製造物、製造物位置決め方法、認識マーク判別方法および製造物位置決めプログラム
【課題】製造設備や認識マークの特性が相違しても認識マークを信頼性よく読み取る製造物、製造物位置決め方法、認識マーク判別方法および製造物位置決めプログラムを得る。
【解決手段】製造物位置決め方法２０の認識マーク読取ステップ２１では、製造物の読取面に互いに近接配置され、認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。読み取った認識マークに応じて、製造物の種類を判別する。
【解決手段】製造物位置決め方法２０の認識マーク読取ステップ２１では、製造物の読取面に互いに近接配置され、認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。読み取った認識マークに応じて、製造物の種類を判別する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板等の製造物および製造物を製造または加工する際の製造物位置決め方法、認識マーク判別方法および製造物位置決めプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に限らず、各種の工業的な製造工程で製造あるいは加工される物としての製造物は、製造あるいは加工の過程でこれらの処理を行う装置との正確な位置決めが必要とされる場合が多い。このため、製造物には予め、あるいは製造工程の途中で、光学的な認識マークが付けられ、この認識マークを用いて製造上の位置決めを行うことが多い。
【０００３】
認識マークは、一般にその周囲の反射光の強度差を読取装置で光学的に読み取ることで認識されるものである。ところが、認識マークはすべての製造物で共通した同一の光学的な特性を持っているものではない。製造物によって認識マークを構成する材料や、色、反射率等の光学的な特性が異なる。このため、ある読取装置にとっては、「Ａ」という認識マークの読み取りが良好に行えても、「Ｂ」という他の認識マークの読み取りがうまく行えない場合がある。反対に、読取装置を変えると、今度は「Ｂ」という認識マークの読み取りは良好に行われ、「Ａ」という認識マークの読み取りがうまく行えないという場合もある。
【０００４】
そこで認識マークのコントラストを上げて認識の度合いを高めることが本発明の関連技術として提案されている（たとえば特許文献１参照）。この関連技術では、マスク上に形成されたマスクマークと、プリント基板を載置する基板ステージに設けられた基準部材上に形成された基準マークとを照明ビームで照明する。そして、これら２種類のマークから発生したビームを観察系を用いて観察するようにしている。
【０００５】
ところで、近年、プリント基板の製造技術では、様々な特性を有するマスクが用いられるようになっている。これによりマスクの種類によっては、マスクマークから発生するビームの強度が弱くなり、マスクマークの像を十分なコントラストで観察できない場合がある。そこで、この関連技術では基板ステージに照明ビームに対する特性が互いに異なる複数の基準マークを配置している。そして、観察視野内に位置決めする基準マークを複数の中から選択することで、マスクマークの像と基準マークの両者のビームの強さの差を拡大させる。これにより高いコントラストでマスクマークの観察が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再公表特許 ＷＯ２００２／０４９０８３（公報第７ページ第１４行目〜第８ページ第９行目）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この関連技術では、製造物に１種類のマスクマークを形成し、この製造物を複数の基準マークを設けたステージに載置して、両者の位置関係を設定する。ところが、製造設備によっては製造設備本体に位置的に固定された読取部が、移動可能な製造物上に形成された認識マークを単独で認識して、製造設備本体に対する位置決めを行うことも多い。このような製造設備の場合には、製造設備本体との位置関係が既知となった処理部を用いて製造物に対して処理を行うので、読取部は処理部と製造物の双方の位置変動を考慮する必要がない。したがって、このような製造設備に対して、２種類のマークの間のコントラストを上げる技術を用いて認識マークの認識率を向上させることはできない。
【０００８】
この一方で、製造物の製造あるいは加工に使用される製造設備は国内あるいは外国の各地で各種のものが使用されるようになってきている。このため、同一種類の製造物であっても、取り扱う製造設備が異なると、位置決めや製造物自体の種類を判別するために使用する認識マークの読み取りが安定しないという問題が発生している。これは、読取部の光学的な特性が異なったり、読み取り時に製造物に照射する光源の照射条件が異なることが製造設備側の原因として考えられている。また、製造物が同一の場合でも、認識マークを形成する材料や表面の状態が異なって、光の反射具合や反射光の波長特性が異なる場合があり、これが製造物側の原因として考えられている。
【０００９】
このような原因による認識マークの読み取り不良に対して、製造設備に対応して認識マークを変更することも考えられる。しかしながら、認識マークを変更することは製造物自体の設計を変更する必要が生じる場合もあり、現実的ではない。また、認識マークを変更しても、新たな製造設備が登場すればこれに対して良好な認識を行える保証はない。
【００１０】
そこで本発明の目的は、製造設備や認識マークの特性が相違しても認識マークを信頼性よく読み取ることが可能な製造物、認識マーク判別方法、製造物位置決め方法および製造物位置決めプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、製造物が、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性をそれぞれ相違させた認識マークを、光学的に検出可能な面上に複数互いに近接するように配置したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明では、（イ）製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、（ロ）この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する位置判別ステップとを製造物位置決め方法が具備する。
【００１３】
更に本発明では、（イ）製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、（ロ）この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークに応じて、その製造物の種類を判別する種類判別ステップとを認識マーク判別方法が具備する。
【００１４】
また、本発明では、製造物位置決めプログラムとして、コンピュータに、（イ）製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取処理と、（ロ）この認識マーク読取処理で読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する位置判別処理とを実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、製造物の光学的な読取面に認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークを配置するので、異なった光学性能を有する製造設備が共通の製造物を製造することができる。また、製造物によっては加工条件の違いによって認識情報の形成の具合にバラツキが発生したり、加工ミスによって一部の認識マークが欠損する場合がある。このような場合でも異なった光学特性の認識マークが同一の製造物に存在するので、その判読が可能になる可能性が高くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の製造物のクレーム対応図である。
【図２】本発明の製造物位置決め方法のクレーム対応図である。
【図３】本発明の認識マーク判別方法のクレーム対応図である。
【図４】本発明の製造物位置決めプログラムのクレーム対応図である。
【図５】本発明の実施の形態による製造設備と製造物の位置関係を表わした説明図である。
【図６】本実施の形態における製造設備の回路構成の概要を表わしたブロック図である。
【図７】本実施の形態の製造物の一部についてその上面を拡大した平面図である。
【図８】本実施の形態で認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第１の認識マークの断面構造を表わした断面図である。
【図９】本実施の形態で認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第２の認識マークの断面構造を表わした断面図である。
【図１０】本実施の形態の製造設備におけるプリント基板の制御の様子を表わした流れ図である。
【図１１】本実施の形態のプリント基板における先端位置と、目的とする認識マークの撮影位置の関係を示した説明図である。
【図１２】本実施の形態のプリント基板上に４種類の認識マークを形成する可能性を示した平面図である。
【図１３】図１２で示した４つの認識マークのうちの３つを用いて認識マーク部を構成した変形例を示す製造物の要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の製造物のクレーム対応図を示したものである。本発明の製造物１０は、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性をそれぞれ相違させた認識マーク１１1、１１2、……１１nを、光学的に検出可能な面１２上に複数互いに近接するように配置している。
