(57)【要約】【課題】測定精度（分解能）を維持しつつ高速に部品の三次元形状を位相シフト法により取得し、部品実装に供する。【解決手段】線状に並ぶ撮像画素であるライン１１２が並べて配置されるエリアイメージセンサ１１１を有する撮像手段１０１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、第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃い、かつ、第一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光である周期光Ｂを第一方向に対し斜めに照射する照射手段１０３と、周期光Ｂの１周期分（波長Ｌ、１波長分の長さ）が照らす部品２００の部分に対応する像を３以上の分割数ｎで第一方向に分けた主同期像を例えばそれぞれ第一同期像１５１〜第四同期像１５４とした場合、第一同期像１５１〜第四同期像１５４のそれぞれを対応する複数のライン１１２にて同時に撮像された像を一度に取得する像取得部とを備える。【選択図】図３
2013251307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相シフト法に基づき部品を撮像し、前記部品を基板に実装する部品実装装置であって、
線状に並ぶ撮像画素であるラインが前記ラインの延在方向と交差する方向に複数本並べて配置されるエリアイメージセンサを有する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像対象領域を前記部品が所定の速度で通過するように前記撮像手段に対して前記部品を第一方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記撮像対象領域において前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃い、かつ、第一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光である周期光を第一方向に対し斜めに照射する照射手段と、
前記撮像対象領域における前記周期光の１周期分が照らす前記部品の部分に対応する像を３以上の分割数ｎで第一方向に分けた主同期像をそれぞれ第一同期像〜第ｎ同期像とした場合、第一同期像〜第ｎ同期像のそれぞれの第一方向における一部、または、全部を対応する複数の前記ラインにて同時に撮像された像を一度に取得する像取得部と
を備える部品実装装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記エリアイメージセンサのデータ転送レートから算出される移動速度以下の速度で前記撮像対象領域に前記部品を通過させる
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記主同期像を撮像することができきる前記エリアイメージセンサの前記周期光の波長に対応する前記ラインの数は１６〜４０８本である
請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
線状に並ぶ撮像画素であるラインが前記ラインの延在方向と交差する方向に複数本並べて配置されるエリアイメージセンサを有する撮像手段と、前記撮像手段の撮像対象領域を部品が所定の速度で通過するように前記撮像手段に対して前記部品を第一方向に相対的に移動させる移動手段と、前記撮像対象領域において前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃い、かつ、第一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光である周期光を第一方向に対し斜めに照射する照射手段とを有する部品実装装置において基板に実装する前の前記部品の形状を測定する部品形状測定方法であって、
前記撮像対象領域における前記周期光の１周期分が照らす前記部品の部分に対応する像を３以上の分割数ｎで第一方向に分けた主同期像をそれぞれ第一同期像〜第ｎ同期像とした場合、第一同期像〜第ｎ同期像のそれぞれの第一方向における一部、または、全部を対応する複数の前記ラインにて同時に撮像された像を一度に取得する部品形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、撮像手段に対して相対的に移動する部品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、部品形状測定方法に関する。
【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。正弦波で周期的に照度の異なる縞模様の光である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走査して行うことで、測定対象物全体の擬似的な三次元形状を測定する。
