(57)【要約】  本開示の撮像ユニットは、カメラと、そのカメラに撮像される被写体を保持する保持部材と、その保持部材に保持された被写体に向かって波長の異なる複数の光源の光を照射可能な光照射装置と、撮像に使用する複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する分解能の適正値を求め、選んだ１以上の光源の光を保持部材に保持された被写体に照射してカメラで撮像し、カメラから得られた画像を処理する際に分解能の適正値を利用する制御装置と、を備える。
2019111331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラと、
前記カメラに撮像される被写体を保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記被写体に向かって波長の異なる複数の光源の光を照射可能な光照射装置と、
撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する分解能の適正値を求め、前記選んだ１以上の光源の光を前記保持部材に保持された前記被写体に照射して前記カメラで撮像し、前記カメラから得られた画像を処理する際に前記分解能の適正値を利用する制御装置と、
を備えた撮像ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像ユニットであって、
前記複数の光源から選んだ１以上の光源と前記分解能の適正値との関係を記憶する記憶装置
を備え、
前記制御装置は、前記分解能の適正値を利用するにあたり、撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記分解能の適正値を前記記憶装置から読み出して利用する、
撮像ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像ユニットであって、
前記カメラと前記保持部材との距離を調節する距離調節装置
を備え、
前記制御装置は、撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記距離の適正値を軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求め、実際の前記距離が前記距離の適正値になるよう前記距離調節装置を制御し、その後、前記選んだ１以上の光源の光を前記保持部材に保持された前記被写体に照射して前記カメラで撮像し、前記カメラから得られた画像を処理する際に前記分解能の適正値を利用する、
撮像ユニット。
【請求項４】
カメラと、
被写体を保持する保持部材と、
前記カメラと前記保持部材との距離を調節する距離調節装置と、
前記保持部材に保持された前記被写体に向かって波長の異なる複数の光源の光を照射可能な光照射装置と、
撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記距離の適正値を軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求め、実際の前記距離が前記距離の適正値になるよう前記距離調節装置を制御する制御装置と、
を備えた撮像ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像ユニットであって、
前記複数の光源から選んだ１以上の光源と前記距離の適正値との関係を記憶する記憶装置
を備え、
前記制御装置は、撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記距離の適正値を前記記憶装置から読み出し、実際の前記距離が前記距離の適正値になるよう前記距離調節装置を制御する、
撮像ユニット。
【請求項６】
前記複数の光源は、少なくとも青色の光源と赤色の光源とを含む、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像ユニットを備えた部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、撮像ユニット及び部品実装機を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品実装機としては、波長が互いに異なる２種類の照明装置及びその照明装置で照らされる被写体を撮像するカメラを基台上に設け、それぞれの波長でコントラスト値を演算し、予め求めてあるそれぞれの波長でのコントラストカーブ特性により、演算されたコントラスト値に対応する可視光波長での合焦位置を求めるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、部品実装機では、波長が互いに異なる２種類の照明装置で照らされる被写体を撮像するにあたり、倍率色収差の影響により焦点の距離が同じであっても光軸からの距離が異なることがある。このような倍率色収差の影響については、特許文献１では考慮されていなかった。【０００５】
