(57)【要約】【課題】  本発明は、画像データ内に複数アライメントマークが重なった状態で存在する場合にも、それぞれのアライメントマークの位置を安定的にかつ正確に認識することができるマーク認識装置およびマーク認識方法を提供することを課題とする。【解決手段】  マーク上下順序判定部３２によって複数のアライメントマークの上下順序を自動的に判定し、上位のアライメントマークＡの位置を認識し、マスク処理画像生成部３４によって上位のアライメントマークのマスク領域を用いたマスク処理画像データを生成し、下位マーク位置認識部３５によってマスク処理画像データを用いて下位のアライメントマークの位置を認識する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識装置であって、
最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識手段と、
該上位マーク位置認識手段による最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識する下位マーク位置認識手段とを具備することを特徴とするマーク認識装置。
【請求項２】
前記下位マーク位置認識手段は、位置を認識した前記下位マークよりもさらに下位の前記アライメントマークが存在する場合には、位置を認識した前記下位マークの認識情報を前記上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークの位置を認識することを特徴とする請求項１記載のマーク認識装置。
【請求項３】
前記２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの上下順序を判定する上下順序判定手段を具備することを特徴とする請求項１又は２記載のマーク認識装置。
【請求項４】
前記上下順序判定手段は、複数の前記アライメントマークを個別に認識処理した結果から得られたそれぞれの相関値を用いて、前記アライメントマークの上下順序を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマーク認識装置。
【請求項５】
前記下位マーク位置認識手段は、前記上位マークの認識情報として、前記２次元画像データ上の前記上位マーク部分を認識処理の相関値計算の対象から除外するためのマスク領域を用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマーク認識装置。
【請求項６】
前記マスク領域としては、前記上位マークの位置認識に用いたテンプレート画像のサイズと一致する領域が用いられることを特徴とする請求項５記載のマーク認識装置。
【請求項７】
前記マスク領域としては、前記上位マークの領域が用いられることを特徴とする請求項５記載のマーク認識装置。
【請求項８】
前記マスク領域としては、前記上位マークの形状と一致する領域が用いられることを特徴とする請求項７記載のマーク認識装置。
【請求項９】
前記マスク領域としては、前記上位マークの形状と一致する領域に拡大処理を施した領域が用いられることを特徴とする請求項７記載のマーク認識装置。
【請求項１０】
前記マスク領域としては、前記上位マークの位置認識に用いた輪郭エッジのテンプレート画像を穴埋め処理した領域が用いられることを特徴とする請求項５記載のマーク認識装置。
【請求項１１】
上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法であって、
最上位の前記アライメントマークの位置を認識し、
該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識することを特徴とするマーク認識方法。
【請求項１２】
位置を認識した前記下位マークよりもさらに下位の前記アライメントマークが存在する場合には、位置を認識した前記下位マークの認識情報を前記上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークの位置を認識することを特徴とする請求項１１記載のマーク認識方法。
【請求項１３】
前記２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの上下順序を判定することを特徴とする請求項１１又は１２記載のマーク認識方法。
【請求項１４】
複数の前記アライメントマークを個別に認識処理した結果から得られたそれぞれの相関値を用いて、前記アライメントマークの上下順序を判定することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載のマーク認識方法。
【請求項１５】
前記上位マークの認識情報として、前記２次元画像データ上の前記上位マーク部分を認識処理の相関値計算の対象から除外するためのマスク領域を用いることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載のマーク認識方法。
【請求項１６】
前記マスク領域として、前記上位マークの位置認識に用いたテンプレート画像のサイズと一致する領域を用いることを特徴とする請求項１５記載のマーク認識方法。
【請求項１７】
前記マスク領域として、前記上位マークの領域を用いることを特徴とする請求項１５記載のマーク認識方法。
【請求項１８】
前記マスク領域として、前記上位マークの形状と一致する領域を用いることを特徴とする請求項１７記載のマーク認識方法。
【請求項１９】
前記マスク領域として、前記上位マークの形状と一致する領域に拡大処理を施した領域を用いることを特徴とする請求項１７記載のマーク認識方法。
