JPH021072A - 所定パターンの位置決め装置 - Google Patents

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】 この発明は、映像内にパターンの位置決めをする方法及
び装置に関し、特にこのパターンを検索する領域の大き
さを変化させるようにしたパターンの位置決め方法及び
装置に関する。

映像内に所定パターンの位置決めをするパターン位置決
定システムは公知の技術である。位置決定システムの一
例は「自動半導体ボンディング装置」と題して１９７３
年１２月４日、アダム他に与えられた米国特許筒３．７
７６．４４７号に示されている。アダムのものにおいて
は、対象を配置し、その情報を用いて工具の位置を定め
、対象に処理を行なう。アダムにおける対象は半導体集
積回路であり、工具はワイヤ・ホンダのボンディング・
ヘッドである。

一般に、パターン位置決め装置は、基準パターンと映像
の各部分を比較することにより、映像内にパターンの位
置を決定する。この映像はビデオ・カメラにより観察さ
れる。このビデオ・カメラは対象から反射された光を入
射するように配置される。このビデオ・カメラは入射さ
れる光を走査して反射光に存在する対象の映像に対応し
たアナログ出力を発生する。このビデオ・カメラは対象
から反射された光をラスタ走査するのが通常である。ビ
デオ・カメラで発生したアナログ出力は、映像内の対応
位置で反射された光の強度に比例した大きさをもつ。対
象から反射された光は、ビデオ・カメラにより電気的に
反復して走査される。

ビデオ・カメラのアナログ出力はディジタル化され、発
生したディジタル出力はメモリに記憶される。アナログ
出力をディジタル出力するときは、ある大きさが選択さ
れる。アナログ出力は公知の速度でサンプリングされる
。サンプリングされたアナログ出力の大きさがある大き
さを超えると、１のレベルのディジタル信号が出力され
る。サンプリングされたアナログ出力の大きさが上記大
きさ以上のときは他のレベルのディジタル信号が出力さ
れる。ディジタル信号は、発生されるに従い、メモリに
記憶されるディジタル出力を形成する。

ディジタル出力の記憶では、各ディジタルと映像内のデ
ィジタル信号の対応位置との間の関係が解かるように保
持される。

ビデオ・メモリ内のディジタル的な映像は記憶されてい
る基準映像と比較される。通常、比較は、ビデオ・メモ
リ内の映像が基準に対してシフトされるに従い、反復さ
れる。比較を反復することにより、所定パターンである
基準映像との間で最も良く一致するものが検出される。

ビデオ映像内のパターン位置は記録され、情報を整列装
置に転送した後、整列装置を付勢して工具に対する対象
の位置を変更する。この目的のため、Ｘ−Ｙテーブルが
用いられる。このテーブルにはモータが取付られており
、これが付勢されると、対象と工具の相対位置が変更さ
れる。通常、このモータは、記憶した映像内のパターン
位置を用い、対象の所定パターンを工具に対する所望位
置に移動させるのに必要な相対移動の距離及び方向を決
定する変位装置により駆動される。

従来の構成は、いずれもビデオ・カメラのアナログ出力
から供給されるディジタル出力が１のディジタル・レベ
ルか、他のディジタル・レベルかを判断するときに適応
しきい値を用いるパターン位置決め方法及び装置を示す
ものではない。

発明の要約 ここに開示するパターン位置決め方法及び装置は、これ
に入射する光の走査（ラスタ走査でよい）によるアナロ
グ出力を発生するビデオ・カメラを備えている。このビ
デオ・カメラは対象の表面から反射された光を導く光路
に沿って配置される。

対象の表面は所定パターンを含む種々の特徴をもち、こ
の所定パターンがこの発明装置により位置決めをするも
のである。対象の表面から反射される入射光がビデオ・
カメラに受光されると、ビデオ・カメラはアナログ出力
を発生し、このアナログ出力の大きさがその部分に対応
した映像内で、その位置の表面の映像内の光強度に比例
して変化する。換言すれば、ビデオ・カメラが対象から
反射される入射光を走査するに従い、ビデオ・カメラが
発生するアナログ出力は、入射光内の映像が走査される
ときに、ビデオ・カメラに入射される光の強度に比例し
て変化する。ビデオ・カメラのアナログ出力はディジタ
ル変換回路に供給され、ここでアナログ出力を２レベル
の１つからなるデイジタル出力に変換される。アナログ
出力はしきい値信号と比較され、アナログ出力の大きさ
は２つのディジタル・レベルのいずれを表わすものであ
るかが判断される。

アナログ出力は積分回路にも接続されており、この積分
回路はビデオ・カメラのアナログ出力の大きさの時間積
分を表わした出力を発生する。この積分回路は選択した
被走査映像の一部（以下、窓という）のみに接続可能で
ある。積分回路の積分出力は、窓の大きさに従って積分
出力を調整するためのアナログ割ＧＷ（即ち分数の掛算
処理）を実行することにより、正規化される。窓が大き
い程、除数を大きくして、窓の大きさと無関係な正規化
出力を発生する。積分され、かつ正規化された出力は手
動により調整可能なポテンショメータを介してサンプル
・ホールド回路に供給可能である。このサンプル・ホー
ルド回路は各走査復に付勢され、積分し、かつ正規化し
た出力の更新値を出力する。サンプル・ホールド回路の
出力はしきい値信号となる。即ち、積分し、かつ正規化
した出力はサンプル・ホールド回路にラッチされ、その
出力信号となる。

