特許 7122456 計測装置および表面実装機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-10

(45)【発行日】2022-08-19

(54)【発明の名称】計測装置および表面実装機

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20220812BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20220812BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 K

H05K13/08 Q

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021506811

(86)(22)【出願日】2019-03-15

(86)【国際出願番号】 JP2019010919

(87)【国際公開番号】W WO2020188647

(87)【国際公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-05-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榊原 敬介

【審査官】櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－０６３８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１６３３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２７００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２２４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０２４２５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２３３７０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｈ０５Ｋ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測する計測装置であって、
前記計測対象を相対的に移動させながら前記計測対象を撮像する撮像部と、
前記撮像部が前記計測対象を撮像する撮像領域を基準に両側の位置に少なくとも１ずつ配置され、前記計測対象に向けて線状の光を投影する複数の光源部と、
制御部と、を備え、
前記計測対象から反射する反射光は、前記計測対象から前記撮像部に向かって反射する第１反射光と、前記第１反射光とは異なる第２反射光とを含み、
前記制御部は、前記撮像部によって撮像されたそれぞれの前記光源部における前記反射光の受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出し、前記計測対象の高さ寸法を計測し、
前記制御部は、前記複数の光源部によって前記計測対象の同一の測定箇所に光を投影して撮像し、同一の測定箇所におけるそれぞれの前記反射光の受光量のうち最も低い受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出する、計測装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記反射光の受光量に基づいて計測対象の高さ寸法のデータを算出し、同一の測定箇所においてそれぞれの算出した高さ寸法のデータのうち最も低い高さ寸法のデータを前記測定箇所における高さ寸法とする請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測する計測装置であって、
前記計測対象を相対的に移動させながら前記計測対象を撮像する撮像部と、
前記撮像部が前記計測対象を撮像する撮像領域を基準に両側の位置に少なくとも１ずつ配置され、前記計測対象に向けて線状の光を投影する複数の光源部と、
制御部と、を備え、
前記計測対象から反射する反射光は、前記計測対象から前記撮像部に向かって反射する第１反射光と、前記第１反射光とは異なる第２反射光とを含み、
前記制御部は、前記撮像部によって撮像されたそれぞれの前記光源部における前記反射光の受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出し、前記計測対象の高さ寸法を計測し、
前記制御部は、前記複数の光源部によって前記計測対象の同一の測定箇所に光を投影して撮像し、同一の測定箇所におけるそれぞれの前記反射光の受光量のうち、重複する受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出する、計測装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記反射光の受光量に基づいて計測対象の高さ寸法のデータを算出し、同一の測定箇所においてそれぞれ算出した高さ寸法のデータの論理積によって得られた高さ寸法のデータを前記測定箇所における高さ寸法とする請求項３に記載の計測装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の計測装置と、
前記計測対象を保持して基板に実装する部品実装装置と、を備えた表面実装機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、計測装置および表面実装機に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、計測対象の高さを計測する高さ計測装置として、特開２００１－２１７５９９号公報が知られている。この高さ計測装置は、光線照射手段によって計測対象へ投影した線状の光をＣＣＤカメラなどの撮像手段によって撮像し、撮像した光の基準位置からのずれや光の輝度から計測対象の高さを計測する、いわゆる光切断法によって高さ計測を行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２１７５９９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、上記の計測装置では、計測対象の間の距離が近い場合や他の部材との距離が近い場合には、計測対象に投影した光が、計測対象とは異なる部材に向かって反射し、撮像した画像に計測対象とは異なる部材から反射した光が映り込んでしまう。すると、計測対象の光を正確に認識することができなくなったり、光の輝度を正確に認識することができなくなったりすることにより、計測対象の計測精度が低下してしまう。

【0005】

本明細書では、計測対象の計測精度が低下することを抑制する技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書によって開示される技術は、光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測する計測装置であって、前記計測対象を相対的に移動させながら前記計測対象を撮像する撮像部と、前記撮像部が前記計測対象を撮像する撮像領域を基準に両側の位置に少なくとも１ずつ配置され、前記計測対象に向けて線状の光を投影する複数の光源部と、制御部と、を備え、前記計測対象から反射する反射光は、前記計測対象から前記撮像部に向かって反射する第１反射光と、前記第１反射光とは異なる第２反射光とを含み、前記制御部は、前記撮像部によって撮像されたそれぞれの前記光源部における前記反射光の受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出し、前記計測対象の高さ寸法を計測する。

