JP6665458B2 - 識別装置および識別方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の識別装置および識別方法に関する。

車載製品などの電子機器には、信頼性の観点から追跡可能性（以下、トレーサビリティ）の仕組みが求められる。また、電子機器の製造ラインでは、品質向上を目的とし、製造ラインを構成する装置や検査などに関する情報の分析のために、データを製品に紐付けるための仕組みが求められる。

プリント配線基板等の回路基板を製造・販売する場合においては、基板製品の製造工程管理や品質検査、出荷検査、販売管理等の目的でトレーサビリティが求められる。そのため、個々の回路基板に品名や品番、製造年月日等の個体識別情報を設定し、それらの情報に基づいて各回路基板を追跡することが実施されている。

個体識別情報の設定方法としては、個体識別情報を印字したバーコードやＱＲコード（登録商標）等のラベルや、個体識別情報を格納したＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）を回路基板に貼り付ける方法がある。また、レーザーマーカーやインクジェット等で個体識別情報を基板に直接印刷する方法もある。これらの方法においては、回路基板を識別するために、それぞれの回路基板を識別するための個体識別情報を回路基板に付与している。

ところで、ラベルや印字によって個体識別情報を基板に付与する場合、個体識別情報を印字するためのラベルや、個体識別情報を基板に印刷するための印刷設備が必要となるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、個体識別情報を基板に貼り付けたり、印刷したりする作業が必要となると、製造時間が増大するという問題がある。

そこで、基板を識別する個体識別情報を基板に付与せずに、基板自体の製造後のどの段階においても基板を識別できる識別装置や識別方法、トレーサビリティシステムが求められている。

特許文献１には、回路基板上に配置された複数の計測対象の位置を計測し、計測対象の計測値と設計値との差を計測対象ごとの位置情報として取得し、取得された位置情報の組み合わせを基板識別符号として登録する回路基板の識別装置について開示されている。特許文献１の識別装置によれば、個体識別情報を基板に付与せずに、個々の基板を識別することが可能となる。

また、特許文献２には、多層プリント配線板の側面をカメラで撮像し、撮像した画像データから特徴量を抽出する技術が開示されている。特許文献２では、基板側面模様を用いて基板の識別を行う。

特開２０１３−６９８３８号公報 特開２００９−１４０３７５号公報

特許文献２のように基板の側面を撮像して基板を識別する方法では、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）ラインのような製造ラインにおいて基板に部品を実装する場合には以下のような課題がある。

第１は、生産性への影響を考慮する必要があるという課題である。ＳＭＴラインの基板搬送方向に対してカメラを設置した場合、必ず基板を止めて撮像する必要があるため、生産性が低下してしまう。また、ＳＭＴライン上で基板搬送を停止する場合、既存の設備のシーケンスを変更する必要がある。

第２は、基板表面と裏面で撮像位置が異なるということを考慮する必要があるという課題である。基板の両面に部品実装を行う場合、表裏を返して２度ＳＭＴラインを通過することになる。基板識別を行うためには、基板側面の同じ箇所を撮像する必要があるが、カメラを固定位置に設置した場合には、表側と裏側で側面の位置関係が変わってしまう。また、基板の大きさは品種ごとに異なるため、側面の位置関係の変化も基板の大きさによって異なってしまう。これらの点を解決するために複数箇所にカメラを設置すると、製造コストの増大を招くとともに、基板品種によってカメラ位置を変更する手間がかかるという問題点が生じる。

本発明の目的は、生産性を損なうことなく、かつ精度よく基板を識別することを可能とする識別装置を提供することにある。

本発明の識別装置は、登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する登録用撮像部と、登録用撮像部によって撮像された登録対象基板の画像データから特徴量を抽出し、抽出された登録対象基板の特徴量を基板情報と関連付けて格納するとともに、照合対象基板の画像データから抽出された特徴量と、格納された登録対象基板の特徴量とを照合することによって照合対象基板を識別する基板識別部とを備える。

本発明の識別装置は、照合対象基板の側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する照合用撮像部と、照合用撮像部によって撮像された照合対象基板の画像データから抽出された特徴量と、登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像した画像データから抽出された特徴量とを照合することによって照合対象基板を識別する基板識別部とを備える。

本発明の識別方法においては、登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像し、登録対象基板の画像データから特徴量を抽出し、抽出された登録対象基板の特徴量を基板情報と関連付けて格納し、照合対象基板の側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像し、照合対象基板の画像データから特徴量を抽出し、抽出された照合対象基板の特徴量と、格納された登録対象基板の特徴量とを照合することによって照合対象基板を識別する。

本発明によれば、生産性を損なうことなく、かつ精度よく基板を識別することを可能とする識別装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る識別装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る識別装置を設置するＳＭＴ（Surface Mount Technology）ラインの一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える登録用撮像部の構成を上方から見た概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える登録用撮像部の構成を側方から見た概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える登録用撮像部におけるカメラの配置例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える登録用撮像部におけるカメラの配置例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える登録用撮像部におけるカメラおよびセンサの配置例を示す概念図である。 本発明の実施形態において基板の側面を撮像する際の撮像領域について説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える照合用撮像部の構成を側方から見た概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える照合用撮像部におけるカメラの配置例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える照合用撮像部におけるカメラの配置例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置を構成するカメラやセンサをＳＭＴラインに配置する一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える基板識別部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る識別装置を備える基板追跡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る識別装置が基板側面の撮像処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える基板識別部による基板登録処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る識別装置が備える基板識別部による基板照合処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態において、撮像された基板側面の画像データを構成するフレームについて説明するための概念図である。 本発明の実施形態において登録または照合の対象とする基板について説明するための概念図である。 本発明の実施形態において登録または照合の対象とする基板の向きについて説明するための概念図である。 本発明の実施形態において登録または照合の対象とする基板の向きについて説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置における基板の搬送速度と撮像画像との関係について説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る識別装置を実現するハードウェア構成の一例を示す概念図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由が無い限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

