JPH11185038A - 画像認識装置 - Google Patents
画像認識装置Info
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- JPH11185038A JPH11185038A JP9353954A JP35395497A JPH11185038A JP H11185038 A JPH11185038 A JP H11185038A JP 9353954 A JP9353954 A JP 9353954A JP 35395497 A JP35395497 A JP 35395497A JP H11185038 A JPH11185038 A JP H11185038A
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- light
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- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
- H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
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- H01L2924/1016—Shape being a cuboid
- H01L2924/10162—Shape being a cuboid with a square active surface
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Image Processing (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被撮像物が製造ロットや製造設備、製造プロ
セスのばらつき等によりその表面の反射率がばらついて
コントラストが低下したり、傾斜している場合、光源か
らの光りがテレビカメラからそれて撮像信号のコントラ
ストが低下し画像処理に時間を要し誤認識することがあ
った。 【解決手段】 被撮像物とこれを照明する光源とを相対
的に位置ずれさせテレビカメラでとらえた撮像信号のコ
ントラストを向上させる。
セスのばらつき等によりその表面の反射率がばらついて
コントラストが低下したり、傾斜している場合、光源か
らの光りがテレビカメラからそれて撮像信号のコントラ
ストが低下し画像処理に時間を要し誤認識することがあ
った。 【解決手段】 被撮像物とこれを照明する光源とを相対
的に位置ずれさせテレビカメラでとらえた撮像信号のコ
ントラストを向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパターン認識用のマ
ークを形成した被撮像物をテレビカメラで撮像してパタ
ーン認識する装置に関する。
ークを形成した被撮像物をテレビカメラで撮像してパタ
ーン認識する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品例えば半導体装置は、電子部品
本体である半導体ペレットをリードフレーム等の支持部
材にマウントし、半導体ペレット上の電極と外部リード
とを電気的に接続して、半導体ペレットを含む主要部分
を外装して製造される。この電子部品の半導体ペレット
上の電極と外部リードは直接的あるいはワイヤを介して
接続されているが、電極が微細である場合、接続作業に
先立って図１０に示す画像認識装置を用い半導体ペレッ
ト上の電極位置を検出し接続用のツールが電極上に正確
に位置出来るようにしている。図中、１はリードフレー
ムで、電子部品本体（半導体ペレット）２をマウントす
る支持部１ａと、多数本一組のリード１ｂとを一体に形
成したもので、半導体ペレット２は半田や銀ペーストな
どの接着材３により固定されている。４はこのリードフ
レーム１をガイドし移動させ、所定ポジションで位置決
めするガイドレール、５はガイドレール４の側方に配置
されたＸＹテーブル、６はＸＹテーブル５に支持された
ワイヤボンディング装置で、超音波振動が付与され、揺
動するホーン７の先端にボンディングツール８を固定
し、このツール８にワイヤ９を挿入し、ＸＹテーブル５
により移動するツール８によりワイヤ９を半導体ペレッ
ト２上の電極とリード１ｂに順次接続して電気的接続を
行う。１０はガイドレール４上の所定ポジション上方に
配置されたハーフミラー、１１はハーフミラー１０によ
って反射された半導体ペレット２上に形成されたマーク
（通常は対角位置にある電極）をその近接領域とともに
撮像し電気信号に変換するテレビカメラ、１２はハーフ
ミラー１０上に配置され、半導体ペレット２の上面を照
明する第１の光源、１３はガイドレール４とハーフミラ
ー１０の間で、テレビカメラ１１の光軸周りに配置さ
れ、半導体ペレット２上を照明する第２の光源で、図外
の光を光ファイバなどでガイドし、半導体ペレット２上
での照度むらがないように配置されている。ハーフミラ
ー１０、テレビカメラ１１、第１の光源１２はケース１
４に収納され、第２の光源１３とともにワイヤボンディ
ング装置６の基部から延びるアーム（図示せず）に接続
されてボンディングツール８と一定の位置関係を保って
連動する。１５は光源１３から外れた位置に配置され認
識の他に保守、点検などで用いられる補助光源で、ガイ
ドレール４を含む広い領域を照明する。１６はテレビカ
