JP4921526B2 - Register mark - Google Patents

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Description

本発明は、見当合わせ制御に使用されるレジスタマークに関する。   The present invention relates to a register mark used for registration control.

従来から、印刷工程における見当合わせ制御にはレジスタマークが使用されている。このレジスタマークは縦方向及び横方向における印刷ズレに対して有感であることが要求される。   Conventionally, register marks are used for registration control in a printing process. This register mark is required to be sensitive to printing misalignment in the vertical and horizontal directions.

このため、これまでにこの要求を満足する各種の図形がレジスタマークとして提案され、そのうちのいくつかが実用化されている。   For this reason, various figures that satisfy this requirement have been proposed as register marks, and some of them have been put into practical use.

見当合わせ制御は、レジスタマークの特徴的な部分の幅を測定することにより行うもの(以下、「第一の見当合わせ制御」と呼ぶ)と、レジスタマークの心(中心または重心)の位置を測定することにより行うもの(以下、「第二の見当合わせ制御」と呼ぶ)とに大別される。   Registration control is performed by measuring the width of the characteristic part of the register mark (hereinafter referred to as “first registration control”) and the position of the center (center or center of gravity) of the register mark. This is roughly classified into what is performed (hereinafter referred to as “second registration control”).

第一の見当合わせ制御においては、レジスタマークとして、例えば、直角三角形が使用される。例えば、特許文献1においては、直角ダイヤモンドをレジスタマークとして使用するウェブ整合制御装置が提案されている。   In the first registration control, for example, a right triangle is used as the register mark. For example, Patent Document 1 proposes a web alignment control device that uses right-angle diamonds as register marks.

また、第二の見当合わせ制御においては、レジスタマークとして、例えば、円が使用される。   In the second registration control, for example, a circle is used as a register mark.

特許第2538913号(特開昭63−22651)Japanese Patent No. 2538913 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-22651)

第一の見当合わせ制御及び第二の見当合わせ制御は、制御の対象となる図形すなわちレジスタマークがいずれも完全な図形(すなわち、欠落や余剰がない図形)であることを前提として成り立っている。   The first registration control and the second registration control are based on the premise that the graphic to be controlled, that is, the register mark is a complete graphic (that is, a graphic with no missing or surplus).

しかしながら、実際のレジスタマークには種々の図形的ノイズが含まれており、この図形的ノイズに起因して、レジスタマークの図形としての不完全性が発生している。例えば、レジスタマークが印刷されているシートの表面の凹凸度の大小、レジスタマークを解像する際の解像度の不足、レジスタマークを撮像するレンズの歪み、レジスタマークの撮像から解像に至る各種工程における電気的ノイズなどにより、種々の図形的ノイズが発生する。   However, various register noises are included in an actual register mark, and imperfections of the register mark as a pattern are generated due to the graphic noise. For example, the degree of unevenness of the surface of the sheet on which the register mark is printed, insufficient resolution when resolving the register mark, distortion of the lens that captures the register mark, various processes from register mark imaging to resolution Various graphic noises are generated due to electrical noise and the like.

このため、理論的には、見当合わせ制御を行う見当合わせ制御装置の性能以前の問題として、見当合わせ制御を意図した通りに行うことは不可能である。   Therefore, theoretically, as a problem before the performance of the registration control device that performs the registration control, it is impossible to perform the registration control as intended.

具体的には、上記の第一及び第二の見当合わせ制御においては、次のような制御不良が発生する。   Specifically, in the first and second registration controls described above, the following control failure occurs.

第一の見当合わせ制御においては、レジスタマークの一カ所に対して一回だけ行ったスキャニングにより得たデータに基づいて、レジスタマークの解析を行う。このため、得られたデータに高周波の図形的ノイズが含まれていると、測定誤差に直結する。   In the first registration control, the register mark is analyzed based on data obtained by scanning performed once on one position of the register mark. For this reason, if high frequency graphical noise is included in the obtained data, it is directly connected to a measurement error.

一般に、重心や中心の算定においては、対象となる図形の重量分布が等方性であることが前提とされる。このため、第二の見当合わせ制御においては、レジスタマークの外形における欠け、レジスタマークの内部の穴(ボイド)の存在が誤差の原因となる。   In general, in calculating the center of gravity and the center, it is assumed that the weight distribution of a target graphic is isotropic. For this reason, in the second registration control, a chip in the outer shape of the register mark and the presence of a hole (void) inside the register mark cause an error.

レジスタマークの外形に欠けがある場合に、その欠けを図形フィッテング(欠け以外の他の部分により、欠けた部分を予測する方法)により補完することも考えられるが、上述のように、欠け以外のレジスタマークの外形がそもそも不完全であるため、図形フィッテングは所望の通りには機能しない。   If there is a chip in the outer shape of the register mark, it is conceivable that the chip is complemented by figure fitting (a method for predicting the chipped part by another part other than the chip). Because the register mark outline is incomplete in the first place, the figure fitting does not function as desired.

以上のように、現在多用されているいずれの見当合わせ制御も、レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズ(レジスタマークの図形としての不完全性)に対して免疫性を有していない。   As described above, any of the currently used registration controls is immune to graphic noise (incompleteness as a register mark figure) that is always included in the actual image of the register mark. Not.

本発明は、このような従来の見当合わせ制御における問題点に鑑みてなされたものであり、レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズに対して十分な免疫性を有するレジスタマーク、さらには、当該レジスタマークの性能を有効に発揮しうるレジスタマーク位置同定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems in conventional registration control, and a register mark having sufficient immunity against graphical noise that is necessarily included in an actual image of the register mark, Furthermore, it aims at providing the register mark position identification method which can exhibit the performance of the said register mark effectively.

上記の目的を達成するため、本発明は、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法であって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記レジスタマーク位置同定方法は、上記の星型のレジスタマークを前記シート上に印刷する第一の過程と、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第二の過程と、前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第三の過程と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第四の過程と、を備えるレジスタマーク位置同定方法を提供する。
レジスタマークは、例えば、5足の星形からなる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a register mark position identifying method for reading the position of a register mark printed on a sheet, wherein each direction of a plurality of sides constituting the register mark is predetermined. The register mark position identification method includes a first process of printing the star-shaped register mark on the sheet, and a second process of imaging the register mark on the fed sheet. The image data of the register mark imaged in the first process is scanned in parallel with the respective sides constituting the register mark, and the direction in which the scanning is performed is a direction orthogonal to the respective sides. And a position of each side of the register mark based on a result of the scanning and a third process of moving the register mark to the register Providing a fourth step of locating the over click, the register mark position identification method comprising.
The register mark is composed of, for example, a five-legged star shape.

本発明に係るレジスタマーク位置同定方法は、前記第二の過程において撮像された前記レジスタマークの前記画像データを画像メモリに記憶する過程をさらに備えることが好ましい。   The register mark position identification method according to the present invention preferably further comprises a step of storing the image data of the register mark imaged in the second step in an image memory.

前記各々の辺の位置の特定は、例えば、各走査により得られた積算画素数のピーク値を判定することにより行われる。   The position of each side is specified by, for example, determining the peak value of the number of integrated pixels obtained by each scan.

本発明に係るレジスタマークまたはレジスタマーク位置同定方法によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the register mark or the register mark position identification method according to the present invention, the following effects can be obtained.

第一に、レジスタマークの形状の欠落または余剰に対して大きな免疫性が保障される。   First, great immunity is guaranteed against missing or surplus register mark shapes.

従来では、レジスタマークに欠けがあると、レジスタマークの位置を正確に特定することはほぼ不可能であった。これに対して、本発明に係るレジスタマークまたはレジスタマーク位置同定方法によれば、レジスタマークを構成する各辺に沿って走査を実施するため、レジスタマークに形状の欠落(例えば、穴(ボイド)や欠け(デント))または余分な形状の追加(例えば、ボテ(ブロット))があったとしても、辺の位置の特定はそれらにより影響を受けることはなく、正確に実行することが可能である。すなわち、レジスタマークに穴、欠け、ボテが存在したとしても、レジスタマークの位置特定の誤差の原因とならない。   Conventionally, if a register mark is missing, it is almost impossible to accurately specify the position of the register mark. On the other hand, according to the register mark or the register mark position identifying method according to the present invention, since the scanning is performed along each side constituting the register mark, the register mark is missing a shape (for example, a hole). Or dents) or extra shapes added (for example, bots (blots)), edge location is not affected by them and can be performed accurately . That is, even if there is a hole, a chip, or a void in the register mark, it does not cause an error in specifying the register mark position.

第二に、レジスタマークの各辺におけるノイズが辺全体で平均化されるため、実質上誤差が軽減される。   Secondly, the noise on each side of the register mark is averaged over the entire side, thus substantially reducing the error.

第三に、レジスタマークの位置の誤差を軽減することができる。   Third, an error in register mark position can be reduced.

例えば、レジスタマークが5足の星形である場合には、5つの辺の位置を特定することにより、レジスタマークの位置を特定することができる。このため、レジスタマーク自体が星形としての形状の完全性に欠けるものであったとしても、レジスタマークの位置の誤差が図形全体で平均化され、誤差を軽減することができる。   For example, when the register mark is a five-legged star shape, the position of the register mark can be specified by specifying the positions of the five sides. For this reason, even if the register mark itself lacks the perfect shape as a star, the error of the register mark position is averaged over the entire figure, and the error can be reduced.

