(57)【要約】      （修正有）【課題】実装部品における測定部位の高さを迅速かつ高精度に測定し得る測定装置を提供する。【解決手段】直交ロボットにより、距離センサ１２が基板面３１に対して平行であって所定の走査線（Ｌ１〜Ｌ３）に沿う方向に移動され、エンコーダにより測定される距離センサ１２の移動量に基づいて、距離センサ１２が所定距離移動するごとに、測定信号が制御回路により当該距離センサ１２に出力される。そして、距離センサ１２により測定される相対距離から求められる基板面３１からの高さを縦軸とし走査位置を横軸とする生成波形が生成されると、この生成波形に基づいて、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの押圧面４５ａの走査位置に対応する基板面３１からの高さから当該押圧面４５ａの測定高さが算出される。【選択図】図６
2013243200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置面（１１）に載置された基板（３０）の基板面（３１）に実装された１または２以上の実装部品（４０）に対して所定の走査線上（Ｌ１〜Ｌ３）に位置する複数の測定部位（４５ａ）の基準面（３１）からの高さを測定高さ（Ｈ）として測定する測定装置（１０）であって、
入力される測定信号に応じて前記所定の走査線上のいずれかに位置する物体との相対距離を測定する距離センサ（１２）と、
前記距離センサを前記基準面に対して平行であって前記所定の走査線に沿う走査方向に移動可能な移動手段（２０）と、
前記移動手段により前記距離センサが移動する移動量を測定する移動量測定手段（１３）と、
前記移動量測定手段により測定される前記移動量に基づいて前記距離センサが所定距離移動するごとに前記測定信号を前記距離センサに出力する制御手段（１４）と、
前記距離センサにより測定される前記相対距離から求められる前記基準面からの高さを縦軸とし走査位置を横軸とする波形（Ｓ）を生成する生成手段（１４）と、
前記生成手段により生成される前記波形に基づいて、前記測定部位の走査位置に対応する前記基準面からの高さから当該測定部位の前記測定高さを算出する算出手段（１４）と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記距離センサは、レーザ変位センサであることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記基準面は、前記基板面であって、
前記測定部位の少なくとも一部は、前記基板面のスルーホール（３２ａ〜３２ｃ）に圧入されるコネクタピン（４２ａ〜４２ｃ）に設けられた圧入時に押圧される押圧面（４５ａ）であることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記測定部位から予定される走査方向に平行な基準線（Ｌｏ）への垂線の長さ（Ｙ１，Ｙ２）を、当該測定部位が前記基準線から一定角度（α）で移動させた前記距離センサにより検出されるまでの当該距離センサの移動距離（Ｘ１，Ｘ２）に基づいて演算する演算手段（１４）と、
前記複数の測定部位のうち前記予定の走査方向にて互いに離間する２つの測定部位について前記演算手段によりそれぞれ演算された前記垂線の長さの差に基づいて、前記走査方向を変更する走査方向変更手段（１４）と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に実装された実装部品における測定部位の高さを測定する測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に実装された実装部品における測定部位の高さを測定する測定装置に関する技術として、下記特許文献１に開示される実装検査装置が知られている。この実装検査装置は、圧入されたプレスフィットコネクタの検査部分である端子の先端部分の画像を用いて自動検査する。具体的には、プリント配線板に圧入されたプレスフィットコネクタの検査部分の画像をプリント配線板の下面から発光手段の光を当てて撮像し、撮像画像のうち検査部分に相当する部分を構成する各画素について、白色部と黒色部とに２値化し、白色部の画素数が一定数以上ならば、良品と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０６２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように実装部品を撮像する構成では、実装部品や端子等の有無は検出できても、実装部品における測定部位の高さを正確に検出できないという問題がある。例えば、基板面のスルーホール等に対してピンが半勘合状態で圧入されていると、実装状態が適正であると判定される判断してしまう場合がある。また、実装部品を撮像する構成では、測定装置の設置場所に起因する外乱光の影響等で、十分な反射光が得られないために、測定結果が安定しない場合があるという問題もある。
