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JP6132682B2 - Key pattern detection method - Google Patents
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Description

本発明は、ワークピース上のキーパターンを検出するキーパターン検出方法に関する。   The present invention relates to a key pattern detection method for detecting a key pattern on a workpiece.

表面にデバイスが形成されたウェーハ等のワークピースは、例えば、円環状の切削ブレードを備える切削装置や、レーザー照射用の加工ヘッドを備えるレーザー加工装置で加工される。   A workpiece such as a wafer having a device formed on the surface thereof is processed by, for example, a cutting apparatus including an annular cutting blade or a laser processing apparatus including a processing head for laser irradiation.

ワークピースの加工前には、切削ブレードや加工ヘッド等の加工手段と、ワークピースとの位置関係を特定し、調整するためのアライメント処理が実施されている(例えば、特許文献1参照)。   Prior to processing the workpiece, an alignment process is performed to identify and adjust the positional relationship between the processing means such as a cutting blade or a processing head and the workpiece (see, for example, Patent Document 1).

アライメント処理では、まず、登録用のワークピースの特徴的なパターンをカメラで撮像し、キーパターンとして設定する。次に、加工対象となる処理用のワークピースを撮像し、その撮像画像の中からキーパターンに合致するパターンを検出する。   In the alignment process, first, a characteristic pattern of a registration workpiece is captured by a camera and set as a key pattern. Next, a processing workpiece to be processed is imaged, and a pattern that matches the key pattern is detected from the captured image.

その後、検出されたパターンの位置に基づいて加工手段とワークピースとの位置関係を特定し、加工に適した位置関係となるように調整する。このように、加工手段とワークピースとの位置関係を調整することで、加工予定ラインに沿ってワークピースを適切に加工できるようになる。   Thereafter, the positional relationship between the processing means and the workpiece is specified based on the detected pattern position, and the positional relationship suitable for processing is adjusted. Thus, by adjusting the positional relationship between the processing means and the workpiece, the workpiece can be appropriately processed along the scheduled processing line.

特開平7−106405号公報JP-A-7-106405

ところで、ワークピースには傷や汚れが存在し、パターン自体にも僅かな誤差がある。よって、設定されたキーパターンと検出されるべきパターンとの完全な一致は期待できない。   By the way, the workpiece has scratches and dirt, and the pattern itself has a slight error. Therefore, it is not possible to expect complete matching between the set key pattern and the pattern to be detected.

そのため、上述のアライメント処理では、処理用のワークピースを撮像した撮像画像に含まれるパターンから、キーパターンと最も相関の強い(最も相関性の高い)パターンを検出するパターンマッチングが採用されている。   For this reason, in the above-described alignment processing, pattern matching that detects a pattern having the strongest correlation (highest correlation) with the key pattern is adopted from the patterns included in the captured image obtained by capturing the processing workpiece.

このパターンマッチングの精度を高めるには、表面の傷や汚れの影響を十分に取り除いて、設定されたキーパターンと検出されるべきパターンとの相関を強くすることが必要である。そこで、ワークピースを撮像する際に、照射する光の量、色、向き等を調整して、表面の傷や汚れが撮像画像に写り込まないような工夫が行われている。   In order to increase the accuracy of this pattern matching, it is necessary to sufficiently remove the influence of scratches and dirt on the surface and strengthen the correlation between the set key pattern and the pattern to be detected. Therefore, when imaging a workpiece, the amount, color, direction, etc. of the irradiated light are adjusted so that scratches and dirt on the surface do not appear in the captured image.

例えば、ワークピースの表面に照射する光の量を適正量より増やせば、表面の傷等を白とびさせて撮像画像に写り込まないようにできる。この場合、照射する光の量を増やして撮像された撮像画像をキーパターンとして登録すると共に、同等の光量で処理用のワークピースを撮像する。   For example, if the amount of light applied to the surface of the workpiece is increased from an appropriate amount, scratches on the surface can be overexposed so that they are not reflected in the captured image. In this case, the picked-up image picked up by increasing the amount of light to be irradiated is registered as a key pattern, and the processing workpiece is picked up with the same amount of light.

しかしながら、このような方法で撮像された撮像画像においては、キーパターンを含むパターン自体も白とびしてしまうことがあり、必ずしも高精度なパターンマッチングを実現できないという問題がある。   However, in the captured image captured by such a method, the pattern itself including the key pattern may be overexposed, and there is a problem that high-precision pattern matching cannot always be realized.

また、裏面側を研削されたワークピースのパターンマッチングでは、赤外線カメラを用いて、ワークピースを裏面側から撮像することがある。この場合、撮像画像には、表面側のパターンと共に裏面側の研削痕が写り込んでしまう。   Further, in pattern matching of a workpiece whose back side is ground, the workpiece may be imaged from the back side using an infrared camera. In this case, the grinding mark on the back surface side appears in the captured image together with the pattern on the front surface side.

研削痕の向きは、同一のワークピースにおいても領域毎に異なるので、研削痕が写り込んだ撮像画像をキーパターンとして登録すると、高精度なパターンマッチングを実現するのは難しくなる。   Since the direction of the grinding mark varies from region to region even in the same workpiece, it is difficult to realize high-precision pattern matching when a captured image in which the grinding mark is reflected is registered as a key pattern.

本発明はか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、キーパターンを高精度に検出可能なキーパターン検出方法を提供することである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a key pattern detection method capable of detecting a key pattern with high accuracy.

本発明によれば、キーパターンをワークピース上で検出するキーパターン検出方法であって、ワークピース上の特徴点を撮像して形成した第一の画素数を有するキーパターン画像を登録する登録ステップと、ワークピース上を撮像して該キーパターン画像より広い視野の第二の画素数のワークピース撮像画像を形成するワークピース撮像画像形成ステップと、該キーパターン画像の各画素の濃淡度と該ワークピース撮像画像の各画素の濃淡度とを合計した値を該第一の画素数と該第二の画素数との和で割った濃淡度平均値を算出し、2値化処理用閾値とする閾値設定ステップと、該閾値設定ステップで設定した該2値化処理用閾値で該キーパターン画像に2値化処理を施す2値化処理ステップと、を備えたことを特徴とするキーパターン検出方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a key pattern detection method for detecting a key pattern on a workpiece, and a registration step for registering a key pattern image having a first number of pixels formed by imaging a feature point on the workpiece. A workpiece captured image forming step of imaging a workpiece and forming a workpiece captured image having a second field of view with a wider field of view than the key pattern image, and the intensity of each pixel of the key pattern image, A binarization processing threshold value is calculated by calculating a gray level average value obtained by dividing a value obtained by summing the gray levels of each pixel of the workpiece captured image by the sum of the first pixel number and the second pixel number; And a binarization processing step for performing binarization processing on the key pattern image with the threshold for binarization processing set in the threshold setting step. The law is provided.

