(57)【要約】【課題】部品の検査にかかるコストを低減し、電子部品の検査の手間を軽減する。【解決手段】部品Ｐを保持する保持部７と、部品を撮像する撮像部９とを備え、撮像部により撮像された撮像画像により、保持部の中心からの部品の位置ずれを検査する部品検査装置１１０において、撮像部は、部品までの距離が異なる複数の画像を撮像し、撮像された複数の撮像画像の中から同一位置の画素における焦点の合った画素データを決定する画素データ決定手段１３と、決定された各画素データを撮像したときの撮像部と部品の距離を画素データ毎に決定する距離データ決定手段１３と、距離データから求められる部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離の許容値を記憶する記憶手段１３ｄと、部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離が記憶手段に記憶された許容値を超えているか否かを判定する判定手段１３と、を備える。【選択図】図１
2011082506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を保持する保持部と、前記保持部により保持された部品を撮像する撮像部とを備え、前記撮像部により撮像された撮像画像により、前記保持部の中心からの部品の位置ずれを検査する部品検査装置において、
前記撮像部は、当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像し、
前記撮像部により撮像された複数の撮像画像の中から同一位置の画素における焦点の合った画素データを決定する画素データ決定手段と、
前記画素データ決定手段により決定された各画素データを撮像したときの前記撮像部と前記部品の距離を画素データ毎に決定する距離データ決定手段と、
前記部品が所定の基準を満たすか否かを決定づけるため、前記距離データから求められる前記部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離の許容値を記憶する記憶手段と、
前記距離データから求められる前記部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離が前記記憶手段に記憶された許容値を超えているか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする部品検査装置。
【請求項２】
前記保持部と前記撮像部のうち少なくとも一方を他方に対して接離するように移動させる移動部と、
前記移動部により前記保持部や前記撮像部が所定距離移動する毎に、前記撮像部に前記部品を前記保持部と共に撮像させる撮像制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の部品検査装置。
【請求項３】
前記撮像部を固定し、
前記移動部は、前記保持部を前記撮像部の光学系の光軸方向に沿った方向に移動することを特徴とする請求項２に記載の部品検査装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の部品検査装置と、
前記保持部を移動させて前記部品を実装位置に搬送する搬送部と、
前記距離データから求められる前記部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つが前記記憶手段に記憶された許容値を超えていると前記判定手段により判断された場合に、前記搬送部に前記部品を実装位置に搬送せずに排出させる搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする部品実装装置。
【請求項５】
前記撮像部が当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像した画像データに対して、前記撮像部から前記部品までの距離に応じた画像の中心位置ずれ量を予め算出した中心位置ずれ補正テーブルにより画像データを補正する位置ずれ補正手段を備えた請求項４に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記撮像部が当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像した画像データに対して、前記撮像部から前記部品までの距離に応じた画像の中心位置ずれ量を予め算出した中心位置ずれ補正テーブル又は前記撮像部から前記部品までの距離に応じた画像の大きさの変化量を予め算出した倍率補正テーブルにより画像データを補正する倍率補正手段を備えた請求項４又は５に記載の部品実装装置。
【請求項７】
部品を保持した前記保持部が前記撮像部に到達するまでの移動中における複数の位置で撮像を行い、その撮像による画像データに基づいて、前記画素データ決定手段が同一位置の画素における焦点の合った画素データを求めるための、前記撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像の撮像を行う範囲の最適な位置を設定する前処理を行う最適環境決定手段を備えた請求項４から６のいずれか一項に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品検査装置及び部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置が知られている。
電子部品実装装置は、電子部品を吸着ノズルで吸着し、吸着ノズルを所定の実装位置まで移動させて電子部品を基板に取り付ける。
ここで、電子部品実装装置は、電子部品を基板に実装する前に電子部品を部品認識カメラで撮像し、吸着ノズルに対する電子部品の位置ズレ量を検出する。その後、電極の状態が正常であるか否かを検査する電極検査装置に電子部品を移動させ、電極検査装置により電子部品の電極の浮きなどの不良検査を実施し、電子部品に不良がなければ基板に実装される。すなわち、電子部品の位置ズレ量の検出と電極の検査をそれぞれ専用の装置により行っていた。
また、部品認識カメラの近傍に電極検査装置を配置し、電極検査装置が部品認識カメラの上方にある電子部品の電極に向けて平行光を斜め下方から照射して電極の検査を行うものもある。このような構成とすれば、電子部品を部品認識カメラの上方に移動させておけば、同じ位置で電子部品の位置ズレと電極の検査を同じ位置で行うことができ、検査の作業効率を向上させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３７８０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような電子部品実装装置においては、電子部品を基板に実装する前の電極検査は部品認識カメラとは別に電極検査装置を設ける必要があり、別途電極検査を実施するために斜め下方から平行光線を照射するなど電極検査装置のコストがかかるという問題があった。
