JPH02642B2

JPH02642B2 -

Info

Publication number: JPH02642B2
Application number: JP54045352A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Myatake; Seiji Kashioka; Yoshihiro Shima; Takeshi Karasuno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-04-16
Filing date: 1979-04-16
Publication date: 1990-01-09
Also published as: JPS55138603A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はパターンの位置検出方式に関し、特に
撮像装置を利用して対象物体表面に存在する特定
のパターンの位置を自動的かつ高速に検出する位
置検出方式に関する。

テレビカメラなどの撮像装置で取り込んだ映像
の中から、ある目標パターンを他のパターンや背
景パターンから区別して抽出し、２次元映像内で
の位置を求める方式については、既に特公昭52−
14112号、あるいは特開昭52−91331号で提案され
ている。これらの方式は、対象物体面の局部的な
パターンを標準パターンとして予じめ記憶してお
き、この標準パターンと撮像装置によつて入力さ
れる映像内の各位置で切り出された部分パターン
とを逐次比較し、最も良く合致した部分パターン
の代表位置座標を抽出することにより、対象物の
特定位置を知るようにしたものである。これらの
方式は、例えば半導体ペレツト上に形成された電
極と外部リードとの間のワイアボンデイングを自
動的に行なうとき、半導体ペレツトの位置検出に
応用されている。

しかしながら、上記従来方式には検出できるパ
ターンに制約があり、IC（集積回路）やLSI（大規
模集積回路）のように複雑な配線パターンや類似
形状の多数個の電極（パツド）を備える物体を対
象とする位置検出には不向きであつた。すなわ
ち、これらの方式では映像内で標準パターンと最
も一致するパターンの位置を見つけ出すようにな
つており、対象物上で他にはない、固有の特徴を
もつパターンのみが検出対象となり得た。従つ
て、これらの方式によりIC、LSIのパツド位置を
検出しようとすると、検出目標としたいパツドの
形状を他のパツドとは異なつたものにするか、あ
るいはパターンの探索範囲を限定した場合に、こ
の領域には目標とするパツド以外は含まれないよ
うに隣接パツドを間隔をあけて形成する必要があ
つた。

IC、LSIのパツド位置を検出する他の方式とし
て、配列に特徴のある１組のパツドに着目し、こ
れらのパツドの形成箇所にパターン探索領域を設
定し、抽出されたパツド位置座標の相対的関係か
ら特定のパツド位置を識別する方法が考えられ
る。しかしながら、この方式は探索領域内に含ま
れる複数のパターンの特定の位置関係に依存して
いるため、対象物の位置がずれて特定の位置関係
の判定に必要などれかのパターンが探索領域から
外れるとパターンの識別は不可能となる。このた
め、多少の位置ずれがあつても、上記特定の位置
関係にある全てのパターンが常に探索領域内に収
まるよう対象物を撮像する必要があり、パターン
の拡大率が制限されて微小物体の位置検出精度を
上げることができなかつた。

従つて本発明の目的は、同一の特徴を備えた複
数のパターンが存在し、かつ等間隔に配列されて
いる場合でも、パターンの配列に制約を与えるこ
となく、目標パターンを識別できるようにしたパ
ターンの位置検出方式を提供することにある。

本発明の他の目的は、目標パターンを充分に拡
大でき、分解能をあげて高精度で位置検出できる
パターンの位置検出方式を提供することにある。

これらの目的を達成するために、本発明による
パターンの位置検出方式では、対象物上で目標パ
ターンの存在が予定される複数箇所にパターンの
探索領域を設定して各探索領域の像を撮像し、映
像情報を処理することにより各探索領域における
上記目標パターンと同一の特徴をもつ全てのパタ
ーンの位置座標を求め、互いに異なる探索領域に
属する位置座標間の相対的位置関係を順次判定す
ることにより所定の位置関係にある１組の位置座
標を抽出し、これらを目標パターンの位置と認定
するようにしたことを特徴とする。

目標パターンと同一の特徴をもつパターンの位
置座標は、例えば映像情報から対象物パターンの
一部に相当する部分パターンを逐次切り出し、こ
の切り出された部分パターンを上記特徴をもつ予
め記憶された標準パターンと順次比較し、一致し
たときの部分パターンの代表位置座標を検出する
ことにより求めることができる。

本発明によれば、探索領域内に存在する目標パ
ターンと同一特徴をもつパターンの位置座標を全
て抽出し、別の探索領域で抽出されたパターンの
位置座標との間の相対的位置関係が所定の位置関
係にあるか否かを判定することにより、目標パタ
ーンを特定するようにしているため、各探索領域
には目標パターンさえ収まつていればよく、これ
と同一の特徴をもつ近傍パターンの探索領域への
出入りは自由である。従つて、本発明によれば、
撮像視野に対する対象物の位置ずれが許容範囲内
にあるとき、目標パターンが探索領域から外れな
い範囲でパターンを拡大して撮像できるため、位
置検出精度を大幅に向上させることができる。

