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ことを目的とする。
【解決手段】撮像対象領域を撮像するカメラ１０と、第一輝度変化光を撮像対象領域５０に対して斜めに照射する第一照射部２０ａと、カメラ１０及び第一照射部２０ａに対して物体３０及び反射板４１をＸ軸方向に移動させる移動部４０と、反射部４１の境界線データと物体３０の対象物データとを取得するデータ取得部１０３ｂと、予め定められた撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８における境界線位置と境界線基位置との位置ずれを導出する位置ずれ導出部１０３ｃと、当該撮像のタイミングの対象物基位置に対して、位置ずれを加算して得られた対象物位置に対応する対象物データの輝度値を取得する輝度値取得部１０３ｄと、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１０３ｅとを備える。
【解決手段】撮像対象領域を撮像するカメラ１０と、第一輝度変化光を撮像対象領域５０に対して斜めに照射する第一照射部２０ａと、カメラ１０及び第一照射部２０ａに対して物体３０及び反射板４１をＸ軸方向に移動させる移動部４０と、反射部４１の境界線データと物体３０の対象物データとを取得するデータ取得部１０３ｂと、予め定められた撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８における境界線位置と境界線基位置との位置ずれを導出する位置ずれ導出部１０３ｃと、当該撮像のタイミングの対象物基位置に対して、位置ずれを加算して得られた対象物位置に対応する対象物データの輝度値を取得する輝度値取得部１０３ｄと、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１０３ｅ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、第一の従来技術として、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および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、第二の従来技術として、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、第一の従来技術では、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一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、第二の従来技術では、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また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また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困難であり、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る撮像することは困難である。また、さらに、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第一輝度変化光を、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第一照射部と、前記対象物を吸着して保持するノズルと、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し、前記ノズルが接続され、第一領域において前記撮像部に向けて反射する第一光量と、前記第一領域に対して第二方向に並ぶ第二領域とにおいて前記撮像部に向けて反射する第二光量との異なる光量を反射可能な反射部とを有し、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反射部を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の境界線の少なくとも一部を予め定められた撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である基準位置としての境界線データと、前記対象物の測定部位を前記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境界線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境界線位置と、前記移動部が前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の前記境界線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境界線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対象物基位置に対して、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、振動等による位置ずれの影響によって第二方向に移動する対象物の測定部位が予め定められた撮像のタイミングで撮像され、位置ずれが生じていない場合とする位置の対象物基位置に無い場合であっても、対象物と共に第二方向に移動する反射部に生じる境界線は対象物と同方向に同量だけ移動し対象物と境界線との位置関係は一定であるため、反射部の第一領域と第二領域との境界線を撮像した境界線データを取得し、反射部に生じる境界線が撮像された撮像のタイミングにおける境界線データに基づく撮像のタイミングにおける境界線データと境界線基位置との第二方向の位置ずれを導出することにより対象物の測定部位の位置を把握することができる。このように当該撮像のタイミングにおいて撮像された対象物の測定部位の位置を反射部の境界線データに基づく位置ずれを把握し加算することにより正確に特定できるため、位置ずれが加算された対象物の測定部位の位置に対応する対象物データである輝度値の出力値を採用して、対象物の測定部位の位置とそれに対応する出力値とをプロットすることにより、対象物の測定部位の形状としての高さ寸法を位相シフト法に基づいて導出するための正弦波を作成することができる。このように、対象物の測定部位と撮像部との相対的な位置が振動によって当該撮像のタイミングにおいて移動部が移動させるべき位置からずれてしまっていても、正確に対象物を撮像した対象物の撮像波形としての正弦波を作成することができる。これにより、振動等により撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていても対象物の測定部位の高さ方向（第一方向および第二方向に対して直交する方向）の寸法を正確に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、前記反射部は、前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射しない。
【００１２】
これによれば、第一領域において撮像部に向けて反射される光の光源が第一照射部により照射される輝度変化光である。このため、反射部の第一領域と第二領域との境界を識別するための照射手段を第一照射部の他に別途設ける必要がなく、部品実装装置のコストを低減することができる。
【００１３】
また、好ましくは、さらに、前記撮像対象領域から前記第一方向および前記第二方向に垂直な第三方向に対して延びる仮想線を挟んで前記第一照射部とは前記第二方向の反対側に位置し、第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記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第二輝度変化光を、前記撮像対象領域に対して斜めから照射する第二照射部を備え、前記反射部は、前記第一照射部により照射された前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射せず、前記第二照射部により照射された前記第二輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射せず、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射する。
【００１４】
これによれば、第一照射部の他に、第一照射部の第二方向の反対側に第二照射部が設けられて、第二方向に移動する対象物に対して第二方向の両側から第一輝度変化光および第二輝度変化光を照射することで影の影響を軽減している。このような形態の部品実装装置であっても、反射部は、第二照射部から照射される第二輝度変化光を、第一領域において撮像部に向けて反射せず、第二領域において前記撮像部に向けて反射する。つまり、第二照射部から第二輝度変化光が照射される場合には、反射部の第一領域が暗く、かつ、第二領域が第一領域に比べ相対的に明るくなる。これにより、第二照射部により第二輝度変化光が照射される場合であっても、反射部は、第一領域と第二領域との間の境界線が認識可能な状態で撮像される。
【００１５】
また、好ましくは、前記データ取得部は、前記撮像部の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あって、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。
【００１６】
これによれば、データ取得部は、第一方向に平行な複数のライン状撮像領域により出力された対象物の輝度値の出力値を対象物データとして取得する。このように、データ取得部が、位相シフト法に利用するデータとして撮像部のエリアイメージセンサの出力値の内で、ライン状撮像領域の出力値のみを採用するため、対象物データのサイズをエリアイメージセンサ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、本発明の部品実装装置では、位相シフト法によって物体の形状を認識するための処理にかかる対象物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、前記データ取得部は、前記撮像部のエリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記境界線が通過する領域である境界線撮像領域の出力値を前記境界線データとして取得する。
【００１８】
これによれば、データ取得部は、撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域の内で反射部に生じる境界線が通過する境界線撮像領域の出力値を境界線データとして取得する。反射部に生じる境界線は、撮像部に対して対象物と共に同方向に同量で第二方向に移動し、撮像対象領域の第一方向に平行な領域において撮像される。
【００１９】
このため、データ取得部は、反射部の境界線を撮像するための撮像部のエリアイメージセンサの領域を撮像領域の境界線撮像領域に限定して、当該境界線撮像領域による出力値を境界線データとして取得することができる。データ取得部が境界線撮像領域によって出力された境界線データを取得することにより、位置ずれ導出部は、予め定められた撮像のタイミングにおける反射部の境界線位置を取得でき、取得した境界線位置と位置ずれが生じていない場合とする境界線基位置との位置ずれを導出できる。このように、エリアイメージセンサの撮像領域による出力値の内で、当該撮像領域よりも小さい領域の境界線撮像領域を境界線データとして取得するため、基準位置としての境界線データのデータ量を最小限として、境界線データの転送を高速に行うことができる。
【００２０】
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】
【００２１】
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】
【００２２】
【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２Ａ】図２Ａは、移動部の構成を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂ（ａ）は、反射部のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第一撮像対象領域において第一輝度変化光を反射部が反射する状況を示す図であり、図２Ｂ（ｂ）は、反射部のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第二撮像対象領域において第二輝度変化光を反射部が反射する状況を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃ（ａ）は、第一撮像対象領域において移動部と物体とを撮像した場合の反射部に生じる境界線を示す図であり、図２Ｃ（ｂ）は、第二撮像対象領域において移動部と物体とを撮像した場合の反射部に生じる境界線を示す図である。
【図３】図３は、撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域が反射部に生じる境界線と対象物としての物体を撮像した時に、撮像領域と反射部の境界線および物体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、ノズルの反射部に生じる境界線および対象物としての物体と、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を説明する図である。
【図１０】図１０は、位相差を説明するための図である。
【図１１】図１１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１２】図１２は、本発明の第二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】
【００２３】
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。
【００２４】
＜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１００の構成を示す外観図である。図２Ａは、移動部４０の構成を示す概略図である。図２Ｂ（ａ）は、反射部４１のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第一撮像対象領域において第一輝度変化光を反射部４１が反射する状況を示す図であり、図２Ｂ（ｂ）は、反射部４１のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第二撮像対象領域５０ｂにおいて第二輝度変化光を反射部４１が反射する状況を示す図である。図２Ｃ（ａ）は、第一撮像対象領域５０ａにおいて対象物としての物体３０と、物体３０と共に同方向に同量移動する反射部４１とを撮像した場合の反射部４１に生じる境界線４１ｃを示す図であり、図２Ｃ（ｂ）は、第二撮像対象領域５０ｂにおいて対象物としての物体３０と、物体３０と共に同方向に同量移動する反射部４１とを撮像した場合の反射部４１に生じる境界線４１ｃを示す図である。図３は、撮像部のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０が反射部４１に生じる境界線４１ｃと共に対象物としての物体３０を撮像した時に、反射部４１の境界線４１ｃと物体３０と撮像領域１５０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。
【００２５】
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２Ａ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、第一照射部２０ａと、第二照射部２０ｂと、移動部４０とを備える。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
照射部２０の第一照射部２０ａ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（交差）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第一輝度変化光（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の第一撮像対象領域５０ａに対して斜めから照射する光源である。第一照射部２０ａ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の第一撮像対象領域５０ａ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第一輝度変化光を照射する。
【００２９】
照射部２０の第二照射部２０ｂは、撮像対象領域５０からＹ軸方向（第一方向）およびＸ軸方向（第二方向）に垂直なＺ軸方向（第三方向）に対して延びる仮想線Ｌ１を挟んで第一照射部２０ａとはＸ軸方向（第二方向）の反対側に位置し、Ｙ軸方向（第一方向）に沿って輝度が同一であり、かつ、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第二輝度変化光（輝度変化光）を、撮像対象領域５０の第二撮像対象領域５０ｂに対して斜めから照射する光源である。第二照射部２０ｂ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の第二撮像対象領域５０ｂに向けて図１のＸ軸方向における図示左斜め下方から右斜上方に第二輝度変化光を照射する。
【００３０】
なお、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に規定され、対象物としての物体３０が撮像される領域の撮像対象領域５０の第一撮像対象領域５０ａおよび第二撮像対象領域５０ｂに対して、移動部４０が対象物としての物体３０をカメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂに対して相対的に移動する方向であるＸ軸方向に沿う方向の斜めの方向に、第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ照射する。
【００３１】
第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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）や液晶等により実現することができる。なお、第一輝度変化光および第二輝度変化光を含む輝度変化光は、正弦波縞パターンを有する光である。また、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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よい。ライン状または面状の光源を用いた場合でも、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照射される。
【００３２】
具体的には、図１に示すように、第一照射部２０ａがＸ軸方向図示左斜め上方向に第一輝度変化光を照射し、かつ、第二照射部２０ｂがＸ軸方向図示右斜め上方向に第二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に第一輝度変化光を照射する第一照射部２０ａと、第二輝度変化光を照射する第二照射部２０ｂ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、Ｘ軸方向に沿って相対的に移動する物体３０に対して第一輝度変化光および第二輝度変化光をＸ軸方向の前後方向から照射する。
【００３３】
また、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、撮像対象としての物体３０がＸ軸方向に通過する際の撮像対象の物体３０の高さを０とした場合のＸ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第一方向）に直交するＺ軸方向（第三方向）の高さ基準として仮定される仮想の面であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にて規定される基準面６０上において、第一輝度変化光および第二輝度変化光が互いに重ならないように、第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ照射する。具体的には、第一照射部２０ａは撮像対象領域５０のＸ軸方向の第一照射部２０ａ側の第一撮像対象領域５０ａに第一輝度変化光を照射し、第二照射部２０ｂは撮像対象領域５０のＸ軸方向の第二照射部２０ｂ側の第一撮像対象領域５０ａに並ぶ第二撮像対象領域５０ｂに第二輝度変化光を照射する。なお、第一照射部２０ａはＸ軸方向の第二照射部２０ｂ側の第二撮像対象領域５０ｂに第一輝度変化光を照射し、第二照射部２０ｂは撮像対象領域５０のＸ軸方向の第一照射部２０ａ側の第一撮像対象領域５０ａに第二輝度変化光を照射してもよい。
【００３４】
移動部４０は、対象物としての物体３０を、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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の面状の反射部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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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４３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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂとの位置関係は、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のそれぞれに第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂを配置する構成となる。
【００３５】
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２Ａ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が接続される反射部４１とを有する。移動部４０の反射部４１は、第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂにより第二方向（Ｘ軸方向）に分割され、第一領域４１ａとＸ軸方向に並ぶ第二領域４１ｂとにおいてカメラ１０に向けて互いに異なる光量を反射する。なお、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間の境界の境界線４１ｃは、異なる光量の反射による仮想的な線であり、実際には反射部４１に境界線４１ｃとしての線は反射部４１に引かれていない。移動部４０の反射部４１は、図２Ｂ（ａ）に示すように、第一領域４１ａにおいて、第一照射部２０ａから照射される第一輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１に向けて反射するように、ノズル４３の長手方向（Ｚ軸方向に沿う方向）に断面がギザギザの形状となっている。また、移動部４０の反射部４１は、図２Ｂ（ｂ）に示すように、第二領域４１ｂにおいて、第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射するように、ノズル４３の長手方向（Ｚ軸方向に沿う方向）に断面がギザギザの形状となっている。つまり、反射部４１は、第一領域４１ａにおいて第一照射部２０ａから照射される輝度変化光をカメラ１０に向けて反射する第一反射面Ａ１を複数有し、第二領域４１ｂにおいて第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射する第二反射面Ａ２を複数有する。
【００３６】
移動部４０の反射部４１は、第一照射部２０ａによって第一輝度変化光を照射されている場合には、第一領域４１ａにおいて当該第一輝度変化光をカメラ１０に向けて反射し、第二領域４１ｂにおいて当該第一輝度変化光をカメラ１０に向けて反射しない（反射する光量が第一領域４１ａに比べて相対的に小さいことも含む）。したがって、図２Ｃ（ａ）に示すように、移動部４０の反射部４１は、第一照射部２０ａに第一輝度変化光が照射されてカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像された場合に、当該撮像された結果の画像は、第一領域４１ａに対応する領域の輝度値が高くなり、第二領域４１ｂに対応する領域の輝度値が第一領域４１ａに対応する領域の輝度値よりも相対的に低くなる。一方で、反射部４１は、第二照射部２０ｂによって第二輝度変化光を照射されている場合には、第二領域４１ｂにおいて当該第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射し、第一領域４１ａにおいて当該第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射しない（反射する光量が第一領域４１ａに比べて相対的に小さいことも含む）。したがって、反射部４１は、図２Ｃ（ｂ）に示すように、第二照射部２０ｂに第二輝度変化光が照射された状態でカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像された場合に、当該撮像された結果の画像は、第二領域４１ｂに対応する領域の輝度値が高くなり、第一領域４１ａに対応する領域の輝度値が第二領域４１ｂに対応する領域の輝度値よりも相対的に低くなる。なお、図２Ｃ（ａ）および図２Ｃ（ｂ）では、反射部４１の第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂにおいて、白く描かれている領域では輝度が高く反射される光量が多いことを示し、グレーで描かれている領域では輝度が低く反射される光量が少ないことを示す。これらのことにより、ノズル４３の反射部４１は、第一照射部２０ａにより第一輝度変化光が照射されている場合であっても、第二照射部２０ｂにより第二輝度変化光が照射されている場合であっても、カメラ１０によって撮像された結果に基づいて、図２Ｃ（ａ）および図２Ｃ（ｂ）に示すように、反射部４１の第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂの間の境界線４１ｃがコントラストの差により識別可能な状態となる。つまり、ノズル４３の反射部４１は、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が撮像する対象であり、対象物としての物体３０およびＸ軸方向の移動の位置の基準としての反射部４１の境界線４１ｃが撮像される領域である撮像対象領域５０を通過する際に、境界線４１ｃが識別可能な状態となる。
