JPS6220591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対象物の位置を光学的に検出する装
置に係り、例えばセラミツク基板上にペレツトを
載せて焼結することにより所定の機能を有する素
子を形成する際に、ペレツトの載置位置を決定す
るための基準パターン位置を検出するに好適なパ
ターン位置検知装置に関する。

例えばセラミツク基板上にペレツトを載せ、こ
れを焼結することにより、所定の機能を有する素
子を形成する場合、焼結によつてパターンの収縮
が起こり、次に載せるできペレツトの位置がずれ
てくるので、次に載せるペレツトについては、そ
のずれを考慮して位置設定を行なわなければなら
ない。このため、対象物の特徴ある部分、あるい
は位置検出用として付加したターゲツトマークの
位置を焼結工程終了後に検知し、その検知された
位置にもとずいて次にのせるペレツト等の位置を
決定することが行われる。この場合従来、対象物
の部分形状を基準パターンとし、対象映像との整
合（パターンマツチング）を行う方法が用いられ
ている。しかし、このパターンマツチング方式
は、ハードウエア規模が大きくなる欠点を有して
いる。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、より簡単なハードウエア構成でパターンの
位置を検知する装置を提供するにある。

本発明は、上記目的を達成するために検出しよ
うとする方形形状のパターンを含む撮像対象を
ｘ，ｙの２次元走査により撮像し、該対象の明暗
に応じた映像信号を出力する撮像手段と、該撮像
手段から得られる映像信号を上記パターンを識別
可能な所定閾値で２値化する２値化回路と、該２
値化回路からｘ走査線毎に得られる２値化信号に
ついてパターンの初端の変化後、一定周期のクロ
ツクパルスによりセツトされる第１のＤ型フリツ
プフロツプ回路と、該第１のＤ型フリツプフロツ
プ回路の一方の端子から得られる信号と上記クロ
ツクパルスとのANDをとる第１のANDゲート
と、上記２値化回路からｘ走査線毎に得られる２
値化信号についてパターンの後端の変化後、上記
クロツクパルスによりセツトされる第２のＤ型フ
リツプフロツプ回路と、該第２のＤ型フリツプフ
ロツプ回路の一方の端子から得られる信号と上記
２値化回路からｘ走査線毎に得られる２値化信号
とのANDをとる第２のANDゲートと、上記第１
のANDゲートから得られるクロツクパルスを計
数し、上記第２のANDゲートから得られる信号
でクリアされるカウンタと、予め設定されたパタ
ーンの走査線上の長さの最小値、及び最大値を記
憶したレジスタと、上記カウンタで計数された値
と上記レジスタに設定された値と比較し、上記カ
ウンタで計数された値が上記最小値と最大値との
間になつたとき出力する比較回路と、該比較回路
から出力された信号と上記第１のフリツプフロツ
プ回路の他方の端子から得られる信号とのAND
をとる第３のANDゲートと、上記撮像装置の２
次元走査の座標を作成する座標作成回路と、上記
第３のANDゲートから信号が得られたとき、上
記座標作成回路から得られるｘ，ｙ座標値を格納
するレジスタとを備え、該レジスタに記憶された
ｘ，ｙ座標値から方形形状のパターンの位置を検
出することを特徴とするパターン位置検知方式で
ある。

本発明の具体例を、第１図に示すような対象映
像から、対象パターン１のような正方形パターン
の位置を検出する場合に例をとり、以下に説明す
る。第１図において、正方形パターン１を含め、
斜線部は他の部分に比べ明らかに明るさが暗いと
すれば、適当なしきい値により、映像信号を２値
化すれば斜線部を“０”他の部分を“１”とする
２値映像が得られる。

本発明の方式を具現した装置の全体構成例を第
２図に示す。第２図において、２はTVカメラ又
はフオトダイオードアレイ等でなる撮像装置であ
り、３は撮像装置２からの映像信号を２値化する
２値化回路である。４は撮像装置２の走査クロツ
クであり、５は走査クロツク４より走査位置座標
（Ｘ，Ｙ）を発生する座標発生回路である。６は
２値化信号より連続する。“０”の長さを画面内
において計数し、７の長さレジスタの値と比較
し、一致するとそのときの座標発生回路５の出力
であるＸ，Ｙ座標値を８の座標レジスタへ格納さ
せる長さ検出回路である。