【００１８】
図２は、本発明の製造物位置決め方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の製造物位置決め方法２０は、認識マーク読取ステップ２１と、位置判別ステップ２２とを備えている。ここで、認識マーク読取ステップ２１では、製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。位置判別ステップ２２では、この認識マーク読取ステップ２１で読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する。
【００１９】
図３は、本発明の認識マーク判別方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の認識マーク判別方法３０は、認識マーク読取ステップ３１と、種類判別ステップ３２とを備えている。ここで、認識マーク読取ステップ３１では、製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。種類判別ステップ３２では、この認識マーク読取ステップ３１で読み取った認識マークに応じて、その製造物の種類を判別する。
【００２０】
図４は、本発明の製造物位置決めプログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の製造物位置決めプログラム４０は、コンピュータに、認識マーク読取処理４１と、位置判別処理４２とを実行させるようにしている。ここで、認識マーク読取処理４１では、製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。位置判別処理４２では、この認識マーク読取処理４１で読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する。
【００２１】
＜発明の第１の実施の形態＞
【００２２】
次に本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２３】
図５は、本発明の実施の形態による製造設備と製造物の位置関係を表わしたものである。製造設備１００は、図示しない不動部材によって空間的に位置を固定された製造設備本体１０１を備えている。製造設備本体１０１には、読取部１０２と処理部１０３がこれらの位置関係が固定されるように取り付けられている。読取部１０２と処理部１０３は、これらの直下に配置されたベルトコンベア等の移動機構部１０４と所定の間隔を保っている。製造設備１００は、以上説明した製造設備本体１０１、読取部１０２、処理部１０３および移動機構部１０４を備えている。
【００２４】
移動機構部１０４上には製造物１１１が載置されるようになっている。製造物１１１にはその上面に認識マーク部１１２が形成されている。認識マーク部１１２は、製造物１１１の上面における予め定めた位置に配置されている。移動機構部１０４によって製造物１１１がたとえば矢印方向１１３に適宜の量だけ移動した結果として、読取部１０２が製造物１１１上の認識マーク部１１２を認識したとする。すると、製造設備１００はこの時点における製造設備本体１０１に対する製造物１１１の位置関係を把握することができる。そこで、この時点で移動機構部１０４をたとえば静止させて、製造設備本体１０１に取り付けられた処理部１０３が製造物１１１の所望の位置に図示しない部品を取り付ける等の処理を行うことができる。
【００２５】
図６は、本実施の形態における製造設備の回路構成の概要を表わしたものである。図５と共に説明する。
【００２６】
製造設備１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１と、このＣＰＵ１２１が実行する制御プログラムをその一部に格納するメモリ１２２とを備えた主制御部１２３を有している。主制御部１２３は、データバス等のバス１２４を介して製造設備１００内の各部と接続されており、これらの制御を行うようになっている。ただし、これら各部の少なくとも一部は、ＣＰＵ１２１が制御プログラムを実行することでソフトウェア的に構成されるようになっていてもよい。
【００２７】
このうち読取部１０２は、製造物１１１に形成された認識マーク部１１２に焦点を合わせてその光学像を読み取るための光学系１２５を備えている。光学系１２５の焦点位置には、二次元イメージセンサ等の読取素子１２６が配置されている。読取素子１２６が読み取った画像信号は画像処理部１２７で処理される。光源１２８は、認識マーク部１１２を照明する。装置ＩＤ（Identification）格納部１２９は、読取部１０２の光学特性に対応づけられた識別子としての装置ＩＤを格納している。装置ＩＤは、後に説明するように認識マーク部１１２を構成する複数の認識マークのいずれを読み取るかを決定するようになっている。
【００２８】
位置判別部１３１は、読取部１０２から得られた画像処理後の画像信号と装置ＩＤ格納部１２９から得られた装置ＩＤを基にして特定の認識マークの位置を判別する。位置判別部１３１内には判別テーブル１３２が備えられている。判別テーブル１３２には、後に説明するように、認識マーク部１１２を構成する複数の認識マークのそれぞれの中心位置に対応する位置データが格納されている。
【００２９】
移動機構制御部１３３は、移動機構部１０４の移動を制御する。移動機構部１０４は製造設備本体１０１に取り付けられている。したがって、移動機構部１０４を構成する図示しないモータの回転数やギアの回転角あるいは回転方向を検出することにより移動機構部１０４の移動量等の移動の様子は移動機構制御部１３３によって正確に測定することができる。
【００３０】
処理部１０３は、位置情報受信部１３５と、移動機構指示部１３６および処理機構部１３７を備えている。位置情報受信部１３５は製造設備１００に対する製造物１１１の処理面の現在位置を示す位置情報を受信する。移動機構指示部１３６は処理機構部１３７と連携して移動機構部１０４上の製造物１１１の処理面が所望の位置で一時的に停止して加工等の処理を受けるように移動位置の指示を行う。処理機構部１３７は、製造物１１１の所望の位置に対する各種の処理を行う。
【００３１】
先端検知部１３８は、移動機構部１０４上を移動する製造物１１１が読取部１０２の手前まで移動してきたとき、その先端を検知する。この検知は、図示しないマイクロスイッチを用いて機械的に行ってもよい。また、図示しない光センサを移動機構部１０４の移動経路上の所定位置を挟むように配置して、製造物１１１が光路を遮断したときにその先端位置を検知してもよい。もちろん、読取素子１２６を使用して画像処理部１２７が出力する画像信号を解析して製造物１１１の先端の到来を検知してもよい。あるいは磁気センサ等の他のセンサを用いて検知することも可能である。検知における位置の精度は高い必要がない。検知結果を基にして、認識マーク部１１２を構成する複数の認識マークのうちの所望のマークの存在場所を特定できる位置精度で十分である。
【００３２】
図７は、製造物の一部についてその上面を拡大したものである。図５および図６と共に説明する。なお、製造物の一例として、プリント基板１１１Ｐを例に挙げて具体的に説明する。
【００３３】
プリント基板１１１Ｐの上面には、認識マーク部１１２が配置されている。本実施の形態で、認識マーク部１１２には第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の２つの認識マークが形成されている。第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のそれぞれの中心位置は、プリント基板１１１Ｐの図で左上の角を示す位置１４３を座標の原点（０，０）としたとき、予め定めた座標位置（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）に設定されている。本実施の形態でＹ軸方向の座標位置Ｙ1，Ｙ2は等しくなっている。したがって、第１の認識マーク１４１の中心座標位置は（Ｘ1，Ｙ1）であり、第２の認識マーク１４２の中心座標位置は（Ｘ2，Ｙ1）である。もちろん、Ｙ軸方向の座標位置Ｙ1，Ｙ2が互いに異なるものであってもよい。
【００３４】
認識マーク部１１２を光源１２８で均一な照度で照射したとする。このとき、第１の認識マーク１４１は、一番目に明るい第１の濃度Ｄ1の矩形状の背景領域１４５の中心に三番目に明るい第３の濃度Ｄ3の円形領域１４６が配置された光学像を生じさせる。第２の認識マーク１４２は、二番目に明るい第２の濃度Ｄ2の矩形状の背景領域１４７の中心に一番暗い（四番目に明るい）第４の濃度Ｄ4の円形領域１４８が配置された光学像を生じさせる。本実施の形態では、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の矩形のサイズは共に等しくなっており、２つの円形領域１４６、１４８の直径は共に等しく、矩形の一辺の長さのそれぞれ３分の１となっているものとする。もちろん、２つの円形領域１４６、１４８の直径と矩形の一辺の長さの比率は、これに限るものではない。
【００３５】
図８は、図７で示した認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第１の認識マーク周辺の断面構造を表わしたものである。図６および図７と共に説明する。
【００３６】
プリント基板１１１Ｐの表面には、導体１５１によるパターンが形成されており、第１の認識マーク１４１に相当する領域以外の領域では表面処理材１５２の層が表面に塗布されている。第１の認識マーク１４１に相当する領域では、表面処理材１５２が塗布されていない。