【０００５】
そこで、レーザ式や渦電流式等の非接触式の距離センサを用いて測定部位の高さを個々に測定する方法が考えられる。しかしながら、測定部位が多数ある場合には、測定位置までの距離センサを移動させ、移動後の停止に起因する距離センサの振動の減衰を待ち、実際に測定するという各ステップを、測定部位の個数だけ繰り返す必要があるため、測定時間が長くなってしまう。このような測定時間を短縮するために、距離センサを高速スカラロボット等を用いて連続的に高速移動させる場合、移動始めなど測定中に速度変動が生じると、測定すべき部位と異なる部位を測定部位として測定してしまい、誤測定や測定もれ等が生じるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、実装部品における測定部位の高さを迅速かつ高精度に測定し得る測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、載置面（１１）に載置された基板（３０）の基板面（３１）に実装された１または２以上の実装部品（４０）に対して所定の走査線上（Ｌ１〜Ｌ３）に位置する複数の測定部位（４５ａ）の基準面（３１）からの高さを測定高さ（Ｈ）として測定する測定装置（１０）であって、入力される測定信号に応じて前記所定の走査線上のいずれかに位置する物体との相対距離を測定する距離センサ（１２）と、前記距離センサを前記基準面に対して平行であって前記所定の走査線に沿う走査方向に移動可能な移動手段（２０）と、前記移動手段により前記距離センサが移動する移動量を測定する移動量測定手段（１３）と、前記移動量測定手段により測定される前記移動量に基づいて前記距離センサが所定距離移動するごとに前記測定信号を前記距離センサに出力する制御手段（１４）と、前記距離センサにより測定される前記相対距離から求められる前記基準面からの高さを縦軸とし走査位置を横軸とする波形（Ｓ）を生成する生成手段（１４）と、前記生成手段により生成される前記波形に基づいて、前記測定部位の走査位置に対応する前記基準面からの高さから当該測定部位の前記測定高さを算出する算出手段（１４）と、を備えることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明では、移動手段により、距離センサが基準面に対して平行であって所定の走査線に沿う方向に移動され、移動量測定手段により測定される距離センサの移動量に基づいて、距離センサが所定距離移動するごとに、測定信号が制御手段により当該距離センサに出力される。そして、距離センサにより測定される相対距離から求められる基準面からの高さを縦軸とし走査位置を横軸とする波形が生成手段により生成されると、この波形に基づいて、測定部位の走査位置に対応する基準面からの高さから当該測定部位の測定高さが算出手段により算出される。
【０００９】
このように、所定距離ごとに上記相対距離が測定されることで上記波形が生成されるため、この生成波形は、時間の要素が排除されて、距離センサの測定方向に沿い走査線を含む面で基板を切断した切断面での測定部位や基準面に相当する線分を含む線分形状と、相似の関係となる。すなわち、上記生成波形は、距離センサを連続的に高速で移動させてもその速度変動が影響しない波形として生成される。
したがって、上記生成波形に基づいて測定部位の測定高さを算出することで、実装部品における測定部位の高さを迅速かつ高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る測定装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】測定装置の主な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】基板面に実装されたコネクタを拡大して示す斜視図である。