【0007】

また、本明細書によって開示される技術は、表面実装機であって、前記計測装置と、前記計測対象を保持して基板に実装する部品実装装置と、を備える。

【0008】

このような構成の計測装置によると、例えば、計測対象の反射光が隣接する他の部材によって更に反射する第２反射光（多重の反射光）を除いた反射光、すなわち、第１反射光に応じたデータを算出し、計測対象の高さ寸法を求めることができる。つまり、他の部材などによって反射した第２反射光が撮像部に入射される場合でも、計測対象の正確な高さ寸法を計測できる。これにより、計測対象の高さ計測の精度が低下することを抑制できる。

【0009】

ところで、複数の光源部から計測対象に光を投影する方法として、例えば、撮像位置の一側からのみ計測対象に光を投影する方法が考えられる。しかしながら、撮像位置の一側からのみ計測対象に光を投影する場合には、計測対象の一側のみを計測することになるため、計測精度が低下してしまうことが懸念される。

【0010】

ところが、このような構成によると、計測対象に対して撮像位置の両側から光を投影して反射光を撮像し、計測対象全体の高さを計測するから、計測精度が低下することを抑制できる。

【0011】

本明細書によって開示される計測装置は、以下の構成としてもよい。
前記制御部は、前記複数の光源部によって前記計測対象の同一の測定箇所に光を投影して撮像し、同一の測定箇所におけるそれぞれの前記反射光の受光量のうち最も低い受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出する構成としてもよい。

【0012】

このような構成によると、複数の光源部によって撮像されたそれぞれの反射光の受光量のうち最も低い受光量を求める簡便な方法によって、第１反射光に応じたデータを算出する。そして、光切断法によって、第１反射光に応じたデータを作成し、計測対象全体の高さ寸法を求めることができる。
前記制御部は、前記反射光の受光量に基づいて計測対象の高さ寸法のデータを算出し、同一の測定箇所においてそれぞれの算出した高さ寸法のデータのうち最も低い高さ寸法のデータを前記測定箇所における高さ寸法とする構成としてもよい。
このような構成によると、まず、反射光の受光量から計測対象の高さ寸法のデータを算出する。そして、同一の測定箇所においてそれぞれの算出した高さ寸法のデータのうち最も低い高さ寸法のデータを測定箇所における高さ寸法とすることによって、第１反射光に対応する高さ寸法データを得ることができる。これにより、計測対象の高さ計測を行うことができる。

【0013】

前記制御部は、前記複数の光源部によって前記計測対象の同一の測定箇所に光を投影して撮像し、同一の測定箇所におけるそれぞれの前記反射光の受光量のうち、重複する受光量に基づいて前記第１反射光に応じたデータを算出する構成にしてもよい。

【0014】

このような構成によると、複数の光源部によって撮像されたそれぞれの反射光の受光量の重複データを求める簡便な方法によって、第１反射光に応じたデータを算出し、光切断法によって、第１反射光に応じたデータを作成する。これにより、計測対象全体の高さ寸法を求めることができる。
前記制御部は、前記反射光の受光量に基づいて計測対象の高さ寸法のデータを算出し、同一の測定箇所においてそれぞれ算出した高さ寸法のデータの論理積によって得られた高さ寸法のデータを前記測定箇所における高さ寸法とする構成としてもよい。
このような構成によると、まず、反射光の受光量から計測対象の高さ寸法のデータを算出する。そして、同一の測定箇所においてそれぞれ算出した高さ寸法のデータの論理積によって得られた高さ寸法のデータを測定箇所における高さ寸法とすることによって第１反射光に対応する高さ寸法データを得ることができる。これにより、計測対象の高さ計測を行うことができる。

【発明の効果】

【0015】

本明細書によって開示される技術によれば、計測対象の計測精度が低下することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】表面実装機の平面図

【図2】ヘッドユニットを含む表面実装機の上部の正面図

【図3】部品計測部の模式図

【図4】表面実装機の電気的構成を示すブロック図

【図5】平坦度計測処理のフローチャート図

【図6】電子部品の電極に投影した光が反射している状態を示す模式図

【図7】２つの反射光の３次元形状から第１反射光にかかる３次元形状を作成する概念図

【図8】従来の計測方法における部品計測部の模式図

【図9】光切断法における撮像画像の模式図

【図10】重心検出法の概念図

【図11】計測対象の電極から反射した光が隣の電極から部品認識カメラに向かって更に反射している状態を示す模式図

【図12】電極の撮像画像に隣の電極の反射光が入射した状態の撮像画像の模式図

【図13】図１２の状態における重心検出法の概念図

【図14】実施形態２にかかる平坦度計測処理のフローチャート図

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜実施形態＞
本明細書に開示された技術における実施形態１について図１から図７を参照して説明する。

