部品実装装置および部品実装方法
【課題】物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことのできる部品実装装置を提供する。
【解決手段】撮像部１０と、輝度変化光を斜めから照射する照射部２０と、対象物および基準点４２を撮像部および照射部に対し第二方向に相対的に移動させて、対象物および基準点を撮像対象領域に対して通過させる移動部４０と、基準点データと対象物データとを取得するデータ取得部と、それぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４での基準点位置と基準点基位置との位置ずれを導出する位置ずれ導出部と、それぞれの撮像のタイミングの対象物基位置に対して、導出された位置ずれを加算して得られた対象物の測定部位の位置に対応する輝度値を取得する輝度値取得部と、取得された輝度値に基づいて、位相シフト法による波形を作成する波形作成部とを備える。
【解決手段】撮像部１０と、輝度変化光を斜めから照射する照射部２０と、対象物および基準点４２を撮像部および照射部に対し第二方向に相対的に移動させて、対象物および基準点を撮像対象領域に対して通過させる移動部４０と、基準点データと対象物データとを取得するデータ取得部と、それぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４での基準点位置と基準点基位置との位置ずれを導出する位置ずれ導出部と、それぞれの撮像のタイミングの対象物基位置に対して、導出された位置ずれを加算して得られた対象物の測定部位の位置に対応する輝度値を取得する輝度値取得部と、取得された輝度値に基づいて、位相シフト法による波形を作成する波形作成部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の形状を認識し、認識した部品を基板に実装する部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品が実装された実装基板を生産するための実装基板生産システムは、基板に部品を実装する部品実装装置や基板に実装された部品を検査あるいはクリーム半田が印刷された基板を検査する検査装置などの実装基板生産装置を備えている。部品実装装置では、部品の実装精度を向上するために、部品を実装する前に、ノズルに吸着した部品の形状を認識する。また、検査装置では、基板への部品の実装状態を検査するために、基板上の部品の形状を認識する。このため、精度良く実装基板を生産するためには、これらの部品の形状認識を精度良く行う必要がある。
【０００３】
そこで、第１の従来技術として、互いに位相が異なる複数の正弦波縞パターン光を物体に投影し、当該物体をカメラで撮像して、当該物体の形状認識を行う位相シフト法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。位相シフト法では、輝度変化を正弦波で表すことのできる正弦波縞パターン光を、正弦波の位相をずらしながら複数回物体に投影し、正弦波縞パターン光が投影されるごとに物体を撮像する。このようにして撮像された複数枚の物体の画像データから、座標ごとに、物体が存在しない場合に観測されるだろう輝度の変化パターンが示す正弦波と、実際に観測された物体の画像データにおける輝度の変化パターンが示す正弦波との位相のずれを算出する。座標ごとに算出された位相のずれ量から、物体の形状が認識される。
【０００４】
また、第２の従来技術として、正弦波縞パターン光を投影した基準面上を、物体を正弦波縞パターン光に対し斜めに移動させながら複数のラインセンサからなる撮像部で物体を撮像することにより、物体の形状を認識する位相シフト法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２１５４７号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７５２８号公報
【特許文献３】特許第３６２９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１の従来技術では、物体の形状を認識するために正弦波縞パターン光を、正弦波の位相をずらしながら複数回の物体の撮像部分全体を撮像しなければならない。これは、物体の画像データにおける輝度の変化パターンが示す正弦波を推定するためには、複数の輝度が必要とされるためである。このため、この方法では、物体の形状を認識するために時間を要するという課題がある。特に、部品実装装置では、ノズルに吸着された部品を高速移動中に、当該部品の形状を認識する必要がある。このため、物体の形状を認識するために長時間を要する第１の従来技術に係る位相シフト法を利用して物体の形状を認識することは困難である。
【０００７】
また、第２の従来技術では、物体を移動させながら物体の形状を認識することができる。しかし、特許文献３に記載の方法では、正弦波縞パターン光の輝度の変化方向と複数のラインセンサの並び方向とが異なる。このため、形状の認識処理の前に行う撮像部と正弦波縞パターン光を投影する投影部（照射部）との位置調整が困難であるという課題がある。つまり、位置調整においては、物体が存在しない物体を支持する基準面上に正弦波縞パターン光を投影し、基準面を撮像部で撮像する。撮像により得られる画像データが所望のパターンとなるように撮像部又は投影部の位置を変化させることにより撮像部と投影部との位置調整を行う。このような位置調整においては、輝度の変化方向とラインセンサの並び方向とが異方向となる構成では、位置調整は極めて行いづらく撮像部又は投影部の位置が少し変化しただけで、各ラインセンサ上の複数の画素の輝度が変化してしまう。よって、撮像部と投影部との位置調整が煩雑であり、正確に物体の所望の位置を投影部による所望の輝度により撮像することは困難である。また、特に、例えば０．２ｍｍ×０．４ｍｍのような極小な部品を撮像部により撮像して位相シフト法により当該部品の形状を認識する場合に、撮像部には例えば８〜２５μｍの高い解像度（分解能）が要求されることになる。このため、特に撮像部または投影部等の位置を移動させる場合や他の機器の動作による場合等に生じる振動による悪影響を受けやすく、振動等による位置ずれにより物体の所望の位置を撮像できず、物体の形状を正確に認識することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、振動等による位置ずれが生じてもそれによる影響を最小限に留め、物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことのできる部品実装装置を提供することを目的とする。
【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、本発明の一形態に係る部品実装装置は、対象物を撮像対象領域にて撮像して、撮像した結果に基づいて前記対象物の形状を測定する位相シフト法を利用する部品実装装置であって、前記撮像対象領域を撮像する撮像部と、第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記第一方向と交差する第二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輝度変化光を、前記第一方向および前記第二方向により規定される前記撮像対象領域に対して斜めから照射する照射部と、前記対象物に対する位置関係が一定であり、前記撮像対象領域において前記対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点を有し、前記撮像部および前記照射部に対し、前記対象物を前記第二方向に沿って相対的に移動させて、前記対象物および前記基準点を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、前記対象物の測定部位を前記撮像対象領域にて撮像する撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である対象物データと、前記基準点を前記撮像のタイミングで前記撮像部が前記撮像対象領域にて撮像した結果である基準点データとのそれぞれを取得するデータ取得部と、前記撮像のタイミングに撮像された基準点データによって特定される前記撮像のタイミングにおける基準点位置と、前記移動部が前記基準点を前記撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする基準点基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出部と、前記移動部が前記対象物を当該撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする対象物基位置に対して、当該撮像のタイミングにおける前記位置ずれ導出部が導出した前記位置ずれを加算することにより得られた当該撮像のタイミングにおける前記対象物の前記測定部位の位置に対応する、当該撮像のタイミングに撮像された前記対象物データの輝度値を取得する輝度値取得部と、前記輝度値取得部により取得された前記対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による前記対象物の前記測定部位の前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向における位置の算出に用いられる波形であって、前記対象物の波形を作成する波形作成部とを備える。
【００１０】
したがって、撮像部または照射部の位置を移動させつつ対象物の像をエリアセンサにより撮像する場合に、撮像部および照射部と対象物とを第二方向に沿って相対的に移動させる移動部等の振動による影響や移動部の移動誤差により撮像される撮像のタイミングで撮像対象領域の所定の位置に対象物の測定部位が無い場合であっても、基準点の位置を把握して、その基準点は、対象物に対する位置関係が一定であり、対象物と共に同方向に同量だけ移動するため、基準点データを取得することにより、基準点が撮像された撮像のタイミングにおける対象物の位置を把握することができる。このように撮像のタイミングにおいて撮像された時の対象物の位置を正確に特定できるため、対象物の位置に対応する出力値（輝度値）を採用して、対象物の位置と出力値とをプロットすることにより、対象物の高さ方向（第一方向および第二方向に対して交差（直交）する方向）の寸法を位相シフト法に基づいて導出するための波形（正弦波）を作成することができる。このように、対象物と撮像部との位置が振動によって撮像のタイミングにおける位置ずれが生じていない場合とする位置からずれてしまっていても、正確に正弦波を作成することができるため、対象物の高さ方向の寸法を導出することができ、対象物の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことができる。
【００１１】
また、好ましくは、前記撮像部は、前記撮像対象領域を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサを有する。
【００１２】
これによれば、撮像部は対象物および基準点が撮像される領域としての撮像対象領域を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサを有する。一つのエリアイメージセンサにより撮像されたデータの内の基準点データおよび対象物データを利用できるため、対象物（例えば対象物の測定部位）と、対象物に対する位置関係が一定であり、対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点とを、共に同一の撮像のタイミングで少なくとも一つのエリアイメージセンサで容易に撮像でき、第一方向または第二方向のずれが生じても対象物と基準点との相対的な位置は撮像のタイミングにおいて変わらないため、それぞれの撮像のタイミングにおいて基準点を撮像した結果である基準点データに基づいて、対象物を撮像した結果である対象物データが示す出力値（輝度値）に関連付けられる対象物の位置を補正して求めることができる。これにより、基準点データから正確に当該基準点データを撮像した撮像のタイミングにおける対象物の位置を特定することができる。
【００１３】
また、好ましくは、前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの撮像領域の内で前記第一方向に平行で前記第二方向に並ぶ複数のライン状撮像領域により出力された出力値を前記対象物データとして取得する。
【００１４】
これによれば、撮像部および照射部に対し対象物の測定部位や基準点を相対的に移動させて、複数のライン状撮像領域を構成する撮像部のエリアイメージセンサにより撮像し、その撮像結果としてデータ取得部により第一方向に平行で第二方向に並ぶ複数のライン状撮像領域によりそれぞれ出力された出力値が取得される。このように、エリアイメージセンサの撮像領域の内で、ライン状撮像領域の出力値のみを採用するため、対象物データのデータサイズをエリアイメージセンサ全体の撮像領域の出力値を採用するよりも小さくすることができる。したがって、対象物データの転送を高速に行うことができる。
【００１５】
また、好ましくは、前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記基準点が通過する領域である基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとして取得する。
【００１６】
これによれば、基準点が通過する領域である基準点撮像領域の出力値をデータ取得部により基準点データとして取得する。基準点は、撮像部の撮像領域に対して第二方向に対象物と共に移動する。つまり、撮像領域を基準点が通過する第二方向に平行な領域のみを、基準点撮像領域とすることにより、基準点を撮像するためのエリアイメージセンサの撮像領域を第二方向に沿う基準点撮像領域に限定することができる。つまり、エリアイメージセンサにおける基準点撮像領域からの出力値のみを採用すれば、対象物の位置を把握するための基準点データを得ることができる。これにより、基準点データのデータサイズ（データ量）を最小限として、基準点データの転送を高速に行うことができる。
【００１７】
また、好ましくは、さらに、前記基準点から第一光路に沿って直進する第一光を、反射して、前記エリアイメージセンサの撮像領域の一部へ導く反射部を備える。
【００１８】
これによれば、例えば対象物を保持する基準面に対して対象物が大きく、基準面上に基準点を設けて、基準点と対象物とを同時に撮像することが難しい場合であっても、撮像部から見て対象物を保持する基準面より後方に平面視で対象物より大きく、対象物に対する位置関係が一定であり、対象物と共に同方向に同量だけ移動する反射部を設け、この反射部を介して基準点を撮像することにより、対象物の位置を把握することができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記移動部は、前記対象物としての部品を吸着して保持するノズルと、前記ノズルが接続されるノズル板とを有し、前記基準点は、前記ノズル板に設けられる。
【００２０】
これによれば、対象物を吸着して保持するノズルが接続されるノズル板に基準点が設けられるため、基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。また、ノズルにより吸着して対象物を保持するため、対象物の保持および解放を容易に行うことができる。
【００２１】
また、好ましくは、前記基準点は、複数あり、前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像対象領域の内で前記複数の基準点が前記第二方向に通過する領域である複数の基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとしてそれぞれ取得し、前記位置ずれ導出部は、前記撮像のタイミングに撮像された複数の前記基準点データに基づいて、前記位置ずれを導出する。
【００２２】
これによれば、複数の基準点をデータ取得部が取得するため、例えば対象物を保持するノズルと共にノズル板が回転して対象物の第二方向に移動する向きが変化した場合であっても、対象物の位置および対象物の第二方向に対する向きを正確に把握することができる。
【００２３】
また、好ましくは、前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、前記基準点は、前記保持部材に設けられる。
【００２４】
これによれば、対象物としての基板を保持する保持部材に基準点が設けられるため、基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。
【００２５】
また、好ましくは、前記撮像部は、前記基準点を撮像する基準点撮像部と、前記基準点撮像部とは別体であって前記対象物を撮像する対象物撮像部とを有し、前記基準点撮像部と前記対象物撮像部とは共に同方向に同量だけ移動する。
【００２６】
これによれば、基準点撮像部と対象物撮像部とが独立してそれぞれ基準点と対象物とを撮像できる。このため、対象物が大きくて基準点および対象物を共通の撮像部で撮像できない場合であっても、基準点および対象物のそれぞれを撮像することができる。
【００２７】
また、好ましくは、前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、前記基準点は、前記保持部材に設けられる。
【００２８】
これによれば、対象物としての基板を保持する保持部材に基準点が設けられるため、基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。
【００２９】
なお、本発明は、このような部品実装装置として実現することができるだけでなく、部品実装装置が備える特徴的な構成要素の動作をステップとする部品実装方法として実現することができる。また、部品実装方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体またはインターネット等の伝送媒体を介して配信することもできる。また、本発明は、各処理部の処理を行う集積回路として実現することもできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る部品実装装置によれば、物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図２】図２は、移動部の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、撮像領域が物体と蓄光シートとを撮像した時に、撮像領域と物体および蓄光シートの像との位置関係について説明する図である。
【図４】図４は、図１に示した部品実装装置をＹ軸方向側から見た図である。
【図５】図５は、輝度変化光の輝度分布を示す図である。
【図６】図６は、対象物としての物体が存在しない状態でＺ軸方向の高さの基準位置としての基準面に照射された輝度変化光の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、各撮像のタイミングにおいて撮像した場合の、物体および蓄光シートの中点と、撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域との位置関係においてＸ軸方向にずれが生じた場合を示す図である。
【図１０】図１０は、各撮像のタイミングにおいて撮像した場合の、物体および蓄光シートの中点と、撮像領域との位置関係においてＹ軸方向にずれが生じた場合を示す図である。
【図１１】図１１は、位相差を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の第二実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図１３】図１３は、本発明の第三実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図１４】図１４は、本発明の第四実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図１５】図１５は、本発明の第四実施形態における撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る部品実装装置について説明する。
【００３３】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。図２は、移動部の構成を示す概略図である。図３は、エリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０が対象物である物体３０と基準点としての２つの蓄光シート４２を撮像した時に、撮像領域１５０と物体３０および基準点としての２つの蓄光シート４２の像との位置関係について説明する図である。図４は、図１に示した部品実装装置１００をＹ軸方向側から見た図である。
【００３４】
部品実装装置１００は、基板、基板に実装される部品、基板上の部品などである物体３０の形状を対象物として認識する装置である。図１および図２に示すように、物体３０は移動部４０によりノズル４３に吸着保持された状態でＸ軸方向（第二方向）に移動する。図１に示すように、部品実装装置１００は、撮像部であるカメラ１０と、照射部２０と、移動部４０とを備える。
【００３５】
カメラ１０は、撮像対象領域５０を撮像する矩形のエリアイメージセンサ１１を有する。カメラ１０は、図１のように図示上方向（Ｚ軸方向）を向いており、撮像対象領域５０がエリアイメージセンサ１１によって撮像される位置に配置されている。エリアイメージセンサ１１は、例えば４０００×３０００ｐｉｘｅｌの画素数を有するＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。なお、ここでは、ＣＭＯＳイメージセンサの一例として画素数が４０００×３０００ｐｉｘｅｌのＣＭＯＳイメージセンサを挙げているが、これに限るものではなく、例えば、３２８０×２４６４ｐｉｘｅｌ、４４００×３３１６ｐｉｘｅｌ等であってもよい。また、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサであってもよい。エリアイメージセンサ１１は、検出した光強度に応じて０から例えば２５５の数値で示される輝度値を出力する。つまり、エリアイメージセンサ１１は、２５６個の数値によって検出した輝度値としての光強度を出力する。
【００３６】
カメラ１０には、レンズ１２が装着される。レンズ１２は、対象物としての物体３０が撮像されるＹ軸方向（第一方向）とＹ軸方向（第一方向）に交差（直交）するＸ軸方向（第二方向）とにより規定される領域である撮像対象領域５０をエリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０に対して導き、図示しない例えばテレセントリックレンズを含むレンズ群から構成される。
【００３７】
照射部２０は、Ｙ軸方向（第一方向）に沿って輝度が同一であり、かつ、Ｙ軸方向（第一方向）と直交するＸ軸方向（第二方向）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輝度変化光を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定され、対象物としての物体３０が撮像される領域である撮像対象領域５０に対して斜めから照射する光源である。照射部２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定される撮像対象領域５０に向けて図１のＸ軸方向における図示右斜め下方の位置から左斜め上方に輝度変化光を照射する。
【００３８】
照射部２０は、プロジェクタのような投影光学系で構成され、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や液晶等により輝度変化光の照射を実現することができる。なお、第二方向（Ｘ軸方向）に変化する輝度変化光は、正弦波縞パターンを有する光である。また、照射部２０は、投影光学系の代わりにライン状または面状の平行光束光源を用いる構成としても良い。ライン状又は面状の光源を用いた場合でも、物体３０の撮像対象領域５０へ向かって投影する光束中に格子状のパターン、ＤＭＤまたはＬＣＤ（液晶）等のパターン発生器を配置することで、パターン発生器を通過した光は正弦波縞パターンを有する光に変換され、撮像対象領域５０に向けて輝度変化光として投影される。
【００３９】
