JPH0658682B2 - 目標物の位置検出装置及びその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一つ又はいくつかの特定の点を高精度であらか
じめ決められたパターン上に位置決めするための自動装
置と方法に関するものである。詳細には、本発明はワイ
ヤボンディング装置に対する集積回路チップの位置を正
確に決めるための装置に関するものである。この装置に
より、「外界」との接続のため、リード線を集積回路の
一部に形成されているボンディングパッドに結線するこ
とができる。

集積回路の先端技術においては、これらの電子部品が増
々小さくなってきている。これらの部品の小型化に関連
して解決すべき多くの技術的問題に、この小型化した部
品への配線接続がある。非常に小さな接続空間にリード
線を接続することが物理的にできなければ、小型回路を
作ることはできないことは明らかである。従って、以後
ホストマシーンと呼ばれる接続装置が開発された。その
装置では、一度作業者が集積回路チップの位置を正確に
定めれば、例えば超音波あるいは熱エネルギを用いて予
め決められた位置のボンディングパッドにリード線を完
全に接着することができる。本発明のパターン認識装置
は、ホストマシーンに対し集積回路チップの位置を正確
に決定することに関連するものであるが、ホストマシー
ンに対応するような装置に対して任意の部品の位置を決
定するにも利用することができる。

現在、集積回路チップの位置決めは、作業者によっても
又自動装置によってもすることができる。作業者にとっ
ては、自動装置に置き換えた方がその労力が節減できる
ので望ましいことは明らかである。しかしながら、今日
利用できる自動装置は、この技術に対する需要を満足さ
せるには至っていない。

特に、集積回路チップは、予めそれらの主部品である集
積回路のある部分に接続している。集積回路はそれ自体
はボンディング装置に正確に位置決めされ得る。しかし
ながら集積回路素子自体の上の半導体チップの正確な位
置は、その公称位置（nominal position）から任意の方
向に１０ミル程度は変動し、更にその適当な方向への角
度的にずれてくる。今日の集積回路の製作技術は、リー
ド線を角度で±７゜、公称位置から任意の方向に１０ミ
ル迄ずらして接続することができるようになっている。
リード線が接続される結合パッドの大きさは約４ミル四
方であることはよく知られていることである。従って、
これらのボンディングパッドを適切でかつ高速のボンデ
ィングを可能にするのに十分な速度と精度で位置決めす
ることは、複雑な技術の問題であり、従来十分に達成さ
れなかったものである。

従来のパターン認識装置はテンプレートを合わせる程度
の装置である。この装置では、位置決めされるパターン
の記憶部は正確に位置決めされるべき目標パターンとそ
れに対応する様々な部分とを繰返し比較する。例えばヒ
ューバック（Huback）他の合衆国特許第 4,200,861号を
参照されたい。この特許により、この方法は非常に時間
のかかる手順であることが理解できるであろう。特に、
目標パターンに対して要求される相対移動に対して目標
が角度的にずれてくるので、同時にＸとＹ両方向のため
の記憶部を作らなければならない。すなわち、テンプレ
ートを合わせる位置では、ＸとＹのずれを独立に決定す
ることが出来ず、従って両者が同時に整合することを検
出しなければならない。

従って、テンプレートの合わせることなくある目標物の
正確な位置決めをすることが本件発明の目的である。

又、ＸとＹのずれを独立に測定することができるパター
ン認識動作の方法と装置を提供することが本件発明に関
連する目的である。

更に、公称の基準物の位置から直線方向および角度のず
れを調節することができる、高速で信頼度の高いパター
ン認識装置を提供することが本件発明の目的である。

更に、公称位置に対する目標物の位置を決定する段階に
おける作業者の調整をなくす手段を与えることが本件発
明の目的である。

更に、本件発明の目的は以前よりも少ない時間で作業を
達成できるリードワイヤを結合するチップの認識と正確
な位置決めのための装置を提供することである。

更に本件発明の目的は、たとえ目標物が正規の動作範囲
外にずれたとしても、その指示がホストマシーンに与え
られ、やり直しに際し目標物の適切な位置付けができる
パターン認識装置を提供することである。

更に本件発明の目的は、特別な目印を必要とせず、任意
の非単調な図面を特徴的な位置として利用できる装置を
与えることである。

更に本件発明の別の目的は、目標の回転を検出し、目標
を適切な位置決めすることについて、従来装置を改善し
たパターン認識装置を提供することである。

本件発明の更に別の目的は、集積回路パッケージの構成
部、例えば外側のリード線、接地用チップ又はジャンパ
ー用チップのような目標物の正確な位置決めができる集
積回路部品と関連して有効なパターン認識装置を提供す
ることである。

本件発明の別の目的は、目標物の画像を比較するのに最
適な画像表示を選択する自動手段を提供することであ
る。

本発明の究極の目的は、従来の装置に対して同じ価格で
当該改善された性能を提供し、従って相対的に簡単、安
価であり、且つ集積回路チップの正確な位置決めができ
るパターン認識装置を提供することにある。

上記のこの従来要求と発明の目的が、例えば集積回路チ
ップのような目標物の正確な位置を決定するための装置
からなる本件発明によって満足される。本件発明の装置
は、まず作業者によって基準チップが備え付けられ、テ
ィーチモード（後述）にて動作する。次に本件発明の装
置は光学的に基準チップを走査し、特徴的な可視像を表
示する。次に、その最も特徴的な部分の位置を決定する
ためにこの可視像の表示が解析される。これはＸＹ両方
向及び基準チップ位置における角度変動に対して行われ
る。その後、ランモード（後述）において、本件発明の
装置に目標チップを提供するに際し、記憶された基準チ
ップの特徴的な部分の表示が目標チップの正規表示と比
較されその誤差関数を発生する。これから検出される最
小誤差関数は、正規の位置からのずれに対応するもので
ある。これを基準チップの一の部分についてＸとＹ両方
向、そしてこの部分からある程度離れた他の部分に対し
て数回行なわれ、いかなる誤差も検出し修正することが
できる。

第１図は、本件発明に従った集積回路チップにリード線
を結合する装置を示す図である。ボンディングパッド１
２のついて集積回路チップ１０は、集積回路素子１４に
はりつけられている。この素子１４は、複数のリード線
接続部１６とぴったりと合わされている。これら接続部
は従来の端子、例えば方形のピンと接合するのに十分大
きいものである。第１図は、素子１４がホスト装置２２
上に位置するインデックス指示手段２０に合うように適
合された手段１８を含んでいることが、第１図に図式的
に示されている。ホスト装置２２はインデックス指示手
段２０が置かれている台を有している。ホスト装置２２
の制御の下、台は矢印で示されるように直角方向に移動
が可能である。更に、ボンディングパッドにリード線を
取り付ける手段からなる装置は従来も知られており、こ
こで更に述べる必要はない。

