JPWO2018154691A1 - 対基板作業装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

対基板作業装置は、基板を撮像する撮像装置と、各種情報を記憶する記憶装置と、複数の基板に対して所定作業が行われる場合、先頭の基板については、撮像装置により先頭の基板を撮像した撮像画像に対して所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うと共に検出対象の検出に必要な撮像画像内の領域に関する領域情報を取得して記憶装置に記憶する先頭基板用処理を実行し、先頭の基板以外の後続の基板については、撮像装置により後続の基板を撮像した撮像画像において領域情報に基づいて部分的な処理領域を設定し、設定した処理領域に対して画像処理を行う後続基板用処理を実行する画像処理装置と、を備えるものである。

Description

本明細書は、対基板作業装置および画像処理方法を開示する。

従来、部品を基板に実装するなどの基板に対する作業を行う対基板作業装置において、保持した部品の位置や角度などを精度よく取得するために、部品を撮像した画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する超解像処理を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この対基板作業装置では、部品の特徴部分を含む処理領域のみに対して超解像処理を行って高解像画像を生成している。

ＷＯ２０１５／０４９７２３号公報

しかしながら、近年は基板や部品の小型化に伴って超解像処理の対象も微小なものとなる傾向があり、中には超解像処理によって生成した高解像画像でなければ対象を認識することができない場合がある。その場合、部品など、対象の特徴部分を含む処理領域を、超解像処理の前に特定することが困難となり、画像の全領域を処理領域として超解像処理などの画像処理を行うことになる。そうなると、画像処理の処理時間が必要以上に長くなって、画像処理の効率が低下してしまう。

本開示は、基板に対する作業に必要な画像処理を効率よく行うことを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の対基板作業装置は、基板を撮像する撮像装置と、各種情報を記憶する記憶装置と、所定作業の対象となる複数の前記基板のうち先頭の基板については、前記撮像装置により前記先頭の基板を撮像した先頭画像に対して前記所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うと共に前記検出対象を検出した前記先頭画像内の領域に関する領域情報を取得して前記記憶装置に記憶する先頭基板用処理を実行し、前記所定作業の対象となる複数の前記基板のうち前記先頭の基板以外の後続の基板については、前記撮像装置により前記後続の基板を撮像した後続画像において前記記憶装置に記憶された前記領域情報に基づいて部分的な処理領域を設定し、設定した前記処理領域に対して前記画像処理を行う後続基板用処理を実行する画像処理装置と、を備えることを要旨とする。

本開示の対基板作業装置は、複数の基板のうち先頭の基板については、先頭の基板を撮像した先頭画像に対して所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うと共に検出対象を検出した先頭画像内の領域に関する領域情報を取得して記憶する先頭基板用処理を実行する。また、複数の基板のうち先頭の基板以外の後続の基板については、後続の基板を撮像した後続画像において先頭基板用処理で記憶した領域情報に基づいて部分的な処理領域を設定し、その処理領域に対して画像処理を行う後続基板用処理を実行する。これにより、先頭基板用処理で記憶した領域情報に基づいて後続画像における部分的な処理領域を適切に設定することができる。そして、後続基板用処理では、後続画像の全てを処理領域とすることなく、部分的な処理領域に対して画像処理を行えばよいから、複数の基板に対する作業に必要な画像処理を効率よく行うことができる。

本開示の画像処理方法は、所定作業が行われる基板を撮像した画像に対する画像処理方法であって、（ａ）前記所定作業の対象となる複数の前記基板のうち先頭の基板を撮像した先頭画像に対して前記所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うステップと、（ｂ）前記ステップ（ａ）で前記検出対象を検出した前記先頭画像内の領域に関する領域情報を取得するステップと、（ｃ）前記所定作業の対象となる複数の前記基板のうち前記先頭の基板以外の後続の基板を撮像した後続画像において前記ステップ（ｂ）で取得した前記領域情報に基づいて部分的な処理領域を設定するステップと、（ｄ）前記後続画像のうち前記ステップ（ｃ）で設定した処理領域に対して前記所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うステップと、を含むことを要旨とする。

本開示の画像処理方法は、上述した対基板作業装置と同様に、先頭基板用処理で記憶した領域情報に基づいて後続画像における部分的な処理領域を適切に設定することができる。また、後続基板用処理では、後続画像の全てを処理領域とすることなく、部分的な処理領域に対して画像処理を行えばよいから、複数の基板に対する作業に必要な画像処理を効率よく行うことができる。なお、この画像処理方法において、上述した対基板作業装置の種々の態様を採用してもよいし、上述した対基板作業装置の各機能を実現するような構成を追加してもよい。

