特許 7556231 認識カメラ校正プレートおよび認識カメラ校正方法

(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】2024-09-17

(45)【発行日】2024-09-26

(54)【発明の名称】認識カメラ校正プレートおよび認識カメラ校正方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 17/00 20060101AFI20240918BHJP

【ＦＩ】

H04N17/00 200

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020137738

(22)【出願日】2020-08-18

(65)【公開番号】P2022034109

(43)【公開日】2022-03-03

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】塙 康弘

【審査官】塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０７０１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２６６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３５１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０３０１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６７１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６２２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０６００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２７１５０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００６／０９８２５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１０５６３０２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

認識カメラを校正するための認識カメラ校正プレートであり、
第１の屈折率を有する平板形状の第１の透光プレートと、
前記第１の透光プレートの裏面に積層され、前記第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する平板形状の第２の透光プレートと、
を有し
前記第１の透光プレートと前記第２の透光プレートの界面には入射光の一部を透過し一部を反射する面が形成され、
前記第１の透光プレートの表面には第１の基準マークが形成され、
前記第２の透光プレートの表面の前記第１の基準マークに対向する位置には第２の基準マークが形成され、
前記第１の透光プレートの厚さと前記第２の透光プレートの厚さとの比が、前記第１の透光プレートの表面に略垂直な方向または前記第２の透光プレートの表面に略垂直な方向に前記認識カメラが位置する場合に、前記第１の基準マークと前記第２の基準マークとに同時に前記認識カメラの焦点が合う比になるように選定されている、
ことを特徴とする認識カメラ校正プレート。

【請求項2】

前記第１の透光プレートの表面および前記第２の透光プレートの表面および前記入射光の一部を透過し一部を反射する面が平滑である
ことを特徴とする請求項１に記載の認識カメラ校正プレート。

【請求項3】

前記第１の透光プレートおよび前記第２の透光プレートのうちの少なくとも一方がガラスである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の認識カメラ校正プレート。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の認識カメラ校正プレートを用い、
前記認識カメラ校正プレートの表面に略垂直な方向から認識カメラで前記認識カメラ校正プレートを撮影し、
前記第１の基準マークの認識位置である第１の認識位置を取得し、
前記第２の基準マークの認識位置である第２の認識位置を取得し、
前記第１の認識位置と、前記第２の認識位置との差分と、前記第１の透光プレートの厚さと、前記第２の透光プレートの厚さと、前記第１の屈折率と、前記第２の屈折率とに基づいて、前記認識カメラの光軸の、前記認識カメラ校正プレートの表面に垂直な方向からの角度ずれ量を算出する
ことを特徴とする認識カメラ校正方法。

【請求項5】

前記角度ずれ量に基づいて、前記認識カメラの前記認識カメラ校正プレートの表面に平行な面内の位置ずれ量を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の認識カメラ校正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、認識カメラ校正プレートおよび認識カメラ校正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子デバイスを基板の所定の位置に高精度に位置決めして搭載するために、電子デバイスおよび基板に形成した位置決めマークが利用されている。多くの場合、まず、電子デバイスおよび基板の位置決めマークを認識カメラで認識して、それぞれの位置決めマーク位置を算出し、電子デバイスおよび基板の位置を高精度に計測する。そして、電子デバイスあるいは基板を移動させて、電子デバイスを、基板の所定の搭載位置に位置決めして搭載する。

【0003】

上記の工法において、搭載装置が稼働を続けると、装置各部の温度変化や摩擦によって、カメラの位置にずれが生じる。このため、電子デバイスを基板へ高精度で位置決めするためには、認識カメラを正確に校正することが必要となる。この校正とは、基準状態からの認識カメラのずれ量の測定である。基準状態は装置ごとに任意に設定することができるが、例えば、搭載装置を立ち上げて、搭載装置が仕様の精度を満足するように認識カメラの調整を行なった時の初期状態とすることができる。