本件発明において関係する装置は、正確に集積回路チッ
プ、即ちボンディングパッド１２がホスト装置に対して
どの位置にあるかを示す装置である。すなわちインデッ
クス指示手段２０とボンディングパッド１２との間の正
確な関係を本件発明の装置によって決定する。この動作
を行なう装置は、光源と光学撮影手段（カメラ等の撮像
装置）２６かららい、それはビデオ管、ビジコン等で、
視点に対応する半導体チップの領域を格子状に走査する
ようになっている。光学撮像手段２６によるアナログ信
号出力はアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）２
８において、対応する位置のカメラで感知したアナログ
表示の光強度信号をディジタル表示の信号へ変換する。
典型的には光学撮像素子２６の視点は画素、即ちピクセ
ル(Pixel)と呼ばれるか、その表面上の領域をＮ×Ｍの
配列に分割し、その領域内の光強度、即ちグレイレベル
（Gray Level)のディジタル表示がＮ×Ｍピクセルの各
々に対して与えられる。本件発明の実施例では、各ピク
セルは１６段階の光強度を与える４ビットで表される。
１ピクセルは0.00025 インチ四方、即ち１ミル当り４ピ
クセルである。このディジタル化された視点は、図示の
ホスト装置２２へ信号を与えるランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）３２を含むマイクロプロセッサ３０に与えら
れる。バッファアンプ３４は、以下に概略するティーチ
モードの動作中、基準位置に対するチップの位置を決め
るための画像、即ち光学撮像手段２６によって示された
画像をテレビジョンスクリーン３８に与えるビデオ発生
器３６を駆動するように動作する。マイクロプロセッサ
装置３０は、以下に詳細に示すように本件発明の方法に
従って発生される情報を記録するためほフロッピーディ
スク装置４０のようなオンライン記憶手段を駆動する。

第２図は、同様ボンディングパッド１２を有する集積回
路チップ１０のより詳細な図である。第２図はまた、リ
ード線接続部１６の終端でボンディングパッド１２と当
該接続部１６とを接続するリード線４２も示されてい
る。光学撮像手段２６の２つの視点が４４，４６の枠で
示されている。図示されるように、視点は集積回路チッ
プ１０全体のうちの一部に該当する。従来の技術では、
作業者が各目標チップの基準点をカメラ内のカーソルあ
るいはその他のマークで整合させ、次に、この整合情報
を用いてこの判断が正しいか否かを確認するために適合
された手段１８を含む台を第２の視点４４へと移す。従
って、第１の視点と第２の視点との間を出来る限り離す
ことによって、最初の整合における誤差はその距離に従
って拡大するので誤差が修正できるようになっていた。
よって視点の実際の大きさは基準チップの大きさに従っ
てこれを行い得るように選択できた。しかしながら、本
件発明に従った装置においては、作業者はティーチモー
ドにおいて視点４４と４６の各々に対し一度カーソルを
基準チップに目で整列させるだけでその後この機能がラ
ンモードで作業者の介在なしに高速かつ高信頼度で実行
することができる。第２図に描かれている基準チップは
典型的には４８ミル四方（変化範囲は広いが）程度、ボ
ンディングパッド１２は４ミル四方であり、一方リード
線結合部１６の大きさは、適合された手段１８とインデ
ックス指示手段２０（第１図）がそれらを位置決めする
に十分大きいことが当業者にはよく知られている。従っ
て、接続部１６のような外部素子に対して移動可能な手
段に対し、ボンディングパッドの正確な位置を与えるこ
とが本件発明の装置の目的一つであり、これによりリー
ド線４２の接続を可能にする。位置検出後、ホスト装置
２２は実際に接続を形成する装置となる。

以下の定義は本件発明の詳細な記述を理解するのに有効
である。

グレーレベル（Gray Level） 各ピクセルに対する光強度コードをいう。典型的なもの
は４ビットで１６段階のクレーレベルを与える。

ガードバンド（Guard Band） 試験されている部分信号の元の位置から８あるいはそれ
以下の単位に分離された誤差関数の部分をいう。それは
元点の近傍に関する小さい不整合値を無視するために存
在する。

誤差関数（Error Function） 正規化を用いた絶対値の差の和の級数でＮ−Ｍ＋１の点
を持っている。ここでＮは主信号の値の数でＭは部分信
号の値の数である。

主信号（Full Signature） 横方向の中央付近の２４０個のコード化されたグレーレ
ベル値の和によって得られる２４０個の和、即ち、ピク
セルの中央付近の２４０行のグレーレベル値の和によっ
て得らえる２４０個の和。

ティーチ領域（Teach area） ティーチモード動作中の画像の中央領域におけるピクセ
ルのすべて。この領域は１６０ピクセルの幅と１６０ピ
クセルの高さがある。

制限された信号（Restricted Signature) １４４ピクセル幅と２００又は１６０の深さからなる領
域から得られる１４４個の和。

部分信号（Subsignature） ティーチ領域から最大値／最小値処理によって選択され
た６４の相隣接する和。

絶対値の差の和（Sam of Absolute Differences） 部分信号に６４の和を持つ全信号あるいは制限された信
号の一部で６４の相隣接する和の比較の結果。正規化後
の対の差は符号に無関係に蓄積され主信号部と部分信号
の類似性に関し逆比例した値を生じる。

ランニング平均（Running Average） 用いられている６４の各グループに対し再計算された６
４の和の平均値。

正規化（Normalization） 誤差関数（ＥＦ）の各要素の計算が動作中十分定義され
た範囲で誤差関数値を発生する主信号の平均、部分信号
平均全信号の要素、部分信号の要素を含むもの。誤差関
数値ＥＦはまた主信号および部分信号の“アキュームレ
ータの内容”の関数でもある。これに対する正規化の感
度を減ずるため、スケールファクタ（ＳＦ）が用いられ
る。ＳＦはそれ自身の平均値と部分信号を比較すること
によって作られる。

回転信号（Rotated Signature） 横（行の和）と縦（列の和）に対する特定の角度の線に
関しグレーレベルコードの和によって得られる和の級
数、これは１行又は１行ずつ次のグループへずらして加
算された列又は行の１２ピクセルのグループを用いて達
成される。

ポインタ（Pointers） 1. 部分信号の原点のアドレス即ち原点の位置はじめの
アドレス。

2. 誤差関数で示される最もよく合った、即ち不整合の
最も少ない部分信号のアドレス又は位置。

Ｑ値（Ｑ value） 信号全体で与えられる部分信号によって最もよく整合す
ることを示す誤差関数の最小不整合値。

評価Ｑ（ＳＱ） ＳＱは部分信号のある特性を含むよう評価されたＱ値を
いう。評価Ｑは評価要素によって選ばれたＱを分割して
与えられる。

ホーム位置（Home Position） 与えられた部分信号が引き出される主信号の部分。

評価要素（ＳＦ） ＳＦは正規化の効果とＱ値の大きさのＡＣ成分を補償す
る。ＳＦは部分信号を和のすべてが部分信号平均に等し
い主信号に合わせることによって得られるＱ値に等し
い。これは例えば光強度の変動に対しＱを修正する。