実装システム１０の構成を示す構成図。 実装装置１１の構成を示すブロック図。 実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 マーク検出処理の一例を示すフローチャート。 １枚目の基板Ｓに対する画像処理の様子を示す説明図。 ２枚目以降の基板Ｓに対する画像処理の様子を示す説明図。 処理領域ＳＲを調整する様子を示す説明図。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、実装システム１０の構成を示す構成図である。図２は、実装装置１１の構成を示すブロック図である。実装システム１０は、例えば、部品を基板Ｓに実装する処理を実行するシステムである。この実装システム１０は、部品を基板Ｓに実装する実装処理を実施する実装装置１１と、実装システム１０の各装置を管理する管理コンピュータ（ＰＣ）５０とを備える。実装システム１０は、複数の実装装置１１が上流から下流に配置されている。図１では、説明の便宜のため実装装置１１を１台のみ示す。なお、実装処理とは、部品を基板上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。また、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

実装装置１１は、図１，図２に示すように、基板搬送ユニット１２と、実装ユニット１３と、部品供給ユニット１４と、パーツカメラ３０と、制御装置４０とを備える。基板搬送ユニット１２は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板搬送ユニット１２は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された一対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。

実装ユニット１３は、部品を部品供給ユニット１４から採取し、基板搬送ユニット１２に固定された基板Ｓへ配置するものである。実装ユニット１３は、ヘッド移動部２０と、実装ヘッド２２とを備える。ヘッド移動部２０は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備える。実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されており、ヘッド移動部２０によりＸＹ方向へ移動する。実装ヘッド２２の下面には、１以上の吸着ノズル２４が取り外し可能に装着されている。吸着ノズル２４は、負圧を利用して部品を採取する採取部材である。実装ヘッド２２は、Ｚ軸モータ２３を内蔵しており、このＺ軸モータ２３によってＺ軸に沿って吸着ノズル２４の高さを調整する。また、実装ヘッド２２は、図示しない駆動モータによって吸着ノズル２４を回転（自転）させる回転装置を備え、吸着ノズル２４に保持（吸着）された部品の角度を調整可能となっている。

この実装ヘッド２２（又はスライダ）の下面側には、マークカメラ２５が配設されている。マークカメラ２５は、実装ヘッド２２の移動に伴ってＸＹ方向へ移動する。このマークカメラ２５は、基板Ｓに付された基準マークＭを撮像したり、部品供給ユニット１４により供給された部品を上方から撮像したりして、その画像を制御装置４０へ出力する。

部品供給ユニット１４は、実装装置１１の手前側から部品を供給するものであり、左右方向（Ｘ方向）に並ぶように整列配置されテープによる部品の供給が可能なテープフィーダ１５と、トレイによる部品の供給が可能なトレイフィーダ１６と、を備える。テープフィーダ１５は、部品が所定間隔で収容されたテープが巻回されたリールを備え、リールからテープを引き出すことにより部品を供給する。トレイフィーダ１６は、部品が整列して並べられたトレイを用いて部品を供給する。

パーツカメラ３０は、実装ヘッド２２の吸着ノズル２４に吸着された部品を下方から撮像して、その画像を制御装置４０へ出力する。

制御装置４０は、図２に示すように、ＣＰＵ４１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２、各種データを記憶するＨＤＤ４３、作業領域として用いられるＲＡＭ４４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース４５などを備える。これらはバス４６を介して接続されている。この制御装置４０は、基板搬送ユニット１２、実装ユニット１３、部品供給ユニット１４、パーツカメラ３０へ制御信号を出力し、実装ユニット１３（マークカメラ２５）や部品供給ユニット１４、パーツカメラ３０からの信号を入力する。

管理ＰＣ５０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するコンピュータである。管理ＰＣ５０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成された制御装置を備えており、この制御装置は、処理プログラムを記憶するＲＯＭ、各種データを記憶するＨＤＤ、作業領域として用いられるＲＡＭ、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェースなどを備えている。この管理ＰＣ５０は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置５２と、各種情報を表示するディスプレイ５４とを備える。

以下は、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、具体的には、実装装置１１の実装処理についての説明である。図３は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制御装置４０のＨＤＤ４３に記憶され、管理ＰＣ５０の入力装置５２などを介した作業者による実装処理の開始指示により実行される。なお、実装装置１１は、同一種の複数枚の基板Ｓに対して実装処理を行うものとする。