【０００４】
例えば特許文献１には、撮像手段に対して相対的に移動する部品に対し周期光を照射し、当該部品の像を撮像して得られたデータを画像メモリに蓄積し、当該データに基づき部品の擬似的な三次元形状を測定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２１１４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
部品実装装置において実装前の部品の形状の測定時間は、実装基板の生産効率に大きく影響する。従って、部品の形状の測定時間は短ければ短い方がよい。しかしながら、基板に実装する電子部品などは一辺が数ミリ以下の微細部品であるため、測定精度（分解能）を低下させて測定時間を短縮することも困難である。
【０００７】
そこで本願発明者は、鋭意研究と実験との結果、エリアイメージセンサから像を示すデータを取得する時間に着目し、エリアイメージセンサに固有で短縮困難な時間以外でデータを取得する時間を短縮化する技術を見出すに至った。
【０００８】
本願発明は上記知見に基づきなされたものであり、部品実装装置によって実装する直前の部品を測定するという特殊な条件下において、十分な測定精度（分解能）を維持しつつ、測定時間を短縮して、実装基板の生産効率の向上と、歩留まりの抑制を図ることのできる部品実装装置、および、部品形状測定方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、位相シフト法に基づき部品を撮像し、前記部品を基板に実装する部品実装装置であって、線状に並ぶ撮像画素であるラインが前記ラインの延在方向と交差する方向に複数本並べて配置されるエリアイメージセンサを有する撮像手段と、前記撮像手段の撮像対象領域を前記部品が所定の速度で通過するように前記撮像手段に対して前記部品を第一方向に相対的に移動させる移動手段と、前記撮像対象領域において前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃い、かつ、第一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光である周期光を第一方向に対し斜めに照射する照射手段と、前記撮像対象領域における前記周期光の１周期分が照らす前記部品の部分に対応する像を３以上の分割数ｎで第一方向に分けた主同期像をそれぞれ第一同期像〜第ｎ同期像とした場合、第一同期像〜第ｎ同期像のそれぞれの第一方向における一部、または、全部を対応する複数の前記ラインにて同時に撮像された像を一度に取得する像取得部とを備える。
【００１０】
これによれば、主同期像を対応する複数のラインで同時に撮像し、一度に（順次転送して）取得することにより、像の取得に要する時間、つまりデータ転送レートを向上させることができる。従って、部品の形状測定に要する時間を短縮化でき実装基板の生産効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品形状測定方法は、線状に並ぶ撮像画素であるラインが前記ラインの延在方向と交差する方向に複数本並べて配置されるエリアイメージセンサを有する撮像手段と、前記撮像手段の撮像対象領域を部品が所定の速度で通過するように前記撮像手段に対して前記部品を第一方向に相対的に移動させる移動手段と、前記撮像対象領域において前記第一方向と交差する第二方向に沿って輝度が揃い、かつ、第一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光である周期光を第一方向に対し斜めに照射する照射手段とを有する部品実装装置において基板に実装する前の前記部品の形状を測定する部品形状測定方法であって、前記撮像対象領域における前記周期光の１周期分が照らす前記部品の部分に対応する像を３以上の分割数ｎで第一方向に分けた主同期像をそれぞれ第一同期像〜第ｎ同期像とした場合、第一同期像〜第ｎ同期像のそれぞれの第一方向における一部、または、全部を対応する複数の前記ラインにて同時に撮像された像を一度に取得することを特徴としている。
【００１２】
これによれば、主同期像を対応する複数のラインで同時に撮像し、一度に（順次転送して）取得することにより、像の取得に要する時間、つまりデータ転送レートを向上させることができる。従って、部品の形状測定に要する時間を短縮化でき実装基板の生産効率を向上させることが可能となる。
【００１３】
なお、前記部品形状測定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（恒久的に）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】
【００１４】
