JPH11289200A - Position recognition method and device - Google Patents
Position recognition method and deviceInfo
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- JPH11289200A JPH11289200A JP10090180A JP9018098A JPH11289200A JP H11289200 A JPH11289200 A JP H11289200A JP 10090180 A JP10090180 A JP 10090180A JP 9018098 A JP9018098 A JP 9018098A JP H11289200 A JPH11289200 A JP H11289200A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板とマークの任意の組合せに対して自動的
に最適なパターン抽出方法を選択して適正に位置認識す
る。
【解決手段】 被検査対象物を撮像する撮像系1と、撮
像系1から出力される信号を処理し特徴パターンを抽出
するための複数のパターン抽出方法を保持する画像処理
手段5とを備えた位置認識装置において、特徴パターン
の信号と背景の信号の輝度レベルを各々定量分析するた
めの定量分析手段2、3と、定量分析の結果に基づいて
画像処理手段5のパターン抽出方法を選択する制御部4
とを備え、特徴パターン形状の領域と背景の領域の各々
について画像の輝度レベルの定量分析の結果に基づいて
領域間の輝度分布状態を判定し、画像の輝度分布状態に
応じて適切なパターン抽出方法を選択するようにした。
(57) [Summary] [Problem] To automatically select an optimal pattern extraction method for an arbitrary combination of a substrate and a mark and recognize the position appropriately. An imaging system includes an imaging system for imaging an object to be inspected, and an image processing unit for storing a plurality of pattern extraction methods for processing a signal output from the imaging system and extracting a characteristic pattern. In the position recognition device, quantitative analysis means 2 and 3 for quantitatively analyzing the luminance level of the signal of the characteristic pattern and the luminance level of the signal of the background, and control for selecting the pattern extraction method of the image processing means 5 based on the result of the quantitative analysis. Part 4
And determining a luminance distribution state between the regions based on the result of the quantitative analysis of the luminance level of the image for each of the characteristic pattern shape region and the background region, and extracting an appropriate pattern according to the luminance distribution state of the image. I chose a method.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器に使用され
る電子部品実装基板の製造装置等に好適に適用される位
置認識装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position recognition device suitably applied to a device for manufacturing an electronic component mounting board used in electronic equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電子部品実装基板の製造装置にお
ける位置認識装置について、図6を参照して説明する。
基板上の所定の位置に部品を装着するために、基板上に
設けられた特徴パターンであるマークの位置を認識する
ことにより装置と基板との相対的な位置関係を計測し、
部品を所定の位置へ装着する。通常、マーク位置の認識
には、製造装置に設けられた撮像系1及び画像処理手段
5を用いて、輝度の濃淡情報をパターン抽出方法によっ
て処理することによって、基板上に設けられたマーク形
状を抽出する方法が用いられる。2. Description of the Related Art A position recognition device in a conventional electronic component mounting board manufacturing apparatus will be described with reference to FIG.
In order to mount the component at a predetermined position on the board, the relative positional relationship between the device and the board is measured by recognizing the position of the mark which is a characteristic pattern provided on the board,
Attach the part to a predetermined position. Normally, the mark position is recognized by processing the grayscale information of the luminance by a pattern extraction method using the imaging system 1 and the image processing means 5 provided in the manufacturing apparatus, so that the mark shape provided on the substrate is processed. An extraction method is used.
【0003】画像処理手段5で用いられる位置認識のた
めのパターン抽出方法は、製造装置を操作する作業者
が、特徴パターンを撮像した画像の明るさやノイズ、パ
ターンや背景の凹凸の具合などを視覚的に判断し、予め
制御部4に数多く登録されているパターン抽出方法の中
から最適であろうと判断した方法を、入力装置7を介し
て選択していた。[0003] The pattern extraction method for position recognition used in the image processing means 5 allows an operator operating a manufacturing apparatus to visually check the brightness and noise of an image obtained by capturing the characteristic pattern, the degree of irregularities in the pattern and the background, and the like. Through the input device 7, a method that is determined to be optimal and is determined to be optimal from among many pattern extraction methods registered in the control unit 4 in advance.
【0004】また、別の方法として電子部品実装基板の
製造装置で部品を装着する基板の材質と、基板上に設け
られた特徴パターンであるマークの材質を、それぞれ製
造装置を操作する作業者が、入力装置7を介して制御部
4に入力して、制御部4に予め登録されている基板材質
とマーク材質に対応するパターン抽出方法を選択してい
た。[0004] As another method, an operator who operates the manufacturing apparatus sets the material of the board on which components are mounted in the manufacturing apparatus of the electronic component mounting board and the material of the mark which is a characteristic pattern provided on the board. , Input to the control unit 4 via the input device 7, and selects a pattern extraction method corresponding to the substrate material and the mark material registered in advance in the control unit 4.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、基板上に設
けられたマークを光学系で撮像し輝度情報に変換した場
合、得られる画像の輝度分布状態は、撮像対象であるマ
ークの材質、基板の材質、物体の形状、製造装置に用い
る光学系の倍率、解像度、及び照明状態によって変化す
る。マーク材質及び基板によって画像の輝度分布状態が
変わるのは、光の反射率が物質固有のものであるためで
ある。When a mark provided on a substrate is imaged by an optical system and converted into luminance information, the luminance distribution state of the obtained image depends on the material of the mark to be imaged and the substrate. It varies depending on the material, the shape of the object, the magnification, the resolution, and the illumination state of the optical system used in the manufacturing apparatus. The reason why the luminance distribution state of the image changes depending on the mark material and the substrate is that the light reflectance is specific to the substance.