メラ１１の撮像信号をデジタル変換し、このデジタル信
号に基づいてマーク位置を演算し検出する画像処理装置
で、図示省略するが一般的に撮像信号をデジタル変換す
るＡ−Ｄ変換器、所定のプログラムを記憶させ、デジタ
ル化された撮像信号や演算結果などを一時的に記憶させ
るメモリ、プログラムに基づいて撮像信号データを解析
し電極位置を演算し接続用ツールを制御するためのデー
タを作成するマイクロプロセッサなどから構成される。
この装置はテレビカメラ１１で半導体ペレット２を撮像
し図１１に示すようにペレット上面の電極または配線パ
ターンのうち、角部に位置する所定のマーク例えば電極
２ａ、２ａを撮像して電気信号に変換し、画像処理装置
１６によってデジタル化された信号を処理し、電極の輪
郭部分を抽出し、さらに抽出データに基づいて半導体ペ
レット２の水平面内のＸＹ方向の位置ずれと回転位置ず
れとを演算しこの演算結果に基づいてＸＹテーブル５、
ワイヤボンディング装置６を制御する。ここで、画像処
理される撮像信号の明暗レベルは、被撮像物である半導
体ペレット２の表面状態で決定され、シリコン基板を被
覆した絶縁膜の窓明け部分に形成したアルミニウム電極
２ａまたは配線パターンとその隣接部のそれぞれの反射
率の差異により撮像信号上の明暗レベルが決定される。
この画像認識装置の第１の光源１２から放出された光は
第２の光源１３位置を往復して半導体ペレット２上の像
をテレビカメラ１１上に再現する。これに対して第２の
光源１３から発した光の軌跡を図１２に示す。即ち、第
２の光源１３は発光面が幅をもった環状に形成され、電
極２ａも幅があるため、発光面の内周ａと外周ｂからそ
れぞれ発し、電極２ａの両端部ｃ、ｄで反射した光はそ
れぞれ反射角が異なり、反射した光の一部が第２の光源
１３の中央部を通り光源１３位置でテレビカメラ１１の
光軸１１ａから距離Ｘ１だけ離れたところを通過した光
（図示格子状斜線領域）が電極として撮像される。この
反射光は周縁に半影部分（斜線領域）がありテレビカメ
ラ１１で撮像した電気信号は白レベルと黒レベルの中間
レベルとなり、画像処理装置１６で白レベルか黒レベル
に変換される。図１２では第２の光源１３の光の軌跡は
その一部のみ示したが、実際には発光面全周から発した
光が半導体ペレット２上で反射する。そして半導体ペレ
ット２上の周縁に形成された電極は、主としてその電極
に近い側の発光部からの光によって照明されテレビカメ
ラ１１によって撮像される。従って、テレビカメラ１１
からみて反射光が最大となるように第２の光源１３の径
や半導体ペレット２からの位置が決定される。例えば被
撮像物である半導体ペレット２からハーフミラー１０ま
での距離を６０ｃｍ、ハーフミラー１０からテレビカメ
ラ１１までの距離を１２ｃｍとしたとき、第２の光源１
３は外径が１８ｍｍ、内径が１２ｍｍのリング状に形成
され、半導体ペレット２から第２の光源１３までの距離
は１５ｃｍに設定される。
本体である半導体ペレットをリードフレーム等の支持部
材にマウントし、半導体ペレット上の電極と外部リード
とを電気的に接続して、半導体ペレットを含む主要部分
を外装して製造される。この電子部品の半導体ペレット
上の電極と外部リードは直接的あるいはワイヤを介して
接続されているが、電極が微細である場合、接続作業に
先立って図１０に示す画像認識装置を用い半導体ペレッ
ト上の電極位置を検出し接続用のツールが電極上に正確
に位置出来るようにしている。図中、１はリードフレー
ムで、電子部品本体（半導体ペレット）２をマウントす
る支持部１ａと、多数本一組のリード１ｂとを一体に形
成したもので、半導体ペレット２は半田や銀ペーストな
どの接着材３により固定されている。４はこのリードフ
レーム１をガイドし移動させ、所定ポジションで位置決
めするガイドレール、５はガイドレール４の側方に配置
されたＸＹテーブル、６はＸＹテーブル５に支持された
ワイヤボンディング装置で、超音波振動が付与され、揺
動するホーン７の先端にボンディングツール８を固定
し、このツール８にワイヤ９を挿入し、ＸＹテーブル５
により移動するツール８によりワイヤ９を半導体ペレッ
ト２上の電極とリード１ｂに順次接続して電気的接続を
行う。１０はガイドレール４上の所定ポジション上方に
配置されたハーフミラー、１１はハーフミラー１０によ
って反射された半導体ペレット２上に形成されたマーク
（通常は対角位置にある電極）をその近接領域とともに
撮像し電気信号に変換するテレビカメラ、１２はハーフ
ミラー１０上に配置され、半導体ペレット２の上面を照
明する第１の光源、１３はガイドレール４とハーフミラ
ー１０の間で、テレビカメラ１１の光軸周りに配置さ
れ、半導体ペレット２上を照明する第２の光源で、図外
の光を光ファイバなどでガイドし、半導体ペレット２上
での照度むらがないように配置されている。ハーフミラ
ー１０、テレビカメラ１１、第１の光源１２はケース１
４に収納され、第２の光源１３とともにワイヤボンディ
ング装置６の基部から延びるアーム（図示せず）に接続
されてボンディングツール８と一定の位置関係を保って
連動する。１５は光源１３から外れた位置に配置され認
識の他に保守、点検などで用いられる補助光源で、ガイ
ドレール４を含む広い領域を照明する。１６はテレビカ
メラ１１の撮像信号をデジタル変換し、このデジタル信
号に基づいてマーク位置を演算し検出する画像処理装置
で、図示省略するが一般的に撮像信号をデジタル変換す
るＡ−Ｄ変換器、所定のプログラムを記憶させ、デジタ