【図４】コネクタピンがスルーホールに圧入された状態を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、サンプリング時間が一定であり距離センサを高速移動させる際のサンプリング間隔を説明する説明図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のセンサ移動速度の変化を示すグラフである。
【図６】コネクタに対する距離センサの走査方向を説明する説明図である。
【図７】距離センサを高速移動させて一定距離ごとにサンプリングする測定状態を説明する説明図である。
【図８】時間の要素が排除された生成波形の生成過程の一例を示す説明図である。
【図９】生成された生成波形の一部を拡大して示す説明図である。
【図１０】第２実施形態に係る測定装置の要部を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る測定装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示す測定装置１０は、基板３０の基板面３１に実装された１または２以上の実装部品に対して所定の走査線上に位置する複数の測定部位の基板面３１からの高さを測定高さとして連続的に測定する装置である。当該測定装置１０は、図１および図２に示すように、主に、基板３０等の測定対象が載置面１１に載置されるテーブルと、距離センサ１２と、直交ロボット２０と、エンコーダ１３と、全体的制御を司る制御回路１４とを備えている。
【００１２】
距離センサ１２は、レーザ変位センサであって、載置面１１に載置される測定対象に対して、照射したレーザ光に応じて測定部位からの反射光を受光するタイミングに基づいて当該測定部位との相対距離を測定するセンサである。距離センサ１２は、直交ロボット２０の動作に応じて所定の走査線上を移動しながら上記相対距離を順次測定するように、直交ロボット２０の後述する移動部材２１ａに固定されている。この距離センサ１２は、制御回路１４から入力される測定信号のタイミングに応じて上記相対距離を測定し、この測定結果に応じた信号がセンサアンプ１２ａにより増幅されて制御回路１４に入力されるように構成されている。
【００１３】
直交ロボット２０は、Ｘ方向に直進移動可能な移動部材２１ａを有する第１直進移動ユニット２１と、移動部材２１ａ上に配置されてこの移動部材２１ａと直交するＹ方向に移動可能な移動部材２２ａを有する第２直進移動ユニット２２とを備えている。第１直進移動ユニット２１は、第１モータ２１ｂを備えており、この第１モータ２１ｂは、モータドライバ２３により駆動されて移動部材２１ａをＸ方向に移動させるように当該移動部材２１ａに組み付けられている。また、第２直進移動ユニット２２は、第２モータ２２ｂを備えており、この第２モータ２２ｂは、モータドライバ２４により駆動されて移動部材２２ａをＹ方向に移動させるように当該移動部材２２ａに組み付けられている。なお、直交ロボット２０は、特許請求の範囲に記載の「移動手段」の一例に相当し得る。
【００１４】
エンコーダ１３は、載置面１１に対する移動部材２１ａの相対的なＸ方向移動量、すなわち、距離センサ１２のＸ方向移動量を測定する測定手段であり、測定対象である移動部材２１ａに組み付けられている。このエンコーダ１３は、所定のパルス信号を、距離センサ１２が一定距離移動するごとに、ラインドライバ１３ａを介して、制御回路１４に出力するように構成されている。なお、エンコーダ１３は、特許請求の範囲に記載の「移動量測定手段」の一例に相当し得る。
【００１５】
制御回路１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどから構成されたマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成されており、後述する測定処理を実施することで、モータドライバ２３，２４を制御して第１モータ２１ｂおよび第２モータ２２ｂを駆動することで距離センサ１２を所定の走査線上を移動させる。そして、制御回路１４は、この移動制御時に、距離センサ１２およびエンコーダ１３から入力される信号に応じて、上記所定の走査線上に位置する各測定部位の基板面３１からの高さをそれぞれ算出する。なお、制御回路１４は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」の一例に相当し得る。