また、吸着ノズルによる電子部品の位置ズレの認識時と電子部品の電極の検査時では、それぞれ別々の装置を用いているため、異なるデータを取得することになる。その結果、電極を検査する際には、位置ズレの認識時における電子部品の特徴点（例えば、リードの先端位置等）の位置の検出と、電極の検査時における電子部品の特徴点の位置の検出は別個に行わなければならず、電子部品の検査の作業に手間がかかるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板等の実装対象物に実装される部品（例えば、電子部品等）の検査にかかるコストを低減すると共に、電子部品の検査の作業にかかる手間を軽減することができる部品検査装置及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
部品を保持する保持部と、前記保持部により保持された部品を撮像する撮像部とを備え、前記撮像部により撮像された撮像画像により、前記保持部の中心からの部品の位置ずれを検査する部品検査装置において、
前記撮像部は、当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像し、
前記撮像部により撮像された複数の撮像画像の中から同一位置の画素における焦点の合った画素データを決定する画素データ決定手段と、
前記画素データ決定手段により決定された各画素データを撮像したときの前記撮像部と前記部品の距離を画素データ毎に決定する距離データ決定手段と、
前記部品が所定の基準を満たすか否かを決定づけるため、前記距離データから求められる前記部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離の許容値を記憶する記憶手段と、
前記距離データから求められる前記部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離が前記記憶手段に記憶された許容値を超えているか否かを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の部品検査装置において、
前記保持部と前記撮像部のうち少なくとも一方を他方に対して接離するように移動させる移動部と、
前記移動部により前記保持部や前記撮像部が所定距離移動する毎に、前記撮像部に前記部品を前記保持部と共に撮像させる撮像制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の部品検査装置において、
前記撮像部を固定し、
前記移動部は、前記保持部を前記撮像部の光学系の光軸方向に沿った方向に移動することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、部品実装装置において、
請求項１から３のいずれか一項に記載の部品検査装置と、
前記保持部を移動させて前記部品を実装位置に搬送する搬送部と、
前記距離データから求められる前記部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つが前記記憶手段に記憶された許容値を超えていると前記判定手段により判断された場合に、前記搬送部に前記部品を実装位置に搬送せずに排出させる搬送制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の部品実装装置において、
前記撮像部が当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像した画像データに対して、前記撮像部から前記部品までの距離に応じた画像の中心位置ずれ量を予め算出した中心位置ずれ補正テーブルにより画像データを補正する位置ずれ補正手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の部品実装装置において、
前記撮像部が当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像した画像データに対して、前記撮像部から前記部品までの距離に応じた画像の中心位置ずれ量を予め算出した中心位置ずれ補正テーブル又は前記撮像部から前記部品までの距離に応じた画像の大きさの変化量を予め算出した倍率補正テーブルにより画像データを補正する倍率補正手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項４から６のいずれか一項に記載の部品実装装置において、
部品を保持した前記保持部が前記撮像部に到達するまでの移動中における複数の位置で撮像を行い、その撮像による画像データに基づいて、前記画素データ決定手段が同一位置の画素における焦点の合った画素データを求めるための、前記撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像の撮像を行う範囲の最適な位置を設定する前処理を行う最適環境決定手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、撮像部は、当該撮像部から部品までの距離が異なる複数の画像を撮像する。そして、画素データ決定手段は、撮像部により撮像された複数の撮像画像の中から同一位置の画素における焦点の合った画素データを決定する。
そして、距離データ決定手段は、画素データ決定手段により決定された各画素データを撮像したときの撮像部と部品の距離を画素データ毎に決定する。
そして、判定手段は、距離データから求められる部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離が記憶手段に記憶された許容値を超えているか否かを判定する。
これにより、保持部の中心からの部品の位置ずれを検査する撮像部のみを用いて、各画素位置（位置座標）における焦点のあった画素データのみを抽出して全ての画素位置において焦点が合う全焦点画像を作成することができ、全焦点画像の各画素データの距離データを求めることで、部品のどの部分に不良があるかを検出することができる。
すなわち、撮像部が複数の画像を撮像してその画像を処理することで、保持部の中心からの部品の位置ズレと、部品自体の検査とを行うことができるようになる。
