電子部品実装用装置および１次元バーコードの読取り方法
【課題】１次元バーコードの読み取りを簡便・低コストな機構でバーコードの貼付位置の制約なく行うことができる電子部品実装用装置および１次元バーコードの読取り方法を提供することを目的とする。
【解決手段】設定された分割撮像パターンにしたがってカメラを移動させて１次元バーコードを複数回撮像することにより、１次元バーコードを分割した第１，第２，第３分割画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を取得し、取得された分割画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を合成して１次元バーコードの単一の合成バーコード画像１５＊を生成し、合成バーコード画像１５＊をスキャンすることにより１次元バーコードの情報を読み取る構成とする。これにより、大視野の撮像手段や専用の読み取り装置を必要とすることなく、１次元バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができる。
【解決手段】設定された分割撮像パターンにしたがってカメラを移動させて１次元バーコードを複数回撮像することにより、１次元バーコードを分割した第１，第２，第３分割画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を取得し、取得された分割画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を合成して１次元バーコードの単一の合成バーコード画像１５＊を生成し、合成バーコード画像１５＊をスキャンすることにより１次元バーコードの情報を読み取る構成とする。これにより、大視野の撮像手段や専用の読み取り装置を必要とすることなく、１次元バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装用装置および電子部品実装用装置において基板や電子部品を保持する部品保持部に予め印加された１次元バーコードを読み取る１次元バーコードの読取り方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年製造業においては、製品の品質保証上の要請から個々の製品履歴の追跡を可能とするいわゆるトレーサビリティの確保が求められている。例えば電子機器製造分野では、後工程または製品出荷後に不具合が発見された場合に原因を究明できるよう、工程を遡って不具合品を特定することが求められている。このため電子部品製造ラインや電子部品実装ラインなどの生産ラインを流れる基板や電子部品を保持するウェハ冶具などには、品種名や製造ロット番号、製造日付などを示す識別情報が、１次元バーコードなどの情報コードなどを用いて個別に印加される。そしてこれらの基板やウェハ冶具が生産ラインを構成する各装置に搬入されるたびにバーコードの読み取りが行われる。このような１次元バーコードの読み取りは一般にレーザセンサを用いた専用のバーコード読取り装置によって行われ、１次元バーコードをレーザ光でスキャンすることにより情報が読み取られる（特許文献１参照）。この特許文献においては、部品供給部の上方で移動する移動ビームにバーコード読取ヘッドを装着して、ウェハ冶具に貼付されたバーコードを読み取るようにしている。
【特許文献１】特許第３７５７９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上述の特許文献に示すバーコードの読み取りにおいては、専用装置を備える必要があることから、設備コストの増大が避けられないという問題とともに、読み取り装置の取付方向によって読み取り方向が規定されることから、読み取り可能なバーコードの貼付方向に制約があった。このように従来の電子部品実装においては、基板やウェハ冶具などに印加された１次元バーコードの読み取りを簡便・低コストな機構によってバーコードの貼付位置の制約なく行うことが困難であった。
【０００４】
そこで本発明は、１次元バーコードの読み取りを簡便・低コストな機構でバーコードの貼付位置の制約なく行うことができる電子部品実装用装置および１次元バーコードの読取り方法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】
【０００５】
本発明の電子部品実装用装置は、基板保持部によって保持された基板およびまたは電子部品を供給する部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部と、前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを、前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって複数回撮像して前記１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定するバーコード分割撮像パターン設定部と、前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンに基づいて制御する撮像制御部と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成するバーコード画像合成部と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取るバーコード読取部とを備え、前記バーコード分割撮像パターン設定部は、相隣する２つの前記分割画像の
端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、前記バーコード画像合成部は、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行う。
【０００６】
本発明の１次元バーコードの読取り方法は、基板保持部によって保持された前記基板およびまたは前記部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部とを備えた電子部品実装用装置において、前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを読み取る１次元バーコードの読取り方法であって、前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって前記１次元バーコードを複数回撮像してこの１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定する分割撮像パターン設定工程と、前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンにしたがって制御することにより複数の前記分割画像を取得する分割画像取得工程と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成する画像合成工程と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取る情報読取工程とを含み、前記分割撮像パターン設定工程において、相隣する２つの前記分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、前記画像合成工程において、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像手段および撮像移動手段を分割撮像パターンにしたがって制御して１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得し、取得された分割画像を合成して１次元バーコードの単一の画像を生成し、合成された単一の画像から１次元バーコードの情報を読み取る構成とすることにより、大視野の撮像手段や専用の読み取り装置を必要とすることなく、１次元バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置において読取り対象となる１次元バーコードの貼着位置の説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法の処理フロー図、図７、図８、図９は本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図である。
【０００９】
まず図１、図２、図３を参照して、電子部品実装用装置としての電子部品搭載装置の全体構造について説明する。図２は図１におけるＡ−Ａ矢視を、また図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視をそれぞれ示している。図１において、基台１上には部品供給部２が配設されている。図２，図３に示すように、部品供給部２は冶具保持部３を備えており、冶具保持部３は、シート５が装着されたウェハ冶具４を着脱自在に保持する。シート５は、上面に複数の電子部品６を粘着して保持する。すなわちウェハ冶具４は、部品供給部２において電子部品６を保持する部品保持部となっている。
