(57)【要約】【課題】実装前の部品の状態を高低差のある部品であっても高速かつ正確に検出する。【解決手段】撮像画素群によって撮像可能な撮像対象領域Ａにある部品２００の像を取得する撮像手段１０１と、撮像対象領域Ａの一部である第一領域Ａ１において、第一周期光Ｂ１を照射する第一照射手段と、第二領域Ａ２において、異なる波長の第二周期光を照射する第二照射手段と、撮像手段１０１に対して部品２００を第一方向に相対的に移動させる移動手段１０２と、部品２００が第一領域Ａ１を通過する際に得られる第一像群、または、第二領域Ａ２を通過する際に得られる第二像群に基づき、前記部品の三次元的な形状を示す形状情報を位相シフト法に基づき導出する形状測定部１４１とを備える。【選択図】図２
2014165209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を基板に実装する部品実装装置であって、
複数の撮像画素が行列状に並ぶ撮像画素群を有し、前記撮像画素群によって撮像可能な撮像対象領域にある前記部品の像を前記撮像画素群を用いて取得する撮像手段と、
前記撮像対象領域の一部である第一領域において、第一方向の位置に応じて輝度が周期的に変化し、かつ、前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃う輝度分布を有する周期光である第一周期光を前記第一方向に対し斜めに照射する第一照射手段と、
前記第一領域に対し前記第一方向に並んで配置され、前記撮像対象領域の一部である第二領域において、前記第一周期光とは波長が異なる周期光である第二周期光を前記第一方向に対し斜めに照射する第二照射手段と、
前記撮像手段の撮像対象領域を前記部品が通過するように前記撮像手段に対して前記部品を前記第一方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記部品の同一箇所を前記第一領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第一像群、または、前記第二領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第二像群に基づき、前記部品の三次元的な形状を示す形状情報を位相シフト法に基づき導出する形状測定部と
を備える部品実装装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記第一領域と前記部品とが相対的に移動する移動速度と、前記第二領域と前記部品とが相対的に移動する移動速度とを同じにし、
当該部品実装装置はさらに、
前記第一像群に含まれる像を取得する間隔を前記第一周期光の波長の３以上の整数分の１となるように、かつ、前記第二像群に含まれる像を取得する間隔を前記第二周期光の波長の３以上の整数分の１となるように前記撮像手段を制御する制御部を備える
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記部品における第一像群に基づき得られる形状情報である第一形状情報、および、第二群像に基づき得られる形状情報である第二形状情報を用いて、前記部品の状態を検出する状態検出部
を備える請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
複数の撮像画素が行列状に並ぶ撮像画素群を有し、前記撮像画素群によって撮像可能な撮像対象領域にある前記部品の像を前記撮像画素群を用いて取得する撮像手段を備え、部品を基板に実装する部品実装装置に適用される部品実装方法であって、
前記撮像対象領域の一部である第一領域において、第一方向の位置に応じて輝度が周期的に変化し、かつ、前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃う輝度分布を有する周期光である第一周期光を第一照射手段を用いて前記第一方向に対し斜めに照射し、
前記第一領域に対し第一方向に並んで配置され、前記撮像対象領域の一部である第二領域において、前記第一周期光とは波長が異なる周期光である第二周期光を第二照射手段を用いて前記第一方向に対し斜めに照射し、
前記撮像手段の撮像対象領域を前記部品が通過するように前記撮像手段に対して前記部品を移動手段を用いて前記第一方向に相対的に移動させ、
