表示基板モジュール組立装置及びその方法
【課題】 アライメントマークに類似した形状が現れた場合にも、確実に、アライメントマークだけを選択可能な表示基板モジュール組立装置及びその方法を提供する。
【解決手段】 表示基板を搬送する搬送手段と、表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像手段と、撮像手段の画像からアライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像とテンプレートマークとの相関演算によりアライメントマークを認識する画像処理手段と、画像処理手段の出力情報に基づいて搬送手段を制御する制御手段と、画像処理手段の処理内容を表示する表示手段とを少なくとも備える表示基板モジュール組立装置は、更に、テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を表示手段に表示し、かつ、分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する画像処理手段とを備える。
【解決手段】 表示基板を搬送する搬送手段と、表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像手段と、撮像手段の画像からアライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像とテンプレートマークとの相関演算によりアライメントマークを認識する画像処理手段と、画像処理手段の出力情報に基づいて搬送手段を制御する制御手段と、画像処理手段の処理内容を表示する表示手段とを少なくとも備える表示基板モジュール組立装置は、更に、テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を表示手段に表示し、かつ、分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する画像処理手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのＦＰＤ （Flat Panel Display）を構成する液晶パネルの組み立て時の位置合わせに使用して好適な表示基板モジュール組立装置、及び、そのための方法に関し、特に、液晶パネルに付された位置決めマークの候補から適切なマークのみを取得処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのＦＰＤを構成する表示パネルには、表示基板モジュール組立装置によって、その表示パネルの周囲に、例えば、ＡＣＦ（異方性導電フィルム．Anisotropic Conductive Film）を始めとした様々な電子部品等が、貼付、又は、実装される。なお、かかる電子部品としては、例えば、ＣＯＦ（Chip On Film）やＣＯＧ（Chip On Glass）があり、電気的な接続のために、液晶パネルに対して、数μｍ単位の、高精度な位置決めを行う必要がある。そこで、液晶パネルや電子部品には、アライメントマークと呼ばれる位置決め用の基準点が設けられている。一方、表示基板モジュール組立装置は、このアライメントマークをカメラで撮像して、画像処理により位置を算出し、そして、液晶パネルの載置位置や電子部品の搬送位置の補正制御を行う。ここで、画像処理の範囲に、正当なアライメントマーク以外のマークや配線パターンが含まれることがあり、そのため、正当なアライメントマークのみを認識する必要がある。
【０００３】
なお、以下の特許文献１には、複数の候補が認識されたときに、候補ごとの重心と主方向とから、候補が同一あるいは別体であることを認識する方法が開示されている。
【０００４】
また、以下の特許文献２には、パターンマッチングと重心検出の２つの方法でそれぞれマーク位置を検出し、両者の組み合わせによって、最終的なマーク位置を決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１８０３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、カメラの撮像範囲あるいは画像処理でのマーク認識範囲は、液晶パネルや電子部品のマーク出現位置のばらつきを考慮して、十分に広く設定される。そのため、撮像範囲や認識範囲には、正当なアライメントマーク以外にも、マークや液晶パネルの配線パターンなどが含まれることがある。通常、正当なアライメントマークをテンプレートマークとして登録しており、正規化相関などによるパターンマッチング等の画像処理手法により、撮像範囲又は認識範囲にある形状との相関値を演算し、その結果、相関値の高いものをアライメントマークであるとして、その位置座標が制御に使用される。ところが、正当なアライメントマーク以外のマークや配線パターンにも、当該アライメントマークに類似した形状が存在すると、複数の候補が挙げられることとなる。そして、候補の相関値に大きな違いが無い場合や、正当なアライメントマークに汚れ等が付着している場合には、誤って、類似するマークあるいは配線パターンが選択されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来技術における課題に鑑みて達成されたものであり、特に、撮像範囲や認識範囲を広く設定した場合、正当なアライメントマーク以外にこれに類似するマークや配線パターンが存在しても（正当なマークであるテンプレートマークと類似したマーク候補が複数認識された場合にも）、確実に、当該アライメントマークだけを選択することが可能となる表示基板モジュール組立装置及びその方法を提供することを、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、表示基板を搬送する搬送手段と、前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理手段と、前記画像処理手段の出力情報に基づいて前記搬送手段を制御する制御手段と、前記画像処理手段の処理内容を表示する表示手段とを少なくとも備える表示基板モジュール組立装置において、前記画像処理手段は、更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する手段を備えた表示基板モジュール組立装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、表示基板を搬送する搬送ステップと、前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像ステップと、前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理ステップと、前記画像処理手段の処理内容を表示する表示ステップとを備える表示基板モジュール組立方法において、更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する画像処理ステップを備えた表示基板モジュール組立方法が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、上述した表示基板モジュール組立装置及びその方法において、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを、少なくとも前記分別設定画面に示された比較項目により比較判定する画像処理手段とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明になる表示基板モジュール組立装置及びその方法によれば、正当なマークであるテンプレートマークと類似したマーク候補が複数認識された場合においても、分別項目を設定し、その項目ごとにテンプレートマークとマーク候補を比較することによって、正当なマーク候補のみを選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態になる表示基板モジュール組立装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】上記表示基板モジュール組立装置において、本発明の関わる表示基板のアライメントを行うための基本構成を示す図である。
【図３】上記表示基板モジュール組立装置において、アライメントマークおよび類似マークの一例を示す模式図である。
【図４】上記表示基板モジュール組立装置において、テンプレートマークの登録手順を示すフローチャート図である。