ル化された撮像信号や演算結果などを一時的に記憶させ
るメモリ、プログラムに基づいて撮像信号データを解析
し電極位置を演算し接続用ツールを制御するためのデー
タを作成するマイクロプロセッサなどから構成される。
この装置はテレビカメラ１１で半導体ペレット２を撮像
し図１１に示すようにペレット上面の電極または配線パ
ターンのうち、角部に位置する所定のマーク例えば電極
２ａ、２ａを撮像して電気信号に変換し、画像処理装置
１６によってデジタル化された信号を処理し、電極の輪
郭部分を抽出し、さらに抽出データに基づいて半導体ペ
レット２の水平面内のＸＹ方向の位置ずれと回転位置ず
れとを演算しこの演算結果に基づいてＸＹテーブル５、
ワイヤボンディング装置６を制御する。ここで、画像処
理される撮像信号の明暗レベルは、被撮像物である半導
体ペレット２の表面状態で決定され、シリコン基板を被
覆した絶縁膜の窓明け部分に形成したアルミニウム電極
２ａまたは配線パターンとその隣接部のそれぞれの反射
率の差異により撮像信号上の明暗レベルが決定される。
この画像認識装置の第１の光源１２から放出された光は
第２の光源１３位置を往復して半導体ペレット２上の像
をテレビカメラ１１上に再現する。これに対して第２の
光源１３から発した光の軌跡を図１２に示す。即ち、第
２の光源１３は発光面が幅をもった環状に形成され、電
極２ａも幅があるため、発光面の内周ａと外周ｂからそ
れぞれ発し、電極２ａの両端部ｃ、ｄで反射した光はそ
れぞれ反射角が異なり、反射した光の一部が第２の光源
１３の中央部を通り光源１３位置でテレビカメラ１１の
光軸１１ａから距離Ｘ１だけ離れたところを通過した光
（図示格子状斜線領域）が電極として撮像される。この
反射光は周縁に半影部分（斜線領域）がありテレビカメ
ラ１１で撮像した電気信号は白レベルと黒レベルの中間
レベルとなり、画像処理装置１６で白レベルか黒レベル
に変換される。図１２では第２の光源１３の光の軌跡は
その一部のみ示したが、実際には発光面全周から発した
光が半導体ペレット２上で反射する。そして半導体ペレ
ット２上の周縁に形成された電極は、主としてその電極
に近い側の発光部からの光によって照明されテレビカメ
ラ１１によって撮像される。従って、テレビカメラ１１
からみて反射光が最大となるように第２の光源１３の径
や半導体ペレット２からの位置が決定される。例えば被
撮像物である半導体ペレット２からハーフミラー１０ま
での距離を６０ｃｍ、ハーフミラー１０からテレビカメ
ラ１１までの距離を１２ｃｍとしたとき、第２の光源１
３は外径が１８ｍｍ、内径が１２ｍｍのリング状に形成
され、半導体ペレット２から第２の光源１３までの距離
は１５ｃｍに設定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ペレ
ット２の表面は内部配線による凹凸があり、この内部配
線は酸化膜で覆われている。また、この半導体ペレット
２はリードフレーム１の支持部１ａに半田などの接着材
によって固定されており、接着材の量や供給位置がばら
つくと、半導体ペレット２は図１３に示すように傾斜
し、その上面が光軸に対して傾斜すると半導体ペレット
２上に照射された光の反射方向がずれ光軸１１ａから電
極像（図示格子状斜線領域）の中心が前記距離Ｘ１より
大きく外方に距離Ｘ２だけずれ、テレビカメラ１１の撮
像範囲からずれる。一方、第１の光源１２は半導体ペレ
ット２上を均一に照明できるが、第２の光源１３に比し
て半導体ペレット２から遠く離れているため光量が小さ
く、第１、第２の光源１２、１３から発した光は第２の
光源１３のテレビカメラ１１が覗き得る窓を通った光だ
けが撮像する上で有効となるが、第２の光源１３の窓の
内径は半導体ペレット２からの距離に比して十分小さい
ため、半導体ペレット２が傾斜しその反射光がテレビカ
メラ１１の光軸を含まない外部領域にそれると第１、第
２の光源１２、１３による照明は不十分となり、マーク
（電極）部分での撮像信号レベルが低下する。また、電
極の周囲を覆った酸化膜は完全に光を吸収することがで
きず、凹凸があるため光の一部が反射して撮像信号レベ
ルを持ち上げる。そのため、半導体ペレット２が傾きの
ない状態で撮像信号のコントラストが最大となるように
調節されていても、半導体ペレット２が傾くと撮像信号
レベルのコントラストが低下して画像を誤認識するとい
う問題があった。そのため、半導体ペレット２の傾きを
考慮して光源１２、１３の光波長や、光源１３と被撮像
物２の距離、照明領域などを最良状態に調整し、必要に
応じて第１の光源１２を消灯し撮像信号のコントラスト
が最大となるように設定しているが、半導体ペレット２
は製造ロットや機種により表面状態が異なり、反射率の
微妙な違いに完全に対応させるように半導体ペレット毎
に設定を変えることは煩雑で、マウントされた半導体ペ
レット２の傾斜も一様でないため画像認識のための条件
を最良状態に保つことは困難であった。このような課題
の解決を目的とするものとして実開平２−１４１６５号
公報にはテレビカメラから取り込まれ既に記憶されてい
る２値化情報と新たに取り込まれた最新の２値化情報と
をもとにして所定の演算処理を行い、この演算結果に基
づいて照明の照度を制御し新たに取り込まれる２値化情
報のレベルを制御して画像認識性を向上させるようにし
た装置が開示されている。しかしながら、半導体ペレッ
トが傾いていると反射光がテレビカメラの光軸からそれ
るため、照明の照度を向上させてもテレビカメラに向か