サンプル・ホールド回路から出力されるしきい値信号は
比較器の１の入力に供給される。比較器の他の入力はビ
デオ・カメラのアナログ出力に供給される。比較器は、
ビデオ・カメラのアナログ出力がしきい値信号と所定の
関係があるときは１のディジタル・レベルを発生し、ビ
デオ・カメラのアナログ出力がしきい値信号と所定の関
係がないときは他のディジタル・レベルを発生する。所
定の関係とは、例えばアナログ出力としきい値信号との
間のレベル差である。比較器は、レベル差がある値以上
のときは１のディジタル・レベルを発生し、レベル差が
その値より小さいときは他のディジタル・レベルを発生
する。

比較器の出力はビデオ同期回路に供給される。

この同期回路は（垂直及び水同期信号に関係した）公知
の速度で比較器の出力をサンプリングする。

サンプリングした直列出力はシフト・レジスタにロード
され、並列ワード形式に変換される。この並列ワードは
転送されてビデオ・メモリに記憶される。記憶する方法
及び構成はコンピュータ制御により、並列ワードの記憶
位置と反射光内の対象の表面の映像との関係を正しく保
持するものである。換言すれば、並列ワードの各ビット
関係及び映像内の各ビットにより表わされる位置は既知
である。

所定パターンの基準表示はＭ準メモリに記憶される。基
準表示は例えば設定処理の際にオペレータの操作により
ビデオ・メモリから基準メモリにロードされる。実際の
場合、オペレータは所定パターンを選択できる。所定パ
ターンが選択され、記憶されると、この発明の装置は複
数の対象の表面上に所定パターンの位置決めし、各対象
を逐次的にビデオ・カメラの視野に投入する。

ビデオ・メモリ及び基準メモリは相関器に接続される。

相関器は基準パターンとビデオ・メモリに記憶されてい
るビデオ表示とを比較する。ビデオ表示は相関器により
シフトされ、ビデオ表示と基準パターンとの間における
最良の一致を判断する。最良の一致は、基準パターンと
の不一致が最小となるビデオ表示内の位置を判断するこ
とにより決定可能である。最良の一致が判断されると、
その位置が記憶され、必要ならば改善した処理を用い、
再びビデオ表示内に所定パターンを配置する。改善した
処理とは前回の処理により判断されたパターンの位置を
用いることである。基準パターンとビデオ表示の相対的
なシフトは、試行した各比較以下のものである。改善し
た処理を実行する前に、コンピュータは、最良の一致に
対する不一致の集積が十分に小さく、対象上の所定パタ
ーンの実際位置を表わす結果であるか否かを判断する。

前述の窓はコンピュータによりセットされる。

もし所定パターンが窓の中に含まれるときは、コンピュ
ータは次の対象のために窓の領域を他の所定の大きさに
縮少させることができる。もし、所定パターンが窓の中
に含まれていないときは、コンピュータは窓の領域の大
きさを拡大させることができる。次に新しい相関処理が
試行される。拡大されたこの窓は新しい目的のため相関
処理でも用いられる。

この発明の装置は対象の表面にある１以上の所定パター
ンを位置決めするのに用いることが可能である。第１パ
ターンを位置決めし、その位置をコンピュータに記憶す
る。第２のパターンを別の窓を用いて位置決めし、その
位置をコンピュータに記憶する。次に、コンピュータは
パターンの実際の位置と記憶している基準位置との間の
差を調べる。これにより、コンピュータはＸ及びＹ方向
の変位及び角度の変位を計算する。次に、この変位は対
象と工具との間を相対的に移動させるＸ−Ｙテーブル用
の変位制御に入力される。もし、角度変位が必要でない
ときは、位置決め装置は１の所定パターンのみの位置決
めを必要とし、当該１の所定パターンのみの位置に基づ
くＸ及びＹ方向の変位を変位制御に供給する。必要なら
ば、コンピュータは変位制御として動作させてもよい。

この発明は、パターン位置決め装置内に適応しきい値回
路が得られる効果がある。

この発明は、適当なしきい値を判断してビデオφカメラ
の１走査期間におけるビデオ・アナログ出力と比較させ
る適応しきい値回路が得られる効果がある。

この発明は、適当なしきい値信号を判断して１走査のア
ナログ出力を積分することによりビデオ・カメラのアナ
ログ出力を比較させる適応しきい値回路が得られる効果
がある。

この発明は、複数の領域から選択した大きさの窓により
、ビデオ・カメラに提供される映像の窓内の領域を表わ
したビデオ・カメラのディジタル出力を記憶することが
できる効果がある。

本発明は、選択された異なる大きさをもつ所定パターン
の基準表示を記憶することにより、異なる大きさの所定
パターンの位置決めをすることができる所定パターンの
位置決め装置が得られる効果もある。

