JPS6017152B2 - 位置検出方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 本発明は、２次元的なパターン弐２次元面内での位置を
無接触で自動的に検出する位置検出方法及びその装置に
関するものである。

〔従来技術〕

従来、対象の２次元的な位置を無接触で検出するには、
対象がたとえば長方形のような単純な場合、Ｘ方向、Ｙ
方向に２個ずつ配置された太陽電池などの光電面からの
出力を菱動的に取り出すなどの方法があるが、精度的に
問題があった。

また、この方法は本質的に零位法と呼ばれる方法であっ
て、対象を光電面からの差動出力が０となるようにサー
ボ機構で中心に持ってきて、その時のサーボ機構の動き
から、たとえばコード板によって位置を検出する必要が
ある。したがって、検出に要する時間が長く、また零位
法であるために、もしまちがった対象が検出器のもとに
入ってきても、これに応答してもっともらしい位置を検
出してしまう。

すなわち、従来の方法は、対象があるかないかさえ認識
する能力がなかつた。〔発明の目的〕 本発明の目的は、たとえばトランジスタ、ＩＣ、山１、
などの組立工程や検出工程を自動化するために、これら
複雑なパターンを持つ対象に対しても、精度よくかつ、
高速にその位置を検出することのできる袋道方法及び装
置を得ることにある。

上記の目的を達成するために、本発明の位置検出方法で
は、対象の局部的なパターンを１個もしくは複数個標準
パターンとして記憶し、この局部パターンと、たとえば
ビジコンなどの撮隊装置によって入力される対象の２次
元パターンとを刻々比較し、合致した座標位置を検出す
るように構成する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって詳しく説明する。

第１図は、本発明を適用する対象の一例であるトランジ
スタのべレツトを示す図である。

図において、斜線部は酸化シリン面、斜線のない部分は
アルミ蒸着による電極部分である。

このようなトランジスタが次々と組立機に供給されると
き、電極部分の金線を圧着すべき位置Ｐ，，Ｐ２を自動
的に検出し、その座標値を機械に与えて、たとえばサー
ボ機構で金線の圧着用ボタンを正確に位置決めする必要
がある。このトランジスタにおいては、全体の複雑なパ
ターンの中で、他と同じようにパターンがないような局
部パターンを選ぶ。

この例では、点線で囲んだ３つの局部パターンを選ぶこ
とができる。これら３つの局部パターンの代表位置とし
ては、たとえばその中心位置でもよいが、ここで説明の
都合上石下側の位置Ａ，Ｂ，Ｃをとるとする。このとき
の座標関係を第２図に抜き出して描いてある。

もし、トランジスタがＸＹ方向にずれだけでＸＹ面内で
の回転（すなわち傾き）はないよう正確に検出器の視野
中に供給されるとすると、１つの局部パターンの位置、
たとえばＡ点の座標ＸＡ，Ｙ＾が求まれば、これにある
所定の値を加算もしくは減算することにつてボンディン
グすべきＰ，点の座標Ｘ，，Ｙ，とＰ２点のＸ２，Ｙ２
が算出できる。しかし、この場合検出された座標Ｘ〜
ＹＡがほんとうにＡ点のものであるかどうかの保証はな
く、たとえばトランジスタ面の汚れとか、欠けによって
、本来の部分パターンとは別のところの方がより一致し
ているかもしれない。

この欠点をさげるためには、二つの局部パターンの位置
、たとえばＡとＢを検出すればよい。

もし、Ａ，Ｂ点の座標が求まったとすると、Ａ点とＢ点
の距離と方向：すなわちノ（Ｘ＾一ＸＢ）２十（Ｙ＾一
Ｙ＾）２および〇ｎ−１Ｙ＾−ＹＢＸ＾一ＸＢ がある所定の範囲にあるかどうかを確かめ、もしそうで
あればこのＡ，Ｂ点の座標は確かにＡ，Ｂ両局部パター
ンのものだと判定して、たとえばＡ，Ｂを結ぶ線の中心
座標を規準として（これによってＡ，Ｂ点検出の誤差が
平均化される可能性がある）点Ｐ，，Ｐ２の座標を求め
ることができる。

この場合には、Ａ，Ｂ点の線の方向がわかるので、トラ
ンジスタの多少の傾きに対しても、これを補正した値と
して、Ｐ，，Ｐ２座標を求めることができ、より精密な
位置検出が可能となる。もし、Ａ点とＢ点の距離もしく
は角度のいずれか一方でも所定の範囲を越えているとす
れば、Ａ，Ｂのいずれかあるいは両方が謀検出されてに
せの点の座標を示していることになる。