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、色収差の影響を抑制して、被写体を撮像した画像から高精度な情報を得ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の撮像ユニットは、
カメラと、
前記カメラに撮像される被写体を保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記被写体に向かって波長の異なる複数の光源の光を照射可能な光照射装置と、
撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する分解能の適正値を求め、前記選んだ１以上の光源の光を前記保持部材に保持された前記被写体に照射して前記カメラで撮像し、前記カメラから得られた画像を処理する際に前記分解能の適正値を利用する制御装置と、
を備えたものである。【０００７】
この撮像ユニットでは、波長の異なる複数の光源から選んだ１以上の光源を撮像に使用するものとし、選んだ１以上の光源の光に対する分解能の適正値を求める。そして、選んだ１以上の光源の光を保持部材に保持された被写体に照射してカメラで撮像し、そのカメラから得られた画像を処理する際に、先ほど求めた分解能の適正値を利用する。分解能の適正値は、倍率色収差の影響により、波長の異なる複数の光源から選んだ１以上の光源の光ごとに（つまり照明色の波長ごとに）異なる。この撮像ユニットでは、カメラから得られた画像を処理する際に、被写体を照射した照明色の波長に応じた分解能の適正値を利用してその画像を処理する。したがって、被写体を撮像した画像を処理する際の倍率色収差の影響を抑制することができる。【０００８】
本開示の別の撮像ユニットは、
カメラと、
被写体を保持する保持部材と、
前記カメラと前記保持部材との距離を調節する距離調節装置と、
前記保持部材に保持された前記被写体に向かって波長の異なる複数の光源の光を照射可能な光照射装置と、
撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記距離の適正値を軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求め、実際の前記距離が前記距離の適正値になるよう前記距離調節装置を制御する制御装置と、
を備えたものである。【０００９】
この撮像ユニットでは、波長の異なる複数の光源から選んだ１以上の光源を撮像に使用するものとする。また、選んだ１以上の光源の光に対するカメラと保持部材との距離の適正値が、軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求められる。そして、実際のカメラと保持部材との距離が適正値になるように制御される。その後、被写体はカメラによって撮像される。つまり、撮像時のカメラと保持部材との距離は軸上色収差の影響を考慮した適正値に設定される。したがって、被写体を撮像した画像を処理する際の軸上色収差の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】部品実装機１０の斜視図。
【図２】パーツカメラ４０の構成の概略説明図。
【図３】部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図。
【図４】部品実装処理ルーチンのフローチャート。
【図５】部品撮像処理ルーチンのフローチャート。
【図６】軸上色収差の説明図。
【図７】倍率色収差の説明図。
【図８】オフライン撮像機９０の構成の概略説明図。
【図９】部品Ｐａを赤色光で照射して撮像したときの画像の説明図。