【００１６】
次に、本実施形態において測定対象となる基板３０に実装されるコネクタ４０の各コネクタピン４２ａ〜４２ｃについて、図３および図４を用いて説明する。図３は、基板面３１に実装されたコネクタ４０を拡大して示す斜視図である。図４は、コネクタピン４２ａがスルーホール３２ａに圧入された状態を示す断面図である。なお、基板面３１は、特許請求の範囲に記載の「基準面」の一例に相当し、コネクタ４０は、特許請求の範囲に記載の「実装部品」の一例に相当し得る。
【００１７】
図３に示すコネクタ４０は、プレスフィットコネクタであって、コネクタ本体４１と、このコネクタ本体４１の端面４１ａに一端が接続される複数の略Ｌ字状のコネクタピンとを備えている。基板面３１には、組み付けられたコネクタ本体４１の端面４１ａの近傍にて当該端面４１ａに沿い一直線上に配列される複数のスルーホール３２ａと、これら各スルーホール３２ａを介して端面４１ａに対向するように一直線上に配列される複数のスルーホール３２ｂと、これら各スルーホール３２ｂを介して端面４１ａに対向するように一直線上に配列される複数のスルーホール３２ｃと、が形成されている。すなわち、各スルーホール３２ａが配列される配列直線が端面４１ａに最も近く、スルーホール３２ｃが配列される配列直線が端面４１ａから最も遠く、スルーホール３２ｂが配列される配列直線が中間位置となるように、各スルーホール３２ａ〜３２ｃが基板面３１に形成されている。各スルーホール３２ａ〜３２ｃの内周面には、圧入されるコネクタピンを基板３０の配線パターン（図示略）に電気的に接続するための導通部３３がそれぞれ設けられている。
【００１８】
各コネクタピンは、他端が対応するスルーホール３２ａに圧入されるコネクタピン４２ａと、他端が対応するスルーホール３２ｂに圧入されるコネクタピン４２ｂと、他端が対応するスルーホール３２ｃに圧入されるコネクタピン４２ｃとに区分けされる。そして、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの他端が、対応するスルーホール３２ａ〜３２ｃにそれぞれ圧入されることで、コネクタ４０と基板３０の配線パターンとが電気的に接続される。
【００１９】
ここで、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの対応するスルーホール３２ａ〜３２ｃへの圧入状態について、コネクタピン４２ａがスルーホール３２ａに圧入される図４を例に説明する。コネクタピン４２ａの他端４３には、その内部に空洞４４が設けられており、この他端４３は、その外径がスルーホール３２ａの内径よりも僅かに大きくなるように形成されている。このため、図４に示すように、コネクタピン４２ａの他端４３をスルーホール３２ａに圧入すると、空洞４４がスルーホール３２ａの内周面から受ける圧力に応じて変形することで、他端４３と導通部３３とが密着して固定されて、コネクタ４０と基板３０の配線パターンとが電気的に接続される。
【００２０】
各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの他端４３の圧入時には、他端４３の上方に設けられる押圧部４５の押圧面４５ａが、所定の圧入治具（図示略）により基板面３１に向けてそれぞれ押圧される。各押圧部４５は、その押圧面４５ａが、基板面３１に対して略平行であって、対応するスルーホールの配列方向に延出するようにそれぞれ形成されている。
【００２１】
このため、コネクタピンが対応するスルーホールに良好に圧入される場合には、基板面３１から押圧面４５ａまでの高さが、ほぼ一定の値となる。一方、例えば、コネクタピンがスルーホールに圧入しきれないように、圧入状態が良好でないと、基板面３１から押圧面４５ａまでの高さが、上記一定値と異なる値となる。
【００２２】