第１図の場合、正方形パターン１は各走査線上
の“０”となる部分の長さが一定であるので、そ
の長さを予め長さレジスタ７へ入力しておき、あ
る走査線に係る水平走査の過程で“０”の連続長
さが長さレジスタ７の内容と初めて一致したとき
の座標を求めればその座標が第１図におけるＡの
位置の座標となる。また、全画面について走査が
終了した時点で座標レジスタ８の内容を参照すれ
ば、その座標がＢの位置の座標となる。なお、こ
の点については後で詳述する。このようにしてパ
ターン１の位置はＡあるいはＢより求めることが
できる。

即ち、本発明においては、少なくとも走査線方
向の長さが既知であるパターンを対象としてお
り、この実施例における正方形パターンの各辺は
走査線と平行又は垂直をなし、かつ辺の長さは予
め知ることができるから、正方形パターンの角の
部分の座標が求まれば他の角の部分又は辺の位置
も知ることができる。

第３図は第２図の回路の要部の具体例を示す回
路構成図である。第３図においてＳは第２図の２
値化回路３から長さ検出回路６に入力される２値
信号、CLは走査クロツク信号、１０，１１はＤ
型フリツプフロツプ、１２はインバータ回路、１
３〜１５はアンド回路、１６は“０”長計測用カ
ウンタ、１７は該カウンタのカウント値と長さレ
ジスタ７の内容とを比較する比較回路、２０，２
１は座標作成回路５の出力であるｘ，ｙ座標値を
アンド回路１５に出力が得られた時点で格納する
ｘ，ｙレジスタである。

第３図において、Ｄ型フリツプフロツプ１０，
１１は走査クロツク信号CLによつてトリガさ
れ、Ｄ型フリツプフロツプ１１は絵素に対応する
２値信号Ｓが“０”のときにトリガされると出力
Ｑが“１”となる。アンドゲート１４はこのＱ出
力と走査クロツク信号CLとの論理積をとつてお
り、その論理積信号ａがカウンタ１６の入力に加
わるので、カウンタ１６は“０”の連続長をカウ
ントすることになる。比較器１７はカウンタ１６
のカウント値と長さレジスタ７に格納されている
値とを比較し、一致すると出力ｂを出す。この比
較回路１７の出力ｂはカウンタ１６が計数動作を
しないときに有効なものとなるように、Ｄ型フリ
ツプフロツプ１１のＱ出力ｃと比較回路１７の一
致検出出力ｂとの論理積をアンドゲート１５でと
り、このアンドゲート１５の出力ｄでそのときの
ｘ，ｙ座標値をそれぞれ座標レジスタ２０，２１
に取り込む。カウンタ１６は、２値信号Ｓが
“１”となつた後、走査クロツク信号CLでＤ型フ
リツプフロツプ１０の出力が“１”となることに
よりアンドゲート１３の出力ｅがオンとなつたと
きにクリアされる。

上記の動作が１水平走査のたびごとになされる
ことにより、全画面の走査が終了した後の時点で
は、座標レジスタ２０，２１に第１図のパターン
１の角部の点Ｂのｘ座標、ｙ座標の値が記憶され
ていることになる。

即ち、パターン１を走査すると、走査対象位置
がパターン１の点Ａと点Ｂを結ぶ線１ａに来るた
びに前記のＡ点の動作と同様に出力ｄが得られて
ｘ，ｙ座標値がそれぞれのレジスタ２０，２１に
格納されるが、１水平走査のたびごとに前回の水
平走査時にレジスタ２０，２１に格納された値は
更新されるので、最終的にはＢ点の座標が各レジ
スタ２０，２１に記憶されることになる。従つ
て、パターン１の位置について走査が終つた時点
では、レジスタ２０，２１にはＢ点の座標が格納
されている。

また、第１図のパターン３０〜３２のように、
水平線上における“０”の連続長がパターン１よ
りも短かいものについては比較回路１７から出力
ｂが出ることがないからレジスタ２０，２１への
座標記憶動作はなされず、またパターン４０のよ
うにパターン１より走査線上の長さの長いものに
ついては、１水平走査のたびごとに比較回路１７
の出力ｂが得られるが、この出力ｂとＤ型フリツ
プフロツプ１１の出力ｃとのマツチングがとれ
ないので、アンドゲート１５の出力ｄが出ること
はないから、やはりレジスタ２０，２１への座標
記憶動作はなされないのである。

従つて、全画面について走査が終つた時点で
は、レジスタ２０，２１にはＢ点座標が格納され
ていることになるから、全画面走査終了時点（そ
の時点は例えばｙ座標の値を参照することで知る
ことができる）でレジスタ２０，２１の内容を読
み取ることによつてパターン１の位置が検出しう
る。