スナップショット ビデオ枠の取得をいう。スナップショットの請求は、次
に生ずる垂直同期パルスに先行し待機する。

コリダー（Corridor） ピクセルの領域アレーをいう。主信号からみた配列の幅
は常に１４４で６４個からなる隣接するグループを８１
個作成する。深さは第１のパス（後述）に対し２４０、
第２のパスに対し２００、そして第３のバスに対し１６
０である。２４０×２４０の視点内の領域の位置がＲＵ
Ｎ記述に示される規則によって決められる。

基準点 ティーチモードにおける視点として表わされる画像の幾
何学的中心。より正確には画像の中心と一致する基準チ
ップの表面上の点である。

最大／最小の選択 ティーチモード中のティーチ領域から引き出される６４
の相隣接する和の９７個の可能なグループの一つが部分
信号（視点当たり６個の部分信号）として選択され記憶
される。この選択過程は誤差関数即ち全信号の各候補の
部分信号を比較することから生じる絶対値の差の和の関
数を生じることによって開始する。ガードバンドの外の
領域における最小値Ｑ_min は各誤差関数に見出される。
これらの最小値のうち最大値Ｑ_maxが見出される。Ｑ_max
が計算される部分信号は、それがそのホーム位置以外の
主信号のすべての部分に対して最もあてはまらないので
最も特徴的なものである。

第３図は視点４４と４６が如何に画像管に分割され、基
準チップ１０の可視表面のディジタル化をいかに行うか
を示す。視点の各々がカメラ内で多数の画素即ちピクセ
ル４７に分割される。本実施例では、視点全体は２４０
×３２０ピクセルの幅でその内の２４０ピクセル領域が
特に用いられる。第３図に示されるように、ピクセル４
７の各々は、対応する位置の光学撮像手段に入射する光
の相対的明るさのグレイレベル表示である４ビッドディ
ジタルからなるものと考えられる。ピクセルの各列の内
容全てが加算され、同様に行についても加算される。即
ち、第３図に示されるように水平方向に沿って画素すべ
てが一連の和を形成するべく加算される。これは各行に
対し第３図の右に拡大して示されている。一方同様に各
列のピクセルすべてのグレーレベルが、第３図の下に示
されるように各列に一の和の級数を形成するように加算
される。このような和は２４０個の４ビットサンプルで
はせいぜい１２ディジタルビット程度であることが発明
者によって見出されている。従って、１２ビットの和各
々は、ピクセルのある行又は列の各々が持つ全光強度を
示すことは当業者には評価できるであろう。第３図のＸ
及びＹ方向に拡がる各画素の２４０個の和の級数を、こ
こではＸ及びＹ信号として言及する。これらの主信号
は、２４０×１２ビットのディジタルデータ配列とな
る。２４０個のディジタル和の級数、即ち主信号がグラ
フ上の点に変換されると、図示の基準チップの一部に対
するＸ信号は第３図の下の線５０のようなものであろう
し、一方、Ｙ信号は図の右の線５２のようなものであろ
う。これはディジタル信号のグラフ表示と考えられる。

本願発明の技術分野における当業者は、この主信号から
基準チップ表面の実際のディジタル図を再合成すること
が不可能であるが、サンプリングされ、和がとられ、図
示のように主信号として表されるためのピクセルのこの
数は、任意の基準チップに関し実質的に特徴的であると
判断するには十分であることを認めるであろう。

以下において、本件発明で用いられる原理を説明する。

Ｘ軸Ｙ軸双方において、同じ長さで最も似ていない全主
信号内の部分である主信号、即ち部分信号の部分が位置
付けられ、これが本件発明の装置の動作ティーチモード
の間に記憶される。即ち、ティーチモードにおいて、９
７（＝１６０−６４＋１）個の６４要素の部分信号の各
々が、ホーム位置を中心としてその周り（以下に述べる
様に取り出される部分を除く）の計２４０要素の部分信
号の内、６４要素の部分信号８１個と繰り返し比較され
る。従って、対象となった各部分信号とそのホーム位置
の一方の主信号のうち、６４要素の部分信号４０個との
一致が測定される。この比較段階は各部分信号の要素と
対応する主信号部分の要素との差の絶対値を総和するこ
とによって、ある部分信号と主信号内の各選択された部
分信号との差が測定される。大きな総和は大きな差、即
ち貧弱な一致を示し、小さい総和は良く一致しているこ
とを示す。各部分信号の最良の一致の質の示唆、即ち、
ホーム領域「ガードバンド」の外側の部分との最小のず
れが記憶され、Ｑ_minとされる。Ｑ_minは従って、部分信
号のホーム位置にも最も近い、全主信号の内の等しい長
さの要素の特定のグループから特定の部分信号がどれだ
け異なるかの度合を示す。Ｑ_min はそれ故に、部分信号
を目標チップの部分の位置付けを補助する道具として用
いることができる。次にＱ_min が各対象となる部分信号
に対して決定され、次に、最も大きいＱ_min（Ｑ_max）
は、チップの特定の位置を決定するに際し、最も有益な
部分信号に対応する。換言すると、Ｑ_max は、比較され
たカードバンドの外側にある、同じ長さの全主信号中の
各部分信号の内、最も似ていない部分信号に対するＱ
_min である。従ってその部分信号は、ランモードの動作
において、位置されるべき各目標チップに関連して発生
する信号と比較するために用いられる。

この処理が第４図に図式的に示されている。部分信号Ｓ
Ｓ_N が全主信号５と繰り返し比較される。Ｎは部分信号
ＳＳ_N が抽出される主信号上の位置を示すポインタであ
る。部分信号ＳＳ_N に対して、当該部分信号と全主信号
のＬ番目の部分との一致の度合いを示すＱ_Lが生成され
る。ここでＬ＝Ｎのときは全て一致し、Ｑ_L が最小化さ
れる。図面上に示される他の点においては、一致が全く
生じない場合があり、その結果Ｑ_Lの値（図面中、ＳＳ_N
と主信号内の位置Ｌから６４要素との間にある影の部分
に等しい）は実質的に大きくなる、これが第５図に示さ
れている。第５図には、Ｎ−４０からＮ＋４０まで変化
するこれらの位置の関数としてＱ_Lがグラフ化されてい
る。即ち、特定の部分信号ＳＳ_Nに対して、部分信号Ｓ
Ｓ_N と８１個の比較可能な主信号の部分とが比較される
ことによって、８１個のＱ_L値が導かれる。これらＱ_Lが
Ｌに対してグラフ化されると、第５図（ａ）における５
４で示されるようなグラフになる。これを誤差関数（Ｅ
Ｆ）という。通常、Ｑ_L の値は多少なりとも変化する。
Ｎ＝Ｌの時、即ち、部分信号ＳＳ_N が主信号の選択され
たＬ番目の部分と比較されたとき、点線で示されたよう
にＱ_L の値は最小化する。従って、この値は、特定の部
分信号ＳＳ_N と主信号のいずれかの部分との間で最も近
い一致を示すＱ_L にＱ_min を位置付けるべく、比較され
たこれらの値の中から削除される。同様に、Ｌ＝Ｎの時
のどちらかの側にある信号部分のＧ個については、Ｑ
_min の決定に際しては考慮されない（現在の実施例にお
いては、Ｇ＝８とする。）ので、「ガードバンド」２Ｇ
個の大きさが設定される。これはホーム位置（Ｎ＝Ｌ）
とそのすぐ隣にある部分信号ＳＳ_N とは、当然に他の部
分よりも低いずれの値 Ｑ_Lを有すこととなる。他の部分よりも低いＱ_Lがどこか
ということを発見するために、ホーム位置又はその近辺
におけるＱの識別をＱ_min として識別しないようにガー
ドバンドが用いられる。従って、テスト下での部分信号
ＳＳ_N と部分信号の原点の領域内の信号の部分との一致
は、Ｑ_minの決定に用いない。

