JP2003156311A - Method and apparatus for detection and registration of alignment mark - Google Patents

Method and apparatus for detection and registration of alignment mark

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JP2003156311A
JP2003156311A JP2001355358A JP2001355358A JP2003156311A JP 2003156311 A JP2003156311 A JP 2003156311A JP 2001355358 A JP2001355358 A JP 2001355358A JP 2001355358 A JP2001355358 A JP 2001355358A JP 2003156311 A JP2003156311 A JP 2003156311A
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JP
Japan
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alignment mark
rectangles
pattern matching
detecting
image
Prior art date
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Application number
JP2001355358A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Okudaira
恭之 奥平
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the accuracy and reliability of the detection of an alignment mark by an image processing operation, irrespective of irregularities in the contamination of a substrate or in the production quality of the mark. SOLUTION: When the alignment mark 14 is detected by using a pattern matching operation, edge parts of the alignment mark 14 are covered with a plurality of rectangles S1 , S2 , S3 , S4 , the pattern matching operation is applied to the plurality of rectangles, and the alignment mark is detected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アライメントマー
クの検出、登録方法及び装置に係り、特に、レーザ加工
機で加工対象物(ワークと称する)の位置合わせを行な
う際に用いるのに好適な、パターンマッチングを利用し
てアライメントマークを検出するアライメントマークの
検出方法、その位置検出方法、前記アライメントマーク
を検出するためのテンプレートを登録する登録方法、及
び、これらを用いたアライメントマークの検出装置や、
位置検出装置、登録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment mark detecting and registering method and apparatus, and is particularly suitable for use in aligning an object to be processed (referred to as a work) by a laser beam machine. An alignment mark detecting method for detecting an alignment mark using pattern matching, a position detecting method therefor, a registration method for registering a template for detecting the alignment mark, and an alignment mark detecting device using these,
The present invention relates to a position detection device and a registration device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、レーザビームを用いてワークを
加工するレーザ孔明け機等のレーザ加工機においては、
例えばXYステージ上に配設されたワークと加工用レー
ザビームの位置を正確に合わせる必要がある。そのため
従来は、図1に例示する如く、加工対象であるプリント
基板10のレーザ加工孔12の近傍に形成されたアライ
メントマーク14を、CCDカメラ20等で撮像し、予
め登録した画像との正規化相関を用いた画像処理のパタ
ーンマッチングを利用して、ユーザが登録したアライメ
ントマークとの一致度を判定する工程のみからなるマー
クの検出を行なっていた。このパターンマッチングは、
ユーザにとっては、検出したい画像を登録するだけでよ
いので、非常に使い易い機能である。図において、22
は照明装置である。
2. Description of the Related Art Generally, in a laser processing machine such as a laser drilling machine for processing a work using a laser beam,
For example, it is necessary to accurately align the positions of the workpiece arranged on the XY stage and the processing laser beam. Therefore, conventionally, as illustrated in FIG. 1, the alignment mark 14 formed in the vicinity of the laser processing hole 12 of the printed circuit board 10 to be processed is imaged by the CCD camera 20 or the like and normalized with an image registered in advance. The pattern matching of the image processing using the correlation is used to detect the mark including only the step of determining the degree of coincidence with the alignment mark registered by the user. This pattern matching is
This is a very easy function for the user because he / she only has to register the image to be detected. In the figure, 22
Is a lighting device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パター
ンマッチングは、登録されている画像の輝度のパターン
と、カメラ20から取り込んだ画像の輝度とを比較し、
輝度の一致する所が画像内で多いと評価が高くなるよう
なアルゴリズムであったため、照明光量等の撮像環境が
マーク登録時と異なったり、マーク14が汚れていたり
すると、何処を検出するか分からないという問題点を有
していた。
However, in the pattern matching, the brightness pattern of the registered image is compared with the brightness of the image captured from the camera 20,
Since the algorithm is such that the evaluation is high if there are many places where the brightness matches in the image, if the image capturing environment such as the illumination light amount is different from that at the time of registering the mark or the mark 14 is dirty, it is possible to know where to detect. It had the problem of not having it.