また、本発明によれば、キーパターンをワークピース上で検出するキーパターン検出方法であって、ワークピース上の特徴点を撮像して形成した第一の画素数を有するキーパターン画像を登録する登録ステップと、ワークピース上を撮像して該キーパターン画像より広い視野の第二の画素数のワークピース撮像画像を形成するワークピース撮像画像形成ステップと、該キーパターン画像の各画素の濃淡度の合計を該第一の画素数で割りキーパターン画像濃淡度平均値を算出する第一の平均値算出ステップと、該ワークピース撮像画像の各画素の濃淡度の合計を該第二の画素数で割りワークピース撮像画像濃淡度平均値を算出する第二の平均値算出ステップと、該第一の平均値算出ステップで算出した該キーパターン画像濃淡度平均値と該第二の平均値算出ステップで算出した該ワークピース撮像画像濃淡度平均値との平均値を算出し、2値化処理用閾値とする閾値設定ステップと、該キーパターン画像に該閾値設定ステップで設定した該2値化処理用閾値で2値化処理を施す2値化処理ステップと、を備えたことを特徴とするキーパターン検出方法が提供される。   According to the present invention, there is also provided a key pattern detection method for detecting a key pattern on a workpiece, wherein a key pattern image having a first pixel number formed by imaging a feature point on the workpiece is registered. A registration step, a workpiece captured image forming step of imaging the workpiece and forming a workpiece captured image having a second field of view with a wider field of view than the key pattern image, and the intensity of each pixel of the key pattern image A first average value calculating step for dividing the sum of the two by the first number of pixels to calculate a key pattern image intensity average value, and calculating the total intensity of each pixel of the workpiece captured image as the second pixel number And the second average value calculating step for calculating the average value of the workpiece captured image intensity, the key pattern image intensity average value calculated in the first average value calculating step, and the second A threshold value setting step for calculating an average value of the workpiece captured image grayscale average value calculated in the average value calculating step and setting it as a threshold value for binarization processing, and the key pattern image set in the threshold value setting step There is provided a key pattern detection method comprising: a binarization processing step for performing binarization processing with a threshold for binarization processing.

また、本発明のキーパターン検出方法において、前記2値化処理ステップを実施した後、該ワークピース撮像画像に該2値化処理用閾値で2値化処理を施し、該ワークピース撮像画像上で2値化処理が施された該キーパターン画像をパターンマッチングして相関を算出するとともに、最も強い相関が得られた領域をキーパターンとして検出するパターンマッチングステップを更に備えることが好ましい。   In the key pattern detection method of the present invention, after performing the binarization processing step, the binarization processing is performed on the workpiece captured image with the threshold for binarization processing, and the workpiece captured image is displayed on the workpiece captured image. It is preferable to further include a pattern matching step of calculating a correlation by pattern matching the binarized key pattern image and detecting a region having the strongest correlation as a key pattern.

本発明によれば、画像中の各画素の濃淡度の平均値に基づいて、2値化処理に適した閾値を設定するので、画像に写り込んだワークピースの傷や汚れ等を2値化処理で適切に除去できる。これにより、キーパターンを高精度に検出できる。   According to the present invention, a threshold value suitable for binarization processing is set based on the average value of the intensity of each pixel in the image, so that the scratches and dirt on the workpiece reflected in the image are binarized. It can be removed properly by processing. Thereby, the key pattern can be detected with high accuracy.

キーパターン検出方法が用いられるレーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structural example of the laser processing apparatus in which the key pattern detection method is used. ワークピースの表面側、及び撮像される画像の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the surface side of a workpiece, and the image imaged. アライメント処理を模式的に示す図である。It is a figure which shows an alignment process typically. アライメント処理において実施されるパターンマッチングの例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the pattern matching implemented in an alignment process. 登録ステップを模式的に示す図である。It is a figure which shows a registration step typically. ワークピース撮像画像形成ステップを模式的に示す図である。It is a figure which shows a workpiece picked-up image formation step typically. パターンマッチングステップを模式的に示す図である。It is a figure which shows a pattern matching step typically.

図1は、キーパターン検出方法が用いられるレーザー加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、本発明のキーパターン検出方法は、レーザー加工装置において用いられることに限定されず、切削装置、ウォータージェット加工装置、洗浄装置、測定装置等の装置において用いられても良い。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration example of a laser processing apparatus in which a key pattern detection method is used. The key pattern detection method of the present invention is not limited to being used in a laser processing apparatus, and may be used in apparatuses such as a cutting apparatus, a water jet processing apparatus, a cleaning apparatus, and a measuring apparatus.

図1に示すように、レーザー加工装置2は、各構成を支持する基台4を備えている。基台4の上方には、基台4を覆う筐体6が設けられている。筐体6の内部には、空間が形成されており、レーザービームを照射する加工ヘッド8及びワークピース11を撮像するカメラ10を含むレーザー照射ユニット12が収容されている。   As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 2 includes a base 4 that supports each component. A housing 6 that covers the base 4 is provided above the base 4. A space is formed inside the housing 6, and a laser irradiation unit 12 including a processing head 8 that irradiates a laser beam and a camera 10 that images the workpiece 11 is accommodated.

レーザー照射ユニット12の下方には、ワークピース11を吸引保持するチャックテーブル14が設けられている。このチャックテーブル14は、基台4の上面と水平なX軸方向(加工送り方向)及びY軸方向(割り出し送り方向)に移動すると共に、Z軸の周りに回転する。   Below the laser irradiation unit 12, a chuck table 14 for sucking and holding the workpiece 11 is provided. The chuck table 14 moves in the X-axis direction (machining feed direction) and the Y-axis direction (index feed direction) horizontal to the upper surface of the base 4 and rotates around the Z-axis.

基台4の角部には、カセットエレベータ16が設けられている。このカセットエレベータ16には、ワークピース11を収容するカセット18が載置される。カセットエレベータ16は、昇降可能に構成されており、ワークピース11を搬出、搬入できるように、カセット18の位置をZ軸方向(高さ方向)に調整する。   A cassette elevator 16 is provided at a corner of the base 4. On this cassette elevator 16, a cassette 18 that houses the workpiece 11 is placed. The cassette elevator 16 is configured to be movable up and down, and adjusts the position of the cassette 18 in the Z-axis direction (height direction) so that the workpiece 11 can be carried out and carried in.

筐体6の前面6aには、各種の条件を設定するためのタッチパネル式のモニタ20が設けられている。このモニタ20は、レーザー加工装置2の各構成を制御する制御装置22(図3参照)と接続されている。制御装置22は、モニタ20を通じて設定される各種条件に基づいて、加工ヘッド8、カメラ10、チャックテーブル14等の動作を制御する。   A touch panel type monitor 20 for setting various conditions is provided on the front surface 6 a of the housing 6. The monitor 20 is connected to a control device 22 (see FIG. 3) that controls each component of the laser processing device 2. The control device 22 controls operations of the machining head 8, the camera 10, the chuck table 14, and the like based on various conditions set through the monitor 20.

次に、上記レーザー加工装置2において実施されるアライメント処理を説明する。図2は、ワークピース11の表面側、及び撮像される画像の例を模式的に示す図である。   Next, the alignment process performed in the said laser processing apparatus 2 is demonstrated. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a surface side of the workpiece 11 and an image to be captured.

図2に示すように、ワークピース11は、円盤状の半導体ウェーハであり、中央のデバイス領域13と、デバイス領域13を囲む外周余剰領域15とを備えている。ワークピース11の表面側のデバイス領域13は、格子状に配列されたストリート(加工予定ライン)17a,17bで複数の領域に区画されており、各領域にはIC等のデバイス19(19a,19b)が形成されている。   As shown in FIG. 2, the workpiece 11 is a disk-shaped semiconductor wafer, and includes a central device region 13 and an outer peripheral surplus region 15 surrounding the device region 13. The device region 13 on the surface side of the workpiece 11 is divided into a plurality of regions by streets (scheduled processing lines) 17a and 17b arranged in a lattice pattern, and each region includes a device 19 (19a and 19b) such as an IC. ) Is formed.