具体的には、図１に示すように、照射部２０がＸ軸方向の図示斜め上方向に輝度変化光を照射しながら、移動部４０のノズル４３に吸着保持されて移動する対象物としての物体３０が、撮像対象領域５０内における物体３０に輝度変化光を照射する照射部２０と、対象物としての物体３０を撮像するカメラ１０とに対して同図のＸ軸方向に相対的に移動することで、照射部２０は、Ｘ軸方向に沿って相対的に移動する物体３０に対して輝度変化光をＸ軸方向の図示斜めから照射する。
【００４０】
移動部４０は、対象物としての物体３０を、カメラ１０および照射部２０に対してＸ軸方向（第二方向）に沿って相対的に移動させて、物体３０および移動部４０の物体３０が吸着保持されるノズル４３の面状のノズル板４１（後述参照）を撮像対象領域５０に対して相対的に通過させる。つまり、カメラ１０および照射部２０が物体３０に対して移動されるようにしてもよいし、物体３０がカメラ１０および照射部２０に対して移動されるようにしてもよい。具体的には、移動部４０の一例として、例えばカメラ１０に撮像される対象物としての物体３０の移動は、基板に部品を実装する移載部である装着ヘッドのノズルに吸着保持された状態の部品を対象物としての物体３０として移動させることにより行われたり、搬送部としてのベルトコンベアあるいはスライドテーブル上に対象物としての物体３０を載置して搬送することにより行われたりする。後者の場合は、物体３０に対するカメラ１０および照射部２０の位置関係は、図１に示すものとＺ軸方向の上下が逆の状態で配置されることとなる。つまり、ベルトコンベアあるいはスライドテーブル上に載置される物体３０の上方側にカメラ１０を配置し、当該物体３０のＸ軸方向の左右斜め上方に照射部２０を配置する構成となる。
【００４１】
物体３０をＸ軸方向に移載する移載部としての移動部４０は、図２に示すように、物体３０を吸着して保持するノズル４３と、撮像対象領域５０においてＸ軸方向に移動する対象物としての物体３０に対する位置関係が一定（物体３０と共にノズル４３は同方向に同量移動）であり、ノズル４３が接続されるノズル板４１とを有する。そして、ノズル板４１には、２つの基準点としての例えば円形の蓄光シート４２が形成（貼り付け）される。蓄光シート４２は、光のエネルギーを吸収し、吸収することにより蓄えたエネルギーを可視光線に変換することで光を放出する機能を有するシート状の部材である。２つの蓄光シート４２は、ノズル板４１においてノズル４３の接続部分のＹ軸方向の両側に配置される。ノズル４３により吸着保持される物体３０は、２つの蓄光シートの間に必ず収まるサイズに限定される。なお、基準点として機能させるものは蓄光シートに限定するものではなく、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１によって常に認識できるものであればよい。つまり、自発光するＬＥＤや有機ＥＬ素子などであってもよいし、電球などであってもよいし、ノズル板４１全体が光を反射することによりノズル４３の形状を浮き立たせて（つまりノズル板４１の輝度が大きく、ノズル４３の輝度が小さい状態とさせて）もよいし、一端が光源にあって他端が基準点側に配置される光ファイバなどの光を導く導光手段あってもよい。また、基準点は、光を放出する部材とは反対に光を吸収することによりその周辺に対してコントラストの差を発生させる、黒点として認識させるような部材であってもよい。これによりノズル４３の先端面に吸着保持された物体３０とカメラ１０から見てノズル４３に保持された物体３０の後方に離間して、基準点として蓄光シート４２等が設けられることにより、カメラ１０による撮像の距離が焦点深度外であっても基準点がその周辺に対してコントラスト差が生じるような発光あるいは黒点として撮像可能である。
【００４２】
また、カメラ１０は、図４に示すように、Ｙ軸方向に延びる複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する対象物としての物体３０の測定対象の部位である測定部位Ｐを、各ライン状撮像対象領域５１〜５４の通過時の撮像のタイミングで順次撮像する。つまり、物体３０の同一の位置の測定部位Ｐがカメラ１０の撮像対象領域５０をＸ軸方向に通過するまでの間に、撮像対象領域５０の例えば４つの各ライン状撮像対象領域５１〜５４の通過時の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で順次撮像されるため、同一の物体３０の測定部位Ｐを撮像するのに少なくともカメラは４回の撮像を行うことになる。ライン状撮像対象領域５１〜５４のＸ座標は、それぞれ、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４であるとする。なお、複数のライン状撮像対象領域５１〜５４は、撮像対象領域５０内の領域である。
【００４３】
図３に示すように、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０は、撮像対象領域５０の複数のライン状撮像対象領域５１〜５４に対応して撮像する撮像素子のＹ軸方向に沿って延びるライン状の画素群から成る複数のライン状撮像領域１５１〜１５４を有する。なお、図３では、説明の便宜上、移動部４０のノズル４３およびノズル４３のノズル板４１を省略している。つまり、図３に示す基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃは、実際には基準点としての例えば円形状の蓄光シート４２そのものが撮像されており、撮像された基準点としての蓄光シート４２の画像から導出される蓄光シート４２の中点４２ｃを示す。複数のライン状撮像領域１５１〜１５４は、それぞれに対してＸ軸方向に物体３０の測定部位Ｐおよび基準点としての２つの蓄光シート４２が通過時に撮像される撮像のタイミングＴの内で、第一の撮像のタイミングＴ１において第一ライン状撮像領域１５１が物体３０の測定部位Ｐおよび蓄光シート４２を撮像し、第二の撮像のタイミングＴ２において第二ライン状撮像領域１５２が物体３０の測定部位Ｐおよび蓄光シート４２を撮像し、第三の撮像のタイミングＴ３において第三ライン状撮像領域１５３が物体３０および蓄光シート４２を撮像し、第四の撮像のタイミングＴ４において第四ライン状撮像領域１５４が物体３０および蓄光シート４２を撮像する。
【００４４】
つまり、撮像対象領域５０に対して、図３のＸ軸方向の図示下方向から上方向（図４のＸ軸方向の図示右方向から左方向）に基準点としての蓄光シート４２と共に同方向に同量移動する物体３０および基準点としての蓄光シート４２を共に、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の複数のライン状撮像領域１５１〜１５４が、撮像対象領域５０のライン状撮像対象領域５１〜５４の位置（Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４の位置）に対応して、第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において順次撮像する。
【００４５】
また、カメラ１０の撮像素子であるエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０は、物体３０を保持するノズル４３のノズル板４１に貼り付けられている基準点としての２つの蓄光シート４２が通過する領域を撮像する基準点撮像領域１５５、１５６を有する。エリアイメージセンサ１１の基準点撮像領域１５５、１５６は、それぞれ２つの蓄光シート４２の通過領域に対応しており、一方の蓄光シート４２が基準点撮像領域１５５により撮像され、他方の蓄光シート４２が基準点撮像領域１５６により撮像されることになる。基準点撮像領域１５５、１５６は、２つの蓄光シート４２が通過する方向であるＸ軸方向に対して平行な方向に設定される。つまり、基準点撮像領域１５５、１５６は、Ｙ軸方向に平行な複数のライン状撮像領域１５１〜１５４に直交する領域に設定される。
【００４６】
次に、照射部２０が撮像対象領域５０に対して照射する輝度変化光について、詳細に説明する。
【００４７】
照射部２０は、図４においてＸ軸方向の図示右斜下方向から、撮像対象領域５０内の対象物としての物体３０の高さを０とした場合のＺ軸方向の基準高さとしての仮想の面である基準面６０に対して輝度変化光を照射する。この輝度変化光は、輝度分布の位置変化が正弦波で示すことのできる光（正弦波縞パターンを有する光）である。例えば、輝度変化光の輝度分布は、図５に示すように、撮像対象領域５０の複数のライン状撮像対象領域５１〜５４における基準面６０上の輝度分布を、横軸をＸ座標、縦軸を輝度で示される輝度曲線とした場合に、その輝度分布の波形は正弦波で示される。Ｘ座標がｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４の例えば４つのライン状撮像対象領域（ライン状撮像対象領域５１、５２、５３および５４）において、正弦波の位相は、０ラジアン、（π／２）ラジアン、πラジアンおよび（３π／２）ラジアンとなる。このように、それぞれのライン状撮像対象領域群内のライン状撮像対象領域のラインの数（ライン状撮像領域の数）がＮ（この場合はＮ＝４）であるとした場合に、輝度変化光の輝度分布の位相は、隣接するライン状撮像対象領域間で（２π／Ｎ）ラジアン異なる。
【００４８】
なお、仮想の面としての基準面６０への輝度変化光の照射調整およびそのテストは、実験調整用として基準治具プレート等を基準面６０として撮像対象領域５０内に配置して予め行なってもよい。
【００４９】
図６は、対象物としての物体３０が存在しない状態における物体３０の高さを０とした場合のＺ軸方向の基準高さの面としての基準面６０に照射された輝度変化光の一例を示す図である。同図に示すように、Ｙ軸方向には輝度が変化せずＸ軸方向に輝度が周期的に変化する輝度変化光は、例えばＸ座標がｘ１の第二ライン状撮像対象領域５２において最も明るくなり、Ｘ座標がｘ４の第四ライン状撮像対象領域５４において最も暗くなる。
【００５０】
なお、輝度変化光は、撮像対象領域５０に配置された基準面６０に対してＸ軸方向の斜め下方から照射部２０（図示せず）により照射されている。このため、輝度変化光は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で規定される基準面６０に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に正弦波で示される輝度変化の輝度分布を有するとともに、複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向（Ｘ軸方向）に正弦波で示される輝度分布を有する。また、輝度変化光は、Ｙ軸方向に延びるライン状撮像対象領域５１〜５４内においてそれぞれ同一の（一様な）輝度となる輝度分布を有する。
【００５１】
ここで、図３の物体３０の撮像の領域である撮像対象領域５０を撮像するカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０の説明に戻る。撮像領域１５０の複数のライン状撮像領域１５１〜１５４は、カメラ１０および照射部２０を設置する際（つまり、初期設定の際）に、撮像対象領域５０に予め調整用として設定された基準面６０に照射部２０により照射される輝度変化光の輝度値が所望の輝度値となるＸ座標の位置がライン状の画素群から成るライン状の撮像領域としてそれぞれ設定される。具体的には、物体３０がＸ軸方向に通過する際の撮像の対象物としての物体３０の高さが０とした場合におけるＺ軸方向の高さ基準としての面である基準面６０に照射される輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像した後で、撮像されたエリアイメージセンサ１１のＸ軸方向の画像データに基づいて、輝度変化光の正弦波縞パターンの位相が０ラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素群を第一ライン状撮像領域１５１として設定し、位相が（１／２）πラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素群を第二ライン状撮像領域１５２として設定し、位相がπラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素群を第三ライン状撮像領域１５３として設定し、位相が（３／２）πラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素を第四ライン状撮像領域１５４として設定する。これらのライン状撮像領域１５１〜１５４は、移動部４０やカメラ１０等の振動を考慮してＸ軸方向に対して、例えばそれぞれ１０画素分の幅を持った領域に設定される。なお、移動部４０やカメラ１０等の移動方向であるＸ軸方向の振動ずれを考慮したＸ軸方向の画素幅は、部品実装装置１００の構成により異なり、予め、部品実装装置１００によるカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像される画像データのテストを行うことにより定まることになる。つまり、上記振動による位置ずれを考慮した画素幅は、部品実装装置１００の構成により異なるが、予め定められた画素幅を超えることは、部品実装装置１００に何らかの不具合が無い限りは起こりにくいと言える。
【００５２】
また、撮像対象領域５０における基準点が通過する領域を撮像するエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の基準点撮像領域１５５、１５６は、移動部４０によりノズル４３に吸着して保持された物体３０をカメラ１０に対してＸ軸方向に対して移動させつつ、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１により物体３０と共にＸ軸方向に移動するノズル４３のノズル板４１を基準点として撮像させた画像データの領域に基づいて設定される。具体的には、このときに撮像された画像データの内でＸ軸方向に撮像対象領域５０を通過するノズル板４１が有する基準点としての２つの蓄光シート４２が撮像されたエリアイメージセンサ１１の画素群が少なくとも基準点撮像領域１５５、１５６として設定される。基準点撮像領域１５５、１５６は、図３の破線で示すＸ軸方向に対して平行な１つの領域としてのライン状の領域としてもよいが、Ｘ軸方向において、ライン状撮像領域１５１〜１５４の短辺側の幅に対して相対的に基準点としての蓄光シート４２の径がＸ軸方向の振動とのずれが生じても十分に撮像できる程度に小さければ、エリアイメージセンサ１１のライン状撮像領域１５１〜１５４と、基準点がＸ軸方向に通過する図３の破線で示される基準点撮像領域１５５、１５６とが重複する領域（つまり、図３における網掛けのハッチングの領域１５５ａ〜１５５ｄ、１５６ａ〜１５６ｄ）のみに設定されてもよい。また、Ｘ軸方向に対して平行なライン状の領域とする場合の基準点撮像領域１５５、１５６は、移動部４０やカメラ１０等のＹ軸方向の振動ずれを考慮してＹ軸方向の幅は、例えば発光する蓄光シート４２の外径あるいは発光するその光の径である発光径に対して１０画素分程度の幅を加えた領域に設定される。
【００５３】
次に、部品実装装置１００が、図４に示した各部を制御する機能構成について、図４および図７を用いて詳細に説明する。
【００５４】
図７は、本発明の第一実施形態における部品実装装置１００の機能構成を示すブロック図である。
【００５５】
同図に示すように、部品実装装置１００は、図４に示した照射部２０およびカメラ１０の他に、各部を制御する制御部１０１を備えている。なお、この制御部１０１は、部品実装装置１００に組み込まれた各部を制御するコンピュータであるが、パーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータシステムがプログラムを実行することによって実現されることにしてもよい。
【００５６】
制御部１０１は、照射処理部１０２、撮像処理部１０３および認識部１０４を備えている。
【００５７】
照射処理部１０２は、照射部２０を制御する。具体的には、照射処理部１０２は、照射部２０により撮像対象領域５０の基準面６０に対して、輝度変化光を照射させる。
【００５８】
撮像処理部１０３は、移動処理部１０３ａと、データ取得部１０３ｂと、位置ずれ導出部１０３ｃと、輝度値取得部１０３ｄと、波形作成部１０３ｅとを有する。
【００５９】
移動処理部１０３ａは、移動部４０を制御して、撮像対象領域５０における互いに平行に配置された複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向であるＸ軸方向に相対的に物体３０を例えば一定の速度で移動させる。撮像処理部１０３は、移動する物体３０内の少なくとも同一の測定部位Ｐを、撮像対象領域５０の各ライン状撮像対象領域５１〜５４を通過する際に順次撮像する予め定められた撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像させる。
【００６０】
データ取得部１０３ｂは、基準点としての蓄光シート４２を撮像した結果である基準点データと対象物としての物体３０を撮像した結果である対象物データとをカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０から取得する。基準点データは、移動部４０のノズル４３のノズル板４１に配置された基準点としての２つの蓄光シート４２を物体３０の測定部位Ｐが撮像される撮像のタイミングでカメラ１０のエリアイメージセンサ１１が撮像した結果である。つまり、データ取得部１０３ｂは、エリアイメージセンサ１１の基準点撮像領域１５５、１５６においてＸ軸方向の基準点としてのノズル４３のノズル板４１の蓄光シート４２が撮像された結果を基準点データとして取得する。対象物データは、ノズル４３に保持された物体３０の測定部位Ｐが各ライン状撮像対象領域５１〜５４を通過する毎に順次撮像するタイミングである撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４でカメラ１０が撮像した結果である。つまり、データ取得部１０３ｂは、複数のライン状撮像対象領域５１〜５４にそれぞれ対応するカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の複数のライン状撮像領域１５１〜１５４において撮像した結果を物体３０の対象物データとして取得する。そして、データ取得部１０３ｂは、基準点データと対象物データとのそれぞれが同一の組になるようなそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された結果（つまり基準点データおよび対象物データを同一の予め定められた撮像のタイミングで撮像した結果）として取得する。
【００６１】
位置ずれ導出部１０３ｃは、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された基準点データによって特定される基準点位置（Ｘ軸方向の振動ずれ後の位置、および、Ｙ軸方向の振動ずれ後の位置）と、基準点としての蓄光シート４２がＸ軸方向に移動させて撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとする場合の位置である基準点基位置との位置ずれを、導出する。
【００６２】
輝度値取得部１０３ｄは、対象物としての物体３０をそのときの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとする場合の位置である対象物基位置に対して、位置ずれ導出部１０３ｃが導出した撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における位置ずれを加算することにより得られたそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における物体３０の測定部位Ｐの補正された位置に対応する、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された物体３０の対象物データの輝度値を取得する。具体的には、輝度値取得部１０３ｄでは、例えば、撮像された画像データの内で基準点としての２つの蓄光シート４２の中点４２ｃ同士を結んだ線の中間点を、物体３０内における測定対象の部位である測定部位Ｐに対応する位置（基準点による基準位置、または、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の振動ずれの基準となる基準位置）に対応する画素の出力値（輝度値）をとして取得する。なお、精度上の悪影響がなければ１つの蓄光シート４２の形状に出力された１つの画像から求まる点（例えば画像の中心）の位置を物体３０の測定部位Ｐに対する基準点による基準位置として導出してもよい。なお、ここで撮像のタイミングで位置ずれが生じてないとする場合の基準点の位置である基準点基位置、および、位置ずれが生じてないとする場合の対象物の位置である対象物基位置は、予め実験等により求めてもよいし、計算上の理論値から求めてもよい。
【００６３】
波形作成部１０３ｅは、輝度値取得部１０３ｄによって取得された対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による対象物としての物体３０の測定部位ＰのＸ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第一方向）と交差するＺ軸方向（第三方向）における位置（高さ形状）の算出に用いられる波形であって、対象物としての物体３０の波形を作成する。具体的には、波形作成部１０３ｅは、位置ずれ導出部１０３ｃにより導出された基準点の基準位置の位置ずれ量に基づいて、物体３０の測定部位Ｐと同方向に同量移動する基準点の基準位置から定まる物体３０の測定部位Ｐの位置を導出し、当該測定部位Ｐの位置に対応する対象物データの輝度値（出力値）をプロットすることにより、物体３０のＺ軸方向の高さ寸法を位相シフト法に基づいて導出するための波形である正弦波を作成する。
【００６４】
認識部１０４は、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１で撮像されて波形作成部１０３ｅにより作成された正弦波の波形を用いて、位相シフト方式に従い物体３０の形状を認識する。具体的には、認識部１０４は、物体３０が撮像された対象物データと基準点が撮像された基準点データとに基づき位置ずれ量が考慮されて、波形作成部１０３ｅにより作成された輝度変化光の輝度値の正弦波の波形と、照射部２０により物体３０のＺ軸方向の高さを０とした場合の基準面６０に照射された基準となる正弦波（物体の高さを０とした場合に相当）との位相差から物体３０の高さを検出することで、物体３０の形状を認識する。
【００６５】
なお、制御部１０１は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示部や、キーボードやマウス等の入力部等を備えていてもよい。
【００６６】
次に、部品実装装置１００が物体の形状を認識する処理について、説明する。
【００６７】
図８は、本発明の第一実施形態における部品実装装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６８】
照射部２０は、照射処理部１０２の指示に従って、Ｘ軸方向の位置に応じて輝度が周期的に変化する輝度変化光を、撮像対象領域５０に対して照射する（Ｓ１０１）。つまり、図４に示すように、照射部２０は、カメラ１０および照射部２０に対して、撮像対象領域５０においてＸ軸方向に相対的に移動する物体３０に輝度変化光をＸ軸方向の図示右斜下方向から照射する。
【００６９】
カメラ１０のエリアイメージセンサ１１は、撮像処理部１０３の指示に従って、撮像対象領域５０における仮想の面である基準面６０上に互いに平行に配置された複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する物体３０の測定部位Ｐを、各ライン状撮像対象領域５１〜５４の通過時に順次撮像する（Ｓ１０２）。つまり、例えば図４に示すように、物体３０がＸ軸方向に沿って移動するＺ軸方向の仮想の基準の面（物体３０の高さを０とした場合の基準面）である基準面６０上を、同図のＸ軸方向の図示右方向から左方向に相対的に移動する物体３０の高さとしての測定対象の部位である測定部位Ｐを、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０のライン状撮像領域１５１〜１５４が、Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４の位置を物体３０の測定部位Ｐが通過する時に撮像するそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で、順次撮像する。例えば、物体３０上の測定部位Ｐは、Ｘ座標ｘ１の位置においては、位置３１として物体３０上で反射された輝度変化光の光（輝度値）が第一ライン状撮像領域１５１によって受光される。