前記部品の同一箇所を前記第一領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第一像群、または、前記第二領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第二像群に基づき、前記部品の三次元的な形状を示す形状情報を形状測定部を用いて位相シフト法に基づき導出し、
前記形状情報に基づき部品を基板に実装する
部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ノズルの先端に保持される部品などの物体の形状を三次元的に測定し、得られたデータに基づき実装処理等を行う部品実装装置、および、部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置を用いて生産される製品の歩留まりを向上させるために、基板に実装する前の部品の三次元形状を高精度で把握することが望まれている。例えば、部品の装着精度を向上させるために、部品を基板に装着する前に、部品の三次元形状を測定し、規格外の形状となった部品を排除するなどの処理がなされている。
【０００３】
一方、高い生産性も望まれていることから、高速で三次元形状を測定することができる位相シフト法が注目されている。この位相シフト法とは次の様な測定方法である。例えば、正弦波で周期的に照度の異なる縞模様の周期光を測定対象物に対し斜めから照射して測定対象物の像を正面から撮像する。測定対象物に対する縞模様の位置を少しずつ（例えば１／４波長）ずらして（走査して）測定対象物の像を複数回（例えば４回）撮像する。得られた複数の像の情報から測定対象物上の１点における輝度のデータを抽出し、当該複数のデータに基づき正弦波を形成し、基準の正弦波と形成された正弦波との位相のずれ（位相差）から前記１点の高さを算出する。前記位相のずれの算出を測定対象物全体にわたって行うことで、測定対象物全体の擬似的な三次元形状を測定する。
【０００４】
以上の位相シフト法は、比較的少ないデータ量で高速に三次元形状の情報を取得することができるため、部品実装装置において実装前の部品の状態を確認する方法として適していると考えられる。しかし、位相のずれが一波長を越える高さを含む測定対象物を測定する場合、通常の位相シフト法では、一波長分を何回越えたか、または、越えていないかを区別することができない。そこで、位相シフト法において高さ方向の測定レンジを広く確保するために位相接続処理を行う必要が生じるが、当該位相接続処理に時間を要し、また、正確性に欠ける場合もある。
【０００５】
そこで、特許文献１では、周期光の振幅を一波長毎に変化させることで、位相接続法の不正確さを補完し、正確に測定レンジを広げる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、部品実装装置において、位相シフト法を用いて部品の三次元的形状を計測する場合、高さ方向の測定レンジを広げて高低差のある部品の三次元的形状を計測でき、かつ、生産性を向上させるため高速で三次元的形状を計測することが要求される。
【０００８】
本願発明者は、前記課題に鑑み鋭意研究と実験とを重ねた結果、位相接続処理を行うことなく、高さ方向の測定レンジを広げ、かつ、三次元的形状の計測の高速性を確保できることを見出した。
【０００９】
本願発明は上記知見に基づきなされたものであり、位相接続を実施しない位相シフト法を採用しつつ測定レンジを広げ、高速に部品の三次元的形状を測定することができる部品実装装置、および、部品実装方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装装置は、部品を基板に実装する部品実装装置であって、複数の撮像画素が行列状に並ぶ撮像画素群を有し、前記撮像画素群によって撮像可能な撮像対象領域にある前記部品の像を前記撮像画素群を用いて取得する撮像手段と、前記撮像対象領域の一部である第一領域において、第一方向の位置に応じて輝度が周期的に変化し、かつ、前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃う輝度分布を有する周期光である第一周期光を前記第一方向に対し斜めに照射する第一照射手段と、前記第一領域に対し前記第一方向に並んで配置され、前記撮像対象領域の一部である第二領域において、前記第一周期光とは波長が異なる周期光である第二周期光を前記第一方向に対し斜めに照射する第二照射手段と、前記撮像手段の撮像対象領域を前記部品が通過するように前記撮像手段に対して前記部