このルーチンを開始すると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、基板搬送ユニット１２により基板Ｓの搬入処理を行い（Ｓ１００）、基板Ｓの基準マークＭを検出するための後述のマーク検出処理を実行する（Ｓ１１０）。そして、ＣＰＵ４１は、実装ヘッド２２の吸着ノズル２４に吸着した部品を基板Ｓに実装する（Ｓ１２０）。ＣＰＵ４１は、Ｓ１１０のマーク検出処理で検出した基準マークＭの位置を基準として、部品の実装位置を補正しながらＳ１２０で基板Ｓへの部品の実装を行う。ＣＰＵ４１は、現在の基板Ｓに対して実装予定の全ての部品を処理が完了したと判定するまで（Ｓ１３０）、Ｓ１２０の処理を繰り返す。ＣＰＵ４１は、現在の基板Ｓに対して実装予定の全ての部品の処理を完了したと判定すると、基板搬送ユニット１２により基板Ｓを搬出し（Ｓ１４０）、実装予定の全ての基板Ｓの処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１５０）。ＣＰＵ４１は、全ての基板Ｓの処理が完了していないと判定すると、Ｓ１００に戻り処理を繰り返し、全ての基板Ｓの処理が完了したと判定すると、実装処理ルーチンを終了する。以下は、Ｓ１１０のマーク検出処理の説明である。Ｓ１１０のマーク検出処理の一例として、ＣＰＵ４１が、マルチフレーム再構成型の超解像処理を用いる場合について説明する。マルチフレーム再構成型の超解像処理は、複数の画像から解像度のより高い画像を取得する処理である。図４は、マーク検出処理の一例を示すフローチャートである。図５は、１枚目の基板Ｓに対する画像処理の様子を示す説明図である。図６は、２枚目以降の基板Ｓに対する画像処理の様子を示す説明図である。

図４のマーク検出処理では、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、今回の処理対象の基板Ｓが、同一種の複数枚の基板Ｓのうち先頭（１枚目）の基板Ｓであるか否かを判定する（Ｓ２００）。ＣＰＵ４１は、先頭の基板Ｓであると判定すると、マークカメラ２５により先頭の基板Ｓの１つ目の画像である画像Ａ（図５参照）を撮像する（Ｓ２１０）。また、ＣＰＵ４１は、実装ユニット１３のヘッド移動部２０により実装ヘッド２２を僅かに移動させることでマークカメラ２５による基板Ｓの撮像位置をずらしてから、マークカメラ２５により先頭の基板Ｓの２つ目の画像である画像Ｂ（図５参照）を撮像する（Ｓ２２０）。画像Ｂの撮像位置は、ＣＰＵ４１がマルチフレームの超解像処理を実行できるように、例えば画像Ａに対して１／Ｘピクセル（但し１＜Ｘ、例えばＸ＝２）ずらした位置などとすればよい。なお、図５は、図示の便宜上、１／Ｘピクセルよりも大きくずらした撮像位置で撮像された画像Ｂを示す。また、マークカメラ２５と基板Ｓの位置が相対的にずれればよく、基板Ｓを移動させてもよいし、マークカメラ２５（実装ヘッド２２）を移動させてもよい。次に、ＣＰＵ４１は、画像Ａ，Ｂを画像処理して画像Ａと画像Ｂとの位置ずれ量を算出する（Ｓ２３０）。例えば、ＣＰＵ４１は、公知のテンプレートマッチングや位相限定相関法などを用いて画像Ａと画像Ｂの位置ずれ量を算出する。本実施形態では、ＣＰＵ４１は、位相限定相関法を用いて位置ずれ量を算出するものとする。なお、位相限定相関法は、処理対象の画像（ここでは画像Ａ，Ｂ）をフーリエ変換し、フーリエ変換したデータにおける位相成分と振幅成分とのうち位相成分のみを用いて相関をとる公知の手法である。また、ＣＰＵ４１は、位置ずれ量の算出に用いた画像Ａのフーリエ変換後のデータＤａをＨＤＤ４３に記憶する（Ｓ２４０）。