ｎ＝１から（１６０−６４＋１）までの可能性のある部
分信号の段階で決定されたＱ_minの最大値が記録され
る。Ｑ_minの最大値Ｑ_max は、主信号の各部分（自分自
身を除いて）と最も似ていない部分信号のＱ_min であ
り、従って、後の目標チップの正確な位置を決定する段
階において最も特徴的であり、同様に最良の情報を与
え、最良に利用価値の高い部分信号のＱ_minである。従
って、全信号内にあるこの部分信号（即ちＮ）の位置の
ポインタ指示をティーチモードにおいて記憶する。第５
図ｂは、この処理を図解的に示し、最大のＱ_minをＱ_max
として識別する。

チップの特定の位置を識別するための最良の部分信号を
見いだす上記プロセスは、Ｘ軸及びＹ軸で繰り返され、
同様にチップの「回転」表示に対しても繰り返される。
好ましい実施例においては、主信号を導く個々のピクセ
ル値の総和で達成するような方法で約4.76度の角度でチ
ップが実質的に回転させられる。部分信号が生じる総和
段階において、例えば、第１の１２ピクセルを加算し、
第２の列に移動し、次の１２ピクセルを加算し、第３の
列に移動し、‥‥‥とすることにより、 4.76度の角度
の回転が非常に簡単に得られる。つまりtan(4.76)は1/1
2に等しいので、これは4.76度の有効回転を提供するこ
とになる。この処理は、第６図に図形的に示されてい
る。ここでは、行及び列の１２ピクセル毎に１ピクセル
が置き換えられて、ピクセルの１２×１２アレイ５６，
５７が4.76度回転している。点線５９によって示される
ように、第１のアレイ５６内の１２の最も左の１２個の
要素の総和が取られると、更には、第２のアレイの第２
のコラム内の最も左の１２個の要素の総和が取られ、従
って、線５８と５９とで形成される角度だけ回転する目
標を実際に走査することによって得られる信号と実質的
に同じ信号が得られる。これは、特定の時間で計算され
たＸ信号又はＹ信号のいずれかに依存する行から行若し
くは列から列への動きの方向を選択することによって、
時計周りあるいは反時計周りとなる。更に4.76 度の回
転が達成された３つの位置の各々に対する最良のＱ_max
が決定されると、これは中心位置が±4.76゜／２のオー
ダーの公差を有することを意味する。従って、本件発明
のこの実施例に従って許容され得るチップの総角度移動
は、時計周り若しくは反時計周りのどちらかに対して
（３×4.76）／２、即ち、約７度のオーダである。

ティーチモード全体において、２つの全主信号から選択
された最も特徴的な部分信号を得るための６つの計算
（Ｘ軸及びＹ軸において、通常状態、時計周り状態及び
反時計周り状態における計６つ）が実行され、Ｘ軸及び
Ｙ軸双方で見いだされた最も高いＱ_max を用いて、目標
チップとの関連での比較のために主信号の最良の位置を
選択する。

このような比較の結果が第７図に示されており、これは
記憶された部分信号と目標チップとの関連で発生した信
号との比較の結果を図示的に示したものである。本件発
明のこの実施例の動作の±４０のピクセルの範囲におい
て、部分信号が各信号の可能性ある部分と比較される。
上述の総和処理に従って、８１回の段階の各々において
Ｑ値が発生する。即ち、記憶された６４個の部分信号の
値の各々と試験されるべき全２４０要素の信号の６４個
の部分の対応する値との差の絶対値の総和である。従っ
て、Ｑは部分信号と試験されるべきその信号の部分との
識別を示す。Ｑの連続がＮの関数としてグラフ化され、
これが第７図に示されている。ここで部分信号の位置の
ポインタとピクセルの数△Ｘとの和又は差と等しく、Ｎ
＋△Ｎは部分信号と比較された主信号の部分を指摘し、
一致したことを示す最小Ｑ_min へＱ値が到達する。△Ｘ
は従って、部分信号ＳＳ_N で規定される基準位置Ｎ、即
ち「視点」からのチップのピクセルの偏位である。この
情報が、ワイヤボンディングリードを通常の位置から△
Ｘだけ離れた位置へ接着するためのホストプロセッサへ
供給される。もし、上記で計算したＱの値において、回
転していない（通常の）基準チップに対するＱよりも回
転した目標チップに対するＱの方が小さい値の時には、
これはチップ自身が回転したことを示すものであり、補
正△θが更にホストコンピュータに供給される。処理が
Ｙ軸方向について繰り返され、通常の位置に関して目標
チップの実際の位置が完全に特定される。

ここで注意しなければならないのは、Ｘ偏位及びＹ偏位
が互いに独立に決定されることにより、上記本件発明の
目的の一つが満たされるということである。部分信号の
Ｎ回の比較がＸ軸及びＹ軸双方で行われた場合、全比較
回数は２Ｎである。もしこれをＸ軸及びＹ軸双方で独立
して行われないようなテンプレートマッチングいその他
の方法では、同等な詳細な画像結果を得るためにはＮ²
回比較を実行する必要がある。上記の如く、更なる保証
の目的で、この処理がチップの対角において繰り返され
るが、この処理によってθ補正が必要となったとき、こ
れはチップの対角方向への補正が必要であることであ
り、従ってその位置が正確に決定されるであろう。