図1は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークを示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a register mark according to the first embodiment of the present invention. 図2は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークの他の例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing another example of the register mark according to the first embodiment of the present invention. 星形の5個の辺の番号を示す平面図である。It is a top view which shows the number of five sides of a star shape. 図4(A)は星形を構成する5辺のうちの3辺が得られた組み合わせを示し(組み合わせ番号7、11、13、14、19、21、22、25、26、28)、図4(B)は星形を構成する5辺のうちの4辺が得られた組み合わせを示す(組み合わせ番号15、23、27、29、30)。FIG. 4 (A) shows combinations in which three of the five sides constituting the star are obtained (combination numbers 7, 11, 13, 14, 19, 21, 22, 25, 26, 28). 4 (B) shows a combination in which four of the five sides constituting the star are obtained (combination numbers 15, 23, 27, 29, 30). 図5は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークの位置同定に使用されるレジスタマーク位置同定装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a register mark position identification device used for register mark position identification according to the first embodiment of the present invention. 図6は図5に示したレジスタマーク位置同定装置の一構成要素である走査装置のブロック図である。6 is a block diagram of a scanning device which is a component of the register mark position identification device shown in FIG. 図7は図5に示したレジスタマーク位置同定装置の一構成要素である解析装置のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of an analysis device which is a component of the register mark position identification device shown in FIG. 図8はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing a state of scanning for one side of the register mark. 図9は解析装置がレジスタマークの画像データを解析した結果を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the result of analysis of register mark image data by the analyzer. 図10は解析装置が、図9とは他の方法により、レジスタマークの画像データを解析した結果を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a result of analysis of register mark image data by the analysis apparatus using a method other than that shown in FIG. 図11はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a state of scanning for one side of the register mark. 図12はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a scanning implementation state for one side of the register mark. 図13は従来の見当合わせ制御における走査の実施状況を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a state of scanning in the conventional registration control. 図5に示したレジスタマーク位置同定装置を含む見当合わせ制御装置の一例のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of an example of a registration control device including the register mark position identification device shown in FIG. 5. 星形レジスタマークの領域分割を示す平面図である。It is a top view which shows the area division | segmentation of a star-shaped register mark. 図16(A)はシミュレーション1における境界表現式を図示したものであり、図16(B)は境界の内外の判断をマトリクス上にプロットしたものである。FIG. 16A illustrates the boundary expression in simulation 1, and FIG. 16B plots the determination of the inside and outside of the boundary on a matrix. 星形レジスタマークの各辺の定義式の決定過程を示す平面図である。It is a top view which shows the determination process of the definition formula of each side of a star-shaped register mark. 星形レジスタマークの各辺の定義式の決定過程を示す平面図である。It is a top view which shows the determination process of the definition formula of each side of a star-shaped register mark. シミュレーション1の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the verification result of the star-shaped register mark used as the object of simulation 1, and simulation. シミュレーション1の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the verification result of the star-shaped register mark used as the object of simulation 1, and simulation. シミュレーション1の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the verification result of the star-shaped register mark used as the object of simulation 1, and simulation. シミュレーション2の対象となる星形レジスタマークを示す平面図である。It is a top view which shows the star-shaped register mark used as the object of the simulation 2. FIG. シミュレーション2の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the verification result of the star-shaped register mark used as the object of simulation 2, and simulation. シミュレーション3の例1の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the star-shaped register mark used as the object of Example 1 of simulation 3, and the verification result of simulation. シミュレーション3の例2の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the verification result of the star-shaped register mark used as the object of Example 2 of the simulation 3, and a simulation. シミュレーション4の例1の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the star-shaped register mark used as the object of Example 1 of simulation 4, and the verification result of simulation. シミュレーション4の例2の対象となる星形レジスタマークとシミュレーションの検証結果を示す図である。It is a figure which shows the star-shaped register mark used as the object of Example 2 of simulation 4, and the verification result of simulation.

上述のように、本発明に係るレジスタマークは星形からなる。   As described above, the register mark according to the present invention has a star shape.

図1は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークを示す平面図である。図1に示すように、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークは5足の星形からなる。   FIG. 1 is a plan view showing a register mark according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the register mark according to the first embodiment of the present invention has a five-leg star shape.

星形の図形における足の数は5には限定されない。5以上の任意の奇数を選択することが可能である。   The number of legs in a star-shaped figure is not limited to five. Any odd number of 5 or more can be selected.

図2は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークの他の例を示す平面図である。図2に示すように、例えば、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマークは7足の星形から構成することも可能である。   FIG. 2 is a plan view showing another example of the register mark according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, for example, the register mark according to the first embodiment of the present invention can be configured from a seven-legged star shape.

以下、レジスタマークの形状として星形を選択した理由を説明する。   The reason why the star shape is selected as the register mark shape will be described below.

例えば、N個の辺の相互間の位置関係が予め決まっているN角形を想定する。このようなN角形においては、少なくとも1つの辺を意味する1本の線分を完全に定義することができ、かつ、その線分がN角形のどの辺に相当するかを定義することができれば、このN角形は理論的には同定可能である。これは、N角形をつくるN本の線分のうち(N−1)本はそのN角形を同定する上では冗長であることを意味する。   For example, assume an N-gon having a predetermined positional relationship between N sides. In such an N-gon, if one line segment meaning at least one side can be completely defined and which side of the N-gon can be defined, This N-gon is theoretically identifiable. This means that (N−1) of the N line segments forming the N-gon are redundant in identifying the N-gon.

ただし、これは数学的な意味においてのことであり、現実には、物理的観測によって、何らかの図形を構成する線分、すなわち、二つの端点(その線分の両端)を直接的に定義することは不可能である。これは、本来、線分は2つの端点から定義されるが、収集された像の解像度限界やボケなどによって、端点となるべきN角形の頂点の正確な座標は得られないからである。   However, this is in a mathematical sense. In reality, a line segment that constitutes a certain figure, that is, two end points (both ends of the line segment) are directly defined by physical observation. Is impossible. This is because the line segment is originally defined from two end points, but due to the resolution limit or blur of the collected image, the exact coordinates of the N-shaped vertex to be the end point cannot be obtained.

このため、端点に代わり、各辺の延長として定義可能な直線を用いる。これは一次式として表現される。さらに、二つの直線はそれらを連立方程式と見ることによって1つの交点を定義する。この交点がN角形の1つの頂点を表す。この方法を用いて一つの辺を定義するには二つの交点を定義する必要性があることから、端点(すなわち、二つの点)を定義するためには、最低でも3本の直線を必要とする。これは、例えば、基本図形として三角形を使った場合には、冗長が全く無いことを意味する。   For this reason, instead of the end point, a straight line that can be defined as an extension of each side is used. This is expressed as a linear expression. In addition, two straight lines define one intersection by viewing them as simultaneous equations. This intersection represents one vertex of the N-gon. To define an edge using this method, it is necessary to define two intersection points, so to define an end point (ie two points), at least three straight lines are required. To do. This means that, for example, when a triangle is used as a basic figure, there is no redundancy at all.

このため、N角形における最大の冗長Rは次式で与えられる。
R=(N−3)
For this reason, the maximum redundancy R in the N-gon is given by
R = (N−3)

以下に述べるように、例えば、何れかの辺に欠落があるような場合には、この冗長をその辺に割り当てることによって、欠落に対する免疫性を向上させることができる。   As will be described below, for example, when there is a missing part on any side, immunity against the missing part can be improved by assigning this redundancy to that side.

冗長賦与の観点から、レジスタマークとして用いるのに適した図形に求められる特徴を列記すると以下のようになる。   From the viewpoint of providing redundancy, the characteristics required for a figure suitable for use as a register mark are listed as follows.

(1)冗長性を得るに足る辺数を持つこと
すなわち、R=N−3 が1以上となること、すなわち、Nが4以上であること(4辺形以上であること)、である。
(1) Having a sufficient number of sides to obtain redundancy, that is, R = N−3 is 1 or more, that is, N is 4 or more (a quadrilateral or more).

(2)Nが奇数であること
奇数角形は相互に平行な一対の辺を有しないため、レジスタマークの位置を同定する方法(後述)において、辺を二重に同定することがない(この点については後述する)。
(2) N is an odd number Since an odd-numbered square does not have a pair of sides that are parallel to each other, the method of identifying the position of a register mark (described later) does not identify the side twice (this point) Will be described later).

(3)挟み径(図形の代表径)に比較して、一辺の長さがなるべく大きいこと
条件(1)及び(2)を考慮して、レジスタマークとして使用するN角形の候補を5角形、7角形及び9角形の3個に絞る。この3個のN角形に対して条件(3)を評価すると次の表1を得る。
(3) The length of one side is as large as possible as compared with the pinching diameter (representative diameter of the figure). It is narrowed down to three of a heptagon and a nine-sided shape. When the condition (3) is evaluated for these three N-gons, the following Table 1 is obtained.

表1における挟み径Dは図1及び図2に示す通りである。また、辺長Eは次式により定義される。
E=L−S
The pinching diameter D in Table 1 is as shown in FIGS. The side length E is defined by the following equation.
E = LS

表1における挟み径D及び辺長Eは重心から頂点までの距離すなわち代表半径を0.5とした場合の計算値である。   The pinching diameter D and the side length E in Table 1 are calculated values when the distance from the center of gravity to the apex, that is, the representative radius is 0.5.

Vは各辺が検出可能/不可能となる「場合の数」を示す。   V indicates the “number of cases” where each side is detectable / impossible.

実用的見地から、辺長効率が悪く、場合の数が過大な9角形は候補から除外し、以下、5角形及び7角形についてのみ考察する。   From a practical standpoint, nine-sided polygons with poor side length efficiency and an excessive number of cases are excluded from the candidates, and only pentagons and heptagons are considered below.

次に、5角形及び7角形について、その変形であるところの星形を評価する。N足の星形は正N角形の各辺を両側に延長することにより得ることができる。   Next, for pentagons and heptagons, the star shape, which is a modification thereof, is evaluated. An N-leg star shape can be obtained by extending each side of a regular N-angle to both sides.

表2は、5角形及び7角形について、画像効率すなわちE/Dを計算した表である。   Table 2 is a table in which image efficiency, that is, E / D is calculated for pentagons and heptagons.

表2から、代表外形寸法に対して有効辺長が最も大きい図形、すなわち、画像の利用効率が最も高い図形は5足の星形であると結論できる(以下、「5足の星形」を単に「星形」と呼ぶ)。   From Table 2, it can be concluded that the figure having the longest effective side length with respect to the representative outer dimension, that is, the figure having the highest image utilization efficiency is a five-legged star (hereinafter referred to as “five-legged star”). Simply called "star").

星形において検出可能な辺の組み合わせは2=32通りである。検出された辺に応じて交点の数(すなわち、星形における凸の頂点及び凹の頂点の数)が決定される。表3は星形における検出可能な辺の組み合わせを示す。 There are 2 5 = 32 possible combinations of edges in the star shape. The number of intersection points (that is, the number of convex vertices and concave vertices in the star shape) is determined according to the detected sides. Table 3 shows the combinations of detectable edges in the star shape.

表3において、各記号の意味は次の通りである。   In Table 3, the meaning of each symbol is as follows.

P:組み合わせ番号
a−f:星形の5個の辺(図3参照)
S:検出された辺の数
D:星形を推定するための最低限の交点を定義できる場合は「○」、できない場合は「×」で示した。
P: Combination number af: Five sides of star (see FIG. 3)
S: Number of detected edges D: “○” when the minimum intersection point for estimating the star shape can be defined, and “×” when it cannot.

星形の5個の辺a−fは図3のように定義される。ただし、星形に内接する5角形の各辺は仮想的なもの(すなわち、この5角形は実際の図形には現れない(従って検出不能な)線分で構成される)であり、辺の長さには含めない。   The five sides af of the star shape are defined as shown in FIG. However, each side of the pentagon inscribed in the star shape is virtual (that is, the pentagon is composed of line segments that do not appear in the actual figure (and therefore cannot be detected)), and the length of the side Not included.

以上のように定義した結果を用い、D−TRUEの組み合わせの全てを示したものが図4である。   FIG. 4 shows all the combinations of D-TRUEs using the results defined as described above.