以下、本発明によるパターンの位置検出方式の
原理の詳細と実施例を図面を参照して説明する。

第１図ａは、パターンの位置検出対象の１例と
して、回路素子形成領域１１の２辺に沿つてパツ
ドA₁〜A_o，B₁〜B_oが規則的に形成された半導体
ペレツト１０を示す。

上記半導体ペレツト１０の表面パターンは、後
述するように顕微鏡を介して撮像され、例えば第
１図ｂに示すようなパツドのパターンと同一の特
徴をもつ標準パターンと比較処理されて、映像内
でのパツドの位置座標が抽出される。

本発明によれば、上記複数個のパツドのうち、
例えば最も遠い距離ｌにある１対のパツドA₁，
B₁を検出目標パターンに選び、標準的に上記目
標となる各パツドをほぼ中央部に含む位置にパタ
ーン探索領域１２Ａと１２Ｂとを設定する。これ
らの２つの探索領域１２Ａと１２Ｂは相対的に固
定された位置関係にあり、撮像視野に供給される
半導体ペレツトに位置ずれがあれば、各探索領域
内でのパツドパターンの位置は次のように変化す
る。

例えば、ペレツト１０が第１図の位置から右方
向に１パツド分だけ位置ずれした場合、探索領域
１２Ａ，１２Ｂには第２図ａ，ｂに示すようにパ
ターンが撮し出される。これとは逆に、ペレツト
１０が左方向に１パツド分だけ位置ずれすると、
各探索領域内のパターンは第３図ａ，ｂのように
なる。

これら第２図、第３図を参照すると、各探索領
域には同一の特徴をもつパターンが対象物の位置
ずれに応じてその都度異なつた個数ずつ現われる
ため、個々の領域でどれが目標パツドA₁，B₁か
を識別することはできない。探索領域１２Ａでは
最左端、１２Ｂでは最右端のパターンがそれぞれ
目標パツドであると決めてしまうと、ノイズパタ
ーンが含まれたとき誤認識のおそれがある。しか
しながら、上記探索領域１２Ａ，１２Ｂに含まれ
るパツドの位置座標間で距離ｌの位置関係にある
１組の位置座標が抽出できれば、そのうち探索領
域１２ＡのものはパツドA₁に、探索領域１２Ｂ
のものはパツドB₁にそれぞれ該当するものと認
定できる。

第４図は、位置検出対象の他の例として、回路
形成領域１１′の４辺にパツドA₁〜A_o，B₁〜B₅，
C₁〜C_o，D₁〜D₅が規則的に形成された半導体チ
ツプ１０′を示す。このように、Ｘ軸、Ｙ軸の２
方向にパツドが形成されている場合、目標パター
ンとしてＸ軸方向の１辺からパツドA₂を、Ｙ軸
方向の１辺からパツドB₃を選び、上記各パツド
を中心として探索領域１２Ａ，１２Ｂを設定する
ことができる。パツドA₂とB₂とを結ぶ直線がＸ
軸（あるいはＹ軸）に対して45度に近くなけれ
ば、探索領域１２Ａに含まれるパツドA₁〜A₃，
D₅と探索領域１２Ｂに含まれるパツドB₂，B₃と
の全ての組み合せの中で、パツドA₂とB₃のみが
特異の相対距離ｌをもつ。

したがつて、第５図ａ，ｂに示す如く、半導体
チツプ１０′が左側に位置ずれして探索領域１２
Ａには横に並んだ３個のパツドのみが撮し出さ
れ、一方、探索領域１２Ｂには縦に並んだ２個の
パツドのみが撮し出され、個々の探索領域内での
パツドの位置関係だけからはパツドを特定できな
い場合でも、それぞれのパツドの位置座標から相
対距離ｌの位置関係にある１組のパツドを見つけ
出すことにより、パツドA₂とB₃とを特定するこ
とができる。

第６図ａ，ｂは半導体チツプ１０′がＹ軸方向
に位置ずれし、探索領域１２ＢにパツドB₃とB₄
とが撮し出された場合を示している。この場合も
上記と同様にパツド間の相対距離を調べることに
より、目標パツドA₂とB₃とを特定することがで
きる。

第７図は、検出対象の更に他の変形例として、
素子形成領域１１″の角部において３個のパツド
が斜め方向に並んで配置された形態の半導体チツ
プ１０″を示している。このような形態の半導体
チツプにおいて、相対距離が最大値ｌとなる１組
のパツド、例えば上辺左端のパツドA₂と下辺右
端のパツドB₂とを目標パツドとして選び、これ
らを含む位置に探索領域１２Ａと１２Ｂとを設定
した場合、第８図ａ，ｂに示す如く、LSIチツプ
１１″が回転方向に位置ずれした時に最大距離ｌ
の位置関係にあるもう１組のパツドA₀とB₀とが
上記探索領域１２Ａ，１２Ｂに撮し出される可能
性がある。