【0004】例えば、図2に示す如く、アライメントマ
ークとしてユーザが円形の画像16を登録し、カメラ画
像が、登録画像16よりも小さい円形の画像18を撮影
していた場合、オペレータは、一致度(相関値)が高く
なるのは、両片の円の中心が一致した部分になると期待
するが、実際には、登録画像16の背景のパターン等に
も影響されるため、中心が一致する場合が一致度が一番
高くなるとは限らず、撮影画像18、18´、18''の
いずれも同様な相関値を示して、中心が特定できない場
合がある。更に、甚だしい場合には、登録画像が図3
(A)に示す如く円形であり、撮影画像が図3(B)に
示す如く正方形であっても、図3(C)に示す如く、背
景の一致度も見るため、両者の一致度は高くなり、判定
レベルによっては一致と検出してしまうこともある。
For example, as shown in FIG. 2, when the user registers a circular image 16 as an alignment mark and the camera image is a circular image 18 smaller than the registered image 16, the operator determines the degree of coincidence. It is expected that the (correlation value) will be high in the part where the centers of the circles of both pieces coincide, but in reality, the pattern of the background of the registered image 16 is also affected, and thus the case where the centers coincide. Does not always have the highest degree of coincidence, and the photographed images 18, 18 ', and 18''all show similar correlation values, and the center may not be specified. Furthermore, in the extreme case, the registered image is shown in FIG.
Even if the photographed image has a circular shape as shown in (A) and the photographed image has a square shape as shown in FIG. 3 (B), since the background coincidence is also seen as shown in FIG. 3 (C), the coincidence between them is high. Therefore, it may be detected as a match depending on the determination level.

【0005】従って、プリント基板10の汚れや基板上
のマーク14の製造品質のばらつき等によって、安定し
てマークを検出することができず、高精度の位置決めが
必要なレーザ加工機では問題となりつつあった。
Therefore, the marks cannot be stably detected due to stains on the printed circuit board 10, variations in the manufacturing quality of the marks 14 on the substrate, and the like, which is becoming a problem in a laser processing machine that requires highly accurate positioning. there were.

【0006】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、画像処理によるアライメントマーク
検出の精度及び信頼性を向上することを課題とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to improve the accuracy and reliability of alignment mark detection by image processing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、パターンマッ
チングを利用してアライメントマークを検出するに際し
て、アライメントマークのエッジ部を複数の矩形でカバ
ーし、少なくとも、該複数の矩形にパターンマッチング
を適用して、アライメントマークを検出することによ
り、前記課題を解決したものである。
According to the present invention, when detecting an alignment mark using pattern matching, the edge portion of the alignment mark is covered with a plurality of rectangles, and pattern matching is applied to at least the plurality of rectangles. Then, the above problem is solved by detecting the alignment mark.

【0008】又、前記複数の矩形のパターン認識結果、
及び、該複数の矩形の相対位置が、予め登録したアライ
メントマークのものと一致した時に、アライメントマー
クと判定するようにしたものである。
In addition, the pattern recognition results of the plurality of rectangles,
Further, when the relative positions of the plurality of rectangles coincide with those of the alignment mark registered in advance, it is determined as the alignment mark.

【0009】更に、前記複数の矩形の相対位置の一致
を、複数の矩形の相対距離及びこれらの中心の中心の相
対的な位置の一致により判定するようにしたものであ
る。
Further, the matching of the relative positions of the plurality of rectangles is determined by the matching of the relative distances of the plurality of rectangles and the relative positions of the centers of these centers.

【0010】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークの位置を検出するに際して、ア
ライメントマークのエッジ部を複数の矩形でカバーし、
少なくとも、該複数の矩形にパターンマッチングを適用
して、予め登録したアライメントマークと一致したと判
定した場合に、前記複数の矩形の中心の中心の絶対的な
位置を算出し、該絶対中心位置を前記アライメントマー
クの位置として検出することにより、前記課題を解決し
たものである。
The present invention also covers the edge portion of the alignment mark with a plurality of rectangles when detecting the position of the alignment mark using pattern matching.
At least, when pattern matching is applied to the plurality of rectangles and it is determined that they match the alignment mark registered in advance, the absolute position of the center of the centers of the plurality of rectangles is calculated, and the absolute center position is calculated. The problem is solved by detecting the position of the alignment mark.

【0011】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークを検出するためのテンプレート
を登録するに際して、少なくとも、アライメントマーク
のエッジ部をカバーする複数の矩形と、該矩形によって
切り取られる画像を、パターンマッチングのテンプレー
トとして登録することにより、前記課題を解決したもの
である。
According to the present invention, when registering a template for detecting an alignment mark using pattern matching, at least a plurality of rectangles that cover the edge portion of the alignment mark and an image cut out by the rectangle are selected. The above problem is solved by registering as a pattern matching template.

【0012】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークを検出するに際して、予め登録
された、少なくとも、アライメントマークのエッジ部を
カバーする複数の矩形と、該矩形によって切り取られる
画像をテンプレートとしてパターンマッチングを行い、
アライメントマークを検出することにより、前記課題を
解決したものである。
According to the present invention, when detecting an alignment mark using pattern matching, a plurality of rectangles which are registered in advance and cover at least the edge portion of the alignment mark, and an image cut out by the rectangle are used as a template. Pattern matching as
The above problem is solved by detecting the alignment mark.

