以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(実施形態)を第1の実施形態から第3の実施形態に分けて説明する。各実施形態の含有資源量推定装置は、電子機器に用いられる基板(基板および基板に実装されている電子部品)に含まれている希少金属や貴金属等の含有量を推定する。この含有資源量推定装置は、例えば、電子部品等が実装されたプリント基板等から希少金属や貴金属等をリサイクルする際に利用される。
ここで、「基板」には、例えばガラスエポキシ基板やフレキシブル基板等の各種のプリント基板のみならず、電子部品を実装することが可能な各種の部材も含まれる。
また、「含有資源量」とは、基板や電子部品に含まれている各種の資源(例えば、希少金属や貴金属等の化学成分)の含有量を言う。例えば、「電子部品が実装された基板の含有資源量」とは、部品が実装されていない基板の含有資源量と、基板に実装されている各種電子部品の含有資源量との合計量を言う。また、「ICの含有資源量」とは、基板に実装されている各種電子部品の含有資源量のうち、ICの含有資源量の合計量を言う。本技術はICの含有資源量を推定するものであるが、一般的に電子基板に実装される部品数が最も多い部品はICであるため、実装されているICの種類、個数を特定できれば、ICの含有資源量と部品が実装されていない基板の含有資源量とを合計することによりある程度の電子基板の含有資源量を推定することも可能となる。なお、以下の説明において、「含有資源量」は、適宜「資源含有量」とも言う。
[第1の実施形態]
第1の実施形態の含有資源量推定装置10は、基板の実装面を撮影した画像に基づき、当該基板にどのような種類のICが何個実装されているかを判断する。そして、含有資源量推定装置10は、この判断結果と、事前に登録されたICの種類ごとの含有資源量のデータ(図4参照)を参照して、基板全体のICの含有資源量を推定する。
この含有資源量推定装置10は、例えば、図1に示すように、画像取得部11、分類用データ記憶部12、含有資源量記憶部13、画像処理部14、部品分類部15、分類結果記憶部16、資源量推定部17、資源量推定結果記憶部18、表示部19を備える。
画像取得部11は、基板の実装面を撮影した画像を取得する。画像取得部11は、例えば、図2に例示するような基板の実装面を撮影した画像を取得する。なお、図2は、IC1〜IC8が実装された基板を例示した図である。
この画像取得部11による画像の取得方法としては、例えば、含有資源量推定装置10内にスキャナやカメラ等の撮像装置を設け、その撮像装置によって基板の実装面を撮影し、撮影した画像のデータを画像取得部11に入力することにより画像を取得する方法が挙げられる。電子基板上の部品をデジタルカメラで撮影する際に、凹凸や光沢がある場合、同じ部品を映しても画像上の位置が異なると、カメラ(レンズ)・照明・撮影対象の位置関係が異なるため、同じようには映らず、影や白とびの発生、明るさや色の変動が生じるおそれがある。このため、画像の取得には、影の発生や、明るさの変動を低減できるスキャナが好適に用いられる。
また、別の方法としては、予め、含有資源量推定装置10とは別個に設けた撮像装置によって基板の実装面を撮影しておき、その撮影した画像のデータを記録した記録媒体(外部メモリやCD−ROM等)を介して画像取得部11に画像を入力する方法や、予め撮影した基板の画像のデータを、通信ネットワークを介して含有資源量推定装置10の画像取得部11に入力する方法等が挙げられる。
分類用データ記憶部12は、ICの種類ごとに、当該種類のICのピンの周期、ICのピンの太さ、ICのサイズ、ICの縦横比、ICのピンがある辺の数のデータ等を示した分類用データ(図3参照)を記憶する。図3に例示する分類用データは、IC1〜IC8のデータを示し、それぞれのICのピンの周期を、ICのピンの間の画素値の周期数、ICの単位長さに占めるピン数、ICのピンの太さ等により示している。またICのサイズについては面積(mm2)で示している。
含有資源量記憶部13は、ICの種類ごとに、当該種類のICの含有資源量を示した含有資源量データ(図4参照)を記憶する。図4に例示する含有資源量データは、IC1〜IC8と部品が実装されていないプリント配線板(基板)の含有資源量を示す。例えば、図4に示す含有資源量データは、基板およびICの種類ごとに、ICや基板に含まれる、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)等の貴金属、Pd(パラジウム)、Ni(ニッケル)、Cr(クロム)等の希少金属等、化学成分別の含有量を示す。この含有資源量データは、例えば、予め代表的な基板やICの種類別にICP発光分光分析、ICP質量分析、蛍光X線分析を行い、その分析結果等により得られた含有資源量を用いる。
上記の分類用データおよび含有資源量データは、含有資源量推定装置10の利用者が、事前に登録しておくものとする。
