JP2000174103A - Device for detecting existing state of plate-like part - Google Patents
Device for detecting existing state of plate-like partInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、収納体（例え
ば、ウエハコンテナ）内に並べられた板状部材（例え
ば、ウエハ）の存在状態を検出する板状部材存在状態検
出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting the presence of a plate member (for example, a wafer) arranged in a container (for example, a wafer container).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、この種の装置として、ウエハ
コンテナ内に並べられたウエハの存在状態を検出するウ
エハ存在状態検出装置が用いられている。このウエハ存
在状態検出装置として、くし状に配置された光電スイッ
チ群を用いる方式（従来技術１）とカメラを用いる方式
（従来技術２）とがある。2. Description of the Related Art Heretofore, as this type of apparatus, a wafer presence state detecting apparatus for detecting the presence state of wafers arranged in a wafer container has been used. As the wafer presence state detecting device, there are a system using a photoelectric switch group arranged in a comb shape (conventional technology 1) and a system using a camera (conventional technology 2).
【０００３】〔従来技術１〕図１３において、１はウエ
ハコンテナ、２（２−１〜２−ｎ）はウエハコンテナ１
の各段の収納ラックに収められたウエハ、３はウエハ存
在状態検出装置のセンサ部である。センサ部３はくし状
に配置された光電スイッチ３−１〜３−ｎを有してい
る。光電スイッチ３−１〜３−ｎは送光部３−１ａ〜３
−ｎａと受光部３−１ｂ〜３−ｎｂとからなる。この光
電スイッチ３−１〜３−ｎが配置されたくし状部をウエ
ハ２−１〜２−ｎの列に差し込むことによってウエハ２
−１〜２−ｎの有無を検出する。[Prior Art 1] In FIG. 13, reference numeral 1 denotes a wafer container, and 2 (2-1 to 2-n) denote a wafer container 1.
The wafers 3 stored in the storage racks at the respective stages are a sensor section of the wafer presence state detecting device. The sensor unit 3 has photoelectric switches 3-1 to 3-n arranged in a comb shape. The photoelectric switches 3-1 to 3-n are light transmitting units 3-1a to 3-1.
-Na and the light receiving units 3-1b to 3-nb. By inserting the comb-like portions on which the photoelectric switches 3-1 to 3-n are arranged in rows of the wafers 2-1 to 2-n,
The presence or absence of -1 to 2-n is detected.
【０００４】〔従来技術２〕ウエハコンテナ１を例えば
透明部材としてその一方から照明を当て他方にできた影
をカメラで取り込む。これにより、非接触で、ウエハコ
ンテナ１の各段の収納ラックに正しくウエハ２−１〜２
−ｎが収められているか否かを検出する。この方式は、
例えば特開平７−１４７３１６号公報に示された検出装
置に採用されている。[Prior Art 2] The wafer container 1 is made of, for example, a transparent member and is illuminated from one side, and a shadow formed on the other side is captured by a camera. As a result, the wafers 2-1 to 2-2 can be correctly stored in the storage rack of each stage of the wafer container 1 in a non-contact manner.
It is detected whether or not -n is stored. This method is
For example, it is employed in a detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-147316.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１の方式では、ウエハコンテナ１の収納ラックに収め
られたウエハ２の有無は検出することができるが、ウエ
ハ２が斜めに入っていたり、１段の収納ラックに複数枚
のウエハが重なって入っていたり、飛び出して入ってい
たりすることは検出することができない。また、ウエハ
２が斜めに入っていると、光電スイッチ３がウエハ２に
接触し、ウエハ２を破損させてしまう虞れがある。However, in the method of the prior art 1, the presence or absence of the wafer 2 stored in the storage rack of the wafer container 1 can be detected. It is not possible to detect that a plurality of wafers are overlappingly inserted into or out of the storage rack of the tier. If the wafer 2 is inclined, the photoelectric switch 3 may come into contact with the wafer 2 and damage the wafer 2.
【０００６】これに対して、従来技術２の方式では、従
来技術１の方式のような問題は発生しないものの、ウエ
ハコンテナを透明部材としたり、前後方向に開口部を持
たせる必要があり、そうではないウエハコンテナでは検
出することができない。更に、この方式では、カメラや
照明がウエハコンテナを取り巻いているので、ウエハコ
ンテナからウエハを取り出す機構などと干渉しないよう
に設置場所や方法を工夫する必要があり、設計の制約を
受ける。On the other hand, in the system of the prior art 2, although the problem unlike the system of the prior art 1 does not occur, it is necessary to use a transparent member for the wafer container or to have an opening in the front-rear direction. Can not be detected in a wafer container that is not. Further, in this method, since a camera and lighting surround the wafer container, it is necessary to devise an installation place and a method so as not to interfere with a mechanism for taking out a wafer from the wafer container, and the design is restricted.