【請求項２０】
前記マスク領域として、前記上位マークの位置認識に用いた輪郭エッジのテンプレート画像を穴埋め処理した領域を用いることを特徴とする請求項１５記載のマーク認識方法。
【請求項２１】
上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識処理と、
該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識する下位マーク位置認識処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２２】
上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識処理と、
該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識すると共に、位置を認識した前記下位マークよりもさらに下位の前記アライメントマークが存在する場合には、位置を認識した前記下位マークの認識情報を前記上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークの位置を認識する下位マーク位置認識処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２３】
上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの上下順序を判定する上下順序判定処理と、
該上下順序判定処理によって判定された最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識処理と、
該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識する下位マーク位置認識処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板に形成されたアライメントマークを認識するマーク認識装置およびマーク認識方法に関し、特に、重ね合わされたガラス基板にそれぞれ形成されたアライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識装置およびマーク認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、従来のマーク認識方法を説明するためのフローチャートである。
取り込んだ画像データから所定のマークを認識するマーク認識方法としては、マークのエッジに基づいて認識する方法や、マークの重心位置から認識する方法や、パターンマッチングによって認識する方法が従来から用いられている。
【０００３】
マークのエッジに基づいて認識する方法は、図１４を参照すると、マークを含んだ画像を取り込み（ステップＢ１）、取り込んだ画像データから認識する対象物のエッジを抽出し（ステップＢ２）、抽出されたエッジから任意の３点の候補点を抽出し（ステップＢ３）、予測される円の中心点を目標点として抽出することで（ステップＢ４）、マークの位置を認識するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、マークの重心位置から認識する方法は、画像データを２値化処理した後、その重心位置を検出し、重心位置に基づいてマーク位置を認識するものであり、さらに、パターンマッチングによって認識する方法は、登録されたマークのテンプレート画像との相関値を算出し、座標を探索することによってマーク位置を認識するものである。
【０００５】
しかしながら、２枚のガラス基板を重ねた状態で各ガラス基板に形成されたアライメントマークの位置を認識する際には、２つのアライメントマークが重なり合う場合がある。このように２つのアライメントマークが重なり合う場合には、カメラ視線方向に対して下側のガラス基板に形成されているアライメントマークを認識する場合に、上側のガラス基板に形成されているアライメントマークが影響し、認識精度が低下するという問題点があった。
【０００６】
すなわち、マークのエッジに基づいて認識する方法では、形状を円形に限定しておりかつエッジ点の選択において他マークのエッジ点が選択された場合、認識されるマークの位置に誤差が生じるため、認識精度が低下してしまう。また、マークの重心位置から認識する方法では、遮蔽部分の影響でマーク形状が完全なものでなくなり、重心位置と中心位置とが一致せず、認識されるマークの位置に誤差が生じてしまうため、認識精度が低下してしまう。さらに、パターンマッチングによって認識する方法では、遮蔽部分の影響で登録しているテンプレート画像との相関値が低下し、検出精度が低下するため、認識精度が低下してしまう。
【０００７】
なお、２枚のガラス基板を重ねた状態で各ガラス基板に形成されたアライメントマークの位置を認識する方法としては、一方のガラス基板に形成されたアライメントマークの画像データを取り込んだ後に、さらに２枚のガラス基板を重ねた状態で重なったアライメントマークの画像データを取り込むことによって、個々のアライメントマークの位置を認識する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、２回に分けて画像データを取り込む必要があり、アライメントマークの認識処理に係る作業が繁雑になってしまう。
【特許文献１】特開平９−１７８４２７号公報