第８図には、ティーチモードのフローチャートの詳細が
示されている。１００において、ピクセルの１６０×１
６０のアレイを規定するＮをＮ＝４０とし、Ｎ番目の部
分信号が比較される信号の８１個の６４要素の部分信号
の位置Ｌ（Ｎ−４０に等しい）を設定することにより初
期化されるとともに、Ｑ_min が任意の大きい数に設定さ
れ、Ｑ_max が零に設定される。１０２において、位置Ｎ
から始まり位置Ｎ＋６４までの試験されるべき第１の部
分信号が、全部分信号が記憶されているＲＡＭから部分
信号ＲＡＭ内に読み出される。１０４において、Ｎ番目
の部分信号のｉ番目の要素をＳＳ_Niとする。（Ｌ＋ｉ）
番目の部分信号要素（即ち、Ｌから始まる信号部分のｉ
番目の要素）であるSig L+iと（Ｎ＋ｉ）番目の部分信
号要素であるＳＳ_Niとの６４個の差の絶対値の総和６４
個が計算される。この全てをＱ_NLとする。これは次に、
１０６において記録されたＱ_min の値よりも小さいかど
うかを見るために比較される。即ち、ＳＳ_N が信号のＬ
番目の部分との一致が以前のいずれの部分の一致よりも
より一致していれば、１０８においてＱ_min はＱ_NLと等
しく設定される。もしそうでなければ、次のＬがフェッ
チされ（１１２）、もし最後（１１０）でなければ処理
が繰り返される。もしＬが一定値Ｇとして規定されるＮ
の近辺であれば、即ち、部分信号がそれが運ばれてきた
信号の領域と比較されている部分信号であれば、Ｑ_min
の不正な指摘が発生しないよう、この領域が１１４にお
いてスキップされる。

最後のＬに達したとき、即ち、Ｎ番目の部分信号が全て
の可能性のある全信号のサブセット（Ｎ−１０≦Ｌ≦Ｎ
＋４０）と比較されたとき、１１６において、Ｑ_minが
Ｑ_maxより大きいかどうかを見るために、即ち、このＮ
番目の部分信号ＳＳ_Nが最も特徴的（テストされた中で
最も掛け離れている）かどうかを見るために比較され
る。もしそうであれば、Ｑ_maxが１１８においてＱ_minへ
更新され、最も特徴的な部分信号が位置することを示す
ポインタＮが１２０においてラッチされる。もしこれが
最後の部分信号（１２２）でなければ、１２４において
Ｎ＝（Ｎ＋１）とし、ＬをＮ−４０へ戻し、処理が繰り
返される。もしこれが最後であれば、ラッチされたＮが
最も利用できる部分信号のポインタとされ、１２６で示
すようにＱ_maxはどのくらい有用かを示すことになる。
次に、上記で概説したような回転した軸に関連して、更
に他の座標に関連してこの処理が繰り返される。更に、
１３０においてテストが実行される。これは、カメラに
関連してチップを物理的に移動させることにより、カメ
ラの第１の視点について発見された部分信号に関し、下
記に詳述するようなランモードを実行することにより行
われる。これが終了した後、カメラに対して第２の基
準、即ち「第２の視点」へチップを物理的に移動する。
そして、全処理が１３２において繰り返され、部分信号
の第２の組、即ち、第２の基準点に対してＸ、Ｙの各々
の部分信号が発生する。

第９図は「ラン」モード動作の詳細なフローチャートを
示している。チップの通常の位置からの最大偏位はデバ
イス製造公差の統計的関数若しくはこれに類似するもの
である。処理できるチップの数はチップの通常位置から
±４０ピクセルの範囲内にあることが実際問題として判
っている。従って、これはティーチモードにおいて上述
の如く発生した部分信号は、この基準領域から±４０ピ
クセルに位置する主信号の領域との比較でのみ必要であ
り、ラン動作で必要とする処理時間が最小化されるのに
有益である。更に、この方法では、４０ピクセルより小
さい繰り返しを有する繰返しイメージであれば、誤った
識別を生じない。まず、上記初期化Ｑ_min は大きい数に
セットされ（１４０）、１４２において部分信号ＳＳ_N
（ＳＳ₁−ＳＳ₆₄を有する。）が供給され、同時に１４
４において部分信号ＳＳ_N と比較されるべき部分信号の
その部分を示すポインタＰがＮ−４０へ初期化される。
１４８において全信号のスナップショットが供給され、
それぞれの要素がSig _p+1となる。１４８において、ｉ
＝１から、Sig _p+1と対応する部分信号要素ＳＳ_Niとの
差の絶対値の６４個が計算され、総和Ｑ_P を得る。即
ち、Ｑ_P は部分信号ＳＳ_Nと全信号のＰ番目の部分との
一致の度合いに比例することになる。もしこれが最小値
Ｑ_Pであると検出されれれば、即ち、Ｑ_Pが記憶されたＱ
_minよりも小さければ、Ｑ_minはＱ_P と更新され、ＰがＰ
_minとして記憶され、このポインタは最良に一致したこ
とを示す。もし１５６においてＰ＜（Ｎ＋４０）であれ
ば、１５８においてＰを増加し処理が繰り返される。結
局Ｐ_min は、１６０に示される様に最良の一致の位置を
示すことになり、従って、（Ｐ_min −Ｎ）は△Ｘ、即
ち、その通常の位置から基準位置のピクセルの距離を示
す。この処理が直交座標に関連して繰り返し実行され、
上記で発生した回転した主信号で第１２図との関係で下
記の詳述するように信号の一部について繰返し実行さ
れ、そして上記１６２−１６５の全ての処理を第２の視
点において繰返し実行する。

Ｑ_min の絶対値は、選択された部分信号が目標チップの
主信号と一致する確かさの度合いに対して反比例する関
係にある。１６６において示されるように、もしこの値
が適切な一致が見いだされることを示すには十分小さく
ないのであれば、１６８において棄却信号がホストへ到
達し、ここにおいて更なる処理が遂行される。その他の
場合は、１６９で示すように、許容できるＱ_min が見い
だされた距離△Ｘは±４０ピクセルであるかどうかが判
断される。もしそうであれば、より良い一致が±４０よ
り少し大きい△Ｘの距離において見いだされるはずであ
る。このことは、１７０において示されるように、ホス
トに指示され、全てのチップがある距離でその方向へ物
理的に移動する。その代わりとして、−４０＜Ｐ＜４０
の信号の異なった範囲が比較のために選択される。