【００３７】
このため、第１の認識マーク１４１における円形領域１４６に相当する領域では、光源１２８による導体１５１の反射光が読取素子１２６に入射し、三番目に明るい第３の濃度Ｄ3を認識させる。また、第１の認識マーク１４１における背景領域１４５では、光源１２８による基板表面の反射光が読取素子１２６に入射し、一番目に明るい第１の濃度Ｄ1を認識させる。
【００３８】
図９は、図７で示した認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第２の認識マーク周辺の断面構造を表わしたものである。図６および図７と共に説明する。
【００３９】
プリント基板１１１Ｐの表面には、図８と同様に導体１５１によるパターンが形成されている。第２の認識マーク１４２の場合には、その全域の表面に表面処理材１５２の層が塗布されている。第２の認識マーク１４２における導体１５１自体のパターンは、第１の認識マーク１４１と変わらない。
【００４０】
この結果、第２の認識マーク１４２の場合には、円形領域１４８に相当する領域で、光源１２８による表面処理材１５２および導体１５１の反射光が読取素子１２６に入射し、一番暗い（四番目に明るい）第４の濃度Ｄ4を認識させる。また、第２の認識マーク１４２における背景領域１４７では、光源１２８による表面処理材１５２の反射光が読取素子１２６に入射し、二番目に明るい第２の濃度Ｄ2を認識させる。
【００４１】
もちろん、本実施の形態では１つの製造設備１００が第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の２種類のマークを位置決めのために使用するのではない。装置ＩＤ格納部１２９に格納された装置ＩＤを用いて、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のいずれを使用するかを選択する。そして、プリント基板１１１Ｐの表面における認識マーク１４１または１４２の中心位置の座標位置を算出する。この後は、処理部１０３が処理を行う位置を、認識マーク１４１または１４２の中心位置の座標との関係で求めることができる。
【００４２】
図１０は、本実施の形態の製造設備におけるプリント基板の制御の様子を表わしたものである。図５〜図９と共に説明する。
【００４３】
製造設備１００の図示しない電源が投入されると、主制御部１２３が移動機構制御部１３３に指示を与えて移動機構部１０４の移動が開始する（ステップＳ２０１）。これと共に、移動機構部１０４上に間隔を置いて配置された製造物としてのプリント基板１１１Ｐが順にＸ軸方向に移動して読取部１０２の方向に近付く。主制御部１２３は移動機構部１０４が移動している状態で、先端検知部１３８がプリント基板１１１Ｐの先端を検知するのを待機している。先端検知部１３８がプリント基板１１１Ｐの先端を検知すると（ステップＳ２０２：Ｙ）、移動機構制御部１３３は所定の距離だけ移動機構部１０４を更に移動させて停止する（ステップＳ２０３）。先端検知部１３８の検知後に移動する距離は、認識マーク部１１２におけるこの製造設備１００が読み取りの対象とする認識マーク１４１または１４２が読取部１０２によって撮影可能とする位置まで移動するおおよその距離に相当する。具体的には、移動機構部１０４の移動速度と、装置ＩＤ格納部１２９に格納された装置ＩＤによって特定される認識マーク１４１または１４２がプリント基板１１１Ｐの先端から離れたおおよその距離を基にして、ステップＳ２０３による移動距離が算出される。
【００４４】
図１１は、プリント基板における先端位置と、目的とする認識マークの撮影位置の関係を示したものである。図５〜図７と共に説明する。
【００４５】
個々のプリント基板１１１Ｐは、比較的広い基板面に導体パターンを一括して形成し、この基板面を幾つかに分割するように切断して製造する場合がある。このような場合、切断時に生じる位置誤差によって、切断後のプリント基板１１１Ｐの先端位置１６１は、基板面に形成された回路を構成する導体パターンの位置と正確には一致しない。個々の基板に対して導体パターンを後に形成する場合にも、プリント基板１１１Ｐの先端位置１６１と、実際に形成された導体パターンの位置が製造する装置が異なることで不揃いとなる場合もある。
【００４６】
本実施の形態の認識マーク部１１２を構成する第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２は、回路を構成する導体パターンと共に同一プロセスで基板上に形成される。したがって、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のいずれかを基準として位置決めを行えば、プリント基板１１１Ｐにおける導体パターン形成領域１６２内の各部で処理機構部１３７が正確な処理位置で処理を行うことができる。
【００４７】
本実施の形態では、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のそれぞれの部位の反射特性が異なっている。読取部１０２の読取特性も製造設備１００によって異なっている可能性がある。そこで、既に説明したように読取部１０２が正確な座標位置を定めることができるように、装置ＩＤ格納部１２９に格納された装置ＩＤを用いて、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のいずれを使用するかを選択するようにしている。選択した認識マーク１４１または１４２でプリント基板１１１Ｐの先端位置１６１からの距離が異なるので、判別テーブル１３２を用いて基準位置の補正を行う。
【００４８】
なお、ステップＳ２０３による移動距離の算出および撮影位置までの追加的な移動は、製造設備１００における読取部１０２と先端検知部１３８の配置関係を工夫することで、省略することができる。すなわち、たとえば、ある製造設備１００が第２の認識マーク１４２を基にして導体パターン形成領域１６２内の位置決めを行うとする。この場合には、プリント基板１１１Ｐの先端位置１６１と第２の認識マーク１４２の中心位置までの距離と、先端検知部１３８の配置位置と読取部１０２の読み取りの中心位置をほぼ等しく設定しておけばよい。これにより、プリント基板１１１Ｐの先端位置１６１を先端検知部１３８が検知した時点で第２の認識マーク１４２の中心位置が読取部１０２のほぼ直下の位置になる。
【００４９】
また、プリント基板１１１Ｐが図７のＹ軸方向に移動するとした場合、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２はプリント基板１１１Ｐの先端位置１６１からほぼ同一距離となる。したがって、この場合には読取部１０２がいずれの認識マークを読み取るかによる移動方向の移動量の制御は原則として不要になる。また、先端検知部１３８の検知位置と読取部の読み取りのＹ軸方向における中心位置までの距離を適宜調整しておくことで、先端検知部１３８の検知した時点で認識マーク部１１２の撮影が可能である。ただし、プリント基板１１１ＰがＹ軸方向に移動する場合には、読取部１０２を読取対象の認識マーク１４１または１４２に応じてＸ軸方向に移動させるか、撮影した画像から必要な画像領域を特定する処理が必要となる。
【００５０】
図１０に戻ってプリント基板１１１ＰがＸ軸方向に移動する場合の処理の説明を続ける。なお、図１１も用いて説明する。読取部１０２のほぼ直下の位置に読取対象となるマークとして第２の認識マーク１４２が位置したとする。この時点で主制御部１２３は読取部１０２を制御して光源１２８からの光を認識マーク部１１２に照射して読取素子１２６による画像の読み取りを行わせる（ステップＳ２０４）。画像処理部１２７は画像処理後の画像信号を位置判別部１３１に送って、ここで第２の認識マーク１４２の中心位置が特定される（ステップＳ２０５）。具体的には一番暗い（四番目に明るい）第４の濃度Ｄ4の円形領域１４８が判別されて、その円の中心位置が特定される。
【００５１】
位置判別部１３１は次に判別テーブル１３２から装置ＩＤをキーとして第２の認識マーク１４２の中心位置に関する位置データを取得する。そしてこの位置データと移動機構部１０４上のプリント基板１１１Ｐの現在位置のずれ量との画像上での比較から、図１１に示した導体パターン形成領域１６２における現在位置の位置情報を算出する（ステップＳ２０６）。そして、この導体パターン形成領域１６２における現在位置の位置情報を処理部１０３に供給する（ステップＳ２０７）。
【００５２】
処理部１０３は位置情報受信部１３５で導体パターン形成領域１６２における現在位置の位置情報を受信する。移動機構指示部１３６は、今から処理を行う部位の位置座標との関係で、プリント基板１１１Ｐのパターン面を処理に適した座標位置に移動させる指示を移動機構制御部１３３に与えて、移動機構部１０４を移動させる（ステップＳ２０８）。これにより、処理機構部１３７がプリント基板１１１Ｐの特定位置で処理を実行する（ステップＳ２０９）。
【００５３】
もちろん、処理機構部１３７が移動自在なアームを備えているような場合には、移動機構部１０４を移動させる代わりに、アーム側で導体パターン形成領域１６２における位置調整を行うことができる。また、ステップＳ２０７では第２の認識マーク１４２の中心位置にまでプリント基板１１１Ｐを移動させずに、位置ずれを補正する形で移動制御を行ったが、これに限るものではない。たとえば、第２の認識マーク１４２の中心位置が読取部１０２の直下となるように一度位置決めを行った後に、処理機構部１３７の処理に適する位置まで必要に応じてプリント基板１１１Ｐを移動させるようにしてもよい。
【００５４】
ステップＳ２０９による所定位置での処理機構部１３７の処理が終了したら、同一のプリント基板１１１Ｐに対する処理のための他の位置への移動が必要であるかの判別が行われる（ステップＳ２１０）。このような移動が必要とされる場合には（Ｙ）、ステップＳ２０８に戻って移動が行われ、処理機構部１３７による処理が行われる（ステップＳ２０９）。