（実施形態）
（構成）
まず、本発明の実施形態に係る識別装置１の構成について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る識別装置１の機能構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る識別装置１は、登録用撮像部１０と、照合用撮像部２０と、基板識別部３０とを備える。

登録用撮像部１０は、登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する。すなわち、登録用撮像部１０は、登録用の撮像画像（登録撮像画像ともよぶ）を撮像する。

照合用撮像部２０は、照合対象基板の側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する。すなわち、照合用撮像部２０は、照合用の撮像画像（照合撮像画像ともよぶ）を撮像する。

基板識別部３０は、登録用撮像部１０によって撮像された登録対象基板の画像データから特徴量を抽出し、抽出された登録対象基板の特徴量を基板情報と関連付けて格納する。そして、基板識別部３０は、照合用撮像部２０によって撮像された照合対象基板の画像データから特徴量を抽出し、抽出された照合対象基板の特徴量と、格納された登録対象基板の特徴量とを照合することによって照合対象基板を識別する。すなわち、基板識別部３０は、撮像画像から特徴量を抽出し、抽出された特徴量を用いて基板の登録や照合を行う。

図２は、本実施形態に係る識別装置１を設置するＳＭＴ（Surface Mount Technology）ラインの一例である。一般的なＳＭＴラインは、はんだ印刷装置や印刷後検査装置、部品搭載装置、リフロー装置、外観検査装置などの複数のＳＭＴ装置１０１（表面実装装置ともよぶ）と、ＳＭＴ装置１０１に基板１００を搬送するための搬送装置１１０とを含む。搬送装置１１０は、基板１００をＳＭＴ装置１０１に搬送するためのコンベアベルト１１１と、コンベアベルト１１１を設置するためのコンベアガイド１１２とを少なくとも含む。基板１００は搬送装置１１０によってＳＭＴ装置１０１に搬送され、各ＳＭＴ装置１０１において所定の工程処理が施される。本実施形態に係る識別装置１は、片面実装および両面実装のいずれにも対応できる。

以下において、識別装置１の具体的な構成について説明する。

（登録用撮像部）
図３は、識別装置１を配置するＳＭＴラインを上方から見た概念図である。また、図４は、ＳＭＴラインを側方から見た概念図である。図３のように、登録用撮像部１０は、２台のカメラ１１と、センサ１３と、登録用制御部１５とを有する。なお、本実施形態においては、２台のカメラ１１を区別せずに符号を付している。

２台のカメラ１１（第１のカメラともよぶ）は、搬送中の基板１００の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像するように配置される。なお、２台のカメラ１１は、基板１００の側面を撮像できる位置に設置されればよく、基板１００の側面を斜めに撮像するように設置してもよい。

図５のように、２台のカメラ１１は、搬送装置１１０とＳＭＴ装置１０１と間の隙間から基板１００の側面を撮像するように設置することができる。また、図６のように、２台のカメラ１１は、搬送装置１１０の一部を切欠くことによって隙間（切欠き部ともよぶ）を形成し、その隙間から基板１００の側面を撮像するように構成してもよい。

また、２台のカメラ１１は、互いに対向させないようにずらして設置してもよい。図７のように、２台のカメラ１１をずらして設置する場合、センサ１２（１２−１、２）を２台のカメラ１１のそれぞれに対応させて設置することが好ましい。カメラ１１に照明を設置する場合、カメラ１１をずらして設置することにより、お互いの照明の影響を受けずに撮像することができる。

カメラ１１は、ＳＭＴ装置１０１の入口側や出口側に設置すればよい。ＳＭＴラインを複数のＳＭＴ装置１０１で構成する場合、基板１００の登録に用いるカメラ１１は、各ＳＭＴ装置１０１の入り口側に設置すればよい。実際には、ＳＭＴ装置１０１に基板１００を搬送する度に登録する必要はないため、ＳＭＴラインを構成するＳＭＴ装置１０１のうち最初の装置のみにカメラ１１を２台設置するように構成してもよい。

センサ１３（第１の検出部ともよぶ）は、基板１００を検知する位置に配置される。センサ１３は、カメラ１１の視野内における基板１００の有無を検出する検出部である。センサ１３は、基板１００を検出すると、基板１００を検出したことを通知するための検出信号を登録用制御部１５に送出する。すなわち、センサ１３は、カメラ１１の撮像範囲に基板１００が検出された際に検出信号を出力する。

例えば、図４のように、センサ１３は、基板１００を上方から撮像する位置に配置すればよい。なお、センサ１３は、基板１００を上方の主面方向から検知する位置ではなく、下方や側方、斜め方向から検知するように配置してもよい。

