JP2974788B2 - パターン位置検出方法 - Google Patents
パターン位置検出方法Info
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- JP2974788B2 JP2974788B2 JP2404369A JP40436990A JP2974788B2 JP 2974788 B2 JP2974788 B2 JP 2974788B2 JP 2404369 A JP2404369 A JP 2404369A JP 40436990 A JP40436990 A JP 40436990A JP 2974788 B2 JP2974788 B2 JP 2974788B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体や平面的な模様、
マーク等の被検パターンを撮像した２次元的画像から、
被検パターンの位置を自動的に検出するパターン位置検
出方法に関するものであり、部品実装機での部品が実装
される回路基板や部品の位置を自動検出するのに利用さ
れる。
マーク等の被検パターンを撮像した２次元的画像から、
被検パターンの位置を自動的に検出するパターン位置検
出方法に関するものであり、部品実装機での部品が実装
される回路基板や部品の位置を自動検出するのに利用さ
れる。
【０００２】
【従来の技術】最近、回路基板への電子部品の実装で
は、視覚認識装置を用いて回路基板や電子部品の位置を
計測し、回路基板上の電極と電子部品の電極とに位置ず
れがあるような場合、双方の位置が合致するように位置
補正してから電子部品を回路基板に装着する傾向にあ
る。
は、視覚認識装置を用いて回路基板や電子部品の位置を
計測し、回路基板上の電極と電子部品の電極とに位置ず
れがあるような場合、双方の位置が合致するように位置
補正してから電子部品を回路基板に装着する傾向にあ
る。
【０００３】一般に、視覚認識装置を用いた回路基板の
位置計測では、基板上に位置決め用のパターンを設けて
おき、このパターンの位置を求めることによって回路基
板の全体的な電極のずれを知ることができる。また装着
直前の電子部品の位置計測ではノズルに吸着された電子
部品の背後より光を当てて電子部品の影絵を撮像し、こ
の画像を処理することにより電子部品に中心位置や角度
を求める。従来これらの位置決め方法としては、テンプ
レートマッチング法が知られている。
位置計測では、基板上に位置決め用のパターンを設けて
おき、このパターンの位置を求めることによって回路基
板の全体的な電極のずれを知ることができる。また装着
直前の電子部品の位置計測ではノズルに吸着された電子
部品の背後より光を当てて電子部品の影絵を撮像し、こ
の画像を処理することにより電子部品に中心位置や角度
を求める。従来これらの位置決め方法としては、テンプ
レートマッチング法が知られている。
【０００４】この方法は、物体や模様、マーク等の被検
パターンを撮像した画像の一部分を予め基準パターンと
して記録しておき、位置計測時には被検パターン像と基
準パターンとの一致度を２次元的に評価し、一致度が最
大になる点の位置を求める。
パターンを撮像した画像の一部分を予め基準パターンと
して記録しておき、位置計測時には被検パターン像と基
準パターンとの一致度を２次元的に評価し、一致度が最
大になる点の位置を求める。
【０００５】通常基準パターンには被検パターンの角等
の特徴のある小領域に対応した２値画像を辞書画像とし
て用いる。位置計測時には２値化された被検パターン像
と辞書パターンの画素を比較して一致した画素の個数を
一致度とする。
の特徴のある小領域に対応した２値画像を辞書画像とし
て用いる。位置計測時には２値化された被検パターン像
と辞書パターンの画素を比較して一致した画素の個数を
一致度とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の方法
では、ある一定の２値レベルで２値化された被検パター
ン像を扱うので、輝度変動に弱いと云う問題がある。ま
た被検パターンの一部分の位置検出のため類似のパター
ンが存在した場合、正しい検出位置を特定するためのパ
ターンの選択手段が必要であると云う問題も有してい
る。
では、ある一定の２値レベルで２値化された被検パター
ン像を扱うので、輝度変動に弱いと云う問題がある。ま
た被検パターンの一部分の位置検出のため類似のパター
ンが存在した場合、正しい検出位置を特定するためのパ
ターンの選択手段が必要であると云う問題も有してい
る。
【０００７】そこで本発明は、相互に所定距離離れた複
数の測定点全てが、被検パターン像の輪郭部に対応した
ときに、各測定点にて被検パターン像から検出する特定
方向における輝度勾配の累積値が最大になることを利用
して前記従来のような問題を解消することができるパタ
ーン位置検出方法を提供することを課題とするものであ
る。
数の測定点全てが、被検パターン像の輪郭部に対応した
ときに、各測定点にて被検パターン像から検出する特定
方向における輝度勾配の累積値が最大になることを利用
して前記従来のような問題を解消することができるパタ
ーン位置検出方法を提供することを課題とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決するため、被検パターンを撮像した画像を、こ