図4(A)は星形を構成する5辺のうちの3辺が得られた組み合わせを示し(組み合わせ番号7、11、13、14、19、21、22、25、26、28)、図4(B)は星形を構成する5辺のうちの4辺が得られた組み合わせを示す(組み合わせ番号15、23、27、29、30)。なお、星形を構成する5辺の全てが得られた組み合わせ(組み合わせ番号31)は省略した。   FIG. 4 (A) shows combinations in which three of the five sides constituting the star are obtained (combination numbers 7, 11, 13, 14, 19, 21, 22, 25, 26, 28). 4 (B) shows a combination in which four of the five sides constituting the star are obtained (combination numbers 15, 23, 27, 29, 30). In addition, the combination (combination number 31) from which all five sides constituting the star shape were obtained was omitted.

図4において、Aで示される「○」は凸の端点を表し、Bで示される「○」は凹の端点を表す。   In FIG. 4, “◯” indicated by A represents a convex end point, and “◯” indicated by B represents a concave end point.

[レジスタマーク位置同定装置]
以下に、星形のレジスタマークの位置を同定する装置及び方法の一例を示す。
[Register mark position identification device]
An example of an apparatus and method for identifying the position of a star-shaped register mark is shown below.

最初に、レジスタマークを用いて見当合わせ制御を行う見当合わせ制御装置の一例を図14に示す。   First, FIG. 14 shows an example of a registration control device that performs registration control using register marks.

図14は見当合わせ制御装置1000のブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram of the registration control apparatus 1000.

見当合わせ制御装置1000は、本発明の実施形態に係るレジスタマークの位置を同定するレジスタマーク位置同定装置100(後述)と、比較器200と、メモリ300と、制御装置400と、から構成されている。   The registration control apparatus 1000 includes a register mark position identification apparatus 100 (described later) for identifying the position of a register mark according to an embodiment of the present invention, a comparator 200, a memory 300, and a control apparatus 400. Yes.

メモリ300には、シート500上のレジスタマーク600が本来あるべき位置すなわちレジスタマーク600の基準位置の座標が記憶されている。   The memory 300 stores the position where the register mark 600 should be on the sheet 500, that is, the coordinates of the reference position of the register mark 600.

レジスタマーク位置同定装置100により同定されたレジスタマーク600の位置を示す信号は比較器200に送信される。   A signal indicating the position of the register mark 600 identified by the register mark position identifying apparatus 100 is transmitted to the comparator 200.

比較器200はメモリ300から基準位置を示す信号を受信し、レジスタマーク位置同定装置100から受信したレジスタマーク600の位置と基準位置とを比較する。   The comparator 200 receives a signal indicating the reference position from the memory 300 and compares the position of the register mark 600 received from the register mark position identifying apparatus 100 with the reference position.

比較器200は比較の結果を示す比較信号を制御装置400に送信する。制御装置400は比較信号が示す、基準位置からのレジスタマーク600の位置のズレに応じて、シート500の位置を修正する。   The comparator 200 transmits a comparison signal indicating the comparison result to the control device 400. The control device 400 corrects the position of the sheet 500 according to the shift of the position of the register mark 600 from the reference position indicated by the comparison signal.

以上のように、レジスタマーク位置同定装置100は見当合わせ制御装置1000の一構成要素をなすものである。   As described above, the register mark position identification device 100 is a constituent element of the registration control device 1000.

以下、本発明の実施形態に係るレジスタマークの位置を同定するレジスタマーク位置同定装置100について説明する。   Hereinafter, a register mark position identification device 100 for identifying the position of a register mark according to an embodiment of the present invention will be described.

図5は本発明の実施形態に係るレジスタマークの位置を同定するレジスタマーク位置同定装置100を示す概略図である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a register mark position identification apparatus 100 for identifying the position of a register mark according to the embodiment of the present invention.

図5に示すように、見当合わせ制御の対象となるシート500が矢印Aの方向にフィードされている。シート500には複数個のレジスタマーク600が一定間隔毎に印刷されており、各レジスタマーク600はシート500上において同一の向きになるように印刷されているものとする。すなわち、レジスタマーク600を構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、レジスタマーク600を構成する複数の辺の相互間の位置関係は既知であるものとする。   As shown in FIG. 5, the sheet 500 to be registered is fed in the direction of arrow A. A plurality of register marks 600 are printed on the sheet 500 at regular intervals, and each register mark 600 is printed on the sheet 500 in the same direction. That is, the directions of the plurality of sides constituting the register mark 600 are determined in advance, and the positional relationship between the plurality of sides constituting the register mark 600 is known.

レジスタマーク位置同定装置100は、フィードされてきたシート500上のレジスタマーク600を撮像する撮像装置120と、撮像装置120が撮像したレジスタマーク600の画像データを記憶する画像メモリ130と、画像メモリ130に記憶された画像データ上においてレジスタマーク600を構成する各々の辺に平行に走査を行うとともに、走査を行う向きを各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置110と、走査の結果に基づいてレジスタマーク600の各々の辺の位置を特定し、もってレジスタマーク600の位置を特定する解析装置140と、から構成されている。   The register mark position identification device 100 includes an imaging device 120 that images the register mark 600 on the fed sheet 500, an image memory 130 that stores image data of the register mark 600 captured by the imaging device 120, and an image memory 130. The scanning device 110 that scans in parallel with each side constituting the register mark 600 on the image data stored in the image data and moves the scanning direction in a direction orthogonal to each side, and based on the scanning result And an analysis device 140 that identifies the position of each side of the register mark 600 and thereby identifies the position of the register mark 600.

図6は走査装置110のブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram of the scanning device 110.

図6に示すように、走査装置110は正スキャン実施装置111と副スキャン実施装置112とから構成されている。   As shown in FIG. 6, the scanning device 110 includes a normal scan execution device 111 and a sub scan execution device 112.

正スキャン実施装置111は、レジスタマーク600を構成する各々の辺に平行に走査を実施する。副スキャン実施装置112は、正スキャン実施装置111が行う走査を、レジスタマーク600を構成する各々の辺に直交する方向において一定間隔毎に移動させたうえで、走査を実施させる。すなわち、正スキャン実施装置111及び副スキャン実施装置112によって、レジスタマーク600を構成する各々の辺に平行に、かつ、各々の辺から一定距離毎に複数回の走査が行われる。   The normal scan execution device 111 performs a scan in parallel with each side constituting the register mark 600. The sub-scan execution device 112 moves the scan performed by the normal scan execution device 111 at regular intervals in a direction orthogonal to each side constituting the register mark 600 and then performs the scan. In other words, the normal scan execution device 111 and the sub scan execution device 112 perform a plurality of scans in parallel with each side constituting the register mark 600 and at a certain distance from each side.

図7は解析装置140のブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram of the analysis device 140.

解析装置140は、中央処理装置(CPU)1401と、第一のメモリ1402と、第二のメモリ1403と、各種命令及びデータを中央処理装置1401に入力するための入力インターフェイス1404と、中央処理装置1401により実行された処理の結果を出力する出力インターフェイス1405と、中央処理装置1401と第一のメモリ1402、第二のメモリ1403、入力インターフェイス1404及び出力インターフェイス1405とを接続するバス1406と、から構成されている。   The analysis device 140 includes a central processing unit (CPU) 1401, a first memory 1402, a second memory 1403, an input interface 1404 for inputting various instructions and data to the central processing unit 1401, and a central processing unit. An output interface 1405 for outputting the result of the processing executed by 1401; and a bus 1406 for connecting the central processing unit 1401 to the first memory 1402, the second memory 1403, the input interface 1404, and the output interface 1405. Has been.

第一のメモリ1402及び第二のメモリ1403の各々は、リード・オンリー・メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)またはICメモリーカードなどの半導体記憶装置、フレキシブルディスクなどの記憶媒体、ハードディスク、あるいは、光学磁気ディスクなどからなる。本実施形態においては、第一のメモリ1402はROMからなり、第二のメモリ1403はRAMからなる。   Each of the first memory 1402 and the second memory 1403 includes a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a semiconductor storage device such as an IC memory card, a storage medium such as a flexible disk, and a hard disk Or an optical magnetic disk or the like. In the present embodiment, the first memory 1402 is a ROM, and the second memory 1403 is a RAM.

第一のメモリ1402は中央処理装置1401が実行するための各種の制御用プログラムその他の固定的なデータを格納している。第二のメモリ1403は様々なデータ及びパラメータを記憶しているとともに、中央処理装置1401に対する作動領域を提供する、すなわち、中央処理装置1401がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納している。   The first memory 1402 stores various control programs to be executed by the central processing unit 1401 and other fixed data. The second memory 1403 stores various data and parameters, and provides an operation area for the central processing unit 1401, that is, data temporarily required for the central processing unit 1401 to execute a program. Is stored.

中央処理装置1401は第一のメモリ1402からプログラムを読み出し、そのプログラムを第二のメモリ1403の作動領域において実行する。すなわち、中央処理装置1201は第一のメモリ1402に格納されているプログラムに従って作動する。   The central processing unit 1401 reads a program from the first memory 1402 and executes the program in the operation area of the second memory 1403. That is, the central processing unit 1201 operates according to a program stored in the first memory 1402.

説明を単純化するため、図7に示すように、レジスタマーク600は直角三角形からなるものとする。すなわち、レジスタマーク600は3つの辺601、602、603からなり、2辺601、602が直角を構成し、他の1辺603が斜辺をなしているものとする。   To simplify the explanation, it is assumed that the register mark 600 is a right triangle as shown in FIG. That is, the register mark 600 includes three sides 601, 602, and 603, two sides 601 and 602 form a right angle, and the other side 603 forms a hypotenuse.

レジスタマーク位置同定装置100は以下のようにしてレジスタマーク600の位置を同定する。   The register mark position identification device 100 identifies the position of the register mark 600 as follows.

まず、レジスタマーク600の内部の任意の点を基準点630として定義する。この基準点630の座標は(0,0)で表される。   First, an arbitrary point inside the register mark 600 is defined as the reference point 630. The coordinates of the reference point 630 are represented by (0, 0).

最初に、3辺601、602、603のうち、例えば、辺601に着目する。   First, attention is paid to, for example, the side 601 among the three sides 601, 602, and 603.

基準点630(0,0)から、辺601に対する垂線601Aの方向に辺601のベクトルに等しいベクトルを有する直線(辺601に平行な直線)Sを平行移動させ、基準点630から各直線Sまでの距離rを記録する。   A straight line (a straight line parallel to the side 601) S having a vector equal to the vector of the side 601 is translated from the reference point 630 (0, 0) in the direction of the perpendicular 601A to the side 601. Record the distance r.

次いで、各距離r毎に各直線Sが辺601と交差する長さm(後述)を記録する。   Next, the length m (described later) at which each straight line S intersects the side 601 is recorded for each distance r.

このようにして求められた距離rのうち、長さmが最大となる距離r(a)(後述)を決定する。この距離r(a)がレジスタマーク600の辺601の位置を示すパラメータである。   Among the distances r thus obtained, a distance r (a) (described later) that maximizes the length m is determined. This distance r (a) is a parameter indicating the position of the side 601 of the register mark 600.

以上の処理は具体的には以下のように行われる。   The above processing is specifically performed as follows.