【0004】

上記のような認識カメラの校正を正確に行う方法が、例えば特許文献１に開示されている。この技術では、実寸の刻まれた平板状の測定治具を使用する。校正に当たっては、まず、搭載治具を搭載面に配置する。次いで、測定治具を測定治具の上面に垂直な方向から、認識カメラで測定治具の画像を撮影する。この時、測定治具を昇降させ、認識カメラと測定治具との距離が異なる複数枚の画像を撮影する。そして撮影された画像から、カメラの１画素あたりの寸法と実寸との対応を、測定治具の上面高さごとに求める。また、複数枚の撮影画像における、測定治具の中心位置と撮影画像の中心位置とのズレ量と、測定治具の上面高さとの関係を求めることにより、認識カメラの撮像方向の、測定治具の上面に垂直な方向に対する傾きを求めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－０７２０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、測定治具の高さを変えながら複数枚の画像を撮影している。このため、測定治具の高さを、複数回変えるステップが必要になり、校正に時間がかかるという問題がある。

【0007】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、短時間で認識カメラの校正を行うことを可能にする認識カメラ校正プレートおよび認識カメラ校正方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の認識カメラ校正プレートは、第１の屈折率を有する第１の透光プレートと、第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する第２の透光プレートとが積層された構成を有している。第１の透光プレートと第２の透光プレートとの界面には入射光の一部を透過し一部を反射する面が形成されている。第１の透光プレート１の表面には第１の基準マークが形成され、第２の透光プレートの、第１の基準マーク４に対向する位置には、第２の基準マークが形成されている。第１の透光プレートと第２の透光プレートの厚さの比は、認識カメラ校正プレートの主面の略垂直方向から観察したときに、第１の基準マークと第２の基準マークに同時に焦点が合う比になっている。

【0009】

また、本発明の認識カメラ校正方法は、上記の認識カメラ校正プレートを用い、認識カメラ校正プレートの主面の略垂直方向から認識カメラで校正プレートを撮影し、第１の基準マークの認識位置である第１の認識位置と、第２の基準マークの認識位置である第２の認識位置を取得する。そして、第１の認識位置と、第２の認識位置と、第１の透光プレートの厚さと、第２の透光プレートの厚さと、第１の屈折率と、第２の屈折率とに基づいて、カメラの光軸の、認識カメラ校正プレートの主面の略垂直方向からの角度ずれ量を算出する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の効果は、短時間で認識カメラの校正を行うことを可能にする認識カメラ校正プレートおよびカメラ校正方法を提供できることである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態の認識カメラ校正プレートを示す斜視図である。

【図2】第２の実施形態の認識カメラ校正方法の光路の一例を示す模式図である。

【図3】第２の実施形態の認識カメラ校正方法の別の光路の一例を示す模式図である。

【図4】第２の実施形態の認識カメラと認識カメラ校正プレートの配置を示す斜視図である。

【図5】第２の実施形態のカメラ基準角度の算出方法を説明するための模式図である。

【図6】第２の実施形態の比較例を説明するための模式図である。

【図7】第３の実施形態の第１の認識カメラと第２の認識カメラと認識カメラ校正プレートの配置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

【0013】

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の認識カメラ校正プレート１０を示す斜視図である。認識カメラ校正プレート１０は、第１の屈折率を有する平板形状の第１の透光プレート１と、第１の屈折率とは異なる第２の屈折率を有する平板形状の第２の透光プレート２とが積層された構成を有している。第１の透光プレート１と第２の透光プレート２との界面には入射光の一部を透過し一部を反射する面３が形成されている。ここで、第１の透光プレート１の表面と入射光の一部を透過し一部を反射する面３が形成されている裏面とは平行であり、第２の透光プレート２の表面と入射光の一部を透過し一部を反射する面３が形成されている裏面とは平行である。したがって、第１の透光プレート１の表面と第２の透光プレート２の表面も平行になっている。

【0014】

第１の透光プレート１の表面には第１の基準マーク４が形成されている。また、第２の透光プレート２の表面（図１の認識カメラ校正プレート１０の下面）の、第１の基準マーク４に対向する位置には第２の基準マーク５が形成されている。すなわち、図１に示す座標系における第１の基準マーク４と第２の基準マーク５のＸＹ方向の位置は同一となっている。第１の基準マーク４、第２の基準マーク５の形状は任意であるが、例えば、図１に示すように、同一の十字線とすることができる。

【0015】

第１の透光プレート１、第２の透光プレート２の材料には、例えば、屈折率の異なるガラスや、透光性樹脂を用いることができる。なかでもガラスは、表面の平坦性、平滑性に優れたプレートが得やすく、傷が付きにくいため好適である。

