記撮像部及び前記ライン光投影部を移動させて、ワークのスキャンを行わせるスキャン駆動部と、前記スキャン駆動部を制御して前記スキャンを実行させると共に、前記スキャンにより取得された画像に基づいて、光切断法により前記ワークの高さデータを求める計測部と、を備え、前記計測部は、前記ライン光を所定の照射方向からワークに照射させて第１スキャンを実行させ、前記第１スキャンで取得した画像に基づき求められた高さデータにおいて、当該ワークの前記高さデータの欠落部の有無を判定し、前記欠落部が検出された場合、前記ライン光の照射方向を前記第１スキャンとは異なる方位とした第２スキャンを実行させる。

　本発明の他の局面に係る実装基板検査装置は、部品が実装された実装基板が搬入される検査ステージと、前記検査ステージに搬入された前記実装基板上の部品を前記ワークとして高さ計測を行う上記のワーク高さ計測装置と、を備える。

図１は、本発明に係るワーク高さ計測装置が外観検査機として組み込まれた、実装基板生産ラインの構成を示すブロック図である。 図２（Ａ）～（Ｃ）は、光切断法による部品高さ計測の手法を示す模式図である。 図３（Ａ）、（Ｂ）は、光切断法による部品高さ計測の欠点を説明する図、図３（Ｃ）は、その解決策を示す図である。 図４は、前記外観検査機のハード構成を概略的に示す斜視図である。 図５は、前記外観検査機の電気的構成を示すブロック図である。 図６（Ａ）～（Ｃ）は、カメラユニット及びライン光源を備えたヘッドの回転状態を示す斜視図である。 図７は、変形例に係るヘッドを示す斜視図である。 図８（Ａ）～（Ｄ）は、第１実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図９（Ａ）～（Ｄ）は、第１実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１０（Ａ）～（Ｄ）は、第２実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１１（Ａ）～（Ｃ）は、第２実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１２は、第２実施形態に係る部品高さ計測におけるスキャン方向決定処理を示すフローチャートである。 図１３（Ａ）～（Ｅ）は、第３実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、第４実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、第４実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１６は、第４実施形態に係る部品高さ計測におけるスキャン領域決定処理を示すフローチャートである。 図１７（Ａ）～（Ｃ）は、第５実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１８（Ａ）～（Ｃ）は、第５実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図１９は、第５実施形態に係る部品高さ計測における部品毎のスキャン方向決定処理を示すフローチャートである。 図２０（Ａ）～（Ｃ）は、第５実施形態の変形例に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図２１は、第５実施形態の変形例に係る部品高さ計測における部品毎のスキャン方向決定処理を示すフローチャートである。 図２２（Ａ）～（Ｄ）は、第６実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。 図２３は、第６実施形態に係る部品高さ計測における高精細部品高さデータの作成処理を示すフローチャートである。 図２４（Ａ）及び（Ｂ）は、スキャンの変形例を示す図である。 図２５は、画像データ取得の変形例を示す図である。

　以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係るワーク高さ計測装置は、各種の工業製品、半製品、機械部品、電子部品、食品、農産物などのワークの形状測定に広く適用することができる。以下に示す実施形態では、基板に実装された部品をワークとして高さ計測を行う例について説明する。ここでは、実装基板の生産ラインにおいて、部品実装後の基板の外観検査に本発明に係るワーク高さ計測装置が適用される例を示す。

　［実装基板生産ライン］
　図１は、プリント基板に電子部品を実装する実装基板生産ライン１の構成を示すブロック図である。実装基板生産ライン１は、基板の搬送方向の上流側から下流側にかけて順に配置された、印刷機１１、印刷検査機１２、部品実装機１３、リフロー炉１４及び外観検査機１５（ワーク高さ計測装置／実装基板検査装置）を備える。

　印刷機１１は、プリント基板のパッド部にハンダを塗布する。例えば印刷機１１は、プリント基板にハンダ塗布部分が開口したマスクを重ね、前記マスク上からクリームハンダを塗布する。印刷検査機１２は、プリント基板に塗布されたハンダの位置や量が適正であるか否かを検査する。部品実装機１３は、部品実装用のヘッドを備え、プリント基板上に所要の部品を実装する。リフロー炉１４は、部品が実装されたプリント基板を加熱してハンダを溶かし、部品を基板に定着させる。

　外観検査機１５は、プリント基板に電子部品が正しい位置に欠陥なく実装されているか否かを検査する。具体的には外観検査機１５は、プリント基板に実装された電子部品の位置ズレ、部品浮き、実装漏れ、ハンダ付け欠陥などを検査する。これらの検査は、実装基板の外観検査、すなわち実装基板に対して高さ計測を行えば足りる。外観検査機１５は、高さ計測で得られた高さデータと、基板の設計データとを照合することで、実装不良を検出する。本実施形態の外観検査機１５は、光切断法を用いて、前記高さ計測を行う。

　［光切断法による高さ計測］
　図２（Ａ）～（Ｃ）を参照して、外観検査機１５が採用している、光切断法による高さ計測について説明を加えておく。図２（Ａ）に示す通り、測定対象は、実装基板Ｐの基板表面ＰＳに実装された部品Ｃ（ワーク）である。後記でハード構成を詳述するが、外観検査機１５は、カメラユニット４（撮像部）と、ライン光源５（ライン光投影部）とを備えている。

　カメラユニット４は、基板表面ＰＳに対して鉛直方向に撮像光軸ＡＸを有し、部品Ｃの画像を撮像する。ライン光源５は、撮像光軸ＡＸに対して所定の交差角θを持った投影光軸を有し、当該投影光軸に沿ってライン光ＳＬを発する。ライン光ＳＬは、測定対象の部品Ｃに照射される。本実施形態では、カメラユニット４及びライン光源５を搭載したユニットが、撮像光軸ＡＸの軸周りに回転する機構を備える。当該機構により、ライン光源５は、測定対象の部品Ｃに対して複数の方位からライン光ＳＬを照射可能である。

　図２（Ｂ）は、部品Ｃにライン光ＳＬが照射される、あるスキャン位置ＳＣ１でカメラユニット４が取得する画像ＩＭを示している。ライン光ＳＬが部品Ｃを含む領域に照射されると、部品Ｃの周囲の基板表面ＰＳからの反射光ＲＬ１と、部品Ｃの上面からの反射光ＲＬ２とがカメラユニット４にて撮像される。ライン光ＳＬが斜光であって部品Ｃが高さを持つので、画像ＩＭ上において、反射光ＲＬ１、ＲＬ２はＸ座標の異なる位置に観測される。具体的には、反射光ＲＬ１は座標ｘ１１に、反射光ＲＬ２は座標ｘ１１よりもスキャン方向下流側の座標ｘ１２に表れる。

　図２（Ａ）の点Ｐ０にライン光ＳＬが照射された場合を、計算上の高さ＝０の地点と扱う。そうすると、図２（Ｃ）に示すように、交差角θを用いた三角測量の原理より、座標ｘ１１の高さはｈ１、座標ｘ１２の高さはｈ２という高さデータを得ることができる。以降、スキャン位置ＳＣ１からカメラユニット４及びライン光源５をスキャン方向下流側に移動させながら、スキャン位置ＳＣ２、ＳＣ３で順次カメラユニット４が撮像を行う。これにより、スキャン位置ＳＣ２では座標ｘ２１、ｘ２２の高さデータが、スキャン位置ＳＣ３では座標ｘ３１、ｘ３２の高さデータが取得される。言うまでもなく、実際のスキャンピッチは、図例よりも遙かに狭ピッチである。

　スキャンにより取得された複数の高さデータを統合することで、部品Ｃの三次元形状データを求めることができる。なお、一つのスキャン位置ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３で取得される高さデータは、反射光ＲＬ１、ＲＬ２が異なるＸ座標位置に照射された結果に基づく。このため、データ統合に際しては、例えばスキャン位置ＳＣ１において部品Ｃの領域で得られた座標ｘ１２の高さデータと、その後のスキャン位置で基板表面ＰＳの領域で得られた座標ｘ１２の高さデータとを整合させる高さテーブルが作成される。

　図３（Ａ）、（Ｂ）は、光切断法による部品高さ計測の欠点を説明する図である。ライン光源５によるライン光ＳＬの投影光軸は、鉛直軸に対して傾斜している。このため、図３（Ａ）に示すように、高さを持つ部品Ｃにライン光ＳＬを照射した場合、部品Ｃの影となってライン光ＳＬが当たらない影部ＳＨが発生する。この影部ＳＨの領域については、所定の輝度を持つ反射光がカメラユニット４に入射しないため、高さ計測が行えないことになる。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す実装基板Ｐの高さデータ計測結果を示す図である。部品Ｃ及び基板表面ＰＳの高さは計測できているが、影部ＳＨの領域は高さデータの欠落部となる。

　図３（Ｃ）は、上記の高さデータ欠落部を発生させないための解決策を示す図である。ライン光源５として、スキャン方向Ｆにおいて対向配置された第１ライン光源５Ａ及び第２ライン光源５Ｂが用いられる。第１ライン光源５Ａは、所定の交差角θで基板表面ＰＳに向けて第１ライン光ＳＬ１を照射する。第２ライン光源５Ｂは、第１ライン光源５Ａに対して撮像光軸ＡＸを挟んで反対方向に配置される。第２ライン光源５Ｂは、第１ライン光ＳＬ１と同じ交差角θで、第１ライン光ＳＬに対して１８０度異なる方向から第２ライン光ＳＬ２を基板表面ＰＳに向けて照射する。

　第２ライン光ＳＬ２を用いれば、影部ＳＨへの照明が可能となる。第１ライン光ＳＬ１を用いた高さ計測結果と、第２ライン光ＳＬ２を用いた高さ計測結果とを組む合わせることで、高さデータの欠落部を解消することができる。但し、一対のライン光源５Ａ、５Ｂを用いた場合でも、高さデータの欠落部が生じることがある。本実施形態では、一対のライン光源５Ａ、５Ｂを用いた場合でも解消できない高さデータ欠落部について、高さ計測を可能とする。

　［装置構成の説明］
　図４は、外観検査機１５のハード構成を概略的に示す斜視図、図５は、外観検査機１５の電気的構成を示すブロック図である。外観検査機１５は、測定装置本体２、制御装置３（計測部）及びサーバー装置３０を含む。測定装置本体２は、実装基板Ｐの高さ計測動作を実行する。測定装置本体２は、基台２１、移動フレーム２２、Ｙ軸移動機構２３（スキャン駆動部／第２移動機構）、Ｘ軸移動機構２４（スキャン駆動部／第１移動機構）、スライダ２５及びヘッド２５Ｈを含む。ヘッド２５Ｈには、上述のカメラユニット４及びライン光源５が搭載されている。