【００１０】
図２に示すように、冶具保持部３に保持されたシート５の下方には、エジェクタ８がエジェクタ移動テーブル７によって水平移動可能に配設されている。エジェクタ８は上面に
シート５の下面に当接して下受けするとともに、電子部品６をピックアップしてシート５から取り出す際に、シート５からの電子部品６の剥離を促進する機能を有している。エジェクタ移動テーブル７は、ＸＹテーブル機構を備えており、これにより、エジェクタ８はシート５の下面に沿って水平方向に移動する。
【００１１】
図３に示すように、基台１の上面の電子部品供給部２からＹ方向へ離れた位置には、電子部品６が搭載される基板１３を保持する基板保持部１０が配置されている。基板保持部１０の上流側、下流側にはそれぞれ基板搬入コンベア１１、基板搬出コンベア１２がＸ方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア１１は、基台１と連結されたサブ基台１ａ上に跨って配置されており、サブ基台１ａ上には接着剤供給部９が配設されている。接着剤供給部９は、上流側から基板搬入コンベア１１に搬入された基板１３に対して、チップ接着用の接着剤を塗布する。接着剤塗布後の基板１３は基板保持部１０に渡され、ここで電子部品が搭載された実装後の基板１３は、基板搬出コンベア１２によって下流側に搬出される。
【００１２】
図１において、基台１の上面の両端部には、第１のＹ軸ベース２０Ａ，第２のＹ軸ベース２０Ｂが基板搬送方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に長手方向を向けて配設されている。第１のＹ軸ベース２０Ａ，第２のＹ軸ベース２０Ｂの上面には、長手方向（Ｙ方向）に略全長にわたって第１方向ガイド２１が配設されている。
【００１３】
これらの１対の第１方向ガイド２１には、第１ビーム部材３１，センタービーム部材３０および第２ビーム部材３２の３つのビーム部材が、それぞれ両端部を第１方向ガイド２１によって支持されてＹ方向にスライド自在に架設されている。センタービーム部材３０は、ナット部材２３ｂ、送りねじ２３ａおよびＹ軸モータ２２より成るセンタービームＹ軸移動機構によって第１方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。また、第１ビーム部材３１は、ナット部材２５ｂ、送りねじ２５ａおよびＹ軸モータ２４より成る第１Ｙ軸移動機構によって第１方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。さらに第２ビーム部材３２は、ナット部材２７ｂ、送りねじ２７ａおよびＹ軸モータ２６より成る第２Ｙ軸移動機構によって第１方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。
【００１４】
センタービーム部材３０には搭載ヘッド３３が装着されており、搭載ヘッド３３は、ナット部材４１ｂ、送りねじ４１ａおよびＸ軸モータ４０より成るセンタービームＸ軸移動機構によって第２方向ガイド４２（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。搭載ヘッド３３は、部品供給部２から電子部品６を取り出して、基板保持部１０に保持された基板１３に移送搭載する。
【００１５】
第１ビーム部材３１には、第１のカメラ３４が装着されており、第１のカメラ３４は、ナット部材４４ｂ、送りねじ４４ａおよびＸ軸モータ４３より成る第１Ｘ軸移動機構によって第１ビーム部材３１の側面に設けられた第２方向ガイド４５（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。第２ビーム部材３２には、第２のカメラ３５が装着されている。第２のカメラ３５は、ナット部材４７ｂ、送りねじ４７ａおよびＸ軸モータ４６より成る第２Ｘ軸移動機構によって第２ビーム部材３２の側面に設けられた第２方向ガイド４８（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００１６】
第１Ｘ軸移動機構および第１Ｙ軸移動機構を駆動することにより、第１のカメラ３４はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、第１のカメラ３４は基板保持部１０に保持された基板１３を撮像するための基板保持部１０の上方での移動を行うことができる。また第２Ｘ軸移動機構および第２Ｙ軸移動機構を駆動することにより、第２のカメラ３５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、第２のカメラ３５は部品供給部２においてシート５に保持された電子部品６を撮像するとともに、部品供給部２において電子部品６
を保持する部品保持部であるウェハ冶具４を撮像する。
【００１７】
したがって、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５は、基板保持部１０によって保持された基板１３およびまたは電子部品６を供給する部品供給部２において電子部品６を保持する部品保持部としてのウェハ冶具４を撮像する撮像手段となっている。そして第１のカメラ３４を移動させる第１Ｘ軸移動機構および第１Ｙ軸移動機構、第２のカメラ３５を移動させる第２Ｘ軸移動機構および第２Ｙ軸移動機構は、上記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段となっている。なお本実施の形態においては、電子部品を保持する部品保持部としてチップ状の電子部品６を貼着保持するウェハ冶具４の例を示しているが、部品保持部としてパッケージ部品などを所定配列で収納保持するトレイを用いる例であってもよい。
【００１８】
図３に示すように、電子部品供給部２と基板保持部１０との間の搭載ヘッド移動機構による搭載ヘッド３３の移動範囲内には、第３のカメラ１７が配設されている。第３のカメラ１７はライン型カメラであり、上面に配設された照明部１７ａを点灯した状態で、電子部品供給部２において電子部品６をピックアップした搭載ヘッド３３が第３のカメラ１７の上方をＸ方向に移動することにより、搭載ヘッド３３のノズル３３ａに保持された電子部品６を下方から観察して電子部品６の画像を撮り込む。
【００１９】
次に図４を参照して、基板１３に形成された認識マーク１３ａおよび１次元バーコード１５について説明する。図４（ａ）に示すように、基板１３において対をなす２つの相対向する対角位置には、認識マーク１３ａが設けられている。基板搬入コンベア１１によって搬送され部品実装位置まで搬送された基板１３の上方に第１のカメラ３４を移動させ、第１のカメラ３４によって２つの認識マーク１３ａを順次撮像した画像を認識処理することにより、認識マーク１３ａの位置が認識される。搭載ヘッド３３による基板１３への部品搭載動作においては、認識マーク１３ａの位置認識結果および第１のカメラ３４による電子部品６の位置認識結果に基づいて、電子部品６を基板１３に搭載する際の位置補正が行われる。
【００２０】
基板１３の１つの対角位置における認識マーク１３ａの近傍には、当該基板１３についての各種の情報が記録された１次元バーコード１５が、バーコードラベルを貼着する方法などによって予め前工程にて印加されている。１次元バーコード１５には、当該基板を個体として識別するためのＩＤ情報や、当該基板の品種・属性を含む製品情報など基板１３に関する情報が織り込まれている。１次元バーコード１５は認識マーク１３ａと同様に第１のカメラ３４によって撮像されることにより画像として取り込まれ、この画像を認識処理することにより上述の各種の情報が読み取られる。
【００２１】
図４（ｂ）は、部品供給部２に保持されたウェハ冶具４に印加された１次元バーコード１５Ａを示している。この場合にも同様に、１次元バーコード１５Ａは電子部品６を貼着保持するシート５もしくはシート５が展張されたリング状のウェハ冶具４のいずれかにバーコードラベルを貼着する方法などによって印加される。１次元バーコード１５Ａには、当該電子部品６の集合体であるウェハとして識別するためのＩＤ情報や、当該電子部品６の品種・属性を含む製品情報など、電子部品６に関する情報が織り込まれている。１次元バーコード１５Ａは同様に第２のカメラ３５によって撮像されることにより画像として取り込まれ、この画像を認識処理することにより上述の各種の情報が読み取られる。
【００２２】
１次元バーコード１５、１５Ａを撮像するために使用される第１のカメラ３４、第２のカメラ３５は、本来認識マーク１３ａや個別の電子部品６を対象として撮像することを目的として設けられており、撮像視野寸法は認識マーク１３ａや個別の電子部品６を完全に包含することが可能なサイズとなっている。これに対し、１次元バーコード１５，１５Ａ