【図５】上記表示基板モジュール組立装置において、アライメントマークの認識手順を示すフローチャート図である。
【図６】上記表示基板モジュール組立装置において、分別設定の登録画面の一例を示す概念図である。
【図７】上記表示基板モジュール組立装置において、分別処理の手順を示すフローチャート図である。
【図８】上記表示基板モジュール組立装置において、マーク形状と比較項目との関係例を示すデータベースを示す図である。
【図９】上記表示基板モジュール組立装置における類似アライメントマークの分別手段を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図９を用いて詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１は、本発明の一実施形態になる表示基板モジュール組立装置１の全体構成を示した図である。
【００１５】
図１において、表示基板モジュール組立装置１は、互いに隣接する複数の処理装置１０１〜１０５により構成されており、そして、この装置では、図中の左から右に向かって、表示基板Ｐを、図に一点鎖線により示す搬送装置１１により、順次搬送しながら、当該表示基板Ｐの外縁部に各種処理作業を行い、もって、電子部品（ＣＯＦ （Chip On Film）やCOG（Chip On Glass）等）の実装組立を行う。より具体的には、当該表示基板モジュール組立装置１は、例えば、端子クリーニング処理装置１０１と、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）貼付処理装置１０２と、搭載処理装置１０３と、本圧着処理装置１０４と、そして、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板処理装置１０５を少なくとも備えている。
【００１６】
端子クリーニング処理装置１０１は、表示基板Ｐの外縁部にある電子部品接続端子部を清掃する装置であり、例えば、アルコールを含浸した布テープで端子部を拭くことにより清掃する装置である。その際、搬送装置１１により、表示基板Ｐを清掃位置に対してアライメント（位置合わせ）する。なお、以下の処理装置でも同様に、各々の処理位置へのアライメントを行う。
【００１７】
ＡＣＦ貼付処理装置１０２は、表示基板ＰにＡＣＦを貼付ける装置であり、例えば、端子清掃後の表示基板Ｐを圧着位置へアライメントし、ＡＣＦを表示基板Ｐに熱圧着する装置である。
【００１８】
搭載処理装置１０３は、ＡＣＦ貼付け済の表示基板Ｐに電子部品を搭載する装置であり、例えば、搭載処理装置１０３に隣接した金型部１０６にてＣＯＦ（Chip On Film）リールからＣＯＦを打ち抜き、表示基板Ｐの搭載位置に搭載した後、ＡＣＦに仮圧着する。
【００１９】
本圧着処理装置１０４は、表示基板Ｐに搭載した電子部品を加熱圧着し、ＡＣＦを熱硬化することにより電子部品を表示基板Ｐに固定すると共に、ＡＣＦ中の導電粒子により表示基板Ｐと電子部品との電気的な接続を可能にする装置である。
【００２０】
ＰＣＢ基板処理装置１０５は、表示基板ＰにＣＯＦを介して周辺基板であるＰＣＢ基板を実装する装置であり、例えば、ＰＣＢへＡＣＦを熱圧着した後、表示基板Ｐに本圧着済であるＣＯＦの他端をＰＣＢへ接続する。そして、搬送装置１１は、以上に述べた処理装置１０１〜１０５の間で表示基板Ｐを搬送する装置である。
【００２１】
なお、上記の図１においては、表示基板モジュール組立装置１は、その一例として、その各々の処理装置が、それぞれ、１個の装置から構成されているものと説明したが、本発明は、かかる構成にのみ限定されるものではばく、例えば、表示基板Ｐにおける処理すべき辺の数、処理時間等により、複数個を組み合わせて配置されてもよい。また、処理後の検査を行うため等、更に、本実施形態では図示しない処理装置を加えることも可能である。
【００２２】
次に、図２には、各処理装置内において、表示基板Ｐのアライメントを行うための構成を示す。なお、アライメントは、各処理装置で行われるが、ここでは、その一例として、ＡＣＦ貼付処理装置１０２において表示基板ＰにＡＣＦを圧着する場合について以下に説明する。
【００２３】
搬送装置１１は、基板搬送部材２１と、アライメントカメラ２２ａ及び２２ｂと、画像処理機２４と、画像モニタ２５と、制御部２６を備えている。なお、基板搬送部材２１は、表示基板ＰをＸＹＺθ方向に搬送する装置である。例えば、この基板搬送部材２１は、表示基板Ｐを負圧により吸着し、そして、図示しないモータにより、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの夫々の方向に搬送する。また、図中では、基板搬送部材の待機位置が符号２１Ｔにより、そして、基板搬送部材の圧着位置が符号２１Ａにより、それぞれ示されている。
【００２４】
アライメントカメラ２２ａ及び２２ｂは、表示基板Ｐのアライメントマーク２３ａ、２３ｂを撮像するための装置であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたカメラにより構成されている。
【００２５】
画像処理機２４は、上記アライメントカメラ２２により撮像された画像から表示基板Ｐの位置を演算する装置である。ここでは、例えば、実際の運用前に表示基板Ｐを撮像して得られたアライメントマーク２３を、テンプレートマーク２４Ｔとして保存する。そして、この保存されたテンプレートマーク２４Ｔの画像と、各表示基板Ｐを撮像して得られたアライメントマーク２３ａ、２３ｂの画像とを、例えば正規化相関などの手法を用いたマッチング処理により位置を算出する装置である。
【００２６】
画像モニタ２５は、画像処理機２４より送信された画像や演算結果を表示するための装置である。また、制御部２６は、上記画像処理機２４より送信される演算結果に基づき、上記基板搬送部材２１の動作を制御する装置であり、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを用いて構成されている。
【００２７】
以上に詳述した構成によれば、まず、搬送装置１１では、待機位置２１Ｔにおいて、表示基板Ｐを基板搬送部材２１に吸着し、そして、ＡＣＦ圧着ヘッド２１０の圧着位置２１Ａの近傍へ基板Ｐを搬送する。アライメントカメラ２２ａ、２２ｂは、基板Ｐ上のアライメントマーク２３ａ、２３ｂを含む範囲を撮像して、その撮像データを画像処理機２４へ送信する。画像処理機２４は、画像からアライメントマーク２３の位置を算出し、２つのアライメントマーク２３の位置から表示基板Ｐの位置を算出する。そして、表示基板Ｐの外縁部にあるＡＣＦ貼付位置にＡＣＦ圧着ヘッド２１０が来るように、制御部２６は基板搬送部材２１を制御する。即ち、各電子部品の搭載位置へＡＣＦ圧着ヘッド２１０を移動しながら、ＡＣＦを貼り付ける処理を行う。なお、ここでは、特に、ＡＣＦ貼付処理装置１０２に関して説明したが、他の処理装置１０１〜１０５においても、上記と同様のアライメント動作が行われるが、ここでは、その説明は省略する。
【００２８】
なお、ここでは、画像処理機２４は、アライメントマーク２３を用いて、表示基板Ｐの位置を演算するものとしてとして説明したが、上記の［発明が解決しようとする課題］でも既に述べたように、例えば、図３にも示すように、アライメントマーク２３の近傍に類似マーク３２が存在する場合があり、かかる場合、その位置をアライメントマークと誤認識する怖れがある。
【００２９】
なお、この図３は、アライメントカメラ２２の撮像エリア３１内に、表示基板Ｐの正当なアライメントマーク２３と共に、類似のマーク３２ａ及び３２ｂが含まれる場合を示している。ここでは、テンプレートマーク２４Ｔと一致する正当なアライメントマーク２３として十字マークを、他方、類似マーク３２としては、凸字状のマークを示している。
【００３０】
この凸字マークは、十字マークの一部が欠けただけであるため、相関値が高く、正規化相関の手法のみでは分離できないことがある。特に、正当なアライメントマークにも生じる汚れや欠け等を考慮して許容範囲を設定した場合には、正当なアライメントマークと認めるための相関値の閾値も低く設定されることから、これらを正確に分離し難くなるという現象が起こる。なお、ここでは、その一例として、十字マークと凸字マークを示したが、しかしながら、この例に限定されるものではない。
【００３１】
そして、本発明では、このような類似マークを正確かつ確実に分別するために、図４及び図５に示すフローチャートの処理を実行する。
【００３２】
図４は、例えば、装置の実際の運用前の時点等において、テンプレートマークを登録設定するときの手順である。
【００３３】