の画像の中の任意の基準点とこの基準点のまわりに所定
距離離れて前記画像の輪郭に対応する配列とされた複数
の計測点とによってそれらの位置関係を変えずに走査
し、各計測点ごとに予め定めた方向についての輝度勾配
の成分を全ての計測点について累積した値が最大となる
走査位置での基準点の位置により被検パターンの位置を
検出することを特徴とするものである。
題を解決するため、被検パターンを撮像した画像を、こ
の画像の中の任意の基準点とこの基準点のまわりに所定
距離離れて前記画像の輪郭に対応する配列とされた複数
の計測点とによってそれらの位置関係を変えずに走査
し、各計測点ごとに予め定めた方向についての輝度勾配
の成分を全ての計測点について累積した値が最大となる
走査位置での基準点の位置により被検パターンの位置を
検出することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明の上記構成では、各計測点での各特定方
向での検出輝度勾配の値は、計測点が被検パターン像の
輪郭と特定方向に合致している度合いに応じたものとな
り、各計測点が被検パターンの輪郭に対応するように配
列されていることによって、各計測点の全てが被検パタ
ーンの輪郭に対応する位置関係になったときに、各計測
点での特定方向における検出輝度勾配の累積値が最大と
なるので、各測定点が被検パターンの輪郭に対応した位
置関係にあることの判別を可能にし、そのときの基準点
の位置によって被検パターンの位置お特定することがで
きる。
向での検出輝度勾配の値は、計測点が被検パターン像の
輪郭と特定方向に合致している度合いに応じたものとな
り、各計測点が被検パターンの輪郭に対応するように配
列されていることによって、各計測点の全てが被検パタ
ーンの輪郭に対応する位置関係になったときに、各計測
点での特定方向における検出輝度勾配の累積値が最大と
なるので、各測定点が被検パターンの輪郭に対応した位
置関係にあることの判別を可能にし、そのときの基準点
の位置によって被検パターンの位置お特定することがで
きる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図を参照して詳細に説
明する。
明する。
【００１１】まず計測点での輝度勾配の計測原理につい
て説明すると、図１に示すようなスポット状の計測点を
用いる。この計測点での輝度勾配の検出は、第１図に示
すように計測点範囲内の輝度につき矢印方向に微分する
ことにより行う。このような検出によると、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように斜線を施して表した被検パ
ターン像Ｐに対し、測定点がｐ、ｑ、ｒ、ｓの各位置関
係にある場合、測定点ｐ、ｒ、ｓでは矢印方向には輝度
の変化がほとんどないので、微分値は小さい。しかし測
定点ｑでは矢印で示す微分方向が被検パターン像Ｐの輪
郭に直交するように対応しているので、微分は被検パタ
ーン像Ｐのない領域から被検パターンのある領域に及ぶ
ことになり微分値が極端に大きくなる。
て説明すると、図１に示すようなスポット状の計測点を
用いる。この計測点での輝度勾配の検出は、第１図に示
すように計測点範囲内の輝度につき矢印方向に微分する
ことにより行う。このような検出によると、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように斜線を施して表した被検パ
ターン像Ｐに対し、測定点がｐ、ｑ、ｒ、ｓの各位置関
係にある場合、測定点ｐ、ｒ、ｓでは矢印方向には輝度
の変化がほとんどないので、微分値は小さい。しかし測
定点ｑでは矢印で示す微分方向が被検パターン像Ｐの輪
郭に直交するように対応しているので、微分は被検パタ
ーン像Ｐのない領域から被検パターンのある領域に及ぶ
ことになり微分値が極端に大きくなる。
【００１２】そこで図３（ａ）に示すような被検パター
ンＰ′を電子部品を実装する電子回路基板上に設けてお
き、この被検パターンＰ′によって電子回路基板の位置
を判定するのに、図３（ｂ）に示すような測定点１〜４
を用いる。各測定点１〜４は前記した被検パターンＰ′
を図４のビデオカメラ１１によって撮像した被検パター
ン像Ｐの輪郭の四辺位置に対応しており、それぞれにお
ける輝度勾配の検出のための微分方向が、図に矢印で示
しているように、被検パターン像Ｐの対応する輪郭部と
直交する方向に設定している。これによって各測定点１
〜４が被検パターン像Ｐの輪郭に対応したとき、各測定
点１〜４での検出輝度勾配が他の場合よりも大きくな
る。
ンＰ′を電子部品を実装する電子回路基板上に設けてお
き、この被検パターンＰ′によって電子回路基板の位置
を判定するのに、図３（ｂ）に示すような測定点１〜４
を用いる。各測定点１〜４は前記した被検パターンＰ′
を図４のビデオカメラ１１によって撮像した被検パター
ン像Ｐの輪郭の四辺位置に対応しており、それぞれにお
ける輝度勾配の検出のための微分方向が、図に矢印で示
しているように、被検パターン像Ｐの対応する輪郭部と
直交する方向に設定している。これによって各測定点１
〜４が被検パターン像Ｐの輪郭に対応したとき、各測定
点１〜４での検出輝度勾配が他の場合よりも大きくな
る。
【００１３】このように各測定点１〜４が被検パターン
像Ｐの輪郭に対応する位置を探査するのに、各測定点１