　基台２１は、Ｙ軸移動機構２３を支持すると共に、実装基板Ｐの計測ステージ２１Ｓとなる平板状のフレーム台である。図略のコンベアにより、計測ステージ２１Ｓには、リフロー炉１４から外観検査対象の実装基板Ｐが搬入され、検査後に当該実装基板Ｐが搬出される。移動フレーム２２は、Ｘ方向に延びる門型形状のフレームであって、基台２１の上方においてＹ方向に移動する。移動フレーム２２は、スライダ２５を介してヘッド２５Ｈを保持している。

　Ｙ軸移動機構２３及びＸ軸移動機構２４は、カメラユニット４及びライン光源５を移動させて、部品Ｃ（ワーク）のスキャンを行わせるスキャン駆動部として機能する。Ｙ軸移動機構２３は、基台２１のＸ方向両端部に一対で配置され、ヘッド２５Ｈ（カメラユニット４及びライン光源５）を保持する移動フレーム２２をＹ方向（第１移動方向と水平面で直交する第２移動方向）に水平移動させる機構である。Ｙ軸移動機構２３は、サーボモータ等からなるＹ軸モータ２３１と、Ｙ軸モータ２３１に連結される図略のＹ軸ボールねじ軸とを含む。前記Ｙ軸ボールねじ軸は、移動フレーム２２に組み付けられたボールナットに螺合される。Ｘ軸移動機構２４は、移動フレーム２２に配設され、ヘッド２５ＨをＸ方向（第１移動方向）に水平移動させる機構である。Ｘ軸移動機構２４は、Ｘ軸モータ２４１と、Ｘ軸モータ２４１に連結される図略のＸ軸ボールねじ軸とを含む。

　スライダ２５は、ヘッド２５Ｈを保持する板材であり、移動フレーム２２に対してＸ方向（スキャン方向）に移動自在に組み付けられている。前記Ｘ軸ボールねじ軸は、スライダ２５に組み付けられたボールナットに螺合される。スライダ２５は、Ｘ軸モータ２４１が前記Ｘ軸ボールねじ軸を回転駆動することにより、移動フレーム２２に沿ってＸ方向に移動する。一方、移動フレーム２２は、Ｙ軸モータ２３１が前記Ｙ軸ボールねじ軸を回転駆動することにより、Ｙ方向に移動する。従って、スライダ２５に保持されたヘッド２５Ｈは、Ｙ軸移動機構２３及びＸ軸移動機構２４によりＸＹ方向に移動可能である。

　ヘッド２５Ｈは、部品Ｃの高さ計測を行うカメラユニット４及び一対のライン光源５（第１ライン光源５Ａ及び第２ライン光源５Ｂ）と、支持プレート２５１と、光源ホルダ５１と、回転機構６とを含む。支持プレート２５１は、スライダ２５からＹ方向に延びるプレートであり、カメラユニット４及びライン光源５を撮像光軸ＡＸ回りに回転可能に支持する。光源ホルダ５１は、カメラユニット４と一体化された羽根型の支持フレームであり、一方の羽根片で第１ライン光源５Ａを、他方の羽根片で第２ライン光源５Ｂを支持している。回転機構６は、支持プレート２５１にマウントされ、カメラユニット４及びライン光源５を撮像光軸ＡＸ回りに一体回転させる機構である。なお、回転機構６は、カメラユニット４とライン光源５を保持する光源ホルダ５１とを個別独立して回転させる機構であっても良い。

　制御装置３は、測定装置本体２の各種動作を制御する。具体的には制御装置３は、Ｙ軸移動機構２３及びＸ軸移動機構２４を制御してヘッド２５Ｈに実装基板Ｐのスキャンを実行させると共に、前記スキャンにより取得された画像に基づいて、光切断法により実装基板Ｐに搭載された部品Ｃの高さデータを求める。サーバー装置３０は、制御装置３と測定装置本体２との間のデータ伝送の中継を行う。

　図５を参照して、外観検査機１５の電気的構成について説明を加える。なお、図５ではサーバー装置３０の記載を省いている。測定装置本体２は、図４に現れていない要素として、Ｚ軸モータ２６１及びＲ軸モータ６１を含む。Ｚ軸モータ２６１は、ヘッド２５ＨをＺ軸方向に昇降移動させる駆動源である。Ｚ軸モータ２６１は、測定対象の実装基板Ｐに大きな反りが存在しているような場合に、必要に応じてヘッド２５Ｈを昇降させる。なお、実装基板Ｐに大きな反りの発生が想定されない場合は、Ｚ軸モータ２６１を省いても良い。Ｒ軸モータ６１は、回転機構６の駆動源となるモータであり、ヘッド２５Ｈを撮像光軸ＡＸ回りに回転させる駆動力を発生する。

　カメラユニット４は、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備えたカメラ本体４１と、実装基板Ｐの光像をカメラユニット４に入射させる撮像レンズ４２と、前記光像を前記撮像素子の撮像面に結像させる光学系を内蔵する胴部４３とを含む。光源ホルダ５１は、胴部４３に取り付けられている。回転機構６も胴部４３に対して装着されている。回転機構６が胴部４３を回転させると、カメラユニット４全体が撮像光軸ＡＸ回りに回転すると共に、光源ホルダ５１に装着された一対のライン光源５Ａ、５Ｂも回転する。

　図６（Ａ）～（Ｃ）は、ヘッド２５Ｈの回転状態を示す斜視図である。図６（Ａ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝０度の状態を示す。この状態では、一対のライン光源５Ａ、５ＢはＸ方向に沿って並ぶ。ライン光源５Ａ、５Ｂが各々発するライン光ＳＬは、Ｙ方向に延びるライン光となる。図６（Ｂ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝４５度の状態を示す。この場合、ライン光源５Ａ、５Ｂは、Ｘ方向及びＹ方向の双方に対して４５度傾いた線上に並び、ライン光ＳＬもＸ方向及びＹ方向の双方に対して４５度傾いた方向に延びるライン光となる。図６（Ｃ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝９０度の状態を示す。この状態では、一対のライン光源５Ａ、５ＢはＹ方向に沿って並び、ライン光ＳＬはＸ方向に延びるライン光となる。このように、回転機構６がヘッド２５Ｈを回転させることで、ライン光ＳＬの照射方向を所要の方位に設定することができる。

　Ｙ軸モータ２３１、Ｘ軸モータ２４１、Ｚ軸モータ２６１及びＲ軸モータ６１には、それぞれＹ軸エンコーダ２３２（第２エンコーダ）、Ｘ軸エンコーダ２４２（第１エンコーダ）、Ｚ軸エンコーダ２６２及びＲ軸エンコーダ６２が付設されている。Ｙ軸エンコーダ２３２は、移動フレーム２２（ヘッド２５Ｈ）のＹ方向位置を所定の分解能で検出する位置検出信号を出力する。Ｘ軸エンコーダ２４２は、ヘッド２５ＨのＸ方向位置を所定の分解能で検出する位置検出信号を出力する。Ｚ軸エンコーダ２６２は、ヘッド２５ＨのＺ方向位置を示す位置検出信号を出力する。Ｒ軸エンコーダ６２は、ヘッド２５Ｈの回転位置を示す位置検出信号を出力する。

　制御装置３は、マイクロコンピュータ等からなり、所定のプログラムが実行されることにより、機能的に撮像制御部３１、スキャン制御部３２、計測処理部３３、実装データ記憶部３４を具備するように動作する。制御装置３には、サーバー装置３０を介してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＲ軸エンコーダ２３２、２４２、２６２、６２の各々から位置検出信号が入力される。

　撮像制御部３１は、カメラユニット４及びライン光源５の動作を制御する。具体的には撮像制御部３１は、ライン光源５にライン光ＳＬを出射させつつ、カメラユニット４に所定のタイミングで撮像動作を行うよう撮像指令を出すと共に、その撮像で得られた画像データを計測データとして受領する。撮像制御部３１は、ヘッド２５Ｈの移動に伴って、Ｙ軸エンコーダ２３２及びＸ軸エンコーダ２４２が出力する位置検出信号に同期して、部品Ｃの撮像をカメラユニット４に行わせることで、部品Ｃをスキャンさせる。例えば撮像制御部３１は、前記位置検出信号が予め定められたカウント数に達する毎に、前記撮像指令を発出する。これにより、スキャン距離と、撮像データ上におけるスキャン方向のサイズとを任意の比例関係に設定することができる。結果として、スキャン方向が如何なる方向となったとしても、同じピッチで部品Ｃの高さデータを取得することが可能となる。

　スキャン制御部３２は、Ｙ軸モータ２３１及びＸ軸モータ２４１を制御することにより、Ｙ軸移動機構２３及びＸ軸移動機構２４を介して、カメラユニット４及びライン光源５を搭載したヘッド２５Ｈを所要のスキャン方向に移動させる。また、スキャン制御部３２は、必要に応じてＺ軸モータ２６１を動作させ、ヘッド２５Ｈの高さ調整を行う。さらに、スキャン制御部３２は、Ｒ軸モータ６１を制御してヘッド２５Ｈを回転させ、ライン光源５からのライン光ＳＬの照射方向を所要の方位に設定する。

　計測処理部３３は、前記スキャンの際にカメラユニット４により取得された画像に基づいて、光切断法により部品Ｃの高さデータを求める演算処理を行う。例えば計測処理部３３は、エッジ検出処理などの画像処理手法を用いて、図２（Ｂ）に例示したような反射光ＲＬ１、ＲＬ２を検出する。また、計測処理部３３は、高さデータの欠落部の有無を検出する処理を行う。前記欠落部は、例えば図３（Ａ）に示した影部ＳＨの影響等で、高さデータを計測できなかった箇所に相当する。あるスキャン方向／ライン光ＳＬの照射方向にてスキャン（第１スキャン）が実行され、当該スキャンで取得された画像に基づき求められた高さデータにおいて、前記欠落部が検出されたとする。この場合、計測処理部３３は、スキャン方向／ライン光ＳＬの照射方向を異なる方位とした再スキャン（第２スキャン）を、撮像制御部３１及びスキャン制御部３２に実行させる。

　実装データ記憶部３４は、実装基板Ｐに関する実装データを記憶する。実装データは、例えば、部品Ｃの種別、ＸＹサイズ、高さ、個数、基板上の配置位置等を含む。後述するいくつかの実施形態では、実装データ記憶部３４に格納された実装データが活用される。

　図７は、変形例に係るヘッド２５ＨＡを示す斜視図である。図４では、回転機構６によりヘッド２５Ｈが撮像光軸ＡＸ回りに回転されることで、ライン光ＳＬの照射方位を変更する例を示した。図７では、回転機構６を省くことが可能なヘッド２５ＨＡを例示する。ヘッド２５ＨＡは、一つのカメラユニット４の撮像光軸ＡＸを中心とする円周上に、複数のライン光源５が所定ピッチで配列されてなる。ここでは、１０台のライン光源５ａ１、５ａ２、５ｂ１、５ｂ２、５ｃ１、５ｃ２、５ｄ１、５ｄ２、５ｅ１、５ｅ２が、前記円周上に均等ピッチで配列されている例を示している。これら１０台のライン光源５ａ１～５ｅ２のうち、撮像光軸ＡＸを挟んで互いに対向して配置されている一対のペア、例えばライン光源５ａ１、５ａ２、或いはライン光源５ｂ１、５ｂ２を選択することで、ライン光ＳＬの照射方位を変更することができる。