う反射光のレベルは比例して増加せず、却って電極周辺
の反射光量が増大してコントラストが低下し、二値化し
たとき正確な画像を再現できないという問題は依然とし
て残されていた。
ット２の表面は内部配線による凹凸があり、この内部配
線は酸化膜で覆われている。また、この半導体ペレット
２はリードフレーム１の支持部１ａに半田などの接着材
によって固定されており、接着材の量や供給位置がばら
つくと、半導体ペレット２は図１３に示すように傾斜
し、その上面が光軸に対して傾斜すると半導体ペレット
２上に照射された光の反射方向がずれ光軸１１ａから電
極像（図示格子状斜線領域）の中心が前記距離Ｘ１より
大きく外方に距離Ｘ２だけずれ、テレビカメラ１１の撮
像範囲からずれる。一方、第１の光源１２は半導体ペレ
ット２上を均一に照明できるが、第２の光源１３に比し
て半導体ペレット２から遠く離れているため光量が小さ
く、第１、第２の光源１２、１３から発した光は第２の
光源１３のテレビカメラ１１が覗き得る窓を通った光だ
けが撮像する上で有効となるが、第２の光源１３の窓の
内径は半導体ペレット２からの距離に比して十分小さい
ため、半導体ペレット２が傾斜しその反射光がテレビカ
メラ１１の光軸を含まない外部領域にそれると第１、第
２の光源１２、１３による照明は不十分となり、マーク
（電極）部分での撮像信号レベルが低下する。また、電
極の周囲を覆った酸化膜は完全に光を吸収することがで
きず、凹凸があるため光の一部が反射して撮像信号レベ
ルを持ち上げる。そのため、半導体ペレット２が傾きの
ない状態で撮像信号のコントラストが最大となるように
調節されていても、半導体ペレット２が傾くと撮像信号
レベルのコントラストが低下して画像を誤認識するとい
う問題があった。そのため、半導体ペレット２の傾きを
考慮して光源１２、１３の光波長や、光源１３と被撮像
物２の距離、照明領域などを最良状態に調整し、必要に
応じて第１の光源１２を消灯し撮像信号のコントラスト
が最大となるように設定しているが、半導体ペレット２
は製造ロットや機種により表面状態が異なり、反射率の
微妙な違いに完全に対応させるように半導体ペレット毎
に設定を変えることは煩雑で、マウントされた半導体ペ
レット２の傾斜も一様でないため画像認識のための条件
を最良状態に保つことは困難であった。このような課題
の解決を目的とするものとして実開平２−１４１６５号
公報にはテレビカメラから取り込まれ既に記憶されてい
る２値化情報と新たに取り込まれた最新の２値化情報と
をもとにして所定の演算処理を行い、この演算結果に基
づいて照明の照度を制御し新たに取り込まれる２値化情
報のレベルを制御して画像認識性を向上させるようにし
た装置が開示されている。しかしながら、半導体ペレッ
トが傾いていると反射光がテレビカメラの光軸からそれ
るため、照明の照度を向上させてもテレビカメラに向か
う反射光のレベルは比例して増加せず、却って電極周辺
の反射光量が増大してコントラストが低下し、二値化し
たとき正確な画像を再現できないという問題は依然とし
て残されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、表面にパターン認識用
のマークが形成された被撮像物を照明する光源と、被撮
像物上の前記マークを含む領域を撮像し電気信号に変換
するテレビカメラと、テレビカメラの撮像信号をデジタ
ル変換しこのデジタル信号に基づいてマーク位置を検出
する画像処理装置とを備えた画像認識装置において、上
記被撮像物のマーク上でのテレビカメラで捉えた照度が
変化するように上記光源を制御するとともに、テレビカ
メラの撮像信号のうちマークの内部領域とその近傍領域
に対応する信号レベルの比が最大となるとき、この撮像
信号に基づいて画像処理するようにしたことを特徴とす
る画像認識装置を提供する。
を目的として提案されたもので、表面にパターン認識用
のマークが形成された被撮像物を照明する光源と、被撮
像物上の前記マークを含む領域を撮像し電気信号に変換
するテレビカメラと、テレビカメラの撮像信号をデジタ
ル変換しこのデジタル信号に基づいてマーク位置を検出
する画像処理装置とを備えた画像認識装置において、上
記被撮像物のマーク上でのテレビカメラで捉えた照度が
変化するように上記光源を制御するとともに、テレビカ
メラの撮像信号のうちマークの内部領域とその近傍領域
に対応する信号レベルの比が最大となるとき、この撮像
信号に基づいて画像処理するようにしたことを特徴とす
る画像認識装置を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明による画像認識装置は、被
撮像物を照明する光源を、被撮像物上のマーク上でのテ
レビカメラで捉えた照度が変化するように制御するとと
もに、撮像信号のうちマークの内部領域とその近傍領域
に対応する信号レベルの比が最大となるとき、この撮像
信号に基づいて画像処理するようにしたことを特徴とす
るものであるが、光源はテレビカメラの光軸周りに環状
に配置し、さらにマーク上の照度が所定のパターンで変
化するように照度を変化させる。この場合、光源は被撮
像物を複数の方向からそれぞれ照明するように配置し、
各光源の光出力を制御して照度を変化させることができ
るし、被撮像物を複数の方向からそれぞれ照明するよう
に光源を配置し、各光源の位置をずらせて照度を変化さ
せることもできる。また、光源と被撮像物の間に可動ミ
ラーを配置し、この可動ミラーによって光源からの光を
被撮像物上で走査させマーク上の照度を変化させること