本願発明によれば、実装直前の部品の擬似的な三次元形状を十分な測定精度（分解能）を維持しつつ、短時間で取得することができ、部品実装装置の生産効率の向上と、歩留まりの抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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、撮像手段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、エリアイメージセンサに入射する像を模式的に示す図である。
【図５】図５は、部品であるチップ部品を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示すｉ−ｉ線でチップ部品を仮想的に切断した断面を示す断面図である。
【図７】図７は、入光の角度を示す図である。
【図８】図８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９】図９は、位相シフト法におけるデータ取得状態を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、位相シフト法におけるデータ取得状態を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、位相シフト法におけるデータ取得状態を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、位相シフト法におけるデータ取得状態を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、突起像の領域とラインとの対応関係を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本願発明に係る部品実装装置、および、部品形状測定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、部品形状測定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。
【００１７】
図１は、部品実装装置を模式的に示す斜視図である。
【００１８】
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。
【００１９】
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を部品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ビーム３０３と、ヘッド３０１をビーム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。
【００２０】
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。
【００２１】
また、Ｙ軸方向に延びて配置されるビーム３０４は、Ｘ軸方向に延びて配置されるビーム３０３を摺動自在に案内する部材であり、ヘッド３０１は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。
【００２２】
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。
【００２３】
同図に示すように三次元形状測定装置１００は、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。
【００２４】
撮像手段１０１は、線状に並ぶ撮像画素であるライン１１２が前記ラインの延在方向（同図中Ｙ軸方向、第二方向）と交差する方向（同図中Ｘ軸方向、第一方向）に複数本並べて配置されるエリアイメージセンサ１１１を有する装置である。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、エリアイメージセンサ１１１のＹ軸方向（第二方向）に並ぶ撮像画素の群をライン１１２としている。
【００２５】
エリアイメージセンサ１１１は、例えば第一方向に撮像画素が４０００個程度並び、第二方向に撮像画素が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）イメージセンサを採用している。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、いわゆる白黒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り、任意のライン１１２（または、全てのライン１１２）から同時に画像を示すデジタルデータを取得することができるものとなっている。
【００２６】
図３は、照射手段の周期光の照射状態、および、撮像手段の撮像対象領域を模式的に示す側面図である。