好適実施例の説明 図面、特に第１図を参照する。ビデオ・カメラ２０の焦
点を、例えば半導体集積回路からなる対象２２を観察す
るように合せる。対曵２２をモータ２６及び２７により
移動可能なＸ−Ｙテーブル２４上に配置する。モータ２
６及び２７は線３０及び３１を介して必要な位置決め信
号を供給する変位制御に接続される。テーブル２４には
工具（第１図には示していない）が設けられる。テーブ
ル２４は工具と対象２２との間で相対的な移動をする。

ここに示すシステムの目的は対象２２上に所定パターン
の位置決めをし、工具に対する対象２２の実際位置と所
望の相対位置との間の位置決め誤差を判断する。

工具及び種々の変位制御の一例は、［自動半導体ボンデ
ィング装置」と題し、１９７３年１２月４日アダム他に
与えられた米国特許第３，７７６゜４４７号、「認識装
置」と題し、１９８２年９月２８日にガス（Ｇｕｔｈ）
に与えられた米国特許第４゜３５２．１２５号及びここ
で引用された「コンピュータ制御フィルム・テーブルを
もつステップと反復をするカメラ」と題し、１９７０年
１１月１０日、エーブルズ（＾ｂｌｅｓ　）に与えられ
た米国特許第３，５３９．２５６号に示されている。

ビデオ・カメラ２０は、ラスタ走査型のものでよく、複
数の光学的走査の各走査において対象２２から反射され
た光のアナログ出力を発生する。

ビデオ・カメラ２０が対象２２を走査するに際に、発生
づるアナログ出力の大きさは、現在走査中の対象２２上
の点から受は取る光に比例する。従って、対象２２の映
像は、対象（第１図に示すようにその上面）から反射さ
れた光からなるもので、大きさが変化するアナログ出力
に変換される。ビデオ・カメラ２０のアナログ出力は線
３５を介して半導体のスイッチ３７及び比較器４ｏの入
力となる。スイッチ３７は線４３の信号によりオンとな
る。スイッチ３７がオンとなると、ビデオ・カメラ２０
のアナログ出力はｌ１１５０を介して演算増幅器４８に
入力される。線５０はコンデンサ５２の一端にも接続さ
れている。演埠増幅器４８の出力は１５４を介して多重
ＤＡＣであるアナログ乗算器５６の入力に接続される。

半導体のスイッチ６０はコンデンサ５２の両端に接続さ
れている。

線６２を介してフリップ・フロップ６４のＱ出力からの
信号によりスイッチ６０がオンとなると、コンデンサ５
２は短絡され、コンデンサ５４に貯えられていた電荷は
スイッチ６０を介して放電される。この放電は、新しい
走査が開始され、かつ線６８及び７０に適当な信号が供
給されることにより開始されると生じる。スイッチ６０
がオンとなる問に、ビデオ・カメラ２０に対する垂直走
査信号がリセットされ、相当期間の新しい走査を開始し
、コンデンサ５２を放電させることが目的である。

アナログ乗算器５６も多線のチャンネル７４を介して入
力されている。アナログ入力は、演算増幅器４８から線
５４を介してアナログ乗算器５６へ入力され、チャンネ
ル７４を介してアナログ乗算器５６に対するディジタル
入力により決定された示により乗算される。アナログ乗
算器５６の出力は線７８を介してポテンショメータ８２
の一端に接続されており、その他端は接地されている。

ポテンショメータ８２の接触子は線８５を介してサンプ
ル・ホールド回路９０の入力に接続される。

サンプル・ホールド回路９０は線９５からち入力される
。サンプル・ホールド回路９０の出力は線１’００を介
して比較器４０の負入力に接続され、比較器４０の正入
力にはビデオ・カメラ２０からの線３５が接続されてい
る。比較器４０の出力は線１０５に接続されている。

紡作において、第１図の適応しきい値回路１１０はビデ
オ・カメラ２０のアナログ出力を入力する。スイッチ３
７がオンとなり、ビデオ・カメラ２０のアナログ出力か
ら選択した部分が演算増幅器４８に入力として供給され
る。この選択した部分は対象２２から反射された映像の
横断面領域に対応する。換言すれば、対象２２の表面の
選択部分に対応するビデオ・カメラ２０のアナログ出力
のみがスイッチ３７の制御により演算増幅器４８の入力
に供給される。必要ならば選択領域は対象２２の全表面
又はそれ以下の部分を構成可能である。演算増幅器４８
及びコンデンサは積分器１１４を構成する。対象２２の
走査後、演算増幅器４８の出力は、ビデオ・カメラ２０
が撮像するときにスイッチ３７により制御された窓内の
選択領域から反射された全ての光量を表わす。アナログ
乗算器５６は演算増幅器４８から受は取る信号の大きさ
を減少させる働きをする。チャンネル７４に供給される
分数値は窓の大きさにより決定される。