品を前記第一方向に相対的に移動させる移動手段と、前記部品の同一箇所を前記第一領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第一像群、または、前記第二領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第二像群に基づき、前記部品の三次元的な形状を示す形状情報を位相シフト法に基づき導出する形状測定部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、第一周期光に基づく複数の像である第一像群から得られた形状情報（以下、「第一形状情報」と記す場合がある）、および、第二周期光に基づく複数の像である第二像群から得られた形状情報（以下、「第二形状情報」と記す場合がある）の何れか一方、または、両方を用いて撮像対象物である部品の状態を示す正確な情報を取得することができる。具体的に例えば、第一形状情報に基づき部品の本体部分の状態を把握すると共に、第二形状情報に基づきリードワイヤーなど本体部分から突出した部分の状態を把握することが可能となる。
【００１２】
以上により、部品の良否や、部品の向きなどの情報を高速かつ正確に取得することが可能となる。
【００１３】
また前記移動手段は、前記第一領域と前記部品とが相対的に移動する移動速度と、前記第二領域と前記部品とが相対的に移動する移動速度とを同じにし、当該部品実装装置はさらに、前記第一像群に含まれる像を取得する間隔を前記第一周期光の波長の３以上の整数分の１となるように、かつ、前記第二像群に含まれる像を取得する間隔を前記第二周期光の波長の３以上の整数分の１となるように前記撮像手段を制御する制御部を備えてもよい。
【００１４】
これによれば、撮像対象領域を通過させる速度を一定にすることができるため、機械的に安定した状態を確保することができるとともに、第一周期光、および、第二周期光のそれぞれに適した第一像群、および、第二像群を取得することがきる。
【００１５】
従って、安定した精度の形状情報を得ることができ、目的に応じて形状情報を取捨選択して部品の状態を把握し、部品実装に適用することが可能となる。
【００１６】
また、前記部品における第一像群に基づき得られる形状情報である第一形状情報、および、第二群像に基づき得られる形状情報である第二形状情報を用いて、前記部品の状態を検出する状態検出部を備えてもよい。
【００１７】
これによれば、高さ方向の突出量が大きな部分を持つ部品に対し、突出部分の先端部近傍の形状情報と基端部近傍の形状情報の両方を取得することができ、正確な部品の状態を高速に取得することが可能となる。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本願発明に係る部品実装方法は、複数の撮像画素が行列状に並ぶ撮像画素群を有し、前記撮像画素群によって撮像可能な撮像対象領域にある前記部品の像を前記撮像画素群を用いて取得する撮像手段を備え、部品を基板に実装する部品実装装置に適用される部品実装方法であって、前記撮像対象領域の一部である第一領域において、第一方向の位置に応じて輝度が周期的に変化し、かつ、前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃う輝度分布を有する周期光である第一周期光を第一照射手段を用いて前記第一方向に対し斜めに照射し、前記第一領域に対し第一方向に並んで配置され、前記撮像対象領域の一部である第二領域において、前記第一周期光とは波長が異なる周期光である第二周期光を第二照射手段を用いて前記第一方向に対し斜めに照射し、前記撮像手段の撮像対象領域を前記部品が通過するように前記撮像手段に対して前記部品を移動手段を用いて前記第一方向に相対的に移動させ、前記部品の同一箇所を前記第一領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第一像群、または、前記第二領域に対応する異なる複数の前記撮像画素で撮像した複数の像からなる第二像群に基づき、前記部品の三次元的な形状を示す形状情報を形状測定部を用いて位相シフト法に基づき導出し、前記形状情報に基づき部品を基板に実装することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、第一周期光に基づく複数の像である第一像群から得られた第一形状情報、および、第二周期光に基づく複数の像である第二像群から得られた第二形状情報の何れか一方、または、両方を用いて撮像対象物である部品の状態を示す正確な情報を取得することができる。具体的に例えば、第一形状情報に基づき部品の本体部分の状態を把握すると共に、第二形状情報に基づきリードワイヤーなど本体部分から突出した部分の状態を把握することが可能となる。従って、部品の良否や、部品の向きなどの情報を高速かつ正確に取得して、部品を基板に正確に実装することが可能となる。