【００５５】
これに対して、処理機構部１３７による処理が終了したと判別された場合には（ステップＳ２１０：Ｎ）、後続のプリント基板１１１Ｐについての処理が必要であるかのチェックが行われる（ステップＳ２１１）。後続のプリント基板１１１Ｐについての処理が必要な場合には（Ｙ）、ステップＳ２０１に処理が戻る。後続のプリント基板１１１Ｐについての処理が不要な場合には（ステップＳ２１１：Ｎ）、移動機構部１０４を移動させてプリント基板１１１Ｐを製造設備１００から排出して（ステップＳ２１２）、処理を終了する（エンド）。
【００５６】
以上説明した本実施の形態では、認識マーク部１１２に位置決めを行うために読取特性の異なる第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の２つの認識マークを形成することにした。これにより、たとえば光の反射が強い第１の認識マーク１４１と光の反射が弱い第２の認識マーク１４２が存在したような場合、製造設備１００側の読取特性によって都合のよいマークの方を選ぶことができ、認識精度の向上を簡単に図ることができる。これにより、認識マーク１４１、１４２として特別の工程を必要とするものに変更したり、特別の材料を使用する必要がなく、製造物１１１自体を安価に製造することができる。
【００５７】
また、製造設備１００が複数種類のプリント基板等の製造物１１１を取り扱うとき、その製造物１１１の認識マーク部１１２の光学的な特性に応じて読取部１０２の認識性能を調整することが不要になる。また、製造設備１００を交換したり、他の場所に設置されている製造設備１００に製造物１１１の処理先を変更したような場合にも、同一の認識マーク部１１２を使用して処理が可能になる。
【００５８】
＜発明の変形可能性＞
【００５９】
図１２は、プリント基板上に４種類の認識マークを形成する場合のマーク構成部品の選択の様子を示したものである。同図（Ａ）の認識マークは、図８に示した第１の認識マーク１４１であり、矩形状の背景領域１４５は基板表面が露出している。また、中心の円形領域１４６は導体パターンを構成する導体が露出している。第１の認識マーク１４１以外の領域には、表面処理材１５２の層が表面に塗布されている。
【００６０】
同図（Ｂ）の認識マークは、図９に示した第２の認識マーク１４２であり、矩形状の背景領域１４７と円形領域１４８は、第１の認識マーク１４１の上に表面処理材１５２の層を全面塗布して形成している。これにより、第２の認識マーク１４２は第１の認識マーク１４１よりも表面処理材１５２の存在による反射率の減少分だけ濃度が全体的に高くなっている。
【００６１】
同図（Ｃ）の認識マーク３０１は、矩形状の背景領域３０２を導体パターンを構成する導体で構成している。また、中心の円形領域３０３は基板表面が露出している。認識マーク３０１以外の領域には、表面処理材１５２の層が表面に塗布されている。
【００６２】
同図（Ｄ）の認識マーク３０４は、矩形状の背景領域３０５を導体パターンを構成する導体で構成し、その上に表面処理材１５２が塗布されている。中心の円形領域３０６は導体が存在せず、基板表面に直接、表面処理材１５２が塗布されている。
【００６３】
もちろん、表面処理材１５２の種類や厚さを変更することで、２つの異なった濃度あるいは反射光からなる認識マークであっても、更に多くのマークを形成することができる。背景領域の形状や中心部分に配置される図形の形状あるいは個数を変更することで、光学特性の異なった更に多くの認識マークを製造物１１１上に形成することができる。
【００６４】
図１３は、図１２で示した４つの認識マークのうちの３つを用いて認識マーク部を構成した例を示したものである。プリント基板１１１Ｐ上の認識マーク部１１２Ａには、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２および他の認識マーク３０１が間隔を置いて形成されている。これにより、読取部１０２（図６参照）のより多くの光学特性に対応できることになり、認識不良の可能性を減少させることができる。
【実施例１】
【００６５】
次に、実施例としてプリント基板上に形成する認識マークの材料を例示する。各種の材料は、たとえば次のものがある。
（１）電解金メッキ（厚さ０．５μｍ）
（２）無電解金メッキ（厚さ０．０３μｍ）
（３）銅の上に塗布するプリフラックス（厚さ０．２μｍ）
（４）ハンダレベラ（半田）
（５）基板レジスト（一般には緑色であるが各色あり）（厚さ０．５μｍ）
（６）ポリイミドカバーレイ（厚さ０．２μｍ）
【００６６】
以上、本発明をプリント基板１１１Ｐについて具体的に説明したが、認識マークの形成製造物１１１はこれに限るものではない。工業的に製造される各種の製造物１１１に本発明を適用することができる。また、認識マークは製造物１１１の上に形成される必要はなく、たとえば製造物１１１に貼付されるものであってもよい。もちろん、認識マークは２種類の材料によって形成する必要はない。３種類あるいはそれ以上の材料や加工方法によって、光学的な違いとして認識されるものであってもよい。
【００６７】
更に認識マークの数は、製造物１１１に４つ以上配置されていてもよい。同一の認識マークを複数個ずつ複数種類配置するものであってもよい。これにより、同一の認識マーク相互の位置を検出することで、製造物１１１の傾き（回転角）を検出し、特定位置の位置決めを更に精度よく行うことができる。
【００６８】
また、認識マークは位置決めだけに用いる必要はなく、製造物１１１の種類の判別に用いるようにしてもよい。この場合には、認識マークを構成する図形の形状を複数用意して、それぞれの形状と製造物１１１の種類を対応付ければよい。この用途の場合にも、同一種類の製造物１１１を表わす光学特性の異なった複数の認識マークが１つの製造物１１１に使用されるので、種類の判別の信頼性を向上させることができる。
【００６９】
更に実施の形態では、物体からの反射率の違いによる濃度の違いで認識マークを複数組設けることにしたが、これに限るものではない。すなわち、製造物によっては光の透過率を変化させてもよいし、仮に濃度が同一であっても色が異なるものであってもよい。もちろん、赤外光や紫外光といった可視領域以外の波長領域の光学的な特性の違いを用いた複数の認識マークが使用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０、１１１ 製造物
１１ 認識マーク
１２ 光学的に検出可能な面
２０ 製造物位置決め方法
２１、３１ 認識マーク読取ステップ
２２ 位置判別ステップ
３０ 認識マーク判別方法
３２ 種類判別ステップ
４０ 製造物位置決めプログラム
４１ 認識マーク読取処理
４２ 位置判別処理
１００ 製造設備
１０１ 製造設備本体
１０２ 読取部
１０３ 処理部
１０４ 移動機構部
１１１Ｐ プリント基板
１１２、１１２Ａ 認識マーク部
１２１ ＣＰＵ
１２２ メモリ
１２３ 主制御部
１２６ 読取素子
１２７ 画像処理部
１２８ 光源
１２９ 装置ＩＤ格納部
１３３ 移動機構制御部
１３７ 処理機構部
１３８ 先端検知部
１４１ 第１の認識マーク
１４２ 第２の認識マーク
１４５ （第１の濃度Ｄ1の矩形状の）背景領域
１４６ （第３の濃度Ｄ3の）円形領域
１４７ （第２の濃度Ｄ2の矩形状の）背景領域
１４８ （第４の濃度Ｄ4の）円形領域
１５１ 導体
１５２ 表面処理材
１６２ 導体パターン形成領域
３０１ 認識マーク
３０４ 矩形状の背景領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板等の製造物および製造物を製造または加工する際の製造物位置決め方法、認識マーク判別方法および製造物位置決めプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に限らず、各種の工業的な製造工程で製造あるいは加工される物としての製造物は、製造あるいは加工の過程でこれらの処理を行う装置との正確な位置決めが必要とされる場合が多い。このため、製造物には予め、あるいは製造工程の途中で、光学的な認識マークが付けられ、この認識マークを用いて製造上の位置決めを行うことが多い。
【０００３】
認識マークは、一般にその周囲の反射光の強度差を読取装置で光学的に読み取ることで認識されるものである。ところが、認識マークはすべての製造物で共通した同一の光学的な特性を持っているものではない。製造物によって認識マークを構成する材料や、色、反射率等の光学的な特性が異なる。このため、ある読取装置にとっては、「Ａ」という認識マークの読み取りが良好に行えても、「Ｂ」という他の認識マークの読み取りがうまく行えない場合がある。反対に、読取装置を変えると、今度は「Ｂ」という認識マークの読み取りは良好に行われ、「Ａ」という認識マークの読み取りがうまく行えないという場合もある。
【０００４】
そこで認識マークのコントラストを上げて認識の度合いを高めることが本発明の関連技術として提案されている（たとえば特許文献１参照）。この関連技術では、マスク上に形成されたマスクマークと、プリント基板を載置する基板ステージに設けられた基準部材上に形成された基準マークとを照明ビームで照明する。そして、これら２種類のマークから発生したビームを観察系を用いて観察するようにしている。
【０００５】