は認識マーク１３ａや個別の電子部品６のサイズよりも大きく、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５の撮像視野によってバーコード全体をカバーすることができない（図７参照）。このため、本実施の形態においては、以下に説明するように、１次元バーコード１５，１５Ａを第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって複数回撮像して１次元バーコード１５，１５Ａの分割画像を取得し、取得された分割画像を合成することによって１次元バーコード１５，１５Ａの単一画像を得るようにしている。
【００２３】
次に図５を参照して制御系の構成を説明する。なおここでは、電子部品搭載装置の制御機能のうち、１次元バーコード１５，１５Ａの撮像および読み取りに関連する機能についてのみ示している。図５において、制御部５０はＣＰＵを備えた演算装置であり、以下に説明する各部を統括する制御を行う。記憶部５１はハードディスクなどの記憶装置であり、以下に説明する各種処理のための制御プログラムを記憶するほか、電子部品実装の対象となる基板１３やウェハ冶具４に予め前工程にて印加された１次元バーコード１５，１５Ａの形状・サイズに関するデータを含む基板データ、部品データを予め記憶している。
【００２４】
バーコード分割撮像パターン設定部５２は、基板およびまたは部品保持部に予め印加され、サイズが第１のカメラ３４、第２のカメラ３５の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコード１５、１５Ａを複数に分割した分割画像を、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって取得するための分割撮像パターンを設定する。これらの分割画像は、撮像移動手段によって第１のカメラ３４、第２のカメラ３５を移動させながら第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって１次元バーコード１５，１５Ａを複数回撮像することにより取得される。ここでバーコード分割撮像パターン設定部５２は、撮像視野のサイズと記憶部５１に記憶された１次元バーコード１５、１５Ａのサイズとに基づいて、分割撮像パターンを設定するようになっている。さらに、バーコード分割撮像パターン設定部５２は、相隣する２つの分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように分割撮像パターンを設定する。
【００２５】
バーコード画像合成部５３は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって取得された１次元バーコード１５、１５Ａの分割画像を合成することにより、１次元バーコード１５、１５Ａの単一の画像を生成する。このときバーコード画像合成部５３は、相隣する２つの分割画像の重複幅の範囲内に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、相隣する２つの分割画像の位置合わせを行うようになっている。このパターンマッチングには、正規化相関パターンマッチングの手法が用いられる。
【００２６】
バーコード読取部５４は、合成された１次元バーコード１５の単一の画像から１次元バーコード１５、１５Ａの情報を読み取る。機構駆動部５５は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５を移動させる撮像移動手段、すなわち第１のカメラ３４を移動させる第１Ｘ軸移動機構および第１Ｙ軸移動機構、第２のカメラ３５を移動させる第２Ｘ軸移動機構および第２Ｙ軸移動機構を駆動する。
【００２７】
制御部５０が、バーコード分割撮像パターン設定部５２によって設定された分割撮像パターンに基づいて、機構駆動部５５および第１のカメラ３４、第２のカメラ３５を制御することにより、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５は基板１３やウェハ冶具４の上方へ移動し、１次元バーコード１５、１５Ａを複数回撮像して複数の分割画像を取得する。したがって制御部５０は、撮像手段および撮像移動手段を分割撮像パターンに基づいて制御する撮像制御部として機能する。認識処理部５６は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５および第３のカメラ１７によって取得された画像データを認識処理する。これにより認識マーク１３ａや電子部品６の位置認識が行われる。
【００２８】
次に電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置に
おける１次元バーコードの読取り方法について、図６のフローに沿って図７、図８を参照しながら説明する。ここでは、基板１３に予め印加されサイズが撮像手段である第１のカメラ３４の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコード１５を読み取る場合の処理を示している。なお部品供給部２に保持されたウェハ冶具４に予め印加された１次元バーコード１５Ａを、第２のカメラ３５によって読み取る場合においても同様の処理が実行される。
【００２９】
図６においてまず上流側装置から基板１３が基板搬入コンベア１１に搬入される（ＳＴ１）とともに、記憶部５１からこの基板１３の基板データが読み出されることにより、当該基板１３に印加された１次元バーコード１５のサイズを含むデータが読み込まれる。次いで、１次元バーコード１５を第１のカメラ３４の撮像視野のサイズに合わせて分割する（ＳＴ２）。すなわち撮像移動手段によって第１のカメラ３４を移動させながら、第１のカメラ３４によって１次元バーコード１５を複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを、バーコード分割撮像パターン設定部５２によって設定する（分割撮像パターン設定工程）。
【００３０】
ここでは図７（ａ）に示すように、長さ寸法Ｌの１次元バーコード１５を、長手方向の視野サイズａの撮像視野Ｖによって分割して撮像する。撮像視野Ｖの内部には、１次元バーコード１５を分割するための分割領域Ｒが長手方向の領域寸法ｂで設定されている。この分割撮像パターン設定工程において、分割パターンを決定する際には、まず複数の分割領域Ｒを相隣接させることによって長さ寸法Ｌを完全にカバーできるような分割数を求める。ここでは領域寸法ｂの分割領域Ｒを３つ隣接させることによって長さ寸法Ｌがカバー可能となっている。
【００３１】
次に上記分割数に基づき、撮像視野Ｖの位置を決定する。すなわち図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、相隣する分割領域Ｒのエッジラインが重なって隣接するように順次撮像視野Ｖの位置を決定し、このときの撮像視野の代表点の位置を、バーコード撮像位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３としてそれぞれ求める。このとき隣接する各撮像視野Ｖは、重複幅Ｄだけ重なった位置関係にある。すなわち分割撮像パターンの設定においては、相隣する２つの分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように、分割撮像パターンを設定する。後述するように重複幅Ｄの範囲には、分割画像相互をつなぎ合わせて合成画像を作成する際のパターンマッチングの対象となる領域が含まれる。
【００３２】
次いで、第１のカメラ３４および第１のカメラ３４を移動させる撮像移動手段を、設定された分割撮像パターンにしたがって制御部５０によって制御することにより、１次元バーコード１５の分割画像を取得する（分割画像取得工程）。すなわち、図８（ａ）に示すように、まず第１分割目のバーコード撮像位置Ｐ１へ撮像視野Ｖの代表点を移動させ（ＳＴ３）、第１のカメラ３４によって第１分割目の範囲を撮像して、第１分割画像Ｇ１を取得する（ＳＴ４）。
【００３３】
そして次分割の有無を確認し（ＳＴ５）、次分割有ならば（ＳＴ３）に戻って次分割を対象として同様の処理を実行し、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｎ分割目（第２分割目、第３分割目）のバーコード撮像位置Ｐ２，Ｐ３へ撮像視野Ｖの代表点を移動させ、第２分割画像Ｇ２，第３分割画像Ｇ３を順次取得する。そして（ＳＴ５）にて次分割無しを確認して、分割画像取得工程を終了する。次に、１次元バーコード１５の画像合成処理が実行される（ＳＴ６）。すなわちこのようにして取得された複数の分割画像をバーコード画像合成部５３によって合成することにより、１次元バーコード１５の単一の画像を生成する（画像合成工程）。本実施の形態に示す画像合成工程においては、前述の重複幅Ｄを重ね合わせてパターンマッチングを行うことにより、分割画像相互の位置合わせを高精度で行うようにしている。
【００３４】