【００７０】
データ取得部１０３ｂは、基準点の基準点データと物体３０の測定部位Ｐの対象物データとをエリアイメージセンサ１１から取得する（Ｓ１０３）。
【００７１】
位置ずれ導出部１０３ｃは、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された基準点データによって特定される基準点位置（Ｘ軸方向の振動等による位置ずれ後の位置、および、Ｙ軸方向の振動ずれ後の位置）と、移動部４０が基準点としての蓄光シート４２が撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとする場合の位置である基準点基位置との位置ずれを、導出する（Ｓ１０４）。
【００７２】
図９は、各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において撮像した場合の、対象物としての物体３０の測定部位Ｐおよび基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと、エリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０との位置関係においてＸ軸方向にずれが生じた場合を示す図である。
【００７３】
図９では、基準点としての蓄光シート４２の位置を説明するために、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃを記載し蓄光シート４２自体は省略している。対象物としての物体３０の測定部位Ｐは、図９に示すように、Ｘ軸方向の図示下方向から上方向の白抜き矢印方向に移動しており、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の各ライン状撮像領域１５１〜１５４によってそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で順次撮像される。
【００７４】
移動部４０は、ノズル４３のノズル板４１に形成される基準点としての蓄光シート４２を、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の各ライン状撮像領域１５１〜１５４に対して、Ｘ軸方向に相対的に例えば一定の速度で移動させるため、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に振動等による位置ずれが無いと仮定した場合の理想的な状態では、それぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において対象物としての物体３０の測定部位Ｐと同方向に同量だけ移動する基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃは、その位置に位置ずれが生じてないとする場合の位置である基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）〜（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）にが順次移動される。なお、ここでは、２つある基準点としての蓄光シート４２の一方のみを代表して説明し、他方についての説明は一方の場合と同様であるため省略する。移動部４０は、また、対象物としての物体３０に対する位置関係が一定であり、ノズル４３のノズル板４１に形成される基準点としての蓄光シート４２を、対象物としての物体３０と共に同方向に同量だけ移動させているため、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと同様に対象物としての物体３０を、位置ずれが生じないとした場合の対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）に順次移動させる。つまり、移動部４０は、上記の仮定のもとでは、第一の撮像のタイミングＴ１において蓄光シート４２の中点４２ｃを第一基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第一対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）に移動させており、第二の撮像のタイミングＴ２において蓄光シート４２の中点４２ｃを第二基準点基位置（Ｘｂｉ１２、Ｙｂｉ１２）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第二対象物基位置（Ｘｐｉ２、Ｙｐｉ２）に移動させており、第三の撮像のタイミングＴ３において蓄光シート４２の中点４２ｃを第三基準点基位置（Ｘｂｉ１３、Ｙｂｉ１３）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第三対象物基位置（Ｘｐｉ３、Ｙｐｉ３）に移動させており、第四の撮像のタイミングＴ４において蓄光シート４２の中点４２ｃを第四基準点基位置（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第四対象物基位置（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）に移動させる。なお、ここで言う「（第一〜第四）基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）〜（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）」および「（第一〜第四）対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）」は、エリアイメージセンサ１１における撮像領域１５０を構成する各画素の座標を示す。上記のことから、例えばＸｂｉＮ＝Ｘｐｉ１Ｎ（Ｎ＝１、２、３、４）とする。
【００７５】
しかしながら、移動部４０が位相シフト法による撮像を行うためにカメラ１０のエリアイメージセンサ１１および、対象物としての物体３０の少なくとも一方を実際に移動させている状態の場合、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１および、対象物としての物体３０の少なくとも一方が振動する場合において、予め定められた各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４毎に対象物としての物体３０を撮像するエリアイメージセンサ１１の画素に対応する位置は、一定ではなく、当該画素の位置ずれを例えば移動部４０の移動の速度などから正確に予測することは難しい。このように移動部４０が振動すると、第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において、基準点としての蓄光シート４２は、振動等により位置ずれが生じていない場合とする第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）〜（Ｘｂｉ１４，Ｙｂｉ１４）からずれた位置に位置し、同様に、振動等により位置ずれが生じていない場合とする第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において、対象物としての物体３０の測定部位Ｐは、第一〜第四対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）から、蓄光シート４２がずれた方向に、蓄光シート４２がずれた量と同じ量だけずれた位置に位置する。
【００７６】
ここで、実際に、蓄光シート４２の中点４２ｃが第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像される位置としての基準点位置を、それぞれ第一〜第四基準点位置（Ｘｂｒ１１、Ｙｂｒ１１）〜（Ｘｂｒ１４、Ｙｂｒ１４）とし、対象物としての物体３０の測定部位Ｐが第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像される位置としての対象物位置を、それぞれ第一〜第四対象物位置（Ｘｐｒ１、Ｙｐｒ１）〜（Ｘｐｒ４、Ｙｐｒ４）とする。図９では、例えば、第三の撮像のタイミングＴ３のみの場合に、Ｘ軸方向の白抜き矢印方向に相対的に移動する移動部４０に振動が生じることにより、基準点としての蓄光シート４２および対象物としての物体３０がＸ軸方向に対して位置ずれ量Δｘだけ図示上方向（白抜き矢印方向）に位置ずれした場合を示している。また、第一の撮像のタイミングＴ１、第二の撮像のタイミングＴ２および第四の撮像のタイミングＴ４では、移動部４０は、振動していなく位置ずれしていないものとする。このため、図９では、撮像のタイミングでの基準点が撮像される位置としての第一基準点位置（Ｘｂｒ１１、Ｙｂｒ１１）、第二基準点位置（Ｘｂｒ１２、Ｙｂｒ１２）および第四基準点位置（Ｘｂｒ１４、Ｙｂｒ１４）は、それぞれ、第一基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）、第二基準点基位置（Ｘｂｉ１２、Ｙｂｉ１２）および第四基準点基位置（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）と同じ位置となり、基準点の基準点位置と共に同方向に同量移動する対象物の撮像のタイミングでの対象物が撮像される位置としての第一対象物位置（Ｘｐｒ１、Ｙｐｒ１）、第二対象物位置（Ｘｐｒ２、Ｙｐｒ２）および第四対象物位置（Ｘｐｒ４、Ｙｐｒ４）は、それぞれ、第一対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）、第二対象物基位置（Ｘｐｉ２、Ｙｐｉ２）および第四対象物基位置（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）と同じ位置となる。図９のように第三の撮像のタイミングＴ３における基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃの位置である第三基準点位置（Ｘｂｒ１３、Ｙｂｒ１３）は、第三の撮像のタイミングＴ３において移動部４０が振動していなく位置ずれが生じてないとした場合の位置である第三基準点基位置（Ｘｂｉ１３、Ｙｂｉ１３）からＸ軸方向に対して位置ずれ量Δｘだけずれた位置となり、振動により位置ずれが生じている位置としての第三基準点位置（Ｘｂｒ１３、Ｙｂｒ１３）と位置ずれが生じていないとした場合の位置である第三基準点基位置（Ｘｂｉ１３、Ｙｂｉ１３）との関係は例えば次のような式１として表される。
【００７７】
Ｘｂｒ１３−Ｘｂｉ１３＝Δｘ・・・・（式１）
【００７８】
撮像領域１５０において、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと対象物としての物体３０の測定部位Ｐとの位置関係は一定であることから、第三の撮像のタイミングＴ３において式１のような関係は、対象物としての物体３０の測定部位Ｐに対しても同様のことが言え、第三の撮像のタイミングＴ３における物体３０の測定部位Ｐの位置を示す第三対象物位置（Ｘｐｒ３、Ｙｐｒ３）は、移動部４０が振動していなく位置ずれが生じてないとした場合の位置である第三対象物基位置（Ｘｐｉ３、Ｙｐｉ３）からΔｘだけずれた位置となる。したがって、振動により位置ずれが生じている位置としての第三対象物位置（Ｘｐｒ３、Ｙｐｒ３）と位置ずれが生じていないとした場合の位置である第三対象物基位置（Ｘｐｉ３、Ｙｐｉ３）との関係は例えば次のような式２のように表される。
【００７９】
Ｘｐｒ３−Ｘｐｉ３＝Δｘ・・・・（式２）
【００８０】
そして、式１および式２から例えば次のような式３を導出することができる。
【００８１】
Ｘｐｒ３＝Ｘｐｉ３＋（Ｘｂｒ１３−Ｘｂｉ１３）・・・・（式３）
【００８２】
このように、第三の撮像のタイミングＴ３において、対象物としての物体３０に加えて、対象物としての物体３０と一定の位置関係にある基準点としての蓄光シート４２を設けて、基準点としての蓄光シート４２を対象物としての物体３０と同じ撮像のタイミングで同時に撮像することにより、移動部４０に振動が生じる場合であっても、基準点の基準点基位置より位置ずれ量Δｘを導出し、その位置ずれ量Δｘと基準点基位置と同方向に同量移動する対象物基位置とにより、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃの位置を識別できるため対象物としての物体３０の測定部位Ｐの位置を正確に導出することができる。
【００８３】
また、式３は、第三の撮像のタイミングＴ３においてのみ導出したものであるが、第一の撮像のタイミングＴ１、第二の撮像のタイミングＴ２および第四の撮像のタイミングＴ４においても同様のことが言えるため、例えば次のような式４を導出することができる。
【００８４】
ＸｐｒＮ＝ＸｐｉＮ＋（Ｘｂｒ１Ｎ−Ｘｂｉ１Ｎ） （Ｎ＝１，２，３，４）・・・・（式４）
【００８５】
図１０に示すような撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４におけるＹ軸方向に対する振動による位置ずれに対しても同様のことが言えるため、例えば次のような式５を導出することができる。なお、図１０は、各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において撮像した場合の、対象物としての物体３０および基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと、撮像領域１５０との位置関係においてＹ軸方向に位置ずれが生じた場合を示す図である。
【００８６】
ＹｐｒＮ＝ＹｐｉＮ＋（Ｙｂｒ１Ｎ−Ｙｂｉ１Ｎ） （Ｎ＝１，２，３，４）・・・・（式５）
【００８７】
さらに、式４および式５を組み合わせることにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して同じ撮像のタイミングにおいて同時にずれが発生する場合についても同様のことが言える。
【００８８】
そして、輝度値取得部１０３ｄは、移動部４０によりＸ軸方向に相対的に移動され、対象物としての物体３０が移動されて撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとした場合の位置である対象物基位置に対して、位置ずれ導出部１０３ｃが導出した撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における位置ずれを加算することにより得られた撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における対象物としての物体３０の測定部位Ｐの補正された位置に対応する、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された対象物データの輝度値を取得する（Ｓ１０５）。
【００８９】
波形作成部１０３ｅは、輝度値取得部１０３ｄにより取得された対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による対象物としての物体３０の測定部位ＰのＸ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第一方向）と交差するＺ軸方向（第三方向）における位置（高さ形状）の算出に用いられる波形であって、対象物としての物体３０の波形を作成する（Ｓ１０６）。
【００９０】
図４に示すように、Ｘ座標ｘ４の位置においては、位置３４として物体３０の測定部位Ｐで反射された輝度変化光の光（輝度値）がライン状撮像領域１５４によって受光される。例えば、仮想の面であり、対象物としての物体３０のＺ軸方向の高さを０とした場合の基準の面である基準面６０上のＸ座標ｘ４の位置に照射された輝度変化光の位相は（３π／２）ラジアンである。しかし、同じＸ座標ｘ４の物体３０の測定部位Ｐ上に位置３４として照射される輝度変化光の位相は（３π／２）ラジアンではなく、０（π、２π）ラジアンに近づいている。図１１に、例えば物体３０のＺ軸方向の高さが０の基準面６０上での輝度変化光の輝度分布の位置変化を示し、物体３０の高さを０とする時の基準波形である正弦波８１と、物体３０を撮像し、位置を正確に導出した際の物体３０の高さ位置である測定部位Ｐでの輝度変化光の輝度分布の位置変化を示す正弦波８２とを示す。なお、グラフの縦軸および横軸は図５に示したグラフと同じである。図１１からわかるように、物体３０の高さを０とした場合の基準波形の正弦波８１と対象物として物体３０を実際に撮像した対象物の撮像波形の正弦波８２とでは位相がΔφだけシフトしていることが分かる。実際に撮像された物体３０の高さが０であれば、位相差Δφは０であるが、物体３０の高さが高くなるにつれ、位相がシフトし位相差Δφの値が大きくなる。位相シフト法では、この位相差Δφから物体３０の高さ（形状）を求めるものである。そして、位相シフト法では、輝度変化光のうちで異なる少なくとも３つ以上で本実施形態では４つ輝度（つまり、４つの異なるＸ座標の位置）において物体３０の同一の測定位置（測定部位Ｐ）を撮像することにより、対象物の撮像波形の正弦波８２を求めることができる。
【００９１】
認識部１０４は、エリアイメージセンサ１１により撮像された物体３０の測定部位Ｐの画像データを用いて、位相シフト法に従い物体３０の形状を認識する（Ｓ１０７）（図８参照）。具体的には、撮像対象領域５０を通過する際のＸ座標Ｘｐｒ１、Ｘｐｒ２、Ｘｐｒ３およびＸｐｒ４に位置する対象物としての物体３０の測定部位Ｐの画像データの輝度を、それぞれ、ａ、ｂ、ｃおよびｄとした場合に、認識部１０４は、正弦波８２を図１０のようにプロットすることにより描く（算出する）。このとき描かれる正弦波８２は、正弦波８１と同じ周期となる。
【００９２】
認識部１０４は、このようにして算出した正弦波８２の位相φから位相φに対応する物体３０の高さを０とした時の基準波形の正弦波８１の位相φ’との位相差Δφを算出し、算出した位相差Δφから物体３０の測定部位Ｐにおける物体３０の高さを算出することにより、物体３０の形状を認識する。さらに物体３０上の測定点（測定部位Ｐ）を複数個所測定するほどより詳細な物体３０の形状を認識することが可能である。求めた位相差Δφから物体３０の高さを算出する具体的な方法については、位相シフト法として公知の技術であり、本願発明の主眼ではないため、その詳細な説明を省略する。
【００９３】
以上により、部品実装装置１００が物体の形状を認識する処理は終了する。
【００９４】
以上説明したように、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、照射部２０により、輝度変化光がカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０が撮像するＸ軸方向およびＹ軸方向により規定される撮像対象領域５０に照射され、またＸ軸方向およびＹ軸方向により規定される撮像する物体３０がＸ軸方向に沿って通過するＺ軸方向の基準である撮像対象領域５０内の仮想の基準面６０に対して斜めから照射される。輝度変化光は、Ｙ軸方向に沿って輝度が同一であり、かつ、Ｘ軸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。そして、移動部４０により、対象物としての物体３０と共に同方向に同量だけ移動する基準点としての蓄光シート４２および物体３０が撮像対象領域５０を通るように、カメラ１０と照射部２０とに対し物体３０をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。つまり、蓄光シート４２および物体３０が同時にカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０により撮像されるように、カメラ１０および照射部２０に対し物体３０の少なくとも一方が移動部４０によりＸ軸方向により移動される。カメラ１０のエリアイメージセンサ１１が撮像した結果の内で、基準点としての蓄光シート４２が撮像された結果を基準点データとして、物体３０が撮像された結果を対象物データとしてデータ取得部１０３ｂが取得する。このときデータ取得部１０３ｂにより取得される基準点データと対象物データとは、複数の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で順次撮像された結果である。そして、これらの基準点データおよび対象物データは、基準点としての蓄光シート４２および対象物としての物体３０の測定部位Ｐが同一の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された結果のそれぞれの組が存在する。基準点としての蓄光シート４２が撮像対象領域５０をＸ軸方向に通過する時に、撮像領域１５０のうちのＸ軸方向に沿う方向の基準点撮像領域１５５、１５６により撮像することになるため、基準点撮像領域１５５、１５６により撮像された結果が基準点データとして取得され、撮像対象領域５０のうちの蓄光シート４２が通過した領域以外の対象物としての物体３０が通過した領域が撮像された結果が対象物データとして取得される。基準点データと対象物データとが同一の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された結果のそれぞれの組の内における、基準点データに基づいて位置ずれ導出部１０３ｃが当該撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された物体３０のＸ軸方向の振動等による位置ずれΔｘを導出する。そして、輝度値取得部１０３ｄが、位置ずれΔｘを考慮することにより、対象物としての物体３０がＸ軸方向に相対的に移動部４０にて移動されて撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じていない場合の位置である対象物基位置に対して、位置ずれ導出部１０３ｃが導出したそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における位置ずれΔｘを加算することにより得られた当該撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された対象物データの内の物体３０の位置Ｘｐｒ１〜Ｘｐｒ４に対応するＸ軸方向に周期的に変化する輝度変化光の輝度値としての出力値を採用することにより、波形作成部１０３ｅが位相シフト法による正弦波の波形を作成する。
【００９５】
したがって、振動等によるずれの影響や移動部４０による物体３０の移動誤差により物体３０が撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像対象領域５０のＸ軸方向に振動ずれがないという仮定に基づく理想的な位置ｘ１〜ｘ４に無い場合であっても、基準点としての蓄光シート４２の位置を把握することにより、対象物としての物体３０と共に基準点としての蓄光シート４２は常に物体３０と同方向に同量だけ移動するため、基準点データを取得することにより、基準点としての蓄光シート４２が撮像された撮像のタイミングにおける基準点データに基づく位置ずれ量Δｘを導出することにより物体３０の測定箇所である測定部位ＰのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を正確に把握することができる。このように撮像のタイミングにおいて撮像された時の物体３０の測定部位Ｐの位置を正確に特定できるため、対象物としての物体３０の測定部位Ｐの位置に対応する出力値（輝度値）を採用して、対象物としての物体３０の測定部位Ｐの位置と出力値（輝度値）とをプロットすることにより、対象物としての物体３０の測定部位ＰのＺ軸方向の高さ寸法を位相シフト法に基づいて導出するために正弦波を作成することができる。このように、対象物としての物体３０の測定部位Ｐとカメラ１０のエリアイメージセンサ１１および照射部２０との相対位置が振動によって移動部４０が移動させるべき撮像のタイミングの上記理想的な座標の位置ｘ１〜ｘ４から例えばＸ軸方向およびＹ軸方向にずれてしまっていても、正確に対象物として物体３０を撮像した対象物の撮像波形の正弦波８２を作成することができる。これにより、物体３０の測定部位ＰのＺ軸方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して直交する方向）の高さ寸法を導出することができ、物体３０の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことができる。