【0006】このように画像の輝度分布状態は多くの要
因によって変化するため、電子部品実装基板の製造装置
においては、基板ごとに対応して位置認識のためのパタ
ーンを抽出するに当たって、最適な抽出方法を選択する
ことが難しいことに加え、対象物である基板と基板上の
マークを撮像して得られる画像及び画像処理についての
専門的知識を持つ熟練者の判断によるところが大きい。
このため位置認識に用いるパターン抽出方法の選択を行
うことができる作業者の養成に時間が取られているとい
う問題があった。As described above, since the luminance distribution state of an image changes depending on many factors, in an electronic component mounting board manufacturing apparatus, when extracting a pattern for position recognition corresponding to each board, an optimal extraction is performed. In addition to the difficulty in selecting a method, this is largely due to the judgment of a skilled person having specialized knowledge of an image obtained by imaging the target substrate and the mark on the substrate and image processing.
For this reason, there has been a problem that it takes time to train workers who can select a pattern extraction method used for position recognition.
【0007】また、従来基板材質及び基板上に形成され
たマークの材質情報の組合せにより、光学系でマークを
撮像して得られた画像を分類し、対応する位置認識のた
めのパターン抽出方法を選択するという方法も用いられ
ているが、マーク材質が同じであっても形成方法が異な
る場合、形成されたマークの撮像結果も異なる。たとえ
ば、セラミック基板のように焼結前と焼結後で変質する
ような場合、焼結前と焼結後で光の反射率が異なる。ま
た、半田レベリングマークのような半田量によって立体
形状が大きく異なる場合のように、光の反射の仕方は材
質が同じであっても形状によって異なるため、撮像して
得られる画像の輝度分布状態は全く異なったものにな
る。よって、材質の組合せのみで画像を分類できない場
合があるという問題がある。Further, a conventional method for classifying an image obtained by imaging a mark with an optical system based on a combination of the material of the substrate and the material information of the mark formed on the substrate and extracting a corresponding pattern for position recognition. A method of selecting the mark is also used, but if the forming method is different even if the mark material is the same, the imaging result of the formed mark is also different. For example, in the case where the quality changes before and after sintering as in the case of a ceramic substrate, the light reflectance before and after sintering differs. Also, as in the case where the three-dimensional shape greatly differs depending on the amount of solder such as a solder leveling mark, the way of reflecting light differs depending on the shape even if the material is the same, so that the luminance distribution state of the image obtained by imaging is It will be completely different. Therefore, there is a problem that an image cannot be classified only by a combination of materials.
【0008】かくして、作業者が位置決めを行うための
パターン抽出方法を誤って選択した場合や、作業者が選
択したパターン抽出方法が対象物に対応していない場合
や、また基板材質、マーク材質で分類できないために画
像に対応した位置認識のためのパターン抽出方法を設定
できない場合に、製造装置を動作させて生産を行えば認
識不良を生じるなどし、製造装置が動作を中断して生産
を行うことができないか、所定の位置に部品を装着せず
誤った位置に装着してしまい、不良品を発生してしまう
という問題があった。[0008] Thus, when the operator erroneously selects the pattern extraction method for positioning, when the pattern extraction method selected by the operator does not correspond to an object, or when the material of the substrate or the mark material is used. When a pattern extraction method for position recognition corresponding to an image cannot be set due to inability to classify, if the production apparatus is operated and production is performed, a recognition failure occurs, and the production apparatus suspends operation and performs production. There is a problem that the component cannot be mounted at a predetermined position or is mounted at an incorrect position without mounting the component at a predetermined position, resulting in a defective product.
【0009】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、基板
とマークの任意の組合せに対して自動的に最適なパター
ン抽出方法を選択して適正に位置認識できる位置認識装
置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a position recognizing apparatus capable of automatically selecting an optimum pattern extracting method for an arbitrary combination of a substrate and a mark and appropriately recognizing the position. The purpose is.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上の所定
位置に部品に装着するために設けられた特徴パターンの
位置を認識する位置認識方法において、特徴パターンの
画像を入力する第1工程と、入力画像における特徴パタ
ーンと背景の領域を指定する第2工程と、各領域におけ
る平均輝度と輝度分布の標準偏差を算出する第3工程
と、平均輝度と輝度分布の標準偏差に基づいてパターン
抽出を選択する第4工程とを備えたものであり、被検査
対象物に対してどのパターン抽出方法を用いるのが適当
であるか不明な場合でも、画像の輝度分布状態に応じて
適切なパターン抽出方法を選択することができる。According to the present invention, there is provided a position recognizing method for recognizing a position of a characteristic pattern provided for mounting a component at a predetermined position on a substrate. A second step of designating a feature pattern and a background area in the input image, a third step of calculating a standard deviation of the average luminance and the luminance distribution in each area, and a pattern based on the average luminance and the standard deviation of the luminance distribution. And a fourth step of selecting extraction. Even if it is not clear which pattern extraction method is appropriate for the inspection object, an appropriate pattern can be selected according to the luminance distribution state of the image. An extraction method can be selected.
