(57)【要約】  この部品実装装置（１００）は、基板（Ｐ）に対して部品（３１）を実装する実装ヘッド（４２）を含むヘッドユニット（４）と、ヘッドユニットに設けられ、実装ヘッドによる部品の吸着位置および実装位置の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第１画像および第２画像を撮像する撮像ユニット（８）と、を備える。部品実装装置は、撮像ユニットにより撮像した第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。
2019064413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して部品を実装する実装ヘッドを含むヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットに設けられ、前記実装ヘッドによる部品の吸着位置および実装位置の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第１画像および第２画像を撮像する撮像部と、を備え、
前記撮像部により撮像した前記第１画像を前記第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた前記第１画像と前記第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている、部品実装装置。
【請求項２】
前記第１画像の水平方向の長さと前記第２画像の水平方向の長さとを合わせるように、前記第１画像を伸縮させるように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記撮像部は、鉛直方向に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている、請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記撮像部は、水平方向に対して第１角度を有する斜め方向から前記第１画像を撮像し、水平方向に対して前記第１角度より大きい第２角度を有する斜め方向から前記第２画像を撮像するように構成されており、
前記第１画像を前記第２画像の撮像方向に合わせて引き延ばして、引き延ばした前記第１画像と前記第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている、請求項３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
伸縮させた前記第１画像の一部をテンプレートとして、前記第２画像にマッチングさせて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記撮像部は、複数のカメラを含むか、または、単一のカメラと前記単一のカメラの視野を分割する光学系とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記撮像部は、水平方向に対して角度θ１を有する斜め方向から前記第１画像を撮像し、水平方向に対して角度θ２を有する斜め方向から前記第２画像を撮像するように構成されており、
ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じて、前記第１画像を前記第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品実装装置が知られている。部品実装装置は、たとえば、特開２０１４−２１６６２１号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２０１４−２１６６２１号公報には、基板に対して部品を実装する吸着ノズルと、吸着ノズルによる部品の実装位置を複数の方向から撮像可能なカメラモジュールとを備える部品実装装置が開示されている。この部品実装装置では、複数の方向から撮像された画像に基づいて、ステレオ計測することにより、実装位置の３次元的な位置を測定するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１６６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特開２０１４−２１６６２１号公報の部品実装装置では、複数の方向から撮像された画像に基づいてステレオ計測する場合に、異なる方向から撮像された画像を比較して（マッチングして）解析しているものと考えられる。この場合、複数の方向から撮像された画像間において、画像中の撮像対象の寸法が異なるため、精度よく複数の画像を比較する（マッチングする）ことが困難であるという不都合がある。その結果、実装位置の３次元的な位置（高さ位置）を精度よく測定することが困難であるという問題点がある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、撮像部により撮像した位置の高さ位置を精度よく取得することが可能な部品実装装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドを含むヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられ、実装ヘッドによる部品の吸着位置および実装位置の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第１画像および第２画像を撮像する撮像部と、を備え、撮像部により撮像した第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。【０００８】