【図１０】部品Ｐａを青色光で照射して撮像したときの画像の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の画像処理方法及び画像処理装置の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装機１０の斜視図、図２はパーツカメラ４０の構成の概略説明図、図３は部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。
【００１２】
部品実装機１０は、基台１２と、基台１２の上に設置された実装機本体１４と、実装機本体１４に装着された部品供給装置としてのリールユニット７０とを備えている。
【００１３】
実装機本体１４は、基台１２に対して交換可能に設置されている。この実装機本体１４は、基板搬送装置１８と、ヘッド２４と、ノズル３７と、パーツカメラ４０と、制御装置６０とを備えている。
【００１４】
基板搬送装置１８は、基板１６を搬送したり保持したりする装置である。この基板搬送装置１８は、支持板２０，２０と、コンベアベルト２２，２２（図１では片方のみ図示）とを備えている。支持板２０，２０は、左右方向に延びる部材であり、図１の前後に間隔を開けて設けられている。コンベアベルト２２，２２は、支持板２０，２０の左右に設けられた駆動輪及び従動輪に無端状となるように架け渡されている。基板１６は、一対のコンベアベルト２２，２２の上面に乗せられて左から右へと搬送される。この基板１６は、多数立設された支持ピン２３によって裏面側から支持可能となっている。そのため、基板搬送装置１８は基板支持装置としての役割も果たす
【００１５】
ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６の前面に取り付けられている。Ｘ軸スライダ２６は、Ｙ軸スライダ３０の前面に取り付けられている。Ｙ軸スライダ３０は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール３２，３２にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸スライダ３０の前面には、左右方向に延びる上下一対のガイドレール２８，２８が設けられている。Ｘ軸スライダ２６は、このガイドレール２８，２８にスライド可能に取り付けられている。ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ３０が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。なお、各スライダ２６，３０は、それぞれ駆動モータ２６ａ，３０ａ（図３参照）により駆動される。また、ヘッド２４は、Ｚ軸モータ３４を内蔵し、Ｚ軸に沿って延びるボールネジ３５に取り付けられたノズル３７の高さをＺ軸モータ３４によって調整する。さらに、ヘッド２４は、ノズル３７を軸回転させるＱ軸モータ３６（図３参照）を内蔵している。
【００１６】
ノズル３７は、ノズル先端に部品を吸着して保持したり、ノズル先端に吸着している部品を吸着解除したりする部材である。ノズル３７は、図示しない圧力供給源から圧力を供給可能であり、例えば負圧が供給されると部品を吸着し、負圧の供給が停止されるか又は正圧が供給されると部品を吸着解除する。ノズル３７は、ヘッド２４の本体底面から下方に突出している。また、Ｚ軸モータ３４によってノズル３７がＺ軸方向に沿って昇降することで、ノズル３７に吸着された部品の高さが調整される。Ｑ軸モータ３６によってノズル３７が回転することで、ノズル３７に吸着された部品の向きが調整される。
【００１７】
パーツカメラ４０は、基板搬送装置１８の前側の支持板２０の前方に配置されている。パーツカメラ４０は、パーツカメラ４０の上方が撮像範囲であり、ノズル３７に保持された部品を下方から撮像して撮像画像を生成する。パーツカメラ４０は、図２に示すように、照明部４１と、撮像部４９とを備えている。
【００１８】
