ＦＰＤ実装装置および位置合わせ画像検出方法
【課題】アライメントマーク画像の近隣に類似画像が存在する場合であっても、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によって類似画像位置を正規のアライメントマークとして誤検出することを防止する位置合わせ手段を有するＦＰＤ実装装置および位置合わせ画像検出方法を提供する。
【解決手段】本発明は、セカンドアライメントマーク画像や補助マーク画像を用いることなく、相関係数を低く設定してアライメントマーク画像位置と類似画像位置を含めて取得し、位置相関からアライメントマーク画像位置を認識することで、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等により相関率が低下した場合であってもアライメントマーク画像位置を正確に検出することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、セカンドアライメントマーク画像や補助マーク画像を用いることなく、相関係数を低く設定してアライメントマーク画像位置と類似画像位置を含めて取得し、位置相関からアライメントマーク画像位置を認識することで、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等により相関率が低下した場合であってもアライメントマーク画像位置を正確に検出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）実装装置に係り、特に、ＦＰＤの部材の位置決めが不可欠であって、部材の表面または裏面画像から位置決めを実施するＦＰＤ実装装置および位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、液晶セルの周縁部に対して、ドライバＩＣを搭載したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）からなるＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）が実装されるが、このＴＡＢを液晶セルに実装するために、ＡＣＦ（異方性導電膜：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ ）が用いられ、液晶セルとＴＡＢとの間にＡＣＦを介して熱圧着する。ここで、ＴＡＢに形成される出力リードのピッチは微細化の傾向にあり、極めて微細なピッチ間隔のものが用いられるようになってきている。
【０００３】
従って、液晶セルにＴＡＢを実装する際には、両者を極めて厳格に位置合わせして接合しなければ、液晶セル側の電極とＴＡＢ側の出力リードを電気的に接続できなくなる場合も生じる。
両者を厳格に位置合わせするために、アライメントマークと呼ばれる位置決めマークが各部材に設けられており、このアライメントマークを光源や照明レンズや対物レンズ等の光学系と、ＣＣＤカメラ等から構成された撮像手段を用い、各アライメントマークを個別的に検出し、ズレ量を算出して各部材の位置決めを行う。
【０００４】
位置決めの際に、アライメントマークの検出には、種々の方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、補助パターンを用意しておき、目標とする位置検出マーク（アライメントマーク）が識別できない場合、他の位置検出用マークと補助パターンを用いて得られた周辺のマークと、目標とする位置検出マークとの位置関係から当該目標とする位置検出マークを識別する方法が開示されている。
【０００５】
あるいは、特許文献２には、画像化した位置合わせマークを検出して、検出した画像に基づいて、対象とするワークを搭載するステージを角度方向（θ回転）、あるいはＸ，Ｙ方向に移動して位置合わせをする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−４６２４４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献２で示すような位置合わせマークを画像化する方法においては、アライメントマークの検出は、予め記憶しているアライメントマーク教示画像と被検索画像と相関係数からパターンマッチング等の手法で被検索画像内に存在するアライメントマーク画像位置を検索し、最高相関率となるアライメントマーク教示画像位置を検出する。しかし、アライメントマークの近隣に類似画像が存在する場合、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によってアライメントマーク教示画像との相関率が低下し、相関率が「アライメント画像 ＜ 類似画像」となる場合があり、最高相関率を有する画像位置をアライメント画像位置とする手法では、類似画像位置をアライメントマーク教示画像位置とする誤検出の可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、アライメントマーク画像の近隣に類似画像が存在する場合であっても、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によって類似画像位置を正規のアライメントマークとして誤検出することを防止する手段を有するＦＰＤ実装装置および位置合わせ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明のＦＰＤ実装装置の主な特徴は、以下の通りである。
【００１０】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ手段を有するＦＰＤ実装装置において、位置合わせ手段は、基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成する手段と、被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存する手段と、被検索画像を構成する前記類似パターンおよび基準パターンのそれぞれとアライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出する手段と、第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する前記類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成する手段とを有し、一覧表に基づいて、被検索画像の中から基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１１】
本願発明の位置合わせ画像検出方法の主な特徴は、以下の通りである。
【００１２】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ画像検出方法において、基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成するステップと、被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存するステップと、被検索画像を構成する類似パターンおよび基準パターンのそれぞれとアライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出するステップと、第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成するステップと、一覧表に基づいて、被検索画像の中から基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うステップとを有することを特徴とする位置合わせ画像検出方法。
即ち、本発明は、セカンドアライメントマーク画像や補助マーク画像を用いることなく、相関係数を低く設定してアライメントマーク画像位置と類似画像位置を含めて取得し、位置相関からアライメントマーク画像位置を認識することで、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等により相関率が低下した場合であってもアライメントマーク画像位置を正確に検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アライメントマーク画像の近隣に類似画像が存在する場合であっても、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によって類似画像位置を正規のアライメントマークとして誤検出することを防止する手段を有するＦＰＤ実装装置および位置合わせ方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実装装置の検出部を示す概略的構成図である。
【図２】被検索画像からアライメントマーク教示画像を作成する説明図である。
【図３Ａ】従来技術による正常検索の説明図である。
【図３Ｂ】図３Ａ（ｂ）の被検索画像におけるアライメントマーク教示画像と（ａ）に示すアライメントマーク教示画像との相関率・位置情報等の検索結果を示す表である。