【0016】

第１の透光プレート１と第２の透光プレート２の厚さの比は、認識カメラ校正プレート１０の主面の略垂直方向から観察したときに、同時に焦点が合う比になっている。

【0017】

上記の構成の認識カメラ校正プレート１０を用いた認識カメラの校正では、まず、認識カメラ校正プレート１０の主面の略垂直方向から、認識カメラで、第１の基準マーク４の位置と、第２の基準マーク５の位置を認識（計測）する。ここで、認識カメラの光軸が認識カメラ校正プレート１０の主面の厳密な垂直方向からずれている（傾いている）と、第１の基準マーク４の認識位置と、第２の基準マーク５の認識位置に、傾きに応じた違いが生じる。この違いに基づいて、認識カメラの傾きを算出することができる。

【0018】

以上説明したように、本実施形態の認識カメラ校正プレートを用いれば、特許文献１のような測定対象の高さを変えながら複数枚の画像を撮影する処理を行うことなく、カメラの校正を行うことができる。このため、短時間でカメラの校正を行うことができる。

【0019】

（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の認識カメラ校正プレート１０の詳細と、認識カメラ校正プレート１０を用いたカメラの校正方法について説明する。本実施形態では、搭載機等で、認識対象物である基板の搭載面を水平面とし、認識カメラはこの搭載面に略垂直な方向から撮影を行うものとする。そして、認識カメラの光軸の、搭載面に対し厳密な垂直方向からのずれ量を取得する校正を行う。なお、以降の説明では、搭載面に平行な方向を水平方向、搭載面に垂直な方向を垂直方向と略す場合があるものとする。

【0020】

校正を行う場合には、まず認識カメラと認識カメラ校正プレート１０の位置関係を固定した状態で、第１の基準マーク４と第２の基準マーク５の認識を行う。この時、第１の透光プレート１の厚さｔ_１と第２の透光プレート２の厚さｔ_２の関係は、カメラに接続されているレンズ２１の開口数ＮＡ、空気の屈折率ｎ_０、第１の透光プレート１の屈折率ｎ_１、第２の透光プレート２の屈折率ｎ_２に基づいて計算される。図２、３にｔ_１とｔ_２の関係を算出するための模式図を示す。なおＮＡは、Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅの略である。

【0021】

図２は、認識カメラ校正プレート１０を主面が搭載面（図示せず）と平行になるように搭載面に搭載し、搭載面の略垂直方向から、認識カメラ２０で、認識カメラ校正プレート１０を撮影した時の光路を示す模式図である。ここで、認識カメラ２０の光軸が、搭載面の垂直方向からずれがあった場合に、この角度ずれを算出し、認識カメラの認識結果を補正する校正を行うことが、本実施形態の目的である。図２では、第１の透光プレート１に形成されている第１の基準マーク４を認識カメラ２０が撮像する光路を太線で示している。図３では、第２の透光プレート２に形成されている第２の基準マーク５を認識カメラ２０が撮像する光路を太線で示している。第１の透光プレート１の厚さｔ_１と第２の透光プレート２の厚さｔ_２は、図２および図３に示すように、第１の基準マーク４と第２の基準マーク５に同時に焦点が合うように選定する。これにより、第１の基準マーク４と第２の基準マーク５は、認識カメラ２０の位置あるいは認識カメラ校正プレート１０の位置を変えることなく、同時にカメラで認識することが可能となる。

【0022】

認識カメラ２０のレンズ２１の開口数ＮＡと、空気の屈折率ｎ_０と、図２の、第１の透光プレート１への入射角θ_Ａとは次式の関係となる。

【0023】

ＮＡ＝ｎ_０×ｓｉｎθ_Ａ （１）

θ_Ａと、屈折角θ_Ｂとの関係は、空気の屈折率ｎ_０、第１の透光プレートの屈折率ｎ_１とを用いて、スネルの法則により次式となる。

【0024】

ｓｉｎθ_Ａ／ｓｉｎθ_Ｂ＝ｎ_１／ｎ_０ （２）

空気の屈折率ｎ_０を１とすると、式（１）、式（２）は次式となる。

【0025】

ＮＡ＝ｓｉｎθ_Ａ （３）
ｓｉｎθ_Ａ／ｓｉｎθ_Ｂ＝ｎ_１ （４）

第１の基準マーク４を撮像する光路（図２）は、入射光の一部を透過し一部を反射する面３で反射するので、反射角もθ_Ｂとなり、第１の基準マーク４の認識位置での光路角度もθ_Ｂとなる。図２において、第２の基準マーク５と、入射光の一部を透過し一部を反射する面３における太線の光路の反射点との水平距離Ｌは次式で表すことができる。