この場合にはもう一つの局部パターンの座標Ｃを検出し
て、ＡとＣ間で上記の検定を行ない、結果がよければＰ
，，Ｐ２の座標が検出されるし、悪ければさらにＢとＣ
間で上記検定を行なえばよい。このように一般に、記憶
しておく局部パターンの数が多くなればそれだけ検定の
組合わせがふえ、信頼度を上げることができるし、また
、２つの検出位置の角度から供給されるトランジスタベ
レットの角度位置がわかり、この供給誤差を補正した値
としてＰ，，Ｐ２の座標を計算することができる。

この検定は、逐次的に行なってもよいし、あるいは考え
られるいくつかの組合わせに対して並列的に演算回路を
設け、同時に行なうことも可能である。

また、トランジスタが多少ＸＹ面内で傾いた供給されて
も、記憶された正常位置での標準パターンとの一致度に
よって十分その位置を検出することができる。もちろん
、その時の一致度は、多少悪くなるが、他の部分のパタ
ーンよりも大きな差があるために正常な位置が検出でき
るわけである。しかしながら、トランジスタの懐きがよ
り大きくなり、たとえば２００くらい鏡くと、もはやこ
の正常位置での標準パターンでは一致度が悪くなり、ま
た他の部分の方がより似てくる可能性もある。そのため
には、第３図に示すように、正常位置での局部パターン
ａ，ｂ，ｃのほかに、これを約１００くらい左へ懐けた
パターンｄ，ｅ，ｆと右へ預けたパターンｇ，ｈ，ｉを
準備し、この例では計９個の標準パターンによって位置
を検出することができる。この場合、懐いたパターン間
、たとえばｄ，ｅ間での検定に際しては、角度ねｎ−・
芝三鍔がね『・Ｘ孝三芝 の場合とパターンの傾き角に相当する角度、すなわち、
この例では１００位の差があるような、別の所定範囲を
設定し、この範囲に入っているかどうかを調べればよい
。

このように傾いた局部パターンを標準パタ−ンとして準
備することによって、トランジスタの場合、土２０ｏく
らいの供給角度誤差に対し、十分に位置を検出できるこ
とが実験的にも検証されている。

もし、トランジスタが上下さかさまに入るこのもあり得
るとすれば、上下さかさまの標準パターンを準備するこ
とによって対処できることは勿論である。以上の説明に
おいては、最終位置Ｐ，，Ｐ２の座標を局部パターン１
個もしくは複数額側で検出する場合の特徴について説明
し、その演算の方式を説明した。

この演算には、もし位置があるアナログ信号、もしくは
何ビットかのディジタル信号として検出されさえすれば
、その信号を入力とした専用の演算回路を組むことはき
わめて容易である。最近では、この種のトランジスタ生
産工程においても、ミニコンピュータの応用に目ざまし
〈、もし本目的にこれを使えば、何の苦もなくこの汎用
演算走層で上記の演算が高速に実現できる。また、上述
の距離、角度の検定は、厳密な式による場合について記
述したが、もしトランジスタの供給角度誤差が土２０ｏ
程度以下と小さければ各種の近似計算式が利用でき、娘
計算、２乗計算、逆正嬢計算を省略することができるこ
とは勿論であるし、また、計算法として各種の変形が可
能である。また、上記検定の際に、用意したすべての組
合わせ間で不合格であれば、通常は対象がない場合か、
あるいはあってもきわめて汚れた不良品であることが多
く「したがって、この場合いはリジェクト信号を出すこ
とができる。第４図は、以上説明した位置検出法を実現
するための一実施例であり、本発明の原理構成を示す全
体ブロック図である。

図において、たとえばビジコンなどから成る撮像装置１
は、これを駆動するための同期信号発生回路２からの出
力でもつて、通常の撮像装置同様ラスタ走査されている
ものとする。の時の走査ビームの位置は、座標発生回路
３によって常にその×座標Ｙ座標が刻々得られているの
とする。撮像装置１からの映像信号４は、たとえば２値
化回路のごとき前処理回路５を経由して、たとえばシフ
トレジスタからなる一時記憶回路６に入力される。