照明部４１は、撮像対象の部品に対して光を照射する。この照明部４１は、ハウジング４２と、連結部４３と、落射光源４４と、ハーフミラー４６と、多段光源４７と、を備えている。ハウジング４２は、上面及び下面（底面）が八角形状に開口した椀状の部材である。ハウジング４２は、下面の開口よりも上面の開口の方が大きく、下面から上面に向かって内部空間が大きくなる傾向の形状をしている。連結部４３は、ハウジング４２と撮像部４９とを連結する筒状の部材である。落射光源４４は、ＬＥＤ４５を複数有している。ハーフミラー４６は、落射光源４４のＬＥＤ４５からの水平方向の光を上方に反射する。また、ハーフミラー４６は上方からの光については撮像部４９に向けて透過する。多段光源４７は、上段光源４７ａと、中段光源４７ｂと、下段光源４７ｃとを備えている。上段光源４７ａは、複数のＬＥＤ４８ａを有し、中段光源４７ｂは、複数のＬＥＤ４８ｂを有し、下段光源４７ｃは、複数のＬＥＤ４８ｃを有している。ＬＥＤ４８ａ〜４８ｃは、いずれも光軸４９ａから傾斜した方向に光を照射する。ＬＥＤ４８ａ〜４８ｃの照射方向の光軸４９ａからの傾斜角は、ＬＥＤ４８ａが最も大きく、ＬＥＤ４８ａはほぼ水平方向に光を照射する。また、この傾斜角は、ＬＥＤ４８ｃが最も小さくなっている。上段光源４７ａはほぼ水平方向に光を照射することから側射光源と称し、中段光源４７ｂは斜め上向きに光を照射することから傾斜光源と称する。本実施形態では、上段光源４７ａのＬＥＤ４８ａは青色ＬＥＤであり、中段光源４７ｂのＬＥＤ４８ｂ、下段光源４７ｃのＬＥＤ４８ｃ及び落射光源４４のＬＥＤ４５が赤色ＬＥＤである。
【００１９】
撮像部４９は、受光した光に基づいて撮像画像を生成する。この撮像部４９は、図示しないレンズなどの光学系及び撮像素子（例えばＣＣＤ）を備えている。落射光源４４及び多段光源４７から発せられ撮像対象の部品で反射した後の光がハーフミラー４６を透過して撮像部４９に到達すると、撮像部４９はこの光を受光して撮像画像を生成する。
【００２０】
リールユニット７０は、複数のリール７２を備え、実装機本体１４の前側に着脱可能に取り付けられている。各リール７２には、テープが巻き付けられている。テープの表面には、テープの長手方向に沿って複数の収容凹部が設けられている。各収容凹部には、部品が収容されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。こうしたテープは、リールから後方に向かって巻きほどかれ、フィーダ部７４においてフィルムが剥がされて部品が露出した状態となる。この露出した状態の部品は、ノズル３７によって吸着される。リールユニット７０の動作はフィーダコントローラ７６（図３参照）によって制御される。
【００２１】
制御装置６０は、図３に示すように、ＣＰＵ６１、記憶部６３（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなど）、入出力インターフェース６５などを備えており、これらはバス６６を介して接続されている。この制御装置６０は、基板搬送装置１８、Ｘ軸スライダ２６の駆動モータ２６ａ、Ｙ軸スライダ３０の駆動モータ３０ａ、Ｚ軸モータ３４、Ｑ軸モータ３６、パーツカメラ４０及びノズル３７用の図示しない圧力供給源へ駆動信号を出力する。また、制御装置６０は、パーツカメラ４０からの撮像画像を入力する。制御装置６０は、リールユニット７０のフィーダコントローラ７６と通信可能に接続されている。なお、図示しないが、各スライダ２６，３０には図示しない位置センサが装備されており、制御装置６０はそれらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各スライダ２６，３０の駆動モータ２６ａ，３０ａを制御する。
【００２２】
次に、部品実装機１０が部品実装処理を行うときの動作について説明する。制御装置６０のＣＰＵ６１は、図示しない管理コンピュータから受信した生産ジョブに基づいて部品実装機１０の各部を制御して複数の部品が実装された基板１６を生産する。生産ジョブは、部品実装機１０においてどの部品をどういう順番でどの基板１６に装着するか、また、何枚の基板１６に部品の実装を行うかなどを定めた情報である。図４は部品実装処理ルーチンのフローチャートである。ＣＰＵ６１は、まず、部品をノズル３７に吸着させる（Ｓ１００）。具体的には、ＣＰＵ６１は、リールユニット７０によって所定の部品供給位置に送り出された部品にノズル３７が対向するように各部を制御し、所定の部品供給位置の部品がノズル３７に吸着されるようにノズル３７に負圧を供給する。続いて、ＣＰＵ６１は、部品撮像処理を実行する（Ｓ２００）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ノズル３７に吸着された部品をパーツカメラ４０の上方の撮像範囲に移動させ、その部品をパーツカメラ４０で撮像させる。この部品撮像処理の詳細については後述する。続いて、ＣＰＵ６１は、得られた部品の画像から、ノズル３７の中心に対する部品の位置を認識する（Ｓ３００）。続いて、ＣＰＵ６１は、ノズル３７に吸着された部品を基板１６に実装する（Ｓ４００）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ノズル３７の中心に対する部品の位置を考慮して部品が基板１６の指定位置の直上に配置されるように各部を制御し、ノズル３７がその位置で部品を放すようにノズル３７に正圧を供給する。ＣＰＵ６１は、こうした部品実装処理を繰り返し実行することにより、基板１６上に予め定められた数及び種類の部品を実装する。