まず、上記の図３に示した撮像エリア３１のように、アライメントカメラ２２で表示基板Ｐを撮像し、正当なアライメントマーク２３を指定して、テンプレートマーク２４Ｔを設定する（Ｓ４０１）。次に、撮像エリア３１からテンプレートマーク２４Ｔと相関値が高いマーク候補を探索するため、マークサーチを実行する（Ｓ４０２）。
【００３４】
ここで、マーク候補が１個であるか否かを判定し（Ｓ４０３）、その結果、１個であると判定されれば（Ｓ４０３で「Ｙ」）、誤認識される可能性が無いため、そのままテンプレートマーク２４Ｔとして登録される。
【００３５】
一方、マーク候補が複数の場合には（Ｓ４０３で「Ｎ」）、分別するための条件を設定する分別設定へ移行する（Ｓ４０４）。そして、再度、上述したマークサーチを実行し（Ｓ４０２）、マーク候補が１個に絞れるまで、上述した分別設定を繰り返す。なお、この分別設定を繰り返しても、マーク候補が１個にならない場合は、上記のテンプレートマーク設定から、再度、やり直す。このような手順により、誤認識し難いテンプレートマーク２４Ｔが設定されることとなる。
【００３６】
次に、実際の運用時におけるアライメント手順を、図５を参照しながら、以下に説明すると共に、上述の分別設定の詳細についても説明する。
【００３７】
まず、マークサーチを行う（Ｓ４１１）。ここでは、正規化相関などの手法により、テンプレートマーク２４Ｔと撮像エリア３１との相関値を算出し、その結果、予め設定した閾値Ａよりも高い相関値を有するマークを候補とする。その後、マーク候補の有無を判定する（Ｓ４１２）。
【００３８】
上記の判定の結果、マーク候補が無いと判定された場合（Ｓ４１２で「Ｎ」）、再サーチ実施の有無を判断する（Ｓ４１３）。なお、ここで、再びサーチを実施する場合には（Ｓ４１３で「Ｙ」）、表示基板Ｐの位置を移動する等の処理を行った後、再び、上記マークサーチ（Ｓ４１１）を実行する。他方、再サーチを実施しない場合には（Ｓ４１３で「Ｎ」）、マークサーチエラーとして処理を終了する。
【００３９】
次に、上記の判定の結果、マーク候補がある場合には（Ｓ４１２で「Ｙ」）、マーク候補が１個であるか否かを判定し（Ｓ４１４）、その結果、マーク候補が１個であれば（Ｓ４１４で「Ｙ」）、正当なマークが確定したものとして、当該マークの位置情報を取得して（Ｓ４１５）、処理を終了する。
【００４０】
一方、ここで、マーク候補が複数個ある場合には（Ｓ４１４で「Ｎ」）、最も高い相関値と第２位の相関値との比率である以下の相関比率を計算する（Ｓ４１６）。
相関比率 ＝ （第２位の相関値 ÷ 第1位の相関値）・・・＜式１＞
【００４１】
この相関比率が予め設定した閾値Ｂよりも高いか否かを判定し（Ｓ４１７）、その結果、閾値Ｂよりも低ければ（Ｓ４１７で「Ｎ」）、マーク形状が有意な差をもって分別できたとみなして、第１位の相関値のマーク位置情報を取得して処理を終了する（Ｓ４１５）。他方、この相関比率が閾値Ｂより大きければ（Ｓ４１７で「Ｙ」）、マーク形状が類似しているものとみなし、類似マーク処理に入る。
【００４２】
なお、この類似マーク処理では、まず、マーク分別の設定の有無を確認する（Ｓ４１８）。この分別設定については、以下に図６を用いながら詳述するが、取得すべきマークの形態と一致レベルとを設定するものである。
【００４３】
この分別設定がされていない場合には（Ｓ４１８で「Ｎ」）、分別設定を依頼する旨のメッセージを、例えば、上記の画像モニタ２５上に表示して、分別設定を再設定（以下、単に「分別再設定」）するか否かを判定する（Ｓ４２２）。その結果、分別再設定を行う場合には（Ｓ４２２で「Ｙ」）、分別設定を実施（Ｓ４２３）した後に、分別処理を行う（Ｓ４１９）。あるいは、分別設定を実施しない場合には（Ｓ４２２で「Ｎ」）、撮像エリア３１の中でマーク探索を行うサーチエリアの見直しを依頼するメッセージを表示した後、再サーチの有無を判断する（Ｓ４１３）。
【００４４】
続いて、上記の分別設定がされている場合には（Ｓ４１８で「Ｙ」）、分別処理を実施する（Ｓ４１９）。なお、この分別処理の具体例については、以下において、図６〜図９を用いて後述する。
【００４５】
そして、この分別処理（Ｓ４１９）を実施した後、分別処理がマーク候補の全てに対して実施されたか否かを判定し（Ｓ４２０）、その結果、マーク候補の全てに対して実施されたと判定された場合には（Ｓ４２０で「Ｙ」）、更に、残ったマーク候補の数を確認する。即ち、マーク候補が１個であるか否かを確認し（Ｓ４２１）、その結果、残ったマーク候補が１個であれば（Ｓ４２１で「Ｙ」）、正当なマークが確定したので、該当するマークの位置情報を取得して（Ｓ４１５）、処理を終了する。一方、残ったマーク候補が複数であれば、類似マークが分別できていないので、条件を見直すため、再度、分別設定のための上記の処理（Ｓ４２２）に移行する。
【００４６】
ここで、本発明の特徴を構成する分別処理の具体例について、図６〜図９を用いて説明する。なお、図６は、分別設定画面の一例であり、図７は、上述した分別処理（図５のＳ４１９）の詳細を示すフロー図であり、図８は、比較項目対応データベース、そして、図９は、類似マークの具体例を、それぞれ、示している。
【００４７】
まず、図６に示される分別設定画面５は、例えば、上記図２の画像モニタ２５上に表示される画面であり、少なくとも、辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔのマーク形態５１と、分別の際に着目する項目について、許容する分別レベルの範囲を設定する分別レベル設定５２と、上記設定を画像処理機２４に当該のテンプレートマーク２４Ｔと組合せて登録する登録ボタン５３ａと、上記設定を破棄する取消ボタン５３ｂとを備えている。
【００４８】
マーク形態５１は辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔに対して、当該マーク形態を選択する設定であって、マーク形状とマーク色とを設定する。例えば、マーク形状について述べると、十字マークを取得したい場合は十字マークの項目５１ｃを選択する。また、辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔに近いマーク形状が設定に無かった場合には、指定無の項目５１ｅを選択する。
【００４９】
同様に、マーク色について述べると、辞書登録したテンプレートマーク色を選択する設定であって、例えば、十字マークの背景が黒、マークパターンが白の十字であった場合、マーク色が白の項目５１ｆを選択する。十字マークの背景が白、マークパターンが黒の十字であった場合、マーク色が黒の項目５１ｇを選択する。また、辞書登録したテンプレートマークのマーク色が判別しがたい場合、指定無の項目５１ｈを選択する。
【００５０】
分別レベル設定５２は、辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔにて、分別の際に着目する項目パラメータと許容する分別レベルの範囲設定であって、サイズ５２ｂ、アスペクト比（マークの縦と横の長さの比）５２ｃ、面積５２ｄに対し、一括設定５２ａ、及び、各々に個別設定である高/中/低/無/を設定する。例えば、アスペクト比５２ｃを「低」と限定した場合、テンプレートマーク２４Ｔに対して撮像したアライメントマーク２３のアスペクト比が±１５％の範囲を許容する。
【００５１】
登録ボタン５３ａは上記５１〜５２の設定を画像処理機２４に当該のテンプレートマーク２４Ｔと組合せて登録するボタンである。取消ボタン５３ｂは上記５１〜５２の設定を破棄し、テンプレートマークに対して最後に登録されていた分別設定画面５の状態に戻すボタンである。また、上述した分別処理（図５のＳ４１９）は、以上のマーク形態５１から分別レベル設定５２の設定を基に実行されるアルゴリズムである。
【００５２】
なお、ここでは、上記の図６において、マーク形態５１、分別レベル設定５２を示したが、本発明は、この具体例に限定されるものではなく、取扱うアライメントマークの形態や、運用環境からの外乱により追加および削除、変更されることは、当業者であれば明らかであろう。
【００５３】
次に、図７により、上述した分別処理（図５のＳ４１９）の詳細について説明する。
【００５４】
まず、マーク形態５１の設定に従い、比較項目を選択する（Ｓ６０１）。ここで、比較項目の選択には、図８に示すような、対応データベース7を使用する。
【００５５】
対応データベース７は、取得すべきマーク形状に対して、マッチング手法の性質に依存して誤認識しやすい形状を事前に評価した結果から、それらを分別するための比較項目を対応づけたデータが記録されている。図８において、Ｙと記載された箇所が分別に使用する比較項目であり、例えば十字マークの場合、アスペクト比のみを比較項目とする設定である。このように効果的な比較項目のみを実行することにより、処理時間を短縮できる。