センサ１３は、検出箇所に到達した基板１００を検知できさえすればよい。例えば、センサ１３は、フォトマイクロセンサや光電センサ、近接センサ、一般的なカメラ、赤外線カメラなどのように光を用いて物体検知する光学式センサによって実現できる。また、例えば、センサ１３は、音波や電磁波、磁気などを利用して物体検知するセンサで構成してもよい。また、例えば、センサ１３は、接触検知センサで構成してもよい。

本実施形態においては、基板１００の有無をセンサ１３によって行う例を挙げるが、センサ１３の替わりにカメラ１１によって撮像された画像データを画像処理することによって基板１００を検出するように構成してもよい。また、搬送装置１１０やＳＭＴ装置１０１の搬送路上を搬送される基板１００の通過箇所を撮影した動画をリアルタイムで読み込み、その動画を用いて基板１００の有無を検出するように構成してもよい。この場合、基板１００の検出をトリガーとし、カメラ１１によって基板１００の側面を連写し続けるように設定すればよい。カメラ１１が撮影した動画を用いて基板１００を検知する場合、カメラ１１が検出部の機能を有する。すなわち、登録用撮像部１０は、カメラ１１によって撮像された画像データを画像処理することによって基板１００を検出するように構成してもよい。

登録用制御部１５（第１の制御部ともよぶ）は、カメラ１１およびセンサ１３に接続され、センサ１３によって基板１００が検出された際に、カメラ１１が基板１００を撮像するように制御する。すなわち、登録用制御部１５は、基板１００の検出を知らせる検出信号をセンサ１３から受信すると、カメラ１１に基板１００を撮像させる制御をする。言い換えると、登録用制御部１５は、センサ１３からの検出信号に応じてカメラ１１に撮像させる制御をする。そして、登録用制御部１５は、カメラ１１によって撮像された画像データを基板識別部３０に出力する。

登録用制御部１５は、カメラ１１の撮像範囲を基板１００が通過している間、基板１００の両側面を連写する。この際、登録用制御部１５は、カメラ１１によって撮像された画像を画像データ（動画）として取得する。動画として取得された画像データは、複数のフレームで構成される。なお、本実施形態においては、動画を撮像する例を挙げるが、静止画のみを撮像するように構成してもよい。また、動画と静止画とをともに取得可能とし、動画と静止画とを組み合わせて基板１００を識別するように構成してもよい。

図８は、基板１００の側面を示す概念図である。図８において、基板１００は右方向に搬送されているものとする。

登録用制御部１５は、センサ１３によって基板１００が検出されると、撮像範囲Ｒ₁を撮像するようにカメラ１１を制御する。次に、登録用制御部１５は、撮像範囲Ｒ₁の一部を含む撮像範囲Ｒ₂を撮像するようにカメラ１１を制御する。これ以降、登録用制御部１５は、撮像範囲Ｒ₃、・・・、Ｒ_n-2、Ｒ_n-1、Ｒ_nを次々に撮像するようにカメラ１１を制御する（ｎは任意の自然数）。本実施形態において、登録用制御部１５は、隣接した撮像範囲が重なるように基板１００の側面をカメラ１１に撮像させる制御をする。すなわち、登録用制御部１５は、登録用撮像部１０によって撮像された画像データを構成する複数のフレームのうち連続したフレームに基板１００の側面の同一箇所が含まれるようにカメラ１１に連写させる制御する。

一連の撮像処理の結果、登録用制御部１５は、各撮像範囲Ｒ₁〜Ｒ_nの画像をフレームとする画像データ（動画）を取得する。

（照合用撮像部）
次に、照合用撮像部２０の構成について、図９を用いて具体的に説明する。照合用撮像部２０は、カメラ２１と、センサ２３と、照合用制御部２５とを有する。照合用撮像部２０は、カメラ２１を単一で構成できる点において登録用撮像部１０と異なる。なお、照合用撮像部２０が複数のカメラ２１を含むように構成してもよい。また、照合用撮像部２０のカメラ２１は、登録用撮像部１０のカメラ１１を転用してもよい。

カメラ２１（第２のカメラともよぶ）は、搬送中の基板１００の側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像するように配置される。カメラ２１は、図１０のように、搬送装置１１０とＳＭＴ装置１０１と間の隙間に配置すればよい。また、カメラ２１は、図１１のように、コンベアガイド１１２の一部を切欠くことによって形成した隙間に配置してもよい。

カメラ２１は、ＳＭＴ装置１０１の入口側や出口側に設置すればよい。ＳＭＴラインを複数のＳＭＴ装置１０１で構成する場合、基板１００の照合に用いるカメラ２１は、各装置の入り口側に設置することが好ましい。ただし、ＳＭＴラインを構成するＳＭＴ装置１０１間で照合を行う必要がない場合は、その装置間にはカメラ２１を設置しなくてもよい。また、ＳＭＴ装置１０１を複数の装置で構成する場合であっても、基板１００を各装置に搬送する度に照合しなくてもよいことも想定される。そのような場合、ＳＭＴ装置１０１の最初の工程を担う装置の入り口側のみにカメラ２１を設置するように構成してもよい。