【００２３】
次に、上述したＳ２００の部品撮像処理のサブルーチンについて説明する。図５は部品撮像処理のフローチャートである。その説明に先立ち、まず、色収差について説明する。色収差には、軸上色収差と倍率色収差の２つがある。軸上色収差とは、光軸上では光軸に対して平行な光が波長による屈折率の違いにより像が一点に結ばれない現象をいう。具体的には、図６に示すように、青色光であれば手前側、赤色光であれば奥手側に結像する。一方、倍率色収差とは、光軸に対して斜めに入射した光が像面の異なる位置に像を結んでしまうことにより画像周辺ほど色ずれが発生する現象をいう。具体的には、図７に示すように、焦点の距離が同じであってもレンズの中心線からの距離が青色光と赤色光とで異なる。こうした色収差の影響は、レンズ設計で解消することができるが、本実施形態では、レンズ設計で解消するのではなく、後述するように点灯光毎に撮像高さを調整したりキャリブレーション測定により画像処理時の分解能を切り替えたりすることにより解消する。
【００２４】
点灯光と撮像高さの適正値との対応関係を表すテーブル（表１）は、予め記憶部６３に記憶されている。光軸上の結像点は、撮像部４９に使用しているレンズと照明部４１の点灯光の波長によりレンズ設計段階で計算できる。そのため、点灯光に対応する撮像高さの適正値を予め求めることができる。本実施形態では、点灯光は、赤色光か、青色光か、赤色光及び青色光である。また、撮像高さはパーツカメラ４０の上端面からノズル３７の先端面までの高さであり、青色光の撮像高さの適正値はＨ１、赤色光の撮像高さの適正値はＨ２、赤色光及び青色光の撮像高さの適正値はＨ３に設定されている（Ｈ２＞Ｈ３＞Ｈ１）。なお、点灯光を青色光にするための点灯条件は青色のＬＥＤ４８ａのみを点灯することであり、点灯光を赤色光にするための点灯条件は赤色のＬＥＤ４５，４８ｂ，４８ｃのみを点灯することであり、点灯光を青色光及び赤色光にするための点灯条件はすべてのＬＥＤ４５，４８ａ〜４８ｃを点灯することである。
【００２５】
【表１】
2019111331.tif 000003
【００２６】
さて、ＣＰＵ６１は、図５の部品撮像処理を開始すると、まず、ノズルに吸着された部品に対応する点灯光を、記憶部６３に記憶されている部品と点灯光との対応関係を表すテーブル（表２参照）から読み出して取得する（Ｓ２１０）。
【００２７】
【表２】
2019111331.tif 000004
【００２８】
このテーブルは、図８に示すオフライン撮像機９０を用いて予め各部品に対応する点灯光を設定した結果をまとめたものである。オフライン撮像機９０は、スタンド９２にパーツカメラ４０と同じカメラであるテストカメラ１４０を撮像範囲が下方になるように取り付け、テストカメラ１４０の下方に部品載置台９４をテストカメラ１４０に対して相対的に上下動可能に設けたものである。点灯光は、生産ジョブに用いられる部品ごとにオフライン撮像機９０を用いて設定される。具体的には、まず、一つの部品を部品載置台９４に載置し、その部品を赤色光、青色光、赤色光及び青色光の３種類で順次撮像する。このとき、部品載置台９４の上面とテストカメラ１４０の下端面との距離を点灯光に対応する撮像高さの適正値（表１参照）と一致させる。得られた画像について、コンピュータによる所定の画像処理プログラムを行い、画像処理エラーになるか否かを判定し、画像処理エラーにならなかった点灯光をその部品に対応づけて記憶部６３に記憶する。いずれの点灯光でも画像処理エラーになった場合には、画像処理プログラムの設定値などを変更して最終的に画像処理エラーにならない点灯光を見つけ出す。なお、コンピュータによる画像処理エラーの有無の代わりに、オペレータの目視による適否を採用してもよい。
【００２９】