【００５６】
ここで選択された全ての項目に関して、以下の手順で比較する。まず、全ての項目についての比較が終了したか否かを判定し（Ｓ６０２）、その結果、全ての項目についての比較が終了していれば（Ｓ６０２で「Ｙ」）、正当マークとして設定し（Ｓ６０３）、テンプレートマーク２４Ｔについて比較項目のパラメータ値を計算する。
【００５７】
これに対し、全ての項目についての比較が終了していない場合には（Ｓ６０２で「Ｎ」）、マーク候補について、同様に、比較項目のパラメータ値を計算する（Ｓ６０４）。そして、両者の差異を計算し、分別レベル設定５２で指定された範囲と比較する（Ｓ６０５）。次に、分別レベル設定５２に従って項目パラメータを比較し、範囲内であるか否かを判定する（Ｓ６０６）。その結果、範囲外であれば（Ｓ６０６で「Ｎ」）、当該のマーク候補はＮＧとして処理を終了する。他方、範囲内であれば（Ｓ６０６で「Ｙ」）、上記の処理Ｓ６０２に戻り、即ち、当該のマーク候補について、１つの比較項目はＯＫとして、すべての項目を比較するまで処理を繰り返す。即ち、この処理では、すべての項目を比較してＯＫであれば、正当なマークと設定する（Ｓ６０３）こととなる。
【００５８】
ここで一例として、図９（ａ）、（ｂ）に示すような、テンプレートマーク２４Ｔが十字マークであり、類似マークが凸字マークである場合を用いて、具体的な処理の流れを説明する。
【００５９】
まず、上記の図３に示すように正当マーク２３と類似マーク３２の２つのマークが撮像エリア３１に入った場合、マークサーチ（図５のＳ４１1）の結果として、マーク候補あり（Ｓ４１２）、マーク候補が複数個あり（Ｓ４１４）、相関比率と閾値Ｂとの比較（Ｓ４１７）の分岐を経て、分別設定の有無判定（Ｓ４１８）に進む。分別設定画面５により、マーク形態５１と分別レベル設定５２が設定されていると（Ｓ４１８で「Ｙ」）、分別処理（Ｓ４１９）に進む。
【００６０】
そして、図７に示した分別処理においては、比較項目の選択（Ｓ６０１）では、対応データベース７を参照する。この対応データベース７には、十字マークの場合、凸字マークと誤認識し易いことが事前評価により分かっており、分別のためには、アスペクト比を比較することが定められている。
【００６１】
そこで、アスペクト比を比較する（Ｓ６０２）。
【００６２】
テンプレートマーク２４Ｔのアスペクト比を求めるため、図９（ａ）に示すように、十字マークを縦横方向に投影し、横長さａ１と縦長さｂ１を求め、アスペクト比を（ｂ１÷ａ１）で計算する（Ｓ６０４）。正当マーク２３は、テンプレートマーク２４Ｔと同形状なので省略する。同様に、類似マーク３２のアスペクト比を求めるため、図９（ｂ）に示すように、凸字マークを縦横方向に投影し、横長さａ２と縦長さｂ２とを求め、アスペクト比を（ｂ２÷ａ２）で計算する。以下の表1に、アスペクト比計算と、分別レベル設定５２のアスペクト比５２ｃのレベル「低」を反映させた値の一例を示す。なお、レベル「低」とは仮に±１５％を許容するものとした。
【００６３】
【表１】
【００６４】
まず、マーク候補１（正当なアライメントマーク２３）はアスペクト比が1.00であり、アライメントマーク２４Ｔの項目パラメータ範囲0.85〜1.15に含まれるためＯＫと判断する（Ｓ６０６）。本例では、アスペクト比のみで項目比較が全てなので（Ｓ６０２）、正当マークであると設定して（Ｓ６０３）、処理を終了する。
【００６５】
次にマーク候補２（類似マーク３２）があるので（Ｓ４２０）再度分別処理（Ｓ４０９）を実施する。マーク候補２（類似マーク３２）は、上記の表１に示すように、アスペクト比が1.50であり、アライメントマーク２４Ｔの項目パラメータ範囲0.85から1.15に含まれないためＮＧと判断して（Ｓ６０６）、処理を終了する。
【００６６】
以上の分別処理において、正当マークは１個であったため（Ｓ４２１）、マーク候補１（正当マーク２３）の位置情報を取得して（Ｓ４１５）、処理を終了する。
【００６７】
このように、マーク形態５１と分別レベル設定５２とを設けることにより、処理時間が早く、かつ誤認識の少ないマーク認識を実現できる。
【００６８】
なお、マーク形態５１の指定画面においては、取扱得る全てのマーク形状をあげておき、選択しうることが望ましいが、実用においては、新規のマーク形状が出現することが考えられる。そのため、指定無５１ｅなどのマーク形状に依存しない選択肢を設ける。この指定無５１ｅが選択された場合、対応データベース７の設定としては全ての項目について比較を行うものとする。本発明では、処理機能を開発した後に登録されたテンプレートマーク２４Ｔと、アライメントマーク２３や類似マーク３２を比較するため、指定無であっても処理が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…表示基板モジュール組立装置、５…分別設定画面、７…対応データベース、１１…搬送装置、２１…基板搬送部材、２２…アライメントカメラ、２３…アライメントマーク、２４…画像処理機、２５…画像モニタ、２６…制御部、３１…撮像エリア、３２…類似マーク、５１…マーク形態、５２…分別レベル設定、５３…ボタン、１０１…端子クリーニング処理装置、１０２…ＡＣＦ貼付処理装置、１０３…搭載処理装置、１０４…本圧着処理装置、１０５…ＰＣＢ基板処理装置、１０６…金型部、２１０…ACF圧着ヘッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのＦＰＤ （Flat Panel Display）を構成する液晶パネルの組み立て時の位置合わせに使用して好適な表示基板モジュール組立装置、及び、そのための方法に関し、特に、液晶パネルに付された位置決めマークの候補から適切なマークのみを取得処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのＦＰＤを構成する表示パネルには、表示基板モジュール組立装置によって、その表示パネルの周囲に、例えば、ＡＣＦ（異方性導電フィルム．Anisotropic Conductive Film）を始めとした様々な電子部品等が、貼付、又は、実装される。なお、かかる電子部品としては、例えば、ＣＯＦ（Chip On Film）やＣＯＧ（Chip On Glass）があり、電気的な接続のために、液晶パネルに対して、数μｍ単位の、高精度な位置決めを行う必要がある。そこで、液晶パネルや電子部品には、アライメントマークと呼ばれる位置決め用の基準点が設けられている。一方、表示基板モジュール組立装置は、このアライメントマークをカメラで撮像して、画像処理により位置を算出し、そして、液晶パネルの載置位置や電子部品の搬送位置の補正制御を行う。ここで、画像処理の範囲に、正当なアライメントマーク以外のマークや配線パターンが含まれることがあり、そのため、正当なアライメントマークのみを認識する必要がある。
【０００３】
なお、以下の特許文献１には、複数の候補が認識されたときに、候補ごとの重心と主方向とから、候補が同一あるいは別体であることを認識する方法が開示されている。
【０００４】
また、以下の特許文献２には、パターンマッチングと重心検出の２つの方法でそれぞれマーク位置を検出し、両者の組み合わせによって、最終的なマーク位置を決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１８０３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、カメラの撮像範囲あるいは画像処理でのマーク認識範囲は、液晶パネルや電子部品のマーク出現位置のばらつきを考慮して、十分に広く設定される。そのため、撮像範囲や認識範囲には、正当なアライメントマーク以外にも、マークや液晶パネルの配線パターンなどが含まれることがある。通常、正当なアライメントマークをテンプレートマークとして登録しており、正規化相関などによるパターンマッチング等の画像処理手法により、撮像範囲又は認識範囲にある形状との相関値を演算し、その結果、相関値の高いものをアライメントマークであるとして、その位置座標が制御に使用される。ところが、正当なアライメントマーク以外のマークや配線パターンにも、当該アライメントマークに類似した形状が存在すると、複数の候補が挙げられることとなる。