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、非接触で、
しかも設計の制約を大幅に減らして、コンテナ内に並べ
られた板状部材の存在状態を検出することのできる板状
部材存在状態検出装置を提供することにある。[0007] The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide non-contact,
In addition, it is an object of the present invention to provide a plate member presence state detection device capable of detecting the presence state of plate members arranged in a container while greatly reducing design restrictions.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、収納体
から覗く板状部材の画像を取り込む撮像手段と、この撮
像手段によって取り込まれた画像を収納体内に並べられ
た板状部材の水平面に対する鉛直軸および周方向軸を直
交軸とする画像データに変換する画像データ変換手段
と、この画像データ変換手段によって変換された画像デ
ータに基づいて収納体内の板状部材の存在状態を判定す
る存在状態判定手段とを設けたものである。この発明に
よれば、収納体から覗く板状部材の画像がその板状部材
の水平面に対する鉛直軸（ｚ軸）および周方向軸（θ
軸）を直交軸とする画像データに変換され、この画像デ
ータに基づいて収納体内の板状部材の存在状態（板状部
材の有無、斜め差し、飛び出し、重なりなど）が判定さ
れる。In order to achieve such an object, a first invention (an invention according to claim 1) comprises an image pickup means for taking in an image of a plate-like member viewed from a housing, and an image pickup means Data converting means for converting the image captured by the image data into image data having a vertical axis and a circumferential axis perpendicular to the horizontal plane of the plate members arranged in the housing, and an image converted by the image data converting means An existence state determining means for determining the existence state of the plate-like member in the storage body based on the data is provided. According to the present invention, the image of the plate-like member viewed from the storage body is formed by the vertical axis (z-axis) and the circumferential axis (θ) with respect to the horizontal plane of the plate-like member.
The image data is converted into image data having the axis as an orthogonal axis, and the presence state of the plate member in the housing (the presence / absence of the plate member, oblique insertion, pop-out, overlap, etc.) is determined based on this image data.
【０００９】第２発明（請求項２に係る発明）は、収納
体から覗く板状部材の画像を取り込む撮像手段と、この
撮像手段によって取り込まれた画像を収納体内に並べら
れた板状部材の水平面に対する鉛直軸および周方向軸を
直交軸とする画像データに変換する画像データ変換手段
と、この画像データ変換手段によって変換された画像デ
ータに対して各画素の輝度を周方向軸について積分した
鉛直軸方向に対する輝度分布を求める輝度分布手段と、
この輝度分布手段によって求められた鉛直軸方向に対す
る輝度分布に基づいて収納体内の板状部材の存在状態を
判定する存在状態判定手段とを設けたものである。この
発明によれば、コンテナから覗く板状部材の画像がその
板状部材の水平面に対する鉛直軸（ｚ軸）および周方向
軸（θ軸）を直交軸とする画像データに変換され、この
画像データに対して各画素の輝度を周方向軸について積
分した鉛直軸方向に対する輝度分布が求められ、この鉛
直軸方向に対する輝度分布に基づいて収納体内の板状部
材の存在状態（板状部材の有無、飛び出し、重なりな
ど）が判定される。A second invention (an invention according to claim 2) is an image pickup means for taking in an image of a plate-like member peeping from a housing, and a plate-like member in which images taken by the image-taking means are arranged in the housing. Image data conversion means for converting image data having a vertical axis and a circumferential axis perpendicular to a horizontal plane into image data; and a vertical axis obtained by integrating the luminance of each pixel with respect to the circumferential axis with respect to the image data converted by the image data conversion means. Brightness distribution means for obtaining a brightness distribution in the axial direction;
An existence state determining means for determining the existence state of the plate member in the housing based on the luminance distribution in the vertical axis direction obtained by the luminance distribution means is provided. According to the present invention, the image of the plate member viewed from the container is converted into image data having the vertical axis (z axis) and the circumferential axis (θ axis) orthogonal to the horizontal plane of the plate member. The luminance distribution in the vertical axis direction obtained by integrating the luminance of each pixel with respect to the circumferential axis is calculated for the pixel. Based on the luminance distribution in the vertical axis direction, the presence state of the plate member in the housing (the presence or absence of the plate member, Jumping out, overlapping, etc.) are determined.