【0018】

本実施形態は、電子部品（「計測対象」の一例）Ｅをプリント基板Ｂ上に実装する表面実装機１０を例示している。表面実装機１０は、図１に示すように、平面視略矩形状の基台１１と、基台１１上にプリント基板Ｂを搬送する搬送コンベア１２と、プリント基板Ｂ上に電子部品Ｅを実装する部品実装装置１３と、部品実装装置１３に電子部品Ｅを供給する部品供給装置１４と、電子部品Ｅを計測する部品計測部２０と、を備えて構成されている。なお、以下の説明において、図１におけるＲ方向を右方、Ｌ方向を左方、Ｆ方向を前方、Ｂ方向を後方とし、図２におけるＵ方向を上方、Ｄ方向を下方として説明する。

【0019】

基台１１は、図１に示すように、搬送コンベア１２、部品実装装置１３、部品計測部２０などが配置可能とされている。

【0020】

搬送コンベア１２は、図１に示すように、基台１１の前後方向の略中央部に配されており、プリント基板Ｂを上流である右方から下流である左方に向かって搬送する。搬送コンベア１２には、プリント基板Ｂが架設するようにセットされる。プリント基板Ｂは、搬送コンベア１２によって上流（右方）から基台１１の左右方向略中央部の部品実装位置に搬入され、電子部品Ｅが実装された後、下流（左方）に搬出される。

【0021】

部品供給装置１４は、図１に示すように、フィーダ型であって、搬送コンベア１２の上下方向両側に左右方向に２つずつ、合計４箇所に配置されている。各部品供給装置１４は、搬送コンベア１２側の端部から電子部品Ｅを供給する。

【0022】

部品実装装置１３は、図１および図２に示すように、基台１１上に配置された複数のフレーム１６に支持されたヘッドユニット１７と、ヘッドユニット１７を移動させる複数の駆動装置１８とを備えて構成されている。

【0023】

複数の駆動装置１８は、前後方向に延びるフレーム１６や左右方向に延びるフレーム１６などに取り付けられており、複数の駆動装置１８が通電制御されることにより、ヘッドユニット１７が基台１１上を前後左右方向に移動するようになっている。

【0024】

ヘッドユニット１７には、図１および図２に示すように、電子部品Ｅの保持および実装を行う実装ヘッド１９が左右方向に複数並んで搭載されている。各実装ヘッド１９は、部品供給装置１４から供給される電子部品Ｅを吸着して保持し、プリント基板Ｂ上に実装する。

【0025】

部品計測部２０は、図１に示すように、基台１１の前後方向の両側にそれぞれ配置されている。それぞれの部品計測部２０は、図３に示すように、実装ヘッド１９の先端に吸着保持された電子部品Ｅを撮像する部品認識カメラ（「撮像部」の一例）２２と、電子部品Ｅに線状の光を投影する複数の光源部２４とを備えている。

【0026】

また、それぞれの部品計測部２０は、後述する制御部１１０によって制御される。部品認識カメラ２２は、実装ヘッド１９に吸着保持されている電子部品Ｅを下方から撮像し、制御部１１０は、部品認識カメラ２２が撮像して得た画像に基づいて、電子部品Ｅの形状、実装ヘッド１９に対する電子部品Ｅの位置などを計測する。また、本実施形態では、制御部１１０は、電子部品Ｅに設けられた複数の電極Ｅ２の高さ寸法を計測し、複数の電極Ｅ２の高さ寸法に基づいて電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の平坦度を計測する。部品計測部２０と、制御部１１０とが計測装置に相当する。
なお、部品認識カメラ２２に、電子部品Ｅに設けられた複数の電極Ｅ２の高さ寸法を計測する機能を持たせてもよい。

【0027】

部品認識カメラ２２は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの複数の受光素子を有するカメラである。部品認識カメラ２２は、撮像面を上に向けた姿勢で配されている。部品認識カメラ２２の光軸Ａ１は、図３に示すように、部品認識カメラ２２から電子部品Ｅに対して上下方向に延びる配置とされている。

【0028】

部品認識カメラ２２は、図３に示すように光軸Ａ１に沿って予め定められた撮像領域Ｐを持っている。実装ヘッド１９に吸着保持された電子部品Ｅが撮像領域Ｐに存在することにより、部品認識カメラ２２によって電子部品Ｅが撮像される。

【0029】

複数の光源部２４は、図３に示すように、部品認識カメラ２２が電子部品Ｅを撮像する撮像領域Ｐを基準に左右方向両側の位置に少なくとも１ずつ配置されている。本実施形態は、撮像領域Ｐを基準に左右方向両側に１つずつ配置されており、２つの光源部２４は、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１を基準に左右対称な位置関係となっている。