この一時記憶回路６は後述のごとくいわゆるダイナミッ
クメモリであって、この中から次の２次元パターン切出
回路７によって、並列的に２次元の情報が読み出される
ように構成される。この２次元パターン切出回路７には
、撮像装置１に現在の走査位置でのビデオ信号の他に、
過去において走査された位置での情報も同時にとりださ
れており、あたかも撮像装置の視野の中で縦横にある大
きさをもった四角の窓枠を順次走査していくときのごと
く、窓枠内情報が常時並列に得られている。この窓枠内
情報は、走査の進行とともに次々と更新される。その具
体的回路例については後述する。撮像装置の視野内での
局部的な２次元パターンが、走査の進行ともに次々と２
次元パターン切出し回路７に入力されると、この情報は
あらかじめ標準となる部分パターンが記憶された部分パ
ターン記憶回路８の内容と次々と比較され、両者の一致
の度合が一致度検出回路９によって検出される。

実際の設計例では、撮擬装直の視野のたてとよこをそれ
ぞれ２４０と３２脱雀素に格子状に分割したとき、２次
元パターン切出回路７で切り出すパターンの大きさ‘ま
、１２×１群陰素の正方形領域とすることができる。

この場合、この領域の選び方は必ずしも正方形である必
要はなく、たとえば１０×１４や８×７などの目的に応
じ、任意に設計できることはもちろんである。さて、１
２×１２とした場合には、部分パターン記憶回路８の大
きさも１２×１２絵素の大きさに設計するのが便利であ
る。

すなわち、ここには１２×１２＝１４４個の情報が記憶
されており、２次元パターン切出回路からの１４４個の
情報との対応する情報ごとの一致度の和として部分パタ
ーン全体の一致度が一致度検出回路９で検出される。こ
の一致度検出回路９の出力は、検出開始の段階、すなわ
ちフレームの最初において、あらかじめ一致度記憶回路
１２にセットされた大きな不一致度に相当する一致度情
報と比較回路１０において比較される。

もし、現在の一致度が過去に一致度記憶回路１２に記憶
された内容よりもよければ、比較回路１０の出力が論理
的にオンの出力を出し、ゲート回略１１を開いて現在の
一致度を一致度記憶回路１２に送り、一致度記憶回路１
２の内容を更新する。

この比較回路１０の出力は、さらにゲート回路１３にも
送られ、その時の座標発生回路３の出力、なわち走査ビ
ームの位置に相当するＸＹ座標値を座標記憶回路１４へ
導き、過去に記憶された座標値を更新する。タ このよ
うにすれば、走査の終了するフレームの終りの時点では
、あらかじめ記憶された部分パターンにもっとも合致し
た部分パターンが存在した画像中の座標位置×，Ｙが、
そのときの一致度とともに記憶され保持されている。

０ このように、１個の標準となる部分パターンに対し
て１フレ−ム時間で最大相関位置の座標が求まることに
なる。

したがって、各フレームごとに次々と部分パターン記憶
回路８の内容を更新すれば、第１フレ−タムでは、たと
えば第１図のＡ点の座標、第２フレームではＢ点の座標
、第３フレームではＣ点の座標というように、各フレー
ムで求めることができる。

そのためには、あらかじめ処理装置３０内のりードオン
メモリ、もしくは主記憶装置内に設け０た部分パターン
記憶回路２６，２７，２８の内容を、フレームごとに切
換回路２９を通して部分パターン記憶回路８に送出すれ
ばよい。このときのタイミング信号としては、第５図の
ようになる。すなわち、対象であるトランジスタが挿入
された信号Ｂを受けて、これとは独立に動いている撮像
装置の同期信号ａを用いて、第１フレームのみでオンと
なる信号ｃ、第２フレームのみでオソとなる信号ｄ、第
３フレームのみでオンとなる信号ｅ・・…・を作る。た
とえば信号ｃを得るにはｂの信号でフリップフロツプを
トリガーし、その出力とａとをアンドゲートに加え、そ
の出力によってもつ一つのフリツプフロツプをトリガー
し、このフリツプフロツプとその出力とａとのアンド出
力によってリセットするという回路を作ればよい。 Ｚ
また、ｄを得るにはｃの立下りでオンとなり、次のａで
リセットされるようなフリツプフロツプ回路を設ければ
よい。さらに、同期信号ａに対し、少し位相の遅れた同
期信号ｆと、位相の進んだ同期信号ｇを用意し、ｃ，ｄ
，ｅの信号によって、第４図の切換回路２９を開閉すれ
ばよい。

すなわち、２９は３個のゲートからなり、このゲートを
開閉する信号としてｃ，ｄ，ｅを利用し、また、転送開
始の信号としてｆとｃ，ｄ，ｅとのアンド出力を利用す
ることができる。一方、この信号ｆは、第４図の一致度
記憶回路１２の内容を、あらかじめ一致度の小さな値に
リセットするのに利用する。