【００１０】第３発明（請求項３に係る発明）は、収納
体から覗く板状部材の画像を取り込む撮像手段と、この
撮像手段によって取り込まれた画像を収納体内に並べら
れた板状部材の水平面に対する鉛直軸および周方向軸を
直交軸とする画像データに変換する画像データ変換手段
と、この画像変換手段によって変換された画像データ上
の直線をこの直線と直交する原点からの垂線の長さρと
この垂線と周方向軸との成す角度ψで表されるψ−ρ座
標上の点に変換する座標変換手段と、この座標変換手段
によって変換されたψ−ρ座標上の点に基づいて収納体
内の板状部材の存在状態を判定する存在状態判定手段と
を設けたものである。この発明によれば、収納体から覗
く板状部材の画像がその板状部材の水平面に対する鉛直
軸（ｚ軸）および周方向軸（θ軸）を直交軸とする画像
データに変換され、この画像データ上の直線がψ−ρ座
標上の点に変換され、この変換されたψ−ρ座標上の点
に基づいてコンテナ内の板状部材の存在状態（板状部材
の有無、斜め差し、飛び出し、重なりなど）が判定され
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided an imaging means for capturing an image of a plate-like member viewed from a storage body, and a plate-like member having the images captured by the imaging means arranged in the storage body. Image data conversion means for converting image data having the vertical axis and the circumferential axis with respect to the horizontal plane as orthogonal axes, and the length of a straight line from the origin orthogonal to the straight line on the image data converted by the image conversion means. coordinate conversion means for converting into a point on 周 -ρ coordinates represented by ρ and an angle 成 between the perpendicular and the circumferential axis, and a point on ψ-ρ coordinates converted by the coordinate conversion means. And a presence state determining means for determining the presence state of the plate-shaped member in the housing. According to the present invention, the image of the plate-like member viewed from the container is converted into image data having the vertical axis (z-axis) and the circumferential axis (θ-axis) orthogonal to the horizontal plane of the plate-like member. The straight line on the data is converted into a point on the ψ-ρ coordinates, and the existence state of the plate-like member in the container (presence / absence of the plate-like member, oblique insertion, pop-out) based on the converted point on the ψ-ρ coordinate , Overlap, etc.).
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。先ず、実施の形態の説明に入る前
に、図１を用いて本発明の原理について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. First, before describing the embodiment, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.
【００１２】〔原理〕図１（ａ）において、４はビデオ
カメラであり、ウエハコンテナ１から覗くウエハ２（２
−１〜２−ｎ）を画像として捉えるように、ウエハコン
テナ１の斜め上方に配置する。この図１（ａ）におい
て、ウエハコンテナ１内に上下方向に並べられたウエハ
２の列を円柱とみなす。この場合、ウエハ２の側縁面
（エッジ）は、円柱側面の模様となる。[Principle] In FIG. 1A, reference numeral 4 denotes a video camera, and a wafer 2 (2
-1 to 2-n) are disposed obliquely above the wafer container 1 so as to be captured as an image. In FIG. 1A, a row of wafers 2 arranged vertically in a wafer container 1 is regarded as a column. In this case, the side surface (edge) of the wafer 2 has a pattern of a cylindrical side surface.
【００１３】この円柱のジオメトリ（後述）が既知であ
る場合、円柱側面の画像（図１（ｂ））をビデオカメラ
４から見えている範囲内で幾何補正することによって、
平面に展開（円柱座標に投影）することができる（図１
（ｃ））。この平面に展開された画像では、ウエハ２の
エッジは、ウエハ２の並設方向に等間隔に並び円周方向
に平行な直線群となる。When the geometry of the cylinder (described later) is known, the image of the side surface of the cylinder (FIG. 1B) is geometrically corrected within a range that can be seen from the video camera 4, thereby obtaining
It can be developed (projected to cylindrical coordinates) on a plane (Fig. 1
(C)). In the image developed on this plane, the edges of the wafer 2 form a group of straight lines arranged at equal intervals in the direction in which the wafers 2 are arranged and parallel to the circumferential direction.