【００２０】
なお、前記部品実装方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明によれば、位相接続を採用することのない位相シフト法を用いて、高速、かつ、広い測定レンジで部品の三次元的な形状を測定することができ、部品実装装置の生産効率をあまり犠牲にすることなく部品の状態を正確に把握して部品が基板に実装された実装基板の歩留まりを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、部品実装装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、測定対象物と三次元形状測定装置との関係を示す斜視図である。
【図３】図３は、照射手段の周期光の照射状態、および、カメラの撮像対象領域を模式的に示す側面図である。
【図４】図４は、部品実装装置が備える機能部を示すブロック図である。
【図５】図５は、第一部品の測定状態を側方から模式的に示した図である。
【図６】図６は、第一部品と第二方向に並んで配置される第二部品の測定状態を側方から模式的に示した図である。
【図７】図７は、部品実装方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本願発明に係る部品実装装置、および、部品実装方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る部品実装装置、および、部品実装方法の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００２４】
図１は、部品実装装置を模式的に示す斜視図である。
【００２５】
同図に示すように、部品実装装置３００は、部品２００を基板４０２に実装する装置であって、三次元形状測定装置１００と、移動手段１０２とを備えている。
【００２６】
移動手段１０２は、三次元形状測定装置１００が備える撮像手段１０１（後述）の撮像対象領域Ａに対して部品２００が通過するように撮像手段１０１に対して部品２００を第一方向（図中Ｘ軸方向）に相対的に移動させる装置である。本実施の形態の場合、移動手段１０２は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びて配置されるノズル３１１を複数備えるヘッド３０１と、Ｘ軸方向に延びて配置されるＸ軸ビーム３０３と、ヘッド３０１をＸ軸ビーム３０３に沿って移動させるための駆動源（図示せず）とを備えており、ノズル３１１に吸着保持される部品２００を撮像手段１０１に対し相対的に移動させるものとなっている。
【００２７】
さらに、本実施の形態の部品実装装置３００は、複数のテープフィーダ４０３などが着脱可能に備えられる部品供給部４０４を備え、テープフィーダ４０３により供給される部品２００を複数のノズル３１１が真空吸着により保持するものとなっている。
【００２８】
また、Ｙ軸方向に延びて配置されるＹ軸ビーム３０４は、Ｘ軸方向に延びて配置されるＸ軸ビーム３０３を摺動自在に案内する部材であり、ヘッド３０１はＸ軸ビーム３０３、および、Ｙ軸ビーム３０４によりＸＹ平面内を自在に移動することができるものとなっている。
【００２９】
図２は、測定対象物と三次元形状測定装置との関係を示す斜視図である。
【００３０】
同図に示すように三次元形状測定装置１００は、部品２００の形状としての部品２００の表面に存在する凹凸形状を三次元的に測定する装置であって、撮像手段１０１と、照射手段１０３とを備えている。本実施の形態の場合、撮像対象物である部品２００は、基板４０２に装着するための部品２００であって、三次元形状測定装置１００は、ノズル３１１の先端に保持される部品２００の形状を下側から撮像するものとなっている。
【００３１】