図１２は、複数のＳＭＴ装置１０１（１０１−１、２、・・・、ｎ）によって構成されるＳＭＴラインに登録撮像用カメラ１１および照合撮像用カメラ２１を配置する一例である（ｎは２以上の自然数）。ＳＭＴラインを構成するＳＭＴ装置１０１のうち第１工程を担うＳＭＴ装置１０１−１の入り口側には、登録撮像用のカメラ１１を２台配置する。そして、ＳＭＴラインを構成するＳＭＴ装置１０１のうち第２工程以降を担うＳＭＴ装置１０１−２、・・・、ｎの入り口側には、照合撮像用のカメラ２１を１台ずつ配置すればよい。

なお、第２工程以降のいずれかのＳＭＴ装置１０１の入り口側に登録撮像用のカメラ１１を２台配置するように構成してもよい。また、第１工程の入り口に配置するカメラ１１によって撮像された画像を基に基板１００の照合を行うように構成してもよい。また、ＳＭＴ装置１０１の入り口側で登録や照合を行う必要がない場合は、カメラ１１または２１を省略してもよい。

実用上は、各ＳＭＴ装置１０１の入り口に配置したカメラ１１または２１によって撮像された画像に基づいて、基板１００の登録・照合を行うことさえできればよい。そのため、各ＳＭＴ装置１０１の入り口に配置した何らかのカメラによって撮像された画像を用いて、登録用撮像部１０で基板１００を登録し、照合用撮像部２０で基板１００を照合するように構成すればよい。すなわち、ＳＭＴ装置１０１の入り口側に配置したカメラは、基板１００の登録に用いる場合はカメラ１１（第１のカメラ）、基板１００の照合に用いる場合はカメラ２１（第２のカメラ）として機能すればよい。

センサ２３（第２の検出部ともよぶ）は、カメラ２１の視野内における基板１００の有無を検出する。すなわち、センサ２３は、カメラ２１の撮像範囲に基板１００が検出された際に検出信号を出力する。なお、センサ２３の配置や機能は、登録用撮像部１０のセンサ１３と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、照合用撮像部２０のセンサ２３は、登録用撮像部１０のセンサ１３を転用してもよい。すなわち、照合用撮像部２０は、カメラ２１によって撮像された画像データを画像処理することによって基板１００を検出するように構成してもよい。

照合用制御部２５（第２の制御部ともよぶ）は、カメラ２１とセンサ２３とに接続される。照合用制御部２５は、センサ２３によって基板１００が検出されると、検出された基板１００が通過している期間において撮像を行うようにカメラ２１を制御する。言い換えると、照合用制御部２５は、センサ２３からの検出信号に応じてカメラ２１に撮像させる制御をする。すなわち、照合用制御部２５は、照合用撮像部２０によって撮像された画像データを構成する複数のフレームのうち連続したフレームに基板１００の側面の同一箇所が含まれるようにカメラ２１に連写させる制御する。なお、照合用制御部２５は、登録用撮像部１０と同様に基板１００の側面の全面を撮像するようにカメラ２１を制御してもよいし、基板１００の側面の少なくとも一部を撮像するようにカメラ２１を制御してもよい。

（基板識別部）
次に、基板識別部３０の構成について、図１３を用いて具体的に説明する。基板識別部３０は、特徴量抽出部３１と、格納部３３と、照合判定部３５とを有する。

特徴量抽出部３１は、登録用撮像部１０または照合用撮像部２０が撮像した基板１００の側面の画像データから特徴量を抽出する。すなわち、特徴量抽出部３１は、登録用撮像部１０および照合用撮像部２０のうちいずれかによって撮像された画像データから特徴量を抽出する。特徴量抽出部３１は、基板１００の側面の画像データ（動画）を構成する複数のフレームごとに特徴量を抽出してもよいし、連続したフレームによって構成される特徴量を抽出してもよいし、画像データ（動画）全体から特徴量を抽出してもよい。

特徴量抽出部３１は、基板１００を構成する基材や繊維によって形成される側面の模様や形状などのパターンを特徴量として抽出する。特徴量抽出部３１は、基板１００側面の全面から特徴量を抽出してもよいし、基板１００側面の一部から局所的に特徴量を抽出してもよい。特徴量抽出部３１は、画像パターンそのものを特徴量として抽出してもよいし、画像パターンを数値化したものを特徴量として抽出してもよい。

特徴量抽出部３１は、特徴量を抽出する際に、登録や照合に用いる撮像画像に対して画像処理を行うことによって画像を抽象化することが好ましい。例えば、画像処理としては、二値化や細線化、ガンマ補正、膨張・収縮処理、ラベリング、色相抽出、疑似カラー化などを一例として挙げられる。また、例えば、移動平均フィルタやガウシアンフィルタ、メディアンフィルタ、ソーベルフィルタ、アンシャープマスキング、バイラテラルフィルタなどのフィルタ処理を画像処理として行ってもよい。なお、特徴量抽出部３１は、ここであげた方法に含まれない画像処理を行ってもよい。また、基板識別部３０は、特徴量抽出部３１とは別に、特徴量抽出する際に画像処理を行う画像処理部を備えていてもよい。

格納部３３は、登録用撮像部１０によって撮像された画像データ（以下、登録撮像画像）から特徴量抽出部３１が抽出した特徴量と、基板１００の基板情報とを関連付けて格納する。格納部３３は、特徴量を抽出した基板１００に関連付けて、その基板１００の品種やシリアルナンバー等の基板情報を格納する。