　［高さ計測の第１実施形態］
　図８（Ａ）～（Ｄ）は、第１実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。第１実施形態では、ライン光ＳＬの照射方向をデフォルト設定の方位として第１スキャンを実行し、続いてヘッド２５Ｈを回転させてライン光ＳＬの照射方向を異なる方位として第２スキャンを実行する例を示す。図８及び以下の図において、図示簡略化のため、ヘッド２５Ｈを、略正方形で示すカメラユニット４と、このカメラユニット４を挟んで配置され、細長い長方形で示す一対のライン光源５Ａ、５Ｂとで略図化して表している。これらは、カメラユニット４の撮像エリアの姿勢と、ライン光源５Ａ、５Ｂが発するライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向とを模式的に示すものでもある。

　図８（Ａ）は、第１スキャンの様子を示している。高さ計測の対象は、比較的背の高い高部品Ｃ１と、比較的背の低い低部品Ｃ２とが実装された実装基板Ｐである。低部品Ｃ２は、高部品Ｃ１に囲まれる領域に実装されている。第１スキャンに際し、スキャン制御部３２は、ヘッド２５Ｈの回転位置をデフォルト設定位置として、Ｙ軸モータ２３１及び／又はＸ軸モータ２４１を動作させる。これにより、ヘッド２５Ｈを所定のスキャン方向Ｆに移動させる。また、撮像制御部３１は、第１ライン光源５Ａ又は第２ライン光源５Ｂから第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２を出射させながら、カメラユニット４に撮像動作を実行させる。後に実行される第２スキャンも同様である。

　第１スキャンでは、スキャン方向ＦがＸ方向（第１スキャン方向）であり、一対のライン光源５Ａ、５Ｂの対向方向もＸ方向である。つまり、第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２の投影光軸はＸ方向に倣う方向であって、測定対象に投影された第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２の延びる方向は、スキャン方向Ｆと直交するＹ方向である。図８（Ａ）から明らかな通り、スキャン方向ＦをＸ方向とした場合、Ｘ方向に並ぶ２つの高部品Ｃ１の間に低部品Ｃ２が挟まれた領域がスキャンされる。計測処理部３３は、第１スキャンにより取得された画像に基づき、光切断法により高部品Ｃ１及び低部品Ｃ２の高さデータを求める処理を実行する。

　図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のスキャン方向Ｆ及びライン光投影方向で第１スキャンが行われた場合の、第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２の照射状況を示す図である。第１ライン光源５Ａが発する第１ライン光ＳＬ１は、図中の左側の高部品Ｃ１に遮光されて低部品Ｃ２には照射できていない。また、第２ライン光源５Ｂが発する第２ライン光ＳＬ２も、図中の右側の高部品Ｃ１に遮光されて低部品Ｃ２には照射できていない。

　低部品Ｃ２のいずれか一方にしか高部品Ｃ１が存在しない場合には、図３（Ｂ）に示したように、第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２のいずれかを低部品Ｃ２に照射できる。しかし、低部品Ｃ２の両側に高部品Ｃ１が存在すると、第１ライン光ＳＬ１及び第２ライン光ＳＬ２の双方を低部品Ｃ２に照射不能となる場合が生じ得る。この場合、低部品Ｃ２からの反射光がカメラユニット４に入射しないため、計測処理部３３は、低部品Ｃ２の実装領域について高さデータを求めることができない。この場合、計測処理部３３は、第１スキャンに基づく高さ計測において、高さデータ欠落部が「有」と判定する。

　高さデータ欠落部が検出された場合、計測処理部３３は、少なくともライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向を異なる方位として、第２スキャンを実行させる。図８（Ｃ）は、第２スキャンの第１例を示す図である。この第１例では、スキャン方向Ｆは第１スキャンと同じＸ方向に維持する一方で、ヘッド２５Ｈを４５度程度だけ回転させている。低部品Ｃ２は、Ｘ方向及びＹ方向で見ると高部品Ｃ１に挟まれているが、Ｘ方向とＹ方向との中間の方位で見ると高部品Ｃ１に挟まれていない位置関係にある。

　ヘッド２５Ｈの回転により、カメラユニット４の撮像エリアも撮像光軸ＡＸ回りに４５度程度回転した姿勢となる。また、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向（投影光軸）も、撮像光軸ＡＸ回りに回転する。つまり、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向と前記撮像エリアの姿勢との関係が第１スキャンと同一に維持される。ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の延びる方向は、Ｘ方向に対して４５度程度傾いた方向となる。このような照射方向として第２スキャンを実行することで、第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２のいずれも、低部品Ｃ２に対して照射可能となる。従って、計測処理部３３は、第２スキャンで取得された画像に基づいて、高さデータの欠落部であった低部品Ｃ２の高さデータを求めることができる。また、第１スキャンと第２スキャンとで、前記撮像エリアの姿勢とライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向との関係は同一に維持されるので、高さデータを効率良く導出することができる。

　図８（Ｄ）は、第２スキャンの第２例を示す図である。この第２例では、スキャン方向Ｆを第１スキャンと異なる方向に設定して第２スキャンが実行される例を示している。第２スキャンのスキャン方向Ｆは、スキャン方向ＦであるＸ方向に対して４５度程度傾いた方向（第２スキャン方向）である。ヘッド２５Ｈは、第１例と同様に回転され、カメラユニット４の撮像エリア及びライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向も、第１スキャンの設定に対して４５度程度回転されている。第２例では、第１スキャン及び第２スキャンの双方で、スキャン方向Ｆとライン光ＳＬ１、ＳＬ２の延びる方向とが直交する関係が維持される。このような第２例によっても、第２スキャンで第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２のいずれかを低部品Ｃ２に照射して、高さデータの欠落部であった当該低部品Ｃ２の高さデータを求めることができる。

　図９（Ａ）～（Ｄ）は、高さデータの欠落部が生じる他の例と、その場合の部品高さ計測例を説明するための模式図である。図９（Ａ）に示すように、実際の実装基板Ｐでは、部品Ｃが狭い部品間ピッチＷで実装されることがある。このような実装基板Ｐに対し、部品Ｃの配列方向とスキャン方向Ｆとが一致するスキャンを行ってしまうと、部品Ｃ間の高さデータが取得できないことがある。

　図９（Ｂ）を参照して、スキャン方向Ｆに沿って２つの部品Ｃが狭い部品間ピッチＷで実装基板Ｐ上に配置されていると、第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２のいずれも基板表面ＰＳに届かない領域が発生する。ライン光ＳＬ１、ＳＬ２が交差角θ（図２）で基板表面ＰＳに向けて照射される場合、部品Ｃの高さをＨとすると、
　　Ｗ＝Ｈ／ｔａｎθ
以下の部品間ピッチＷであると、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２が部品Ｃに遮光される。この場合、部品間ピッチＷの領域において高さデータの欠落部が発生することになる。

　上記のような部品Ｃの配置を含む実装基板Ｐの高さ計測例を、図９（Ｃ）、（Ｄ）に示す。ここでは、複数の部品Ｃが狭ピッチでＸＹ方向にマトリクス配置されている実装基板Ｐを例示している。図９（Ｃ）に示す第１スキャンでは、スキャン方向ＦがＸ方向（第１スキャン方向）に設定される。一対のライン光源５Ａ、５Ｂの対向方向もＸ方向である。一方、基板表面ＰＳに投影される第１ライン光ＳＬ１又は第２ライン光ＳＬ２の延びる方向は、Ｙ方向である。この第１スキャンでは、Ｘ方向に並ぶ部品ＣのピッチＷｘの領域が、高さデータの欠落部となる可能性があるが、Ｙ方向に並ぶ部品ＣのピッチＷｙの領域については高さデータを取得することができる。

　図９（Ｄ）は、第２スキャンの様子を示している。第２スキャンのスキャン方向Ｆは、Ｘ方向から９０度回転させたＹ方向に設定される。すなわち、ヘッド２５Ｈが９０度回転される。これにより、第１スキャンに対してカメラユニット４の撮像エリアは撮像光軸ＡＸ回りに９０度程度回転した姿勢となり、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向も、撮像光軸ＡＸ回りに９０度回転した状態となる。この第２スキャンでは、Ｙ方向に並ぶ部品ＣのピッチＷｙの領域が、高さデータの欠落部となる可能性がある。しかし、第１スキャンで高さデータ欠落部となったＸ方向に並ぶ部品ＣのピッチＷｘの領域については、高さデータを取得することができる。従って、第１スキャン及び第２スキャンの計測結果を合成することで、高さデータ欠落部を解消することができる。

　［第２実施形態］
　第２実施形態では、ヘッド２５Ｈの移動制御を簡素化するために、スキャン方向ＦをＸ方向又はＹ方向のいずれか一方向に制限する例を示す。すなわち、制御装置３が、第１スキャン及び第２スキャンを実行するに際し、Ｙ軸移動機構２３又はＸ軸移動機構２４のいずれか一方を選択して動作させる例を示す。前記選択に際しては、スキャン可能幅やスキャン距離などが参照される。

　実装基板Ｐなどを測定対象とする高さ計測では、測定対象の全領域にライン光ＳＬを照射するようにヘッド２５Ｈを移動せねばならない。この際、Ｙ軸移動機構２３及びＸ軸移動機構２４を同時に動作させれば、スキャン方向Ｆをあらゆる方向に設定が可能である。例えば、図８（Ｄ）に例示したような、Ｘ方向とＹ方向との中間方向をスキャン方向Ｆに設定することができる。しかし、この場合、スキャン制御部３２はＹ軸モータ２３１とＸ軸モータ２４１とを同期制御せねばならず、駆動制御が複雑化する。駆動制御の簡素化のためには、スキャンの際にＹ軸モータ２３１又はＸ軸モータ２４１のいずれか一方だけを動作させる制御とすることが望ましい。そして、スキャン方向ＦとしてＸ方向又はＹ方向のいずれを選択するかは、測定対象の全領域のスキャンに要する時間がいずれの方向が短いかを判断要素とすることが望ましい。

　図３（Ｃ）に基づき説明した通り、部品Ｃの影部ＳＨの影響を回避するには、２つのライン光ＳＬ１、ＳＬ２の双方が測定対象上を通過するようにスキャンする必要がある。しかし、ヘッド２５Ｈの回転角度によって、Ｘ方向とＹ方向とでスキャン可能幅に広狭の差異が生じる。この点を図１０（Ａ）～（Ｄ）に基づいて説明する。図１０では、カメラユニット４の撮像エリア４Ａと、この撮像エリア４Ａ内に投影されるライン光ＳＬ１、ＳＬ２が示されている。