画像処理部14は、画像取得部11が取得した推定対象の基板の画像の矩形領域をICの領域として検出する。例えば、画像処理部14は、画像を画素値または色に基づいて二値化したのち、輪郭トレースし、検出された輪郭(二値画像における閉領域の輪郭)の形状の矩形らしさを評価する。この際、二値化のための閾値は予め経験的に決めておいてもよいし、ある画素周辺の平均ピクセル濃度や標準偏差等を求め、それに関連付けて閾値を決め二値化する動的二値化を利用してもよい。矩形らしさの評価方法としては、検出された輪郭の閉領域と、その外接矩形の重なり(面積の重なり)の大きさを評価する等の方法が考えられる。なお、ここでは矩形抽出の具体的な方法は限定しない。
また、画像処理部14は、取得した画像からICのピン部分の周期的な画素値の変化によりICのピンの周期、ICのピンの太さ、ICのサイズ、ICの縦横比、ICのピンがある辺の数のデータを少なくとも1つ以上取得する。
ICのピンの周期を検出する方法としては、例えば、画像処理部14が、処理対象の画像を小さなブロック単位に分割し、その個々のブロック画像に対して2次元のフーリエ変換を行い、フーリエ変換後の周波数領域の画像において、空間周波数(周期性)が極大となる画素を検出することで、そのブロックにおける主要な空間周波数(周期性)を検知する方法がある。
また、画像処理部14は、個々のブロック画像をフーリエ変換し、主要な空間周波数(周期性)成分以外をフィルタリング(除去・抑制)した後にフーリエ逆変換をすれば、主要な空間周波数の成分を強調した画像を得ることができる(バンドパスフィルタ)。そして、画像処理部14は、主要な空間周波数(周期性)を強調した画像において、所定の条件を満たす輝度値の空間的な凹凸を数えることで(例えば、凸部の最大値等の条件を設定しておき、この条件を満たす凹凸を数える等で)、ICのピンの周期を検出することができる。なお、このような周期性の強調、検出方法は既に様々な方法が提案されているため、ここではその方法は限定しない。
画像処理部14は、上記のようにしてICのピンの周期等を求め、画像の矩形領域のうち、矩形領域の周辺に周期性が存在する矩形をピン付ICとする。
部品分類部15は、画像処理部14によるICの検出結果(例えば、基板上のICのピンの周期、ICのピンの太さ、ICのサイズ、ICの縦横比、ICのピンがある辺の数等)と分類用データ(図3参照)とを参照して、ICの種類を分類し、分類されたICの種類別の個数をカウントする。
具体的には、部品分類部15は、画像処理部14により検出されたICそれぞれの、ICのピンの周期、ICのピンの太さ、ICのサイズ、ICの縦横比、ICのピンがある辺の数のデータのうち少なくともいずれか1つと、分類用データ(図3参照)とを照合することにより、当該ICの種類を判定する。例えば、部品分類部15は、図3に示す分類用データを参照し、ICのピンの画素数の周期数が「8」であり、単位長さに占めるピン数が「4」であり、ピンの太さが「0.5(mm)」であり、サイズが「1600(mm2)」であり、縦横比が「1:1」であり、ICのピンのある辺の数が「4」であるICの種類を「IC1」と判定する。部品分類部15は、上記のICの種類の判定を、基板の画像に含まれるICそれぞれについて実行し、基板の画像に含まれるICの種類別の個数をカウントする。
例えば、部品分類部15は、図5に示すように、画像に含まれるICの種類を「IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7、IC8」と判定し、それぞれの種類のICの個数「2、2、2、5、12、3、3、2」をカウントする。そして、部品分類部15は、上記のICの種類データおよび個数データを生成する。
分類結果記憶部16は、部品分類部15によって生成されたICの種類データおよび個数データ(図5参照)を記憶する。
資源量推定部17は、分類結果記憶部16に記憶されたICの種類別の個数のカウント結果(ICの種類データと個数データ)と、含有資源量データ(図4参照)とを参照して、推定対象の基板に実装されたICの含有資源量を推定する。例えば、資源量推定部17は、ICの種類別の個数のカウント結果と、含有資源量データ(図4参照)とを用いて、式(1)を計算することによって、推定対象の基板に実装されたICの含有資源量を化学成分(資源)別に算出する。
上記の式(1)において、Rは推定対象の基板に実装されているICに含まれる特定の化学成分の含有資源量の合計値を表し、i(=1,・・・,n)は識別されたICの種類を表し、Aiは種類iのICおよび基板の1個当たりに含まれている特定の化学成分の含有資源量を表し、Miは種類iのICの個数を表す。
例えば、資源量推定部17は、図4に示す含有資源量データと、図5に示すICの種類別の個数のカウント結果とに基づき、基板に実装されたICに含まれるAuの含有資源量を推定する場合、以下のようにして推定する。