このワークピース11のデバイス領域13の一部をレーザー加工装置2のカメラ10で撮像することにより、例えば、図2に示すような撮像画像30a,30bが形成される。撮像画像30a,30bには、デバイス19a,19b中の素子や配線により形成されるパターンPが含まれている。   By capturing a part of the device region 13 of the workpiece 11 with the camera 10 of the laser processing apparatus 2, for example, captured images 30a and 30b as shown in FIG. 2 are formed. The captured images 30a and 30b include a pattern P formed by elements and wirings in the devices 19a and 19b.

アライメント処理では、デバイス19a,19bにおいて特徴的なパターンPをキーパターンPkとして設定し、ワークピース11の位置を特定する。具体的には、キーパターンPkを用いて、ストリート17a(又は、ストリート17b)をX軸方向(又は、Y軸方向)と平行に合わせる平行出しステップ、及び加工位置を検出する加工位置検出ステップを実施する。   In the alignment process, the characteristic pattern P in the devices 19a and 19b is set as the key pattern Pk, and the position of the workpiece 11 is specified. Specifically, using the key pattern Pk, a paralleling step for aligning the street 17a (or street 17b) in parallel with the X-axis direction (or Y-axis direction) and a processing position detection step for detecting a processing position are performed. carry out.

平行出しステップでは、まず、ストリート17aと平行な方向において離れた位置にあるデバイス19a,19bの撮像画像30a,30bを取得し、各撮像画像30a,30b中のキーパターンPkを検出する。   In the parallelizing step, first, the captured images 30a and 30b of the devices 19a and 19b located at positions separated in the direction parallel to the street 17a are acquired, and the key pattern Pk in each of the captured images 30a and 30b is detected.

そして、撮像画像30a,30bにおけるキーパターンPkのY軸方向の座標が一致するように、チャックテーブル14を回転させる。これにより、撮像画像30a,30b中のキーパターンPkを結ぶ直線がX軸方向と平行になる。すなわち、ストリート17aがX軸方向と平行になる。   Then, the chuck table 14 is rotated so that the coordinates in the Y-axis direction of the key pattern Pk in the captured images 30a and 30b coincide. Thereby, a straight line connecting the key patterns Pk in the captured images 30a and 30b becomes parallel to the X-axis direction. That is, the street 17a is parallel to the X-axis direction.

加工位置検出ステップでは、予めレーザー加工装置2に記憶させておいたキーパターンPk及び加工位置の座標情報に基づき、検出されたキーパターンPkを基準とする加工位置の座標を算出する。なお、上述した座標情報は、例えば、設計情報などに基づいて取得される。   In the machining position detection step, the coordinates of the machining position based on the detected key pattern Pk are calculated based on the key pattern Pk stored in the laser machining apparatus 2 and the coordinate information of the machining position in advance. In addition, the coordinate information mentioned above is acquired based on design information etc., for example.

このようなアライメント処理の結果、後の加工ステップでレーザービームをストリート17a,17bに沿って照射し、ワークピース11を適切に加工できるようになる。なお、平行出しステップ及び加工位置検出ステップは、必要に応じてY軸方向にも実施される。また、図2では、撮像画像30a,30bの一部をキーパターンPkとして設定しているが、撮像画像30a,30bの全部をキーパターンPkとして設定しても良い。   As a result of such an alignment process, the workpiece 11 can be appropriately processed by irradiating the laser beam along the streets 17a and 17b in a subsequent processing step. The paralleling step and the processing position detection step are also performed in the Y-axis direction as necessary. In FIG. 2, some of the captured images 30a and 30b are set as the key pattern Pk. However, all of the captured images 30a and 30b may be set as the key pattern Pk.

図3は、アライメント処理を模式的に示す図であり、図4は、アライメント処理において実施されるパターンマッチングを模式的に示す図である。図3に示すように、アライメント処理の開始前には、キーパターンPkを登録するための登録用のワークピース11aを撮像し、形成される撮像画像30cからキーパターンPkを選定しておく。選定されたキーパターンPkは、制御装置22のメモリ22aにキーパターン画像32として登録される。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the alignment process, and FIG. 4 is a diagram schematically showing pattern matching performed in the alignment process. As shown in FIG. 3, before starting the alignment process, the registration work piece 11a for registering the key pattern Pk is imaged, and the key pattern Pk is selected from the formed captured image 30c. The selected key pattern Pk is registered as a key pattern image 32 in the memory 22a of the control device 22.

アライメント処理が開始されると、制御装置22は、加工対象となる処理用のワークピース11bをカメラ10に撮像させ、得られた撮像画像30a,30bをメモリ22aに記憶する。   When the alignment process is started, the control device 22 causes the camera 10 to capture the processing workpiece 11b to be processed, and stores the obtained captured images 30a and 30b in the memory 22a.

また、制御装置22は、処理プログラム22bに基づいて、撮像画像30a,30bに含まれるパターンPからキーパターン画像32と最も相関の強い(最も相関性の高い)パターンPを検出するパターンマッチングを実施する。   Further, the control device 22 performs pattern matching for detecting the pattern P having the strongest correlation (highest correlation) with the key pattern image 32 from the patterns P included in the captured images 30a and 30b based on the processing program 22b. To do.

このパターンマッチングでは、まず、図4に示すように、キーパターン画像32と同じサイズ(画素数)のマッチング用枠34を、縦横方向に1画素単位で順にずらしながら撮像画像30a,30b内の領域を切り出すことで、複数の被マッチング画像36を形成する。   In this pattern matching, first, as shown in FIG. 4, regions in the captured images 30 a and 30 b are sequentially shifted in the vertical and horizontal directions by a matching frame 34 having the same size (number of pixels) as the key pattern image 32. Are cut out to form a plurality of matching images 36.

次に、形成された複数の被マッチング画像36のそれぞれと、キーパターン画像32との相関の強さ(相関性の高さ)を算出し、キーパターン画像32との相関が最も強い被マッチング画像36をキーパターンPkとして検出する。この方法によれば、キーパターン画像32に最もよく似た被マッチング画像36を、キーパターンPkとして検出できる。   Next, the strength of correlation (high correlation) between each of the plurality of images to be matched 36 formed and the key pattern image 32 is calculated, and the matching image having the strongest correlation with the key pattern image 32 is calculated. 36 is detected as a key pattern Pk. According to this method, the matched image 36 most similar to the key pattern image 32 can be detected as the key pattern Pk.

ところで、ワークピース11a,11bには、通常、僅かな傷や汚れが存在する。そのため、撮像画像30a,30b,30cに傷や汚れが写り込むと、キーパターンPkを適切に検出できなくなる恐れがある。同様に、赤外線に感度のあるカメラ10で裏面側が研削されたワークピース11を撮像する場合には、裏面側の研削痕が撮像画像30に写り込み、パターンマッチングの精度が低下してしまう。   By the way, the workpieces 11a and 11b usually have slight scratches and dirt. Therefore, if scratches or dirt appear in the captured images 30a, 30b, and 30c, the key pattern Pk may not be detected properly. Similarly, when imaging the workpiece 11 whose back side is ground by the camera 10 sensitive to infrared rays, grinding marks on the back side are reflected in the captured image 30 and the accuracy of pattern matching is lowered.