　図１０（Ａ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝０度の状態を示す。０度の状態では、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２はＹ方向に沿って延びている。このため、Ｘ方向をスキャン方向Ｆに選択するＸ方向スキャンでは、そのスキャン可能幅Ｘは最大幅ｍａｘとなる。一方、Ｙ方向をスキャン方向Ｆに選択するＹ方向スキャンでは、スキャン可能幅Ｙはゼロとなり、測定不能となる。

　図１０（Ｂ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝３０度の状態を示す。３０度の状態では、Ｘ方向スキャンにおいて２つのライン光ＳＬ１、ＳＬ２の双方が照射できる領域が、０度の状態よりも狭くなる。このため、スキャン可能幅Ｘは、最大幅ｍａｘよりも小さいＸ＝ｘ１となる。一方、Ｙ方向スキャンでは、２つのライン光ＳＬ１、ＳＬ２の双方が照射できる領域がゼロではなくなり、スキャン可能幅Ｙ＝ｙ１となる。但し、ｙ１＜ｘ１である。図１０（Ｃ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝６０度の状態を示す。６０度の状態では、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の延在方向がＹ方向に近づくことから、Ｙ方向のスキャン可能幅Ｙが増加する一方、Ｘ方向のスキャン可能幅Ｘが減少する。すなわち、スキャン可能幅Ｘ＝ｘ２、スキャン可能幅Ｙ＝ｙ２、ｙ２＞ｘ２の関係となる。

　図１０（Ｄ）は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝９０度の状態を示す。９０度の状態では、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２はＸ方向に沿って延びる。このため、Ｙ方向スキャンのスキャン可能幅Ｙは最大幅ｍａｘとなる一方、Ｘ方向スキャンのスキャン可能幅Ｘはゼロとなり、測定不能となる。以上の通りであるので、ヘッド２５Ｈの回転角度に応じて、Ｘ方向又はＹ方向のいずれか適切な方を、スキャン方向Ｆとして選択する必要がある。

　図１１（Ａ）～（Ｃ）は、スキャン方向Ｆの決定手法を説明する図である。ヘッド２５Ｈの回転角度と、Ｘ方向スキャン又はＹ方向スキャンでの測定可能幅との関係は、次のようにして求めることができる。図１０（Ａ）に示す通り、ヘッド２５Ｈの回転角度をα、α＝０度のときの測定可能幅をＬ、２つのライン光ＳＬ１、ＳＬ２間の距離をＤとする。

　図１１（Ｂ）に示すように、ヘッド２５Ｈの回転角度＝αのとき、Ｘ方向スキャンを実行させた場合の測定可能幅Ｌｘは、次式で示される。なお「ａｂｓ」は絶対値を、「・」は乗算を各々示す。
　　Ｌｘ＝ａｂｓ（Ｌ・ｃｏｓα）－ａｂｓ（Ｄ・ｓｉｎα）
　一方、図１１（Ｃ）に示すように、ヘッド２５Ｈの回転角度＝αのとき、Ｙ方向スキャンを実行させた場合の測定可能幅Ｌｙは、次式で示される。
　　Ｌｙ＝ａｂｓ（Ｌ・ｓｉｎα）－ａｂｓ（Ｄ・ｃｏｓα）

　上掲の測定可能幅Ｌｘ、Ｌｙの値が大きいほど、１回のスキャンでの測定幅が大きくなる。従って、Ｘ方向測定可能幅ＬｘとＹ方向測定可能幅Ｌｙとの値を比較して、いずれか大きい方をスキャン方向Ｆとして選択すれば、効率の良い高さ計測を行える。なお、回転角度＝４５度のときは測定可能幅Ｌｘ、Ｌｙの値は同値になる。この場合、スキャン距離が短いほど、スキャンに要する時間を短縮できるので、Ｘ方向スキャン又はＹ方向スキャンのうちスキャン距離が短い方を選択することが望ましい。

　図１２は、第２実施形態に係る部品高さ計測におけるスキャン方向決定処理を示すフローチャートである。制御装置３のスキャン制御部３２は、撮像光軸ＡＸ回りにヘッド２５Ｈを所要の回転角度αに回転させる（ステップＳ１）。この回転角度αは、例えば図８（Ｃ）で例示したような、高部品Ｃ１に取り囲まれた低部品Ｃ２にライン光ＳＬを照射できる回転角度である。以下、Ｘ方向スキャン又はＹ方向スキャンのいずれを選択するかの処理が行われる。

　次いでスキャン制御部３２は、ステップＳ１で設定された回転角度αに基づき、上掲の算出式でＸ方向測定可能幅Ｌｘ及びＹ方向測定可能幅Ｌｙを算出する（ステップＳ２）。続いてスキャン制御部３２は、測定可能幅Ｌｘ、Ｌｙの値を比較する。まず、Ｌｘ＞Ｌｙの不等式を満足するか否かが判定される（ステップＳ３）。Ｌｘ＞Ｌｙを満足する場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、スキャン制御部３２は測定幅の広いＸ方向スキャンを選定する（ステップＳ４）。一方、Ｌｘ＞Ｌｙを満足しない場合（ステップＳ３でＮＯ）、Ｌｘ＜Ｌｙの不等式を満足するか否かが判定される（ステップＳ５）。Ｌｘ＜Ｌｙを満足する場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、スキャン制御部３２はＹ方向スキャンを選定する（ステップＳ６）。

　これに対し、Ｌｘ＜Ｌｙも満足しない場合（ステップＳ５でＮＯ）、Ｌｘ＝Ｌｙということになる。この場合、スキャン制御部３２は、Ｘ方向スキャンを採用した場合のスキャン距離と、Ｙ方向スキャンを採用した場合のスキャン距離とを比較する（ステップＳ７）。例えば図８（Ｂ）の例では、第１スキャンにおいて、２つの高部品Ｃ１で挟まれた領域が、高さデータの欠落部となる。この欠落部領域を第２スキャンで再計測するに際し、Ｘ方向スキャン又はＹ方向スキャンのいずれを採用した方がスキャン距離が短いかが判定される。例えば、前記欠落部領域が、Ｘ方向に長い矩形の領域であれば、Ｙ方向スキャンの方が当該欠落部領域に対するスキャン距離が短くて済み、高さ計測の高速化に寄与できる。従って、Ｘ方向スキャン距離の方がＹ方向スキャン距離より長い場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、スキャン制御部３２はＹ方向スキャンを選定する（ステップＳ８）。逆に、Ｙ方向スキャン距離の方がＸ方向スキャン距離より長い場合（ステップＳ７でＮＯ）、スキャン制御部３２はＸ方向スキャンを選定する（ステップＳ９）。

　［第３実施形態］
　第３実施形態では、部品Ｃの実装データを利用して、スキャン方向Ｆを決定する例を示す。実装基板Ｐにどのような部品Ｃが、どのようなレイアウトで実装されるかは、実装データによって予め定められている。実装データは、部品Ｃの形状や基板への実装位置に関する情報であって、実装データ記憶部３４に格納されている。この実装データを活用すれば、高さデータ欠落部が生じない、或いは高さデータ欠落部の最も少ないライン光ＳＬの照射方向乃至はスキャン方向Ｆを探知することが可能である。第３実施形態では、計測処理部３３が実装データ記憶部３４から実装データを読み出し、高さデータの欠落部の発生有無を判定する例を示す。

　図１３（Ａ）～（Ｅ）は、第３実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。図１３（Ａ）に示すようなデフォルト状態に、カメラユニット４及びライン光源５Ａ、５Ｂを含むヘッド２５Ｈの姿勢、スキャン方向Ｆが定められているとする。計測処理部３３は、スキャンを実行する前に、実装データ記憶部３４から測定対象の実装基板Ｐについての実装データを取得する。最も簡単に済む例は、デフォルト状態でスキャンを実行させても、高さデータの欠落部が発生しないケースである。この場合、デフォルト状態で第１スキャンを実行させるだけで高さ計測が完了する。第２スキャンは無用となる。

　図１３（Ｂ）及び（Ｃ）は、実装データの取得例を示す。図１３（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した部品Ｃ１、Ｃ２の配置例、図１３（Ｃ）は、図９（Ｃ）示した部品Ｃのマトリクス配置例に相当する。実装データを取得すれば、部品搭載後の実装基板Ｐの三次元モデルを作成できる。計測処理部３３は、この三次元モデルを用いて、スキャン態様を決定する。図１３（Ｂ）及び（Ｃ）の例の双方とも、デフォルト状態でスキャンを実行すると、高さデータの欠落部が発生することは上述の通りである。

　この場合、計測処理部３３は、ライン光ＳＬの照射方位やスキャン方向Ｆを様々に変更するシミュレーションを行い、最適なスキャン態様を割り出す。図１３（Ｄ）及び（Ｅ）は、図１３（Ｂ）及び（Ｃ）の実装データが取得された場合のスキャン態様の決定例を各々示している。図１３（Ｄ）は、図８（Ｃ）のスキャン態様に、図１３（Ｅ）は、図９（Ｄ）のスキャン態様にそれぞれ対応する。

　例えば、図１３（Ｂ）の実装データが取得された場合において、図１３（Ｄ）に示すようなヘッド２５Ｈに回転角度とするスキャン態様で、高さデータの欠落部が発生しないと判明したとする。この場合、図１３（Ｄ）のスキャン態様で第１スキャンだけを実行し、当該実装基板Ｐの高さ計測を終える。図１３（Ｄ）のスキャン態様では、他の部分に高さデータ欠落部が発生する場合は、例えば第１スキャンを図１３（Ａ）のデフォルト状態のスキャン態様で実行させ、第２スキャンを図１３（Ｄ）のスキャン態様で実行させ、高さデータを補完する。また、図１３（Ｃ）の実装データが取得された場合において、図１３（Ｅ）のスキャン態様では、Ｙ方向の部品ピッチ間において高さデータ欠落部が発生する。従って、第１スキャンを図１３（Ａ）のデフォルト状態のスキャン態様で実行させ、第２スキャンを図１３（Ｅ）のスキャン態様で実行するよう決定する。

　［第４実施形態］
　第４実施形態では、第１スキャンにおいて高さデータの欠落部が検出された場合、当該欠落部の発生要因がスキャン方向に起因するか否かを判定し、スキャン方向に起因する欠落部である場合、第２スキャンを実行させる例を示す。高さデータ欠落部は、部品Ｃの影部ＳＨだけを要因として発生するわけではない。例えば、実装基板Ｐに開口部や切り欠き部が存在している場合、それらの部分については基板表面ＰＳからの反射光が検出できず、高さデータ欠落部となる。このような欠落部について第２スキャンを実行しても、高さデータは得られず、無駄な工数となる。従って、高さデータ欠落部の領域が発生した場合でも、その欠落部がスキャン方向に起因して高さ計測に失敗したか否かを見定めた上で、当該欠落部領域について第２スキャンを実行させることが望ましい。