【0013】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークを検出するためのアライメント
マークの検出装置において、検出対象マークや画像を撮
影する撮像手段と、該撮像手段により入力された検出対
象マークを用いて、少なくとも、そのエッジ部をカバー
する複数の矩形と、該矩形によって切り取られる画像
を、パターンマッチングのテンプレートとして保存する
登録手段と、前記撮像手段によって入力された検出対象
画像に対して、前記テンプレートを用いてパターンマッ
チングを行い、アライメントマークを検出する検出手段
とを備えることにより、前記課題を解決したものであ
る。
The present invention is also an alignment mark detecting apparatus for detecting an alignment mark using pattern matching, and an image pickup means for picking up a detection target mark or an image, and a detection target input by the image pickup means. Using a mark, at least a plurality of rectangles that cover the edge portion, a registration unit that saves an image cut by the rectangles as a pattern matching template, and a detection target image input by the imaging unit The problem is solved by including a detection unit that performs pattern matching using the template and detects an alignment mark.

【0014】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークの位置を検出するためのアライ
メントマークの位置検出装置において、検出対象マーク
や画像を撮影する撮像手段と、該撮像手段により入力さ
れた検出対象マークを用いて、少なくとも、そのエッジ
部をカバーする複数の矩形と、該矩形によって切り取ら
れる画像を、パターンマッチングのテンプレートとして
保存する登録手段と、前記撮像手段によって入力された
検出対象画像に対して、前記テンプレートを用いてパタ
ーンマッチングを行い、予め登録したアライメントマー
クと一致したと判定した場合に、前記複数の矩形の中心
の中心の絶対的な位置を算出し、該絶対中心位置を前記
アライメントマークの位置とする検出手段とを備えるこ
とにより、前記課題を解決したものである。
The present invention is also an alignment mark position detecting device for detecting the position of an alignment mark by utilizing pattern matching, and an image pickup means for picking up a mark to be detected or an image, and the image pickup means. Using the detection target mark, at least a plurality of rectangles that cover the edge portion, a registration unit that saves an image cut by the rectangle as a template for pattern matching, and a detection target image input by the imaging unit On the other hand, if pattern matching is performed using the template and it is determined that the alignment marks match in advance, the absolute position of the center of the centers of the plurality of rectangles is calculated, and the absolute center position is calculated. By providing a detecting unit for setting the position of the alignment mark, It is obtained by solving.

【0015】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークを検出するためのテンプレート
を登録するアライメントマークの登録装置において、少
なくとも、アライメントマークのエッジ部をカバーする
複数の矩形と、該矩形によって切り取られる画像を、パ
ターンマッチングのテンプレートとして保存する登録手
段を備えることにより、前記課題を解決したものであ
る。
The present invention is also an alignment mark registration apparatus for registering a template for detecting an alignment mark by utilizing pattern matching, and a plurality of rectangles that cover at least the edge portion of the alignment mark and the rectangles. The problem is solved by providing a registration unit that saves the image cut out by the method as a pattern matching template.

【0016】本発明は、又、パターンマッチングを利用
してアライメントマークを検出するためのアライメント
マークの検出装置において、予め登録された、少なくと
も、アライメントマークのエッジ部をカバーする複数の
矩形と、該矩形によって切り取られる画像をテンプレー
トとしてパターンマッチングを行い、アライメントマー
クを検出する検出手段を備えることにより、前記課題を
解決したものである。
The present invention is also an alignment mark detecting apparatus for detecting an alignment mark by utilizing pattern matching, wherein a plurality of rectangles which are registered in advance and which cover at least an edge portion of the alignment mark are provided. The above problem is solved by providing a detection unit that detects an alignment mark by performing pattern matching using an image cut out by a rectangle as a template.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0018】本実施形態は、図4に示す如く、検出対象
マークや画像を撮影するための、従来と同様のCCDカ
メラ20と、該CCDカメラ20の出力を処理するため
の、例えばパソコンを用いて構成された画像処理装置3
0とを含んでいる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a CCD camera 20 similar to the conventional one for photographing a detection target mark or an image and a personal computer for processing the output of the CCD camera 20, for example, are used. Image processing device 3 configured as
Contains 0 and.