この問題に対して、本発明者は、各画素の濃淡度の平均値に基づいて、画像を2値化するための2値化処理用閾値を設定すれば、画像に写り込んだワークピース11の傷や汚れ等を2値化処理で適切に除去し、キーパターンを高精度に検出できるのではないかと考えた。そして、この知見に基づき本発明を完成させた。以下、本発明の実施の形態について説明する。   To solve this problem, the present inventor sets a binarization processing threshold for binarizing an image based on the average value of the intensity of each pixel, and the workpiece 11 captured in the image is displayed. It was thought that the key pattern could be detected with high accuracy by appropriately removing the scratches, dirt, etc. in the binarization process. And based on this knowledge, this invention was completed. Embodiments of the present invention will be described below.

(実施の形態1)
本実施の形態では、キーパターン検出方法の第1の態様について説明する。第1の態様に係るキーパターン検出方法は、登録ステップ、ワークピース撮像画像形成ステップ、閾値設定ステップ、2値化処理ステップ、パターンマッチングステップを含む。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, a first aspect of the key pattern detection method will be described. The key pattern detection method according to the first aspect includes a registration step, a workpiece captured image formation step, a threshold setting step, a binarization processing step, and a pattern matching step.

登録ステップでは、ワークピースの特徴的なパターンを撮像した撮像画像の一部又は全部をキーパターン画像として登録する。ワークピース撮像画像形成ステップでは、キーパターン画像より広い視野でワークピースを撮像したワークピース撮像画像を形成する。   In the registration step, a part or all of the captured image obtained by capturing the characteristic pattern of the workpiece is registered as a key pattern image. In the workpiece captured image forming step, a workpiece captured image is formed by capturing the workpiece with a wider field of view than the key pattern image.

閾値設定ステップでは、キーパターン画像の各画素の濃淡度とワークピース撮像画像の各画素の濃淡度とを合計し、キーパターン画像の総画素数(第一の画素数)とワークピース撮像画像の総画素数(第二の画素数)との和で割って、濃淡度の平均値(濃淡度平均値)を算出する。そして、算出された濃淡度の平均値を、2値化処理用の閾値(2値化処理用閾値)に設定する。   In the threshold setting step, the gray level of each pixel of the key pattern image and the gray level of each pixel of the workpiece captured image are summed, and the total number of pixels of the key pattern image (first pixel number) and the workpiece captured image By dividing by the sum of the total number of pixels (second pixel number), the average value of the lightness (lightness average value) is calculated. Then, the average value of the calculated shade is set as a threshold value for binarization processing (binarization processing threshold value).

2値化処理ステップでは、2値化処理用の閾値に基づいてキーパターン画像を2値化処理する。パターンマッチングステップでは、まず、2値化処理用の閾値に基づいてワークピース撮像画像を2値化処理する。次に、2値化処理後のキーパターン画像と、2値化処理後のワークピース撮像画像に含まれるパターンとの相関を算出し、キーパターン画像との相関が最も強いパターンをキーパターンとして検出する。以下、本実施の形態に係るキーパターン検出方法について詳述する。   In the binarization processing step, the key pattern image is binarized based on the threshold for binarization processing. In the pattern matching step, first, the workpiece captured image is binarized based on the threshold for binarization. Next, the correlation between the binarized key pattern image and the pattern included in the binarized workpiece captured image is calculated, and the pattern having the strongest correlation with the key pattern image is detected as the key pattern. To do. Hereinafter, the key pattern detection method according to the present embodiment will be described in detail.

本実施の形態に係るキーパターン検出方法では、まず、ワークピースの特徴的なパターンを撮像した撮像画像の一部又は全部をキーパターン画像として登録する登録ステップを実施する。図5は、登録ステップを模式的に示す図である。   In the key pattern detection method according to the present embodiment, first, a registration step of registering a part or all of a captured image obtained by capturing a characteristic pattern of a workpiece as a key pattern image is performed. FIG. 5 is a diagram schematically showing the registration step.

登録ステップでは、まず、登録用のワークピース11aをレーザー加工装置2のチャックテーブル14に吸引保持させる。そして、図5に示すように、ワークピース11aをレーザー加工装置2のカメラ10で撮像して、キーパターンPkを含む撮像画像40aを得る。   In the registration step, first, the registration workpiece 11 a is sucked and held on the chuck table 14 of the laser processing apparatus 2. And as shown in FIG. 5, the workpiece 11a is imaged with the camera 10 of the laser processing apparatus 2, and the captured image 40a containing the key pattern Pk is obtained.

なお、カメラ10による撮像は、ワークピース11aの表面側から行われても良いし、ワークピース11aの裏面側から行われても良い。ただし、キーパターンPkはワークピース11aの表面側に形成されているので、ワークピース11aの裏面側から撮像する場合には、赤外線に感度のあるカメラ10を用いる必要がある。   In addition, the imaging by the camera 10 may be performed from the front surface side of the workpiece 11a, or may be performed from the back surface side of the workpiece 11a. However, since the key pattern Pk is formed on the front side of the workpiece 11a, it is necessary to use the camera 10 that is sensitive to infrared rays when imaging from the back side of the workpiece 11a.

次に、撮像画像40aに含まれる特徴的なキーパターンPkを、キーパターン画像42として制御装置22のメモリ22aに登録する。図5に示すように、ここでは、撮像画像40aの一部をキーパターン画像42として登録するが、撮像画像40aの全部をキーパターン画像42として登録しても良い。   Next, the characteristic key pattern Pk included in the captured image 40 a is registered in the memory 22 a of the control device 22 as the key pattern image 42. As shown in FIG. 5, although a part of the captured image 40a is registered as the key pattern image 42 here, the entire captured image 40a may be registered as the key pattern image 42.

この登録ステップは、オペレータのマニュアル操作によって行われても良いし、制御装置22による自動処理で行われても良い。なお、登録ステップは、ティーチング処理(Teaching処理)等と呼ばれることもある。   This registration step may be performed by a manual operation of an operator, or may be performed by automatic processing by the control device 22. Note that the registration step may be called a teaching process (teaching process) or the like.

また、登録ステップで登録されたキーパターン画像42には、フィルタ処理等の画像処理が適用されても良い。例えば、エッジ(輪郭)を検出するためのエッジ検出フィルタ処理等を適用できる。   Further, image processing such as filter processing may be applied to the key pattern image 42 registered in the registration step. For example, edge detection filter processing for detecting an edge (contour) can be applied.

登録ステップの後には、キーパターン画像より広い視野でワークピースを撮像してワークピース撮像画像を形成するワークピース撮像画像形成ステップを実施する。図6は、ワークピース撮像画像形成ステップを模式的に示す図である。   After the registration step, a workpiece captured image forming step is performed in which the workpiece is captured with a wider field of view than the key pattern image to form a workpiece captured image. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the workpiece captured image forming step.