【0030】

それぞれの光源部２４は、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して傾斜した線状の光を撮像領域Ｐに投影する。本実施形態の光源部２４は、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対する傾斜角度θが３０度から６０度に設定されており、部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対するそれぞれの光源部２４の傾斜角度は同一とされている。
つまり、本実施形態では、撮像領域Ｐに電子部品Ｅが存在すると、光源部２４によって電子部品Ｅに光が投影され、電子部品Ｅから反射した反射光Ｒが部品認識カメラ２２に入射するようになっている。

【0031】

次に、表面実装機１０の電気的構成について、図４を参照して説明する。
表面実装機１０は、制御部１１０によってその全体が制御統括されている。制御部１１０は、ＣＰＵなどによって構成される演算処理部１１１、記憶部１１２、駆動制御部１１３、画像処理部１１４、部品供給制御部１１５などを有している。

【0032】

記憶部１１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。記憶部１１２には、演算処理部１１１が実行する各種プログラムや各種データなどが記憶されている。具体的には、実装プログラムとしては、部品実装装置１３、搬送コンベア１２、部品供給装置１４を制御して電子部品Ｅをプリント基板Ｂに配置する実装プログラムや、実装ヘッド１９に吸着保持された電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の平坦度を計測するコプラナリティ計測プログラムなどが記憶されている。

【0033】

駆動制御部１１３は、演算処理部１１１の指令により、搬送コンベア１２や駆動装置１８などを駆動させる。
画像処理部１１４は、演算処理部１１１の指令により、部品計測部２０における部品認識カメラ２２から出力された電気信号を変換することによって画像データを生成する。
部品供給制御部１１５は、演算処理部１１１の指令により、部品供給装置１４を制御する。

【0034】

演算処理部１１１は、記憶部１１２の各種制御プログラムを実行することによって表面実装機１０の各部を制御する。演算処理部１１１は、例えば、記憶部１１２の実装プログラムに基づいて、駆動制御部１１３を介して搬送コンベア１２および部品実装装置１３を駆動させる。また、部品供給制御部１１５を介して部品供給装置１４を制御する。これにより、プリント基板Ｂに電子部品Ｅを実装する。

【0035】

また、演算処理部１１１は、記憶部１１２に記憶されたコプラナリティ計測プログラムに従って、画像処理部１１４を介して部品認識カメラ２２を駆動させる。演算処理部１１１は、部品認識カメラ２２により撮像した撮像データを画像処理部１１４介して取り込み、撮像データに基づいて、電子部品Ｅにおける複数の電極Ｅ２の下端の位置から構成される面のコプラナリティ（平坦度）を判定する。

【0036】

ところで、表面実装機１０においてプリント基板Ｂに実装される電子部品Ｅには、例えば、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）のような、パッケージ部分の下面から多数の電極が下方に突出している電子部品や、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌａｙ）のような、パッケージ部分の底面から球状あるいは半球状の電極が下方に突出している電子部品がある。

【0037】

本実施形態では、図３および図６に示すように、直方体の形状を有する部品本体Ｅ１と、部品本体Ｅ１の底面から半球状に下方に突出する電極Ｅ２とを備える電子部品Ｅを例示している。ここで、各電極Ｅ２の最下端の高さにバラツキがあると電子部品Ｅをプリント基板Ｂに搭載したときに一部の電極Ｅ２がプリント基板Ｂに接触しないことによって実装不良となることが懸念される。

【0038】

そこで、制御部１１０は、図３に示すように、電子部品Ｅに光源部２４の光を投影しながら電子部品Ｅを部品認識カメラ２２に対してＸ方向に移動させ、この移動の間に、電子部品Ｅを複数回連続的に撮像する光切断法によって各電極Ｅ２の最下端の高さの平坦度、いわゆるコプラナリティを計測する。制御部１１０は、コプラナリティが基準値よりも悪い場合（すなわち電極Ｅ２の高さのバラツキが大きい場合）は不良部品として電子部品Ｅを廃棄する。

【0039】

以下に、光切断法による電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の高さ寸法の計測方法について簡単に説明する。
まず、光切断法を用いた従来の計測方法について、図８から図１０を参照して説明する。

【0040】

一般に、光切断法を用いた従来の計測方法では、図８に示すように、電子部品Ｅの高さ寸法を計測する場合、電子部品Ｅの移動方向Ｘと部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に沿って予め定められた撮像領域Ｐに、１つの光源部２４から光軸Ａ１に対して傾斜する線状の光を投影する。

【0041】

次に、撮像領域Ｐに光を投影した状態において、図８に示すように、電子部品ＥをＸ方向に移動させ、撮像領域Ｐを通過する電子部品Ｅを複数回連続的に撮像する。そして、各撮像画像６０における光のずれ位置ｈに基づいて電極Ｅ２の全体の高さ寸法を計測する。