【００１４】この平行な直線がウエハコンテナ１の収納
ラックの各段に相当する位置にあるか否かで、その段に
ウエハ２が入っているか否かを検出することができる。
ウエハ２が抜けている場合、図１（ｄ）に破線で示すよ
うに、その段に相当する位置には直線が出ない。Whether or not the parallel straight line is at a position corresponding to each stage of the storage rack of the wafer container 1 can detect whether or not the wafer 2 is in that stage.
When the wafer 2 is removed, no straight line is formed at a position corresponding to the step as shown by a broken line in FIG.
【００１５】また、ウエハ２がウエハコンテナ１の収納
ラックに誤って斜めに入れられていた場合、その段のウ
エハ２のエッジが作る直線は円周方向と平行ではなく斜
めになる（図１（ｅ））。これによって、ウエハ２が収
納ラックに斜めに入っているか否かを検出することがで
きる。If the wafer 2 is mistakenly placed obliquely in the storage rack of the wafer container 1, the straight line formed by the edge of the wafer 2 at that stage becomes oblique, not parallel to the circumferential direction (FIG. 1 ( e)). This makes it possible to detect whether or not the wafer 2 is obliquely inserted into the storage rack.
【００１６】また、ウエハ２がウエハコンテナ１の収納
ラックに正しく収まっておらず、わずかに手前に飛び出
している場合、飛び出しているウエハ２は展開された画
像中で正しい位置からわずかに下方向に移動する（図１
（ｆ））。これによって、ウエハ２が収納ラックから飛
び出していることを検出することができる。If the wafer 2 is not properly accommodated in the storage rack of the wafer container 1 and is slightly protruding, the protruding wafer 2 is slightly downward from a correct position in the developed image. Move (Fig. 1
(F)). This makes it possible to detect that the wafer 2 has jumped out of the storage rack.
【００１７】また、ウエハ２がウエハコンテナ１のある
段の収納ラックに複数枚重なって収められていた場合、
ウエハ２のエッジが作る直線は一枚収められている場合
に比べて太くなる（図１（ｇ））。これによって、ウエ
ハ２が同一の収納ラックに複数枚重なって収められてい
ることを検出することができる。When a plurality of wafers 2 are stored in a storage rack at a certain stage of the wafer container 1,
The straight line formed by the edge of the wafer 2 is thicker than the case where one sheet is stored (FIG. 1G). Accordingly, it is possible to detect that a plurality of wafers 2 are stacked in the same storage rack.
【００１８】図２はウエハコンテナ１内に並べられたウ
エハ２の列を円柱とみなした場合の座標系およびジオメ
トリを示す図である。同図において、２Ａはウエハ２の
列を円柱とみなした場合の円柱、４−１はビデオカメラ
４のレンズ、ｚは円柱２Ａの中心軸（ウエハ２の水平面
に対する鉛直軸）、Ｌはレンズ４−１の光軸（ビデオカ
メラ４の光軸）、ｚ０は光軸Ｌと中心軸ｚとの交点のｚ
座標位置、ｒは円柱の半径、ｘ０は中心軸ｚからレンズ
４−１の中心までの垂直距離、θは中心軸ｚからみた円
柱２Ａの側面上の回転角度（周方向角度）、４−２はビ
デオカメラ４の撮像面、ａはレンズ４−１の中心から座
標位置ｚ０までの距離、ｂはレンズ４−１の中心から撮
像面４−２までの距離、（θ，ｚ）は円柱２Ａの側面上
の座標点、（ｕ，ｖ）は撮像面４−２上の座標点であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a coordinate system and a geometry when a row of wafers 2 arranged in the wafer container 1 is regarded as a column. In the figure, 2A is a cylinder when the row of the wafer 2 is regarded as a cylinder, 4-1 is the lens of the video camera 4, z is the central axis of the cylinder 2A (vertical axis with respect to the horizontal plane of the wafer 2), L is the lens 4 The optical axis of -1 (the optical axis of the video camera 4), z0 is the z of the intersection of the optical axis L and the central axis z.
The coordinate position, r is the radius of the cylinder, x0 is the vertical distance from the center axis z to the center of the lens 4-1, θ is the rotation angle (circumferential angle) on the side surface of the cylinder 2A as viewed from the center axis z, 4-2. Is the imaging surface of the video camera 4, a is the distance from the center of the lens 4-1 to the coordinate position z0, b is the distance from the center of the lens 4-1 to the imaging surface 4-2, and (θ, z) is the cylinder 2A. (U, v) are coordinate points on the imaging surface 4-2.