図8はレジスタマーク600の辺601に対して走査が実施されている状況を示す概略図である。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a situation in which scanning is performed on the side 601 of the register mark 600.

シート500が矢印Aの方向にフィードされてくると、撮像装置120は、シート500上に印刷された複数のレジスタマーク600の各々を順次撮像し、各レジスタマーク600の画像データを画像メモリ130に送信する。画像メモリ130は、撮像装置120から受信したレジスタマーク600の画像データを記憶する。   When the sheet 500 is fed in the direction of arrow A, the imaging device 120 sequentially captures each of the plurality of register marks 600 printed on the sheet 500 and the image data of each register mark 600 is stored in the image memory 130. Send. The image memory 130 stores the image data of the register mark 600 received from the imaging device 120.

次いで、以下に述べるように、矢印Aの方向に連続的に移動する複数のレジスタマーク600の各々に対して、あたかも各レジスタマーク600が静止しているかの状態において、走査装置110による走査が行われる。なお、上記から明らかであるように、レジスタマーク600に対する走査とは、画像メモリ130内に蓄積されているレジスタマーク600の画像データに対する走査を意味する。   Next, as described below, scanning by the scanning device 110 is performed for each of the plurality of register marks 600 continuously moving in the direction of the arrow A as if each register mark 600 is stationary. Is called. As is clear from the above, the scanning of the register mark 600 means scanning of the image data of the register mark 600 stored in the image memory 130.

走査装置110の正スキャン実施装置111は、画像メモリ130に蓄積されたレジスタマーク600の画像データに対して、レジスタマーク600の辺601と平行な方向(すなわち、シート500がフィードされる方向と直交する方向)に一定間隔毎に走査を実施する。   The normal scanning execution device 111 of the scanning device 110 is parallel to the side 601 of the register mark 600 with respect to the image data of the register mark 600 stored in the image memory 130 (that is, orthogonal to the direction in which the sheet 500 is fed). Scanning is performed at regular intervals.

例えば、図8に示すように、正スキャン実施装置111は、レジスタマーク600の辺601に平行に走査線111a、111b、111c、111d、111e(上述の直線Sに対応する)を順次放射する。この場合、副スキャン実施装置112によって、各走査線111a、111b、111c、111d、111e間の間隔は一定になるように維持される。   For example, as shown in FIG. 8, the normal scan execution device 111 sequentially emits scanning lines 111 a, 111 b, 111 c, 111 d, and 111 e (corresponding to the above-described straight line S) parallel to the side 601 of the register mark 600. In this case, the sub-scan execution device 112 maintains the intervals between the scanning lines 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e to be constant.

解析装置140は、走査装置110にアクセスし、走査装置110によるレジスタマーク600に対する走査の結果を解析する。   The analysis device 140 accesses the scanning device 110 and analyzes the result of scanning the register mark 600 by the scanning device 110.

図9は解析装置140が、走査されたレジスタマーク600の画像データを解析した結果を示す概略図である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a result of analysis performed by the analysis device 140 on the image data of the scanned register mark 600.

前述のように、画素レベルで見た場合、図9(A)に示すように、レジスタマーク600の各辺601、602、603は実際には直線ではなく、波形の線をなしている。   As described above, when viewed at the pixel level, as shown in FIG. 9A, each side 601, 602, 603 of the register mark 600 is actually not a straight line but a waveform line.

図9(A)に示すように、走査装置110は一定間隔Xで走査方向Y(辺601と平行な方向)に走査線111a、111b、111c、111d、111eを順次走らせる。   As shown in FIG. 9A, the scanning device 110 sequentially runs the scanning lines 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e in the scanning direction Y (direction parallel to the side 601) at a constant interval X.

レジスタマーク600に対する走査により、各走査線111a、111b、111c、111d、111eとレジスタマーク600とが交差する領域の長さに応じた数の画素が検出される。   By scanning the register mark 600, the number of pixels corresponding to the length of the region where the scanning lines 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e intersect the register mark 600 is detected.

図9(B)は縦軸が検出された画素数、横軸がレジスタマーク600の辺601と直交する方向(辺602と平行な方向)における位置を示すグラフである。   FIG. 9B is a graph showing the number of detected pixels on the vertical axis and the position on the horizontal axis in the direction orthogonal to the side 601 of the register mark 600 (direction parallel to the side 602).

検出された画素の位置に応じて、検出された画素数をプロットすると、図9(B)に示すようなグラフ121が得られる。このグラフ121はピーク(極大値)122を有している。すなわち、検出された画素数は、辺601の直近の位置において、ピーク122を示している。   When the number of detected pixels is plotted according to the position of the detected pixel, a graph 121 as shown in FIG. 9B is obtained. This graph 121 has a peak (maximum value) 122. That is, the number of detected pixels shows a peak 122 at a position closest to the side 601.

図9(C)は、図9(B)に示す画素数の値を微分し、得られた微分値をプロットすることにより得られたグラフ121Aである。   FIG. 9C is a graph 121A obtained by differentiating the values of the number of pixels shown in FIG. 9B and plotting the obtained differential values.

画素数を微分することにより、図9(C)に示すように、ピーク122Aがより鮮明に示される。ピーク122またはピーク122A(ピーク122の位置とピーク122Aの位置はほぼ同じである)の位置(すなわち、長さmが最大となる距離r(a))がレジスタマーク600の辺601の位置を示している。   By differentiating the number of pixels, the peak 122A is more clearly shown as shown in FIG. 9C. The position of the peak 122 or the peak 122A (the position of the peak 122 and the position of the peak 122A is substantially the same) (that is, the distance r (a) at which the length m is maximum) indicates the position of the side 601 of the register mark 600. ing.

図10は解析装置140が、図9に示した方法とは別の方法により、走査されたレジスタマーク600の画像データを解析した結果を示す概略図である。   FIG. 10 is a schematic diagram showing a result of analysis performed by the analysis device 140 on the image data of the scanned register mark 600 by a method different from the method shown in FIG.

レジスタマーク600に対して、例えば、ラプラシアンを適用することにより、図10(A)に示すように、レジスタマーク600の輪郭図形161を得る。   By applying Laplacian, for example, to the register mark 600, an outline figure 161 of the register mark 600 is obtained as shown in FIG.

図10(B)は、図10(A)に示すレジスタマーク600の輪郭図形161に対して走査を行った場合に得られるグラフである。図10(B)に示すグラフは図10(C)に示すグラフと等価である。   FIG. 10B is a graph obtained when scanning is performed on the contour figure 161 of the register mark 600 shown in FIG. The graph shown in FIG. 10B is equivalent to the graph shown in FIG.

次いで、図11に示すように、走査装置110は辺602の画像データに対して、辺601の場合と同様に走査を行う。解析装置140は、辺601の場合と同様にして、走査装置110による走査の結果を解析し、辺602の位置を同定する。   Next, as illustrated in FIG. 11, the scanning device 110 scans the image data of the side 602 in the same manner as in the case of the side 601. The analysis device 140 analyzes the result of scanning by the scanning device 110 in the same manner as in the case of the side 601 and identifies the position of the side 602.

さらに、図12に示すように、走査装置110は辺603の画像データに対して、辺601の場合と同様に走査を行う。解析装置140は、辺601の場合と同様にして、走査装置110による走査の結果を解析し、辺603の位置を同定する。   Further, as illustrated in FIG. 12, the scanning device 110 scans the image data of the side 603 in the same manner as in the case of the side 601. The analysis device 140 analyzes the result of scanning by the scanning device 110 in the same manner as the case of the side 601 and identifies the position of the side 603.

以上のようにして、撮像装置120が撮像した画像のデータに対して走査装置110が行った走査の結果を解析装置140が解析することにより、レジスタマーク600を構成する3辺601、602、603の位置が特定される。   As described above, the analysis device 140 analyzes the result of scanning performed by the scanning device 110 on the image data captured by the imaging device 120, whereby the three sides 601, 602, and 603 constituting the register mark 600 are analyzed. Is determined.

このようにして3つの辺601、602、603が求められると、これら3つの辺601、602、603がそれぞれ交差する3個の交点701、702、703(図参照)を定義することができる。この3個の交点701、702、703がレジスタマーク600の3個の頂点を示している。 When the three sides 601, 602, and 603 are obtained in this way, three intersection points 701, 702, and 703 (see FIG. 8 ) at which these three sides 601, 602, and 603 intersect can be defined. . These three intersections 701, 702, and 703 indicate the three vertices of the register mark 600.

次いで、解析装置140は、相互に隣り合う2個の頂点、すなわち、一つの辺の両端の頂点の中央からその辺に対して仮想的に垂線を引く。例えば、2個の頂点として頂点701と702を選択すると、頂点701及び702を両端とする辺601の中点から辺601の垂線を引く。   Next, the analysis device 140 virtually draws a perpendicular line from the center of two adjacent vertices, that is, the vertices at both ends of one side. For example, when vertices 701 and 702 are selected as two vertices, a perpendicular line of the side 601 is drawn from the midpoint of the side 601 having the vertices 701 and 702 as both ends.

同様にして、残りの二辺についても、それぞれの中点から仮想的にそれらの辺の垂線を引く。   Similarly, with respect to the remaining two sides, a perpendicular line is virtually drawn from each middle point.

合計3本の垂線が引かれる。これらの3本の垂線の交点がレジスタマーク600の中心(この場合、中心は重心と同義である)である。   A total of three perpendicular lines are drawn. The intersection of these three perpendiculars is the center of the register mark 600 (in this case, the center is synonymous with the center of gravity).

以上のようにして、レジスタマーク600を構成する3辺601、602、603の位置が特定され、次いで、レジスタマーク600の各頂点の位置が特定され、さらに、レジスタマーク600の中心が特定される。これはシート500上におけるレジスタマーク600の位置が同定されたことを意味する。   As described above, the positions of the three sides 601, 602, and 603 constituting the register mark 600 are specified, then the position of each vertex of the register mark 600 is specified, and the center of the register mark 600 is specified. . This means that the position of the register mark 600 on the sheet 500 has been identified.

レジスタマーク位置同定装置100によれば、次のような利点を確保することができる。   According to the register mark position identification device 100, the following advantages can be ensured.

第一に、レジスタマーク600の形状の欠落に対して大きな免疫性が保障される。   First, great immunity is guaranteed against the lack of shape of the register mark 600.

図13は従来の見当合わせ制御におけるレジスタマークの走査の実施状況を示す概略図である。   FIG. 13 is a schematic diagram showing the state of register mark scanning in the conventional registration control.

従来の見当合わせ制御においては、例えば、図13(A)に示すように、レジスタマーク600を通過する一本の走査線610によってのみレジスタマーク600の位置の特定がなされていた。走査線610がレジスタマーク600と交差すると、走査線610とレジスタマーク600とが交差した2点611、612に対応する2値パルス614(パルス幅をBとする)が作成される。   In the conventional registration control, for example, as shown in FIG. 13A, the position of the register mark 600 is specified only by one scanning line 610 passing through the register mark 600. When the scanning line 610 intersects the register mark 600, a binary pulse 614 (pulse width is B) corresponding to two points 611 and 612 where the scanning line 610 and the register mark 600 intersect is created.

