(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が実装される基板に対して作業を行う作業部と、
前記部品を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像した前記部品の画像を拡大処理する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、予め取得した前記部品のサイズと、前記撮像部の分解能と、画像から前記部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、前記部品の外縁部の位置を検出する処理を行う前に、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理とのうち少なくとも一方を行うように構成されている、基板作業装置。
【請求項２】
前記画像処理部により拡大された前記部品の画像に基づいて、前記部品の位置を含む部品姿勢を検出するように構成されている、請求項１に記載の基板作業装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を３次以上の高次式を用いて求めるように構成されている、請求項１または２に記載の基板作業装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記部品の画像のサンプリング領域幅の画素数が、前記部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板作業装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記部品の画像のサンプリング領域幅の画素数が、前記撮像部の分解能以上の精度において、前記部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成されている、請求項４に記載の基板作業装置。
【請求項６】
前記画像処理部が画像の拡大率を決定する際に前記位置精度標準偏差を用いる場合、画像に対して前記部品を移動させた複数の位置および姿勢の前記部品の画像に基づいて、前記位置精度標準偏差が求められるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板作業装置。
【請求項７】
基板に部品を実装する作業を行う実装ヘッドと、
前記実装ヘッドに保持された前記部品を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像した前記部品の画像を拡大処理する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、予め取得した前記部品のサイズと、前記撮像部の分解能と、画像から前記部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、前記部品の外縁部の位置を検出する処理を行う前に、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理とのうち少なくとも一方を行うように構成されている、部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板作業装置および部品実装装置に関し、特に、撮像部を備えた基板作業装置および部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像部を備えた部品実装装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、基板に部品を実装する部品保持ヘッドと、部品保持ヘッドに保持された部品を撮像する部品カメラ（撮像部）と、部品カメラにより撮像した部品の画像を拡大または縮小処理する画像処理コンピュータとを備える電子回路部品装着機（部品実装装置）が開示されている。この特許文献１の電子回路部品装着機では、部品のサイズに応じた指定倍率により部品の画像が拡大または縮小処理され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２００３−２７３５８９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、上記特許文献１の電子回路部品装着機（部品実装装置）では、部品のサイズに応じた指定倍率により部品の画像が拡大または縮小処理されるように構成されているため、極小部品の画像を単純に指定倍率で拡大した場合に、極小部品が鮮明に表示されない場合もあると考えられる。この場合には、極小部品を精度よく認識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、極小部品を精度よく認識することが可能な基板作業装置および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】
この発明の第１の局面による基板作業装置は、部品が実装される基板に対して作業を行う作業部と、部品を撮像可能な撮像部と、撮像部により撮像した部品の画像を拡大処理する画像処理部とを備え、画像処理部は、予め取得した部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、部品の外縁部の位置を検出する処理を行う前に、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理とのうち少なくとも一方を行うように構成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面による基板作業装置では、上記のように、部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理とのうち少なくとも一方を行う画像処理部を設ける。これにより、部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定した場合には、部品のサイズや撮像部の分解能が変化しても、部品の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により部品の位置および姿勢を精度よく認識することができる。また、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定した場合には、部品の位置検出の誤差を規格値以内の精度となるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により部品の位置および姿勢を精度よく認識することができる。これらの結果、極小部品を精度よく認識することができる。