撮像手段１０１は、複数の撮像画素が行列状に並ぶ撮像画素群を複数有するカメラである。本実施の形態の場合、撮像手段１０１は、第一方向（図中Ｘ軸方向）と第一方向に直交する第二方向（図中Ｙ軸方向）とに撮像画素が行列状に並ぶ撮像画素群であるエリアイメージセンサ１１１と、エリアイメージセンサ１１１の表面に結像するための光学系（例えばテレセントリックレンズ、図示せず）を備えている。また、位相シフト法に用いる画像を取得するに当たり、撮像対象領域Ａには、第一方向（図中Ｘ軸方向）に並ぶ第一領域Ａ１、および、第二領域Ａ２が仮想的に定められている。また、エリアイメージセンサ１１１には、第一領域Ａ１における像を取得する第一画素群１２１と、第二領域Ａ２における像を取得する第二画素群１２２とが仮想的に定められている。
【００３２】
エリアイメージセンサ１１１としては、例えば第一方向（Ｘ軸方向）に撮像画素が４０００個程度並び、第二方向（Ｙ軸方向）に撮像画素が３０００個程度並ぶ画像認識デバイスである。本実施の形態の場合、エリアイメージセンサ１１１は、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサが採用されている。またこのＣＭＯＳイメージセンサは、撮像画素に照射された光の全体的強度をデジタルデータとして出力する、例えば白黒やカラーのイメージセンサである。このＣＭＯＳイメージセンサは、行列状に配置される撮像画素の内の任意の領域（例えば、第一画素群１２１や第二画素群１２２）に含まれる撮像画素のみのデジタルデータを取得することができるものである。なお、他に行列上の必要な箇所の像を取得することができるＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサを用いることも可能である。
【００３３】
また、撮像手段１０１は、焦点深度Ｄが予め固定的に定められており、原則として撮像対象領域Ａの焦点深度Ｄ内を通過する部品２００の下端部の同一箇所を異なる複数の撮像画素で撮像し、複数の画像をデジタルデータとして出力することができるものとなっている。本実施の形態の場合、撮像対象領域Ａ内の第一領域Ａ１に対応する第一画素群１２１に含まれる第二方向（Ｙ軸方向）に沿ってライン状に並ぶ複数の撮像画素であるライン（図示せず）が第一方向（Ｘ軸方向）に並んで３箇所以上（例えば４箇所）設定され、同様に第二画素群１２２にもラインが３箇所以上（例えば４箇所）設定されている。
【００３４】
また、部品実装装置３００は、第一方向に複数本（本実施の形態の場合４本）のノズル３１１が並んだ列を第二方向に複数列（本実施の形態の場合２列）有するヘッド３０１を備えており、撮像手段１０１は、複数の列のノズル３１１に保持された部品２００を同時に撮像することができるものとなっている。つまり、第一領域Ａ１、および、第二領域Ａ２は、ノズル３１１の複数の列を跨がるように第二方向に延びて配置されている。
【００３５】
図３は、照射手段の周期光の照射状態、および、カメラの撮像対象領域を模式的に示す側面図である。
【００３６】
同図に示すように照射手段１０３は、撮像手段１０１の撮像対象領域Ａにおいて第二方向（図中Ｙ軸方向：紙面に対し垂直な方向）に沿って輝度が揃い、かつ、第一方向（図中Ｘ軸方向）の位置に応じて輝度が周期的に変化する輝度分布を有する周期光を照射する装置である。本実施の形態の場合、照射手段１０３は、第一領域Ａ１に対し第一周期光Ｂ１を照射する第一照射手段、および、第二領域Ａ２対し第二周期光Ｂ２を照射する第二照射手段の両機能を兼ね備えている。照射手段１０３が照射する第一周期光Ｂ１、および、第二周期光Ｂ２を含む周期光の輝度は、正弦波状で変化している。
【００３７】
照射手段１０３は、撮像対象領域Ａと交差し、第一方向（Ｘ軸方向）を含む面（ＸＺ平面）において第一方向（Ｘ軸方向）に対し所定のアングルで斜めに第一周期光Ｂ１、および、第二周期光Ｂ２を照射するように配置されている。
【００３８】
図４は、部品実装装置が備える機能部を示すブロック図である。
【００３９】
部品実装装置３００はさらに、機能部として、像取得部１４３、形状測定部１４１、制御部１４２、状態検出部１４４を備えている。
【００４０】