【００３７】
なお、第一実施形態に係る部品実装装置１００の移動部４０の反射部４１の境界線４１ｃの領域は、ノズル４３により吸着される物体３０と共にカメラ１０によって撮像されるサイズとなる。また、反射部４１はノズル４３により吸着される物体３０よりも大きいことが好ましい。なお、反射部４１はノズル４３により吸着される物体３０よりも大きいことに限定はされず、反射部４１と物体３０との大きさの関係にかかわらず物体３０が反射部４１の特に境界線４１ｃと共にカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像されるような位置関係であればよい。
【００３８】
また、ノズル４３の反射部４１は、上記のようにカメラ１０側に対して光を反射する面の断面がギザギザの形状であることに限定されず、例えば第一領域４１ａにおいて第一照射部２０ａから照射される第一輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１へ向けて反射して、第一照射部２０ａが照射する第一輝度変化光とは別の方向から照射される光（例えば第二照射部２０ｂから照射される光）の光量よりも多い光量を第一領域４１ａにおいて反射できるような複数の凹凸の形状が形成されていてもよい。この場合、ノズル４３の反射部４１は、第一領域４１ａに形成される凹凸と同様に、第二領域４１ｂにおいて第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１へ向けて反射して、第二照射部２０ｂが照射する第二輝度変化光とは別の方向から照射される光（例えば第一照射部２０ａから照射される光）の光量よりも多い光量を第二領域４１ｂにおいて反射できるような複数の凹凸の形状が形成されていてもよい。つまり、反射部４１を、予め定められた方向から照射される光（例えば第一照射部２０ａにより照射される第一輝度変化光）の光量をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１へ多く反射する領域である多反射領域（例えば第一領域４１ａ）と、予め定められた方向から照射される光（例えば第一照射部２０ａにより照射される第一輝度変化光）の光量をカメラ１０へ多反射領域よりも相対的に少なく反射する領域である少反射領域（例えば第二領域４１ｂ）とにＸ軸方向（第二方向）に分割することにより、多反射領域においてカメラ１０に向けて反射される光の光量と少反射領域においてカメラ１０に向けて反射される光の光量とを異ならせて、多反射領域を撮像した時の輝度値と少反射領域を撮像した時の輝度値とが相対的に異なることによって生じる多反射領域と少反射領域との間の境界線が識別できればその形態は問わない。
【００３９】
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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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の測定される部位である測定部位Ｐを、各ライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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８つの各ライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの通過時の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８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８回の撮像を行うことになる。ライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂのＸ座標は、それぞれ、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８であるとする。なお、複数のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａは、第一撮像対象領域５０ａの内の領域であり、複数のライン状撮像対象領域５１ｂ〜５４ｂは、第二撮像対象領域５０ｂの内の領域である。
【００４０】
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、第一撮像領域１５０ａと第二撮像領域１５０ｂとに仮想的に区分される。上述した第一撮像対象領域５０ａを撮像するエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の第一撮像領域１５０ａは、第一撮像対象領域５０ａの複数のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ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１５１ａ〜１５４ａを有する。なお、図３では、説明の便宜上、移動部４０の反射部４１を省略しており、対象物としての物体３０と共に同方向に同量移動する基準位置としての反射部４１に生じる境界線４１ｃを図示している。実際には、物体３０とその周辺は、図２Ｃのような像が撮像される。また、上述したように第二撮像対象領域５０ｂを撮像するエリアイメージセンサ１１の第二撮像領域１５０ｂは、第二撮像対象領域５０ｂの複数のライン状撮像対象領域５１ｂ〜５４ｂに対応して撮像する複数のライン状撮像領域１５１ｂ〜１５４ｂを有する。複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂは、Ｘ軸方向に順次撮像する撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８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１５１ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５２ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５３ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５４ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第五の撮像のタイミングＴ５において第五ライン状撮像領域１５１ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第六の撮像のタイミングＴ６において第六ライン状撮像領域１５２ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第七の撮像のタイミングＴ７において第七ライン状撮像領域１５３ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第八の撮像のタイミングＴ８において第八ライン状撮像領域１５４ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像する。
【００４１】
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）に基準位置としての反射部４１の境界線４１ｃと共に同方向に同量移動する物体３０および基準位置としての境界線４１ｃ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂが、撮像対象領域５０のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの位置（Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８の位置）に対応して、第一〜第八の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８において順次撮像する。
【００４２】
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の反射部４１の境界線４１ｃが通過する領域を撮像する境界線撮像領域１５５を有する。エリアイメージセンサの境界線撮像領域１５５は、反射部４１の境界線４１ｃの位置に対応しており、境界線４１ｃの少なくとも一部がエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５により撮像される。なお、境界線撮像領域１５５は、境界線４１ｃ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、境界線撮像領域１５５は、複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂに直交する領域１５５ａ〜１５５ｈに設定される。
【００４３】
なお、境界線撮像領域１５５は、Ｙ軸方向の位置が同一の領域であり、各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ毎にそれぞれ一つずつ設けられる領域であるが、各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂに対してＸ軸方向に二つ以上の各ライン状撮像領域をまたぐ様な共通領域としての境界線撮像領域を設けてもよい。例えば、図３においては、物体３０の図示左側においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃのみを撮像するように境界線撮像領域１５５が設定されているが、これに加えて、物体３０の図示右側においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃも撮像するように境界線撮像領域を設定してもよい。このように、Ｙ軸方向に対して複数の位置に、境界線撮像領域を設けることにより、全体として撮像される境界線４１ｃの長さを１つの境界線撮像領域で撮像するよりも長い線状の領域として認識できるため、反射部４１の回転によるずれ（つまり、Ｙ軸方向に対する境界線４１ｃの角度）をより正確に把握することができ、対象物としての物体３０を吸着保持してＸ軸方向に移動する移動部４０のノズル４３が何らかの原因によりＸ−Ｙ平面に対して回転した場合でも、正確に物体３０の形状を認識することができる。また、この場合においても、ノズル４３の反射部４１は、Ｙ軸方向の物体３０の両側において、２つの境界線撮像領域で反射部４１の外周が撮像されることが好ましい。これにより、境界線撮像領域において反射部４１の物体３０の一方の側に生じる境界線４１ｃの一方側の反射部４１の外周の端部と、反射部４１の物体３０の他方の側に生じる境界線４１ｃの他方側の反射部４１の外周の端部とが認識できるため、境界線４１ｃの両端部の中点の位置に対応する画素を例えば物体３０の測定部位Ｐが撮像された画素として設定できる。なお、反射部４１の外周の端部は、カメラ１０に向けて光を反射する反射部４１の反射領域の外周の端部および反射部４１自体の外周の端部も含まれ、コントラスト差により端部が認識できるものであればよい。
【００４４】
次に、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂが撮像対象領域５０に対して照射する第一輝度変化光および第二輝度変化光を含む輝度変化光について、詳細に説明する。
【００４５】
第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、図４においてＸ軸方向の図示右斜下方向および左斜め下方向から、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として第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ照射する。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、第一照射部２０ａが照射する第一輝度変化光の輝度分布は、図５（ａ）に示すように、複数のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ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５１ａ、５２ａ、５３ａおよび５４ａ）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。また、第二照射部２０ｂが照射する第二輝度変化光の輝度分布は、第一輝度変化光と同様に、図５（ｂ）に示すように、複数のライン状撮像対象領域５１ｂ〜５４ｂ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ｘ５、ｘ６、ｘ７およびｘ８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５１ｂ、５２ｂ、５３ｂおよび５４ｂ）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。
【００４６】
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。
【００４７】
また、上記輝度変化光の輝度の下限値は、例えば、第一照射部２０ａが反射部４１に光を照射した場合に、第一領域４１ａにより反射される輝度と、第二領域４１ｂに放射される光の輝度との明暗差が区別できる範囲の値に設定される。つまり、カメラ１０に向けて反射部４１が反射する輝度変化光の最も暗い部分の光は、撮像部としてのカメラ１０が認識できる最も暗い光よりも明るいことが好ましい。
【００４８】
また、図４に示すように、第一照射部２０ａが照射する第一輝度変化光と第二照射部２０ｂが照射する第二輝度変化光とは、第一撮像対象領域５０ａと第二撮像対象領域５０ｂとの並び方向（Ｘ軸方向）に互いに位相が同じ関係を有するが、必ずしも位相が同じである必要はなく、第一輝度変化光と第二輝度変化光との位相が反転している光であってもよい。
【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ｘ２の第二ライン状撮像対象領域５２ａおよびＸ座標がｘ６の第六ライン状撮像対象領域５２ｂ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５４ａおよびＸ座標がｘ８の第八ライン状撮像対象領域５４ｂ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第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの並び方向（Ｘ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。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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂは、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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に第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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の高さを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ライン状撮像領域１５１ａ、１５１ｂ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ライン状撮像領域１５２ａ、１５２ｂ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ライン状撮像領域１５３ａ、１５３ｂ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群をライン状撮像領域１５４ａ、１５４ｂとして設定する。これらのライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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における移動部４０のノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像するエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５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の反射部４１に生じる境界線４１ｃを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を通過する反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線撮像領域１５５として設定される。境界線撮像領域１５５は、図３の破線で示すＸ軸方向に対して平行な少なくとも１つの領域としてのライン状の領域としてもよいが、第一実施形態では境界線４１ｃは、物体３０と共にＸ軸方向に対して移動するＹ軸方向に平行な線であるため、Ｘ軸方向の振動ずれ等が生じても物体３０の測定部位Ｐと共に撮像のタイミングにおいてそれぞれのライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂのＸ軸方向の幅内で撮像できる配置であれば、ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂと、境界線４１ｃが通過する図３の破線で示される境界線撮像領域１５５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〜１５５ｈ）のみに設定され、Ｘ軸方向に分割して離間された複数のＸ軸方向に並ぶ領域としてもよい。なお、境界線撮像領域１５５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軸方向に対して１０画素分の幅を持った領域に設定される。または、反射部４１に生じる境界線４１ｃの長さがＹ軸方向の幅は、１０画素分程度に対応する幅に設定されるようにしてもよい。
【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２０ａ、２０ｂ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂを制御する。具体的には、照射処理部１０２は、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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〜Ｔ８で撮像させる。
【００６０】
データ取得部１０３ｂは、移動部４０のノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像した結果である境界線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。境界線データは、移動部４０のノズル４３の反射部４１をＸ軸方向に区分する第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂの間の境界線４１ｃ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の境界線撮像領域１５５においてＸ軸方向の基準位置としての反射部４１の境界線４１ｃが撮像された結果を境界線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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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〜Ｔ８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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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、境界線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〜Ｔ８で撮像された結果（つまり境界線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〜Ｔ８に撮像された境界線データによって特定される境界線位置（Ｘ軸方向の振動ずれ後の位置）と、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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〜Ｔ８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境界線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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８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ノズル４３の反射部４１の端部における境界線４１ｃが撮像されたライン状の画素群から推測される例えば反射部４１の端部からの中心の位置に対応する画素の出力値を、物体３０内における測定対象である測定部位Ｐに対応する位置（ノズル４３の反射部４１の境界線４１ｃによる境界線位置、または、Ｘ軸方向の振動等の位置ずれの基準と成る基準位置）に対応する画素の出力値（輝度値）として取得する。画像データの内で反射部４１の境界線４１ｃから物体の測定部位Ｐに対応する画素は、例えば、認識される境界線４１ｃの反射部４１の左端から境界線４１ｃに沿った方向の反射部４１の中心側に予め定められた画素分（つまり、反射部４１の半径に相当する画素数）だけ離れた画素が反射部４１の中心の位置に対応する画素（すなわちこの場合の物体３０の測定部位Ｐの位置に対応する画素）として特定される。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位置である境界線基位置、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により導出されたノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃのＸ座標の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位置としての境界線４１ｃの像から定まる物体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、位相シフト法に従い物体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位置としての反射部４１の境界線４１ｃが撮像された境界線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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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】
第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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第一輝度変化光および第二輝度変化光を、撮像対象領域５０の第一撮像対象領域５０ａおよび第二撮像対象領域５０ｂに対してそれぞれ照射する（Ｓ１０１）。つまり、図４に示すように、第一照射部２０ａは、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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、第一撮像対象領域５０ａにおいて第一輝度変化光をＸ軸方向の図示右斜下方向から照射する。また、第二照射部２０ｂは、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂに対してＸ軸方向に相対的に移動する物体３０に、第二撮像対象領域５０ｂにおいて第二輝度変化光をＸ軸方向の図示左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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂが、Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８の位置を物体３０の測定部位Ｐが通過するに撮像するそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８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上で反射された第一輝度変化光の光（輝度値）がライン状撮像領域１５１ａによって受光される。