なお、第１図におけるパターン１の長さは、量
子化誤差やリニアリテイなどの影響で必ずしも一
定の値とならない場合がある。このような場合に
は、カウンタ１６において検出される“０”の連
続長がある範囲内にある場合、即ちパターン１の
長さが種々の原因で変化する範囲内であれば求め
るべき長さと一致したこととすればよい。具体的
には、例えば第４図に示すように、あるパターン
の走査線上の長さの最小値Lminと最大値Lmaxを
それぞれ格納するレジスタ７ａ，７ｂと、カウン
タ１６の出力値が設定された最小値Lmin以上
のときに出力b₁を得る比較回路１７ａと、カウン
タ１６の出力値が設定された最大値Lmax以下
のときに出力b₂を得る比較回路１７ｂと、両出力
b₁，b₂と第３図で示したＤ型フリツプ１１のＱ出
力ｃとの論理積をとるアンドゲート１５を設け、
該アンドゲート１５の出力で前記レジスタ２０，
２１に座標記憶動作を行わせるようにすればよ
い。

なお、上記実施例では検出すべき基準パターン
が正方形である場合について述べたが、走査線方
向の長さが他のパターンと異なる寸法を有するも
のであれば、円形あるいは正方形以外の多角形等
の形状のパターンを採用することも可能である。
また、当然のことながら、パターンがある部分に
ついては２値信号が“１”であり、他の部分で
“０”となるような対象物である場合、又は検出
系の構成であつても本発明の方式が採用しうる。

以上述べたように、対象物体の位置検出におい
て、従来技術で一般に用いられるパターンマツチ
ング法に比べ、本発明の装置は規模の小さなハー
ドウエアで実現できるから経済化が達成しうる。
特に本発明の装置は、具体例に示したような、簡
単なパターンの位置検出に有効な方式である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象映像の一例を示す図、第
２図は本発明によるパターン位置検出装置の一実
施例を示す全体構成図、第３図は第２図における
要部の具体的回路構成例を示す回路図、要部の具
体的回路構成例を示す回路図、第４図は本発明の
他の具体的回路構成例を示す回路図である。 １…対象パターン、２…撮像装置、３…２値回
路、５…座標発生回路、７…長さレジスタ、７ａ
…最小値設定用レジスタ、７ｂ…最大値設定レジ
スタ、８…座標レジスタ、１０，１１…Ｄ型フリ
ツプフロツプ、１３〜１５…アンドゲート、１６
…長さカウンタ、１７，１７ａ，１７ｂ…比較回
路、２０…ｘ座標レジスタ、２１…ｙ座標レジス
タ、Ｓ…２値信号、CL…走査クロツク信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検出しようとする方形形状のパターンを含む
   撮像対象をｘ，ｙの２次元走査により撮像し、該
   対象の明暗に応じた映像信号を出力する撮像手段
   と、該撮像手段から得られる映像信号を上記パタ
   ーンを識別可能な所定閾値で２値化する２値化回
   路と、該２値化回路からｘ走査線毎に得られる２
   値化信号についてパターンの初端の変化後、一定
   周期のクロツクパルスによりセツトされる第１の
   Ｄ型フリツプフロツプ回路と、該第１のＤ型フリ
   ツプフロツプ回路の一方の端子から得られる信号
   と上記クロツクパルスとのANDをとる第１の
   ANDゲートと、上記２値化回路からｘ走査線毎
   に得られる２値化信号についてパターンの後端の
   変化後、上記クロツクパルスによりセツトされる
   第２のＤ型フリツプフロツプ回路と、該第２のＤ
   型フリツプフロツプ回路の一方の端子から得られ
   る信号と上記２値化回路からｘ走査線毎に得られ
   る２値化信号とのANDをとる第２のANDゲート
   と、上記第１のANDゲートから得られるクロツ
   クパルスを計数し、上記第２のANDゲートから
   得られる信号でクリアされるカウンタと、予め設
   定されたパターンの走査線上の長さの最小値、及
   び最大値を記憶したレジスタと、上記カウンタで
   計数された値と上記レジスタに設定された値と比
   較し、上記カウンタで計数された値が上記最小値
   と最大値との間になつたとき出力する比較回路
   と、該比較回路から出力された信号と上記第１の
   フリツプフロツプ回路の他方の端子から得られる
   信号とのANDをとる第３のANDゲートと、上記
   撮像装置の２次元走査の座標を作成する座標作成
   回路と、上記第３のANDゲートから信号が得ら
   れたとき、上記座標作成回路から得られるｘ，ｙ
   座標値を格納するレジスタとを備え、該レジスタ
   に記憶されたｘ，ｙ座標値から方形形状のパター
   ンの位置を検出することを特徴とするパターン位
   置検知方式。