【0011】好適には、上記第4工程において、特徴パ
ターン領域と背景領域の両領域の平均輝度の差であるコ
ントラストに関する第1評価値と、両領域の輝度分布の
標準偏差の差に関する第2評価値とを求め、両評価値を
縦軸と横軸とする判定空間にプロットしてパターン抽出
を選択することができる。Preferably, in the fourth step, a first evaluation value relating to contrast, which is a difference between average luminances of the characteristic pattern region and the background region, and a second evaluation value relating to a standard deviation of luminance distribution of both regions. An evaluation value is obtained, and a pattern extraction can be selected by plotting the evaluation value in a determination space having a vertical axis and a horizontal axis.
【0012】さらに具体的には、第1評価値が大きく、
第2評価値が小さい場合に、エッジ検出方法でパターン
抽出を行い、第1評価値と第2評価値が共に大きい場合
に、エッジ検出用窓を特徴パターンの周囲を円形に取り
巻くように配置するエッジ検出方法でパターン抽出を行
い、第1評価と第2評価値が共に小さい場合に、輝度レ
ベルを累積して境界を強調するエッジ検出方法でパター
ン抽出を行うことができる。More specifically, the first evaluation value is large,
When the second evaluation value is small, pattern extraction is performed by the edge detection method. When both the first evaluation value and the second evaluation value are large, the edge detection window is arranged so as to surround the feature pattern in a circle. Pattern extraction is performed by the edge detection method, and when both the first evaluation and the second evaluation value are small, pattern extraction can be performed by the edge detection method that accumulates luminance levels and emphasizes boundaries.
【0013】また、被検査対象物である基板の材質と基
板上の特徴パターンの材質及び形成方法を含む基板と基
板上のパターンの特徴を示す複数の情報を書き込んだ部
品装着データを読み取る第1工程と、基板と基板上のパ
ターンの特徴を示す複数の情報とパターン抽出方法の組
合せを保持した記憶手段を参照して基板と基板上のパタ
ーンの特徴を示す複数の情報の組合せに基づいて画像処
理手段のパターン抽出方法を選択する第2工程とを備え
ても、適切なパターン抽出方法を選択することができ
る。[0013] A first part for reading component mounting data in which a plurality of pieces of information indicating the characteristics of the substrate and the pattern on the substrate, including the material of the substrate to be inspected and the material and forming method of the characteristic pattern on the substrate, is written. An image based on a combination of a plurality of pieces of information indicating the features of the substrate and the pattern on the substrate with reference to the storage means holding the combination of the process and a plurality of pieces of information indicating the features of the substrate and the pattern on the board and a pattern extraction method Even with the second step of selecting the pattern extraction method of the processing means, an appropriate pattern extraction method can be selected.
【0014】また、本発明の位置認識装置は、被検査対
象物を撮像する撮像系と、撮像系から出力される信号を
処理し特徴パターンを抽出するための複数のパターン抽
出方法を保持する画像処理手段とを備えた位置認識装置
において、特徴パターンの信号と特徴パターン以外の背
景の信号の輝度レベルを各々定量分析するための定量分
析手段と、定量分析の結果に基づいて画像処理手段のパ
ターン抽出方法を選択する制御部とを備えたものであ
り、特徴パターン形状の領域と背景の領域の各々につい
て画像の輝度レベルを定量分析し、定量分析の結果に基
づいて複数の評価値を用いて領域間の輝度分布状態を判
定することにより、被検査対象物に対してどのパターン
抽出方法を用いるのが適当であるか不明な場合でも、画
像の輝度分布状態に応じて適切なパターン抽出方法を選
択することができる。Further, the position recognition apparatus of the present invention has an image pickup system for picking up an image of an object to be inspected, and an image holding a plurality of pattern extraction methods for processing a signal output from the image pickup system and extracting a characteristic pattern. And a quantitative analysis means for quantitatively analyzing the luminance level of the signal of the characteristic pattern and the luminance level of the background signal other than the characteristic pattern, and a pattern of the image processing means based on the result of the quantitative analysis. A control unit for selecting an extraction method, quantitatively analyzing the brightness level of the image for each of the region of the characteristic pattern shape and the region of the background, and using a plurality of evaluation values based on the result of the quantitative analysis. By judging the luminance distribution state between the regions, even if it is unclear which pattern extraction method is appropriate for the inspection object, the luminance distribution state of the image can be determined. Flip it can be selected suitable pattern extraction method.