【００７０】
データ取得部１０３ｂは、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの境界線データと物体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〜Ｔ８に撮像された境界線データによって特定される境界線位置（Ｘ軸方向の振動等による位置ずれの後の位置）と、移動部４０がノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃが撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８において位置ずれが生じてない場合とする位置である境界線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およびノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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との位置関係を説明する図である。
【００７３】
図９では、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの位置を説明するために、ノズル４３の反射部４１を図示せずに、反射部４１に生じる境界線４１ｃのみを図示している。また、図９は、図３に示す撮像領域１５０について物体３０および反射部４１が通過する周辺の領域を示し、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において対象物としての物体３０が通過する領域（つまり、第一撮像対象領域５０ａ）を拡大した図である。対象物としての物体３０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１５１ａ〜１５４ａ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。なお、図９では図示しないが、対象物としての物体３０は、図９に示す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１５１ａ〜１５４ａを通過した後においても、撮像のタイミングＴ５〜Ｔ８においてそれぞれ各ライン状撮像領域１５１ｂ〜１５４ｂ（図３参照）を通過する。ここでは、図９に基づいて第一撮像対象領域５０ａの各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａを、対象物としての物体３０が通過する場合のみを説明し、その後に第二撮像対象領域５０ｂの各ライン状撮像領域１５１ｂ〜１５４ｂを通過する場合についての説明は第一撮像対象領域５０ａを通過する場合と同様であるので省略する。
【００７４】
移動部４０は、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５１ａ〜１５４ａ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ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）に境界線４１ｃが順次移動される。なお、このときに、境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）は、例えば、認識される境界線４１ｃの左端の位置に設定されるが、この限りではなく、Ｘ軸方向に対する位置ずれが検出されればよいため境界線４１ｃが撮像されることにより特定されるＸ座標のみを境界線基位置として設定してもよい。また、各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４（Ｔ５〜Ｔ８）において、移動部４０は、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを、ノズル４３に吸着保持された対象物としての物体３０に対する位置関係が一定として、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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃと同様に対象物としての物体３０の測定部位Ｐを、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（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）に順次移動させることになる。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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第一境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）に、かつ、対象物としての物体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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第二境界線基位置（Ｘｂｉ２、Ｙｂｉ２）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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第三境界線基位置（Ｘｂｉ３、Ｙｂｉ３）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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第四境界線基位置（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）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）境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）」および「（第一〜第四）対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）」は、例えば、撮像領域１５０を構成するエリアイメージセンサ１１の各画素の座標を示す。上記のことから、ＸｂｉＮ＝ＸｐｉＮ（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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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〜第四境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）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、境界線４１ｃがずれた方向に、境界線４１ｃ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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線位置を、それぞれ第一〜第四境界線位置（Ｘｂｒ１、Ｙｂｒ１）〜（Ｘｂｒ４、Ｙｂｒ４）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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線４１ｃが撮像される位置としての第一境界線位置（Ｘｂｒ１、Ｙｂｒ１）、第二境界線位置（Ｘｂｒ２、Ｙｂｒ２）および第四境界線位置（Ｘｂｒ４、Ｙｂｒ４）は、それぞれ、第一境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）、第二境界線基位置（Ｘｂｉ２、Ｙｂｉ２）および第四境界線基位置（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）と同じ位置となり、基準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におけるノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの位置である第三境界線位置（Ｘｂｒ３、Ｙｂｒ３）は、第三の撮像のタイミングＴ３での移動部４０が上記の位置ずれが生じてないとした場合の位置である第三境界線基位置（Ｘｂｉ３、Ｙｂｉ３）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境界線位置（Ｘｂｒ３、Ｙｂｒ３）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境界線基位置（Ｘｂｉ３、Ｙｂｉ３）との関係は例えば次のような式１として表される。
【００７７】
Ｘｂｒ３−Ｘｂｉ３＝Δｘ・・・・（式１）
【００７８】
撮像領域１５０において、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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る。このため、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＋（Ｘｂｒ３−Ｘｂｉ３）・・・・（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ノズル４３の反射部４１の境界線４１ｃを移動部４０に構成し、当該境界線４１ｃ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、境界線基位置より位置ずれ量Δｘを導出し、その位置ずれ量Δｘと境界線基位置と同方向に同量移動する対象物基位置とにより、境界線４１ｃ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さらに、第五の撮像のタイミングＴ５、第六の撮像のタイミングＴ６、第七の撮像のタイミングＴ７および第八の撮像のタイミングＴ８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＋（ＸｂｒＮ−ＸｂｉＮ） （Ｎ＝１〜８の自然数）・・・・（式４）
【００８５】
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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８に撮像された対象物データの輝度値を取得する（Ｓ１０５）。
【００８６】
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）。
【００８７】
図４に示すように、Ｘ座標ｘ３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１５４ａ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ｘ３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ｘ３の物体３０の測定部位Ｐ上に位置３１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、２πラジアンに近づいている。図１０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１０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。
【００８８】
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Ｘｐｒ１、Ｘｐｒ２、Ｘｐｒ３、Ｘｐｒ４、Ｘｐｒ５、Ｘｐｒ６、Ｘｐｒ７およびＸｐｒ８に位置する対象物としての物体３０の点Ｐの画像データの輝度を、それぞれ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈ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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、認識部１０４は、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の第一撮像領域１５０ａおよび第二撮像領域１５０ｂのそれぞれにおいて撮像された物体３０の画像データを用いて、撮像処理された位相差Δφにより位相シフト法に従い物体３０の形状を認識する。つまり、認識部１０４は、第一撮像領域１５０ａにおいて撮像された物体３０の画像データを用いて、位相シフト法に従い物体３０の形状を認識し、第二撮像領域１５０ｂにおいて撮像された物体３０の画像データを用いて、撮像処理された位相差Δφにより位相シフト法に従い位相差を求め、その高さを算出し、物体３０の形状を認識する。さらに物体３０上の測定点を複数箇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。
【００９１】
このように１つの物体３０について撮像領域１５０として第一撮像領域１５０ａと第二撮像領域１５０ｂとの２つの認識結果が得られることとなるが、認識部１０４は、上述のように２つの認識結果をそのまま出力してもよいし、２つの認識結果のいずれかを出力してもよい。ここで、後者の例を説明する。第一照射部２０ａの第一輝度変化光の照射方向は図示Ｘ軸方向の左斜め上方向であり、第二照射部２０ｂの第二輝度変化光の照射方向は図示Ｘ軸方向の右斜め上方向である。このため、物体３０の形状によっては、第一輝度変化光のみによる照射によると物体３０のＸ軸方向の図示左側で死角が生じやすく、第二輝度変化光のみによる照射によると物体３０のＸ軸方向の図示右側で死角が生じやすい。よって、物体３０のＸ軸方向の図示左側の形状を認識する際には、第二撮像領域１５０ｂで撮像された物体３０の画像データから得られる認識結果を出力し、物体３０のＸ軸方向の図示右側の形状を認識する際には、第一撮像領域１５０ａで撮像された物体３０の画像データから得られる認識結果を出力することが好ましい。
【００９２】
対象物としての物体３０を挟む両側から撮像対象領域５０に対して互いに平行で周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光の輝度変化光を照射する。ここで、物体３０の形状によっては、輝度変化光が、物体３０の一部に遮られて、物体３０上に照射されない場合がある。このため、物体３０の両側から輝度変化光を照射することで、輝度変化光が物体３０の一部に遮られることなく、当該輝度変化光を物体３０上に照射することができる。
【００９３】
また、予め撮像部であるカメラ１０のエリア撮像素子の領域である第一撮像領域１５０ａや第二撮像領域１５０ｂの複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂにおいて、第一輝度変化光と第二輝度変化光とを、上述の物体３０の高さを０とした場合の基準位置としての基準面６０上に対して重ならないように照射し、撮像領域を調整する。これにより、物体３０の形状を認識するための輝度変化光を有効に活用することができるので、物体３０の形状認識範囲を広げることができる。
【００９４】
以上により、部品実装装置１００が対象物としての物体３０の形状を認識する処理は終了する。
【００９５】
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、第一照射部２０ａ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に向けて、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、Ｙ軸方向に交差する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ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃおよび対象物としての物体３０が撮像対象領域５０を通るように、カメラ１０と第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂとに対して物体３０をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。つまり、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃおよび対象物としての物体３０が共にカメラ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂと対象物としての物体３０と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。ノズル４３の反射部４１は、その反射する領域が第一領域４１ａと第二領域４１ｂとにＸ軸方向に対して分割されており、第一領域４１ａと第二領域４１ｂとにおいてカメラ１０に向けて反射される光の光量が相対的に異なるような構造となっている。つまり、第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂは、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１によって互いに異なる光量で撮像されるため、２つの領域は明暗差（コントラスト）が生じた状態で撮像される。このため、ノズル４３の反射部４１をエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０によって撮像した結果から、第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間の境界線４１ｃを認識できる。
【００９６】
そして、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、ノズル４３の反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間に生じる境界線４１ｃがエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５により撮像された結果を境界線データとして、また対象物としての物体３０がエリアイメージセンサ１１の各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂにより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により取得される境界線データと対象物データとは、Ｘ軸方向に物体３０と境界線４１ｃとが共に移動してカメラ１０により順次撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８で撮像された結果であり、同一の撮像のタイミングで撮像された結果としての境界線データと対象物データとのそれぞれの組が複数の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８毎に存在する。同一の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８で撮像された結果としての境界線データと対象物データとのそれぞれの組の内における、境界線データに基づいて位置ずれ導出部１０３ｃが、当該境界線データが撮像された撮像のタイミングと同じ撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８で撮像された物体３０のＸ軸方向の振動等により生じる位置ずれΔｘを導出する。そして、輝度値取得部１０３ｄが、位置ずれΔｘを考慮して、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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８で撮像された対象物データの内の物体３０の測定部位Ｐの位置に対応するＸ軸方向に周期的に変化する輝度変化光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の波形を作成する。
【００９７】
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〜Ｔ８で撮像対象領域５０のＸ軸方向に振動等による位置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、対象物としての物体３０と共にノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃは常に物体３０と同方向に同量だけ移動するため、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの位置を把握して第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの境界線４１ｃを撮像した境界線データを取得することにより、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃが撮像された撮像のタイミングにおける境界線データに基づく物体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の正弦波８２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との位置が振動等によって、撮像のタイミングにおいて移動部４０が移動させるべき上記理想的な座標の位置ｘ１〜ｘ８から例えばＸ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。
【００９８】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、ノズル４３の反射部４１の第一領域４１ａにおいて光（第一輝度変化光）をカメラ１０に向けて反射し、第二領域４１ｂにおいて光（第一輝度変化光）をカメラ１０に向けて反射しない（反射する光量が第一領域４１ａに比べて相対的に小さいことも含む）ため、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１において、反射部４１の第一領域４１ａが放出（反射）する光の輝度が高く認識され、反射部４１の第二領域４１ｂが放出（反射）する光の輝度が相対的に低く認識される。このため、第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの明暗差を認識することができ、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間に生じる境界線４１ｃを認識することができる。また、少なくとも第二領域４１ｂにおいてはカメラ１０に向けて第一照射部２０ａにより照射される第一輝度変化光を反射しないため、第一領域４１ａに照射される光が弱い場合であっても、コントラスト差により第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの境界線を認識することができる。なお、第二照射部２０ｂによって照射される第二輝度変化光に対しても同じことが言え、この場合には、第一領域４１ａにおいて第二輝度変化光がカメラ１０に向けて反射されず、第二領域４１ｂにおいて第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射する。
【００９９】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、第一領域４１ａにおいて反射される光の光源が第一照射部２０ａにより照射される輝度変化光である。このため、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの境界を識別するための照射手段を第一照射部２０ａの他に設ける必要がない。つまり、上記実施形態に係る部品実装装置１００によれば、反射部４１が反射する光として第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂによって照射される第一輝度変化光および第二輝度変化光を利用しているが、これに限らずに、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂとは別の照射手段を設けて、当該照射手段から反射部４１へ向けて光を照射してもよい。この場合においても、反射部４１によりカメラ１０に向けて反射される光の量が反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとにおいて相対的に異なる光量とされることが必須であり、例えば当該照射手段は、第一照射部２０ａと同じ角度から反射部４１に向けて照射することが望ましい。
【０１００】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、第一照射部２０ａの他に、撮像対象領域５０を間に挟んで第一照射部２０ａのＸ軸方向の反対側に第二照射部２０ｂが設けられ、第一照射部２０ａの照射のタイミングと第二照射部２０ｂの照射のタイミングとを重ならないようにずらすことにより、一方の側からの照射によりできる影の影響を軽減している。このような形態の部品実装装置１００であっても、第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をノズル４３の反射部４１の第二領域４１ｂにおいてカメラ１０に向けて反射して、第一領域４１ａにおいてカメラ１０に向けて反射しない。このため、第二照射部２０ｂから輝度変化光が照射される場合には、反射部４１の第一領域４１ａが相対的に暗く、かつ、第二領域４１ｂが明るい状態でカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像される。これにより、撮像された結果（境界線データ）から反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間の境界線４１ｃを認識することができる。
