WO2017081773A1 - 基板用の画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

基板の基準位置をより高精度に認識することが可能な基板用の画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。　基板用の画像処理装置は、基準マークの位置が検出されなかった場合に、特徴部のうち基準マークとは異なる他の１つを基準マークに代わる代替マークとして取得するマーク取得部と、第二検出部による検出の結果および基準マークと代替マークとの位置関係に基づいて、基板の基準位置を認識する第二位置認識部と、を備える。

Description

基板用の画像処理装置および画像処理方法

　本発明は、基板用の画像処理装置および画像処理方法に関するものである。

　例えば特許文献１には、部品実装機の機内に搬入された基板の基準位置を認識する構成が開示されている。基板の基準位置の認識では、例えば基板の配線パターンを撮像して取得された画像データから配線パターンにおける特徴部を基準マークとして検出する。また、上記の検出には、特徴部のエッジ部に倣った形状からなる標準線やエッジ部と交差する複数のシークラインのように、配線パターンにおける特徴部を示すテンプレートが用いられる。

特開２００３－０８６９９６号公報

　ところで、上記の検出において配線パターンの特徴部が検出されない場合に、画像処理装置は、画像データを作業者に対して表示するとともに、当該画像データにおける基準位置の設定を受け付けて検出処理を補完する。しかしながら、作業者の手動操作による基準位置の設定には、目測による誤差が含まれるおそれがある。例えば部品実装機の実装処理の精度を適正に維持するためには、基板の基準位置を高精度に認識することが望ましい。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板の基準位置をより高精度に認識することが可能な基板用の画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。

　請求項１に係る基板用の画像処理装置は、配線パターンが形成された基板の基準位置を認識する。配線パターンに含まれる１以上の特徴部のうち少なくとも１つが基準位置を示す基準マークに設定される。画像処理装置は、基板のうち基準マークが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データを取得する第一画像取得部と、基準マークの形状を示す第一テンプレートを用いて第一画像データを走査して基準マークの位置を検出する第一検出部と、第一検出部による検出の結果に基づいて、基板の基準位置を認識する第一位置認識部と、第一検出部の走査によって基準マークの位置が検出されなかった場合に、特徴部のうち基準マークとは異なる他の１つを基準マークに代わる代替マークとして取得するマーク取得部と、基板のうち代替マークが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データを取得する第二画像取得部と、代替マークの形状を示す第二テンプレートを用いて第二画像データを走査して代替マークの位置を検出する第二検出部と、第二検出部による検出の結果および基準マークと代替マークとの位置関係に基づいて、基板の基準位置を認識する第二位置認識部と、を備える。

　請求項７に係る基板用の画像処理方法は、配線パターンが形成された基板の基準位置を認識する。配線パターンに含まれる１以上の特徴部のうち少なくとも１つが基準位置を示す基準マークに設定される。画像処理方法は、基板のうち基準マークが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データを取得する第一画像取得工程と、基準マークの形状を示す第一テンプレートを用いて第一画像データを走査して基準マークの位置を検出する第一検出工程と、第一検出工程による検出の結果に基づいて、基板の基準位置を認識する第一位置認識工程と、第一検出工程の走査によって基準マークの位置が検出されなかった場合に、特徴部のうち基準マークと異なる他の１つを基準マークに代わる代替マークとして取得するマーク取得工程と、基板のうち代替マークが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データを取得する第二画像取得工程と、代替マークの形状を示す第二テンプレートを用いて第二画像データを走査して代替マークの位置を検出する第二検出工程と、第二検出工程による検出の結果および基準マークと代替マークとの位置関係に基づいて、基板の基準位置を認識する第二位置認識工程と、を備える。

　請求項１，７に係る発明の構成によると、基準マークの位置が検出不能の場合に、配線パターンにおける１または複数の特徴部のうち基準マーク以外の何れか１つを代替マークとして取得し、当該代替マークを用いた補完処理を実行できる。これにより、基板の基準位置が自動で認識されるため、作業者の手動操作によって基板の基準位置が設定される場合と比較して、基準位置を高精度に認識できる。よって、上記の補完処理が例えば部品実装機による実装処理において実行されることにより、実装処理の精度を適正に維持することができる。

第一実施形態における基板用の画像処理装置を適用された生産ラインを示す模式図である。 多面取り基板の上面を示す図である。 図２における基板の一部を撮像して得られた画像データに第一テンプレートを重ねた状態を示す図である。 基板の基準位置を認識する画像処理を示すフローチャートである。 基板を撮像して得られた画像データを表示した表示装置の画面であり、作業者の手動操作により代替マーク情報の入力を受け付けている状態を示す図である。 第二実施形態における代替マーク情報の設定処理を示すフローチャートである。 候補テーブル、および対象の基準マークと候補マークとの関係を示すテーブルを示す図である。

　以下、本発明の基板用の画像処理装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。実施形態において、例えば集積回路などの回路基板製品を製造する生産ラインを構成する部品実装機に基板用の画像処理装置が組み込まれた構成を例示する。