すなわち、図９（ａ）に示すように、まず第１分割画像Ｇ１内にの分割領域Ｒ１の右端部のエッジラインを含んでマッチング処理領域ｒ１を設定し、第２分割画像Ｇ２内に設定された分割領域Ｒ２の左端部のエッジラインを含んでマッチング参照領域ｒ２を設定する。ここで、マッチング処理領域ｒ１、マッチング参照領域ｒ２は、本来相隣接する２つの分割領域Ｒ１，Ｒ２の位置ずれ誤差を検出することを目的とするパターンマッチングのために設定されるマッチング領域である。マッチング処理領域ｒ１はマッチング処理の対象となる処理領域であり、マッチング参照領域ｒ２はマッチング処理において参照されるテンプレートとして用いられる領域である。すなわちこの画像合成工程においては、相隣する２つの分割画像の重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、相隣する２つの分割画像の位置合わせを行う。
【００３５】
ここで行われるパターンマッチングには、正規化相関パターンマッチングの手法が用いられる。すなわち、マッチング処理領域ｒ１、マッチング参照領域ｒ２においてこれら領域内の画像全体の平均明度を求め、これら領域を構成する各画素の明度からそれぞれの平均明度を差し引いて正規化した上で、マッチング処理領域ｒ１、マッチング参照領域ｒ２のパターンが最も一致する位置をサーチする。本実施の形態に示す例では、±３画素分程度をカバーするサーチを行えばよく、マッチング回数は７回程度でよい。これにより、撮像の際の照明状態のばらつきやノイズなどの影響を極力少なくして、安定したマッチング精度を確保することができ、分割画像の位置合わせ用のデータ、すなわち相隣接する２つの分割領域Ｒ１，Ｒ２を連結する際の位置ずれ補正量を、高精度で求めることができる。
【００３６】
次いで図８（ａ）に示す処理と同様の処理が、第２分割画像Ｇ２、第３分割画像Ｇ３を対象として実行される。これにより、分割画像Ｇ１と第２分割画像Ｇ２との位置合わせ用のデータと、第２分割画像Ｇ２と第３分割画像Ｇ３との位置合わせ用のデータが取得される。そしてこれらの位置合わせ用のデータを用いて、図９（ｂ）に示すように、分割画像Ｇ１、第２分割画像Ｇ２、第３分割画像Ｇ３を位置合わせして単一の合成バーコード画像１５＊を生成する処理を行う。これにより、撮像時の位置誤差などに起因する誤差を極力排除した高精度の画像合成が可能となっている。そしてこのようにして合成された単一の合成バーコード画像１５＊から、バーコード読取部５４によって１次元バーコード１５の情報を読み取る（ＳＴ７）（情報読取工程）。
【００３７】
上記説明したように、本実施の形態においては、撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きいサイズの１次元バーコードを複数回撮像して複数の分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定し、撮像手段および撮像移動手段を分割撮像パターンにしたがって制御して取得された複数の分割画像を合成して１次元バーコードの単一の画像を生成するようにしている。これにより、大視野の撮像手段や専用の撮像手段を必要とすることなく、１次元バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができる。
【００３８】
さらに本実施の形態においては、Ｘ方向、Ｙ方向に移動自在な第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって１次元バーコード１５、１５Ａを撮像するようにしていることから、基板１３やウェハ冶具４におけるバーコード貼り付け方向の制約がない。すなわち、レーザスキャナを用いた専用の読取り装置によって１次元バーコードを読み取る従来技術においては、読取り装置の配置方向によって規定される一定の方向に合わせてバーコードを貼着する必要があるのに対し、本実施の形態においては任意の方向にバーコードを貼着することができるという利点を有している。
【００３９】
なお本実施の形態においては、基板１３、ウェハ冶具４の双方にそれぞれ１次元バーコード１５、１５Ａが印加されている例を示したが、基板１３、ウェハ冶具４のいずれか一方に１次元バーコード１５または１次元バーコード１５Ａを印加する形態でもよい。また
本実施の形態においては、電子部品実装用装置として部品保持部（ウェハ冶具４）から電子部品６を取り出して基板１３に搭載する電子部品搭載装置の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１次元バーコードが印加された部品保持部または基板のいずれかを作業対象とする装置であれば、本発明の適用対象となる。すなわち電子部品実装分野において、部品保持部から電子部品を取り出す部品取出し装置や、基板を対象として各種の検査を行う検査装置などにおいても、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の電子部品実装用装置および１次元バーコードの読取り方法は、大視野の撮像手段や専用の撮像手段を必要とすることなく、バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができるという効果を有し、電子部品搭載装置など電子部品実装分野の各種装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置において読取り対象となる１次元バーコードの貼着位置の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法の処理フロー図
【図７】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図
【図８】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図
【図９】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
２ 部品供給部
４ ウェハ冶具
６ 電子部品
１０ 基板保持部
１３ 基板
１５、１５Ａ １次元バーコード
３４ 第１のカメラ
３５ 第２のカメラ
Ｖ 撮像視野
Ｒ 分割領域
Ｇ１ 第１分割画像
Ｇ２ 第２分割画像
Ｇ３ 第３分割画像
ｒ１ マッチング処理領域
ｒ２ マッチング参照領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装用装置および電子部品実装用装置において基板や電子部品を保持する部品保持部に予め印加された１次元バーコードを読み取る１次元バーコードの読取り方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年製造業においては、製品の品質保証上の要請から個々の製品履歴の追跡を可能とするいわゆるトレーサビリティの確保が求められている。例えば電子機器製造分野では、後工程または製品出荷後に不具合が発見された場合に原因を究明できるよう、工程を遡って不具合品を特定することが求められている。このため電子部品製造ラインや電子部品実装ラインなどの生産ラインを流れる基板や電子部品を保持するウェハ冶具などには、品種名や製造ロット番号、製造日付などを示す識別情報が、１次元バーコードなどの情報コードなどを用いて個別に印加される。そしてこれらの基板やウェハ冶具が生産ラインを構成する各装置に搬入されるたびにバーコードの読み取りが行われる。このような１次元バーコードの読み取りは一般にレーザセンサを用いた専用のバーコード読取り装置によって行われ、１次元バーコードをレーザ光でスキャンすることにより情報が読み取られる（特許文献１参照）。この特許文献においては、部品供給部の上方で移動する移動ビームにバーコード読取ヘッドを装着して、ウェハ冶具に貼付されたバーコードを読み取るようにしている。
【特許文献１】特許第３７５７９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上述の特許文献に示すバーコードの読み取りにおいては、専用装置を備える必要があることから、設備コストの増大が避けられないという問題とともに、読み取り装置の取付方向によって読み取り方向が規定されることから、読み取り可能なバーコードの貼付方向に制約があった。このように従来の電子部品実装においては、基板やウェハ冶具などに印加された１次元バーコードの読み取りを簡便・低コストな機構によってバーコードの貼付位置の制約なく行うことが困難であった。
【０００４】
そこで本発明は、１次元バーコードの読み取りを簡便・低コストな機構でバーコードの貼付位置の制約なく行うことができる電子部品実装用装置および１次元バーコードの読取り方法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】
【０００５】