　高さデータ欠落部に対して第２スキャンを実行するか否かの判定例を示す。図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、前記判定の一態様を示す模式図である。ここでは、高さデータ欠落部が、高さデータが取得されているデータ有り領域にスキャン方向Ｆにおいて隣接している場合に、当該欠落部をスキャン方向に起因する欠落部と判定する。

　図１４（Ａ）は、測定対象の実装基板Ｐ１が、２つの高部品Ｃ１の間に低部品Ｃ２が配置された部品レイアウトを備える場合を示す。図１４（Ａ）の（Ａ－１）に示すように、２つの高部品Ｃ１が並ぶ方向をスキャン方向として、実装基板Ｐ１の高さ計測のための第１スキャンが行われたとする。図１４（Ａ）の（Ａ－２）は、第１スキャンに基づき求められた高さデータの画像ＩＭ１を示す。２つの高部品Ｃ１は、基板表面ＰＳ（載置面）の高さよりも高い高さデータが得られている、データ有り領域として表出している。一方、画像ＩＭ１には、高さが検出されていない２つの影部ＳＨ１、ＳＨ２が表出している。一方の影部ＳＨ１には、スキャン方向と直交する方向に細長く伸びる孤立領域ＣＡが現れている。

　一方の影部ＳＨ１は、データ有り領域である２つの高部品Ｃ１に、スキャン方向において隣接している影部である。この場合、影部ＳＨ１は、ライン光ＳＬが高部品Ｃ１に遮光されて計測に失敗した可能性が高いと言える。現に、高部品Ｃ１の間に挾まれた低部品Ｃ２の高さデータが得られていない。なお、孤立領域ＣＡは、ライン光ＳＬの乱反射などでデータ有り領域として検出されるエラー領域である。通常、このような形状の部品は存在しないことから、ノイズとして削除される。一方、他方の影部ＳＨ２は、いずれの高部品Ｃ１に対してもスキャン方向に隣接する影部ではない。

　図１４（Ａ）の（Ａ－３）は、（Ａ－２）の状況が得られた場合の、第２スキャンの実行領域の決定例を示す。２つの高部品Ｃ１に対応するデータ有り領域に、スキャン方向に隣接している影部ＳＨ１は、第２スキャンの対象領域となる再スキャン領域ＲＳ１と決定される。一方、データ有り領域に対して、スキャン方向に隣接していない影部ＳＨ２は、再スキャン領域ＲＳ１とは扱われない。後に行われる第２スキャンでは、ライン光ＳＬの照射方向を変える等して、再スキャン領域ＲＳ１の高さ計測が行われる。このような実施形態によれば、無用に第２スキャンが実行されずに済み、高さ計測の迅速化を図ることができる。

　図１４（Ｂ）は、測定対象の実装基板Ｐ２が、切り欠き部ＰＤ２を有する場合を示す。図１４（Ｂ）の（Ｂ－１）に示すように、実装基板Ｐ２は、実装された部品Ｃのスキャン方向下流側に隣接して、実装基板Ｐ２の一部が切り取られた切り欠き部ＰＤ２を有している。図１４（Ｂ）の（Ｂ－２）は、第１スキャンに基づき求められた高さデータの画像ＩＭ２を示す。部品Ｃの実装領域は、基板表面ＰＳよりも高い高さデータを有するデータ有り領域として表出している。一方、切り欠き部ＰＤ２の領域は、高さデータの無い影部ＳＨ３となる。

　図１４（Ｂ）の（Ｂ－３）は、（Ｂ－２）の状況が得られた場合の、第２スキャンの実行領域の決定例を示す。この場合、影部ＳＨ３は部品Ｃに対応するデータ有り領域に隣接してはいるが、その全領域を第２スキャンの対象領域とはしない。影部ＳＨ３のうち、正に部品Ｃのデータ有り領域対してスキャン方向に隣接する領域、つまりスキャン方向下流側に位置する領域だけが、再スキャン領域ＲＳ２に決定される。この再スキャン領域ＲＳ２も切り欠き部ＰＤ２に対応する領域であるので、結果として第２スキャンでも高さデータが計測されない。しかし、第２スキャンの実行領域が限定される分、高さ計測の迅速化に貢献できる。

　図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、高さデータ欠落部に対して第２スキャンを実行するか否かの他の判例を示す模式図である。ここでは、データ有り領域にスキャン方向Ｆにおいて隣接している高さデータ欠落部が、第１スキャンで得られた画像において所定の画素数未満の欠落部である場合に、当該欠落部をスキャン方向に起因すると判定する例を示す。図１４の例では、データ有り領域にスキャン方向に隣接している限りにおいて、切り欠き部ＰＤ２であっても第２スキャンの対象と決定してしまう。本判定例では、この不具合を抑制する例を示す。

　図１５（Ａ）は、図１４（Ａ）と同様に、測定対象の実装基板Ｐ１が、２つの高部品Ｃ１の間に低部品Ｃ２が配置された部品レイアウトを備える場合を示す。２つの高部品Ｃ１が並ぶ方向をスキャン方向として、実装基板Ｐ１の高さ計測のための第１スキャンが行われたとする。図１５（Ａ）の（Ａ－２）に示すように、２つの高部品Ｃ１に対応する領域はデータ有り領域となり、両者間には高さが検出されていない影部ＳＨ１と、孤立領域ＣＡとが現れている。第２スキャンの実行要否判定に際し、孤立領域ＣＡはノイズとして無視し、高さデータの欠落部である影部ＳＨ１のスキャン方向の幅ｄ１を、画像上の画素数で評価する。ここでは、影部ＳＨ１の幅ｄ１が、予め定められた所定の画素数ｎ未満の欠落部であるので、この影部ＳＨ１を第２スキャンの対象と扱うと判定される。

　図１５（Ｂ）は、図１４（Ｂ）と同様に、測定対象の実装基板Ｐ２が、切り欠き部ＰＤ２を有する場合を示す。実装基板Ｐ２は、部品Ｃのスキャン方向下流側に隣接して切り欠き部ＰＤ２を有している。図１５（Ｂ）の（Ｂ－２）に示すように、部品Ｃに対応する領域はデータ有り領域となり、切り欠き部ＰＤ２の領域は、高さデータの無い影部ＳＨ３となる。上記と同様に、影部ＳＨ３のスキャン方向の幅ｄ２を、画像上の画素数で評価する。ここでは、影部ＳＨ３の幅ｄ２が、予め定められた所定の画素数ｎ以上の欠落部であるので、この影部ＳＨ３を第２スキャンの対象とは扱わないと判定される。

　所定の画素数ｎは、０以上の任意の値に設定することができる。例えば、高さデータ欠落部が検出された場合、その全てを再スキャンの対象とするときは、ｎ＝０に設定すれば良い。或いは、高さデータ欠落部の周囲の平均高さとライン光ＳＬの照射角度との関係から、動的に画素数ｎを設定しても良い。また、画像処理で高さデータ補完を行う画素数を基準に画素数ｎを設定することができる。例えば、高さデータの無い画素が３画素以下ならば、補完処理でデータ無し画素の高さデータを導出する設定の場合、ｎ＝４に設定する。このように、第２スキャンを実行するトリガとなる高さデータ欠落部であると判断する基準を、画素数ｎによって任意に設定することができる。

　図１６は、第４実施形態に係る部品高さ計測におけるスキャン領域決定処理を示すフローチャートである。制御装置３のスキャン制御部３２は、デフォルト設定で規定された第１スキャンを実行させ、測定対象の実装基板Ｐについて高さ計測を行わせる（ステップＳ１１）。続いて計測処理部３３が、第１スキャンで得られた画像に基づいて高さデータ、並びに高さデータ欠落部を求める（ステップＳ１２）。

　次に計測処理部３３は、高さデータ欠落部内に、図１４（Ａ）に例示したような、高さデータが不自然に孤立した孤立領域ＣＡが有るか否かを判定する（ステップＳ１３）。孤立領域ＣＡが検出された場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、当該領域はノイズであるので、計測処理部３３は孤立領域ＣＡを削除する処理を行う（ステップＳ１４）。孤立領域ＣＡが検出されなかった場合（ステップＳ１３でＮＯ）、計測処理部３３は高さデータ欠落部に隣接して、基板表面ＰＳよりも高い高さデータが検出されているデータ有り領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ１５）。

　前記データ有り領域が存在する場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、計測処理部３３は、高さデータ欠落部が、スキャン方向の影に対応する欠落部であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。すなわち、計測処理部３３は、ステップＳ２で検出された高さデータ欠落部が、前記データ有り領域にスキャン方向に隣接した欠落部であるか否かを判定する。スキャン方向に隣接した欠落部である場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、計測処理部３３は、当該高さデータ欠落部が、画像上においてスキャン方向に予め定められた画素数ｎ以上の幅を有する欠落部であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。

　画素数ｎ以上の幅を有する欠落部と判定された場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、計測処理部３３は、当該高さデータ欠落部は再スキャンが必要な欠落部であると判定する。この場合、指定された高さ計測を全て完了しているか否かが判定される（ステップＳ１８）。高さ計測が未了の場合（ステップＳ１８でＮＯ）、スキャン制御部３２は、ヘッド２５Ｈの回転角度の変更及び必要に応じてスキャン方向Ｆを変更し（ステップＳ２０）、ステップＳ１１に戻って再スキャンとしての第２スキャンを実行させる。例えば、回転角度を１５度ずつ変更する等して、再スキャンが実行される。

　高さ計測が全て完了している場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、計測処理部３３は、測定対象とした実装基板Ｐについての高さ計測データを、制御装置３のメモリ領域に格納し、データを更新する（ステップＳ１９）。一方、ステップＳ１５で前記データ有り領域が存在しない場合（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１６でスキャン方向に隣接した欠落部ではない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、或いはステップＳ１７で画素数ｎ以上の幅を有する欠落部であると判定された場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、計測処理部３３は再スキャンが不要と判定し（ステップＳ２１）、処理を終える。

　［第５実施形態］
　第５実施形態では、モデル基板を用いて事前に望ましいスキャン態様を探知する例を示す。概略的には、スキャン制御部３２がモデル基板を対象として、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向を異なる方位とした複数のスキャンを実行させ、複数のスキャンの中から、第１スキャンとして用いるのに好適なスキャンを選択する。そして、以降のモデル基板と同一の実装基板Ｐの高さ計測においては、選択したスキャン態様で高さ計測を行う。

　図１７（Ａ）～（Ｃ）は、第５実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。本実施形態では、図１７（Ａ）に示すようなモデル基板ＰＭが準備される。モデル基板ＰＭは、ある実装基板製品について、その基板設計通りに、部品Ｃが所定の配置で基板にマウントされた良品基板である。ここでは、図８（Ａ）での例示品と同様に、４つの高部品Ｃ１に一つの低部品Ｃ２が囲まれたレイアウトを有する。