【００２７】
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並び、周期的に変化する輝度分布を有する周期光Ｂを照射する装置である。本実施の形態の場合、周期光の輝度は、正弦波状で変化している。なお、同図中に示されている輝度の変化を示す正弦波の波長は、説明のため模式的に示されており、撮像対象領域Ａに対し異なるスケールで示されている。
【００２８】
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（ＹＺ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周期光を照射するように配置されている。
【００２９】
図４は、エリアイメージセンサに入射する像を模式的に示す図である。
【００３０】
同図に示すように、撮像手段１０１の撮像対象領域Ａにおいて周期光Ｂが部品２００を照らすことにより、撮像手段１０１に入射する像であって、周期光Ｂの一周期分の長さである波長Ｌに相当する１周期分が照らす部品２００の部分に対応する像１０５を３以上の分割数ｎであるｎ＝４で第一方向（Ｘ軸方向）にたとえば均等に分けた像を主同期像とし、それぞれの主同期像を第一同期像１５１、第二同期像１５２、第三同期像１５３、第四同期像１５４とした場合、第一同期像１５１、第二同期像１５２、第三同期像１５３、第四同期像１５４のそれぞれの第一方向における全部をそれぞれ対応する４本のライン１１２で撮像手段１０１のエリアイメージセンサ１１１は撮像して取得している。
【００３１】
なお、本実施の形態では撮像対象領域Ａにおける周期光Ｂの並び方向とエリアイメージセンサ１１１のライン１１２の並び方向は一致して第一方向となっているが、これに限らず、周期光Ｂの並び方向とライン１１２の並び方向が異なるものであっても、周期光Ｂの並び方向にライン１１２の並び方向が対応するように、撮像対象領域Ａにおける周期光Ｂの像に対応するライン１１２にて撮像して取得可能なように図示しないミラーやプリズム、回折格子にて撮像する像の光路を反射や屈折、回折にて方向を切り替えて取得する構成であってもよい。
【００３２】
このように、撮像対象領域Ａにおいて周期光Ｂの１周期分が照らす部品２００の部分に対応する像１０５の分割された主同期像に対応する複数のライン１１２で同時に撮像して取得できるものであればよい。
【００３３】
また、分割数ｎは４ばかりでなく３以上の整数であればよい。また、撮像対象領域Ａにおいて主同期像の全部を取得するものとして説明しているが、主同期像の一部を取得するものでもかまわない。また、主同期像を取得するライン１１２の本数を４としているが、これは説明のためである。具体的には、主同期像を撮像するライン１１２の本数は、エリアイメージセンサ１１１におけるライン１１２の配置ピッチと、撮像手段１０１が備える光学系の倍率と、照射手段１０３が照射する周期光Ｂの１周期分（１波長分）の長さである波長Ｌ（図３参照）とで決定される。
【００３４】
図８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。
【００３５】
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を備えている。
【００３６】
像取得部１４３は、撮像対象領域Ａにおける周期光Ｂの１周期分が照らす部品２００の部分に対応する像を３以上の分割数ｎで第一方向（Ｘ軸方向）に分けた主同期像をそれぞれ第一同期像１５１〜第ｎ同期像とした場合、第一同期像１５１〜第ｎ同期像のそれぞれの第一方向における一部、または、全部を対応する複数のライン１１２で同時に取得する処理部である。
【００３７】
本実施の形態の場合、撮像手段１０１は、周期光Ｂの１周期に対応する像１０５を１６本のライン１１２で同時に撮像しており、像取得部１４３は、１６本のライン１１２の画像データをエリアイメージセンサ１１１から撮像された像を一度に（順次転送して）取得するものとなっている。
【００３８】
ここで、エリアイメージセンサ１１１が像を取得し始めてから像取得部１４３が画像データを取得するまでのデータ転送レートは次式で定められる。
【００３９】
Ｒ：データ転送レート［ｐｉｘｅｌ／秒］
Ｋ：主同期像を一度に撮像するライン１１２の数
Ｈ：撮像に供されるライン１１２に含まれる撮像画素の数
Ｐ：エリアイメージセンサ１１１が有する画像データを像取得部１４３が取得する時間
ｔ：露光時間を含むエリアイメージセンサ１１１が画像データを生成するために必要な時間（エリアイメージセンサ１１１に依存する固定時間）
以上のように定義した場合、
Ｒ＝（Ｋ×Ｈ）／（Ｐ＋ｔ）
【００４０】