本発明の電子部品実装用装置は、基板保持部によって保持された基板およびまたは電子部品を供給する部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部と、前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを、前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって複数回撮像して前記１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定するバーコード分割撮像パターン設定部と、前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンに基づいて制御する撮像制御部と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成するバーコード画像合成部と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取るバーコード読取部とを備え、前記バーコード分割撮像パターン設定部は、相隣する２つの前記分割画像の
端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、前記バーコード画像合成部は、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行う。
【０００６】
本発明の１次元バーコードの読取り方法は、基板保持部によって保持された前記基板およびまたは前記部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部とを備えた電子部品実装用装置において、前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを読み取る１次元バーコードの読取り方法であって、前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって前記１次元バーコードを複数回撮像してこの１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定する分割撮像パターン設定工程と、前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンにしたがって制御することにより複数の前記分割画像を取得する分割画像取得工程と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成する画像合成工程と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取る情報読取工程とを含み、前記分割撮像パターン設定工程において、相隣する２つの前記分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、前記画像合成工程において、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像手段および撮像移動手段を分割撮像パターンにしたがって制御して１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得し、取得された分割画像を合成して１次元バーコードの単一の画像を生成し、合成された単一の画像から１次元バーコードの情報を読み取る構成とすることにより、大視野の撮像手段や専用の読み取り装置を必要とすることなく、１次元バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置において読取り対象となる１次元バーコードの貼着位置の説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法の処理フロー図、図７、図８、図９は本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図である。
【０００９】
まず図１、図２、図３を参照して、電子部品実装用装置としての電子部品搭載装置の全体構造について説明する。図２は図１におけるＡ−Ａ矢視を、また図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視をそれぞれ示している。図１において、基台１上には部品供給部２が配設されている。図２，図３に示すように、部品供給部２は冶具保持部３を備えており、冶具保持部３は、シート５が装着されたウェハ冶具４を着脱自在に保持する。シート５は、上面に複数の電子部品６を粘着して保持する。すなわちウェハ冶具４は、部品供給部２において電子部品６を保持する部品保持部となっている。
【００１０】
図２に示すように、冶具保持部３に保持されたシート５の下方には、エジェクタ８がエジェクタ移動テーブル７によって水平移動可能に配設されている。エジェクタ８は上面に
シート５の下面に当接して下受けするとともに、電子部品６をピックアップしてシート５から取り出す際に、シート５からの電子部品６の剥離を促進する機能を有している。エジェクタ移動テーブル７は、ＸＹテーブル機構を備えており、これにより、エジェクタ８はシート５の下面に沿って水平方向に移動する。
【００１１】
図３に示すように、基台１の上面の電子部品供給部２からＹ方向へ離れた位置には、電子部品６が搭載される基板１３を保持する基板保持部１０が配置されている。基板保持部１０の上流側、下流側にはそれぞれ基板搬入コンベア１１、基板搬出コンベア１２がＸ方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア１１は、基台１と連結されたサブ基台１ａ上に跨って配置されており、サブ基台１ａ上には接着剤供給部９が配設されている。接着剤供給部９は、上流側から基板搬入コンベア１１に搬入された基板１３に対して、チップ接着用の接着剤を塗布する。接着剤塗布後の基板１３は基板保持部１０に渡され、ここで電子部品が搭載された実装後の基板１３は、基板搬出コンベア１２によって下流側に搬出される。
【００１２】
図１において、基台１の上面の両端部には、第１のＹ軸ベース２０Ａ，第２のＹ軸ベース２０Ｂが基板搬送方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に長手方向を向けて配設されている。第１のＹ軸ベース２０Ａ，第２のＹ軸ベース２０Ｂの上面には、長手方向（Ｙ方向）に略全長にわたって第１方向ガイド２１が配設されている。
【００１３】
これらの１対の第１方向ガイド２１には、第１ビーム部材３１，センタービーム部材３０および第２ビーム部材３２の３つのビーム部材が、それぞれ両端部を第１方向ガイド２１によって支持されてＹ方向にスライド自在に架設されている。センタービーム部材３０は、ナット部材２３ｂ、送りねじ２３ａおよびＹ軸モータ２２より成るセンタービームＹ軸移動機構によって第１方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。また、第１ビーム部材３１は、ナット部材２５ｂ、送りねじ２５ａおよびＹ軸モータ２４より成る第１Ｙ軸移動機構によって第１方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。さらに第２ビーム部材３２は、ナット部材２７ｂ、送りねじ２７ａおよびＹ軸モータ２６より成る第２Ｙ軸移動機構によって第１方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。
【００１４】
センタービーム部材３０には搭載ヘッド３３が装着されており、搭載ヘッド３３は、ナット部材４１ｂ、送りねじ４１ａおよびＸ軸モータ４０より成るセンタービームＸ軸移動機構によって第２方向ガイド４２（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。搭載ヘッド３３は、部品供給部２から電子部品６を取り出して、基板保持部１０に保持された基板１３に移送搭載する。
【００１５】
第１ビーム部材３１には、第１のカメラ３４が装着されており、第１のカメラ３４は、ナット部材４４ｂ、送りねじ４４ａおよびＸ軸モータ４３より成る第１Ｘ軸移動機構によって第１ビーム部材３１の側面に設けられた第２方向ガイド４５（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。第２ビーム部材３２には、第２のカメラ３５が装着されている。第２のカメラ３５は、ナット部材４７ｂ、送りねじ４７ａおよびＸ軸モータ４６より成る第２Ｘ軸移動機構によって第２ビーム部材３２の側面に設けられた第２方向ガイド４８（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００１６】
第１Ｘ軸移動機構および第１Ｙ軸移動機構を駆動することにより、第１のカメラ３４はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、第１のカメラ３４は基板保持部１０に保持された基板１３を撮像するための基板保持部１０の上方での移動を行うことができる。また第２Ｘ軸移動機構および第２Ｙ軸移動機構を駆動することにより、第２のカメラ３５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、第２のカメラ３５は部品供給部２においてシート５に保持された電子部品６を撮像するとともに、部品供給部２において電子部品６
を保持する部品保持部であるウェハ冶具４を撮像する。
【００１７】