【００９６】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、カメラ１０は対象物としての物体３０および基準点としての蓄光シート４２が撮像される領域としての撮像対象領域５０を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサ１１を有する。撮像対象領域５０に対応して撮像する一つのエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０により撮像されたデータの内の基準点データおよび対象物データを利用できるため、対象物としての物体３０の測定部位Ｐと、物体３０と共に同方向に同移動量で移動する基準点としての蓄光シート４２とを同一のそれぞれの撮像のタイミングで容易に一つのエリアイメージセンサ１１で撮像でき、対象物としての物体３０を吸着保持するノズル４３のノズル板４１に基準点としての蓄光シート４２が設けられ、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のずれが生じても物体３０の測定部位Ｐと基準点の蓄光シート４２の相対位置はそれぞれの撮像のタイミングでかわらないため、それぞれの撮像のタイミングでの基準点の基準点データの位置ずれ量に基づいて物体３０の測定部位Ｐの撮像の出力値（輝度値）を補正して求めることができる。これにより、基準点データから正確に当該基準点データを撮像したタイミングにおける物体３０の位置を特定することができる。
【００９７】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、データ取得部１０３ｂによりＹ軸方向に平行な複数のライン状撮像領域１５１〜１５４により出力された出力値が取得される。このように、対象物データとしてエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の出力値の内で、ライン状撮像領域１５１〜１５４の出力値のみを採用するため、対象物データのサイズをエリアイメージセンサ１１全体の出力値を採用するよりも小さくすることができる。したがって、対象物としての物体３０の対象物データの転送を高速に行うことができる。
【００９８】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、データ取得部１０３ｂにより基準点としての蓄光シート４２が通過する基準点撮像領域１５５、１５６の出力値を基準点データとして取得する。蓄光シート４２は物体３０と共にカメラ１０に対してＸ軸方向に移動するため、撮像対象領域５０のＹ軸方向における蓄光シート４２と物体３０との相対位置が変動せずにＸ軸方向に移動する。つまり、蓄光シート４２は撮像対象領域５０のＸ軸方向に平行な領域において撮像される。
【００９９】
このため、蓄光シート４２を撮像するためのエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０のライン状撮像領域１５１〜１５４の長手方向（Ｙ軸方向）に交差（直交）するＸ軸方向に平行な基準点撮像領域１５５、１５６に限定することができる。つまり、基準点データとしてエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の出力値の内で基準点撮像領域１５５、１５６からの出力値のみを採用すれば、基準点データを得ることができ、物体３０の位置を把握することができる。これにより、基準点データのデータ量を最小限として、基準点データの転送を高速に行うことができる。
【０１００】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、物体３０を吸着することにより保持するノズル４３が接続されるノズル板４１に基準点としての蓄光シート４２が設けられるため、蓄光シート４２と物体３０との移動方向および移動量を同一にすることができる。また、ノズル４３により吸着することにより物体３０を保持するため、物体３０の保持および解放を容易に行うことができる。
【０１０１】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、複数（２つ）の蓄光シート４２をデータ取得部１０３ｂが取得するため、例えばノズル板４１が回転して物体３０のＸ軸方向に対する向きが変化したり、物体３０を吸着するノズル４３を有してＸ軸方向に移動する移動部４０に振動や反り等によりずれが生じたりする場合であっても、物体３０の位置および物体３０のＸ軸方向に対する向きを正確に把握することができる。
【０１０２】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、対象物としての物体３０は、基準点としての蓄光シート４２とはＸ軸方向における位置およびＹ軸方向における位置の少なくとも一方が重ならない位置に配置される。このため、基準点と対象物とは、撮像部の撮像領域に内で異なる領域において、それぞれを同時に撮像可能である。
【０１０３】
上記実施形態では、ノズル板４１に設置される基準点としての蓄光シート４２は、２つであるが、２つに限定されず物体３０の位置が把握できればよいため１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。ただし、物体３０の位置だけでなく振動等による位置ずれを考慮して物体３０の向き（つまり、物体３０のＸ軸方向にそって移動する面である基準面６０に平行に回転した場合の向き）を特定するために、基準点は複数有ることが好ましい。
【０１０４】
上記実施形態では、Ｙ軸方向の振動についてより詳細に言及していないが、Ｙ軸方向に対する位置ずれについては、輝度変化光がＹ軸方向に同一の輝度分布であることから、物体３０の端部を特定しやすい。具体的には、物体３０の特定のＸ座標におけるＹ軸方向の幅（以下、「所定幅」とする。）は変化しないため、それぞれの撮像のタイミングでＹ軸方向に対して振動による位置ずれがある場合には、物体３０の所定幅が一定のままで測定される位置がずれる。つまり、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０により出力される輝度が周囲と異なる所定幅の部分のＹ軸方向のずれ量を物体３０の位置として、あるいは基準点としての蓄光シート４２のＹ軸方向の幅のＹ軸方向の位置ずれ量を基準点の蓄光シート４２の幅（径）として認識することにより、Ｙ軸方向のずれを補正することができる。
【０１０５】
上記実施形態では、各ライン状撮像領域１５１〜１５４は、Ｘ軸方向に対する振動を考慮してそれぞれがＸ軸方向に１０画素分を有しているが、Ｘ軸方向に対する各ライン状撮像領域１５１〜１５４の幅は、予め、第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において基準点としての蓄光シート４２を移動部４０がカメラ１０のエリアイメージセンサ１１に対してＸ軸方向に相対的に移動させつつ撮像することを複数回繰り返すことにより、基準点としての蓄光シート４２が振動する際に得られる第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心とした時のＸ軸方向に対する振幅の最大値から求めるようにしてもよい。つまり、位置ずれが無いとした場合の各第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき振動等により生じる位置ずれ量の求められる振幅の最大値の２倍の領域を少なくとも含むようにＸ軸方向に対して各ライン状撮像領域を決定すればよい。このとき得られる基準点としての蓄光シート４２を撮像した結果から、同様にして、基準点撮像領域が持つＹ軸方向に対する幅として、基準点としての蓄光シート４２が振動する際に得られる第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心とした時のＹ軸方向に対する振幅の最大値から求めるようにすればよい。つまり、位置ずれが無いとした場合の各第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき振動等により生じる位置ずれ量の求められる振幅の最大値の２倍の領域を少なくとも含むようにＹ軸方向に対して各基準点撮像領域を決定すればよい。
【０１０６】
＜第二実施形態＞
第一実施形態にかかる部品実装装置１００によれば、対象物としてノズル４３に吸着保持された対象物としての物体３０に対して下方から照射部２０が輝度変化光を照射することにより、その象を下方からカメラ１０により撮像しているが、この形態に限らない。例えば、図１２に示すように、対象物が基板１３０であっても良い。以下に図１２を用いて、対象物が基板１３０である場合の形態の部品実装装置２００について説明する。図１２に示すように、部品実装装置２００は、部品実装装置１００と比較して、カメラ１０および照射部２０が対象物である基板１３０の上方に配置されることが異なるが、カメラ１０および照射部２０の構成は、部品実装装置１００と同一であるため詳細な説明を省略する。また、部品実装装置２００は、移動部１４０が部品実装装置１００の移動部４０と異なるため、移動部１４０について説明する。
【０１０７】
移動部１４０は、レール１４１と、基板１３０を移載するトレー１４３（テーブルであってもよい）とから構成される。レール１４１は、２本がＸ軸方向に平行に延びている。トレー１４３は、２本のレールの間に配置され、基板１３０を載せた状態でＸ軸方向にレール１４１に沿って移動する。撮像対象領域５０より撮像の対象物としての基板１３０が大きい場合に、基板１３０とともにＸ軸方向に移動するトレー１４３はまた、基準点としてのＸ軸方向に並び、対象物の基準点となる複数の光を放出または反射する放出部位を構成する目盛１４２を有する。撮像対象領域５０より撮像される対象物が小さければ上述の実施形態のようにＸ軸方向に１つの並びの基準点の構成にしてもよい。目盛１４２は、トレー１４３のＸ軸方向の位置（つまりＸ座標）を意味する。目盛１４２は、撮像対象領域５０を基板１３０と共に通過する位置に配置される。目盛１４２は、蓄光塗料で印刷される。なお、目盛１４２は、蓄光塗料で構成されることに限らずに、トレー１４３にスリット状の孔を複数空けてトレー１４３の裏側から光源を照射することにより、光を放出するようにしてもよいし、ＬＥＤなどの自発光素子そのものによって構成してもよい。つまり、目盛１４２は光を放出あるいは反射することにより、エリアイメージセンサ１１により目盛１４２として認識されるような形態であればどんな形態あってもよい。
【０１０８】
この移動部１４０により基板１３０は例えば一定の速度でＸ軸方向にカメラ１０及び照射部２０に対して相対的に移動する。つまり、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１は、対応する撮像対象領域５０の第一〜第四ライン状撮像対象領域５１〜５４を基板１３０の測定対象の部位である測定部位がＸ軸方向に通過する撮像のタイミングで順次基板１３０とトレー１４３の目盛１４２とを同時に撮像する。これにより、エリアイメージセンサ１１により撮像された画像データには、基板１３０と目盛１４２とが同時に撮像されることになる。このように、目盛１４２によるＸ座標（基準点データ）と基板１３０を撮像した対象物データとに基づいて第一実施形態のような物体の形状を認識する処理を行うことにより、基板１３０の形状を認識することができる。また、対象物としての基板１３０を保持し、共に、Ｘ軸方向に移動可能なトレー１４３に基準点としての目盛１４２が設けられるため、Ｘ軸方向に基準点と対象物は共に移動することにより基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。ここでトレー１４３は、対象物の基板１３０と共にＸ軸方向に移動するテーブルの構成であってもよい。
【０１０９】
＜第三実施形態＞
第一実施形態および第二実施形態にかかる部品実装装置１００、２００によれば、撮像部としてのカメラ１０は１台で構成されており、基準点と対象物とを１台のカメラにより撮像しているがこれに限らずに、図１３に示すように、基準点と対象物とを別々のカメラにより撮像する構成としても良い。
【０１１０】
なお、この場合においては、撮像部２１０がカメラ１０と、カメラ１０とは別体の基準点用カメラ２２０とにより構成されることが第一実施形態および第二実施形態と異なる。また、移動部を図示していないが、第三実施形態の部品実装装置３００では、撮像部２１０および照射部２０がＸ軸方向に移動し、基板２３０は基板保持部２４１によって固定されている。基板２３０を保持する基板保持部２４１のＹ軸方向の端部側には、Ｘ軸方向に延びる複数の光の放出部位を構成する基準点としての目盛２４２が例えば蓄光塗料により印刷され設けられている。基準点用カメラ２２０は、基準点を撮像するエリアイメージセンサ２２１を有しており、レンズ２２２が装着される。基準点用カメラ２２０は、基板保持部２４１の一方に印刷される目盛２４２をエリアイメージセンサ２２１により撮像する。カメラ１０および基準点用カメラ２２０は、およびＸ軸方向の斜めから対象物としての基板２３０を撮像する領域の撮像対象領域５０に向かってＸ軸方向に周期的に変化する輝度変化光を照射する照射部２０は、基板保持部２４１に保持された基板２３０に対してＸ軸方向に同方向に同量だけ相対的に移動する。つまり、移動部は、撮像部２１０および照射部２０をＸ軸方向に対して例えば一定の速度で移動させる。
【０１１１】
第三実施形態の部品実装装置３００によれば、基準点データを基準点用カメラ２２０が撮像し、対象物データをカメラ１０が撮像する。このような構成とすることで、カメラ１０と基準点用カメラ２２０とが独立してそれぞれ対象物と基準点とを撮像できる。このため、基板２３０のようにＹ軸方向に対して対象物が大きくて基準点および対象物を共通の撮像部で撮像できない場合であっても、基準点および対象物のそれぞれを撮像することができる。
【０１１２】
＜第四実施形態＞
第三実施形態に係る部品実装装置３００によれば、例えば対象物としての基板２３０がＹ軸方向に対して大きい場合に基準点としての目盛１４２と基板２３０とを２台のカメラでそれぞれ撮像しているが、図１４に示すように、基準点用カメラ２２０の代わりに反射部３６０を利用することにより、１台のカメラ１０で撮像する形態の部品実装装置４００としてもよい。この場合には、図１５に示すように、例えばエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の一部であってライン状撮像領域１５１〜１５４とは異なる基準点撮像領域１６１〜１６４に、反射部３６０により反射されて目盛１４２の像が導かれる。反射部３６０は、目盛１４２からＺ軸方向の第一光路３７１に沿って直進する第一光をＹ軸方向に反射する第一反射部材３６１と、第一反射部材３６１により反射されてＹ軸方向に沿って延びるＺ軸方向の第二光路３７２に沿って直進する第一光をエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０に向かってに延びる第三光路３７３に沿って直進させるように反射させる第二反射部材３６２とにより構成される。このようにして、基準点としての目盛１４２の像をエリアイメージセンサ１１の基準点撮像領域１６１〜１６４に導くことにより、対象物としての基板２３０と基準点としての目盛１４２とを同時に撮像できるようにしてもよい。
【０１１３】
なお、基準点として、第二〜第四の実施形態では複数の光の放出部位を構成する基準点として目盛２４２を採用したが、第一の実施形態のように蓄光シート等による基準点を複数設ける構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことのできる部品実装装置等として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０ カメラ
１１ エリアイメージセンサ
１２ レンズ
２０ 照射部
３０ 物体
３１〜３４ 位置
４０ 移動部
４１ ノズル板
４２ 蓄光シート
４３ ノズル
５０ 撮像対象領域
５１ 第一ライン状撮像対象領域
５２ 第二ライン状撮像対象領域
５３ 第三ライン状撮像対象領域
５４ 第四ライン状撮像対象領域
６０ 基準面
８１、８２ 正弦波
１００、２００、３００、４００ 部品実装装置
１０１ 制御部
１０２ 照射処理部
１０３ 撮像処理部
１０３ａ 移動処理部
１０３ｂ データ取得部
１０３ｃ 位置ずれ導出部
１０３ｄ 輝度値取得部
１０３ｅ 波形作成部
１０４ 認識部
１３０ 基板
１４０ 移動部
１４１ レール
１４２ 目盛
１４３ トレー
１５０ 撮像領域
１５１〜１５４ ライン状撮像領域
１５５、１５６、１６１〜１６４ 基準点撮像領域
２１０ 撮像部
２２０ 基準点用カメラ
２２１ エリアイメージセンサ
２２２ レンズ
２３０ 基板
２４１ 基板保持部
２４２ 目盛
３６０ 反射部
３６１ 第一反射部材
３６２ 第二反射部材
３７１ 第一光路
３７２ 第二光路
３７３ 第三光路
Ｔ１〜Ｔ４ 撮像のタイミング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の形状を認識し、認識した部品を基板に実装する部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品が実装された実装基板を生産するための実装基板生産システムは、基板に部品を実装する部品実装装置や基板に実装された部品を検査あるいはクリーム半田が印刷された基板を検査する検査装置などの実装基板生産装置を備えている。部品実装装置では、部品の実装精度を向上するために、部品を実装する前に、ノズルに吸着した部品の形状を認識する。また、検査装置では、基板への部品の実装状態を検査するために、基板上の部品の形状を認識する。このため、精度良く実装基板を生産するためには、これらの部品の形状認識を精度良く行う必要がある。
【０００３】
そこで、第１の従来技術として、互いに位相が異なる複数の正弦波縞パターン光を物体に投影し、当該物体をカメラで撮像して、当該物体の形状認識を行う位相シフト法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。位相シフト法では、輝度変化を正弦波で表すことのできる正弦波縞パターン光を、正弦波の位相をずらしながら複数回物体に投影し、正弦波縞パターン光が投影されるごとに物体を撮像する。このようにして撮像された複数枚の物体の画像データから、座標ごとに、物体が存在しない場合に観測されるだろう輝度の変化パターンが示す正弦波と、実際に観測された物体の画像データにおける輝度の変化パターンが示す正弦波との位相のずれを算出する。座標ごとに算出された位相のずれ量から、物体の形状が認識される。
【０００４】
また、第２の従来技術として、正弦波縞パターン光を投影した基準面上を、物体を正弦波縞パターン光に対し斜めに移動させながら複数のラインセンサからなる撮像部で物体を撮像することにより、物体の形状を認識する位相シフト法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２１５４７号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７５２８号公報
【特許文献３】特許第３６２９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１の従来技術では、物体の形状を認識するために正弦波縞パターン光を、正弦波の位相をずらしながら複数回の物体の撮像部分全体を撮像しなければならない。これは、物体の画像データにおける輝度の変化パターンが示す正弦波を推定するためには、複数の輝度が必要とされるためである。このため、この方法では、物体の形状を認識するために時間を要するという課題がある。特に、部品実装装置では、ノズルに吸着された部品を高速移動中に、当該部品の形状を認識する必要がある。このため、物体の形状を認識するために長時間を要する第１の従来技術に係る位相シフト法を利用して物体の形状を認識することは困難である。
【０００７】
また、第２の従来技術では、物体を移動させながら物体の形状を認識することができる。しかし、特許文献３に記載の方法では、正弦波縞パターン光の輝度の変化方向と複数のラインセンサの並び方向とが異なる。このため、形状の認識処理の前に行う撮像部と正弦波縞パターン光を投影する投影部（照射部）との位置調整が困難であるという課題がある。つまり、位置調整においては、物体が存在しない物体を支持する基準面上に正弦波縞パターン光を投影し、基準面を撮像部で撮像する。撮像により得られる画像データが所望のパターンとなるように撮像部又は投影部の位置を変化させることにより撮像部と投影部との位置調整を行う。このような位置調整においては、輝度の変化方向とラインセンサの並び方向とが異方向となる構成では、位置調整は極めて行いづらく撮像部又は投影部の位置が少し変化しただけで、各ラインセンサ上の複数の画素の輝度が変化してしまう。よって、撮像部と投影部との位置調整が煩雑であり、正確に物体の所望の位置を投影部による所望の輝度により撮像することは困難である。また、特に、例えば０．２ｍｍ×０．４ｍｍのような極小な部品を撮像部により撮像して位相シフト法により当該部品の形状を認識する場合に、撮像部には例えば８〜２５μｍの高い解像度（分解能）が要求されることになる。このため、特に撮像部または投影部等の位置を移動させる場合や他の機器の動作による場合等に生じる振動による悪影響を受けやすく、振動等による位置ずれにより物体の所望の位置を撮像できず、物体の形状を正確に認識することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、振動等による位置ずれが生じてもそれによる影響を最小限に留め、物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことのできる部品実装装置を提供することを目的とする。
【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、本発明の一形態に係る部品実装装置は、対象物を撮像対象領域にて撮像して、撮像した結果に基づいて前記対象物の形状を測定する位相シフト法を利用する部品実装装置であって、前記撮像対象領域を撮像する撮像部と、第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記第一方向と交差する第二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輝度変化光を、前記第一方向および前記第二方向により規定される前記撮像対象領域に対して斜めから照射する照射部と、前記対象物に対する位置関係が一定であり、前記撮像対象領域において前記対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点を有し、前記撮像部および前記照射部に対し、前記対象物を前記第二方向に沿って相対的に移動させて、前記対象物および前記基準点を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、前記対象物の測定部位を前記撮像対象領域にて撮像する撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である対象物データと、前記基準点を前記撮像のタイミングで前記撮像部が前記撮像対象領域にて撮像した結果である基準点データとのそれぞれを取得するデータ取得部と、前記撮像のタイミングに撮像された基準点データによって特定される前記撮像のタイミングにおける基準点位置と、前記移動部が前記基準点を前記撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする基準点基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出部と、前記移動部が前記対象物を当該撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする対象物基位置に対して、当該撮像のタイミングにおける前記位置ずれ導出部が導出した前記位置ずれを加算することにより得られた当該撮像のタイミングにおける前記対象物の前記測定部位の位置に対応する、当該撮像のタイミングに撮像された前記対象物データの輝度値を取得する輝度値取得部と、前記輝度値取得部により取得された前記対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による前記対象物の前記測定部位の前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向における位置の算出に用いられる波形であって、前記対象物の波形を作成する波形作成部とを備える。