そして、ＣＰＵ４１は、画像Ａと画像Ｂの位置ずれ量に基づき各画像Ａ，Ｂの全領域に対して超解像処理を実行し画像Ａを基準とした高解像画像を得る（Ｓ２５０，図５参照）。続いて、ＣＰＵ４１は、得られた高解像画像から基準マークＭと色（画素値）や形状，画素数などが一致する領域を抽出するなどにより基準マークＭを検出するマーク検出処理を行う（Ｓ２６０）。また、ＣＰＵ４１は、Ｓ２６０で検出した高解像画像における基準マークＭの位置座標から逆算して画像Ａにおける基準マーク位置Ｍａを算出しＨＤＤ４３に記憶して（Ｓ２７０，図５参照）、マーク検出処理を終了する。例えば、ＣＰＵ４１は、高解像画像におけるＮピクセル数分の距離を、画像ＡにおけるＮ／Ｘピクセル数分の距離などと逆算することにより、基準マークＭの位置座標から基準マーク位置Ｍａを算出する。このように、ＣＰＵ４１は、先頭（１枚目）の基板Ｓに対しては、画像Ａと画像Ｂとの２枚の画像を撮像し、これらの画像の全範囲に対して超解像処理を実行して、基準マークＭの位置を検出する。また、ＣＰＵ４１は、先頭の基板Ｓのマーク検出処理を行った際の、１枚目の画像Ａのフーリエ変換後のデータＤａと画像Ａにおける基準マーク位置Ｍａとを記憶する。なお、Ｓ２１０〜Ｓ２７０の処理は、先頭基板用処理に該当する。

また、ＣＰＵ４１は、Ｓ２００で今回の処理対象の基板Ｓが、先頭の基板Ｓではなく２枚目以降の後続の基板Ｓであると判定すると、マークカメラ２５により後続の基板Ｓの１つ目の画像である画像Ｃ（図６参照）を撮像する（Ｓ２８０）。また、ＣＰＵ４１は、実装ユニット１３のヘッド移動部２０により実装ヘッド２２を僅かに移動させることでマークカメラ２５による基板Ｓの撮像位置をずらしてから、マークカメラ２５により後続の基板Ｓの２つ目の画像である画像Ｄ（図６参照）を撮像する（Ｓ２９０）。次に、ＣＰＵ４１は、画像Ｃ，Ｄを画像処理して画像Ｃと画像Ｄの位置ずれ量を算出する（Ｓ３００）。ＣＰＵ４１は、Ｓ２８０〜Ｓ３００の処理を、Ｓ２１０〜Ｓ２３０の処理と同様に行う。

続いて、ＣＰＵ４１は、先頭の基板Ｓの画像Ａのマーク検出処理におけるＳ２４０，Ｓ２７０で記憶した画像Ａのフーリエ変換後のデータＤａと画像Ａにおける基準マーク位置ＭａとをＨＤＤ４３から読み出して取得する（Ｓ３１０）。そして、ＣＰＵ４１は、先頭の基板Ｓにおける１つ目の画像Ａと今回の処理対象の後続の基板Ｓにおける１つ目の画像Ｃとの位置ずれ量を算出する（Ｓ３２０）。本実施形態では、ＣＰＵ４１は、Ｓ３１０で読み出した画像Ａのフーリエ変換後のデータＤａと、Ｓ３２０で位置ずれ量を算出する際にフーリエ変換した画像Ｃのフーリエ変換後のデータとを用いて、位相限定相関法により画像Ａ，Ｃの位置ずれ量を算出する。ここで、画像Ａ，Ｃは、異なる基板Ｓを撮像した撮像画像であるが、同一種の基板Ｓを撮像したものであるため、基板Ｓに形成された配線パターンや孔などが各画像内に同様に現れることになる。ただし、画像Ａ，Ｃを撮像する際の基板Ｓとマークカメラ２５との位置関係は、全く同じではなくずれがあるから、画像内に現れる配線パターンや孔の位置もずれることになる。ＣＰＵ４１は、このようなずれを、フーリエ変換したデータから得られる位相成分によって検出することができる。このため、ＣＰＵ４１は、Ｓ３２０では、それらの配線パターンや孔の位置ずれに基づいて、画像Ａと画像Ｃの位置ずれ量を算出する。そして、ＣＰＵ４１は、Ｓ３１０で読み出した画像Ａの基準マーク位置Ｍａと、Ｓ３２０で算出した画像Ａ，Ｃの位置ずれ量とから画像Ｃにおける基準マークＭの大凡の位置である粗位置Ｍｒｃを決定する（Ｓ３３０，図６参照）。また、ＣＰＵ４１は、Ｓ３３０で決定した粗位置Ｍｒｃに基づいて画像Ｃ，Ｄの部分的な領域を高解像処理の処理領域ＳＲに設定する（Ｓ３４０，図６参照）。なお、処理領域ＳＲは、粗位置Ｍｒｃを中心として、例えば基準マークＭのマーク径の数倍程度の領域やマーク径に所定のマージンを加えた領域などとすることができる。