したがって、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５は、基板保持部１０によって保持された基板１３およびまたは電子部品６を供給する部品供給部２において電子部品６を保持する部品保持部としてのウェハ冶具４を撮像する撮像手段となっている。そして第１のカメラ３４を移動させる第１Ｘ軸移動機構および第１Ｙ軸移動機構、第２のカメラ３５を移動させる第２Ｘ軸移動機構および第２Ｙ軸移動機構は、上記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段となっている。なお本実施の形態においては、電子部品を保持する部品保持部としてチップ状の電子部品６を貼着保持するウェハ冶具４の例を示しているが、部品保持部としてパッケージ部品などを所定配列で収納保持するトレイを用いる例であってもよい。
【００１８】
図３に示すように、電子部品供給部２と基板保持部１０との間の搭載ヘッド移動機構による搭載ヘッド３３の移動範囲内には、第３のカメラ１７が配設されている。第３のカメラ１７はライン型カメラであり、上面に配設された照明部１７ａを点灯した状態で、電子部品供給部２において電子部品６をピックアップした搭載ヘッド３３が第３のカメラ１７の上方をＸ方向に移動することにより、搭載ヘッド３３のノズル３３ａに保持された電子部品６を下方から観察して電子部品６の画像を撮り込む。
【００１９】
次に図４を参照して、基板１３に形成された認識マーク１３ａおよび１次元バーコード１５について説明する。図４（ａ）に示すように、基板１３において対をなす２つの相対向する対角位置には、認識マーク１３ａが設けられている。基板搬入コンベア１１によって搬送され部品実装位置まで搬送された基板１３の上方に第１のカメラ３４を移動させ、第１のカメラ３４によって２つの認識マーク１３ａを順次撮像した画像を認識処理することにより、認識マーク１３ａの位置が認識される。搭載ヘッド３３による基板１３への部品搭載動作においては、認識マーク１３ａの位置認識結果および第１のカメラ３４による電子部品６の位置認識結果に基づいて、電子部品６を基板１３に搭載する際の位置補正が行われる。
【００２０】
基板１３の１つの対角位置における認識マーク１３ａの近傍には、当該基板１３についての各種の情報が記録された１次元バーコード１５が、バーコードラベルを貼着する方法などによって予め前工程にて印加されている。１次元バーコード１５には、当該基板を個体として識別するためのＩＤ情報や、当該基板の品種・属性を含む製品情報など基板１３に関する情報が織り込まれている。１次元バーコード１５は認識マーク１３ａと同様に第１のカメラ３４によって撮像されることにより画像として取り込まれ、この画像を認識処理することにより上述の各種の情報が読み取られる。
【００２１】
図４（ｂ）は、部品供給部２に保持されたウェハ冶具４に印加された１次元バーコード１５Ａを示している。この場合にも同様に、１次元バーコード１５Ａは電子部品６を貼着保持するシート５もしくはシート５が展張されたリング状のウェハ冶具４のいずれかにバーコードラベルを貼着する方法などによって印加される。１次元バーコード１５Ａには、当該電子部品６の集合体であるウェハとして識別するためのＩＤ情報や、当該電子部品６の品種・属性を含む製品情報など、電子部品６に関する情報が織り込まれている。１次元バーコード１５Ａは同様に第２のカメラ３５によって撮像されることにより画像として取り込まれ、この画像を認識処理することにより上述の各種の情報が読み取られる。
【００２２】
１次元バーコード１５、１５Ａを撮像するために使用される第１のカメラ３４、第２のカメラ３５は、本来認識マーク１３ａや個別の電子部品６を対象として撮像することを目的として設けられており、撮像視野寸法は認識マーク１３ａや個別の電子部品６を完全に包含することが可能なサイズとなっている。これに対し、１次元バーコード１５，１５Ａ
は認識マーク１３ａや個別の電子部品６のサイズよりも大きく、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５の撮像視野によってバーコード全体をカバーすることができない（図７参照）。このため、本実施の形態においては、以下に説明するように、１次元バーコード１５，１５Ａを第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって複数回撮像して１次元バーコード１５，１５Ａの分割画像を取得し、取得された分割画像を合成することによって１次元バーコード１５，１５Ａの単一画像を得るようにしている。
【００２３】
次に図５を参照して制御系の構成を説明する。なおここでは、電子部品搭載装置の制御機能のうち、１次元バーコード１５，１５Ａの撮像および読み取りに関連する機能についてのみ示している。図５において、制御部５０はＣＰＵを備えた演算装置であり、以下に説明する各部を統括する制御を行う。記憶部５１はハードディスクなどの記憶装置であり、以下に説明する各種処理のための制御プログラムを記憶するほか、電子部品実装の対象となる基板１３やウェハ冶具４に予め前工程にて印加された１次元バーコード１５，１５Ａの形状・サイズに関するデータを含む基板データ、部品データを予め記憶している。
【００２４】
バーコード分割撮像パターン設定部５２は、基板およびまたは部品保持部に予め印加され、サイズが第１のカメラ３４、第２のカメラ３５の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコード１５、１５Ａを複数に分割した分割画像を、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって取得するための分割撮像パターンを設定する。これらの分割画像は、撮像移動手段によって第１のカメラ３４、第２のカメラ３５を移動させながら第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって１次元バーコード１５，１５Ａを複数回撮像することにより取得される。ここでバーコード分割撮像パターン設定部５２は、撮像視野のサイズと記憶部５１に記憶された１次元バーコード１５、１５Ａのサイズとに基づいて、分割撮像パターンを設定するようになっている。さらに、バーコード分割撮像パターン設定部５２は、相隣する２つの分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように分割撮像パターンを設定する。
【００２５】
バーコード画像合成部５３は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって取得された１次元バーコード１５、１５Ａの分割画像を合成することにより、１次元バーコード１５、１５Ａの単一の画像を生成する。このときバーコード画像合成部５３は、相隣する２つの分割画像の重複幅の範囲内に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、相隣する２つの分割画像の位置合わせを行うようになっている。このパターンマッチングには、正規化相関パターンマッチングの手法が用いられる。
【００２６】
バーコード読取部５４は、合成された１次元バーコード１５の単一の画像から１次元バーコード１５、１５Ａの情報を読み取る。機構駆動部５５は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５を移動させる撮像移動手段、すなわち第１のカメラ３４を移動させる第１Ｘ軸移動機構および第１Ｙ軸移動機構、第２のカメラ３５を移動させる第２Ｘ軸移動機構および第２Ｙ軸移動機構を駆動する。
【００２７】
制御部５０が、バーコード分割撮像パターン設定部５２によって設定された分割撮像パターンに基づいて、機構駆動部５５および第１のカメラ３４、第２のカメラ３５を制御することにより、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５は基板１３やウェハ冶具４の上方へ移動し、１次元バーコード１５、１５Ａを複数回撮像して複数の分割画像を取得する。したがって制御部５０は、撮像手段および撮像移動手段を分割撮像パターンに基づいて制御する撮像制御部として機能する。認識処理部５６は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５および第３のカメラ１７によって取得された画像データを認識処理する。これにより認識マーク１３ａや電子部品６の位置認識が行われる。
【００２８】
次に電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置に
おける１次元バーコードの読取り方法について、図６のフローに沿って図７、図８を参照しながら説明する。ここでは、基板１３に予め印加されサイズが撮像手段である第１のカメラ３４の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコード１５を読み取る場合の処理を示している。なお部品供給部２に保持されたウェハ冶具４に予め印加された１次元バーコード１５Ａを、第２のカメラ３５によって読み取る場合においても同様の処理が実行される。