もできる。可動ミラーとして多面回転ミラーや揺動ミラ
ーを用いることができ、被撮像物領域及びその周縁を照
明する光源から放出される光束の周縁部と交差配置さ
せ、この周縁部の光を被撮像物上で重畳させることがで
きる。また、被撮像物上の全面を低照度の光源で照明
し、さらに可変照度光源にて被撮像物のマーク上を局部
的に照明し照度変化させることもできる。
撮像物を照明する光源を、被撮像物上のマーク上でのテ
レビカメラで捉えた照度が変化するように制御するとと
もに、撮像信号のうちマークの内部領域とその近傍領域
に対応する信号レベルの比が最大となるとき、この撮像
信号に基づいて画像処理するようにしたことを特徴とす
るものであるが、光源はテレビカメラの光軸周りに環状
に配置し、さらにマーク上の照度が所定のパターンで変
化するように照度を変化させる。この場合、光源は被撮
像物を複数の方向からそれぞれ照明するように配置し、
各光源の光出力を制御して照度を変化させることができ
るし、被撮像物を複数の方向からそれぞれ照明するよう
に光源を配置し、各光源の位置をずらせて照度を変化さ
せることもできる。また、光源と被撮像物の間に可動ミ
ラーを配置し、この可動ミラーによって光源からの光を
被撮像物上で走査させマーク上の照度を変化させること
もできる。可動ミラーとして多面回転ミラーや揺動ミラ
ーを用いることができ、被撮像物領域及びその周縁を照
明する光源から放出される光束の周縁部と交差配置さ
せ、この周縁部の光を被撮像物上で重畳させることがで
きる。また、被撮像物上の全面を低照度の光源で照明
し、さらに可変照度光源にて被撮像物のマーク上を局部
的に照明し照度変化させることもできる。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において、図１０と同一物には同一符号を付し重複す
る説明を省略する。図中相違するのは図１０装置の第２
の光源１３位置に配置された光源１７と、テレビカメラ
１１の撮像信号を処理する画像処理装置１８のみで、光
源１７はテレビカメラ１１の光軸１１ａ周りに環状に配
置され、その中心軸１７ａが前記光軸から位置ずれして
平行配置されさらにこの中心軸がテレビカメラ１１の光
軸周りに回転する。この結果、側断面からみた光源１７
の内周はテレビカメラ１１の光軸に近接離隔し、光源１
７から放出され電極２ａ上に照射される光の投射角度は
時間とともに変化し、光の反射角も光源１７の移動と連
動して変化する。そのため、図２に示すように、半導体
ペレット２の表面がテレビカメラ１１の光軸に対して垂
直であるとき、光源１７のａ点及びｂ点から放出され電
極２ａ上の両端のｃ点、ｄ点で反射した光は、光源１７
位置で領域ａ１−ｂ１とその周縁の領域ａ２−ｂ２に拡
大し、その一部がテレビカメラ１１によって撮像され
る。これに対して、半導体ペレット２が図３に示すよう
に傾斜していると、反射光は図示点線で示す領域から領
域ａ３−ｂ３、ａ４−ｂ４に移動し、テレビカメラ１１
で撮像される図示点線領域には反射光の本影が一部かか
る程度となり、ほとんどの領域が反射光の半影部分で占
められるからテレビカメラ１１で撮像される画像は暗く
撮像信号も黒レベルに近くなり、この状態で光源１７の
輝度を高めても電極周縁の反射も増大するため、撮像信
号上での改善を確実にすることができない。これに対し
て、本発明装置では光源１７が水平方向に往復動し半導
体ペレット２に照射される光の照射角度が変化するた
め、図３に示すように半導体ペレット２上の垂直線がテ
レビカメラ１１の光軸に近接するように傾いている場合
には、光源１７が図４に示すように光軸に近接するとそ
の反射光の本影は図示実線領域に形成され、その周縁に
半影が形成される。その結果、光源１７の移動による反
射光領域（実線領域）は半導体ペレット２に傾きがない
場合の反射光領域（点線領域）に重合し、テレビカメラ
１１からみた電極領域の輝度が上昇し、電極周縁との輪
郭を明確にすることができる。本発明による画像処理装
置１８は、この光源１７の移動と連動して信号を取り込
み、テレビカメラ１１の撮像信号のうち電極（マーク）
の外部領域に対応する信号レベルが黒レベルで、内部領
域に対応する信号レベルと近傍領域に対応する信号レベ
ルの比が所定値を超えたとき、この撮像信号に基づいて
画像処理する。これにより、半導体ペレット２の表面が
傾斜していても光源から放出されマーク上で反射した光
を確実にテレビカメラ１１に伝達でき画像認識精度を向
上させることができる。テレビカメラ１１による画像の
読み込みは１画面当たり２０ｍＳ程度で完了するため、
光源１７を一周期０．５秒で繰り返し移動させることに
より、２０枚以上の画像読み込むことができ、半導体ペ
レット２がどのような姿勢でも確実に電極位置を検出す
ることができる。図５は本発明の他の実施例を示す。図
において、図１と同一部分には同一符号を付し重複する
説明を省略する。図中相違するのは、半導体ペレット２
を照明するための光源１９のみである。この光源１９は
複数の光源１９ａ、１９ｂ、・・・からなり、テレビカ
メラ１１の光軸周りに同心配置されている。内側の光源
１９ａと外側の光源１９ｂは交互にあるいは環状方向に
タイミングをずらせて輝度変化するように制御される。
この結果、内外の光源１９ａ、１９ｂを見かけ上、テレ
ビカメラ１１の光軸に近接離隔させることができ、図１
装置と同様の効果が得られる他に、光源１９ａ、１９ｂ
は機械的な可動部がないため、機構が簡単で、より高速