ここで、作業者が、例えば管理ＰＣ５０などから処理領域ＳＲを調整できるようにしてもよい。また、作業者は、粗位置Ｍｒｃを中心とせずに粗位置Ｍｒｃに対してオフセットした領域を処理領域ＳＲとしたり、領域の大きさを微調整したりしてもよい。図７は、処理領域ＳＲを調整する様子の説明図である。図７Ａは、粗位置Ｍｒｃを中心として縦横の長さをそれぞれマーク径Ｄの例えば４倍程度に設定した矩形状の処理領域ＳＲを示す。図７Ｂは、粗位置Ｍｒｃに対して中心位置Ｃをオフセットした矩形状の処理領域ＳＲを示す。図７Ｃは、粗位置Ｍｒｃを中心として縦横の長さをそれぞれマーク径Ｄの例えば２倍程度にサイズ調整した矩形状の処理領域ＳＲを示す。この図７では、基準マークＭの近傍に、例えば部品やはんだなど基準マークＭに色や形状が類似するマーク類似部が存在している場合を示す。その場合、図７Ａの処理領域ＳＲでは、処理領域ＳＲ内にマーク類似部が含まれるために、マークＭを誤検出する可能性がある。一方、図７Ｂや図７Ｃの処理領域ＳＲでは、マーク類似部が処理領域ＳＲから外れたものとなっている。このため、マーク類似部が基準マークＭの近傍にある場合には、作業者は、図７Ｂや図７Ｃのように処理領域ＳＲを調整することで、基準マークＭの誤検出を防止することができるようになる。

こうして処理領域ＳＲが設定されると、ＣＰＵ４１は、画像Ｃと画像Ｄの位置ずれ量に基づいて各画像Ｃ，Ｄの処理領域ＳＲに対して超解像処理を実行し画像Ｃの処理領域ＳＲを基準とした高解像画像を得る（Ｓ３５０）。続いて、ＣＰＵ４１は、得られた高解像画像にマーク検出処理を行って基準マークＭを検出して（Ｓ３６０）、マーク検出処理を終了する。なお、Ｓ２８０〜Ｓ３６０の処理は、後続基板用処理に該当する。このように、ＣＰＵ４１は、２枚目以降の基板Ｓに対し、画像Ｃと画像Ｄの２枚の画像の処理領域ＳＲに対して超解像処理を実行して、基準マークＭを検出する。即ち、ＣＰＵ４１は、画像の全領域ではなく部分的な処理領域ＳＲのみに超解像処理を実行するから、超解像処理の処理負担を軽減してマーク検出処理を迅速に行うことができる。また、ＣＰＵ４１は、先頭の基板Ｓのマーク検出処理を行った際の、画像Ａのフーリエ変換後のデータＤａを用いて画像Ａ，Ｃの位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量と画像Ａにおける基準マーク位置Ｍａとを用いて決定した粗位置Ｍｒｃに基づいて処理領域ＳＲを設定するから、基準マークＭが含まれる可能性の高い適切な領域を簡易な処理で処理領域ＳＲに設定することができる。したがって、基準マークＭを検出するための超解像処理を迅速に行うことができる。このため、実装装置１１は、基板Ｓに付される基準マークＭが極小さなものであっても、マークカメラ２５自体の解像度を上げることなく、超解像処理により適切に基準マークＭを検出することが可能となる。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の対基板作業装置の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のマークカメラ２５が本開示の撮像装置に相当し、ＨＤＤ４３が記憶装置に相当し、制御装置４０が画像処理装置に相当し、実装装置１１が対基板作業装置に相当する。なお、本実施形態では、実装装置１１の動作を説明することにより本開示の画像処理方法の一例も明らかにしている。

以上説明した実施形態の実装装置１１は、同一種の複数の基板Ｓに対して実装作業を行う場合、１枚目の先頭の基板Ｓについては、先頭の基板Ｓを撮像した画像Ａ，Ｂに対して実装作業に必要な基準マークＭを検出するための超解像処理を行うと共に画像Ａにおける基準マーク位置Ｍａを取得してＨＤＤ４３に記憶する先頭基板用処理を実行する。また、実装装置１１は、２枚目以降の後続の基板Ｓについては、後続の基板Ｓを撮像した画像Ｃ，Ｄにおいて、基準マーク位置Ｍａに基づいて設定した部分的な処理領域ＳＲに対して超解像処理を行う後続基板用処理を実行する。これにより、実装装置１１は、後続基板用処理では、部分的な処理領域ＳＲに対して超解像処理を行えばよく、超解像処理を効率よく行うことができる。また、実装装置１１は、先頭基板用処理で記憶した基準マーク位置Ｍａに基づいて部分的な処理領域ＳＲを設定するから、処理領域ＳＲをより適切に設定することができる。また、高解像画像の生成は、複数の撮像画像を用いるために処理に時間が掛かり易いため、部分的な処理領域ＳＲに限定することにより処理時間を軽減する効果が顕著なものとなる。