まず、資源量推定部17は、ICの種類別の個数のカウント結果に「IC1」が含まれることから、「IC1」のAuの含有資源量「60(mg)」を含有資源量データ(図4参照)から読み出す。そして、含有資源量記憶部13は、含有資源量データ(図4参照)から読み出したAuの含有資源量と、「IC1」の個数のカウント結果「2」とを乗算することによって、IC1について、Auの総含有資源量(60×2)を算出する。また、資源量推定部17は、ICの種類別の個数のカウント結果に含まれる「IC2」、「IC3」、「IC4」についても同様に、含有資源量データ(図4参照)を参照して、各ICの種類に基づくAuの総含有資源量をそれぞれ算出する。また、資源量推定部17は、算出した各ICに基づくAuの総含有資源量を全て加算した結果を、基板に実装されたICのAuの含有資源量の推定結果とする。
資源量推定結果記憶部18は、資源量推定部17により推定された基板に実装されたICの含有資源量の推定結果を記憶する。
表示部19は、資源量推定結果記憶部18に記憶された基板に実装されたICの含有資源量の推定結果を表示する。例えば、表示部19は、ユーザからの要求に応じて、実装されたICの含有資源量の推定結果を液晶ディスプレイ等の表示装置に表示する。
次に、図6を用いて、含有資源量推定装置10の処理手順を説明する。
まず、含有資源量推定装置10の画像取得部11は、推定対象の基板の画像を取得する(S1)。例えば、画像取得部11は、図2に示すような基板の画像を取得する。次に、画像処理部14は、S1で取得した推定対象の基板の画像の矩形領域を抽出する(S2)。例えば、画像処理部14は、図2に示す画像から、図7に示すような矩形領域を抽出する。
また、画像処理部14は、取得した画像からピン付ICのピンの領域の画素値の周期性を検出し、周期数を得る(S3)。例えば、画像処理部14は、図7に示すような矩形領域を抽出した後、図8に示すような画素値に周期性が存在する矩形をICのピンの領域として抽出する。そして、画像処理部14は、矩形領域のうち、矩形周辺にピンが存在する矩形領域をピン付ICと決定する(S4)。
その後、画像処理部14は、ピン付ICの縦横比、サイズ、ICのピンがある辺の数のデータを得る(S5)。例えば、画像処理部14は、図9に示す各ピン付IC(IC1〜IC8)について、ピン付ICの縦横比、サイズ、ICのピンがある辺の数のデータを得る。
次に、部品分類部15は、ICのピンの周期、ICの縦横比、サイズ、ICのピンがある辺の数のデータを少なくとも1つ以上と、分類用データ(図3参照)とを参照して、画像に含まれるICがどの種類のICかを分類する(S6)。そして、部品分類部15は、この分類により、推定対象の基板に実装されているICの種類別の個数をカウントする。例えば、部品分類部15は、図10に示すイメージ図に示すように、画像に含まれるICがどの種類のICか(IC1〜IC8のいずれのICか)を分類し、推定対象の基板に実装されているICの種類別の個数をカウントする。そして、部品分類部15は、ICの種類別の個数のカウント結果を、分類結果記憶部16に記憶する。
次に、資源量推定部17は、分類結果記憶部16に記憶されたICの種類別の個数のカウント結果について、各ICの種類に対応するICの含有資源量のデータを含有資源量データ(図4参照)から読み出す(S7)。そして、資源量推定部17は、S7で読み出した含有資源量データと、各ICの種類別の個数とに基づいて、基板全体の含有資源量を推定する(S8)。
以上説明した含有資源量推定装置10によれば、従来の化学分析等による分析方法に比べて簡便かつ低コストに、基板に実装されるICの含有資源量を推定することができる。これにより、希少金属や貴金属類等の適切なリサイクルの推進に寄与することが可能となる。
また、含有資源量推定装置10は、ICのピンの周期、ICの縦横比、サイズ、ICのピンがある辺の数のデータを少なくとも1つ以上を参照して、画像に含まれるICがどの種類のICかを分類する。これにより、基板のIC部分の画像に、影や白とびの発生、明るさや色の変動が生じていた場合や、ICのモールド樹脂上に刻印された型番、製造番号等が異なっていた場合や、ICのピン周期は同じだがメーカー、型番が全く異なるIC、シール等が貼付されたIC等について類似するICと判断し、含有資源量を推定することができる。したがって、含有資源量推定装置10によれば、例えば、ICの種類の照合をICのテンプレート画像を用いて行う場合に比べて、少ない登録情報に基づき多くのICを検出、分類することが可能である。また、含有資源量推定装置10は、基板の画像処理を用い、含有資源量推定処理を自動化しているため、分析者自らが目視で基板上のIC等の種別や個数を確認する必要がなく、簡便化および低コスト化を図ることができる。
(第1の実施形態の実験結果)
図11を用いて、第1の実施形態の含有資源量推定装置10による基板のICの含有資源量の推定の実験結果を説明する。ここでは、含有資源量推定装置10、比較例1−1、比較例1−2ともに、IC1〜IC8が実装された基板(図2参照)のICの資源含有濃度を推定した。