　＜第一実施形態＞
　（生産ライン１の構成）
　生産ライン１は、図１に示すように、ネットワークを介してホストコンピュータ２と通信可能に接続された複数の生産設備により構成される。この生産設備には、部品実装機１０の他に、例えばスクリーン印刷機や実装検査機、リフロー炉などが含まれる。部品実装機１０を含む生産設備は、ネットワークを介してホストコンピュータ２と種々のデータを入出力可能に構成されている。

　ホストコンピュータ２は、生産ライン１の動作状況を監視し、部品実装機１０を含む生産設備の制御を行う。ホストコンピュータ２には、部品実装機１０を制御するための各種データが記憶されている。上記の各種データには、生産される回路基板製品の種類や生産量を含む生産計画、部品実装機１０を動作させるための制御プログラム、および画像処理に用いられるテンプレートが含まれる。ホストコンピュータ２は、各生産設備における生産処理の実行に際して、制御プログラムなどの各種データを各生産設備に適宜送出する。

　（部品実装機１０の構成）
　生産ライン１を構成する複数台の部品実装機１０は、図１に示すように、基板搬送装置１１と、部品供給装置１２と、部品移載装置１３と、部品カメラ１４と、基板カメラ１５と、制御装置２０とを備える。以下の説明において、部品実装機１０の水平幅方向（図１の左右方向）をＸ軸方向とし、部品実装機１０の水平奥行き方向（図１の上下方向に）をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な鉛直方向（図１の前後方向）をＺ軸方向とする。

　基板搬送装置１１は、ベルトコンベアなどにより構成され、基板５０を搬送方向（本実施形態においてはＸ軸方向）へと順次搬送する。基板搬送装置１１は、部品実装機１０の機内における所定の位置に基板５０を位置決めする。そして、基板搬送装置１１は、部品実装機１０による実装処理が実行された後に、基板５０を部品実装機１０の機外に搬出する。

　部品供給装置１２は、供給位置Ｐｓにおいて、基板５０に装着される電子部品を供給する。部品供給装置１２は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のスロットを有する。複数のスロットには、フィーダ１２ａが着脱可能にそれぞれセットされる。部品供給装置１２は、フィーダ１２ａにより例えばキャリアテープを送り移動させて、フィーダ１２ａの先端側（図１の上側）に位置する取出し部において電子部品を供給する。

　部品移載装置１３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成される。部品移載装置１３は、部品実装機１０の奥行き方向の後部側（図１の上側）から前部側の部品供給装置１２の上方にかけて配置されている。部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３ａ、移動台１３ｂと、装着ヘッド１３ｃとを備える。ヘッド駆動装置１３ａは、直動機構により移動台１３ｂをＸＹ軸方向に移動可能に構成されている。

　装着ヘッド１３ｃは、図示しないフレームを介して、移動台１３ｂにクランプして固定される。また、装着ヘッド１３ｃには、図示しない複数の吸着ノズルが着脱可能に設けられる。装着ヘッド１３ｃは、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能に、且つ昇降可能に各吸着ノズルを支持する。各吸着ノズルは、装着ヘッド１３ｃに対する昇降位置や角度、負圧の供給状態を制御される。各吸着ノズルは、負圧を供給されることにより、フィーダ１２ａの取出し部において供給される電子部品を吸着して保持する。

　部品カメラ１４および基板カメラ１５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ１４および基板カメラ１５は、通信可能に接続された制御装置２０による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置２０に送出する。

　部品カメラ１４は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の上向きとなるように部品実装機１０の基台に固定され、部品移載装置１３の下方から撮像可能に構成される。より具体的には、部品カメラ１４は、吸着ノズルに保持された状態の電子部品の下面を撮像可能に構成される。基板カメラ１５は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の下向きとなるように部品移載装置１３の移動台１３ｂに設けられる。基板カメラ１５は、基板５０を撮像可能に構成されている。

　（制御装置２０の構成）
　制御装置２０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置２０は、電子部品の実装処理を制御する。制御装置２０は、ネットワークを介してホストコンピュータ２と通信可能に接続されている。制御装置２０は、図１に示すように、実装制御部２１、記憶装置２２、表示装置２３、入力装置２４、および画像処理装置３０を備える。

　実装制御部２１は、装着ヘッド１３ｃの位置や吸着機構の動作を制御する。より詳細には、実装制御部２１は、部品実装機１０に複数設けられた各種センサから出力される情報、各種の認識処理の結果を入力する。そして、実装制御部２１は、記憶装置２２に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理装置３０による認識処理の結果に基づいて、部品移載装置１３へと制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド１３ｃに支持された吸着ノズルの位置および回転角度が制御される。

　記憶装置２２は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置２２には、制御プログラム、制御情報、画像データ、画像処理装置３０による各種処理の一時データなどが記憶される。表示装置２３は、各種データを映像として作業者に対して表示する。入力装置２４は、作業者の手動操作による各種データの入力を受け付ける機器である。

　（画像処理装置３０の構成）
　画像処理装置３０は、部品カメラ１４および基板カメラ１５の撮像により得られた画像データを取得して、用途に応じた画像処理を実行する。この画像処理には、例えば、画像データの二値化、フィルタリング、色相抽出、超解像処理などが含まれ得る。画像処理装置３０は、基板５０の基準位置を認識する画像処理を実行する。