【００１０】
したがって、撮像部または照射部の位置を移動させつつ対象物の像をエリアセンサにより撮像する場合に、撮像部および照射部と対象物とを第二方向に沿って相対的に移動させる移動部等の振動による影響や移動部の移動誤差により撮像される撮像のタイミングで撮像対象領域の所定の位置に対象物の測定部位が無い場合であっても、基準点の位置を把握して、その基準点は、対象物に対する位置関係が一定であり、対象物と共に同方向に同量だけ移動するため、基準点データを取得することにより、基準点が撮像された撮像のタイミングにおける対象物の位置を把握することができる。このように撮像のタイミングにおいて撮像された時の対象物の位置を正確に特定できるため、対象物の位置に対応する出力値（輝度値）を採用して、対象物の位置と出力値とをプロットすることにより、対象物の高さ方向（第一方向および第二方向に対して交差（直交）する方向）の寸法を位相シフト法に基づいて導出するための波形（正弦波）を作成することができる。このように、対象物と撮像部との位置が振動によって撮像のタイミングにおける位置ずれが生じていない場合とする位置からずれてしまっていても、正確に正弦波を作成することができるため、対象物の高さ方向の寸法を導出することができ、対象物の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことができる。
【００１１】
また、好ましくは、前記撮像部は、前記撮像対象領域を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサを有する。
【００１２】
これによれば、撮像部は対象物および基準点が撮像される領域としての撮像対象領域を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサを有する。一つのエリアイメージセンサにより撮像されたデータの内の基準点データおよび対象物データを利用できるため、対象物（例えば対象物の測定部位）と、対象物に対する位置関係が一定であり、対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点とを、共に同一の撮像のタイミングで少なくとも一つのエリアイメージセンサで容易に撮像でき、第一方向または第二方向のずれが生じても対象物と基準点との相対的な位置は撮像のタイミングにおいて変わらないため、それぞれの撮像のタイミングにおいて基準点を撮像した結果である基準点データに基づいて、対象物を撮像した結果である対象物データが示す出力値（輝度値）に関連付けられる対象物の位置を補正して求めることができる。これにより、基準点データから正確に当該基準点データを撮像した撮像のタイミングにおける対象物の位置を特定することができる。
【００１３】
また、好ましくは、前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの撮像領域の内で前記第一方向に平行で前記第二方向に並ぶ複数のライン状撮像領域により出力された出力値を前記対象物データとして取得する。
【００１４】
これによれば、撮像部および照射部に対し対象物の測定部位や基準点を相対的に移動させて、複数のライン状撮像領域を構成する撮像部のエリアイメージセンサにより撮像し、その撮像結果としてデータ取得部により第一方向に平行で第二方向に並ぶ複数のライン状撮像領域によりそれぞれ出力された出力値が取得される。このように、エリアイメージセンサの撮像領域の内で、ライン状撮像領域の出力値のみを採用するため、対象物データのデータサイズをエリアイメージセンサ全体の撮像領域の出力値を採用するよりも小さくすることができる。したがって、対象物データの転送を高速に行うことができる。
【００１５】
また、好ましくは、前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記基準点が通過する領域である基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとして取得する。
【００１６】
これによれば、基準点が通過する領域である基準点撮像領域の出力値をデータ取得部により基準点データとして取得する。基準点は、撮像部の撮像領域に対して第二方向に対象物と共に移動する。つまり、撮像領域を基準点が通過する第二方向に平行な領域のみを、基準点撮像領域とすることにより、基準点を撮像するためのエリアイメージセンサの撮像領域を第二方向に沿う基準点撮像領域に限定することができる。つまり、エリアイメージセンサにおける基準点撮像領域からの出力値のみを採用すれば、対象物の位置を把握するための基準点データを得ることができる。これにより、基準点データのデータサイズ（データ量）を最小限として、基準点データの転送を高速に行うことができる。
【００１７】
また、好ましくは、さらに、前記基準点から第一光路に沿って直進する第一光を、反射して、前記エリアイメージセンサの撮像領域の一部へ導く反射部を備える。
【００１８】
これによれば、例えば対象物を保持する基準面に対して対象物が大きく、基準面上に基準点を設けて、基準点と対象物とを同時に撮像することが難しい場合であっても、撮像部から見て対象物を保持する基準面より後方に平面視で対象物より大きく、対象物に対する位置関係が一定であり、対象物と共に同方向に同量だけ移動する反射部を設け、この反射部を介して基準点を撮像することにより、対象物の位置を把握することができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記移動部は、前記対象物としての部品を吸着して保持するノズルと、前記ノズルが接続されるノズル板とを有し、前記基準点は、前記ノズル板に設けられる。
【００２０】
これによれば、対象物を吸着して保持するノズルが接続されるノズル板に基準点が設けられるため、基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。また、ノズルにより吸着して対象物を保持するため、対象物の保持および解放を容易に行うことができる。
【００２１】
また、好ましくは、前記基準点は、複数あり、前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像対象領域の内で前記複数の基準点が前記第二方向に通過する領域である複数の基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとしてそれぞれ取得し、前記位置ずれ導出部は、前記撮像のタイミングに撮像された複数の前記基準点データに基づいて、前記位置ずれを導出する。
【００２２】
これによれば、複数の基準点をデータ取得部が取得するため、例えば対象物を保持するノズルと共にノズル板が回転して対象物の第二方向に移動する向きが変化した場合であっても、対象物の位置および対象物の第二方向に対する向きを正確に把握することができる。
【００２３】
また、好ましくは、前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、前記基準点は、前記保持部材に設けられる。
【００２４】
これによれば、対象物としての基板を保持する保持部材に基準点が設けられるため、基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。
【００２５】
また、好ましくは、前記撮像部は、前記基準点を撮像する基準点撮像部と、前記基準点撮像部とは別体であって前記対象物を撮像する対象物撮像部とを有し、前記基準点撮像部と前記対象物撮像部とは共に同方向に同量だけ移動する。
【００２６】
これによれば、基準点撮像部と対象物撮像部とが独立してそれぞれ基準点と対象物とを撮像できる。このため、対象物が大きくて基準点および対象物を共通の撮像部で撮像できない場合であっても、基準点および対象物のそれぞれを撮像することができる。
【００２７】
また、好ましくは、前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、前記基準点は、前記保持部材に設けられる。
【００２８】
これによれば、対象物としての基板を保持する保持部材に基準点が設けられるため、基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。
【００２９】
なお、本発明は、このような部品実装装置として実現することができるだけでなく、部品実装装置が備える特徴的な構成要素の動作をステップとする部品実装方法として実現することができる。また、部品実装方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することもできる。そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体またはインターネット等の伝送媒体を介して配信することもできる。また、本発明は、各処理部の処理を行う集積回路として実現することもできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る部品実装装置によれば、物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図２】図２は、移動部の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、撮像領域が物体と蓄光シートとを撮像した時に、撮像領域と物体および蓄光シートの像との位置関係について説明する図である。
【図４】図４は、図１に示した部品実装装置をＹ軸方向側から見た図である。
【図５】図５は、輝度変化光の輝度分布を示す図である。
【図６】図６は、対象物としての物体が存在しない状態でＺ軸方向の高さの基準位置としての基準面に照射された輝度変化光の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、各撮像のタイミングにおいて撮像した場合の、物体および蓄光シートの中点と、撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域との位置関係においてＸ軸方向にずれが生じた場合を示す図である。
【図１０】図１０は、各撮像のタイミングにおいて撮像した場合の、物体および蓄光シートの中点と、撮像領域との位置関係においてＹ軸方向にずれが生じた場合を示す図である。
【図１１】図１１は、位相差を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の第二実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図１３】図１３は、本発明の第三実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図１４】図１４は、本発明の第四実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。
【図１５】図１５は、本発明の第四実施形態における撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る部品実装装置について説明する。
【００３３】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態における部品実装装置の構成を示す外観図である。図２は、移動部の構成を示す概略図である。図３は、エリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０が対象物である物体３０と基準点としての２つの蓄光シート４２を撮像した時に、撮像領域１５０と物体３０および基準点としての２つの蓄光シート４２の像との位置関係について説明する図である。図４は、図１に示した部品実装装置１００をＹ軸方向側から見た図である。
【００３４】
部品実装装置１００は、基板、基板に実装される部品、基板上の部品などである物体３０の形状を対象物として認識する装置である。図１および図２に示すように、物体３０は移動部４０によりノズル４３に吸着保持された状態でＸ軸方向（第二方向）に移動する。図１に示すように、部品実装装置１００は、撮像部であるカメラ１０と、照射部２０と、移動部４０とを備える。
【００３５】
カメラ１０は、撮像対象領域５０を撮像する矩形のエリアイメージセンサ１１を有する。カメラ１０は、図１のように図示上方向（Ｚ軸方向）を向いており、撮像対象領域５０がエリアイメージセンサ１１によって撮像される位置に配置されている。エリアイメージセンサ１１は、例えば４０００×３０００ｐｉｘｅｌの画素数を有するＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。なお、ここでは、ＣＭＯＳイメージセンサの一例として画素数が４０００×３０００ｐｉｘｅｌのＣＭＯＳイメージセンサを挙げているが、これに限るものではなく、例えば、３２８０×２４６４ｐｉｘｅｌ、４４００×３３１６ｐｉｘｅｌ等であってもよい。また、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサであってもよい。エリアイメージセンサ１１は、検出した光強度に応じて０から例えば２５５の数値で示される輝度値を出力する。つまり、エリアイメージセンサ１１は、２５６個の数値によって検出した輝度値としての光強度を出力する。
【００３６】
カメラ１０には、レンズ１２が装着される。レンズ１２は、対象物としての物体３０が撮像されるＹ軸方向（第一方向）とＹ軸方向（第一方向）に交差（直交）するＸ軸方向（第二方向）とにより規定される領域である撮像対象領域５０をエリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０に対して導き、図示しない例えばテレセントリックレンズを含むレンズ群から構成される。
【００３７】
照射部２０は、Ｙ軸方向（第一方向）に沿って輝度が同一であり、かつ、Ｙ軸方向（第一方向）と直交するＸ軸方向（第二方向）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輝度変化光を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定され、対象物としての物体３０が撮像される領域である撮像対象領域５０に対して斜めから照射する光源である。照射部２０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向により規定される撮像対象領域５０に向けて図１のＸ軸方向における図示右斜め下方の位置から左斜め上方に輝度変化光を照射する。
【００３８】
照射部２０は、プロジェクタのような投影光学系で構成され、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や液晶等により輝度変化光の照射を実現することができる。なお、第二方向（Ｘ軸方向）に変化する輝度変化光は、正弦波縞パターンを有する光である。また、照射部２０は、投影光学系の代わりにライン状または面状の平行光束光源を用いる構成としても良い。ライン状又は面状の光源を用いた場合でも、物体３０の撮像対象領域５０へ向かって投影する光束中に格子状のパターン、ＤＭＤまたはＬＣＤ（液晶）等のパターン発生器を配置することで、パターン発生器を通過した光は正弦波縞パターンを有する光に変換され、撮像対象領域５０に向けて輝度変化光として投影される。
【００３９】
具体的には、図１に示すように、照射部２０がＸ軸方向の図示斜め上方向に輝度変化光を照射しながら、移動部４０のノズル４３に吸着保持されて移動する対象物としての物体３０が、撮像対象領域５０内における物体３０に輝度変化光を照射する照射部２０と、対象物としての物体３０を撮像するカメラ１０とに対して同図のＸ軸方向に相対的に移動することで、照射部２０は、Ｘ軸方向に沿って相対的に移動する物体３０に対して輝度変化光をＸ軸方向の図示斜めから照射する。
【００４０】
移動部４０は、対象物としての物体３０を、カメラ１０および照射部２０に対してＸ軸方向（第二方向）に沿って相対的に移動させて、物体３０および移動部４０の物体３０が吸着保持されるノズル４３の面状のノズル板４１（後述参照）を撮像対象領域５０に対して相対的に通過させる。つまり、カメラ１０および照射部２０が物体３０に対して移動されるようにしてもよいし、物体３０がカメラ１０および照射部２０に対して移動されるようにしてもよい。具体的には、移動部４０の一例として、例えばカメラ１０に撮像される対象物としての物体３０の移動は、基板に部品を実装する移載部である装着ヘッドのノズルに吸着保持された状態の部品を対象物としての物体３０として移動させることにより行われたり、搬送部としてのベルトコンベアあるいはスライドテーブル上に対象物としての物体３０を載置して搬送することにより行われたりする。後者の場合は、物体３０に対するカメラ１０および照射部２０の位置関係は、図１に示すものとＺ軸方向の上下が逆の状態で配置されることとなる。つまり、ベルトコンベアあるいはスライドテーブル上に載置される物体３０の上方側にカメラ１０を配置し、当該物体３０のＸ軸方向の左右斜め上方に照射部２０を配置する構成となる。
【００４１】
物体３０をＸ軸方向に移載する移載部としての移動部４０は、図２に示すように、物体３０を吸着して保持するノズル４３と、撮像対象領域５０においてＸ軸方向に移動する対象物としての物体３０に対する位置関係が一定（物体３０と共にノズル４３は同方向に同量移動）であり、ノズル４３が接続されるノズル板４１とを有する。そして、ノズル板４１には、２つの基準点としての例えば円形の蓄光シート４２が形成（貼り付け）される。蓄光シート４２は、光のエネルギーを吸収し、吸収することにより蓄えたエネルギーを可視光線に変換することで光を放出する機能を有するシート状の部材である。２つの蓄光シート４２は、ノズル板４１においてノズル４３の接続部分のＹ軸方向の両側に配置される。ノズル４３により吸着保持される物体３０は、２つの蓄光シートの間に必ず収まるサイズに限定される。なお、基準点として機能させるものは蓄光シートに限定するものではなく、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１によって常に認識できるものであればよい。つまり、自発光するＬＥＤや有機ＥＬ素子などであってもよいし、電球などであってもよいし、ノズル板４１全体が光を反射することによりノズル４３の形状を浮き立たせて（つまりノズル板４１の輝度が大きく、ノズル４３の輝度が小さい状態とさせて）もよいし、一端が光源にあって他端が基準点側に配置される光ファイバなどの光を導く導光手段あってもよい。また、基準点は、光を放出する部材とは反対に光を吸収することによりその周辺に対してコントラストの差を発生させる、黒点として認識させるような部材であってもよい。これによりノズル４３の先端面に吸着保持された物体３０とカメラ１０から見てノズル４３に保持された物体３０の後方に離間して、基準点として蓄光シート４２等が設けられることにより、カメラ１０による撮像の距離が焦点深度外であっても基準点がその周辺に対してコントラスト差が生じるような発光あるいは黒点として撮像可能である。
【００４２】
また、カメラ１０は、図４に示すように、Ｙ軸方向に延びる複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する対象物としての物体３０の測定対象の部位である測定部位Ｐを、各ライン状撮像対象領域５１〜５４の通過時の撮像のタイミングで順次撮像する。つまり、物体３０の同一の位置の測定部位Ｐがカメラ１０の撮像対象領域５０をＸ軸方向に通過するまでの間に、撮像対象領域５０の例えば４つの各ライン状撮像対象領域５１〜５４の通過時の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で順次撮像されるため、同一の物体３０の測定部位Ｐを撮像するのに少なくともカメラは４回の撮像を行うことになる。ライン状撮像対象領域５１〜５４のＸ座標は、それぞれ、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４であるとする。なお、複数のライン状撮像対象領域５１〜５４は、撮像対象領域５０内の領域である。
【００４３】
図３に示すように、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０は、撮像対象領域５０の複数のライン状撮像対象領域５１〜５４に対応して撮像する撮像素子のＹ軸方向に沿って延びるライン状の画素群から成る複数のライン状撮像領域１５１〜１５４を有する。なお、図３では、説明の便宜上、移動部４０のノズル４３およびノズル４３のノズル板４１を省略している。つまり、図３に示す基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃは、実際には基準点としての例えば円形状の蓄光シート４２そのものが撮像されており、撮像された基準点としての蓄光シート４２の画像から導出される蓄光シート４２の中点４２ｃを示す。複数のライン状撮像領域１５１〜１５４は、それぞれに対してＸ軸方向に物体３０の測定部位Ｐおよび基準点としての２つの蓄光シート４２が通過時に撮像される撮像のタイミングＴの内で、第一の撮像のタイミングＴ１において第一ライン状撮像領域１５１が物体３０の測定部位Ｐおよび蓄光シート４２を撮像し、第二の撮像のタイミングＴ２において第二ライン状撮像領域１５２が物体３０の測定部位Ｐおよび蓄光シート４２を撮像し、第三の撮像のタイミングＴ３において第三ライン状撮像領域１５３が物体３０および蓄光シート４２を撮像し、第四の撮像のタイミングＴ４において第四ライン状撮像領域１５４が物体３０および蓄光シート４２を撮像する。
【００４４】
つまり、撮像対象領域５０に対して、図３のＸ軸方向の図示下方向から上方向（図４のＸ軸方向の図示右方向から左方向）に基準点としての蓄光シート４２と共に同方向に同量移動する物体３０および基準点としての蓄光シート４２を共に、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の複数のライン状撮像領域１５１〜１５４が、撮像対象領域５０のライン状撮像対象領域５１〜５４の位置（Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４の位置）に対応して、第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において順次撮像する。
【００４５】
また、カメラ１０の撮像素子であるエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０は、物体３０を保持するノズル４３のノズル板４１に貼り付けられている基準点としての２つの蓄光シート４２が通過する領域を撮像する基準点撮像領域１５５、１５６を有する。エリアイメージセンサ１１の基準点撮像領域１５５、１５６は、それぞれ２つの蓄光シート４２の通過領域に対応しており、一方の蓄光シート４２が基準点撮像領域１５５により撮像され、他方の蓄光シート４２が基準点撮像領域１５６により撮像されることになる。基準点撮像領域１５５、１５６は、２つの蓄光シート４２が通過する方向であるＸ軸方向に対して平行な方向に設定される。つまり、基準点撮像領域１５５、１５６は、Ｙ軸方向に平行な複数のライン状撮像領域１５１〜１５４に直交する領域に設定される。
【００４６】
次に、照射部２０が撮像対象領域５０に対して照射する輝度変化光について、詳細に説明する。
【００４７】
照射部２０は、図４においてＸ軸方向の図示右斜下方向から、撮像対象領域５０内の対象物としての物体３０の高さを０とした場合のＺ軸方向の基準高さとしての仮想の面である基準面６０に対して輝度変化光を照射する。この輝度変化光は、輝度分布の位置変化が正弦波で示すことのできる光（正弦波縞パターンを有する光）である。例えば、輝度変化光の輝度分布は、図５に示すように、撮像対象領域５０の複数のライン状撮像対象領域５１〜５４における基準面６０上の輝度分布を、横軸をＸ座標、縦軸を輝度で示される輝度曲線とした場合に、その輝度分布の波形は正弦波で示される。Ｘ座標がｘ１、ｘ２、ｘ３およびｘ４の例えば４つのライン状撮像対象領域（ライン状撮像対象領域５１、５２、５３および５４）において、正弦波の位相は、０ラジアン、（π／２）ラジアン、πラジアンおよび（３π／２）ラジアンとなる。このように、それぞれのライン状撮像対象領域群内のライン状撮像対象領域のラインの数（ライン状撮像領域の数）がＮ（この場合はＮ＝４）であるとした場合に、輝度変化光の輝度分布の位相は、隣接するライン状撮像対象領域間で（２π／Ｎ）ラジアン異なる。
【００４８】
なお、仮想の面としての基準面６０への輝度変化光の照射調整およびそのテストは、実験調整用として基準治具プレート等を基準面６０として撮像対象領域５０内に配置して予め行なってもよい。