【0015】また、被検査対象物である基板の材質と基
板上のパターンの材質及び形成方法を含む基板と基板上
のパターンの特徴を示す複数の情報とパターン抽出方法
の組合せを保持した記憶手段と、基板と基板上のパター
ンの特徴を示す複数の情報の組合せに基づいて画像処理
手段のパターン抽出方法を選択する制御部とを備える
と、基板及び基板上に形成されたパターンの特徴につい
ての情報を各々複数用いることによって、画像を分類
し、それに対応するパターン抽出方法を選択することが
できる。A storage means for storing a combination of a plurality of pieces of information indicating the characteristics of the substrate and the pattern on the substrate, including the material of the substrate to be inspected, the material of the pattern on the substrate and the forming method, and a pattern extraction method. And a control unit for selecting a pattern extraction method of the image processing means based on a combination of a plurality of pieces of information indicating characteristics of the substrate and the pattern on the substrate. By using a plurality of pieces of information, an image can be classified and a corresponding pattern extraction method can be selected.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の位置認識装置の一
実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the position recognition device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0017】本実施形態の位置認識装置の構成を示す図
1において、被検査対象物を撮像するための光学装置を
含む撮像系1によって出力された信号は、特徴パターン
領域を定量分析する定量分析手段2と特徴パターン以外
の背景領域を定量分析する定量分析手段3に各々入力さ
れる。さらに定量分析手段2及び定量分析手段3におい
て、各々特徴パターン領域の平均輝度と輝度ばらつきを
表す標準偏差、背景領域の平均輝度と輝度ばらつきを表
す標準偏差が出力される。定量分析手段2、3から出力
された結果は制御部4に入力される。制御部4において
は、後述の如く特徴パターン及び背景の領域間の平均輝
度と標準偏差に変換され、さらに領域ごとの平均輝度及
び標準偏差に基づく評価値を特徴空間上にプロットする
ことにより、対応するパターン抽出方法を示す情報を画
像処理手段5に出力する。画像処理手段5では、位置決
めのためのパターン抽出処理を行う際に、制御部4から
出力された情報に基づいてパターン抽出方法を設定し処
理を行う。In FIG. 1 showing the configuration of the position recognition apparatus of this embodiment, a signal output by an imaging system 1 including an optical device for imaging an object to be inspected is quantitatively analyzed for quantitatively analyzing a characteristic pattern area. It is input to the means 2 and the quantitative analysis means 3 for quantitatively analyzing the background area other than the characteristic pattern. Further, the quantitative analysis means 2 and the quantitative analysis means 3 output a standard deviation representing the average luminance and the luminance variation of the characteristic pattern area and a standard deviation representing the average luminance and the luminance variation of the background area, respectively. The results output from the quantitative analysis means 2 and 3 are input to the control unit 4. The control unit 4 converts the average luminance and the standard deviation between the characteristic pattern and the background regions as described later, and further plots the evaluation value based on the average luminance and the standard deviation for each region on the characteristic space, thereby correspondingly. The information indicating the pattern extraction method to be performed is output to the image processing means 5. When performing a pattern extraction process for positioning, the image processing unit 5 sets a pattern extraction method based on information output from the control unit 4 and performs the process.
【0018】図2に各種パターン抽出方法の例を示す。
図2(A)は、ガラスエポキシ基板上の半田マークを撮
像した場合のように、マーク領域と背景領域との境界に
おいて輝度レベルが階段状の変化をし、各領域における
輝度のばらつきの大きさが境界における階段状に立ち上
がる変化の大きさより小さい場合である。この例のよう
な画像の場合の位置決めのためのパターン抽出方法はマ
ーク領域と背景領域との境界における輝度レベルの階段
状の変化を検出する縁辺検出(エッジ検出)方式を用い
る。この縁辺検出方式では、原理上マーク領域または背
景領域での輝度のばらつきも検出してしまうが、その輝
度のばらつきよりも、各々の境界で輝度レベルが階段状
に変化する大きさの方が大きいために、適当なしきい値
を用いて輝度のばらつき成分を除去することが可能であ
る。FIG. 2 shows an example of various pattern extracting methods.
FIG. 2A shows a case where the brightness level changes stepwise at the boundary between the mark area and the background area, as in the case where a solder mark on a glass epoxy substrate is imaged, and the magnitude of the brightness variation in each area. Is smaller than the magnitude of the change that rises stepwise at the boundary. As a pattern extraction method for positioning in the case of an image like this example, an edge detection (edge detection) method for detecting a stepwise change in luminance level at a boundary between a mark area and a background area is used. In this edge detection method, a variation in luminance in a mark area or a background area is detected in principle, but the magnitude at which the luminance level changes stepwise at each boundary is larger than the variation in luminance. Therefore, it is possible to remove the variation component of the luminance by using an appropriate threshold value.