【０００９】
上記第１の局面による基板作業装置において、好ましくは、画像処理部により拡大された部品の画像に基づいて、部品の位置を含む部品姿勢を検出するように構成されている。このように構成すれば、拡大された画像により極小部品の位置を含む部品姿勢を精度よく認識することができる。
【００１０】
上記第１の局面による基板作業装置において、好ましくは、画像処理部は、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を３次以上の高次式を用いて求めるように構成されている。このように構成すれば、３次以上の高次式により滑らかに画素を補間して画像を拡大することができるので、拡大した画像により極小部品をより精度よく認識することができる。
【００１１】
上記第１の局面による基板作業装置において、好ましくは、画像処理部は、部品の画像のサンプリング領域幅の画素数が、部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成されている。このように構成すれば、部品の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確実に確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により極小部品をより精度よく認識することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、画像処理部は、部品の画像のサンプリング領域幅の画素数が、撮像部の分解能以上の精度において、部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成されている。このように構成すれば、撮像部の分解能以上の精度が必要な場合でも、部品の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確実に確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により極小部品をより一層精度よく認識することができる。
【００１３】
上記第１の局面による基板作業装置において、好ましくは、画像処理部が画像の拡大率を決定する際に位置精度標準偏差を用いる場合、画像に対して部品を移動させた複数の位置および姿勢の部品の画像に基づいて、位置精度標準偏差が求められるように構成されている。このように構成すれば、画像の拡大率を決定する際に用いる位置精度標準偏差を部品に応じて容易に求めることができるので、画像の最適な拡大率を容易に決定することができる。
【００１４】
この発明の第２の局面による部品実装装置は、基板に部品を実装する作業を行う実装ヘッドと、実装ヘッドに保持された部品を撮像可能な撮像部と、撮像部により撮像した部品の画像を拡大処理する画像処理部とを備え、画像処理部は、予め取得した部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、部品の外縁部の位置を検出する処理を行う前に、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理とのうち少なくとも一方を行うように構成されている。
【００１５】
この発明の第２の局面による部品実装装置では、上記のように、部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理とのうち少なくとも一方を行う画像処理部を設ける。これにより、部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定した場合には、部品のサイズや撮像部の分解能が変化しても、部品の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により部品の位置および姿勢を精度よく認識することができる。また、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定した場合には、部品の位置検出の誤差を規格値以内の精度となるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により部品の位置および姿勢を精度よく認識することができる。これらの結果、極小部品を精度よく認識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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、極小部品を精度よく認識することが可能な基板作業装置および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】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による部品実装装置の概略を示した平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による部品実装装置の制御的な構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による部品実装装置の部品認識処理を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態による部品実装装置の部品認識処理の際のサンプリング画素数を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態による部品実装装置の拡大倍率の決定処理を説明するための表である。
【図６】本発明の第１実施形態による部品実装装置のＣＰＵによる拡大倍率決定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態による部品実装装置の画像処理精度の規格値を説明するための表である。
【図８】本発明の第２実施形態による部品実装装置の拡大倍率の決定処理を説明するための表である。
【図９】本発明の第２実施形態による部品実装装置のＣＰＵによる拡大倍率決定処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［第１実施形態］
（部品実装装置の構成）
まず、図１を参照して、本発明の第１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。
【００２０】
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。なお、部品実装装置１００は、特許請求の範囲の「基板作業装置」の一例である。
【００２１】