比較例1−1は、化学分析による基板のICの資源含有濃度の分析結果を示す。ここでは、各ICを基板から剥離し、湿式分解処理を行った後、ICP発光分光分析およびICP質量分析を行った。なお、上記湿式分解処理では、第1段階として王水を用い、残渣はメタほう酸リチウムでアルカリ溶解し、硝酸で加温溶解した。比較例1−2は、基板のICをピンの周期等によって分類せず、平均的なICの濃度を基板のIC全ての資源含有濃度として適用した推定結果を示す。
図11に示すように、含有資源量推定装置10によるICの資源含有濃度の推定結果は、各化学成分ともに、比較例1−1による分析結果と大きな違いはない。したがって、含有資源量推定装置10によって基板に実装されたICの含有資源量を高精度に推定できることが確認できた。なお、含有資源量推定装置10によるICの資源含有濃度の推定結果および比較例1−2の推定結果を比較例1−1による分析結果と比較すると、比較例1−2の推定結果よりも、含有資源量推定装置10によるICの資源含有濃度の推定結果のほうが比較例1−1による分析結果に近い。つまり、含有資源量推定装置10のように基板のICをピンの周期等によって分類した方が、含有資源量を高精度に推定できることが確認できた。
また、第1の実施形態の含有資源量推定装置10による基板全体のICの資源含有濃度の推定についても同様の実験を行ったところ、図12に示すように、含有資源量推定装置10による基板全体のICの資源含有濃度の推定結果は、各化学成分ともに、比較例1−1による分析結果と大きな違いはない。したがって、含有資源量推定装置10によって基板全体のICの含有資源量についても高精度に推定できることが確認できた。なお、含有資源量推定装置10によるICの資源含有濃度の推定結果および比較例1−2の推定結果を比較例1−1による分析結果と比較すると、比較例1−2の推定結果よりも、含有資源量推定装置10によるICの資源含有濃度の推定結果のほうが比較例1−1による分析結果に近い。つまり、基板全体のIC含有資源量についても、含有資源量推定装置10のように基板のICをピンの周期等によって分類した方が、高精度に推定できることが確認できた。
なお、含有資源量推定装置10による含有資源量の推定精度をさらに上げるため、例えば、分類用データや含有資源量データに登録するICの種類を増やしたり、画像取得部11に入力する画像の画質を上げたりすることにより、部品分類部15による分類精度を向上させてもよい。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態を説明する。前記した実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。第2の実施形態の含有資源量推定装置10は、基板にどのような種類のICが何個実装されているかに加えて、各ICのサイズ(例えば、面積)を判断する。そして、含有資源量推定装置10は、この判断結果と、事前に登録されたICの種類ごとのサイズ当たりの含有資源量のデータ(図15の含有資源量データ参照)とを参照して、基板全体の含有資源量を推定する。
第2の実施形態の含有資源量推定装置10の構成は、第1の実施形態の含有資源量推定装置10とほぼ同じであるが、以下の点が異なる。まず、部品分類部15は、基板の画像に含まれるICの種類別の個数のカウント結果に加え、ICそれぞれのサイズを分類結果記憶部16に記憶する。なお、ICのサイズとは、例えば、ICの面積であり、基板に実装されているICを実装面に垂直な方向から見たときのICの表面積である。
なお、部品分類部15がICのサイズを識別する際、画像処理部14によって取得された画像に表されたICのサイズを画素数(ピクセル数)に基づいて識別する。例えば、画像に、長さが既知の部分が含まれていれば、その部分の画素数から、単位ピクセル当たりの長さ(例えば、mm)がわかる。画像処理部14は、単位ピクセル当たりの長さとICの画像の画素数とに基づいて、ICの1個当たりの面積を算出することによって、ICのサイズデータを生成する。また、画像取得部11がスキャナのような撮像手段から構成されている場合、200dpi、300dpi等、画像取得時の解像度が画像ファイルに記録されている。このため、この解像度の値から単位ピクセル当たりの長さを算出してサイズデータを生成してもよい。
また、部品分類部15は、基板の画像に含まれるICの種類を識別する際、分類用データ(図3参照)に示される各ICのピンの周期性を参照して識別する。例えば、推定対象の基板が図13に示すような基板である場合を考える。この場合、部品分類部15は、画像処理部14により検出された図13のIC1’、IC4’、IC7’、IC7’’について、それぞれのICのピンの周期が類似するICの種類を分類用データ(図3参照)から検索する。例えば、IC1’、IC4’、IC7’、IC7’’のピンの周期は、分類用データ(図3参照)のIC1、IC4、IC7のピンの周期性と類似しているため、部品分類部15はIC1’、IC4’、IC7’、IC7’’のICの種類をそれぞれIC1、IC4、IC7と識別する。