このような場合には、半導体チツプ１０″上に
もう１つの探索領域１２Ｃを設定し、この探索領
域に含まれるパツドC₂と前記目標パツドA₂，B₂
との相対的位置関係を予じめ記憶しておけばよ
い。探索領域１２ＡにパツドA₀とA₂が撮し出さ
れ、探索領域１２ＢにパツドB₀とB₂とが撮し出
された時、探索領域１２Ｃには、第８図ｃに示す
ように、パツドC₀，C₁，C₂が撮し出される。し
たがつて、各探索領域に含まれるパツドの位置座
標から、第７図の３角形A₂B₂C₂の各頂点に相当
する位置関係にある座標の組み合せを抽出すれ
ば、これに該当する組み合せは１つしかなく、目
標パツドA₂，B₂を特定することができる。

以上は同一の特徴を備えた複数個のパツドが規
則的に配列されたLSIチツプを対象として本発明
の適用形態を説明したが、パツドが不規則に配置
された場合でも本発明が適用できること明らかで
あろう。

本発明を実施するにあたり、全ての探索領域を
撮像装置の１つの視野内に収めて撮像できる場合
には、１回の画面走査で目標パターンと同一特徴
を有する全てのパターンの位置座標を求め、次い
で探索領域間で座標の位置関係を順次判定すれば
よい。

しかしながら、検出対象物が撮像視野に対して
大きくなつた場合、あるいは撮像装置の分解能の
関係で検出対象面の部分的な拡大像しか視野内に
収まらない場合には、探索領域毎に撮像視野を移
動する必要がある。

このように撮像視野を移動できるようにした装
置構造の１例を、第９図ａに側面図、第９図ｂに
上面図で示す。この装置は、架台２０の左側上面
に外部リード２１と半導体ペレツト１０を載置す
るためのテーブル２２が固定され、右側上面には
Ｙ方向に移動するＹテーブル２３と、Ｘ方向に移
動するＸテーブル２４とが重ねて設置されてい
る。

Ｘテーブル２４には支軸２５を介して上下に揺
動可能なアーム２６が取り付けられている。アー
ム２６の先端には、ペレツト上のパツドと外部リ
ードとの間を結線するワイアを保持するための、
筒状のキヤピラリー２７が垂直方向に取り付けら
れ、このアームの他端には図示しない制御機構が
取り付けられて、これによりアーム２６を上下に
揺動できるようになつている。また、Ｘテーブル
２４上には、対物レンズ支持アーム２８が固定さ
れ、この支持アームの先端部は鏡筒部２９を形成
し、テーブル２２に垂直に延びる鏡筒部２９の下
端には対物レンズ３０が取り付けられている。対
物レンズ３０の取り付け位置は、その焦点が半導
体ペレツト１０の表面に一致するような位置であ
る。鏡筒部２９の上部には反射鏡３１が配置さ
れ、対物レンズ３０からの平行光束をＸ方向に反
射させている。

一方、Ｙテーブル２３上にはミラー支持アーム
３４が固定され、このミラー支持アームの先端に
は反射鏡３５が取り付けられている。この反射鏡
３５は上記鏡筒部の開口３３から出力される十方
向平行光束３２を受光し、装置上面図を示す第９
図ｂに符号３２′で示すようにＹ方向に反射し、
撮像装置４０に入力させる働きをする。

上記構成によれば、対物レンズ３０からの入力
光は平行光束となつて進み、反射鏡３１，３５で
反射されて撮像装置４０に入力される。この場
合、Ｘテーブル２４が移動してもミラー支持アー
ム３４の位置は一定であり、平行光束３２が反射
鏡３５から外れることはない。また、Ｙテーブル
が移動した場合、Ｘテーブル２４上の対物レンズ
支持アーム２８も一諸に移動するため、平行光束
３２が反射鏡３５から外れることはない。Ｘテー
ブルの移動方向は撮像装置４０に接近離反する方
向であるから、上記装置はＸ、Ｙテーブル２３，
２４の移動に応じて半導体ペレツト表面の撮像視
野を自由に変えることができ、１つのパターン探
索領域から次のパターン探索領域に視野を移動す
ることが可能である。

次に、本発明によるパターンの位置検出方式を
自動的に行なう映像情報の処理装置について述べ
る。

本発明方式を実施するためには、探索領域にお
いて検出しようとする目標パターンと同一の特徴
を備える複数のパターンについて位置座標を記憶
する必要がある。これを実現する１つの方法は、
目標パターンと同一の特徴を備えた標準パターン
を予め用意しておき、一方、撮像画面から上記標
準パターンと同一の大きさをもつ部分パターンを
画面走査に応じて順次切り出し、上記部分パター
ンと標準パターンとを逐次比較することにより、
一致した部分パターンの切り出し位置の座標を全
て記憶することである。しかしながら、実際に撮
像されたパターンは、種々の変動要因により、そ
れが真の目標パターンであつたとしても標準パタ
ーンとの間に完全な一致は得難い。このため、真
の目標パターンと標準パターンとの間に或る程度
の誤差を許容せざるを得ない。この場合、部分パ
ターンと標準パターンとの全ての比較結果につい
て、一致度が設定された誤差範囲内であれば位置
座標を記憶するものとすれば、最も一致度の高い
部分パターンを中心にその近傍で切り出される多
数の部分パターンについても座標を記憶すること
になり、座標メモリに大きな記憶容量が必要とな
る。また、この方式では探索領域間での座標の相
対位置判定に先立つて、一群の座標データの中か
らその中心位置に存在する最も一致度の高い座標
データを抽出し、対象物上の１つのパターンに対
応して１つの座標データのみを残すようデータを
整理する処理が必要となる。