本実施形態では、この圧入状態を検査するために、距離センサ１２からの出力信号に基づいて、距離センサ１２の測定方向に沿い走査線を含む面で基板３０を切断した切断面での押圧面４５ａや基板面３１に相当する線分を含む線分形状（以下、単に、測定断面形状という）に相当する波形を生成する。そして、この生成波形に基づいて基板面３１から押圧面４５ａまでの高さ（以下、測定高さＨという）を算出して測定し、この測定結果を用いて各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの圧入状態が良好であるか否かを検査する。なお、押圧面４５ａは、特許請求の範囲に記載の「測定部位」の一例に相当し得る。
【００２３】
図５（Ａ）は、サンプリング時間が一定であり距離センサ１２を高速移動させる際のサンプリング間隔を説明する説明図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のセンサ移動速度ｖの変化を示すグラフである。
ところで、距離センサ１２を直交ロボット２０を用いて連続的に高速移動させる場合、移動始めなど測定中に速度変動が生じると、測定すべき部位と異なる部位を測定部位として測定してしまい、誤測定や測定もれ等が生じるという問題がある。具体的には、図５（Ｂ）に例示するように、距離センサ１２のセンサ移動速度ｖが変動すると、図５（Ａ）に例示するように、サンプリング間隔が狭い領域とサンプリング間隔が広い領域とが混在するようにサンプリング間隔がばらつく場合がある。そうすると、測定すべき部位と異なる部位を測定部位として測定してしまい、誤測定や測定もれ等が生じるという問題がある。特に、測定箇所が狭い場合や形状が安定しない場合には、この問題が顕著となる。
【００２４】
そこで、本実施形態では、距離センサ１２が所定距離移動するごとに上記相対距離を測定して上記測定断面形状に相当する波形を生成し、この生成波形から測定高さＨを算出する。
【００２５】
以下、本実施形態に係る測定装置１０を用いたコネクタ４０の各コネクタピン４２における圧入状態の検査について、図６〜図９を用いて詳細に説明する。図６は、コネクタ４０に対する距離センサ１２の走査方向を説明する説明図であり、図６（Ａ）は、上方から基板面３１を見た状態を示し、図６（Ｂ）は、Ｙ方向から見た断面を拡大して示す。図７は、距離センサ１２を高速移動させて一定距離ごとにサンプリングする測定状態を説明する説明図である。図８は、時間の要素が排除された生成波形Ｓの生成過程の一例を示す説明図であり、図８（Ａ）は、エンコーダ１３の測定結果の一部を示し、図８（Ｂ）は、一定時間間隔のサンプリングで生成された波形の一部を示し、図８（Ｃ）は、横軸が走査位置となるように変換して生成された波形を示す。図９は、生成された生成波形Ｓの一部を拡大して示す説明図である。なお、図６（Ａ）では、図面左右方向が移動部材２１ａが直進移動するＸ方向に相当し、図面上下方向が移動部材２２ａが直進移動するＹ方向に相当する。また、図６（Ａ）では、便宜上、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの本数を図３の本数よりも少なく図示している。
【００２６】
制御回路１４により測定処理が実施される前に、まず、図６（Ａ）に示すように、検査対象である基板３０を、各コネクタピン４２ａの押圧面４５ａの測定高さＨを測定するための走査線Ｌ１、各コネクタピン４２ｂの押圧面４５ａの測定高さＨを測定するための走査線Ｌ２、各コネクタピン４２ｃの押圧面４５ａの測定高さＨを測定するための走査線Ｌ３のそれぞれに平行となるように、載置面１１に載置する。すなわち、各スルーホール３２ａ〜３２ｃの配列方向が距離センサ１２の走査方向に平行となるように、基板３０を載置面１１に載置する。
【００２７】
この載置状態で、制御回路１４により測定処理を開始することで、距離センサ１２の走査方向が走査線Ｌ１に一致するようにモータドライバ２４が制御されて、第２モータ２２ｂの駆動に応じて移動部材２２ａがＹ方向に移動する。そして、距離センサ１２が上記相対距離を測定可能な状態になり、モータドライバ２３が制御されて第１モータ２１ｂの駆動に応じて移動部材２１ａがＸ方向への移動を開始する。これにより、図６（Ｂ）に例示するように、距離センサ１２が走査線Ｌ１上を走査される。
【００２８】
このとき、エンコーダ１３から入力されるパルス信号のタイミングに応じて、距離センサ１２に対して制御回路１４により上記測定信号が出力される。これにより、図７に例示するように、一定距離ごとに、距離センサ１２により走査線Ｌ１上に位置する各物体までの相対距離が測定され、この距離センサ１２からの信号が制御回路１４に入力されると、この信号に基づいて上記測定断面形状に相当する波形（以下、生成波形Ｓという）が生成される。なお、図７および図８における符号Ｔｓは、制御回路１４から距離センサ１２に入力される測定信号の入力タイミングをそれぞれイメージ化したものである。