部品分類部15によって生成され、分類結果記憶部16に記憶されるICの種類データ、当該種別のICの個数データ、当該種別のICのサイズデータの一例を図14に示す。例えば、部品分類部15は、図14に示すように、画像に含まれるICの種類が「IC1’、IC4’、IC7’、IC7’’」であり、それぞれのICの個数が「2、10、2、2」であり、それぞれのICの1個当たりの面積(mm2)が「3000、350、500、250」である旨のデータを作成し、分類結果記憶部16に記憶する。なお、以下の説明では、IC1’、IC4’、IC7’、IC7’’は、IC1、IC4、IC7とピンの周期数は類似しているため、単位面積当たりの含有資源量はほぼ同じだが、サイズが異なるICであるものとする。
また、含有資源量記憶部13は、第1の実施形態の含有資源量データ(図4参照)に代えて、ICの種類ごとに、当該ICの単位サイズ当たりの資源含有量を示した含有資源量データを記憶する。この含有資源量データは、ICに含まれる希少金属等の単位サイズ当たりの含有量として、例えば、ICの単位面積当たりの資源含有量がIC種類別にデータベース化されて記憶されている。例えば、ICの単位面積当たりの資源含有量は、例えば、代表的な基板やICの種類別にICP発光分光分析、ICP質量分析、蛍光X線分析等により得られた含有資源量を当該種類のICの面積で除算した値を用いる。なお、この含有資源量データは、図15に例示するように、当該種類のICの単位サイズ(面積)当たりの資源含有量(mg/mm2)に加え、当該種類のICのピンの周期等の情報を含んでいてもよい。
資源量推定部17は、分類結果記憶部16に記憶されたICの種類別データ、個数データおよびサイズデータ(図14参照)と、含有資源量データ(図15参照)とを参照して、推定対象の基板に実装されたICの含有資源量を推定する。
例えば、資源量推定部17が、図14に例示するICの種類別の個数データおよびサイズデータと、図15に例示する含有資源量データとを参照して含有資源量の推定を行う場合を考える。この場合、資源量推定部17は、図15に示す含有資源量データに「IC1」のデータが含まれることから、含有資源量データ(図15参照)から「IC1」の単位面積当たりのAgの資源含有量「0.088」を読み出す。そして、この資源含有量「0.088」とIC1’の面積「3000」とを乗算することによって、1個のIC1’に含まれるAgの含有資源量(0.088×3000)を算出する。資源量推定部17は、IC4’、IC7’、IC7’’についても同様に、含有資源量データ(図15参照)および各ICの面積に基づき、各IC1個当たりのAgの含有資源量を算出する。資源量推定部17は、このような処理をIC4’、IC7’、IC7’’それぞれについて、他の化学成分(Au,Cu、Pd、Ni、Cr)についても実行し、例えば、図16に示すような含有資源量の推定結果を得る。なお、資源量推定部17は、図16に示すように各IC1個当たりの重量を算出し、含有資源量の推定結果に含めてもよい。
次に、資源量推定部17は、算出したIC1個当たりの含有資源量と、各ICの個数データとに基づいて、基板に実装されたICの含有資源量の推定値を算出する。具体的には、資源量推定部17は、算出したIC1個当たりの含有資源量の値にICの個数を乗算することにより、基板に実装されたICの種別別の含有資源量を算出し、算出したICの種別別の含有資源量(基板単体の含有資源量も含む)を化学成分別に加算することによって、基板に実装されたICの含有資源量を算出する。
例えば、基板に含まれるAgの含有資源量を推定する場合、資源量推定部17は、算出した「IC1’」の1個当たりのAgの含有資源量(0.088×3000)と、「IC1’」の個数「2」とを乗算することによって、基板における「IC1’」のAgの総含有資源量(0.088×3000×2)を算出する。また、資源量推定部17は、種類データに含まれる「IC4’、IC7’、IC7’’」についても同様に、算出した各IC1個当たりのAgの含有資源量に当該ICの個数を乗算することによって、各ICのAgの総含有資源量を算出する。そして、資源量推定部17は、算出した各ICのAgの総含有資源量を全て加算し、その加算結果を基板に実装されたICに含まれるAgの含有資源量とする。
以上説明した第2の実施形態の含有資源量推定装置10によれば、推定対象の基板に実装されたICの種別および個数に加えて、ICのサイズ(例えば、面積)を識別し、その識別結果とICの単位サイズ当たりの含有資源量データとに基づいて、基板に実装されたICの含有資源量を算出する。その結果、例えば、含有資源量推定装置10は、含有資源濃度はほぼ同じであるがサイズが異なるICについて含有資源量を算出することができる。また、資源量推定部17が、上記のように様々なサイズのICについて含有資源量を算出するため、含有資源量記憶部13の含有資源量データに、多種のICのデータを登録しておく必要がなくなる。
