JPS60190802A

JPS60190802A - 位置検出方法及びその装置

Info

Publication number: JPS60190802A
Application number: JP14945184A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kashioka; 誠治柏岡; Masakazu Ejiri; 江尻　正員
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1985-09-28
Also published as: JPS628722B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、２次元的なパターンの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法及びその装置に関
するものである。

〔発明の背景〕

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
出力を差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、たとえばコート板によって位置を
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った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、たとえばトランジスタ、ＩＣ。

ＬＳＩ、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方法及
び装置を得ることにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するために、本発明の位置検出法では
、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ておき、この標準パターンと、たと
えばビジコンなどの撮像装置によって入力される対象の
２次元パターンから切出された部分パターンとの一部分
を比較して、該標準パターンに最も合致した部分パター
ンを検出することを特徴とする。

〔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
スタのベレットを示す図である。

図において、斜線部は酸化シリコン面、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Ｐ１＋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ンダ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、ここでは説明の都合上右下
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である。

もし、トランジスタがＸＹ方向のずれだけで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、
ＹＡがまれば、これにある所定の値を加算もしくは減算
することによってボンディングすべきＰ１点の座標ＸＩ
　＋　Ｙｌ　と２２点のノ坐標Ｘ２＋Ｙ２が算出できる
。

しかし、この場合検出された座１ｆＡＸＡ、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。

この欠点をさけるためには、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
標がまったとすると、Ａ点とＢ点の距離と方向：すなわ
ち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Δ、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基準として（これによってＡ、
８点検出の誤差が平均化される可能性があ”　）　点Ｐ
　１　＋　Ｐ　２の座標をめることができる。

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Ｐ１＋Ｐ２の座標をめることができ、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誤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、Δと０間で」１記の検
定を行ない、結果がよりればＰ１＋Ｐ２の座標が検出さ
れるし、悪番づればさらにＢと０間で上記の検定を行な
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１ヘランジスタペレツトの角度位置がかわり、
この供給誤差を補正した値としてＰ１＋Ｐ２の座標を剖
算することができる。

この検定は、遂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、１−ラン
ジスタが多少ＸＹ面内で傾いて供給されても、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太
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、トランジスタの傾きがより大きくなり、
たとえば２０°くらい傾くと、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１０°くらい左へ傾けたパターンｄ、ｅ
、ｆと右へ傾けたパターンｇ＋　ｈ＋　１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、傾いたパターン間、たとえば
ｄ、ｅ間での検定に際しては、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１０°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ーンとして７
（０備することによって、トランジスタの場合、±２０
°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、１ヘランジ
スタが上下さかさまに入ることもあり１昂るとすれば、
−に下さかさまの＋Ｗ’ｔ　ｒ＜Ｑ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Ｐ１＋Ｐ２の座標を局
部パターン１個もしくは複数個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、もしくは何ピッ１へ
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ばきわめて容
易である。

最近では、この種の１〜ランジスタ生産工程においても
、ミニコンピユータの応用に［〒１ざましく、もし本目
的にこれを使えば、何の苦もなくこの汎用演算装置で上
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±２０°程度以下と小さければ各種の近似計算式が利
用でき、根計算、２乗泪算、逆正接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、この場合にはりジェクト信
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
からの出力でもって、通常の撮像装置同様ラスク走査さ
れているものとする。その時の走査ビー１１の位置は、
座標発生回路３によって常にそのＸ座標Ｙ座標が刻々得
られているものとする。

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次元パターン切出口路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植成さ
れる。

この２次元パターン切出回路７には、撮像装置１の現在
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、窓枠白情報が常
時並列に得られている。この窓枠白情報は、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、撮像装置の視野のだてとよこをそれ
ぞれ２４０と３２０絵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は、
１２Ｘ１２絵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１０Ｘ１４や８Ｘ７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、１２Ｘ１２とした場合には、部分パターン記憶回
路８の大きさも１２Ｘ１２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１２Ｘ１２＝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九ば、比較回路ｌＯの出力が論理
的にオンの出力を出し、ゲート回路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、すな力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。