よって、従来のように、部品の位置ズレを認識するための装置と部品自体を検査する装置の双方を設ける必要がなくなるので、実装対象物に実装される部品の検査にかかるコストを低減することができる。また、一つの部品の位置ズレの検査時と部品自体の検査時における部品の特徴点の位置を同じ画像から検出することができるので、それぞれのデータの整合性をとるような作業が不要となり、部品の検査の作業にかかる手間を軽減することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、撮像制御手段は、移動部により保持部や撮像部が所定距離移動する毎に、撮像部に部品を保持部と共に撮像させる。
これにより、所定の距離間隔毎に撮像画像を取得することができ、撮像画像の画素データと撮像部までの距離との関係を把握することが容易となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、撮像部を固定して、保持部を移動部により撮像部の光学系の光軸方向に移動させることで、撮像部と保持部に保持された部品との距離を変えることができる。
これにより、撮像部は、距離が異なる複数の画像を撮像することができる。また、光学系を備えているために位置決め精度が要求される撮像部を固定することで、ぶれの少ない画像を撮像することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、距離データから求められる部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つが記憶手段に記憶された許容値を超えていると判定手段により判断された場合には、搬送制御手段は、搬送部に部品を実装位置に搬送せずに排出させる。
これにより、距離データから求められる部品の所定部位の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つが許容値を超えている場合には部品が正常でないと考えられるため、その部品を実装せずに排出することで、所定の実装対象物に不良部品が実装されることを防止することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、画像データの画像の中心位置のずれ量を補正するための中心位置ずれ補正テーブルにより補正を行うので、撮像部の光学系における光軸と撮像部から部品までの距離を変えて撮像する際の部品の中心位置の移動軌跡とが不一致を生じているような場合であっても、それを原因とする画像の位置ずれの影響を解消することができ、より精度の高い部品検査を行うことが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、撮像部の光学系に非テレセントリックレンズを使用する場合でも、それを原因とする各位置での画像の大きさの変動の影響を解消することができ、より精度の高い部品検査を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、部品移動中において、当該撮像部から前記部品までの距離が異なる複数の画像を撮像する範囲の最適な位置を求めることができる。これにより、設定値に依存しない最適な撮像範囲を自動で設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】部品検査装置を備える部品実装装置の斜視図。
【図２】制御部に関する構成を示すブロック図。
【図３】部品検査の流れを示すフローチャート。
【図４】部品の撮像方法を説明する図。
【図５】各画素の撮像距離データで作成された画像を示す図。
【図６】最適環境決定処理の流れを示すフローチャート。
【図７】最適環境用の部品の撮像方法を説明する図であり、図７（Ａ）は撮像時の部品の正面方向から見た位置変化と実行する処理の関係を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の撮像時の部品の位置変化を平面方向から見た状態を示している。
【図８】最適環境決定処理による更新前（設定範囲）と更新後（最適範囲）の撮像範囲を説明する図。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は撮像部の光軸と吸着ノズルの軸芯が一致しない場合におけるＺ方向の各位置での撮像画像の位置変化を示す図である。
【図１０】補正ターゲットの部品認識カメラに向ける面を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は非テレセントリックレンズを使用した場合のＺ方向の各位置における撮像画像の大きさの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る部品検査装置及び部品実装装置の実施形態について説明する。なお、部品検査装置は、部品実装装置の一部であるため、部品実装装置と併せて説明する。
＜部品実装装置の構成＞
図１に示すように、部品実装装置１００は、部品供給装置から供給される電子部品（部品）を基板（実装対象物）に実装する装置である。
部品実装装置１００は、土台となる台部１を備えている。台部１の上面には、上面中央部から少し後方でＸ方向に延在し、基板Ｂを搬送する基板搬送路２が設けられている。台部１の前方には電子部品Ｐを基板Ｂに実装するための部品供給部３が設けられている。部品供給部３には、基板Ｂに実装される電子部品Ｐが格納されている。
【００２２】
台部１の上面には、Ｘ方向に延在し、ヘッド部４をＸ方向に往復移動自在に案内するＸ搬送部５（搬送部）と、Ｙ方向に延在し、ヘッド部４をＹ方向に往復移動自在に案内するＹ搬送部６（搬送部）とが設けられている。
Ｘ搬送部５は、Ｙ搬送部６上をＹ方向に沿って移動自在となるようにＹ搬送部６に設けられている。Ｘ搬送部５には、Ｘ方向に沿って移動自在となるようにヘッド部４が設けられている。すなわち、Ｘ搬送部５とＹ搬送部６により、ヘッド部４をＸＹ方向に移動させて電子部品Ｐを基板Ｂの実装位置まで移動させることができる。
【００２３】
ヘッド部４には、電子部品Ｐを吸着により保持して基板Ｂの実装位置まで搬送する吸着ノズル７（保持部）と、基板Ｂの上方から基板Ｂを撮像して基板Ｂの存在を認識する基板認識カメラ８とが設けられている。ここで、吸着ノズル７は、ヘッド部４に設けられているので、各搬送部５，６の駆動により、電子部品Ｐは、基板Ｂの実装位置まで移動可能となっている。
吸着ノズル７は、当該吸着ノズル７を図１のＺ方向に沿って移動させる移動部１４（図２参照）に連結されている。移動部１４は、ステッピングモータ等の移動量を制御可能なモータ、ボールねじ等を用いた機構である。
台部１の上面には、部品供給部３に隣接する部品認識カメラ９（撮像部）が設けられている。
部品認識カメラ９は、吸着ノズル７に吸着保持された電子部品Ｐを下方から吸着ノズル７と共に撮像するカメラである。部品認識カメラ９は、台部１の上面に直上を撮像できるような姿勢で固定されている。すなわち、部品認識カメラ９の光学系の光軸がＺ軸に一致している。