上記の本件発明に従う動作を実施するためのハードウエ
アを示す第１０図を参照する。第１０図において、カメ
ラ６４からの信号が与えられるＡ／Ｄ変換器６４から、
マイクロプロセッサ６０へビデオ信号が与えられる。カ
メラ６４からの信号は又、ビデオ発生器６６へも与えら
れ、そこから作業者が最初に基準点を設定するのに有益
なテレビジョン６８へ与えられ、又単に本件発明の処理
動作を監視するために与えられる。実際には、信号がＸ
とＹそれぞれに対し、ランダムアクセスメモリ／アキュ
ムレータ装置７０と７２において発生し、第１２図と関
連して以下に詳細に述べる動作により領域選択ゲート６
３を経てＡ／Ｄ変換器６２によって与えられる。本願で
開示された本件発明の実施例に対する可能な変更には、
同様の集積化されたグレースケールの主信号値を発生さ
せて基準チップを物理的に走査すること、更にカメラと
Ｘ、Ｙアキュムレータとを各軸に対するグレースケール
の値の光学的集約の円筒光学系で得られる一対の十字型
線型走査配列で置き換えることが含まれている。本実施
例において、すべての信号、即ち、Ｘ、Ｙ双方及びその
回転した変形はただ一つの記憶装置に包含されている。
砂ち、Ａ／Ｄ変換器６２によるディジタル信号出力は、
必要に応じてアキュムレータ７０および７２に与えられ
る。その和が、個々のアナログ画像の光強度信号をグレ
ーレベルのディジタル形式に変換し、同時に実時間で計
算され、それ故に、ビデオ画像のすべての要素のすべて
の値を全く記憶する必要がない。二つのＲＡＭ／アキュ
ムレータ装置７０と７２の間の信号の選択はマイクロプ
ロセッサ６０によって制御されるマルチプレックス（多
重）装置７４によって行なわれる。

上述のホスト処理装置７６は又、ホストインターフェー
スを経由して、処理される部分信号を記憶する付加され
た部分信号ＲＡＭ装置と同様、マイクロプロセッサ６０
に接続されている。Ｘアキュムレータ７０およびＹアキ
ュムレータ７２の一方に記憶されている主信号の特定の
部分集合と部分信号ＲＡＭ７８に記憶されているものと
の間の差の絶対値の和は、正規化して絶対値の差の装置
８０の和をとることで行われ、その詳細は第１１図との
関連で以下に述べられる。典型的には、比較器８４にお
いて、Ｑで示される和がラッチ８６にラッチされている
以前に決定されたＱ_min と比較される。例えばティーチ
モードにおいて、各部分信号ＳＳ_n が全信号の８１個の
可能な位置の各々に対し、Ｑ値が正規化及び差の絶対値
の和をとる装置８０で発生する。比較器８４によって、
部分信号と最も近く適合している以前に決定されたＱ
_min 値とラッチ８６にラッチされている全信号の部分信
号との間で比較が行なわれる。特定の部分信号ＳＳ_Nの
比較の終りにおいて、第２の比較器９０で、このＱ_min
値は以前に決定されたＱ_minの最高値と比較され、この
値Ｑ_maxが第２のラッチ８８に記憶される。ラッチ８８
は又Ｑ_max を生じる部分信号の位置を記憶する。

和をとる操作が比較的簡単なデータ処理操作であるが、
大容量のデータが含まれる故に効率的に行なわれなけれ
ば和の操作に長時間必要であることが当業者には理解で
きるであろう。従って、各部分信号に対して発生するＱ
_min 値をハードウエア装置であるラッチ８６に記憶する
ためと同様、累積と和をとる機能を実行するための上述
のハードウエア装置が与えられる。一方ソフトウエアで
ある比較器９０によって決定される特定のティーチモー
ド動作において、試験される最も良い、即ち最も特徴的
な部分信号の代表的Ｑ_max 値がソフトウエアであるラッ
チ手段８８に記憶される。

Ｑ値を生み出すのに用いられる種々の和、即ち考慮下の
特定の部分信号の各要素と考慮下の全信号の部分集合の
対応する要素との間の差の絶対値の和が、もし両者が正
規化処理によって互いに評価化されていれば、これには
意義があることが当業者は理解できるであろう。即ち、
例えば、部分信号が発生する時間と目標信号が発生する
時間との間で生じる光強度の変化は、主信号を作り出す
ため和がとられるディジタル化された信号の絶対値に変
化を生じさせるであろう。一方、基準チップの反射も変
化し得るし、他の装置の条件も様々な理由で変化し得
る。だからこそ、正規化を実施するのである。本実施例
においては、考慮下にある部分信号の６４要素を示す平
均値と共に、考慮されるべき主信号の６４要素の平均値
をとり、両者を互いにかけ合わせることによって正規化
が実行される。当然の事ながら、正規化における相互掛
算以外の平均の操作およびその他の演算の手段も可能で
ある。

第１１図は正規化と和をとる手段８０の拡大図である。
問題の信号配列が、ＲＡＭ７０又は７２のいずれかから
主信号配列９４に与えられる。同様に、部分信号配列が
部分信号ＲＡＭ７８から与えられ、主信号配列が６４バ
イトのシフトレジスタである遅延手段９６を通って与え
られる。一方、主信号の６４要素の平均値を主信号発生
器９８で計算する。本実施例では、以下に明確にされる
理由のため単なる６４個の値の和からなっているので平
均発生器９８は単にアキュムレータである。主信号平均
発生器９８の出力は掛算器９９で部分信号の個々の要素
と掛け合わされる。次に掛け合わされた部分信号の値は
差の絶対値をとる装置９７に送られる。それは又、部分
信号平均レジスタ９５から与えられ、そして第２の掛算
器９３で部分信号の要素の平均値を掛け合わせた（即ち
上に述べたようにそれらの全体の）主信号のそれぞれ個
々の要素が遅延装置の役割をする差の絶対値をとる９７
を経て供給される。次に、和をとる装置８５において各
々重みづけされた部分信号要素と装置９７によって出力
された対応する重みづけされた主信号要素が計算され
る。得られた総和Ｑ_NLは、ポインタ位置Ｌで始まる主信
号の６４要素と比較されるポインタ位置Ｎで始まる６４
要素の部分信号に関係している。上述のように、これは
前にＱ_minに対してラッチされた値と比較する。

最後にＱ_min は全体の部分信号Ｎに対して決定され、そ
れは次にすべての以前に考慮された部分信号に対して見
出される最大のＱ_minと比較される。最後にその結果Ｑ
_maxは最良の（即ち最も特徴的な）部分信号であること
を示すのがわかる。それは次で基準点に対し目標チップ
を適当に位置づけるのに用いられる。

本処理過程は直交する方向に対しても繰返され、回転し
た主信号に対し、傾いた部分信号を発生するため上述の
各方向に対し基準チップの“スナップショット”を作り
出すようカメラ６４とＡ／Ｄ変換器６２を用いることに
よってその各々が引き出される。上述の如く、和は望ま
しい傾斜の程度を決定する速度で段階的に列に対して実
施される。こうして発生された６つの部分信号は部分信
号ＲＡＭ７８に記憶される。実質的に同じハードウエア
がランモードの動作において用いられ、本実施例におい
ても用いられていることは当業者には理解できるであろ
う。次に、記憶された部分信号は目標チップの同様に発
生された目標チップのスナップショットと比較のため上
記のように正規化と和をとる装置８０に送られる。Ｑ値
は全信号の各可能な部分集合と各部分信号を比較するこ
とによって発生し、最小のＱ即ち最大の一致を生じるＸ
とＹのポインタは、基準チップに対する目標チップのず
れ△Ｘと△Ｙの程度を示す。即ち、例えば位置Ｎで始ま
る部分信号と比較される最小のＱを生じるＸ信号の部分
集合の始めを示すポインタがＬであるＮ−Ｌはピクセル
で△Ｘに等しい。回転した座標と、ＸおよびＹの部分集
合を同様に発生する第２の視点と、その回転とに対し、
ＸおよびＹにおいて本処理が繰返されることで、基準の
視点に対し基準チップの位置決めのための非常に正確で
信頼度のある確かな方法と装置が与えられる。

