JPH01251176A - パターン位置認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、Ｕ板の位置認識に使用される位置認識用パタ
ーンのパターン位置認識装置に関する。

（従来の技術） 例えば、プリント配線基板（以下、基板と省略する）上
にチップ部品等を装着する場合、先ず基板が所定位置に
位置決めされる。かかる位置決めは基板上に位置認識用
パターンとして例えば第８図に示すような十字パターン
が付される。なお、この十字パターンはその形状及び寸
法が予め既知となっている。そして、基板がチップ部品
の装着に際して所定位置にセットされると、この十字パ
ターンがＩＴＶ　（工業用テレビジョン）カメラ等の撮
像装置によって撮像される。この撮像により得られた画
像データは画像メモリに記憶され、しかるのち基準十字
パターンを用いてパターンマツチングが行われたり、又
十字パターンの重心位置が求められる。このようなパタ
ーンマツチング又は重心位置の算出の結果、基準十字パ
ターンとの間の位置ずれ量が求められ、このずれ口に従
って基板の位置が補正される。なお、基板の位置ずれを
水平方向及び垂直方向のみで検出する場合は十字パター
ンを１つとし、又基板の位置ずれを垂直水平方向に加え
て回転ずれや基板のひずみも検出する場合は十字パター
ンを複数個使用する。

このような認識方法であれば、基板上の位置認識用パタ
ーンが銅箔の場合や金めつき、半田めっきのように表面
が比較的滑らかであれば、正確に十字パターンの位置を
認識できる。

しかし、基板に対してパターンを形成する際のＨＡＬ　
（Ｈｏｔ　　Ａｉｒ　　Ｌｅｖｅｌｅｒ）処理が施され
ていたり、又十字パターンの銅箔が汚れていたりすると
、この十字パターンを撮像した場合、十字パターンの一
部が欠けたり又膨張された形状の画像データとして得ら
れてしまう。このため、パターンマツチングが出来なか
ったり、又十字パターンの重心位置を求めようとしても
変形した十字パターンからは正確な重心位置を求めるこ
とが出来なくなる。従って、基板を所定位置に精度高く
セットすることが難しく、チップ部品等の装着に不具合
が生じる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように基板にＨＡＬ処理が施されていたり汚れが
あると、位置認識用パターンを精度高く位置認識するこ
とが困難である。

そこで本発明は、基板の処理状態や汚れ等に影響されず
に高精度に位置認識用パターンの位置認識ができるパタ
ーン位置認識装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、基板上に付されたｘｙ力方向直線により形成
される位置認識用パターンの位置認識を行なうパターン
位置認識装置において、位置認識用パターンを撮像する
撮像装置と、この撮像装置の撮像により得られる複数階
調の画像データに対してｘｙ力方向それぞれ複数のスキ
ャンを行なって各階調データを得るスキャン手段と、こ
のスキャン手段により得られる各階調データにおける最
大階調変化部及び位置認識用パターン幅の規定範囲から
位置認識用パターンの幅を抽出するパターン幅抽出手段
と、このパターン幅抽出手段の幅抽出によって得られる
位置認識用パターンの形状からこの位置認識用パターン
の中心位置及び傾きを算出する位置算出手段とを備えて
上記目的を達成しようとするパターン位置認識装置であ
る。

（作用） このような手段を備えたことにより、撮像装置の撮像に
より得られた複数階調の画像データに対してスキャン手
段はｘｙ力方向それぞれスキャンを行なって各階調デー
タを得、パターン幅抽出手段はこれら階調データにおけ
る最大階調変化部及び位置認ぷ用パターン幅の規定範囲
から位置認識用パターンの幅を抽出する。そして、この
パターン幅抽出手段の幅抽出によって得られる位置認識
用パターンの形状から位置算出手段は位置認識用パター
ンの中心位置及び傾きを算出する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はパターン位置認識装置の構成図である。

同図において１は第８図に示すような位置認識用パター
ンとしての十字パターンが付された基板である。この基
板１の上方には十字パターンを撮像領域内に入るように
ＩＴＶカメラ２が配置されている。そして、このＩＴＶ
カメラ２がら出力される画像信号がＡ／Ｄ　（アナログ
／ディジタル）変換器３で複数階調に変換されて画像処
理装置４の画像メモリ５に画像データとして記憶される
ようになっている。