【0019】図2(B)は、アルミナセラミック基板上
の金メッキマークを撮像した場合のように、マーク領域
と背景領域の境界で輝度は階段状の変化をするが、マー
ク領域における輝度のばらつきの大きさが、境界での階
段状の輝度レベルの変化と同程度の場合である。この例
のような場合、通常の縁辺検出処理では、境界での輝度
レベルの階段状の変化とマーク領域内での輝度ばらつき
による輝度差の程度が同程度であるため、マーク領域内
での輝度ばらつきの成分を除外するためのしきい値を設
定することが困難であり、輝度のばらつきをマーク形状
と背景との境界として誤検出してしまう場合がある。こ
れを解決するために、マーク形状に沿わせて抽出窓を配
置し、抽出窓内で縁辺検出を行い、マーク領域の境界で
ある縁辺を抽出するパターン抽出方法を用いる。FIG. 2B shows that the luminance changes stepwise at the boundary between the mark area and the background area as in the case where a gold-plated mark on an alumina ceramic substrate is imaged. This is a case where the magnitude is almost the same as the change in the luminance level in a stepwise manner at the boundary. In the case of this example, in the normal edge detection processing, the stepwise change of the luminance level at the boundary and the degree of the luminance difference due to the luminance variation in the mark area are almost the same, so that the luminance in the mark area It is difficult to set a threshold value for excluding the component of the variation, and the variation in the luminance may be erroneously detected as the boundary between the mark shape and the background. To solve this, a pattern extraction method is used in which an extraction window is arranged along the mark shape, an edge is detected in the extraction window, and an edge which is a boundary of the mark area is extracted.
【0020】図2(C)は、ガラスセラミック基板上の
金メッキマーク領域と背景領域の境界で殆ど階段状の輝
度変化がなく、マーク形状の輪郭で輝度が下がり、各領
域で輝度がばらつく場合である。マーク形状がこのよう
な輝度変化しか持たない場合、マーク形状の輪郭での輝
度の落ち込みを強調するため、画像の輝度レベル値を水
平方向若しくは垂直方向に累積し、累積した結果を適当
なしきい値で切って輪郭を抽出するパターン抽出方法を
用いる。FIG. 2C shows a case where there is almost no stepwise change in luminance at the boundary between the gold-plated mark area and the background area on the glass ceramic substrate, the luminance decreases at the outline of the mark shape, and the luminance varies in each area. is there. When the mark shape has only such a luminance change, the luminance level value of the image is accumulated in the horizontal or vertical direction to emphasize the drop in luminance at the outline of the mark shape, and the accumulated result is set to an appropriate threshold value. A pattern extraction method of extracting a contour by cutting with a.
【0021】次に、位置認識のために上記パターン抽出
方法の何れかを選択する方法について図3のフローチャ
ートを参照して説明する。まず、位置認識に用いるマー
クの撮像された画像を入力する。次に、抽出するマーク
の占める領域を画像上に指定する。Next, a method of selecting one of the above-described pattern extraction methods for position recognition will be described with reference to the flowchart of FIG. First, a captured image of a mark used for position recognition is input. Next, the area occupied by the mark to be extracted is specified on the image.
【0022】次に、マークの占める領域において、輝度
分布ヒストグラムを作成し、輝度分布の中央値M1を算
出する。また、マークの占める領域における輝度分布の
ばらつきを表す標準偏差S1を求める。Next, a luminance distribution histogram is created in the area occupied by the mark, and a median M1 of the luminance distribution is calculated. Further, a standard deviation S1 representing the variation of the luminance distribution in the area occupied by the mark is obtained.
【0023】次に、同様に背景領域の輝度分布ヒストグ
ラムを作成し、輝度分布の中央値M2、及び背景領域に
おける輝度分布のばらつきを表す標準偏差S2を求め
る。Next, similarly, a luminance distribution histogram of the background area is created, and a median M2 of the luminance distribution and a standard deviation S2 representing the variation of the luminance distribution in the background area are obtained.
【0024】次に、(1)式を用いてマーク領域と背景
領域のコントラストを表す評価値E1を求める。Next, an evaluation value E1 representing the contrast between the mark area and the background area is obtained by using the equation (1).
【0025】 E1=|M1−M2| ・・・(1) さらに、(2)式を用いてマーク領域と背景領域の輝度
のばらつきを表す評価値E2を求める。E1 = | M1−M2 | (1) Further, an evaluation value E2 representing a variation in luminance between the mark area and the background area is obtained by using the equation (2).
【0026】 E2=(S1−S2)/(S1+S2) ・・・(2) 次に、評価値E1を横軸、E2を縦軸にとった評価空間
に値をプロットし、評価空間上で適当なしきい曲線を用
いてパターン抽出方法を対応させ、算出した評価値のプ
ロット位置に対応するパターン抽出方法を出力する。E2 = (S1−S2) / (S1 + S2) (2) Next, the values are plotted in an evaluation space in which the horizontal axis represents the evaluation value E1 and the vertical axis represents E2, and the values are appropriately plotted in the evaluation space. The pattern extraction method is made to correspond by using the threshold curve, and the pattern extraction method corresponding to the plot position of the calculated evaluation value is output.