【特許文献２】特開平７−３０６００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像データ内に複数アライメントマークが重なった状態で存在する場合にも、それぞれのアライメントマークの位置を安定的にかつ正確に認識することができるマーク認識装置およびマーク認識方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識装置であって、最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識手段と、該上位マーク位置認識手段による最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識する下位マーク位置認識手段とを具備することを特徴とするマーク認識装置に存する。
また請求項２記載の発明の要旨は、前記下位マーク位置認識手段は、位置を認識した前記下位マークよりもさらに下位の前記アライメントマークが存在する場合には、位置を認識した前記下位マークの認識情報を前記上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークの位置を認識することを特徴とする請求項１記載のマーク認識装置に存する。
また請求項３記載の発明の要旨は、前記２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの上下順序を判定する上下順序判定手段を具備することを特徴とする請求項１又は２記載のマーク認識装置に存する。
また請求項４記載の発明の要旨は、前記上下順序判定手段は、複数の前記アライメントマークを個別に認識処理した結果から得られたそれぞれの相関値を用いて、前記アライメントマークの上下順序を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマーク認識装置に存する。
また請求項５記載の発明の要旨は、前記下位マーク位置認識手段は、前記上位マークの認識情報として、前記２次元画像データ上の前記上位マーク部分を認識処理の相関値計算の対象から除外するためのマスク領域を用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマーク認識装置に存する。
また請求項６記載の発明の要旨は、前記マスク領域としては、前記上位マークの位置認識に用いたテンプレート画像のサイズと一致する領域が用いられることを特徴とする請求項５記載のマーク認識装置に存する。
また請求項７記載の発明の要旨は、前記マスク領域としては、前記上位マークの領域が用いられることを特徴とする請求項５記載のマーク認識装置に存する。
また請求項８記載の発明の要旨は、前記マスク領域としては、前記上位マークの形状と一致する領域が用いられることを特徴とする請求項７記載のマーク認識装置に存する。
また請求項９記載の発明の要旨は、前記マスク領域としては、前記上位マークの形状と一致する領域に拡大処理を施した領域が用いられることを特徴とする請求項７記載のマーク認識装置に存する。
また請求項１０記載の発明の要旨は、前記マスク領域としては、前記上位マークの位置認識に用いた輪郭エッジのテンプレート画像を穴埋め処理した領域が用いられることを特徴とする請求項５記載のマーク認識装置に存する。
また請求項１１記載の発明の要旨は、上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法であって、最上位の前記アライメントマークの位置を認識し、該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識することを特徴とするマーク認識方法に存する。
また請求項１２記載の発明の要旨は、位置を認識した前記下位マークよりもさらに下位の前記アライメントマークが存在する場合には、位置を認識した前記下位マークの認識情報を前記上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークの位置を認識することを特徴とする請求項１１記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１３記載の発明の要旨は、前記２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの上下順序を判定することを特徴とする請求項１１又は１２記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１４記載の発明の要旨は、複数の前記アライメントマークを個別に認識処理した結果から得られたそれぞれの相関値を用いて、前記アライメントマークの上下順序を判定することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１５記載の発明の要旨は、前記上位マークの認識情報として、前記２次元画像データ上の前記上位マーク部分を認識処理の相関値計算の対象から除外するためのマスク領域を用いることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１６記載の発明の要旨は、前記マスク領域として、前記上位マークの位置認識に用いたテンプレート画像のサイズと一致する領域を用いることを特徴とする請求項１５記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１７記載の発明の要旨は、前記マスク領域として、前記上位マークの領域を用いることを特徴とする請求項１５記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１８記載の発明の要旨は、前記マスク領域として、前記上位マークの形状と一致する領域を用いることを特徴とする請求項１７記載のマーク認識方法に存する。