【００２９】
なお、距離センサ１２のサンプリング周期Ｓａについては、センサ移動速度ｖと押圧面４５ａの測定対象幅Ｗの関係により数式化できる。距離センサ１２が押圧面４５ａの測定対象範囲を通過する時間（サンプリング可能な時間）ｔは、ｔ＝Ｗ／ｖであらわされる。測定対象幅Ｗでのサンプリング個数（＝安全率）をＮとすると、サンプリング周期Ｓａは、Ｓａ＝ｔ／Ｎで決定される。安全率Ｎは、センサ応答時間の遅れやばらつきを考慮する必要がある為、１０以上あることが望ましい。このため、サンプリング周期Ｓａは、以下の式（１）を参照して設定することができる。
Ｓａ≦Ｗ／（ｖ・Ｎ）                                            ・・・（１）
【００３０】
上述のように生成される生成波形Ｓは、横軸が走査位置となり、時間の要素が排除されて、上記測定断面形状と、相似の関係となる。すなわち、生成波形Ｓは、距離センサ１２を連続的に高速で移動させてもその速度変動が影響しない波形として生成される。なお、制御回路１４は、特許請求の範囲に記載の「生成手段」の一例に相当し得る。
【００３１】
図８（Ａ）〜（Ｃ）を用いてより具体的に説明すると、生成波形Ｓは、一定時間間隔でサンプリングされることで横軸が時間として生成される波形（図８（Ｂ）参照）を、エンコーダ１３の測定結果（図８（Ａ）参照）を用いることで、図８（Ｃ）に示すように、時間の要素が排除されて横軸が走査位置となるように変換して生成された波形である。また、図８（Ａ）〜（Ｃ）からわかるように、距離センサ１２により一定時間間隔で測定されたサンプリング測定結果を、エンコーダ１３の測定結果に基づいて時間の要素を排除するように変換しても、横軸が走査位置となるように変換された波形を生成することができる。なお、図８（Ａ），（Ｂ）では、説明の便宜上、距離センサ１２の移動速度ｖの速度変動を誇張して図示している。
【００３２】
上述のように生成波形Ｓが生成されると、制御回路１４により、この生成波形Ｓから各コネクタピン４２ａの押圧面４５ａの走査位置に対応する基板面３１からの高さに基づいて測定高さＨが算出され、この算出結果を用いて各コネクタピン４２ａの圧入状態が良好であるか否かについて検査される。なお、測定高さＨは、その押圧面４５ａの高さの平均値と、基板面３１の高さの平均値との差に基づいて算出されるが、この際、図９に示すように、大きく高さが変動した前後の値とその近辺の値を除く領域（図９の一点鎖線領域Ｓ１，Ｓ２参照）の値を用いて平均することで、測定高さＨの算出精度を向上させることができる。なお、制御回路１４は、特許請求の範囲に記載の「算出手段」の一例に相当し得る。
【００３３】
続いて、制御回路１４によりモータドライバ２４が制御されることで、距離センサ１２の走査方向が走査線Ｌ２に一致するように、第２モータ２２ｂの駆動に応じて移動部材２２ａがＹ方向に移動する。そして、制御回路１４によりモータドライバ２３が制御されて第１モータ２１ｂの駆動に応じて移動部材２１ａがＸ方向への移動することで、上記走査線Ｌ１の測定時と同様に、上記測定断面形状に相当する波形が時間の要素を排除するように生成される。そして、上記生成波形Ｓから各コネクタピン４２ｂの押圧面４５ａの測定高さＨが測定され、この測定結果を用いて各コネクタピン４２ｂの圧入状態が良好であるか否かについて検査される。その後、同様に、距離センサ１２の走査方向が走査線Ｌ３に一致するように移動させた距離センサ１２からの信号に基づいて波形が生成されると、この生成波形Ｓに基づいて、各コネクタピン４２ｃの押圧面４５ａの測定高さＨが測定され、この測定結果を用いて各コネクタピン４２ｃの圧入状態が良好であるか否かについて検査される。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に係る測定装置１０では、直交ロボット２０により、距離センサ１２が基板面３１に対して平行であって所定の走査線（Ｌ１〜Ｌ３）に沿う方向に移動され、エンコーダ１３により測定される距離センサ１２の移動量に基づいて、距離センサ１２が所定距離移動するごとに、測定信号が制御回路１４により当該距離センサ１２に出力される。そして、距離センサ１２により測定される相対距離から求められる基板面３１からの高さを縦軸とし走査位置を横軸とする生成波形Ｓが生成されると、この生成波形Ｓに基づいて、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの押圧面４５ａの走査位置に対応する基板面３１からの高さから当該押圧面４５ａの測定高さＨが算出される。