また、実装装置１１は、先頭基板用処理では、画像Ａ，Ｂの相関をとることで得られた位置ずれ量と画像Ａ，Ｂとに基づいて超解像処理により高解像画像を生成し、高解像画像から基準マークＭを検出すると共に画像Ａにおける基準マーク位置Ｍａを取得してＨＤＤ４３に記憶する。実装装置１１は、後続基板用処理では、画像Ａと画像Ｃとの相関をとることで得られた位置ずれ量とＨＤＤ４３に記憶した基準マーク位置Ｍａとに基づいて画像Ｃにおける部分的な処理領域ＳＲを設定し、画像Ｃ，Ｄのうち処理領域ＳＲにおける相関をとることで得られた位置ずれ量に基づいて高解像画像を生成して、高解像画像から基準マークＭを検出する。これにより、実装装置１１は、先頭基板用処理で用いる画像Ａと、後続基板用処理で用いる画像Ｃとに基づく簡易な処理で部分的な処理領域ＳＲを設定して超解像処理を行うことができる。

また、実装装置１１は、先頭基板用処理では、画像Ａ，Ｂにフーリエ変換を行った画像データを用いて位相限定相関法により各画像の位置ずれ量を取得し、フーリエ変換済みの画像ＡのデータＤａをＨＤＤ４３に記憶する。また、実装装置１１は、後続基板用処理では、画像Ａ，Ｃの相関をとる際に、ＨＤＤ４３に記憶されたデータＤａと画像Ｃにフーリエ変換を施した画像データとを用いる。これにより、実装装置１１は、後続基板用処理において画像Ａ，Ｃの相関をとる際に、ＨＤＤ４３に記憶されたフーリエ変換済みのデータＤａを用いればよいから、効率よく行うことができる。

また、実装装置１１は、基板Ｓの上面に付された基準マークＭを超解像処理により検出する。ここで、近年の基板Ｓや部品の小型化に伴って基準マークＭも微小なものとなっているため、ＣＰＵ４１はマーク検出のために基板Ｓ毎に超解像処理が必要となっている。このため、超解像処理を効率よく行うことによる効果がより顕著なものとなる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、ＣＰＵ４１が、マーク検出処理において、複数の画像から、解像度のより高い画像を取得するマルチフレーム再構成型の超解像処理を用いた場合について説明した。しかし、ＣＰＵ４１は、マーク検出処理に他の超解像処理を用いてもよい。例えば、ＣＰＵ４１は、マーク検出処理において、シングルフレーム再構成型の超解像処理を用いてもよい。シングルフレーム再構成型の超解像処理は、１つの画像Ａ（またはＣ）から解像度の高い画像を取得する処理である。シングルフレーム再構成型の超解像処理としては、例えば、１つの画像Ａ（またはＣ）から、仮の高解像度画像が作成され、仮の高解像度画像から撮像時の劣化過程を模倣した劣化画像が作成され、劣化画像と元の画像Ａ（またはＣ）との誤差が演算され、仮の高解像度画像に対して誤差分の画像修正が行われる演算過程が繰り返されることにより、最終的な高解像度画像が取得される態様などがある。また、ＣＰＵ４１は、マーク検出処理に、学習型超解像処理を用いてもよい。学習型超解像処理としては、例えば、マークカメラ２５により撮像される画像と同程度の解像度の画像を教師データとした、事前の学習結果に基づいて、ＣＰＵ４１が解像度の高い画像を推定し取得する態様などがある。ＣＰＵ４１は、学習型超解像処理として、事前の学習結果に基づいて、１つの画像Ａ（またはＣ）から高解像度画像を推定し取得するシングルフレーム学習型超解像処理を用いてもよい。また、ＣＰＵ４１は、学習型超解像処理として、事前の学習結果に基づいて、複数の画像Ａ，Ｂ（またはＣ，Ｄ）から、解像度のより高い画像を取得するマルチフレーム学習型超解像処理を用いてもよい。