動作をさせることができる。図６は本発明の他の実施例
を示す。図において、図１０と同一物には同一符号を付
し重複する説明を省略する。この実施例では固定配置さ
れた光源１３の下方に可動ミラー２０を配置し、図１実
施例で説明した画像処理装置１８を備えた点が図１０装
置と異なる。可動ミラー２０は環状の光源１３の発光面
内周より小径で下方に縮径した筒体の外周に反射面を形
成したもので、光源１３から内方に放射される光の一部
を反射し半導体ペレット２上に垂直に近い角度で投射す
る。この装置の動作を以下に説明する。先ず可動ミラー
２０を上昇させ光源１３の近傍に配置し、半導体ペレッ
ト２を所定位置に位置決めする。この状態で半導体ペレ
ット２に傾斜がない場合には光源１３だけの光によって
電極近傍のコントラストを十分大きくとることができ画
像処理をスムーズに行うことができる。仮に図３に示す
状態に半導体ペレットが傾斜している場合、可動ミラー
２０を降下させるとこのミラー２０によって光源１３か
ら半導体ペレット２の外方に逃げていた光の一部が半導
体ペレット２上に反射され、この反射光が可動ミラー２
０の上下動とともに半導体ペレット２上で移動する。そ
のため、図７に示すように半導体ペレット２の電極上
に、光源１３から直接照射される光と、可動ミラー２０
によって反射された光が重なり合う。この内、可動ミラ
ー２０による反射光は直接光よりも角度が大きいため、
電極上の反射光も角度が大きくなり、半導体ペレット２
が傾きのない状態に近い図示点線で囲まれる領域に光反
射する。このためテレビカメラ１１は電極部分をコント
ラストが十分高い状態で撮像することができ、画像処理
をスムーズに行うことができる。また、半導体ペレット
に傾きがなくても、電極とその周辺のコントラストが低
く、凹凸などの表面状態のばらつきがあって画像処理が
うまく行えないような場合でも、電極上に直接光と反射
光とを重合させ局部的に光の強度を高めることができる
ため画像処理を確実に行うことができる。この実施例で
は可動ミラー２０として筒状のものを用い上下動させる
ようにしたが、図８に示すように水平配置した回転軸２
１ａにて多角柱体２１ｂを回転可能としこの外周に鏡面
処理した回転ミラー２１を用いてもよく、図９に示すよ
うに回転軸２２ａにて平板状の鏡面２２ｂを揺動可能と
した揺動ミラー２２を用いることができ、これらを少な
くとも撮像する電極部分に配置すれば良い。また、電極
部分を集中照明するのであれば光源１３は環状配置した
光源だけでなく、点光源、線光源、面光源を用いること
ができる。尚、本発明は半導体装置用の画像認識装置と
して説明したが上記実施例にのみ限定されるものではな
く、半導体ペレット以外の被撮像物に本発明を適用でき
ることはいうまでもない。また、可動ミラーを用いる場
合、第２の光源を可動ミラーの下方に配置し第２の光源
からの光を上方に向け、この光りを下方に反射させるよ
うにしてもよい。この場合には、第２の光源と可動ミラ
ーとをいずれか一方または両方をテレビカメラの光軸に
沿って往復動させればよい。
図において、図１０と同一物には同一符号を付し重複す
る説明を省略する。図中相違するのは図１０装置の第２
の光源１３位置に配置された光源１７と、テレビカメラ
１１の撮像信号を処理する画像処理装置１８のみで、光
源１７はテレビカメラ１１の光軸１１ａ周りに環状に配
置され、その中心軸１７ａが前記光軸から位置ずれして
平行配置されさらにこの中心軸がテレビカメラ１１の光
軸周りに回転する。この結果、側断面からみた光源１７
の内周はテレビカメラ１１の光軸に近接離隔し、光源１
７から放出され電極２ａ上に照射される光の投射角度は
時間とともに変化し、光の反射角も光源１７の移動と連
動して変化する。そのため、図２に示すように、半導体
ペレット２の表面がテレビカメラ１１の光軸に対して垂
直であるとき、光源１７のａ点及びｂ点から放出され電
極２ａ上の両端のｃ点、ｄ点で反射した光は、光源１７
位置で領域ａ１−ｂ１とその周縁の領域ａ２−ｂ２に拡
大し、その一部がテレビカメラ１１によって撮像され
る。これに対して、半導体ペレット２が図３に示すよう
に傾斜していると、反射光は図示点線で示す領域から領
域ａ３−ｂ３、ａ４−ｂ４に移動し、テレビカメラ１１
で撮像される図示点線領域には反射光の本影が一部かか
る程度となり、ほとんどの領域が反射光の半影部分で占
められるからテレビカメラ１１で撮像される画像は暗く
撮像信号も黒レベルに近くなり、この状態で光源１７の
輝度を高めても電極周縁の反射も増大するため、撮像信
号上での改善を確実にすることができない。これに対し
て、本発明装置では光源１７が水平方向に往復動し半導
体ペレット２に照射される光の照射角度が変化するた
め、図３に示すように半導体ペレット２上の垂直線がテ
レビカメラ１１の光軸に近接するように傾いている場合
には、光源１７が図４に示すように光軸に近接するとそ
の反射光の本影は図示実線領域に形成され、その周縁に
半影が形成される。その結果、光源１７の移動による反
射光領域（実線領域）は半導体ペレット２に傾きがない
場合の反射光領域（点線領域）に重合し、テレビカメラ
１１からみた電極領域の輝度が上昇し、電極周縁との輪
郭を明確にすることができる。本発明による画像処理装
置１８は、この光源１７の移動と連動して信号を取り込
み、テレビカメラ１１の撮像信号のうち電極（マーク）
の外部領域に対応する信号レベルが黒レベルで、内部領
域に対応する信号レベルと近傍領域に対応する信号レベ