以上の式から解るように、主同期像を一度に撮像するライン１１２の数Ｋが多いほど、固定時間であるｔがデータ転送レートＲに与える影響を低く抑えることができ、データ転送レートは高くなる。従って、画像データをエリアイメージセンサ１１１から像取得部に早期に送信することができ、高い測定精度（分解能）を維持、または、測定精度の低下を抑制しつつ擬似的な三次元形状測定（部品２００の高さ分布の測定）に要する時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００４１】
なお、同時に主同期像を取得するライン１１２の本数が多いほど固定時間であるtがデータ転送レートＲに与える影響を低く抑えることができ、データ転送レートは高くなる、つまり、三次元形状測定装置１００の撮像時間が短くなり、引いては部品実装装置３００のタクトタイムが向上することになる。ただし、エリアイメージセンサ１１１の撮像画素の構造上、ライン１１２の配置ピッチには限界があるため、ライン１１２の本数を増加させるためには、周期光Ｂの波長Ｌ（１周期分の長さ）を延ばす（より広い範囲を撮像する）必要が生じる。しかし、周期光Ｂは撮像対象領域Ａに斜めに照射されるものであるため周期光Ｂの波長Ｌを伸ばすには周期光Ｂの撮像対象領域Ａへの入射角度を浅くするということである。このような場合、物体の影などによる影響が看過できなくなる。つまり言い換えれば、撮像対象領域Ａの第一方向の幅が同じであれば高さ方向の計測高さ範囲を下げる（小さくする）ことになる。
【００４２】
具体的には部品２００がＢＧＡ（Ball grid array）部品（図５参照）であり、半球状のバンプ２０１が複数個突出しているような場合、影の影響が看過できなくなる場合がある。そのため、撮像対象領域Ａでの周期光Ｂの波長Ｌは、ライン１１２の１６ライン分に相当する長さ以上、４０８ライン分に相当する長さ以下の範囲から選定される。これによれば、影の影響を抑制しつつ高いデータ転送レートＲを維持することができる。さらに、撮像対象領域Ａでの周期光Ｂの波長Ｌの上限は、１２８ライン分に相当する長さが好ましい。
【００４３】
具体的には、部品２００の高さ方向の形状測定が必要とされる高さ測定範囲Ｈ(図６、７参照)をたとえば２ｍｍとする。（このとき、高さ方向の分解能は１０μｍとし、周期光Ｂに対する高さ方向へのエリアイメージセンサ１１２の出力階調設定により変更可能である。）撮像対象領域Ａに対する周期光Ｂが入光するより高精度な測定のための反射などを考慮した好ましい入射角θ（鉛直方向となす対する角）を３５°とした場合、周期光Ｂが基準面Ｃ上に入光される範囲Ｌ’は１．４ｍｍ以下であり、撮像対象領域Ａでの基準面Ｃ上におけるエリアイメージセンサ１１２の１画素（１ライン）に対応する水平面方向の分解能を１０μｍとした場合、周期光Ｂの１周期分の長さである波長Ｌはライン１１２の１２８ライン相当（Ｌ＝１０μｍ×１２８ライン（３２ラインの４倍）＝１．２８ｍｍ）の長さに相当する。したがって、位相シフト法における複数のライン１１２が同時に撮像可能な主同期像長さｌはｌ＝Ｌ／４＝３２０μｍであり、直径３００μｍのバンプ２０１を１回の撮像タイミングで同時に撮像可能である。
【００４４】
また、部品２００のバンプ径３００μｍのバンプ２０１のバンプ間ピッチを５００μｍとした場合、隣接したとなりのバンプ２０１が影にならないで撮像できる周期光Ｂの入射角ψ（θ）は、６４°であり、高さ測定範囲Ｈがたとえば２ｍｍである場合、周期光Ｂが基準面Ｃ上に入校される範囲Ｌ’は４．１ｍｍとなり、エリアイメージセンサ１１２の１画素（１ライン）に対応する基準面Ｃ上の水平方向の分解能１０μｍとした場合、周期光Ｂの波長Ｌは、４０８ライン（４．０８ｍｍ）に相当する。従ってこの場合、位相シフト法における複数のライン１１２が同時に撮像可能な主同期長さｌは、ｌ＝Ｌ／４＝１．０２ｍｍである。
【００４５】
形状測定部１４１は、部品２００、および、部品２００の背部に配置される背景物としてのノズル３１１の端面の同一箇所（測定部位）を異なる対応する複数のライン１１２から像取得部１４３で取得した複数の画像に基づき、第一方向（Ｘ軸方向）と第二方向（Ｙ軸方向）とを含む面であり部品２００の高さ方向の基準となる面である（例えば、部品２００の高さを０とした場合の基準の面）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。
【００４６】
具体的に形状測定部１４１は以下のようにして形状情報を位相シフト法に基づき導出する。
【００４７】
図９に示すように、撮像手段１０１は、部品２００の突起部に対応する突起像１５５に対応する第四同期像１５４を複数のライン１１２である第一ライン１２１、第二ライン１２２、第三ライン１２３、第四ライン１２４で同時に撮像する。次に像取得部１４３は、第一ライン１２１、第二ライン１２２、第三ライン１２３、第四ライン１２４がそれぞれ生成した画像データを一度に（順次転送して）取得する。形状測定部１４１は、第四同期像１５４に対応する第一ライン１２１、第二ライン１２２、第三ライン１２３、第四ライン１２４の画像データを取得し保持しておく。