【０１０１】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、データ取得部１０３ｂによりエリアイメージセンサ１１の撮像領域におけるＹ軸方向に平行な複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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、第一と第二のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂの出力値を選択して採用するため、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。
【０１０２】
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によりノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃが通過するエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５の出力値を境界線データとして取得する。境界線４１ｃ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軸方向における境界線４１ｃ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、境界線４１ｃ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。
【０１０３】
このため、境界線４１ｃ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂの長手方向に交差（直交）するＸ軸方向に平行な境界線撮像領域１５５に限定することができる。つまり、境界線データとしてエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の出力値の内で境界線撮像領域１５５からの出力値のみを採用すれば、境界線データを得ることができ、境界線４１ｃと共に同方向に同量移動する物体３０の位置を把握することができる。これにより、境界線データのデータ量を最小限として、境界線データの転送を高速に行うことができる。
【０１０４】
なお、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Ｙ軸方向の物体３０の位置ずれ量として、あるいは反射部４１に生じる反射部４１の端部における境界線４１ｃのＹ軸方向のずれ量を物体３０の位置ずれ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、対象物としての物体３０の進行方向であるＸ軸方向における撮像対象領域５０に対する撮像の相対移動方向であるＸ軸方向の前後方向のそれぞれに第一照射部２０ａと第二照射部２０ｂとを配置して、前後二方向から撮像対象領域５０を通過する物体３０に対して第一輝度変化光および第二輝度変化光が照射される形態であるが、輝度変化光は物体３０の移動方向の前後二方向から物体３０に照射することに限定されない。例えば、形状測定（高さ測定）において大きな問題が生じない対象物としての物体３０の形状の撮像であれば、第一照射部２０ａの一方向のみから輝度変化光を物体３０に対して照射する形態であってもよい。
【０１０６】
このように、第一照射部２０ａのみによって一方向から輝度変化光が物体３０に照射されるような場合であっても、反射部４１は、その第一領域４１ａにおいてカメラ１０に向けて輝度変化光を反射し、その第二領域４１ｂにおいてカメラ１０に向けて輝度変化光を反射しないため、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像された結果から、反射部４１の第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂの境界線４１ｃを認識することができる。
【０１０７】
上記実施形態では、エリアイメージセンサ１１の各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂの幅は、予め、第一〜第八の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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、反射部４１の境界線４１ｃが振動する際に得られる位置ずれ量を第一〜第八境界線基位置（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、各第一〜第八境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき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軸方向に対しての各ライン状撮像領域の幅を決定すればよい。このとき得られるノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像した結果から、同様にして、境界線撮像領域１５５が持つＹ軸方向に対する幅として、反射部４１に生じる境界線４１ｃの長手方向の端部が振動する際に得られる位置ずれ量を第一〜第八境界線基位置（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、各第一〜第八境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき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軸方向に対しての境界線撮像領域１５５の幅を決定すればよい。
【０１０８】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図１１は、本発明の第二実施形態に係る部品実装装置２００の構成を示す図である。
【０１０９】
同図に示すように、部品実装装置２００は、図４に示された第一実施形態における第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂに代えて、第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄを備え、カメラ１０に代えてカメラ１１０を備える。
【０１１０】
第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄの構成は、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂと同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【０１１１】
第一照射部２０ｃは、上記輝度変化光である第一輝度変化光を、撮像対象領域７０に対してＸ軸方向の図示右斜め下から投影する。第二照射部２０ｄは、撮像対象領域７０に対してＸ軸方向の図示左斜め下から、第一照射部２０ｃによる第一輝度変化光の照射方向とは異なる方向に上記輝度変化光である第二輝度変化光を照射する。一例として、図１１に示すように、第一照射部２０ｃは、Ｘ軸方向の図示右斜め下方から左斜め上方向に位置する撮像対象領域７０へ向けて第一輝度変化光を照射し、第二照射部２０ｄは、Ｘ軸方向の図示左斜め下方から右斜め上方向に位置する撮像対象領域７０へ向けて第二輝度変化光を照射する。つまり、第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄは、撮像対象領域７０を挟む撮像の相対移動方向であるＸ軸方向の両側に配置され、当該両側のそれぞれから撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過する物体３０に対して仮想の面であり物体３０の高さを０とした場合のＺ軸方向の基準の面である基準面６０上で互いに平行で、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光を斜めから照射する。
【０１１２】
なお、第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄは、物体３０の高さを０とした場合の面としての基準面６０において、第一輝度変化光および第二輝度変化光が重なるように、第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ撮像対象領域７０へ向けて照射する。例えば、図１１に示すように、第一輝度変化光および第二輝度変化光の撮像対象領域７０における物体３０の高さを０とした場合の基準面６０上でのＸ軸方向の照射範囲は、例えば共にＸ座標がｘ１〜ｘ４の間の範囲（撮像対象領域７０）で重なる同じ範囲である。Ｙ軸方向に延びるライン状撮像対象領域内は同一（一様）の輝度分布を有する。ただし、第一輝度変化光と第二輝度変化光とは、必ずしも位相が同位相である必要はなく、第一輝度変化光と第二輝度変化光との位相が互いに反転していてもよい。
【０１１３】
さらに、第一輝度変化光と第二輝度変化光とは、異なる波長を有する。例えば、第一輝度変化光を赤色の波長を有する光とし、第二輝度変化光を青色の波長を有する光とする。
【０１１４】
図１２は、撮像部としてのカメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０の構成を示す図である。エリアイメージセンサ１１１は異なる波長を有する輝度変化光を各々の波長ごとに分離してそれぞれの光を撮像するセンサであり、一般的にはカラーエリアイメージセンサが用いられる。図１２は一般的にカラーフィルタ方式と呼ばれる構成であり、エリアイメージセンサ１１１の１画素群毎に例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を通過させるカラーフィルタを介して、それぞれの画素に対応した素子で構成される。図１２の拡大図においては、ライン状撮像領域１７１の各画素の拡大図を示している。Ｒのハッチングで示される領域の画像素子１７１ｒは、赤（Ｒ）のフィルタが配置されており、赤色の波長の光を認識する。Ｇのハッチングで示される領域の画像素子１７１ｇは、緑（Ｇ）のフィルタが配置されており、緑色の波長の光を認識する。Ｂのハッチングで示される領域の画像素子１７１ｂは、青（Ｂ）のフィルタが配置されており、赤色の波長の光を認識する。
【０１１５】
また、エリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０には、第一実施形態の撮像領域１５０と同様に、反射部４１の境界線４１ｃを撮像する境界線撮像領域１７５がＸ軸方向に平行に設けられる。境界線撮像領域１７５は、反射部４１の境界線４１ｃの位置に対応しており、境界線４１ｃの少なくとも一部がエリアイメージセンサ１１１の境界線撮像領域１７５により撮像される。なお、境界線撮像領域１７５は、境界線４１ｃ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、境界線撮像領域１５５は、複数のライン状撮像領域１７１〜１７４に直交する領域１７５ａ〜１７５ｈにて設定されてもよい。
【０１１６】
また、第二実施形態の部品実装装置２００では、第一照射部２０ｃが照射する第一輝度変化光と、第二照射部２０ｄが照射する第二輝度変化光とを同時に同一の撮像対象領域７０に照射するような形態であっても、第一輝度変化光と第二輝度変化光との波長が異なり、カメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３波長のそれぞれの輝度を取得することができるため、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの移動の基準位置としての境界線４１ｃをカメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１による撮像結果から認識することができる。赤色の波長を有する第一輝度変化光が照射される反射部４１の第一領域４１ａは赤色の波長を有する光を反射し、青色の波長を有する第二輝度変化光が照射される反射部４１の第二領域４１ｂは青色の波長を有する光を反射する。このため、エリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０において、赤（Ｒ）の波長を取得する画像素子によって反射部４１の第一領域４１ａの輝度が第二領域４１ｂの輝度よりも相対的に高く検出され、青（Ｂ）の波長を取得する画像素子によって反射部４１の第二領域４１ｂの輝度が第一領域４１ａの輝度よりも相対的に高く検出される。このように、赤（Ｒ）の波長の明暗差、および、青（Ｂ）の波長の明暗差に基づいて、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとに生じる境界線４１ｃを認識することができる。
【０１１７】
図１１に示す部品実装装置２００の機器構成は、図７に示した部品実装装置１００の構成と同様であるが、照射処理部１０２が第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄを制御し、撮像処理部１０３が、エリアイメージセンサ１１１を制御する点が異なる。
【０１１８】
認識部１０４は、エリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０の赤（Ｒ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｒが撮像した物体３０の赤色成分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。また、認識部１０４は、撮像領域１７０の青（Ｂ）の光に対応するライン状撮像対象領域１７１の画像素子１７１ｂが撮像した物体３０の青色成分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。それぞれの物体３０の形状の認識処理は、第一実施形態に示したものと同様であるため、説明は省略する。このように１つの物体３０について、例えば赤（Ｒ）の波長と青（Ｂ）の波長との２つの認識結果が得られることとなるが、認識部１０４は、２つの認識結果をそのまま出力してもよいし、２つの認識結果のいずれかを出力してもよい。ここで、後者の例を説明する。第一照射部２０ｃの第一輝度変化光の照射方向はＸ軸方向図示左斜め上方向であり、第二照射部２０ｄの第二輝度変化光の照射方向はＸ軸方向図示右斜め上方向である。このため、物体３０の形状によっては、第一輝度変化光によると物体３０のＸ軸方向図示左側で死角が生じやすく、第二輝度変化光によると物体３０のＸ軸方向図示右側で死角が生じやすい。よって、例えば物体３０のＸ軸方向図示左側の形状を認識する際には、撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域内は同一の輝度分布を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第二輝度変化光を、撮像対象領域７０に対して、第二照射部２０ｄにてＸ軸方向図示右斜め上方向の照射方向へ照射する。そして、撮像領域１７０の青（Ｂ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｂで撮像された物体３０の青色成分の画像データから得られる認識結果を出力する。一方で、物体３０のＸ軸方向図示右側の形状を認識する際には、撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域内は同一の輝度分布を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光を、撮像対象領域７０に対して、第一照射部２０ｃにてＸ軸方向図示左斜め上方向の照射方向へ照射する。そして、撮像領域１７０の赤（Ｒ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｒで撮像された物体３０の赤色成分の画像データから得られる認識結果を出力する。または、赤色に着色されている物体３０と青色に着色されている物体３０とを形状認識する必要がある場合には、赤色に着色されている物体３０については、青（Ｂ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｂで撮像された物体３０の青色成分の画像データから得られる認識結果を出力し、青色に着色されている物体３０については、赤（Ｒ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｒで撮像された物体３０の赤色成分の画像データから得られる認識結果を出力する。
【０１１９】
撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域７１〜７４内はそれぞれ一様な輝度を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像領域１７１〜１７４の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光を、撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過するときの物体３０を挟むＸ軸方向の両側から第一輝度変化光および第二輝度変化光を斜めに照射する。ここで、物体３０の形状によっては、撮像対象領域７０に対して片側から第一輝度変化光または第二輝度変化光が照射される場合には、物体の一部に遮られて、物体上の影になる面に投影されない場合がある。このため、撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過するときの物体３０を挟んでＸ軸方向の物体３０の両側から第一輝度変化光および第二輝度変化光を照射することで、第一輝度変化光または第二輝度変化光が物体３０の一部に遮られることなく、第一輝度変化光および第二輝度変化光の少なくとも一方を物体３０の測定部位Ｐに照射することができる。
【０１２０】
また、波長が異なる複数の輝度変化光を、撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から物体３０の状態（形状、色等）に応じて使い分けて照射することで、様々な物体の形状を認識することができる。
【０１２１】
また、撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域１７１〜１７４内は同一の輝度を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域１７１〜１７４の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光を、撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から互いに波長が異なる第一輝度変化光の波長の光と第二輝度変化光の波長の光として撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過するときの物体３０に対してそれぞれ照射する（この時のＸ軸方向の輝度分布の波形はそれぞれ正弦波である。）。エリアイメージセンサ１１１のライン状撮像領域１７１〜１７４は、それぞれが撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から輝度変化光が照射される第一輝度変化光の波長の光と第一輝度変化光の波長の光とは波長の異なる輝度変化光の第二輝度変化光の波長の光とを分離して、物体３０を撮像している。このため、カラーに対応するカメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１を用いて、撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から物体３０に対し、波長の異なる輝度変化光である第一輝度変化光および第二輝度変化光がそれぞれ照射され、対象物としての物体３０上の第一輝度変化光の波長の光の反射光と第一輝度変化光の波長の光とは波長の異なる輝度変化光の第二輝度変化光の波長の光の反射光を同時に撮像することができる。よって、波長ごとにエリアイメージセンサのライン状撮像領域で撮像する場合に比べて、対象物としての物体３０を撮像する回数を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、振動等により位置ずれが発生しても物体の測定部位に対応する出力値を取得することにより、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】
【０１２３】
１０、１１０ カメラ
１１、１１１ エリアイメージセンサ
１２ レンズ
２０ 照射部
２０ａ 第一照射部
２０ｂ 第二照射部
３０ 物体
３１〜３８ 位置
４０ 移動部
４１ 反射部
４１ａ 第一領域
４１ｂ 第二領域
４１ｃ 境界線
４３ ノズル
５０、７０ 撮像対象領域
５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ ライン状撮像対象領域
６０ 基準面
８１、８２ 正弦波
１００、２００ 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
１５０、１７０ 撮像領域
１５１ａ〜１５４、１５１ｂ〜１５４ｂ、１７１〜１７４ ライン状撮像領域
１５５、１７５ 境界線撮像領域
１７１ｒ、１７１ｇ、１７１ｂ 画像素子
Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ８ 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、第一の従来技術として、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および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、第二の従来技術として、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、第一の従来技術では、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一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、第二の従来技術では、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また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また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困難であり、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る撮像することは困難である。また、さらに、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第一輝度変化光を、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第一照射部と、前記対象物を吸着して保持するノズルと、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し、前記ノズルが接続され、第一領域において前記撮像部に向けて反射する第一光量と、前記第一領域に対して第二方向に並ぶ第二領域とにおいて前記撮像部に向けて反射する第二光量との異なる光量を反射可能な反射部とを有し、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反射部を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の境界線の少なくとも一部を予め定められた撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である基準位置としての境界線データと、前記対象物の測定部位を前記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境界線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境界線位置と、前記移動部が前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の前記境界線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境界線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対象物基位置に対して、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、振動等による位置ずれの影響によって第二方向に移動する対象物の測定部位が予め定められた撮像のタイミングで撮像され、位置ずれが生じていない場合とする位置の対象物基位置に無い場合であっても、対象物と共に第二方向に移動する反射部に生じる境界線は対象物と同方向に同量だけ移動し対象物と境界線との位置関係は一定であるため、反射部の第一領域と第二領域との境界線を撮像した境界線データを取得し、反射部に生じる境界線が撮像された撮像のタイミングにおける境界線データに基づく撮像のタイミングにおける境界線データと境界線基位置との第二方向の位置ずれを導出することにより対象物の測定部位の位置を把握することができる。このように当該撮像のタイミングにおいて撮像された対象物の測定部位の位置を反射部の境界線データに基づく位置ずれを把握し加算することにより正確に特定できるため、位置ずれが加算された対象物の測定部位の位置に対応する対象物データである輝度値の出力値を採用して、対象物の測定部位の位置とそれに対応する出力値とをプロットすることにより、対象物の測定部位の形状としての高さ寸法を位相シフト法に基づいて導出するための正弦波を作成することができる。このように、対象物の測定部位と撮像部との相対的な位置が振動によって当該撮像のタイミングにおいて移動部が移動させるべき位置からずれてしまっていても、正確に対象物を撮像した対象物の撮像波形としての正弦波を作成することができる。これにより、振動等により撮像のタイミングにおいて位置ずれが生じていても対象物の測定部位の高さ方向（第一方向および第二方向に対して直交する方向）の寸法を正確に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、前記反射部は、前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射しない。