【0027】図4に、(1)式で表す評価値E1及び
(2)式で表す評価値E2によって図2(A)〜(C)
のパターン抽出方法を選択する方法を示す。図4(A)
は図2(A)に対応し、マーク領域と背景領域の輝度レ
ベルが境界部分で階段状に変化し、各々の領域での輝度
のばらつきは階段状の輝度変化の大きさよりも小さい場
合であり、評価値E1が比較的大きく、評価値E2が小
さい場合にこのエッジ検出方法を適用できる。FIG. 4 shows an evaluation value E1 expressed by the equation (1) and an evaluation value E2 expressed by the equation (2).
A method for selecting the pattern extraction method of FIG. FIG. 4 (A)
FIG. 2A corresponds to FIG. 2A, in which the luminance level of the mark area and the background area changes stepwise at the boundary portion, and the variation in luminance in each area is smaller than the magnitude of the stepwise luminance change. When the evaluation value E1 is relatively large and the evaluation value E2 is small, this edge detection method can be applied.
【0028】図4(B)は図2(B)に対応し、マーク
領域と背景領域の輝度レベルが境界部分で階段状に変化
するが、マーク領域における輝度のばらつきの大きさが
階段状の輝度変化と同程度の場合であり、評価値E1が
比較的大きく、評価値E2もそれに伴って大きい場合に
この円形窓配置エッジ検出方法を適用できる。FIG. 4 (B) corresponds to FIG. 2 (B), in which the luminance level of the mark area and the background area changes stepwise at the boundary, but the magnitude of the luminance variation in the mark area is stepwise. The circular window arrangement edge detection method can be applied when the evaluation value E1 is relatively large and the evaluation value E2 is large accordingly.
【0029】図4(C)は図2(C)に対応し、マーク
領域と背景領域に階段状の輝度変化がなく、マーク形状
の輪郭で輝度が下がり、各領域で輝度がばらつく場合で
あり、評価値E1、E2が共に比較的小さい場合に、こ
の輝度レベルを累積して境界を強調するエッジ検出方法
を適用できる。FIG. 4C corresponds to FIG. 2C, in which there is no stepwise luminance change between the mark area and the background area, the luminance decreases at the contour of the mark shape, and the luminance varies in each area. When both the evaluation values E1 and E2 are relatively small, an edge detection method for accumulating the luminance levels and enhancing the boundaries can be applied.
【0030】このようにそれぞれの場合に、評価値E1
及び評価値E2を図4の特徴空間上にプロットすること
により、それぞれに対応するパターン抽出方法を選択す
ることができる。As described above, in each case, the evaluation value E1
By plotting the evaluation value E2 and the evaluation value E2 on the feature space in FIG. 4, it is possible to select a corresponding pattern extraction method.
【0031】次に、他の実施形態について図1と図5を
参照して説明する。本実施形態では、図1に仮想線で示
すように基板・特徴パターン情報記憶手段6が設けら
れ、基板と基板上のパターンの特徴を示す複数の情報の
組合せとパターン抽出方法との対応関係が保持されてい
る。この基板・特徴パターン情報記憶手段6のデータが
制御部4にて読みだされる。一方、電子部品実装基板の
製造装置に登録される数値情報のデータには、図5に示
すようなコードが含まれている。11は基板材質を表す
コード、12は基板上に設けられた特徴パターンの材質
を表すコード、13は特徴パターンの形成方法を表すコ
ードである。このように特徴パターンの形成方法を表す
コード13を設けることにより、セラミック基板のよう
に焼結前と焼結後で変質するために材料物性値である光
の反射率が変化する物質であっても分類することが可能
となる。Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a substrate / feature pattern information storage unit 6 is provided as shown by a virtual line in FIG. 1, and the correspondence between a combination of a plurality of pieces of information indicating the features of the substrate and the pattern on the substrate and the pattern extraction method is determined. Is held. The data in the substrate / characteristic pattern information storage means 6 is read out by the control unit 4. On the other hand, the data of the numerical information registered in the electronic component mounting board manufacturing apparatus includes a code as shown in FIG. 11 is a code representing the material of the substrate, 12 is a code representing the material of the characteristic pattern provided on the substrate, and 13 is a code representing the method of forming the characteristic pattern. By providing the code 13 representing the method of forming the characteristic pattern in this manner, the material is changed in quality before and after sintering, such as a ceramic substrate, so that the light reflectance as a material property value changes. Can also be classified.