そして、候補の相関値に大きな違いが無い場合や、正当なアライメントマークに汚れ等が付着している場合には、誤って、類似するマークあるいは配線パターンが選択されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来技術における課題に鑑みて達成されたものであり、特に、撮像範囲や認識範囲を広く設定した場合、正当なアライメントマーク以外にこれに類似するマークや配線パターンが存在しても（正当なマークであるテンプレートマークと類似したマーク候補が複数認識された場合にも）、確実に、当該アライメントマークだけを選択することが可能となる表示基板モジュール組立装置及びその方法を提供することを、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、表示基板を搬送する搬送手段と、前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理手段と、前記画像処理手段の出力情報に基づいて前記搬送手段を制御する制御手段と、前記画像処理手段の処理内容を表示する表示手段とを少なくとも備える表示基板モジュール組立装置において、前記画像処理手段は、更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する手段を備えた表示基板モジュール組立装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、表示基板を搬送する搬送ステップと、前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像ステップと、前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理ステップと、前記画像処理手段の処理内容を表示する表示ステップとを備える表示基板モジュール組立方法において、更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する画像処理ステップを備えた表示基板モジュール組立方法が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、上述した表示基板モジュール組立装置及びその方法において、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを、少なくとも前記分別設定画面に示された比較項目により比較判定する画像処理手段とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明になる表示基板モジュール組立装置及びその方法によれば、正当なマークであるテンプレートマークと類似したマーク候補が複数認識された場合においても、分別項目を設定し、その項目ごとにテンプレートマークとマーク候補を比較することによって、正当なマーク候補のみを選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態になる表示基板モジュール組立装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】上記表示基板モジュール組立装置において、本発明の関わる表示基板のアライメントを行うための基本構成を示す図である。
【図３】上記表示基板モジュール組立装置において、アライメントマークおよび類似マークの一例を示す模式図である。
【図４】上記表示基板モジュール組立装置において、テンプレートマークの登録手順を示すフローチャート図である。
【図５】上記表示基板モジュール組立装置において、アライメントマークの認識手順を示すフローチャート図である。
【図６】上記表示基板モジュール組立装置において、分別設定の登録画面の一例を示す概念図である。
【図７】上記表示基板モジュール組立装置において、分別処理の手順を示すフローチャート図である。
【図８】上記表示基板モジュール組立装置において、マーク形状と比較項目との関係例を示すデータベースを示す図である。
【図９】上記表示基板モジュール組立装置における類似アライメントマークの分別手段を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図９を用いて詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１は、本発明の一実施形態になる表示基板モジュール組立装置１の全体構成を示した図である。
【００１５】
図１において、表示基板モジュール組立装置１は、互いに隣接する複数の処理装置１０１〜１０５により構成されており、そして、この装置では、図中の左から右に向かって、表示基板Ｐを、図に一点鎖線により示す搬送装置１１により、順次搬送しながら、当該表示基板Ｐの外縁部に各種処理作業を行い、もって、電子部品（ＣＯＦ （Chip On Film）やCOG（Chip On Glass）等）の実装組立を行う。より具体的には、当該表示基板モジュール組立装置１は、例えば、端子クリーニング処理装置１０１と、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）貼付処理装置１０２と、搭載処理装置１０３と、本圧着処理装置１０４と、そして、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板処理装置１０５を少なくとも備えている。
【００１６】
端子クリーニング処理装置１０１は、表示基板Ｐの外縁部にある電子部品接続端子部を清掃する装置であり、例えば、アルコールを含浸した布テープで端子部を拭くことにより清掃する装置である。その際、搬送装置１１により、表示基板Ｐを清掃位置に対してアライメント（位置合わせ）する。なお、以下の処理装置でも同様に、各々の処理位置へのアライメントを行う。
【００１７】
ＡＣＦ貼付処理装置１０２は、表示基板ＰにＡＣＦを貼付ける装置であり、例えば、端子清掃後の表示基板Ｐを圧着位置へアライメントし、ＡＣＦを表示基板Ｐに熱圧着する装置である。
【００１８】
搭載処理装置１０３は、ＡＣＦ貼付け済の表示基板Ｐに電子部品を搭載する装置であり、例えば、搭載処理装置１０３に隣接した金型部１０６にてＣＯＦ（Chip On Film）リールからＣＯＦを打ち抜き、表示基板Ｐの搭載位置に搭載した後、ＡＣＦに仮圧着する。
【００１９】
本圧着処理装置１０４は、表示基板Ｐに搭載した電子部品を加熱圧着し、ＡＣＦを熱硬化することにより電子部品を表示基板Ｐに固定すると共に、ＡＣＦ中の導電粒子により表示基板Ｐと電子部品との電気的な接続を可能にする装置である。
【００２０】
ＰＣＢ基板処理装置１０５は、表示基板ＰにＣＯＦを介して周辺基板であるＰＣＢ基板を実装する装置であり、例えば、ＰＣＢへＡＣＦを熱圧着した後、表示基板Ｐに本圧着済であるＣＯＦの他端をＰＣＢへ接続する。そして、搬送装置１１は、以上に述べた処理装置１０１〜１０５の間で表示基板Ｐを搬送する装置である。
【００２１】
なお、上記の図１においては、表示基板モジュール組立装置１は、その一例として、その各々の処理装置が、それぞれ、１個の装置から構成されているものと説明したが、本発明は、かかる構成にのみ限定されるものではばく、例えば、表示基板Ｐにおける処理すべき辺の数、処理時間等により、複数個を組み合わせて配置されてもよい。また、処理後の検査を行うため等、更に、本実施形態では図示しない処理装置を加えることも可能である。
【００２２】
次に、図２には、各処理装置内において、表示基板Ｐのアライメントを行うための構成を示す。なお、アライメントは、各処理装置で行われるが、ここでは、その一例として、ＡＣＦ貼付処理装置１０２において表示基板ＰにＡＣＦを圧着する場合について以下に説明する。
【００２３】
搬送装置１１は、基板搬送部材２１と、アライメントカメラ２２ａ及び２２ｂと、画像処理機２４と、画像モニタ２５と、制御部２６を備えている。なお、基板搬送部材２１は、表示基板ＰをＸＹＺθ方向に搬送する装置である。例えば、この基板搬送部材２１は、表示基板Ｐを負圧により吸着し、そして、図示しないモータにより、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θの夫々の方向に搬送する。また、図中では、基板搬送部材の待機位置が符号２１Ｔにより、そして、基板搬送部材の圧着位置が符号２１Ａにより、それぞれ示されている。
【００２４】
アライメントカメラ２２ａ及び２２ｂは、表示基板Ｐのアライメントマーク２３ａ、２３ｂを撮像するための装置であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたカメラにより構成されている。
【００２５】