【００４９】
図６は、対象物としての物体３０が存在しない状態における物体３０の高さを０とした場合のＺ軸方向の基準高さの面としての基準面６０に照射された輝度変化光の一例を示す図である。同図に示すように、Ｙ軸方向には輝度が変化せずＸ軸方向に輝度が周期的に変化する輝度変化光は、例えばＸ座標がｘ１の第二ライン状撮像対象領域５２において最も明るくなり、Ｘ座標がｘ４の第四ライン状撮像対象領域５４において最も暗くなる。
【００５０】
なお、輝度変化光は、撮像対象領域５０に配置された基準面６０に対してＸ軸方向の斜め下方から照射部２０（図示せず）により照射されている。このため、輝度変化光は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で規定される基準面６０に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に正弦波で示される輝度変化の輝度分布を有するとともに、複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向（Ｘ軸方向）に正弦波で示される輝度分布を有する。また、輝度変化光は、Ｙ軸方向に延びるライン状撮像対象領域５１〜５４内においてそれぞれ同一の（一様な）輝度となる輝度分布を有する。
【００５１】
ここで、図３の物体３０の撮像の領域である撮像対象領域５０を撮像するカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０の説明に戻る。撮像領域１５０の複数のライン状撮像領域１５１〜１５４は、カメラ１０および照射部２０を設置する際（つまり、初期設定の際）に、撮像対象領域５０に予め調整用として設定された基準面６０に照射部２０により照射される輝度変化光の輝度値が所望の輝度値となるＸ座標の位置がライン状の画素群から成るライン状の撮像領域としてそれぞれ設定される。具体的には、物体３０がＸ軸方向に通過する際の撮像の対象物としての物体３０の高さが０とした場合におけるＺ軸方向の高さ基準としての面である基準面６０に照射される輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像した後で、撮像されたエリアイメージセンサ１１のＸ軸方向の画像データに基づいて、輝度変化光の正弦波縞パターンの位相が０ラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素群を第一ライン状撮像領域１５１として設定し、位相が（１／２）πラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素群を第二ライン状撮像領域１５２として設定し、位相がπラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素群を第三ライン状撮像領域１５３として設定し、位相が（３／２）πラジアンに対応する輝度を撮像したＹ軸方向に平行なライン状の画素を第四ライン状撮像領域１５４として設定する。これらのライン状撮像領域１５１〜１５４は、移動部４０やカメラ１０等の振動を考慮してＸ軸方向に対して、例えばそれぞれ１０画素分の幅を持った領域に設定される。なお、移動部４０やカメラ１０等の移動方向であるＸ軸方向の振動ずれを考慮したＸ軸方向の画素幅は、部品実装装置１００の構成により異なり、予め、部品実装装置１００によるカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像される画像データのテストを行うことにより定まることになる。つまり、上記振動による位置ずれを考慮した画素幅は、部品実装装置１００の構成により異なるが、予め定められた画素幅を超えることは、部品実装装置１００に何らかの不具合が無い限りは起こりにくいと言える。
【００５２】
また、撮像対象領域５０における基準点が通過する領域を撮像するエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の基準点撮像領域１５５、１５６は、移動部４０によりノズル４３に吸着して保持された物体３０をカメラ１０に対してＸ軸方向に対して移動させつつ、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１により物体３０と共にＸ軸方向に移動するノズル４３のノズル板４１を基準点として撮像させた画像データの領域に基づいて設定される。具体的には、このときに撮像された画像データの内でＸ軸方向に撮像対象領域５０を通過するノズル板４１が有する基準点としての２つの蓄光シート４２が撮像されたエリアイメージセンサ１１の画素群が少なくとも基準点撮像領域１５５、１５６として設定される。基準点撮像領域１５５、１５６は、図３の破線で示すＸ軸方向に対して平行な１つの領域としてのライン状の領域としてもよいが、Ｘ軸方向において、ライン状撮像領域１５１〜１５４の短辺側の幅に対して相対的に基準点としての蓄光シート４２の径がＸ軸方向の振動とのずれが生じても十分に撮像できる程度に小さければ、エリアイメージセンサ１１のライン状撮像領域１５１〜１５４と、基準点がＸ軸方向に通過する図３の破線で示される基準点撮像領域１５５、１５６とが重複する領域（つまり、図３における網掛けのハッチングの領域１５５ａ〜１５５ｄ、１５６ａ〜１５６ｄ）のみに設定されてもよい。また、Ｘ軸方向に対して平行なライン状の領域とする場合の基準点撮像領域１５５、１５６は、移動部４０やカメラ１０等のＹ軸方向の振動ずれを考慮してＹ軸方向の幅は、例えば発光する蓄光シート４２の外径あるいは発光するその光の径である発光径に対して１０画素分程度の幅を加えた領域に設定される。
【００５３】
次に、部品実装装置１００が、図４に示した各部を制御する機能構成について、図４および図７を用いて詳細に説明する。
【００５４】
図７は、本発明の第一実施形態における部品実装装置１００の機能構成を示すブロック図である。
【００５５】
同図に示すように、部品実装装置１００は、図４に示した照射部２０およびカメラ１０の他に、各部を制御する制御部１０１を備えている。なお、この制御部１０１は、部品実装装置１００に組み込まれた各部を制御するコンピュータであるが、パーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータシステムがプログラムを実行することによって実現されることにしてもよい。
【００５６】
制御部１０１は、照射処理部１０２、撮像処理部１０３および認識部１０４を備えている。
【００５７】
照射処理部１０２は、照射部２０を制御する。具体的には、照射処理部１０２は、照射部２０により撮像対象領域５０の基準面６０に対して、輝度変化光を照射させる。
【００５８】
撮像処理部１０３は、移動処理部１０３ａと、データ取得部１０３ｂと、位置ずれ導出部１０３ｃと、輝度値取得部１０３ｄと、波形作成部１０３ｅとを有する。
【００５９】
移動処理部１０３ａは、移動部４０を制御して、撮像対象領域５０における互いに平行に配置された複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向であるＸ軸方向に相対的に物体３０を例えば一定の速度で移動させる。撮像処理部１０３は、移動する物体３０内の少なくとも同一の測定部位Ｐを、撮像対象領域５０の各ライン状撮像対象領域５１〜５４を通過する際に順次撮像する予め定められた撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像させる。
【００６０】
データ取得部１０３ｂは、基準点としての蓄光シート４２を撮像した結果である基準点データと対象物としての物体３０を撮像した結果である対象物データとをカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０から取得する。基準点データは、移動部４０のノズル４３のノズル板４１に配置された基準点としての２つの蓄光シート４２を物体３０の測定部位Ｐが撮像される撮像のタイミングでカメラ１０のエリアイメージセンサ１１が撮像した結果である。つまり、データ取得部１０３ｂは、エリアイメージセンサ１１の基準点撮像領域１５５、１５６においてＸ軸方向の基準点としてのノズル４３のノズル板４１の蓄光シート４２が撮像された結果を基準点データとして取得する。対象物データは、ノズル４３に保持された物体３０の測定部位Ｐが各ライン状撮像対象領域５１〜５４を通過する毎に順次撮像するタイミングである撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４でカメラ１０が撮像した結果である。つまり、データ取得部１０３ｂは、複数のライン状撮像対象領域５１〜５４にそれぞれ対応するカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の複数のライン状撮像領域１５１〜１５４において撮像した結果を物体３０の対象物データとして取得する。そして、データ取得部１０３ｂは、基準点データと対象物データとのそれぞれが同一の組になるようなそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された結果（つまり基準点データおよび対象物データを同一の予め定められた撮像のタイミングで撮像した結果）として取得する。
【００６１】
位置ずれ導出部１０３ｃは、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された基準点データによって特定される基準点位置（Ｘ軸方向の振動ずれ後の位置、および、Ｙ軸方向の振動ずれ後の位置）と、基準点としての蓄光シート４２がＸ軸方向に移動させて撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとする場合の位置である基準点基位置との位置ずれを、導出する。
【００６２】
輝度値取得部１０３ｄは、対象物としての物体３０をそのときの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとする場合の位置である対象物基位置に対して、位置ずれ導出部１０３ｃが導出した撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における位置ずれを加算することにより得られたそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における物体３０の測定部位Ｐの補正された位置に対応する、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された物体３０の対象物データの輝度値を取得する。具体的には、輝度値取得部１０３ｄでは、例えば、撮像された画像データの内で基準点としての２つの蓄光シート４２の中点４２ｃ同士を結んだ線の中間点を、物体３０内における測定対象の部位である測定部位Ｐに対応する位置（基準点による基準位置、または、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の振動ずれの基準となる基準位置）に対応する画素の出力値（輝度値）をとして取得する。なお、精度上の悪影響がなければ１つの蓄光シート４２の形状に出力された１つの画像から求まる点（例えば画像の中心）の位置を物体３０の測定部位Ｐに対する基準点による基準位置として導出してもよい。なお、ここで撮像のタイミングで位置ずれが生じてないとする場合の基準点の位置である基準点基位置、および、位置ずれが生じてないとする場合の対象物の位置である対象物基位置は、予め実験等により求めてもよいし、計算上の理論値から求めてもよい。
【００６３】
波形作成部１０３ｅは、輝度値取得部１０３ｄによって取得された対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による対象物としての物体３０の測定部位ＰのＸ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第一方向）と交差するＺ軸方向（第三方向）における位置（高さ形状）の算出に用いられる波形であって、対象物としての物体３０の波形を作成する。具体的には、波形作成部１０３ｅは、位置ずれ導出部１０３ｃにより導出された基準点の基準位置の位置ずれ量に基づいて、物体３０の測定部位Ｐと同方向に同量移動する基準点の基準位置から定まる物体３０の測定部位Ｐの位置を導出し、当該測定部位Ｐの位置に対応する対象物データの輝度値（出力値）をプロットすることにより、物体３０のＺ軸方向の高さ寸法を位相シフト法に基づいて導出するための波形である正弦波を作成する。
【００６４】
認識部１０４は、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１で撮像されて波形作成部１０３ｅにより作成された正弦波の波形を用いて、位相シフト方式に従い物体３０の形状を認識する。具体的には、認識部１０４は、物体３０が撮像された対象物データと基準点が撮像された基準点データとに基づき位置ずれ量が考慮されて、波形作成部１０３ｅにより作成された輝度変化光の輝度値の正弦波の波形と、照射部２０により物体３０のＺ軸方向の高さを０とした場合の基準面６０に照射された基準となる正弦波（物体の高さを０とした場合に相当）との位相差から物体３０の高さを検出することで、物体３０の形状を認識する。
【００６５】
なお、制御部１０１は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示部や、キーボードやマウス等の入力部等を備えていてもよい。
【００６６】
次に、部品実装装置１００が物体の形状を認識する処理について、説明する。
【００６７】
図８は、本発明の第一実施形態における部品実装装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６８】
照射部２０は、照射処理部１０２の指示に従って、Ｘ軸方向の位置に応じて輝度が周期的に変化する輝度変化光を、撮像対象領域５０に対して照射する（Ｓ１０１）。つまり、図４に示すように、照射部２０は、カメラ１０および照射部２０に対して、撮像対象領域５０においてＸ軸方向に相対的に移動する物体３０に輝度変化光をＸ軸方向の図示右斜下方向から照射する。
【００６９】
カメラ１０のエリアイメージセンサ１１は、撮像処理部１０３の指示に従って、撮像対象領域５０における仮想の面である基準面６０上に互いに平行に配置された複数のライン状撮像対象領域５１〜５４の並び方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する物体３０の測定部位Ｐを、各ライン状撮像対象領域５１〜５４の通過時に順次撮像する（Ｓ１０２）。つまり、例えば図４に示すように、物体３０がＸ軸方向に沿って移動するＺ軸方向の仮想の基準の面（物体３０の高さを０とした場合の基準面）である基準面６０上を、同図のＸ軸方向の図示右方向から左方向に相対的に移動する物体３０の高さとしての測定対象の部位である測定部位Ｐを、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０のライン状撮像領域１５１〜１５４が、Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４の位置を物体３０の測定部位Ｐが通過する時に撮像するそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で、順次撮像する。例えば、物体３０上の測定部位Ｐは、Ｘ座標ｘ１の位置においては、位置３１として物体３０上で反射された輝度変化光の光（輝度値）が第一ライン状撮像領域１５１によって受光される。
【００７０】
データ取得部１０３ｂは、基準点の基準点データと物体３０の測定部位Ｐの対象物データとをエリアイメージセンサ１１から取得する（Ｓ１０３）。
【００７１】
位置ずれ導出部１０３ｃは、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された基準点データによって特定される基準点位置（Ｘ軸方向の振動等による位置ずれ後の位置、および、Ｙ軸方向の振動ずれ後の位置）と、移動部４０が基準点としての蓄光シート４２が撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとする場合の位置である基準点基位置との位置ずれを、導出する（Ｓ１０４）。
【００７２】
図９は、各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において撮像した場合の、対象物としての物体３０の測定部位Ｐおよび基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと、エリアイメージセンサ１１の撮像素子の領域である撮像領域１５０との位置関係においてＸ軸方向にずれが生じた場合を示す図である。
【００７３】
図９では、基準点としての蓄光シート４２の位置を説明するために、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃを記載し蓄光シート４２自体は省略している。対象物としての物体３０の測定部位Ｐは、図９に示すように、Ｘ軸方向の図示下方向から上方向の白抜き矢印方向に移動しており、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の各ライン状撮像領域１５１〜１５４によってそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で順次撮像される。
【００７４】
移動部４０は、ノズル４３のノズル板４１に形成される基準点としての蓄光シート４２を、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の各ライン状撮像領域１５１〜１５４に対して、Ｘ軸方向に相対的に例えば一定の速度で移動させるため、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に振動等による位置ずれが無いと仮定した場合の理想的な状態では、それぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において対象物としての物体３０の測定部位Ｐと同方向に同量だけ移動する基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃは、その位置に位置ずれが生じてないとする場合の位置である基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）〜（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）にが順次移動される。なお、ここでは、２つある基準点としての蓄光シート４２の一方のみを代表して説明し、他方についての説明は一方の場合と同様であるため省略する。移動部４０は、また、対象物としての物体３０に対する位置関係が一定であり、ノズル４３のノズル板４１に形成される基準点としての蓄光シート４２を、対象物としての物体３０と共に同方向に同量だけ移動させているため、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと同様に対象物としての物体３０を、位置ずれが生じないとした場合の対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）に順次移動させる。つまり、移動部４０は、上記の仮定のもとでは、第一の撮像のタイミングＴ１において蓄光シート４２の中点４２ｃを第一基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第一対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）に移動させており、第二の撮像のタイミングＴ２において蓄光シート４２の中点４２ｃを第二基準点基位置（Ｘｂｉ１２、Ｙｂｉ１２）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第二対象物基位置（Ｘｐｉ２、Ｙｐｉ２）に移動させており、第三の撮像のタイミングＴ３において蓄光シート４２の中点４２ｃを第三基準点基位置（Ｘｂｉ１３、Ｙｂｉ１３）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第三対象物基位置（Ｘｐｉ３、Ｙｐｉ３）に移動させており、第四の撮像のタイミングＴ４において蓄光シート４２の中点４２ｃを第四基準点基位置（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）に、かつ、物体３０の測定部位Ｐを第四対象物基位置（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）に移動させる。なお、ここで言う「（第一〜第四）基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）〜（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）」および「（第一〜第四）対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）」は、エリアイメージセンサ１１における撮像領域１５０を構成する各画素の座標を示す。上記のことから、例えばＸｂｉＮ＝Ｘｐｉ１Ｎ（Ｎ＝１、２、３、４）とする。
【００７５】
しかしながら、移動部４０が位相シフト法による撮像を行うためにカメラ１０のエリアイメージセンサ１１および、対象物としての物体３０の少なくとも一方を実際に移動させている状態の場合、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１および、対象物としての物体３０の少なくとも一方が振動する場合において、予め定められた各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４毎に対象物としての物体３０を撮像するエリアイメージセンサ１１の画素に対応する位置は、一定ではなく、当該画素の位置ずれを例えば移動部４０の移動の速度などから正確に予測することは難しい。このように移動部４０が振動すると、第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において、基準点としての蓄光シート４２は、振動等により位置ずれが生じていない場合とする第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）〜（Ｘｂｉ１４，Ｙｂｉ１４）からずれた位置に位置し、同様に、振動等により位置ずれが生じていない場合とする第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において、対象物としての物体３０の測定部位Ｐは、第一〜第四対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）から、蓄光シート４２がずれた方向に、蓄光シート４２がずれた量と同じ量だけずれた位置に位置する。
【００７６】
ここで、実際に、蓄光シート４２の中点４２ｃが第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像される位置としての基準点位置を、それぞれ第一〜第四基準点位置（Ｘｂｒ１１、Ｙｂｒ１１）〜（Ｘｂｒ１４、Ｙｂｒ１４）とし、対象物としての物体３０の測定部位Ｐが第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像される位置としての対象物位置を、それぞれ第一〜第四対象物位置（Ｘｐｒ１、Ｙｐｒ１）〜（Ｘｐｒ４、Ｙｐｒ４）とする。図９では、例えば、第三の撮像のタイミングＴ３のみの場合に、Ｘ軸方向の白抜き矢印方向に相対的に移動する移動部４０に振動が生じることにより、基準点としての蓄光シート４２および対象物としての物体３０がＸ軸方向に対して位置ずれ量Δｘだけ図示上方向（白抜き矢印方向）に位置ずれした場合を示している。また、第一の撮像のタイミングＴ１、第二の撮像のタイミングＴ２および第四の撮像のタイミングＴ４では、移動部４０は、振動していなく位置ずれしていないものとする。このため、図９では、撮像のタイミングでの基準点が撮像される位置としての第一基準点位置（Ｘｂｒ１１、Ｙｂｒ１１）、第二基準点位置（Ｘｂｒ１２、Ｙｂｒ１２）および第四基準点位置（Ｘｂｒ１４、Ｙｂｒ１４）は、それぞれ、第一基準点基位置（Ｘｂｉ１１、Ｙｂｉ１１）、第二基準点基位置（Ｘｂｉ１２、Ｙｂｉ１２）および第四基準点基位置（Ｘｂｉ１４、Ｙｂｉ１４）と同じ位置となり、基準点の基準点位置と共に同方向に同量移動する対象物の撮像のタイミングでの対象物が撮像される位置としての第一対象物位置（Ｘｐｒ１、Ｙｐｒ１）、第二対象物位置（Ｘｐｒ２、Ｙｐｒ２）および第四対象物位置（Ｘｐｒ４、Ｙｐｒ４）は、それぞれ、第一対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）、第二対象物基位置（Ｘｐｉ２、Ｙｐｉ２）および第四対象物基位置（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）と同じ位置となる。図９のように第三の撮像のタイミングＴ３における基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃの位置である第三基準点位置（Ｘｂｒ１３、Ｙｂｒ１３）は、第三の撮像のタイミングＴ３において移動部４０が振動していなく位置ずれが生じてないとした場合の位置である第三基準点基位置（Ｘｂｉ１３、Ｙｂｉ１３）からＸ軸方向に対して位置ずれ量Δｘだけずれた位置となり、振動により位置ずれが生じている位置としての第三基準点位置（Ｘｂｒ１３、Ｙｂｒ１３）と位置ずれが生じていないとした場合の位置である第三基準点基位置（Ｘｂｉ１３、Ｙｂｉ１３）との関係は例えば次のような式１として表される。