従って、吸着ノズル７の移動可能な方向と、部品認識カメラ９の配置との関係から、吸着ノズル７は、移動部１４によって部品認識カメラ９の光学系の光軸方向に沿った方向に上下動することができる。これにより、吸着ノズル７に保持された電子部品Ｐは、部品認識カメラ９に対して接離することができ、部品認識カメラ９は、電子部品Ｐまでの距離を変えて電子部品Ｐを撮像することができる。
台部１には、台部１上に設けられた各部を覆うカバー１１が設けられており、このカバー１１の一部には、電子部品実装装置１００の操作を行うための操作パネル１２が設けられている。操作パネル１２は、ユーザからの指示を入力することができると共に、ユーザに報知する情報を表示することができる。
【００２４】
台部１内には、電子部品実装装置１００の各駆動部の駆動を制御する制御部１３が設けられている。
制御部１３は、部品認識カメラ９が撮像した撮像画像を演算処理し、吸着ノズル７の中心からの電子部品Ｐの位置ズレを検査する。すなわち、制御部１３は、電子部品Ｐが吸着ノズル７に正しい状態で保持されているか否かを検査する。これは、吸着ノズル７は、基板Ｂの実装位置の直上に電子部品Ｐを搬送するため、電子部品Ｐが吸着ノズル７の正しい位置で保持されていなければ基板Ｂの実装位置に電子部品Ｐを実装することができないからである。
制御部１３は、電子部品Ｐの特徴点の位置、例えば、電極の位置を演算することで、電子部品Ｐが正常であるか否かを検査する。これは、電子部品Ｐの電極が欠損していたり、曲がっていたりすると、基板Ｂの実装位置に電子部品Ｐを実装することができないからである。そして、電子部品Ｐの状態が不良である場合には、撮像画像において電極等が検出される位置が大きく異なってしまうため、吸着ノズル７に対する電子部品Ｐの位置ズレを検査する際に用いる撮像画像と同じ撮像画像を用いて電子部品Ｐの検査をすることができる。
【００２５】
図２に示すように、制御部１３は、各演算処理を行うＣＰＵ１３ａと、ＣＰＵ１３ａの作業スペースとなるＲＡＭ１３ｂと、ＣＰＵ１３ａによる演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ１３ｃと、書き換え可能なデータ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１３ｄとを備えている。
【００２６】
ＥＥＰＲＯＭ１３ｄには、電子部品Ｐが基板Ｂに実装するための所定の基準を満たすか否かを決定づけるため、各画素データを撮像したときの部品認識カメラ９と電子部品Ｐの所定部位までの距離データから求められる電子部品Ｐの所定部位（例えば、電極）の仮想直線又は仮想平面からの距離の許容値が記憶されている。従って、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄは、記憶手段として機能する。
【００２７】
ＲＯＭ１３ｃには、ＣＰＵ１３ａに実行されることで、移動部１４により吸着ノズル７がＺ方向に所定距離移動する毎に、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを吸着ノズル７と共に撮像させる機能を実現する撮像制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵ１３ａによる撮像制御プログラムの実行により、部品認識カメラ９は、電子部品Ｐまでの距離が異なる複数の画像を撮像することができる。
従って、ＣＰＵ１３ａが撮像制御プログラムを実行することで、制御部１３は撮像制御手段として機能する。
【００２８】
ＲＯＭ１３ｃには、ＣＰＵ１３ａに実行されることで、部品認識カメラ９により撮像された複数の撮像画像の中から同一位置の画素における焦点の合った画素データを決定する機能を実現する画素データ決定プログラムが記憶されている。
従って、ＣＰＵ１３ａが画素データ決定プログラムを実行することで、制御部１３は画素データ決定手段として機能する。
【００２９】
ＲＯＭ１３ｃには、ＣＰＵ１３ａに実行されることで、画素データ決定プログラムの実行により決定された各画素データを撮像したときの部品認識カメラ９と電子部品Ｐの距離を画素データ毎に決定する機能を実現する距離データ決定プログラムが記憶されている。
従って、ＣＰＵ１３ａが距離データ決定プログラムを実行することで、制御部１３は距離データ決定手段として機能する。
【００３０】
ＲＯＭ１３ｃには、距離データから求められる電子部品Ｐの所定部位（例えば、電極）の仮想直線又は仮想平面からの距離がＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された許容値を超えているか否かを判定する機能を実現する判定プログラムが記憶されている。
従って、ＣＰＵ１３ａが判定プログラムを実行することで、制御部１３は判定手段として機能する。
【００３１】
ＲＯＭ１３ｃには、距離データから求められる電子部品Ｐの所定部位（例えば、電極）の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つがＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された許容値を超えていると判定プログラムの実行により判断された場合に、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させて、電子部品Ｐを基板Ｂの実装位置に搬送せずに排出させる機能を実現する搬送制御プログラムが記憶されている。
従って、ＣＰＵ１３ａが搬送制御プログラムを実行することで、制御部１３は搬送制御手段として機能する。
【００３２】
ＲＯＭ１３ｃには、吸着ノズル７により電子部品Ｐを吸着してから部品認識カメラ９の直上位置までＸ、Ｙ、Ｚ方向に吸着ノズル７を移動する間に、複数回の撮像を行い、最適な撮像範囲と最適な照明パターンとを決定する機能を実現する最適環境決定プログラムが記憶されている。
従って、ＣＰＵ１３ａが最適環境決定プログラムを実行することで、制御部１３は撮像に最適な撮像距離の範囲や最適な照明値を決定する最適環境決定手段として機能する。
【００３３】
制御部１３には、Ｘ搬送部５、Ｙ搬送部６、基板認識カメラ８、部品認識カメラ９、照明部１０、操作パネル１２が電気的に接続されており、制御部１３は、主に各部の駆動に関する制御を行う。
部品実装装置１００は、上記の各構成要素を備えており、そのうち、吸着ノズル７、部品認識カメラ９、照明部１０、移動部１４、制御部１３を備えることで部品検査装置１１０が構成されている。
【００３４】
＜電子部品の位置ズレ検査、不良検査の処理＞
