DE2404183C3 - Vorrichtung zur Erkennung der Lage eines Musters - Google Patents

Description

to Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zur genauen Ausrichtung von integrierten Schaltungen, Transistoren oder dergleichen bei der automatischen Montage

4Ί und/oder Prüfung verwendet

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs t ist aus der französischen Patentschrift 73 813 bekannt. Dort weist das Muster bzw. der Gegenstand, dessen Lage erkannt werden soll, eine

v> ihrem Charakter nach eindimensionale Markierung auf, die bei Abtastung mit Hilfe einer Bildaufnahmeeinrichtung einen Impulszug mit einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen vorbestimmter Breite und Periode ergibt. Dieser Impulszug wird über eine Gruppe parallelge-

ή schalteter Laufzeitglieder geleitet, deren Ausgänge mit einem UND-Glied verbunden sind. Am Ausgang des UND-Gliedes entsteht nur dann ein Signal, wenn sämtliche Laufzeitglieder gleichzeitig ein Ausgangssignal erzeugen, was nur dann der Fall ist, wenn das aus

w) der Markierung gewonnene Bildsignal die vorbestimmte Anzahl von Impulsen mit der vorbestimmten Breite und Periode aufweist.

Bei der bekannten Vorrichtung ist es also einerseits erforderlich, eine spezielle Markierung mit einer festen

h-> und bekannten Zuordnung zu der eigentlich geeichten Stelle des Gegenstandes bzw. Musters vorzusehen, so daß ein entsprechender Teil des für das zu erkennende Muster nutzbaren Platzes verlorengeht. Außerdem

versagt die bekannte Vorrichtung dann, wenn die spezielle Markierung an der Linie, längs der sie abgetastet wird, etwas infolge Verschmutzung eine Fehlstelle aufweisen sollte oder wenn die Abtastgeschwindigkeit aus irgendwelchen Gründen von der durch die Laufzeitglieder vorgegebenen Geschwindigkeit abweicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erkennung der Lage eines Musters zu vermitteln, die auch dann ordnungsgemäß arbeitet, wenn das zu erkennende Muster gewisse Fehlstellen oder Verzerrungen aufweist, ohne eine zusätzliche Markierung zu erfordern.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach wird ein zweidimensionaler charakteristischer Teil des zu erkennenden Musters oder »Nutzmusters« selbst zur Lageerkennung durch Vergleich mit einem vorher eingespeicherten entsprechenden zweidimensionalen Vergleichsmuster herangezogen. Dabei wird auf höchste Koinzidenz der beiden jeweils verglichenen zweidimensionalen Muster geprüft, so daß lieh die gesuchte Stelle auch dann genau ermitteln läßt, wenn die beiden zu vergleichenden Muster nicht hundertprozentig übereinstimmen, weil zum Beispiel das zu erkennende Muster leichte Verschmutzungen oder Fehler aufweist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Transistorplättchens als Beispiel für einen Gegenstand, bei dem sich die im folgenden beschriebene Vorrichtung anwenden läßt,

F i g. 2 ein Diagramm zur Darstellung der lagemäßigen Beziehung zwischen den Punkten A, B, C, P\ und Pi nach Fig. 1,

F i g. 3a bis 3i schematische Darstellungen von Teilmustern aus Fig. 1,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lageerkennungsvorrichtung,

F i g. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Zeitsignale zur Steuerung der Schaltung nach F i g. 4,

F i g. 6 ein Schaltbild für ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Synchronsignal- und Koordinatensignal-Generators kl der Schaltung nach F i g. 4,

F i g. 7 ein Schaltbild für ein konkretes Ausführungsbeispiel einer Bildeingabestufe für die Schaltung nach Fig. 4,

Fig.8 ein Schaltbild füt ein konkretes Ausführungsbeispiel einer Koinzidenz-Erkennungsstufe in der Schaltung na^h F i g. 4,

F i g. 9 eine schema tische Darstellung zur Erläuterung von Teilmustern,

Fig. 10 die Anordnung einer Bildaufnahmeeinrichtung und zugehöriger Einrichtungen zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 11 ein Schaltbild des gesamten Aufbaus eines zur Verwendung bei der Fertigung von Transistoren bestimmten erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der schematischen Darstellung eines Tfänsistöfplättchens nach Fi g. I bedeuten die schraffierten Teile Siliciumoxid-Oberflächen, während die nichtschraffierten Teile Elektrodenabschnitte sind, die durch Aluminiumbedampfung erzeugt worden sind. Werden derartige Transistoren nacheinander einer Montiervorrichtung zugeführt, so ist es erforderlich, daß diejenigen Stellen Pi und P2 in den Elektrodenabschnitten, an denen Golddrähte befestigt werden sollen, automatisch erkannt werden, um der Vorrichtung die Koordinatenwerte der Position zuzuführen und die betreffende Wärmedruckmaschine für die Golddrähte beispielsweise durch einen Servomechanismus genau einzustellen.

Zur Ermittlung der bestimmten Positionen Pi und P2 des Transistors werden zunächt örtliche Muster ausgewählt, die in dem gesamten komplizierten Muster keine ähnlichen Stellen haben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können die drei in gestrichelten Kästchen gezeigten örtlichen Muster ausgewählt werden.

Die Repräsentativlagen dieser drei örtlichen Muster sind beispielsweise durch die Mittelpunkte gegen. Zur Vereinfachung der Erläuterung seien jedoch im vorliegenden Fall als Repräsentativlagen die Stellen A, B und Cgewählt die sich jeweils an der rechten unteren Ecke der Kästchen befinden.

Gleichzeitig werden die Koordinaten-Zuordnungen entnommen und gemäß F i g. 2 aufgezeichnet. Es wird angenommen, daß der Transistor .-.*. genau in das Erkennungsfeld eines Detektors eingeführt wird, daß nur Verschiebungen in x- und y-Richtung auftreten, jedoch keine Drehung in der xy-Ebene (d. h. keine Neigung). Sind nun die Koordinaten für die Lage eines örtlichen Musters, beispielsweise die Koordinaten (XA, YA) des Punktes A, ermittelt, so lassen sich die Koordinaten (ΛΊ, Yi) für den Befestigungspunkt P, sowie die Koordinaten (X2, Yl) für den Punkt 2 dadurch berechnen, daß gewisse vorgegebene Werte zu den ermittelten Koordinaten-Werten addiert bzw. davon subtrahiert werden.