【００１９】下記（１）式は撮像面４−２上の座標点
（ｕ，ｖ）を示す式である。すなわち、円柱２Ａの側面
上の座標点（θ，ｚ）がビデオカメラ４により取り込ま
れた画像中のどの点（ｕ，ｖ）に対応するかを表す式で
ある。 （ｕ，ｖ）＝｛（ｋ・ｒｓｉｎθ・ｚ０）／（ｚ−ｒ・ｃｏｓθ＋ｘ０），ｋ（ ｒ・ｃｏｓθ−ｘ０）・〔（ｘ０2 ＋ｚ０2 ）〕1/2／（ｚ−ｒ・ｃｏｓｘ０） ｝ ・・・・（１）The following equation (1) is an equation representing a coordinate point (u, v) on the imaging plane 4-2. That is, this is an expression representing which point (u, v) in the image captured by the video camera 4 the coordinate point (θ, z) on the side surface of the cylinder 2A. (U, v) = {( k · rsinθ · z0) / (z-r · cosθ + x0), k (r · cosθ-x0) · [(x0 2 + z0 2)] 1/2 / (z-r · cosx0 )｝ ・ ・ ・ ・ (1)
【００２０】この式（１）を使って、ビデオカメラ４に
より取り込まれた画像（図１（ｂ））を円柱座標に投影
し、θ−ｚ平面画像を得る（図１（ｃ））。なお、上記
（１）式において、ｘ０，ｚ０はビデオカメラ４と円柱
２Ａとの位置関係を実測して代入する。また、ｋは光学
系の倍率であり、ｋ＝ｂ／ａとして代入する。Using this equation (1), the image (FIG. 1B) captured by the video camera 4 is projected onto cylindrical coordinates to obtain a θ-z plane image (FIG. 1C). In the above equation (1), x0 and z0 are actually measured and substituted for the positional relationship between the video camera 4 and the cylinder 2A. K is a magnification of the optical system, and is substituted as k = b / a.
【００２１】なお、図１ではビデオカメラ４をウエハコ
ンテナ１の斜め上方に配置しているが、斜め下方に配置
したり、横に配置したりしてもよい。ビデオカメラ４の
位置を変えても、同様の処理を行うことによって、ウエ
ハコンテナ１におけるウエハ２の存在状態を判定するこ
とが可能である。Although the video camera 4 is arranged obliquely above the wafer container 1 in FIG. 1, it may be arranged obliquely below or laterally. Even if the position of the video camera 4 is changed, it is possible to determine the presence state of the wafer 2 in the wafer container 1 by performing the same processing.
【００２２】また、上述においては、ビデオカメラ４の
光軸Ｌ上に円柱２Ａの中心軸ｚがあると仮定して式
（１）を導いているが、ビデオカメラ４の光軸Ｌ上に円
柱２Ａの中心軸ｚがなくても式が複雑になるだけで、式
（１）に相当する座標変換式を求めることができる。In the above description, the equation (1) is derived on the assumption that the center axis z of the cylinder 2A is located on the optical axis L of the video camera 4, but the cylinder is located on the optical axis L of the video camera 4. Even without the central axis z of 2A, a coordinate conversion equation corresponding to equation (1) can be obtained only by complicating the equation.
【００２３】〔実施の形態１〕図３は上述した原理に従
うウエハ存在状態検出装置のシステム構成図である。ビ
デオカメラ４に対しては画像取り込み装置（ビデオキャ
プチャー）５が設けられている。ビデオカメラ４から取
り込まれた画像は画像取り込み装置５へ与えられ、静止
画として、画像処理部６へ与えられる。画像処理部６は
ＣＰＵ６−１とＲＯＭ６−２とＲＡＭ６−３とを備えて
いる。ＣＰＵ６−１は、画像取り込み装置５からの静止
画を得て、ＲＯＭ６−２に格納されたプログラムに従
い、ＲＡＭ６−３にアクセスしながら、ウエハ存在状態
の判定処理を行う。判定処理した結果はセンサ出力とし
て、シリアル通信あるいはパラレル通信によって、上位
機器へ送られる。[Embodiment 1] FIG. 3 is a system configuration diagram of a wafer presence state detecting apparatus according to the above-described principle. An image capturing device (video capture) 5 is provided for the video camera 4. The image captured from the video camera 4 is provided to the image capturing device 5 and is provided to the image processing unit 6 as a still image. The image processing unit 6 includes a CPU 6-1, a ROM 6-2, and a RAM 6-3. The CPU 6-1 obtains a still image from the image capturing device 5, and performs a wafer existence state determination process according to a program stored in the ROM 6-2 while accessing the RAM 6-3. The result of the determination process is sent to the host device as a sensor output by serial communication or parallel communication.