例えば、部品Ｐａは、本体の下面に複数のボール端子が格子状に形成されると共に銅の配線パターンが形成されたＢＧＡパッケージである。この部品Ｐａのボール端子を撮像する場合、赤色光で撮像するとボール端子の他に配線パターンが映り込んで画像処理エラーになる（図９参照）。しかし、青色光で撮像すると配線パターンの映り込みを回避できるため画像処理エラーにならない（図１０）。そのため、部品Ｐａに対して青色光が設定される。部品ＰａのようなＢＧＡパッケージのボール端子を撮像する場合、青色光は側射光源のみから照射されるのが望ましい。なお、図９及び図１０における環状の明るい円がボール端子である。部品Ｐｂは、本体の底面に平面電極が埋め込まれたＬＧＡパッケージ（銅の配線パターンを有さない）であり、この部品Ｐｂに対応する点灯光は赤色光に設定されている。部品Ｐｃは、本体の両側面に複数のリードが形成されたスモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）であり、この部品Ｐｃに対応する点灯光は青色光及び赤色光に設定されている。
【００３０】
続いて、ＣＰＵ６１は、今回取得した点灯光に対応する撮像高さの適正値を取得する（Ｓ２２０）。具体的には、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶された点灯光と撮像高さの適正値との対応関係を表すテーブル（表１参照）から、今回取得した点灯光に対応する撮像高さの適正値を読み出して取得する。
【００３１】
続いて、ＣＰＵ６１は、撮像高さが今回取得した撮像高さの適正値となるようにＺ軸モータを制御し（Ｓ２３０）、照明部を制御して部品を今回の点灯光で照射しながら、パーツカメラ４０でその部品を撮像する（Ｓ２４０）。パーツカメラ４０によって撮像された画像は記憶部６３に記憶される。その画像は、撮像高さが点灯光に対応した撮像高さの適正値で撮像されたものであるため、軸上色収差の影響が抑制され明瞭な画像となる。したがって、このような明瞭な画像を処理することにより、ノズル３７の中心に対する部品の位置を高精度に求めることができる。
【００３２】
次に、ＣＰＵ６１が上述したＳ３００においてノズル３７の中心に対する部品の位置を認識する際の画像処理時の分解能適正値を設定する方法について説明する。まず、倍率色収差を補正するためのキャリブレーションを実行する。このキャリブレーションは、上述したオフライン撮像機９０を用いて行われる。例えば、オペレータが部品載置台９４に分解能測定用シートを載置する。分解能測定用シートには、計測点が２つ設けられており、２点間距離は既知である。３つの点灯光のいずれかで照射した分解能測定用シートをテストカメラ１４０で撮像し、得られた画像上での２つの計測点の２点間距離を算出する。２点間のピクセル総数は予めわかっている。そのため、算出した２点間距離をそのピクセル総数で除すことにより照射した点灯光に対する分解能適正値が得られる。なお、キャリブレーションを実行する際、部品載置台９４の上面とテストカメラ１４０の下端面との距離は、点灯光に対応する撮像高さの適正値（表１参照）と一致させる。
【００３３】
このようなキャリブレーションを実行して得られた点灯光に対応する分解能適正値の一例を表３に示す。表３は、点灯光と分解能適正値との対応関係を表すテーブルとして記憶部６３に記憶される。制御装置６０のＣＰＵ６１は、部品実装機１０のパーツカメラ４０によって撮像された部品の画像を画像処理する際、その画像を撮像したときの点灯光に対応する分解能適正値を用いる。ＣＰＵ６１は、Ｓ３００において、撮像された部品の画像から、ノズル３７の中心に対する部品の位置を認識する。なお、画像内におけるノズル３７の中心の位置は既知である。理論上、ノズル３７の中心は部品の所定の吸着位置（通常は部品の中心）と一致するはずである。しかし、部品の供給位置のずれ等により、ノズル３７の中心と部品の所定の吸着位置はずれて吸着される。ＣＰＵ６１は、Ｓ３００で、部品の所定の吸着位置とノズル３７の中心とのずれ量を認識する。そしてＣＰＵ６１は、認識されたずれ量を考慮して、部品が基板１６の指定位置の直上に配置されるように、駆動モータ２６ａ，３０ａを制御する。ここで、パーツカメラ４０によって撮像された画像の分解能は、点灯光により異なる。具体的には、１ピクセルに相当する実際の距離が、点灯光によって異なる。このため、ＣＰＵ６１は、表３のテーブルの対応する分解能適正値を用いて、Ｓ３００で認識されたノズル３７の中心に対する部品のずれ量を、実際の距離に変換して、駆動モータ２６ａ，３０ａを制御する。したがって、ＣＰＵ６１は、Ｓ４００において、倍率色収差の影響が抑制された高精度なずれ量の補正値を用いて、部品を基板上に実装することができる。