【0042】

詳細には、制御部１１０は、部品計測部２０において、まず、電子部品Ｅを移動経路Ｃに沿って移動させつつ、撮像領域Ｐにおいて電子部品Ｅを複数回に亘って連続的に撮像し、各撮像画像６０において光のずれ位置ｈを求める。

【0043】

ここで、電子部品Ｅが撮像領域Ｐ内に進入する前の状態では、光は撮像領域Ｐに投影される。撮像領域Ｐに投影される光Ｒｅ１の位置は基準位置Ｓとされる。電子部品Ｅが撮像領域Ｐ内に進入すると、図９に示すように、光が電子部品Ｅに投影され、電子部品Ｅの高さ寸法に応じて電子部品Ｅに投影される光Ｒｅ２が基準位置Ｓからずれて投影される。

【0044】

電子部品Ｅに投影される光の基準位置Ｓからのずれ位置ｈ（図９参照）は、電子部品Ｅに投影される光Ｒｅ２の位置と光の輝度Ｌをもとに重心検出法に基づいて決定する。

【0045】

図１０は、図９に示す撮像画像６０において四角で囲んだＹ座標における電子部品Ｅに投影された光のＸ座標における輝度Ｌを表している。図１０において、横軸は電極Ｅ２に投影された光の基準位置Ｓからの距離をＸ座標で示しており、縦軸は、各Ｘ座標における輝度Ｌを示している。

【0046】

撮像画像６０におけるＹ座標の重心位置ＣＰは、電子部品Ｅに投影される光Ｒｅ２の座標と光Ｒｅ２の輝度Ｌをもとに以下の式（１）によって求められる。式（１）においてｘｉは基準位置Ｓからの距離（Ｘ座標）であり、Ｌは各Ｘ座標の輝度である。

【数1】

そして、式（１）で求められた重心位置ＣＰのＸ座標が電極Ｅ２に投影される光の基準位置Ｓからのずれ位置ｈとして決定される。

【0047】

次に、制御部１１０は、撮像画像６０における各Ｙ座標の光の基準位置Ｓからのずれ位置ｈを決定し、各Ｙ座標における光のずれ位置ｈをＹ方向に繋ぐことにより、光を投影した位置における電子部品Ｅの断面形状（断面における高さ寸法）を求める。

【0048】

そして、制御部１１０は、それぞれの撮像画像６０において電子部品Ｅの断面形状を求め、それぞれの撮像画像６０における電子部品Ｅの断面形状をＸ方向に繋ぐことによって、電子部品Ｅの３次元形状を作成する。

【0049】

以上のように、従来の計測方法では、１つの光源部２４から投影された光の反射光Ｒを部品認識カメラ２２によって撮像し、反射光Ｒの受光量に基づいて電子部品Ｅの電極Ｅ２の高さ寸法を計測する。そして、各電極Ｅ２の最下端の高さのコプラナリティを判定する。

【0050】

ところで、例えば、電子部品Ｅにおける電極Ｅ２の間の距離が近い場合には、図１１に示すように、計測対象の電極Ｅ２に投影した光Ｌｉが、計測対象とは異なる隣の電極Ｅ２に向かって反射し、撮像画像６０に計測対象の電極Ｅ２とは異なる電極Ｅ２から反射した光ＲＡが部品認識カメラ２２に入射してしまう。すると、図１２に示すように、撮像画像６０において、計測対象の電極Ｅ２において反射した光Ｒ０と、隣の電極Ｅ２において反射した光ＲＡが撮像されてしまう。

【0051】

したがって、従来の計測方法では、光切断法による重心位置ＣＰの決定の際に、図１３示すように、重心位置ＣＰが本来の重心位置ＣＰ０よりも大きくなる方向にずれた位置に決定されてしまい、電極Ｅ２の高さ寸法が本来よりも高く計測されてしまう。

【0052】

そこで、本実施形態は、部品計測部２０における２つの光源部２４を用いて平坦度計測処理を実行する。
以下に、本実施形態における平坦度計測処理について、図５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

【0053】

本実施形態の制御部１１０は、部品計測部２０において撮像領域Ｐに存在する電子部品Ｅの電極Ｅ２の高さ寸法を計測する場合、まず、２つの光源部２４のうちの一方の光源部（図３の図示左側の光源部２４）２４Ｌによって、図６に示すように、計測対象の電極Ｅ２に対して左側から傾斜した線状の光Ｌｉ１（図６は説明のために３つの光Ｌｉ１を記載しているが、光は連続して電極Ｅ２に投影される。）を投影する（Ｓ１１）。そして、従来と同様の光切断法によって計測対象である電極Ｅ２の３次元形状Ｍ１を作成する（Ｓ１２）。