【００１２】
これによれば、第一領域において撮像部に向けて反射される光の光源が第一照射部により照射される輝度変化光である。このため、反射部の第一領域と第二領域との境界を識別するための照射手段を第一照射部の他に別途設ける必要がなく、部品実装装置のコストを低減することができる。
【００１３】
また、好ましくは、さらに、前記撮像対象領域から前記第一方向および前記第二方向に垂直な第三方向に対して延びる仮想線を挟んで前記第一照射部とは前記第二方向の反対側に位置し、第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記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第二輝度変化光を、前記撮像対象領域に対して斜めから照射する第二照射部を備え、前記反射部は、前記第一照射部により照射された前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射せず、前記第二照射部により照射された前記第二輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射せず、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射する。
【００１４】
これによれば、第一照射部の他に、第一照射部の第二方向の反対側に第二照射部が設けられて、第二方向に移動する対象物に対して第二方向の両側から第一輝度変化光および第二輝度変化光を照射することで影の影響を軽減している。このような形態の部品実装装置であっても、反射部は、第二照射部から照射される第二輝度変化光を、第一領域において撮像部に向けて反射せず、第二領域において前記撮像部に向けて反射する。つまり、第二照射部から第二輝度変化光が照射される場合には、反射部の第一領域が暗く、かつ、第二領域が第一領域に比べ相対的に明るくなる。これにより、第二照射部により第二輝度変化光が照射される場合であっても、反射部は、第一領域と第二領域との間の境界線が認識可能な状態で撮像される。
【００１５】
また、好ましくは、前記データ取得部は、前記撮像部の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あって、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。
【００１６】
これによれば、データ取得部は、第一方向に平行な複数のライン状撮像領域により出力された対象物の輝度値の出力値を対象物データとして取得する。このように、データ取得部が、位相シフト法に利用するデータとして撮像部のエリアイメージセンサの出力値の内で、ライン状撮像領域の出力値のみを採用するため、対象物データのサイズをエリアイメージセンサ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、本発明の部品実装装置では、位相シフト法によって物体の形状を認識するための処理にかかる対象物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、前記データ取得部は、前記撮像部のエリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記境界線が通過する領域である境界線撮像領域の出力値を前記境界線データとして取得する。
【００１８】
これによれば、データ取得部は、撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域の内で反射部に生じる境界線が通過する境界線撮像領域の出力値を境界線データとして取得する。反射部に生じる境界線は、撮像部に対して対象物と共に同方向に同量で第二方向に移動し、撮像対象領域の第一方向に平行な領域において撮像される。
【００１９】
このため、データ取得部は、反射部の境界線を撮像するための撮像部のエリアイメージセンサの領域を撮像領域の境界線撮像領域に限定して、当該境界線撮像領域による出力値を境界線データとして取得することができる。データ取得部が境界線撮像領域によって出力された境界線データを取得することにより、位置ずれ導出部は、予め定められた撮像のタイミングにおける反射部の境界線位置を取得でき、取得した境界線位置と位置ずれが生じていない場合とする境界線基位置との位置ずれを導出できる。このように、エリアイメージセンサの撮像領域による出力値の内で、当該撮像領域よりも小さい領域の境界線撮像領域を境界線データとして取得するため、基準位置としての境界線データのデータ量を最小限として、境界線データの転送を高速に行うことができる。
【００２０】
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】
【００２１】
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】
【００２２】
【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２Ａ】図２Ａは、移動部の構成を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂ（ａ）は、反射部のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第一撮像対象領域において第一輝度変化光を反射部が反射する状況を示す図であり、図２Ｂ（ｂ）は、反射部のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第二撮像対象領域において第二輝度変化光を反射部が反射する状況を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃ（ａ）は、第一撮像対象領域において移動部と物体とを撮像した場合の反射部に生じる境界線を示す図であり、図２Ｃ（ｂ）は、第二撮像対象領域において移動部と物体とを撮像した場合の反射部に生じる境界線を示す図である。
【図３】図３は、撮像部のエリアイメージセンサの撮像領域が反射部に生じる境界線と対象物としての物体を撮像した時に、撮像領域と反射部の境界線および物体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、ノズルの反射部に生じる境界線および対象物としての物体と、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を説明する図である。
【図１０】図１０は、位相差を説明するための図である。
【図１１】図１１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１２】図１２は、本発明の第二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】
【００２３】
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。
【００２４】
＜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１００の構成を示す外観図である。図２Ａは、移動部４０の構成を示す概略図である。図２Ｂ（ａ）は、反射部４１のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第一撮像対象領域において第一輝度変化光を反射部４１が反射する状況を示す図であり、図２Ｂ（ｂ）は、反射部４１のＸ−Ｚ平面における断面図であり、第二撮像対象領域５０ｂにおいて第二輝度変化光を反射部４１が反射する状況を示す図である。図２Ｃ（ａ）は、第一撮像対象領域５０ａにおいて対象物としての物体３０と、物体３０と共に同方向に同量移動する反射部４１とを撮像した場合の反射部４１に生じる境界線４１ｃを示す図であり、図２Ｃ（ｂ）は、第二撮像対象領域５０ｂにおいて対象物としての物体３０と、物体３０と共に同方向に同量移動する反射部４１とを撮像した場合の反射部４１に生じる境界線４１ｃを示す図である。図３は、撮像部のエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０が反射部４１に生じる境界線４１ｃと共に対象物としての物体３０を撮像した時に、反射部４１の境界線４１ｃと物体３０と撮像領域１５０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。
【００２５】
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２Ａ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、第一照射部２０ａと、第二照射部２０ｂと、移動部４０とを備える。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
照射部２０の第一照射部２０ａ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（交差）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第一輝度変化光（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の第一撮像対象領域５０ａに対して斜めから照射する光源である。第一照射部２０ａ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の第一撮像対象領域５０ａ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第一輝度変化光を照射する。
【００２９】
照射部２０の第二照射部２０ｂは、撮像対象領域５０からＹ軸方向（第一方向）およびＸ軸方向（第二方向）に垂直なＺ軸方向（第三方向）に対して延びる仮想線Ｌ１を挟んで第一照射部２０ａとはＸ軸方向（第二方向）の反対側に位置し、Ｙ軸方向（第一方向）に沿って輝度が同一であり、かつ、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第二輝度変化光（輝度変化光）を、撮像対象領域５０の第二撮像対象領域５０ｂに対して斜めから照射する光源である。第二照射部２０ｂ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の第二撮像対象領域５０ｂに向けて図１のＸ軸方向における図示左斜め下方から右斜上方に第二輝度変化光を照射する。
【００３０】
なお、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に規定され、対象物としての物体３０が撮像される領域の撮像対象領域５０の第一撮像対象領域５０ａおよび第二撮像対象領域５０ｂに対して、移動部４０が対象物としての物体３０をカメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂに対して相対的に移動する方向であるＸ軸方向に沿う方向の斜めの方向に、第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ照射する。
【００３１】
第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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）や液晶等により実現することができる。なお、第一輝度変化光および第二輝度変化光を含む輝度変化光は、正弦波縞パターンを有する光である。また、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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よい。ライン状または面状の光源を用いた場合でも、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照射される。
【００３２】
具体的には、図１に示すように、第一照射部２０ａがＸ軸方向図示左斜め上方向に第一輝度変化光を照射し、かつ、第二照射部２０ｂがＸ軸方向図示右斜め上方向に第二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に第一輝度変化光を照射する第一照射部２０ａと、第二輝度変化光を照射する第二照射部２０ｂ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、Ｘ軸方向に沿って相対的に移動する物体３０に対して第一輝度変化光および第二輝度変化光をＸ軸方向の前後方向から照射する。
【００３３】
また、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、撮像対象としての物体３０がＸ軸方向に通過する際の撮像対象の物体３０の高さを０とした場合のＸ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第一方向）に直交するＺ軸方向（第三方向）の高さ基準として仮定される仮想の面であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にて規定される基準面６０上において、第一輝度変化光および第二輝度変化光が互いに重ならないように、第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ照射する。具体的には、第一照射部２０ａは撮像対象領域５０のＸ軸方向の第一照射部２０ａ側の第一撮像対象領域５０ａに第一輝度変化光を照射し、第二照射部２０ｂは撮像対象領域５０のＸ軸方向の第二照射部２０ｂ側の第一撮像対象領域５０ａに並ぶ第二撮像対象領域５０ｂに第二輝度変化光を照射する。なお、第一照射部２０ａはＸ軸方向の第二照射部２０ｂ側の第二撮像対象領域５０ｂに第一輝度変化光を照射し、第二照射部２０ｂは撮像対象領域５０のＸ軸方向の第一照射部２０ａ側の第一撮像対象領域５０ａに第二輝度変化光を照射してもよい。
【００３４】
移動部４０は、対象物としての物体３０を、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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の面状の反射部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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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４３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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂとの位置関係は、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のそれぞれに第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂを配置する構成となる。
【００３５】
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２Ａ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が接続される反射部４１とを有する。移動部４０の反射部４１は、第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂにより第二方向（Ｘ軸方向）に分割され、第一領域４１ａとＸ軸方向に並ぶ第二領域４１ｂとにおいてカメラ１０に向けて互いに異なる光量を反射する。なお、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間の境界の境界線４１ｃは、異なる光量の反射による仮想的な線であり、実際には反射部４１に境界線４１ｃとしての線は反射部４１に引かれていない。移動部４０の反射部４１は、図２Ｂ（ａ）に示すように、第一領域４１ａにおいて、第一照射部２０ａから照射される第一輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１に向けて反射するように、ノズル４３の長手方向（Ｚ軸方向に沿う方向）に断面がギザギザの形状となっている。また、移動部４０の反射部４１は、図２Ｂ（ｂ）に示すように、第二領域４１ｂにおいて、第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射するように、ノズル４３の長手方向（Ｚ軸方向に沿う方向）に断面がギザギザの形状となっている。つまり、反射部４１は、第一領域４１ａにおいて第一照射部２０ａから照射される輝度変化光をカメラ１０に向けて反射する第一反射面Ａ１を複数有し、第二領域４１ｂにおいて第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射する第二反射面Ａ２を複数有する。
【００３６】
移動部４０の反射部４１は、第一照射部２０ａによって第一輝度変化光を照射されている場合には、第一領域４１ａにおいて当該第一輝度変化光をカメラ１０に向けて反射し、第二領域４１ｂにおいて当該第一輝度変化光をカメラ１０に向けて反射しない（反射する光量が第一領域４１ａに比べて相対的に小さいことも含む）。したがって、図２Ｃ（ａ）に示すように、移動部４０の反射部４１は、第一照射部２０ａに第一輝度変化光が照射されてカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像された場合に、当該撮像された結果の画像は、第一領域４１ａに対応する領域の輝度値が高くなり、第二領域４１ｂに対応する領域の輝度値が第一領域４１ａに対応する領域の輝度値よりも相対的に低くなる。一方で、反射部４１は、第二照射部２０ｂによって第二輝度変化光を照射されている場合には、第二領域４１ｂにおいて当該第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射し、第一領域４１ａにおいて当該第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射しない（反射する光量が第一領域４１ａに比べて相対的に小さいことも含む）。したがって、反射部４１は、図２Ｃ（ｂ）に示すように、第二照射部２０ｂに第二輝度変化光が照射された状態でカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像された場合に、当該撮像された結果の画像は、第二領域４１ｂに対応する領域の輝度値が高くなり、第一領域４１ａに対応する領域の輝度値が第二領域４１ｂに対応する領域の輝度値よりも相対的に低くなる。なお、図２Ｃ（ａ）および図２Ｃ（ｂ）では、反射部４１の第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂにおいて、白く描かれている領域では輝度が高く反射される光量が多いことを示し、グレーで描かれている領域では輝度が低く反射される光量が少ないことを示す。これらのことにより、ノズル４３の反射部４１は、第一照射部２０ａにより第一輝度変化光が照射されている場合であっても、第二照射部２０ｂにより第二輝度変化光が照射されている場合であっても、カメラ１０によって撮像された結果に基づいて、図２Ｃ（ａ）および図２Ｃ（ｂ）に示すように、反射部４１の第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂの間の境界線４１ｃがコントラストの差により識別可能な状態となる。つまり、ノズル４３の反射部４１は、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が撮像する対象であり、対象物としての物体３０およびＸ軸方向の移動の位置の基準としての反射部４１の境界線４１ｃが撮像される領域である撮像対象領域５０を通過する際に、境界線４１ｃが識別可能な状態となる。
【００３７】
なお、第一実施形態に係る部品実装装置１００の移動部４０の反射部４１の境界線４１ｃの領域は、ノズル４３により吸着される物体３０と共にカメラ１０によって撮像されるサイズとなる。また、反射部４１はノズル４３により吸着される物体３０よりも大きいことが好ましい。なお、反射部４１はノズル４３により吸着される物体３０よりも大きいことに限定はされず、反射部４１と物体３０との大きさの関係にかかわらず物体３０が反射部４１の特に境界線４１ｃと共にカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像されるような位置関係であればよい。
【００３８】
また、ノズル４３の反射部４１は、上記のようにカメラ１０側に対して光を反射する面の断面がギザギザの形状であることに限定されず、例えば第一領域４１ａにおいて第一照射部２０ａから照射される第一輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１へ向けて反射して、第一照射部２０ａが照射する第一輝度変化光とは別の方向から照射される光（例えば第二照射部２０ｂから照射される光）の光量よりも多い光量を第一領域４１ａにおいて反射できるような複数の凹凸の形状が形成されていてもよい。この場合、ノズル４３の反射部４１は、第一領域４１ａに形成される凹凸と同様に、第二領域４１ｂにおいて第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１へ向けて反射して、第二照射部２０ｂが照射する第二輝度変化光とは別の方向から照射される光（例えば第一照射部２０ａから照射される光）の光量よりも多い光量を第二領域４１ｂにおいて反射できるような複数の凹凸の形状が形成されていてもよい。つまり、反射部４１を、予め定められた方向から照射される光（例えば第一照射部２０ａにより照射される第一輝度変化光）の光量をカメラ１０のエリアイメージセンサ１１へ多く反射する領域である多反射領域（例えば第一領域４１ａ）と、予め定められた方向から照射される光（例えば第一照射部２０ａにより照射される第一輝度変化光）の光量をカメラ１０へ多反射領域よりも相対的に少なく反射する領域である少反射領域（例えば第二領域４１ｂ）とにＸ軸方向（第二方向）に分割することにより、多反射領域においてカメラ１０に向けて反射される光の光量と少反射領域においてカメラ１０に向けて反射される光の光量とを異ならせて、多反射領域を撮像した時の輝度値と少反射領域を撮像した時の輝度値とが相対的に異なることによって生じる多反射領域と少反射領域との間の境界線が識別できればその形態は問わない。
【００３９】
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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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の測定される部位である測定部位Ｐを、各ライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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８つの各ライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの通過時の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８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８回の撮像を行うことになる。ライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂのＸ座標は、それぞれ、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８であるとする。なお、複数のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａは、第一撮像対象領域５０ａの内の領域であり、複数のライン状撮像対象領域５１ｂ〜５４ｂは、第二撮像対象領域５０ｂの内の領域である。
【００４０】
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、第一撮像領域１５０ａと第二撮像領域１５０ｂとに仮想的に区分される。上述した第一撮像対象領域５０ａを撮像するエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の第一撮像領域１５０ａは、第一撮像対象領域５０ａの複数のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ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１５１ａ〜１５４ａを有する。なお、図３では、説明の便宜上、移動部４０の反射部４１を省略しており、対象物としての物体３０と共に同方向に同量移動する基準位置としての反射部４１に生じる境界線４１ｃを図示している。実際には、物体３０とその周辺は、図２Ｃのような像が撮像される。また、上述したように第二撮像対象領域５０ｂを撮像するエリアイメージセンサ１１の第二撮像領域１５０ｂは、第二撮像対象領域５０ｂの複数のライン状撮像対象領域５１ｂ〜５４ｂに対応して撮像する複数のライン状撮像領域１５１ｂ〜１５４ｂを有する。複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂは、Ｘ軸方向に順次撮像する撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８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１５１ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５２ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５３ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５４ａが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第五の撮像のタイミングＴ５において第五ライン状撮像領域１５１ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第六の撮像のタイミングＴ６において第六ライン状撮像領域１５２ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第七の撮像のタイミングＴ７において第七ライン状撮像領域１５３ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像し、第八の撮像のタイミングＴ８において第八ライン状撮像領域１５４ｂが物体３０および移動部４０の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像する。