画像処理機２４は、上記アライメントカメラ２２により撮像された画像から表示基板Ｐの位置を演算する装置である。ここでは、例えば、実際の運用前に表示基板Ｐを撮像して得られたアライメントマーク２３を、テンプレートマーク２４Ｔとして保存する。そして、この保存されたテンプレートマーク２４Ｔの画像と、各表示基板Ｐを撮像して得られたアライメントマーク２３ａ、２３ｂの画像とを、例えば正規化相関などの手法を用いたマッチング処理により位置を算出する装置である。
【００２６】
画像モニタ２５は、画像処理機２４より送信された画像や演算結果を表示するための装置である。また、制御部２６は、上記画像処理機２４より送信される演算結果に基づき、上記基板搬送部材２１の動作を制御する装置であり、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを用いて構成されている。
【００２７】
以上に詳述した構成によれば、まず、搬送装置１１では、待機位置２１Ｔにおいて、表示基板Ｐを基板搬送部材２１に吸着し、そして、ＡＣＦ圧着ヘッド２１０の圧着位置２１Ａの近傍へ基板Ｐを搬送する。アライメントカメラ２２ａ、２２ｂは、基板Ｐ上のアライメントマーク２３ａ、２３ｂを含む範囲を撮像して、その撮像データを画像処理機２４へ送信する。画像処理機２４は、画像からアライメントマーク２３の位置を算出し、２つのアライメントマーク２３の位置から表示基板Ｐの位置を算出する。そして、表示基板Ｐの外縁部にあるＡＣＦ貼付位置にＡＣＦ圧着ヘッド２１０が来るように、制御部２６は基板搬送部材２１を制御する。即ち、各電子部品の搭載位置へＡＣＦ圧着ヘッド２１０を移動しながら、ＡＣＦを貼り付ける処理を行う。なお、ここでは、特に、ＡＣＦ貼付処理装置１０２に関して説明したが、他の処理装置１０１〜１０５においても、上記と同様のアライメント動作が行われるが、ここでは、その説明は省略する。
【００２８】
なお、ここでは、画像処理機２４は、アライメントマーク２３を用いて、表示基板Ｐの位置を演算するものとしてとして説明したが、上記の［発明が解決しようとする課題］でも既に述べたように、例えば、図３にも示すように、アライメントマーク２３の近傍に類似マーク３２が存在する場合があり、かかる場合、その位置をアライメントマークと誤認識する怖れがある。
【００２９】
なお、この図３は、アライメントカメラ２２の撮像エリア３１内に、表示基板Ｐの正当なアライメントマーク２３と共に、類似のマーク３２ａ及び３２ｂが含まれる場合を示している。ここでは、テンプレートマーク２４Ｔと一致する正当なアライメントマーク２３として十字マークを、他方、類似マーク３２としては、凸字状のマークを示している。
【００３０】
この凸字マークは、十字マークの一部が欠けただけであるため、相関値が高く、正規化相関の手法のみでは分離できないことがある。特に、正当なアライメントマークにも生じる汚れや欠け等を考慮して許容範囲を設定した場合には、正当なアライメントマークと認めるための相関値の閾値も低く設定されることから、これらを正確に分離し難くなるという現象が起こる。なお、ここでは、その一例として、十字マークと凸字マークを示したが、しかしながら、この例に限定されるものではない。
【００３１】
そして、本発明では、このような類似マークを正確かつ確実に分別するために、図４及び図５に示すフローチャートの処理を実行する。
【００３２】
図４は、例えば、装置の実際の運用前の時点等において、テンプレートマークを登録設定するときの手順である。
【００３３】
まず、上記の図３に示した撮像エリア３１のように、アライメントカメラ２２で表示基板Ｐを撮像し、正当なアライメントマーク２３を指定して、テンプレートマーク２４Ｔを設定する（Ｓ４０１）。次に、撮像エリア３１からテンプレートマーク２４Ｔと相関値が高いマーク候補を探索するため、マークサーチを実行する（Ｓ４０２）。
【００３４】
ここで、マーク候補が１個であるか否かを判定し（Ｓ４０３）、その結果、１個であると判定されれば（Ｓ４０３で「Ｙ」）、誤認識される可能性が無いため、そのままテンプレートマーク２４Ｔとして登録される。
【００３５】
一方、マーク候補が複数の場合には（Ｓ４０３で「Ｎ」）、分別するための条件を設定する分別設定へ移行する（Ｓ４０４）。そして、再度、上述したマークサーチを実行し（Ｓ４０２）、マーク候補が１個に絞れるまで、上述した分別設定を繰り返す。なお、この分別設定を繰り返しても、マーク候補が１個にならない場合は、上記のテンプレートマーク設定から、再度、やり直す。このような手順により、誤認識し難いテンプレートマーク２４Ｔが設定されることとなる。
【００３６】
次に、実際の運用時におけるアライメント手順を、図５を参照しながら、以下に説明すると共に、上述の分別設定の詳細についても説明する。
【００３７】
まず、マークサーチを行う（Ｓ４１１）。ここでは、正規化相関などの手法により、テンプレートマーク２４Ｔと撮像エリア３１との相関値を算出し、その結果、予め設定した閾値Ａよりも高い相関値を有するマークを候補とする。その後、マーク候補の有無を判定する（Ｓ４１２）。
【００３８】
上記の判定の結果、マーク候補が無いと判定された場合（Ｓ４１２で「Ｎ」）、再サーチ実施の有無を判断する（Ｓ４１３）。なお、ここで、再びサーチを実施する場合には（Ｓ４１３で「Ｙ」）、表示基板Ｐの位置を移動する等の処理を行った後、再び、上記マークサーチ（Ｓ４１１）を実行する。他方、再サーチを実施しない場合には（Ｓ４１３で「Ｎ」）、マークサーチエラーとして処理を終了する。
【００３９】
次に、上記の判定の結果、マーク候補がある場合には（Ｓ４１２で「Ｙ」）、マーク候補が１個であるか否かを判定し（Ｓ４１４）、その結果、マーク候補が１個であれば（Ｓ４１４で「Ｙ」）、正当なマークが確定したものとして、当該マークの位置情報を取得して（Ｓ４１５）、処理を終了する。
【００４０】
一方、ここで、マーク候補が複数個ある場合には（Ｓ４１４で「Ｎ」）、最も高い相関値と第２位の相関値との比率である以下の相関比率を計算する（Ｓ４１６）。
相関比率 ＝ （第２位の相関値 ÷ 第1位の相関値）・・・＜式１＞
【００４１】
この相関比率が予め設定した閾値Ｂよりも高いか否かを判定し（Ｓ４１７）、その結果、閾値Ｂよりも低ければ（Ｓ４１７で「Ｎ」）、マーク形状が有意な差をもって分別できたとみなして、第１位の相関値のマーク位置情報を取得して処理を終了する（Ｓ４１５）。他方、この相関比率が閾値Ｂより大きければ（Ｓ４１７で「Ｙ」）、マーク形状が類似しているものとみなし、類似マーク処理に入る。
【００４２】
なお、この類似マーク処理では、まず、マーク分別の設定の有無を確認する（Ｓ４１８）。この分別設定については、以下に図６を用いながら詳述するが、取得すべきマークの形態と一致レベルとを設定するものである。
【００４３】
この分別設定がされていない場合には（Ｓ４１８で「Ｎ」）、分別設定を依頼する旨のメッセージを、例えば、上記の画像モニタ２５上に表示して、分別設定を再設定（以下、単に「分別再設定」）するか否かを判定する（Ｓ４２２）。その結果、分別再設定を行う場合には（Ｓ４２２で「Ｙ」）、分別設定を実施（Ｓ４２３）した後に、分別処理を行う（Ｓ４１９）。あるいは、分別設定を実施しない場合には（Ｓ４２２で「Ｎ」）、撮像エリア３１の中でマーク探索を行うサーチエリアの見直しを依頼するメッセージを表示した後、再サーチの有無を判断する（Ｓ４１３）。
【００４４】
続いて、上記の分別設定がされている場合には（Ｓ４１８で「Ｙ」）、分別処理を実施する（Ｓ４１９）。なお、この分別処理の具体例については、以下において、図６〜図９を用いて後述する。
【００４５】
そして、この分別処理（Ｓ４１９）を実施した後、分別処理がマーク候補の全てに対して実施されたか否かを判定し（Ｓ４２０）、その結果、マーク候補の全てに対して実施されたと判定された場合には（Ｓ４２０で「Ｙ」）、更に、残ったマーク候補の数を確認する。即ち、マーク候補が１個であるか否かを確認し（Ｓ４２１）、その結果、残ったマーク候補が１個であれば（Ｓ４２１で「Ｙ」）、正当なマークが確定したので、該当するマークの位置情報を取得して（Ｓ４１５）、処理を終了する。一方、残ったマーク候補が複数であれば、類似マークが分別できていないので、条件を見直すため、再度、分別設定のための上記の処理（Ｓ４２２）に移行する。
【００４６】
ここで、本発明の特徴を構成する分別処理の具体例について、図６〜図９を用いて説明する。なお、図６は、分別設定画面の一例であり、図７は、上述した分別処理（図５のＳ４１９）の詳細を示すフロー図であり、図８は、比較項目対応データベース、そして、図９は、類似マークの具体例を、それぞれ、示している。
【００４７】