【００３４】
【表３】
2019111331.tif 000005
【００３５】
ここで、本実施形態の構成要素と本開示の撮像ユニットの構成要素との対応関係について説明する。本実施形態の撮像部４９が本開示の撮像ユニットのカメラに相当し、ノズル３７が保持部材に相当し、照明部４１が光照射装置に相当し、制御装置６０が制御装置に相当する。また、Ｚ軸モータ３４及びボールネジ３５が距離調節装置に相当し、撮像高さがカメラと保持部材との距離に相当する。
【００３６】
以上説明した本実施形態では、波長の異なる複数の光源（上段光源４７ａ、中段光源４７ｂ、下段光源４７ｃ及び落射光源４４）から選んだ１以上の光源を撮像に使用し、選んだ１以上の光源の光に対する分解能の適正値を求める。そして、選んだ１以上の光源の光をノズル３７に保持された部品に照射して撮像部４９で撮像し、その撮像部４９から得られた画像を処理する際に、先ほど求めた分解能の適正値を利用する。分解能の適正値は、倍率色収差の影響により、波長の異なる複数の光源から選んだ１以上の光源の光ごとに（つまり点灯光の波長ごとに）異なる。本実施形態では、撮像部４９から得られた画像を処理する際に、部品を照射した点灯光の波長に応じた分解能の適正値を利用してその画像を処理する。したがって、部品を撮像した画像を処理する際の倍率色収差の影響を抑制することができる。
【００３７】
また、ＣＰＵ６１は、画像を処理する際に、その画像を撮像するときに使用した点灯光に対する分解能適正値を記憶部６３から読み出して利用する。そのため、分解能適正値をキャリブレーション測定等で毎回求める必要がない。
【００３８】
更に、ノズル３７に吸着された部品をパーツカメラ４０の撮像部４９で撮像する前に、撮像高さを、軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求めた撮像高さの適正値になるようにする。そのため、部品を撮像した画像を処理する際の軸上色収差の影響も抑制することができる。
【００３９】
更にまた、撮像高さの適正値を記憶部６３から読み出し、実際の撮像高さが撮像高さの適正値になるよう制御するため、撮像高さの適正値をキャリブレーション測定等で毎回求める必要がない。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４１】
例えば、上述した実施形態では、点灯光として、青色光、赤色光、青色光及び赤色光の３種類を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、これらの点灯光に代えて又は加えて他の点灯光（例えば緑色光やＵＶ光、ＩＲ光など）を用いてもよい。
【００４２】
上述した実施形態では、分解能測定用シートを用いて分解能を測定したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば定ピッチでドットが並んでいるシート又は部品を用いてそのピッチの画像上での長さを測定して分解能を求めるようにしてもよい。
【００４３】
上述した実施形態では、本開示の撮像ユニットの構成要素としてパーツカメラ４０を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、レンズ側で色収差の対策がなされていない多色照明装置を有したカメラであれば、どのようなカメラであってもよい。
【００４４】
上述した実施形態では、本開示の撮像ユニットの保持部材としてノズル３７を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えばメカニカルチャックや電磁石としてもよい。
【００４５】
上述した実施形態では、部品供給装置としてリールユニット７０を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、トレイに部品を載せて供給するトレイユニットを採用してもよい。
【００４６】
上述した実施形態では、撮像高さをパーツカメラ４０の上端面からノズル３７の先端面までの高さとしたが、特にこれに限定されるものではなく、パーツカメラ４０の上端面の代わりに撮像部４９の上端面としてもよいし、ノズル３７の先端面の代わりにノズル３７に吸着された部品の下面としてもよい。
【００４７】
本開示の撮像ユニットや本開示の別の撮像ユニットは、以下のように構成してもよい。
【００４８】