〜４の配列の中心位置に走査基準点Ｓを設定する。そし
てビデオカメラ１１による撮像画像を、図４のメインコ
ントローラ１２により画像処理装置１３に取り込み、予
め設定してある図５に示すような計測ウインドウ２１内
で、前記基準点Ｓおよび各計測点１〜４の相互位置を変
えずに第５図に示す矢印２３のように２次元的に走査す
る。メインコントローラ１２は前記走査に際し、各移動
位置における各計測点１〜４での検出輝度勾配（積分
値）を累算し、その時々の基準点Ｓの位置と、前記累算
値とを記憶しておく。なおメインコントローラ１２によ
るこのような操作は、部品実装機での各種動作の制御と
ともに、自身に格納しているプログラム２２にしたがっ
て自動的に適時になされる。
像Ｐの輪郭に対応する位置を探査するのに、各測定点１
〜４の配列の中心位置に走査基準点Ｓを設定する。そし
てビデオカメラ１１による撮像画像を、図４のメインコ
ントローラ１２により画像処理装置１３に取り込み、予
め設定してある図５に示すような計測ウインドウ２１内
で、前記基準点Ｓおよび各計測点１〜４の相互位置を変
えずに第５図に示す矢印２３のように２次元的に走査す
る。メインコントローラ１２は前記走査に際し、各移動
位置における各計測点１〜４での検出輝度勾配（積分
値）を累算し、その時々の基準点Ｓの位置と、前記累算
値とを記憶しておく。なおメインコントローラ１２によ
るこのような操作は、部品実装機での各種動作の制御と
ともに、自身に格納しているプログラム２２にしたがっ
て自動的に適時になされる。
【００１４】いま図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよ
うな位置関係を考えると、それぞれの位置関係での各累
算値が順にｔa 、t b 、t c とすると、前記説明で明ら
かなように、 ｔa ＜t b ＜t c となる。また図６（ｃ）に示す被検パターン像Ｐと、基
準点Ｓおよび計測点１〜４との位置関係のとき累積値は
最大となる。
うな位置関係を考えると、それぞれの位置関係での各累
算値が順にｔa 、t b 、t c とすると、前記説明で明ら
かなように、 ｔa ＜t b ＜t c となる。また図６（ｃ）に示す被検パターン像Ｐと、基
準点Ｓおよび計測点１〜４との位置関係のとき累積値は
最大となる。
【００１５】以上によって累積値を最大にする基準点Ｓ
の位置を被検パターンＰ′の中心位置として求めること
ができる。
の位置を被検パターンＰ′の中心位置として求めること
ができる。
【００１６】さらに具体的には、ビデオカメラ１１は電
子部品が実装される電子回路基板の場合、電子部品実装
機における電子回路基板を搬送する搬送路の所定位置に
対応して固設される。そして図７のフローチャートに示
すように、まず前記ビデオカメラ１１によって、前記搬
送路の所定位置に到達した電子回路基板に表示されてい
る被検パターンＰ′を撮像し、撮像した被検パターン像
Ｐは画像処理装置２３に入力される（ステップ＃１）。
この入力にかかる被検パターン像Ｐに対して走査基準点
Ｓとパターン画像の輪郭に応じた計測点１〜４を設定す
る（ステップ＃２）。
子部品が実装される電子回路基板の場合、電子部品実装
機における電子回路基板を搬送する搬送路の所定位置に
対応して固設される。そして図７のフローチャートに示
すように、まず前記ビデオカメラ１１によって、前記搬
送路の所定位置に到達した電子回路基板に表示されてい
る被検パターンＰ′を撮像し、撮像した被検パターン像
Ｐは画像処理装置２３に入力される（ステップ＃１）。
この入力にかかる被検パターン像Ｐに対して走査基準点
Ｓとパターン画像の輪郭に応じた計測点１〜４を設定す
る（ステップ＃２）。
【００１７】次で２次元走査が完了したかどうかを判別
し（ステップ＃３）、完了していなければ全ての計測点
１〜４での輝度勾配の検出値を累算し、この累算値とこ
のときの走査基準点Ｓとを記憶した後（ステップ＃
４）、走査基準点Ｓの位置を変更して２次元走査を実行
し（ステップ＃５）、ステップ＃２に戻る。ステップ＃
３において２次元走査が完了しているとステップ＃６に
移行して累算値が最大となる走査基準点Ｓの位置をメモ
リ内から選択して求める。これが被検パターン像Ｐの位
置、つまり電子回路基板上に表された被検パターンＰ′
の位置であり、電子回路基板の前記搬送路の所定位置で
の位置を判定することができる。この判定データによっ
て電子回路基板上に設けられている電極と、この電子回
路基板に実装される電子部品の電極の位置との関係を判
定し、必要な位置補正を可能とする。
し（ステップ＃３）、完了していなければ全ての計測点
１〜４での輝度勾配の検出値を累算し、この累算値とこ
のときの走査基準点Ｓとを記憶した後（ステップ＃
４）、走査基準点Ｓの位置を変更して２次元走査を実行
し（ステップ＃５）、ステップ＃２に戻る。ステップ＃
３において２次元走査が完了しているとステップ＃６に
移行して累算値が最大となる走査基準点Ｓの位置をメモ
リ内から選択して求める。これが被検パターン像Ｐの位
置、つまり電子回路基板上に表された被検パターンＰ′
の位置であり、電子回路基板の前記搬送路の所定位置で
の位置を判定することができる。この判定データによっ
て電子回路基板上に設けられている電極と、この電子回
路基板に実装される電子部品の電極の位置との関係を判