　ここで、基板搬送装置１１により機内に搬入された基板５０の位置には、位置決め誤差が含まれることがある。そのため、制御装置２０は、基板５０の基準位置を認識する画像処理の結果に基づいて、基板５０の位置決め状態に応じて装着ヘッド１３ｃが保持する吸着ノズルの位置を補正する。これにより、電子部品が基板５０の適正な位置に装着され、実装処理の精度向上が図られている。

　なお、上記の基板５０の基準位置の認識では、基板５０の上面に配置された任意形状からなる基準マークの検出処理が行われる。本実施形態において、基板の上面に形成された配線パターンに含まれる１以上の特徴部のうち少なくとも１つが基準位置を示す基準マークに設定される。これにより、例えば基板５０の集密度を高めるためにフィデューシャルマークが省略された場合や、基板５０の構成上、フィデューシャルマークと配線パターンとの位置関係が一定でない場合などに対応して、基板５０の基準位置を認識することが可能となる。

　ここで、本実施形態における基板５０は、図２に示すように、複数の単位基板５１により構成される多面取り基板である。多面取り基板は、例えば電子部品の実装後に分離された個々の単位基板が同一の電子回路製品となる。複数の単位基板５１のそれぞれには、同一の配線パターンが形成されている。単位基板５１の配線パターンは、はんだを印刷などにより塗布されて電子部品の端子と電気的に接続されるランド５２により構成される。

　本実施形態における単位基板５１のランド５２は、複数の矩形状を結合して構成され、単独で１つの配線パターンおよび当該配線パターンの特徴部５３を構成する。また、全３６枚の単位基板５１のうち作業者により選定された５枚の基準用の単位基板５１Ａ～５１Ｅにおける特徴部５３のそれぞれが基板５０の基準位置を示す基準マークとして設定されている。以下では、基準用の単位基板５１Ａ～５１Ｅの特徴部５３を基準マークＭｔとも称する。

　画像処理装置３０は、図１に示すように、画像取得部３１、検出部３２、位置認識部３５、およびマーク取得部３６を備える。画像取得部３１は、基板５０のうち基準マークＭｔが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データ６０Ａを取得する。上記の「基準マークＭｔが含まれる領域」は、基板５０に対して相対移動された基板カメラ１５により撮像可能な領域である。

　検出部３２は、基準マークＭｔの形状を示すテンプレート７０（本発明の「第一テンプレート」に相当する）を用いて第一画像データ６０Ａを走査して、基準マークＭｔの位置を検出する。ここで、検出処理に用いられるテンプレート７０は、検出対象である基準マークＭｔのエッジ部に倣った形状からなる標準線や、当該エッジ部の形状に基づいて配置された複数のシークラインにより構成され、記憶装置２２に記憶されている。

　本実施形態において、テンプレート７０は、図３に示すように、基準マークＭｔである特徴部５３のエッジ部に倣った形状からなる標準線７１と、基準マークＭｔが検出された場合に当該基準マークＭｔの位置を示す規定点７２と、により構成される。テンプレート７０は、規定点７２の位置によって、基板５０の基準位置との位置関係が規定されている。

　位置認識部３５は、テンプレート７０を用いた検出部３２の走査による基準マークＭｔの検出の結果に基づいて、基板５０の基準位置を認識する。ここで、画像処理装置３０は、上記のようにテンプレート７０を用いた走査によって基準マークＭｔの位置が検出されなかった場合に、別の手法によって基板５０の基準位置を認識する必要がある。そこで、画像処理装置３０は、検出処理を補完する補完処理を実行する。

　マーク取得部３６は、補完処理において、複数の特徴部５３のうち基準マークＭｔとは異なる他の１つを基準マークＭｔに代わる代替マークＭｂとして取得する。新たな検出対象とされる代替マークＭｂは、同一の基板５０の上面に配置された配線パターンの特徴部５３の一つである。代替マークＭｂは、基準マークＭｔと同一形状に限られず、異形状としてもよい。

　本実施形態において、代替マークＭｂは、基準用の単位基板５１Ａ～５１Ｅとは異なる他の単位基板５１に形成された特徴部５３であり、基準マークＭｔと同一形状である。また、マーク取得部３６による代替マークＭｂの取得方法としては、種々の態様が採用し得る。代替マークＭｂの取得方法の詳細については、後述する。

　また、補完処理において、画像取得部３１は、基板５０のうち代替マークＭｂが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データ６０Ｂを取得する。そして、検出部３２は、代替マークＭｂの形状を示す第二テンプレートを用いて第二画像データ６０Ｂを走査して代替マークＭｂの位置を検出する。さらに、位置認識部３５は、検出部３２による検出の結果および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係に基づいて、基板５０の基準位置を認識する。

　ここで、上記の補完処理において、テンプレート７０を用いて基準マークＭｔの位置を検出する初期の検出処理に使用された第一画像データ６０Ａに代替マークＭｂが含まれている場合には、画像取得部３１は、第一画像データ６０Ａを第二画像データ６０Ｂとして取得する。本実施形態において、第一画像データ６０Ａおよび第二画像データ６０Ｂは、同一であるものとして、以下では単に「画像データ６０」と称する。