本開示の撮像ユニットは、前記複数の光源から選んだ１以上の光源と前記分解能の適正値との関係を記憶する記憶装置を備え、前記制御装置は、前記分解能の適正値を利用するにあたり、撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記分解能の適正値を前記記憶装置から読み出して利用してもよい。こうすれば、撮像に使用する点灯光に対する分解能適正値をキャリブレーション測定等で毎回求める必要がなくなる。
【００４９】
本開示の撮像ユニットは、前記カメラと前記保持部材との距離を調節する距離調節装置を備え、前記制御装置は、撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記距離の適正値を軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求め、実際の前記距離が前記距離の適正値になるよう前記距離調節装置を制御し、その後、前記選んだ１以上の光源の光を前記保持部材に保持された前記被写体に照射して前記カメラで撮像し、前記カメラから得られた画像を処理する際に前記分解能の適正値を利用してもよい。こうすれば、被写体をカメラで撮像する前に、カメラと前記保持部材との距離を、軸上色収差によって変動する光軸上の結像点に基づいて求めた距離の適正値になるようにするため、被写体を撮像した画像を処理する際の軸上色収差の影響も抑制することができる。
【００５０】
本開示の別の撮像ユニットは、前記複数の光源から選んだ１以上の光源と前記距離の適正値との関係を記憶する記憶装置を備え、前記制御装置は、撮像に使用する前記複数の光源から選んだ１以上の光源の光に対する前記距離の適正値を前記記憶装置から読み出し、実際の前記距離が前記距離の適正値になるよう前記距離調節装置を制御してもよい。こうすれば、撮像に使用する１以上の光源の光に対するカメラと保持部材との距離の適正値をキャリブレーション測定等で毎回求める必要がなくなる。
【００５１】
上述したいずれかの撮像ユニットにおいて、前記複数の光源は、少なくとも青色の光源と赤色の光源とを含むようにしてもよい。例えば、ボール端子部品の配線パターンが銅箔で形成されている場合、ボール端子を赤色の光源で撮像すると配線パターンの映り込みが発生するが、青色の光源で撮像すると配線パターンの映り込みを抑制することができる。一方、平面に端子が埋め込まれ配線パターンを有さない部品の場合、埋め込まれた端子を赤色の光源で撮像するのが好ましい。
【００５２】
本開示の部品実装機は、上述したいずれかの撮像ユニットを備えたものである。部品実装機は、例えば、部品供給位置に供給された部品を保持部材で保持し、その部品を部品実装位置まで運んで保持部材の保持を解除することにより、部品実装位置に部品を実装する。この場合、部品が被写体になる。本開示の部品実装機によれば、上述したいずれかの撮像ユニットを備えているため、上述したいずれかの撮像ユニットと同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、保持部材に保持された部品を撮像する作業を伴う産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  部品実装機、１２  基台、１４  実装機本体、１６  基板、１８  基板搬送装置、２０  支持板、２２  コンベアベルト、２３  支持ピン、２４  ヘッド、２６  Ｘ軸スライダ、２６ａ  駆動モータ、２８  ガイドレール、３０  Ｙ軸スライダ、３０ａ  駆動モータ、３２  ガイドレール、３４  Ｚ軸モータ、３５  ボールネジ、３６  Ｑ軸モータ、３７  ノズル、４０  パーツカメラ、４１  照明部、４２  ハウジング、４３  連結部、４４  落射光源、４５  ＬＥＤ、４６  ハーフミラー、４７  多段光源、４７ａ  上段光源、４７ｂ  中段光源、４７ｃ  下段光源、４８ａ〜４８ｃ  ＬＥＤ、４９  撮像部、４９ａ  光軸、６０  制御装置、６１  ＣＰＵ、６３  記憶部、６５  入出力インターフェース、６６  バス、７０  リールユニット、７２  リール、７４  フィーダ部、７６  フィーダコントローラ、９０  オフライン撮像機、９２  スタンド、９４  部品載置台、１４０  テストカメラ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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