例えば、図13(B)に示すように、レジスタマーク600の外形に欠け620が生じていたものと仮定する。   For example, as shown in FIG. 13B, it is assumed that a chip 620 is generated in the outer shape of the register mark 600.

走査線610が欠け620を通過すると、走査線610は2点613、612においてレジスタマーク600と交差する。この2点のうちの一つの点613は欠け620上に位置する点である。このため、走査線610とレジスタマーク600とが交差した2点613、612に対応する2値パルス615(パルス幅をAとする)が作成される。   When the scan line 610 passes through the chip 620, the scan line 610 intersects the register mark 600 at two points 613 and 612. One of the two points 613 is a point located on the chip 620. Therefore, a binary pulse 615 (with a pulse width A) corresponding to two points 613 and 612 where the scanning line 610 and the register mark 600 intersect is created.

レジスタマーク600の欠け620に起因して、2値パルス615の幅Aは2値パルス614の幅Bよりも小さい。このため、2値パルス615に基づいて特定されたレジスタマーク600の位置は正確性に欠けることとなる。   Due to the chipping 620 of the register mark 600, the width A of the binary pulse 615 is smaller than the width B of the binary pulse 614. For this reason, the position of the register mark 600 specified based on the binary pulse 615 is not accurate.

これに対して、レジスタマーク位置同定装置100によれば、レジスタマーク600を構成する各辺に沿って走査を実施するため、レジスタマーク600の外形に欠け620のような形状の欠落があったとしても、レジスタマーク600の各辺の位置の特定は欠け620により影響を受けることはない。すなわち、欠け620の有無に関わらず、各辺601、602、603の位置を正確に特定することが可能である。   On the other hand, according to the register mark position identification device 100, since scanning is performed along each side constituting the register mark 600, it is assumed that the outer shape of the register mark 600 has a missing shape such as a chip 620. However, the specification of the position of each side of the register mark 600 is not affected by the chip 620. That is, it is possible to accurately specify the positions of the sides 601, 602, and 603 regardless of the presence or absence of the chip 620.

このように、レジスタマーク位置同定装置100においては、レジスタマーク600にボイド(穴)やデント(欠け)が存在したとしても、それらはレジスタマーク600の位置特定の誤差の原因とならない。   As described above, in the register mark position identification device 100, even if a void (hole) or a dent (chip) exists in the register mark 600, they do not cause an error in specifying the position of the register mark 600.

第二に、レジスタマーク600の辺におけるノイズが辺全体で平均化されるため、実質上、誤差が軽減される。   Second, since the noise at the sides of the register mark 600 is averaged over the entire side, the error is substantially reduced.

第三に、レジスタマーク600の位置の誤差を軽減することができる。   Third, an error in the position of the register mark 600 can be reduced.

レジスタマーク位置同定装置100においては、3つの辺601、602、603の位置を特定することにより、レジスタマーク600の位置を特定する。このため、レジスタマーク600自体が三角形としての形状の完全性に欠けるものであったとしても(すなわち、三角形としての形状に欠落や余剰があったとしても)、位置の誤差が図形全体で平均化され、軽減される。   In the register mark position identification device 100, the position of the register mark 600 is specified by specifying the positions of the three sides 601, 602, and 603. For this reason, even if the register mark 600 itself lacks the completeness of the shape as a triangle (that is, even if the shape as a triangle is missing or redundant), the position error is averaged over the entire figure. Is reduced.

なお、一般的には、レジスタマーク600がN角形である場合のレジスタマーク600の位置同定は次のようなステップに従って行われる。   In general, the position identification of the register mark 600 when the register mark 600 is an N-gon is performed according to the following steps.

(1)まず、4象限で表現された一つの検定平面を準備する。この平面上の任意の一点の座標はグローバル座標である。従って、この平面上に、位置を判定したい図形(レジスタマーク600)を重ねると、この図形の基準位置(例えば、その図形の中心)のグローバル座標はその図形の位置を示すパラメータとなる。このパラメータが示す基準位置からの変位は位置の誤差を表す。 (1) First, one test plane expressed in four quadrants is prepared. The coordinates of an arbitrary point on this plane are global coordinates. Therefore, when a figure (register mark 600) whose position is to be determined is overlaid on this plane, the global coordinates of the reference position (for example, the center of the figure) of this figure become a parameter indicating the position of the figure. The displacement from the reference position indicated by this parameter represents a position error.

まず、N角形の内部の任意の点を基準点として定義する。この基準点の座標を(0,0)とする。   First, an arbitrary point inside the N-gon is defined as a reference point. Let the coordinates of this reference point be (0, 0).

次いで、基準点(0,0)からN角形のN個の辺の各々に対する垂線の方向に各辺のベクトルに等しいベクトルを有する直線Sを等間隔に平行移動させ、基準点(0,0)から各直線Sまでの距離rを記録する。   Next, a straight line S having a vector equal to the vector of each side is translated from the reference point (0,0) in the direction of the perpendicular to each of the N sides of the N-gon, and the reference point (0,0) The distance r from each to the straight line S is recorded.

(2)次いで、各距離r毎に各直線SがN角形の各辺と交差する長さmを記録する。 (2) Next, the length m at which each straight line S intersects each side of the N-gon for each distance r is recorded.

(3)0<r<R(Rはグローバル座標平面の物理的限界)の範囲内において上記(1)及び(2)の過程を繰り返す。 (3) The above processes (1) and (2) are repeated within the range of 0 <r <R (R is a physical limit of the global coordinate plane).

(4)このようにして求められた距離rのうち、長さmが最大となる距離r(a)を決定する。この距離r(a)がN角形の各辺のグローバル座標上の位置を示すパラメータである。 (4) Of the distances r thus obtained, the distance r (a) at which the length m is maximum is determined. This distance r (a) is a parameter indicating the position on the global coordinate of each side of the N-gon.

(5)全ての垂線について上記(1)乃至(4)の過程を繰り返すことにより、N個の距離r(a)が求められる。 (5) N distances r (a) are obtained by repeating the processes (1) to (4) for all the perpendiculars.

(6)このようにして求められたN個の距離r(a)によりN個の交点を定義することができる。これらの交点はN角形のN個の頂点を示している。 (6) N intersection points can be defined by the N distances r (a) thus determined. These intersection points indicate N vertices of the N-gon.

(7)相互に隣り合う2個の頂点、すなわち、一つの辺の両端の頂点の中央からその辺に対して垂線を引く。N角形はN個の辺を有しているため、N個の垂線が形成される。 (7) A perpendicular line is drawn from the center of two vertices adjacent to each other, that is, from the center of the vertices at both ends of one side. Since the N-gon has N sides, N vertical lines are formed.

(8)N個の垂線のうちの任意の2本の垂線は個の交点をつくる。例えば、N=3(三角形)のときの交点の数は3である。 (8) Any two vertical lines out of N vertical lines form N C 2 intersections. For example, the number of intersection points is 3 when N = 3 (triangle).

(9)仮に、N角形が図形として完全であり、さらに、距離rのサンプリングが稠密であれば、個の交点の座標は一致する。ただし、上記の計算上の座標と実際の図形の座標とは一般には一致しない。そのような場合には、各座標が得られた経緯に依存した信頼度評価を行った後、各座標を加重平均化することにより、各座標の精度を向上させることができる。 (9) If the N-gon is perfect as a figure and the sampling of the distance r is dense, the coordinates of the N C two intersections match. However, the above calculated coordinates and the actual figure coordinates generally do not match. In such a case, the accuracy of each coordinate can be improved by performing a weighted average of each coordinate after performing a reliability evaluation depending on the process of obtaining each coordinate.

以上のように、レジスタマーク位置同定装置100においては、レジスタマーク600としてどのような図形を使用したとしても、利用するデータはレジスタマーク600の外形(輪郭)を示す線についてのデータのみである。従って、レジスタマーク600が中実型の図形であっても、あるいは、輪郭型(中空型)の図形であっても、レジスタマーク位置同定装置100の動作は変わらない。このため、たとえ、レジスタマーク600にボイドが存在したとしても、そのボイドがレジスタマーク600の位置同定における誤差の原因となることはない。   As described above, in the register mark position identification apparatus 100, whatever data is used as the register mark 600, the data to be used is only data on a line indicating the outer shape (outline) of the register mark 600. Therefore, even if the register mark 600 is a solid figure or a contour (hollow) figure, the operation of the register mark position identification apparatus 100 does not change. For this reason, even if a void exists in the register mark 600, the void does not cause an error in the position identification of the register mark 600.

[シミュレーション1]
星形のレジスタマークとしての有効性を示すため、シミュレーションを行った。
[Simulation 1]
A simulation was conducted to show the effectiveness as a star-shaped register mark.

シミュレーションを行う場合、星形のレジスタマークに対して正確に図形領域定義を行うことが必要となる。   When performing a simulation, it is necessary to accurately define a graphic area for a star-shaped register mark.

図形領域定義は一種の関数である。この関数の入力は座標であり、出力はINまたはOUTで示される。INは座標が境界の内側に有り、OUTは境界の外側にあることを意味する。   A graphic region definition is a kind of function. The input of this function is a coordinate, and the output is indicated by IN or OUT. IN means that the coordinates are inside the boundary, and OUT is outside the boundary.

(1)領域分割
星形の分割は、それぞれの領域が単項式で表せるようになっていれば、どのように分割することも可能である。各領域を単項式で表す基本は、各領域がN角形で表現されることである。ここでは、項数を減らすためと、すべての領域が3直線で表現できることから、図15に示すように、星形を4個の三角形L,M,N,Pに分ける4分割を採用した。
(1) Region division Star-shaped division can be performed in any way as long as each region can be expressed in monomial form. The basis for representing each region as a monomial is that each region is represented by an N-gon. Here, in order to reduce the number of terms and because all regions can be expressed by three straight lines, four divisions that divide the star shape into four triangles L, M, N, and P are adopted as shown in FIG.