【００３５】
このように、所定距離ごとに上記相対距離が測定されることで生成波形Ｓが生成されるため、この生成波形Ｓは、時間の要素が排除されて、上記測定断面形状と、相似の関係となる。すなわち、上記生成波形Ｓは、距離センサ１２を連続的に高速で移動させてもその速度変動が影響しない波形として生成される。
したがって、生成波形Ｓに基づいて押圧面４５ａ等の測定部位の測定高さＨを算出することで、コネクタ４０の各押圧面４５ａの高さを迅速かつ高精度に測定することができる。
【００３６】
特に、距離センサ１２は、レーザ変位センサであるため、押圧面４５ａ等の測定部位が小さく密集状態であっても、上記相対距離を確実に測定することができる。
【００３７】
また、測定部位は、基板面３１の各スルーホール３２ａ〜３２ｃに圧入される各コネクタピン４２ａ〜４２ｃに設けられた圧入時に押圧される押圧面４５ａである。このように、押圧面４５ａの基板面３１からの高さを上記測定高さＨとして算出することで、この測定高さＨに基づいて各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの圧入状態を迅速かつ高精度に検査することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る測定装置について図を参照して説明する。図１０は、第２実施形態に係る測定装置１０の要部を説明する説明図であり、図１０（Ａ）は、各走査線Ｌ１〜Ｌ３が予定の走査方向からずれた状態を示し、図１０（Ｂ）は、始端側の押圧面４５ａから基準線Ｌｏにおろした垂線の長さＹ１と、終端側の押圧面４５ａから基準線Ｌｏにおろした垂線の長さＹ２との演算過程を説明する説明図である。なお、図１０（Ａ），（Ｂ）では、図面左右方向が移動部材２１ａが直進移動するＸ方向に相当し、図面上下方向が移動部材２２ａが直進移動するＹ方向に相当する。また、図１０（Ａ）では、便宜上、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃの本数を図３の本数よりも少なく図示している。
【００３９】
本第２実施形態に係る測定装置１０は、上記測定処理の前に走査方向変更処理を実施する点が、上記第１実施形態に係る測定装置と異なる。したがって、第１実施形態の測定装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図１０（Ａ）に例示するように、各走査線Ｌ１〜Ｌ３が予定の走査方向である移動部材２１ａが直進移動するＸ方向に対して角度θでずれるように、基板３０が傾いて載置面１１に載置された状態を想定する。このような傾き状態で、Ｘ方向（予定の走査方向）に距離センサ１２を移動させて計測すると、始端側の押圧面４５ａは測定できても、終端側の押圧面４５ａが距離センサ１２の測定範囲に入らずに押圧面４５ａの測定漏れが生じる場合がある。特に、基板３０の載置面１１に対する載置状態だけでなく、基板３０自体の寸法精度等にも影響して上記角度θのずれが生じてしまう。例えば、基板３０の載置面１１に対する載置状態をカメラ等を用いて撮像し、この撮像画像に基づいて上記角度θを算出することも考えられるが、カメラ等を別途用意する必要があり、測定装置１０の製造コストが増大してしまうという問題がある。
【００４１】
そこで、本実施形態では、上記測定処理を実施する前に、制御回路１４により走査方向変更処理を実施して、距離センサ１２の走査方向を変更する。この走査方向変更処理について、以下に詳述する。
【００４２】
制御回路１４により走査方向変更処理が開始されると、まず、予定される走査方向、すなわちＸ方向に平行な基準線Ｌｏに対して、Ｘ方向にて互いに離間する２つの押圧面４５ａからおろした垂線の長さが演算される。演算対象は、始端側の押圧面４５ａから基準線Ｌｏにおろした垂線の長さＹ１と、終端側の押圧面４５ａから基準線Ｌｏにおろした垂線の長さＹ２とである。