【００７７】
Ｘｂｒ１３−Ｘｂｉ１３＝Δｘ・・・・（式１）
【００７８】
撮像領域１５０において、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと対象物としての物体３０の測定部位Ｐとの位置関係は一定であることから、第三の撮像のタイミングＴ３において式１のような関係は、対象物としての物体３０の測定部位Ｐに対しても同様のことが言え、第三の撮像のタイミングＴ３における物体３０の測定部位Ｐの位置を示す第三対象物位置（Ｘｐｒ３、Ｙｐｒ３）は、移動部４０が振動していなく位置ずれが生じてないとした場合の位置である第三対象物基位置（Ｘｐｉ３、Ｙｐｉ３）からΔｘだけずれた位置となる。したがって、振動により位置ずれが生じている位置としての第三対象物位置（Ｘｐｒ３、Ｙｐｒ３）と位置ずれが生じていないとした場合の位置である第三対象物基位置（Ｘｐｉ３、Ｙｐｉ３）との関係は例えば次のような式２のように表される。
【００７９】
Ｘｐｒ３−Ｘｐｉ３＝Δｘ・・・・（式２）
【００８０】
そして、式１および式２から例えば次のような式３を導出することができる。
【００８１】
Ｘｐｒ３＝Ｘｐｉ３＋（Ｘｂｒ１３−Ｘｂｉ１３）・・・・（式３）
【００８２】
このように、第三の撮像のタイミングＴ３において、対象物としての物体３０に加えて、対象物としての物体３０と一定の位置関係にある基準点としての蓄光シート４２を設けて、基準点としての蓄光シート４２を対象物としての物体３０と同じ撮像のタイミングで同時に撮像することにより、移動部４０に振動が生じる場合であっても、基準点の基準点基位置より位置ずれ量Δｘを導出し、その位置ずれ量Δｘと基準点基位置と同方向に同量移動する対象物基位置とにより、基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃの位置を識別できるため対象物としての物体３０の測定部位Ｐの位置を正確に導出することができる。
【００８３】
また、式３は、第三の撮像のタイミングＴ３においてのみ導出したものであるが、第一の撮像のタイミングＴ１、第二の撮像のタイミングＴ２および第四の撮像のタイミングＴ４においても同様のことが言えるため、例えば次のような式４を導出することができる。
【００８４】
ＸｐｒＮ＝ＸｐｉＮ＋（Ｘｂｒ１Ｎ−Ｘｂｉ１Ｎ） （Ｎ＝１，２，３，４）・・・・（式４）
【００８５】
図１０に示すような撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４におけるＹ軸方向に対する振動による位置ずれに対しても同様のことが言えるため、例えば次のような式５を導出することができる。なお、図１０は、各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において撮像した場合の、対象物としての物体３０および基準点としての蓄光シート４２の中点４２ｃと、撮像領域１５０との位置関係においてＹ軸方向に位置ずれが生じた場合を示す図である。
【００８６】
ＹｐｒＮ＝ＹｐｉＮ＋（Ｙｂｒ１Ｎ−Ｙｂｉ１Ｎ） （Ｎ＝１，２，３，４）・・・・（式５）
【００８７】
さらに、式４および式５を組み合わせることにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して同じ撮像のタイミングにおいて同時にずれが発生する場合についても同様のことが言える。
【００８８】
そして、輝度値取得部１０３ｄは、移動部４０によりＸ軸方向に相対的に移動され、対象物としての物体３０が移動されて撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じてないとした場合の位置である対象物基位置に対して、位置ずれ導出部１０３ｃが導出した撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における位置ずれを加算することにより得られた撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における対象物としての物体３０の測定部位Ｐの補正された位置に対応する、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４に撮像された対象物データの輝度値を取得する（Ｓ１０５）。
【００８９】
波形作成部１０３ｅは、輝度値取得部１０３ｄにより取得された対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による対象物としての物体３０の測定部位ＰのＸ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第一方向）と交差するＺ軸方向（第三方向）における位置（高さ形状）の算出に用いられる波形であって、対象物としての物体３０の波形を作成する（Ｓ１０６）。
【００９０】
図４に示すように、Ｘ座標ｘ４の位置においては、位置３４として物体３０の測定部位Ｐで反射された輝度変化光の光（輝度値）がライン状撮像領域１５４によって受光される。例えば、仮想の面であり、対象物としての物体３０のＺ軸方向の高さを０とした場合の基準の面である基準面６０上のＸ座標ｘ４の位置に照射された輝度変化光の位相は（３π／２）ラジアンである。しかし、同じＸ座標ｘ４の物体３０の測定部位Ｐ上に位置３４として照射される輝度変化光の位相は（３π／２）ラジアンではなく、０（π、２π）ラジアンに近づいている。図１１に、例えば物体３０のＺ軸方向の高さが０の基準面６０上での輝度変化光の輝度分布の位置変化を示し、物体３０の高さを０とする時の基準波形である正弦波８１と、物体３０を撮像し、位置を正確に導出した際の物体３０の高さ位置である測定部位Ｐでの輝度変化光の輝度分布の位置変化を示す正弦波８２とを示す。なお、グラフの縦軸および横軸は図５に示したグラフと同じである。図１１からわかるように、物体３０の高さを０とした場合の基準波形の正弦波８１と対象物として物体３０を実際に撮像した対象物の撮像波形の正弦波８２とでは位相がΔφだけシフトしていることが分かる。実際に撮像された物体３０の高さが０であれば、位相差Δφは０であるが、物体３０の高さが高くなるにつれ、位相がシフトし位相差Δφの値が大きくなる。位相シフト法では、この位相差Δφから物体３０の高さ（形状）を求めるものである。そして、位相シフト法では、輝度変化光のうちで異なる少なくとも３つ以上で本実施形態では４つ輝度（つまり、４つの異なるＸ座標の位置）において物体３０の同一の測定位置（測定部位Ｐ）を撮像することにより、対象物の撮像波形の正弦波８２を求めることができる。
【００９１】
認識部１０４は、エリアイメージセンサ１１により撮像された物体３０の測定部位Ｐの画像データを用いて、位相シフト法に従い物体３０の形状を認識する（Ｓ１０７）（図８参照）。具体的には、撮像対象領域５０を通過する際のＸ座標Ｘｐｒ１、Ｘｐｒ２、Ｘｐｒ３およびＸｐｒ４に位置する対象物としての物体３０の測定部位Ｐの画像データの輝度を、それぞれ、ａ、ｂ、ｃおよびｄとした場合に、認識部１０４は、正弦波８２を図１０のようにプロットすることにより描く（算出する）。このとき描かれる正弦波８２は、正弦波８１と同じ周期となる。
【００９２】
認識部１０４は、このようにして算出した正弦波８２の位相φから位相φに対応する物体３０の高さを０とした時の基準波形の正弦波８１の位相φ’との位相差Δφを算出し、算出した位相差Δφから物体３０の測定部位Ｐにおける物体３０の高さを算出することにより、物体３０の形状を認識する。さらに物体３０上の測定点（測定部位Ｐ）を複数個所測定するほどより詳細な物体３０の形状を認識することが可能である。求めた位相差Δφから物体３０の高さを算出する具体的な方法については、位相シフト法として公知の技術であり、本願発明の主眼ではないため、その詳細な説明を省略する。
【００９３】
以上により、部品実装装置１００が物体の形状を認識する処理は終了する。
【００９４】
以上説明したように、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、照射部２０により、輝度変化光がカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０が撮像するＸ軸方向およびＹ軸方向により規定される撮像対象領域５０に照射され、またＸ軸方向およびＹ軸方向により規定される撮像する物体３０がＸ軸方向に沿って通過するＺ軸方向の基準である撮像対象領域５０内の仮想の基準面６０に対して斜めから照射される。輝度変化光は、Ｙ軸方向に沿って輝度が同一であり、かつ、Ｘ軸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。そして、移動部４０により、対象物としての物体３０と共に同方向に同量だけ移動する基準点としての蓄光シート４２および物体３０が撮像対象領域５０を通るように、カメラ１０と照射部２０とに対し物体３０をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。つまり、蓄光シート４２および物体３０が同時にカメラ１０のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０により撮像されるように、カメラ１０および照射部２０に対し物体３０の少なくとも一方が移動部４０によりＸ軸方向により移動される。カメラ１０のエリアイメージセンサ１１が撮像した結果の内で、基準点としての蓄光シート４２が撮像された結果を基準点データとして、物体３０が撮像された結果を対象物データとしてデータ取得部１０３ｂが取得する。このときデータ取得部１０３ｂにより取得される基準点データと対象物データとは、複数の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で順次撮像された結果である。そして、これらの基準点データおよび対象物データは、基準点としての蓄光シート４２および対象物としての物体３０の測定部位Ｐが同一の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された結果のそれぞれの組が存在する。基準点としての蓄光シート４２が撮像対象領域５０をＸ軸方向に通過する時に、撮像領域１５０のうちのＸ軸方向に沿う方向の基準点撮像領域１５５、１５６により撮像することになるため、基準点撮像領域１５５、１５６により撮像された結果が基準点データとして取得され、撮像対象領域５０のうちの蓄光シート４２が通過した領域以外の対象物としての物体３０が通過した領域が撮像された結果が対象物データとして取得される。基準点データと対象物データとが同一の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された結果のそれぞれの組の内における、基準点データに基づいて位置ずれ導出部１０３ｃが当該撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された物体３０のＸ軸方向の振動等による位置ずれΔｘを導出する。そして、輝度値取得部１０３ｄが、位置ずれΔｘを考慮することにより、対象物としての物体３０がＸ軸方向に相対的に移動部４０にて移動されて撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において位置ずれが生じていない場合の位置である対象物基位置に対して、位置ずれ導出部１０３ｃが導出したそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４における位置ずれΔｘを加算することにより得られた当該撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像された対象物データの内の物体３０の位置Ｘｐｒ１〜Ｘｐｒ４に対応するＸ軸方向に周期的に変化する輝度変化光の輝度値としての出力値を採用することにより、波形作成部１０３ｅが位相シフト法による正弦波の波形を作成する。
【００９５】
したがって、振動等によるずれの影響や移動部４０による物体３０の移動誤差により物体３０が撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４で撮像対象領域５０のＸ軸方向に振動ずれがないという仮定に基づく理想的な位置ｘ１〜ｘ４に無い場合であっても、基準点としての蓄光シート４２の位置を把握することにより、対象物としての物体３０と共に基準点としての蓄光シート４２は常に物体３０と同方向に同量だけ移動するため、基準点データを取得することにより、基準点としての蓄光シート４２が撮像された撮像のタイミングにおける基準点データに基づく位置ずれ量Δｘを導出することにより物体３０の測定箇所である測定部位ＰのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を正確に把握することができる。このように撮像のタイミングにおいて撮像された時の物体３０の測定部位Ｐの位置を正確に特定できるため、対象物としての物体３０の測定部位Ｐの位置に対応する出力値（輝度値）を採用して、対象物としての物体３０の測定部位Ｐの位置と出力値（輝度値）とをプロットすることにより、対象物としての物体３０の測定部位ＰのＺ軸方向の高さ寸法を位相シフト法に基づいて導出するために正弦波を作成することができる。このように、対象物としての物体３０の測定部位Ｐとカメラ１０のエリアイメージセンサ１１および照射部２０との相対位置が振動によって移動部４０が移動させるべき撮像のタイミングの上記理想的な座標の位置ｘ１〜ｘ４から例えばＸ軸方向およびＹ軸方向にずれてしまっていても、正確に対象物として物体３０を撮像した対象物の撮像波形の正弦波８２を作成することができる。これにより、物体３０の測定部位ＰのＺ軸方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して直交する方向）の高さ寸法を導出することができ、物体３０の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことができる。
【００９６】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、カメラ１０は対象物としての物体３０および基準点としての蓄光シート４２が撮像される領域としての撮像対象領域５０を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサ１１を有する。撮像対象領域５０に対応して撮像する一つのエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０により撮像されたデータの内の基準点データおよび対象物データを利用できるため、対象物としての物体３０の測定部位Ｐと、物体３０と共に同方向に同移動量で移動する基準点としての蓄光シート４２とを同一のそれぞれの撮像のタイミングで容易に一つのエリアイメージセンサ１１で撮像でき、対象物としての物体３０を吸着保持するノズル４３のノズル板４１に基準点としての蓄光シート４２が設けられ、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のずれが生じても物体３０の測定部位Ｐと基準点の蓄光シート４２の相対位置はそれぞれの撮像のタイミングでかわらないため、それぞれの撮像のタイミングでの基準点の基準点データの位置ずれ量に基づいて物体３０の測定部位Ｐの撮像の出力値（輝度値）を補正して求めることができる。これにより、基準点データから正確に当該基準点データを撮像したタイミングにおける物体３０の位置を特定することができる。
【００９７】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、データ取得部１０３ｂによりＹ軸方向に平行な複数のライン状撮像領域１５１〜１５４により出力された出力値が取得される。このように、対象物データとしてエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の出力値の内で、ライン状撮像領域１５１〜１５４の出力値のみを採用するため、対象物データのサイズをエリアイメージセンサ１１全体の出力値を採用するよりも小さくすることができる。したがって、対象物としての物体３０の対象物データの転送を高速に行うことができる。
【００９８】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、データ取得部１０３ｂにより基準点としての蓄光シート４２が通過する基準点撮像領域１５５、１５６の出力値を基準点データとして取得する。蓄光シート４２は物体３０と共にカメラ１０に対してＸ軸方向に移動するため、撮像対象領域５０のＹ軸方向における蓄光シート４２と物体３０との相対位置が変動せずにＸ軸方向に移動する。つまり、蓄光シート４２は撮像対象領域５０のＸ軸方向に平行な領域において撮像される。
【００９９】
このため、蓄光シート４２を撮像するためのエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０のライン状撮像領域１５１〜１５４の長手方向（Ｙ軸方向）に交差（直交）するＸ軸方向に平行な基準点撮像領域１５５、１５６に限定することができる。つまり、基準点データとしてエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の出力値の内で基準点撮像領域１５５、１５６からの出力値のみを採用すれば、基準点データを得ることができ、物体３０の位置を把握することができる。これにより、基準点データのデータ量を最小限として、基準点データの転送を高速に行うことができる。
【０１００】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、物体３０を吸着することにより保持するノズル４３が接続されるノズル板４１に基準点としての蓄光シート４２が設けられるため、蓄光シート４２と物体３０との移動方向および移動量を同一にすることができる。また、ノズル４３により吸着することにより物体３０を保持するため、物体３０の保持および解放を容易に行うことができる。
【０１０１】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、複数（２つ）の蓄光シート４２をデータ取得部１０３ｂが取得するため、例えばノズル板４１が回転して物体３０のＸ軸方向に対する向きが変化したり、物体３０を吸着するノズル４３を有してＸ軸方向に移動する移動部４０に振動や反り等によりずれが生じたりする場合であっても、物体３０の位置および物体３０のＸ軸方向に対する向きを正確に把握することができる。
【０１０２】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、対象物としての物体３０は、基準点としての蓄光シート４２とはＸ軸方向における位置およびＹ軸方向における位置の少なくとも一方が重ならない位置に配置される。このため、基準点と対象物とは、撮像部の撮像領域に内で異なる領域において、それぞれを同時に撮像可能である。
【０１０３】
上記実施形態では、ノズル板４１に設置される基準点としての蓄光シート４２は、２つであるが、２つに限定されず物体３０の位置が把握できればよいため１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。ただし、物体３０の位置だけでなく振動等による位置ずれを考慮して物体３０の向き（つまり、物体３０のＸ軸方向にそって移動する面である基準面６０に平行に回転した場合の向き）を特定するために、基準点は複数有ることが好ましい。
【０１０４】
上記実施形態では、Ｙ軸方向の振動についてより詳細に言及していないが、Ｙ軸方向に対する位置ずれについては、輝度変化光がＹ軸方向に同一の輝度分布であることから、物体３０の端部を特定しやすい。具体的には、物体３０の特定のＸ座標におけるＹ軸方向の幅（以下、「所定幅」とする。）は変化しないため、それぞれの撮像のタイミングでＹ軸方向に対して振動による位置ずれがある場合には、物体３０の所定幅が一定のままで測定される位置がずれる。つまり、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０により出力される輝度が周囲と異なる所定幅の部分のＹ軸方向のずれ量を物体３０の位置として、あるいは基準点としての蓄光シート４２のＹ軸方向の幅のＹ軸方向の位置ずれ量を基準点の蓄光シート４２の幅（径）として認識することにより、Ｙ軸方向のずれを補正することができる。
【０１０５】
上記実施形態では、各ライン状撮像領域１５１〜１５４は、Ｘ軸方向に対する振動を考慮してそれぞれがＸ軸方向に１０画素分を有しているが、Ｘ軸方向に対する各ライン状撮像領域１５１〜１５４の幅は、予め、第一〜第四の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において基準点としての蓄光シート４２を移動部４０がカメラ１０のエリアイメージセンサ１１に対してＸ軸方向に相対的に移動させつつ撮像することを複数回繰り返すことにより、基準点としての蓄光シート４２が振動する際に得られる第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心とした時のＸ軸方向に対する振幅の最大値から求めるようにしてもよい。つまり、位置ずれが無いとした場合の各第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき振動等により生じる位置ずれ量の求められる振幅の最大値の２倍の領域を少なくとも含むようにＸ軸方向に対して各ライン状撮像領域を決定すればよい。このとき得られる基準点としての蓄光シート４２を撮像した結果から、同様にして、基準点撮像領域が持つＹ軸方向に対する幅として、基準点としての蓄光シート４２が振動する際に得られる第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心とした時のＹ軸方向に対する振幅の最大値から求めるようにすればよい。つまり、位置ずれが無いとした場合の各第一〜第四基準点基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき振動等により生じる位置ずれ量の求められる振幅の最大値の２倍の領域を少なくとも含むようにＹ軸方向に対して各基準点撮像領域を決定すればよい。
【０１０６】
＜第二実施形態＞
第一実施形態にかかる部品実装装置１００によれば、対象物としてノズル４３に吸着保持された対象物としての物体３０に対して下方から照射部２０が輝度変化光を照射することにより、その象を下方からカメラ１０により撮像しているが、この形態に限らない。例えば、図１２に示すように、対象物が基板１３０であっても良い。以下に図１２を用いて、対象物が基板１３０である場合の形態の部品実装装置２００について説明する。図１２に示すように、部品実装装置２００は、部品実装装置１００と比較して、カメラ１０および照射部２０が対象物である基板１３０の上方に配置されることが異なるが、カメラ１０および照射部２０の構成は、部品実装装置１００と同一であるため詳細な説明を省略する。また、部品実装装置２００は、移動部１４０が部品実装装置１００の移動部４０と異なるため、移動部１４０について説明する。
【０１０７】