ところで、近年、プリント基板の製造技術では、様々な特性を有するマスクが用いられるようになっている。これによりマスクの種類によっては、マスクマークから発生するビームの強度が弱くなり、マスクマークの像を十分なコントラストで観察できない場合がある。そこで、この関連技術では基板ステージに照明ビームに対する特性が互いに異なる複数の基準マークを配置している。そして、観察視野内に位置決めする基準マークを複数の中から選択することで、マスクマークの像と基準マークの両者のビームの強さの差を拡大させる。これにより高いコントラストでマスクマークの観察が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再公表特許 ＷＯ２００２／０４９０８３（公報第７ページ第１４行目〜第８ページ第９行目）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この関連技術では、製造物に１種類のマスクマークを形成し、この製造物を複数の基準マークを設けたステージに載置して、両者の位置関係を設定する。ところが、製造設備によっては製造設備本体に位置的に固定された読取部が、移動可能な製造物上に形成された認識マークを単独で認識して、製造設備本体に対する位置決めを行うことも多い。このような製造設備の場合には、製造設備本体との位置関係が既知となった処理部を用いて製造物に対して処理を行うので、読取部は処理部と製造物の双方の位置変動を考慮する必要がない。したがって、このような製造設備に対して、２種類のマークの間のコントラストを上げる技術を用いて認識マークの認識率を向上させることはできない。
【０００８】
この一方で、製造物の製造あるいは加工に使用される製造設備は国内あるいは外国の各地で各種のものが使用されるようになってきている。このため、同一種類の製造物であっても、取り扱う製造設備が異なると、位置決めや製造物自体の種類を判別するために使用する認識マークの読み取りが安定しないという問題が発生している。これは、読取部の光学的な特性が異なったり、読み取り時に製造物に照射する光源の照射条件が異なることが製造設備側の原因として考えられている。また、製造物が同一の場合でも、認識マークを形成する材料や表面の状態が異なって、光の反射具合や反射光の波長特性が異なる場合があり、これが製造物側の原因として考えられている。
【０００９】
このような原因による認識マークの読み取り不良に対して、製造設備に対応して認識マークを変更することも考えられる。しかしながら、認識マークを変更することは製造物自体の設計を変更する必要が生じる場合もあり、現実的ではない。また、認識マークを変更しても、新たな製造設備が登場すればこれに対して良好な認識を行える保証はない。
【００１０】
そこで本発明の目的は、製造設備や認識マークの特性が相違しても認識マークを信頼性よく読み取ることが可能な製造物、認識マーク判別方法、製造物位置決め方法および製造物位置決めプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、製造物が、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性をそれぞれ相違させた認識マークを、光学的に検出可能な面上に複数互いに近接するように配置したことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明では、（イ）製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、（ロ）この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する位置判別ステップとを製造物位置決め方法が具備する。
【００１３】
更に本発明では、（イ）製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、（ロ）この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークに応じて、その製造物の種類を判別する種類判別ステップとを認識マーク判別方法が具備する。
【００１４】
また、本発明では、製造物位置決めプログラムとして、コンピュータに、（イ）製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取処理と、（ロ）この認識マーク読取処理で読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する位置判別処理とを実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、製造物の光学的な読取面に認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークを配置するので、異なった光学性能を有する製造設備が共通の製造物を製造することができる。また、製造物によっては加工条件の違いによって認識情報の形成の具合にバラツキが発生したり、加工ミスによって一部の認識マークが欠損する場合がある。このような場合でも異なった光学特性の認識マークが同一の製造物に存在するので、その判読が可能になる可能性が高くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の製造物のクレーム対応図である。
【図２】本発明の製造物位置決め方法のクレーム対応図である。
【図３】本発明の認識マーク判別方法のクレーム対応図である。
【図４】本発明の製造物位置決めプログラムのクレーム対応図である。
【図５】本発明の実施の形態による製造設備と製造物の位置関係を表わした説明図である。
【図６】本実施の形態における製造設備の回路構成の概要を表わしたブロック図である。
【図７】本実施の形態の製造物の一部についてその上面を拡大した平面図である。
【図８】本実施の形態で認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第１の認識マークの断面構造を表わした断面図である。
【図９】本実施の形態で認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第２の認識マークの断面構造を表わした断面図である。
【図１０】本実施の形態の製造設備におけるプリント基板の制御の様子を表わした流れ図である。
【図１１】本実施の形態のプリント基板における先端位置と、目的とする認識マークの撮影位置の関係を示した説明図である。
【図１２】本実施の形態のプリント基板上に４種類の認識マークを形成する可能性を示した平面図である。
【図１３】図１２で示した４つの認識マークのうちの３つを用いて認識マーク部を構成した変形例を示す製造物の要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の製造物のクレーム対応図を示したものである。本発明の製造物１０は、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性をそれぞれ相違させた認識マーク１１1、１１2、……１１nを、光学的に検出可能な面１２上に複数互いに近接するように配置している。
【００１８】
図２は、本発明の製造物位置決め方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の製造物位置決め方法２０は、認識マーク読取ステップ２１と、位置判別ステップ２２とを備えている。ここで、認識マーク読取ステップ２１では、製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。位置判別ステップ２２では、この認識マーク読取ステップ２１で読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する。
【００１９】
図３は、本発明の認識マーク判別方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の認識マーク判別方法３０は、認識マーク読取ステップ３１と、種類判別ステップ３２とを備えている。ここで、認識マーク読取ステップ３１では、製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。種類判別ステップ３２では、この認識マーク読取ステップ３１で読み取った認識マークに応じて、その製造物の種類を判別する。
【００２０】
図４は、本発明の製造物位置決めプログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の製造物位置決めプログラム４０は、コンピュータに、認識マーク読取処理４１と、位置判別処理４２とを実行させるようにしている。ここで、認識マーク読取処理４１では、製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る。位置判別処理４２では、この認識マーク読取処理４１で読み取った認識マークの前記した製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記した製造物上の任意の位置を判別する。
【００２１】
＜発明の第１の実施の形態＞
【００２２】
次に本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２３】
図５は、本発明の実施の形態による製造設備と製造物の位置関係を表わしたものである。製造設備１００は、図示しない不動部材によって空間的に位置を固定された製造設備本体１０１を備えている。製造設備本体１０１には、読取部１０２と処理部１０３がこれらの位置関係が固定されるように取り付けられている。読取部１０２と処理部１０３は、これらの直下に配置されたベルトコンベア等の移動機構部１０４と所定の間隔を保っている。製造設備１００は、以上説明した製造設備本体１０１、読取部１０２、処理部１０３および移動機構部１０４を備えている。
【００２４】