【0054】

ここで、電極Ｅ２に対して左斜めから光が投影されると、投影された光Ｌｉ１は電極Ｅ２において反射し、反射光Ｒは部品認識カメラ２２に入射する。しかしながら、電極Ｅ２の左側部に投影される一部の光は、左側に向かって反射する。

【0055】

左側に向かって反射した光は、計測対象の電極Ｅ２の左側に配置された電極Ｅ２Ｌによって更に反射し、計測対象の電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射した光とは異なる多重に反射した光が部品認識カメラ２２に入射する。

【0056】

つまり、部品認識カメラ２２に撮像される電極Ｅ２の反射光Ｒは、電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射する第１反射光Ｒ１と、電極Ｅ２から反射して更に他の部材から部品認識カメラ２２に向かって反射する第２反射光Ｒ２を含んでいる。

【0057】

したがって、光切断法における重心位置ＣＰの決定の際には、電極Ｅ２の左側端部の高さ寸法が高く計測されることになり、図７の上段に示すように、左側端部の高さ寸法が高い３次元形状Ｍ１が作成される。そして、３次元形状Ｍ１は、撮像領域ＰにおけるＸＹ座標ともに記憶部１１２に記憶される。

【0058】

次に、制御部１１０は、２つの光源部２４のうちの他方の光源部（図３の図示右側の光源部２４）２４Ｒによって、一方の光源部２４Ｌの光Ｌｉ１によって投影した電極Ｅ２の同一の測定箇所に対して右側から傾斜した線状の光Ｌｉ２を投影する（Ｓ１３）。したがって、本実施形態は、一方の光源部２４Ｒと他方の光源部２４Ｌとが電極Ｅ２に光を投影する時期はずれているもの、一方の光源部２４Ｒと他方の光源部２４Ｌとが、撮像領域Ｐの同一の場所において電極Ｅ２の同一の測定箇所に光を投影している。
なお、一方の光源部２４Ｒと他方の光源部２４Ｌとは、撮像領域Ｐにおける水平方向に離れた場所において、投影時期をずらして電極Ｅ２の同一の測定箇所に光を投影してもよい。また、一方の光源部２４Ｒと他方の光源部２４Ｌとが電極Ｅ２に光を投影する時期は、同時であってもよく、光を同時に投影する場合には、撮像時間を短縮できる。
そして、従来と同様の光切断法によって計測対象である電極Ｅ２の３次元形状Ｍ２を作成する（Ｓ１４）。

【0059】

ここで、電極Ｅ２に対して右斜めから光が投影されると、投影された光は電極Ｅ２において反射し、反射光Ｒは部品認識カメラ２２に入射する。しかしながら、電極Ｅ２の右側部に投影される一部の光は、右側に向かって反射する。

【0060】

右側に向かって反射した光は、計測対象の電極Ｅ２の右側に配置された電極Ｅ２Ｒによって更に反射し、計測対象の電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射した光とは異なる多重に反射した光が部品認識カメラ２２に入射する。

【0061】

つまり、他方の光源部２４Ｒに基づく計測においても、部品認識カメラ２２に撮像される電極Ｅ２の反射光Ｒは、電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射する第１反射光Ｒ１と、電極Ｅ２から反射して更に他の部材から部品認識カメラ２２に向かって反射する第２反射光Ｒ２を含んでいる。

【0062】

したがって、光切断法における重心位置ＣＰの決定の際には、電極Ｅ２の右側端部の高さ寸法が高く計測されることになり、図７の中段に示すように、右側端部の高さ寸法が高い３次元形状Ｍ２が作成される。そして、３次元形状Ｍ２は、撮像領域ＰにおけるＸＹ座標ともに記憶部１１２に記憶される。

【0063】

次に、制御部１１０は、一方の光源部２４Ｌの投影によって得られた３次元形状Ｍ１と他方の光源部２４Ｒによって得られた３次元形状Ｍ２との同一の測定箇所（ＸＹ座標）における高さ寸法データを比較する（Ｓ１５）。
３次元形状Ｍ１と３次元形状Ｍ２との同一の測定箇所（ＸＹ座標）における高さ寸法データの比較の結果、高さが低い高さ寸法データを各測定箇所（ＸＹ座標）の高さとして、図７の下段に示すような新たな３次元形状Ｍ３を作成する（Ｓ１６）。
具体的には、図７のＸ１よりも左側、Ｘ３よりも右の座標では、３次元形状Ｍ２の高さ寸法データ（３次元形状Ｍ１よりも低い高さ寸法データ）Ｍ２Ａが新たな３次元形状の高さ寸法データとして選択される。図７のＸ２よりも右側、Ｘ４よりも左の座標では、３次元形状Ｍ１の高さ寸法データ（３次元形状Ｍ２よりも低い高さ寸法データ）Ｍ１Ａが新たな３次元形状の高さ寸法データとして選択される。