図１に示すように、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、部品認識カメラ７とを備えている。また、図２に示すように、部品実装装置１００は、制御的な構成として、ＣＰＵ（中央演算処理装置）８１と、記憶装置８２と、メモリ８３と、表示部８４と、入力装置８５と、モータコントローラ８６と、カメラＩ／Ｆ８７と、照明コントローラ８８と、各種Ｉ／Ｏ８９と、モータアンプ９０と、モータ９１とを備えている。なお、ヘッドユニット４は、特許請求の範囲の「作業部」の一例であり、部品認識カメラ７は、特許請求の範囲の「撮像部」の一例である。また、ＣＰＵ８１は、特許請求の範囲の「画像処理部」の一例である。
【００２２】
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ように構成されている。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、リールを回転させて部品３１を保持するテープを送出することにより、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。また、部品３１は、一辺のサイズが１ｍｍ以下の極小の部品を含む。
【００２５】
ヘッドユニット４は、部品３１が実装される基板Ｐに対して作業を行うように構成されている。具体的には、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。
【００２６】
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（図２参照）に部品３１を装着（実装）する作業を行うように構成されている。
【００２７】
基板認識カメラ４３は、基板Ｐの位置を認識するために、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。また、基板認識カメラ４３の近傍には、照明４４（図２参照）が設けられている。照明４４は、基板認識カメラ４３の撮像時に可視光を基板Ｐに照射するように構成されている。これにより、基板認識カメラ４３により基板Ｐを鮮明に撮像することが可能である。
【００２８】
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。
【００２９】
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ＸＹ方向に移動可能である。
【００３０】
部品認識カメラ７は、基台１の上面上に固定されている。部品認識カメラ７は、部品を撮像可能に構成されている。具体的には、部品認識カメラ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。部品認識カメラ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ＣＰＵ８１により取得することが可能である。また、部品認識カメラ７の近傍には、照明７１（図２参照）が設けられている。照明７１は、部品認識カメラ７の撮像時に可視光をノズル４１に吸着された部品３１に照射するように構成されている。これにより、部品認識カメラ７によりノズル４１に吸着された部品３１を鮮明に撮像することが可能である。
【００３１】
ＣＰＵ８１は、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、基板認識カメラ４３や部品認識カメラ７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。
【００３２】
記憶装置８２は、基板Ｐの情報、部品３１の情報、実装動作を行うプログラムなどが格納されている。記憶装置８２は、たとえば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）や、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）などを含んでいる。
【００３３】
メモリ８３は、ＣＰＵ８１の動作の際に情報が記憶されるように構成されている。表示部８４は、部品実装装置１００の状態や、生産している基板Ｐの情報などが表示されるように構成されている。入力装置８５は、ユーザの部品実装装置１００に対する操作が入力されるように構成されている。入力装置８５は、たとえば、マウス、キーボード、スイッチ、タッチパネルなどが含まれる。
【００３４】
モータコントローラ８６は、ＣＰＵ８１の制御によりモータアンプ９０を介して各種モータ９１（モータ５１、モータ６１、実装ヘッド４２の昇降モータ（Ｚ軸モータ）、実装ヘッド４２の回転モータ（Ｒ軸モータ）など）を駆動させるように構成されている。カメラＩ／Ｆ（インターフェース）は、部品認識カメラ７および基板認識カメラ４３が接続されている。また、カメラＩ／Ｆは、ＣＰＵ８１に接続されている。これにより、ＣＰＵ８１と、部品認識カメラ７および基板認識カメラ４３とをそれぞれ接続するように構成されている。
【００３５】
照明コントローラ８８は、ＣＰＵ８１の制御により照明７１および４４を駆動させるように構成されている。各種Ｉ／Ｏ（入出力）８９は、ＣＰＵ８１に対して、入力および出力される信号を制御するように構成されている。
【００３６】
ここで、第１実施形態では、ＣＰＵ８１は、部品認識カメラ７により撮像した部品３１の画像を拡大処理するように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、部品３１のサイズと、部品認識カメラ７の分解能と、画像から部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行うように構成されている。そして、ＣＰＵ８１は、決定した拡大率により部品３１の画像を拡大する処理を行うように構成されている。なお、部品３１のサイズは、部品ライブラリとして記憶装置８２に記憶されている。また、部品認識カメラ７の分解能は、マシンパラメータとして記憶装置８２に記憶されている。
【００３７】
また、ＣＰＵ８１は、拡大された部品３１の画像に基づいて、部品３１の位置を含む部品姿勢を検出するように構成されている。具体的には、図３に示すように、部品３１の位置を含む部品姿勢が検出（認識）される。まず、図３の（１）において、部品３１の外接線が認識される。そして、外接線に基づいて、仮中心位置Ｃ１が決定される。図３の（２）において、仮中心位置Ｃ１に基づいて、部品３１のエッジ（外縁部）を検出するための６個のサンプリング領域Ｓａ１が設定される。サンプリング領域Ｓａ１は、部品３１の短辺に１つずつ、長辺に２つずつ設定される。
【００３８】