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Ｘ、
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。

このように、１個の標準となる部分パターンに対して１
フレ一ム時間で最大相関位置の座標がまることになる。

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フレームでは、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０点の座標というように、各フレーム
でめることができる。そのためには、あらかじめ処理装
置３０内のリードオンメモリ、もしくは主記憶装置内に
設け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
Ｃ１第２フレームのみでオンとなる信号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ップを１〜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
によってもう一つのフリップフロップをトリガーし、こ
のフリップフロップをその出力とａとのアンド出力によ
ってリセッ１へするという回路を作れはよい。

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１〜されるようなフリップフロップ回路を設けれ
ばよい。

さらに、同期信号ａに列し、少し位相の遅れた同期信号
ｆと１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ば３個のゲートからなり、このゲー１
−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、ｃｉ。

ｅなどとアンドゲートがとられて切換回路１５゜１６を
経由して一致度記憶回路］、７．’１８，１９゜のいず
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みパルスとして利用でき
る。切換回路１５．１６の制御は切換回路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つの標準部分パ
ターンに対するもつ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（レジスタ）２０，２１．２
２へと入っている。

この時、記憶回路（レジスタ）１．７，１８゜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を開閉する。

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、すなわちもつとも一致度の高い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、たとえばへ点と１３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つの座標をもと
に、加算、減算２乗算、除算回路の組合わせによって、
最終の位置Ｐ１＋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−４この説明では、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め、その後、判
定回路２３、選択回路２４、演算回路２５で座標をめる
とした。

しかし、たとえば第１フレームでパターンＡ、第２フレ
ームでパターンＢの座標位置を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汎ばパターン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
いての情報を取り込んだり、あるいはまた、パターンＡ
、Ｂ両方の情報をともにすてて、新しくパターンＣ，Ｄ
という新しい組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
どなり、情報取り込みの制御が多少複雑になるだけであ
る。

以上のような、処理回路３０での処理は専用ハードウェ
ア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ユータで代用しても、フレームの
終りのごく短い時間、すなわち撮像装置の帰線部間の間
に」１記のす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、新しい組合オ〕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が入った時点での削性結果によって最終座標
位置が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っていれば、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、−政変検出回路９．比較回路１０．ゲート回路
１１．−成度記憶回路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ま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−成度記憶回路１７．１８．．１
９．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６　Ｍ　Ｈｚ程度の絵素パ
ルス発生器３１からのパルスをカウンタ（Ｘカウンタと
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カウンタ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。

ｍ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。

この場合、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を別途作っておいてその
時のみゲート回路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い値をめること
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、３６−１．３６−２゜・・・・、　３
６−（ｒ＋　−１）の（ｎ−１）本のシフ１−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の各々からシフトレジスタ３７−２．３７
−３．・・・・、３７−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１２Ｘ１２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１２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、３６−１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１２本のラスタにおける水平方向１２個
の情報、すなわち１２×１２の平面的情報が走査の進行
とともに次々と表われる。。したがって、この１２Ｘ１
２の絵素の内容を一致度検出回路へ導けばよい。

第８図は、−成度の検出部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はここではレジスタ８−
１．８−２．・・・・、８−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〜
３７−ＴＩと対向させている。

各対応するビットごとの排他的論理和の否定をめる論理
回路３８によって、ヒツ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、その出力はパターン
が一致しないとき大、・一致する程Ｏに近い小さな出力
となる。

したがって、−成度記憶回路１２にディジタル記憶すれ
た内容をＤＡ変換器４０でアナログに変換したものとど
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ノパルス４３の働きでゲー１〜
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ΔＤ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
ようにグー１〜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１〜ランジスタなど比較的明暗のはっきりしたパタ
ーンをもっ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も本質ではなく、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はある深さを持った多値のシフ
トレジスタになす必要があり、また−政変検出のための
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
ターンの各ピッ１〜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ど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対象に入れ
ることができる。