(2)区分された領域定義
図形基準: 重心
外接円半径:1
角度単位:×πラジアン
入力座標:[x,y]
直線a:ya=−sin(1/10)
直線b:yb=−1+tan(2/5)×(−x)
直線c:yc=(3/10)cos(1/5)−tan(1/5)×(−x)
直線d:yd=(3/10)cos(1/5)−tan(1/5)×x
直線e:ye=−1+tan(2/5)×x
(2) Segmented area definition Graphic standard: Center of gravity circumscribed circle radius: 1
Angular unit: xπ radians Input coordinates: [x, y]
Straight line a: ya = −sin (1/10)
Straight line b: yb = −1 + tan (2/5) × (−x)
Straight line c: yc = (3/10) cos (1/5) -tan (1/5) × (−x)
Straight line d: yd = (3/10) cos (1/5) -tan (1/5) × x
Straight line e: ye = −1 + tan (2/5) × x

このとき
if((y>ya)&&(y<yc)&&(y<yd)) L=true;else L=false;
if((y<ya)&&(y>yb)&&(y>ye)) M=true;else M=false;
if((x<0)&&(y>yb)&&(y<yd)) N=true;else N=false;
if((x>0)&&(y<yc)&&(y>ye)) P=true;else P=false;
if(L||M||N||P)prot(1); else prot(0);
At this time, if ((y> ya) && (y <yc) && (y <yd)) L = true; else L = false;
if ((y <ya) &&(y> yb) &&(y> ye)) M = true; else M = false;
if ((x <0) &&(y> yb) && (y <yd)) N = true; else N = false;
if ((x> 0) && (y <yc) &&(y> ye)) P = true; else P = false;
if (L || M || N || P) prot (1); else prot (0);

(3)検算
図16(A)は境界表現式を図示したものであり、図16(B)は境界の内外の判断をマトリクス上にプロットしたものである。
(3) Verification FIG. 16A illustrates the boundary expression, and FIG. 16B plots the determination of the inside / outside of the boundary on a matrix.

マトリクスサイズは201×201としたので、座標はx,yともに−100乃至+100である。星形の半径(外接円の半径)は100に設定した。また、星形の重心はマトリクスの中心から下方に5画素のオフセットを与えてある。従って、最終的に判断された星形の心の座標は(0,5)となる。   Since the matrix size is 201 × 201, the coordinates of x and y are −100 to +100. The radius of the star (the radius of the circumscribed circle) was set to 100. The star-shaped center of gravity is given an offset of 5 pixels downward from the center of the matrix. Therefore, the coordinates of the star-shaped heart finally determined are (0, 5).

このようにして、前記の領域定義式は正しいことが確認された。   In this way, it was confirmed that the region defining formula was correct.

以下、本実施形態に係る星形のレジスタマークについて行ったシミュレーションについて説明する。   Hereinafter, a simulation performed for the star-shaped register mark according to the present embodiment will be described.

ここでは、図形としてバイナリ像を扱う。   Here, a binary image is treated as a figure.

星形の心を同定するための段階は次の通りである。
(1)画像としての各エッジを検出する
(2)一定の向きの走査線でスイープして、図形としての推定境界位置を決定する
(3)推定境界位置を示す直線を1次式として表現する
(4)1次式で表現された2直線の交点から仮想内接5角形の各頂点の座標を推定する
(5)隣り合った2つの頂点の間の中点からその辺に対する垂線を定義する
(6)任意の2垂線の交点座標(最大10個)を算出する
(7)交点座標の平均値を算出し、これを心とする
The steps to identify a star-shaped heart are as follows.
(1) Detect each edge as an image (2) Sweep with a scanning line in a certain direction to determine an estimated boundary position as a figure (3) Express a straight line indicating the estimated boundary position as a linear expression (4) Estimate the coordinates of each vertex of a virtual inscribed pentagon from the intersection of two straight lines expressed by a linear expression. (5) Define a perpendicular to the side from the midpoint between two adjacent vertices. (6) Calculate the intersection coordinates (maximum 10) of any two perpendiculars (7) Calculate the average value of the intersection coordinates and use this as the heart

エッジを境界線の代用にするため、バイナリ像に対してラプラシアンを定義する。これが図16(B)の白い領域と黒い領域の境界に存在する画素である。   Define Laplacian for binary images to substitute edges for boundaries. This is a pixel present at the boundary between the white area and the black area in FIG.

次に、予め定義された傾斜を持つ直線を、検定平面の中心から、星形の各足の向きを示すベクトルに沿って移動させ、予めラプラシアンが正となることが判明している画素(すなわち、図16(B)の白い領域と黒い領域の境界に存在する画素)との一致度を検査する。全移動範囲内において、一致した画素が最大となる位置を記憶する。   Next, a straight line with a predefined slope is moved from the center of the test plane along a vector indicating the orientation of each star foot, and pixels that have been previously found to have positive Laplacian (ie, The degree of coincidence between the white region and the pixel existing at the boundary of the black region in FIG. The position where the matched pixel is the maximum within the entire movement range is stored.

画素で表現された平面の座標が整数で示されるのに対して、ベクトルは実数で表現されるため、エッジを示す全ての画素が数式にヒットするとは限らない。   Since the coordinates of the plane expressed by the pixels are represented by integers, the vector is represented by a real number, and therefore, not all pixels indicating edges hit the mathematical formula.

この処理で得られる本質的に必要なデータは、画素平面の中心から各辺までの距離である。数式的にはこの値は
sin(π/10)×100=30.90
となる。実際の検出結果は以下の表4に示すように、25から35の間に分布する。
Essentially necessary data obtained by this processing is the distance from the center of the pixel plane to each side. Mathematically, this value is sin (π / 10) × 100 = 30.90
It becomes. The actual detection results are distributed between 25 and 35 as shown in Table 4 below.

確認のために、これらのデータを用いて再度一次式を定義して、平面にプロットする。   For confirmation, a linear expression is defined again using these data and plotted on a plane.

直線a乃至eに対して得られた平面中心からの距離をta乃至tbとする。図形が等方性の星形である場合、直線定義に用いられる係数の数は有限である。それらを予め三角関数を用いて次のように定義する。角度単位は(×πラジアン)である。   The distances from the plane center obtained for the straight lines a to e are ta to tb. If the figure is an isotropic star, the number of coefficients used to define the line is finite. They are defined in advance as follows using trigonometric functions. The angle unit is (× π radians).

sin(n/10)=ksn 例えば、sin18°=sin(1×π/10)=ks1
cos(n/10)=kcn 例えば、sin36°=sin(2×π/10)=kc2
tan(n/10)=ktn 例えば、tan72°=sin(4×π/10)=kt4
sin (n / 10) = ksn For example, sin18 ° = sin (1 × π / 10) = ks1
cos (n / 10) = kcn For example, sin 36 ° = sin (2 × π / 10) = kc 2
tan (n / 10) = ktn For example, tan 72 ° = sin (4 × π / 10) = kt 4

この時、星形の各辺に対し次の表現が決定する。   At this time, the following expressions are determined for each side of the star shape.

(辺a)
基本式 y=0
修正式 y=ta
(Side a)
Basic formula y = 0
Correction formula y = ta

(辺b) (図17参照)
基本式 y=−kt4×x
ib=tb/ks1
修正式 y=tb/ks1−kt4×x
(Side b) (See FIG. 17)
Basic formula y = −kt4 × x
ib = tb / ks1
Correction formula y = tb / ks1-kt4 × x

(辺c) (図18参照)
基本式 y=kt2×x
ic=−(1/kc2)×tc
修正式 y=−tc/kc2+kt2×x
(Side c) (See FIG. 18)
Basic formula y = kt2 × x
ic = − (1 / kc2) × tc
Correction formula y = −tc / kc2 + kt2 × x

(辺d)
辺dは辺cの鏡像であるので、以下のような式になる。
(Side d)
Since side d is a mirror image of side c, the following equation is obtained.

基本式 y=−kt2×x
id=−(1/kc2)×td
修正式 y=−td/kc2−kt2×x
Basic formula y = −kt2 × x
id = − (1 / kc2) × td
Correction formula y = −td / kc2−kt2 × x

(辺e)
辺eは辺bの鏡像であるので、以下のような式になる。
(Side e)
Since side e is a mirror image of side b, the following equation is obtained.

基本式 y=kt4×x
ie=te/ks1
修正式 y=te/ks1+kt4×x
Basic formula y = kt4 × x
ie = te / ks1
Correction formula y = te / ks1 + kt4 × x

次に、隣り合った二つの頂点の間の中点を検出する。   Next, a midpoint between two adjacent vertices is detected.

先ず、星形の凹部、すなわち、内接正5角形の頂点の座標を求める。それは各辺を表す1次式の隣り合う2本の直線の交点を求めることに等しい。   First, the coordinates of the star-shaped concave portion, that is, the vertex of the inscribed regular pentagon are obtained. It is equivalent to obtaining the intersection of two adjacent straight lines of a linear expression representing each side.

辺aと辺bを示す直線の交点をXabとする。以下同様に、Xbc、Xcd、Xde、Xeaを定義する。各頂点の座標を求めることは次の連立方程式を解くことに等しい。   Let Xab be the intersection of the straight lines indicating side a and side b. Similarly, Xbc, Xcd, Xde, and Xea are defined. Finding the coordinates of each vertex is equivalent to solving the following simultaneous equations.

(1)Xabについて
y=ta
y=tb/ks1−kt4×x
(1) About Xab y = ta
y = tb / ks1-kt4 * x

この2式から
ta=tb/ks1−kt4×x
0=tb/ks1−kt4×x−ta
kt4×x=tb/ks1−ta
x=(tb/ks1−ta)/kt4
From these two equations, ta = tb / ks1-kt4 × x
0 = tb / ks1-kt4 * x-ta
kt4 * x = tb / ks1-ta
x = (tb / ks1-ta) / kt4

(2)Xbcについて
y=tb/ks1−kt4×x
y=−tc/kc2+kt2×x
(2) About Xbc y = tb / ks1-kt4 × x
y = −tc / kc2 + kt2 × x

この2式から
tb/ks1−kt4×x=−tc/kc2+kt2×x
−kt4×x−kt2×x=−tc/kc2−tb/ks1
kt4×x+kt2×x=tc/kc2+tb/ks1
x(kt4+kt2)=(tc/kc2+tb/ks1)
x=(tc/kc2+tb/ks1)/(kt4+kt2)
From these two formulas, tb / ks1-kt4 × x = −tc / kc2 + kt2 × x
-Kt4 * x-kt2 * x = -tc / kc2-tb / ks1
kt4 * x + kt2 * x = tc / kc2 + tb / ks1
x (kt4 + kt2) = (tc / kc2 + tb / ks1)
x = (tc / kc2 + tb / ks1) / (kt4 + kt2)

(3)Xcdについて
y=−tc/kc2+kt2×x
y=td/kc2−kt2×x
(3) About Xcd y = −tc / kc2 + kt2 × x
y = td / kc2-kt2 * x

この2式から
−tc/kc2+kt2×x=−td/kc2−kt2×x
2×kt2×x=(−td+tc)/kc2
x=(−td+tc)/(kc2/2)×kt2
From these two expressions, −tc / kc2 + kt2 × x = −td / kc2−kt2 × x
2 × kt2 × x = (− td + tc) / kc2
x = (− td + tc) / (kc2 / 2) × kt2

(4)Xdeについて
y=−td/kc2−kt2×x
y=te/ks1+kt4×x
(4) About Xde y = −td / kc2−kt2 × x
y = te / ks1 + kt4 × x

この2式から
−td/kc2−kt2×x=te/ks1+kt4×x
−kt2×x−kt4×x=te/ks1+td/kc2
x=−(te/ks1+td/kc2)/(kt2+kt4)
From these two expressions, −td / kc2−kt2 × x = te / ks1 + kt4 × x
-Kt2 * x-kt4 * x = te / ks1 + td / kc2
x =-(te / ks1 + td / kc2) / (kt2 + kt4)

(5)Xeaについて
XeaはXabの写像であるので、
y=ta
x=−(te/ks1−ta)/kt4
(5) About Xea Since Xea is a mapping of Xab,
y = ta
x =-(te / ks1-ta) / kt4

次に、このようにして得られた頂点の座標2組から中点の座標Ma乃至Meを求める。それらは中点をはさむ二頂点の座標の算術平均として求められる。   Next, the midpoint coordinates Ma to Me are obtained from the two sets of vertex coordinates thus obtained. They are calculated as the arithmetic mean of the coordinates of the two vertices that sandwich the midpoint.