【0019】前記画像処理装置30には、図5に詳細に
示す如く、前記CCDカメラ20からの画像を取り込む
ための、例えばパソコンに装着された画像キャプチャカ
ードで構成された画像取り込み部32と、各種入力を与
えるためのユーザIFであるマウス34及びキーボード
36と、取り込まれた画像に対して、パターンマッチン
グ等の処理を行なう演算部38と、取り込まれた画像や
演算結果等をオペレータに表示するための表示部である
モニタ40と、演算結果等を保存するための保存部42
と、これらをつなぐバス44とを備えている。
As shown in detail in FIG. 5, the image processing device 30 includes an image capturing section 32 for capturing an image from the CCD camera 20, which is composed of an image capture card mounted on a personal computer, for example. A mouse 34 and a keyboard 36 which are user IFs for giving various inputs, a calculation unit 38 for performing processing such as pattern matching on a captured image, and a captured image and a calculation result are displayed to an operator. Monitor 40, which is a display unit for storing data, and storage unit 42, which stores the calculation results and the like.
And a bus 44 connecting them.

【0020】オペレータは、モニタ40上に表示されて
いる画像を見ながら、各種作業を行う。
The operator performs various operations while looking at the image displayed on the monitor 40.

【0021】以下、図6を参照して、パターンマッチン
グのためのテンプレートを登録する作業を説明する。
The operation of registering a template for pattern matching will be described below with reference to FIG.

【0022】まずステップ100で、例えばプリント基
板が載置されているXYステージ(図示省略)を動かす
ことにより、図7に示す如く、カメラの画界21に検出
対象のアライメントマーク14を入れる。次いでステッ
プ102で、例えばキーボード36により取り込みボタ
ンを押す。すると、画像処理装置30は、ステップ20
0で、画像取り込み部32を介して、カメラ20より画
像データを取り込み、ステップ202で、取り込まれた
画像をモニタ40に表示する。
First, in step 100, for example, by moving an XY stage (not shown) on which a printed circuit board is placed, the alignment mark 14 to be detected is placed in the image field 21 of the camera as shown in FIG. Next, in step 102, the capture button is pressed by the keyboard 36, for example. Then, the image processing device 30 performs step 20.
At 0, the image data is captured from the camera 20 via the image capturing section 32, and at step 202, the captured image is displayed on the monitor 40.

【0023】次いでオペレータは、ステップ104で、
テンプレート登録ボタンを押す。すると、画像処理装置
30は、ステップ204で、図8に示す如く、取り込ん
だ画像の表示エリアにカーソル50を表示する。
The operator then, in step 104,
Press the template registration button. Then, in step 204, the image processing apparatus 30 displays the cursor 50 in the display area of the captured image, as shown in FIG.

【0024】次いでオペレータは、ステップ106で、
マウス34によりカーソル50を移動させ、対象マーク
18のエリアを特定するための位置の一つ、例えば左上
の点をクリックする。すると、画像処理装置30は、ス
テップ206で、クリックされた画像座標位置を取得
し、図9に破線で示す如く、クリック位置を表示する。
The operator then, in step 106,
The cursor 50 is moved by the mouse 34, and one of the positions for specifying the area of the target mark 18, for example, the upper left point is clicked. Then, the image processing apparatus 30 acquires the clicked image coordinate position in step 206 and displays the clicked position as indicated by the broken line in FIG.

【0025】次いでオペレータは、ステップ108で、
マウス34により、図9に実線で示す如く、カーソル5
0を移動させ、対象マーク14のエリアを特定するため
の残りの位置、例えば右下の点をクリックする。すると
画像処理装置30は、ステップ208で、最初にクリッ
クされた点により左上の頂点が特定され、今回クリック
された点により右下の頂点が特定される四角形を、図1
0に示す如く、画像表示エリア内に表示し、クリックさ
れた画像座標位置を取得し、確定した四角形ABCD
を、図11に拡大して示す如く表示する。
The operator then, in step 108,
With the mouse 34, as shown by the solid line in FIG.
0 is moved, and the remaining position for specifying the area of the target mark 14, for example, the lower right point is clicked. Then, in step 208, the image processing apparatus 30 defines a quadrangle in which the upper left vertex is specified by the point clicked first and the lower right vertex is specified by the point clicked this time.
As shown in 0, the image is displayed in the image display area, the clicked image coordinate position is acquired, and the fixed rectangle ABCD is acquired.
Is displayed as enlarged in FIG.

【0026】次いで画像処理装置30は、ステップ21
0で、一辺の長さが1/√2×a×L(Lはオペレータ
が確定した四角形ABCDの一辺の長さ、aは例えば
0.95程度の、1より小さい係数)で、オペレータが
確定した四角形ABCDと相似で、中心が一致する内側
の四角形EFGHの四隅の位置座標を算出する。
Next, the image processing apparatus 30 proceeds to step 21.
0, the length of one side is 1 / √2 × a × L (L is the length of one side of the quadrangle ABCD determined by the operator, a is a coefficient smaller than 1 such as 0.95), and the operator is determined. Similar to the quadrangle ABCD, the position coordinates of the four corners of the inner quadrangle EFGH whose centers coincide with each other are calculated.