第９図は、そのようなマークの例であり、１−ランジス
タの表面にアルミ蒸着とホ１−エ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、１−
ランジスタのＸＹ平面内はおける傾きに強く、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１３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である
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、そのあとの回路として、最大値によって一致
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九
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１−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く問題がない。

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１−に列する補償法を示しである。

１〜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３０は、自ら保
有するタイマでもって、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
をあける。

通常はその逆になっていて、撮像装置１はレンズなどの
光学系５２を介して、ハーフミラ−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−５３を介
してこの基準板５６を見るように構成される。この１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
コンピユ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。

こ九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
て一つのブロックに示しである。

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６３
−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１〜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
の信号はブスライン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
出さ九る。そのあと、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ステータ
スレジスタ６６の内容をビジー判定回路６７ばよって判
定し、もし、検出装置６１がどこかの機械にサービス中
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、ビジーがとけるまでこれをくり返す。ビジーでな
ければ、検出回路６１が使用可能であることになるので
一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
する機械に切す換える。それと同時にステータスレジス
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レジスタが内
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２６．２７
．２８を合わせたものに相当）から標準部分パターンを
標準パターン送出口路７１によって検出回路６Ｉ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７５−１〜７５−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７６は、図では対象６０を移動させるよ
うに描いであるが、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１ヘ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。対常５列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
がきわめてぼう太になる。

本発明装置ｖｒでは比較的小さな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、比較的小さな装置規模で有効な応用かはか
１しるものである。

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１２Ｘ１２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。

以」二説明したごとく本発明は、師≠パターンの一部分
を用いてマツチングをするので、該標準パターンを任意
の形の部分パターンとして用いることができ、しかもパ
ターンとしても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どなり、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図は本発明を適用する対象の１例であるトランジス
タのベレン１〜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図の装置
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
同第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１ヘ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・・・・絵素パネル発生器、３２・・・・Ｘ
カウンタ、３３・・・・Ｙカウンタ、３４・・・・差動
増幅器、３５・・・・２値化回路、３６．３７・・・・
シフ１〜レジスタ、３８・・・・−成度検出回路、３９
・・・・加算回路、４１・・・・差動増幅器、４２・・
・・２値化回路、４５・・・・サンプルホールド回路、
５０＋５１・・・・シャッタ、５３・・・・ハーフミラ
−１５４・・・・光源、５６・・・・基準板、６０・・
・・対象、６６．６９・・・・切換え用スイッチ回路、
６３・・・・自動機械、７５・・・・レジスタ、７６・
・・・サーボ機構。第　ｌ　図第　２　図／’ｌ（Ｘ＾、ＹＡ）第　３　図第　４　図第　３　図オｌフ［−ム　才２）し−ム　才３ルム　才４りＬ−ム
　才ｌルームａら　６　図房基乱りへ第　７　図一修ソＬ利（水口発タヘ

Claims

【特許請求の範囲】１、　対象の特定部分の２次元パターンを予め標準パタ
ーンとして記憶しておき、入力された」−記対象の像を
含む２次元パターンから部分パターンを遂次切出し、切
出された部分パターンと−Ｌ：記標７（ロバターンとの
一部分を比較して該標準パターンに最もよく一致する部
分パターンを選び、そ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もとに対象の特定位置を
めることを特徴とする位置検出方法。２、　対象の像を含む２次元パターンを入力する入力手
段と、該対象の特定部分の２次元パターンを予め標準パ
ターンとして記憶しておくための記憶手段と、上記入力
手段により得られる２次元パターンから部分パターンを
逐次切出す手段と、切出された部分パターンと」二記標
イク（！パターンとの一部分の比較結果を統合してその
一致の程度をめる手段と、該一致の程度の最も大きい部
分パターンの」−記入力された２次元パターンにおける
位置をもとに対象物の位置をめる手段とからなる位置検
出装置。３、　特許請求の範囲第２項記載の装置において、一致
の程度をめる手段は、切出された部分パターンと標ｉ（
＋！パターンとをそれぞれ構成する絵素信号どうしを比
較する手段と、この手段の出力の一部を抑止し、残りの
出力を加算する手段とからなる位置検出装置。