まず、図６に示される分別設定画面５は、例えば、上記図２の画像モニタ２５上に表示される画面であり、少なくとも、辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔのマーク形態５１と、分別の際に着目する項目について、許容する分別レベルの範囲を設定する分別レベル設定５２と、上記設定を画像処理機２４に当該のテンプレートマーク２４Ｔと組合せて登録する登録ボタン５３ａと、上記設定を破棄する取消ボタン５３ｂとを備えている。
【００４８】
マーク形態５１は辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔに対して、当該マーク形態を選択する設定であって、マーク形状とマーク色とを設定する。例えば、マーク形状について述べると、十字マークを取得したい場合は十字マークの項目５１ｃを選択する。また、辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔに近いマーク形状が設定に無かった場合には、指定無の項目５１ｅを選択する。
【００４９】
同様に、マーク色について述べると、辞書登録したテンプレートマーク色を選択する設定であって、例えば、十字マークの背景が黒、マークパターンが白の十字であった場合、マーク色が白の項目５１ｆを選択する。十字マークの背景が白、マークパターンが黒の十字であった場合、マーク色が黒の項目５１ｇを選択する。また、辞書登録したテンプレートマークのマーク色が判別しがたい場合、指定無の項目５１ｈを選択する。
【００５０】
分別レベル設定５２は、辞書登録したテンプレートマーク２４Ｔにて、分別の際に着目する項目パラメータと許容する分別レベルの範囲設定であって、サイズ５２ｂ、アスペクト比（マークの縦と横の長さの比）５２ｃ、面積５２ｄに対し、一括設定５２ａ、及び、各々に個別設定である高/中/低/無/を設定する。例えば、アスペクト比５２ｃを「低」と限定した場合、テンプレートマーク２４Ｔに対して撮像したアライメントマーク２３のアスペクト比が±１５％の範囲を許容する。
【００５１】
登録ボタン５３ａは上記５１〜５２の設定を画像処理機２４に当該のテンプレートマーク２４Ｔと組合せて登録するボタンである。取消ボタン５３ｂは上記５１〜５２の設定を破棄し、テンプレートマークに対して最後に登録されていた分別設定画面５の状態に戻すボタンである。また、上述した分別処理（図５のＳ４１９）は、以上のマーク形態５１から分別レベル設定５２の設定を基に実行されるアルゴリズムである。
【００５２】
なお、ここでは、上記の図６において、マーク形態５１、分別レベル設定５２を示したが、本発明は、この具体例に限定されるものではなく、取扱うアライメントマークの形態や、運用環境からの外乱により追加および削除、変更されることは、当業者であれば明らかであろう。
【００５３】
次に、図７により、上述した分別処理（図５のＳ４１９）の詳細について説明する。
【００５４】
まず、マーク形態５１の設定に従い、比較項目を選択する（Ｓ６０１）。ここで、比較項目の選択には、図８に示すような、対応データベース7を使用する。
【００５５】
対応データベース７は、取得すべきマーク形状に対して、マッチング手法の性質に依存して誤認識しやすい形状を事前に評価した結果から、それらを分別するための比較項目を対応づけたデータが記録されている。図８において、Ｙと記載された箇所が分別に使用する比較項目であり、例えば十字マークの場合、アスペクト比のみを比較項目とする設定である。このように効果的な比較項目のみを実行することにより、処理時間を短縮できる。
【００５６】
ここで選択された全ての項目に関して、以下の手順で比較する。まず、全ての項目についての比較が終了したか否かを判定し（Ｓ６０２）、その結果、全ての項目についての比較が終了していれば（Ｓ６０２で「Ｙ」）、正当マークとして設定し（Ｓ６０３）、テンプレートマーク２４Ｔについて比較項目のパラメータ値を計算する。
【００５７】
これに対し、全ての項目についての比較が終了していない場合には（Ｓ６０２で「Ｎ」）、マーク候補について、同様に、比較項目のパラメータ値を計算する（Ｓ６０４）。そして、両者の差異を計算し、分別レベル設定５２で指定された範囲と比較する（Ｓ６０５）。次に、分別レベル設定５２に従って項目パラメータを比較し、範囲内であるか否かを判定する（Ｓ６０６）。その結果、範囲外であれば（Ｓ６０６で「Ｎ」）、当該のマーク候補はＮＧとして処理を終了する。他方、範囲内であれば（Ｓ６０６で「Ｙ」）、上記の処理Ｓ６０２に戻り、即ち、当該のマーク候補について、１つの比較項目はＯＫとして、すべての項目を比較するまで処理を繰り返す。即ち、この処理では、すべての項目を比較してＯＫであれば、正当なマークと設定する（Ｓ６０３）こととなる。
【００５８】
ここで一例として、図９（ａ）、（ｂ）に示すような、テンプレートマーク２４Ｔが十字マークであり、類似マークが凸字マークである場合を用いて、具体的な処理の流れを説明する。
【００５９】
まず、上記の図３に示すように正当マーク２３と類似マーク３２の２つのマークが撮像エリア３１に入った場合、マークサーチ（図５のＳ４１1）の結果として、マーク候補あり（Ｓ４１２）、マーク候補が複数個あり（Ｓ４１４）、相関比率と閾値Ｂとの比較（Ｓ４１７）の分岐を経て、分別設定の有無判定（Ｓ４１８）に進む。分別設定画面５により、マーク形態５１と分別レベル設定５２が設定されていると（Ｓ４１８で「Ｙ」）、分別処理（Ｓ４１９）に進む。
【００６０】
そして、図７に示した分別処理においては、比較項目の選択（Ｓ６０１）では、対応データベース７を参照する。この対応データベース７には、十字マークの場合、凸字マークと誤認識し易いことが事前評価により分かっており、分別のためには、アスペクト比を比較することが定められている。
【００６１】
そこで、アスペクト比を比較する（Ｓ６０２）。
【００６２】
テンプレートマーク２４Ｔのアスペクト比を求めるため、図９（ａ）に示すように、十字マークを縦横方向に投影し、横長さａ１と縦長さｂ１を求め、アスペクト比を（ｂ１÷ａ１）で計算する（Ｓ６０４）。正当マーク２３は、テンプレートマーク２４Ｔと同形状なので省略する。同様に、類似マーク３２のアスペクト比を求めるため、図９（ｂ）に示すように、凸字マークを縦横方向に投影し、横長さａ２と縦長さｂ２とを求め、アスペクト比を（ｂ２÷ａ２）で計算する。以下の表1に、アスペクト比計算と、分別レベル設定５２のアスペクト比５２ｃのレベル「低」を反映させた値の一例を示す。なお、レベル「低」とは仮に±１５％を許容するものとした。
【００６３】
【表１】
【００６４】
まず、マーク候補１（正当なアライメントマーク２３）はアスペクト比が1.00であり、アライメントマーク２４Ｔの項目パラメータ範囲0.85〜1.15に含まれるためＯＫと判断する（Ｓ６０６）。本例では、アスペクト比のみで項目比較が全てなので（Ｓ６０２）、正当マークであると設定して（Ｓ６０３）、処理を終了する。
【００６５】
次にマーク候補２（類似マーク３２）があるので（Ｓ４２０）再度分別処理（Ｓ４０９）を実施する。マーク候補２（類似マーク３２）は、上記の表１に示すように、アスペクト比が1.50であり、アライメントマーク２４Ｔの項目パラメータ範囲0.85から1.15に含まれないためＮＧと判断して（Ｓ６０６）、処理を終了する。
【００６６】
以上の分別処理において、正当マークは１個であったため（Ｓ４２１）、マーク候補１（正当マーク２３）の位置情報を取得して（Ｓ４１５）、処理を終了する。
【００６７】
このように、マーク形態５１と分別レベル設定５２とを設けることにより、処理時間が早く、かつ誤認識の少ないマーク認識を実現できる。
【００６８】
なお、マーク形態５１の指定画面においては、取扱得る全てのマーク形状をあげておき、選択しうることが望ましいが、実用においては、新規のマーク形状が出現することが考えられる。そのため、指定無５１ｅなどのマーク形状に依存しない選択肢を設ける。この指定無５１ｅが選択された場合、対応データベース７の設定としては全ての項目について比較を行うものとする。本発明では、処理機能を開発した後に登録されたテンプレートマーク２４Ｔと、アライメントマーク２３や類似マーク３２を比較するため、指定無であっても処理が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…表示基板モジュール組立装置、５…分別設定画面、７…対応データベース、１１…搬送装置、２１…基板搬送部材、２２…アライメントカメラ、２３…アライメントマーク、２４…画像処理機、２５…画像モニタ、２６…制御部、３１…撮像エリア、３２…類似マーク、５１…マーク形態、５２…分別レベル設定、５３…ボタン、１０１…端子クリーニング処理装置、１０２…ＡＣＦ貼付処理装置、１０３…搭載処理装置、１０４…本圧着処理装置、１０５…ＰＣＢ基板処理装置、１０６…金型部、２１０…ACF圧着ヘッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示基板を搬送する搬送手段と、