部品実装装置１００により、吸着ノズル７に対する電子部品Ｐの位置ズレの検査、及び電子部品Ｐの不良検査（電極浮き検査について例示する）について説明する。
図３に示すように、最初に、ユーザにより、電極の検査を行う電子部品Ｐの設定、部品認識カメラ９で撮像する撮像距離（高さ）の範囲の設定、画像の撮像間隔の設定等を操作パネル１２から行う（ステップＳ１）。
ここで、撮像距離の範囲設定とは、複数の画像を撮像する撮像距離の範囲をいい、その範囲は、部品認識カメラ９の焦点が電極に合った位置を中心として電子部品ＰがＺ方向に沿って部品認識カメラ９に接近する方向と離間する方向に同じ距離だけとったものである。
具体的には、図４に示すように、部品認識カメラ９の焦点位置からＺ方向に沿って＋０．５ｍｍ（上限値）、−０．５ｍｍ（下限値）を設定する。従って、部品認識カメラ９は、Ｚ方向に１ｍｍの範囲内で画像を撮像することができる。
そして、撮像間隔は、このように設定された１ｍｍの撮像範囲の中で部品認識カメラ９が撮像を行う距離の間隔である。
具体的には、距離間隔を０．０５ｍｍと設定する。これにより、部品認識カメラ９は、設定した撮像範囲の中で、２１枚の画像を撮像することができる。
【００３５】
各設定が終了し、ユーザが操作パネル１２から実装開始の旨を入力すると、制御部１３は各部の駆動を制御して、電子部品Ｐの基板Ｂへの実装を開始する（ステップＳ２）。
電子部品Ｐの実装が開始されると、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させ、吸着ノズル７を部品供給部３に移動させる。そして、制御部１３は、移動部１４を駆動させて吸着ノズル７を下降させて電子部品Ｐを吸着、保持させる（ステップＳ３）。
次いで、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させ、吸着ノズル７を部品認識カメラ９の直上に移動させる（ステップＳ４）。
このとき、制御部１３は、吸着ノズル７を部品認識カメラ９に移動する過程で、前述した最適環境決定手段としての処理（最適環境決定処理とする）を実行する。かかる処理については詳細を後述する。
【００３６】
次いで、制御部１３は、移動部１４を駆動させて、電子部品Ｐを保持している吸着ノズル７をＺ方向に沿って上下動させ、部品認識カメラ９が電子部品Ｐの電極に焦点が合う位置まで電子部品Ｐを移動させる。制御部１３は、焦点を電極に合わせた後、移動部１４を駆動させてステップＳ１で設定した撮像範囲の最も高い位置（撮像距離の上限値（焦点位置から＋０．５ｍｍの位置））まで電子部品Ｐを上昇させる。上昇後、制御部１３は、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを撮像させる。
【００３７】
次いで、制御部１３は、移動部１４を駆動させて、ステップＳ１で設定した撮像間隔（距離０．０５ｍｍ）ずつ下降させて停止させ、停止後に部品認識カメラ９で電子部品９を撮像させる。以降、制御部１３は、移動部１４を駆動させて、撮像範囲の最も低い位置（撮像距離の下限値（焦点位置から−０．５ｍｍの位置））まで０．０５ｍｍずつ電子部品Ｐを下降させながら、部品認識カメラ９により電子部品Ｐを撮像させる。このように、Ｚ方向に１ｍｍの撮像範囲を０．０５ｍｍ毎に撮像していくと、撮像距離の異なる合計２１枚の撮像画像を取得することができる。制御部１３は、全ての撮像画像を撮像した後、その画像データをＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶させる（ステップＳ５）。
【００３８】
次いで、制御部１３は、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された２１枚の画像から、同一位置の画素を２１個分比較し、各画素において最も焦点の合った画素データを抽出し、全ての画素で焦点の合う全焦点画像を作成する（ステップＳ６，Ｓ７）。
ここで、焦点のあった画素データのみの抽出方法としては撮像された全ての画像に対して、例えば、公知の７×７の差分フィルターを実施し、全ての画像の同一画素位置で求められたフィルター結果が最も高い値を示す位置の画素データと位置を選択する事によるなどにより実現される。
【００３９】
次いで、制御部１３は、全焦点画像及び撮像距離の位置画像の作成後（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御部１３は、作成した全焦点画像を用い、電子部品Ｐの電極位置を検出する（ステップＳ９）。これは、周囲との画素データとの比較により、電極と何も存在しない背景との画素データが大きく異なることを利用すれば、容易に行うことができる。
次いで、制御部１３は、検出した電極の位置から、電子部品Ｐの中心位置を算出し、吸着ノズル７に対するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ズレを算出する（ステップＳ１０）。これにより、電子部品Ｐが吸着ノズル７に対してどの方向にどの程度傾いて吸着されているかを知ることができる。
【００４０】
次いで、制御部１３は、抽出された画素データを撮像したときの撮像距離（部品認識カメラ９からの高さ）の位置画像を作成する（ステップＳ１１）。
ここで、撮像距離の位置画像は、図５に示すように、各画素毎に採用された画素データを取得したときの撮像距離（高さ）を各画素位置に対応させて作成したデータである。ここで、どの撮像画像においても、焦点のあった画素データがない場合には、電子部品Ｐが存在しないとして、データは「０」とする。また、電極を検査する際、例えば、リード部品の場合、リードの先端からどの位置までの距離を測定するのかを指定するパラメータが存在し、この位置データを参照して撮像距離（高さ位置）を検出する事になる。
次いで、制御部１３は、電子部品Ｐの各電極の撮像距離を算出後、例えば、特開２００３−１３０６１９号公報に示されるような手法で、各辺の各リード端子の仮想直線からの距離、あるいは各リード端子の仮想平面からの距離を算出する（ステップＳ１２）。
次いで、制御部１３は、ステップＳ１２で算出した距離が許容値内にあるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。すなわち、算出した最小二乗直線、あるいは最小二乗平面からの距離に基づき、電極となるリードの浮き量を検出し、検出されたリードの浮き量が、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶されているリードの浮き量の許容値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４１】