部分信号に直接比較される目標チップの面積は、部分信
号の幅によって制限することが望ましい。それ故、任意
の領域に対し、部分信号の幅の半分で規定される外側部
分は部分信号の中心ではあり得ない。この事実は基準チ
ップ即ち他の目標チップのその正規位置からのＸ及びＹ
のずれにおける可能は同時に発生する偏位を補償するた
め本件発明で利用される。従って例えば目標チップがＸ
方向、即ち水平行に沿ってずれており、このときに積分
が垂直列行の各集合に対して行なわれると、その結果は
正規の積分された位置からずれるだろう。従って、ラン
モードにおいては、同様の複数の連続する動作（パス）
に従って、記憶された部分集合と比較される可能性ある
部分集合が、視点に対応する適当な位置として以前に区
別された領域へ限定される。即ち、視点に対応する適切
な位置として以前区別された領域に対し連続する同じ操
作によって限定される。記憶された部分信号と比較され
る全視点の部分領域は、直角方向に対し見出される目標
位置に関する情報に従ってパスからパスと変動するので
その対応は徐々に正しくなるが、一方実行が要求される
比較操作の量は限定されてくる。従って例えば第１２ａ
図においてカメラによって見られる全領域は２４０ピク
セル四方として示されている。これらのうち中央の１６
０ピクセル四方が部分信号の発生に用いられ、Ｘにおけ
るあるポインタＮ_XおよびＹにおけるポインタＮ_Yを中心
とする部分信号はティーチモード動作で見出される。

Ｘ方向のランモードに際し、Ｎ_Xを中心とする部分信号
は、Ｎ_X−４０とＮ_X＋４０の範囲の信号の領域と全２４
０ピクセルのＹの深さで比較される。これはある程度比
較の精度に影響する（部分信号ランモードで考慮される
２４０ピクセルのうち１６０ピクセルに渡って計算され
るため）ので、それはＹにおける変動をＸの決定に影響
することから除去する。次に本処理はＮ_Y ±４０を中心
としてＹ方向においても同様に行なわれる。第１２ｂ図
に二重に影をつけた領域は、従って部分信号の中心の正
規位置である。上記に概略した処理においてＮ_X に対応
する点の実際の位置が点線で示されるＮ_X′であると見
出され、Ｎ_Yにおけるものも同様に示されるＮ_Y′である
と仮定する。次に第２のパスにおいてより小さな領域即
ちＸとＹの両方に約２００ピクセルの深さの領域がそれ
ぞれＮ_X′とＮ_Y′を中心とした部分信号と比較される主
信号の部分に寄与し、従って第１２ｃ図に示される比較
のための影の部分を生じる。本実施例においてこうして
定義される“領域”の大きさは第２のパスで２００ピク
セルである。次に同じ操作が行なわれ、もしすべてが正
確であればＮ_X′とＮ_Y′は、第１２ｄ図において示され
るように更にＮ_X′とＮ_Y′の±４０ピクセルを中心とし
た第３のパスにおいて１６０ピクセルの深さによって変
化しない。次に、部分信号の比較がティーチモードにお
いて用いられるものと正確に比較することが可能であ
る。こうして、必要とされる計算時間は減じられ、演算
はより速くなる。一方、究極の部分信号の位置がティー
チモードにおいて実行されるものと直接比較し得る操作
において見いだされることを保証する。一般的には同じ
手順が回転した部分信号に対して続けられる。これは第
１、第２のパスにおいても試みられる。同様に、第２の
視点において本件発明の処理を実施する際、第１の視点
の部分信号に対して引き出される角度ずれに関する情報
は第２の視点の部分信号がどれと比較されるかを選ぶの
に用いられる。要約すると本件発明は種々のパターン認
識応用において用いられるのが予め決められた集積回路
チップの正確な位置を決定するのに有益なパターン認識
システムが記述されていることが当業者に認められるろ
う。本件発明に従うパターン認識システムは光源光学装
置及び光学撮影手段からなる光学系から得られる画像情
報を必要とする。カメラはそこに入射する光の強度をセ
グメント化されたアナログ表示を生ずるビジコン、固体
素子配列あるいはそのような素子のいずれかを使用する
ことができる。これらは制御のため数値を生ずるようデ
ィタル化される。プロフィールあるいは記号は特定の画
像及びそのを特徴的に特徴付けるのに用いられる。信号
は画素即ちピクセルの列に沿ってまたピクセルの各行に
沿った強度値を積分することによって得られる。これは
Ｘ信号とＹ信号を作り出す。ずれの測定は全信号の特別
の選択されたセグメント、即ち部分信号を最も良い適合
を探してより大きな主信号と繰返し比較することによっ
て達成される。最小の不整合を探すことは最も近いピク
セルに対する精度を与える。Ｑの最小の不整合即ちその
実際の振幅は“評価Ｑ”として呼ばれる認識の信頼度を
判断するのに相対値を持っている。その計算は別の基準
チップから得られる部分信号における変動を補償する。
評価Ｑ値は特定のシーンを棄却するか受け入れるために
あらかじめ決められた閾値と比較される。

離れた位置からの画像のずれはＸ及びＹとθ、即ち基準
チップの回転に対して生じ得る。Ｘを考えると、それは
垂直要素のみを示す。なぜならその間の距離をはかるこ
となく積分されるからである。従って列の積分は横方向
の測定の有益なデータを失うことなく実施することがで
きる。同様に行積分は縦の測定を干渉することなくなさ
れることができる。

積分の結果は特徴的なプロファイルを与える。プロファ
イルの部分集合はその長さが正確な認識を可能にするよ
うに種々の画像のをオーバーラップするように選ばれ
る。ディジタル化されたアナログ信号の積分は又、ビジ
コンタイプのカメラの使用に対し特に重要なランダムな
電子及びカメラの雑音の影響を減じる。これと関連して
雑音及びその種のものがＱの実際の値に影響を与える
が、発生するポインタの精度はそのような雑音で影響さ
れないことを特筆する。

照明やティーチ操作されたものと目標チップの画像の間
の可能な差を補償することによって部分信号を記号と正
確に比較するために正規化がおこなわれる。これら又、
画像の制限された部分が処理操作の特定の部分を実施し
ている間見られるのが望ましい場合、異なる深さの行や
列から得られる主信号を補償する。こうして正規化はそ
の正確な振幅の比較よりもむしろ主信号の実質的な形の
比較を可能にする。