この発明の一の局面による部品実装装置では、上記のように、撮像部により撮像した第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成する。これにより、複数の方向から撮像された第１画像および第２画像間において、画像中の撮像対象の寸法を揃えることができるので、伸縮させた第１画像と第２画像との比較（マッチング）を精度よく行うことができる。つまり、第１画像と第２画像との一致度を高めることができる。これにより、撮像部により撮像した位置の高さ位置を精度よく取得することができる。【０００９】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、第１画像の水平方向の長さと第２画像の水平方向の長さとを合わせるように、第１画像を伸縮させるように構成されている。このように構成すれば、水平方向に延びる基板の実装位置や、部品の吸着位置において、上下方向に比べて特徴点が多い水平方向の長さ（寸法）が合うように、第１画像を伸縮させるので、伸縮させた第１画像と第２画像とを容易に比較することができる。【００１０】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部は、鉛直方向に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。このように構成すれば、実装ヘッドを部品の吸着位置または実装位置の上方に配置した状態で、撮像部により部品の吸着位置または実装位置の撮像を行うことができるので、実装ヘッドによる部品吸着動作または部品実装動作と撮像動作とを容易に並行して行うことができる。これにより、部品吸着動作または部品実装動作の時間が長くなるのを抑制することができる。【００１１】
この場合、好ましくは、撮像部は、水平方向に対して第１角度を有する斜め方向から第１画像を撮像し、水平方向に対して第１角度より大きい第２角度を有する斜め方向から第２画像を撮像するように構成されており、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて引き延ばして、引き延ばした第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。このように構成すれば、水平方向が短くなる第１画像を、水平方向が長くなる第２画像に合わせて引き延ばすことができるので、画像の一致度を高めることができる。また、第１画像を、水平方向に合わせて上下方向も引き延ばすことができるので、上下方向の分解能を向上させることができる。【００１２】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、伸縮させた第１画像の一部をテンプレートとして、第２画像にマッチングさせて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。このように構成すれば、第１画像と第２画像とをテンプレートマッチングにより、容易に比較することができるので、撮像部により撮像した位置の高さ位置を容易に取得することができる。【００１３】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部は、複数のカメラを含むか、または、単一のカメラと単一のカメラの視野を分割する光学系とを含む。このように構成すれば、複数のカメラ、または、単一のカメラの視野を分割する光学系により、撮像位置を複数の方向から容易に撮像することができる。【００１４】
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部は、水平方向に対して角度θ１を有する斜め方向から第１画像を撮像し、水平方向に対して角度θ２を有する斜め方向から第２画像を撮像するように構成されており、ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じて、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させるように構成されている。このように構成すれば、第１画像の水平方向の長さ（寸法）と、第２画像の水平方向の長さ（寸法）とを容易に合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上記のように、撮像部により撮像した位置の高さ位置を精度よく取得することが可能な部品実装装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による部品実装装置の全体構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態による部品実装装置のヘッドユニットの部品吸着時の側面図である。
【図３】本発明の実施形態による部品実装装置のヘッドユニットの部品実装時の側面図である。
【図４】本発明の実施形態による部品実装装置における撮像した位置の高さ位置取得を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態による部品実装装置における第１画像と第２画像とのマッチングの例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例による部品実装装置のヘッドユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（部品実装装置の構成）
図１を参照して、本発明の実施形態による部品実装装置１００の構成について説明する。
【００１９】
図１に示すように、部品実装装置１００は、一対のコンベア２により基板ＰをＸ方向に搬送し、実装作業位置Ｍにおいて基板Ｐに部品３１を実装する部品実装装置である。
【００２０】
部品実装装置１００は、基台１と、一対のコンベア２と、部品供給部３と、ヘッドユニット４と、支持部５と、一対のレール部６と、部品認識撮像部７と、撮像ユニット８と、制御部９とを備えている。なお、撮像ユニット８は、請求の範囲の「撮像部」の一例である。
【００２１】
一対のコンベア２は、基台１上に設置され、基板ＰをＸ方向に搬送するように構成されている。また、一対のコンベア２には、搬送中の基板Ｐを実装作業位置Ｍで停止させた状態で保持する保持機構が設けられている。また、一対のコンベア２は、基板Ｐの寸法に合わせてＹ方向の間隔を調整可能に構成されている。
【００２２】
部品供給部３は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。また、部品供給部３には、複数のテープフィーダ３ａが配置されている。部品供給部３は、後述する実装ヘッド４２に対して部品３１を供給するように構成されている。
【００２３】
テープフィーダ３ａは、複数の部品３１を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き付けられたリール（図示せず）を保持している。テープフィーダ３ａは、部品３１を保持するテープを送出することによりリールを回転させて、テープフィーダ３ａの先端から部品３１を供給するように構成されている。ここで、部品３１は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品を含む。
【００２４】