【００２９】
図６においてまず上流側装置から基板１３が基板搬入コンベア１１に搬入される（ＳＴ１）とともに、記憶部５１からこの基板１３の基板データが読み出されることにより、当該基板１３に印加された１次元バーコード１５のサイズを含むデータが読み込まれる。次いで、１次元バーコード１５を第１のカメラ３４の撮像視野のサイズに合わせて分割する（ＳＴ２）。すなわち撮像移動手段によって第１のカメラ３４を移動させながら、第１のカメラ３４によって１次元バーコード１５を複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを、バーコード分割撮像パターン設定部５２によって設定する（分割撮像パターン設定工程）。
【００３０】
ここでは図７（ａ）に示すように、長さ寸法Ｌの１次元バーコード１５を、長手方向の視野サイズａの撮像視野Ｖによって分割して撮像する。撮像視野Ｖの内部には、１次元バーコード１５を分割するための分割領域Ｒが長手方向の領域寸法ｂで設定されている。この分割撮像パターン設定工程において、分割パターンを決定する際には、まず複数の分割領域Ｒを相隣接させることによって長さ寸法Ｌを完全にカバーできるような分割数を求める。ここでは領域寸法ｂの分割領域Ｒを３つ隣接させることによって長さ寸法Ｌがカバー可能となっている。
【００３１】
次に上記分割数に基づき、撮像視野Ｖの位置を決定する。すなわち図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、相隣する分割領域Ｒのエッジラインが重なって隣接するように順次撮像視野Ｖの位置を決定し、このときの撮像視野の代表点の位置を、バーコード撮像位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３としてそれぞれ求める。このとき隣接する各撮像視野Ｖは、重複幅Ｄだけ重なった位置関係にある。すなわち分割撮像パターンの設定においては、相隣する２つの分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように、分割撮像パターンを設定する。後述するように重複幅Ｄの範囲には、分割画像相互をつなぎ合わせて合成画像を作成する際のパターンマッチングの対象となる領域が含まれる。
【００３２】
次いで、第１のカメラ３４および第１のカメラ３４を移動させる撮像移動手段を、設定された分割撮像パターンにしたがって制御部５０によって制御することにより、１次元バーコード１５の分割画像を取得する（分割画像取得工程）。すなわち、図８（ａ）に示すように、まず第１分割目のバーコード撮像位置Ｐ１へ撮像視野Ｖの代表点を移動させ（ＳＴ３）、第１のカメラ３４によって第１分割目の範囲を撮像して、第１分割画像Ｇ１を取得する（ＳＴ４）。
【００３３】
そして次分割の有無を確認し（ＳＴ５）、次分割有ならば（ＳＴ３）に戻って次分割を対象として同様の処理を実行し、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｎ分割目（第２分割目、第３分割目）のバーコード撮像位置Ｐ２，Ｐ３へ撮像視野Ｖの代表点を移動させ、第２分割画像Ｇ２，第３分割画像Ｇ３を順次取得する。そして（ＳＴ５）にて次分割無しを確認して、分割画像取得工程を終了する。次に、１次元バーコード１５の画像合成処理が実行される（ＳＴ６）。すなわちこのようにして取得された複数の分割画像をバーコード画像合成部５３によって合成することにより、１次元バーコード１５の単一の画像を生成する（画像合成工程）。本実施の形態に示す画像合成工程においては、前述の重複幅Ｄを重ね合わせてパターンマッチングを行うことにより、分割画像相互の位置合わせを高精度で行うようにしている。
【００３４】
すなわち、図９（ａ）に示すように、まず第１分割画像Ｇ１内にの分割領域Ｒ１の右端部のエッジラインを含んでマッチング処理領域ｒ１を設定し、第２分割画像Ｇ２内に設定された分割領域Ｒ２の左端部のエッジラインを含んでマッチング参照領域ｒ２を設定する。ここで、マッチング処理領域ｒ１、マッチング参照領域ｒ２は、本来相隣接する２つの分割領域Ｒ１，Ｒ２の位置ずれ誤差を検出することを目的とするパターンマッチングのために設定されるマッチング領域である。マッチング処理領域ｒ１はマッチング処理の対象となる処理領域であり、マッチング参照領域ｒ２はマッチング処理において参照されるテンプレートとして用いられる領域である。すなわちこの画像合成工程においては、相隣する２つの分割画像の重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、相隣する２つの分割画像の位置合わせを行う。
【００３５】
ここで行われるパターンマッチングには、正規化相関パターンマッチングの手法が用いられる。すなわち、マッチング処理領域ｒ１、マッチング参照領域ｒ２においてこれら領域内の画像全体の平均明度を求め、これら領域を構成する各画素の明度からそれぞれの平均明度を差し引いて正規化した上で、マッチング処理領域ｒ１、マッチング参照領域ｒ２のパターンが最も一致する位置をサーチする。本実施の形態に示す例では、±３画素分程度をカバーするサーチを行えばよく、マッチング回数は７回程度でよい。これにより、撮像の際の照明状態のばらつきやノイズなどの影響を極力少なくして、安定したマッチング精度を確保することができ、分割画像の位置合わせ用のデータ、すなわち相隣接する２つの分割領域Ｒ１，Ｒ２を連結する際の位置ずれ補正量を、高精度で求めることができる。
【００３６】
次いで図８（ａ）に示す処理と同様の処理が、第２分割画像Ｇ２、第３分割画像Ｇ３を対象として実行される。これにより、分割画像Ｇ１と第２分割画像Ｇ２との位置合わせ用のデータと、第２分割画像Ｇ２と第３分割画像Ｇ３との位置合わせ用のデータが取得される。そしてこれらの位置合わせ用のデータを用いて、図９（ｂ）に示すように、分割画像Ｇ１、第２分割画像Ｇ２、第３分割画像Ｇ３を位置合わせして単一の合成バーコード画像１５＊を生成する処理を行う。これにより、撮像時の位置誤差などに起因する誤差を極力排除した高精度の画像合成が可能となっている。そしてこのようにして合成された単一の合成バーコード画像１５＊から、バーコード読取部５４によって１次元バーコード１５の情報を読み取る（ＳＴ７）（情報読取工程）。
【００３７】
上記説明したように、本実施の形態においては、撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きいサイズの１次元バーコードを複数回撮像して複数の分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定し、撮像手段および撮像移動手段を分割撮像パターンにしたがって制御して取得された複数の分割画像を合成して１次元バーコードの単一の画像を生成するようにしている。これにより、大視野の撮像手段や専用の撮像手段を必要とすることなく、１次元バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができる。
【００３８】
さらに本実施の形態においては、Ｘ方向、Ｙ方向に移動自在な第１のカメラ３４、第２のカメラ３５によって１次元バーコード１５、１５Ａを撮像するようにしていることから、基板１３やウェハ冶具４におけるバーコード貼り付け方向の制約がない。すなわち、レーザスキャナを用いた専用の読取り装置によって１次元バーコードを読み取る従来技術においては、読取り装置の配置方向によって規定される一定の方向に合わせてバーコードを貼着する必要があるのに対し、本実施の形態においては任意の方向にバーコードを貼着することができるという利点を有している。
【００３９】
なお本実施の形態においては、基板１３、ウェハ冶具４の双方にそれぞれ１次元バーコード１５、１５Ａが印加されている例を示したが、基板１３、ウェハ冶具４のいずれか一方に１次元バーコード１５または１次元バーコード１５Ａを印加する形態でもよい。また
本実施の形態においては、電子部品実装用装置として部品保持部（ウェハ冶具４）から電子部品６を取り出して基板１３に搭載する電子部品搭載装置の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１次元バーコードが印加された部品保持部または基板のいずれかを作業対象とする装置であれば、本発明の適用対象となる。すなわち電子部品実装分野において、部品保持部から電子部品を取り出す部品取出し装置や、基板を対象として各種の検査を行う検査装置などにおいても、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の電子部品実装用装置および１次元バーコードの読取り方法は、大視野の撮像手段や専用の撮像手段を必要とすることなく、バーコードの読み取りを簡便な機構で低コストで行うことができるという効果を有し、電子部品搭載装置など電子部品実装分野の各種装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置において読取り対象となる１次元バーコードの貼着位置の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法の処理フロー図