ステップＳ１３において、制御部１３は、仮想直線からの距離あるいは仮想平面からの距離が許容値内にないと判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、すなわち、制御部１３が検出されたリードの浮き量が許容値を超えていると判断した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させて、吸着ノズル７に保持されている電子部品Ｐを基板Ｂに実装せずに外部の所定場所に廃棄させる（ステップＳ１４）。
【００４２】
一方、制御部１３は、仮想直線からの距離あるいは仮想平面からの距離が許容値内であると判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、すなわち、制御部１３が検出されたリードの浮き量が許容値を超えていないと判断した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御部１３は、吸着ノズル７に保持されている電子部品Ｐを基板Ｂに実装させる（ステップＳ１５）。
次いで、制御部１３は、電子部品Ｐの基板Ｂへの実装工程が終了したか否かを判断し（ステップＳ１６）、制御部１３は、終了したと判断すれば（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、これをもって本処理を終了させ、終了していないと判断すれば（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御部１３はステップＳ２の処理に戻る。
【００４３】
＜最適環境決定処理＞
部品実装装置１００において、吸着ノズル７に対する電子部品Ｐの位置ズレの検査、及び電子部品Ｐの不良検査に最適な環境を決定する準備処理について図６のフローチャートに基づいて説明する。
最適な環境を決定する準備処理は、前述した電子部品Ｐの位置ズレ検査及び不良検査の処理における、吸着ノズル７による電子部品Ｐの吸着から部品認識カメラ９の直上への移動（図３：ステップＳ４）までの間に実施される。
【００４４】
ステップＳ３の保持部による電子部品Ｐの吸着後、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させ、吸着ノズル７もしくは電子部品Ｐの、一部ないし全体が部品認識カメラ９の撮像範囲に入る位置（最適環境のための撮像開始位置とする）まで、吸着ノズル７を移動させる（図６、ステップＳ２０１）。
【００４５】
最適環境のための撮像開始位置において、制御部１３は、照明部１０を点灯させ、照明の強度を変更する。そして、制御部１３は、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを撮像させる。
次いで、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させ、所定距離移動させる。また、移動部１４により吸着ノズル７をＺ方向に所定距離移動させる。これ以降、制御部１３は、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに予め記憶された照明強度に変更し、移動しつつ設定した回数の撮像を繰り返す（ステップＳ２０２）。
具体的には、図７のｐ１、ｐ２、ｐ３に示すように、吸着ノズル７の位置がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ所定距離移動した後の位置において照明強度の変更を行い、撮像を行う。各位置ｐ１〜ｐ３における照明強度は、ある程度、適正と認められる三つの候補値がＥＥＰＲＯＭ１３ｄに用意されている。
【００４６】
次いで、制御部１３は、上記ステップＳ２０２で撮像した複数枚の画像から、最適な照明強度を演算し、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに粗位置決めのための最適な照明強度として記憶させる（ステップＳ２０３）。
例えば、最適な照明強度を決定する照明強度演算は、複数回の撮像で得られた画像のそれぞれにおいて、電子部品Ｐの特徴点（例えば、リード位置）の輝度値を求め、特徴点の輝度値と予め設定されている上限輝度値とを比較し、特徴点の輝度値が上限輝度値を超えなかった画像の撮像時の照明強度を最適照明強度とする方法や、複数回の撮像で得られた画像のそれぞれにおいて、電子部品Ｐの特徴点付近のコントラスト値を求め、コントラストが最もはっきり出ている画像の撮像時の照明強度を最適照明強度とする方法などがある。
なお、特徴点の輝度値が上限輝度値を超えるか否かにより照明強度を決定する方法を採る場合において、上限輝度値を超えない照明強度が複数ある場合には、その中で最も低い照明強度に決定される。
【００４７】
次いで、制御部１３は、照明部１０を点灯させ、粗位置決めのための最適な照明強度（ステップＳ２０３で求めた照明強度）に変更する。そして、制御部１３は、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを撮像させる。また、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させ、所定距離移動させる。さらに、移動部１４により吸着ノズル７をＺ方向に所定距離移動させる。（ステップＳ２０４）。
具体的には、図７のｐ４以上の偶数番号の位置（ｐ４，ｐ６，ｐ８…）に示すように、吸着ノズル７の位置がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ所定距離移動した位置で撮像を行う。
【００４８】
次いで、制御部１３は、照明部１０を点灯させ、照明パターンを変更する。照明パターンは予め用意された照明パターンテーブルの値を使用する。そして、制御部１３は、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを撮像させる。また、制御部１３は、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６を駆動させ、所定距離移動させる。さらに、移動部１４により吸着ノズル７をＺ方向に所定距離移動させる（ステップＳ２０５）。
具体的には、図７のｐ５以上の奇数番号の位置（ｐ５，ｐ７，ｐ９…）に示すように、吸着ノズル７の位置がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ所定距離移動した位置で撮像を行う。
【００４９】