ワークピース撮像画像形成ステップでは、まず、処理用のワークピース11bをレーザー加工装置2のチャックテーブル14に吸引保持させる。そして、図6に示すように、ワークピース11bをレーザー加工装置2のカメラ10で撮像して、キーパターン画像42より広い視野のワークピース撮像画像40bを得る。   In the workpiece captured image forming step, first, the workpiece 11b for processing is sucked and held on the chuck table 14 of the laser processing apparatus 2. Then, as shown in FIG. 6, the workpiece 11 b is imaged by the camera 10 of the laser processing apparatus 2 to obtain a workpiece captured image 40 b having a wider field of view than the key pattern image 42.

カメラ10による撮像は、ワークピース11bの表面側から行われても良いし、ワークピース11bの裏面側から行われても良いが、登録ステップに合わせて実施される必要がある。得られたワークピース撮像画像40bは、制御装置22のメモリ22aに記憶される。   Imaging by the camera 10 may be performed from the front side of the workpiece 11b or from the back side of the workpiece 11b, but needs to be performed in accordance with the registration step. The obtained workpiece captured image 40 b is stored in the memory 22 a of the control device 22.

ワークピース撮像画像形成ステップの後には、キーパターン画像42及びワークピース撮像画像40bの濃淡度に基づいて、後の2値化処理に用いる閾値(2値化処理用閾値)を設定する閾値設定ステップを実施する。   After the workpiece captured image forming step, a threshold setting step for setting a threshold (binarization processing threshold) used for the subsequent binarization processing based on the shades of the key pattern image 42 and the workpiece captured image 40b. To implement.

キーパターン画像42及びワークピース撮像画像40bは、複数の画素の集合体であり、各画素には、「黒色」と「白色」との間の色の濃淡(明度)を複数の階調で表現する濃淡度が設定されている。   The key pattern image 42 and the workpiece captured image 40b are an aggregate of a plurality of pixels, and each pixel expresses a color tone (brightness) between “black” and “white” with a plurality of gradations. The shade to be set is set.

各画素の濃淡度は、カメラ10の受光量に応じて設定される。一般に、Nbitのグレースケール画像において、各画素の濃淡度は2段階(2階調)で表現され、例えば、「黒」の濃淡度は「0」、「白」の濃淡度は「2−1」となる。 The intensity of each pixel is set according to the amount of light received by the camera 10. In general, in an N-bit grayscale image, the intensity of each pixel is expressed in 2 N levels (2 N gradations). For example, the intensity of “black” is “0” and the intensity of “white” is “2” N- 1 ".

本実施の形態の閾値設定ステップでは、この濃淡度に基づいて、後の2値化処理に用いる閾値を設定する。具体的には、まず、制御装置22が、メモリ22aに記憶されているキーパターン画像42及びワークピース撮像画像40bを読み出す。   In the threshold setting step of the present embodiment, a threshold used for the later binarization process is set based on this density. Specifically, first, the control device 22 reads the key pattern image 42 and the workpiece captured image 40b stored in the memory 22a.

そして、処理プログラム22bに基づいて、濃淡度の平均値(濃淡度平均値)meanを算出する。平均値meanの算出には、下記式(1)が用いられる。式(1)において、nは、キーパターン画像42の総画素数(第一の画素数)を表し、nは、ワークピース撮像画像40bの総画素数(第二の画素数)を表し、Kは、キーパターン画像42に含まれる第i番目の画素の濃淡度を表し、Wは、ワークピース撮像画像40bに含まれる第j番目の画素の濃淡度を表す。

Figure 0006132682
Then, based on the processing program 22b, an average value of intensity (average intensity value) mean is calculated. The following formula (1) is used to calculate the average value mean. In Expression (1), n 1 represents the total number of pixels (first number of pixels) of the key pattern image 42, and n 2 represents the total number of pixels (second number of pixels) of the workpiece captured image 40b. K i represents the intensity of the i-th pixel included in the key pattern image 42, and W j represents the intensity of the j-th pixel included in the workpiece captured image 40b.
Figure 0006132682

その後、上記式(1)で算出された平均値meanを、後の2値化処理に用いる閾値として設定し、メモリ22aに記憶させる。このように、本実施の形態では、キーパターン画像42の各画素の濃淡度とワークピース撮像画像40bの各画素の濃淡度との合計値を、キーパターン画像42の総画素数(第一の画素数)とワークピース撮像画像40bの総画素数(第二の画素数)との合計値で割った値が、2値化処理用の閾値として設定される。   Thereafter, the average value mean calculated by the above equation (1) is set as a threshold value used in the subsequent binarization process and stored in the memory 22a. Thus, in the present embodiment, the total value of the intensity of each pixel of the key pattern image 42 and the intensity of each pixel of the workpiece captured image 40b is calculated as the total number of pixels of the key pattern image 42 (first A value obtained by dividing the sum of the number of pixels) and the total number of pixels of the workpiece captured image 40b (second pixel number) is set as a threshold for binarization processing.

閾値設定ステップの後には、閾値設定ステップで設定された2値化処理用の閾値に基づいてキーパターン画像を2値化処理する2値化処理ステップを実施する。ここで、2値化処理とは、グレースケール又はカラーで表された画像を、白と黒の二色で表現されるモノクロ画像に変換する処理をいう。   After the threshold setting step, a binarization processing step for binarizing the key pattern image based on the threshold for binarization processing set in the threshold setting step is performed. Here, the binarization processing refers to processing for converting an image expressed in grayscale or color into a monochrome image expressed in two colors of white and black.

2値化処理ステップでは、まず、制御装置22が、メモリ22aに記憶されているキーパターン画像42及び2値化処理用の閾値を読み出す。そして、処理プログラム22bに基づいて、キーパターン画像42中の各画素の濃淡度を2値化処理用の閾値と比較し、各画素を「黒」又は「白」のいずれかに変換する。   In the binarization processing step, first, the control device 22 reads the key pattern image 42 and the threshold for binarization processing stored in the memory 22a. Then, based on the processing program 22b, the density of each pixel in the key pattern image 42 is compared with a threshold for binarization processing, and each pixel is converted to either “black” or “white”.

本実施の形態では、濃淡度の平均値meanを2値化処理用の閾値に設定しているので、例えば、キーパターン画像42中において、平均値mean未満の濃淡度の画素は「黒」に変換され、平均値mean以上の濃淡度の画素は「白」に変換される。変換されたキーパターン画像42は、メモリ22aに記憶される。   In the present embodiment, since the average value mean of the density is set as a threshold for binarization processing, for example, in the key pattern image 42, pixels with a density less than the average value mean are set to “black”. The pixels having the intensity greater than or equal to the average value mean are converted to “white”. The converted key pattern image 42 is stored in the memory 22a.

2値化処理ステップの後には、キーパターン画像との相関が最も強いワークピース撮像画像中のパターンをキーパターンとして検出するパターンマッチングステップを実施する。図7は、パターンマッチングステップを模式的に示す図である。   After the binarization processing step, a pattern matching step for detecting a pattern in the workpiece captured image having the strongest correlation with the key pattern image as a key pattern is performed. FIG. 7 is a diagram schematically showing the pattern matching step.

パターンマッチングステップでは、初めに、2値化処理用の閾値に基づいてワークピース撮像画像40bを2値化処理する。具体的には、まず、制御装置22が、メモリ22aに記憶されているワークピース撮像画像40b及び2値化処理用の閾値を読み出す。   In the pattern matching step, first, the workpiece captured image 40b is binarized based on the threshold for binarization. Specifically, first, the control device 22 reads the workpiece captured image 40b and the binarization threshold value stored in the memory 22a.