すなわち、各々フレームに初めにあらかじめ大きな不一
致情報を入力しておき、そのフレームでの一致点の検出
の準備をする。また、信号ｇは各フレームの終りにｃ，
ｄ，ｅなどとアンドゲートがとられて切換回路１５，１
６を経由して一致度記憶回路１７，１８，１９にいずれ
か一つ、および座標記憶回路２０，２１，２２のいずれ
か一つに情報を転送する書込パルスとして利用できる。
切換回路１５，１６の制御は切襖回路２９の制御と同様
にして可能である。このように、３回のフレームによっ
て３つの標準パターンに対するもっとも確からしい位置
が検出され、その時の座標位置が記憶回路（レジス夕）
２０，２１，２２へと入っている。

この時、記憶回路（レジスタ）１７，１８，１９には各
々の部分パターンに対する一致度情報が入っており、こ
の結果は判定回路２３によって比較される。

この回路は、たとえば最大値と次大値の検出回路であっ
て、最も一致度の高い順に二つを選び、その結果にした
がって選択回路２４を関開する。従って、選択回路２４
からの出力は、２０，２１，２２の座標のうちの２個、
すなわちもっとも一致度の高い２つの部分パターンに対
応した座標位置が出力される。

第１図の例でいえば、たとえばＡ点とＢ点の座標が出力
される。したがって、演算回路２５では、この２つの座
標ともとに、加算、減算、乗算、除算回路の組合わせに
よって、最終の位置Ｐ，，Ｐ２の座標が出力される。

この場合、一致度によってたしからしい順に２つの部分
パターンに相当する座標を求めているため、前述したよ
うないくつかのパターンの組合わせに対して行なうとい
う処理を省力することができる。以上の説明では、引き
続く３つのフレームによって映像から３つの部分パター
ンの座標値を求め、その後、判定回路２３、選択回路２
４、演算回路２５で座標を求めるとした。

しかし、たとえば第１フレームでパターンＡ、０第２フ
レームでパターンＢの座標位置を求めるとすぐにこの二
つで判定し、その結果が検定に合格しなければパターン
Ａの情報をのこして引き続き次のフレームでパターンＣ
についてお情報を取り込んだり、あるいはまた、パター
ンＡ，Ｂ両方の夕情報をともにすてて、新しくパターン
Ｃ，Ｄという新しい細について行なうなど各種の変形が
可能である。

この場合には、一致度による判定回路２３は不要となり
、情報取り込みの制御が多少複雑になるだけである。０
以上のような、処理装置３０での処理は専用ハードウ
ェアをを構成すればきわめて高速であるが、通常の汎用
処理装置であるミニコンピュータで代用しても、フレー
ムの終りのごとく短い時間、すなわち緑像装置の帰線帰
間の間に上記のす夕べての判定処理が可能である。

したがって、いずれの場合でも新しいフレームでの情報
が入るに従って、新しい組合わせに対して実時間で処理
することができ、したがって、たとえばパターンＡとパ
ターンＢが入った時点での０計算結果によって最終座標
位置が求まってしまう例がきわめて多く、実際にはよほ
ど局部的に汚れている対象でない限り、第３フレーム、
第４フレームというように、次々と新しい局部パターン
を使った位置検出をする必要が生じないのが普通である
。

また、以上の説明では一致度検出回路９を１個だけ使用
する例について説明した。

この場合には原則として１フレームで１個の部分パター
ンの位置が検出される。もし、部分パターンが視野の上
方にあることが限られ、大略の探索エリアがわかつてい
れば、画面の上半分を走査しているときにパターンＡを
、下半分を走査しているときにパターンＢをというよう
に、部分パターン記憶回路８の内容を切換えることも可
能である。さらに、一致度検出回路９、比較回路１０、
ゲート回路１１、一致度記憶回路１２、ゲート回路１３
、座標記憶回路１４の組を３個ずつ設けるとすれば、３
個の一致度検出回路９で同時に三つのパターンＡ，Ｂ，
Ｃに対する位置が同一フレームで求めることは当然であ
る。

この場合、３つの一致度記憶回路１２、３つの座標記憶
回路１４は、それぞれ一致度記憶回路１７，１８，１９
、および座標記憶回路２０，２１，２２に相当するので
、切換回路１５，１６は不要となる。