従つて、標準パターンと部分パターンとを比較
して許容範囲の一致度が得られた場合に直ちに位
置座標を記憶する方式とするよりも、ある範囲で
極大値となる一致度をもつ部分パターンについて
のみ座標を記憶する方式が好ましい。

標準パターンとの一致度が極大となる部分パタ
ーンの位置座標を抽出するには、例えば、パター
ンの探索領域を更に幾つかの区画（Ｙ方向にn₁
個、Ｘ方向にn₂個）に分割し、各区画で標準パタ
ーンとの一致度が最大となる部分パターンの座標
を記憶するようにすればよい。

第１０図は、１例として、探索領域１２を網目
状の12個の区画に分割した場合を示している。図
において、斜線を施こした部分３７は検出対象と
なるパターン、例えばパツドのパターンを示し、
領域３８は画像から切り出される部分パターンの
大きさを示す。

部分パターン３８は縦横にならんだ複数の絵素
からなり、部分パターンの位置座標をどの絵素で
代表されるかは任意である。仮に部分パターンの
右下隅の絵素３９（代表点と称す）で部分パター
ンの位置を代表させるものとすると、順次切り出
される部分パターンのうち代表点が同じ区画に属
するものの中から標準パターンとの一致度が最大
となるものを抽出すればよい。このようにする
と、代表点がいずれかの区画に入つていればよい
ので、探索領域に撮し出されたパターンが複数の
区画にまたがつていても何ら差しつかえない。

探索領域に設定される各区画の大きさ（縦d₁、
横d₂）は、探索領域に存在が予定される目標パタ
ーンと同一の特徴をもつパターンの大きさと位置
関係によつて決まる。例えば、縦方向に最も接近
したパターンの各代表点の間隔をw₁、横方向に
最も接近したパターンの各代表点の間隔をw₂と
し、撮像視野に供給される対象物の回転ずれの最
大許容角度をθとすれば、 d₁＜w₁cosθ d₂＜w₂cosθ となるようにd₁d₂を設定することにより、対象物
に位置ずれ、回転ずれがあつても検出すべき全て
のパターンの代表点をどれかの区画に１つずつ収
けることができ、パターン位置座標の検出もれは
生じない。

このような考え方に基づいて構成された本発明
の実施に適した映像情報処理装置の１例を第１１
図、第１２図により説明する。

第１１図は映像情報処理装置の全体構成を示す
ブロツク図であり、４０は撮像装置、例えばテレ
ビカメラ、４１はクロツク発生回路を示す。クロ
ツク発生回路４１から出力されるクロツク信号４
１ＳはXY座標カウンタ４２に入力される。XY
座標カウンタ４２はクロツク信号４１Ｓをカウン
トして撮像画面のＸ座標を得るＸ座標カウンタ
と、このＸ座標カウンタのキヤリイ信号５８をカ
ウントして撮像画面のＹ座標を得るＹ座標カウン
タとからなつている。４３は同期信号発生回路で
あり、XY座標カウンタ４２のカウント値をもと
に撮像装置４０の画面走査に必要な同期信号４３
Ｓを発生する。

撮像装置４０は同期信号４３Ｓに同期して映像
面をラスタ走査し、映像信号４０Ｓを出力する。
この映像信号４０Ｓは２値化回路４４により、絵
素の映像が「白」か「黒」かを示す２値信号４４
Ｓに変換され、映像メモリ４５に供給される。

映像メモリ４５と符号４６で示される部分パタ
ーン切り出し回路は特公昭46−14112号明細書に
示された形式のものを適用できる。

すなわち、映像メモリ４５は、走査線数ｎ−１
本分の２値化された画像情報を１時的に記憶する
ための、互いに直列接続されたｎ−１本のシフト
レジスタからなり、これらのレジスタの出力信号
と２値信号４４Ｓは、撮像画面で縦方向にならん
だ位置関係にあるｎ個の絵素に対応する。従つ
て、映像メモリ４５から上記ｎ個の絵素の信号を
並列的に取り出し、これを長さｎビツトのｎ本の
シフトレジスタからなる部分パターン切り出し回
路４６に導き、ｎ×ｎビツトの並列情報として取
り出せば、映像の走査位置に対応したｎ×ｎ絵素
の部分パターンが次々と取り出されることにな
る。