そして、処理プログラム22bに基づいて、キーパターン画像42中の各画素の濃淡度を2値化処理用の閾値と比較し、各画素を「黒」又は「白」のいずれかに変換する。変換されたワークピース撮像画像40bは、メモリ22aに記憶される。   Then, based on the processing program 22b, the density of each pixel in the key pattern image 42 is compared with a threshold for binarization processing, and each pixel is converted to either “black” or “white”. The converted workpiece captured image 40b is stored in the memory 22a.

次に、図7に示すように、2値化処理後のキーパターン画像42と、2値化処理後のワークピース撮像画像40bに含まれるパターンとの相関を算出し、キーパターン画像42との相関が最も強いパターンをキーパターンとして検出する。   Next, as shown in FIG. 7, the correlation between the binarized key pattern image 42 and the pattern included in the binarized workpiece captured image 40b is calculated, and the key pattern image 42 A pattern having the strongest correlation is detected as a key pattern.

具体的には、まず、制御装置22が、2値化処理後のワークピース撮像画像40bをメモリ22aから読み出し、処理プログラム22bに基づいて複数の被マッチング画像(パターン)44を形成する。   Specifically, first, the control device 22 reads the workpiece captured image 40b after the binarization processing from the memory 22a, and forms a plurality of matching images (patterns) 44 based on the processing program 22b.

複数の被マッチング画像44は、キーパターン画像42と同じサイズ(画素数)のマッチング用枠46を、縦横方向に1画素単位で順にずらしながらワークピース撮像画像40b内の領域を切り出すことで形成される。形成された複数の被マッチング画像44は、メモリ22aに記憶される。   The plurality of images to be matched 44 are formed by cutting out a region in the workpiece captured image 40b while sequentially shifting a matching frame 46 having the same size (number of pixels) as the key pattern image 42 in the vertical and horizontal directions in units of one pixel. The The plurality of images to be matched 44 formed are stored in the memory 22a.

その後、制御装置22は、2値化処理後のキーパターン画像42と複数の被マッチング画像44とをメモリ22aから読み出し、処理プログラム22bに基づいてキーパターン画像42と各被マッチング画像44との相関を算出する。   Thereafter, the control device 22 reads the binarized key pattern image 42 and the plurality of matching images 44 from the memory 22a, and correlates the key pattern image 42 and each matching image 44 based on the processing program 22b. Is calculated.

キーパターン画像42と各被マッチング画像44との相関(相関性)は、周知の方法で算出できる。具体的には、例えば、NCC(Normalized Cross−Correlation)、SSD(Sum of Squared Difference)、SAD(Sum of Absolute Difference)、ZNCC(Zero−mean Normalized Cross−Correlation)等を利用すれば良い。   The correlation (correlation) between the key pattern image 42 and each image to be matched 44 can be calculated by a known method. Specifically, for example, NCC (Normalized Cross-Correlation), SSD (Sum of Squared Difference), SAD (Sum of Absolute Difference), or ZNCC (Zero-means Normalized Cross-Corresponding) may be used.

上述のようにキーパターン画像42と各被マッチング画像44との相関が算出されると、制御装置22は、相関が最も強い被マッチング画像44をキーパターンとして選定する。レーザー加工装置2は、このようにして検出されたワークピース11b中のキーパターンに基づいて、アライメント処理等を実施できる。   When the correlation between the key pattern image 42 and each matched image 44 is calculated as described above, the control device 22 selects the matched image 44 having the strongest correlation as a key pattern. The laser processing apparatus 2 can perform an alignment process or the like based on the key pattern in the workpiece 11b detected in this way.

以上のように、本実施の形態のキーパターン検出方法では、画像中の各画素の濃淡度の平均値に基づいて、2値化処理に適した閾値を設定するので、画像に写り込んだワークピース11a,11bの傷や汚れ、研削痕等を2値化処理で適切に除去できる。これにより、キーパターンを高精度に検出できる。   As described above, in the key pattern detection method of the present embodiment, a threshold value suitable for binarization processing is set based on the average value of the intensity of each pixel in the image, so that the work reflected in the image Scratches and dirt on the pieces 11a and 11b, grinding marks and the like can be appropriately removed by binarization processing. Thereby, the key pattern can be detected with high accuracy.

また、本実施の形態では、画像中の各画素の濃淡度の平均値に基づいて、2値化処理に適した閾値を設定するので、最適な閾値を調べるために、異なる閾値を用いて複数回の2値化処理を実施する必要がない。そのため、キーパターン検出方法を高速化できる。   In the present embodiment, since a threshold value suitable for binarization processing is set based on the average value of the intensity of each pixel in the image, a plurality of different threshold values are used in order to investigate the optimum threshold value. There is no need to perform the binarization process once. Therefore, the speed of the key pattern detection method can be increased.

(実施の形態2)
本実施の形態では、キーパターン検出方法の第2の態様について説明する。第2の態様に係るキーパターン検出方法は、登録ステップ、ワークピース撮像画像形成ステップ、第一の平均値算出ステップ、第二の平均値算出ステップ、閾値設定ステップ、2値化処理ステップ、パターンマッチングステップを含む。なお、登録ステップ、ワークピース撮像画像形成ステップ、2値化処理ステップ、パターンマッチングステップは、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a second aspect of the key pattern detection method will be described. The key pattern detection method according to the second aspect includes a registration step, a workpiece captured image formation step, a first average value calculation step, a second average value calculation step, a threshold setting step, a binarization processing step, a pattern matching Includes steps. The registration step, workpiece captured image forming step, binarization processing step, and pattern matching step are the same as those in the first embodiment.

第一の平均値算出ステップでは、キーパターン画像の各画素の濃淡度の合計値を、キーパターン画像の総画素数(第一の画素数)で割って、キーパターン画像濃淡度平均値を算出する。   In the first average value calculating step, the key pattern image intensity average value is calculated by dividing the total intensity value of each pixel of the key pattern image by the total number of pixels (first pixel number) of the key pattern image. To do.

第二の平均値算出ステップでは、ワークピース撮像画像の各画素の濃淡度の合計値を、ワークピース撮像画像の総画素数(第二の画素数)で割って、ワークピース撮像画像濃淡度平均値を算出する。   In the second average value calculation step, the total value of the shades of each pixel of the workpiece captured image is divided by the total number of pixels of the workpiece captured image (second pixel number), and the workpiece captured image intensity average Calculate the value.

閾値設定ステップでは、キーパターン画像濃淡度平均値とワークピース撮像画像濃淡度平均値との平均値を算出し、2値化処理用の閾値(2値化処理用閾値)に設定する。以下、本実施の形態に係るキーパターン検出方法について詳述する。   In the threshold setting step, an average value of the key pattern image density average value and the workpiece captured image density average value is calculated and set as a threshold value for binarization processing (a threshold value for binarization processing). Hereinafter, the key pattern detection method according to the present embodiment will be described in detail.