【００４１】
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）に基準位置としての反射部４１の境界線４１ｃと共に同方向に同量移動する物体３０および基準位置としての境界線４１ｃ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂが、撮像対象領域５０のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの位置（Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８の位置）に対応して、第一〜第八の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８において順次撮像する。
【００４２】
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の反射部４１の境界線４１ｃが通過する領域を撮像する境界線撮像領域１５５を有する。エリアイメージセンサの境界線撮像領域１５５は、反射部４１の境界線４１ｃの位置に対応しており、境界線４１ｃの少なくとも一部がエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５により撮像される。なお、境界線撮像領域１５５は、境界線４１ｃ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、境界線撮像領域１５５は、複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂに直交する領域１５５ａ〜１５５ｈに設定される。
【００４３】
なお、境界線撮像領域１５５は、Ｙ軸方向の位置が同一の領域であり、各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ毎にそれぞれ一つずつ設けられる領域であるが、各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂに対してＸ軸方向に二つ以上の各ライン状撮像領域をまたぐ様な共通領域としての境界線撮像領域を設けてもよい。例えば、図３においては、物体３０の図示左側においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃのみを撮像するように境界線撮像領域１５５が設定されているが、これに加えて、物体３０の図示右側においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃも撮像するように境界線撮像領域を設定してもよい。このように、Ｙ軸方向に対して複数の位置に、境界線撮像領域を設けることにより、全体として撮像される境界線４１ｃの長さを１つの境界線撮像領域で撮像するよりも長い線状の領域として認識できるため、反射部４１の回転によるずれ（つまり、Ｙ軸方向に対する境界線４１ｃの角度）をより正確に把握することができ、対象物としての物体３０を吸着保持してＸ軸方向に移動する移動部４０のノズル４３が何らかの原因によりＸ−Ｙ平面に対して回転した場合でも、正確に物体３０の形状を認識することができる。また、この場合においても、ノズル４３の反射部４１は、Ｙ軸方向の物体３０の両側において、２つの境界線撮像領域で反射部４１の外周が撮像されることが好ましい。これにより、境界線撮像領域において反射部４１の物体３０の一方の側に生じる境界線４１ｃの一方側の反射部４１の外周の端部と、反射部４１の物体３０の他方の側に生じる境界線４１ｃの他方側の反射部４１の外周の端部とが認識できるため、境界線４１ｃの両端部の中点の位置に対応する画素を例えば物体３０の測定部位Ｐが撮像された画素として設定できる。なお、反射部４１の外周の端部は、カメラ１０に向けて光を反射する反射部４１の反射領域の外周の端部および反射部４１自体の外周の端部も含まれ、コントラスト差により端部が認識できるものであればよい。
【００４４】
次に、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂが撮像対象領域５０に対して照射する第一輝度変化光および第二輝度変化光を含む輝度変化光について、詳細に説明する。
【００４５】
第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂは、図４においてＸ軸方向の図示右斜下方向および左斜め下方向から、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として第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ照射する。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、第一照射部２０ａが照射する第一輝度変化光の輝度分布は、図５（ａ）に示すように、複数のライン状撮像対象領域５１ａ〜５４ａ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５１ａ、５２ａ、５３ａおよび５４ａ）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。また、第二照射部２０ｂが照射する第二輝度変化光の輝度分布は、第一輝度変化光と同様に、図５（ｂ）に示すように、複数のライン状撮像対象領域５１ｂ〜５４ｂ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ｘ５、ｘ６、ｘ７およびｘ８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５１ｂ、５２ｂ、５３ｂおよび５４ｂ）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。
【００４６】
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。
【００４７】
また、上記輝度変化光の輝度の下限値は、例えば、第一照射部２０ａが反射部４１に光を照射した場合に、第一領域４１ａにより反射される輝度と、第二領域４１ｂに放射される光の輝度との明暗差が区別できる範囲の値に設定される。つまり、カメラ１０に向けて反射部４１が反射する輝度変化光の最も暗い部分の光は、撮像部としてのカメラ１０が認識できる最も暗い光よりも明るいことが好ましい。
【００４８】
また、図４に示すように、第一照射部２０ａが照射する第一輝度変化光と第二照射部２０ｂが照射する第二輝度変化光とは、第一撮像対象領域５０ａと第二撮像対象領域５０ｂとの並び方向（Ｘ軸方向）に互いに位相が同じ関係を有するが、必ずしも位相が同じである必要はなく、第一輝度変化光と第二輝度変化光との位相が反転している光であってもよい。
【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ｘ２の第二ライン状撮像対象領域５２ａおよびＸ座標がｘ６の第六ライン状撮像対象領域５２ｂ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５４ａおよびＸ座標がｘ８の第八ライン状撮像対象領域５４ｂ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第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂの並び方向（Ｘ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。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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂは、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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に第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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の高さを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ライン状撮像領域１５１ａ、１５１ｂ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ライン状撮像領域１５２ａ、１５２ｂ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ライン状撮像領域１５３ａ、１５３ｂ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群をライン状撮像領域１５４ａ、１５４ｂとして設定する。これらのライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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における移動部４０のノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像するエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５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の反射部４１に生じる境界線４１ｃを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を通過する反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線撮像領域１５５として設定される。境界線撮像領域１５５は、図３の破線で示すＸ軸方向に対して平行な少なくとも１つの領域としてのライン状の領域としてもよいが、第一実施形態では境界線４１ｃは、物体３０と共にＸ軸方向に対して移動するＹ軸方向に平行な線であるため、Ｘ軸方向の振動ずれ等が生じても物体３０の測定部位Ｐと共に撮像のタイミングにおいてそれぞれのライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂのＸ軸方向の幅内で撮像できる配置であれば、ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂと、境界線４１ｃが通過する図３の破線で示される境界線撮像領域１５５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〜１５５ｈ）のみに設定され、Ｘ軸方向に分割して離間された複数のＸ軸方向に並ぶ領域としてもよい。なお、境界線撮像領域１５５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軸方向に対して１０画素分の幅を持った領域に設定される。または、反射部４１に生じる境界線４１ｃの長さがＹ軸方向の幅は、１０画素分程度に対応する幅に設定されるようにしてもよい。
【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２０ａ、２０ｂ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂを制御する。具体的には、照射処理部１０２は、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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〜Ｔ８で撮像させる。
【００６０】
データ取得部１０３ｂは、移動部４０のノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像した結果である境界線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。境界線データは、移動部４０のノズル４３の反射部４１をＸ軸方向に区分する第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂの間の境界線４１ｃ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の境界線撮像領域１５５においてＸ軸方向の基準位置としての反射部４１の境界線４１ｃが撮像された結果を境界線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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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〜Ｔ８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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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、境界線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〜Ｔ８で撮像された結果（つまり境界線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〜Ｔ８に撮像された境界線データによって特定される境界線位置（Ｘ軸方向の振動ずれ後の位置）と、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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〜Ｔ８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境界線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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８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ノズル４３の反射部４１の端部における境界線４１ｃが撮像されたライン状の画素群から推測される例えば反射部４１の端部からの中心の位置に対応する画素の出力値を、物体３０内における測定対象である測定部位Ｐに対応する位置（ノズル４３の反射部４１の境界線４１ｃによる境界線位置、または、Ｘ軸方向の振動等の位置ずれの基準と成る基準位置）に対応する画素の出力値（輝度値）として取得する。画像データの内で反射部４１の境界線４１ｃから物体の測定部位Ｐに対応する画素は、例えば、認識される境界線４１ｃの反射部４１の左端から境界線４１ｃに沿った方向の反射部４１の中心側に予め定められた画素分（つまり、反射部４１の半径に相当する画素数）だけ離れた画素が反射部４１の中心の位置に対応する画素（すなわちこの場合の物体３０の測定部位Ｐの位置に対応する画素）として特定される。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位置である境界線基位置、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により導出されたノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃのＸ座標の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位置としての境界線４１ｃの像から定まる物体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、位相シフト法に従い物体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位置としての反射部４１の境界線４１ｃが撮像された境界線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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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】
第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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第一輝度変化光および第二輝度変化光を、撮像対象領域５０の第一撮像対象領域５０ａおよび第二撮像対象領域５０ｂに対してそれぞれ照射する（Ｓ１０１）。つまり、図４に示すように、第一照射部２０ａは、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂ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、第一撮像対象領域５０ａにおいて第一輝度変化光をＸ軸方向の図示右斜下方向から照射する。また、第二照射部２０ｂは、カメラ１０、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂに対してＸ軸方向に相対的に移動する物体３０に、第二撮像対象領域５０ｂにおいて第二輝度変化光をＸ軸方向の図示左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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂが、Ｘ座標ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５、ｘ６、ｘ７、ｘ８の位置を物体３０の測定部位Ｐが通過するに撮像するそれぞれの撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８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上で反射された第一輝度変化光の光（輝度値）がライン状撮像領域１５１ａによって受光される。
【００７０】
データ取得部１０３ｂは、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの境界線データと物体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〜Ｔ８に撮像された境界線データによって特定される境界線位置（Ｘ軸方向の振動等による位置ずれの後の位置）と、移動部４０がノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃが撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８において位置ずれが生じてない場合とする位置である境界線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およびノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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との位置関係を説明する図である。
【００７３】
図９では、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの位置を説明するために、ノズル４３の反射部４１を図示せずに、反射部４１に生じる境界線４１ｃのみを図示している。また、図９は、図３に示す撮像領域１５０について物体３０および反射部４１が通過する周辺の領域を示し、撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４において対象物としての物体３０が通過する領域（つまり、第一撮像対象領域５０ａ）を拡大した図である。対象物としての物体３０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１５１ａ〜１５４ａ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。なお、図９では図示しないが、対象物としての物体３０は、図９に示す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１５１ａ〜１５４ａを通過した後においても、撮像のタイミングＴ５〜Ｔ８においてそれぞれ各ライン状撮像領域１５１ｂ〜１５４ｂ（図３参照）を通過する。ここでは、図９に基づいて第一撮像対象領域５０ａの各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａを、対象物としての物体３０が通過する場合のみを説明し、その後に第二撮像対象領域５０ｂの各ライン状撮像領域１５１ｂ〜１５４ｂを通過する場合についての説明は第一撮像対象領域５０ａを通過する場合と同様であるので省略する。
【００７４】
移動部４０は、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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１５１ａ〜１５４ａ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ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）に境界線４１ｃが順次移動される。なお、このときに、境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）は、例えば、認識される境界線４１ｃの左端の位置に設定されるが、この限りではなく、Ｘ軸方向に対する位置ずれが検出されればよいため境界線４１ｃが撮像されることにより特定されるＸ座標のみを境界線基位置として設定してもよい。また、各撮像のタイミングＴ１〜Ｔ４（Ｔ５〜Ｔ８）において、移動部４０は、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを、ノズル４３に吸着保持された対象物としての物体３０に対する位置関係が一定として、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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃと同様に対象物としての物体３０の測定部位Ｐを、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（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）に順次移動させることになる。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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第一境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）に、かつ、対象物としての物体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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第二境界線基位置（Ｘｂｉ２、Ｙｂｉ２）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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第三境界線基位置（Ｘｂｉ３、Ｙｂｉ３）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においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを第四境界線基位置（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）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）境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）」および「（第一〜第四）対象物基位置（Ｘｐｉ１、Ｙｐｉ１）〜（Ｘｐｉ４、Ｙｐｉ４）」は、例えば、撮像領域１５０を構成するエリアイメージセンサ１１の各画素の座標を示す。上記のことから、ＸｂｉＮ＝ＸｐｉＮ（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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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〜第四境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）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、境界線４１ｃがずれた方向に、境界線４１ｃ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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線位置を、それぞれ第一〜第四境界線位置（Ｘｂｒ１、Ｙｂｒ１）〜（Ｘｂｒ４、Ｙｂｒ４）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、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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境界線４１ｃが撮像される位置としての第一境界線位置（Ｘｂｒ１、Ｙｂｒ１）、第二境界線位置（Ｘｂｒ２、Ｙｂｒ２）および第四境界線位置（Ｘｂｒ４、Ｙｂｒ４）は、それぞれ、第一境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）、第二境界線基位置（Ｘｂｉ２、Ｙｂｉ２）および第四境界線基位置（Ｘｂｉ４、Ｙｂｉ４）と同じ位置となり、基準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におけるノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの位置である第三境界線位置（Ｘｂｒ３、Ｙｂｒ３）は、第三の撮像のタイミングＴ３での移動部４０が上記の位置ずれが生じてないとした場合の位置である第三境界線基位置（Ｘｂｉ３、Ｙｂｉ３）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境界線位置（Ｘｂｒ３、Ｙｂｒ３）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境界線基位置（Ｘｂｉ３、Ｙｂｉ３）との関係は例えば次のような式１として表される。