アナログ乗算器５６は正規化器１１７を構成する。

従って、演算増幅器４８は積分信号を出力し、乗算器５
６は正規化信号を出力する。

乗ｎ器５６の正規化信号は、更新された値であり、ビデ
オ・カメラ２０のアナログ出力と比較される。ポテンシ
ョメータ８２は必要に応じてしきい値信号を手動により
調整する。走査が完了した後は、ポテンショメータ８２
の出力をサンプル・ホールド回路９０に記憶し次の走査
において用いる。ポテンショメータ８２の出力をサンプ
ル・ホールド回路９０に記憶した後、スイッチ６ｏはオ
ンとなり、次の走査のため積分器１１４をリセットする
。これにより、適応しきい値回路１１０は、各走査後に
比較器４０に更新したしきい値レベルを供給することが
でき、光のレベル変化や実質的に同一だが対象２２を置
換した別の対象から反射される光量の差異に対して急速
に調整することができるものとなる。

比較器４０の出力は２つのディジタル・レベルの１つで
ある。選択されるディジタル・レベルは、ビデオ・カメ
ラ２０のアナログ出力とサンプル・ホールド回路９０の
しきい値信号との間の所定関係により決定される。例え
ば、比較器４０は、ビデオ・カメラ２０のアナログ出力
の大きさがサンプル・ホールド回路９０のしきい値信号
の大きさ以上となるとハイを出力する。次に、比較器４
゜は、ビデオ・カメラ２０のアナログ出力の大きさが−
サンプル・ホールド回路９０のしきい値信号の大きさよ
り小さくなると、ロー信号を発生する。

第２図に示すように、ビデオ同期回路１３０は出力線４
３．６８，７０．９５及びチャンネル７４を接続してい
る。ビデオ同期回路１３０には複数のフリップ・フロッ
プ１３４があり、コンピュータ１４０の制御によりビデ
オ同期回路１３０内のロジックにより決定された固有の
信号をセットさせる。ビデオ同期回路１３０内で必要と
するロジックは、適当なカウンタ及び記憶素子又はマイ
クロコント０−ラをもつ標準的な制御ロジックである。

チャンネル７４はビデオ同期回路１３０に複数のフリッ
プ・フロップ即ちレジスタにも接続されている。ただし
、適当なシーフェンス及び（又は）Ｉｉ１４３．６８．
７０．９５及びチャンネル９５に対するビデオ同期回路
１３０の出力の特性は第１図とのｌ１１３！で前述した
。［１１０５は、比較器４０（第１図）の出力からシフ
ト・レジスタ１４５０入力に接続されている。各走査線
が適当な数のディジタル信号に分割されるようにするた
め、線１４７には適当なりロック信号が供給される。デ
ィジタル信号はシフト・レジスタ１４５（７４１８３４
７からなる）がフルになるまでクロック駆動された後、
シフト・レジスタ１４５の内容はビデオ・メモリ回路１
５２に転送され、ビデオ・カメラ２０（第１図）のディ
ジタル表示としてビデオ・メモリ１５４に記憶される。

シフト・レジスタ１４５の出力は多線のチャンネル１６
０に供給される。チャンネル１６０は双方向トライステ
ート・バッファ１６５　（７４ＬＳ２４５からなる）に
も接続されている。部品のあるものは特定の商業的な設
計者に関係していることに注意すべきである。その目的
は適当とする部品の特性に関する付加情報を読者に提供
することにある。

チャンネル１６０はビデオ・メモリ回路１５２内の双方
向トライステート・バッファ１７０に接続され、かつ基
準メモリ回路１８０内の双方向トライステート・バッフ
ァ１８０に接続される。チャンネル１６０は相関器１９
５内に設けられているレジスタ１８５及び１８７にも接
続されている。

バッファ１６５は、チャンネル１６０に対する接続と反
対側が多線のチャンネル２００にも接続されている。チ
ャンネル２００はコンピュータ１４０内のｃｐｕ　＜中
央処理装置ｔ）２０５にも接続されている。

チャンネル２０５は多線のチャンネル２１０を介してコ
ンピュータ１４０のメモリ２１５に接続されている。メ
モリ２１５はコンピュータ１４０用の直接データ及びプ
ログラム・メモリを記憶する。コンピュータ１４０は、
例えばテキサス・インスツルメント社により製造された
９９０／１０１でよい。このコンピュータ１４０は多線
のチャンネル２２０．２２１及び２２２を介してＣＲＵ
（通信レジスタ・ユニット）２２６．２２７及び２２８
にそれぞれ接続されている。他のＣＲｔＪは必要に応じ
て例えば前述の変位回路との通信用に設けてもよい。Ｃ
ＲＵ　２２６　Ｇｅｔ、ＣＰｕ２０１接続と反対側を多
線のチャンネル２３２を介して相関器１９５内のレジス
タ２３５に接続させている。ＣＲＬＪ２２７は多線のチ
ャンネル２４０を介してビデオ・メモリ回路１５２内の
レジスタ２４３に接続されている。ＣＰＵ２２８は多線
のチャンネル２４６を介して基準メモリ回路１８０内の
シークエンサ２５０に接続されている。