第６図〜第８図は第４図に示した本発明の全体構成の主
要部分のさらに具体的な構成例である。

第６図は、第４図の同期信号発生回路２と座標発生回路
３の具体例であり、たとえば母けＨＺ程度の絵素パルス
発生器３１からのパルスをカウンタ（×カゥンタと称す
る）３２によって計数し、その内容がある一定値になっ
たとき自らをリセットするとともに、カウンタ（Ｙカウ
ンタと称する）３３に１を加えるようになっている。カ
ウンタ３３はある一定値になると自らをリセットし、ま
たＸカゥンタ３２をもリセットするように構成する。こ
のようにしたとき、各カウンタの出力パルスは、それぞ
れＸ同期信号、Ｙ同期信号となり、これを基準としてパ
ルス中、電圧値を適切に変換してビディコンなどを用い
た撮像装置を駆動する。

一方、ＸカウンタおよびＹカウンタの内容そのものはビ
ームの位置に関する情報となり、走査する座標値を与え
るものとなる。第７図は、第４図の映像入力系の具体例
を示している。

撮像装置からのビデオ情報４は差動増幅器３４を介して
２値化回路３５に入力される。その場合、ある画面部分
たとえば中央部が走査されているときのみオンとなる信
号３６を別途作っておきその時のもゲート回路３７を通
して映像信号４を積分器に導き、フレームの終りでその
出力を保持回路３９でサンプルホールドさせる。その出
力は必要に応じ適切なアッテネータを介して差動増幅器
３４に入力される。この回路の働きは、常時、一つ前の
フレームにおける特定画面部分の平均明るさに対応した
しきし、値を求めることであり、この回路と２値化回路
３５により、明暗の中間値でうまく２値化が可能となる
。

これらを含めて第４図の前処理回路５に対応している。
２値化された映像は、走査の進行に応じシフトレジスタ
３７−１のほか、３６一１，３６−２，……，３６（ｎ
−１）の（ｎ−１）本のシフトレジスタに順次入力され
るよう構成され、またこれらのシフトレジスタ３６の各
々さらシフトレジスタ３７一２，３７−３，・・・・・
・３７一ｎへと順次入力されるようになっている。

シフトレジスタ３６としては一水平走査の絵素数に相当
するビット段数を有するものであり、数ｎとしては前述
の１２×１２の部分パターンに対してはｎ＝１２である
。したがって、シフトレジスタ３６は１１本、シフトレ
ジスタ３７はＩＺ本、シフトレジスタ３７のビット段数
は１２個というのが一つの設計例である。このようにし
たとき、６一１からは一つ前のラスタでの情報が、３６
−２からは２つ前のラスタでの情報が、・・・・・・と
いうように出力され、したがって、シフトレジスタ３７
にはＩＺ本のラスタにおける水平方向１２個の情報、す
なわち１２×１２の平面的情報が進行とともに次々と表
われる。したがって、この１２×１２の絵素の内容を一
致度検出回路へ導けばよい。第８図は、一致度の出分の
具体例を示している。

平面的な部分パターン記憶回路８はここではしジスタ８
一１，８一２，……，８一ｎというように複数個のレジ
スタとして表示し、前述のシフトレジスタ３７−１〜３
７一ｎと対向させている。各対向するビットとの排他的
論理和の否定を求める論理回路３８によって、ビットが
一致しないときのみ論理的“１”出力が出るようにする
。

これらを加算器３９で加算すると、そのの出力はパター
ンが一致しないとき大、一致する程０に近い小さな出力
となる。したがって、一致度記憶回路１２にディジタル
記憶された内容をＤＡ変換器４０でアナログに変換した
ものとともに、差動増幅器４１に入力すれば、一致度が
よくなったときのみ２値化回路４２の出力が１となり、
絵素パルスに同期したタイミングパルス４３の働きでゲ
ート４４を介してサンプルホールド回路４５が一致度を
保持し、これがＡＤ変換器４６によってディジタルに変
換されて一致度記憶回路１２に記憶され、一致度が更新
される。

一方、ゲート４４からの出力は、すでに第４図に示した
ようにゲート回路１３を開き、その時の座標位置を座標
記憶回路１４に記憶する。以下説明した例では、映像値
を２値化するとしたが、これはトランジスタなど比較的
明暗のはっきりしたパターンをもつ対象に対しては有利
である。

しかしながら、２値化するのは必ずし本質ではなく、多
値情報として演算することも可能である。この場合には
、第７図のシフトレジスタ３６，３７はある深さを持つ
た多値のシフトレジスタになす必要があり、また一致度
検出のため第８図の論理回路３８は、たとえば減算回路
と絶対値回路を直列にしたものとすることができ、これ
によってパターンの各ビットの差が加算器３９で加算さ
れることになる。加算器としては、定電流源からある抵
抗に電流を流すよう構成し、その電流を各々の差に応じ
て制御すればよい。以上の例では対象そのものの複雑な
パターンの中から、局部的な部分パターンを標準とする
場合について述べた。