Dabei ist jedoch nicht sichergestellt, daß es sich bei den ermittelten Koordinaten (XA, YA) in diesem Fall tatsächlich um die Koordinaten des Punktes A handelt. Beispielsweise kann es sein, daß eine von dem ursprünglichen Teilmuster verschiedene Stelle infolge Verschmutzens oder Abblätterns der Transistoroberfläche eine bessere Koinzidenz aufweist.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden die Lagen zweier örtlicher Muster, beispielsweise die Punkte A und β, festgestellt. Sind die Koordinaten der Punkte A und B gefunden, so wird sichergestellt, daß der Abstand zwischen den Punkten A und B

[(XA - XBf + [YA - YB)²
sowie die Richtung

YA -YB
^COt XA -XB

innorhüb gewisser vorgegebener Grenzen liegen. 1st ίϊ dies der Fall, so wird festgestellt, daß die Koordinaten der Punkte A und b tatsächlich diejenigen der beiden örtlichen Muster A und B sind. Sodann können die Koordinaten der Punkte P\ und Pi beispielsweise unter Bezugnahme auf d'e Koordinaten des Mittelpunkts ho einer die Punkte A und B verbindenden Linie ermittelt werden. Dabei besteht die Möglichkeit, daß Fehler in der Bestimmung der Punkte A und B nusgemittelt werden. *

Im vorliegenden Fall ist die Richtung der Verbin-

h-. dungslinie zwischen ien Punkten A und B bekannt.

Daher lassen sich die Koordinaten der Punkte P\ und Pi selbst dann, wenn das Transistorplättchen eine leichte Verdrehung aufweist, als Werte mit Korrigierter

Neigung ermitteln, so daß eine genauere Lageerkennung möglich wird.

überschreiten der Abstand und/oder der Winkel der Verbindungslinie zwischen den Punkten A und B den vorgegebenen Bereich, so sind der Punkt A, der Punkt B oder beide fehlerhaft ermittelt und die Koordinaten eines oder zweiter falscher Punkte angegeben worden. In diesem Fall werden die Koordinaten Ceines weiteren örtlichen Musters festgestellt, und die oben genannte Untersuchung wird anhand der Punkte A und C" durchgeführt, lsi d.is Ergebnis in Ordnung, so lassen sich nun die Koordinaten der Punkte P\ und Pi feststellen. Ist das Hrgcbnis schlecht, so kann die obengenannte Prüfung weiterhin /!wischen den funkten B und C" durchgeführt werden.

Da hierbei im allgemeinen die Anzahl der vorher gespeicherten örtlichen Muster groß wird, nehrren im gleichen Maüc die Kombinationen der Untersuchungsmöglichkeiten zu. und die Zuverlässigkeit läßt sich entsprechend steigern. Darüber hinaus ist die Winkellage des zugeführten Transistorplättchⁿns aus dem Winkel zwischen den beiden ermittelten Postionen bekannt, und die Koordinaten der Punkte P₁ und l'_: lassen sich als Werte berechnen, bei denen der /ufiihrfehler berichtigt ist.

ivie Prüfungen können der Reihe nach durchgeführt werden Als Alternative ist es möglich, sie ₆it,iLiiz.eitig. und /war derart durchzuführen, daß für einige betrachtete Kombinationen Rechenschaltungen parallel geschaltet werden. Selbst wenn das Transistorplättchen innerhalb der *>-Ebene in gewissem Maße schräg zugeführt wird, läßt sich die Position nach dem Grad der Koinzidenz mit dem in Normallage gespeicherten SMndardmuster hinreichend genau bestimmen. Obwohl das Maß der Koinzidenz in diesem Fall natürlich etwas geringer ist. kann die Normallage festgestellt werden, da dä\ richte Muster eine kleinere Differenz aufweist als das Muster irgendeines anderen Teils.

Wird jedoch die Verdrehung des Transistors noch _t"o[ier. beispielsweise etwa 20'. so ist das Maß der Koinzidenz mit dem Standardmuster in Normallagc -r-ch geringer, und es besteht die Möglichkeit, daß •vendein anderer Teil ähnlicher wird. Aus diesem Ci- j π d werden zusätzlich zu den örtlichen Mustern in :·.- ;-, F ι g. 3a. 3b und 3c gezeigten Normallage Muster. -.-·, denen gemäß F i g. 3d. 3e und 3f die jeweiligen v.ndardmuster nach links um etwa 10' verdreht sind. .,,lAie weitere Muster vorbereitet, bei denen gemäß ! g. 3g. 3h and 3i d>e jeweiligen Standardmuster nach -o;h!s um den gleichen Winkel verdreht sind. Die Positionen lassen sich nun durch Standardmuster ermitteln, deren Anzahl in diesem Fall 9 beträgt. Bei der Prüfung anhand der verdrehten Muster, beispielsweise anhand der Muster nach F i g. 3d und 3e läßt sich ein vorgegebener eigener Bereich angeben, in dem

Man hat experimentell ferner festgestellt, daß sich im Falle eines Transistors bei Fehlern in der Orientierung der Zuführung von etwa ±20" die Positionen hinreichend genau feststellen lassen, indem derartige

-, geneigte örtliche Muster als Standardmuster erzeugt werden. Soll die Möglichkeit berücksichtigt werden, daß ein Transistor umgedreht zugeführt wird, so können weiterhin umgekehrte Standardmuster vorgesehen werden.

" In der obigen Beschreibung ist auf denjenigen Fall eingegangen worden, daß die Koordinaten der endgültigen Positionen P\ und Pt mit einem einzigen oder mit mehreren örtlichen Mustern festgestellt werden, wobei auch das Rechensystem angegeben wurde. Wird die Postition nur in Form von Anaiogsignalen oder von Digitalsignalen mit einigen Bitstellen ermittelt, so ist es srhr einfach, eine Rechcnschaltur·" ^fir c'en speziellen Verwendur.gsfall /u bauen, ^für den die Signale eingegeben werden.

•υ In der !-!-'.cn Zeit sind Kleinrechner in bemerkenswertem Umfang auch für Transistor-F-Vrligungsvcrfahren der genannten Art eingesetzt worden. Wird ein Klcin^rfl"hner zu diesem Zweck verwendet, so läßt sich die Berechnung mit hoher Geschwindigkeit und ohne Schwierigkeiten mittels eines Allzweck-Rcchengerätes

von dem Fall

cot

cot

YD - YE XD - XE

YA - YB XA - XB

um den der Neigung der Muster entsprechenden Winkel, d. h. im vorliegenden Fall etwa 10°, verschieden ist, und es läßt sich prüfen, ob die Richtung innerhalb dieses Bereichs liegt oder nicht.