【0064】

言い換えると、同一の測定箇所（ＸＹ座標）におけるそれぞれの反射光Ｒのうち最も低い受光量に基づいて電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射する第１反射光Ｒ１を算出し、新たな３次元形状Ｍ３を作成する。

【0065】

つまり、新たに作成された３次元形状Ｍ３は、計測対象の電極Ｅ２とは異なる箇所から部品認識カメラ２２に入射される光が除かれた状態となり、計測対象の電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射した第１反射光Ｒ１のみをもとに作成されることになる。これにより、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の正確な高さ寸法を求めることができる。

【0066】

すなわち、隣接する電極Ｅ２や他の部材などによって反射した第２反射光Ｒ２が部品認識カメラ２２に入射される場合でも、計測対象の電極Ｅ２の正確な高さ寸法を計測できる。これにより、計測対象である電極Ｅ２の高さ計測の精度が低下することを抑制できる。
そして、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の高さ寸法を計測し（Ｓ１７）、電子部品Ｅにおけるコプラナリティを判定する（Ｓ１８）。

【0067】

つまり、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の高さ寸法の計測精度の低下が抑制されたことにより、電子部品Ｅにおけるコプラナリティの計測精度が低下することを抑制できるようになっている。

【0068】

以上のように、本実施形態の部品計測部（計測装置）２０は、光切断法に基づいて計測対象の高さ寸法を計測するものであって、電子部品Ｅの電極Ｅ２（計測対象）を相対的に移動させながら計測対象の電極Ｅ２を撮像する部品認識カメラ（撮像部）２２と、部品認識カメラ２２が電極Ｅ２を撮像する撮像領域Ｐを基準に両側の位置に少なくとも１ずつ配置され、計測対象の電極Ｅ２に向けて線状の光を投影する複数の光源部２４と、制御部１１０と、を備えている。

【0069】

そして、電極Ｅ２から反射する反射光Ｒは、電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射する第１反射光Ｒ１と、第１反射光Ｒ１とは異なる第２反射光Ｒ２とを含んでいる。制御部１１０は、部品認識カメラ２２によって撮像されたそれぞれの光源部２４における反射光Ｒの受光量に基づいて、図７の下段に示すように、第１反射光Ｒ１に応じた３次元形状（データ）Ｍ３を算出し、計測対象である電極Ｅ２の高さ寸法を計測する。

【0070】

したがって、本実施形態によると、計測対象の電極Ｅ２から反射して更に他の部材によって反射する第２反射光Ｒ２を除いた反射光、すなわち、電極Ｅ２から部品認識カメラ２２に向かって反射する第１反射光Ｒ１に応じたデータを算出して計測対象の高さ寸法を求めることができる。つまり、他の部材などによって第２反射光Ｒ２が部品認識カメラ２２に入射される場合でも、計測対象である電極Ｅ２の正確な高さ寸法を計測できる。これにより、計測対象である電極Ｅ２の高さ計測の精度、ひいては電子部品Ｅにおけるコプラナリティの計測精度が低下することを抑制できる。

【0071】

ところで、複数の光源部から計測対象に光を投影する方法として、例えば、撮像位置の一側からのみ計測対象に光を投影する方法が考えられる。
しかしながら、撮像領域Ｐの一側からのみ計測対象に光を投影する場合、計測対象の一側のみを計測することになるため、計測精度が低下してしまうことが懸念される。

【0072】

ところが、本実施形態によると、電極Ｅ２に対して撮像領域Ｐの両側から光を投影して反射光Ｒを撮像し、電極Ｅ２の高さを計測するから、計測精度が低下することを抑制できる。

【0073】

また、本実施形態によると、制御部１１０が、図６に示すように、複数の光源部２４によって電極Ｅ２の同一箇所に光を投影して撮像し、同一座標におけるそれぞれの反射光Ｒのうち最も低い受光量に基づいて、図７の下段に示す第１反射光Ｒ１に応じた３次元形状（データ）を算出する。
具体的には、反射光Ｒの受光量に基づいて計測対象の高さ寸法のデータ（３次元形状Ｍ１，Ｍ２）を算出し、同一の測定箇所においてそれぞれの算出した高さ寸法のデータのうち最も低い高さ寸法のデータを測定箇所における高さ寸法とする。
つまり、本実施形態によると、計測対象の電極Ｅ２とは異なる箇所から部品認識カメラ２２に入射されて受光量が高くなった反射光Ｒを除いて、第１反射光Ｒ１のみを算出するといった簡便な方法により、３次元形状Ｍ３を作成して電極Ｅ２の高さ寸法を計測することができる。