　また、上記のように、本実施形態において、基準マークＭｔおよび代替マークＭｂのそれぞれは、配線パターンにおける同一の位置および同一の形状からなる。そのため、補完処理に使用される第二テンプレートは、基準マークＭｔの走査に用いられたテンプレート７０（第一テンプレート）を兼用することができ、当該テンプレート７０と同一である。

　上記のような構成からなる画像取得部３１は、本発明の「第一画像取得部」および「第二画像取得部」に相当する。また、検出部３２は、本発明の「第一検出部」および「第二検出部」に相当する。位置認識部３５は、本発明の「第一位置認識部」および「第二位置認識部」に相当する。

　また、制御装置２０の表示装置２３は、補完処理において、画像データ６０により基板５０の一部または全部を表示する表示部として兼用される。また、制御装置２０の入力装置２４は、作業者による代替マークＭｂの指定および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係の入力を受け付ける設定受け付け部として兼用される。

　（画像処理装置３０による画像処理）
　上記の基板用の画像処理装置３０による基板５０の基準位置を認識する画像処理について説明する。画像処理は、例えば部品実装機１０の実装処理において、基板搬送装置１１により位置決めされた基板５０の基準位置を認識するために実行される。画像処理装置３０は、先ず、図４に示すように、準備処理を実行する（ステップ１１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。

　上記の準備処理（Ｓ１１）には、基板５０の基準マークＭｔが含まれる領域を撮像する撮像処理や、基準マークＭｔの形状を示すテンプレート７０を記憶装置２２から読み出す処理が含まれる。次に、画像取得部３１は、第一画像取得工程として、基準マークＭｔを撮像して得られた画像データ６０を記憶装置２２から取得する（Ｓ１２）。続いて、検出部３２は、第一検出工程として、テンプレート７０を用いて画像データ６０を走査して、基準マークＭｔの位置を検出する（Ｓ１３）。

　画像処理装置３０は、検出部３２の走査によって基準マークＭｔの位置が検出されたか否かを判定する（Ｓ１４）。具体的には、エッジ処理された画像データ６０における所定位置において、テンプレート７０の全ての標準線７１が画像データ６０のエッジ部と一致する場合に、テンプレート７０と一致する基準マークＭｔが検出されたものと判定する（Ｓ１４：Ｙｅｓ）。そして、位置認識部３５は、第一位置認識工程として、検出部３２の走査による基準マークＭｔの検出の結果に基づいて、基板５０の基準位置を認識する（Ｓ１５）。

　一方で、画像処理装置３０は、全ての標準線７１が画像データ６０のエッジ部と一致しない場合に、基準マークＭｔの位置が検出されなかったものと判定する（Ｓ１４：Ｎｏ）。このように、例えば基準マークＭｔである特徴部５３の一部が欠落しているなどの要因によって基準マークＭｔの位置が検出不能の場合に、画像処理装置３０は、代替マークＭｂを用いた補完処理を実行する（Ｓ２０，Ｓ１２～Ｓ１４）。

　上記の補完処理において、マーク取得部３６は、マーク取得工程として、複数の特徴部５３のうち基準マークＭｔと異なる他の１つを基準マークＭｔに代わる代替マークＭｂとして取得する（Ｓ２０）。具体的には、図５に示すように、基板５０を作業者に対して表示する（Ｓ２１）。このとき、表示装置２３は、基板５０の全体を表示してもよいし、また作業者の要求に応じて基板５０の一部を拡大して表示してもよい。そして、マーク取得部３６は、作業者による代替マークＭｂの指定および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係の入力を受け付ける（Ｓ２２）。

　例えば、作業者によるポインタデバイスの操作やスクリーンへのタッチ操作などによって、基準マークＭｔに設定された特徴部５３を有する単位基板５１Ａに対してＸ方向（図５の上下方向）に隣り合う単位基板５１を囲うように領域が指定される。これにより、代替マークＭｂが含まれる指定領域６１が設定される。さらに、作業者は、代替マークＭｂの座標に関する情報、および代替マークＭｂの種別に関する情報を入力する。

　ここで、本実施形態において、基板５０は多面取り基板であり、記憶装置２２には、複数の単位基板５１の位置関係、即ちＸＹ軸方向の間隔を示す位置情報が記憶されている。そのため、基準マークＭｔに設定された特徴部５３を有する単位基板５１Ａに対して、代替マークＭｂに設定する特徴部５３を有する単位基板５１がＸＹ軸方向に何枚目なのかを作業者が入力することにより、マーク取得部３６は、基準マークＭｔと代替マークＭｂの位置関係を割り出す構成となっている。これにより、基準マークＭｔに対する代替マークＭｂの相対位置や、基板５０の原点に対する代替マークＭｂの相対位置の入力を省略することができる。