前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段の出力情報に基づいて前記搬送手段を制御する制御手段と、
前記画像処理手段の処理内容を表示する表示手段とを少なくとも備える表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段は、更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する手段を備えたことを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段は、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出され、かつ前記マーク候補で第２位の相関値を最も高い相関値で除算した値が予め設定された閾値より高い場合に、前記分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する前記画像処理手段を備えていることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段の前記分別設定画面において、前記比較項目は、前記テンプレートマークと前記マーク候補との一致度を選択できるように構成したことを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のうちの一の請求項に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段は、更に、比較項目対応データベースを備えており、
前記分別設定画面で設定されたマーク形態に従って、前記比較項目が選択的に比較される画像処理手段であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項５】
前記請求項３又は４に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段の前記分別設定画面において、前記分別設定画面にマーク形態を指定しない選択肢が設けられており、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを全ての比較項目で比較する画像処理手段を構成していることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項６】
表示基板を搬送する搬送ステップと、
前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像ステップと、
前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理ステップと、
前記画像処理手段の処理内容を表示する表示ステップとを備える表示基板モジュール組立方法において、
更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する画像処理ステップを備えたことを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項７】
前記請求項６に記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記分別設定画面において、前記分別設定画面にマーク形態を指定しない選択肢が設けられており、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを全ての比較項目で比較する画像処理ステップを構成していることを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項１】
表示基板を搬送する搬送手段と、
前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段の出力情報に基づいて前記搬送手段を制御する制御手段と、
前記画像処理手段の処理内容を表示する表示手段とを少なくとも備える表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段は、更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する手段を備えたことを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段は、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出され、かつ前記マーク候補で第２位の相関値を最も高い相関値で除算した値が予め設定された閾値より高い場合に、前記分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する前記画像処理手段を備えていることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段の前記分別設定画面において、前記比較項目は、前記テンプレートマークと前記マーク候補との一致度を選択できるように構成したことを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のうちの一の請求項に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段は、更に、比較項目対応データベースを備えており、
前記分別設定画面で設定されたマーク形態に従って、前記比較項目が選択的に比較される画像処理手段であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項５】
前記請求項３又は４に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記画像処理手段の前記分別設定画面において、前記分別設定画面にマーク形態を指定しない選択肢が設けられており、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを全ての比較項目で比較する画像処理手段を構成していることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項６】
表示基板を搬送する搬送ステップと、
前記表示基板に付されたアライメントマークを撮像する撮像ステップと、
前記撮像手段の画像から前記アライメントマークをテンプレートマークとして保管し、かつ前記撮像手段の画像と前記テンプレートマークとの相関演算により前記アライメントマークを認識する画像処理ステップと、
前記画像処理手段の処理内容を表示する表示ステップとを備える表示基板モジュール組立方法において、
更に、前記テンプレートマークとの相関値が予め設定された閾値より高いマーク候補が複数検出された場合に分別設定画面を前記表示手段に表示し、かつ、前記分別設定画面で設定された比較項目に基づいて、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを比較する画像処理ステップを備えたことを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項７】
前記請求項６に記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記分別設定画面において、前記分別設定画面にマーク形態を指定しない選択肢が設けられており、前記テンプレートマークと前記マーク候補とを全ての比較項目で比較する画像処理ステップを構成していることを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８５３６１（Ｐ２０１２−１８５３６１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８８６３（Ｐ２０１１−４８８６３）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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