移動部１４０は、レール１４１と、基板１３０を移載するトレー１４３（テーブルであってもよい）とから構成される。レール１４１は、２本がＸ軸方向に平行に延びている。トレー１４３は、２本のレールの間に配置され、基板１３０を載せた状態でＸ軸方向にレール１４１に沿って移動する。撮像対象領域５０より撮像の対象物としての基板１３０が大きい場合に、基板１３０とともにＸ軸方向に移動するトレー１４３はまた、基準点としてのＸ軸方向に並び、対象物の基準点となる複数の光を放出または反射する放出部位を構成する目盛１４２を有する。撮像対象領域５０より撮像される対象物が小さければ上述の実施形態のようにＸ軸方向に１つの並びの基準点の構成にしてもよい。目盛１４２は、トレー１４３のＸ軸方向の位置（つまりＸ座標）を意味する。目盛１４２は、撮像対象領域５０を基板１３０と共に通過する位置に配置される。目盛１４２は、蓄光塗料で印刷される。なお、目盛１４２は、蓄光塗料で構成されることに限らずに、トレー１４３にスリット状の孔を複数空けてトレー１４３の裏側から光源を照射することにより、光を放出するようにしてもよいし、ＬＥＤなどの自発光素子そのものによって構成してもよい。つまり、目盛１４２は光を放出あるいは反射することにより、エリアイメージセンサ１１により目盛１４２として認識されるような形態であればどんな形態あってもよい。
【０１０８】
この移動部１４０により基板１３０は例えば一定の速度でＸ軸方向にカメラ１０及び照射部２０に対して相対的に移動する。つまり、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１は、対応する撮像対象領域５０の第一〜第四ライン状撮像対象領域５１〜５４を基板１３０の測定対象の部位である測定部位がＸ軸方向に通過する撮像のタイミングで順次基板１３０とトレー１４３の目盛１４２とを同時に撮像する。これにより、エリアイメージセンサ１１により撮像された画像データには、基板１３０と目盛１４２とが同時に撮像されることになる。このように、目盛１４２によるＸ座標（基準点データ）と基板１３０を撮像した対象物データとに基づいて第一実施形態のような物体の形状を認識する処理を行うことにより、基板１３０の形状を認識することができる。また、対象物としての基板１３０を保持し、共に、Ｘ軸方向に移動可能なトレー１４３に基準点としての目盛１４２が設けられるため、Ｘ軸方向に基準点と対象物は共に移動することにより基準点と対象物との移動方向および移動量を同一にすることができる。ここでトレー１４３は、対象物の基板１３０と共にＸ軸方向に移動するテーブルの構成であってもよい。
【０１０９】
＜第三実施形態＞
第一実施形態および第二実施形態にかかる部品実装装置１００、２００によれば、撮像部としてのカメラ１０は１台で構成されており、基準点と対象物とを１台のカメラにより撮像しているがこれに限らずに、図１３に示すように、基準点と対象物とを別々のカメラにより撮像する構成としても良い。
【０１１０】
なお、この場合においては、撮像部２１０がカメラ１０と、カメラ１０とは別体の基準点用カメラ２２０とにより構成されることが第一実施形態および第二実施形態と異なる。また、移動部を図示していないが、第三実施形態の部品実装装置３００では、撮像部２１０および照射部２０がＸ軸方向に移動し、基板２３０は基板保持部２４１によって固定されている。基板２３０を保持する基板保持部２４１のＹ軸方向の端部側には、Ｘ軸方向に延びる複数の光の放出部位を構成する基準点としての目盛２４２が例えば蓄光塗料により印刷され設けられている。基準点用カメラ２２０は、基準点を撮像するエリアイメージセンサ２２１を有しており、レンズ２２２が装着される。基準点用カメラ２２０は、基板保持部２４１の一方に印刷される目盛２４２をエリアイメージセンサ２２１により撮像する。カメラ１０および基準点用カメラ２２０は、およびＸ軸方向の斜めから対象物としての基板２３０を撮像する領域の撮像対象領域５０に向かってＸ軸方向に周期的に変化する輝度変化光を照射する照射部２０は、基板保持部２４１に保持された基板２３０に対してＸ軸方向に同方向に同量だけ相対的に移動する。つまり、移動部は、撮像部２１０および照射部２０をＸ軸方向に対して例えば一定の速度で移動させる。
【０１１１】
第三実施形態の部品実装装置３００によれば、基準点データを基準点用カメラ２２０が撮像し、対象物データをカメラ１０が撮像する。このような構成とすることで、カメラ１０と基準点用カメラ２２０とが独立してそれぞれ対象物と基準点とを撮像できる。このため、基板２３０のようにＹ軸方向に対して対象物が大きくて基準点および対象物を共通の撮像部で撮像できない場合であっても、基準点および対象物のそれぞれを撮像することができる。
【０１１２】
＜第四実施形態＞
第三実施形態に係る部品実装装置３００によれば、例えば対象物としての基板２３０がＹ軸方向に対して大きい場合に基準点としての目盛１４２と基板２３０とを２台のカメラでそれぞれ撮像しているが、図１４に示すように、基準点用カメラ２２０の代わりに反射部３６０を利用することにより、１台のカメラ１０で撮像する形態の部品実装装置４００としてもよい。この場合には、図１５に示すように、例えばエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の一部であってライン状撮像領域１５１〜１５４とは異なる基準点撮像領域１６１〜１６４に、反射部３６０により反射されて目盛１４２の像が導かれる。反射部３６０は、目盛１４２からＺ軸方向の第一光路３７１に沿って直進する第一光をＹ軸方向に反射する第一反射部材３６１と、第一反射部材３６１により反射されてＹ軸方向に沿って延びるＺ軸方向の第二光路３７２に沿って直進する第一光をエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０に向かってに延びる第三光路３７３に沿って直進させるように反射させる第二反射部材３６２とにより構成される。このようにして、基準点としての目盛１４２の像をエリアイメージセンサ１１の基準点撮像領域１６１〜１６４に導くことにより、対象物としての基板２３０と基準点としての目盛１４２とを同時に撮像できるようにしてもよい。
【０１１３】
なお、基準点として、第二〜第四の実施形態では複数の光の放出部位を構成する基準点として目盛２４２を採用したが、第一の実施形態のように蓄光シート等による基準点を複数設ける構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、物体の形状認識を正確に、かつ、高速に行うことのできる部品実装装置等として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０ カメラ
１１ エリアイメージセンサ
１２ レンズ
２０ 照射部
３０ 物体
３１〜３４ 位置
４０ 移動部
４１ ノズル板
４２ 蓄光シート
４３ ノズル
５０ 撮像対象領域
５１ 第一ライン状撮像対象領域
５２ 第二ライン状撮像対象領域
５３ 第三ライン状撮像対象領域
５４ 第四ライン状撮像対象領域
６０ 基準面
８１、８２ 正弦波
１００、２００、３００、４００ 部品実装装置
１０１ 制御部
１０２ 照射処理部
１０３ 撮像処理部
１０３ａ 移動処理部
１０３ｂ データ取得部
１０３ｃ 位置ずれ導出部
１０３ｄ 輝度値取得部
１０３ｅ 波形作成部
１０４ 認識部
１３０ 基板
１４０ 移動部
１４１ レール
１４２ 目盛
１４３ トレー
１５０ 撮像領域
１５１〜１５４ ライン状撮像領域
１５５、１５６、１６１〜１６４ 基準点撮像領域
２１０ 撮像部
２２０ 基準点用カメラ
２２１ エリアイメージセンサ
２２２ レンズ
２３０ 基板
２４１ 基板保持部
２４２ 目盛
３６０ 反射部
３６１ 第一反射部材
３６２ 第二反射部材
３７１ 第一光路
３７２ 第二光路
３７３ 第三光路
Ｔ１〜Ｔ４ 撮像のタイミング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮像対象領域にて撮像して、撮像した結果に基づいて前記対象物の形状を測定する位相シフト法を利用する部品実装装置であって、
前記撮像対象領域を撮像する撮像部と、
第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記第一方向と交差する第二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輝度変化光を、前記第一方向および前記第二方向により規定される前記撮像対象領域に対して斜めから照射する照射部と、
前記対象物に対する位置関係が一定であり、前記撮像対象領域において前記対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点を有し、前記撮像部および前記照射部に対し、前記対象物を前記第二方向に沿って相対的に移動させて、前記対象物および前記基準点を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、
前記対象物の測定部位を前記撮像対象領域にて撮像する撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である対象物データと、前記基準点を前記撮像のタイミングで前記撮像部が前記撮像対象領域にて撮像した結果である基準点データとのそれぞれを取得するデータ取得部と、
前記撮像のタイミングに撮像された基準点データによって特定される前記撮像のタイミングにおける基準点位置と、前記移動部が前記基準点を前記撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする基準点基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出部と、
前記移動部が前記対象物を当該撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする対象物基位置に対して、当該撮像のタイミングにおける前記位置ずれ導出部が導出した前記位置ずれを加算することにより得られた当該撮像のタイミングにおける前記対象物の前記測定部位の位置に対応する、当該撮像のタイミングに撮像された前記対象物データの輝度値を取得する輝度値取得部と、
前記輝度値取得部により取得された前記対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による前記対象物の前記測定部位の前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向における位置の算出に用いられる波形であって、前記対象物の波形を作成する波形作成部とを備える部品実装装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記撮像対象領域を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサを有する
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの撮像領域の内で前記第一方向に平行で前記第二方向に並ぶ複数のライン状撮像領域により出力された出力値を前記対象物データとして取得する
請求項２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記基準点が通過する領域である基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとして取得する
請求項２または３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
さらに、
前記基準点から第一光路に沿って直進する第一光を、反射して、前記エリアイメージセンサの撮像領域の一部へ導く反射部を備える
請求項２から４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記移動部は、前記対象物としての部品を吸着して保持するノズルと、前記ノズルが接続されるノズル板とを有し、
前記基準点は、前記ノズル板に設けられる
請求項１から５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記基準点は、複数あり、
前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像対象領域の内で前記複数の基準点が前記第二方向に通過する領域である複数の基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとしてそれぞれ取得し、
前記位置ずれ導出部は、前記撮像のタイミングに撮像された複数の前記基準点データに基づいて、前記位置ずれを導出する
請求項６に記載の部品実装装置。
【請求項８】
前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、
前記基準点は、前記保持部材に設けられる
請求項１から５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項９】
前記撮像部は、前記基準点を撮像する基準点撮像部と、前記基準点撮像部とは別体であって前記対象物を撮像する対象物撮像部とを有し、前記基準点撮像部と前記対象物撮像部とは共に同方向に同量だけ移動する
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項１０】
前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、
前記基準点は、前記保持部材に設けられる
請求項９に記載の部品実装装置。
【請求項１１】
対象物を撮像対象領域にて撮像して、撮像した結果に基づいて前記対象物の形状を測定する位相シフト法を利用する部品実装方法であって、
撮像部により前記撮像対象領域を撮像する撮像ステップと、
第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記第一方向と交差する第二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輝度変化光を、前記第一方向および前記第二方向により規定される前記撮像対象領域に対して斜めから照射部により照射する照射ステップと、
前記対象物に対する位置関係が一定であり、前記撮像対象領域において前記対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点を有する移動部により、前記撮像部および前記照射部に対し、前記対象物を前記第二方向に沿って相対的に移動させて、前記対象物および前記基準点を前記撮像対象領域に対して通過させる移動ステップと、
前記対象物の測定部位を前記撮像対象領域にて撮像する撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である対象物データと、前記基準点を前記撮像のタイミングで前記撮像部が前記撮像対象領域にて撮像した結果である基準点データとのそれぞれを取得するデータ取得ステップと、
前記撮像のタイミングに撮像された基準点データによって特定される前記撮像のタイミングにおける基準点位置と、前記移動部が前記基準点を前記撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする基準点基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出ステップ部と、
前記移動部が前記対象物を当該撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする対象物基位置に対して、当該撮像のタイミングにおける前記位置ずれ導出ステップにより導出された前記位置ずれを加算することにより得られた当該撮像のタイミングにおける前記対象物の前記測定部位の位置に対応する、当該撮像のタイミングに撮像された前記対象物データの輝度値を取得する輝度値取得ステップと、
前記輝度値取得ステップにより取得された前記対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による前記対象物の前記測定部位の前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向における位置の算出に用いられる波形であって、前記対象物の波形を作成する波形作成ステップとを含む部品実装方法。
【請求項１】
対象物を撮像対象領域にて撮像して、撮像した結果に基づいて前記対象物の形状を測定する位相シフト法を利用する部品実装装置であって、
前記撮像対象領域を撮像する撮像部と、
第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記第一方向と交差する第二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輝度変化光を、前記第一方向および前記第二方向により規定される前記撮像対象領域に対して斜めから照射する照射部と、
前記対象物に対する位置関係が一定であり、前記撮像対象領域において前記対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点を有し、前記撮像部および前記照射部に対し、前記対象物を前記第二方向に沿って相対的に移動させて、前記対象物および前記基準点を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、
前記対象物の測定部位を前記撮像対象領域にて撮像する撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である対象物データと、前記基準点を前記撮像のタイミングで前記撮像部が前記撮像対象領域にて撮像した結果である基準点データとのそれぞれを取得するデータ取得部と、
前記撮像のタイミングに撮像された基準点データによって特定される前記撮像のタイミングにおける基準点位置と、前記移動部が前記基準点を前記撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする基準点基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出部と、
前記移動部が前記対象物を当該撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする対象物基位置に対して、当該撮像のタイミングにおける前記位置ずれ導出部が導出した前記位置ずれを加算することにより得られた当該撮像のタイミングにおける前記対象物の前記測定部位の位置に対応する、当該撮像のタイミングに撮像された前記対象物データの輝度値を取得する輝度値取得部と、
前記輝度値取得部により取得された前記対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による前記対象物の前記測定部位の前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向における位置の算出に用いられる波形であって、前記対象物の波形を作成する波形作成部とを備える部品実装装置。
【請求項２】
前記撮像部は、前記撮像対象領域を撮像する少なくとも一つのエリアイメージセンサを有する
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの撮像領域の内で前記第一方向に平行で前記第二方向に並ぶ複数のライン状撮像領域により出力された出力値を前記対象物データとして取得する
請求項２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記基準点が通過する領域である基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとして取得する
請求項２または３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
さらに、
前記基準点から第一光路に沿って直進する第一光を、反射して、前記エリアイメージセンサの撮像領域の一部へ導く反射部を備える
請求項２から４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記移動部は、前記対象物としての部品を吸着して保持するノズルと、前記ノズルが接続されるノズル板とを有し、
前記基準点は、前記ノズル板に設けられる
請求項１から５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記基準点は、複数あり、
前記データ取得部は、前記エリアイメージセンサの前記撮像対象領域の内で前記複数の基準点が前記第二方向に通過する領域である複数の基準点撮像領域の出力値を前記基準点データとしてそれぞれ取得し、
前記位置ずれ導出部は、前記撮像のタイミングに撮像された複数の前記基準点データに基づいて、前記位置ずれを導出する
請求項６に記載の部品実装装置。
【請求項８】
前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、
前記基準点は、前記保持部材に設けられる
請求項１から５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項９】
前記撮像部は、前記基準点を撮像する基準点撮像部と、前記基準点撮像部とは別体であって前記対象物を撮像する対象物撮像部とを有し、前記基準点撮像部と前記対象物撮像部とは共に同方向に同量だけ移動する
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項１０】
前記移動部は、前記対象物としての基板を保持する保持部材を有し、
前記基準点は、前記保持部材に設けられる
請求項９に記載の部品実装装置。
【請求項１１】
対象物を撮像対象領域にて撮像して、撮像した結果に基づいて前記対象物の形状を測定する位相シフト法を利用する部品実装方法であって、
撮像部により前記撮像対象領域を撮像する撮像ステップと、
第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記第一方向と交差する第二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輝度変化光を、前記第一方向および前記第二方向により規定される前記撮像対象領域に対して斜めから照射部により照射する照射ステップと、
前記対象物に対する位置関係が一定であり、前記撮像対象領域において前記対象物と共に同方向に同量だけ移動する基準点を有する移動部により、前記撮像部および前記照射部に対し、前記対象物を前記第二方向に沿って相対的に移動させて、前記対象物および前記基準点を前記撮像対象領域に対して通過させる移動ステップと、
前記対象物の測定部位を前記撮像対象領域にて撮像する撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である対象物データと、前記基準点を前記撮像のタイミングで前記撮像部が前記撮像対象領域にて撮像した結果である基準点データとのそれぞれを取得するデータ取得ステップと、
前記撮像のタイミングに撮像された基準点データによって特定される前記撮像のタイミングにおける基準点位置と、前記移動部が前記基準点を前記撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする基準点基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出ステップ部と、
前記移動部が前記対象物を当該撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていない場合とする対象物基位置に対して、当該撮像のタイミングにおける前記位置ずれ導出ステップにより導出された前記位置ずれを加算することにより得られた当該撮像のタイミングにおける前記対象物の前記測定部位の位置に対応する、当該撮像のタイミングに撮像された前記対象物データの輝度値を取得する輝度値取得ステップと、
前記輝度値取得ステップにより取得された前記対象物データの輝度値に基づいて、位相シフト法による前記対象物の前記測定部位の前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向における位置の算出に用いられる波形であって、前記対象物の波形を作成する波形作成ステップとを含む部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１３８１４（Ｐ２０１３−１１３８１４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２８９６（Ｐ２０１１−２６２８９６）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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