Gemäß der obigen Beschreibung werden die Prüfungen des Abstandes und des Winkels anhand von genauen Gleichungen durchgeführt. Ist jedoch der Zuführ-Winkelfehler für die Transis;· :c;, klein, beispielsweise innerhalb von ±20°, so können die verschiedensten Nähcrungsgleichungen verwendet werden, wobei die Wurzelberechnung, die Quadratierung und die Cotangensberechniing wegfallen. Außerdem kann das Rechenverfahren verschiedenen Modifikationen unterzogen werden. Ergeben die Prüfungen ferner eine Zurückweisung in sämtlichen vorbereiteten Kombinationen, so besteht gewöhnlich der Fall, daß entweder kein Gegenstand vorhanden ist oder daß. wenn ein Gegenstand vorliegt, dieser sehr schmutzig und/oder sehr verdorben ist. In diesem Fall kann ein Zurückweisungs-Signal erzeugt werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

Gemäß Fig.4 wird angenommen, daß ein Bildaufnahmeeinrichtung 1. die beispielsweise von einem Vidikon gebildet wird, ähnlich wie herkömmliche Bildaufnahmeeinrichtungen eine Rastertastung ausführt und von Ausgangssignalen eines SynchronsignalgenTators 2 gesteuert wird. Bezüglich der Lage eines Taststrahls sei angenommen, daß die x- und y-Koordinaten in jedem Zeitpunkt kontinuierlich von einem Koordinaten-Generator 3 erzeugt werden.

Das von der Bildaufnahmeeinrichtung 1 abgegebene Bildsignal 4 wird über eine Vorverarbeitungsstufe 5, die beispielsweise aus einer Schwellenwert-Schaltung zur Umwandlung des Bildsignals in einen Binärwert besteht, einem Temporärspeicher 6 zugeführt, der beispielsweise von einem Schieberegister gebildet ist Der Temporärspeicher 6 bildet den später beschriebenen, sogenannten dynamischen Speicher, der so aufgebaut ist, daß zweidimensionale Informationen parallel mittels einer in der nachfolgenden Stufe befindlichen zweidimensionaien Muster-Gruppierüngsstufe 7 gelesen werden.

In der Stufe 7 werden gleichzeitig das an der gegenwärtigen Taststelle der Bildaufnahmeeinrichtung 1 zur Verfugung stehende Videosignal sowie die an den vorherigen Stellen getasteten Informationen abgeleitet.

Wie wenn also ein rechteckiger Rahmen mit bestimmten Abmessungen hi Längs- und Querrichtung sequentiell innerhalb des Meßbereichs der Bildaiifnahmccinrichtung bewegt würde, werden die Informationen innerhalb des Rahmens kontinuierlich parallel gewonnen. Dir 'nformationen innerhalb des Rahmens werden dabei nacheinander im Zuge der Tastung erneuert. Ein Ausführungsbeispiel für die konkrete Schaltungsanordnung der zweidimensionalcn Muster-Gruppi':rungsstufe 7 soll weiter unten beschrieben werden.

Die für die zweidimensional örtlichen Muster innerhalb des McPfcldes der Bildaufnahmecinrichtuiig repräsentativen Informationen, die bei fortschreitender Tastung nacheinander von der Gruppierungsstufe 7 gewonnen werden, werden zusammen mit dem Inhalt eines Teilmusterspcichers 8. in dem die als Standardmu-

Vfirhpr

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sind, einem Koinzidenzdetektor 9 zugeführt. Diese beiden Informationen werden miteinander verglichen, und es wird toriiaufend jeweils das Maß der Koinzidenz zwischen den Informationen ermittelt.

In einem tatsächlichen Ausführungsbeispiel ist das Meßfeld der Bildaufnahmeröhre 1 in Form eines Rasters mit 240 und 320 Bildelementen der Länge bzw. der Breite nach ausgebildet, wobei das von der Stufe 7 entnommene Muster in ein Feld in Form eines Regelmäßigen Quadrates von 12 mal 12 Bildelementen gebracht wird. Dabei braucht das Feld nicht immer als regelm: liges Quadrat gewählt zu werden, vielmehr ist es auch möglich, gemäß dem jeweiligen speziellen Zweck jede beliebige Figur von beispielsweise 10 mal 14 oder 8 mal 7 Bildelementen willkürlich zu verwenden.

Im Falle von 12 mal 12 Bildelcmenten weist praktischer Weise auch der Teilmusterspeicher 8 12 mal 12 Bildelemente auf. In dem Speicher werden also 12 mal 12=144 Informationen gespeichert. Das Maß der Koinzidenz des gesamten Teilmusters wird durch den Koinzidenzdetektor 9 in Form der Summe der Koinzidenzwerte zwischen den 144 Informationseinheiten aus der Gruppierungsstufe 7 und den entsprechenden in dem Speicb°r 8 gespeicherten Informationseinheiten ermittelt. Zu Bt₀ <er Ermittlung, d. h. am Beginn eines Bild-»Rahmens«, winJ das Ausgangssignal des Koinzidenzdetektors 9 in einem Komparator 10 mit einer Koinzidenzinformation verglichen, die einer starken Fehlkoinzidenz entspricht, wie sie vorher in einen Koinzidenzwert-Haltekreis oder in ein Koinzidenzwert-Speicherregister 12 eingegeben worden ist.

Ist das gegenwärtige Maß der Koinzidenz besser als der in dem Register 12 vorher gespeicherte Inhalt, so gibt der Komparator 10 ein Ausgangssignal ab, das einer logischen »1« entspricht. Dadurch wird ein Gatter 11 geöffnet, so daß der gegenwärtige Koinzidenzwert an das Register 12 weitergegeben und als dessen neuer Inhalt gespeichert wird. Das Ausgangssignal des Komparator 10 wird außerdem einem Gatter 13 zugeführt, das die gegenwärtige Ausgangsgröße des Koordinatengenerators 3, d. ti. die der Lage des Taststrahls entsprechenden x- und y-Koordinatenwerte, einem Koordinatenwert-Register 14 zuführt und die dort vorher gespeicherten Koordinatenwerte erneuert.

Bei Beendigung der Tastung des »Rahmens« ist also in dem Koordinatenregister 14 die Koordinatenlage X, Yv\ dem Bild in der das mit dem vorher gespeicherten Teilmuster am besten koinzidierende Teilmuster vorhanden ist, gespeichert, während in dem Koinzidenzwert-Speicherregister 12 diejenige Information enthalten ist, die das Maß der in diesem Zeitpunkt vorhandenen Koinzidenz darstellt.

Auf diese Art und Weise lassen sich während der Tastzeit eines Rahmens oder Bildes die Lagekoordinaten desjenigen Teilmusters erhalten, das die größte Korrelation zu einem als Standardraster dienenden Teilmuster aufweist.

Wird nun der Inhalt des Teilmusterspeichers 8 mit jedem Bild laufend erneuert, so ist es möglich, bei den jeweiligen Bildern die Koordinaten so zu gewinnen, daß die Koordinaten des Punktes A nach Fig. 1 im ersten Bild oder »Rahmen«, die Koordinaten des Punktes B im zweiten und die des Punktes Cim dritten Bild erhalten werden. Zu diesem Zweck kann der Inhalt von gegen Einschreiben gesperrten Speichern in einer Verarbeitungseinheit 30 bzw. der Inhalt von in einem Hauptspeicher vorgesehenen Teilmusterspeichcr 26, 27 nnH 1Λ \>f*rhnr ΓιΚί»Γ pinp '•Ir'half Cf llfo 99 für if>Hf»c RiIrI in

den Teilmusterspeicher 8 übertragen werden. Die dabei verwendeten Zeitsteuersignale sind in Fig. 5 dargestellt.