ＣＰＵ２０５の外部データ線はチャンネル２００に接続
されている。ＣＰＵ２０５のアドレス線は多線のチャン
ネル２５４に接続されている。チャンネル２５４はビデ
オ同期回路１３０にも接続され、制御用の情報を記憶す
る。チャンネル２５４はビデオ・メモリ回路１５２内の
マルチプレクサ２５６　（７４ＬＳ１５７からなる）及
びマルチプレクサ２５９　（７４ＬＳ１５７からなる）
に接続される。シフト・レジスタ１４５の出力はビデオ
・メモリ１５４に記憶され、ビデオφカメラ２０により
観測される映像、又はＣＰＵ２０５により設定された窓
内の少なくとも一部の映像のディジタル表示を形成する
。ＣＰＵ２０５は制御バッファ１７０に接続されている
線２６６を介して必要な制御を設定し、シフト・レジス
タ１４５の出力をビデオ・メモリ１５４に記憶させるこ
とができる。しかし、通常の動作では、シークエンサ２
５０は周辺ロジック回路と組合されたマイクロコントロ
ーラからなり、アンド・ゲート２７２の１人力及びマル
チプレクサ２５６の制御入力に接続されている線２６９
を介してビデオ・メモリ１５４にシフト・レジスタ１４
５の出力を記憶する処理を実行する。ｌ１２６９の適当
な信口により、しジスタ１４５がフルとなり、情報を転
送する準備ができたことをビデオ同期回路１３０が示す
と、バッファ１７０はレジスタ１４５に接続され、その
出力を受は取る。

シークエンサ２５０は第２図のシステム内の他の種々の
部品に多数の制御信号を供給するようにされる。シーク
エンサ２５０はチャンネル２４６及びＣＰＵ２２８を介
してＣＰＵ２０５から命令を受は取る。シークエンサ２
５０は多線のチャンネル２８５を介してアドレス・カウ
ンタ２８０に必要な制御信号を供給する。これらの制御
信号はアドレス・カウンタ２８０を増加させるクロック
信号を含む。バッファ１７３の機能はシークエンサ２５
０に接続された線２９０により制御される。

バッファ１７３はチャンネル１６０に対する接続と反対
側を基準メモリ２９５及びラッチ３００（７４ＬＳ２７
３からなる）に接続させている。

ラッチ３００のラッチ機能は線３０５を介してシークエ
ンサ２５０により制御される。シークエンサ２５０はビ
デオ・メモリ回路１５２内の検索領域ユニット３１６に
接続された線３１２及び相関器１９５内の比較器３２０
に接続された線３１３から入力される。更に、シークエ
ンサ２５０の出力は線３２４，３２６．３２８を介して
相関器１９５内のレジスタ１８５，１８７、アキュムレ
ータ３３２、レジスタ２３５及び２４３にそれぞれ接続
されている。シークエンサ２５０は線３３５を介してキ
ャリ・ビットをビデオ・メモリ回路１５２内の加算器３
３８にも供給する。

アドレス・カウンタ２８０の出力は多線チャンネル３４
５を介してマルチプレクサ２５９及び加＄１３３３８に
入力として供給される。ラッチ３００の出力は多線のチ
ャンネル３５０を介して相関器１９５内の並列な排他的
論理和回路３５３に入力として供給される。

検索領域ユニット３１６はチャンネル１６０に接続され
、ＣＰＵ２０５のデータを受は取り、レジスタ３６０〜
３６３に記憶させる。レジスタ３６０〜３６３はビデオ
・メモリ１５４に記憶されている表示内の検索領域につ
いてのＸ、Ｙ座標を保持している。この座標にはビデオ
・メモリ１５４からチャンネル２５４を介してレジスタ
１８５及び１８７に転送される第１×位置及び第１Ｙ位
置のアドレスが含まれている。これらのレジスタ１８５
及び１８７には転送される最終メモリ位置の座標も含ま
れている。最終部分の表示がレジスタ１８５及び１８７
に転送されると、検索領域ユニット３１６は線３１２を
介してシークエンサ２５０にそのことを知らせる。検索
領域ユニット３１６は多重チャンネル３７０を介して加
算器３３８及びレジスタ３４３に接続される。検索領域
ユニット３１６は加算器３３８に基点座標を供給し、こ
こでアドレス・カウンタ２８０からのアドレスと組み合
されてビデオ・メモリ１５４内の適当なアドレスを生成
する。加算器３３８の出力は多線のチャンネル３７５を
介してマルチプレクサ２５６に入力として供給される。

シークエンサ２５０により選択されると、加算器３３８
により生成されたアドレスはマルチプレクサ２５６を介
してビデオ・メモリ１５４のアドレス入力に供給される
。

マルチプレクサ２５６の出力は多線のチャンネル３８０
を介してビデオ・メモリ１５４のアドレス入力に接続さ
れる。ビデオ・メモリ１５４のデータ入力は多線チャン
ネル３８５を介してバッファ１７０の一端に接続され、
その反対端はチャンネル１６０に接続されている。

基準メモリ２５５のアドレス入力は多線のチャンネル３
９０を介してマルチプレクサ２５９の出力に接続される
。基準メモリ２９５のデータ線は多線のチャンネル３９
５を介してバッファ１７３の−＠（その反対側はチャン
ネル１６０に接続）に、及びラッチ３００の入力に接続
されている。