【0027】次いでステップ212に進み、図12に示
す如く、算出した内部の四角形EFGHの各辺と、オペ
レータが確定した四角形ABCDとの辺で構成される4
つの四角形S1、S2、S3、S4の位置(例えば、左
上の頂点と右下の頂点の座標)を算出する。次いでステ
ップ214に進み、図13に示すような、この4つの四
角形S1、S2、S3、S4と、オペレータが確定した
四角形ABCDで切り取られる画像を、パターンマッチ
ングのテンプレートとして保存部42に保存して、登録
作業を終了する。
Next, in step 212, as shown in FIG. 12, each side of the calculated inner quadrangle EFGH and the side of the quadrangle ABCD determined by the operator 4 are formed.
The positions of the four quadrangles S1, S2, S3, and S4 (for example, the coordinates of the upper left vertex and the lower right vertex) are calculated. Next, in step 214, the four quadrangles S1, S2, S3, S4 and the image cut out by the quadrangle ABCD determined by the operator as shown in FIG. 13 are stored in the storage unit 42 as a template for pattern matching. , Finish the registration work.

【0028】図6に示す手順で登録されたテンプレート
を用いた、本発明の第1実施形態におけるマーク検出
は、図14に示すような手順で行なわれる。
The mark detection in the first embodiment of the present invention using the template registered in the procedure shown in FIG. 6 is performed in the procedure shown in FIG.

【0029】即ち、まずユーザモード、自動運転モード
のいずれにおいても、オペレータは、ステップ300
で、カメラ画界21に検出対象マーク14を入れる。そ
して、ユーザモードにおいては、ステップ302で検出
ボタンを押す。一方、自動運転モードにおいては、ステ
ップ304で取り込みを指示する。
That is, first, in both the user mode and the automatic operation mode, the operator performs step 300.
Then, the detection target mark 14 is placed in the camera field 21. Then, in the user mode, the detection button is pressed in step 302. On the other hand, in the automatic operation mode, fetching is instructed in step 304.

【0030】すると画像処理装置30は、ステップ40
0で、画像取り込み部32を介して、CCDカメラ20
から画像データを取り込む。
The image processing apparatus 30 then proceeds to step 40.
0 through the image capturing unit 32, the CCD camera 20
Import image data from.

【0031】ユーザモードにおいて、オペレータがステ
ップ302で検出ボタンを押すか、自動運転モードにお
いてオペレータがステップ306で検出を指示すると、
画像処理装置30は、まずステップ402で、取り込ん
だ画像より、オペレータが確定した円形のテンプレート
を用いて、全体像をパターンマッチングで探す。次いで
ステップ404で、全体像を検出した位置近傍で、矩形
の4つのテンプレートを用いてパターンマッチングで探
す。
In the user mode, when the operator pushes the detection button in step 302 or when the operator instructs the detection in step 306 in the automatic operation mode,
First, in step 402, the image processing apparatus 30 searches the captured image for the entire image by pattern matching using a circular template determined by the operator. Next, in step 404, a pattern matching is performed using four rectangular templates in the vicinity of the position where the entire image is detected.

【0032】次いでステップ406で、検出した4つの
矩形の位置関係をチェックする。例えば対向する四角形
S1、S2、S3、S4間の相対距離が、設定時と比べ
所定値X%以上ずれていた場合には、検出失敗として、
ステップ402に戻り、次の全体像を探す。
Next, at step 406, the positional relationship of the detected four rectangles is checked. For example, if the relative distance between the facing quadrangles S1, S2, S3, and S4 deviates by a predetermined value X% or more from the setting, it is determined that the detection has failed.
Returning to step 402, the next whole image is searched.

【0033】一方、ステップ406で四角形間の相対距
離が許容範囲内であると判定された場合には、ステップ
410に進み、各矩形の左上と右下の頂点の座標から、
図13に示すような、4つの矩形の中心C1〜C4を算出
し、該中心の中心C0(=C1+C2+C3+C4)/4)
の絶対的な位置(絶対中心位置と称する)算出して、こ
れをアライメントマークの位置とする。
On the other hand, when it is determined in step 406 that the relative distance between the rectangles is within the allowable range, the process proceeds to step 410, where the coordinates of the upper left and lower right vertices of each rectangle are
As shown in FIG. 13, the centers C 1 to C 4 of four rectangles are calculated, and the center C 0 (= C 1 + C 2 + C 3 + C 4 ) / 4) of the centers is calculated.
Is calculated as an alignment mark position.