Zeigt ein Signal (b) an, daß ein Transistor als abzutastender Gegenstand eingeführt worden ist, so werden unter Verwendung eines Synchronisationssignals (a) der Bildaufnahmeröhre, die sich unabhängig von dem Transistor bewegt, ein Signal (c) erzeugt, das nur beim ersten Rahmen auf »1« schaltet, ferner ein Signal (d), das nur beim zweiten Rahmen auf »1« schaltet, ein Signal (e), das nur beim dritten Rahmen auf »1« schaltet, usw. Um beispielsweise das Signal (c) zu erzeugen, kann ein Schaltkreis vorgesehen sein, in dem ein Flip-Flop durch das Signal (b) getriggert wird, wobei das Ausgangssignal des Flip-Flops und der Impuls (a) einem UND-Gatter zugeführt werden, und wobei ferner vom Ausgangssignal des UND-Gatters ein weiteres Flip-Flop getriggert wird, das durch das Ausgangssignal des UND-Gatters zwischen seinem Ausgangssignal und dem Impuls (a) gelöscht wird.

Um das Signal (d) zu erzeugen, kann eine Flip-Flop-Schaltung dienen, die durch den Abfall des Signals (c) auf »1« geschaltet und durch den nächsten Impuls (a) gelöscht wird.

Vorhanden sind ferner ein Synchronisationssignal (f) sowie ein Synchronisationssignal (g), von denen das erstere dem Synchronisationssignal (a) in der Phase nacheilt und das letztere voreilt Die Ein-Aus-Steuerung der Schaltstufe 29 in F i g. 4 erfolgt durch die Signale (c), (d) und (e). Die Schaltstufe 29 umfaßt drei Gatter, und die Signale (c), (d) und (e) dienen als Signale zum öffnen und Schließen dieser Gatter. Als Signale zur Einleitung der Übertragung können die UND-Ausgangssignale zwischen dem Signal (f) und den Signalen (c), (d), (e) benutzt werden.

Andererseits dient das Signal (f) dazu, den Inhalt des Koinzidenzwert-Speicherregisters 12 nach F i g. 4 zunächst auf den niedrigen Koinzidenzwert zurückzustellen. Dabei wird vorher zu Beginn jedes Rahmens die der starken Diskoinzidenz entsprechende Information eingegeben, um Vorbereitungen für die Wahrnehmung eines Koinzidenzpunktes in dem bestimmten Rahmen zu treffen. Das Signal (g) kann als Schreibimpuls dienen, das von den UND-Schaltkreisen in Verbindung mit den Signalen (c), (d) und (e) am Ende der jeweiligen Rahmen benützt wird, um die Information über Schaltstufen 15 und 16 in einen der Koinzidenzwert-Speicher 17,18 und 19 und einen der Koordinatenspeicher 20,21 und 22 zu übertragen. Die Steuerung der Schaltstufen 15 und 16 kann dabei ähnlich wie die Steuerung der Schaltstufe 29 erfolgen.

Auf diese Art und Weise werden die wahrscheinlichsten Lagen für die drei Standard-Teilmuster durch Abtasten der drei Rahmen ermittelt, wobei die Koordinatenlagen in den Registern 20, 21 und 22 gehalten werden.

Gleichzeitig werden die Koinzidenzwert-Informationen für die betreffenden Teilmuster in den Registern 17, 18 und 19 gehalten, und die Ergebnisse werden in einer Entscheidungsstufe 23 miteinander verglichen. Bei dieser Stufe handelt es sich um einen Detektor für beispielsweise den höchsten und den zweithöchsten Wert. Die Stufe 23 wählt diese beiden Werte in der Reihenfolge ihres Koinzidenzmaßes aus und öffnet b/w. schließt entsprechend den Ergebnissen eine Auswählst ufe 24.

Die Ausgangssignale der Auswahlstufe 24 sind demgemäß zwei der in den Speichern 20, 21 und 22 enthaltenen Koordinatenwerte, und zwar die Koordinaten für die repräsentativen Lagen der beiden Teilmuster mit dem höchsten Koinzidenzgrad. Unter Bezugnahme auf das Muster in Fig.4 handelt es sich dabei um die Koordinaten der Punkte A und B.

Eine Rechenstufe 25 berechnet die Koordinaten der endgültigen Stellen P\ und Pi durch Kombination aus Addier-, Subtraktions-, Multiplikations- und Divisionsschaltungen auf der Basis der Koordinaten dieser beiden Punkte und stellt am Ausgang die berechneten Ergebnisse zur Verfugung. Da in diesem Falle die Koordinaten der repräsentativen Lagen der beiden am wahrscheinlichsten Teilmuster gemäß dem Koinzidenzgrad ausgewertet werden, können die vorherigen Verarbeitungsstufen, in denen die betreffenden repräsentativen Lagen für gewisse Kombinationen der Muster ausgewertet werden, weggelassen werden.

Es ist oben beschrieben worden, daß die Koordinalenwerte dreier Teilmuster aus den Bildern dreier aufeinanderfolgender Rahmen erzielt werden, woraufhin die Koordinaten mittels der Entscheidungsstufe 23, der Auswahlstufe 24 und der Rechenstufe 25 erzeugt werden.

Es ist jedoch eine Vielzahl von Abänderungen möglich. Werden beispielsweise die Koordinaten der repräsentativen Lagen des Musters A und des Musters S beim ersten bzw. zweiten Rahmen erhalten, so erfolgt die Entscheidung unmittelbar anhand der Koordinaten der beiden Lagen. Hält das Ergebnis der Prüfung nicht stand, so wird die Information für das Muster A übergangen und beim nächsten Rahmen die Information für das Muster C anschließend eingegeben. In alternativer Ausführung können auch die Informationen beider Muster A und B vernachlässigt werden und die Entscheidung mit einem neuen Satz von Mustern C und D durchgeführt werden, !r. einem solchen Fall wird die Entscheidungsstufe 23, die mit dem Koinzidenzgrad arbeitet, überflüssig, wobei jedoch die Steuerung der Informationseingabe etwas verwickelter wird.

Die Verarbeitung in der obengenannten Verarbeitungseinheit 30 erfolgen mit hoher Geschwindigkeit durch Verwendung von Spezialschaltungen. Aber selbst bei Verwendung eines Kleinrechners mit herkömmlicher Allzweck-Hardware können sämtliche Entscheidungsvorgänge in sehr kurzer Zeit am Ende des betreffenden Rahmens, und zwar in der Rücklaufzeit der Bildaufnahmeeinrichtung, vorgenommen werden.