多線のチャンネル４００に接続されている検索領域ユニ
ット３１６の出力は、相関器１９５内のバレル（ｂａｒ
ｒｅｌ）シフタ４０５に入力として接続されている。

バレル・シフタ４０５は多線のチャンネル４１０を介し
てレジスタ１８５及び１８７に接続されている。バレル
・シフタの出力は多線のチャンネル４１５を介して排他
的論理和回路３５３に供給される。排他的論理和回路３
５３の出力は多線のチャンネル４２５を介してカウンタ
４２０に接続される。カウンタ４２０の出力は多線のチ
ャンネル４３０を介してアキュムレータ３３２に接続さ
れる。多線のチャンネル４３５はアキュムレータ３３２
の出力を比較鼎３２０及びレジスタ２３５に供給する。

動作において、オペレータは所定パターンを定義する設
定処理を起動する。対象の走査はコンピュータ１４０の
制御によりビデオ・メモリ１５４に記憶される。オペレ
ータはモニタ（図示なし）上にカーソルを置き、所定の
パターンを定義し、所定パターンのサイズを与える。１
以上の所定のパターンを用いるときは、オペレータは追
加パターンを定義する。次にコンピュータは所定の１又
は複数パターンを基準メモリ２９５に記憶する。

パターン位置決定システムは、ビデオ・カメラ２０に提
供される対象上に配置される所定パターンの位置決めを
する準備がここで整う。対象が機械的に位置決めされる
と、ビデオ同期回路が起動され、対象の走査がビデオ・
メモリ１５４に記憶される。コンピュータは検索領域座
標をレジスタ３６０〜３６３にロードする。シークエン
サ２５０は基準メモリ２９５に記憶している所定パター
ンの大きさをコンピュータに知らせる。その侵、所定パ
ターンの位置決めをする。検索領域の初期部分を加算器
３３８から供給されるアドレスを用いてレジスタ１８５
及び１８７にロードする。検索領域ユニット３１６はバ
レル・シフタ４０５にシフト情報を入力する。バレル・
シフタ４０５の出力は排他的論理和ゲート３５３によっ
てラッチ３００にラッチされた所定パターンの初期部分
と比較される。アドレス・カウンタ２８０から供給され
るアドレスを用い、基準メモリ２９５を読み出し、ラッ
チ３００にラッチする。排他的論理和ゲート３５３は不
一致の数が決められ、この数はビデオの行又は列を表わ
すビデオ・メモリ１５４の表示としてカウンタによりカ
ウントされる。行又は列を完了すると、不一致の総計が
アキュムレータ３３２に加算される。全ての行又は列を
調べた後、アキュムレータ３３２の出力はレジスタ２３
５の内容と比較される。レジスタ２３５の内容がアキュ
ムレータ３３２の内容より大きいときは、アキュムレー
タ３３２の内容はレジスタ２３５にロードされ、ビデオ
・メモリ１５４内のその位置のアドレスがレジスタ２４
３にロードされる。この動作を最良の一致位置が得られ
るまで反復する。

次にコンピュータ２０５はレジスタ２４３及び２３２を
アクセスし、結果が所定の基準を満足するものであるか
を判断する。

位置決めが有効であると判断すると、コンピュータ２０
５は、検索領域ユニット３１６がレジスタ２４３の位置
に近い開始座標をもち、バレル・シフタ４０５に対して
小ビット・アドレス出力をする更新検索を指定できる。

第３図に示すように、ロジック図は２つの所定パターン
の位置決めをするのに適当であるかを判断するコンピュ
ータ１４０の動作の一部を示す。

この動作はロジック・ステップ４５０から始まり、ロジ
ック・ステップ４５０を出るとロジック・ステップ４５
２に入る。ロジック・ステート４５２において可能なら
ば第１の所定パターンの位置が検出される。位置が見付
からないときはロジックはロジック・ステップ４５４に
入る。ロジック・ステップ４５４において、検索領域は
拡大される。

次にロジック・ステートはロジック・ステート４５２に
再び入り、第１の所定パターンを配置する別の試行をす
る。第１の所定パターンが見付ると、ロジック・ステー
ト４５２を扱は出てロジック・ステート４５６に入る。

ロジック・ステート４５６において、可能ならば第２の
所定パターンの検出をする。第２の所定パターンが見付
られなかったときは、ロジックはロジックステップ４５
８に入り、検索領域を拡大する。次にロジックはロジッ
ク・ステート４５６に入る。第２の所定パターンが見付
かると、ロジックはロジック・ステート４５６を抜は出
し、ロジック・ステップ４６０に入る。ロジック・ステ
ップ４６０において、コンピュータは所定パターンの実
際位置と所望位置との間の差を計算する。この情報は前
述の変位制御に供給される。この情報にはＸ及びＹ変位
と角度変位とが含まれる。次いでロジックはロジック・
ステップ４６０を扱は出し、この処理を終了するロジッ
ク・ステップ４６２に入る。