　また、補完処理に用いられる代替マークＭｂは、必ずしも基準マークＭｔと同一の形状であることを要しない。そのため、マーク取得部３６は、代替マークＭｂの種別に関する情報を受け付けることによって、予め登録された種別に対応した代替マークＭｂを取得する構成としている。本実施形態においては、基板５０は多面取り基板であり、それぞれの単位基板５１における特徴部５３の位置と形状は、基準マークＭｔと同一である。そのため、代替マークＭｂの情報の受け付け（Ｓ２２）において、代替マークＭｂの位置および形状の入力を省略することができる。なお、対象とする単位基板５１内における別の位置および別の形状からなる特徴部を代替マークＭｂに設定することも可能である。そのため、例えば基準マークＭｔと代替マークＭｂが同じ種別であるとの情報、または同一の位置であるとの情報を、作業者が敢えて入力することによって、基準マークＭｔと代替マークＭｂが異なる単位基板５１内における同一の特徴部５３であることを指定してもよい。

　続いて、画像取得部３１は、第二画像取得工程として、指定領域６１に対応した画像データを取得する（Ｓ１２）。ここでは、最初の検出処理にて使用された画像データ６０に代替マークＭｂが含まれているため、基板カメラ１５による撮像処理を省略して、画像取得部３１は、画像データ６０を取得する。一方で、画像取得部３１は、例えば画像データ６０に代替マークＭｂが含まれていない場合には、基板カメラ１５による撮像処理を実行する。

　そして、検出部３２は、第二検出工程として、代替マークＭｂの形状を示す第二テンプレート（本実施形態においては、兼用されるテンプレート７０）を用いて画像データ６０を走査して代替マークＭｂの位置を検出する（Ｓ１３）。検出部３２が第二検出工程にて使用される第二テンプレートとして、第一検出工程にて使用されたテンプレート７０を取得することは、代替マークＭｂの種別が基準マークＭｔと同じ種別であるとの情報に基づくものである。

　画像処理装置３０は、検出部３２の走査によって代替マークＭｂの位置が検出されたか否かを判定する（Ｓ１４）。具体的には、作業者により指定された指定領域６１において、テンプレート７０の全ての標準線７１が画像データ６０のエッジ部と一致する場合に、テンプレート７０と一致する代替マークＭｂが検出されたものと判定する（Ｓ１４：Ｙｅｓ）。そして、位置認識部３５は、第二位置認識工程として、第二検出工程（Ｓ１３）による検出の結果および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係に基づいて、基板５０の基準位置を認識する（Ｓ１５）。

　一方で、画像処理装置３０は、全ての標準線７１が画像データ６０のエッジ部と一致しない場合に、代替マークＭｂの位置が検出されなかったものと判定する（Ｓ１４：Ｎｏ）。このように、代替マークＭｂの位置が検出不能の場合に、画像処理装置３０は、代替マークＭｂを用いた補完処理を再び実行する（Ｓ２０，Ｓ１２～Ｓ１４）。

　なお、画像処理装置３０は、部品実装機１０が次の生産に移行して、別の基板５０が対象となった場合には、最初に指定された基準用の単位基板５１Ａ～５１Ｅの特徴部５３を基準マークＭｔとして、基板５０の基準位置を認識する画像処理を実行する。つまり、画像処理に代替マークＭｂを使用する補完処理は、検出不能な特徴部５３が存在した場合に対応する変則的な処理であり、個々の基板５０に対して実行の要否がそれぞれ決定される。

　＜第二実施形態＞
　第二実施形態の画像処理装置および画像処理方法の構成は、主として、第一実施形態におけるマーク取得工程（Ｓ２０）が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。第二実施形態において、マーク取得工程（Ｓ１２０）が実行されると、図６に示すように、マーク取得部３６は、先ず、候補テーブル８０を取得する（Ｓ１２１）。

　上記の候補テーブル８０には、図７に示すように、複数の特徴部５３のうち代替マークＭｂとして使用可能な候補マークに、基準マークＭｔと複数の候補マークのそれぞれとの位置関係（図７の「マーク座標」の列）が関連付けられている。さらに、本実施形態において、候補テーブル８０には、複数の候補マークに、それぞれの形状を示す情報として、種別（図７の「種別」の列）が関連付けられている。

　次に、マーク取得部３６は、第一検出工程としてテンプレート７０を用いた走査によって検出されなかった基準マークＭｔに関する情報を取得する（Ｓ１２２）。具体的には、マーク取得部３６は、５枚の基準用の単位基板５１Ａ～５１Ｅのうち、検出不能である基準マークＭｔを有するものを特定し、多面取り基板である基板５０における位置を取得する。これにより、図７に示すように、基準マークＭｔと候補マークとの関係が割り出される。

　続いて、マーク取得部３６は、基準マークＭｔと複数の候補マークのそれぞれとの位置関係（図７の「マーク間距離」の列）、および基準マークＭｔの形状と複数の候補マークのそれぞれの形状の類似度合い（図７の「類似度合い」の列）に基づいて、複数の候補マークの１つを選択し、代替マークＭｂとして取得する（Ｓ１２３）。つまり、本実施形態においては、予め候補テーブル８０を設定しておくことによって、検出不能となった基準マークＭｔの位置および種別に基づいて、代替マークＭｂが自動で選択される。なお、選択される候補マークとしては、例えば基準マークＭｔから最も近く、基準マークＭｔと同じ種別であるものが好適である。