画像処理装置は十字パターンの位置つまり重心位置及び
傾きを求める機能を持ったもので、ＣＰＵ　（中央処理
装置）から成る主制御部６に対して画像メモリ５、幅設
定部７、スキャン部８、パターン幅抽出部９及び位置算
出手段１ｏが接続されたものとなっている。幅設定部７
には十字パターンの幅を抽出するための十字パターン幅
の規定範囲が予め設定されている。スキャン部８は画像
メモリ５に記憶された画像データに対して十字パターン
の部分が入る領域でｘｙ力方向各スキャン数を設定し、
このスキャン数に従ってｘｙ力方向対してスキャンを行
なってそれぞれそのスキャンラインにおける各階調デー
タを得る機能を持ったものである。パターン幅抽出部９
はスキャン部８により得られた各階調データにおける最
大階調変化部つまり階調レベルが急峻する部分及び十字
パターン幅の規定範囲から十字パターンの幅を抽出する
機能を持ったものである。位置算出手段１０は、パター
ン幅抽出部９のパターン幅抽出によって得られる十字パ
ターンの形状からこの十字パターンの中心位置及び傾き
を算出する機能を持ったもので、中心ライン演算部１１
及び位置算出部１２から構成されている。中心ライン演
算部１１はパターン幅抽出部９のパターン幅抽出によっ
て得られる十字パターンの形状から十字パターンの中心
ラインを求める機能を持ったものであり、また位置算出
部１２はこの中心ラインから十字パターンの重心位置及
び基準位置からの傾きを算出する機能を持ったものであ
る。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図に
示す位置認識流れ図に従って説明する。

基板１が搬送されて所定位置にセットされ、この状態で
ＩＴＶカメラ２によって基板１上に付された十字パター
ンが撮像されると、この画像信号がＩＴＶカメラ２から
出力される。この画像信号はＡ／Ｄ変換器３で複数階調
のディジタル画像信号に変換されて画像メモリ５に画像
データとして記憶される。このように画像メモリ５に複
数階調の画像データが記憶されると、ステップｓｌにお
いて主制御部６はスキャン部８にスキャン指令を発する
。このスキャン部８は画像メモリ５に記憶された画像デ
ータからｘｙ力方向各スキャン数を設定する。例えば、
第３図に示すように十字パターンＱがスキャン範囲に入
るようにＸ方向のスキャン数ｎ　ｓ　ｙｈ向のスキャン
数ｎが設定される。このようにｘｙ力方向各スキャン数
が設定されると、スキャン部８はステップｓ２に移って
スキャン本数ｉを「１」としてＸ方向のスキャンを実行
する。

なお、このスキャンの順序は、先ずＸ方向に順次「１」
〜ｒｎＪの順で実行し、次にｙ方向に順次「１」〜ｒｎ
Ｊの順で実行するものとする。このスキャンによりスキ
ャン部８はステップＳ３において第４図に示すような１
本目のスキャンライン上における階調データｄｉを得、
この階調データ旧を画像メモリ５に一時記憶する。そし
て、ステップｓ４においてスキャンが先ずＸ方向に対し
て全て終了したかが判断され、今の状態では１本目のス
キャンしか終了していないのでステップＳ５に移ってス
キャン本数ｉを「２」としてステップＳ２に移る。

このステップｓ２においてスキャン部８はＸ方向におい
て２本目のスキャンを実行する。このようにステップ８
２〜ｓ５が繰り返されることによってＸ方向の全スキャ
ン「１」〜ｒｎＪが終了する。第４図はＸ方向のスキャ
ンによって得た各階調データｄｌ−ｄｎであって、十字
パターンＱをスキャンしているときの階調レベルが高く
なっている。以上のようにしてＸ方向の全スキャンが終
了すると、次にスキャン部８はＸ方向と同様にｙ方向に
対するスキャンをスキャン本数「１」〜［ｎＪで実行し
てそのスキャン毎に階調データを得る。

以上のようにしてｘｙ力方向全スキャンが終了すると、
ステップｓ６に移って主制御部６はパターン幅抽出部９
に対して抽出指令を発する。このパターン抽出部９はス
キャン順に従って各階調データを順次画像メモリ５から
読み出し、階調データにおける階調レベルの急峻変化す
る２部分を検出する。例えば、Ｘ方向の階調データｄ３
について第５図を参照して説明すると、階調レベルは十
字パターンの各エツジに対応する部分、っまりａ及びｂ
の２部分で最大の急峻変化を示している。なお、Ｃ部分
においても急峻な変化を示しているが、この急峻変化の
大きさはａ及びｂ部分の変化よりも小さいので省かれる
。このように最大急峻部分ａ１ｂが検出されると、パタ
ーン幅抽出部９は階調データｄ３において十字パターン
の幅は階調レベルの急峻する点Ｆａ、Ｆｂの間として判
断する。しかして、このようにしてパターン幅の抽出が
全階調データに対して行われて十字パターンＱの幅が判
断される。次にステップｓ７に移ってパターン幅抽出部
９は幅設定部７に設定されている十字パターンの規定範
囲を読み出し、この規定範囲の最小規定値から最大規定
値までの間に上記各階調データから判断した各パターン
幅が入っているがを判断する。そして、この１１１断に
よって規定範囲内にパターン幅が入っていなければ、こ
のパターン幅は除外される。これにより、例えば第５図
に示す階調レベルの急峻部分Ｃが大きく、この部分Ｃと
ｂ部分とからパターン幅が判断されたとしても、このパ
ターン幅は最小規定値よりも小さくなるので除外される
。この結果、各階調データから判断された各パターン幅
の中から規定範囲内にあるパターン幅のみが選択され、
これら選択されたパターン幅から位置認識用パターンＱ
の全体のパターン幅が抽出される。