【0026】

Ｌ＝ｔ_１×ｔａｎθ_Ｂ （５）

第２の基準マーク５を撮像する光路（図３）は、入射光の一部を透過し一部を反射する面３を透過するので、θ_Ｂと屈折角θ_Ｃとの関係は、第１の透光プレート１の屈折率をｎ_１、透光プレートの屈折率をｎ_２とすると、スネルの法則により次式となる。

【0027】

ｓｉｎθ_Ｂ／ｓｉｎθ_Ｃ＝ｎ_２／ｎ_１ （６）

第２の基準マーク５の認識位置での光路角度もθ_Ｃとなる。図３において、Ｌは次式で表すことができる。

【0028】

Ｌ＝ｔ_２×ｔａｎθ_Ｃ （７）

式（５）、式（７）より

ｔ_１×ｔａｎθ_Ｂ＝ｔ_２×ｔａｎθ_Ｃ （８）

となる。式（８）を変形すると

ｔ_２＝ｔ_１×ｔａｎθ_Ｂ／ｔａｎθ_Ｃ （９）

式（３）より

θ_Ａ＝ｓｉｎ^－１（ＮＡ） （１０）

式（４）、（１０）より

ｓｉｎθ_Ｂ＝ｓｉｎθ_Ａ／ｎ_１
θ_Ｂ＝ｓｉｎ^－１｛ｓｉｎθ_Ａ／ｎ_１｝
θ_Ｂ＝ｓｉｎ^－１｛ｓｉｎ｛ｓｉｎ^－１（ＮＡ）｝／ｎ_１｝ （１１）

式（６）、（１１）より

ｓｉｎθ_Ｃ＝ｓｉｎθ_Ｂ×ｎ_１／ｎ_２
θ_Ｃ＝ｓｉｎ^－１｛ｓｉｎθ_Ｂ×ｎ_１／ｎ_２｝
θ_Ｃ＝ｓｉｎ^－１｛ｓｉｎ｛ｓｉｎ^－１｛ｓｉｎ｛ｓｉｎ^－１（ＮＡ）｝／ｎ_１｝｝×ｎ_１／ｎ_２｝ （１２）

式（１１）と式（１２）で算出されたθ_Ｂとθ_Ｃを式（９）に入力することにより、第１の基準マーク４と第２の基準マーク５が同時に認識可能（合焦状態）となる第１の透光プレート１の厚さｔ_１と第２の透光プレート２の厚さｔ_２の関係が求まる。

【0029】

次に本実施形態の認識カメラ校正プレート１０を使用したカメラ校正を行うための構成について説明する。図４は、校正を行う時の、認識カメラ２０と、認識カメラ校正プレート１０との配置を示す斜視図である。認識カメラ校正プレート１０は図示しない認識カメラ校正プレート移動手段３０によって、図４の座標系のＺ方向に沿って上下できるようになっている。なお、認識カメラ校正プレート移動手段３０は、認識カメラ２０と認識カメラ校正プレート１０との相対距離を調整するものであるため、認識カメラ校正プレート移動手段３０の代わりに、認識カメラ２０をＺ方向に移動させる認識カメラ移動手段を設けてもよい。また、図４には記載していないが、認識カメラ２０を図４の座標系のＸＹ方向に移動させる手段、または認識カメラ校正プレート１０をＸＹ方向に移動させる手段、または両方の手段があってもよい。