【図７】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図
【図８】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図
【図９】本発明の一実施の形態の１次元バーコードの読取り方法を示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
２ 部品供給部
４ ウェハ冶具
６ 電子部品
１０ 基板保持部
１３ 基板
１５、１５Ａ １次元バーコード
３４ 第１のカメラ
３５ 第２のカメラ
Ｖ 撮像視野
Ｒ 分割領域
Ｇ１ 第１分割画像
Ｇ２ 第２分割画像
Ｇ３ 第３分割画像
ｒ１ マッチング処理領域
ｒ２ マッチング参照領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持部によって保持された基板およびまたは電子部品を供給する部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部と、
前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを、前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって複数回撮像して前記１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定するバーコード分割撮像パターン設定部と、
前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンに基づいて制御する撮像制御部と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成するバーコード画像合成部と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取るバーコード読取部とを備え、
前記バーコード分割撮像パターン設定部は、相隣する２つの前記分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、
前記バーコード画像合成部は、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行うことを特徴とする電子部品実装用装置。
【請求項２】
前記バーコード画像合成部は、前記パターンマッチングに正規化相関パターンマッチングの手法を用いることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用装置。
【請求項３】
基板保持部によって保持された前記基板およびまたは前記部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部とを備えた電子部品実装用装置において、前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを読み取る１次元バーコードの読取り方法であって、
前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって前記１次元バーコードを複数回撮像してこの１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定する分割撮像パターン設定工程と、
前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンにしたがって制御することにより複数の前記分割画像を取得する分割画像取得工程と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成する画像合成工程と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取る情報読取工程とを含み、
前記分割撮像パターン設定工程において、相隣する２つの前記分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、
前記画像合成工程において、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行うことを特徴とする１次元バーコードの読取り方法。
【請求項４】
前記画像合成工程において、前記パターンマッチングに正規化相関パターンマッチングの手法を用いることを特徴とする請求項３記載の１次元バーコードの読取り方法。
【請求項１】
基板保持部によって保持された基板およびまたは電子部品を供給する部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部と、
前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを、前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって複数回撮像して前記１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定するバーコード分割撮像パターン設定部と、
前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンに基づいて制御する撮像制御部と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成するバーコード画像合成部と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取るバーコード読取部とを備え、
前記バーコード分割撮像パターン設定部は、相隣する２つの前記分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、
前記バーコード画像合成部は、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行うことを特徴とする電子部品実装用装置。
【請求項２】
前記バーコード画像合成部は、前記パターンマッチングに正規化相関パターンマッチングの手法を用いることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用装置。
【請求項３】
基板保持部によって保持された前記基板およびまたは前記部品供給部において前記電子部品を保持する部品保持部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を撮像対象に対して相対移動させる撮像移動手段と、前記撮像手段によって取得された画像データを認識処理する認識処理部とを備えた電子部品実装用装置において、前記基板およびまたは前記部品保持部に予め印加されサイズが前記撮像手段の撮像視野のサイズよりも大きい１次元バーコードを読み取る１次元バーコードの読取り方法であって、
前記撮像移動手段によって前記撮像手段を移動させながらこの撮像手段によって前記１次元バーコードを複数回撮像してこの１次元バーコードを複数に分割した分割画像を取得するための分割撮像パターンを設定する分割撮像パターン設定工程と、
前記撮像手段および撮像移動手段を前記分割撮像パターンにしたがって制御することにより複数の前記分割画像を取得する分割画像取得工程と、前記分割画像を合成することにより前記１次元バーコードの単一の画像を生成する画像合成工程と、合成された前記単一の画像から前記１次元バーコードの情報を読み取る情報読取工程とを含み、
前記分割撮像パターン設定工程において、相隣する２つの前記分割画像の端部が相互に所定の重複幅だけ重なるように前記分割撮像パターンを設定し、
前記画像合成工程において、前記相隣する２つの前記分割画像の前記重複幅の範囲に設定されるマッチング領域を対象としてパターンマッチングを行うことにより、前記相隣する２つの分割画像の位置合わせを行うことを特徴とする１次元バーコードの読取り方法。
【請求項４】
前記画像合成工程において、前記パターンマッチングに正規化相関パターンマッチングの手法を用いることを特徴とする請求項３記載の１次元バーコードの読取り方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１４６３２８（Ｐ２００９−１４６３２８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５５５１（Ｐ２００７−３２５５５１）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【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２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]