【図４Ａ】従来技術による誤検出の説明図である。
【図４Ｂ】図４Ａ（ｂ）の被検索画像におけるアライメントマーク教示画像と（ａ）に示すアライメントマーク教示画像との相関率・位置情報等の検索結果を示す表である。
【図５Ａ】教示位置相関を作成するためのアライメントマーク画像と被検索画像の説明図である。
【図５Ｂ】図５Ａにおけるアライメントマーク画像を低相関率で検索し、教示位置相関を作成した結果を示す表である。
【図６】教示位置相関から多角形Ａ群・教示位置相関多角形情報を作成する説明である。
【図７Ａ】教示位置相関を作成するためのアライメントマーク画像と被検索画像の説明図である。
【図７Ｂ】図７Ａにおけるアライメントマーク画像を低相関率で検索し、検索位置相関を作成した結果を示す表である。
【図８】検索位置相関から多角形Ｂ群・検索位置相関多角形情報を作成する説明である。
【図９】多角形Ａ群・教示位置相関多角形情報と多角形Ｂ群・検索位置相関多角形情報からアライメントマーク画像位置を認識する説明である。
【図１０】教示情報作成処理を示すフローチャートである。
【図１１】被検索画像と教示画像の比較判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】教示情報を作成するための操作画面である。
【図１３】教示情報を作成するための操作画面に検索位置を表示した画面である。
【図１４】教示情報を作成するための操作画面に位置相関多角形情報を表示した画面である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実装装置の検出部の概略的構成図であって、カメラ１０１の直下に位置決めされた被位置検索部材１００をカメラ１０１で撮影し、撮影した画像を画像メモリ１１１に取り込み、画像メモリ１１１に記憶された画像情報から被検索画像１１２を作成する構成となっている。さらに、上記検出部は、その他に、被検索画像１１２に基づいて、アライメントマーク教示画像、アライメントマーク相関係数、位置相関情報、位置相関多角形情報などを作成する教示情報作成部１１３と、教示情報作成部１１３の情報を記憶する教示情報記憶部１１４と、アライメントマーク教示画像やアライメントマーク相関係数などの情報の比較を実行する比較部１１５と、比較部１１５の結果を基にして判定を行う判定部１１６と、判定結果を出力する結果出力部１１７などを備えている。
【００１６】
図２に、教示情報作成部１１３において、教示情報を作成する手順を説明する。
先ず、アライメントマーク教示画像（や相関係数や位置相関情報など）の教示情報を作成する場合は、図１で示す被検索画像１１２を教示情報作成部１１３に入力し、図２に示す被検索画像１１２のアライメントマーク画像位置４００を矩形に切り出し、アライメントマーク教示画像４０１と切り出し位置を教示情報記憶部１１４に記憶する。
【００１７】
図３Ａの（ａ）に、位置合わせに適した基準パターンを予め準備して、それをカメラ１０１などの撮像機器にて画像化して画像メモリ１１１に記憶させたアライメントマーク教示画像２００を図示する。
また、図３Ａの（ｂ）は、基板上に配置され位置合わせの際に用いる上記の基準パターンのほかに一群のアライメント用パターン（２０１〜２０４）を画像化したもので、位置合わせの際に検索の対象となる被検索画像を示す。
【００１８】
図３Ｂで示す表１は、上述したように予め記憶しているアライメントマーク教示画像２００が存在する位置を、パターンマッチング等の手法で検索し、被検索画像における各画像（２０１〜２０４）ごとに教示画像に対する相関率・位置情報等を算出し、検索結果として出力した表である。この表は、相関率１０％以上に該当する相関率を有する画像を選出して、その位置情報を表にしたものである。例えば、位置２０１に対する相関率は、９２．４％であり、位置２０２に対する相関率は、７０．５％で、１０％以上の相関率で一番低い位置２０４に対する相関率は、１２．１％である。本例では、相関率１０％以上に該当する画像は４つであり、最高の相関率は、位置２０１の画像であり、アライメントマーク教示画像の位置に相当する。
【００１９】
図４Ａ（ａ）、（ｂ）は、上述した図３Ａ（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応するものであるが、図３Ａ（ｂ）で示す検索対象パターン２０１は、正常なパターン形状を示すが、図４Ａの（ｂ）の場合は、検索対象パターン３０１の一部が欠けている例を示している。この欠けは、パターン自身の欠損の場合にも、当該パターンの表面に異物などが付着した場合にも画像化した場合に見られる。いずれにせよ、画像化した場合には、パターンの一部が欠損している。
【００２０】
図４Ｂで示す表２は、表１で述べたように、予め記憶しているアライメントマーク教示画像２００が存在する位置を、パターンマッチング等の手法で検索し、被検索画像における各画像（３０１〜３０４）ごとに教示画像に対する相関率・位置情報等を算出し、検索結果として出力した表である。
【００２１】
表２は、表１と同様に、相関率１０％以上に該当する相関率を有する画像を選出して、その位置情報を表にしたものである。例えば、位置３０１に対する相関率は、６９．８％であり、位置３０２に対する相関率は、７０．５％で、１０％以上の相関率で一番低い位置３０４に対する相関率は、１２．１％である。本例では、相関率１０％以上に該当する画像は４つであり、最高の相関率は、位置３０２の画像であり、アライメントマーク教示画像ではなく、類似画像の位置に相当する。従って、最高相関率を有する画像を選出すると、誤認識する結果となることを示している。
【００２２】
図３Ａの（ａ)に示すように、部材をカメラで撮影した被検索画像に対し、予め記憶しているアライメントマーク教示画像２００が存在する位置をパターンマッチング等の手法で検索し、表１に示すように教示画像との相関率・位置情報等を検索結果として出力する。相関係数によって複数の検索結果を得た場合は、表１の２０１に示す最高相関率（９２．４％）の検索結果を検索位置として識別する」などの手法が知られている。
【００２３】
しかし、最高相関率で識別した場合、アライメントマーク教示画像の近隣に類似画像が存在する場合、たとえば、図４Ａの（ｂ）で示すアライメントマーク教示画像３０１のように「欠け」等がある場合、教示画像との相関率が表２の３０１で示すように６９．８％と低下する。
【００２４】
一方、図４Ａの（ｂ）で示す類似画像３０２は、表２の３０２で示すように７０．５％となり、最高相関率を持つ画像位置をアライメントマーク画像位置と決定する手法では、図４Ａの３０２で示す類似画像位置をアライメントマーク画像位置としてしまう誤検出の問題が生じることがある。
【００２５】
ここで、アライメントマーク教示画像２００とは、ＦＰＤ基板に電子部材などを位置合わせ（アライメント）して取り付ける際に、両者の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、あるいは回転方向）を精度良く行うために設けられた位置合わせに適した基準パターンであって、通常は、ＦＰＤ基板の周辺領域、特にコーナー付近に配置されている。このパターンを画像として記憶装置に取り込んだものをアライメントマーク教示画像と称することにする。また、類似画像とは、上記パターンの近隣に配置され、当該パターンを構成する画像要素（形状）の一部、またはそれに類似する画像要素で構成されたパターンで、これを画像として記憶装置に取り込んだものを類似画像と称することにする。類似画像を構成するパターンは、位置合わせをより高精度に行うために設けられるものである。
【００２６】
また、ここで用いる相関率とは、アライメントマーク教示画像に対して、対象としている被検索画像が一致している程度を表す比率を％で示したものである。なお、後述する相関係数を１００倍すると、相関率になる。
【００２７】
なお、後述する低相関率とは、所定の相関率を有する画像を選出する場合に、選出の基準となる相関率を指すものとし、本例では、１０％の場合を例示している。
【００２８】
図５Ａに示すように、アライメントマーク教示画像に対する類似画像を検索するため、記憶したアライメントマーク教示画像４０１と被検索画像と低相関係数を図１で示す比較部１１５に入力し、類似画像を含むマッチング画像位置と相関率を出力し、図５Ｂで示す表３に示すように類似画像位置をアライメントマーク画像切り出し位置からの相対距離（Ｘ，Ｙ）に変換し、教示位置相関として教示情報記憶部１１４に記憶する。
【００２９】
表３において、位置５０１に対応するアライメントマーク位置を、相対原点（０，０）とし、その相対原点からの各画像の原点を位置（Ｘ，Ｙ）で示している。例えば、位置５０２では、（０，１５０）であり、位置５０３では、（１５０、１０）などとなっている。
【００３０】
次に、図６について説明する。教示位置相関からアライメントマーク画像位置を含む３点位置を順次抽出し、３点位置を三角形の頂点として重心を算出し、重心位置からアライメントマーク画像位置となる頂点を起点とする時計廻りまたは反時計廻りに閉じた三角形Ａ群を作成し、各頂点の相対位置と内角の角度と各辺の長さを三角形の特徴とする教示位置相関多角形情報を教示情報記憶部１１４に記憶する。