【００２４】〔ウエハの有無の判定〕図４はＣＰＵ６−
１におけるウエハ有無の判定処理を示すフローチャート
である。ＣＰＵ６−１は、ビデオカメラ４が捉えている
画像を画像取り込み装置５を介して取り込み、すなわち
ウエハコンテナ１から覗いているウエハ２（２−１〜２
−ｎ）の画像を取り込み（ステップ４０１：図１
（ｂ））、この画像を幾何補正することによって円柱座
標に投影し、θ−ｚ平面画像を得る（ステップ４０２：
図１（ｃ））。[Judgment of presence / absence of wafer] FIG.
3 is a flowchart showing a wafer presence / absence determination process in FIG. The CPU 6-1 captures an image captured by the video camera 4 via the image capturing device 5, that is, the wafer 2 (2-1 to 2) looking through the wafer container 1.
-N) (Step 401: FIG. 1)
(B)), this image is geometrically corrected and projected onto cylindrical coordinates to obtain a θ-z plane image (step 402:
FIG. 1 (c)).
【００２５】そして、ＣＰＵ６−１は、このθ−ｚ平面
画像に対してその画像の各画素の輝度をθについて積分
し、ｚ軸方向に対する輝度分布を求める（ステップ４０
３）。図５（ａ）にこの場合の輝度分布を例示する。同
図において、ｚｉ（ｉ＝１〜ｎ）はｉ番目のウエハが存
在するｚ座標位置を示し、この例では存在するべき３番
目の段にウエハが存在していないので、輝度分布のピー
クが出ていない。Then, the CPU 6-1 integrates the luminance of each pixel of the θ-z plane image with respect to θ with respect to the θ-z plane image to obtain a luminance distribution in the z-axis direction (step 40).
3). FIG. 5A illustrates a luminance distribution in this case. In the figure, zi (i = 1 to n) indicates the z-coordinate position where the i-th wafer exists. In this example, since the wafer does not exist at the third stage where it should exist, the peak of the luminance distribution is Not out.
【００２６】ＣＰＵ６−１は、この求めた輝度分布につ
いて、予め定められている適当なしきい値ｔｈによって
２値化し、図５（ｂ）に示すような２値化結果を得る
（ステップ４０４）。この場合、ウエハが存在するｚ座
標位置の２値化結果は「１」となり、ウエハが存在しな
いｚ座標位置の２値化結果は「０」となる。ＣＰＵ６−
１は、この２値化結果に基づき、各段に対応するｚ座標
位置毎にウエハがあるか否かをチェックし、その結果を
センサ出力として上位機器へ送る（ステップ４０５）。The CPU 6-1 binarizes the obtained luminance distribution with a predetermined appropriate threshold th to obtain a binarization result as shown in FIG. 5B (step 404). In this case, the binarization result of the z coordinate position where the wafer exists is “1”, and the binarization result of the z coordinate position where the wafer does not exist is “0”. CPU6-
1 checks whether there is a wafer at each z-coordinate position corresponding to each stage based on the binarization result, and sends the result as a sensor output to a host device (step 405).
【００２７】〔ウエハの飛び出し判定〕図６はＣＰＵ６
−１におけるウエハの飛び出し判定処理を示すフローチ
ャートである。ＣＰＵ６−１は、ビデオカメラ４が捉え
ている画像を画像取り込み装置５を介して取り込み（ス
テップ６０１：図１（ｂ））、この画像を幾何補正する
ことによって円柱座標に投影し、θ−ｚ平面画像を得る
（ステップ６０２：図１（ｃ））。[Judgment of Wafer Jump-out] FIG.
6 is a flowchart showing a wafer jump-out determination process at -1. The CPU 6-1 captures an image captured by the video camera 4 via the image capturing device 5 (step 601: FIG. 1B), and performs geometric correction on the image to project it on a cylindrical coordinate, and θ-z A planar image is obtained (step 602: FIG. 1 (c)).