Jedenfalls können nach Aufnahme des Teilmusters in einem bestimmten Rahmen die Berechnung zur Erzielung der repräsentativen Lage des Teilmusters sowie die Berechnung zur Gewinnung der gewünschten

Punkte P\ und P: auf die Grundlage der repräsentativen Lagenin Realzeit ,⁴urchgeluhrt werden. In sehr vielen Fällen werden daher die endgültigen Koordinaten-Lagen aus dem berechneten Ergebnis in dem Zeitpunkt ausgewertet, in dem beispielsweise die Muster A und B empfangen sind. Falls in Wirklichkeit der Gegenstand nicht örtlich sehr verschmutzt ist, so tritt im allgemeinen die Notwendigkeit, anschließend neue örtliche Muster aus den Bildern der dritten, vierten usw. Rahmen zu entnehmen und aus ihnen die Lagen zu ermitteln, nicht auf.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird nur ein Koinzidenzdetektor 9 verwendet. In diesem Fall wird die Lage eines Teilmusters grundsätzlich mit einem Rahmen festgestellt. Sind die Stellen von Teilmustern auf bestimmte Teile des Meüfeldes beschränkt und grobe Suchbereiche bekannt, so ist es möglich, den Inhalt des Tcilmusterspeichers 8 derart umzuschalten, daß dann, wenn die obere Hälfte des Bildrahmens getastet wird, das Muster A und dann, wenn die untere Hälfte getastet wird, das Muster B in dem Speicher enthalten ist.

Ferner können natürlich dann, wenn drei Schaltgruppen, die jeweils einen Koinzidenzdetektor 9, einen Komparator 10, ein Gatter 11, eine Koinzidenzwert-Speicherstufe 12, ein Gatter 13 und ein Koordinatenwert-Register 14 umfassen, vorgesehen sind, die Positionen für die drei Muster A, B und C bei ein und demselben Rahmen mittels der drei Koinzidenzdetektoren 9 gleichzeitig ermittelt werden.

In diesem Fall entsprechen die drei Koinzidenzwert-Speicherregister 12 und die drei Koordinatenwert-Register 14 jeweils den Koinzidenzwert-Speichern 17, 18, 19 bzw. den Koordinatenspeichern 20, 21, 22, so daß die Schaltstufen 15 und 16 überflüssig werden.

In Fig.6 bis 8 sind Beispiele von konkreteren Ausführungsformen der Hauptteile der in Fig.4 dargestellten Gesamtschaltung gezeigt. Fig.6 zeigt dabei ein konkretes Ausführungsbeispiel für den Synchronsignalgenerator 2 und den Koordinatengenerator 3 gemäß Fig.4. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 6 ist so aufgebaut, daß Impulse von beispielsweise etwa 6 MHz aus einem Taktimpulsgenerator 31 von einem Zähler 32 (der als X-Zähler bezeichnet wird) gezählt werden, der sich bei Erreichen eines gewissen festen Wertes selbst zurückstellt und gleichzeitig einen (als K-Zähler bezeichneten) Zähler 33 um »1« erhöht. Der Zähler 33 ist wiederum so aufgebaut, daß er sich bei Erreichen eines gewissen festen Wertes selbst und außerdem den -Y-Zähler 32 zurückstellt.

Die Ausgangsimpulse der jeweiligen Zähler dienen als X- und V-Synchronisationssignale, wobei die Spannungswerte der Impulse unter Bezugnahme auf die Synchronisationsimpulse in geeigneter Weise umgeformt werden, um die mit einem Vidikon oder dergleichen arbeitende Bildaufnahmeeinrichtung auszusteuern.

Andererseits dienen die Inhalte der X- und V-Zähler selbst als Informationen über die Lage des Strahls und ergeben die Koordinatenwerte der Tastung.

In F i g. 7 ist ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Bildeingabesystems gemäß Fig.4 dargestellt Die Videoinformation bzw. das Bildsignal 4 aus der Bildaufnahmeeinrichtung 1 wird dabei über einen D'fferentialverstärker 34 in eine Schwellenschaltung 35 eingegeben. Dabei wird ein auf »1« schaltendes Signal 36 nur dann separat erzeugt, wenn ein gewisser Bildrahmenteil, beispielsweise der Mittelteil, getastet

wird. Nur zu diesem Zeitpunkt wird da« Bildsignal 4 über ein Gatter 37 einem Integrator J8 zugeführt, wobei das Ausgan_f:;ssignal des Integrators 38 am Ende des betreffenden Rahmens in einer Haltestufe 39 gespeichert wird. Das Ausgangssignal der Haltestufe 33 wird bei Bedarf über ein geeignetes Dämpfungsglied in den Differentialverstärker 34 eingegeben.

Die Funktion der Schalkreise 37,38,39 und 34 besteht darin kontinuierlich einen Schwellenwert auszuwerten, der der mittleren Helligkeit des unmittelbar vorherge- ι henden Rahmens entspricht. Unter Verwendung dieser Schaltkreise und der Schwellenschaltung 35 lassen sich /wischenwerte /wischen dem dunklen und dem hellen Pegel mit Erfolg in Binärwerte umformen. Die obenerwähnten Schaltkreise entsprechen der Vorverarbeitungsstufe 5 nach F i g. 4.

im Verlaufe der Tastung werden die in Binärwerte umgeformten Bildinformationen nacheinander in ein Schieberegister 17-1 sowie in (n-1) weitere .Schieberegister 36-1, 36-2 ... und 36-(n-l) eingegeben. Aus diesen letztgenannt« Schieberegistern werden die Informationen der Reihe nach in weitere Schieberegister 37-2, 37-3... bzw. 37-n übertragen. Die Schieberegister 36-1 ... weisen eine Anzahl von Bitstellen auf, die der Anzahl von Bildelementen einer horizontalen Tastung entspricht, wobei für die obenerwähnten Teilmuster von !2 mal 12 Bildelementen die Zahl π=Ι2 ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind demgemäß elf Schieberegister 36-1 ... und zwölf Schieberegister 37-1 ... vorhanden, und die Anzahl der Bitstellen in den Schieberegistern 37-1 ...beträgt 12.

Auf diese Weise werden von dem Schieberegister 36-1 die Informationen der unmittelbar vorhergehenden Tastung, von dem Schieberegister 36-2 die Informationen der vorletzten Tastung usw. abgegeben. Somit erscheinen in den Schieberegistern 37-1, 37-2... und 37-n mit fortschreitender Tastung die Informationen entsprechend zwölf horizontalen Rasterzdlen, d. h. die Informationen einer 12-mal-12-Ebene. Der Inhalt dieser 12 mal 12 Bildelemente kann somit dem Koinzidenzdetektor 9 zugeführt werden.