これ以降、制御部１３は、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５を、設定した回数または最適環境のための撮像終了位置（例えば、部品認識カメラ９の直上位置）に移動するまで繰り返す（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０５の照明パターンは複数用意されており、ステップＳ２０５が行われる毎に、順番に使用していない照明パターンに変更する。
【００５０】
そして、以上のステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５において、全ての撮像画像は撮像した後、その画像データをＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶させる。
【００５１】
次いで、制御部１３は、ステップＳ２０４で撮像され、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された粗位置決めのための画像から最適な撮像範囲を決定し、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶されている外部から設定されたＺ軸方向の撮像範囲を、最適な撮像範囲で更新させる（ステップＳ２０７）。
具体的には、図８に示す様に、図３のステップＳ６以降の処理を行うために予め広く設定されていたＺ軸方向の撮像範囲を、同処理を行うのにより最適な撮像範囲に更新する。
【００５２】
例えば、最適な撮像範囲は、電子部品Ｐの特徴点を中心とした局所領域に対して、ＲＯＭ１３ｃに記憶されている画素データ決定プログラムと距離データ決定プログラムを実行し、得られた距離を中心に所定の幅を持たせた範囲を最適な撮像範囲とする方法や、電子部品Ｐの特徴点付近のコントラスト値を求め、コントラスト値が高い画像を撮像した位置の前後で、コントラスト値が低い画像を撮像した位置２ヶ所の間を、最適な撮像範囲とする方法などで求める。
【００５３】
即ち、画素データ決定プログラムと距離データ決定プログラムによる場合には、電子部品Ｐの特徴点について、ｐ４以上の偶数番号の位置（ｐ４，ｐ６，ｐ８…）での各画像データから、前述した７×７の差分フィルターを使用して焦点のあった画素データを求め、当該焦点の合った画素データを撮像した時の撮像距離を算出する。そして、当該撮像距離を中心として上下に所定の幅を持たせた範囲を新たな撮像範囲とする。
【００５４】
また、特徴点付近のコントラスト値による場合には、コントラスト値が最大となる位置を中心として当該最大値よりもある程度コントラスト値が低くなるまでの上下の位置範囲を求め、これを新たな撮像範囲とする。
【００５５】
また、制御部１３は、ステップＳ２０５で撮像され、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された照明パターンのための複数の画像から、最適な照明パターンを決定し、ＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶されている照明パターンを、最適な照明パターンで更新させる（ステップＳ２０８）。
具体的には、最適な照明パターンは、電子部品Ｐの特徴点付近のコントラスト値を求め、コントラスト値が予め設定した基準コントラスト値と最も近くなった画像の撮像時の照明パターンを最適な照明パターンにする方法などがある。
【００５６】
以上の前処理により求められた照明パターンと最適な撮像範囲とを反映して、図３のステップＳ５の処理が行われる。
【００５７】
＜作用効果＞
以上のように、部品検査装置１１０及び部品実装装置１００によれば、部品認識カメラ９は、部品認識カメラ９から電子部品Ｐまでの距離が異なる複数の画像を撮像する。そして、制御部１３は、画素データ決定プログラムの実行により、部品認識カメラ９により撮像された複数の撮像画像の中から同一位置の画素における焦点の合った画素データを決定して全焦点画像を作成する。
そして、制御部１３は、距離データ決定プログラムの実行により、決定された各画素データを撮像したときの部品認識カメラ９と電子部品Ｐの距離を画素データ毎に決定する。
そして、制御部１３は、判定プログラムの実行により、距離データから求められる電子部品Ｐのリードの仮想直線又は仮想平面からの距離がＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された許容値を超えているか否かを判定する。
これにより、吸着ノズル７の中心からの電子部品Ｐの位置ズレを検査する部品認識カメラ９のみを用いて、各画素位置（位置座標）における焦点のあった画素データのみを抽出して全ての画素位置において焦点が合う全焦点画像を作成することができ、全焦点画像の各画素データの距離データを求めることで、部品のどの部分に不良があるかを検出することができる。
すなわち、部品認識カメラ９が複数の画像を撮像してその画像を処理することで、吸着ノズル７の中心からの電子部品Ｐの位置ズレと、電子部品Ｐ自体の検査とを行うことができるようになる。
よって、従来のように、電子部品Ｐの位置ズレを認識するための装置と電子部品Ｐ自体を検査する装置の双方を設ける必要がなくなるので、基板Ｂに実装される電子部品Ｐの検査にかかるコストを低減することができる。また、一つの電子部品Ｐの位置ズレの検査時と電子部品Ｐ自体の検査時における電子部品Ｐの特徴点の位置（リードの位置等）を同じ画像から検出することができるので、それぞれのデータの整合性をとるような作業が不要となり、電子部品Ｐの検査の作業にかかる手間を軽減することができる。
【００５８】
また、制御部１３は、移動部１４により吸着ノズル７や部品認識カメラ９が所定距離移動する毎に、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを吸着ノズル７と共に撮像させる。
これにより、所定の距離間隔毎に撮像画像を取得することができ、撮像画像の画素データと部品認識カメラ９までの距離との関係を把握することが容易となる。
【００５９】
また、部品認識カメラ９を固定して、吸着ノズル７を移動部１４により部品認識カメラ９の光学系の光軸方向に移動させることで、部品認識カメラ９と吸着ノズル７に保持された電子部品Ｐとの距離を変えることができる。
これにより、部品認識カメラ９は、距離が異なる複数の画像を撮像することができる。また、光学系を備えているために位置決め精度が要求される部品認識カメラ９を固定することで、ぶれの少ない画像を撮像することができる。
【００６０】
また、制御部１３による判定プログラムの実行により、距離データから求められる電子部品Ｐの所定部位（電極）の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つがＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶された許容値を超えていると判定された場合には、制御部１３は、搬送制御プログラムを実行することにより、Ｘ搬送部５及びＹ搬送部６に電子部品Ｐを基板Ｂの実装位置に搬送せずに排出させる。