ルの比が所定値を超えたとき、この撮像信号に基づいて
画像処理する。これにより、半導体ペレット２の表面が
傾斜していても光源から放出されマーク上で反射した光
を確実にテレビカメラ１１に伝達でき画像認識精度を向
上させることができる。テレビカメラ１１による画像の
読み込みは１画面当たり２０ｍＳ程度で完了するため、
光源１７を一周期０．５秒で繰り返し移動させることに
より、２０枚以上の画像読み込むことができ、半導体ペ
レット２がどのような姿勢でも確実に電極位置を検出す
ることができる。図５は本発明の他の実施例を示す。図
において、図１と同一部分には同一符号を付し重複する
説明を省略する。図中相違するのは、半導体ペレット２
を照明するための光源１９のみである。この光源１９は
複数の光源１９ａ、１９ｂ、・・・からなり、テレビカ
メラ１１の光軸周りに同心配置されている。内側の光源
１９ａと外側の光源１９ｂは交互にあるいは環状方向に
タイミングをずらせて輝度変化するように制御される。
この結果、内外の光源１９ａ、１９ｂを見かけ上、テレ
ビカメラ１１の光軸に近接離隔させることができ、図１
装置と同様の効果が得られる他に、光源１９ａ、１９ｂ
は機械的な可動部がないため、機構が簡単で、より高速
動作をさせることができる。図６は本発明の他の実施例
を示す。図において、図１０と同一物には同一符号を付
し重複する説明を省略する。この実施例では固定配置さ
れた光源１３の下方に可動ミラー２０を配置し、図１実
施例で説明した画像処理装置１８を備えた点が図１０装
置と異なる。可動ミラー２０は環状の光源１３の発光面
内周より小径で下方に縮径した筒体の外周に反射面を形
成したもので、光源１３から内方に放射される光の一部
を反射し半導体ペレット２上に垂直に近い角度で投射す
る。この装置の動作を以下に説明する。先ず可動ミラー
２０を上昇させ光源１３の近傍に配置し、半導体ペレッ
ト２を所定位置に位置決めする。この状態で半導体ペレ
ット２に傾斜がない場合には光源１３だけの光によって
電極近傍のコントラストを十分大きくとることができ画
像処理をスムーズに行うことができる。仮に図３に示す
状態に半導体ペレットが傾斜している場合、可動ミラー
２０を降下させるとこのミラー２０によって光源１３か
ら半導体ペレット２の外方に逃げていた光の一部が半導
体ペレット２上に反射され、この反射光が可動ミラー２
０の上下動とともに半導体ペレット２上で移動する。そ
のため、図７に示すように半導体ペレット２の電極上
に、光源１３から直接照射される光と、可動ミラー２０
によって反射された光が重なり合う。この内、可動ミラ
ー２０による反射光は直接光よりも角度が大きいため、
電極上の反射光も角度が大きくなり、半導体ペレット２
が傾きのない状態に近い図示点線で囲まれる領域に光反
射する。このためテレビカメラ１１は電極部分をコント
ラストが十分高い状態で撮像することができ、画像処理
をスムーズに行うことができる。また、半導体ペレット
に傾きがなくても、電極とその周辺のコントラストが低
く、凹凸などの表面状態のばらつきがあって画像処理が
うまく行えないような場合でも、電極上に直接光と反射
光とを重合させ局部的に光の強度を高めることができる
ため画像処理を確実に行うことができる。この実施例で
は可動ミラー２０として筒状のものを用い上下動させる
ようにしたが、図８に示すように水平配置した回転軸２
１ａにて多角柱体２１ｂを回転可能としこの外周に鏡面
処理した回転ミラー２１を用いてもよく、図９に示すよ
うに回転軸２２ａにて平板状の鏡面２２ｂを揺動可能と
した揺動ミラー２２を用いることができ、これらを少な
くとも撮像する電極部分に配置すれば良い。また、電極
部分を集中照明するのであれば光源１３は環状配置した
光源だけでなく、点光源、線光源、面光源を用いること
ができる。尚、本発明は半導体装置用の画像認識装置と
して説明したが上記実施例にのみ限定されるものではな
く、半導体ペレット以外の被撮像物に本発明を適用でき
ることはいうまでもない。また、可動ミラーを用いる場
合、第２の光源を可動ミラーの下方に配置し第２の光源
からの光を上方に向け、この光りを下方に反射させるよ
うにしてもよい。この場合には、第２の光源と可動ミラ
ーとをいずれか一方または両方をテレビカメラの光軸に
沿って往復動させればよい。
【０００７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被撮像物
が傾斜していても、被撮像物上のマークで反射した光を
テレビカメラ上の傾きがない状態でのマーク位置に近接
させることができ、マーク上とその周縁の反射光のコン
トラストを向上でき、画像処理を高速で確実に行うこと
ができる。
が傾斜していても、被撮像物上のマークで反射した光を
テレビカメラ上の傾きがない状態でのマーク位置に近接
させることができ、マーク上とその周縁の反射光のコン
トラストを向上でき、画像処理を高速で確実に行うこと
ができる。
【図１】 本発明の実施例を示す側断面図
【図２】 被撮像物が傾きがない状態での光源からの光
の軌跡を示す図面
の軌跡を示す図面
【図３】 傾斜した被撮像物上での光の反射状態を示す
図面
図面
【図４】 図１装置による被撮像物上での光の反射状態
を示す図面
を示す図面
【図５】 本発明の他の実施例を示す側断面図
【図６】 本発明の他の実施例を示す側断面図
【図７】 図６装置による光源からの光の軌跡を示す図
面
面
【図８】 可動ミラーの変形例を示す側断面図
【図９】 可動ミラーの変形例を示す側断面図