【００３１】
例えば、図６に示すように、表３に示す教示位置相関（５０１、５０２、５０３、５０４）から重心に対して反時計廻りに閉じた三角形を多角形Ａ群とした［三角形５０１−５０２−５０３］からなるＡ群１（６０１）、［三角形５０１−５０２−５０４］からなるＡ群２（６０２）、［三角形５０１−５０４−５０３］からなるＡ群３（６０３）の３種が教示位置相関多角形情報となる。
【００３２】
図７Ａ（ａ）（ｂ）に、被検索画像に存在するアライメントマーク画像位置を記憶したアライメントマーク教示画像を用いて検索する場合を示す。たとえば、図１で示す教示情報記憶部１１４から取り出したアライメントマーク教示画像４０１と被検索画像と低相関係数を比較部１１５に入力し、類似画像を含むマッチング画像位置と相関率を検索位置相関として出力する（図７Ｂを参照）。
【００３３】
図７Ｂには、図７Ａ（ａ）における検索位置７０１を検索位置の原点（０，０）とし、その原点からの相対原点の位置を表示している。例えば、位置７０２における相対原点は、（１，１４８）などとなる。
【００３４】
さらに、図８において、図６で示した教示多角形に対応する検索多角形について以下に述べる。
図７Ｂで示した検索位置相関から各点を起点とする３点位置を順次抽出し、３点位置を三角形の頂点として重心を算出し、重心位置から任意の頂点を起点とする時計回りまたは反時計回りに閉じた三角形Ｂ群を作成し、各頂点の相対位置と内角の角度と各辺の長さを三角形の特徴として検索位置相関多角形情報として出力する。
【００３５】
たとえば、図８に示すように、表４に示す検索位置相関（表４の７０１、７０２、７０３、７０４を参照）から重心に対して反時計廻りに閉じた三角形を多角形Ｂ群とする場合は、［三角形７０１−７０２−７０３］からなるＢ群１（８０１）、［三角形７０１−７０２−７０４］からなるＢ群２（８０２）、［三角形７０１−７０４−７０３］からなるＢ群３（８０３）、［三角形７０２−７０４−７０３］からなるＢ群４（８０４）の４種が検索位置相関多角形情報となる。
【００３６】
さらに、比較部１１５の出力結果である検索位置相関多角形情報と教示情報記憶部１１４から取り出した教示位置相関多角形情報を判定部１１６に入力し、判定部１１６では、図９に示すように、三角形Ａ群の１つの画像、Ａ群１（６０１）と三角形Ｂ群１（８０１）、Ｂ群２（８０２）、Ｂ群３（８０３）、Ｂ群４（８０４）の画像を順次マッチングを行い、±５％以内の誤差なら一致とし、一致した三角形Ａ群１（６０１）の各辺の長さと各頂点の内角と、三角形Ｂ群１（８０１）の各辺の長さと各頂点の内角の相関から、三角形Ｂ群１（８０１）のアライメントマーク画像位置に相当する頂点位置（Ｂ群１（８０１）における７０１）を算出し、アライメントマーク画像位置として結果を出力する。
【００３７】
なお、三角形Ａ群に複数の教示位置相関多角形情報が存在する場合は、三角形Ａ群の教示位置相関多角形情報を順次変更し、検索位置相関多角形情報と一致する検索位置相関多角形情報を求めるため、複数の教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の組み合わせが得られる。
【００３８】
図１０は、教示情報作成処理を示すフローチャートである。
先ず、教示情報作成の処理を開始する（ステップ１０００）。次に、カメラ１０１で部材（被位置検索部材）１００の画像を画像メモリ１１１に取り込み（ステップ１００１）、引き続いて、被検索画像を作成する（ステップ１００２）。被検索画像からアライメントマーク教示画像を切り取り、アライメントマーク教示画像として画像保管する（ステップ１００３）。被検索画像と低相関係数とアライメントマーク教示画像を比較判定し類似を含めて検索結果を出力する（ステップ１００４）。次に、検索結果が３つ以上か否かを判定する（ステップ１００５）。判定の結果、３つ以上でない場合は、教示情報作成の処理を終了する（ステップ１００８）。３つ以上の場合は、検索原点位置以外の検索結果位置（原点からの相対距離）を教示位置相関情報として記憶する（ステップ１００６）。次に、教示位置相関から教示多角形・Ａ群を作成し、多角形の位置と内角・各辺の寸法等の特徴値を教示位置相関多角形情報として記憶する（ステップ１００７）。最後に、教示情報作成の処理を終了する（ステップ１００８）。
【００３９】
図１１は、被検索画像と教示画像の比較判定処理を示すフローチャートである。
先ず、位置検索を行う（ステップ１１００）。次に、カメラ１０１で部材（被位置検索部材）１００の画像を画像メモリ１１１に取り込み（ステップ１１０１）、引き続いて、被検索画像を作成する（ステップ１１０２）。被検索画像と低相関係数とアライメントマーク教示画像を比較判定し類似を含めて検索結果を位置相関とする（ステップ１１０３）。
【００４０】
次に検索結果を判定する（ステップ１１０４）。検索結果数が２つまたは無しの場合は検出エラーを表示する（ステップ１１０７）。１つの場合は、検索位置をアライメントマーク位置とする（ステップ１１０９）。
【００４１】
３つ以上の場合は、位置相関から多角形・Ｂ群を作成し、多角形の位置と内角・各辺の寸法等の特徴値を求める（ステップ１１０５）。次に、教示位置相関の教示多角形・Ａ群と検索結果の多角形・Ｂ群で一致する多角形を識別し、多角形・Ｂ群のアライメントマーク位置に相当する位置を求め、アライメントマーク位置とする（ステップ１１０６）。最後に、位置検索の処理を終了する（ステップ１１０８）。
【００４２】
ここで、処理速度を重視した場合では最初に一致した教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の組み合わせから算出したアライメントマーク画像位置を結果として出力し、精度重視の場合ではマッチング精度の最も高い教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の組み合わせで算出したアライメントマーク画像位置を結果として出力し、最高精度重視の場合では全ての教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報との組み合わせで求めたアライメントマーク画像位置の平均値をアライメントマーク画像位置として出力する。
【００４３】
なお、この説明で教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の説明に三角形を用いたが、四角形や五角形などの多角形を用いて教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報のマッチングからアライメントマーク画像位置を求めることもできる。
【００４４】
さらに、図１２は、本発明装置の実施構成であって教示情報を作成するために操作部１１８に表示し、操作を行うための操作画面９００であり、被検索画像表示領域９０１と教示画像表示領域９０２と相関係数設定領域９０３と教示レシピ名設定領域９０４と教示レシピ読み込みボタン９０５と教示レシピ保管ボタン９０６と検索ボタン９１０と教示位置相関リスト９２０と教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１と教示位置相関リスト項目削除取消ボタン９２２と教示位置相関多角形情報作成ボタン９２３と教示位置相関多角形情報リスト９３０で構成する。
【００４５】
被検索画像表示領域９０１は、図１で説明したようにカメラ直下に位置決めされた被位置検索部材１００をカメラ１０１で撮影し、画像メモリ１１１に取り込み、画像メモリの画像情報から被検索画像１１２を作成した画像もしくは教示情報記憶部１１４から教示レシピ名９０４と教示レシピ読み込みボタンによって読み込んだ被検索画像を表示する。
【００４６】
教示画像表示領域９０２には、被検索画像から切り取った教示画像もしくは教示情報記憶部１１４から教示レシピ名９０４と教示レシピ読み込みボタンによって読み込んだ教示画像を表示する。
【００４７】
相関係数設定領域９０３は、被検索画像に存在する教示画像位置を検索する際の相関係数を設定する領域であって、キーボードから数値入力もしくは教示情報記憶部１１４から教示レシピ名９０４と教示レシピ読み込みボタンによって読み込んだ相関係数を表示する。
【００４８】
教示レシピ名設定領域９０４は、教示情報記憶部１１４に保管する教示情報のレシピ名を設定する領域であって、キーボードから文字列を入力する。
【００４９】
教示レシピ読み込みボタン９０５は、教示レシピ名設定領域９０４で指定したレシピ名の教示情報を教示情報記憶部１１４から読み込む起動ボタンであって、読み込みを行う際にマウスでクリックする。
【００５０】
教示レシピ保管ボタン９０６は、教示情報を教示レシピ名設定領域９０４で指定したレシピ名で保管する起動ボタンであって、保管する際にマウスでクリックする。
【００５１】
検索ボタン９１０は、被検索画像９０１と教示画像９０２と相関係数９０３を比較部１１５に入力し、検索を実施する起動ボタンであって、マウスでクリックする。
【００５２】
教示位置相関リスト９２０は、検索ボタン９１０のクリックによって検索を実施した結果を表示する領域であって、教示位置相関リスト９２０の１行または複数行を選択すると図１３に示すように選択した行の検索位置を被検索画像表示領域９０１に表示する。