決定された中点の座標を図19にクロスプロットC1−C5で示した。中点の座標が正しいらしく表現されているので、その前段階の内接5角形の頂点座標も正しいらしく求められているとして良い。図19において各頂点の座標はPentagonal_Crosとして示してある。   The coordinates of the determined midpoint are shown by cross plots C1-C5 in FIG. Since the coordinates of the midpoint are expressed as correct, the vertex coordinates of the inscribed pentagon in the previous stage may be calculated as correct. In FIG. 19, the coordinates of each vertex are indicated as Pentagonal_Cros.

次に、各中点Ma−Meから、それが存在する辺に対しての垂線を定義する。ここでは、各垂線のパラメータに対し、全部の垂線に共通でx,y,xm,ymの文字を用いてある。   Next, from each midpoint Ma-Me, a perpendicular to the side where it exists is defined. Here, the characters x, y, xm, and ym are used in common to all the perpendiculars for each perpendicular parameter.

(垂線A)
基本 x=0
修正 x=xm
(Perpendicular A)
Basic x = 0
Correction x = xm

(垂線B)
基本 y=kt1×x
修正 y=kt1×(x−xm)+ym
(Vertical B)
Basic y = kt1 × x
Correction y = kt1 × (x−xm) + ym

(垂線C)
基本 y=kt3×x
修正 y=kt3×(−x+xm)+ym
(Vertical C)
Basic y = kt3 × x
Correction y = kt3 × (−x + xm) + ym

(垂線D)
基本 y=kt3×x
修正 y=kt3×(x−xm)+ym
(Vertical D)
Basic y = kt3 × x
Correction y = kt3 × (x−xm) + ym

(垂線E)
基本 y=kt1×(−x)
修正 y=kt1×(−x+xm)+ym
(Vertical E)
Basic y = kt1 × (−x)
Correction y = kt1 × (−x + xm) + ym

図20には、得られた5本の垂線が図示されている。これらの垂線は正しいらしく定義されていることがほぼ証明された。   FIG. 20 shows the five obtained vertical lines. These perpendiculars were almost proven to be defined correctly.

5本の垂線は原則として10個の交点を定義する。理想的にはこれら10個の交点は全く同一の座標を持つ。従って、理想的には2本の垂線だけで星形の心を定義することが可能である。   Five perpendicular lines define ten intersections in principle. Ideally these 10 intersections have exactly the same coordinates. Therefore, ideally, a star-shaped heart can be defined with only two perpendicular lines.

心の計算は再び1次連立方程式を解くことによって行われる。これらの方程式では、各垂線に対して予め決定されている傾斜と中点の座標が用いられる。ここでは、各中点の座標をcv[p]のように表現する。   The calculation of the heart is performed again by solving the linear simultaneous equations. These equations use the slope and midpoint coordinates that are predetermined for each perpendicular. Here, the coordinates of each midpoint are expressed as cv [p].

cは固定文字であり、vは各辺a乃至eを示す。pは座標成分を指し、0=x,1=yとする。   c is a fixed character, and v indicates each side a to e. p indicates a coordinate component, and 0 = x and 1 = y.

(1)XAB(垂線Aと垂線Bによって定義される交点)
vx=ca[0]
vy=kt1(vx−cb[0])+cb[1]
fx=vx
fy=kt1(ca[0]−cb[0])+cb[1]
(1) XAB (intersection defined by perpendicular A and perpendicular B)
vx = ca [0]
vy = kt1 (vx−cb [0]) + cb [1]
fx = vx
fy = kt1 (ca [0] -cb [0]) + cb [1]

(2)XBC(垂線Bと垂線Cによって定義される交点)
vy=kt1(vx−cb[0])+cb[1]
vy=−kt3(−fx+cc[0])+cc[1]
kt1(vx−cb[0])+cb[1]=kt3(−vx+cc[0])+cc[1]
kt1×vx−kt1×cb[0]+cb[1]=−kt3×vx+kt3×cc[0]+cc[1]
kt1×vx+kt3×vx=kt3×cc[0]+cc[1]+kt1×cb[0]−cb[1]
fx=(kt3×cc[0]+cc[1]+kt1×cb[0]−cb[1])/(kt1+kt3)
fy=kt1(fx−cb[0])+cb[1]
(2) XBC (intersection defined by perpendicular B and perpendicular C)
vy = kt1 (vx−cb [0]) + cb [1]
vy = −kt3 (−fx + cc [0]) + cc [1]
kt1 (vx−cb [0]) + cb [1] = kt3 (−vx + cc [0]) + cc [1]
kt1 * vx-kt1 * cb [0] + cb [1] =-kt3 * vx + kt3 * cc [0] + cc [1]
kt1 * vx + kt3 * vx = kt3 * cc [0] + cc [1] + kt1 * cb [0] -cb [1]
fx = (kt3 × cc [0] + cc [1] + kt1 × cb [0] −cb [1]) / (kt1 + kt3)
fy = kt1 (fx−cb [0]) + cb [1]

(3)XCD(垂線Cと垂線Dによって定義される交点)
vy= kt3・(-vx + cc[0]) + cc[1]
vy= kt3・(fx−cd[0]) + cd[1]
kt3・fx−kt3・cd[0] + cd[1]= -kt3・fx + kt3・cc[0] + cc[1]
kt3・fx + kt3・fx= kt3・cc[0] + cc[1] + kt3・cd[0]−cd[1]
fx= cc[0] + cd[0] + (cc[1]−cd[1])/(2・kt3)
fy= kt3・(-fx + cc[0]) + cc[1]
(3) XCD (intersection defined by perpendicular C and perpendicular D)
vy = kt3 ・ (-vx + cc [0]) + cc [1]
vy = kt3 ・ (fx−cd [0]) + cd [1]
kt3 ・ fx−kt3 ・ cd [0] + cd [1] = -kt3 ・ fx + kt3 ・ cc [0] + cc [1]
kt3 ・ fx + kt3 ・ fx = kt3 ・ cc [0] + cc [1] + kt3 ・ cd [0] −cd [1]
fx = cc [0] + cd [0] + (cc [1] −cd [1]) / (2 ・ kt3)
fy = kt3 ・ (-fx + cc [0]) + cc [1]

(4)XDE(垂線Dと垂線Eによって定義される交点)
vy= kt3・(vx−cd[0]) + cd[1]
vy= kt1・(-vx + ce[0]) + ce[1]
kt3・vx−kt3・cd[0] + cd[1]= -kt1・vx + kt1・ce[0] + ce[1]
vx(kt3 + kt1)= kt3・cd[0]−cd[1] + kt1・ce[0] + ce[1]
fx= (kt3・cd[0]−cd[1] + kt1・ce[0] + ce[1])/ (kt3 + kt1)
fy= kt3(fx−cd[0] ) + cd[1]
(4) XDE (intersection defined by perpendicular D and perpendicular E)
vy = kt3 ・ (vx−cd [0]) + cd [1]
vy = kt1 ・ (-vx + ce [0]) + ce [1]
kt3 ・ vx−kt3 ・ cd [0] + cd [1] = -kt1 ・ vx + kt1 ・ ce [0] + ce [1]
vx (kt3 + kt1) = kt3 ・ cd [0] −cd [1] + kt1 ・ ce [0] + ce [1]
fx = (kt3 ・ cd [0] −cd [1] + kt1 ・ ce [0] + ce [1]) / (kt3 + kt1)
fy = kt3 (fx−cd [0]) + cd [1]

(5)XEA(垂線Eと垂線Aによって定義される交点)
vy= kt1・(-vx + ce[0]) + ce[1]
vx= ca[0]
fx= vx
fy= kt1・(-ca[0] + ce[0]) + ce[1]
以下同様にして計算を行い、結果のみを示す。
(5) XEA (intersection defined by perpendicular E and perpendicular A)
vy = kt1 ・ (-vx + ce [0]) + ce [1]
vx = ca [0]
fx = vx
fy = kt1 ・ (-ca [0] + ce [0]) + ce [1]
Hereinafter, calculation is performed in the same manner, and only the result is shown.

(6)XAC(垂線Aと垂線Cによって定義される交点)
fx= ca[0]
fy= kt3・(-fx + cc[0]) + cc[1]
(6) XAC (intersection defined by perpendicular A and perpendicular C)
fx = ca [0]
fy = kt3 ・ (-fx + cc [0]) + cc [1]

(7)XCE(垂線Cと垂線Eによって定義される交点)
fx= (kt1・ce[0] + ce[1]−kt3・cc[0]−cc[1])/(kt1−kt3)
fy= kt3・(-fx + cc[0]) + cc[1]
(7) XCE (intersection defined by perpendicular C and perpendicular E)
fx = (kt1 ・ ce [0] + ce [1] −kt3 ・ cc [0] −cc [1]) / (kt1−kt3)
fy = kt3 ・ (-fx + cc [0]) + cc [1]

(8)XEB(垂線Eと垂線Bによって定義される交点)
fx= (-kt1・cb[0] + cb[1]−kt1・ce[0]−ce[1])/(-2・kt1)
fy= kt1・(-fx + ce[0]) + ce[1]
(8) XEB (intersection defined by perpendicular E and perpendicular B)
fx = (-kt1 ・ cb [0] + cb [1] −kt1 ・ ce [0] −ce [1]) / (− 2 ・ kt1)
fy = kt1 ・ (-fx + ce [0]) + ce [1]

(9)XBD(垂線Bと垂線Dによって定義される交点)
fx= (-kt3・cd[0] + cd[1] + kt1・cb[0]−cb[1])/(kt1−kt3)
fy= kt1・(fx−cb[0]) + cb[1]
(9) XBD (intersection defined by perpendicular B and perpendicular D)
fx = (-kt3 ・ cd [0] + cd [1] + kt1 ・ cb [0] −cb [1]) / (kt1−kt3)
fy = kt1 ・ (fx−cb [0]) + cb [1]

(10)XDA(垂線Dと垂線Aによって定義される交点)
fx= ca[0]
fy= kt3・(fx−cd[0]) + cd[1]
(10) XDA (intersection defined by perpendicular D and perpendicular A)
fx = ca [0]
fy = kt3 ・ (fx−cd [0]) + cd [1]

図21には、計算結果としての最終座標が「Determ’d Co_ord」として表示されている。   In FIG. 21, the final coordinates as the calculation result are displayed as “Determ'd Co_ord”.