F i g. 8 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel eines Schaltungsteils zur Ermittlung des Koinzidenzgrades. In F i g. 8 ist der Teilmuster-Ebenspeicher 8 als eine Vielzahl von Registern 8-1, 8-2... und S-n dargestellt, die jeweils den Schieberegistern 37-1,37-2... bzw. 37-n gegenüberstehen.

Unter Verwendung logischer Schaltkreise 38', die Exklusiv-Oder-Verknüpfungen für jeweils entsprechende Bits bilden, lassen sich nur dann, wenn keine Koinzidenz festgestellt wird, logische »!«-Ausgangssignale für die betreffenden Bits erzeugen.

Die Ausgangssignale werden von einem Addierer 39' addiert. Das Ausgangssignal des Addierers 39' ist dabei größer, wenn das Muster geringere Koinzidenz aufweist, während es kleiner ist und näher an Null liegt, wenn das Muster stärker koinzidiert

Wird nun das Ausgangssignal des Addierers 39' in Verbindung mit einer Analoginformation, in die der in dem Koinzidenzwert-Speicherregister 12 digital gespeicherte Inhalt durch einen Digital/Analog-Wandler 40 umgewandelt wird, in einen Differentialvei stärker 41 eingegeben, so wird das Ausgangssignal einer Schwellenschaltung 42 zu »1« nur dann, wenn der Koinzidenzgrad höher ist Der Wert des Koinzidenzgrades wird gleichzeitig in einer Tastspeicherstufe 45 gehalten, in die er beim Auftreten eines mit dem Taktimpuls synchronisierten Zeitsteuerimpulses 43 über ein Gatter 44 eingegeben wird. Nach Umwandlung in digitaler Form mittels eines Anaiug/Digital-Umsetzers wird der Wert des Koinzidenzgrades in das Koinzidenzwert-Speicherregister 12 eingespeichert, so daß der darin enthaltene Koinzirfenzwert erneuert wird.

Andererseits öffnet das Ausgangssignai aus dem Gatter 44 das in Fig.4 gezeigte Gatter 13 und Speichert die Koordinatenlage gleichzeitig in das Koordinatenwert-Register 14 ein.

In dem obigen Ausfiihrungsbeispiel ist angenommen, daß die Bildwerte in Binärwerte umgeformt werden. Dies ist für Gegenstände mit Mustern vorteilhaft, deren helle und dunkle Bereiche verhältnismäßig klar sind, wie dies beispielsweise bei Transistoren der Fall ist. Die Umwandlung in Binärwerte ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Es ist auch möglich, die Bildwerte a's mehrwertige Informationen zu berechnen. In diesem Fall ist es erforderlich, daß die Schieberegister 36-1 ... und .17-1 . .. gemäß F i g. 7 als mehrwertige Schiehi-ri-i/ister mit gewissen »Tiefen« ausgeführt sind. Jeder logische Schaltkreis 38' nach Fig. 8 zur Ermittlung des Koinzidenzgrades kann dabei so angeordnet sein, daß eine Subtraktionsschaltung sowie eine Schaltung zur Erzielung von Absolutwerten in Reihe geschaltet sind. Auf diese Art und Weise werden von dem Addierer 39 die Differenzen der Muster für die jeweiligen Bits addiert.

Der Addierer 39' kann so aufgebaut sein, daß ein Strom von einer Konstantstromquelle durch einen gewissen Widerstand fließt und der Strom proportional zu den jeweils gebildeten Differenzen gesteuert wird.

In der obigen Beschreibung ist der Fall angenommen worden, daß die in dem komplizierten Muster des Gegenstands örtlich vorhandenen Teilmuster selbst als Standardmuster verwendet werden. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich: vielmehr können gelegentlich auch spezielle Muster zum Zwecke der Erkennung in den Gegenstand eingeführt werden.

Fig. 9 zeigt Beispiele eirer derartigen Markierung. Danach sind auf der Oberfläche eines Transistors gleichzeitig mit den Elektroden Erkennungsmarken durch Aluminiumbedampfung und Fotoätzung erzeugt worden. In Fig. 9 bedeuten die schraffierten Be-eiche Siliciumoxid-Teile, während die nichtschraffierteti Bereiche aufgedampfte Aluminiumteile sind. In den gestrichelten Kästchen sind Markierungen eingezeichnet, die die Größen der als Standardmuster zu speichernden örtlichen Muster angeben.

Da die Muster A und B als konzentrische Ringe ausgebildet sind, eignen sie sich auch für Verdrehungen des Transistors innerhalb der xy- Ebene. Diese Muster sind insofern vorteilhaft, als die in den F i g. 3d bis 3i dargestellten geneigten Muster nicht eigens vorgesehen werden müssen. Außerdem haben in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Muster A und 8 ähnliche Größe und befinden sich einander gegenüber an Stellen der hellen und dunklen Teile. Bei einer solchen Maßnahme können die logischen Schaltungen 38' und der Addierer 39' gemäß Fig.8 von herkömmlichem Aufbau sein, und die beiden Schaltungen zur Ermittlung des Maximalwertes und des Minimalwertes des Koinzidenzgrades können als anschließende Schaltungen vorgesehen sein.

In diesem Fall ist es daher möglich, die Lagen der ' Muster A und B parallel bei ein und demselben Rahmen lediglich durch Vertauschen des Schaltungsteils zu gewinnen.

Das Muster C in F i g. 9 bildet ein komplizierteres

Beispiel. Wird die Form des Musters C in einen geeigneten Code gebracht, so ist es möglich, daß die Lage nur dann ermittelt wird, wenn ein gewisses spezielles Codemuster eingegeben wird. Dieses System kann also dazu verwendet werden, eine bestimmte Sorte von Gegenständen auszuwählen.

Ferner bildet das Muster D ein Beispiel, bei dem ein Teil des auf dem Gegenstand an sich vorhandenen Musters sowie ein eigens vorgesehener Teil zu einem einzigen örtlichen Muster kombiniert sind. Auf diese Art und Weise ist es möglich, daß örtliche Muster absichtlich variierenden Aufbau haben. Die Erkennung kann bei einem derartigen System so erfolgen, daß Standardmuster für sämtliche örtlichen Muster gespeichert werden.

Eine Schwierigkeit bei diesem System besteht jedoch darin, daß die Bildsignale möglicherweise verschoben werden, wen.i Jas System an einem Ort verwendet wird, an dem die Schwankungen der Umgebungstemperatur stark sind. Selbst wenn am Anfang die Mitte eines optischen Systems so eingestellt worden ist, daß sie mit der Mitte des Bildrahrricns übereinstimmt, besieht bei einer mit einem Vidikon arbeitenden Bildaufnahmeeinrichtung die Möglichkeit, daß durch Verschiebung der Strahimitte oder durch Schwankungen in der Schwingungsbreits des Strahls die Bildmitte und die optische Mitte gegeneinander verschoben werden oder daß die Vergrößerungsverhältnisse des Bildes und des Gegenstandes unterschiedlich werden.