像取得部１４３は、像を取得する領域である第一画素群１２１、および、第二画素群１２２をエリアイメージセンサ１１１の中からそれぞれ選定することができる処理部であり、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）が第一領域Ａ１の３箇所以上の特定位置にそれぞれ位置した際に、対応する第一画素群１２１のラインで部品２００の特定の部分である対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）の像をそれぞれ取得して第一像群を形成し、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）が第二領域Ａ２の３箇所以上の特定位置に位置した際に、対応する第二画素群１２２のラインで部品２００の特定の部分である対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）の像をそれぞれ取得して第二像群を形成する処理部である。
【００４１】
制御部１４２は、第一像群に含まれる像を取得する間隔を第一周期光Ｂ１の波長の３以上の整数分の１となるように、また、第二像群に含まれる像を取得する間隔を第二周期光Ｂ２の波長の３以上の整数分の１となるように撮像手段１０１の像取得部１４３を制御する処理部である。
【００４２】
具体的に例えば、制御部１４２は、移動手段１０２が備えるエンコーダなどからの情報により、撮像対象領域Ａを通過する部品２００の速度を取得する。そして制御部１４２は、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）が第一領域Ａ１の最初の所定の位置に達した時に像を取得するように像取得部１４３を制御する。そして、制御部１４２は、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）が第一周期光Ｂ１の波長の４分の１だけ第一方向（Ｘ軸方向）に移動したタイミングを取得した部品２００の速度と時間から導出し、当該タイミングで、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）の像を取得するように像取得部１４３を制御する。以上のようにして本実施の形態の場合では、第一領域Ａ１において第一周期光Ｂ１の波長の４分の１の距離だけ離れた位置における像を四つ取得し、第一像群を形成する。
【００４３】
さらに、制御部１４２は、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）が第二領域Ａ２の最初の所定の位置に達した時に像を取得するように像取得部１４３を制御する。そして、制御部１４２は、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）が第二周期光Ｂ２の波長の４分の１だけ第一方向（Ｘ軸方向）に移動したタイミングを取得した部品２００の速度と時間から導出し、当該タイミングで、部品２００の対象部分（測定部位Ｐ、図示せず）の像を取得するように像取得部１４３を制御する。以上のようにして、第二領域Ａ２において第二周期光Ｂ２の波長の４分の１の距離だけ離れた位置における像を四つ取得し、第二像群を形成する。
【００４４】
なお、撮像対象領域Ａを通過する部品２００の速度が一定である場合、第一領域Ａ１を通過する部品２００に対し、制御部１４２が像取得部１４３に撮像させるタイミングの間隔は一定となり、第二領域Ａ２を通過する部品２００に対し、制御部１４２が像取得部１４３に撮像させるタイミングの間隔も一定となる。本実施の形態の場合、第一周期光Ｂ１の波長は第二周期光Ｂ２の波長より長いため、第一像群を形成するためのタイミングの間隔は第二像群を形成するためのタイミングの間隔よりも長くなる。
【００４５】
形状測定部１４１は、第一像群、および、第二像群の少なくとも何れか一方に基づき、第一方向（Ｘ軸方向）と第二方向（Ｙ軸方向）とを含む基準の面である基準面Ｃ（図３参照）と交差する第三方向（Ｚ軸方向）における部品２００の基準面Ｃからの高さ情報と基準面Ｃにおける位置情報（Ｘ座標とＹ座標）とを示す形状情報を位相シフト法に基づき導出する処理部である。ここで、第一像群を用いて形状測定部１４１が導出した形状情報は第一形状情報であり、第二像群を用いて形状測定部１４１が導出した形状情報は第二形状情報である。
【００４６】
状態検出部１４４は、第一形状情報、および、第二形状情報の少なくとも一方を用いて、部品２００の状態を検出する処理部である。部品２００の状態とは、例えば、ノズル３１１に対する部品２００の位置、ノズル３１１の回転軸を中心とした部品２００の回転角、ノズル３１１に対する部品２００の姿勢、部品２００の欠損、部品２００が備えるリードワイヤーの歪みなどである。
【００４７】
図５は、第一部品の測定状態を側方から模式的に示した図である。