前述したように、今回のシミュレーションにおける心の座標期待値は(0,5)である。これに対して、今回の評価結果は離散化誤差を考慮した時、ほぼ完璧に合致している。   As described above, the expected coordinate value of the heart in this simulation is (0, 5). On the other hand, the evaluation result of this time is almost perfectly matched when the discretization error is taken into consideration.

特に注目すべきことは、どの二つの垂線の組み合わせでも、それ単独で期待値を満足していることである。これは、星形のレジスタマークが理論的に冗長を含んでいることを意味している。   What is particularly noteworthy is that any combination of two perpendiculars alone satisfies the expected value. This means that the star-shaped register mark theoretically includes redundancy.

以下、図形として完全ではない星形に対して心を同定する場合のシミュレーションを例示する。   Hereinafter, a simulation in the case of identifying a heart for a star shape that is not perfect as a figure will be exemplified.

[シミュレーション2]
シミュレーション2においては、図22に示すように、星形の5足のうち2足に欠損が生じている場合を採り上げる。
[Simulation 2]
In the simulation 2, as shown in FIG. 22, the case where a defect occurs in two of the five star-shaped legs is taken up.

このような図形欠損は従来の心検出機構、たとえば、重心や中心を求めるタイプの検出機構においては大きな誤差を生じる。   Such a graphic defect causes a large error in a conventional heart detection mechanism, for example, a detection mechanism for obtaining the center of gravity or the center.

以下、図22に示す欠損のある星形レジスタマークに対してシミュレーション1と同様の解析を行う。   Thereafter, the same analysis as in the simulation 1 is performed on the star-shaped register mark having a defect shown in FIG.

図22に示した星形の図形を図16(B)に示した星形の図形と比較すると、所定の辺長が短縮された分だけ、期待接線と合致するピクセル数は減っているものの、中心からの距離はシミュレーション1の場合と同じように認識可能である(このことは、本来であれば、これ以上の検討が必要ではないことを示すものであるが、説明を明確にするため、引き続きシミュレーション結果を示す)。   When the star-shaped figure shown in FIG. 22 is compared with the star-shaped figure shown in FIG. 16B, the number of pixels that match the expected tangent is reduced by the amount of shortening the predetermined side length. The distance from the center is recognizable in the same manner as in simulation 1 (this indicates that no further study is necessary in the original case, but for clarity of explanation, Continue to show simulation results).

シミュレーション1の場合と同様にして、2頂点間の中点の検出、垂線の定義式の設定及びその確認、最終交点の算出を行った結果を図23に示す。   FIG. 23 shows the result of detecting the midpoint between the two vertices, setting and confirming the perpendicular definition formula, and calculating the final intersection as in the case of the simulation 1.

図23の「Determ’d Co_ord」に示す結果から明らかであるように、図22に示したような2足程度の欠損では星形レジスタマークの心同定に全く影響を与えないことが確認された。   As is clear from the result shown in “Determ'd Co_ord” in FIG. 23, it was confirmed that a deficit of about two feet as shown in FIG. 22 has no influence on the heart identification of the star-shaped register mark. .

[シミュレーション3]
(例1)
シミュレーション3の例1においては、図24に示すように、部分的に崩壊が生じている星形を対象とする。
[Simulation 3]
(Example 1)
In Example 1 of the simulation 3, as shown in FIG. 24, a star shape in which partial collapse occurs is targeted.

図24に示すような星形の図形は、例えば、サイズと位置とを乱数で発生させ、原バイナリ像に対して、エロージョン+ダイレーション処理を相当回数行い、意図的に部分的破壊を行うことにより、得られる。   For example, a star-shaped figure as shown in FIG. 24 is generated by generating a random size and position, performing erosion + dilation processing on the original binary image a considerable number of times, and intentionally performing partial destruction. Is obtained.

図24に示した星形に対しても、シミュレーション1と同様の手順に従って、基準位置(心)を検出する。   Also for the star shape shown in FIG. 24, the reference position (heart) is detected according to the same procedure as in simulation 1.

シミュレーション1の場合と同様にして、2頂点間の中点の検出、垂線の定義式の設定及びその確認、最終交点の算出を行った結果を図24に示す。   FIG. 24 shows the results of detecting the midpoint between two vertices, setting and confirming a perpendicular definition formula, and calculating the final intersection as in the case of simulation 1.

図24の「Determ’d Co_ord」に示すように、部分的に崩壊が生じている星形であっても、その基準位置の最終誤差は1ピクセル未満である。   As shown in “Determ'd Co_ord” in FIG. 24, the final error of the reference position is less than one pixel even for a star shape that is partially collapsed.

(例2)
シミュレーション3の例2においては、図25に示すように、例1とは別の形のボイドと離れ島とができるようにパラメータを調整した星形を対象とする。例1よりも全体的な崩れは更に大きい。例2は、実際の印刷を平滑度の良くない紙に行った後、拡大観察した場合の図形不整を想定している。
(Example 2)
In the second example of the simulation 3, as shown in FIG. 25, a star shape whose parameters are adjusted so that a void and a remote island different from the first example can be formed is targeted. The overall collapse is even greater than in Example 1. Example 2 assumes a figure irregularity when actual printing is performed on paper with poor smoothness and then enlarged.

シミュレーション1の場合と同様にして、2頂点間の中点の検出、垂線の定義式の設定及びその確認、最終交点の算出を行った結果を図25に示す。   FIG. 25 shows the result of detecting the midpoint between the two vertices, setting and confirming the perpendicular definition formula, and calculating the final intersection as in the case of the simulation 1.

図25の「Determ’d Co_ord」に示すように、X,Y両方向とも検出誤差は1ピクセル未満である。   As shown in “Determ'd Co_ord” in FIG. 25, the detection error is less than one pixel in both the X and Y directions.

[シミュレーション4]
シミュレーション4においては、高度に崩壊が生じている星形を対象とする。
[Simulation 4]
In the simulation 4, a star shape that is highly collapsed is targeted.

以下の例1及び例2は、限界と思われる程度まで崩壊した星形における基準位置の検出を行う例である。   Examples 1 and 2 below are examples of detecting a reference position in a star shape that has collapsed to the extent considered to be a limit.

(例1)
シミュレーション4の例1においては、図26に示すように、星形の基本図形が極端に変形しているのみならず、図形の分断を伴っている。
(Example 1)
In Example 1 of the simulation 4, as shown in FIG. 26, the star-shaped basic figure is not only extremely deformed, but also involves a division of the figure.

シミュレーション1の場合と同様にして、2頂点間の中点の検出、垂線の定義式の設定及びその確認、最終交点の算出を行った結果を図26に示す。   As in the case of simulation 1, FIG. 26 shows the results of detecting the midpoint between two vertices, setting and confirming a perpendicular definition formula, and calculating the final intersection.

図26の「Determ’d Co_ord」に示すように、高度に崩壊が生じている星形であっても、その基準位置の最終誤差は1ピクセル未満である。   As shown in “Determ'd Co_ord” in FIG. 26, the final error of the reference position is less than one pixel even for a star shape that is highly collapsed.

(例2)
シミュレーション4の例2においては、図27に示すように、ほとんど星形と認められない程度までに星形が大きく崩壊している。
(Example 2)
In Example 2 of the simulation 4, as shown in FIG. 27, the star shape is largely collapsed to such an extent that it is hardly recognized as a star shape.

シミュレーション1の場合と同様にして、2頂点間の中点の検出、垂線の定義式の設定及びその確認、最終交点の算出を行った結果を図26に示す。   As in the case of simulation 1, FIG. 26 shows the results of detecting the midpoint between two vertices, setting and confirming a perpendicular definition formula, and calculating the final intersection.

図27の「Determ’d Co_ord」に示すように、ほとんど星形と認められない程度まで形状が崩壊している星形であっても、その基準位置の最終誤差は約1ピクセルである。   As shown in “Determ'd Co_ord” in FIG. 27, even if the star shape has collapsed to such an extent that it is hardly recognized as a star shape, the final error of the reference position is about 1 pixel.

以上のように、シミュレーション1−4によれば、星形レジスタマークを使用することにより、その基準位置(心)を極めて正確に同定することが可能であることが示された。   As described above, according to the simulation 1-4, it was shown that the reference position (heart) can be identified very accurately by using the star-shaped register mark.

100 本発明の実施形態に係るレジスタマークに対して使用されるレジスタマーク位置同定装置
110 走査装置
111 正スキャン実施装置
112 副スキャン実施装置
120 撮像装置
121 グラフ
130 画像メモリ
140 解析装置
500 シート
600 レジスタマーク
601、602、603 レジスタマークの3辺
601A、602A、603A レジスタマークの3辺の垂線
630 基準点
1000 見当合わせ制御装置
200 比較器
300 メモリ
400 制御装置
100 Register Mark Position Identification Device 110 Used for Register Marks According to Embodiment of the Present Invention 110 Scanning Device 111 Normal Scan Execution Device 112 Sub Scan Execution Device 120 Imaging Device 121 Graph 130 Image Memory 140 Analysis Device 500 Sheet 600 Register Mark 601, 602, 603 Register mark three sides 601A, 602A, 603A Register mark three sides perpendicular 630 Reference point 1000 Registration control device 200 Comparator 300 Memory 400 Control device

Claims (4)

シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法であって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記レジスタマーク位置同定方法は、
星形のレジスタマークを前記シート上に印刷する第一の過程と、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第二の過程と、
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第三の過程と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第四の過程と、
を備えるレジスタマーク位置同定方法。
A register mark position identification method for reading the position of a register mark printed on a sheet,
The direction of each of the plurality of sides constituting the register mark is predetermined,
The register mark position identification method is:
A first step of printing a star-shaped register mark on the sheet;
A second step of imaging the register mark on the sheet that has been fed;
The image data of the register mark imaged in the first process is scanned in parallel with the respective sides constituting the register mark, and the scanning direction is set in a direction orthogonal to the respective sides. A third process to move,
A fourth step of identifying the position of each side of the register mark based on the result of the scan, thereby identifying the position of the register mark;
A register mark position identifying method comprising:
前記レジスタマークは5足の星形からなるものであることを特徴とする請求項1に記載のレジスタマーク位置同定方法 2. The register mark position identifying method according to claim 1, wherein the register mark is a five-leg star shape. 前記第二の過程において撮像された前記レジスタマークの前記画像データを画像メモリに記憶する過程をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のレジスタマーク位置同定方法。 3. The register mark position identification method according to claim 1, further comprising a step of storing the image data of the register mark imaged in the second step in an image memory. 前記各々の辺の位置の特定は、各走査により得られた積算画素数のピーク値を判定することにより行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のレジスタマーク位置同定方法。 The register mark position identification according to any one of claims 1 to 3, wherein the position of each side is specified by determining a peak value of the number of integrated pixels obtained by each scan. Method.
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