第４図において、ロジック・ステップ４７０がコンピュ
ータの処理を開始する。ロジックがロジック・ステップ
４７０を夫は出し、ロジック・ステップ４７２に入る。

ロジック・ステート４７２において、コンピュータは、
初期検索領域内に所定パターンを配置したか否かを判断
する。初期検索領域内に所定パターンが配置されていな
いときは、Ｏジーツクはロジック・ステート４７２を仮
は出し、ロジック・ステップ４７４に入る。ロジック・
ステップ４７４において、検索領域はビデオ・カメラ２
０（第１図）に提供された次の対象用の複数の選択領域
から別の選択領域に拡大される。

次にロジックはロジック・ステップ４７４を扱は出し、
ロジック・ステップ４７６に入り、ここでコンピュータ
は別の処理を続ける。初期検索領域内にパターンを配置
するロジック・ステート４７２にロジックがあるならば
、ロジックはロジック・ステップ４７８において、検索
領域は複数の選択検索領域から選択された他の選択領域
に縮少される。ロジックは次にロジック・ステップ４７
６に入る。

ある特定の実施例に関係させてこの発明を説明したが、
当該技術に習熟している者には他の変更も示唆するもの
であることが理解され、このような変更は全てこの発明
の特許請求の範囲に含むことを意図している。

以上の説明に関して更に以下の項を開示する。

（１）映像内に所定パターンの位置決めをする所定パタ
ーンの位置決め装置において、 に）映像を反復的に走査し、各走査において前記映像に
対応するアナログ出力を発生するビデオ・カメラと、 ０　前記アナログ出力を入力してディジタル出力を形成
するように接続された比較器と、（ｃ）　所定パターン
の基準表示を記憶する基準メモリと、 （ｃ）　前記比較器の出力を入力し、前記映像のディジ
タル表示を記憶するビデオ・メモリと、（ｅ）　　前記
基準メモリ及び前記ビデオ・メモリに接続され、前記基
準パターンと前記ディジタル表示の一部との間における
複数の比較から最小の差をもつ選択領域内の一比較を検
出することにより前記映像内に前記所定パターンの位置
を決定する論理回路網と、 （０前記ビデオ・メモリ及び前記論理回路網に接続され
、前記選択領域内に前記パターンを検出しないときは異
なる大きさの複数の選択可能領域から特定の領域を選択
するデータ処理手段とを有することを特徴とする所定パ
ターンの位置決め装置。

（２）　　所定パターンの位置決め装置において、（の
　前記所定パターンの表示を記憶する基準メモリと、 （ｃ）映像を走査したディジタル表示を記憶するビデオ
・メモリと、 （ロ）　前記ビデオ・メモリに１の所定検索領域の座標
を記憶する検索手段と、 （ロ）　前記検索手段、前記ビデオ・メモリ及び前記基
準メモリに接続され、前記所定検索領域内に前記所定パ
ターンを位置決めする位置決め手段と、Ｑ）　前記位置
決め手段に応答すると共に前記検索手段に接続され、１
の前記所定検索領域と異なる大きさの他の所定検索領域
を選択して前記検索手段に記憶する適応手段と を有することを特徴とする所定パターンの位置決め装置
。

（３）　　所定パターンの位置決め方法において、（ａ
）　　前記所定パターンの基準表示を記憶する段階と、 ０　映像のディジタル表示を記憶する段階と、（ｃ）　
ある大きさの１の検索領域及び前記ディジタル表示内の
位置を選択する段階と、 ゆ　１の前記検索領域及び前記基準表示内に前記ディジ
タル表示の各部分を比較し、前記パターンが１の前記検
索領域内に存在するか否かを判断する段階と、 （ｅ）　　前記段階ゆ後に前記ある大きさと異なる大き
さの他の検索領域を選択する段階と を有することを特徴とする所定パターンの位置決め方法
。

（４）　　対象の表面に所定パターンの位置決めをする
所定パターンの位置決め装置において、（２）　複数の
光学的走査のそれぞれにおいて前記対象から反射された
光を入射し、前記表面の映像に対応するアナログ出力を
発生する映像カメラと、０　前配所定パターンの基準表
示を記憶する基準メモリと、 （ｂ）前記アナログ出力を入力するように接続され、前
記各光学的走査から１の光学的走査を入力し、前記アナ
ログ出力の少なくとも一部の大きさから決定されたしき
い値出力を発生する遺応しきい値回路と、 （ｃ）前記アナログ出力の１の入力及び前記しきい値出
力に接続されて前記しきい値を入力すると共に、前記し
きい値出力の大きさの間の差が所定値を超えたときはデ
ィジタル出力に表示をする比較器と、 （ｅ）　　前記比較器に接続され、前記ディジタル出力
を入力し、かつ前記映像のディジタル表示を記憶するビ
デオ・メモリと、 （ｆ）　　前記ビデオ・メモリ及び前記基準メモリに接
続され、前記映像内に前記所定パターンの位置を決定す
る論理回路網と を有することを特徴とする所定パターンの位置決め装置
。