【0034】次いでステップ412に進み、取り込んだ
画像をモニタ40に表示し、算出した中心画像を数値と
して表示し、取り込んだ画像の座標上にクロスカーソル
で絶対中心座標を表示して、オペレータの確認を求め
る。
Next, in step 412, the captured image is displayed on the monitor 40, the calculated center image is displayed as a numerical value, and the absolute center coordinates are displayed on the coordinates of the captured image with a cross cursor to confirm the operator. Ask for.

【0035】このようにして、アライメントマークの位
置を正確に検出することができる。
In this way, the position of the alignment mark can be accurately detected.

【0036】尚、図15に示す第2実施形態のように、
ステップ406´で、上記S1〜S4間の相対距離、及
び、S1〜S4に対する中心の中心C0の相対的な位置
(相対中心位置と称する)の双方の、予め登録してある
アライメントマークにおけるものとのずれが許容範囲内
である時に、アライメントマークが検出されたものとす
ることもできる。
Incidentally, as in the second embodiment shown in FIG.
In step 406 ′, both of the relative distance between S1 to S4 and the relative position of the center C 0 of the center with respect to S1 to S4 (referred to as relative center position) in the previously registered alignment mark. It is also possible that the alignment mark has been detected when the deviation from and is within the allowable range.

【0037】この第2実施形態によれば、第1実施形態
より高精度のアライメントマーク検出が可能である。。
According to the second embodiment, it is possible to detect the alignment mark with higher accuracy than in the first embodiment. .

【0038】前記実施形態においては、いずれも、先
ず、従来と同様に全体像を用いたパターンマッチングを
適用し、次いで矩形を用いたパターンマッチングを行っ
ているので、高精度の位置検出を迅速に行うことができ
る。なお、アライメントマークの形状によっては、全体
像を用いたパターンマッチングを省略して、矩形を用い
たパターンマッチングを直接行うことも可能である。
In each of the above embodiments, first, pattern matching using the whole image is applied as in the conventional case, and then pattern matching using rectangles is performed, so that highly accurate position detection can be performed quickly. It can be carried out. Depending on the shape of the alignment mark, it is possible to omit the pattern matching using the whole image and directly perform the pattern matching using a rectangle.

【0039】又、前記実施形態においては、アライメン
トマークが円形とされていたが、アライメントマークの
形状は円形に限定されず、図16に示すような四角形
(正方形又は長方形)、あるいは、図17に示すような
三角形、更には、他の形状であってもよい。いずれにし
ても、そのエッジ部を複数の矩形でカバーして、該矩形
にパターンマッチングを適用する。
Although the alignment mark is circular in the above-mentioned embodiment, the shape of the alignment mark is not limited to a circle, and it may be a quadrangle (square or rectangle) as shown in FIG. It may have a triangular shape as shown, as well as other shapes. In any case, the edge portion is covered with a plurality of rectangles, and pattern matching is applied to the rectangles.

【0040】前記実施形態においては、本発明が、レー
ザ加工機のアライメントマーク検出に適用されていた
が、本発明の適用対象はこれに限定されず、レーザ加工
機以外の一般のアライメントマーク検出にも同様に適用
できることは明らかである。
In the above embodiment, the present invention is applied to the alignment mark detection of the laser processing machine, but the application target of the present invention is not limited to this, and it is applicable to general alignment mark detection other than the laser processing machine. Obviously, can be applied similarly.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、検出対象の汚れによる
ノイズやアライメントマーク作成上のばらつきに対しロ
バスト性を有し、、画像処理によるアライメントマーク
検出の精度及び信頼性を向上することができ、例えばレ
ーザ加工機のアライメント精度及び加工精度を向上する
ことができる。又、煩雑な設定からオペレータを解放す
ると共に、作業時間を短縮することができる。
According to the present invention, it is possible to improve the accuracy and reliability of alignment mark detection by image processing, because it has robustness against noise due to dirt on the object to be detected and variations in alignment mark creation. For example, the alignment accuracy and processing accuracy of the laser processing machine can be improved. Further, the operator can be freed from complicated settings and the working time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アライメントマーク検出の様子を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing how alignment marks are detected.

【図2】従来の問題点の一例を説明するための平面図FIG. 2 is a plan view for explaining an example of conventional problems.

【図3】従来の問題点の他の例を説明するための平面図FIG. 3 is a plan view for explaining another example of conventional problems.

【図4】本発明に係るアライメントマーク検出装置の実
施形態の全体構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an alignment mark detection device according to the present invention.

【図5】同じく画像処理装置の詳細構成を示すブロック
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the image processing apparatus.

【図6】本発明の実施形態における登録作業の手順を示
す流れ図
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of registration work in the embodiment of the present invention.

【図7】登録作業でカメラ画界に検出対象マークを入れ
た状態を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a detection target mark is put in a camera image field in registration work.