しかし、これは必ずしも本質ではなく、場合によっては
特定のパターンをこの検出の目的のために動象に入れる
ことができる。第９図は、このようなマークの例であり
、トランジスタの表面にアルミ蒸着とホトェツチングに
よって電極と同時に検出用マークを入れたものである。
ここで、斜線部は酸化シリコン部、斜線のない部分はア
ルミ蒸着部である。四角の破線枠は標準として覚える局
部パターンの大きさを示すために、マーク上にあてはめ
て描いたものである。パターンＡ，Ｂは同心円状に作ら
れているために、トランジスタのＸＹ平面内はおける煩
きに強く、第３図に示したような傾いたパターンを別個
に設ける必要がないので有利である。また、パターンＡ
とＢはこの例では大きさが等しく、明暗部分が反対にな
るようにしてあるが、このようにすると第８図の論理回
路と加算回路とを共通にし、そのあと回路として、最大
値につて一致度を検出する回路と最小値を検出する回路
の２つを設ければよいようになる。したがって、この場
合には局部的に回路を２組にするだけで、同一フレーム
でＡ，Ｂパターンの位置を並列に求めることができるこ
とになる。

第９図のパターンＣはより複雑化した例である。この形
を適当なコードとすれば、ある特定のコードパターンの
みが入ってきたときのみ位置を検出することが可能であ
る。

すなわち、本方式は品種の選別にも使用できる。

さらにパターンＣは、対象本来のパターンの一部と、故
意につけた部分とを合わせて一つの局部パターンとした
例である。

このように局部パターンとしては人為的に多様な構成が
可能であり、本方式の検出方式はそのいずれにも標準パ
ターンを記憶する作業だけで対処可能である。、本方式
の一つの欠点は、周囲温度の変動のはげしいところで使
用されるとき、映像信号がずれてくる可能性があること
である。

すなわち、当初光学系の中心が画面の中心となるよう調
整しておいても、ビジコンなどを用いた撮像装置ではビ
ームの中心のドリフトやビームの振れ幅の変動によって
、映像中心と光学中心がずれたり、映像と対象との拡大
比率が変ったりする可能性もある。撮像装置が光電素子
アレーのような固体化されたものであると、光学系のみ
の温度ドリフトだけとなるので、これは通常の用途では
まった〈問題がない。第１０図は、ビジコン撮像装置な
どを使った場合のこのようなドリフトに対する補償法を
示してある。

トランジスタの自動組立機に本発明を応用した場合を例
にとると、約１時間おきにこのドリフト補償をおこなう
のが便利である。

この場合、処理装置３川ま、自ら保有するタイマでもつ
て、ある一定時間がきたときに、あるいは人間もしくは
自動組立機械から要求があったときに、第１０図のシャ
ッター５０を閉じ、シャッター５１をあげる。通常はそ
の逆になっていて、撮像装置１はしンズなどの光学系５
２を介して、ハーフミラー５３を通して、光源５４、レ
ンズ５５によって照明された対象６０を見ている。

この校正の時点では、光源５４からの光は開かれたシャ
ッター５１を通して光軸を注意深くセットされた基準板
５６を照射し、撮像装置１はハーフミラー５３を介して
この基準板５６を見るように構成されいる。この基準板
上には、たとえば中心部に１個、四隅部に１個ずつの計
５個の相異なる明暗２値パターンが描かれている。この
時、撮像装置１からの映像信号は既述の回路によってい
くつかのフレームにわたり、次々とこの局部的なパター
ンの位置を検出して、処理装置３０、たとえばミニコン
ピュータに知らせることができる。処理装置３０では、
この位置情報をもとに、たとえば中心のパターンから映
像のずれ量を、また四隅パターンの平均からたとえば像
の拡大率の変動を知り、第４図の演算回路２５で用いる
パラメータを修正することができる。これにより自動的
に定期的な校正が可能となる。

第１１図は、本装置方式をトランジスタ生産に適用した
場合の全体構成図である。

第４図の処理装置３０以外の部分は、検出装置６１とし
ての一つのブロックに示してある。

検出装置６１には複数台の撮像装置１−１，１−２，・
・・・・・１−ｍが、たとえば電子的なスイッチ６２に
よってつながれている。各撮像装置はｍ台の自動機械６
３−１，６３−２，・・・…，６３−ｍのそれぞれに付
属され、各機械に供給されるトランジスタ６０を上方か
ら眺めるように構成されている。各機械に、対象である
トランジスタが供給されたことを示す信号が機械から発
生されるようにしておくと、この信号はブスラィン６４
を経由して処理装置３０への割込み信号となる。