【００４８】
図６は、第一部品と第二方向に並んで配置される第二部品の測定状態を側方から模式的に示した図である。
【００４９】
なお、これらの図は説明のために各部がデフォルメされており、実際の形状や比率とは必ずしも一致するものではない。
【００５０】
これらの図に示すように、第一部品２０１は、部品本体２１２からリードワイヤー２１１が下方に突出した形状となっている。第一部品２０１は、リードワイヤー２１１を焦点深度Ｄ内に納めると、部品本体２１２が焦点深度Ｄから外れるものとなっている。
【００５１】
第二部品２０２は、半球形状のバンプが行列状に配置された形状となっている。第二部品２０２の測定対象部位は焦点深度Ｄ内に収まるものとなっている。
【００５２】
第一部品２０１、および、第二部品２０２の三次元的形状を測定し、第一部品２０１、および、第二部品２０２の状態を検出するには、次の様な工程が実施される。ここで本実施の形態の場合、撮像手段１０１は、２列に配置されるノズル３１１のそれぞれに保持され第二方向に並んだ第一部品２０１、および、第二部品２０２を同時に撮像することができるものである。そして第一部品２０１は、図５に示すような、焦点深度Ｄ外に撮像対象部位が存在せざるを得ない部品であり、第二部品２０２は、図６に示すような、撮像対象部位の全てが焦点深度Ｄ内に存在する部品である。
【００５３】
まず、制御部１４２は、上位のコンピュータ（図示せず）などから、ノズル３１１が保持している部品２００の情報を取得する（Ｓ１０１）。部品２００の情報とは、ノズル３１１が保持する一方の部品２００である第一部品２０１が、焦点深度Ｄ外に測定対象部位が存在する、第二部品２０２の測定対象部位は全て焦点深度Ｄ内に収まっている、第一部品２０１を保持しているノズル３１１の位置、第二部品２０２を保持しているノズル３１１の位置などの情報である。
【００５４】
次に、移動手段１０２により第一部品２０１、および、第二部品２０２が第一領域Ａ１内を第一方向に沿って並んで通過する際に、制御部１４２は、部品２００が第一周期光Ｂ１の４分の１の波長分移動する毎に像取得部１４３を制御して、第一像群を取得する（Ｓ１０２）。第一像群には第一部品２０１、および、第二部品２０２の像が第二方向に並んだ状態で含まれている。
【００５５】
次に、同様にして移動手段１０２により第一部品２０１、および、第二部品２０２が第二領域Ａ２内を第一方向に沿って通過する際に、制御部１４２は、部品２００が第二周期光Ｂ２の４分の１の波長分移動する毎に像取得部１４３を制御して、第二像群を取得する（Ｓ１０３）。第二像群には第一部品２０１、および、第二部品２０２の像が第二方向に並んだ状態で含まれている。
【００５６】
次に、形状測定部１４１が、取得された像群を用いて第一部品２０１、および、第二部品２０２の形状情報をそれぞれ位相シフト法により導出する。ここで、第一部品２０１の場合、部品本体２１２部分の像は若干ぼやけることになる。この場合、第二周期光Ｂ２よりも波長の長い第一周期光Ｂ１に基づく第一像群に含まれる部品本体２１２の部分の像を用いることにより、ぼやけた像からでも部品本体２１２部分の形状情報（第一形状情報）を導出することができる。また、焦点深度Ｄ内に配置されるリードワイヤー２１１については、第一周期光Ｂ１よりも波長の短い第二周期光Ｂ２に基づく第二像群に含まれる像に基づきリードワイヤー２１１の形状情報（第二形状情報）が導出される。第二像群に基づき導出される第二形状情報は、第一像群に基づき導出される第一形状情報よりも高さ方向の情報が精細となる。以上により、高さ方向に広い測定レンジを実現することが可能となる。
【００５７】
一方、焦点深度Ｄから外れる部位のない第二部品２０２については、第二像群に基づき第二形状情報を導出する。
【００５８】
次に、状態検出部１４４は、第一部品２０１、および、第二部品２０２の状態をそれぞれ検出する。具体的に例えば、形状測定部１４１により導出された第一部品２０１の部品本体２１２部分の形状情報（第一形状情報）に基づき、ノズル３１１に対する第一部品２０１の位置、ノズル３１１の回転軸を中心とした部品２００の回転角、ノズル３１１に対する部品２００の姿勢、部品２００の欠損などが検出される。このような第一部品２０１の状態は、焦点深度Ｄから外れた像に基づき検出されるが、波長の比較的長い第一周期光Ｂ１に基づく情報であるため、基板４０２に第一部品２０１を実装するための情報としては十分な情報となる。また、形状測定部１４１により導出されたリードワイヤー２１１の形状情報（第二形状情報）に基づき、リードワイヤー２１１の歪みや曲がりなどが検出される。このような部品２００の状態の一つであるリードワイヤー２１１の状態は、波長の比較的短い第二周期光Ｂ２に基づく情報であるため、高さ方向の情報がより精細な第二形状情報に基づき検出される。従ってリードワイヤー２１１の状態が詳細に検知できる。以上により第一部品２０１についての必要な情報が得られる。