上述した実施形態では、フーリエ変換済みの画像ＡのデータＤａをＨＤＤ４３に記憶したが、これに限られず、画像Ｃとの相関をとる度に画像Ａをフーリエ変換してもよい。ただし、効率的に処理するため、データＤａをＨＤＤ４３に記憶しておくことが好ましい。

上述した実施形態では、先頭の基板Ｓおよび後続の基板Ｓにおける１つ目の画像である画像Ａ，Ｃを用いて処理領域ＳＲを設定したが、これに限られず、先頭の基板Ｓおよび後続の基板Ｓにおける２つ目の画像である画像Ｂ，Ｄを用いて処理領域ＳＲを設定してもよい。このようにする場合、先頭基板用処理では、画像Ｂにおける基準マークＭの位置を記憶し、フーリエ変換済みの画像Ｂのデータを記憶すればよい。

上述した実施形態では、画像処理として超解像処理を例示したが、これに限られず、基板Ｓを撮像した撮像画像に対する画像処理であれば如何なる処理としてもよい。また、基板Ｓの基準マークＭを検出するための画像処理に限られず、基板Ｓに付された基準マークＭ以外のマークや２次元コードなど他の検出対象を検出するとしてもよい。また、基板Ｓの実装前の画像処理に限られず、基板Ｓにはんだなどを印刷する印刷前の画像処理としてもよいし、基板Ｓに部品を実装した後に行われる検査前の画像処理としてもよい。即ち、上述した実施形態では、対基板作業装置として実装装置１１を例示したが、基板Ｓに対して所定作業を行う装置であればよく、基板Ｓへの印刷を行う印刷装置としてもよいし、基板Ｓに対する検査を行う検査装置としてもよい。

上述した実施形態では、画像Ａ，Ｂ（または画像Ｃ，Ｄ）の２つの画像に基づいて高解像画像を生成したが、これに限られず、３以上の複数の画像に基づいて高解像画像を生成してもよい。

本開示の対基板作業装置において、前記画像処理は、前記基板および前記撮像装置の位置を相対的にずらして撮像した複数の画像を用いて前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する超解像処理であるものとしてもよい。このような高解像画像の生成は、複数の画像を用いるために処理時間が長くなる傾向にあるから、部分的な処理領域に限定して処理時間を短縮する効果が顕著なものとなる。

本開示の対基板作業装置において、前記画像処理装置は、前記先頭基板用処理では、前記先頭画像として第１画像および第２画像を含む前記複数の画像を用いて、前記複数の画像の相関をとることで得られた画像間の位置ずれ量に基づいて前記高解像画像を生成し、前記高解像画像から前記所定の検出対象を検出すると共に前記第１画像における前記領域情報を取得して前記記憶装置に記憶し、前記後続基板用処理では、前記後続画像として第３画像および第４画像を含む前記複数の画像を取得し、前記第１画像と前記第３画像との相関をとることにより得られた両画像間の位置ずれ量と前記記憶装置に記憶した前記第１画像における前記領域情報とに基づいて前記第３画像における部分的な処理領域を設定し、前記複数の画像のうち設定した前記処理領域での相関をとることで得られた画像間の位置ずれ量に基づいて前記高解像画像を生成し、前記高解像画像から前記所定の検出対象を検出するものとしてもよい。こうすれば、先頭基板用処理で用いる第１画像と、後続基板用処理で用いる第３画像とを用いて部分的な処理領域を適切に設定することができる。

本開示の対基板作業装置において、前記画像処理装置は、前記先頭基板用処理では、前記第１画像および前記第２画像を含む前記複数の画像に所定の変換処理を施した画像データを用いて前記複数の画像の相関をとり、前記所定の変換処理済みの前記第１画像の画像データを前記記憶装置に記憶しておき、前記後続基板用処理では、前記第１画像と前記第３画像との相関をとる際に、前記記憶装置に記憶された前記所定の変換処理済みの前記第１画像の画像データと前記第３画像に所定の変換処理を施した画像データとを用いるものとしてもよい。こうすれば、後続基板用処理において第１画像と第３画像との相関をとる際に、記憶装置に記憶された所定の変換処理済みの第１画像の画像データを用いればよく第１画像に所定の変換処理を施す必要がないから、効率よく処理することができる。

本開示の対基板作業装置において、前記所定の検出対象は、前記基板の上面に付されたマークであるものとしてもよい。ここで、近年の基板や部品の小型化に伴って、基板の上面に付されたマークが、撮像装置により撮像された画像から検出が困難となるほど微小なものとなる場合がある。その場合、マークを検出するために基板毎に超解像処理が行われるから、画像処理を効率よく行うことによる効果がより顕著なものとなる。