また請求項１９記載の発明の要旨は、前記マスク領域として、前記上位マークの形状と一致する領域に拡大処理を施した領域を用いることを特徴とする請求項１７記載のマーク認識方法に存する。
また請求項２０記載の発明の要旨は、前記マスク領域として、前記上位マークの位置認識に用いた輪郭エッジのテンプレート画像を穴埋め処理した領域を用いることを特徴とする請求項１５記載のマーク認識方法に存する。
また請求項２１記載の発明の要旨は、上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識処理と、該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識する下位マーク位置認識処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムに存する。
また請求項２２記載の発明の要旨は、上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識処理と、該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識すると共に、位置を認識した前記下位マークよりもさらに下位の前記アライメントマークが存在する場合には、位置を認識した前記下位マークの認識情報を前記上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークの位置を認識する下位マーク位置認識処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムに存する。
また請求項２３記載の発明の要旨は、上下順序を持って重ねられた複数のアライメントマークを撮像することによって得られた２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの位置をそれぞれ認識するマーク認識方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記２次元画像データを用いて複数の前記アライメントマークの上下順序を判定する上下順序判定処理と、該上下順序判定処理によって判定された最上位の前記アライメントマークの位置を認識する上位マーク位置認識処理と、該認識した最上位の前記アライメントマークの認識情報を上位マークの認識情報として用いて、一層下の前記アライメントマークである下位マークの位置を認識する下位マーク位置認識処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムに存する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマーク認識装置およびマーク認識方法は、複数のアライメントマークの上下順序から、上位のマーク位置認識を行い、その結果をマスク領域とし、下位のマークの位置認識を上位マークの情報を排除した状態で行うように構成することにより、画像データ内に複数アライメントマークが重なった状態で存在する場合にも、それぞれのアライメントマークの位置を安定的にかつ正確に認識することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るマーク認識装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示す画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１３】
第１の実施の形態は、図１を参照すると、カメラ１と、被写体に光を照射する照明２と、カメラ１によって撮像された画像データが入力される画像処理装置３とからなり、アライメントマークＡが形成された上側ガラス基板４と、アライメントマークＢが形成された下側ガラス基板５とが重ねられた状態で、カメラ１によって上側ガラス基板４からアライメントマークＡおよびアライメントマークＢが含まれる範囲の画像を撮像し、カメラ１によって取り込まれた映像信号を画像処理装置３で画像処理することによってアライメントマークＡおよびアライメントマークＢの位置を安定的にかつ正確に認識する。なお、図１には、カメラ１によって２層のアライメントマークＡおよびアライメントマークＢを撮像する例が示されているが、本発明は、３層以上のアライメントマークのそれぞれの位置を認識することができる。
【００１４】
画像処理装置３は、プログラムの制御により動作するコンピュータ等の情報処理装置であり、図２を参照すると、２次元画像変換部３１と、画像メモリ３１１と、マーク上下順序判定部３２と、マスク領域生成部３３と、マスク処理画像生成部３４と、画像メモリ３４１と、下位マーク位置認識部３５と、マーク位置データ出力部３６とからなる。
【００１５】
２次元画像変換部３１は、カメラ１から入力される映像信号を２次元画像データに変換し、変換した２次元画像データ（以下、入力画像データと称す）を画像メモリ３１１に記憶させる。
【００１６】
マーク上下順序判定部３２は、画像メモリ３１１に記憶された入力画像データを対象に、入力画像データに存在する複数のアライメントマークの上下順序を判定し、上下順序において最上位のアライメントマークの位置を認識する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００１７】
マスク領域生成部３３は、上位に位置するアライメントマークの位置および形状データからマスク領域データを生成する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００１８】