また、第2の実施形態の含有資源量推定装置10の部品分類部15は、ICの外周長を識別することによって、ICのサイズを識別してもよい。ここで、ICの外周長とは、例えば基板に実装されているICを実装面に垂直な方向から見たときのICの周長である。この場合、含有資源量記憶部13の含有資源量データとして、ICの単位外周長当たりの資源含有量を示したデータを用いる。
一般に、電子部品としての半導体集積回路(ICチップ)の多くは、外部パッケージの外部端子(リード)と半導体基板上の電極(パッド)とが金(Au)から成るボンディングワイヤーによって接続されている。よって、ICのパッケージの外周長が長いほど、ボンディングワイヤーの本数が多くなり、ICの含有資源量が多くなる傾向にある。したがって、ICの種類によっては、含有資源量推定装置10が、上記のようにICの面積の代わりに外周長を考慮して含有資源量を推定することにより、ICの含有資源量の推定精度を向上させることができる。
含有資源量推定装置10が上記のようにICの外周長を考慮する場合、部品分類部15は、入力された推定対象の基板の画像に基づいて、推定対象の基板および当該基板に実装されているICの種別、個数、およびICの外周長を識別し、識別したICの外周長を示すデータをサイズデータとして生成する。なお、外周長は、前記したICの面積の場合と同様に、画像の画素数(ピクセル数)に基づいて識別される。さらに、資源量推定部17は、含有資源量データから読み出した単位外周長当たりの含有資源量のデータと、個数データおよびICの外周長を示すサイズデータとに基づいて、推定対象の基板に実装されたICの含有資源量を推定する。
このように、含有資源量推定装置10がICの外周長を識別することにより、ICの面積を識別する場合と同様に、基板に実装されたICの含有資源量を高精度に推定することが可能となる。また、前述の例はICのピンが、ICの4辺全てに存在するICの場合には好適に用いられるが、ICのピンがICの外周の4辺のうち、2辺にのみ存在するICの場合は、外周長(=4辺の長さの合計)ではなく、ピンの存在する2辺の長さの合計を利用する方が、推定精度が向上する。
また、含有資源量推定装置10は、ICの面積と外周長の双方を識別して含有資源量を推定することも可能である。具体的には、含有資源量推定装置10において、予め、ICの単位面積当たりの資源含有量に加えて、ICの単位外周長当たりの資源含有量のデータを含有資源量データに記憶しておく。また、部品分類部15は、推定対象の基板に実装されているICの種別、個数、面積に加えて、ICの外周長を識別し、識別したICの外周長を示すデータおよび面積を示すデータを含むサイズデータを生成する。
さらに、資源量推定部17は、含有資源量データから読み出したICの単位面積当たりの含有資源量のデータおよびICの単位外周長当たりの含有資源量のデータと、個数データおよびサイズデータとに基づいて、推定対象の基板に実装されたICの含有資源量を推定する。例えば、資源量推定部17は、ピンのないICの含有資源量を推定する場合には、含有資源量データから読み出したピン無しICの単位外周長当たりの資源含有濃度のデータとICの外周長を示すデータを用い、ピン付ICの含有資源量を推定する場合には、単位面積当たりの含有資源量のデータとICの面積を示すデータを用いる。
このように、含有資源量推定装置10がICの面積と外周長の双方を識別することにより、ICのサイズとして面積のみを識別する場合に比べて、より高精度に基板に実装されたICの含有資源量を推定することが可能となる。また、画像取得部11に用いられる撮像手段として3Dカメラや3Dスキャナ等を用いれば、ICの体積の情報が得られるので、ICの体積の情報を含有資源量推定に用いてもよい。
なお、各実施形態の含有資源量推定装置10は、基板に実装されているICの含有資源量の合計量を推定するものであるが、一般的に基板に実装される部品数が最も多い部品はICである。このため、含有資源量推定装置10が、基板に実装されているICの種類、個数、面積を特定できれば、ICの含有資源量と、部品が実装されていない基板の含有資源量とを合計することにより、基板全体の大まかな含有資源量を推定することができる。
(第2の実施形態の実験結果)
ここで、図17を用いて、第2の実施形態の含有資源量推定装置10による基板のICの含有資源量の推定の実験結果を説明する。比較対象は、第1の実施形態の実験結果で述べたものと同じ比較例1−1である。図17に示すように、第2の実施形態の含有資源量推定装置10によるICの資源含有濃度の推定結果は、各化学成分ともに、比較例1−1による分析結果と大きな違いはない。したがって、第2の実施形態の含有資源量推定装置10によって基板に実装されたICの含有資源量を高精度に推定できることが確認できた。