【図8】同じく、カーソルを対象マークのエリアの左上
に合わせている状態を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the cursor is also positioned at the upper left of the area of the target mark.

【図9】同じく、カーソルを対象マークのエリアの右下
に合わせている状態を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a state in which the cursor is also positioned at the lower right of the area of the target mark.

【図10】同じく、対象マークのエリアにカーソルが合
った状態を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a state in which the cursor is also placed over the area of the target mark.

【図11】図10の要部拡大図11 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図12】登録作業で矩形のテンプレートを抽出してい
る状態を示す図
FIG. 12 is a diagram showing a state in which a rectangular template is being extracted during registration work.

【図13】同じく、抽出された矩形のテンプレートを示
す図
FIG. 13 is a diagram showing an extracted rectangular template in the same manner.

【図14】本発明の第1実施形態におけるアライメント
マーク検出作業の手順を示す流れ図
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of alignment mark detection work according to the first embodiment of the present invention.

【図15】同じく第2実施形態におけるアライメントマ
ーク検出作業の手順を示す流れ図
FIG. 15 is a flow chart showing a procedure of alignment mark detection work according to the second embodiment.

【図16】アライメントマーク及びテンプレートの他の
例を示す平面図
FIG. 16 is a plan view showing another example of the alignment mark and the template.