マスク処理画像生成部３４は、マスク領域生成部３３によって生成されたマスク領域データを用い、画像メモリ３１１に記憶された入力画像データに上位に位置するアライメントマークの領域に該当する部分に、マーク認識時に非対象とするコード値を設定する処理をプログラムに基づいて実行、生成した画像（以下、マスク処理画像データと称す）を画像メモリ３４１に記憶させる。
【００１９】
下位マーク位置認識部３５は、画像メモリ３４１に記憶されたマスク処理画像データを対象に下位に位置するアライメントマークの位置を認識する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００２０】
マーク位置データ出力部３６は、マーク上下順序判定部３２および下位マーク位置認識部３５で認識された複数のアライメントマークの位置データを出力する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００２１】
次に、第１の実施の形態におけるアライメントマークの位置認識処理動作について図３を参照して説明する。
図３は、本発明に係るマーク認識装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２２】
まず、カメラ１で複数のアライメントマークが含まれる範囲の画像を撮像する（ステップＡ１）。撮像された映像信号は、２次元画像変換部３１に入力され、２次元画像変換部３１によって入力画像データに変換され、変換された入力画像データは、画像メモリ３１１に記憶される。
【００２３】
次に、マーク上下順序判定部３２は、認識する複数のアライメントマークのテンプレート画像を用いて、画像メモリ３１１に記憶された入力画像データを対象に、各アライメントマークに対して位置認識処理を実行し、結果の相関値を比較し、複数のアライメントマークの上下順序を判定し（ステップＡ２）、認識された最上位のアライメントマークの位置認識を行い、認識した最上位のアライメントマークの位置データをマーク位置データ出力部３６に出力する。
【００２４】
次に、マスク領域生成部３３は、直近に位置認識が行われたアライメントマーク（以下、上位マークと称す）の位置データを用いて、上位マークの領域、すなわち上位マークが含まれる領域に上位マーク部分をマスクするマスク領域データを生成し（ステップＡ３）、生成したマスク領域データをマスク処理画像生成部３４に出力する。
【００２５】
次に、マスク処理画像生成部３４は、マスク領域生成部３３から入力されたマスク領域データを用いて、画像メモリ３１１に記憶された入力画像データに認識対象外情報を設定する（ステップＡ４）。すなわち、マスク処理画像生成部３４は、マスク領域生成部３３から入力されたマスク領域データを用いて、入力画像データから上位マークの領域を認識処理の相関値計算の対象外とする情報を記述したマスク処理画像データを生成し、生成したマスク処理画像データを画像メモリ３４１に記憶させる。
【００２６】
次に、下位マーク位置認識部３５は、画像メモリ３４１に記憶されたマスク処理画像データを入力とし、上位マークの１層下のアライメントマーク（以下、下位マークと称す）に対して位置認識処理を実行することで下位マークの位置認識を行い（ステップＡ５）、認識した下位マークの位置データをマーク位置データ出力部３６に出力する。
【００２７】
次に、ステップＡ５で認識された下位マークが最下位のアライメントマークであるか否かが判断され（ステップＡ６）、ステップＡ５で認識された下位マークが最下位のアライメントマークでない場合には、ステップＡ３に戻り、ステップＡ５で認識された下位マークが最下位のアライメントマークになるまでステップＡ３〜Ａ６の処理が繰り返され、アライメントマークの位置が最上位から最下位まで順次認識されることになる。
【００２８】
ステップＡ６において、ステップＡ５で認識された下位マークが最下位のアライメントマークである場合には、マーク位置データ出力部３６は、マーク上下順序判定部３２および下位マーク位置認識部３５によって位置が認識された全アライメントマークの位置データを出力し（ステップＡ７）、アライメントマークの位置認識処理を終了する。
【００２９】
次に、第１の実施の形態におけるアライメントマークが重なった状態、すなわち最上位もしくは上位マークにより下位マークの遮蔽が発生している入力画像データを対象とする動作について図４乃至図８を参照して説明する。
図４は、図２に示す２次元画像変換部によって変換された入力画像データ例を示す図であり、図５は、図２に示すマーク上下順序判定部および下位マーク位置認識部で用いられるテンプレート画像例を示す図であり、図６は、図２に示すマスク領域生成部によって生成されるマスク領域例を示す図であり、図７は、図２に示すマスク処理画像生成部によって生成されるマスク処理画像データ例を示す図であり、図８は、図２に示す下位マーク位置認識部で相関値を算出する領域例を示す図である。
【００３０】
認識する複数のアライメントマークに関するそれぞれの形状および輝度の情報は、認識処理時に使用するテンプレート画像から得ることが可能である。それに対して入力画像データにおける複数のアライメントマークの上下順序関係は不明である場合がある。またアライメントマーク同士が部分的に重なり、遮蔽が発生する場合がある。
【００３１】
複数のアライメントマークの上下順序関係は不明であり、且つアライメントマーク同士が部分的に重なり、遮蔽が発生している場合の入力画像データ例を図４に示す。図４に示す入力画像データにおいては、２つのアライメントマークＡおよびアライメントマークＢが含まれていると共に、２つのアライメントマークＡおよびアライメントマークＢが部分的に重なっており、アライメントマークＢに部分的な遮蔽が発生している。
【００３２】