　その後に、マーク取得部３６は、基準マークＭｔと取得された代替マークＭｂとの位置関係などの情報を候補テーブル８０から取得する（Ｓ１２４）。このようなマーク取得工程（Ｓ１２０）によって代替マークＭｂが取得された後に、画像処理装置３０は、代替マークＭｂを用いた検出処理が実行される。この再度の検出処理については、第一実施形態と実質的に同様であるため説明を省略する。

　＜第一、第二実施形態の構成による効果＞
　基板用の画像処理装置３０および画像処理方法は、配線パターンが形成された基板５０の基準位置を認識する。配線パターンに含まれる１以上の特徴部５３のうち少なくとも１つが基準位置を示す基準マークＭｔに設定される。画像処理装置３０は、基板５０のうち基準マークＭｔが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データ６０Ａを取得する第一画像取得部（画像取得部３１）と、基準マークＭｔの形状を示す第一テンプレート（テンプレート７０）を用いて第一画像データ６０Ａを走査して基準マークＭｔの位置を検出する第一検出部（検出部３２）と、第一検出部（検出部３２）による検出の結果に基づいて、基板５０の基準位置を認識する第一位置認識部（位置認識部３５）と、第一検出部（検出部３２）の走査によって基準マークＭｔの位置が検出されなかった場合に、特徴部５３のうち基準マークＭｔとは異なる他の１つを基準マークＭｔに代わる代替マークＭｂとして取得するマーク取得部３６と、基板５０のうち代替マークＭｂが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データ６０Ｂを取得する第二画像取得部（画像取得部３１）と、代替マークＭｂの形状を示す第二テンプレート（テンプレート７０）を用いて第二画像データ６０Ｂを走査して代替マークＭｂの位置を検出する第二検出部（検出部３２）と、第二検出部（検出部３２）による検出の結果および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係に基づいて、基板５０の基準位置を認識する第二位置認識部（位置認識部３５）と、を備える。

　基板用の画像処理方法は、基板５０のうち基準マークＭｔが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データ６０Ａを取得する第一画像取得工程（Ｓ１２）と、基準マークＭｔの形状を示す第一テンプレート（テンプレート７０）を用いて第一画像データ６０Ａを走査して基準マークＭｔの位置を検出する第一検出工程（Ｓ１３）と、第一検出工程による検出の結果に基づいて、基板５０の基準位置を認識する第一位置認識工程（Ｓ１５）と、第一検出工程の走査によって基準マークＭｔの位置が検出されなかった場合に（Ｓ１４：Ｎｏ）、特徴部５３のうち基準マークＭｔと異なる他の１つを基準マークＭｔに代わる代替マークＭｂとして取得するマーク取得工程（Ｓ２０）と、基板５０のうち代替マークＭｂが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データ６０Ｂを取得する第二画像取得工程（Ｓ１２）と、代替マークＭｂの形状を示す第二テンプレート（テンプレート７０）を用いて第二画像データ６０Ｂを走査して代替マークＭｂの位置を検出する第二検出工程（Ｓ１３）と、第二検出工程による検出の結果および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係に基づいて、基板５０の基準位置を認識する第二位置認識工程（Ｓ１５）と、を備える。

　このような構成によると、基準マークＭｔの位置が検出不能の場合に（Ｓ１４：Ｎｏ）、配線パターンにおける１または複数の特徴部５３のうち基準マークＭｔ以外の何れか１つを代替マークＭｂとして取得し、当該代替マークＭｂを用いた補完処理を実行できる（Ｓ２０，Ｓ１２～Ｓ１４）。これにより、基板５０の基準位置が自動で認識されるため、作業者の手動操作によって基板５０の基準位置が設定される場合と比較して、基準位置を高精度に認識できる。よって、上記の補完処理が例えば部品実装機１０による実装処理において実行されることにより、実装処理の精度を適正に維持することができる。

　また、第一、第二実施形態において、マーク取得部３６は、基板５０の一部または全部を作業者に対して表示し（Ｓ２１）、当該作業者による代替マークＭｂの指定および基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係の入力を受け付ける（Ｓ２２）。

　このような構成によると、作業者の指定により取得された代替マークＭｂを用いて補完処理を実行できる（Ｓ２０，Ｓ１２～Ｓ１４）。これにより、補完処理においては、代替マークＭｂの検出がなされ自動で基板５０の基準位置が認識されるので（Ｓ１５）、作業者の手動操作をもって基板５０の基準位置が設定される場合と比較して、基準位置を高精度に認識できる。また、作業者は、基準マークＭｔの位置が検出不能な状況に対応して代替マークＭｂを適宜取得できる。結果として、基板５０の基準位置を効率的に認識できる。

　また、第二実施形態において、マーク取得部３６は、特徴部５３のうち代替マークＭｂとして使用可能な複数の候補マークに、基準マークＭｔと複数の候補マークのそれぞれとの位置関係が関連付けられた候補テーブル８０を有する。マーク取得部３６は、基準マークＭｔと複数の候補マークのそれぞれとの位置関係に基づいて選択した複数の候補マークの１つを代替マークＭｂとして取得する。