【0074】

＜実施形態２＞
次に、実施形態２について、図１４のフローチャートを参照して説明する。
実施形態２の平坦度計測処理は、実施形態１のＳ１６を変更したものであって、実施形態１と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態１と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。

【0075】

実施形態２の平坦度計測処理は、制御部１１０が、図１４のフローチャートに示すように、Ｓ１２およびＳ１４においてそれぞれの３次元形状が作成できたところで、Ｓ１５において同一の測定箇所（同一のＸＹ座標）における３次元形状の高さ寸法を比較する。そして、２つの３次元形状において重複する高さ寸法データ（重複する受光量に基づくデータ）を各測定箇所の高さ寸法として決定し、新たな３次元形状（データ）を作成する。

【0076】

言い換えると、同一の測定箇所（同一のＸＹ座標）におけるそれぞれの反射光Ｒの高さ寸法のうち、重複する受光量に基づいて算出された高さ寸法データ、すなわち、同一の測定箇所におけるそれぞれの反射光Ｒの高さ寸法の論理積を、第１反射光Ｒ１の高さ寸法として算出し、電極Ｅ２の高さ寸法として決定（Ｓ２６）する。これにより、第１反射光Ｒ１における３次元形状（データ）を作成し、電極Ｅ２の高さ寸法を計測することができる。
具体的には、図７を参考に説明すると、Ｘ１よりも左側、Ｘ３よりも右の座標では、３次元形状Ｍ２の高さ寸法データＭ２Ａが３次元形状Ｍ１の高さ寸法データ（図７の３次元形状Ｍ１の一部）と重複し、重複しているデータである高さ寸法データＭ２Ａが新たな３次元形状の高さ寸法データとして選択される。Ｘ２よりも右側、Ｘ４よりも左の座標では、３次元形状Ｍ１の高さ寸法データＭ１Ａが３次元形状Ｍ２の高さ寸法データ（図７の３次元形状Ｍ２の一部）と重複し、重複しているデータである高さ寸法データＭ１Ａが新たな３次元形状の高さ寸法データとして選択される。

【0077】

したがって、本実施形態において新たに作成された３次元形状は、実施形態１と同様に、計測対象の電極Ｅ２とは異なる箇所から部品認識カメラ２２に入射される光が除かれ、計測対象の電極Ｅ２から直接反射した光のみをもとに作成されることになる。これにより、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の高さ寸法を求めることができ、計測対象の高さ計測の精度が低下することを抑制できる。

【0078】

そして、実施形態１と同様に、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の高さ寸法を計測し（Ｓ１７）、電子部品Ｅにおけるコプラナリティを判定する（Ｓ１８）。
つまり、電子部品Ｅにおける各電極Ｅ２の高さ寸法の計測精度の低下が抑制されたことにより、電子部品Ｅにおけるコプラナリティの計測精度が低下することを抑制できるようになっている。

【0079】

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、部品計測部２０において半球形状の電極Ｅ２の計測を一例として示した。しかしながら、これに限らず、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）のような、パッケージ部分から多数の電極が下方に突出している電子部品や、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）のような、パッケージ部分から多数の電極がパッケージ部分の側方に延びた後下方に曲げられた電子部品の計測に適用してもよい。

【0080】

（２）上記実施形態では、部品計測部２０を備えた表面実装機１０を一例として示した。しかしながら、これに限らず、検査装置などに本明細書で開示した部品計測部を適用してもよい。
（３）上記実施形態では、光源部２４によって電極Ｅ２に投影した光のずれ位置を重心検出法によって決定するに構成した。しかしながら、これに限らず、曲線近似法を用いて光のずれ位置を決定するに構成してもよい。

【0081】

（４）上記実施形態では、部品認識カメラ２２の撮像領域Ｐの両側に光源部２４をそれぞれ１つずつ配置する構成とした。しかしながら、これに限らず、部品認識カメラの撮像領域の両側に光源部をそれぞれ複数ずつ配置してもよい。
（５）上記実施形態では、２つの光源部２４における光が部品認識カメラ２２の光軸Ａ１に対して同一角度で投影される構成とした。しかしながら、これに限らず、光源部における光を異なる角度によって投影し、角度の差を補正する構成にしてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１０：表面実装機
１３：部品実装装置
２０：部品計測部（「計測装置」の一例）
２２：部品認識カメラ（「撮像部」の一例）
２４：光源部
１１０：制御部
Ｂ：プリント基板（「基板」の一例）
Ｅ：電子部品（「計測対象」の一例）
Ｅ２：電極（「計測対象」の一例）
Ｍ３：３次元形状（「データ」の一例）
Ｐ：撮像領域
Ｒ：反射光
Ｒ１：第１反射光
Ｒ２：第２反射光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】