４７は上記部分パターンと照合すべきｎ×ｎ絵
素の情報からなる標準パターンを保持するための
レジスタである。このレジスタの内容と部分パタ
ーン切り出し回路４６の出力は照合加算回路４８
により対応するビツト毎に比較照合され、内容的
に一致したビツトの合計数が部分パターンと標準
パターンとの一致度を示す信号４８Ｓとして出力
される。回路４５，４６，４８はクロツク信号４
１Ｓに同期して動作するため、一致度信号４８Ｓ
は映像面の走査に並行して次々と出力されること
になる。

５０は領域分割回路（具体的構成は第１２図で
説明する）であり、クロツク信号４１Ｓに同期し
て動作し、XY座標カウンタ４２から出力される
Ｘカウンタのキヤリイ信号５８とXY座標信号４
９（４９Ｘ，４９Ｙ）とに基づいて現在の走査点
が探索領域に入つているか否かを判定する。もし
探索領域内に入つていれば一致度比較指示信号５
１が出力される。また、この回路は探索領域を複
数の区画に分割し、上記走査点がどの区画に属す
るかを示すアドレス信号５２（５２Ｘ，５２Ｙ）
を発生する。このアドレス信号５２は、アドレス
切り換え回路５５を介して一致度メモリ５６、座
標メモリ５７に与えられる。

一致度メモリ５６はアドレス信号５２に対応す
る記憶領域を有し、探索領域における上記アドレ
スに対応する区画毎に部分パターンと標準パター
ンとの現時点までの最大一致度を記憶できるよう
になつている。すなわち、メモリ５６のアドレス
された記憶領域の内容は信号５６Ｓとして読み出
され、照合加算回路４８から次々と出力される一
致度信号４８Ｓと共に比較回路５９に入力され
る。比較回路５９は新しく求められた一致度４８
Ｓの方が大きいときパルス信号５９Ｓを出力す
る。このパルス信号５９Ｓは一致度比較指示信号
５１により開閉制御されるANDゲート５４に入
力されており、比較指示信号５１の出力期間中の
みANDゲート５４から出力され、メモリ５６，
５７のデータ更新を可能とするパルス５４Ｓにな
る。従つて、一致度メモリ５６はパルス信号５４
Ｓに応答して、アドレス信号５２に対応する記憶
領域に信号４８Ｓで与えられる新たな一致度を記
憶できる。

一方、座標メモリ５７は、上記一致度メモリ５
６と同様に、アドレス信号５２に対応する座標記
憶領域を有し、上記パルス信号５４Ｓが与えられ
たとき、アドレスされた記憶領域にXY座標カウ
ンタ４２から出力される座標データ４９Ｓを記憶
する。

画面走査はＹ方向の位置をずらしつつ、Ｘ方向
に繰り返して行なわれるため、探索領域内におけ
る区画のアドレスも上記画面走査に応じて次々と
変わり、一画面走査終了時点では全ての区画につ
いての標準パターンと部分パターンとの最大一致
度と部分パターンの位置座標がメモリ５７，５８
に記憶されることになる。

６０は制御装置であり、例えば電子計算機の如
く、情報が入出力、シーケンス制御、数値制御、
データの判断機能を備えた装置である。制御装置
６０は、外部からの起動信号６１Ａを受けると、
予じめプログラムされた手順に従つて制御動作を
開始する。先ず、第９図で説明した視野移動装置
に対して制御信号６１Ｂを出力し、撮像視野を第
１の探索領域に位置決めする。次いで、必要な標
準パターン６２をレジスタ４７に送り込み、区画
の寸法d₁、d₂、分割数n₁、n₂および探索領域の開
始点X_S、Y_Sなどのパラメータを信号線６３から
領域分割回路５０に送り込む。また、一致度メモ
リ５６と座標メモリ５７にクリア信号６４，６５
を与えてメモリの内容をクリアし、然る後にアド
レス切換え回路５５が領域分割回路５２からのア
ドレスを出力できるよう切換え信号６６を出力す
る。

これらの前処理動作が終わると、制御回路６０
は領域分割回路５０にパターン検出動作の開始指
示信号６７を送り込む。領域分割回路５０は上記
指示信号５７を受けると、撮像装置４０の画面走
査が初期位置に戻つたタイミングでパターン検出
のための動作を開始し、１画面走査が終了した時
点で終了信号５３を出力し、制御装置にパターン
検出動作の終了を知らせる。

上記終了信号５３を受けたとき、制御装置６０
は切換え信号６６を出力し、アドレス切換え回路
５５が制御装置から出力されるアドレス信号６８
でメモリ５６，５７をアクセスできる状態にす
る。これによつて、制御装置６０は一致度メモリ
５６に記憶された各区画の一致度を次々と読み出
して所定値以上か否かを判定し、所定値以上であ
れば座標メモリ５７から座標値を読み出して制御
装置側のメモリ６９の第１探索領域データエリア
に書き込む。

第１の探索領域についての上記一連の処理が終
わると、制御装置６０は撮像視野を第２の探索領
域に移動するための制御信号６１Ｂを出力し、上
述した動作を繰り返して領域分割回路５０に第２
の探索領域におけるパターン検出動作を行なわ
せ、座標メモリから座標データを読み出してメモ
リ６９の第２の探索領域データエリアに書き込
む。探索領域を対象物上に３ケ所設定した場合に
は、第３の探索領域に関して上記同様の動作を繰
り返す。