Handelt es sich bei der Bildaufnahmeeinrichtung um eine Festkörpereinrichtung, beispielsweise eine Anordnung aus fotoelektrischen Elementen, so treten nur die Temperaturverschiebungen des optischen Systems auf, was bei normaler Verwendung praktisch keine Probleme mit sich bringt.

F i g. 10 veranschaulicht ein Kompensationsverfahren für derartige Verschiebungen in dem Fall, daß eine Vidikon-Bildaufnahmeeinrichtung oder dergleichen verwendet wird. Wird die Erfindung beispielsweise bei einer automatischen Montiervorrichtung für Transistoren verwendet, so ist es zweckmäßig, die Verschiebungskompensation in Zeitabständen von etwa einer Stunde durchzuführen. In einem solchen Fall schließt die Verarbeitungseinheit 30 einen Verschluß 50 und öffnet einen Verschluß 51 gemäß Fig. 10. so oft eine gewisse, von einem Zeitgeber vorgegebene feste Zeitspanne abgelaufen ist oder eine Bedienungsperson oder die automatische Montiervorrichtung einen entsprechenden Befehl gibt.

Normalerweise ist der Zustand entgegengesetzt, und die Bildaufnahmeröhre 1 ist durch ein optisches System, das Linsen 52 und dergleichen sowie einen Halbspiegel 53 umfaßt, auf einen Gegenstand 60 gerichtet, der durch eine Linse 55 von einer Lichtquelle 54 beleuchtet wird. Im Zeitpunkt der Korrektur fällt das Licht aus der Lichtquelle 54 durch den geöffneten Verschluß 51 auf eine Bezugsplatte 56, deren optische Achse genau eingestellt ist, und die Bildaufnahmeeinrichtung 1 ist über den Halbspiegel 53 auf die Bezugsplatte 56 gerichtet. Auf der Bezugsplatte 56 sind beispielsweise fünf verschiedene binäre Hell/Dunkel-Muster aufgezeichnet, von denen eines in dem mittleren Teil und die übrigen in den vier Ecken der Platte angeordnet sind. Daher lassen sich mittels der Bildsignale aus der Bildaufnahmeeinrichtung 1 die Lagen der örtlichen Muster der Reihe nach über einige Rahmen unter Verwendung der obengenannten Schaltung ermitteln, wobei die Ergebnisse an die Verarbeitungseinheil 30 weitergegeben werden, bei der es sich beispielsweise um einen Kleinrechner handelt. Auf der Basis diesei Lageinformationen errechnet die Verarbeitungseinheil 30 beispielsweise die Größe der Bildverschiebung gegenüber dem mittleren Muster sowie Schwankunger in der Bildvergrößerung aus dem Mittel der viel Eckmuster. Dadurch lassen sich die in der Rechenschaltung nach F i g. 4 verwendeten Parameter korrigieren Periodische Korrekturen lassen sich auf diese Art und Weise automatisch durchführen.

F i g. 11 zeigt ein Schaltbild der gesamten Vorrichtung für den Fall, daß das erfindungsgemäße System bei der Fertigung von Transistoren angewandt wird. Außer der Verarbeitungseinheit 30 sind die übrigen Teile der Fig.4 als ein Detektor 61 in Form eines Blockes dargestellt. Mit dem Detektor 61 sind mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen 1-1, 1-2... und \-m beispielsweise über einen elektronischen Schalter 62 gekoppelt- Die jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtungen gehören zum automatischen Verbindungs- oder Montiervorrichtungen 63-1, 63-2... und 63-jn und dienen dazu, die den jeweiligen Vorrichtungen zugeführien Gegenstände oder Transistoren 60 zu überwachen.

Gibt die betreffende Vorrichtung ein Signal ab, das angibt, daß ein Transistor als Gegenstand zugeführt worden ist, so wird dieses Signal über eine Sammelleitung 64 als Unterbrechungssignal der Verarbeitungseinheit 30 zugeführt Dieses Signal wird von einer Unterbrechungs-Erkennungsstufe 65 wahrgenommen. Daraufhin wird der Inhalt eines Statusregisters 66, der

ι angibt, welche Montiervorrichtung 63-1... 63-m der Detektor 61 bedient, mit Hilfe einer Belegt-Entschei dungsstufe 67 beurteilt. Bedient der Detektor 61 eine der Vorrichtungen, so wird ein Belegt-Signal erzeugt das als Befehl an die Unterbrechungs-Erkennungsstufe

ι 65 rückführt. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis der Belegt-Zustand aufgehoben ist Ist der Detektor 61 nicht belegt, so kann er verwendet werden. Sodann wird in der nächsten Stufe von einem Steuersignalgeneratoi 68 ein Steuersignal an die das Unterbrechungssigna

ι aufweisende Vorrichtung abgegeben, so daß dei Schalter 62 sowie ein Schalter 69 für die entsprechende Vorrichtung umgeschaltet werden. Gleichzeitig wird diejenige Bitstelle in dem Statusregister 66, die dei Vorrichtung mit dem Unterbrechungssignal entspricht

ι auf »I« geschaltet, um anzuzeigen, daß der Detektor 61 belegt ist, und die anschließende Unterbrechung auszuschalten. In diesem Falle ist üblicherweise in der Unterbrechungs-Erkennungsstufe 75 ein Register vorgesehen, das nur das Unterbrechungssignal speichert.

ι Beim nächsten Schritt wird von einem Teilmusterspeicher 70 (der mit der Kombination aus den Stufen 26 27 und 28 nach F i g. 4 äquivalent ist) ein Standard-Teilmuster über einen Standardmuster-Sender 71 an der Detektor 61 übertragen. Dabei erzeugte Koordinaten-

ι und Koinzidenzwert-Signale werden von einer Dateneingabe- und Steuerstufe 72 empfangen. Im Anschluß daran wird, wie oben erwähnt, unter Verwendung dieser Daten diese Rechnung durchgeführt Das Endergebnis wird mittels einer Entscheidungsstufe 73 und einer

Koordinatenrechenschaltung 74 ausgegeben,

Die endgültige Koordinatenlage wird dem entsprechenden von /77 Registern 75-1,75-2... und 75-mgemäQ dem jeweils gewählten Zustand des Schalters 69 eingegeben. Auf der Grundlage dieser Werte wird der entsprechend zugeordnete ΛΎ-Servomechanismus 76 ausgesteuert.

Gemäß der Darstellung in Fig. 11 bewegt der Servomechanismus 76 den Gegenstand 60. In einer

Transistor-Montiervorrichtung ist es jedoch von Vorteil, den Gegenstand festzuhalten, eine nach dem Thermokompressionsverfahren arbeitende Golddraht-Lötvorrichtung mit Hilfe des Servomechanismus einzustellen und danach die vorgeschriebene Folge von Verfahrensschritten des Thermokompressions-Lötvorgangs nach vorbestimmten nockengesteuerten Arbeitsabläufen durchzuführen.