規定された比で別の部分を段階的に和をとることによっ
て効果的に回転した部分信号はＸ、Ｙ両方において発生
され、これはその基準位置に対し、基準チップのわずか
な角度ずれを調節するのに用いられる。最も重要なこと
は、信号生成段階において行及び列のピクセルに対して
新規な積分はテンプレートマッチングを避け、従って典
型的テンプレートマッチング方法と比較してＮ² から２
Ｎへ全画像に対する特定の部分画像の位置決めに要求さ
れる比較の数を減らすことであろう。

本質的精神と展望から離れることなく数多くの改善、改
良が本件発明のシステムと方法になされることが可能で
あり、それ故その改善・改良は上記実施例のみであると
限定的に解釈すべきでないと付言する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件発明のパターン認識装置が一部である全体
システムの図式図、 第２図は集積回路素子上の典型的な集積回路チップの配
置図、 第３図は基準チップ、画素即ちピクセルのディジタル表
示がいかにＸ及びＹに特徴的な主信号を生じるように加
え合わさるかを示す図、 第４図は如何に信号の一部即ち部分信号が全信号をその
対応するものと比較するかを示す図、 第５ａ図はその対応、即ち特定の部分信号の誤差関数を
グラフにした結果を表す図、 第５ｂ図は如何にチップの一部を識別するのに最も情報
のある部分信号が識別されるかを示す図、 第６図は回転記号発生のための幾何学的分布図、 第７図は選択された部分信号を目標信号の同等の部分と
比較することによって発生される誤差関数図、 第８図は部分信号が発生され最も有効に選択されるティ
ーチモード動作のフローチャート図、 第９図はラン動作のフローチャート図、 第１０図は図８、９に示されるフロー図を達成するのに
用いられるハードウエアのブロック図、 第１１図は正規の装置の拡大ブロック図、 第１２図はラン動作の詳細な説明図である。 ［主要部分の符号の説明］ 基準信号……５２ データ……６０，６２，６４，７０，７２ 比較手段……１４０〜１６０ 相対ずれを表わす信号を発生する手段……６５，１６５ 部分信号セット……ＳＳＮ

フロントページの続き (72)発明者 ミツシエル・ネギン アメリカ合衆国08077ニユ−ジヤ−シイ・ シナミンソン・ウオ−タ−フオ−ド・ドラ イヴ2803 (56)参考文献 特開 昭55−138854（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−131877（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−7112（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−14112（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その位置が既知の基準物及びその位置を決
   定すべき目標物のアナログ画素像を撮像するための連続
   走査型撮像装置（第１図２６）と、 該撮像された基準物及び目標物のアナログ画素像を該基
   準物及び該目標物のデジタルグレイスケール光強度値の
   二次元信号配列（第３図４７）に変換する手段（第１図
   ２８、３０）と、 該二次元信号配列のデジタルグレイスケール光強度値の
   行及び列の総和をとることにより一次元配列（第３図５
   ０、５２）の形式で基準信号及び目標信号を生成し記憶
   する信号生成記憶手段（第１０図６０、６２、６４、７
   ０、７２）と、 該基準信号の一部（第４図ＳＳ_N ）の特徴的な部分信号
   である基準部分信号を該基準信号から選択する手段（６
   ０、７８、８０、８４、８６、８８、９０）と、 該目標信号の一部である目標部分信号と該基準部分信号
   とを比較することによって該基準部分信号と最も比較誤
   差の小さい目標部分信号を選択する手段（６０、７８、
   ８０、８４、８６、８８、９０）と、 該基準部分信号の既知の位置からの、該選択された目標
   部分信号の空間的なずれを表すデジタルデータ信号を発
   生する手段（６０）とからなり、 該基準部分信号選択手段、該目標部分信号選択手段及び
   デジタルデータ信号発生手段は、二次元配列中の２つの
   直交座標の双方において同じ動作を行うように適合され
   ていることを特徴とする目標物の位置検出装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、 該信号生成記憶手段は該基準信号の部分同志を比較して
   該特徴的な部分信号である基準部分信号を決定する手段
   を更に含むことを特徴とする装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   装置において、 該基準部分信号選択手段は、該基準信号と該基準部分信
   号との差の絶対値の和をとる手段を含み、 該目標部分信号選択手段は、該基準部分信号と該目標部
   分信号との差の絶対値の和をとる手段を含むことを特徴
   とする装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、 該基準部分信号選択手段は、該基準信号の他の部分との
   関連性が最小である部分を該基準部分信号として選択す
   る最小部分選択手段を更に含むことを特徴とする装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第６項の記載の装置におい
   て、 該最小部分選択手段は、該基準信号と該基準信号の一部
   である部分信号との差の絶対値の和をとる手段を更に含
   むことを特徴とする装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、 該基準物を疑似的に回転させるために、該基準物のデジ
   タルグレイスケール光強度値の二次元配列を実効的に回
   転させた信号を発生する手段を更に含むことを特徴とす
   る装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載の装置におい
   て、 該実効的に回転させた信号を発生する手段が、第１の直
   交方向における該デジタル画素データの所定の数の連続
   する系列にわたって繰り返し加算する手段を含み、該デ
   ジタル画素データの所定の数の連続する系列は各々第２
   の直交方向において１画素要素位置だけ他方からオフセ
   ットされており、これにより、生じた回転角度が該所定
   の逆数のアークタンジェントに等しいことを特徴とする
   装置。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、 該比較誤差が該空間ずれの妥当な決定をするのに十分小
   さいかどうかを決定するための手段を含むことを特徴と
   する装置。
9. 【請求項９】その位置が既知の基準物と実質的に同一の
   目標物の位置を検出するための方法であって、該基準物
   の少なくとも一部分のビデオ画像を得る工程と、そのビ
   デオ画像を処理して対応するデジタル基準データを得る
   工程と、該目標物の少なくとも一部分のビデオ画像を得
   る工程と、そのビデオ画像を処理して対応するデジタル
   目標データを得る工程と、 該デジタル基準データの行及び列の総和をとることによ
   り一次元デジタル基準信号を得る工程と、 該一次元デジタル基準信号の特徴的な一次元デジタル基
   準部分信号を選択する工程と、 該デジタル目標データの行及び列の総和をとることによ
   り一次元デジタル目標信号を得る工程と、 該一次元デジタル目標信号の一部である一次元デジタル
   目標部分信号と該選択された一次元デジタル基準部分信
   号と比較することによって、該一次元デジタル基準部分
   信号と最も比較誤差の小さい一次元デジタル目標部分信
   号を選択する工程と、 該基準物の既知の位置からの、該選択された該一次元デ
   ジタル目標部分信号の空間的なずれを表す信号を該選択
   された目標部分信号の関数として発生する工程とからな
   り、 該基準部分信号選択工程、該目標部分信号選択工程及び
   該関数信号発生工程は、２次元配列中の２つの直交座標
   の双方において同じ動作を行うように適合されているこ
   とを特徴とする目標物の位置検出方法。