制御装置６０は、以上の座標データ抽出処理が
終了すると、各探索領域間で座標の相対的位置関
係を順次チエツクし、所定の位置関係を満足する
１組の座標を見つけ出してこれらを標準パターン
の位置座標と認定する。撮像視野を移動すること
により１つの探索領域から別の探索領域へ切り換
える形式を採用した場合、各探索領域で求められ
たパターンの位置座標は夫々の撮像視野の走査開
始点を原点とした値となつているため、視野の移
動量に応じて第２、第３の探索領域での座標値の
補正が必要となる。これらの座標値の補正は、座
標メモリ５７からメモリ６９へデータを移動する
とき行なつてもよいし、座標間の相対的位置関係
を判定する段階で行なつてもよい。

座標間の相対的位置関係の判定は、例えば第１
探索領域から１番目の座標を選び出し、これと第
２探索領域の各座標との距離を次々と計算するこ
とにより、所定距離ｌをもつ１組の座標を見つけ
出す。もし見つからなければ、第１探索領域から
次の座標を選び出し、これを基準に第２探索領域
の各座標との関係を判定する手順を繰り返せばよ
い。第３探索領域を設定した場合には、第１、第
２の探索領域で所定の位置関係にある組について
のみ、第３探索領域の座標との関係を確認する。
尚、撮像視野に対象物が位置精度よく供給され、
各探索領域で抽出される座標の中で目標パターン
に対応する座標の抽出順位がほぼ固定している場
合には、先ずこれらの座標から相対位置関係の判
定を行ない、所定の位置関係にないとき他の座標
について判定するよう手順を組むことにより、デ
ータの処理時間を短縮させることができる。

対象物上の２つの定点の位置がわかれば、対象
物の標準位置からのずれ量を計算することがで
き、標準座標系において予じめ知られている他の
定点の実際位置を座標変換により求めることがで
きる。従つて、制御装置６０を半導体ペレツトの
ワイアボンデイング装置の制御用に用いる場合、
前記した２つの目標パターンの位置座標から半導
体ペレツトの位置ずれ量とボンデイング対象とな
る各パツドの実際の位置を計算し、キヤピラリー
のXYテーブル移動量を制御することができる。

領域分割回路５０の具体的構成を第２図に示
す。

この回路はＸアドレス制御部とＹアドレス制御
部とからなつており、７０Ｘと７０Ｙはそれぞれ
探索の開始点の座標X_S、Y_Sを保持するためのレ
ジスタ、７１Ｘと７１Ｙは分割される１つの区画
のＸ方向、Ｙ方向の寸法d₂、d₁を保持するための
レジスタ、７２Ｘと７２ＹはＸ方向、Ｙ方向の区
画の数n₂、n₁を保持するためのレジスタであり、
これらの各レジスタに保持されるパラメータは信
号線６３を介して制御装置６０から送り込まれ
る。また、７３Ｘ，７３Ｙ，７４Ｘ，７４Ｙ，７
５Ｘ，７５Ｙは一致検出回路、７６Ｘ，７６Ｙ，
７７Ｘ，７７Ｙはカウンタ、７８Ｘ，７８Ｙ，７
９はフリツプ・フロツプ、８０Ｘ，８０Ｙ，８
１，８４はANDゲート、８２Ｘ，８２Ｙ，８３
Ｘ，８３ＹはORゲートをそれぞれ示している。

先ずＸアドレス制御部から動作説明すると、一
致検出回路７３Ｘは、座標カウンタ４２から出力
された走査点のＸ座標４９Ｘとレジスタ７０Ｘに
保持された探索開始点の座標X_Sとを比較し、一
致したときパルス信号９０Ｘを出力する。このパ
ルス信号９０Ｘは、フリツプ・フロツプ７８Ｘを
セツトすると共に、ORゲート８２Ｘ，８３Ｘを
介してカウンタ７６Ｘ，７７Ｘの値をそれぞれ零
にセツトする。フリツプ・フロツプ７８Ｘがセツ
ト状態になると、その出力によりANDゲート８
０Ｘが開かれ、基本クロツク４１Ｓが次々とカウ
ンタ７６Ｘに入力されてカウント動作が開始され
る。

一致検出回路７４Ｘは、上記カウンタ７６Ｘの
値がレジスタ７１Ｘに保持された１分割区画の横
幅d₂に一致したとき、パルス信号９１Ｘを出力す
る。このパルス信号９１Ｘはカウンタ７７Ｘに入
力されてカウント値を１進めると共に、ORゲー
ト８２Ｘを介してカウンタ７６Ｘのリセツト端子
に与えられる。従つて、カウンタ７６Ｘは、分割
区画の横幅に等しいカウント値毎にカウント動作
を繰り返し、走査点がＸ方向の１つの区画から次
の区画に移るたびにカウンタ７７Ｘの値を進める
ことになる。また、カウンタ７７Ｘの内容は走査
が横方向に何番目の区画で行なわれているかを示
す値となつており、この値は区画のＸアドレスを
示す信号５２Ｘとして出力される。