【0030】

次に、電子デバイスを基板に搭載する場合の、本実施形態のカメラ校正方法について説明する。本実施形態の認識カメラ校正方法では、予め認識カメラ基準角度（θ_ｘ、θ_ｙ）を測定しておく。ここで、認識カメラ基準角度とは、任意に定めた基準状態で、認識カメラの光軸の、搭載面に垂直な方向とのなす角である。基準状態は、例えば、搭載機の立ち上げを行い、機械計測などにより、認識カメラの光軸をできるだけ搭載面の垂直方向に近づける調整を行った時の状態とすることができる。この状態で取得した角度ずれ量を基準角度とする。そして、基準状態から、ある時間が経過した、電子デバイスを基板へ搭載する直前の時点の角度ずれ量を、認識カメラ角度（θ_ｘ’、θ_ｙ’）とする。認識カメラ角度（θ_ｘ’、θ_ｙ’）と、認識カメラ基準角度（θ_ｘ、θ_ｙ）との差分を算出して、認識カメラ角度ずれ（Δθ_ｘ、Δθ_ｙ）を算出する。次いで、認識カメラ角度ずれに起因する電子デバイスおよび基板の位置合わせマークの認識位置のずれ量（ΔＬ_ｘ、ΔＬ_ｙ）を算出する。そして、そのずれ量を、認識した位置合わせマーク位置に加算（または減算）することで、位置合わせマークの認識位置を補正する。定義から、搭載直前の認識カメラ角度の、認識カメラ基準角度からの角度ずれΔθ_ｘ、Δθ_ｙは次式で表すことができる。

【0031】

Δθ_ｘ＝θ_ｘ－θ_ｘ’ （１３）
Δθ_ｙ＝θ_ｙ－θ_ｙ’ （１４）

また、認識カメラ２０内の撮像面２２と、撮像素子と合焦状態の電子デバイスあるいは基板の位置合わせマークとの距離をＤとすると、認識カメラ角度ずれによる位置合わせマークのＸＹ方向の認識のずれ量（ΔＬ_ｘ、ΔＬ_ｙ）は、次式で算出できる。

【0032】

ΔＬ_ｘ＝Ｄ×ｔａｎ（Δθ_ｘ） （１５）
ΔＬ_ｙ＝Ｄ×ｔａｎ（Δθ_ｙ） （１６）

次に認識カメラ角度ずれ量の初期値である認識カメラ基準角度の算出方法について説明する。図５は本実施形態のＹ軸周りの認識カメラ基準角度θ_ｙの算出方法を説明するための、認識カメラ２０と認識カメラ校正プレート１０とをＹ軸方向から見た時の模式図である。ここではＹ軸周りのカメラ基準角度θ_ｙについて説明するが、Ｘ軸周りの認識カメラ基準角度θ_ｘも、認識カメラ基準角度θ_ｙと同様の方式で算出することが可能である。

【0033】

認識カメラ２０の光軸は、空気と第１の透光プレート１との境界面で屈折する。この境界面での、光軸の屈折角をθ_ｙ１とすると、空気の屈折率ｎ_０、第１の透光プレート１の屈折率を_１とを用いて、スネルの法則により

ｓｉｎθ_ｙ／ｓｉｎθ_ｙ１＝ｎ_１／ｎ_０ （１７）

となる。空気の屈折率ｎ_０を１とすると式（１７）は次式となる。

【0034】

ｓｉｎθ_ｙ／ｓｉｎθ_ｙ１＝ｎ_１ （１８）

第１の基準マーク４を認識する光軸は、第１の透光プレート１と第２の透光プレート２の境界の入射光の一部を透過し一部を反射する面３で反射するので反射角もθ_ｙ１となる。また、第２の基準マーク５を認識する光軸は、第１の透光プレート１と第２の透光プレート２の境界の入射光の一部を透過し一部を反射する面３を透過する。この時の屈折角をθ_ｙ２とする。θ_ｙ１とθ_ｙ２との関係は、第１の透光プレート１の屈折率ｎ_１、第２の透光プレート２の屈折率ｎ_２とを用いて、スネルの法則により次式となる。

【0035】

ｓｉｎθ_ｙ１／ｓｉｎθ_ｙ２＝ｎ_２／ｎ_１ （１９）

ここで、第１の基準マーク４のＸ方向の認識位置（認識カメラ視野中心Ｑ_ｘ１を０とする）をＰ_ｘ１とする。図５における、第１の透光プレート１の表面における認識カメラ視野中心Ｑ_ｘ１の光軸が入射光の一部を透過し一部を反射する面３と交わる点と第１の基準マーク４との距離Ｆは次式で算出することができる。