　前記実装基板製品の高さ計測を行う前に、制御装置３はモデル基板ＰＭに対して高さ計測動作を実行する。この高さ計測に際し、スキャン制御部３２は、例えばヘッド２５Ｈを順次回転させて、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向を異なる方位とした複数の高さ計測を行う。図１７（Ａ）では、ヘッド２５Ｈの回転角度を０度、４５度、９０度に順次変更し、それぞれスキャン方向Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３にてモデル基板ＰＭのスキャンを行う例を示している。実際は、１５度程度の小ピッチでヘッド２５Ｈの回転角度を変化させながら、モデル基板ＰＭのスキャンを行うことが望ましい。

　各スキャンで取得された画像に基づき、計測処理部３３がモデル基板ＰＭの高さデータを求める。この際、計測処理部３３は、各スキャンにおける高さデータの欠落部を特定し、高さ計測がどの程度正確に実行されたかを前記実装データに基づき評価する。図１７（Ａ）では、ヘッド２５Ｈの回転角度＝０度及び９０度の場合、低部品Ｃ２の高さ計測が行えないので、最適なスキャン態様とは評価出来ない。一方、回転角度＝４５度の場合、低部品Ｃ２を含めた高さ計測が可能である。従って、計測処理部３３は、ヘッド２５Ｈの回転角度＝４５度を、モデル基板ＰＭと同一の配置で部品Ｃ１、Ｃ２がマウントされた実装基板Ｐを高さ計測の対象とする際、スキャン態様として採用する。

　図１７（Ｂ）、（Ｃ）は、以降に実施される、モデル基板ＰＭと同一の実装基板Ｐに対するスキャン態様を示す。これらは、第１実施形態の図８（Ｃ）、（Ｄ）で示したスキャン態様と同様である。図１７（Ｂ）は、回転角度＝０度のスキャン方向Ｆ１を維持したまま、ヘッド２５Ｈの回転角度＝４５度としてスキャンを行う例を示している。図１７（Ｃ）では、ヘッド２５Ｈの回転角度＝４５度に設定すると共に、この回転角度に応じたスキャン方向Ｆ２に設定する例を示している。

　第５実施形態によれば、モデル基板ＰＭを用いて複数のスキャンが予め実行され、高さデータ欠落部が最も発生し難い最適スキャンを探知することが可能となる。そして、モデル基板ＰＭと同一の実装基板Ｐについては、前記最適スキャンの態様を少なくとも第１スキャンに適用することで、無駄のない高さ計測を行うことができる。

　第５実施形態において、部品Ｃについて、その高さ、体積、面積を算出可能な実装データが存在している場合は、各スキャンにおける計測値から得られる高さ、体積、面積が最も前記実装データに近いスキャン態様を選択させることができる。図１８は、低部品Ｃ２及び高部品Ｃ１について、実装データから求められる体積と、各スキャンでの実測により求められる体積との比である体積割合で、スキャン方向の評価を行う例を示している。前記体積割合が１００％に近いほど、計測の正確性が担保されている。

　図１８（Ａ）は、スキャン方向及びヘッド２５Ｈの回転角度＝０度の場合における、低部品Ｃ２及び高部品Ｃ１の前記体積比を示している。既述の通り、０度の場合には低部品Ｃ２が高部品Ｃ１の影となって正確な高さ計測は行えない。このため、低部品Ｃ２についての体積割合は１％という低い値である。一方、高部品Ｃ１については計測に支障はないので、体積割合は９５％という高い値が得られている。

　図１８（Ｂ）は、スキャン方向及びヘッド２５Ｈの回転角度＝４５度の場合における体積比を示している。４５度の場合、低部品Ｃ２にもライン光ＳＬ１、ＳＬ２を照射可能である。このため、低部品Ｃ２についての体積割合は９９％という高い値が得られている。高部品Ｃ１についても、体積割合は９７％という高い値が得られている。図１８（Ｃ）は、回転角度＝９０度の場合における体積比を示している。この場合でも、低部品Ｃ２が高部品Ｃ１の影となって正確な高さ計測は行えない。従って、高部品Ｃ１の体積割合は９４％が得られるが、低部品Ｃ２についての体積割合は２％という低い値である。

　上記の結果によれば、回転角度＝０度、９０度では、少なくとも低部品Ｃ２及び高部品Ｃ１の実装エリアにおいて、正確な高さ計測は行えない。従って、回転角度＝４５度のスキャンが選択される。実際の実装基板Ｐでは、複数の実装エリアが存在し、それら実装エリア毎に望ましいスキャン方向が存在する。望ましいスキャン方向が同一である実装エリア若しくは部品を整理する等して、実装基板Ｐ全体でみて、最適なスキャン態様を設定することが好ましい。

　図１９は、第５実施形態に係る部品高さ計測における、実装データが使用できる場合のスキャン方向決定処理を示すフローチャートである。制御装置３のスキャン制御部３２は、モデル基板ＰＭに対してデフォルト設定で規定されたスキャンを実行させ、実装された部品Ｃの高さ計測を行わせる（ステップＳ３１）。続いて計測処理部３３が、モデル基板ＰＭの各部品Ｃについての高さデータを求める。さらに計測処理部３３は、実装データ記憶部３４から実装データを読み出し、実測の部品Ｃの高さデータに基づく体積と、実測データから導出される部品Ｃ１の体積とから、体積割合を算出する（ステップＳ３２）。

　続いて、予め指定されたヘッド２５Ｈの回転角度及びスキャン方向での、モデル基板ＰＭの高さ計測が完了したか否かが確認される（ステップＳ３３）。全ての高さ計測が未完了である場合（ステップＳ３３でＮＯ）、スキャン制御部３２は、ヘッド２５Ｈの回転角度乃至はスキャン方向を変更し（ステップＳ３５）、新たなスキャンを実行させる（ステップＳ３１）。一方、全ての高さ計測が完了した場合（ステップＳ３３でＹＥＳ）、計測処理部３３は、部品Ｃ毎に、試行した全てのスキャンの中で最も実装データに近い結果が得られたスキャン方向を特定し、これを記憶させる（ステップＳ３４）。

　以上は、実装データを使用できる場合のスキャン方向決定方法の例である。実装データを使用出来ない場合は、高さデータの欠落部の面積とスキャン方向との関係から、最適なスキャン方向を選定することができる。図２０（Ａ）～（Ｃ）は、部品Ｃの高さ計測における、高さデータ欠落部である影部ＳＨ１、ＳＨ２１、ＳＨ２２、ＳＨ３とスキャン方向との関係を示す図である。図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれスキャン方向及びヘッド２５Ｈの回転角度＝０度、４５度、９０度の場合の計測結果を示している。

　図２０（Ａ）～（Ｃ）の各スキャンで取得された画像に基づき、部品Ｃの領域であるデータ有り領域が特定される。次いで、このデータ有り領域に対してスキャン方向に隣接している高さデータの欠落部の面積が求められる。図２０（Ａ）に示すように、回転角度＝０度の場合、矩形の部品Ｃの長辺がスキャン方向と直交していることから、比較的大きな面積の影部ＳＨ１、つまり前記欠落部が表出している。これに対し、図２０（Ｂ）の回転角度＝４５度の場合、部品Ｃ１におけるスキャン方向下流側の角部に、比較的小さな面積の影部ＳＨ２１、ＳＨ２２が表出している。図２０（Ｃ）の回転角度＝９０度では、部品Ｃの短辺側に、ＳＨ２１、ＳＨ２２の合計よりは大きい面積の影部ＳＨ３が表出している。

　これら、図２０（Ａ）～（Ｃ）のスキャンの中から、最も前記欠落部の面積が小さくなるスキャンを、第１スキャンとして選択する。ここでの例では、図２０（Ｂ）の回転角度＝４５度に設定したスキャンで検出される影部ＳＨ２１、ＳＨ２２が、他に比較して最も面積が小さい。つまり、回転角度＝４５度が高さデータの欠落部の最も発生し難いスキャンとなる。従って、ヘッド２５Ｈの回転角度＝４５度とするスキャンが、少なくとも第１スキャンとして選定される。

　図２１は、第５実施形態に係る部品高さ計測における、実装データが使用できない場合のスキャン方向決定処理を示すフローチャートである。制御装置３のスキャン制御部３２は、モデル基板ＰＭに対してデフォルト設定で規定されたスキャンを実行させ、実装された部品Ｃの高さ計測を行わせる（ステップＳ４１）。続いて計測処理部３３が、モデル基板ＰＭについての高さデータ欠落部を求める処理を実行する（ステップＳ４２）。このステップＳ４２に処理は、先に説明した図１６のステップＳ１２～Ｓ１７の処理と同様である。ここでは説明を割愛する。

　その後、計測処理部３３は、当該スキャンで発生した高さデータ欠落部の面積を求める処理を行う（ステップＳ４３）。続いて、予め指定されたヘッド２５Ｈの回転角度及びスキャン方向での、モデル基板ＰＭの高さ計測が完了したか否かが確認される（ステップＳ４４）。全ての高さ計測が未完了である場合（ステップＳ４４でＮＯ）、スキャン制御部３２は、ヘッド２５Ｈの回転角度乃至はスキャン方向を変更し（ステップＳ４６）、新たなスキャンを実行させる（ステップＳ４１）。一方、全ての高さ計測が完了した場合（ステップＳ４４でＹＥＳ）、計測処理部３３は、高さデータ欠落部の面積が最小となるスキャンを選定する（ステップＳ４５）。後に実施するモデル基板ＰＭと同一の実装基板Ｐの高さ計測は、ここで選定されたスキャン態様が用いられる。

　［第６実施形態］
　第６実施形態では、特定の部品の高精細な高さデータを取得する例を示す。例えば重要性の高い部品について、その形状を高精細に求めることが要請されることがある。この場合、当該部品に対して、第１スキャンを実行させると共に、当該第１スキャンでは高さデータの欠落部が有ると見なして少なくとも第２スキャンを実行させる。つまり、高さデータ欠落部の有無に拘わらず、当該部品について複数回のスキャンを実行させる。そして、少なくとも第１スキャン及び第２スキャンで得られた画像から得られた高さデータを合成して、前記部品の高さデータを求める。

　図２２（Ａ）～（Ｄ）は、第６実施形態に係る部品高さ計測を説明するための模式図である。測定対象は、実装基板Ｐに実装される特定部品ＣＰである。特定部品ＣＰは、例えば大規模集積回路部品のような重要部品である。図２２（Ａ）に示すように、特定部品ＣＰに対して、ヘッド２５Ｈの回転角度、つまりライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向を異ならせて、複数回のスキャンを実行させる。図２２（Ａ）では、特定部品ＣＰに対して、Ｘ方向をスキャン方向Ｆ１とする第１スキャンと、Ｙ方向をスキャン方向Ｆ２とする第２スキャンとが実行されている例を示している。