品種情報は、ユーザによって入力するように構成してもよいし、図示しない製造実行システム（以下、ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）等の上位システムから受信するように構成してもよい。また、シリアルナンバーは、ＭＥＳ等の上位システムから受信するように構成してもよいし、基板識別部３０で自動生成するように構成してもよい。

照合判定部３５は、照合用撮像部２０によって撮像された画像データ（照合撮像画像）から特徴量抽出部３１が抽出した特徴量と、格納部３３に格納された特徴量との照合を行う。照合判定部３５は、照合用データから抽出された特徴量と、登録撮像画像から抽出された特徴量とを照合し、それらが一致するか否かを判定する。言い換えると、照合判定部３５は、撮像された画像データを構成する複数のフレームのそれぞれから抽出された特徴量と、格納部３３に格納された特徴量とを照合し、一致率が最も大きい基板１００同士を同一であると判定する。

照合判定部３５は、照合撮像画像から抽出された特徴量と、登録撮像画像から抽出された特徴量とを照合する。また、照合判定部３５は、登録撮像画像から抽出された特徴量をテンプレートとして照合撮像画像上で走査させることによって照合を行ってもよい。テンプレートマッチングを用いて照合を行う場合、照合判定部３５は、登録撮像画像または照合撮像画像から抽出されたテンプレートを対象の撮像画像上で走査させ、類似度計算によって類似度が最大となる位置を見つければよい。類似度は、正規化相互相間や相互相関係数、差の２乗和・絶対値和などによって判定すればよい。なお、基板識別部３０による基板１００の照合方法はここで挙げた限りではなく、任意の手法を用いることができる。

以上が、本実施形態に係る識別装置１の構成についての説明である。

（基板追跡システム）
ここで、本実施形態の識別装置１を備える基板追跡システムを図１４に示す。図１４のように、基板追跡システムは、本実施形態に係る識別装置１と生産履歴サーバ２とを備える。識別装置１と生産履歴サーバ２とは、ローカルエリアネットワークやインターネットを介して接続される。なお、識別装置１と生産履歴サーバ２とは、有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。

生産履歴サーバ２は、基板１００に関するトレーサビリティ等の情報を管理するサーバである。生産履歴サーバ２は、各基板１００の生産履歴を追跡するために、各基板１００の基板情報と、ＳＭＴ装置を構成する各工程の通過履歴とを関連付けて記録する。生産履歴サーバ２は、一般的なサーバで構成すればよい。

（動作）
次に、本実施形態に係る識別装置１の動作についての説明である。

（撮像処理）
まず、登録用撮像部１０による撮像処理について図１５を用いて説明する。

登録用制御部１５は、基板１００が撮像範囲を通過中であることを示す検出信号がセンサ１３から出力されているか否かを確認する（ステップＳ１１）。

検出信号が出力されている場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、登録用制御部１５は、基板１００の側面を撮像する（ステップＳ１２）。なお、検出信号が出力されていない場合（ステップＳ１１でＮｏ）、登録用制御部１５は何もしない（ステップＳ１１に戻る）。

登録用制御部１５は、基板１００側面の画像をカメラ１１に撮像させる制御をした後、予め設定された時間（以下、設定時間）だけ待機する（ステップＳ１３）。設定時間は、基板１００の搬送速度やカメラ１１の撮像タイミング、基板１００の側面画像の撮像条件に合わせて設定すればよい。本実施形態においては、画像データ（動画）を構成する連続したフレームの撮像範囲が重なるように設定時間を調整すればよい。

登録用制御部１５は、設定時間が経過した後に検出信号が出力されている場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、再度基板１００の側面を撮像する（ステップＳ１２に戻る）。

図１５の撮像処理において、識別装置１は、ステップＳ１２〜Ｓ１４を繰り返すことによって基板１００の側面を連続して撮像する。

登録用制御部１５は、検出信号が出力されなくなった段階（ステップＳ１４でＮｏ）で、連続して撮像した画像データ（動画）を構成する全てのフレームを基板識別部３０に転送する（ステップＳ１５）。なお、検出信号が出力されている間であっても、所定の時間が経過した段階で撮像済みのフレームを漸次的に基板識別部３０に転送するように構成してもよい。

登録用撮像部１０は、２台のカメラ１１を有するが、それらのカメラ１１はそれぞれ同様のタイミングで動作する。また、カメラ１１ごとにセンサ１３を設置する場合、登録用制御部１５は、各カメラ１１に対応するセンサ１３の検出信号に応じて対応するカメラ１１を制御する。ただし、２台のカメラ１１の撮像タイミングは、全く同じ時刻ではなく、所定の範囲でずれていてもよい。登録用撮像部１０は、２台のカメラで撮像した画像データ（動画）を構成する全てのフレームを基板識別部３０に転送する。

次に、照合用撮像部２０による撮像処理について説明する。ただし、照合用撮像部２０による撮像処理は、登録用撮像部１０による撮像処理と実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。

照合用撮像部２０は、登録用撮像部１０のカメラ１１（２台）を１台（カメラ２１）にした構成をもつ。照合用撮像部２０による撮像処理は、登録用撮像部１０による撮像処理と同様の撮像処理を１台のカメラ２１で行う。照合用撮像部２０は、１台のカメラ２１で撮像した全画像（全フレーム）を基板識別部３０に転送する。