ヘッドユニット４は、一対のコンベア２および部品供給部３の上方位置に配置されており、ノズル４１（図２参照）が下端に取り付けられた複数（５つ）の実装ヘッド４２と、基板認識カメラ４３とを含んでいる。
【００２５】
実装ヘッド４２は、基板Ｐに対して部品３１を実装するように構成されている。具体的には、実装ヘッド４２は、部品供給部３により供給される部品３１を吸着して、実装作業位置Ｍに配置された基板Ｐに対して吸着した部品３１を装着するように構成されている。また、実装ヘッド４２は、昇降可能（Ｚ方向に移動可能）に構成され、負圧発生機（図示せず）によりノズル４１の先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ３ａから供給される部品３１を吸着して保持し、基板Ｐにおける実装位置に部品３１を装着（実装）するように構成されている。
【００２６】
基板認識カメラ４３は、基板Ｐの位置および姿勢を認識するために、基板ＰのフィデューシャルマークＦを撮像するように構成されている。そして、フィデューシャルマークＦの位置を撮像して認識することにより、基板Ｐにおける部品３１の実装位置を正確に取得することが可能である。
【００２７】
支持部５は、モータ５１を含んでいる。支持部５は、モータ５１を駆動させることにより、支持部５に沿ってヘッドユニット４をＸ方向に移動させるように構成されている。支持部５は、両端部が一対のレール部６により支持されている。
【００２８】
一対のレール部６は、基台１上に固定されている。Ｘ１側のレール部６は、モータ６１を含んでいる。レール部６は、モータ６１を駆動させることにより、支持部５を一対のレール部６に沿ってＸ方向と直交するＹ方向に移動させるように構成されている。ヘッドユニット４が支持部５に沿ってＸ方向に移動可能であるとともに、支持部５がレール部６に沿ってＹ方向に移動可能であることによって、ヘッドユニット４は水平方向（ＸＹ方向）に移動可能である。
【００２９】
部品認識撮像部７は、基台１の上面上に固定されている。部品認識撮像部７は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。部品認識撮像部７は、部品３１の実装に先立って部品３１の吸着状態（吸着姿勢）を認識するために、実装ヘッド４２のノズル４１に吸着された部品３１を下側（Ｚ２側）から撮像するように構成されている。これにより、実装ヘッド４２のノズル４１に吸着された部品３１の吸着状態を制御部９により取得することが可能である。
【００３０】
撮像ユニット８は、ヘッドユニット４に設けられている。これにより、撮像ユニット８は、ヘッドユニット４がＸＹ方向に移動することにより、ヘッドユニット４と共に水平方向（ＸＹ方向）に移動するように構成されている。また、撮像ユニット８は、図２に示すように、部品供給部３の部品供給位置３０を複数の方向から撮像可能に構成されている。また、撮像ユニット８は、図３に示すように、基板Ｐの実装位置を複数の方向から撮像可能に構成されている。また、撮像ユニット８は、図２および図３に示すように、複数のカメラ８１と、照明８２とを含んでいる。複数のカメラ８１は、はさみ角を有し、縦に配列されている。これにより、撮像ユニット８は、実装ヘッド４２による部品３１の吸着位置、および、実装ヘッド４２による部品３１の実装位置を、それぞれ、複数の方向（角度）から撮像することが可能である。また、撮像ユニット８は、実装ヘッド４２の上下方向の移動に干渉しないように、実装ヘッド４２に対してオフセットされて配置されている。また、撮像ユニット８は、ヘッドユニット４を移動させることなく、実装ヘッド４２が下降する位置を撮像可能に構成されている。
【００３１】
撮像ユニット８は、図２に示すように、部品供給位置３０を鉛直方向（Ｚ方向）に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。また、撮像ユニット８は、図３に示すように、部品３１の実装位置を鉛直方向（Ｚ方向）に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。具体的には、撮像ユニット８は、図４に示すように、基準面Ｐ０に対してそれぞれの撮像方向が互いに異なる傾き角度（θ１およびθ２）から撮像するように構成されている。また、撮像ユニット８のカメラ８１は、基準面Ｐ０に対する部品３１の吸着位置または部品３１の実装位置を含む鉛直面内（ＹＺ面内）において隣接して配置されている。また、複数のカメラ８１は、上下にオフセットさせて配置されている。
【００３２】
撮像ユニット８は、部品３１の吸着位置を複数の方向から撮像して、第１画像および第２画像を撮像するように構成されている。また、撮像ユニット８は、部品３１の実装位置を複数の方向から撮像して、第１画像および第２画像を撮像するように構成されている。つまり、撮像ユニット８は、鉛直方向（Ｚ方向）に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。
【００３３】
また、撮像ユニット８は、図４に示すように、水平方向に対して角度θ１を有する斜め方向から第１画像を撮像し、水平方向に対して角度θ１より大きい角度θ２を有する斜め方向から第２画像を撮像するように構成されている。なお、角度θ１は、請求の範囲の「第１角度」の一例であり、角度θ２は、請求の範囲の「第２角度」の一例である。
【００３４】
照明８２は、カメラ８１による撮像の際に発光するように構成されている。照明８２は、カメラ８１の周囲に設けられている。照明８２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源を有している。
【００３５】
制御部９は、ＣＰＵを含んでおり、一対のコンベア２による基板Ｐの搬送動作、ヘッドユニット４による実装動作、部品認識撮像部７、撮像ユニット８および基板認識カメラ４３による撮像動作などの部品実装装置１００の全体の動作を制御するように構成されている。
【００３６】
ここで、本実施形態では、制御部９は、撮像ユニット８により複数の方向から撮像した部品３１の吸着位置の画像に基づいて、部品３１の吸着位置における部品３１の水平方向（ＸＹ方向）の位置および鉛直方向（Ｚ方向）の高さ位置を取得するように構成されている。また、制御部９は、撮像ユニット８により複数の方向から撮像した部品３１の実装位置の画像に基づいて、部品３１の実装位置の水平方向（ＸＹ方向）の位置および鉛直方向（Ｚ方向）の高さ位置を取得するように構成されている。
【００３７】