【００５３】
教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１は、教示位置相関リスト９２０の不要な情報を削除する際の起動ボタンであって、教示マーク切り出し位置を除く教示位置相関リスト９２０の１行または複数行を選択し、教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１をマウスでクリックすると教示位置相関リスト９２０から選択した行を削除する。削除する際には、削除取消が可能なように削除した情報を一時記憶しておく。
【００５４】
教示位置相関リスト項目削除取消ボタン９２２は、教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１によって削除した教示位置相関リスト９２０の行を復元する際の起動ボタンであって、マウスでクリックすると１つ前に教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１によって削除した教示位置相関リスト９２０の行を復元し、削除情報を除去する。なお削除取消は、教示位置相関リスト項目削除取消ボタン９２２毎に１つ遡った削除を取消すことが可能である。
【００５５】
教示位置相関多角形情報作成ボタン９２３は、教示位置相関リスト９２０から教示位置相関多角形情報を作成する際の起動ボタンであって、マウスでクリックすると教示位置相関多角形情報を作成し、教示位置相関多角形情報リスト９３０に詳細情報を表示する。
【００５６】
教示位置相関多角形情報リスト９３０は、教示位置相関多角形情報作成ボタン９２３によって作成された教示位置相関多角形情報であって、教示位置相関多角形情報リスト９３０の１行または複数行を選択すると図１４に示すように選択した行の教示位置相関多角形情報を被検索画像表示領域９０１に表示する。
【００５７】
なお、図１２では、操作画面９００を１つの画面として構成しているが、画面内の機能毎に複数の画面を作成し、同時に表示することで同じ機能にすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００：被位置検索部材、
１０１：カメラ、
１１１：画像メモリ、
１１２：被検索画像、
１１３：教示情報作成部、
１１４：教示情報記憶部、
１１５：比較部、
１１６：判定部、
１１７：結果出力、
１１８：操作部（モニタ,キーボード,マウス）、
２００：アライメントマーク教示画像、
２０１：アライメントマーク教示画像の検索結果１、
２０２：アライメントマーク教示画像の検索結果２、
２０３：アライメントマーク教示画像の検索結果３、
２０４：アライメントマーク教示画像の検索結果４、
３０１：アライメントマーク教示画像の検索結果１（マーク欠けある場合）、
３０２：アライメントマーク教示画像の検索結果２、
３０３：アライメントマーク教示画像の検索結果３、
３０４：アライメントマーク教示画像の検索結果４、
４００：被検索画像内のアライメントマーク位置、
４０１：アライメントマーク教示画像、
５０１：教示位置１（アライメントマーク位置）、
５０２：教示位置２（類似画像位置）、
５０３：教示位置３（類似画像位置）、
５０４：教示位置４（類似画像位置）、
６０１：教示多角形・Ａ群１、
６０２：教示多角形・Ａ群２、
６０３：教示多角形・Ａ群３、
７０１：検索位置１、
７０２：検索位置２、
７０３：検索位置３、
７０４：検索位置４、
８０１：検索多角形・Ｂ群１、
８０２：検索多角形・Ｂ群２、
８０３：検索多角形・Ｂ群３、
８０４：検索多角形・Ｂ群４、
９００：操作画面、
９０１：被検索画像表示領域、
９０２：教示画像表示領域、
９０３：相関係数設定領域、
９０４：教示レシピ名設定領域、
９０５：教示レシピ読み込みボタン、
９０６：教示レシピ保管ボタン、
９１０：検索ボタン、
９２０：教示位置相関リスト、
９２１：教示位置相関リスト項目削除ボタン、
９２２：教示位置相関リスト項目削除取消ボタン、
９２３：教示位置相関多角形情報作成ボタン、
９３０：教示位置相関多角形情報リスト、
９４０：被検索画像表示領域における教示位置相関の表示、
９４１：被検索画像表示領域における教示位置相関多角形の表示。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）実装装置に係り、特に、ＦＰＤの部材の位置決めが不可欠であって、部材の表面または裏面画像から位置決めを実施するＦＰＤ実装装置および位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、液晶セルの周縁部に対して、ドライバＩＣを搭載したＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）からなるＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）が実装されるが、このＴＡＢを液晶セルに実装するために、ＡＣＦ（異方性導電膜：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ ）が用いられ、液晶セルとＴＡＢとの間にＡＣＦを介して熱圧着する。ここで、ＴＡＢに形成される出力リードのピッチは微細化の傾向にあり、極めて微細なピッチ間隔のものが用いられるようになってきている。
【０００３】
従って、液晶セルにＴＡＢを実装する際には、両者を極めて厳格に位置合わせして接合しなければ、液晶セル側の電極とＴＡＢ側の出力リードを電気的に接続できなくなる場合も生じる。
両者を厳格に位置合わせするために、アライメントマークと呼ばれる位置決めマークが各部材に設けられており、このアライメントマークを光源や照明レンズや対物レンズ等の光学系と、ＣＣＤカメラ等から構成された撮像手段を用い、各アライメントマークを個別的に検出し、ズレ量を算出して各部材の位置決めを行う。
【０００４】
位置決めの際に、アライメントマークの検出には、種々の方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、補助パターンを用意しておき、目標とする位置検出マーク（アライメントマーク）が識別できない場合、他の位置検出用マークと補助パターンを用いて得られた周辺のマークと、目標とする位置検出マークとの位置関係から当該目標とする位置検出マークを識別する方法が開示されている。
【０００５】
あるいは、特許文献２には、画像化した位置合わせマークを検出して、検出した画像に基づいて、対象とするワークを搭載するステージを角度方向（θ回転）、あるいはＸ，Ｙ方向に移動して位置合わせをする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−４６２４４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献２で示すような位置合わせマークを画像化する方法においては、アライメントマークの検出は、予め記憶しているアライメントマーク教示画像と被検索画像と相関係数からパターンマッチング等の手法で被検索画像内に存在するアライメントマーク画像位置を検索し、最高相関率となるアライメントマーク教示画像位置を検出する。しかし、アライメントマークの近隣に類似画像が存在する場合、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によってアライメントマーク教示画像との相関率が低下し、相関率が「アライメント画像 ＜ 類似画像」となる場合があり、最高相関率を有する画像位置をアライメント画像位置とする手法では、類似画像位置をアライメントマーク教示画像位置とする誤検出の可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、アライメントマーク画像の近隣に類似画像が存在する場合であっても、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によって類似画像位置を正規のアライメントマークとして誤検出することを防止する手段を有するＦＰＤ実装装置および位置合わせ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明のＦＰＤ実装装置の主な特徴は、以下の通りである。
【００１０】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ手段を有するＦＰＤ実装装置において、位置合わせ手段は、基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成する手段と、被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存する手段と、被検索画像を構成する前記類似パターンおよび基準パターンのそれぞれとアライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出する手段と、第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する前記類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成する手段とを有し、一覧表に基づいて、被検索画像の中から基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１１】