　図２２（Ｂ）は、第１スキャンで取得された画像に基づき求められた特定部品ＣＰの高さデータと、高さデータ欠落部である影部ＳＨｘとを示している。特定部品ＣＰのＸ側辺ＸＳに影部ＳＨｘが現れているが、Ｙ側辺ＹＳには影部が存在しない。図２２（Ｃ）は、第２スキャンに基づく特定部品ＣＰの高さデータと、影部ＳＨｙとを示している。特定部品ＣＰのＹ側辺ＹＳに影部ＳＨｙが現れているが、Ｘ側辺ＸＳには影部が存在しない。第１スキャンによる高さ計測では、Ｘ側辺ＸＳの高さデータが確定していない。また、第２スキャンによる高さ計測では、Ｙ側辺ＹＳの高さデータが確定していない。しかし、図２２（Ｄ）に示すように、第１スキャン及び第２スキャンで各々得られた高さデータを合成すれば、影部ＳＨｘ、ＳＨｙによる不確定部分を消去できる。従って、特定部品ＣＰの高さデータを高精細に求めることができる。

　図２３は、第６実施形態に係る高精細部品高さデータ作成処理を示すフローチャートである。制御装置３のスキャン制御部３２は、特定部品ＣＰに対してデフォルト設定で規定されたスキャンを実行させ、特定部品ＣＰの高さ計測を行わせる（ステップＳ５１）。この高さ計測に基づき、計測処理部３３は、特定部品ＣＰの高さデータ及び影部ＳＨｘ、ＳＨｙを求める（ステップＳ５２）。

　続いて、図２２（Ｂ）～（Ｄ）に例示したような、データ合成に必要な高さ計測が完了したか否かが確認される（ステップＳ５３）。全ての高さ計測が未完了である場合（ステップＳ５３でＮＯ）、スキャン制御部３２は、ヘッド２５Ｈの回転角度乃至はスキャン方向を変更し（ステップＳ５４）、新たなスキャンを実行させる（ステップＳ５１）。一方、全ての高さ計測が完了した場合（ステップＳ５３でＹＥＳ）、計測処理部３３は、高さデータの合成処理を実行する（ステップＳ５５）。

　ステップＳ５５では、例えば図２２（Ｃ）及び（Ｄ）に例示したように、特定部品ＣＰのＸ側辺ＸＳ又はＹ側辺ＹＳのいずれか一方しか影部ＳＨｘ、ＳＨｙが存在しない場合、他方の側辺の高さデータをそのまま採用する合成処理が行われる。つまり、第１スキャンで得られたＹ側辺ＹＳの高さデータを、第２スキャンで得られたＸ側辺ＸＳの高さデータをそのまま用いて、特定部品ＣＰの高さデータが作成される。これに対し、複数のスキャンにおいて、Ｘ側辺ＸＳ又はＹ側辺ＹＳのいずれにも影部ＳＨｘ、ＳＨｙが現れる場合がある。この場合、複数のスキャンで得られた高さデータの平均、中間、最大値又は最小値を採用して高さデータを作成することができる。

　［その他変形実施形態］
　以上、本発明の各種実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。

　（１）上記実施形態では、ヘッド２５Ｈを撮像光軸ＡＸ回りに回転させることで、カメラユニット４とライン光源５Ａ、５Ｂとを一体的に回転させる例を示した。これに代えて、ライン光源５Ａ、５Ｂだけを回転させて、ライン光ＳＬの照射方向を変更させても良い。上述の例では、図２４（Ａ）に示すように、カメラユニット４の撮像エリア４Ａの姿勢と、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向との関係が維持されるよう、カメラユニット４とライン光源５Ａ、５Ｂとを一体回転させている。これに対し、図２４（Ｂ）に示す変形例では、カメラユニット４を回転させず、ライン光源５Ａ、５Ｂだけを回転させる例を示している。この場合、撮像エリア４Ａの姿勢とライン光ＳＬ１、ＳＬ２の照射方向との関係が、図２４（Ａ）の場合から変化する。なお、スキャン方向は、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の延在方向と直行する方向に設定できる。

　（２）一般に、カメラユニット４が撮像した画像データは、その全画素数分が制御装置３側に転送される。これに代えて、処理の高速化のため、一部の画像データだけを転送するようにしても良い。図２５は、使用する画像データを制限する例を示す模式図である。光切断法において画像データで必要となるのは、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の周辺領域である。例えば、図２４（Ｂ）のようにライン光ＳＬ１、ＳＬ２を照射する場合を想定する。この場合、カメラ本体４１のＣＭＯＳセンサ等が備える撮像エリア４Ａ全体の画像データを転送せず、図２５に示すように、ライン光ＳＬ１、ＳＬ２の撮像領域ＲＯＩに存在する画像のデータだけを切り取って転送させる。これにより、データ処理の高速化を図ることができる。

　［上記実施形態に含まれる発明］
　本発明の一局面に係るワーク高さ計測装置は、鉛直方向に撮像光軸を有し、ワークの画像を撮像する撮像部と、前記撮像光軸に対して所定の交差角を持った投影光軸を有し、ワークに対して複数の方位からライン光を照射可能なライン光投影部と、前記撮像部及び前記ライン光投影部を移動させて、ワークのスキャンを行わせるスキャン駆動部と、前記スキャン駆動部を制御して前記スキャンを実行させると共に、前記スキャンにより取得された画像に基づいて、光切断法により前記ワークの高さデータを求める計測部と、を備え、前記計測部は、前記ライン光を所定の照射方向からワークに照射させて第１スキャンを実行させ、前記第１スキャンで取得した画像に基づき求められた高さデータにおいて、当該ワークの前記高さデータの欠落部の有無を判定し、前記欠落部が検出された場合、前記ライン光の照射方向を前記第１スキャンとは異なる方位とした第２スキャンを実行させる。

　このワーク高さ計測装置によれば、第１スキャンで得られた高さデータに欠落部が検出された場合、ライン光の照射方向を前記第１スキャンとは異なる方位とした第２スキャンが実行される。サイズの異なる複数のワークが存在していたりワークが密集していたりする場合、前記第１スキャンでは、他のワークの影に入り込む等して、ライン光が照射されなかったワークが発生し得る。或いは、表面凹凸が存在するワークの場合、前記第１スキャンでは、凸部に遮られる等して、ライン光が照射されなかった影部分が発生し得る。しかし、前記第２スキャンが実行されることで、これらの影の領域について再度の高さ計測を行うことが可能となる。従って、ワークの高さを正確に計測することができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記計測部は、前記撮像部の撮像エリアの姿勢と前記ライン光の照射方向とを所定条件に設定した状態で、スキャン方向を所定の第１スキャン方向に設定して前記第１スキャンを実行させ、スキャン方向を、前記第１スキャン方向に維持する一方で、前記撮像エリアを前記撮像光軸回りに回転させると共に、前記ライン光の照射方向と前記撮像エリアの姿勢との関係が前記第１スキャンと同一に維持されるよう、前記ライン光の照射方向の方位を変更させて、前記第２スキャンを実行させることができる。

　このワーク高さ計測装置によれば、スキャン方向を変えることなく第１スキャン及び第２スキャンが実行される。スキャン方向を変更せずとも、第１スキャンと第２スキャンとでは、撮像エリアの向きとライン光の照射方向が異なる。従って、ワークの高さデータの欠落部が生じた領域について、第２スキャンにて高さ計測を行い得る。また、第１スキャンと第２スキャンとで、前記撮像エリアの姿勢とライン光の照射方向との関係は同一に維持されるので、高さデータを効率良く導出することができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記計測部は、前記撮像部の撮像エリアの姿勢と前記ライン光の照射方向とを所定条件に設定した状態で、スキャン方向を所定の第１スキャン方向に設定して前記第１スキャンを実行させ、スキャン方向を、前記第１スキャン方向とは異なる第２スキャン方向に設定し、前記撮像エリアを前記第２スキャン方向に応じて前記撮像光軸回りに回転させると共に、前記ライン光の照射方向と前記撮像エリアの姿勢との関係が前記第１スキャンと同一に維持されるよう、前記ライン光の照射方向の方位を変更させて、前記第２スキャンを実行させても良い。

　このワーク高さ計測装置によれば、単純にスキャン方向を変更するだけで、ワークの高さデータの欠落部が生じた領域について、第２スキャンにて高さ計測を行い得る。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記スキャン駆動部は、前記撮像部及び前記ライン光投影部を第１移動方向に水平移動させる第１移動機構と、前記第１移動方向と水平面で直交する第２移動方向に水平移動させる第２移動機構とを含み、前記計測部は、前記第１スキャン及び前記第２スキャンを実行するに際し、前記第１移動機構又は前記第２移動機構のいずれか一方を選択して動作させることが望ましい。

　このワーク高さ計測装置によれば、スキャン動作を行うに際し、スキャン駆動部は前記第１移動機構又は前記第２移動機構のいずれか一方だけを駆動させる。従って、前記スキャン駆動部の駆動制御を簡素化することができる。

　この場合、前記計測部は、前記第１移動機構又は前記第２移動機構の選択に際し、スキャン距離が短い方を選択することが望ましい。この態様によれば、ワークのスキャンに要するトータルスキャン距離を短くすることができ、高さ計測の高速化に寄与できる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記ワークが、複数の部品が実装された基板であり、前記計測部は、前記部品の形状及び前記基板への実装位置に関する情報を含む部品実装データを取得し、当該部品実装データに基づいて前記高さデータの欠落部の有無を判定することが望ましい。

　このワーク高さ計測装置によれば、部品実装データに基づいて、ライン光の照射方向若しくはスキャン方向と、高さデータの欠落部の発生箇所との関係を、事前に把握することが可能となる。従って、予め前記欠落部が少ないライン光の照射方向若しくはスキャン方向を設定することができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記計測部は、前記高さデータの欠落部が検出された場合、当該欠落部の発生要因がスキャン方向に起因するか否かを判定し、スキャン方向に起因する欠落部である場合、前記第２スキャンを実行させることが望ましい。

　高さデータの欠落部は、例えばワークの設置ベースに開口部や切り欠き部が存在している場合にも発生し得る。上記のワーク高さ計測装置によれば、スキャン方向に起因する高さデータ欠落部であるときにだけ、第２スキャンが実行される。従って、前記第２スキャンが無用に実行されてしまわずに済む。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記ワークは、基板の載置面にマウントされたワークであって、前記計測部は、前記載置面の高さよりも高い高さデータが得られているデータ有り領域を特定し、前記欠落部が、前記データ有り領域のスキャン方向に隣接している場合に、前記第２スキャンを実行させることができる。

　高さデータ欠落部が、データ有り領域のスキャン方向に隣接しているとき、その欠落部の発生要因がライン光照射時の影である可能性が高い。上記のワーク高さ計測装置によれば、このような場合に、データ欠落部がスキャン方向に起因する欠落部であると判定する。従って、第２スキャンの要否を的確に判断することができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記計測部は、前記データ有り領域のスキャン方向に隣接している前記欠落部が、前記第１スキャンで得られた画像において所定の画素数未満の欠落部である場合に、前記第２スキャンを実行させることができる。