図３の（３）において、各サンプリング領域Ｓａ１において、部品３１のエッジが検出される。そして、検出された部品３１のエッジに基づいて仮中心位置Ｃ２と仮回転角度θ１が決定される。図３の（４）において、仮中心位置Ｃ２と仮回転角度θ１とに基づいて、６個のサンプリング領域Ｓａ２が新たに設定される。図３の（５）において、各サンプリング領域Ｓａ２において、部品３１のエッジが検出される。そして、検出された部品３１のエッジに基づいて中心位置Ｃ３と回転角度θ２が決定される。
【００３９】
また、ＣＰＵ８１は、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を３次式を用いて求めるように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、画像を拡大する際に、元の画像の画素の間に新たに画素を補間して拡大処理を行う。この場合、ＣＰＵ８１は、補間する画素の輝度値を周囲の４×４の合計１６画素の輝度値を用いて３次式により求めるバイキュービック補間を行うように構成されている。これにより、部品３１の画像を、部品３１のエッジ（外縁部）のシャギーが目立たないより精度の高い滑らかなグラデーションを有する画像に拡大することが可能である。
【００４０】
また、ＣＰＵ８１は、部品３１の画像のサンプリング領域幅の画素数が、部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、部品３１の画像のサンプリング領域幅の画素数が、部品認識カメラ７の分解能以上の精度において、部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成されている。たとえば、撮像した画像の画素の１／Ｎ以下の大きさの画素を用いて部品３１の外縁部の位置を検出する場合、サンプリング画素数は、Ｎ以上とすることが望ましい。図４に示す例のように、１／１０の大きさの画素を用いる場合、サンプリング画素数は、１０画素以上とすることが望ましい。
【００４１】
（拡大倍率の決定処理）
図５および図６を参照して、拡大倍率の決定処理の一例について説明する。
【００４２】
図５に示す例では、種類（サイズ）が異なる４つの部品３１（部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃおよび部品Ｄ）についての拡大倍率の決定処理について示している。なお、部品Ａが一番大きいサイズの部品であり、部品Ｂ、部品Ｃ、部品Ｄの順でサイズが小さくなる。つまり、部品Ａの長辺サイズＬａ１、部品Ｂの長辺サイズＬｂ１、部品Ｃの長辺サイズＬｃ１、部品Ｄの長辺サイズＬｄ１の関係は、Ｌａ１＞Ｌｂ１＞Ｌｃ１＞Ｌｄ１となる。また、部品Ａの短辺サイズＬａ２、部品Ｂの短辺サイズＬｂ２、部品Ｃの短辺サイズＬｃ２、部品Ｄの短辺サイズＬｄ２の関係は、Ｌａ２＞Ｌｂ２＞Ｌｃ２＞Ｌｄ２となる。また、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃおよび部品Ｄは、一辺のサイズが１ｍｍ以下の極小サイズの部品である。
【００４３】
部品Ａの長辺サイズ（画素数）Ｐａ１は、部品認識カメラ７の分解能Ｒを用いて、Ｐａ１＝Ｌａ１／Ｒと表される。また、部品Ｂの長辺サイズ（画素数）Ｐｂ１は、部品認識カメラ７の分解能Ｒを用いて、Ｐｂ１＝Ｌｂ１／Ｒと表される。また、部品Ｃの長辺サイズ（画素数）Ｐｃ１は、部品認識カメラ７の分解能Ｒを用いて、Ｐｃ１＝Ｌｃ１／Ｒと表される。部品Ｄの長辺サイズ（画素数）Ｐｄ１は、部品認識カメラ７の分解能Ｒを用いて、Ｐｄ１＝Ｌｄ１／Ｒと表される。部品Ａの短辺サイズ（画素数）Ｐａ２は、Ｐａ２＝Ｌａ２／Ｒと表される。また、部品Ｂの短辺サイズ（画素数）Ｐｂ２は、Ｐｂ２＝Ｌｂ２／Ｒと表される。また、部品Ｃの短辺サイズ（画素数）Ｐｃ２は、Ｐｃ２＝Ｌｃ２／Ｒと表される。部品Ｄの短辺サイズ（画素数）Ｐｄ２は、Ｐｄ２＝Ｌｄ２／Ｒと表される。
【００４４】
長辺サンプリング領域幅は、長辺の長さに基づいて設定される。たとえば、長辺サンプリング領域幅は、長辺の長さの１／２に設定される。つまり、部品Ａの長辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗａ１は、Ｗａ１＝Ｐａ１／２と表される。また、部品Ｂの長辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗｂ１は、Ｗｂ１＝Ｐｂ１／２と表される。また、部品Ｃの長辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗｃ１は、Ｗｃ１＝Ｐｃ１／２と表される。また、部品Ｄの長辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗｄ１は、Ｗｄ１＝Ｐｄ１／２と表される。部品Ａの短辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗａ２は、Ｗａ２＝Ｐａ２／２と表される。また、部品Ｂの短辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗｂ２は、Ｗｂ２＝Ｐｂ２／２と表される。また、部品Ｃの短辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗｃ２は、Ｗｃ２＝Ｐｃ２／２と表される。また、部品Ｄの短辺サンプリング領域幅（画素数）Ｗｄ２は、Ｗｄ２＝Ｐｄ２／２と表される。
【００４５】
ここで、長辺よりも短辺の方が短いため、サンプリング領域幅（画素数）も短辺の方が短くなる。つまり、短辺サンプリング幅が部品３１のエッジ（外縁部）を検出するのに必要な幅（画素数）となるように、拡大することができれば、長辺サンプリング幅も部品３１のエッジ（外縁部）を検出するのに必要な幅（画素数）となる。
【００４６】
部品Ａの拡大倍率は、部品３１のエッジ（外縁部）を検出するのに必要な幅（画素数）ｎを用いて、Ｗａ２／ｎとした値以上で、かつ、最も小さい自然数の値となる。同様に、部品Ｂ、部品Ｃおよび部品Ｄの拡大倍率が求められる。なお、図５に示す例の場合、部品Ａの拡大倍率は１倍となり、部品Ｂの拡大倍率は２倍となり、部品Ｃの拡大倍率は３倍となり、部品Ｄの拡大倍率は３倍となる。
【００４７】
次に、図６を参照して、部品実装装置１００のＣＰＵ８１による拡大倍率の決定処理についてフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】
図６のステップＳ１において、部品ライブラリとして記憶装置８２に記憶された部品サイズが読み出される。ステップＳ２において、マシンパラメータとして記憶装置８２に記憶された部品認識カメラ７の分解能が読み出される。
【００４９】