本願発明の位置合わせ画像検出方法の主な特徴は、以下の通りである。
【００１２】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ画像検出方法において、基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成するステップと、被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存するステップと、被検索画像を構成する類似パターンおよび基準パターンのそれぞれとアライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出するステップと、第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成するステップと、一覧表に基づいて、被検索画像の中から基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うステップとを有することを特徴とする位置合わせ画像検出方法。
即ち、本発明は、セカンドアライメントマーク画像や補助マーク画像を用いることなく、相関係数を低く設定してアライメントマーク画像位置と類似画像位置を含めて取得し、位置相関からアライメントマーク画像位置を認識することで、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等により相関率が低下した場合であってもアライメントマーク画像位置を正確に検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アライメントマーク画像の近隣に類似画像が存在する場合であっても、アライメントマーク画像の「よごれ」、「欠け」、「輝度ムラ」等によって類似画像位置を正規のアライメントマークとして誤検出することを防止する手段を有するＦＰＤ実装装置および位置合わせ方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実装装置の検出部を示す概略的構成図である。
【図２】被検索画像からアライメントマーク教示画像を作成する説明図である。
【図３Ａ】従来技術による正常検索の説明図である。
【図３Ｂ】図３Ａ（ｂ）の被検索画像におけるアライメントマーク教示画像と（ａ）に示すアライメントマーク教示画像との相関率・位置情報等の検索結果を示す表である。
【図４Ａ】従来技術による誤検出の説明図である。
【図４Ｂ】図４Ａ（ｂ）の被検索画像におけるアライメントマーク教示画像と（ａ）に示すアライメントマーク教示画像との相関率・位置情報等の検索結果を示す表である。
【図５Ａ】教示位置相関を作成するためのアライメントマーク画像と被検索画像の説明図である。
【図５Ｂ】図５Ａにおけるアライメントマーク画像を低相関率で検索し、教示位置相関を作成した結果を示す表である。
【図６】教示位置相関から多角形Ａ群・教示位置相関多角形情報を作成する説明である。
【図７Ａ】教示位置相関を作成するためのアライメントマーク画像と被検索画像の説明図である。
【図７Ｂ】図７Ａにおけるアライメントマーク画像を低相関率で検索し、検索位置相関を作成した結果を示す表である。
【図８】検索位置相関から多角形Ｂ群・検索位置相関多角形情報を作成する説明である。
【図９】多角形Ａ群・教示位置相関多角形情報と多角形Ｂ群・検索位置相関多角形情報からアライメントマーク画像位置を認識する説明である。
【図１０】教示情報作成処理を示すフローチャートである。
【図１１】被検索画像と教示画像の比較判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】教示情報を作成するための操作画面である。
【図１３】教示情報を作成するための操作画面に検索位置を表示した画面である。
【図１４】教示情報を作成するための操作画面に位置相関多角形情報を表示した画面である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実装装置の検出部の概略的構成図であって、カメラ１０１の直下に位置決めされた被位置検索部材１００をカメラ１０１で撮影し、撮影した画像を画像メモリ１１１に取り込み、画像メモリ１１１に記憶された画像情報から被検索画像１１２を作成する構成となっている。さらに、上記検出部は、その他に、被検索画像１１２に基づいて、アライメントマーク教示画像、アライメントマーク相関係数、位置相関情報、位置相関多角形情報などを作成する教示情報作成部１１３と、教示情報作成部１１３の情報を記憶する教示情報記憶部１１４と、アライメントマーク教示画像やアライメントマーク相関係数などの情報の比較を実行する比較部１１５と、比較部１１５の結果を基にして判定を行う判定部１１６と、判定結果を出力する結果出力部１１７などを備えている。
【００１６】
図２に、教示情報作成部１１３において、教示情報を作成する手順を説明する。
先ず、アライメントマーク教示画像（や相関係数や位置相関情報など）の教示情報を作成する場合は、図１で示す被検索画像１１２を教示情報作成部１１３に入力し、図２に示す被検索画像１１２のアライメントマーク画像位置４００を矩形に切り出し、アライメントマーク教示画像４０１と切り出し位置を教示情報記憶部１１４に記憶する。
【００１７】
図３Ａの（ａ）に、位置合わせに適した基準パターンを予め準備して、それをカメラ１０１などの撮像機器にて画像化して画像メモリ１１１に記憶させたアライメントマーク教示画像２００を図示する。
また、図３Ａの（ｂ）は、基板上に配置され位置合わせの際に用いる上記の基準パターンのほかに一群のアライメント用パターン（２０１〜２０４）を画像化したもので、位置合わせの際に検索の対象となる被検索画像を示す。
【００１８】
図３Ｂで示す表１は、上述したように予め記憶しているアライメントマーク教示画像２００が存在する位置を、パターンマッチング等の手法で検索し、被検索画像における各画像（２０１〜２０４）ごとに教示画像に対する相関率・位置情報等を算出し、検索結果として出力した表である。この表は、相関率１０％以上に該当する相関率を有する画像を選出して、その位置情報を表にしたものである。例えば、位置２０１に対する相関率は、９２．４％であり、位置２０２に対する相関率は、７０．５％で、１０％以上の相関率で一番低い位置２０４に対する相関率は、１２．１％である。本例では、相関率１０％以上に該当する画像は４つであり、最高の相関率は、位置２０１の画像であり、アライメントマーク教示画像の位置に相当する。
【００１９】
図４Ａ（ａ）、（ｂ）は、上述した図３Ａ（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応するものであるが、図３Ａ（ｂ）で示す検索対象パターン２０１は、正常なパターン形状を示すが、図４Ａの（ｂ）の場合は、検索対象パターン３０１の一部が欠けている例を示している。この欠けは、パターン自身の欠損の場合にも、当該パターンの表面に異物などが付着した場合にも画像化した場合に見られる。いずれにせよ、画像化した場合には、パターンの一部が欠損している。
【００２０】
図４Ｂで示す表２は、表１で述べたように、予め記憶しているアライメントマーク教示画像２００が存在する位置を、パターンマッチング等の手法で検索し、被検索画像における各画像（３０１〜３０４）ごとに教示画像に対する相関率・位置情報等を算出し、検索結果として出力した表である。
【００２１】
表２は、表１と同様に、相関率１０％以上に該当する相関率を有する画像を選出して、その位置情報を表にしたものである。例えば、位置３０１に対する相関率は、６９．８％であり、位置３０２に対する相関率は、７０．５％で、１０％以上の相関率で一番低い位置３０４に対する相関率は、１２．１％である。本例では、相関率１０％以上に該当する画像は４つであり、最高の相関率は、位置３０２の画像であり、アライメントマーク教示画像ではなく、類似画像の位置に相当する。従って、最高相関率を有する画像を選出すると、誤認識する結果となることを示している。
【００２２】
図３Ａの（ａ)に示すように、部材をカメラで撮影した被検索画像に対し、予め記憶しているアライメントマーク教示画像２００が存在する位置をパターンマッチング等の手法で検索し、表１に示すように教示画像との相関率・位置情報等を検索結果として出力する。相関係数によって複数の検索結果を得た場合は、表１の２０１に示す最高相関率（９２．４％）の検索結果を検索位置として識別する」などの手法が知られている。
【００２３】
しかし、最高相関率で識別した場合、アライメントマーク教示画像の近隣に類似画像が存在する場合、たとえば、図４Ａの（ｂ）で示すアライメントマーク教示画像３０１のように「欠け」等がある場合、教示画像との相関率が表２の３０１で示すように６９．８％と低下する。
【００２４】