具体的には、制御部９は、図４に示すように、基準面Ｐ０に対する高さ位置Ｐ１をステレオマッチングにより取得するように構成されている。つまり、複数のカメラ８１により略同時に撮像された部品３１の吸着位置または実装位置の画像をマッチングさせることにより、撮像した位置の高さ位置および水平方向位置が取得される。マッチングは、ＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）や、ＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）などの一般的なマッチング方法が用いられる。
【００３８】
また、本実施形態では、制御部９は、撮像ユニット８により撮像した第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。具体的には、制御部９は、第１画像の水平方向の長さと第２画像の水平方向の長さとを合わせるように、第１画像を伸縮させるように構成されている。
【００３９】
また、制御部９は、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて引き延ばして、引き延ばした第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。また、制御部９は、伸縮させた第１画像の一部をテンプレートとして、第２画像にマッチングさせて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。また、制御部９は、ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じて、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させるように構成されている。
【００４０】
詳細には、図４に示すように、一方のカメラ８１により傾き角度θ１で撮像対象が撮像され、他方のカメラ８１により傾き角度θ２で撮像対象が撮像される。つまり、複数のカメラ８１により略同時に撮像対象が撮像される。そして、傾き角度θ１による第１画像と、傾き角度θ２による第２画像とをステレオマッチングすることにより、２つの撮像画像の間の視差ａ（ｐｉｘｅｌ）を求める。ここで、角度θ１により撮像した第１画像のオフセット値（基準面Ｐ０の基準位置Ｏからのずれ値）を角度θ２に合わせて伸縮させた値を距離ｂ（ｐｉｘｅｌ）とする。また、角度θ２により撮像した第２画像のオフセット値（基準面Ｐ０の基準位置Ｏからのずれ値）を距離ｃ（ｐｉｘｅｌ）とする。距離ｂおよびｃを用いて、式（１）により視差ａが求められる。
ａ＝ｂ−ｃ  ・・・（１）
【００４１】
ここで、角度θ１により撮像した第１画像のオフセット値を距離ｄ（ｐｉｘｅｌ）とし、基準面Ｐ０におけるオフセット値を距離ｅ（ｐｉｘｅｌ）とすると、式（２）の関係が導かれる。
ｄ＝ｅ×ｓｉｎ（θ１）  ・・・（２）
また、距離ｂおよび距離ｅを用いると、式（３）の関係が導かれる。
ｂ＝ｅ×ｓｉｎ（θ２）  ・・・（３）
式（２）および式（３）から、式（４）が導かれる。
ｂ＝ｄ×ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）  ・・・（４）
つまり、角度θ１により撮像した第１画像のオフセット値の距離ｄ（ｐｉｘｅｌ）に、ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じることにより、距離ｄが角度θ２第２画像に合った距離ｂに換算される。
【００４２】
式（１）および式（４）から、式（５）が導かれる。
ａ＝ｄ×ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）−ｃ  ・・・（５）
【００４３】
また、視差ａを用いて、式（６）から距離ｆ（ｐｉｘｅｌ）が求められる。
ｆ＝ａ／ｓｉｎ（θ２−θ１）  ・・・（６）
また、距離ｆを用いて、式（７）から高さ値Ｈ（ｐｉｘｅｌ）が求められる。
Ｈ＝ｆ×ｓｉｎ（θ１）  ・・・（７）
また、式（６）および式（７）から、式（８）が導かれる。
Ｈ＝ａ×ｓｉｎ（θ１）／ｓｉｎ（θ２−θ１）  ・・・（８）
【００４４】
また、カメラ８１のカメラ分解能をＲ（μｍ／ｐｉｘｅｌ）とすると、式（９）により基準面Ｐ０に対する高さＨ１（μｍ）が求められる。
Ｈ１＝Ｈ×Ｒ  ・・・（９）
これにより、部品３１の吸着位置または実装位置における鉛直方向の高さ位置および水平方向の位置が正確に求められる。なお、高さ位置や撮像対象の位置によりカメラ８１の視野中心から外れた分の角度誤差が生じる。その角度誤差分は、予め求められたテーブルや、計算などにより補正される。
【００４５】
図５に示すように、角度θ１から撮像された第１画像を第２画像に合わせて引き延ばす。具体的には、第１画像の縦方向にｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じて、第１画像を引き延ばす。そして、引き延ばした第１画像の一部を抽出してテンプレートを取得する。たとえば、テンプレートは、引き延ばされた第１画像の中心から所定の画素分の矩形の画像が抽出される。
【００４６】
第１画像から抽出されたテンプレートを、第２画像上において、１画素ずつズラしながら、一致度を比較する。そして、最も一致度が大きい点をマッチング点として求める。求められたマッチング点から視差が求められ、撮像位置の３次元的な位置が求められる。
【００４７】
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００４８】
本実施形態では、上記のように、撮像ユニット８により撮像した第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成する。これにより、複数の方向から撮像された第１画像および第２画像間において、画像中の撮像対象の寸法を揃えることができるので、伸縮させた第１画像と第２画像との比較（マッチング）を精度よく行うことができる。つまり、第１画像と第２画像との一致度を高めることができる。これにより、撮像部により撮像した位置の高さ位置を精度よく取得することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、上記のように、第１画像の水平方向の長さと第２画像の水平方向の長さとを合わせるように、第１画像を伸縮させるように構成されている。