In der obigen Beschreibung ist ein Transistor als Gegenstand angenommen worden. Diese Annahme wurde jedoch nur zur Erläuterung gewählt, während es sich bei dem Gegenstand um jeden beliebigen für das vorliegende System geeigneten Gegenstand handeln kann. Bei der Erkennung der Lage eines Gegenstands liegt gewöhnlich eine große Anzahl von Informationen vor, und es ist nahezu unmöglich, den gesamten Gegenstand als ein Muster zu speichern; selbst wenn die Speicherung möglich ist, so wird die Vorrichtung sehr unhandlich.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung weist als wichtiges Merkmal die Tatsache auf, daß die Lage durch Speicherung nur von verhältnismäßig kleinen Teilmustern ermittelt wird. Daraus ergeben sich leistungsfähige Anwendungsmöglichkeiten mit einer verhältnismäßig kleinen Apparatur.

Gemäß der obigen Beschreibung sind die Teilmuster quadratisch oder rechteckig. Werden jedoch be Teilmustern, die aus beispielsweise 12 mal 12=144 Bildelementen bestehen, die Werte in der Umgebuni der vier Ecken des Quadratischen Feldes vernachlässig und beispielsweise die logischen Schaltungen 38' ir Fig.8 weggelassen oder ihre Ausgangssignale unter drückt, so entspricht dies der Verwendung vor kreisförmigen Teilmustern.

Obwohl Fehler auftreten, die einer derartiger Digitalisierung einer Ebene zuzuschreiben sind, lasser sich Teilmuster jeder beliebigen Form verarbeiten.

Wie oben erwähnt, vermittelt die vorliegendf Erfindung eine Musterübereinstimmung mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der die Bildaufnahmeeinrich tung tastet, wobei dies mit einer verhältnismäßig wenif umfangreichen Apparatur möglich wird. Da sich dit Muster auf Teilmuster beschränken, kann außerdem dif Speicherkapazität klein sein.

Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung wire daher die Erkennung der Lage eines Gegenstand; mittels eines optischen Gerätes möglich, was bishei nahezu unmöglich war. Da diese Möglichkeit sich fernei in wirtschaftlicher Weise realisieren läßt, wird die Automatisierung von Fertigungseinrichtungen unc dergleichen ermöglicht.

Hierzu 7 Hhiit Zcichiuiimcn

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erkennung der Lage eines Musters mit einer Bildaufnahmeeinrichtung zur Abtastung des Musters unter Erzeugung eines das Muster wiedergebenden ersten Bildsignals, einer Detektoreinrichtung zur Feststellung eines eine vorgegebene Bedingung erfüllenden Teils des ersten Bildsignals und einer Lagebestimmungseinrichtung, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Detektoreinrichtung die Koordinaten einer gesuchten Stelle des Musters berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen Speicher (8) umfaßt, in dem ein zweites Bildsignal eines einem charakteristischen Teil des Musters entsprechenden zweidimensionalen Vergleichsmusters gespeichert ist, ferner eine Gruppierungseinrichtung (7), die aus dem ersten Bildsignal nacheinander jeweils zweidimensionalen Teilmustem entsprecfiep.de dritte Bildsignale entnimmt, sowie eine mit dem Speicher (8) und der Gruppierungseinrichtung (7) verbundene Vergleicherstufe (9), die das zweite Bildsignal mit den einzelnen dritten Bildsignalen vergleicht und ermittelt, welches der zweidimensionalen Teilmuster den höchsten Grad an Koinzidenz mit dem zweidimensionalen Vergleichsmuster aufweist, und daß die Lagebestimmungseinrichtung (3,13, 25) die Koordinaten der gesuchten Stelle des Musters aus den Koordinaten des Teilmusters mit dem höchsten Koinzidenzgrad berechnet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Umsetzereinrichtung (34... 39), die das von der Bildaufnahmeeinrichtung (ι) aufgenommene Muster in Binärwerte umsetzt, und daß die Vergleicherstufe (9) die entnommenen Teilmuster mit dem Vergleichsmuster bitweise vergleicht

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzereinrichtung (34...39) eine Haltestufe (39) umfaßt, die jeweils das dem von der Bildaufnahmeeinrichtung (1) gerade getasteten Muster unmittelbar vorausgehende Muster speichert und die mittlere Helligkeit dieses vorausgehenden Musters ermittelt, sowie eine Einrichtung (35), die das gerade getastete Muster in auf eine mittlere Helligkeit bezogene Binärwerte umsetzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (8) mehrere Speicherstellen (26, 27, 28) zum vorhergehenden Speichern mindestens zweier Vergleichsmuster aufweist und daß die Lagebestimmungseinrichtung (3, 13, 25) diejenigen Teilmuster ermittelt, die mit den beiden Vergleichsmustern am besten koinzidieren, und die Koordinaten der gesuchten Stelle des Musters aus den Koordinaten beider Teilmuster berechnet

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, eine Entscheidungsstufe (23), die die Koinzidenzgrade zwischen den am besten koinzidierenden Teilmustern vergleicht und die Koordinaten des Teilmusters mit dem höchsten Koinzidenzgrad ermittelt, und daß die Lagebestimmungseinrichtung (3, 13, 25) die Koordinaten der gesuchten Stelle des Musters aus den Koordinaten des so ermittelten Teilmusters berechnet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleiche zwischen den Vergleichsmustern und den entnommenen Teilmustern

so erfolgen, daß bei jedem Bereich bzw. bei jeder Periode der Tastung des Musters durch die Bildaufnahmeeinrichtung (1) eine Umschaltung erfolgt

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Winkelkorrektur des Musters entsprechend den Koordinaten einer Gruppe von Teilmustern hoher Koinzidenz erfolgt

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Halbspiegel (53) und einen zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung (1) und dem das Muster tragenden Gegenstand (60) angeordneten ersten Verschluß (50), ferner eine Lichtquelle (54), die den Gegenstand (60) durch den Halbspiegel (53) und den ersten Verschluß (50) hindurch beleuchtet, eine von der Lichtquelle (54) durch den Halbspiegel (53) beleuchtete Bezugsplatte (56) mit einer darauf vorgesehenen Markierung sowie einen zwischen dem Halbspiegel (53) und der Bezugsplatte (56) angeordneten zweiten Verschluß (51), wobei die beiden Verschlüsse (50,51) derart selektiv einschaltbar sind, daß entweder das Muster auf dem Gegenstand (60) oder die Markierung auf der Bezugsplatte (56) von der Bildaufnahmeeinrichtung erfaßt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen (1-1... 1-m), die mit der nachfolgenden Verarbeitungsschaltung selektiv verbindbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Muster ein konzentrisches Muster aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster von einem Halbleiter-Schaltungselement gebildet ist.