本発明は、基板に対する作業を行う装置に利用可能である。

１０ 実装システム、１１ 実装装置、１２ 基板搬送ユニット、１３ 実装ユニット、１４ 部品供給ユニット、１５ テープフィーダ、１６ トレイフィーダ、２０ ヘッド移動部、２２ 実装ヘッド、２３ Ｚ軸モータ、２４ 吸着ノズル、２５ マークカメラ、３０ パーツカメラ、４０ 制御装置、４１ ＣＰＵ、４２ ＲＯＭ、４３ ＨＤＤ、４４ ＲＡＭ、４５ 入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）、４６ バス、５０ 管理コンピュータ（管理ＰＣ）、５２ 入力装置、５４ ディスプレイ、Ｍ 基準マーク、Ｍｒｃ 粗位置、Ｓ 基板、ＳＲ 処理領域。

Claims (6)

1. 基板を撮像する撮像装置と、
   各種情報を記憶する記憶装置と、
   所定作業の対象となる複数の前記基板のうち先頭の基板については、前記撮像装置により前記先頭の基板を撮像した先頭画像に対して前記所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うと共に前記検出対象を検出した前記先頭画像内の領域に関する領域情報を取得して前記記憶装置に記憶する先頭基板用処理を実行し、前記所定作業の対象となる複数の前記基板のうち前記先頭の基板以外の後続の基板については、前記撮像装置により前記後続の基板を撮像した後続画像において前記記憶装置に記憶された前記領域情報に基づいて部分的な処理領域を設定し、設定した前記処理領域に対して前記画像処理を行う後続基板用処理を実行する画像処理装置と、
   を備える対基板作業装置。
2. 請求項１に記載の対基板作業装置であって、
   前記画像処理は、前記基板および前記撮像装置の位置を相対的にずらして撮像した複数の画像を用いて前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する超解像処理である
   対基板作業装置。
3. 請求項２に記載の対基板作業装置であって、
   前記画像処理装置は、
   前記先頭基板用処理では、前記先頭画像として第１画像および第２画像を含む前記複数の画像を用いて、前記複数の画像の相関をとることで得られた画像間の位置ずれ量に基づいて前記高解像画像を生成し、前記高解像画像から前記所定の検出対象を検出すると共に前記第１画像における前記領域情報を取得して前記記憶装置に記憶し、
   前記後続基板用処理では、前記後続画像として第３画像および第４画像を含む前記複数の画像を取得し、前記第１画像と前記第３画像との相関をとることにより得られた両画像間の位置ずれ量と前記記憶装置に記憶した前記第１画像における前記領域情報とに基づいて前記第３画像における部分的な処理領域を設定し、前記複数の画像のうち設定した前記処理領域での相関をとることで得られた画像間の位置ずれ量に基づいて前記高解像画像を生成し、前記高解像画像から前記所定の検出対象を検出する
   対基板作業装置。
4. 請求項３に記載の対基板作業装置であって、
   前記画像処理装置は、
   前記先頭基板用処理では、前記第１画像および前記第２画像を含む前記複数の画像に所定の変換処理を施した画像データを用いて前記複数の画像の相関をとり、前記所定の変換処理済みの前記第１画像の画像データを前記記憶装置に記憶しておき、
   前記後続基板用処理では、前記第１画像と前記第３画像との相関をとる際に、前記記憶装置に記憶された前記所定の変換処理済みの前記第１画像の画像データと前記第３画像に所定の変換処理を施した画像データとを用いる
   対基板作業装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の対基板作業装置であって、
   前記所定の検出対象は、前記基板の上面に付されたマークである
   対基板作業装置。
6. 所定作業が行われる基板を撮像した画像に対する画像処理方法であって、
   （ａ）前記所定作業の対象となる複数の前記基板のうち先頭の基板を撮像した先頭画像に対して前記所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うステップと、
   （ｂ）前記ステップ（ａ）で前記検出対象を検出した前記先頭画像内の領域に関する領域情報を取得するステップと、
   （ｃ）前記所定作業の対象となる複数の前記基板のうち前記先頭の基板以外の後続の基板を撮像した後続画像において前記ステップ（ｂ）で取得した前記領域情報に基づいて部分的な処理領域を設定するステップと、
   （ｄ）前記後続画像のうち前記ステップ（ｃ）で設定した処理領域に対して前記所定作業に必要な所定の検出対象を検出するための画像処理を行うステップと、
   を含む画像処理方法。

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