これにより、距離データから求められる電子部品Ｐの所定部位（電極）の仮想直線又は仮想平面からの距離のうち、少なくとも一つが許容値の超えている場合には電子部品Ｐが正常でないと考えられるため、その電子部品Ｐを実装せずに排出することで、基板Ｂに不良の電子部品Ｐが実装されることを防止することができる。
【００６１】
また、所定部位が仮想直線又は仮想平面からの距離が許容値を超えてなく正常であったとしても、仮想平面が前記許容値とは別に、仮想平面そのものに対する許容値を予め設定しておき、これを超えた時に部品を搭載するには正常ではないと判断し排出する事も出来る。
つまり、仮想直線又は仮想平面の傾きに許容値を設定し、その適否を判断することで、不良の電子部品の実装をより厳密に排除することが可能となる。
【００６２】
＜その他１＞
また、図４に示す撮像部９の光軸が、前述したステップＳ５における撮像時において、吸着ノズル７の軸芯と一致しない場合、移動部１４により吸着ノズル７が部品認識カメラ９に対してＺ方向について所定距離移動する毎に、部品認識カメラ９により、電子部品Ｐを吸着ノズル７と共に撮像した場合、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、撮像する対象物の中心にずれを生じる。
このずれを補正するために、図１０に示すように、予め、複数の基準点（複数の円のマークの中心位置）の位置が既知である補正ターゲット１００を吸着ノズル７に搭載して、Ｚ方向に所定距離の移動毎の画像からマークの重心演算を行い、Ｚ方向における複数の位置での各マークの重心の位置ずれ量を求め、これらをＥＥＰＲＯＭ１３ｄに記憶した位置ずれ補正テーブルを作成する。
この位置ずれ補正テーブル量のデータを元に各画像を取得する際に、そのＺ方向における撮像位置に基づいて補正を行い、全焦点画像のデータを算出する。
かかる補正を前述したステップＳ５における撮像持の画像データを記憶する際に、或いは、既に記憶された画像データをステップＳ６以降の処理で使用する際に、実施する構成としても良い。かかる補正処理を行うことにより、制御部１３は位置ずれ補正手段として機能することとなる。
【００６３】
また、部品認識カメラ９がテレセントリックレンズを用いる場合には、吸着ノズル７がＺ方向に移動する場合でも、電子部品Ｐと吸着ノズル７は移動に伴い画像の大きさは変動しない。上述した部品検査装置の部品認識カメラ９はその前提により画像の大きさの変動に対する補正処理は行っていない。
しかしながら、例えば、部品認識カメラ９が非テレセントリックレンズを使用する場合には、図１１の様に、移動部１４により吸着ノズル７や部品認識カメラ９がＺ方向に所定距離移動する毎に、部品認識カメラ９に電子部品Ｐを吸着ノズル７と共に撮像させた場合、画像の大きさが変化するため、全焦点を算出する際に、異なる位置での照合となってしまう。
従って、非テレセントリックレンズを用いる場合には、前述と同じ補正ターゲット１００を吸着ノズル７に搭載し、Ｚ方向における複数の位置で撮像を行い、マーク芯間距離を移動距離毎に予め算出する。そして、Ｚ方向における各位置での倍率変化をＥＥＰＲＯＭ１３ｄに倍率補正テーブルとして記憶する。そして、この倍率補正テーブルの値を元に各画像を取得する際に、そのＺ方向における撮像位置に基づいて補正を行い、全焦点画像のデータを算出する。
かかる補正を前述したステップＳ５における撮像持の画像データを記憶する際に、或いは、既に記憶された画像データをステップＳ６以降の処理で使用する際に、実施する構成としても良い。かかる補正処理を行うことにより、制御部１３は倍率補正手段として機能することとなる。
【００６４】
＜その他２＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、部品認識カメラでの撮像において、焦点位置から±０．５ｍｍの範囲を０．０５ｍｍ刻みで撮像距離を変えて電子部品Ｐを撮像していたが、撮像する範囲と高さの間隔は自由に変更可能である。
また、部品認識カメラから電子部品までの撮像距離（高さ）を検出するための仮想平面は、ＪＥＩＴＡ（社団法人  電子情報技術産業協会）規格のＥＤ−７４０１−４に示される仮想平面を求めて算出するようにしても良い。
また、電子部品の保持位置のズレは、特定の部分（電極等）に焦点のあった撮像画像を用いて検出しても良いし、全焦点画像を用いて検出しても良い。
また、電子部品の保持位置のズレは、全焦点画像を作成する際の撮像距離の距離データ（高さデータ）により作成された画像を用いても良い。このとき、位置ズレの認識方法として、距離データによるテンプレートとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させておき、作成された距離データによる画像とテンプレートとを比較してマッチングを行い、位置決めを行っても良い。
また、ボール部品の様に電極に凹凸がある様な部品においては、ボール部は距離データにより生成された画像データを用いて認識を行い、方向判別用のマークなどが付された凹凸の無い部分は全焦点画像、または焦点位置の画像を用いるなど、同一の部品においても処理対象となる部分に応じて扱う画像データを選択しても良い。
【符号の説明】
【００６５】
５  Ｘ搬送部（搬送部）
６  Ｙ搬送部（搬送部）
７  吸着ノズル（保持部）
９  部品認識カメラ（撮像部）
１０  照明ボックス（照明部）
１３  制御部（画素データ決定手段、距離データ決定手段、判定手段、撮像制御手段、搬送制御手段）
１３ｄ  ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
１４  移動部
１００  部品実装装置
１１０  部品検査装置
Ｂ  基板
Ｐ  電子部品（部品）
【図１】
2011082506.tif 000003
【図２】
2011082506.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011082506.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011082506.tif 000008
【図７】
2011082506.tif 000009
【図８】
2011082506.tif 000010
【図９】
2011082506.tif 000011
【図１０】
2011082506.tif 000012
【図１１】
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