本実施の形態に係るキーパターン検出方法では、まず、登録ステップ及びワークピース撮像画像形成ステップを実施する。登録ステップ及びワークピース撮像画像形成ステップの詳細は、実施の形態1に示す通りである。   In the key pattern detection method according to the present embodiment, first, a registration step and a workpiece captured image formation step are performed. Details of the registration step and the workpiece picked-up image formation step are as described in the first embodiment.

登録ステップ及びワークピース撮像画像形成ステップの後には、キーパターン画像42の各画素の濃淡度の合計値を、キーパターン画像42の総画素数(第一の画素数)で割って、キーパターン画像濃淡度平均値を算出する第一の平均値算出ステップを実施する。   After the registration step and the workpiece picked-up image formation step, the total value of the shades of each pixel of the key pattern image 42 is divided by the total number of pixels (first pixel number) of the key pattern image 42 to obtain the key pattern image. A first average value calculating step for calculating a lightness average value is performed.

第一の平均値算出ステップでは、まず、制御装置22が、メモリ22aに記憶されているキーパターン画像42を読み出す。そして、処理プログラム22bに基づいて、キーパターン画像濃淡度平均値mean_1を算出する。算出されたキーパターン画像濃淡度平均値mean_1は、メモリ22aに記憶される。   In the first average value calculating step, first, the control device 22 reads the key pattern image 42 stored in the memory 22a. Based on the processing program 22b, the key pattern image density average value mean_1 is calculated. The calculated key pattern image intensity average value mean_1 is stored in the memory 22a.

キーパターン画像濃淡度平均値mean_1の算出には、下記式(2)が用いられる。式(2)において、nは、キーパターン画像42の総画素数(第一の画素数)を表し、Kは、キーパターン画像42に含まれる第i番目の画素の濃淡度を表す。

Figure 0006132682
The following equation (2) is used to calculate the key pattern image intensity average value mean_1. In Expression (2), n 1 represents the total number of pixels (first number of pixels) of the key pattern image 42, and K i represents the intensity of the i-th pixel included in the key pattern image 42.
Figure 0006132682

第一の平均値算出ステップの後には、ワークピース撮像画像40bの各画素の濃淡度の合計値を、ワークピース撮像画像40bの総画素数(第二の画素数)で割って、ワークピース撮像画像濃淡度平均値を算出する第二の平均値算出ステップを実施する。   After the first average value calculating step, the total value of the shades of each pixel of the workpiece captured image 40b is divided by the total number of pixels (second pixel number) of the workpiece captured image 40b, and the workpiece imaging is performed. A second average value calculating step for calculating an image intensity average value is performed.

第二の平均値算出ステップでは、まず、制御装置22が、メモリ22aに記憶されているワークピース撮像画像40bを読み出す。そして、処理プログラム22bに基づいて、ワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2を算出する。算出されたワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2は、メモリ22aに記憶される。   In the second average value calculating step, first, the control device 22 reads the workpiece captured image 40b stored in the memory 22a. Then, based on the processing program 22b, the workpiece captured image density average value mean_2 is calculated. The calculated workpiece captured image intensity average value mean_2 is stored in the memory 22a.

ワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2の算出には、下記式(3)が用いられる。式(3)において、nは、ワークピース撮像画像40bの総画素数(第二の画素数)を表し、Wは、ワークピース撮像画像40bに含まれる第j番目の画素の濃淡度を表す。

Figure 0006132682
The following formula (3) is used to calculate the workpiece captured image density average value mean_2. In Expression (3), n 2 represents the total number of pixels (second pixel number) of the workpiece captured image 40b, and W j represents the intensity of the j-th pixel included in the workpiece captured image 40b. Represent.
Figure 0006132682

第一の平均値算出ステップ及び第二の平均値算出ステップの後には、キーパターン画像濃淡度平均値mean_1及びワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2に基づいて、後の2値化処理に用いる閾値(2値化処理用閾値)を設定する閾値設定ステップを実施する。   After the first average value calculating step and the second average value calculating step, a threshold value used for the subsequent binarization process based on the key pattern image intensity average value mean_1 and the workpiece captured image intensity average value mean_2. A threshold setting step for setting (binarization processing threshold) is performed.

閾値設定ステップでは、まず、制御装置22が、メモリ22aに記憶されているキーパターン画像濃淡度平均値mean_1及びワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2を読み出す。そして、処理プログラム22bに基づいて、キーパターン画像濃淡度平均値mean_1及びワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2の平均値mean_3を算出する。   In the threshold setting step, first, the control device 22 reads the key pattern image intensity average value mean_1 and the workpiece captured image intensity average value mean_2 stored in the memory 22a. Based on the processing program 22b, an average value mean_3 of the key pattern image density average value mean_1 and the workpiece captured image density average value mean_2 is calculated.

その後、算出された平均値mean_3を、後の2値化処理に用いる閾値として設定し、メモリ22aに記憶させる。このように、本実施の形態では、キーパターン画像42の各画素の濃淡度の合計値をキーパターン画像42の総画素数で割ったキーパターン画像濃淡度平均値mean_1と、ワークピース撮像画像40bの各画素の濃淡度の合計値をワークピース撮像画像40bの総画素数で割ったワークピース撮像画像濃淡度平均値mean_2との平均値が、2値化処理用の閾値として設定される。   Thereafter, the calculated average value mean_3 is set as a threshold value used in the subsequent binarization process and stored in the memory 22a. Thus, in the present embodiment, the key pattern image intensity average value mean_1 obtained by dividing the total intensity value of each pixel of the key pattern image 42 by the total number of pixels of the key pattern image 42, and the workpiece captured image 40b. An average value of the total value of the shades of the respective pixels is divided by the total number of pixels of the workpiece captured image 40b and the workpiece captured image density average value mean_2 is set as a threshold value for the binarization process.

閾値設定ステップの後には、2値化処理ステップ及びパターンマッチングステップを実施する。2値化処理ステップ及びパターンマッチングステップの詳細は、実施の形態1に示す通りである。   After the threshold setting step, a binarization processing step and a pattern matching step are performed. Details of the binarization processing step and the pattern matching step are as described in the first embodiment.

以上のように、本実施の形態のキーパターン検出方法においても、画像中の各画素の濃淡度の平均値に基づいて、2値化処理に適した閾値を設定するので、画像に写り込んだワークピース11a,11bの傷や汚れ、研削痕等を2値化処理で適切に除去できる。これにより、キーパターンを高精度に検出できる。   As described above, also in the key pattern detection method of the present embodiment, the threshold value suitable for the binarization process is set based on the average value of the intensity of each pixel in the image, so that it is reflected in the image. Scratches and dirt on the workpieces 11a and 11b, grinding marks and the like can be appropriately removed by binarization processing. Thereby, the key pattern can be detected with high accuracy.

また、画像中の各画素の濃淡度の平均値に基づいて、2値化処理に適した閾値を設定するので、最適な閾値を調べるために、異なる閾値を用いて複数回の2値化処理を実施する必要がない。そのため、キーパターン検出方法を高速化できる。   Further, since a threshold value suitable for the binarization process is set based on the average value of the intensity of each pixel in the image, a plurality of binarization processes are performed using different threshold values in order to investigate the optimum threshold value. There is no need to implement. Therefore, the speed of the key pattern detection method can be increased.

本実施の形態で示す構成、方法等は、他の実施の形態に係る構成、方法等と適宜組み合わせることが可能である。   The structures, methods, and the like described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures, methods, and the like according to the other embodiments.