ステップＳ３において、画像の拡大率が、部品サイズと、部品認識カメラ７の分解能と、部品３１の水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）の外縁部の位置を検出するためのサンプリング領域幅（画素数）に必要とされる画素数ｎとから決定される。その後、拡大倍率の決定処理が終了される。
【００５０】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５１】
第１実施形態では、上記のように、部品３１のサイズと、部品認識カメラ７の分解能と、画像から部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行うＣＰＵ８１を設ける。これにより、部品３１のサイズや部品認識カメラ７の分解能が変化しても、部品３１の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により部品３１の位置および姿勢を精度よく認識することができる。その結果、極小の部品３１を精度よく認識することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、ＣＰＵ８１により拡大された部品３１の画像に基づいて、部品３１の位置を含む部品姿勢を検出するように構成する。これにより、拡大された画像により極小の部品３１の位置を含む部品姿勢を精度よく認識することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、ＣＰＵ８１を、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を３次式を用いて求めるように構成する。これにより、３次式により滑らかに画素を補間して画像を拡大することができるので、拡大した画像により極小の部品３１をより精度よく認識することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、ＣＰＵ８１を、部品３１の画像のサンプリング領域幅の画素数が、部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成する。これにより、部品３１の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確実に確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により極小の部品３１をより精度よく認識することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、ＣＰＵ８１を、部品３１の画像のサンプリング領域幅の画素数が、部品認識カメラ７の分解能以上の精度において、部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数以上になるように、画像の拡大率を決定するように構成する。これにより、部品認識カメラ７の分解能以上の精度が必要な場合でも、部品３１の外縁部の位置を検出可能なサンプリング画素数が確実に確保されるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により極小の部品３１をより一層精度よく認識することができる。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、図７〜図９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、部品３１のサイズと、部品認識カメラ７の分解能と、画像から部品３１の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行う上記第１実施形態とは異なり、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行う構成の例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。
【００５７】
ここで、第２実施形態では、ＣＰＵ８１は、部品認識カメラ７により撮像した部品３１の画像を拡大処理するように構成されている。具体的には、ＣＰＵ８１は、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値（３σ）とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行うように構成されている。そして、ＣＰＵ８１は、決定した拡大率により部品３１の画像を拡大する処理を行うように構成されている。
【００５８】
また、ＣＰＵ８１は、画像に対して部品３１を移動させた複数の位置および姿勢の部品３１の画像に基づいて、位置精度標準偏差を求めるように構成されている。
【００５９】
具体的には、図７の例に示すように、部品３１の種類（サイズ）毎にＸ方向、Ｙ方向およびＡ（回転方向）の画像処理精度の規格値（３σ）が設定されている。なお、σは、標準偏差である。
【００６０】
部品Ａの場合、Ｘ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ｙ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ａ方向（回転方向）の規格値は、０．７５０度未満である。また、部品Ｂの場合、Ｘ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ｙ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ａ方向（回転方向）の規格値は、１．０００度未満である。また、部品Ｃの場合、Ｘ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ｙ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ａ方向（回転方向）の規格値は、１．２５０度未満である。また、部品Ｄの場合、Ｘ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ｙ方向の規格値は、０．００５ｍｍ未満であり、Ａ方向（回転方向）の規格値は、１．５００度未満である。
【００６１】
（拡大倍率の決定処理）
図８および図９を参照して、拡大倍率の決定処理の一例について説明する。
【００６２】