【００４８】
次に、移動手段１０２が部品２００を相対的に移動させることにより、図１０に示すように、突起像１５５は、第三同期像１５３に対応する位置に移動する。撮像手段１０１は、相対的に移動される突起像１５５が第三同期像１５３に対応する位置に配置された時点で、第三同期像１５３を複数のライン１１２である第五ライン１２５、第六ライン１２６、第七ライン１２７、第八ライン１２８で同時に撮像する。像取得部１４３は、第三同期像１５３に対応する第五ライン１２５、第六ライン１２６、第七ライン１２７、第八ライン１２８がそれぞれ生成した画像データを一度に（順次転送して）取得する。形状測定部１４１は、像取得部１４３から第三同期像１５３に対応する第五ライン１２５、第六ライン１２６、第七ライン１２７、第八ライン１２８の画像データを取得し保持しておく。
【００４９】
次に、移動手段１０２が部品２００を相対的に移動させることにより、図１１に示すように、部品２００の突起像１５５は、第二同期像１５２に対応する位置に移動する。撮像手段１０１は、突起像１５５が第二同期像１５２に対応する位置に配置された時点で、第二同期像１５２を複数のライン１１２である第九ライン１２９、第十ライン１３０、第十一ライン１３１、第十二ライン１３２で同時に撮像する。像取得部１４３は、第二同期像１５２に対応する第九ライン１２９、第十ライン１３０、第十一ライン１３１、第十二ライン１３２がそれぞれ生成した画像データを一度に（順次転送して）取得する。形状測定部１４１は、像取得部１４３から第二同期像１５２に対応する第九ライン１２９、第十ライン１３０、第十一ライン１３１、第十二ライン１３２に対応する画像データを取得し保持しておく。
【００５０】
次に、移動手段１０２が部品２００を相対的に移動させることにより、図１２に示すように、突起像１５５は、第一同期像１５１に対応する位置に移動する。撮像手段１０１は、突起像１５５が第一同期像１５１に対応する位置に配置された時点で、第一同期像１５１を対応する複数のライン１１２である第十三ライン１３３、第十四ライン１３４、第十五ライン１３５、第十六ライン１３６で同時に撮像する。像取得部１４３は、第一同期像１５１に対応する第十三ライン１３３、第十四ライン１３４、第十五ライン１３５、第十六ライン１３６がそれぞれ生成した画像データを一度に（順次転送して）取得する。
【００５１】
以上の段階で、形状測定部１４１は、像取得部１４３から取得し、保持している部品２００の測定される突起部の同一箇所の測定部位に対応する第一ライン１２１、第五ライン１２５、第九ライン１２９と、第十三ライン１３３に対応する画像データに基づき突起像１５５の最も右側の部分である第一突起像１５５ａ（測定部位、図１３参照）に対応する部品２００の高さを位相シフト法に基づき算出する。
【００５２】
同様に、形状測定部１４１は、保持している部品２００の測定される突起部の同一箇所の測定部位に対応する第二ライン１２２、第六ライン１２６、第十ライン１３０と、第十四ライン１３４に対応する画像データに基づき第二突起像１５５ｂ（測定部位、図１３参照）に対応する部品２００の高さを位相シフト法に基づき算出する。
【００５３】
同様に、形状測定部１４１は、保持している部品２００の測定される突起部の同一箇所の測定部位に対応する第三ライン１２３、第七ライン１２７、第十一ライン１３１と、第十五ライン１３５に対応する画像データに基づき第三突起像１５５ｃ（測定部位、図１３参照）に対応する部品２００の高さを位相シフト法に基づき算出する。
【００５４】
同様に、形状測定部１４１は、保持している部品２００の測定される突起部の同一箇所の測定部位に対応する第四ライン１２４、第八ライン１２８、第十二ライン１３２と、第十六ライン１３６に対応する画像データに基づき第四突起像１５５ｄ（測定部位、図１３参照）に対応する部品２００の高さ（形状データ）を位相シフト法に基づき算出する。
【００５５】
以上のように、位相シフト法は、部品２００の分割された主同期像の同一箇所（測定部位）を分割数ｎに応じた回数毎に、同時に撮像し、４本のライン１１２に対応する画像データを像取得部１４３が一度に（順次転送して）取得することでデータ転送レートを高めることができ、形状情報の作成速度を速めることが可能となる。
【００５６】
なお、上記説明は、撮像対象領域Ａにおける周期光Ｂの１周期（１波長）分が照らす部品２００の部分に対応する像を分割する分割数ｎを４として説明したが、他の分割数ｎでも同様である。また、説明を簡単にするために一つの主同期像の全体を一度に撮像する複数のライン１１２の数を４本としたが、これに制限されるものではない。また、主同期像である第一同期像１５１〜第四同期像１５４を密着して示しているが、移動手段１０２による部品２００の相対的な移動速度によっては、第一同期像１５１〜第ｎ同期像は必ずしも密着する必要は無い。この場合主同期像を撮像する対応する複数のライン１１２であるライン群は相互に離れた位置に配置される。また、主同期像の全体を一度に撮像する場合を説明したが、主同期像を第一方向（Ｘ軸方向）に分割してこれらを異なるタイミングで撮像するものでもかまわない。