移動機構部１０４上には製造物１１１が載置されるようになっている。製造物１１１にはその上面に認識マーク部１１２が形成されている。認識マーク部１１２は、製造物１１１の上面における予め定めた位置に配置されている。移動機構部１０４によって製造物１１１がたとえば矢印方向１１３に適宜の量だけ移動した結果として、読取部１０２が製造物１１１上の認識マーク部１１２を認識したとする。すると、製造設備１００はこの時点における製造設備本体１０１に対する製造物１１１の位置関係を把握することができる。そこで、この時点で移動機構部１０４をたとえば静止させて、製造設備本体１０１に取り付けられた処理部１０３が製造物１１１の所望の位置に図示しない部品を取り付ける等の処理を行うことができる。
【００２５】
図６は、本実施の形態における製造設備の回路構成の概要を表わしたものである。図５と共に説明する。
【００２６】
製造設備１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１と、このＣＰＵ１２１が実行する制御プログラムをその一部に格納するメモリ１２２とを備えた主制御部１２３を有している。主制御部１２３は、データバス等のバス１２４を介して製造設備１００内の各部と接続されており、これらの制御を行うようになっている。ただし、これら各部の少なくとも一部は、ＣＰＵ１２１が制御プログラムを実行することでソフトウェア的に構成されるようになっていてもよい。
【００２７】
このうち読取部１０２は、製造物１１１に形成された認識マーク部１１２に焦点を合わせてその光学像を読み取るための光学系１２５を備えている。光学系１２５の焦点位置には、二次元イメージセンサ等の読取素子１２６が配置されている。読取素子１２６が読み取った画像信号は画像処理部１２７で処理される。光源１２８は、認識マーク部１１２を照明する。装置ＩＤ（Identification）格納部１２９は、読取部１０２の光学特性に対応づけられた識別子としての装置ＩＤを格納している。装置ＩＤは、後に説明するように認識マーク部１１２を構成する複数の認識マークのいずれを読み取るかを決定するようになっている。
【００２８】
位置判別部１３１は、読取部１０２から得られた画像処理後の画像信号と装置ＩＤ格納部１２９から得られた装置ＩＤを基にして特定の認識マークの位置を判別する。位置判別部１３１内には判別テーブル１３２が備えられている。判別テーブル１３２には、後に説明するように、認識マーク部１１２を構成する複数の認識マークのそれぞれの中心位置に対応する位置データが格納されている。
【００２９】
移動機構制御部１３３は、移動機構部１０４の移動を制御する。移動機構部１０４は製造設備本体１０１に取り付けられている。したがって、移動機構部１０４を構成する図示しないモータの回転数やギアの回転角あるいは回転方向を検出することにより移動機構部１０４の移動量等の移動の様子は移動機構制御部１３３によって正確に測定することができる。
【００３０】
処理部１０３は、位置情報受信部１３５と、移動機構指示部１３６および処理機構部１３７を備えている。位置情報受信部１３５は製造設備１００に対する製造物１１１の処理面の現在位置を示す位置情報を受信する。移動機構指示部１３６は処理機構部１３７と連携して移動機構部１０４上の製造物１１１の処理面が所望の位置で一時的に停止して加工等の処理を受けるように移動位置の指示を行う。処理機構部１３７は、製造物１１１の所望の位置に対する各種の処理を行う。
【００３１】
先端検知部１３８は、移動機構部１０４上を移動する製造物１１１が読取部１０２の手前まで移動してきたとき、その先端を検知する。この検知は、図示しないマイクロスイッチを用いて機械的に行ってもよい。また、図示しない光センサを移動機構部１０４の移動経路上の所定位置を挟むように配置して、製造物１１１が光路を遮断したときにその先端位置を検知してもよい。もちろん、読取素子１２６を使用して画像処理部１２７が出力する画像信号を解析して製造物１１１の先端の到来を検知してもよい。あるいは磁気センサ等の他のセンサを用いて検知することも可能である。検知における位置の精度は高い必要がない。検知結果を基にして、認識マーク部１１２を構成する複数の認識マークのうちの所望のマークの存在場所を特定できる位置精度で十分である。
【００３２】
図７は、製造物の一部についてその上面を拡大したものである。図５および図６と共に説明する。なお、製造物の一例として、プリント基板１１１Ｐを例に挙げて具体的に説明する。
【００３３】
プリント基板１１１Ｐの上面には、認識マーク部１１２が配置されている。本実施の形態で、認識マーク部１１２には第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の２つの認識マークが形成されている。第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のそれぞれの中心位置は、プリント基板１１１Ｐの図で左上の角を示す位置１４３を座標の原点（０，０）としたとき、予め定めた座標位置（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）に設定されている。本実施の形態でＹ軸方向の座標位置Ｙ1，Ｙ2は等しくなっている。したがって、第１の認識マーク１４１の中心座標位置は（Ｘ1，Ｙ1）であり、第２の認識マーク１４２の中心座標位置は（Ｘ2，Ｙ1）である。もちろん、Ｙ軸方向の座標位置Ｙ1，Ｙ2が互いに異なるものであってもよい。
【００３４】
認識マーク部１１２を光源１２８で均一な照度で照射したとする。このとき、第１の認識マーク１４１は、一番目に明るい第１の濃度Ｄ1の矩形状の背景領域１４５の中心に三番目に明るい第３の濃度Ｄ3の円形領域１４６が配置された光学像を生じさせる。第２の認識マーク１４２は、二番目に明るい第２の濃度Ｄ2の矩形状の背景領域１４７の中心に一番暗い（四番目に明るい）第４の濃度Ｄ4の円形領域１４８が配置された光学像を生じさせる。本実施の形態では、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の矩形のサイズは共に等しくなっており、２つの円形領域１４６、１４８の直径は共に等しく、矩形の一辺の長さのそれぞれ３分の１となっているものとする。もちろん、２つの円形領域１４６、１４８の直径と矩形の一辺の長さの比率は、これに限るものではない。
【００３５】
図８は、図７で示した認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第１の認識マーク周辺の断面構造を表わしたものである。図６および図７と共に説明する。
【００３６】
プリント基板１１１Ｐの表面には、導体１５１によるパターンが形成されており、第１の認識マーク１４１に相当する領域以外の領域では表面処理材１５２の層が表面に塗布されている。第１の認識マーク１４１に相当する領域では、表面処理材１５２が塗布されていない。
【００３７】
このため、第１の認識マーク１４１における円形領域１４６に相当する領域では、光源１２８による導体１５１の反射光が読取素子１２６に入射し、三番目に明るい第３の濃度Ｄ3を認識させる。また、第１の認識マーク１４１における背景領域１４５では、光源１２８による基板表面の反射光が読取素子１２６に入射し、一番目に明るい第１の濃度Ｄ1を認識させる。
【００３８】
図９は、図７で示した認識マークの中心位置を通るＸ軸と平行な直線でプリント基板を板面に垂直に切断したときの第２の認識マーク周辺の断面構造を表わしたものである。図６および図７と共に説明する。
【００３９】
プリント基板１１１Ｐの表面には、図８と同様に導体１５１によるパターンが形成されている。第２の認識マーク１４２の場合には、その全域の表面に表面処理材１５２の層が塗布されている。第２の認識マーク１４２における導体１５１自体のパターンは、第１の認識マーク１４１と変わらない。
【００４０】
この結果、第２の認識マーク１４２の場合には、円形領域１４８に相当する領域で、光源１２８による表面処理材１５２および導体１５１の反射光が読取素子１２６に入射し、一番暗い（四番目に明るい）第４の濃度Ｄ4を認識させる。また、第２の認識マーク１４２における背景領域１４７では、光源１２８による表面処理材１５２の反射光が読取素子１２６に入射し、二番目に明るい第２の濃度Ｄ2を認識させる。
【００４１】
もちろん、本実施の形態では１つの製造設備１００が第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の２種類のマークを位置決めのために使用するのではない。装置ＩＤ格納部１２９に格納された装置ＩＤを用いて、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のいずれを使用するかを選択する。そして、プリント基板１１１Ｐの表面における認識マーク１４１または１４２の中心位置の座標位置を算出する。この後は、処理部１０３が処理を行う位置を、認識マーク１４１または１４２の中心位置の座標との関係で求めることができる。
【００４２】
図１０は、本実施の形態の製造設備におけるプリント基板の制御の様子を表わしたものである。図５〜図９と共に説明する。
【００４３】
製造設備１００の図示しない電源が投入されると、主制御部１２３が移動機構制御部１３３に指示を与えて移動機構部１０４の移動が開始する（ステップＳ２０１）。これと共に、移動機構部１０４上に間隔を置いて配置された製造物としてのプリント基板１１１Ｐが順にＸ軸方向に移動して読取部１０２の方向に近付く。主制御部１２３は移動機構部１０４が移動している状態で、先端検知部１３８がプリント基板１１１Ｐの先端を検知するのを待機している。先端検知部１３８がプリント基板１１１Ｐの先端を検知すると（ステップＳ２０２：Ｙ）、移動機構制御部１３３は所定の距離だけ移動機構部１０４を更に移動させて停止する（ステップＳ２０３）。先端検知部１３８の検知後に移動する距離は、認識マーク部１１２におけるこの製造設備１００が読み取りの対象とする認識マーク１４１または１４２が読取部１０２によって撮影可能とする位置まで移動するおおよその距離に相当する。具体的には、移動機構部１０４の移動速度と、装置ＩＤ格納部１２９に格納された装置ＩＤによって特定される認識マーク１４１または１４２がプリント基板１１１Ｐの先端から離れたおおよその距離を基にして、ステップＳ２０３による移動距離が算出される。