第２実施形態では、実際の部品実装装置１００により拡大倍率を変更して画像処理を行った位置精度結果と、予め設定した規格値から拡大倍率を決定するように構成されている。つまり、画像に対して部品３１を移動させて、画像を拡大し、部品３１の位置を検出させる。そして、部品３１を移動させた量と、拡大画像中の部品３１の位置を比較して、ずれ量が測定される。この測定されたずれ量の統計が規格値の範囲内で、かつ、最小の拡大倍率が選択される。なお、画像に対して部品３１を移動させる処理は、実際に部品３１の位置を相対移動させながら、複数の画像を撮像してもよいし、撮像した部品３１の画像中の位置を画像処理により移動させてもよい。
【００６３】
図８に示す例では、部品Ａは、拡大倍率が１倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００４となり、Ｙ方向の３σが０．００３となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．７３９となった。また、拡大倍率が２倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００３となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．２３０となった。拡大倍率が３倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００２となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．１８５となった。拡大倍率が４倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００２となり、Ｙ方向の３σが０．００１となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．１８４となった。この場合、拡大倍率が１倍以上において、画像処理を行った位置精度結果が、画像処理精度の規格値の範囲内となるため、拡大倍率は、１倍に決定される。
【００６４】
図８に示す例では、部品Ｂは、拡大倍率が１倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００５となり、Ｙ方向の３σが０．００３となり、Ａ方向（回転方向）の３σが１．４３７となった。また、拡大倍率が２倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００３となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．４０８となった。拡大倍率が３倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００２となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．２８５となった。拡大倍率が４倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００１となり、Ｙ方向の３σが０．００１となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．１８７となった。この場合、拡大倍率が１倍において、Ｘ方向の位置精度結果と、Ａ方向（回転方向）の位置精度結果とが画像処理精度の規格値の範囲外となる。また、拡大倍率が２倍以上において、画像処理を行った位置精度結果が、画像処理精度の規格値の範囲内となるため、拡大倍率は、２倍に決定される。
【００６５】
図８に示す例では、部品Ｃは、拡大倍率が１倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００６となり、Ｙ方向の３σが０．００４となり、Ａ方向（回転方向）の３σが１．４８２となった。また、拡大倍率が２倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００３となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．７４０となった。拡大倍率が３倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００３となり、Ｙ方向の３σが０．００１となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．８５３となった。拡大倍率が４倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００２となり、Ｙ方向の３σが０．００１となり、Ａ方向（回転方向）の３σが０．８３３となった。この場合、拡大倍率が１倍において、Ｘ方向の位置精度結果と、Ａ方向（回転方向）の位置精度結果とが画像処理精度の規格値の範囲外となる。また、拡大倍率が２倍以上において、画像処理を行った位置精度結果が、画像処理精度の規格値の範囲内となるため、拡大倍率は、２倍に決定される。
【００６６】
図８に示す例では、部品Ｄは、拡大倍率が１倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００９となり、Ｙ方向の３σが０．００５となり、Ａ方向（回転方向）の３σが３．４２０となった。また、拡大倍率が２倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００５となり、Ｙ方向の３σが０．００３となり、Ａ方向（回転方向）の３σが１．２８７となった。拡大倍率が３倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００３となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが１．２０１となった。拡大倍率が４倍の場合、Ｘ方向の３σが０．００２となり、Ｙ方向の３σが０．００２となり、Ａ方向（回転方向）の３σが１．０３１となった。この場合、拡大倍率が１倍において、Ｘ方向の位置精度結果と、Ｙ方向の位置精度結果と、Ａ方向（回転方向）の位置精度結果とが画像処理精度の規格値の範囲外となる。また、拡大倍率が２倍において、Ｘ方向の位置精度結果が画像処理精度の規格値の範囲外となる。また、拡大倍率が３倍以上において、画像処理を行った位置精度結果が、画像処理精度の規格値の範囲内となるため、拡大倍率は、３倍に決定される。
【００６７】
次に、図９を参照して、部品実装装置１００のＣＰＵ８１による拡大倍率の決定処理についてフローチャートに基づいて説明する。
【００６８】
図９のステップＳ１１において、部品認識カメラ７により部品３１が撮像され、撮像された部品３１の画像が記憶される。ステップＳ１２において、位置精度を計測するために、Ｘ方向、Ｙ方向およびＡ方向（回転方向）に部品３１を移動させた複数の画像が作成されて記憶される。
【００６９】