【0032】本実施形態では、制御部4が対象基板の上
記各コードに基づいて、基板・特徴パターン情報記憶手
段6に保持されている基板と基板上のパターンの特徴を
示す複数の情報の組合せとパターン抽出方法との対応関
係からパターン抽出方法を読み出して出力する。こうし
て、基板及び基板上に形成されたパターンの特徴につい
ての情報を各々複数用いることによって画像を分類し、
それに対応するパターン抽出方法を選択することができ
る。In the present embodiment, the control unit 4 combines a plurality of pieces of information indicating the characteristics of the substrate and the pattern on the substrate held in the substrate / characteristic pattern information storage means 6 based on the respective codes of the target substrate. The pattern extraction method is read out from the correspondence between the pattern extraction method and the pattern extraction method and output. In this way, the image is classified by using a plurality of pieces of information on the features of the substrate and the pattern formed on the substrate,
A corresponding pattern extraction method can be selected.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明の位置認識方法及び装置によれ
ば、以上のように特徴パターン形状の領域と背景の領域
の各々について画像の輝度レベルを定量分析し、定量分
析の結果に基づいて複数の評価値を用いて領域間の輝度
分布状態を判定することによって、被検査対象物に対し
てどのパターン抽出方法を用いるのが適当であるか不明
な場合でも、画像の輝度分布状態に応じて適切なパター
ン抽出方法を選択することができる。これによって、画
像及び画像処理についての専門知識を持つ熟練者がパタ
ーン抽出方法を選択する必要がなくなり、またパターン
抽出方法の設定における専門性が解消されるため、電子
部品実装基板の製造装置の操作性が向上し、位置認識の
ためのパターン抽出方法の選択に費やす時間が短縮さ
れ、さらに作業者がパターン抽出方法の選択を誤ること
によって生じる工程での不良発生数が削減されるという
効果が得られる。According to the position recognition method and apparatus of the present invention, as described above, the luminance level of the image is quantitatively analyzed for each of the characteristic pattern shape region and the background region, and a plurality of the luminance levels are determined based on the result of the quantitative analysis. By judging the luminance distribution state between the regions using the evaluation value of, even if it is not clear which pattern extraction method is appropriate for the inspection object, it is possible to determine the luminance distribution state of the image according to the luminance distribution state of the image. An appropriate pattern extraction method can be selected. This eliminates the need for an expert having image and image processing expertise to select a pattern extraction method, and eliminates the need for expertise in setting the pattern extraction method. And the time required to select a pattern extraction method for position recognition is reduced, and the number of defects generated in the process caused by the operator erroneously selecting the pattern extraction method is reduced. Can be
【0034】また、被検査対象物である基板の材質と基
板上のパターンの材質及び形成方法を含む基板と基板上
のパターンの特徴を示す複数の情報とパターン抽出方法
の組合せを保持した記憶手段と、基板と基板上のパター
ン特徴を示す複数の情報の組合せに基づいて画像処理手
段のパターン抽出方法を選択する制御部とを備えると、
基板及び基板上に形成されたパターンの特徴についての
情報を各々複数用いることによって、画像を分類し、そ
れに対応するパターン抽出方法を選択することができ
る。Further, storage means holding a combination of a plurality of pieces of information indicating the characteristics of the substrate and the pattern on the substrate, including the material of the substrate to be inspected, the material of the pattern on the substrate and the forming method, and the pattern extraction method. And a control unit that selects a pattern extraction method of the image processing unit based on a combination of a plurality of pieces of information indicating a pattern feature on the board and the board,
By using a plurality of pieces of information on the characteristics of the substrate and the pattern formed on the substrate, it is possible to classify the image and select a corresponding pattern extraction method.
【図1】本発明の位置認識装置の一実施形態の構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of a position recognition device of the present invention.
【図2】同実施形態における画像データとパターン抽出
方法の各例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of each example of an image data and a pattern extraction method in the embodiment.
【図3】同実施形態におけるパターン抽出方法の選択に
用いる評価値の算出フローチャートである。FIG. 3 is a calculation flowchart of an evaluation value used for selecting a pattern extraction method in the embodiment.
【図4】同実施形態における画像データと判定処理の各
例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of each example of image data and determination processing in the embodiment.
【図5】本発明の位置認識装置の他の実施形態における
データ構造の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a data structure in another embodiment of the position recognition device of the present invention.
【図6】従来例の位置認識装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional position recognition device.
1 撮像系 2 定量分析手段 3 定量分析手段 4 制御部 5 画像処理手段 6 基板・特徴パターン情報記憶手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 imaging system 2 quantitative analysis means 3 quantitative analysis means 4 control unit 5 image processing means 6 substrate / feature pattern information storage means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 陽一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoichiro Ueda 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (7)
に設けられた特徴パターンの位置を認識する位置認識方
法において、特徴パターンの画像を入力する第1工程
と、入力画像における特徴パターンと背景の領域を指定
する第2工程と、各領域における平均輝度と輝度分布の
標準偏差を算出する第3工程と、平均輝度と輝度分布の
標準偏差に基づいてパターン抽出を選択する第4工程と
を備えたことを特徴とする位置認識方法。In a position recognition method for recognizing a position of a characteristic pattern provided for mounting a component at a predetermined position on a substrate, a first step of inputting an image of the characteristic pattern, A second step of designating the background area, a third step of calculating the average luminance and the standard deviation of the luminance distribution in each area, and a fourth step of selecting pattern extraction based on the average luminance and the standard deviation of the luminance distribution. A position recognition method comprising:
背景領域の両領域の平均輝度の差であるコントラストに
関する第1評価値と、両領域の輝度分布の標準偏差の差
に関する第2評価値とを求め、両評価値を縦軸と横軸と
する判定空間にプロットしてパターン抽出を選択するこ
とを特徴とする請求項1記載の位置認識方法。2. In a fourth step, a first evaluation value relating to contrast, which is a difference between average luminances of both the characteristic pattern region and the background region, and a second evaluation value relating to a difference between standard deviations of luminance distribution of both regions. 2. The position recognition method according to claim 1, wherein a pattern extraction is selected by plotting in a decision space having both evaluation values as a vertical axis and a horizontal axis.