【図17】アライメントマーク及びテンプレートの更に
他の例を示す平面図
FIG. 17 is a plan view showing still another example of alignment marks and templates.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…プリント基板(ワーク) 12…レーザ加工穴 14…アライメントマーク 18…撮影画像 20…CCDカメラ 21…カメラ画界 30…画像処理装置 32…画像取り込み部 34…マウス 36…キーボード 38…演算部 40…モニタ(表示部) 42…保存部 50…カーソル S1、S2、S3、S4…四角形(矩形) 10 ... Printed circuit board (work) 12 ... Laser processed hole 14 ... Alignment mark 18 ... Taken image 20 ... CCD camera 21 ... Camera image world 30 ... Image processing device 32 ... Image capturing section 34 ... Mouse 36 ... Keyboard 38 ... Calculation unit 40 ... Monitor (display section) 42 ... Storage section 50 ... Cursor S1, S2, S3, S4 ... Square (rectangle)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークを検出するに際して、 アライメントマークのエッジ部を複数の矩形でカバー
し、 少なくとも、該複数の矩形にパターンマッチングを適用
して、アライメントマークを検出することを特徴とする
アライメントマークの検出方法。
1. When detecting an alignment mark using pattern matching, an edge portion of the alignment mark is covered with a plurality of rectangles, and pattern matching is applied to at least the plurality of rectangles to detect the alignment mark. A method for detecting an alignment mark, which is characterized in that
【請求項2】前記複数の矩形のパターン認識結果、及
び、該複数の矩形の相対位置が、予め登録したアライメ
ントマークのものと一致した時に、アライメントマーク
と判定することを特徴とする請求項1に記載のアライメ
ントマークの検出方法。
2. The alignment mark is determined when the pattern recognition results of the plurality of rectangles and the relative positions of the plurality of rectangles match those of an alignment mark registered in advance. The method for detecting the alignment mark described in.
【請求項3】前記複数の矩形の相対位置の一致を、複数
の矩形の相対距離及びこれらの中心の中心の相対的な位
置の一致により判定することを特徴とする請求項2に記
載のアライメントマークの検出方法。
3. The alignment according to claim 2, wherein the matching of the relative positions of the plurality of rectangles is determined by the matching of the relative distances of the plurality of rectangles and the relative positions of the centers of their centers. Mark detection method.
【請求項4】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークの位置を検出するに際して、 アライメントマークのエッジ部を複数の矩形でカバー
し、 少なくとも、該複数の矩形にパターンマッチングを適用
して、予め登録したアライメントマークと一致したと判
定した場合に、前記複数の矩形の中心の中心の絶対的な
位置を算出し、 該絶対中心位置を前記アライメントマークの位置として
検出することを特徴とするアライメントマークの位置検
出方法。
4. When detecting the position of an alignment mark using pattern matching, the edge portion of the alignment mark is covered with a plurality of rectangles, and pattern matching is applied to at least the plurality of rectangles and registered in advance. The position of the alignment mark, which is characterized by calculating the absolute position of the center of the centers of the plurality of rectangles and detecting the absolute center position as the position of the alignment mark when it is determined that they match the alignment mark. Detection method.
【請求項5】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークを検出するためのテンプレートを登録するに際
して、 少なくとも、アライメントマークのエッジ部をカバーす
る複数の矩形と、該矩形によって切り取られる画像を、
パターンマッチングのテンプレートとして登録すること
を特徴とするアライメントマークの登録方法。
5. When registering a template for detecting an alignment mark using pattern matching, at least a plurality of rectangles covering the edge portion of the alignment mark and an image cut by the rectangle are
A registration method of an alignment mark, characterized by being registered as a pattern matching template.
【請求項6】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークを検出するに際して、 予め登録された、少なくとも、アライメントマークのエ
ッジ部をカバーする複数の矩形と、該矩形によって切り
取られる画像をテンプレートとしてパターンマッチング
を行い、アライメントマークを検出することを特徴とす
るアライメントマークの検出方法。
6. When detecting an alignment mark using pattern matching, pattern matching is performed using a plurality of rectangles that are registered in advance and that cover at least the edge portion of the alignment mark and an image cut out by the rectangle as a template. A method for detecting an alignment mark, which comprises performing and detecting the alignment mark.
【請求項7】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークを検出するためのアライメントマークの検出装
置において、 検出対象マークや画像を撮影する撮像手段と、 該撮像手段により入力された検出対象マークを用いて、
少なくとも、そのエッジ部をカバーする複数の矩形と、
該矩形によって切り取られる画像を、パターンマッチン
グのテンプレートとして保存する登録手段と、 前記撮像手段によって入力された検出対象画像に対し
て、前記テンプレートを用いてパターンマッチングを行
い、アライメントマークを検出する検出手段と、 を備えたことを特徴とするアライメントマークの検出装
置。
7. An alignment mark detecting apparatus for detecting an alignment mark using pattern matching, comprising: an image pickup means for picking up a mark to be detected or an image; and a mark to be detected inputted by the image pickup means. ,
At least a plurality of rectangles that cover the edge part,
A registration unit that saves the image cut out by the rectangle as a template for pattern matching, and a detection unit that performs pattern matching on the detection target image input by the imaging unit using the template and detects an alignment mark. An alignment mark detection device, comprising:
【請求項8】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークの位置を検出するためのアライメントマークの
位置検出装置において、 検出対象マークや画像を撮影する撮像手段と、 該撮像手段により入力された検出対象マークを用いて、
少なくとも、そのエッジ部をカバーする複数の矩形と、
該矩形によって切り取られる画像を、パターンマッチン
グのテンプレートとして保存する登録手段と、 前記撮像手段によって入力された検出対象画像に対し
て、前記テンプレートを用いてパターンマッチングを行
い、予め登録したアライメントマークと一致したと判定
した場合に、前記複数の矩形の中心の中心の絶対的な位
置を算出し、該絶対中心位置を前記アライメントマーク
の位置とする検出手段と、 を備えたことを特徴とするアライメントマークの位置検
出装置。
8. An alignment mark position detecting device for detecting the position of an alignment mark using pattern matching, comprising: an image pickup means for picking up a detection target mark or an image; and a detection target mark inputted by the image pickup means. Using,
At least a plurality of rectangles that cover the edge part,
A registration unit that saves the image cut out by the rectangle as a template for pattern matching, and pattern matching is performed on the detection target image input by the image capturing unit using the template, and matches the alignment mark registered in advance. When it is determined that the alignment mark is detected, an absolute position of the center of the centers of the plurality of rectangles is calculated, and a detection unit that uses the absolute center position as the position of the alignment mark is provided. Position detection device.
【請求項9】パターンマッチングを利用してアライメン
トマークを検出するためのテンプレートを登録するアラ
イメントマークの登録装置において、 少なくとも、アライメントマークのエッジ部をカバーす
る複数の矩形と、該矩形によって切り取られる画像を、
パターンマッチングのテンプレートとして保存する登録
手段を備えたことを特徴とするアライメントマークの登
録装置。
9. An alignment mark registration apparatus for registering a template for detecting an alignment mark using pattern matching, comprising: a plurality of rectangles that cover at least an edge portion of the alignment mark; and an image cut out by the rectangles. To
An alignment mark registration apparatus comprising registration means for storing as a pattern matching template.
【請求項10】パターンマッチングを利用してアライメ
ントマークを検出するためのアライメントマークの検出
装置において、 予め登録された、少なくとも、アライメントマークのエ
ッジ部をカバーする複数の矩形と、該矩形によって切り
取られる画像をテンプレートとしてパターンマッチング
を行い、アライメントマークを検出する検出手段を備え
たことを特徴とするアライメントマークの検出装置。
10. An alignment mark detecting device for detecting an alignment mark by using pattern matching, wherein a plurality of rectangles which are registered in advance and cover at least an edge portion of the alignment mark, and the rectangle are cut out. An alignment mark detecting apparatus comprising a detection unit for detecting an alignment mark by performing pattern matching using an image as a template.
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