この信号は割込要因検出回路６５で検出される。このあ
と、検出装置６１が自動機械６３−１〜６３−ｍのどれ
にサービス中であるかを示すテータスレジスタ６６の内
容をビジー判定回路６７によって判定し、もし、検出装
置６１がどこかの機械サービス中であればビジー信号を
出して割込要因検出回路に指令を戻し、ビジ−がとげる
までこれをくり返す。ビジーでなければ、検出装置６１
が使用可能であることになるので、次の制御信号発生回
路６８によって割込まれた機械に制御信号を出力し、ス
イッチ６２とスイッチ６９を該当する機械に切り換える
。それと同時にテータスレジスタ６６の割込んだ機械に
該当するビット位置をオンとし、検出装置６１がビジー
となったことを示し、そのあとの割込に対してマスクを
掛ける。この場合、割込信号だけは保持されるよう割込
要因検出回路にはしジスタが内蔵されるのが普通である
。ついで部分パターン記憶回路７０（第４図の２６，２
４，２８を合わせたものに相当）から標準部分パターン
を標準パターン送出回路７１によって検出装置６１へと
送出し、それによって得られる座標信号と一致度信号を
データ取込制御回路７２によって取込み、以後はこのデ
ータを使って既述のごとき演算を行なう。そして判定回
路７３、座標演算回路７４によって最終結果を出力する
。この最終座標位置は、スイッチ６９の選択された状態
に応じてレジスタ７５一１〜７５一ｍのｍ個のうちの該
当するレジスタに入力され、その値をもととして該当す
るＸＹサーボ機構７６が駆動される。このサーボ機構７
６は、図では６０を移動させるように描いてあるが、ト
ランジスタの組立機で，は、対象は停止し、金線圧着ボ
ンダの方をこのサーボ機構によって位置決めし、あとは
あらかじめ決められたカム操作によって一連の圧着工程
を行なわせるのがよい。

以後の説明においてはトランジスタを対象として説明し
た。

しかし、これは説明のためのものであって、この方式に
適合するものであれば、対象は何であってもよいことは
勿論である。通常、対象の位置を検出する場合、全体を
一つのパターンとして記憶しておくことは情報量も多く
不可能に近いし、たとえ記憶できたとしても装置がきわ
めてぽう大になる。本発明装置では比較的小さあ部分パ
ターンのみを記憶することによって、位置を検出するよ
うにしたことに特徴があり、比較的小ごな送鷹規模で有
効な応用がかかれるものである。

また、以上の説明においては、部分パターンを正方形も
しくは長方形として説明した。

しかしながら、たとえば１２×１２の計１４４個の絵素
からなる部分パターンにおいて、この正方領域での四隅
近傍の値を無視して、たとえば第８図の論理回路３８を
省略するとか、あるいは省略しないまでもその出力を禁
止するようにすれば、円形の部分パターンを用いたのと
同じことになる。

このようにして平面をディジタル化したことによる誤差
は生じるが、一応任意の形の部分パターンとして処理す
ることができる。〔発明の効果〕 以上説明したごとく本発明は、比較的小さな装置規模で
、撮像装置の走査速度と同り速度でのパターンマッチン
グが可能であり、かつパターンとして部分パターンに限
っているので、記憶装置の容量としては小さくてすむこ
とになる。

したがって、本発明を適用した場合、従来不可能に近か
った対象の位置の認識が視覚装置で可能となり、かつ経
済性よく実現できるため、生産機械の自動化などが容易
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明を適用する対象の１例であるトランジスタ
のべレットを示す図、第２図は第１図における各点の位
置関係を示す図、第３図は第１図における部分パターン
を示す図、第４図は本発明の位置検出方式の一実施例を
示すブロック図、第５図は第４図の装置を制御するため
のタイミング信号の説明図、第６図は第４図における同
期信号及び座標信号発生回路の具体例を示す図、第７図
は第４図の装置における映像入力系回路の具体例を示す
図、第８図は第４図の装置における一致度検出部の具体
例を示す図、第９図は部分パターンの説明図、第１０図
は本発明に用いられる撮像装置の付属装置の構成図、第
１１図は本発明方式をトランジスタの生産に適用した場
合のシステムの全体構成図である。 １・・・・・・撮像装置、２・・・・・・同期信号発生
回路、３・・・・・・座標発生回路、５・・・・・・前
処理回路、６・・・・・・一時記憶回路、７・・・・・
・２次元パターン切出回路、８・・・・・・部分パター
ン記憶回路、１３・・・・・・ゲート回路、１４・・・
・・・座標記憶回路、３０…・・・処理回路、３１．．
．．．・絵素パルス発生器、３２・…・・Ｘカウンタ、
３３・・・・・・Ｙカゥンタ、４・・・・・・差動増幅
器、３５・・・・・・２値化回路、３６，３７・・・・
・・シフトレジスタ、３８…・・・一致度検出回路、３
９・…・・加算回路、４１・・・・・・差動増幅器、４
２…・・・２値化回路、４５・・・・・・サンプルホー
ルド回路、５０，５１・・…・シャツ夕、５３……ハー
フミラー、５４……光源、５６・・・・・・基準板、６
０・・・・・・対象、６６，６９・・・・・・切換え用
スイッチ回路、６３・・・・・・自動機械、７５…・・
・レジス夕、７６・・・・・・サーボ機構。 鷺’図幻２図 溝Ｊ図 多４図 繁Ｊ図 ※〆図 第０図 努／ｏ図 繁７頚 多ａ函 鰭′′蚤