定し、必要な位置補正を可能とする。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、各計測点での各特定方
向での検出輝度勾配の値は、計測点が被検パターン像の
輪郭と特定方向に合致している度合いに応じたものとな
り、各計測点が被検パターンの輪郭に対応するように配
列されていることによって、各計測点の全てが被検パタ
ーンの輪郭に対応する位置関係になったときに、各計測
点での特定方向における検出輝度勾配の累積値が最大と
なるので、各測定点が被検パターンの輪郭に対応した位
置関係にあることの判別を可能にし、そのときの基準点
の位置によって被検パターンの位置お特定することがで
き、どのような形状のパターンにも同様に適用すること
ができる。
向での検出輝度勾配の値は、計測点が被検パターン像の
輪郭と特定方向に合致している度合いに応じたものとな
り、各計測点が被検パターンの輪郭に対応するように配
列されていることによって、各計測点の全てが被検パタ
ーンの輪郭に対応する位置関係になったときに、各計測
点での特定方向における検出輝度勾配の累積値が最大と
なるので、各測定点が被検パターンの輪郭に対応した位
置関係にあることの判別を可能にし、そのときの基準点
の位置によって被検パターンの位置お特定することがで
き、どのような形状のパターンにも同様に適用すること
ができる。
【図１】計測点とこの計測点範囲での検出輝度勾配を求
める微分方向を示す説明図である。
める微分方向を示す説明図である。
【図２】被検パターン像とこの被検パターン像に対する
各位置および向きでの計測点との関係を示す説明図であ
る。
各位置および向きでの計測点との関係を示す説明図であ
る。
【図３】被検パターン像とこれに対応する走査基準点お
よび計測点の一例を示す図である。
よび計測点の一例を示す図である。
【図４】本発明を実施する装置の一例を示すブロック構
成図である。
成図である。
【図５】被検パターンの撮像画像に対する走査基準点お
よび計測点の２次元走査の状態を示す図である。
よび計測点の２次元走査の状態を示す図である。
【図６】被検パターン像と、これに対する各走査位置で
の走査基準点および計測点との位置関係を示す図であ
る。
の走査基準点および計測点との位置関係を示す図であ
る。
【図７】本願発明の一実施例を示す操作手順のフローチ
ャートである。
ャートである。
１〜４ 計測点 １１ ビデオカメラ １２ メインコントローラ １３ 画像処理装置 ２１ 計測ウインドウ ２２ プログラム Ｓ 基準点 Ｐ′ 被検パターン Ｐ 被検パターン像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−233746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G06T 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】 被検パターンを撮像した画像を、この画
像の中の任意の基準点とこの基準点のまわりに所定距離
離れて前記画像の輪郭に対応する配列とされた複数の計
測点とによってそれらの位置関係を変えずに走査し、各
計測点ごとに予め定めた方向についての輝度勾配の成分
を全ての計測点について累積した値が最大となる走査位
置での基準点の位置により被検パターンの位置を検出す
ることを特徴とするパターン位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404369A JP2974788B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | パターン位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404369A JP2974788B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | パターン位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220506A JPH04220506A (ja) | 1992-08-11 |
| JP2974788B2 true JP2974788B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=18514048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2404369A Expired - Lifetime JP2974788B2 (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | パターン位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974788B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2404369A patent/JP2974788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04220506A (ja) | 1992-08-11 |
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