このように十字パターンＱの全体のパターン幅が抽出さ
れると、ステップｓ８に移って主制御部６は位置算出手
段１０に演算指令を発する。これにより、中心ライン演
算部１１はパターン幅抽出部９で抽出された各パターン
幅つまり第５図に示す位置Ｆａ、Ｆｂを受け、これら位
置Ｆａ、Ｆｂの中間位置をそれぞれ各パターン幅ごとに
求めて第６図に示すように十字パターンＱの中心ライン
ｒｌ。

「２を演算し求める。次にステップｓ９に移って位置算
出部１２は求められた各中心ラインｒ１．　ｒ２の交点
Ｒを求め、この交点Ｒの位置を十字パターンＱの重心位
置とする。さらに、位置算出部１２は中心ライン「ｌと
基準ラインＰとの成す角度θを求め、この角度θを十字
パターンＱの傾きとする。

かくして、十字パターンＱの中心位置及び基僧ラインＰ
に対する傾きが求められると、これら中心位置及び傾き
に基づいて基板１の位置が補正されて所定位置に位置決
めされる。

このように上記一実施例においては、撮像装置２の撮像
により得られた画像データに対してｘｙｈ向にそれぞれ
スキャンを行なって各階調データを得、これら階調デー
タにおける最大階調変化部及び十字パターン幅の規定範
囲から十字パターンＱの幅を抽出してこの十字パターン
Ｑの中心位置及び傾きを求める構成としたので、十字パ
ターンＱが膨張されて撮像されたり又１９れて欠如され
たように撮像されてもこの部分はパターン幅抽出部９の
作用によって削除されて影響を受けることがない。従っ
て、抽出されるパターン幅は実際の十字パターンＱの幅
と非常に近似した値のみとなり、この結果高精度に十字
パターンＱを認識できてその中心位置及び傾きは正確な
値となる。かくして、基板かＨＡＬ処理されていたり汚
れていたり、さらに照射される光の強度が不均一であっ
ても精度高く十字パターンＱの位置認識ができる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、位
置認識用パターンは十字パターンに限らずｘｙｈ向の各
直線で形成される形状、例えば第７図に示すような四辺
形であってもよい。

［発明の効果〕 以上詳記したように本発明によれば、基板の処理状態や
汚れ等に影響されずに高精度に位置認識用パターンの位
置認識ができるパターン位置認識装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明に係わるパターン位置認識装
置の一実施例を説明するための図であって、第１図は構
成図、第２図は位置認識流れ図、第３図はスキャン動作
を示す図、第４図は各階調データを示す図、第５図はパ
ターン幅抽出作用を説明するための模式図、第６図は位
置算出作用を説明するための図、第７図は位置認識用パ
ターンの変形例を示す図、第８図は十字パターンを示す
図である。 １・・・基板、２・・・ＩＴＶカメラ、３・・・Ａ／Ｄ
変換器、４・・・画像処理装置、５・・・画像メモリ、
６・・・主制御部、７・・・幅設定部、８・・・スキャ
ン部、９・・・パターン幅抽出部、１０・・・位置算出
手段、１１・・・中心ライン演算部、１２・・・位置算
出部。 出願人代理人　弁理士　　鈴江武彦 筋　２　図 第　３　ｌ １号　４　因 Ｆ’ａ　　　　Ｆ’ｂ ：丁　５　図 Ｆ？ＡＩ １１６図 ７：；　　７　　Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上に付されたｘｙ方向の直線により形成される位
   置認識用パターンの位置認識を行なうパターン位置認識
   装置において、前記位置認識用パターンを撮像する撮像
   装置と、この撮像装置の撮像により得られる複数階調の
   画像データに対してｘｙ方向にそれぞれ複数のスキャン
   を行なって各階調データを得るスキャン手段と、このス
   キャン手段により得られる各階調データにおける最大階
   調変化部及び前記位置認識用パターン幅の規定範囲から
   前記位置認識用パターンの幅を抽出するパターン幅抽出
   手段と、このパターン幅抽出手段の幅抽出によって得ら
   れる前記位置認識用パターンの形状からこの位置認識用
   パターンの中心位置及び傾きを算出する位置算出手段と
   を具備したことを特徴とするパターン位置認識装置。