【００４４】
図１１は、プリント基板における先端位置と、目的とする認識マークの撮影位置の関係を示したものである。図５〜図７と共に説明する。
【００４５】
個々のプリント基板１１１Ｐは、比較的広い基板面に導体パターンを一括して形成し、この基板面を幾つかに分割するように切断して製造する場合がある。このような場合、切断時に生じる位置誤差によって、切断後のプリント基板１１１Ｐの先端位置１６１は、基板面に形成された回路を構成する導体パターンの位置と正確には一致しない。個々の基板に対して導体パターンを後に形成する場合にも、プリント基板１１１Ｐの先端位置１６１と、実際に形成された導体パターンの位置が製造する装置が異なることで不揃いとなる場合もある。
【００４６】
本実施の形態の認識マーク部１１２を構成する第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２は、回路を構成する導体パターンと共に同一プロセスで基板上に形成される。したがって、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のいずれかを基準として位置決めを行えば、プリント基板１１１Ｐにおける導体パターン形成領域１６２内の各部で処理機構部１３７が正確な処理位置で処理を行うことができる。
【００４７】
本実施の形態では、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のそれぞれの部位の反射特性が異なっている。読取部１０２の読取特性も製造設備１００によって異なっている可能性がある。そこで、既に説明したように読取部１０２が正確な座標位置を定めることができるように、装置ＩＤ格納部１２９に格納された装置ＩＤを用いて、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２のいずれを使用するかを選択するようにしている。選択した認識マーク１４１または１４２でプリント基板１１１Ｐの先端位置１６１からの距離が異なるので、判別テーブル１３２を用いて基準位置の補正を行う。
【００４８】
なお、ステップＳ２０３による移動距離の算出および撮影位置までの追加的な移動は、製造設備１００における読取部１０２と先端検知部１３８の配置関係を工夫することで、省略することができる。すなわち、たとえば、ある製造設備１００が第２の認識マーク１４２を基にして導体パターン形成領域１６２内の位置決めを行うとする。この場合には、プリント基板１１１Ｐの先端位置１６１と第２の認識マーク１４２の中心位置までの距離と、先端検知部１３８の配置位置と読取部１０２の読み取りの中心位置をほぼ等しく設定しておけばよい。これにより、プリント基板１１１Ｐの先端位置１６１を先端検知部１３８が検知した時点で第２の認識マーク１４２の中心位置が読取部１０２のほぼ直下の位置になる。
【００４９】
また、プリント基板１１１Ｐが図７のＹ軸方向に移動するとした場合、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２はプリント基板１１１Ｐの先端位置１６１からほぼ同一距離となる。したがって、この場合には読取部１０２がいずれの認識マークを読み取るかによる移動方向の移動量の制御は原則として不要になる。また、先端検知部１３８の検知位置と読取部の読み取りのＹ軸方向における中心位置までの距離を適宜調整しておくことで、先端検知部１３８の検知した時点で認識マーク部１１２の撮影が可能である。ただし、プリント基板１１１ＰがＹ軸方向に移動する場合には、読取部１０２を読取対象の認識マーク１４１または１４２に応じてＸ軸方向に移動させるか、撮影した画像から必要な画像領域を特定する処理が必要となる。
【００５０】
図１０に戻ってプリント基板１１１ＰがＸ軸方向に移動する場合の処理の説明を続ける。なお、図１１も用いて説明する。読取部１０２のほぼ直下の位置に読取対象となるマークとして第２の認識マーク１４２が位置したとする。この時点で主制御部１２３は読取部１０２を制御して光源１２８からの光を認識マーク部１１２に照射して読取素子１２６による画像の読み取りを行わせる（ステップＳ２０４）。画像処理部１２７は画像処理後の画像信号を位置判別部１３１に送って、ここで第２の認識マーク１４２の中心位置が特定される（ステップＳ２０５）。具体的には一番暗い（四番目に明るい）第４の濃度Ｄ4の円形領域１４８が判別されて、その円の中心位置が特定される。
【００５１】
位置判別部１３１は次に判別テーブル１３２から装置ＩＤをキーとして第２の認識マーク１４２の中心位置に関する位置データを取得する。そしてこの位置データと移動機構部１０４上のプリント基板１１１Ｐの現在位置のずれ量との画像上での比較から、図１１に示した導体パターン形成領域１６２における現在位置の位置情報を算出する（ステップＳ２０６）。そして、この導体パターン形成領域１６２における現在位置の位置情報を処理部１０３に供給する（ステップＳ２０７）。
【００５２】
処理部１０３は位置情報受信部１３５で導体パターン形成領域１６２における現在位置の位置情報を受信する。移動機構指示部１３６は、今から処理を行う部位の位置座標との関係で、プリント基板１１１Ｐのパターン面を処理に適した座標位置に移動させる指示を移動機構制御部１３３に与えて、移動機構部１０４を移動させる（ステップＳ２０８）。これにより、処理機構部１３７がプリント基板１１１Ｐの特定位置で処理を実行する（ステップＳ２０９）。
【００５３】
もちろん、処理機構部１３７が移動自在なアームを備えているような場合には、移動機構部１０４を移動させる代わりに、アーム側で導体パターン形成領域１６２における位置調整を行うことができる。また、ステップＳ２０７では第２の認識マーク１４２の中心位置にまでプリント基板１１１Ｐを移動させずに、位置ずれを補正する形で移動制御を行ったが、これに限るものではない。たとえば、第２の認識マーク１４２の中心位置が読取部１０２の直下となるように一度位置決めを行った後に、処理機構部１３７の処理に適する位置まで必要に応じてプリント基板１１１Ｐを移動させるようにしてもよい。
【００５４】
ステップＳ２０９による所定位置での処理機構部１３７の処理が終了したら、同一のプリント基板１１１Ｐに対する処理のための他の位置への移動が必要であるかの判別が行われる（ステップＳ２１０）。このような移動が必要とされる場合には（Ｙ）、ステップＳ２０８に戻って移動が行われ、処理機構部１３７による処理が行われる（ステップＳ２０９）。
【００５５】
これに対して、処理機構部１３７による処理が終了したと判別された場合には（ステップＳ２１０：Ｎ）、後続のプリント基板１１１Ｐについての処理が必要であるかのチェックが行われる（ステップＳ２１１）。後続のプリント基板１１１Ｐについての処理が必要な場合には（Ｙ）、ステップＳ２０１に処理が戻る。後続のプリント基板１１１Ｐについての処理が不要な場合には（ステップＳ２１１：Ｎ）、移動機構部１０４を移動させてプリント基板１１１Ｐを製造設備１００から排出して（ステップＳ２１２）、処理を終了する（エンド）。
【００５６】
以上説明した本実施の形態では、認識マーク部１１２に位置決めを行うために読取特性の異なる第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２の２つの認識マークを形成することにした。これにより、たとえば光の反射が強い第１の認識マーク１４１と光の反射が弱い第２の認識マーク１４２が存在したような場合、製造設備１００側の読取特性によって都合のよいマークの方を選ぶことができ、認識精度の向上を簡単に図ることができる。これにより、認識マーク１４１、１４２として特別の工程を必要とするものに変更したり、特別の材料を使用する必要がなく、製造物１１１自体を安価に製造することができる。
【００５７】
また、製造設備１００が複数種類のプリント基板等の製造物１１１を取り扱うとき、その製造物１１１の認識マーク部１１２の光学的な特性に応じて読取部１０２の認識性能を調整することが不要になる。また、製造設備１００を交換したり、他の場所に設置されている製造設備１００に製造物１１１の処理先を変更したような場合にも、同一の認識マーク部１１２を使用して処理が可能になる。
【００５８】
＜発明の変形可能性＞
【００５９】
図１２は、プリント基板上に４種類の認識マークを形成する場合のマーク構成部品の選択の様子を示したものである。同図（Ａ）の認識マークは、図８に示した第１の認識マーク１４１であり、矩形状の背景領域１４５は基板表面が露出している。また、中心の円形領域１４６は導体パターンを構成する導体が露出している。第１の認識マーク１４１以外の領域には、表面処理材１５２の層が表面に塗布されている。
【００６０】
同図（Ｂ）の認識マークは、図９に示した第２の認識マーク１４２であり、矩形状の背景領域１４７と円形領域１４８は、第１の認識マーク１４１の上に表面処理材１５２の層を全面塗布して形成している。これにより、第２の認識マーク１４２は第１の認識マーク１４１よりも表面処理材１５２の存在による反射率の減少分だけ濃度が全体的に高くなっている。
【００６１】
同図（Ｃ）の認識マーク３０１は、矩形状の背景領域３０２を導体パターンを構成する導体で構成している。また、中心の円形領域３０３は基板表面が露出している。認識マーク３０１以外の領域には、表面処理材１５２の層が表面に塗布されている。