ステップＳ１３において、各画像を画像処理して、部品３１の位置および姿勢が計測（検出）される。ステップＳ１４において、部品３１を移動させた量と、画像処理を行い部品３１の位置および姿勢を計測した結果とから、位置精度標準偏差が求められる。
【００７０】
ステップＳ１５において、位置精度標準偏差が規格値の範囲内であるか否かが判断される。規格値の範囲内でなければ、ステップＳ１６に進み、規格値の範囲内であれば、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１６において、画像の拡大倍率が＋１にされる。たとえば、拡大倍率が１倍の場合、２倍にされる。また、２倍の場合、３倍にされる。
【００７１】
ステップＳ１７において、拡大倍率に従って各画像が拡大処理される。その後、ステップＳ１３に戻る。
【００７２】
ステップＳ１５において、位置精度標準偏差が規格値の範囲内であると判断された場合、ステップＳ１８において、規格値の範囲ないの倍率が、拡大倍率として決定される。その後、拡大倍率の決定処理が終了される。
【００７３】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７４】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７５】
上記のように、第２実施形態では、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値（３σ）とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行うＣＰＵ８１を設ける。これにより、部品３１の位置検出の誤差を規格値（３σ）以内の精度となるように画像を拡大することができるので、拡大した画像により部品３１の位置および姿勢を精度よく認識することができる。その結果、極小の部品３１を精度よく認識することができる。
【００７６】
また、第２実施形態では、上記のように、画像に対して部品３１を移動させた複数の位置および姿勢の部品３１の画像に基づいて、位置精度標準偏差が求められるように構成されている。これにより、画像の拡大率を決定する際に用いる位置精度標準偏差を部品３１に応じて容易に求めることができるので、画像の最適な拡大率を容易に決定することができる。
【００７７】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７８】
（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特許請求の範囲によって示され、さらに特許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。
【００７９】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明を基板作業装置としての部品実装装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を部品実装装置以外に適用してもよい。たとえば、本発明を部品が実装された基板を検査する検査装置に適用してもよい。この場合、撮像部は、基板に実装された部品を撮像してもよい。また、撮像部は、可視光に基づいて部品を撮像しなくてもよい。たとえば、撮像部は、赤外光やＸ線などに基づいて部品を撮像してもよい。
【００８０】
また、上記第１実施形態では、ＣＰＵ（画像処理部）が、部品のサイズと、部品認識カメラ（撮像部）の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行う例を示し、上記第２実施形態では、ＣＰＵ（画像処理部）が、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部が、部品のサイズと、撮像部の分解能と、画像から部品の外縁部の位置を検出するために必要なサンプリング画素数とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理と、画像の拡大率により変化する位置検出の誤差の標準偏差である位置精度標準偏差と、予め設定された規格値とに基づいて、画像の拡大率を決定する処理との両方を行ってもよい。
【００８１】
また、上記第１および第２実施形態では、画像の拡大率を決定したＣＰＵ（画像処理部）により、画像中の部品の位置を含む部品姿勢が検出され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、画像の拡大率を決定した画像処理部とは別個の処理部により、画像中の部品の位置を含む部品姿勢が検出されてもよい。
【００８２】
また、上記第１および第２実施形態では、部品認識カメラ（撮像部）がエリアカメラ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、撮像部がラインカメラであってもよい。
【００８３】
また、上記第１および第２実施形態では、位置精度標準偏差として±３σを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、位置精度標準偏差として±σや、±２σを用いてもよい。また、位置精度標準偏差として平均値±σ、平均値±２σ、平均値±３σなどを用いてもよい。
【００８４】
また、上記第１および第２実施形態では、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を３次式を用いて求め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、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を４次以上の高次式を用いて求めるように構成してもよい。また、画像を拡大処理する際に、周囲の複数の画素の輝度値に基づいて、補間する画素の輝度値を２次以下の式を用いて求めるように構成してもよい。
【００８５】
また、上記第１および第２実施形態では、説明の便宜上、ＣＰＵ（画像処理部）の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＣＰＵの処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
４  ヘッドユニット（作業部）
７  部品認識カメラ（撮像部）
３１  部品
４２  実装ヘッド
８１  ＣＰＵ（画像処理部）
１００  部品実装装置（基板作業装置）
Ｐ  基板
【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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