い場合に、エッジ検出方法でパターン抽出を行い、第1
評価値と第2評価値が共に大きい場合に、エッジ検出用
窓を特徴パターンの周囲を円形に取り巻くように配置す
るエッジ検出方法でパターン抽出を行い、第1評価と第
2評価値が共に小さい場合に、輝度レベルを累積して境
界を強調するエッジ検出方法でパターン抽出を行うこと
を特徴とする請求項2記載の位置認識方法。3. When the first evaluation value is large and the second evaluation value is small, pattern extraction is performed by the edge detection method.
When both the evaluation value and the second evaluation value are large, pattern extraction is performed by an edge detection method in which an edge detection window is arranged so as to surround the feature pattern in a circle, and both the first evaluation value and the second evaluation value are small. 3. The position recognition method according to claim 2, wherein pattern extraction is performed by an edge detection method that accumulates luminance levels and emphasizes boundaries.
に設けられた特徴パターンの位置を認識する位置認識方
法において、被検査対象物である基板の材質と基板上の
特徴パターンの材質及び形成方法を含む基板と基板上の
パターンの特徴を示す複数の情報を書き込んだ部品装着
データを読み取る第1工程と、基板と基板上のパターン
の特徴を示す複数の情報とパターン抽出方法の組合せを
保持した記憶手段を参照して基板と基板上のパターンの
特徴を示す複数の情報の組合せに基づいて画像処理手段
のパターン抽出方法を選択する第2工程とを備えたこと
を特徴とする位置認識方法。4. A position recognition method for recognizing a position of a characteristic pattern provided for mounting a component at a predetermined position on a substrate, wherein the material of the substrate to be inspected, the material of the characteristic pattern on the substrate, A combination of a first step of reading component mounting data in which a plurality of pieces of information indicating features of a substrate and a pattern on a board including a forming method are written, and a plurality of pieces of information indicating the features of the board and a pattern on the board and a pattern extraction method. A second step of selecting a pattern extraction method of the image processing means based on a combination of a plurality of pieces of information indicating characteristics of the pattern on the board with reference to the held storage means. Method.
系から出力される信号を処理し特徴パターンを抽出する
ための複数のパターン抽出方法を保持する画像処理手段
とを備えた位置認識装置において、特徴パターンの信号
と特徴パターン以外の背景の信号の輝度レベルを各々定
量分析するための定量分析手段と、定量分析の結果に基
づいて画像処理手段のパターン抽出方法を選択する制御
部とを備えたことを特徴とする位置認識装置。5. A position recognition system comprising: an imaging system for imaging an object to be inspected; and image processing means for holding a plurality of pattern extraction methods for processing a signal output from the imaging system and extracting a characteristic pattern. A quantitative analysis unit for quantitatively analyzing the luminance level of the signal of the characteristic pattern and a luminance level of a background signal other than the characteristic pattern; and a control unit for selecting a pattern extraction method of the image processing unit based on the result of the quantitative analysis. A position recognition device comprising:
系から出力される信号を処理し特徴パターンを抽出する
ための複数のパターン抽出方法を保持する画像処理手段
とを備えた位置認識装置において、被検査対象物である
基板の材質と基板上のパターンの材質及び形成方法を含
む基板と基板上のパターンの特徴を示す複数の情報とパ
ターン抽出方法の組合せを保持した記憶手段と、基板と
基板上のパターンの特徴を示す複数の情報の組合せに基
づいて画像処理手段のパターン抽出方法を選択する制御
部とを備えたことを特徴とする位置認識装置。6. A position recognition apparatus comprising: an image pickup system for picking up an image of an object to be inspected; and image processing means for holding a plurality of pattern extraction methods for processing a signal output from the image pickup system and extracting a characteristic pattern. In the apparatus, storage means holding a combination of a plurality of information and a pattern extraction method indicating the characteristics of the pattern on the substrate and the substrate including the material of the substrate to be inspected and the material and the formation method of the pattern on the substrate, A position recognition apparatus comprising: a substrate; and a control unit that selects a pattern extraction method of an image processing unit based on a combination of a plurality of pieces of information indicating characteristics of a pattern on the substrate.
えた電子機器の製造装置。7. An electronic apparatus manufacturing apparatus comprising the position recognition device according to claim 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10090180A JPH11289200A (en) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | Position recognition method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10090180A JPH11289200A (en) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | Position recognition method and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11289200A true JPH11289200A (en) | 1999-10-19 |
Family
ID=13991300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10090180A Pending JPH11289200A (en) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | Position recognition method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11289200A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086996A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | Method and device for retrieving reference mark |
-
1998
- 1998-04-02 JP JP10090180A patent/JPH11289200A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003086996A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | Method and device for retrieving reference mark |
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