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、2値化処理ステップの後にパターンマッチングステップを実施する態様について例示しているが、必ずしもパターンマッチングステップは実施されなくても良い。   In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various change can be implemented. For example, in the above-described embodiment, the pattern matching step is performed after the binarization processing step. However, the pattern matching step is not necessarily performed.

また、上記実施の形態では、登録ステップ及びワークピース撮像画像形成ステップの後に、第一の平均値算出ステップ及び第二の平均値算出ステップを実施する態様について例示しているが、各ステップの順序はこれに限定されない。   Moreover, in the said embodiment, although illustrated about the aspect which implements a 1st average value calculation step and a 2nd average value calculation step after a registration step and a workpiece picked-up image formation step, the order of each step Is not limited to this.

少なくとも、登録ステップの後に第一の平均値算出ステップが実施され、ワークピース撮像画像形成ステップの後に第二の平均値算出ステップが実施されればよい。同様に、キーパターン検出方法を構成する各ステップの順序は、矛盾を生じない限りにおいて変更して実施できる。   At least the first average value calculating step may be performed after the registration step, and the second average value calculating step may be performed after the workpiece captured image forming step. Similarly, the order of the steps constituting the key pattern detection method can be changed and implemented as long as no contradiction occurs.

また、上記実施の形態では、登録用のワークピース11aと処理用のワークピース11bとを区別しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、処理用のワークピース11bの一部を登録用のワークピースとして用いても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the workpiece 11a for registration and the workpiece 11b for a process are distinguished, this invention is not limited to this. For example, a part of the processing workpiece 11b may be used as a registration workpiece.

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。   In addition, the configurations, methods, and the like according to the above-described embodiments can be changed as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.

2 レーザー加工装置
4 基台
6 筐体
8 加工ヘッド
10 カメラ
12 レーザー照射ユニット
14 チャックテーブル
16 カセットエレベータ
18 カセット
20 モニタ
22 制御装置
22a メモリ
22b 処理プログラム
30a,30b,30c 撮像画像
32 キーパターン画像
34 マッチング用枠
36 被マッチング画像
40a 撮像画像
40b ワークピース撮像画像
42 キーパターン画像
44 被マッチング画像(パターン)
46 マッチング用枠
11,11a,11b ワークピース
13 デバイス領域
15 外周余剰領域
17a,17b ストリート(加工予定ライン)
19,19a,19b デバイス
P パターン
Pk キーパターン
2 Laser processing device 4 Base 6 Case 8 Processing head 10 Camera 12 Laser irradiation unit 14 Chuck table 16 Cassette elevator 18 Cassette 20 Monitor 22 Control device 22a Memory 22b Processing program 30a, 30b, 30c Captured image 32 Key pattern image 34 Matching Frame 36 Matched image 40a Captured image 40b Workpiece captured image 42 Key pattern image 44 Matched image (pattern)
46 Matching frame 11, 11a, 11b Work piece 13 Device area 15 Peripheral surplus area 17a, 17b Street (scheduled processing line)
19, 19a, 19b Device P pattern Pk Key pattern

Claims (3)

キーパターンをワークピース上で検出するキーパターン検出方法であって、
ワークピース上の特徴点を撮像して形成した第一の画素数を有するキーパターン画像を登録する登録ステップと、
ワークピース上を撮像して該キーパターン画像より広い視野の第二の画素数のワークピース撮像画像を形成するワークピース撮像画像形成ステップと、
該キーパターン画像の各画素の濃淡度と該ワークピース撮像画像の各画素の濃淡度とを合計した値を該第一の画素数と該第二の画素数との和で割った濃淡度平均値を算出し、2値化処理用閾値とする閾値設定ステップと、
該閾値設定ステップで設定した該2値化処理用閾値で該キーパターン画像に2値化処理を施す2値化処理ステップと、を備えたことを特徴とするキーパターン検出方法。
A key pattern detection method for detecting a key pattern on a workpiece,
A registration step of registering a key pattern image having a first pixel number formed by imaging a feature point on the workpiece;
A workpiece imaging image forming step of imaging a workpiece and forming a workpiece imaging image of a second number of pixels having a wider field of view than the key pattern image;
Average brightness obtained by dividing the sum of the shade of each pixel of the key pattern image and the shade of each pixel of the workpiece captured image by the sum of the first pixel number and the second pixel number A threshold setting step for calculating a value and setting it as a threshold for binarization processing;
A key pattern detection method comprising: a binarization processing step for performing binarization processing on the key pattern image with the threshold for binarization processing set in the threshold setting step.
キーパターンをワークピース上で検出するキーパターン検出方法であって、
ワークピース上の特徴点を撮像して形成した第一の画素数を有するキーパターン画像を登録する登録ステップと、
ワークピース上を撮像して該キーパターン画像より広い視野の第二の画素数のワークピース撮像画像を形成するワークピース撮像画像形成ステップと、
該キーパターン画像の各画素の濃淡度の合計を該第一の画素数で割りキーパターン画像濃淡度平均値を算出する第一の平均値算出ステップと、
該ワークピース撮像画像の各画素の濃淡度の合計を該第二の画素数で割りワークピース撮像画像濃淡度平均値を算出する第二の平均値算出ステップと、
該第一の平均値算出ステップで算出した該キーパターン画像濃淡度平均値と該第二の平均値算出ステップで算出した該ワークピース撮像画像濃淡度平均値との平均値を算出し、2値化処理用閾値とする閾値設定ステップと、
該キーパターン画像に該閾値設定ステップで設定した該2値化処理用閾値で2値化処理を施す2値化処理ステップと、を備えたことを特徴とするキーパターン検出方法。
A key pattern detection method for detecting a key pattern on a workpiece,
A registration step of registering a key pattern image having a first pixel number formed by imaging a feature point on the workpiece;
A workpiece imaging image forming step of imaging a workpiece and forming a workpiece imaging image of a second number of pixels having a wider field of view than the key pattern image;
A first average value calculation step of calculating a key pattern image intensity average value by dividing the total intensity of each pixel of the key pattern image by the first number of pixels;
A second average value calculating step of dividing the total density of each pixel of the workpiece captured image by the second number of pixels to calculate a workpiece captured image intensity average value;
Calculating an average value of the key pattern image intensity average value calculated in the first average value calculating step and the workpiece captured image intensity average value calculated in the second average value calculating step; A threshold setting step to be a threshold for the optimization
A key pattern detection method comprising: a binarization processing step for performing binarization processing on the key pattern image with the threshold for binarization processing set in the threshold setting step.
前記2値化処理ステップを実施した後、該ワークピース撮像画像に該2値化処理用閾値で2値化処理を施し、該ワークピース撮像画像上で2値化処理が施された該キーパターン画像をパターンマッチングして相関性を算出するとともに、最も高い相関性が得られた領域をキーパターンとして検出するパターンマッチングステップを更に備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のキーパターン検出方法。
After performing the binarization processing step, the key pattern obtained by performing binarization processing on the workpiece captured image with the threshold for binarization processing and performing binarization processing on the workpiece captured image The pattern matching step of calculating the correlation by performing pattern matching on the image and detecting the region where the highest correlation is obtained as a key pattern is further provided. Key pattern detection method.
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