【００７７】
Ｘｂｒ３−Ｘｂｉ３＝Δｘ・・・・（式１）
【００７８】
撮像領域１５０において、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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る。このため、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＋（Ｘｂｒ３−Ｘｂｉ３）・・・・（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ノズル４３の反射部４１の境界線４１ｃを移動部４０に構成し、当該境界線４１ｃ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、境界線基位置より位置ずれ量Δｘを導出し、その位置ずれ量Δｘと境界線基位置と同方向に同量移動する対象物基位置とにより、境界線４１ｃ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さらに、第五の撮像のタイミングＴ５、第六の撮像のタイミングＴ６、第七の撮像のタイミングＴ７および第八の撮像のタイミングＴ８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＋（ＸｂｒＮ−ＸｂｉＮ） （Ｎ＝１〜８の自然数）・・・・（式４）
【００８５】
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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８に撮像された対象物データの輝度値を取得する（Ｓ１０５）。
【００８６】
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）。
【００８７】
図４に示すように、Ｘ座標ｘ３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１５４ａ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ｘ３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ｘ３の物体３０の測定部位Ｐ上に位置３１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、２πラジアンに近づいている。図１０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１０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。
【００８８】
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Ｘｐｒ１、Ｘｐｒ２、Ｘｐｒ３、Ｘｐｒ４、Ｘｐｒ５、Ｘｐｒ６、Ｘｐｒ７およびＸｐｒ８に位置する対象物としての物体３０の点Ｐの画像データの輝度を、それぞれ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇおよびｈ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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、認識部１０４は、エリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の第一撮像領域１５０ａおよび第二撮像領域１５０ｂのそれぞれにおいて撮像された物体３０の画像データを用いて、撮像処理された位相差Δφにより位相シフト法に従い物体３０の形状を認識する。つまり、認識部１０４は、第一撮像領域１５０ａにおいて撮像された物体３０の画像データを用いて、位相シフト法に従い物体３０の形状を認識し、第二撮像領域１５０ｂにおいて撮像された物体３０の画像データを用いて、撮像処理された位相差Δφにより位相シフト法に従い位相差を求め、その高さを算出し、物体３０の形状を認識する。さらに物体３０上の測定点を複数箇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。
【００９１】
このように１つの物体３０について撮像領域１５０として第一撮像領域１５０ａと第二撮像領域１５０ｂとの２つの認識結果が得られることとなるが、認識部１０４は、上述のように２つの認識結果をそのまま出力してもよいし、２つの認識結果のいずれかを出力してもよい。ここで、後者の例を説明する。第一照射部２０ａの第一輝度変化光の照射方向は図示Ｘ軸方向の左斜め上方向であり、第二照射部２０ｂの第二輝度変化光の照射方向は図示Ｘ軸方向の右斜め上方向である。このため、物体３０の形状によっては、第一輝度変化光のみによる照射によると物体３０のＸ軸方向の図示左側で死角が生じやすく、第二輝度変化光のみによる照射によると物体３０のＸ軸方向の図示右側で死角が生じやすい。よって、物体３０のＸ軸方向の図示左側の形状を認識する際には、第二撮像領域１５０ｂで撮像された物体３０の画像データから得られる認識結果を出力し、物体３０のＸ軸方向の図示右側の形状を認識する際には、第一撮像領域１５０ａで撮像された物体３０の画像データから得られる認識結果を出力することが好ましい。
【００９２】
対象物としての物体３０を挟む両側から撮像対象領域５０に対して互いに平行で周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光の輝度変化光を照射する。ここで、物体３０の形状によっては、輝度変化光が、物体３０の一部に遮られて、物体３０上に照射されない場合がある。このため、物体３０の両側から輝度変化光を照射することで、輝度変化光が物体３０の一部に遮られることなく、当該輝度変化光を物体３０上に照射することができる。
【００９３】
また、予め撮像部であるカメラ１０のエリア撮像素子の領域である第一撮像領域１５０ａや第二撮像領域１５０ｂの複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂにおいて、第一輝度変化光と第二輝度変化光とを、上述の物体３０の高さを０とした場合の基準位置としての基準面６０上に対して重ならないように照射し、撮像領域を調整する。これにより、物体３０の形状を認識するための輝度変化光を有効に活用することができるので、物体３０の形状認識範囲を広げることができる。
【００９４】
以上により、部品実装装置１００が対象物としての物体３０の形状を認識する処理は終了する。
【００９５】
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、第一照射部２０ａ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に向けて、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、Ｙ軸方向に交差する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ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃおよび対象物としての物体３０が撮像対象領域５０を通るように、カメラ１０と第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂとに対して物体３０をＸ軸方向に沿って相対的に移動させる。つまり、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃおよび対象物としての物体３０が共にカメラ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、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂと対象物としての物体３０と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。ノズル４３の反射部４１は、その反射する領域が第一領域４１ａと第二領域４１ｂとにＸ軸方向に対して分割されており、第一領域４１ａと第二領域４１ｂとにおいてカメラ１０に向けて反射される光の光量が相対的に異なるような構造となっている。つまり、第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂは、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１によって互いに異なる光量で撮像されるため、２つの領域は明暗差（コントラスト）が生じた状態で撮像される。このため、ノズル４３の反射部４１をエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０によって撮像した結果から、第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間の境界線４１ｃを認識できる。
【００９６】
そして、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、ノズル４３の反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間に生じる境界線４１ｃがエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５により撮像された結果を境界線データとして、また対象物としての物体３０がエリアイメージセンサ１１の各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂにより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により取得される境界線データと対象物データとは、Ｘ軸方向に物体３０と境界線４１ｃとが共に移動してカメラ１０により順次撮像される撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８で撮像された結果であり、同一の撮像のタイミングで撮像された結果としての境界線データと対象物データとのそれぞれの組が複数の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８毎に存在する。同一の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８で撮像された結果としての境界線データと対象物データとのそれぞれの組の内における、境界線データに基づいて位置ずれ導出部１０３ｃが、当該境界線データが撮像された撮像のタイミングと同じ撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８で撮像された物体３０のＸ軸方向の振動等により生じる位置ずれΔｘを導出する。そして、輝度値取得部１０３ｄが、位置ずれΔｘを考慮して、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〜Ｔ８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〜Ｔ８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〜Ｔ８で撮像された対象物データの内の物体３０の測定部位Ｐの位置に対応するＸ軸方向に周期的に変化する輝度変化光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の波形を作成する。
【００９７】
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〜Ｔ８で撮像対象領域５０のＸ軸方向に振動等による位置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、対象物としての物体３０と共にノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃは常に物体３０と同方向に同量だけ移動するため、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃの位置を把握して第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの境界線４１ｃを撮像した境界線データを取得することにより、ノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃが撮像された撮像のタイミングにおける境界線データに基づく物体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の正弦波８２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との位置が振動等によって、撮像のタイミングにおいて移動部４０が移動させるべき上記理想的な座標の位置ｘ１〜ｘ８から例えばＸ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。
【００９８】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、ノズル４３の反射部４１の第一領域４１ａにおいて光（第一輝度変化光）をカメラ１０に向けて反射し、第二領域４１ｂにおいて光（第一輝度変化光）をカメラ１０に向けて反射しない（反射する光量が第一領域４１ａに比べて相対的に小さいことも含む）ため、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１において、反射部４１の第一領域４１ａが放出（反射）する光の輝度が高く認識され、反射部４１の第二領域４１ｂが放出（反射）する光の輝度が相対的に低く認識される。このため、第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの明暗差を認識することができ、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間に生じる境界線４１ｃを認識することができる。また、少なくとも第二領域４１ｂにおいてはカメラ１０に向けて第一照射部２０ａにより照射される第一輝度変化光を反射しないため、第一領域４１ａに照射される光が弱い場合であっても、コントラスト差により第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの境界線を認識することができる。なお、第二照射部２０ｂによって照射される第二輝度変化光に対しても同じことが言え、この場合には、第一領域４１ａにおいて第二輝度変化光がカメラ１０に向けて反射されず、第二領域４１ｂにおいて第二輝度変化光をカメラ１０に向けて反射する。
【００９９】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、第一領域４１ａにおいて反射される光の光源が第一照射部２０ａにより照射される輝度変化光である。このため、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの境界を識別するための照射手段を第一照射部２０ａの他に設ける必要がない。つまり、上記実施形態に係る部品実装装置１００によれば、反射部４１が反射する光として第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂによって照射される第一輝度変化光および第二輝度変化光を利用しているが、これに限らずに、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂとは別の照射手段を設けて、当該照射手段から反射部４１へ向けて光を照射してもよい。この場合においても、反射部４１によりカメラ１０に向けて反射される光の量が反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとにおいて相対的に異なる光量とされることが必須であり、例えば当該照射手段は、第一照射部２０ａと同じ角度から反射部４１に向けて照射することが望ましい。
【０１００】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、第一照射部２０ａの他に、撮像対象領域５０を間に挟んで第一照射部２０ａのＸ軸方向の反対側に第二照射部２０ｂが設けられ、第一照射部２０ａの照射のタイミングと第二照射部２０ｂの照射のタイミングとを重ならないようにずらすことにより、一方の側からの照射によりできる影の影響を軽減している。このような形態の部品実装装置１００であっても、第二照射部２０ｂから照射される第二輝度変化光をノズル４３の反射部４１の第二領域４１ｂにおいてカメラ１０に向けて反射して、第一領域４１ａにおいてカメラ１０に向けて反射しない。このため、第二照射部２０ｂから輝度変化光が照射される場合には、反射部４１の第一領域４１ａが相対的に暗く、かつ、第二領域４１ｂが明るい状態でカメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像される。これにより、撮像された結果（境界線データ）から反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの間の境界線４１ｃを認識することができる。
【０１０１】
また、第一実施形態に係る部品実装装置１００によれば、データ取得部１０３ｂによりエリアイメージセンサ１１の撮像領域におけるＹ軸方向に平行な複数のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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、第一と第二のライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂの出力値を選択して採用するため、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。
【０１０２】
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によりノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃが通過するエリアイメージセンサ１１の境界線撮像領域１５５の出力値を境界線データとして取得する。境界線４１ｃ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軸方向における境界線４１ｃ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、境界線４１ｃ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。
【０１０３】
このため、境界線４１ｃ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂの長手方向に交差（直交）するＸ軸方向に平行な境界線撮像領域１５５に限定することができる。つまり、境界線データとしてエリアイメージセンサ１１の撮像領域１５０の出力値の内で境界線撮像領域１５５からの出力値のみを採用すれば、境界線データを得ることができ、境界線４１ｃと共に同方向に同量移動する物体３０の位置を把握することができる。これにより、境界線データのデータ量を最小限として、境界線データの転送を高速に行うことができる。
【０１０４】
なお、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Ｙ軸方向の物体３０の位置ずれ量として、あるいは反射部４１に生じる反射部４１の端部における境界線４１ｃのＹ軸方向のずれ量を物体３０の位置ずれ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、対象物としての物体３０の進行方向であるＸ軸方向における撮像対象領域５０に対する撮像の相対移動方向であるＸ軸方向の前後方向のそれぞれに第一照射部２０ａと第二照射部２０ｂとを配置して、前後二方向から撮像対象領域５０を通過する物体３０に対して第一輝度変化光および第二輝度変化光が照射される形態であるが、輝度変化光は物体３０の移動方向の前後二方向から物体３０に照射することに限定されない。例えば、形状測定（高さ測定）において大きな問題が生じない対象物としての物体３０の形状の撮像であれば、第一照射部２０ａの一方向のみから輝度変化光を物体３０に対して照射する形態であってもよい。
【０１０６】
このように、第一照射部２０ａのみによって一方向から輝度変化光が物体３０に照射されるような場合であっても、反射部４１は、その第一領域４１ａにおいてカメラ１０に向けて輝度変化光を反射し、その第二領域４１ｂにおいてカメラ１０に向けて輝度変化光を反射しないため、カメラ１０のエリアイメージセンサ１１により撮像された結果から、反射部４１の第一領域４１ａおよび第二領域４１ｂの境界線４１ｃを認識することができる。
【０１０７】
上記実施形態では、エリアイメージセンサ１１の各ライン状撮像領域１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂ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１５１ａ〜１５４ａ、１５１ｂ〜１５４ｂの幅は、予め、第一〜第八の撮像のタイミングＴ１〜Ｔ８においてノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃ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、反射部４１の境界線４１ｃが振動する際に得られる位置ずれ量を第一〜第八境界線基位置（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、各第一〜第八境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき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軸方向に対しての各ライン状撮像領域の幅を決定すればよい。このとき得られるノズル４３の反射部４１に生じる境界線４１ｃを撮像した結果から、同様にして、境界線撮像領域１５５が持つＹ軸方向に対する幅として、反射部４１に生じる境界線４１ｃの長手方向の端部が振動する際に得られる位置ずれ量を第一〜第八境界線基位置（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、各第一〜第八境界線基位置（Ｘｂｉ１、Ｙｂｉ１）〜（Ｘｂｉ４，Ｙｂｉ４）を中心として、このとき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軸方向に対しての境界線撮像領域１５５の幅を決定すればよい。
【０１０８】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図１１は、本発明の第二実施形態に係る部品実装装置２００の構成を示す図である。
【０１０９】
同図に示すように、部品実装装置２００は、図４に示された第一実施形態における第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂに代えて、第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄを備え、カメラ１０に代えてカメラ１１０を備える。
【０１１０】
第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄの構成は、第一照射部２０ａおよび第二照射部２０ｂと同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【０１１１】