一方、図４Ａの（ｂ）で示す類似画像３０２は、表２の３０２で示すように７０．５％となり、最高相関率を持つ画像位置をアライメントマーク画像位置と決定する手法では、図４Ａの３０２で示す類似画像位置をアライメントマーク画像位置としてしまう誤検出の問題が生じることがある。
【００２５】
ここで、アライメントマーク教示画像２００とは、ＦＰＤ基板に電子部材などを位置合わせ（アライメント）して取り付ける際に、両者の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、あるいは回転方向）を精度良く行うために設けられた位置合わせに適した基準パターンであって、通常は、ＦＰＤ基板の周辺領域、特にコーナー付近に配置されている。このパターンを画像として記憶装置に取り込んだものをアライメントマーク教示画像と称することにする。また、類似画像とは、上記パターンの近隣に配置され、当該パターンを構成する画像要素（形状）の一部、またはそれに類似する画像要素で構成されたパターンで、これを画像として記憶装置に取り込んだものを類似画像と称することにする。類似画像を構成するパターンは、位置合わせをより高精度に行うために設けられるものである。
【００２６】
また、ここで用いる相関率とは、アライメントマーク教示画像に対して、対象としている被検索画像が一致している程度を表す比率を％で示したものである。なお、後述する相関係数を１００倍すると、相関率になる。
【００２７】
なお、後述する低相関率とは、所定の相関率を有する画像を選出する場合に、選出の基準となる相関率を指すものとし、本例では、１０％の場合を例示している。
【００２８】
図５Ａに示すように、アライメントマーク教示画像に対する類似画像を検索するため、記憶したアライメントマーク教示画像４０１と被検索画像と低相関係数を図１で示す比較部１１５に入力し、類似画像を含むマッチング画像位置と相関率を出力し、図５Ｂで示す表３に示すように類似画像位置をアライメントマーク画像切り出し位置からの相対距離（Ｘ，Ｙ）に変換し、教示位置相関として教示情報記憶部１１４に記憶する。
【００２９】
表３において、位置５０１に対応するアライメントマーク位置を、相対原点（０，０）とし、その相対原点からの各画像の原点を位置（Ｘ，Ｙ）で示している。例えば、位置５０２では、（０，１５０）であり、位置５０３では、（１５０、１０）などとなっている。
【００３０】
次に、図６について説明する。教示位置相関からアライメントマーク画像位置を含む３点位置を順次抽出し、３点位置を三角形の頂点として重心を算出し、重心位置からアライメントマーク画像位置となる頂点を起点とする時計廻りまたは反時計廻りに閉じた三角形Ａ群を作成し、各頂点の相対位置と内角の角度と各辺の長さを三角形の特徴とする教示位置相関多角形情報を教示情報記憶部１１４に記憶する。
【００３１】
例えば、図６に示すように、表３に示す教示位置相関（５０１、５０２、５０３、５０４）から重心に対して反時計廻りに閉じた三角形を多角形Ａ群とした［三角形５０１−５０２−５０３］からなるＡ群１（６０１）、［三角形５０１−５０２−５０４］からなるＡ群２（６０２）、［三角形５０１−５０４−５０３］からなるＡ群３（６０３）の３種が教示位置相関多角形情報となる。
【００３２】
図７Ａ（ａ）（ｂ）に、被検索画像に存在するアライメントマーク画像位置を記憶したアライメントマーク教示画像を用いて検索する場合を示す。たとえば、図１で示す教示情報記憶部１１４から取り出したアライメントマーク教示画像４０１と被検索画像と低相関係数を比較部１１５に入力し、類似画像を含むマッチング画像位置と相関率を検索位置相関として出力する（図７Ｂを参照）。
【００３３】
図７Ｂには、図７Ａ（ａ）における検索位置７０１を検索位置の原点（０，０）とし、その原点からの相対原点の位置を表示している。例えば、位置７０２における相対原点は、（１，１４８）などとなる。
【００３４】
さらに、図８において、図６で示した教示多角形に対応する検索多角形について以下に述べる。
図７Ｂで示した検索位置相関から各点を起点とする３点位置を順次抽出し、３点位置を三角形の頂点として重心を算出し、重心位置から任意の頂点を起点とする時計回りまたは反時計回りに閉じた三角形Ｂ群を作成し、各頂点の相対位置と内角の角度と各辺の長さを三角形の特徴として検索位置相関多角形情報として出力する。
【００３５】
たとえば、図８に示すように、表４に示す検索位置相関（表４の７０１、７０２、７０３、７０４を参照）から重心に対して反時計廻りに閉じた三角形を多角形Ｂ群とする場合は、［三角形７０１−７０２−７０３］からなるＢ群１（８０１）、［三角形７０１−７０２−７０４］からなるＢ群２（８０２）、［三角形７０１−７０４−７０３］からなるＢ群３（８０３）、［三角形７０２−７０４−７０３］からなるＢ群４（８０４）の４種が検索位置相関多角形情報となる。
【００３６】
さらに、比較部１１５の出力結果である検索位置相関多角形情報と教示情報記憶部１１４から取り出した教示位置相関多角形情報を判定部１１６に入力し、判定部１１６では、図９に示すように、三角形Ａ群の１つの画像、Ａ群１（６０１）と三角形Ｂ群１（８０１）、Ｂ群２（８０２）、Ｂ群３（８０３）、Ｂ群４（８０４）の画像を順次マッチングを行い、±５％以内の誤差なら一致とし、一致した三角形Ａ群１（６０１）の各辺の長さと各頂点の内角と、三角形Ｂ群１（８０１）の各辺の長さと各頂点の内角の相関から、三角形Ｂ群１（８０１）のアライメントマーク画像位置に相当する頂点位置（Ｂ群１（８０１）における７０１）を算出し、アライメントマーク画像位置として結果を出力する。
【００３７】
なお、三角形Ａ群に複数の教示位置相関多角形情報が存在する場合は、三角形Ａ群の教示位置相関多角形情報を順次変更し、検索位置相関多角形情報と一致する検索位置相関多角形情報を求めるため、複数の教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の組み合わせが得られる。
【００３８】
図１０は、教示情報作成処理を示すフローチャートである。
先ず、教示情報作成の処理を開始する（ステップ１０００）。次に、カメラ１０１で部材（被位置検索部材）１００の画像を画像メモリ１１１に取り込み（ステップ１００１）、引き続いて、被検索画像を作成する（ステップ１００２）。被検索画像からアライメントマーク教示画像を切り取り、アライメントマーク教示画像として画像保管する（ステップ１００３）。被検索画像と低相関係数とアライメントマーク教示画像を比較判定し類似を含めて検索結果を出力する（ステップ１００４）。次に、検索結果が３つ以上か否かを判定する（ステップ１００５）。判定の結果、３つ以上でない場合は、教示情報作成の処理を終了する（ステップ１００８）。３つ以上の場合は、検索原点位置以外の検索結果位置（原点からの相対距離）を教示位置相関情報として記憶する（ステップ１００６）。次に、教示位置相関から教示多角形・Ａ群を作成し、多角形の位置と内角・各辺の寸法等の特徴値を教示位置相関多角形情報として記憶する（ステップ１００７）。最後に、教示情報作成の処理を終了する（ステップ１００８）。
【００３９】
図１１は、被検索画像と教示画像の比較判定処理を示すフローチャートである。
先ず、位置検索を行う（ステップ１１００）。次に、カメラ１０１で部材（被位置検索部材）１００の画像を画像メモリ１１１に取り込み（ステップ１１０１）、引き続いて、被検索画像を作成する（ステップ１１０２）。被検索画像と低相関係数とアライメントマーク教示画像を比較判定し類似を含めて検索結果を位置相関とする（ステップ１１０３）。
【００４０】
次に検索結果を判定する（ステップ１１０４）。検索結果数が２つまたは無しの場合は検出エラーを表示する（ステップ１１０７）。１つの場合は、検索位置をアライメントマーク位置とする（ステップ１１０９）。
【００４１】
３つ以上の場合は、位置相関から多角形・Ｂ群を作成し、多角形の位置と内角・各辺の寸法等の特徴値を求める（ステップ１１０５）。次に、教示位置相関の教示多角形・Ａ群と検索結果の多角形・Ｂ群で一致する多角形を識別し、多角形・Ｂ群のアライメントマーク位置に相当する位置を求め、アライメントマーク位置とする（ステップ１１０６）。最後に、位置検索の処理を終了する（ステップ１１０８）。
【００４２】
ここで、処理速度を重視した場合では最初に一致した教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の組み合わせから算出したアライメントマーク画像位置を結果として出力し、精度重視の場合ではマッチング精度の最も高い教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の組み合わせで算出したアライメントマーク画像位置を結果として出力し、最高精度重視の場合では全ての教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報との組み合わせで求めたアライメントマーク画像位置の平均値をアライメントマーク画像位置として出力する。
【００４３】
なお、この説明で教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報の説明に三角形を用いたが、四角形や五角形などの多角形を用いて教示位置相関多角形情報と検索位置相関多角形情報のマッチングからアライメントマーク画像位置を求めることもできる。