　基板５０の基準マークＭｔは、配線パターンにおける複数の特徴部５３の少なくとも１つであり、例えば実装処理に応じて適宜設定される。このような基準マークＭｔの位置が検出不能な場合に、画像処理装置３０は、候補テーブル８０における候補マークから基準マークＭｔとの位置関係に基づいて選択した１つ（例えば最も近い候補マーク）を代替マークＭｂに取得できる。これにより、マーク取得工程（Ｓ１２０）において、作業者による手動操作を介することなく自動で代替マークＭｂの取得が可能となる。よって、マーク取得工程（Ｓ１２０）に要する時間を短縮でき、例えば画像処理装置３０を適用した部品実装機１０においては実装処理のサイクルタイムを短縮できる。

　また、第二実施形態において、候補テーブル８０には、複数の候補マークに、それぞれの形状を示す情報が関連付けられる。マーク取得部３６は、基準マークＭｔの形状と複数の候補マークのそれぞれの形状の類似度合いに基づいて選択した複数の候補マークの１つを代替マークＭｂとして取得する。

　このような構成によると、基準マークＭｔの形状と候補マークの形状の類似度合いに基づいて、候補テーブル８０から１つの候補マークが選択されて代替マークＭｂとして取得される。これにより、基準マークＭｔとしてより適切な候補マークの１つを代替マークＭｂに設定できる。また、類似度合いが高ければ、第一テンプレート（テンプレート７０）の一部または全部を第二テンプレートとして共用することが可能となる。

　また、第一、第二実施形態において、基板５０は、複数の単位基板５１により構成される多面取り基板５０である。複数の単位基板５１のそれぞれには、同一の配線パターンが形成される。基準マークＭｔおよび代替マークＭｂのそれぞれは、配線パターンにおける同一の位置および同一の形状からなる。第二テンプレートは、第一テンプレート（テンプレート７０）と同一である。

　このような構成によると、複数の単位基板５１のそれぞれにおいては配線パターンが同一であるため、基準マークＭｔに設定された特徴部５３の１つと、代替マークＭｂに設定された１つの特徴部５３の１つとは、単位基板５１において同一の位置および同一の形状となる。これにより、補完処理において、第一テンプレート（テンプレート７０）を第二テンプレートとして共用することができる。よって、第二テンプレート（テンプレート７０）の生成や管理を省略することができる。

　また、第一、第二実施形態において、画像処理装置３０は、複数の単位基板５１の位置関係に基づいて、基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係を割り出す（Ｓ２２）。

　このような構成によると、複数の単位基板５１の位置関係が設定された場合に、当該設定により複数の特徴部５３の位置関係が特定される。このような性質を利用して、複数の単位基板５１の位置関係の設定をもって、基準マークＭｔと代替マークＭｂとの位置関係が割り出される。これにより、作業者に対して直接的な座標入力などの要求を省略することができる。よって、画像処理における処理効率を向上して、補完処理に要する時間を短縮できる。

　＜第一、第二実施形態の変形態様＞
　第二実施形態において、マーク取得部３６は、検出不能である基準マークＭｔを有するものを特定し、候補テーブル８０に基づいて複数の候補マークの１つを選択して、代替マークＭｂとして自動的に取得する。これに対して、マーク取得部３６は、第一実施形態のように、候補テーブル８０を表示装置２３に表示して、作業者による選択を受け付けるようにしてもよい。また、マーク取得部３６は、候補テーブル８０における複数の候補マークが含まれる領域を撮像して得られた画像を候補テーブル８０とともに表示して、または候補テーブル８０に代えて表示して、作業者による選択を受け付けるようにしてもよい。

　その他に、マーク取得部３６は、候補テーブル８０に代えて、記憶装置２２に記憶されている複数の単位基板５１に関する位置情報に基づいて、例えば検出不能である基準マークＭｔを有する単位基板５１の近傍にある他の単位基板５１を自動的に選択して、当該他の単位基板５１の特徴部５３を代替マークＭｂとして取得する構成としてもよい。このような構成においても、第二実施形態と同様の効果を奏する。

　第一、第二実施形態において、基板５０は、多面取り基板であるものとした。これに対して、画像処理装置３０は、例えば全体で一つの電子回路製品となる通常の基板を対象に、当該基板の基準位置を認識する画像処理を実行してもよい。また、代替マークＭｂの形状は、基準マークＭｔの形状と異形状であってもよい。この場合には、検出部３２は、基準マークＭｔを対象とした走査に用いる第一テンプレートとは異なる第二テンプレートを用いて画像データ６０を走査する。

　また、第一、第二実施形態において、画像処理装置３０は、部品実装機１０の制御装置２０に適用される構成とした。これに対して、基板用の画像処理装置および画像処理方法は、スクリーン印刷機や実装検査機など他の生産設備、またはホストコンピュータ２に適用することができる。このような構成においても第一、第二実施形態と同様の効果を奏する。