また、第2の実施形態の含有資源量推定装置10による基板全体のICの資源含有濃度の推定についても実験を行ったところ、図18に示すように、含有資源量推定装置10による基板全体のICの資源含有濃度の推定結果は、各化学成分ともに、比較例1−1による分析結果と大きな違いはない。したがって、含有資源量推定装置10によって基板全体のICの含有資源量についても高精度に推定できることが確認できた。
[第3の実施形態]
なお、含有資源量推定装置10は、分類用データ(図3参照)を用いずに、基板に実装されるICの種類(種別)を判断してもよい。この場合の実施形態を、第3の実施形態として説明する。前記した実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。
第3の実施形態の含有資源量推定装置10aは、図19に示すように、部品分類部15(図1参照)に代えて部品分類部15aを備える。この部品分類部15aは、画像処理部14で抽出した推定対象の基板のICの領域ごとに、当ICのピンの周期数、ICの縦横比、ICのピンがある辺の数に基づきICの分類を行う。
例えば、部品分類部15aは、分類対象のICについて、当該ICのピンの周期がどの範囲に属するかにより、大まかな分類を行い、その後、当該ICについてICの矩形領域の形状(例えば、正方形か長方形か)や当該ICのピンのある辺の数等によりさらなる分類を行う。例えば、部品分類部15aは、ピンの周期数に応じて分類したICについて、当該ICが2辺ピン付ICか、4辺ピン付長方形ICか、4辺ピン付正方形ICかの分類を行う(図21参照)。
そして、部品分類部15aは、この分類結果に基づき、推定対象の基板に実装されているICの種類別の個数をカウントし、この種類データと個数データとを分類結果記憶部16に記憶する。部品分類部15aは、更に、画像取得部11で取得した基板の画像に含まれるICと推定対象の基板のサイズを識別し、識別したICや基板のサイズ(大きさ)を示すサイズデータを生成する。部品分類部15aの処理手順の詳細は、具体例を交えつつ後記する。
また、含有資源量記憶部13の含有資源量データは、ICのピンの周期数の範囲およびICの種別(2辺ピン付IC、4辺ピン付長方形IC、4辺ピン付正方形IC)の組み合わせごとに、当該ICの単位面積当たりの資源含有量を示したデータを用いる(図20参照)。
資源量推定部17は、含有資源量データ(図20参照)と、分類結果記憶部16に記憶されたICの種別ごとの個数および当該ICのサイズとを参照して、基板に実装されるICの含有資源量を推定する。
次に、図21を参照しつつ、部品分類部15aのICの種別の分類の処理手順の一例を説明する。部品分類部15aは、画像処理部14で取得した推定対象の基板のICの領域ごとに当該ICのピンの周期数を得ると、当該ICのピンの代表周期データを生成する(S11)。その後、部品分類部15aは、代表周期データの示す周期が、10未満のIC(S12)、10以上20未満のIC(S13)、20以上のIC(S14)それぞれについて、S15の分類処理を行う。
例えば、部品分類部15aは、S11で生成した代表周期データの示す周期が、10以上20未満であれば(S13)、当該ICについて、S15の分類処理を行う。すなわち、部品分類部15aは、当該ICのピンの付いた辺が3〜4辺であり(S151でYes)、かつ、ICの縦/横(縦横比)=0.9〜1.1であった場合(S153でYes)、当該ICを4辺ピン付正方形ICと判断する。また、S153でICの縦/横(縦横比)=0.9〜1.1でない場合(S153でNo)、部品分類部15aは、当該ICを4辺ピン付長方形ICと判断する。また、部品分類部15aは、ICのピンの付いた辺が3〜4辺ではなく(S151でNo)、つまり、ピンの付いた辺が2以下であり、ピンの付いた辺が90度で交わっていなければ(S152でNo)、当該ICを2辺ピン付ICと判断する。さらに、部品分類部15aは、ピンの付いた辺の数が3〜4辺ではないが(S151でNo)、ピンの付いた辺が90度で交わっていれば(S152でYes)、S153の処理を行う。つまり、部品分類部15aは、ピン付いた辺の数が2辺等であっても、ピンの付いた辺が90度で交わっていれば当該ICは4辺にピンが付いているものと推測し、S153の処理を行う。
部品分類部15aが上記のようにICを分類することにより、画像取得部11による画像取得時に基板上のICのピンが隠れたり、様々な原因でICのピンが4辺検出できなかったりした場合であっても、ICが2辺ピン付ICか、4辺ピン付長方形ICか、4辺ピン付正方形ICか分類することができる。