（５）映像内の所定パターンの位置決めをする整列装置
において、 ■　前記所定パターンを有する対象と、（ｂ）少なくと
も一方向に移動可能な位置決めテーブルと、 （ｂ）前記対象の一連の光学的走査において前記対象か
ら反射され、入射される光量に比例したアナログ出力を
発生する映像カメラと、 ゆ　前記アナログ出力を入力するように接続され、前記
対象の前回の光学的走査において前記映像カメラのアナ
ログ出力から決定されたしきい値出力を、前記対象の光
学的走査に供給する適応しきい値回路と、 （ｅ）１の入力に前記出力を供給すると共に、他の入力
に前記しきい値出力を供給するように接続され、前記ア
ナログ出力と前記しきい値出力との間の差が所定レベル
を超えたとぎはディジタル出力に表示を発生する比較器
と、 （ｆ）　　前記パターンの基準表示を記憶する基準メモ
リと、 （ロ）　前記比較器の前記ディジタル出力のビデオ表示
を記憶するビデオ・メモリと、 （ｃ）前記基準メモリ及び前記ビデオ・メモリに接続さ
れ、前記ビデオ表示を前記基準表示と比較して前記所定
パターンと前記ビデオ表示を位置決めし、前記所定パタ
ーンの位置を表わす変位を発生する論理回路網と、 （ｉ＞　　前記対象と前記工具との間に接続され、制御
信号に応答して相対的に移動する変位装置と、０）＃記
論理回路網と前記変位装置に接続され、前記制御信号を
発生する変位制御手段とを有することを特徴とする整列
装置。

（６）第５項記載の整列装置において、前記ビデオ・メ
モリに接続され、前記ビデオ表示の選択部分を前記論理
回路網に供給するビデオ選択回路を更に含むことを特徴
とする整列装置。

（７）第６項記載の整列装置において、前記選択部分は
前記対象上の方形領域を表わすことを特徴とする整列装
置。

（８）第７項記載の整列装置において、前記方形領域は
複数の選択可能な方形領域であることを特徴とする整列
装置。

（９）　　パターン位置決め方法において、（２）　対
象の表面をビデオ・カメラにより反復的に走査してアナ
ログ信号を発生する段階と、０　前記対象の表面の選択
領域に対応する前記アナログ信号を積分し、１の走査に
おいて積分信号を形成する段階と、 （ｃ）　前記選択領域の大きさに対応する係数により前
記積分信号の大きさの正規化出力を発生する段階と、 ４゜ ゆ　１の前記走査において前記正規化出力を記憶する段
階と、 （ｅ）１の前記走査に続く他の走査においてアナログ信
号と前記正規化信号とを比較し、ディジタル出力を発生
する段階と を有することを特徴とするパターン位置決め方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は適当しきい値回路の詳細なブロック図、第２図
はパターン位置決めシステムのブロック図、第３図は第
２図に示すシステムの動作の一部のロジック図、第４図
は第２図に示すシステムの動作の一部のロジック図であ
る。 ２０・・・ビデオ・カメラ、２２・・・対象、２４・・
・テーブル、３７．６０・・・スイッチ、４８・・・演
算増幅器、５６・・・マルチプレクサ、９ｏ・・・しき
い値回路、１３０・・・ビデオ同期回路、１４０・・・
コンピュータ、１５２・・・ビデオ・メモリ回路、１５
４・・・ビデオ・メモリ、１８０・・・基準メモリ回路
、１９５・・・相関器、２０５・・・ＣＰＬＩ、２９５
・・・基準メモリ、３１６・・・検索領域ユニット。 Ｆｉｇ、　Ｊ Ｆｉｇ、４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージ内の所定のパターンの位置決めを行う方
   法であつて、次のものを含む； （ａ）上記イメージのディジタル表示を蓄積するステッ
   プ； （ｂ）上記蓄積されたディジタル表示内の一定サイズ及
   び位置の一つのサーチ領域を選択するステップ； （ｃ）上記一つのサーチ領域内の上記蓄積されたディジ
   タル表示の少くとも一部分を上記所定パターンの基準表
   示と比較し、上記所定パターンが上記一つのサーチ領域
   の中に存在するかどうかを決定するステツプ； （ｄ）上記ｄのステップに基づいて、上記一定サイズと
   は異るサイズの他のサーチ領域を選択するステップ。
2. （２）イメージ内の所定のパターンの位置決めを行う装
   置であつて、次のものを含む； （ａ）上記所定のパターン表示を蓄積する基準メモリ； （ｂ）上記イメージの少くとも１部のディジタル表示を
   蓄積するビデオ・メモリ； （ｃ）上記ビデオ・メモリ中の予め選択された一つのサ
   ーチ領域の座標を蓄積するサーチ回路；（Ｄ）上記サー
   チ回路、上記ビデオ・メモリ及び基準メモリに接続され
   て、上記所定パターンが上記予め選択されたサーチ領域
   内に存在するかどうかを決める位置決め回路； （ｅ）上記位置決め回路に応答し、上記サーチ回路に接
   続されて、上記ビデオ・メモリ中の、上記予め選択され
   たサーチ領域とは異るサイズを有する他の予め選択され
   たサーチ領域の座標を選択し上記サーチ回路。