　１：生産ライン、　２：ホストコンピュータ
　　１０：部品実装機
　　　１１：基板搬送装置
　　　１２：部品供給装置、　１２ａ：フィーダ
　　　１３：部品移載装置
　　　　１３ａ：ヘッド駆動装置、　１３ｂ：移動台
　　　　１３ｃ：装着ヘッド
　　　１４：部品カメラ、　１５：基板カメラ
　　　２０：制御装置
　　　　２１：実装制御部、　２２：記憶装置
　　　　２３：表示装置、　２４：入力装置
　　　　３０：画像処理装置
　　　　　３１：画像取得部（第一画像取得部、第二画像取得部）
　　　　　３２：検出部（第一検出部、第二検出部）
　　　　　３５：位置認識部（第一位置認識部、第二位置認識部）
　　　　　３６：マーク取得部
　５０：基板
　　５１：単位基板、　５１Ａ～５１Ｅ：基準用の単位基板
　　５２：ランド（配線パターン）、　５３：特徴部
　６０：画像データ
　６０Ａ：第一画像データ、　６０Ｂ：第二画像データ
　　６１：指定領域
　７０：テンプレート（第一テンプレート、第二テンプレート）
　　７１：標準線
　８０：候補テーブル
　Ｐｓ：供給位置
　Ｍｔ：基準マーク、　Ｍｂ：代替マーク

Claims (7)

1. 　配線パターンが形成された基板の基準位置を認識する基板用の画像処理装置であって、
   　前記配線パターンに含まれる１以上の特徴部のうち少なくとも１つが前記基準位置を示す基準マークに設定され、
   　前記画像処理装置は、
   　前記基板のうち前記基準マークが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データを取得する第一画像取得部と、
   　前記基準マークの形状を示す第一テンプレートを用いて前記第一画像データを走査して前記基準マークの位置を検出する第一検出部と、
   　前記第一検出部による検出の結果に基づいて、前記基板の前記基準位置を認識する第一位置認識部と、
   　前記第一検出部の走査によって前記基準マークの位置が検出されなかった場合に、前記特徴部のうち前記基準マークとは異なる他の１つを前記基準マークに代わる代替マークとして取得するマーク取得部と、
   　前記基板のうち前記代替マークが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データを取得する第二画像取得部と、
   　前記代替マークの形状を示す第二テンプレートを用いて前記第二画像データを走査して前記代替マークの位置を検出する第二検出部と、
   　前記第二検出部による検出の結果および前記基準マークと前記代替マークとの位置関係に基づいて、前記基板の前記基準位置を認識する第二位置認識部と、
   　を備える基板用の画像処理装置。
2. 　前記マーク取得部は、前記基板の一部または全部を作業者に対して表示し、当該作業者による前記代替マークの指定および前記基準マークと前記代替マークとの位置関係の入力を受け付ける、請求項１に記載の基板用の画像処理装置。
3. 　前記マーク取得部は、
   　前記特徴部のうち前記代替マークとして使用可能な複数の候補マークに、前記基準マークと前記複数の候補マークのそれぞれとの位置関係が関連付けられた候補テーブルを有し、
   　前記基準マークと前記複数の候補マークのそれぞれとの位置関係に基づいて選択した前記複数の候補マークの１つを前記代替マークとして取得する、請求項１または２に記載の基板用の画像処理装置。
4. 　前記候補テーブルには、前記複数の候補マークに、それぞれの形状を示す情報が関連付けられ、
   　前記マーク取得部は、前記基準マークの形状と前記複数の候補マークのそれぞれの形状の類似度合いに基づいて選択した前記複数の候補マークの１つを前記代替マークとして取得する、請求項３に記載の基板用の画像処理装置。
5. 　前記基板は、複数の単位基板により構成される多面取り基板であり、
   　前記複数の単位基板のそれぞれには、同一の前記配線パターンが形成され、
   　前記基準マークおよび前記代替マークのそれぞれは、前記配線パターンにおける同一の位置および同一の形状からなり、
   　前記第二テンプレートは、前記第一テンプレートと同一である、請求項１－４の何れか一項に記載の基板用の画像処理装置。
6. 　前記第二位置認識部は、前記複数の単位基板の位置関係に基づいて、前記基準マークと前記代替マークとの位置関係を割り出す、請求項５に記載の基板用の画像処理装置。
7. 　配線パターンが形成された基板の基準位置を認識する基板用の画像処理方法であって、
   　前記配線パターンに含まれる１以上の特徴部のうち少なくとも１つが前記基準位置を示す基準マークに設定され、
   　前記画像処理方法は、
   　前記基板のうち前記基準マークが含まれる領域を撮像して得られた第一画像データを取得する第一画像取得工程と、
   　前記基準マークの形状を示す第一テンプレートを用いて前記第一画像データを走査して前記基準マークの位置を検出する第一検出工程と、
   　前記第一検出工程による検出の結果に基づいて、前記基板の前記基準位置を認識する第一位置認識工程と、
   　前記第一検出工程の走査によって前記基準マークの位置が検出されなかった場合に、前記特徴部のうち前記基準マークと異なる他の１つを前記基準マークに代わる代替マークとして取得するマーク取得工程と、
   　前記基板のうち前記代替マークが含まれる領域を撮像して得られた第二画像データを取得する第二画像取得工程と、
   　前記代替マークの形状を示す第二テンプレートを用いて前記第二画像データを走査して前記代替マークの位置を検出する第二検出工程と、
   　前記第二検出工程による検出の結果および前記基準マークと前記代替マークとの位置関係に基づいて、前記基板の前記基準位置を認識する第二位置認識工程と、
   　を備える基板用の画像処理方法。

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