なお、ここでは詳細な説明を省略するが、ピンの周期が10未満と判断した場合(S12)、ピンの周期が20以上と判断した場合(S14)においても、S15と同様にICの分類処理を行う。すなわち、部品分類部15aは、周期10未満のIC、周期20以上のICそれぞれについて、S15と同様に当該ICが2辺ピン付ICか、4辺ピン付長方形ICか、4辺ピン付正方形ICかを分類する。これにより、部品分類部15aは、推定対象の基板上のICについて、以下の9つのいずれかの種別に分類する。すなわち、部品分類部15aは、当該ICを、(1)周期10未満で2辺ピン付IC、(2)周期10未満で4辺ピン付長方形IC、(3)周期10未満で4辺ピン付正方形IC、(4)周期10以上20未満で2辺ピン付IC、(5)周期10以上20未満で4辺ピン付長方形IC、(6)周期10以上20未満で4辺ピン付正方形IC、(7)周期20以上で2辺ピン付IC、(8)周期20以上で4辺ピン付長方形IC、(9)周期20以上で4辺ピン付正方形ICのいずれかに分類する。そして、部品分類部15aは、この分類結果を用いることで、推定対象の基板に実装されたICの種別ごとの個数をカウントする。
以上、第3の実施形態の含有資源量推定装置10aによれば、分類用データ(図3参照)を用いなくても、基板に実装されたICの含有資源量を推定することができる。例えば、第1の実施形態や第2の実施形態の含有資源量推定装置10の分類用データのように、分類対象のICの種類ごとに、当該ICの特徴となるピンの周期等の情報を登録しなくても、ICを分類することができる。
(その他の実施形態)
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前記した各実施形態において、ICが基板の両面に実装されている場合には、画像取得部11は基板の両面を撮影した画像を取得すればよい。
含有資源量推定装置10,10aは、画像取得部11、画像処理部14、部品分類部15,15a、分類結果記憶部16、分類用データ記憶部12を有さず、資源量推定部17が、外部から入力された推定対象の基板のICの種別ごとの個数データ、ICのサイズデータ等を用いて含有資源量の推定を行ってもよい。
また、第2の実施形態の含有資源量推定装置10で用いる含有資源量データは、例えば、図22に例示するように、ICの種類別の含有資源量と、当該種類のICのサイズ(例えば、面積や重量)とを含むものでもよい。この場合、第2の実施形態の資源量推定部17は、ICの種類別の含有資源量を当該種類のICのサイズで割ることによって、単位サイズ当たりの資源含有量を計算する。そして、資源量推定部17は、分類結果記憶部16に記憶されるICのサイズに、計算した単位サイズ当たりの資源含有量をかけることによって、推定対象のICの含有資源量を推定する。
(プログラム)
また、各実施形態に係る含有資源量推定装置10,10aが実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成し、実行することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかるプログラムをコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。以下に、含有資源量推定装置10,10aと同様の機能を実現する含有資源量推定プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。
図23は、含有資源量推定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図23に示すように、コンピュータ1000は、例えば、メモリ1010と、CPU(Central Processing Unit)1020と、ハードディスクドライブインタフェース1030と、ディスクドライブインタフェース1040と、シリアルポートインタフェース1050と、ビデオアダプタ1060と、ネットワークインタフェース1070とを有する。これらの各部は、バス1080によって接続される。
メモリ1010は、ROM(Read Only Memory)1011およびRAM(Random Access Memory)1012を含む。ROM1011は、例えば、BIOS(Basic Input Output System)等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース1030は、ハードディスクドライブ1090に接続される。ディスクドライブインタフェース1040は、ディスクドライブ1100に接続される。ディスクドライブ1100には、例えば、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース1050には、例えば、マウス1110およびキーボード1120が接続される。ビデオアダプタ1060には、例えば、ディスプレイ1130が接続される。
ここで、図23に示すように、ハードディスクドライブ1090は、例えば、OS1091、アプリケーションプログラム1092、プログラムモジュール1093およびプログラムデータ1094を記憶する。上記実施形態で説明した各データ等は、例えばハードディスクドライブ1090やメモリ1010に記憶される。