第一照射部２０ｃは、上記輝度変化光である第一輝度変化光を、撮像対象領域７０に対してＸ軸方向の図示右斜め下から投影する。第二照射部２０ｄは、撮像対象領域７０に対してＸ軸方向の図示左斜め下から、第一照射部２０ｃによる第一輝度変化光の照射方向とは異なる方向に上記輝度変化光である第二輝度変化光を照射する。一例として、図１１に示すように、第一照射部２０ｃは、Ｘ軸方向の図示右斜め下方から左斜め上方向に位置する撮像対象領域７０へ向けて第一輝度変化光を照射し、第二照射部２０ｄは、Ｘ軸方向の図示左斜め下方から右斜め上方向に位置する撮像対象領域７０へ向けて第二輝度変化光を照射する。つまり、第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄは、撮像対象領域７０を挟む撮像の相対移動方向であるＸ軸方向の両側に配置され、当該両側のそれぞれから撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過する物体３０に対して仮想の面であり物体３０の高さを０とした場合のＺ軸方向の基準の面である基準面６０上で互いに平行で、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光を斜めから照射する。
【０１１２】
なお、第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄは、物体３０の高さを０とした場合の面としての基準面６０において、第一輝度変化光および第二輝度変化光が重なるように、第一輝度変化光および第二輝度変化光をそれぞれ撮像対象領域７０へ向けて照射する。例えば、図１１に示すように、第一輝度変化光および第二輝度変化光の撮像対象領域７０における物体３０の高さを０とした場合の基準面６０上でのＸ軸方向の照射範囲は、例えば共にＸ座標がｘ１〜ｘ４の間の範囲（撮像対象領域７０）で重なる同じ範囲である。Ｙ軸方向に延びるライン状撮像対象領域内は同一（一様）の輝度分布を有する。ただし、第一輝度変化光と第二輝度変化光とは、必ずしも位相が同位相である必要はなく、第一輝度変化光と第二輝度変化光との位相が互いに反転していてもよい。
【０１１３】
さらに、第一輝度変化光と第二輝度変化光とは、異なる波長を有する。例えば、第一輝度変化光を赤色の波長を有する光とし、第二輝度変化光を青色の波長を有する光とする。
【０１１４】
図１２は、撮像部としてのカメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０の構成を示す図である。エリアイメージセンサ１１１は異なる波長を有する輝度変化光を各々の波長ごとに分離してそれぞれの光を撮像するセンサであり、一般的にはカラーエリアイメージセンサが用いられる。図１２は一般的にカラーフィルタ方式と呼ばれる構成であり、エリアイメージセンサ１１１の１画素群毎に例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を通過させるカラーフィルタを介して、それぞれの画素に対応した素子で構成される。図１２の拡大図においては、ライン状撮像領域１７１の各画素の拡大図を示している。Ｒのハッチングで示される領域の画像素子１７１ｒは、赤（Ｒ）のフィルタが配置されており、赤色の波長の光を認識する。Ｇのハッチングで示される領域の画像素子１７１ｇは、緑（Ｇ）のフィルタが配置されており、緑色の波長の光を認識する。Ｂのハッチングで示される領域の画像素子１７１ｂは、青（Ｂ）のフィルタが配置されており、赤色の波長の光を認識する。
【０１１５】
また、エリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０には、第一実施形態の撮像領域１５０と同様に、反射部４１の境界線４１ｃを撮像する境界線撮像領域１７５がＸ軸方向に平行に設けられる。境界線撮像領域１７５は、反射部４１の境界線４１ｃの位置に対応しており、境界線４１ｃの少なくとも一部がエリアイメージセンサ１１１の境界線撮像領域１７５により撮像される。なお、境界線撮像領域１７５は、境界線４１ｃ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、境界線撮像領域１５５は、複数のライン状撮像領域１７１〜１７４に直交する領域１７５ａ〜１７５ｈにて設定されてもよい。
【０１１６】
また、第二実施形態の部品実装装置２００では、第一照射部２０ｃが照射する第一輝度変化光と、第二照射部２０ｄが照射する第二輝度変化光とを同時に同一の撮像対象領域７０に照射するような形態であっても、第一輝度変化光と第二輝度変化光との波長が異なり、カメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３波長のそれぞれの輝度を取得することができるため、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとの移動の基準位置としての境界線４１ｃをカメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１による撮像結果から認識することができる。赤色の波長を有する第一輝度変化光が照射される反射部４１の第一領域４１ａは赤色の波長を有する光を反射し、青色の波長を有する第二輝度変化光が照射される反射部４１の第二領域４１ｂは青色の波長を有する光を反射する。このため、エリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０において、赤（Ｒ）の波長を取得する画像素子によって反射部４１の第一領域４１ａの輝度が第二領域４１ｂの輝度よりも相対的に高く検出され、青（Ｂ）の波長を取得する画像素子によって反射部４１の第二領域４１ｂの輝度が第一領域４１ａの輝度よりも相対的に高く検出される。このように、赤（Ｒ）の波長の明暗差、および、青（Ｂ）の波長の明暗差に基づいて、反射部４１の第一領域４１ａと第二領域４１ｂとに生じる境界線４１ｃを認識することができる。
【０１１７】
図１１に示す部品実装装置２００の機器構成は、図７に示した部品実装装置１００の構成と同様であるが、照射処理部１０２が第一照射部２０ｃおよび第二照射部２０ｄを制御し、撮像処理部１０３が、エリアイメージセンサ１１１を制御する点が異なる。
【０１１８】
認識部１０４は、エリアイメージセンサ１１１の撮像領域１７０の赤（Ｒ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｒが撮像した物体３０の赤色成分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。また、認識部１０４は、撮像領域１７０の青（Ｂ）の光に対応するライン状撮像対象領域１７１の画像素子１７１ｂが撮像した物体３０の青色成分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。それぞれの物体３０の形状の認識処理は、第一実施形態に示したものと同様であるため、説明は省略する。このように１つの物体３０について、例えば赤（Ｒ）の波長と青（Ｂ）の波長との２つの認識結果が得られることとなるが、認識部１０４は、２つの認識結果をそのまま出力してもよいし、２つの認識結果のいずれかを出力してもよい。ここで、後者の例を説明する。第一照射部２０ｃの第一輝度変化光の照射方向はＸ軸方向図示左斜め上方向であり、第二照射部２０ｄの第二輝度変化光の照射方向はＸ軸方向図示右斜め上方向である。このため、物体３０の形状によっては、第一輝度変化光によると物体３０のＸ軸方向図示左側で死角が生じやすく、第二輝度変化光によると物体３０のＸ軸方向図示右側で死角が生じやすい。よって、例えば物体３０のＸ軸方向図示左側の形状を認識する際には、撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域内は同一の輝度分布を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第二輝度変化光を、撮像対象領域７０に対して、第二照射部２０ｄにてＸ軸方向図示右斜め上方向の照射方向へ照射する。そして、撮像領域１７０の青（Ｂ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｂで撮像された物体３０の青色成分の画像データから得られる認識結果を出力する。一方で、物体３０のＸ軸方向図示右側の形状を認識する際には、撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域内は同一の輝度分布を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光を、撮像対象領域７０に対して、第一照射部２０ｃにてＸ軸方向図示左斜め上方向の照射方向へ照射する。そして、撮像領域１７０の赤（Ｒ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｒで撮像された物体３０の赤色成分の画像データから得られる認識結果を出力する。または、赤色に着色されている物体３０と青色に着色されている物体３０とを形状認識する必要がある場合には、赤色に着色されている物体３０については、青（Ｂ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｂで撮像された物体３０の青色成分の画像データから得られる認識結果を出力し、青色に着色されている物体３０については、赤（Ｒ）の光に対応するライン状撮像領域１７１の画像素子１７１ｒで撮像された物体３０の赤色成分の画像データから得られる認識結果を出力する。
【０１１９】
撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域７１〜７４内はそれぞれ一様な輝度を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像領域１７１〜１７４の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光を、撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過するときの物体３０を挟むＸ軸方向の両側から第一輝度変化光および第二輝度変化光を斜めに照射する。ここで、物体３０の形状によっては、撮像対象領域７０に対して片側から第一輝度変化光または第二輝度変化光が照射される場合には、物体の一部に遮られて、物体上の影になる面に投影されない場合がある。このため、撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過するときの物体３０を挟んでＸ軸方向の物体３０の両側から第一輝度変化光および第二輝度変化光を照射することで、第一輝度変化光または第二輝度変化光が物体３０の一部に遮られることなく、第一輝度変化光および第二輝度変化光の少なくとも一方を物体３０の測定部位Ｐに照射することができる。
【０１２０】
また、波長が異なる複数の輝度変化光を、撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から物体３０の状態（形状、色等）に応じて使い分けて照射することで、様々な物体の形状を認識することができる。
【０１２１】
また、撮像対象領域７０のライン状撮像対象領域１７１〜１７４内は同一の輝度を有し、かつ、周期的に輝度が複数のライン状撮像対象領域１７１〜１７４の並び方向（Ｘ軸方向）に変化する第一輝度変化光および第二輝度変化光を、撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から互いに波長が異なる第一輝度変化光の波長の光と第二輝度変化光の波長の光として撮像対象領域７０をＸ軸方向に通過するときの物体３０に対してそれぞれ照射する（この時のＸ軸方向の輝度分布の波形はそれぞれ正弦波である。）。エリアイメージセンサ１１１のライン状撮像領域１７１〜１７４は、それぞれが撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から輝度変化光が照射される第一輝度変化光の波長の光と第一輝度変化光の波長の光とは波長の異なる輝度変化光の第二輝度変化光の波長の光とを分離して、物体３０を撮像している。このため、カラーに対応するカメラ１１０のエリアイメージセンサ１１１を用いて、撮像対象領域７０を通過するときの物体３０を挟む通過方向（Ｘ軸方向）の両側から物体３０に対し、波長の異なる輝度変化光である第一輝度変化光および第二輝度変化光がそれぞれ照射され、対象物としての物体３０上の第一輝度変化光の波長の光の反射光と第一輝度変化光の波長の光とは波長の異なる輝度変化光の第二輝度変化光の波長の光の反射光を同時に撮像することができる。よって、波長ごとにエリアイメージセンサのライン状撮像領域で撮像する場合に比べて、対象物としての物体３０を撮像する回数を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、振動等により位置ずれが発生しても物体の測定部位に対応する出力値を取得することにより、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】
【０１２３】
１０、１１０ カメラ
１１、１１１ エリアイメージセンサ
１２ レンズ
２０ 照射部
２０ａ 第一照射部
２０ｂ 第二照射部
３０ 物体
３１〜３８ 位置
４０ 移動部
４１ 反射部
４１ａ 第一領域
４１ｂ 第二領域
４１ｃ 境界線
４３ ノズル
５０、７０ 撮像対象領域
５１ａ〜５４ａ、５１ｂ〜５４ｂ ライン状撮像対象領域
６０ 基準面
８１、８２ 正弦波
１００、２００ 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
１５０、１７０ 撮像領域
１５１ａ〜１５４、１５１ｂ〜１５４ｂ、１７１〜１７４ ライン状撮像領域
１５５、１７５ 境界線撮像領域
１７１ｒ、１７１ｇ、１７１ｂ 画像素子
Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ８ 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第一輝度変化光を、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第一照射部と、
前記対象物を吸着して保持するノズルと、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し、前記ノズルが接続され、第一領域において前記撮像部に向けて反射する第一光量と、前記第一領域に対して第二方向に並ぶ第二領域とにおいて前記撮像部に向けて反射する第二光量との異なる光量を反射可能な反射部とを有し、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反射部を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、
前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の境界線の少なくとも一部を予め定められた撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である基準位置としての境界線データと、前記対象物の測定部位を前記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境界線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境界線位置と、前記移動部が前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の前記境界線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境界線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対象物基位置に対して、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】
前記反射部は、前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射しない
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
さらに、
前記撮像対象領域から前記第一方向および前記第二方向に垂直な第三方向に対して延びる仮想線を挟んで前記第一照射部とは前記第二方向の反対側に位置し、第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記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第二輝度変化光を、前記撮像対象領域に対して斜めから照射する第二照射部を備え、
前記反射部は、
前記第一照射部により照射された前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射せず、
前記第二照射部により照射された前記第二輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射せず、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射する
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、前記撮像部の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あって、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１から３のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記データ取得部は、前記撮像部のエリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記境界線が通過する領域である境界線撮像領域の出力値を前記境界線データとして取得する
請求項１から４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
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第一輝度変化光を、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ステップと、
前記対象物を吸着して保持するノズルと、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し、前記ノズルが接続され、第一領域において前記撮像部に向けて反射する第一光量と、前記第一領域に対して第二方向に並ぶ第二領域とにおいて前記撮像部に向けて反射する第二光量との異なる光量を反射可能な反射部とを有する移動部により、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反射部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、
前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の境界線の少なくとも一部を予め定められた撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である基準位置としての境界線データと、前記対象物の測定部位を前記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境界線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境界線位置と、前記移動部が前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の前記境界線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境界線基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出ステップと、
前記移動部が前記対象物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対象物基位置に対して、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第一輝度変化光を、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第一照射部と、
前記対象物を吸着して保持するノズルと、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し、前記ノズルが接続され、第一領域において前記撮像部に向けて反射する第一光量と、前記第一領域に対して第二方向に並ぶ第二領域とにおいて前記撮像部に向けて反射する第二光量との異なる光量を反射可能な反射部とを有し、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反射部を前記撮像対象領域に対して通過させる移動部と、
前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の境界線の少なくとも一部を予め定められた撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である基準位置としての境界線データと、前記対象物の測定部位を前記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境界線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境界線位置と、前記移動部が前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の前記境界線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境界線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対象物基位置に対して、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】
前記反射部は、前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射しない
請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
さらに、
前記撮像対象領域から前記第一方向および前記第二方向に垂直な第三方向に対して延びる仮想線を挟んで前記第一照射部とは前記第二方向の反対側に位置し、第一方向に沿って輝度が同一であり、かつ、前記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第二輝度変化光を、前記撮像対象領域に対して斜めから照射する第二照射部を備え、
前記反射部は、
前記第一照射部により照射された前記第一輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射し、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射せず、
前記第二照射部により照射された前記第二輝度変化光を、前記第一領域において前記撮像部に向けて反射せず、前記第二領域において前記撮像部に向けて反射する
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、前記撮像部の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あって、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１から３のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記データ取得部は、前記撮像部のエリアイメージセンサの前記撮像領域の内で前記境界線が通過する領域である境界線撮像領域の出力値を前記境界線データとして取得する
請求項１から４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
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第一輝度変化光を、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ステップと、
前記対象物を吸着して保持するノズルと、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し、前記ノズルが接続され、第一領域において前記撮像部に向けて反射する第一光量と、前記第一領域に対して第二方向に並ぶ第二領域とにおいて前記撮像部に向けて反射する第二光量との異なる光量を反射可能な反射部とを有する移動部により、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反射部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、
前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の境界線の少なくとも一部を予め定められた撮像のタイミングで前記撮像部が撮像した結果である基準位置としての境界線データと、前記対象物の測定部位を前記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境界線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境界線位置と、前記移動部が前記反射部の前記第一領域および前記第二領域の間の前記境界線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境界線基位置との位置ずれを、導出する位置ずれ導出ステップと、
前記移動部が前記対象物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対象物基位置に対して、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２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１１５３８０（Ｐ２０１３−１１５３８０Ａ）
【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２０１１−２６２８９７（Ｐ２０１１−２６２８９７）
【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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