（基板識別処理）
次に、基板識別部３０による基板識別処理について説明する。

基板識別部３０は、登録用撮像部１０または照合用撮像部２０が撮像した画像データを受信してから処理を開始する。このとき、基板識別部３０は、受信した画像データが登録用撮像部１０および照合用撮像部２０のいずれから取得されたデータであるのかによって異なる処理を実行する。

（基板登録工程）
まず、図１６を用いて、基板識別部３０が登録用撮像部１０の画像を受信した際の工程（基板登録工程）について説明する。

特徴量抽出部３１は、画像データ（動画）を受信後、受信した画像データを構成する全ての画像（以下、フレーム）についてフレームごとに特徴量を抽出する（ステップＳ２１）。

照合判定部３５は、特徴量抽出部３１によって抽出された特徴量と、格納部３３に格納された特徴量との照合を行う（ステップＳ２２）。

例えば、撮像された基板１００の片面が既に実装済みであり、もう一方の面に部品を実装する場合、その基板１００に関する登録情報が格納部３３に既に登録されている。その場合、ステップＳ２１で抽出された特徴量と、格納部３３に格納された特徴量とが照合されれば、その基板１００に基板情報(品種、シリアルナンバー等)を関連付けることができる。

ステップＳ２２で抽出された特徴量に一致する特徴量を有する基板１００が格納部３３に登録されていなかった場合（ステップＳ２３でＮｏ）、基板識別部３０は、その基板１００の特徴量を基板情報に関連付けて格納部３３に登録する。

そして、基板識別部３０は、その基板１００の基板情報と通過履歴とを生産履歴サーバ２に送信する（ステップＳ２５）。

一方、ステップＳ２２で抽出された特徴量に一致する特徴量を有する基板１００が格納部３３に既に登録されていた場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、識別装置１は、その基板１００の基板情報と通過履歴とを生産履歴サーバ２に送信する（ステップＳ２５）。

以上が、基板識別処理の基板登録工程に関する説明である。

（基板照合工程）
次に、図１７を用いて、基板識別部３０が照合用撮像部２０の画像を受信した際の工程（基板照合工程）について説明する。

特徴量抽出部３１は、画像データ（動画）を受信後、受信した画像データを構成する全ての画像（以下、フレーム）についてフレームごとに特徴量を抽出する（ステップＳ３１）。

照合判定部３５は、特徴量抽出部３１によって抽出された特徴量と、格納部３３に格納された既存の特徴量との照合を行う（ステップＳ３２）。

そして、識別装置１は、その基板１００の基板情報と通過履歴とを生産履歴サーバ２に送信する（ステップＳ３３）。

ここで、複数枚のフレームで構成される画像データの特徴量を保存する方法について説明する。ここでは、対象とする基板１００の側面の画像データは１０枚のフレームで構成されるものとする。なお、ここで述べる方法は一例であって、本実施形態の識別装置による処理を限定するものではない。

まず、図１８のように、基板Ａの側面の画像データを構成する１０枚のフレームを、それぞれＩＡ₁、ＩＡ₂、ＩＡ₃、・・・、ＩＡ₁₀と名付ける。特徴量抽出部３１は、各フレームから特徴量を抽出する。各特徴量抽出部３１は、各フレームの特徴量を基板情報と関連付けて格納部３３に保存する。このとき、同一の基板１００を構成するフレームＩＡ₁〜ＩＡ₁₀の特徴量は、共通の基板情報に関連付けられることになる。

次に、複数枚のフレームで構成される画像データの照合方法について説明する。ここでは、照合対象となる基板Ｘの側面の画像データを構成する１０枚のフレームを、それぞれＩＸ₁、ＩＸ₂、ＩＸ₃、・・・、ＩＸ₁₀とする。なお、基板Ｘについては図面を省略する。

まず、照合判定部３５は、ＩＸ₁の照合を行い、最も一致率の高い基板情報を格納部３３から取得する。同様に、照合判定部３５は、ＩＸ₂〜ＩＸ₁₀についても照合を行う。そして、照合判定部３５は、ＩＸ₁〜ＩＸ₁₀中で識別率の最も高かった基板を基板Ｘと同一の基板であると判定する。なお、基板の照合には、一般的なパターンマッチングの手法を用いればよい。

ここで、本実施形態に係る識別装置１が基板１００の側面を対向する２つの方向から撮像することによる効果について説明する。

図１９は、基板１００の斜視図である。ここで、搬送中の基板１００の上方面（主面）を第１面、下方面を第２面と呼ぶ。また、基板１００の搬送方向をＸ方向、基板１００の主面および搬送方向に垂直な方向をＹ方向、第１面における法線方向をＺ方向と呼ぶ。また、基板１００の側面のうち手前側を側面Ａ、側面Ａと対向する反対側を側面Ｂと呼ぶ。

実際のＳＭＴラインでは、製造工程によっては基板１００が異なった向きを向く。例えば、図２０のようにＹ軸に対して基板１００を１８０度回転すると、カメラに対する側面の向きは入れ替わらないものの、第１面と第２面の向きが入れ替わる。また、例えば、図２１のように、Ｘ軸に対して１８０度回転すると、第１面と第２面との向きが入れ替わるとともに、側面Ｂが手前側を向き、側面Ａが反対側を向くことになる。