従来のマーク認識方法では、図４に示す入力画像データにおけるアライメントマークＡおよびアライメントマークＢの位置をそれぞれ認識する場合、マークのエッジに基づいて認識する方法を採用すると、アライメントマークＡのエッジ点を選択するときに、重なっているアライメントマークＢのエッジ点が選択される場合があり、認識されるアライメントマークの位置がずれてしまう。また、２値化処理を用いてマークの重心位置から認識する方法を採用する場合も、アライメントマークＢの遮蔽部分が影響し、２値化による領域の重心位置とアライメントマークＡの位置とがずれてしまい、さらに、テンプレート画像の輝度によるパターンマッチングによって認識する方法を採用する場合も、アライメントマークＢの認識時にアライメントマークＡの重なり部分が影響し、得られる相関値は低くなり、正しい位置からずれた位置を認識してしまうことがある。
【００３３】
これに対して本発明に係るマーク認識装置の第１の実施の形態においては、まず、マーク上下順序判定部３２により、入力画像データを対象にアライメントマークＡおよびアライメントマークＢの位置認識を、図５（ａ）に示すアライメントマークＡのテンプレート画像と、図５（ｂ）に示すアライメントマークＢのテンプレート画像とを用いて行い、それぞれの処理結果の相関値を比較し、相関値の大きい順に上下順序を判定し、認識された最上位のアライメントマークの位置認識を行い、認識した最上位のアライメントマークの位置データをマーク位置データ出力部３６に出力する。図４に示す入力画像データの場合、アライメントマークＢはアライメントマークＡとの重なりによる遮蔽部分があるため、相関値が低くなるため、上下順序は、上位からアライメントマークＡ、アライメントマークＢになり、マーク上下順序判定部３２によってアライメントマークＡの位置認識が正確に行われる。
【００３４】
次に、マスク領域生成部３３により、図６に示す認識された上位のアライメントマークＡの位置にアライメントマークＡのテンプレート画像のサイズと同じ領域データ（マスク領域）を生成する。次に、マスク処理画像生成部３４は、入力画像データのマスク領域部分に、認識処理の時に非対象とするコードを設定する。マスク領域内の画素は、テンプレート画像による認識処理を行う２次元画像データの左上位置を開始座標とし右下位置を終点座標とする経路には含まれるが、相関値を算出するときは、除外される。生成されるマスク処理画像は、図７に示すようにアライメントマークＡの輝度情報を除いたアライメントマークＢの輝度情報のみになる。
【００３５】
次に、下位マーク位置認識部３５により、下位のアライメントマークＢの認識処理を行う。下位マーク位置認識部３５では、図５（ｂ）に示すアライメントマークＢのテンプレート画像を用いて相関値の算出が行われることになるが、図８に示すように相関値を算出する領域にアライメントマークＡのマスク領域が含まれる場合には、マスク領域を除いた部分で行われる。その結果、図５（ｂ）のテンプレート画像からマスク領域を除いた状態で高い相関値を得ることができ、下位マーク位置認識部３５によってアライメントマークＢの位置認識が正確に行われる。
【００３６】
なお、マーク上下順序判定部３２および下位マーク位置認識部３５において、テンプレート画像の輝度によるマッチングを用いてアライメントマークの位置認識を行うように構成したが、テンプレート画像からエッジ点抽出を行ったエッジ画像の輝度によるマッチング方式に変更してもよい。
【００３７】
図９は、図２に示すマーク上下順序判定部および下位マーク位置認識部で用いられる輪郭エッジのテンプレート画像例を示す図である。
なお、マーク上下順序判定部３２および下位マーク位置認識部３５における位置認識方法としてエッジ画像の輝度によるマッチング方式を採用した場合、テンプレート画像は、図９（ａ）に示す輪郭部分の画像を用いる。マスク領域生成部３３において生成されるマスク領域は、図９（ｂ）に示すように輪郭部分の画像に穴埋め処理を施した領域を用いることにより、上位マーク部分のみがマスク領域となり、認識精度を上げることができる。
【００３８】
図１０は、図２に示すマスク領域生成部において生成されるマスク領域の他の例を示す図であり、図１１は、図２に示すマスク処理画像生成部によって生成されるマスク処理画像データの他の例を示す図であり、図１２は、図１０に示すマスク領域に拡大処理を施した例を示す図である。
また、マスク領域生成部３３において生成されるマスク領域として、図６に示す上位マークのテンプレート画像サイズの領域を用いたが、代わりに図１０に示すような上位マークの形状と同じ領域を用いることにより、上位マーク部分のみがマスク領域となり、認識精度を上げることができる。なお、図１０に示すマスク領域を用いた場合に、マスク処理画像生成部３４によって生成されるマスク処理画像データは、図１１に示すようになる。
【００３９】
さらに、図１０に示すマスク領域に対して拡大処理を施すことにより、図１２に示すような拡大された領域を用いることにより、上位マークの輪郭部周辺に突起等がある場合、突起部分の影響を除去する領域となり、認識精度を上げることができる。
【００４０】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、マーク上下順序判定部３２によって複数のアライメントマークＡ、Ｂの上下順序を自動的に判定し、上位のアライメントマークＡの位置を認識し、マスク処理画像生成部３４によって上位のアライメントマークＡのマスク領域を用いたマスク処理画像データを生成し、下位マーク位置認識部３５によってマスク処理画像データを用いて下位のアライメントマークＢの位置を認識するように構成することにより、画像データ内に複数アライメントマークが重なった状態で存在する場合にも、それぞれのアライメントマークの位置を安定的にかつ正確に認識することができるという効果を奏する。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態について図１３を参照して説明する。