　このワーク高さ計測装置によれば、第２スキャンを実行するトリガとなる前記欠落部であると判断する基準を、画素数によって任意に設定することができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記ワークは、基板の載置面にマウントされたワークであって、前記計測部は、前記ワークが所定の配置で前記基板にマウントされたモデル基板を対象として、前記スキャン駆動部に前記ライン光の照射方向を異なる方位とした複数のスキャンを実行させ、前記モデル基板と同一の配置で基板にマウントされたワークを高さ計測の対象とする場合、前記複数のスキャンの中から、少なくとも前記第１スキャンとして用いるスキャンを選択して高さデータを求めることができる。

　このワーク高さ計測装置によれば、モデル基板を用いて複数のスキャンが行われるので、高さデータ欠落部が最も発生し難い最適スキャンを探知することが可能となる。そして、モデル基板と同一の実装基板については、事前に探知した最適スキャンを適用することができる。

　この場合、前記計測部は、前記複数のスキャンにおいて、前記載置面の高さよりも高い高さデータが得られているデータ有り領域を特定し、前記データ有り領域のスキャン方向に隣接している前記高さデータの欠落部の面積を求め、前記複数のスキャンの中から、最も前記欠落部の面積が小さくなるスキャンを、前記第１スキャンとして選択することが望ましい。

　このワーク高さ計測装置によれば、高さデータの欠落部の発生面積が最も小さくなるスキャン態様で、第１スキャンを実施させることができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記計測部は、一つのワークに対して、前記第１スキャンを実行させると共に、前記欠落部が有ると見なして前記第２スキャンを実行させ、前記第１スキャン及び前記第２スキャンで得られた画像から得られた高さデータを合成して、前記一つのワークの高さデータを求めることが望ましい。

　このワーク高さ計測装置によれば、２つのスキャンで各々得られた高さデータを合成することで、ワークの高さデータを高精細に求めることが可能となる。

　上記のワーク高さ計測装置において、前記スキャン駆動部は、前記撮像部及び前記ライン光投影部を第１移動方向に水平移動させる第１移動機構と、前記第１移動方向と水平面で直交する第２移動方向に水平移動させる第２移動機構とを含み、前記第１移動機構は、前記第１移動方向の位置を所定の分解能で検出する第１エンコーダを、前記第２移動機構は、前記第２移動方向の位置を前記所定の分解能で検出する第２エンコーダを、各々備え、前記撮像部は、スキャン時に前記第１エンコーダ及び前記第２エンコーダが出力する位置検出信号に同期して、ワークの画像を撮像することが望ましい。

　このワーク高さ計測装置によれば、第１及び第２エンコーダが出力する位置検出信号に同期させて撮像が行われるので、スキャン方向が如何なる方向となったとしても、同じピッチでワークの高さデータを取得することが可能となる。

　上記のワーク高さ計測装置において、スキャン方向に移動可能なスライダと、前記スライダに支持され、前記撮像部及び前記ライン光投影部を前記撮像光軸回りに回転可能に保持するヘッドと、前記撮像部及び前記ライン光投影部を一体回転又は両者を個別に回転させる回転機構と、をさらに含むことが望ましい。

　このワーク高さ計測装置によれば、前記撮像部及び前記ライン光投影部を一体回転または個別回転させることができる。従って、撮像領域の回転角及びライン光の照射方向を自在に設定することができる。

　上記のワーク高さ計測装置において、一つの前記撮像部の前記撮像光軸を中心とする円周上に、複数の前記ライン光投影部が所定ピッチで配列された構成とすることができる。

　このワーク高さ計測装置によれば、円周配列された複数のライン光投影部のいずれかを選択することで、ライン光の照射方向を変更することができる。

　本発明の他の局面に係る実装基板検査装置は、部品が実装された実装基板が搬入される計測ステージと、前記計測ステージに搬入された前記実装基板上の部品を前記ワークとして高さ計測を行う上記のワーク高さ計測装置と、を備える。

　この実装基板検査装置によれば、部品の配置状態に拘わらず部品高さを正確に計測できるので、的確な実装基板検査を行うことができる。

Claims (16)

1. 　鉛直方向に撮像光軸を有し、ワークの画像を撮像する撮像部と、
   　前記撮像光軸に対して所定の交差角を持った投影光軸を有し、ワークに対して複数の方位からライン光を照射可能なライン光投影部と、
   　前記撮像部及び前記ライン光投影部を移動させて、ワークのスキャンを行わせるスキャン駆動部と、
   　前記スキャン駆動部を制御して前記スキャンを実行させると共に、前記スキャンにより取得された画像に基づいて、光切断法により前記ワークの高さデータを求める計測部と、を備え、
   　前記計測部は、
   　　前記ライン光を所定の照射方向からワークに照射させて第１スキャンを実行させ、
   　　前記第１スキャンで取得した画像に基づき求められた高さデータにおいて、当該ワークの前記高さデータの欠落部の有無を判定し、
   　　前記欠落部が検出された場合、前記ライン光の照射方向を前記第１スキャンとは異なる方位とした第２スキャンを実行させる、ワーク高さ計測装置。
2. 　請求項１に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記計測部は、
   　　前記撮像部の撮像エリアの姿勢と前記ライン光の照射方向とを所定条件に設定した状態で、スキャン方向を所定の第１スキャン方向に設定して前記第１スキャンを実行させ、
   　　スキャン方向を、前記第１スキャン方向に維持する一方で、前記撮像エリアを前記撮像光軸回りに回転させると共に、前記ライン光の照射方向と前記撮像エリアの姿勢との関係が前記第１スキャンと同一に維持されるよう、前記ライン光の照射方向の方位を変更させて、前記第２スキャンを実行させる、ワーク高さ計測装置。
3. 　請求項１に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記計測部は、
   　　前記撮像部の撮像エリアの姿勢と前記ライン光の照射方向とを所定条件に設定した状態で、スキャン方向を所定の第１スキャン方向に設定して前記第１スキャンを実行させ、
   　　スキャン方向を、前記第１スキャン方向とは異なる第２スキャン方向に設定し、前記撮像エリアを前記第２スキャン方向に応じて前記撮像光軸回りに回転させると共に、前記ライン光の照射方向と前記撮像エリアの姿勢との関係が前記第１スキャンと同一に維持されるよう、前記ライン光の照射方向の方位を変更させて、前記第２スキャンを実行させる、ワーク高さ計測装置。
4. 　請求項１に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記スキャン駆動部は、前記撮像部及び前記ライン光投影部を第１移動方向に水平移動させる第１移動機構と、前記第１移動方向と水平面で直交する第２移動方向に水平移動させる第２移動機構とを含み、
   　前記計測部は、前記第１スキャン及び前記第２スキャンを実行するに際し、前記第１移動機構又は前記第２移動機構のいずれか一方を選択して動作させる、ワーク高さ計測装置。
5. 　請求項４に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記計測部は、前記第１移動機構又は前記第２移動機構の選択に際し、スキャン距離が短い方を選択する、ワーク高さ計測装置。
6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記ワークが、複数の部品が実装された基板であり、
   　前記計測部は、前記部品の形状及び前記基板への実装位置に関する情報を含む部品実装データを取得し、当該部品実装データに基づいて前記高さデータの欠落部の有無を判定する、ワーク高さ計測装置。
7. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記計測部は、
   　　前記高さデータの欠落部が検出された場合、当該欠落部の発生要因がスキャン方向に起因するか否かを判定し、
   　　スキャン方向に起因する欠落部である場合、前記第２スキャンを実行させる、ワーク高さ計測装置。
8. 　請求項７に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記ワークは、基板の載置面にマウントされたワークであって、
   　前記計測部は、
   　　前記載置面の高さよりも高い高さデータが得られているデータ有り領域を特定し、
   　　前記欠落部が、前記データ有り領域のスキャン方向に隣接している場合に、前記第２スキャンを実行させる、ワーク高さ計測装置。
9. 　請求項８に記載のワーク高さ計測装置において、
   　前記計測部は、前記データ有り領域のスキャン方向に隣接している前記欠落部が、前記第１スキャンで得られた画像において所定の画素数未満の欠落部である場合に、前記第２スキャンを実行させる、ワーク高さ計測装置。
10. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置において、
    　前記ワークは、基板の載置面にマウントされたワークであって、
    　前記計測部は、
    　　前記ワークが所定の配置で前記基板にマウントされたモデル基板を対象として、前記スキャン駆動部に前記ライン光の照射方向を異なる方位とした複数のスキャンを実行させ、
    　　前記モデル基板と同一の配置で基板にマウントされたワークを高さ計測の対象とする場合、前記複数のスキャンの中から、少なくとも前記第１スキャンとして用いるスキャンを選択して高さデータを求める、ワーク高さ計測装置。
11. 　請求項１０に記載のワーク高さ計測装置において、
    　前記計測部は、
    　　前記複数のスキャンにおいて、前記載置面の高さよりも高い高さデータが得られているデータ有り領域を特定し、
    　　前記データ有り領域のスキャン方向に隣接している前記高さデータの欠落部の面積を求め、
    　　前記複数のスキャンの中から、最も前記欠落部の面積が小さくなるスキャンを、前記第１スキャンとして選択する、ワーク高さ計測装置。
12. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置において、
    　前記計測部は、
    　　一つのワークに対して、前記第１スキャンを実行させると共に、前記欠落部が有ると見なして前記第２スキャンを実行させ、
    　　前記第１スキャン及び前記第２スキャンで得られた画像から得られた高さデータを合成して、前記一つのワークの高さデータを求める、ワーク高さ計測装置。
13. 　請求項１に記載のワーク高さ計測装置において、
    　前記スキャン駆動部は、前記撮像部及び前記ライン光投影部を第１移動方向に水平移動させる第１移動機構と、前記第１移動方向と水平面で直交する第２移動方向に水平移動させる第２移動機構とを含み、
    　前記第１移動機構は、前記第１移動方向の位置を所定の分解能で検出する第１エンコーダを、前記第２移動機構は、前記第２移動方向の位置を前記所定の分解能で検出する第２エンコーダを、各々備え、
    　前記撮像部は、スキャン時に前記第１エンコーダ及び前記第２エンコーダが出力する位置検出信号に同期して、ワークの画像を撮像する、ワーク高さ計測装置。
14. 　請求項１～１３のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置において、
    　スキャン方向に移動可能なスライダと、
    　前記スライダに支持され、前記撮像部及び前記ライン光投影部を前記撮像光軸回りに回転可能に保持するヘッドと、
    　前記撮像部及び前記ライン光投影部を一体回転又は両者を個別に回転させる回転機構と、をさらに含む、ワーク高さ計測装置。
15. 　請求項１～１３のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置において、
    　一つの前記撮像部の前記撮像光軸を中心とする円周上に、複数の前記ライン光投影部が所定ピッチで配列されている、ワーク高さ計測装置。
16. 　部品が実装された実装基板が搬入される計測ステージと、
    　前記計測ステージに搬入された前記実装基板上の部品を前記ワークとして高さ計測を行う、請求項１～１５のいずれか１項に記載のワーク高さ計測装置と、
    を備える実装基板検査装置。

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