【００５７】
また、部品２００の測定される突起部に対応する範囲の像としての突起像１５５に対応する像の取得のみについて説明したが、突起像１５５に対応するライン１１２以外の範囲のライン１１２も同時に像を取得してもよい。
【００５８】
ここで本実施の形態の場合、移動手段１０２は、周期光Ｂの波長Ｌ（１周期の長さ）の分割数ｎ分の一の距離をエリアイメージセンサ１１１、および、像取得部１４３が連続して像を取得しうる最短の時間間隔で除した値であるデータ転送レートＲに相当する移動手段１０２の移動の速度以下、すなわち、エリアイメージセンサ１１１のデータ転送レートＲから算出される移動速度以下の速度で移動手段１０２により撮像対象領域Ａに対して部品２００を相対的に通過させるものとなっている。そして、エリアイメージセンサ１１１、および、像取得部１４３は、部品２００が相対的に通過する移動のタイミングと同期して像１０５を撮像あるいは取得するものとなっている。
【００５９】
これにより、部品２００の測定される部分に対応する像１０５の全体を連続して並んだ対応する複数のライン１１２で同時に撮像することができ、移動のタイミングに同期して複数のライン１１２で同時に撮像された像１０５の画像データを像取得部１４３がより高速に取得できる。
【００６０】
本実施の形態の場合、部品実装装置３００はさらに、部品情報取得部１４４、判断部１４６を備えている（図８参照）。
【００６１】
部品情報取得部１４４は、例えば、部品実装装置３００が部品２００を基板４０２に実装するために記憶している実装情報から、ノズル３１１が保持している部品２００の標準的な寸法情報やノズル３１１が保持している部品２００の向き（方向）の情報などからなる部品情報を取得する処理部である。
【００６２】
判断部１４６は、形状測定部１４１により導出される形状情報に基づき部品２００の寸法や向きを導出し、導出された部品２００の情報と部品情報取得部１４４から得られた部品２００の基準となる情報とを比較して、二つの情報が異なる場合に部品２００が異常であると判断する処理部である。
【００６３】
具体的には、形状測定部１４１が導出した形状情報と部品情報取得部１４４が取得した部品２００の情報とが不一致の場合に異常と判断する。
【００６４】
以上の部品実装装置３００によれば、部品供給部４０４からノズル３１１により保持した部品２００である例えばチップ部品が正常な方向に保持されていない、いわゆる立ち吸着である場合などを高速に把握することができる。従って、立ち吸着している部品２００を破棄した後に、再び部品２００を正常な状態でノズル３１１により保持して実装することができ、部品実装装置３００によって製造される実装基板の歩留まりを向上させることが可能となる。また、ノズル３１１が保持している部品２００が正常と確認されればそのまま実装が開始されるため、部品２００のそれぞれについて位相シフト法による三次元形状測定を行っても高速に部品実装を行うことが可能となる。
【００６５】
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。
【００６６】
また、像取得部１４３、形状測定部１４１、判断部１４６、部品情報取得部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。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本願発明は、部品を基板に実装する部品実装装置に利用することが可能であり、特に、部品実装装置が直方体のチップ部品を実装する場合に好適である。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ  撮像対象領域
Ｂ  周期光
Ｃ  基準面
Ｌ  波長
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
１０５  像
１１１  エリアイメージセンサ
１１２  ライン
１４１  形状測定部
１４３  像取得部
１４４  部品情報取得部
１４６  判断部
１５１  第一同期像
１５２  第二同期像
１５３  第三同期像
１５４  第四同期像
１５５  突起像
２００  部品
３００  部品実装装置
３０１  ヘッド
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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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