【００４３】
具体的には、垂線の長さＹ１，Ｙ２は、図１０（Ｂ）に示すように、その押圧面４５ａが、基準線Ｌｏから一定角度αで移動させた距離センサ１２により検出されるまでの当該距離センサ１２の移動距離に基づいて、演算される。本実施形態では、一定角度αは、例えば、４５°に設定されており、距離センサ１２は、制御回路１４により制御される直交ロボット２０により、一定角度αで移動される。このとき、エンコーダ１３により距離センサ１２のＸ方向の移動量がわかるため、始端側の押圧面４５ａを検出したときのＸ方向移動量Ｘ１と一定角度αとから、垂線の長さＹ１を演算することができる。また、終端側の押圧面４５ａを検出したときのＸ方向移動量Ｘ２と一定角度αとから、垂線の長さＹ２を演算することができる。
【００４４】
このように垂線の長さＹ１，Ｙ２が演算されると、垂線の長さの差Ｙ２−Ｙ１と、始端側の押圧面４５ａと終端側の押圧面４５ａとのＸ方向の離間距離Ｘ３とに基づいて、上記角度θ（ｔａｎθ＝（Ｙ２−Ｙ１）／Ｘ３）を算出することができる。なお、角度θが大きくなるほど、予定の走査方向にて互いに離間する始端側の押圧面４５ａと終端側の押圧面４５ａとから基準線Ｌｏにおろした垂線の長さの差Ｙ２−Ｙ１が大きくなる。また、本実施形態では、離間距離Ｘ３は予め設定される固定値であり、例えば、８０ｍｍ程度に設定されている。
【００４５】
そして、このように算出される角度θを０°に近づけるように各走査線Ｌ１〜Ｌ３を変更することで、上記測定処理を実施する場合でも、載置面１１への載置の際の傾き（角度θ）に起因する押圧面４５ａの測定漏れをなくすことができる。特に、距離センサ１２を一定角度αで移動させたＹ方向移動量（Ｙ１，Ｙ２）もエンコーダ１３を用いて測定できるため、角度θを検出するためのセンサ等を別途設ける必要がないので、測定装置１０の製造コストの増大を抑制することができる。なお、制御回路１４は、特許請求の範囲に記載の「演算手段」および「走査方向変更手段」の一例に相当し得る。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）測定部位は、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃに設けられる押圧面４５ａに限らず、各コネクタピン４２ａ〜４２ｃに設けられる他の面であってもよい。また、測定対象は、コネクタ４０に限らず、他の実装部品であってもよい。この場合、測定部位は、例えば、実装部品の接続端子であってもよいし、実装部品の筐体の一部であってもよい。
【００４７】
また、測定装置１０により上記測定断面形状と相似の関係となる生成波形Ｓを生成できるため、測定対象の外形形状を検出することができ、当該測定装置１０を実装部品の異品検査や寸法検査等にも適用することができる。
【００４８】
（２）測定部位の測定高さＨは、基板面３１を基準に測定されることに限らず、基板３０のうち載置面１１に平行な面を基準に測定されてもよい。
【００４９】
（３）距離センサ１２として、レーザ変位センサを採用することに限らず、所定の走査線上に位置する物体との相対距離を測定可能なセンサを採用してもよい。
【００５０】
（４）移動部材２１ａのＸ方向移動量を測定する測定手段として、エンコーダ１３を採用することに限らず、他の一方向の移動量を測定可能なセンサを採用してもよい。また、エンコーダ１３に代えて、移動部材２１ａおよび移動部材２２ａについて、Ｘ方向移動量およびＹ方向移動量の双方を測定可能なセンサを採用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…測定装置
１１…載置面  １２…距離センサ  １３…エンコーダ（移動量測定手段）
１４…制御回路（制御手段，生成手段，算出手段，演算手段，走査方向変更手段）
２０…直交ロボット（移動手段）
３０…基板  ３１…基板面（基準面）  ３２ａ〜３２ｃ…スルーホール
４０…コネクタ（実装部品）  ４２ａ〜４２ｃ…コネクタピン
４５ａ…押圧面（測定部位）
Ｈ…測定高さ
Ｌ１〜Ｌ３…走査線（所定の走査線）  Ｌｏ…基準線
Ｙ１，Ｙ２…垂線の長さ
【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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