【００４４】
さらに、図１２は、本発明装置の実施構成であって教示情報を作成するために操作部１１８に表示し、操作を行うための操作画面９００であり、被検索画像表示領域９０１と教示画像表示領域９０２と相関係数設定領域９０３と教示レシピ名設定領域９０４と教示レシピ読み込みボタン９０５と教示レシピ保管ボタン９０６と検索ボタン９１０と教示位置相関リスト９２０と教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１と教示位置相関リスト項目削除取消ボタン９２２と教示位置相関多角形情報作成ボタン９２３と教示位置相関多角形情報リスト９３０で構成する。
【００４５】
被検索画像表示領域９０１は、図１で説明したようにカメラ直下に位置決めされた被位置検索部材１００をカメラ１０１で撮影し、画像メモリ１１１に取り込み、画像メモリの画像情報から被検索画像１１２を作成した画像もしくは教示情報記憶部１１４から教示レシピ名９０４と教示レシピ読み込みボタンによって読み込んだ被検索画像を表示する。
【００４６】
教示画像表示領域９０２には、被検索画像から切り取った教示画像もしくは教示情報記憶部１１４から教示レシピ名９０４と教示レシピ読み込みボタンによって読み込んだ教示画像を表示する。
【００４７】
相関係数設定領域９０３は、被検索画像に存在する教示画像位置を検索する際の相関係数を設定する領域であって、キーボードから数値入力もしくは教示情報記憶部１１４から教示レシピ名９０４と教示レシピ読み込みボタンによって読み込んだ相関係数を表示する。
【００４８】
教示レシピ名設定領域９０４は、教示情報記憶部１１４に保管する教示情報のレシピ名を設定する領域であって、キーボードから文字列を入力する。
【００４９】
教示レシピ読み込みボタン９０５は、教示レシピ名設定領域９０４で指定したレシピ名の教示情報を教示情報記憶部１１４から読み込む起動ボタンであって、読み込みを行う際にマウスでクリックする。
【００５０】
教示レシピ保管ボタン９０６は、教示情報を教示レシピ名設定領域９０４で指定したレシピ名で保管する起動ボタンであって、保管する際にマウスでクリックする。
【００５１】
検索ボタン９１０は、被検索画像９０１と教示画像９０２と相関係数９０３を比較部１１５に入力し、検索を実施する起動ボタンであって、マウスでクリックする。
【００５２】
教示位置相関リスト９２０は、検索ボタン９１０のクリックによって検索を実施した結果を表示する領域であって、教示位置相関リスト９２０の１行または複数行を選択すると図１３に示すように選択した行の検索位置を被検索画像表示領域９０１に表示する。
【００５３】
教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１は、教示位置相関リスト９２０の不要な情報を削除する際の起動ボタンであって、教示マーク切り出し位置を除く教示位置相関リスト９２０の１行または複数行を選択し、教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１をマウスでクリックすると教示位置相関リスト９２０から選択した行を削除する。削除する際には、削除取消が可能なように削除した情報を一時記憶しておく。
【００５４】
教示位置相関リスト項目削除取消ボタン９２２は、教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１によって削除した教示位置相関リスト９２０の行を復元する際の起動ボタンであって、マウスでクリックすると１つ前に教示位置相関リスト項目削除ボタン９２１によって削除した教示位置相関リスト９２０の行を復元し、削除情報を除去する。なお削除取消は、教示位置相関リスト項目削除取消ボタン９２２毎に１つ遡った削除を取消すことが可能である。
【００５５】
教示位置相関多角形情報作成ボタン９２３は、教示位置相関リスト９２０から教示位置相関多角形情報を作成する際の起動ボタンであって、マウスでクリックすると教示位置相関多角形情報を作成し、教示位置相関多角形情報リスト９３０に詳細情報を表示する。
【００５６】
教示位置相関多角形情報リスト９３０は、教示位置相関多角形情報作成ボタン９２３によって作成された教示位置相関多角形情報であって、教示位置相関多角形情報リスト９３０の１行または複数行を選択すると図１４に示すように選択した行の教示位置相関多角形情報を被検索画像表示領域９０１に表示する。
【００５７】
なお、図１２では、操作画面９００を１つの画面として構成しているが、画面内の機能毎に複数の画面を作成し、同時に表示することで同じ機能にすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００：被位置検索部材、
１０１：カメラ、
１１１：画像メモリ、
１１２：被検索画像、
１１３：教示情報作成部、
１１４：教示情報記憶部、
１１５：比較部、
１１６：判定部、
１１７：結果出力、
１１８：操作部（モニタ,キーボード,マウス）、
２００：アライメントマーク教示画像、
２０１：アライメントマーク教示画像の検索結果１、
２０２：アライメントマーク教示画像の検索結果２、
２０３：アライメントマーク教示画像の検索結果３、
２０４：アライメントマーク教示画像の検索結果４、
３０１：アライメントマーク教示画像の検索結果１（マーク欠けある場合）、
３０２：アライメントマーク教示画像の検索結果２、
３０３：アライメントマーク教示画像の検索結果３、
３０４：アライメントマーク教示画像の検索結果４、
４００：被検索画像内のアライメントマーク位置、
４０１：アライメントマーク教示画像、
５０１：教示位置１（アライメントマーク位置）、
５０２：教示位置２（類似画像位置）、
５０３：教示位置３（類似画像位置）、
５０４：教示位置４（類似画像位置）、
６０１：教示多角形・Ａ群１、
６０２：教示多角形・Ａ群２、
６０３：教示多角形・Ａ群３、
７０１：検索位置１、
７０２：検索位置２、
７０３：検索位置３、
７０４：検索位置４、
８０１：検索多角形・Ｂ群１、
８０２：検索多角形・Ｂ群２、
８０３：検索多角形・Ｂ群３、
８０４：検索多角形・Ｂ群４、
９００：操作画面、
９０１：被検索画像表示領域、
９０２：教示画像表示領域、
９０３：相関係数設定領域、
９０４：教示レシピ名設定領域、
９０５：教示レシピ読み込みボタン、
９０６：教示レシピ保管ボタン、
９１０：検索ボタン、
９２０：教示位置相関リスト、
９２１：教示位置相関リスト項目削除ボタン、
９２２：教示位置相関リスト項目削除取消ボタン、
９２３：教示位置相関多角形情報作成ボタン、
９３０：教示位置相関多角形情報リスト、
９４０：被検索画像表示領域における教示位置相関の表示、
９４１：被検索画像表示領域における教示位置相関多角形の表示。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ手段を有するＦＰＤ実装装置において、
前記位置合わせ手段は、
前記基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成する手段と、
前記被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存する手段と、
前記被検索画像を構成する前記類似パターンおよび基準パターンのそれぞれと前記アライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出する手段と、
第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する前記類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成する手段と、を有し、
前記一覧表に基づいて、前記被検索画像の中から前記基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うことを特徴とするＦＰＤ実装装置。
【請求項２】
前記第１の相関率は、該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像の総計が複数となるように設定されることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項３】
該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像が一つの場合は、それをアライメント用画像として用いることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項４】
該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像が３つ以上の場合は、
前記アライメントマーク画像および前記類似パターンを画像化した類似画像のそれぞれの座標原点の相対位置相関から多角形を生成し、該多角形の特徴を教示する教示多角形を生成する手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項５】