【図１０】 従来の画像認識装置の一例を示す側断面図
【図１１】 テレビカメラからみた被撮像物を示す平面
図
図
【図１２】 図１０装置による光源からの光の軌跡を示
す図面
す図面
【図１３】 被撮像物が傾斜した場合の光源からの光の
軌跡を示す図面
軌跡を示す図面
２ａ パターン認識用のマーク ２ 被撮像物（半導体ペレット） １１ テレビカメラ １７ 光源 １８ 画像処理装置
Claims (9)
- 【請求項１】表面にパターン認識用のマークが形成され
た被撮像物を照明する光源と、被撮像物上の前記マーク
を含む領域を撮像し電気信号に変換するテレビカメラ
と、テレビカメラの撮像信号をデジタル変換しこのデジ
タル信号に基づいてマーク位置を検出する画像処理装置
とを備えた画像認識装置において、 上記光源から放出され被撮像物のマーク上で反射した光
がテレビカメラで捕捉され得るように上記光源から放出
される光を制御するとともに、テレビカメラの撮像信号
のうちマークの内部領域とその近傍領域に対応する信号
レベルの比が所定値を超えたとき、この撮像信号に基づ
いて画像処理するようにしたことを特徴とする画像認識
装置。 - 【請求項２】テレビカメラの光軸周りに環状に光源を配
置したことを特徴とする請求項１に記載の画像認識装
置。 - 【請求項３】環状配置された光源をテレビカメラの光軸
に近接離隔させるようにしたことを特徴とする請求項２
に記載の画像認識装置。 - 【請求項４】テレビカメラの光軸周りに環状に複数の光
源を配置し、各光源の輝度を制御することを特徴とする
請求項２に記載の画像認識装置。 - 【請求項５】複数の光源をテレビカメラの光軸周りに同
心配置したことを特徴とする請求項４に記載の画像認識
装置。 - 【請求項６】光源と被撮像物の間に可動ミラーを配置
し、この可動ミラーによって光源から発せられた光を被
撮像物上で走査させマーク上の照度を変化させるように
したことを特徴とする請求項１に記載の画像認識装置。 - 【請求項７】可動ミラーが多面回転ミラーであることを
特徴とする請求項６に記載の画像認識装置。 - 【請求項８】可動ミラーが揺動ミラーであることを特徴
とする請求項６に記載の画像認識装置。 - 【請求項９】可動ミラーがテレビカメラの光軸を囲んで
環状配置され、光軸に沿って往復動することを特徴とす
る請求項６に記載の画像認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9353954A JPH11185038A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 画像認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9353954A JPH11185038A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 画像認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185038A true JPH11185038A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18434339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9353954A Withdrawn JPH11185038A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 画像認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11185038A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008135593A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の検査方法及び検査装置 |
| CN109470704A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-03-15 | 武汉深海弈智科技有限公司 | 一种汽车制动支架视觉缺陷检测系统及其检测方法 |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP9353954A patent/JPH11185038A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008135593A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の検査方法及び検査装置 |
| CN109470704A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-03-15 | 武汉深海弈智科技有限公司 | 一种汽车制动支架视觉缺陷检测系统及其检测方法 |
| CN109470704B (zh) * | 2018-05-31 | 2023-05-23 | 武汉深海弈智科技有限公司 | 一种汽车制动支架视觉缺陷检测系统及其检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040705 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050520 |