図１３は、本発明に係るマーク認識装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００４２】
第２の実施の形態は、図１３を参照すると、第１の実施の形態の構成のマーク上下順序判定部３２に代わって上位マーク位置認識部４２が設けられている。
【００４３】
上位マーク位置認識部４２は、複数のアライメントマークの上下順序が既知である場合、上下順序データに基づいて、認識処理するアライメントマークの順番を決定し、最上位のアライメントマークの位置認識を行うものである。第１の実施の形態の構成であるマーク上下順序判定部３２は、上下順序を判定するために、全てのアライメントマークの位置認識を行う。そのため下位マークは、位置を決定するまでに１アライメントマークにつき２回認識を行う必要がある。それに対して上位マーク位置認識部４２により、上下順序が既知であるため、全てのアライメントマークの位置認識を各１回の認識で行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、既知である複数のアライメントマークの上下順序に基づいて、上位マーク位置認識部４２によって最上位のアライメントマークの位置を認識し、マスク処理画像生成部３４によって上位のアライメントマークのマスク領域を用いたマスク処理画像データを生成し、下位マーク位置認識部３５によってマスク処理画像データを用いて下位のアライメントマークの位置を認識するように構成することにより、マークの位置認識処理を高速に行うことができ、安定的かつ正確に認識することができるという効果を奏する。
【００４５】
また、第１および第２の実施の形態によれば、複数のアライメントマークについて位置が下位のアライメントマークが上位のアライメントマークと重なり、部分的に遮蔽されると上位のアライメントマークの影響により位置ずれを起こすという従来技術の問題点は、アライメントマークの位置の上下順序に基づいて上位のアライメントマークから認識を行い、下位のアライメントマークの位置認識を上位のアライメントマークの情報を排除した状態で行うことにより、解決することができる。
【００４６】
さらに、第１の実施の形態によれば、複数のアライメントマークの位置の上下順序が既知である必要がなく、入力画像データから自動的に判定できるメリットがある。また第２の実施の形態によれば、アライメントマークの上下順序を既知としているので、全てのアライメントマークの位置を決定するまでの認識処理の回数は、第１の実施の形態と比較すると少ない回数で目的を達するため高速に処理できるメリットがある。
【００４７】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るマーク認識装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るマーク認識装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図２に示す２次元画像変換部によって変換された入力画像データ例を示す図である。
【図５】図２に示すマーク上下順序判定部および下位マーク位置認識部で用いられるテンプレート画像例を示す図である。
【図６】図２に示すマスク領域生成部によって生成されるマスク領域例を示す図である。
【図７】図２に示すマスク処理画像生成部によって生成されるマスク処理画像データ例を示す図である。
【図８】図２に示す下位マーク位置認識部で相関値を算出する領域例を示す図である。
【図９】図２に示すマーク上下順序判定部および下位マーク位置認識部で用いられる輪郭エッジのテンプレート画像例を示す図である。
【図１０】図２に示すマスク領域生成部において生成されるマスク領域の他の例を示す図である。
【図１１】図２に示すマスク処理画像生成部によって生成されるマスク処理画像データの他の例を示す図である。
【図１２】図１０に示すマスク領域に拡大処理を施した例を示す図である。
【図１３】本発明に係るマーク認識装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来のマーク認識方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１  カメラ
２  照明
３  画像処理装置
４  上側ガラス基板
５  下側ガラス基板
３１  ２次元画像変換部
３２  マーク上下順序判定部
３３  マスク領域生成部
３４  マスク処理画像生成部
３５  下位マーク位置認識部
３６  マーク位置データ出力部
４２  上位マーク位置認識部
３１１  画像メモリ
３４１  画像メモリ
Ａ  アライメントマーク
Ｂ  アライメントマーク
【図１】
2006226676.tif 000003
【図２】
2006226676.tif 000004
【図３】
2006226676.tif 000005
【図４】
2006226676.tif 000006
【図５】
2006226676.tif 000007
【図６】
2006226676.tif 000008
【図７】
2006226676.tif 000009
【図８】
2006226676.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006226676.tif 000016