【0036】

Ｆ＝Ｐ_ｘ１＋ｔ_１×ｔａｎθ_ｙ１ （２０）

また、第２の基準マーク５のＸ方向の認識位置（認識カメラの視野中心Ｑ_ｘ２を０とする）をＰ_ｘ２とすると、図５におけるＦは次式で算出することができる。

【0037】

Ｆ＝Ｐ_ｘ２＋ｔ_２×ｔａｎθ_ｙ２ （２１）

式（２０）、式（２１）より、

Ｐ_ｘ１＋ｔ_１×ｔａｎθ_ｙ１＝Ｐ_ｘ２＋ｔ_２×ｔａｎθ_ｙ２ （２２）

認識カメラ２０の光軸は認識カメラ校正プレート１０に対して垂直に近づけるように調整するため、θ_ｙは微小角度となる。また、透光プレートの屈折率ｎ_１、ｎ_２は、空気の屈折率ｎ_０よりも大きいため、θ_ｙ１、θ_ｙ２はθ_ｙより小さくなる。よって次式が近似される。

【0038】

ｓｉｎθ_ｙ≒θ_ｙ （２３）
ｓｉｎθ_ｙ１≒ｔａｎθ_ｙ１≒θ_ｙ１ （２４）
ｓｉｎθ_ｙ２≒ｔａｎθ_ｙ２≒θ_ｙ２ （２５）

式（２４）、式（２５）を式（１９）に代入すると次式となる。

【0039】

θ_ｙ１／θ_ｙ２＝ｎ_２／ｎ_１
θ_ｙ２＝θ_ｙ１×ｎ_１／ｎ_２ （２６）

式（２４）、式（２５）を式（２２）に代入すると次式となる。

【0040】

Ｐ_ｘ１＋ｔ_１×θ_ｙ１＝Ｐ_ｘ２＋ｔ_２×θ_ｙ２ （２７）

式（２６）を式（２７）に代入すると次式となる。

【0041】

Ｐ_ｘ１＋ｔ_１×θ_ｙ１＝Ｐ_ｘ２＋ｔ_２×θ_ｙ１×ｎ_１／ｎ_２
Ｐ_ｘ２－Ｐ_ｘ１＝ｔ_１×θ_ｙ１－ｔ_２×θ_ｙ１×ｎ_１／ｎ_２
Ｐ_ｘ２－Ｐ_ｘ１＝（ｔ_１－ｔ_２×ｎ_１／ｎ_２）×θ_ｙ１
θ_ｙ１＝（Ｐ_ｘ２－Ｐ_ｘ１）／（ｔ_１－ｔ_２×ｎ_１／ｎ_２） （２８）

式（２３）、式（２４）を式（１８）に代入すると次式となる。

【0042】

θ_ｙ／θ_ｙ１＝ｎ_１
θ_ｙ＝θ_ｙ１×ｎ_１ （２９）

式（２８）を式（２９）に代入すると次式となる。

【0043】

θ_ｙ＝（Ｐ_ｘ２－Ｐ_ｘ１）／（ｔ_１－ｔ_２×ｎ_１／ｎ_２）×ｎ_１ （３０）

式（３０）より第１の基準マーク４および第２の基準マーク５の認識位置、第１の透光プレート１の厚さと屈折率、第２の透光プレート２の厚さと屈折率から認識カメラ基準角度θ_ｙを求めることができる。同様に第１の基準マーク４および第２の基準マーク５のＹ方向の認識位置をそれぞれＰ_ｙ１、Ｐ_ｙ２とすると、認識カメラ基準角度θ_ｘは次式で求めることができる。

【0044】

θ_ｘ＝（Ｐ_ｙ２－Ｐ_ｙ１）／（ｔ_１－ｔ_２×ｎ_１／ｎ_２）×ｎ_１ （３１）

なお、認識カメラの座標系と方向によっては、第１の基準マーク４および第２の基準マーク５の認識位置（Ｐ_ｘ１、Ｐ_ｙ１、Ｐ_ｘ２、Ｐ_ｙ２）の符号が反転する場合がある。