【００５９】
一方、焦点深度Ｄから外れる部位のない第二部品２０２については、導出された第二形状情報に基づき第二部品２０２の状態が検出される。ここで、第二形状情報に基づき得られた第二部品２０２の状態に疑義が生じた場合、形状測定部１４１は第二部品２０２の第一形状情報を導出し、状態検出部１４４は、第一形状情報と第二形状情報の両方を用いて第二部品２０２の状態を検出してもかまわない。これにより、通常は第二形状情報のみで第二部品２０２の状態を高速で検出することができ、必要に応じて第二部品２０２の状態を高い精度で検出することが可能となる。
【００６０】
本実施の形態の場合、ヘッド３０１は、２列、４行に配置されるノズル３１１を備えているため、各行のノズル３１１に保持される部品２００について上記像の取得から部品２００の状態の検出までを繰り返す（Ｓ１０６）。
【００６１】
最後に、第一部品２０１、および、第二部品２０２を含む部品２００の状態に基づいてそれぞれ補正を加え、基板４０２に部品２００を実装する（Ｓ１０７）。
【００６２】
以上により、一部に焦点深度Ｄから外れる部位を含んでしまう部品２００であっても、撮像対象領域Ａを一度通過させるだけで、部品実装に必要な情報を全て得ることが可能となる。また、第二方向に並ぶ複数の部品２００の像を同時に取得した場合でも、必要な像のみを用いて部品２００の状態を検出することができ、部品の実装効率の低下を抑制しつつ、正確な部品実装を行うことができる。従って、部品実装の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００６３】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
【００６４】
例えば、周期光の輝度の変化は、正弦波ばかりで無く、ノコギリ波などでもかまわない。
【００６５】
また、像取得部１４３、形状測定部１４１、制御部１４２、状態検出部１４４は、コンピュータなどが備える一つの演算部１０４がソフトウエアを実行することにより実現される処理部として説明したが、各処理部は異なる演算部により実現されるものでもよい。
【００６６】
また、第二方向に複数個並ぶ部品２００の像を一度に取得する場合を説明したが、一つの部品２００の像を単独で取得してもかまわない。
【００６７】
また、第一照射手段と第二照射手段とを別体にしてもよく、この場合、第一照射手段が第一周期光Ｂ１を照射する向きと第二照射手段が第二周期光Ｂ２を照射する向きを異なるものとしてもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本願発明は、プリント基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装装置や、ガラス基板に電子部品を実装して表示装置を製造する部品実装装置など、部品を基板に実装する部品実装装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ  撮像対象領域
Ｃ  基準面
Ｄ  焦点深度
Ａ１  第一領域
Ａ２  第二領域
Ｂ１  第一周期光
Ｂ２  第二周期光
１００  三次元形状測定装置
１０１  撮像手段
１０２  移動手段
１０３  照射手段
１０４  演算部
１１１  エリアイメージセンサ
１２１  第一画素群
１２２  第二画素群
１４１  形状測定部
１４２  制御部
１４３  像取得部
１４４  状態検出部
２００  部品
２０１  第一部品
２０２  第二部品
２１１  リードワイヤー
２１２  部品本体
３００  部品実装装置
３０１  ヘッド
３０３  Ｘ軸ビーム
３０４  Ｙ軸ビーム
３１１  ノズル
４０２  基板
４０３  テープフィーダ
４０４  部品供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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