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象の複数の特定部分の２次元パターンをそれぞれ
   標準パターンとして予め記憶しておき、入力された対象
   の像を含む２次元パターンから部分パターンを逐次切出
   し、該切出された部分パターンと上記標準パターンの内
   の所定のものを比較して少くとも２つ以上の上記標準パ
   ターンに対して該標準パターンに最もよく一致する部分
   パターンの上記入力された２次元パターンにおける位置
   をそれぞれ求め、該求めた最もよく一致する部分パター
   ンの位置の内より少くとも２つを用いて上記入力された
   ２次元パターンにおける対象の特定位置を検出すること
   を特徴とする位置検出方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、対象の
   特定位置ととに該対象の傾きを検出することを特徴とす
   る位置検出方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、上記求
   めた最もよく一致する部分パターンの位置の内よりいず
   れか２つの相対位置関係が所定の範囲にあるかどうか判
   定し、該所定の範囲にある最もよく一致する部分パター
   ンの位置を用いて対象の特定位置を検出することを特徴
   とする位置検出方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の方法において、上記所
   定の範縁にある最もよく一致する部分パターンの位置が
   ないときには、対象の位置検出を不可とすることを特徴
   とする位置検出方法。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の方法において、ｎより
   大きいｍ個の標準パターンを予め記録しておき、ｍ個の
   内よりいずれかのｎ個の標準パターンに対して該標準パ
   ターンに最もよく一致する部分パターンの上記入力され
   たにおける位置をそれぞれ求めることを特徴とする位置
   検出方法。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の方法において、上記所
   定の範囲にある最もよく一致する部分パターンの位置が
   ないときに、残りの内のいずれか少くとも１つの標準パ
   ターンに対して最もよく一致する部分パターンの位置を
   求め、新たないくつかのｎ個の組合せの最もよく一致す
   る部分パターンの位置に対しその相対位置関係が所定の
   範囲にあるかどうか判定することを特徴とする位置検出
   方法。 ７ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、上記対
   象は上記複遂の特定部分の内に白黒反転してパターンの
   組を有し、上記標準パターンとしては該組をなすいずれ
   か一方を予め記憶しておき、この標準パターンを切出さ
   れた部分パターンとを比較してその一致の程度を求め、
   該一致の程度が最大および最小となるときのそれぞれの
   部分パターンの上記入力された２次元パターンにおける
   位置を上記組をなす特定部分の位置とすることを特徴と
   する位置検出方法。 ８ 対象の像を含む２次元パターンを入力する入力手段
   と、該対象の複数の特定部分の２次元パターンをそれぞ
   れ標準パターンとして記憶しておくための記憶手段と、
   上記入力手段から得られる２次元パターンから上記明憶
   手段に記憶されたそれぞれの標準パターンと同じ更成点
   数からなる部分パターンを逐次切出す手段と、該切出さ
   れた部分パターンと上記標準パターンの内の所定のもの
   とを比較し、該標準パターンに最もよく一致する部分パ
   ターンの上記入力した２次元パターンにおける位置を求
   める手段と、該手段により少くとも２つ以上の標準パタ
   ーンに対して求めた最もよく一致する部分パターンの位
   置を用いて上記入力した２次元パターンにおける対象の
   特定位置を求める手段とからなることを特徴とする位置
   検出装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の装置において、上記求
   めた最も一致する部分パターンの位置を予め記憶してお
   いた相対位置関係と照合し、所定の範囲にあるかどうか
   判定する手段を備えることを特徴とする位置検出装置。