【0045】

電子デバイスを基板へ搭載する時の認識カメラ２０の校正は、搭載直前の認識カメラ２０の角度と、認識カメラ基準角度との差分を求めることで行う。搭載直前の認識カメラ２０（θ_ｘ’、θ_ｙ’）の測定は、搭載直前の時点で、認識カメラ基準角度（θ_ｘ、θ_ｙ）と同じ方法で行うことができる。そして、両者の差分から角度ずれ（Δθ_ｘ、Δθ_ｙ）を求め、Ｘ、Ｙ方向のずれ量（ΔＬ_ｘ、ΔＬ_ｙ）を計算し、認識位置の補正を行うことができる。

【0046】

以上説明したように、本実施形態によれば、特許文献１のような測定対象の高さを変えながら複数枚の画像を撮影する処理を行うことなく、カメラの校正を行い、認識カメラの認識位置の補正を行うことができる。このため、短時間で、認識カメラの校正と認識位置の補正を行うことができる。

【0047】

（比較例）
上記では、第１の透光プレート１の第１の屈折率と、第２の透光プレート２の第２の屈折率が異なる認識カメラ校正プレート１０を用いて、認識カメラ２０の角度ずれ量が計算できることを説明した。一方、第１の屈折率と第２の屈折率とが同じ場合、上記のような角度ずれ量の計算ができない。このことを説明する。

【0048】

図６は、第１の屈折率と第２の屈折率とが同じ認識カメラ校正プレート１１を用いて、上記第２の実施形態と同様な計測を行う構成を説明する模式図である。認識カメラ２０の光軸は、空気と第１の透光プレート１との境界面で屈折する。この屈折角をθ_１とする。第１の基準マーク４を認識する光軸は、第１の透光プレート１と第２の透光プレート２の境界面の入射光の一部を透過し一部を反射する面３で反射し、その反射角はθ_１となる。

【0049】

一方、第２の基準マーク５を認識する光軸は、入射光の一部を透過し一部を反射する面３を透過するが、第１の屈折率と第２の屈折率が同じであるため、ここでは屈折しない。したがって、第２の透光プレート２を透過する光の屈折角もθ_１である。また図６から明らかなように、第１の基準マーク４と第２の基準マーク５に同時に焦点が合うための、第１の透光プレート１の厚さｔ_１と、第２の透光プレート２の厚さｔ_２は同じになる。

【0050】

これらの結果、認識カメラ２０が認識する第１の基準マーク４の認識位置Ｐ_ｘ１と、第２の基準マーク５の認識位置Ｐ_ｘ２は同一となる。このため、認識カメラ２０が傾いていても、その傾きはＰ_ｘ１とＰ_ｘ２の差に表れない。したがって、第１の屈折率と第２の屈折率とが同じ認識カメラ校正プレート１１では、カメラ角度を算出することはできない。

【0051】

（第３の実施形態）
電子デバイスの搭載機には、第２の実施形態の認識カメラ２０に加えて、認識カメラ校正プレート１０（搭載面）の下側にも認識カメラを持つものがある。本実施形態では、このような下方の認識カメラの校正について説明する。

【0052】

図７は、認識カメラ校正プレート１０が配置される搭載面の、上方に認識カメラ２０、下方に第２の認識カメラ４０を有する構成を示す斜視図である。第２の認識カメラ４０も、認識カメラ校正プレート１０の第２の透光プレート２の表面に垂直な方向に、光軸を近づけるように調整される。

【0053】

図７から明らかなように、第２の認識カメラ４０と、第２の透光プレート２および第１の透光プレート１との関係は、第２の実施形態における、認識カメラ２０と第１の透光プレート１および第２の透光プレート２の関係と同じである。したがって、この関係の対応に従って、各データの置き換えを行うことによって、第２の実施形態と同様にして、第２の認識カメラ４０の校正を行うことができる。このため、第２の実施形態と同様に、第２の認識カメラ４０の校正と、認識位置の補正とを短時間で行うことができる。

【0054】

以上、上述した第１から第３の実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 第１の透光プレート
２ 第２の透光プレート
３ 入射光の一部を透過し一部を反射する面
４ 第１の基準マーク
５ 第２の基準マーク
１０ 認識カメラ校正プレート
２０ 認識カメラ
２１ レンズ
２２ 撮像面
３０ 認識カメラ校正プレート移動手段
４０ 第２の認識カメラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】