図２０のような場合には、基板１００の側面の「側面Ａ」という表記は、回転前は左側に位置していたが、回転後は右側に位置することになる。そのため、基板１００の搬送を止めて１枚だけ撮像する場合だと、基板１００を止める位置を変えたり、カメラの位置を変えたりする必要がある。また、Ｘ軸方向の基板１００の長さは品種によって異なるので、基板１００を止める位置やカメラの位置の変更は品種によって異なることになる。それに対し、本実施形態においては、基板１００の側面全体を連写して撮像するため、基板１００を止める位置を変えたり、カメラの位置を変えたりする必要がない。

すなわち、本実施形態に係る識別装置１では、登録用撮像部１０が、基板１００の対向する２つの側面を連写することにより、基板１００の両側面の全面を撮像することができる。その結果、図２０や図２１のように、基板１００がどのように向きを替えても基板識別を行う事が可能となる。また、本実施形態に係る識別装置１によれば、基板の大きさが変わってもカメラの位置などを設定変更する必要がない。

また、同一基板１００の側面に関して、図１８のように連続したフレームが重なり合うように撮像することによって、基板１００の搬送時にスピードが変化するような場合でも基板１００を識別することができる。

図２２は、基板１００を登録するときには等速で搬送し、基板１００を照合するときは搬送速度が変わる場合の撮像例を示す。基板１００は右方向に搬送されるものとし、基板１００の右端から領域１、領域２、領域３、・・・と区切る。

まず、登録撮像画像の撮像について説明する。登録撮像画像を撮像する際には、基板１００は等速で搬送されるものとする。領域１がカメラの撮像範囲に差し掛かったところで、１枚目の登録撮像画像が撮像される。以下、２枚目、３枚目、・・・という順番で登録撮像画像を撮像していく。このように撮像された登録撮像画像は、等しい時間間隔で撮像されたものである。

次に、照合撮像画像の撮像について説明する。照合撮像画像を撮像する際には、基板１００の搬送速度が変わるものとする。領域１がカメラの撮像範囲に差し掛かったところで、１枚目の照合撮像画像が撮像される。図２２の例では、２〜６枚目の照合撮像画像に関しては、ほぼ停止した状態で撮像される。そして、７枚目以降の照合撮像画像は、基板１００が動いている状態で撮像される。

図２２においては、登録撮像画像および照合撮像画像に関して、同じ領域を撮像した画像が含まれるため、それらの画像同士を照合することによって基板１００の識別が可能となる。例えば、図２２に示す照合撮像画像の２〜７枚目の画像は、登録撮像画像の２枚目と一致率が高くなる。すなわち、本実施形態によれば、基板搬送の減速や停止タイミングなどを含む既存の設備制御を変更する必要なく、基板識別を行うことが出来る。

（効果）
以上のように、本実施形態においては、基板を停止させずに、基板の側面を連写して撮像できるため、生産性に影響が及ばない。すなわち、本実施形態に係る識別装置によれば、生産性を損なうことなく、かつ精度よく基板を識別することが可能となる。

（ハードウェア）
最後に、本実施形態に係る識別装置を可能とするハードウェア構成について説明する。図２３は、本発明の実施形態に係る識別装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２３には、プロセッサ９１、コンバータ９３、主記憶装置９５、入出力インターフェース９６、画像処理回路９７および記憶媒体９８がバス９９によって接続されたハードウェア構成を示す。なお、図２３は、各実施形態に係る識別装置を実現するための一構成例であって、装置のスペックに合わせて任意の装置や回路を追加・削除してもよい。

プロセッサ９１は、記憶媒体９８等に格納されたプログラムを主記憶装置９５等に展開し、展開されたプログラムを実行する演算装置である。プロセッサ９１は、一般的な中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成すればよい。基板識別部３０の特徴量抽出部３１や照合判定部３５の機能の一部は、プロセッサ９１に負わせればよい。

コンバータ９３は、外部から入力されたアナログデータをデジタル変換する機能を有する回路である。コンバータ９３は、アナログデータをデジタル変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換コンバータを有する。なお、コンバータ９３は、内部で生成されたデジタルデータをアナログ変換する機能を有してもよい。

主記憶装置９５は、プロセッサ９１が扱うプログラムやデータを一時的に展開するための記憶領域を有する装置である。例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Random Access Memory）を主記憶装置９５として構成することができる。

入出力インターフェース９６は、外部または内部の入出力機器との間のデータ授受を行うインターフェースである。例えば、入出力インターフェース９６は、カメラ（１１、２１）やセンサ（１３、２３）と接続される。また、入出力インターフェース９６は、図示しないキーボードやマウスなどの入力装置、図示しないディスプレイやプリンタなどの出力装置、外部のコンピュータやサーバなどに繋がるネットワークと接続されてもよい。

画像処理回路９７は、画像データに対して種々の処理を行う回路である。画像処理回路９７は、例えば、撮像データに対して、暗電流補正や補間演算、色空間変換、ガンマ補正、収差の補正、ノイズリダクション、画像圧縮などの画像処理を実行する集積回路である。なお、画像処理回路９７は、上述の画像処理以外の処理を実行できるように構成してもよい。特徴量抽出部３１が画像データを処理する際に画像処理を行う場合、その機能の一部を画像処理回路９７に負わせればよい。