このように構成すれば、水平方向に延びる基板Ｐの実装位置や、部品の吸着位置において、上下方向に比べて特徴点が多い水平方向の長さ（寸法）が合うように、第１画像を伸縮させるので、伸縮させた第１画像と第２画像とを容易に比較することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、上記のように、撮像ユニット８を、鉛直方向（Ｚ方向）に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成する。これにより、実装ヘッド４２を部品３１の吸着位置または実装位置の上方に配置した状態で、撮像ユニット８により部品３１の吸着位置または実装位置の撮像を行うことができるので、実装ヘッド４２による部品吸着動作または部品実装動作と撮像動作とを容易に並行して行うことができる。これにより、部品吸着動作または部品実装動作の時間が長くなるのを抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、上記のように、撮像ユニット８を、水平方向に対して角度θ１を有する斜め方向から第１画像を撮像し、水平方向に対して角度θ１より大きい角度θ２を有する斜め方向から第２画像を撮像するように構成する。また、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて引き延ばして、引き延ばした第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成する。これにより、水平方向が短くなる第１画像を、水平方向が長くなる第２画像に合わせて引き延ばすことができるので、画像の一致度を高めることができる。また、第１画像を、水平方向に合わせて上下方向も引き延ばすことができるので、上下方向の分解能を向上させることができる。
【００５２】
具体的には、第１画像を引き延ばさなかった場合、カメラの分解能をＲ（μｍ／ｐｉｘｅｌ）とすると、高さ分解能Ｒｈ１（ｐｉｘｅｌ／μｍ）は、式（１０）のように表される。
Ｒｈ１＝（ｃｏｓ（θ１）−ｃｏｓ（θ２））／Ｒ  ・・・（１０）
また、第１画像を引き延ばした場合、高さ分解能Ｒｈ２（ｐｉｘｅｌ／μｍ）は、式（１１）のように表される。
Ｒｈ２＝（ｃｏｓ（θ１）×ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）−ｃｏｓ（θ２））／Ｒ  ・・・（１１）
ここで、Ｒｈ２−Ｒｈ１＝ｃｏｓ（θ１）×（ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）−１）／Ｒである。また、０度＜θ１＜θ２＜９０度であるから、ｓｉｎ（θ２）＞ｓｉｎ（θ１）である。したがって、ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）＞１である。よって、Ｒｈ２−Ｒｈ１＞０となり、Ｒｈ２＞Ｒｈ１となる。以上のように、第１画像を第２画像に合わせて引き延ばすことにより、高さ分解能を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、上記のように、伸縮させた第１画像の一部をテンプレートとして、第２画像にマッチングさせて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成する。これにより、第１画像と第２画像とをテンプレートマッチングにより、容易に比較することができるので、撮像ユニット８により撮像した位置の高さ位置を容易に取得することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、上記のように、撮像ユニット８に、複数のカメラ８１をもうける。これにより、複数のカメラ８１により、撮像位置を複数の方向から容易に撮像することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、上記のように、撮像ユニット８を、水平方向に対して角度θ１を有する斜め方向から第１画像を撮像し、水平方向に対して角度θ２を有する斜め方向から第２画像を撮像するように構成する。また、ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じて、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させるように構成する。これにより、第１画像の水平方向の長さ（寸法）と、第２画像の水平方向の長さ（寸法）とを容易に合わせることができる。
【００５６】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００５７】
たとえば、上記実施形態では、撮像ユニットが複数のカメラを含み、撮像位置を複数の方向から撮像可能である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図６に示す変形例のように、撮像ユニット８ａは、カメラ８１ａと、照明８２と、光学系８３とを含んでいてもよい。この場合、レンズやミラーを含む光学系８３により、単一のカメラ８１ａの視野を分割させて、撮像位置を複数の方向から撮像可能である構成であってもよい。なお、撮像ユニット８ａは、請求の範囲の「撮像部」の一例である。
【００５８】
また、１つのカメラを移動させながら撮像することにより、撮像位置を複数の方向から撮像するようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、制御部により、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させる処理を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部とは別個に設けられた画像処理部により、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させる処理を行ってもよい。この場合、画像処理部は、ハード構成により処理を行ってもよいし、ソフトを用いて処理を行ってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、制御部により、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部とは別個に設けられた処理部により、伸縮させた第１画像と第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得してもよい。