前記教示多角形間の特徴のマッチングを行い、一致した多角形の頂点の位置相関からアライメントマーク画像位置を認識する手段を有することを特徴とする請求項４記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項６】
前記被検索画像の原点を基準として、前記アライメントマーク教示画像および前記複数の類似画像のそれぞれの原点の相対位置を算出する手段と、
算出したそれぞれの原点から少なくとも３点を抽出し、抽出された各点を頂点とする多角形を求める手段と、
該多角形を前記それぞれの原点の組合せの数だけ実行を繰り返す手段とを有し、
前記被検索画像の原点を含む多角形を基準として、アライメントマーク画像位置を認識することを特徴とする請求項４記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項７】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ画像検出方法において、
前記基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成するステップと、
前記被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存するステップと、
前記被検索画像を構成する前記類似パターンおよび基準パターンのそれぞれと前記アライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出するステップと、
第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する前記類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成するステップと、
前記一覧表に基づいて、前記被検索画像の中から前記基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うステップとを有することを特徴とする位置合わせ画像検出方法。
【請求項８】
該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像が３つ以上の場合は、
前記アライメントマーク画像および前記類似パターンを画像化した類似画像のそれぞれの座標原点の相対位置相関から多角形を生成し、該多角形の特徴を教示する教示多角形を生成するステップと、
前記教示多角形間の特徴のマッチングを行い、一致した多角形の頂点の位置相関からアライメントマーク画像位置を認識するステップとを有することを特徴とする請求項７記載の位置合わせ画像検出方法。
【請求項９】
前記被検索画像の原点を基準として、前記アライメントマーク教示画像および前記複数の類似画像のそれぞれの原点の相対位置を算出するステップと、
算出したそれぞれの原点から少なくとも３点を抽出し、抽出された各点を頂点とする多角形を求めるステップと、
該多角形を前記それぞれの原点の組合せの数だけ実行を繰り返すステップとを有し、
前記被検索画像の原点を含む多角形を基準として、アライメントマーク画像位置を認識することを特徴とする請求項７記載の位置合わせ画像検出方法。
【請求項１】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ手段を有するＦＰＤ実装装置において、
前記位置合わせ手段は、
前記基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成する手段と、
前記被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存する手段と、
前記被検索画像を構成する前記類似パターンおよび基準パターンのそれぞれと前記アライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出する手段と、
第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する前記類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成する手段と、を有し、
前記一覧表に基づいて、前記被検索画像の中から前記基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うことを特徴とするＦＰＤ実装装置。
【請求項２】
前記第１の相関率は、該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像の総計が複数となるように設定されることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項３】
該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像が一つの場合は、それをアライメント用画像として用いることを特徴とする請求項１記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項４】
該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像が３つ以上の場合は、
前記アライメントマーク画像および前記類似パターンを画像化した類似画像のそれぞれの座標原点の相対位置相関から多角形を生成し、該多角形の特徴を教示する教示多角形を生成する手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項５】
前記教示多角形間の特徴のマッチングを行い、一致した多角形の頂点の位置相関からアライメントマーク画像位置を認識する手段を有することを特徴とする請求項４記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項６】
前記被検索画像の原点を基準として、前記アライメントマーク教示画像および前記複数の類似画像のそれぞれの原点の相対位置を算出する手段と、
算出したそれぞれの原点から少なくとも３点を抽出し、抽出された各点を頂点とする多角形を求める手段と、
該多角形を前記それぞれの原点の組合せの数だけ実行を繰り返す手段とを有し、
前記被検索画像の原点を含む多角形を基準として、アライメントマーク画像位置を認識することを特徴とする請求項４記載のＦＰＤ実装装置。
【請求項７】
基準パターンが設けられた基板に対して該基準パターンを照準として位置合わせを行い所望の位置に電子部品を搭載する位置合わせ画像検出方法において、
前記基準パターンと該基準パターンの近傍に配置された複数の類似パターンとを含む被検出パターンを画像化した被検索画像を作成するステップと、
前記被検索画像から該基準パターンを含む領域を切り出してアライメントマーク教示画像として保存するステップと、
前記被検索画像を構成する前記類似パターンおよび基準パターンのそれぞれと前記アライメントマーク教示画像との画像形状の一致度を表わす相関率を算出するステップと、
第１の相関率を設定し、該第１の相関率以上の相関率を有する前記類似パターンおよび基準パターンの画像の一覧表を作成するステップと、
前記一覧表に基づいて、前記被検索画像の中から前記基準パターンに対応するアライメントマーク用画像を選定し、該アライメントマーク用画像を基準にして位置合わせを行うステップとを有することを特徴とする位置合わせ画像検出方法。
【請求項８】
該第１の相関率以上の相関率を有する前記被検索画像が３つ以上の場合は、
前記アライメントマーク画像および前記類似パターンを画像化した類似画像のそれぞれの座標原点の相対位置相関から多角形を生成し、該多角形の特徴を教示する教示多角形を生成するステップと、
前記教示多角形間の特徴のマッチングを行い、一致した多角形の頂点の位置相関からアライメントマーク画像位置を認識するステップとを有することを特徴とする請求項７記載の位置合わせ画像検出方法。
【請求項９】
前記被検索画像の原点を基準として、前記アライメントマーク教示画像および前記複数の類似画像のそれぞれの原点の相対位置を算出するステップと、
算出したそれぞれの原点から少なくとも３点を抽出し、抽出された各点を頂点とする多角形を求めるステップと、
該多角形を前記それぞれの原点の組合せの数だけ実行を繰り返すステップとを有し、
前記被検索画像の原点を含む多角形を基準として、アライメントマーク画像位置を認識することを特徴とする請求項７記載の位置合わせ画像検出方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２５５８２６（Ｐ２０１２−２５５８２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７３５７（Ｐ２０１１−１２７３５７）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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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