記憶媒体９８は、プログラムやデータを記憶する媒体である。例えば、ハードディスクなどを記憶媒体９８として用いることができる。また、ＲＯＭ（Read Only Memory）を記憶媒体９８として構成してもよい。格納部３３の機能は、主記憶装置９５に負わせればよい。記録媒体は９８、例えばＳＤ（Secure Digital）カードやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの半導体記録媒体などで実現してもよい。また、記憶媒体９８は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体やその他の原理を用いた記録媒体によって実現してもよい。

以上が、本発明の実施形態に係る識別装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２３のハードウェア構成は、本実施形態に係る識別装置を可能とするためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態に係る識別装置による処理をコンピュータに実行させる処理プログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、本発明の実施形態に係る処理プログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ 識別装置
１０ 登録用撮像部
１１ カメラ
１３ センサ
１５ 登録用制御部
２０ 照合用撮像部
２１ カメラ
２３ センサ
２５ 照合用制御部
３０ 基板識別部
３１ 特徴量抽出部
３３ 格納部
３５ 照合判定部
１００ 基板
１０１ ＳＭＴ装置
１１０ 搬送装置
１１１ コンベアベルト
１１２ コンベアガイド

Claims (10)

1. 登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する登録用撮像部と、
   前記登録用撮像部によって撮像された前記登録対象基板の２つの側面の画像データの各々から特徴量を抽出し、抽出された前記登録対象基板の２つの側面の特徴量を基板情報と関連付けて格納するとともに、照合対象基板の少なくとも１つの側面の画像データから抽出された特徴量と、格納された前記登録対象基板の２つの側面の特徴量とを照合することによって前記照合対象基板を識別する基板識別部とを備える識別装置。
2. 照合対象基板の少なくとも１つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する照合用撮像部と、
   登録対象基板の画像データから抽出された前記登録対象基板の特徴量が基板情報と関連付けて格納され、前記照合用撮像部によって撮像された前記照合対象基板の少なくとも１つの側面の画像データから抽出された特徴量と、前記登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像した前記登録対象基板の２つの側面の画像データの各々から抽出された特徴量とを照合することによって前記照合対象基板を識別する基板識別部とを備える識別装置。
3. 前記登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像する登録用撮像部を備える請求項２に記載の識別装置。
4. 前記登録用撮像部は、
   搬送中の基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像するように配置された少なくとも２台の第１のカメラと、
   前記第１のカメラの撮像範囲に基板が検出された際に検出信号を出力する第１の検出部と
   前記第１の検出部からの検出信号に応じて前記第１のカメラに撮像させる制御をする第１の制御部とを有し、
   前記照合用撮像部は、
   搬送中の基板の側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像するように配置された少なくとも１台の第２のカメラと、
   前記第２のカメラの撮像範囲に基板が検出された際に検出信号を出力する第２の検出部と、
   前記第２の検出部からの検出信号に応じて前記第２のカメラに撮像させる制御をする第２の制御部とを有し、
   前記基板識別部は、
   前記登録用撮像部および前記照合用撮像部のうちいずれかによって撮像された画像データから特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
   前記特徴量抽出部によって抽出された前記登録対象基板の特徴量を前記基板情報と関連付けて格納する格納部と、
   前記照合用撮像部によって撮像された画像データから抽出された前記照合対象基板の特徴量と、前記格納部に格納された前記登録対象基板の特徴量とを照合する照合判定部とを有する請求項３に記載の識別装置。
5. 前記第１の制御部は、前期登録用撮像部によって撮像された画像データを構成する複数のフレームのうち連続したフレームに基板側面の同一箇所が含まれるように前記第１のカメラに連写させる制御をし、
   前記第２の制御部は、前記照合用撮像部によって撮像された画像データを構成する複数のフレームのうち連続したフレームに基板側面の同一箇所が含まれるように前記第２のカメラに連写させる制御をする請求項４に記載の識別装置。
6. 前記特徴量抽出部は、前期登録用撮像部および前記照合用撮像部によって撮像された画像データを構成する複数のフレームごとに特徴量を抽出する請求項４に記載の識別装置。
7. 前記第１および第２のカメラは、基板を搬送する搬送装置と表面実装装置との間の隙間から基板側面を撮像するように設置される請求項４に記載の識別装置。
8. 前記第１および第２のカメラは、基板を搬送する搬送装置に設けられた切欠き部から基板側面を撮像するように配置される請求項４に記載の識別装置。
9. 前記照合判定部は、
   前期登録用撮像部または前記照合用撮像部によって撮像された画像データを構成する複数のフレームのそれぞれから抽出された特徴量と、前記格納部に格納された特徴量とを照合し、一致率が最も大きい基板同士を同一であると判定する請求項４に記載の識別装置。
10. 登録対象基板の対向する２つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像し、
    前記登録対象基板の２つの側面の画像データの各々から特徴量を抽出し、
    抽出された前記登録対象基板の２つの側面の特徴量を基板情報と関連付けて格納し、
    照合対象基板の少なくとも１つの側面を搬送方向に対して垂直な方向から撮像し、
    前記照合対象基板の少なくとも１つの側面の画像データから特徴量を抽出し、
    抽出された前記照合対象基板の少なくとも１つの側面の特徴量と、格納された前記登録対象基板の２つの側面の特徴量とを照合することによって前記照合対象基板を識別する識別方法。

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