【００６２】
同図（Ｄ）の認識マーク３０４は、矩形状の背景領域３０５を導体パターンを構成する導体で構成し、その上に表面処理材１５２が塗布されている。中心の円形領域３０６は導体が存在せず、基板表面に直接、表面処理材１５２が塗布されている。
【００６３】
もちろん、表面処理材１５２の種類や厚さを変更することで、２つの異なった濃度あるいは反射光からなる認識マークであっても、更に多くのマークを形成することができる。背景領域の形状や中心部分に配置される図形の形状あるいは個数を変更することで、光学特性の異なった更に多くの認識マークを製造物１１１上に形成することができる。
【００６４】
図１３は、図１２で示した４つの認識マークのうちの３つを用いて認識マーク部を構成した例を示したものである。プリント基板１１１Ｐ上の認識マーク部１１２Ａには、第１の認識マーク１４１と第２の認識マーク１４２および他の認識マーク３０１が間隔を置いて形成されている。これにより、読取部１０２（図６参照）のより多くの光学特性に対応できることになり、認識不良の可能性を減少させることができる。
【実施例１】
【００６５】
次に、実施例としてプリント基板上に形成する認識マークの材料を例示する。各種の材料は、たとえば次のものがある。
（１）電解金メッキ（厚さ０．５μｍ）
（２）無電解金メッキ（厚さ０．０３μｍ）
（３）銅の上に塗布するプリフラックス（厚さ０．２μｍ）
（４）ハンダレベラ（半田）
（５）基板レジスト（一般には緑色であるが各色あり）（厚さ０．５μｍ）
（６）ポリイミドカバーレイ（厚さ０．２μｍ）
【００６６】
以上、本発明をプリント基板１１１Ｐについて具体的に説明したが、認識マークの形成製造物１１１はこれに限るものではない。工業的に製造される各種の製造物１１１に本発明を適用することができる。また、認識マークは製造物１１１の上に形成される必要はなく、たとえば製造物１１１に貼付されるものであってもよい。もちろん、認識マークは２種類の材料によって形成する必要はない。３種類あるいはそれ以上の材料や加工方法によって、光学的な違いとして認識されるものであってもよい。
【００６７】
更に認識マークの数は、製造物１１１に４つ以上配置されていてもよい。同一の認識マークを複数個ずつ複数種類配置するものであってもよい。これにより、同一の認識マーク相互の位置を検出することで、製造物１１１の傾き（回転角）を検出し、特定位置の位置決めを更に精度よく行うことができる。
【００６８】
また、認識マークは位置決めだけに用いる必要はなく、製造物１１１の種類の判別に用いるようにしてもよい。この場合には、認識マークを構成する図形の形状を複数用意して、それぞれの形状と製造物１１１の種類を対応付ければよい。この用途の場合にも、同一種類の製造物１１１を表わす光学特性の異なった複数の認識マークが１つの製造物１１１に使用されるので、種類の判別の信頼性を向上させることができる。
【００６９】
更に実施の形態では、物体からの反射率の違いによる濃度の違いで認識マークを複数組設けることにしたが、これに限るものではない。すなわち、製造物によっては光の透過率を変化させてもよいし、仮に濃度が同一であっても色が異なるものであってもよい。もちろん、赤外光や紫外光といった可視領域以外の波長領域の光学的な特性の違いを用いた複数の認識マークが使用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０、１１１ 製造物
１１ 認識マーク
１２ 光学的に検出可能な面
２０ 製造物位置決め方法
２１、３１ 認識マーク読取ステップ
２２ 位置判別ステップ
３０ 認識マーク判別方法
３２ 種類判別ステップ
４０ 製造物位置決めプログラム
４１ 認識マーク読取処理
４２ 位置判別処理
１００ 製造設備
１０１ 製造設備本体
１０２ 読取部
１０３ 処理部
１０４ 移動機構部
１１１Ｐ プリント基板
１１２、１１２Ａ 認識マーク部
１２１ ＣＰＵ
１２２ メモリ
１２３ 主制御部
１２６ 読取素子
１２７ 画像処理部
１２８ 光源
１２９ 装置ＩＤ格納部
１３３ 移動機構制御部
１３７ 処理機構部
１３８ 先端検知部
１４１ 第１の認識マーク
１４２ 第２の認識マーク
１４５ （第１の濃度Ｄ1の矩形状の）背景領域
１４６ （第３の濃度Ｄ3の）円形領域
１４７ （第２の濃度Ｄ2の矩形状の）背景領域
１４８ （第４の濃度Ｄ4の）円形領域
１５１ 導体
１５２ 表面処理材
１６２ 導体パターン形成領域
３０１ 認識マーク
３０４ 矩形状の背景領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性をそれぞれ相違させた認識マークを、光学的に検出可能な面上に複数互いに近接するように配置したことを特徴とする製造物。
【請求項２】
前記複数の認識マークは、認識マークごとに物体上における位置が予め定めた位置関係に設定されている位置決め用のマークであることを特徴とする請求項１記載の製造物。
【請求項３】
前記複数の認識マークは、製品の種類を特定する種類判別用のマークであることを特徴とする請求項１記載の製造物。
【請求項４】
前記認識マークは、基板上の導体の有無からなる導体パターンとその導体パターン上に塗布される仕上げ材の有無からなる仕上げ材パターンの組み合わせからなる光学パターンで形成されることを特徴とする請求項１記載の製造物。
【請求項５】
製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、
この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークの前記製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記製造物上の任意の位置を判別する位置判別ステップ
とを具備することを特徴とする製造物位置決め方法。
【請求項６】
製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、
この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークに応じて、その製造物の種類を判別する種類判別ステップ
とを具備することを特徴とする認識マーク判別方法。
【請求項７】
コンピュータに、
製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取処理と、
この認識マーク読取処理で読み取った認識マークの前記製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記製造物上の任意の位置を判別する位置判別処理
とを実行させることを特徴とする製造物位置決めプログラム。
【請求項１】
認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性をそれぞれ相違させた認識マークを、光学的に検出可能な面上に複数互いに近接するように配置したことを特徴とする製造物。
【請求項２】
前記複数の認識マークは、認識マークごとに物体上における位置が予め定めた位置関係に設定されている位置決め用のマークであることを特徴とする請求項１記載の製造物。
【請求項３】
前記複数の認識マークは、製品の種類を特定する種類判別用のマークであることを特徴とする請求項１記載の製造物。
【請求項４】
前記認識マークは、基板上の導体の有無からなる導体パターンとその導体パターン上に塗布される仕上げ材の有無からなる仕上げ材パターンの組み合わせからなる光学パターンで形成されることを特徴とする請求項１記載の製造物。
【請求項５】
製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、
この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークの前記製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記製造物上の任意の位置を判別する位置判別ステップ
とを具備することを特徴とする製造物位置決め方法。
【請求項６】
製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取ステップと、
この認識マーク読取ステップで読み取った認識マークに応じて、その製造物の種類を判別する種類判別ステップ
とを具備することを特徴とする認識マーク判別方法。
【請求項７】
コンピュータに、
製造物の読取面に互いに近接して配置され、認識すべき情報としての認識情報が共に同一で光学特性を予め相違させた複数の認識マークのうちから予め定めた１つの認識マークを選択して読み取る認識マーク読取処理と、
この認識マーク読取処理で読み取った認識マークの前記製造物上における予め定めた位置情報を基準にして前記製造物上の任意の位置を判別する位置判別処理
とを実行させることを特徴とする製造物位置決めプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２０５９５９（Ｐ２０１０−２０５９５９Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０２１７（Ｐ２００９−５０２１７）
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【出願人】（０００１９７３６６）ＮＥＣアクセステクニカ株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【出願人】（０００１９７３６６）ＮＥＣアクセステクニカ株式会社 (1,236)
【Ｆターム（参考）】
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