この場合、処理部は、ハード構成により処理を行ってもよいし、ソフトを用いて処理を行ってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、撮像部は、部品の吸着位置および部品の実装位置の両方を撮像可能である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部は、部品の吸着位置および部品の実装位置の少なくとも一方を撮像可能であればよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、第１画像を、第２画像の撮像方向に合わせて引き延ばす構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて縮めてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、水平面に対して、第１画像を撮像する角度を、第２画像を撮像する角度よりも小さい構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、水平面に対して、第１画像を撮像する角度を、第２画像を撮像する角度よりも大きくしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、第１画像の水平方向の長さと第２画像の水平方向の長さとを合わせるように、第１画像を伸縮させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、水平方向以外の第１方向の長さと第２方向の長さとを合わせるように、第１画像を伸縮させてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、部品供給位置にテープに保持された部品を供給する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部品供給位置にトレイなどに載置された部品を供給してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
４  ヘッドユニット
８、８ａ  撮像ユニット（撮像部）
３１  部品
４２  実装ヘッド
８１  カメラ
８１ａ  カメラ
８３  光学系
１００  部品実装装置
Ｐ  基板
【図１】
2019064413.tif 000003
【図２】
2019064413.tif 000004
【図３】
2019064413.tif 000005
【図４】
2019064413.tif 000006
【図５】
2019064413.tif 000007
【図６】
2019064413.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月26日(2020.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して部品を実装する実装ヘッドを含むヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットに設けられ、前記実装ヘッドによる部品の吸着位置および実装位置の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第１画像および第２画像を撮像する撮像部と、を備え、
前記撮像部により撮像した前記第１画像を前記第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた単一の第３画像と、前記第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている、部品実装装置。
【請求項２】
前記第１画像の水平方向の長さと前記第２画像の水平方向の長さとを合わせるように、前記第１画像を伸縮させるように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記撮像部は、鉛直方向に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている、請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記撮像部は、水平方向に対して第１角度を有する斜め方向から前記第１画像を撮像し、水平方向に対して前記第１角度より大きい第２角度を有する斜め方向から前記第２画像を撮像するように構成されており、
前記第１画像を前記第２画像の撮像方向に合わせて引き延ばして、引き延ばした前記第１画像と前記第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている、請求項３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
伸縮させた前記第１画像の一部をテンプレートとして、前記第２画像にマッチングさせて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記撮像部は、複数のカメラを含むか、または、単一のカメラと前記単一のカメラの視野を分割する光学系とを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記撮像部は、水平方向に対して角度θ１を有する斜め方向から前記第１画像を撮像し、水平方向に対して角度θ２を有する斜め方向から前記第２画像を撮像するように構成されており、
ｓｉｎ（θ２）／ｓｉｎ（θ１）を乗じて、前記第１画像を前記第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の一の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドを含むヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられ、実装ヘッドによる部品の吸着位置および実装位置の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第１画像および第２画像を撮像する撮像部と、を備え、撮像部により撮像した第１画像を第２画像の撮像方向に合わせて伸縮させて、伸縮させた単一の第３画像と、第２画像とに基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得するように構成されている。
【国際調査報告】
2019064413.tif 000009
2019064413.tif 000010
2019064413.tif 000011
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