一致検出回路７５Ｘは、上記カウンタ７７Ｘの
値とレジスタ７２Ｘに保持された区画のＸ方向の
指定数n₂とを比較し、一致したときパルス信号９
２Ｘを出力する。パルス信号９２Ｘは、ORゲー
ト８３Ｘを介してカウンタ７７Ｘのリセツト端子
に入力され、その値を零に戻すと共に、フリツ
プ・フロツプ７８Ｘをリセツトし、ANDゲート
８０Ｘを閉じて基本クロツク４１Ｓの入力を阻止
する。これらの動作は各水平走査線ごとに繰り返
されるため、これによつて探索領域内における分
割区画のＸアドレスを示す信号５２Ｘが繰り返し
て出力される。

次にＹアドレス制御部について説明する。Ｙア
ドレス制御部では、制御装置６０から検出動作開
始の指示信号６７が出力されたとき、フリツプ・
フロツプ７９がセツトされ、ANDゲート８４が
開かれる。一致検出回路７３Ｙは、座標カウンタ
４２から出力された走査点のＹ座標４９Ｙとレジ
スタ７０Ｙに保持された探索開始点の座標Y_Sと
を比較し、一致したときパルス信号９０Ｙを出力
する。このパルス信号９０Ｙは、ORゲート８２
Ｙ，８３Ｙを介してカウンタ７６Ｙ，７７Ｙをリ
セツトし、もし、ANDゲート８４が開いていれ
ば、これを介してフリツプ・フロツプ７８Ｙをセ
ツトする。これによつて、ANDゲート８０Ｙが
開かれ、座標カウンタ４２から１水平走査線毎に
出力されるキヤリイ信号５８が次々とカウンタ７
６Ｙに入力され、カウント動作が開始される。

一致検出回路７４Ｙは、上記カウンタ７６Ｙの
値がレジスタ７１Ｙに保持された１分割区画の縦
の幅d₁に一致したとき、パルス信号９１Ｙを出力
する。このパルス信号はカウンタ７７Ｙに入力さ
れてカウント値を１進めると共に、ORゲート８
２Ｙを介してカウンタ７６Ｙのリセツト端子に入
力され、その値をリセツトする。従つて、カウン
タ７６Ｙは分割区画の縦幅に等しいカウント値を
周期としてカウント動作を繰り返し、走査点がＹ
方向の１つの区画から次の区画に移るたびにカウ
ンタ７７Ｙにカウント動作させることになる。カ
ウンタ７７Ｙの内容は走査が縦方向の何番目の区
画で行なわれているかを示す値となつており、こ
の値は区画のＹアドレスを示す信号５２Ｙとして
出力される。信号５２ＹはＸアドレスを示す信号
５２Ｘと共に一致度メモリ５６、座標メモリ５７
に与えられる。

一致検出回路７５Ｙは、上記カウンタ７７Ｙの
値とレジスタ７２Ｙに保持された区画の縦方向の
指定数n₁とを比較し、一致したときパルス信号９
２Ｙを出力する。このパルス信号９２ＹはORゲ
ート８３Ｙを介してカウンタ７７Ｙをリセツト
し、同時にフリツプ・フロツプ７８Ｙ，７９をリ
セツトする。また、上記パルス信号は指定された
パターン検出処理の終了信号５３として制御回路
６０に送られる。

フリツプ・フロツプ７８Ｙはちようど探索領域
の１回分の走査期間オン状態になつているため、
その出力信号９３とＸアドレス制御部のANDゲ
ート８０Ｘの出力信号９４とのAND出力をAND
ゲート８１から取り出すことにより、一致度比較
指示信号５１が得られる。

以上の実施例では、目標パターンを検出するた
めに１つの標準パターンで部分パターンとの照合
を行なうものとして説明してきた。しかしなが
ら、本発明によるパターンの位置検出方式では複
数種の標準パターンを用意することにより高度の
パターン認識を行なうことが可能である。

例えば、前記制御装置６０からレジスタ４７に
送り込む標準パターンを探索領域に応じて変える
ことにより、特定の探索領域から他とは異なつた
特徴の目標パターンを検出することができる。

対象物の回転方向のずれが或る限度を越えた場
合、正常位置標準パターンとの比較では一致度が
不足するため、一致度判定の閾値を厳しくとると
探索領域に実在する目標パターンの検出に失敗す
るが、このような場合でも対象物の傾きに対応す
る複数種類の標準パターンを予じめ用意してお
き、第１の標準パターンで検出不能のとき残りの
標準パターンと比較するようにすれば、認識能力
を高めることができる。

また、LSIチツプのような微小パターンをもつ
物体を対象とする場合、目標とするパターンの近
傍を拡大して撮像することにより分解能を上げる
ことができるが、この場合、目標パターン、例え
ば、パツドの全体パターンを標準パターンと比較
しようとすると大きな部分パターンの切り出しが
必要となる。このような場合、例えば第１３図
ｂ，ｃに示すように、パツドの一部に相当する２
種類の小型の標準パターンを用意し、最初の画面
走査では標準パターンｂを用いて第１３図ａの位
置座標１０１，１０１′を求め次の画面走査では
標準パターンｃを用いることにより位置座標１０
２，１０２′を求め、特定の位置関係で対をなす
座標を抽出するようにすれば、パツド１００，１
００′を検出することができる。尚、標準パター
ンｂを用いるときの探索領域の分割区画と標準パ
ターンｃを用いるときの探索領域の分割区画とを
上記特定の位置関係に合わせて撮像視野内にずら
して設定すれば、同一のパツドから検出される１
対の位置座標１０１と１０２、１０１′と１０２
を同一アドレスの区画に収めることができ、位置
関係の判定が容易になる。

また、第１１図で説明した映像情報処理装置
は、１つの撮像視野内でパターンの探索領域を任
意に設定できるため、視野を固定したまま画面ご
とに異なつた位置の探索領域からパターンを抽出
することができ、その都度、標準パターンを変え
ることもできる。従つて、対象物に設定した全て
の探索領域が撮像装置の同一視野に収まる場合に
は、画面走査を繰り返すだけで異なる探索領域か
らの位置座標を抽出することができ、パターン位
置を短時間で検出できることになる。

以上説明したように、本発明によれば、目標パ
ターンと同一の特徴を備えた複数のパターンが互
いに接近し、かつ等間隔に配置された物体面を対
象とした場合でも目標とするパターンの位置を確
実に検出できるため、目標パターンの形状、配列
に制約がない。従つて、本発明は半導体製品をは
じめとする各種の物体の位置認識装置に広く応用
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２辺に沿つて規則的に配置されたパツ
ドを有する半導体ペレツトを検出対象とする本発
明の説明図、第２図、第３図は上記検出対象が位
置ずれしたときのパターン探索領域１２Ａ，１２
Ｂにおけるパターン状態図、第４図は４辺に規則
的に配置されたパツドを有する半導体ペレツトを
検出対象とする本発明の説明図、第５図、第６図
は上記検出対象が位置ずれしたときの探索領域１
２Ａ，１２Ｂにおけるパターン状態図、第７図は
パターン探索領域を３箇所に設定した場合の本発
明の説明図、第８図は検出対象が位置ずれした場
合の上記３箇所のパターン探索領域におけるパタ
ーン状態図、第９図ａおよびｂは本発明を実施す
るために用いられる画像入力装置の１実施例を示
す側面図および上面図、第１０図は標準パターン
に合致する複数のパターンの位置座標記憶方法を
説明するための図、第１１図は本発明を実施する
ための画像情報処理装置の１実施例を示す全体構
成図、第１２図は第１１図の装置における領域分
割回路５０の１例を示すブロツク図、第１３図は
本発明に適用できる標準パターンの変形例を説明
するための図である。図において、４０は撮像装置、４６は部分パタ
ーン切り出し回路、４７は標準パターンレジス
タ、４８は一致度検出回路、５０は領域分割回
路、５６は一致度メモリ、５７は座標メモリ、６
０は制御装置を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１第１、第２の位置検出すべき目標パターンの
各々と一致する少くとも一個のパターンを有する
対象物の内、該第１の目標パターンが存在する第
１の部分と該第２の目標パターンが存在する第２
の部分とを夫々撮像する第１の手段と、第１、第
２の部分の夫々についての該第１の手段の映像出
力からそれぞれ該第１、第２の目標パターンと一
致するパターンの位置を求める第２の手段であつ
て、該一致するパターンが複数個あるときにはそ
れぞれの位置を検出するものと、該第１、第２の
部分について求めたパターンの位置同士適宜組合
わせて所定の位置関係にあるかを判定する第３の
手段とを有し、所定の位置関係にあることが判定
された１組のパターンを前記第１、第２の目標パ
ターンの位置とするパターンの位置検出方式。２前記第２の手段は、前記第１、第２の部分に
ついて得られた撮像信号から前記対象物の部分的
なパターンを逐次切り出すパターン切出し回路
と、該切り出された各部分パターンを前記第１又
は第２の目標パターンを表わす標準パターンと順
次比較し、所定の一致度が得られたときの上記部
分パターンの位置を出力する手段とを有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパター
ンの位置検出方法。３前記第２の手段は、前記第１、第２の部分に
ついて得られた撮像信号から前記対象物の部分的
なパターンを逐次切出すパターン切出し回路と、
該切出された各部分パターンを前記第１又は第２
の目票パターンを表わす標準パターンと順次比較
し、一致度を出力する手段と、前記第１、第２の
部分についての夫々の撮像信号を複数の区画に分
割し、各区画内で前記標準パターンと最も一致度
の高い部分パターンの位置を出力する手段とを有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項のパ
ターンの位置検出方式。