【００２８】そして、ＣＰＵ６−１は、このθ−ｚ平面
画像に対してその画像の各画素の輝度をθについて積分
し、ｚ軸方向に対する輝度分布を求める（ステップ６０
３）。図７（ａ）にこの場合の輝度分布を例示する。同
図において、ｚｉ（ｉ＝１〜ｎ）はｉ番目のウエハが存
在するｚ座標位置を示し、この例では３番目の段に入れ
られたウエハが飛び出しているので、輝度分布のピーク
が座標位置ｚ３に対してずれている。Then, the CPU 6-1 integrates the luminance of each pixel of the θ-z plane image with respect to θ with respect to the θ-z plane image to obtain a luminance distribution in the z-axis direction (step 60).
3). FIG. 7A illustrates a luminance distribution in this case. In the figure, zi (i = 1 to n) indicates the z-coordinate position where the i-th wafer is present. In this example, since the wafer placed in the third row is protruding, the peak of the luminance distribution is the coordinate. It is shifted from the position z3.
【００２９】ＣＰＵ６−１は、この求めた輝度分布につ
いて、予め定められている適当なしきい値ｔｈによって
２値化し、図７（ｂ）に示すような２値化結果を得る
（ステップ６０４）。この場合、ウエハが存在するｚ座
標位置の２値化結果は「１」となり、ウエハが存在しな
いｚ座標位置の２値化結果は「０」となる。The CPU 6-1 binarizes the obtained luminance distribution with an appropriate predetermined threshold value th to obtain a binarization result as shown in FIG. 7B (step 604). In this case, the binarization result of the z coordinate position where the wafer exists is “1”, and the binarization result of the z coordinate position where the wafer does not exist is “0”.
【００３０】ＣＰＵ６−１は、この２値化結果に基づ
き、本来ウエハがあるべきｚ座標位置の２値化結果が
「１」になっていたらウエハが正常な状態で存在してい
ると判断し、これ以外のｚ座標位置において２値化の結
果が「１」になっていたらウエハが飛び出して存在して
いると判断し、その結果をセンサ出力として上位機器へ
送る（ステップ６０５）。Based on the binarization result, the CPU 6-1 determines that the wafer exists in a normal state if the binarization result at the z coordinate position where the wafer should originally be located is "1". If the binarization result is "1" at any other z-coordinate position, it is determined that the wafer has jumped out and exists, and the result is sent to the host device as a sensor output (step 605).
【００３１】〔同一収納ラック中の複数枚存在判定〕図
８はＣＰＵ６−１における同一収納ラック中のウエハの
複数枚存在判定処理を示すフローチャートである。ＣＰ
Ｕ６−１は、ビデオカメラ４が捉えている画像を画像取
り込み装置５を介して取り込み（ステップ８０１：図１
（ｂ））、この画像を幾何補正することによって円柱座
標に投影し、θ−ｚ平面画像を得る（ステップ８０２：
図１（ｃ））。FIG. 8 is a flowchart showing a process for determining the presence of a plurality of wafers in the same storage rack in the CPU 6-1. CP
U6-1 captures the image captured by the video camera 4 via the image capturing device 5 (step 801: FIG. 1).
(B)), this image is geometrically corrected and projected onto cylindrical coordinates to obtain a θ-z plane image (step 802:
FIG. 1 (c)).
【００３２】そして、ＣＰＵ６−１は、このθ−ｚ平面
画像に対してその画像の各画素の輝度をθについて積分
し、ｚ軸方向に対する輝度分布を求める（ステップ８０
３）。図９（ａ）にこの場合の輝度分布を例示する。同
図において、ｚｉ（ｉ＝１〜ｎ）はｉ番目のウエハが存
在するｚ座標位置を示し、この例では３番目の段の収納
ラックに複数枚のウエハが入れられているので、輝度分
布のピークの幅が太くなっている。Then, the CPU 6-1 integrates the luminance of each pixel of the θ-z plane image with respect to θ with respect to the θ-z plane image to obtain a luminance distribution in the z-axis direction (step 80).
3). FIG. 9A illustrates a luminance distribution in this case. In the figure, zi (i = 1 to n) indicates the z coordinate position where the i-th wafer is present. In this example, since a plurality of wafers are placed in the third-stage storage rack, the luminance distribution The width of the peak is larger.
【００３３】ＣＰＵ６−１は、この求めた輝度分布につ
いて、予め定められている適当なしきい値ｔｈによって
２値化し、図９（ｂ）に示すような２値化結果を得る
（ステップ８０４）。この場合、ウエハが存在するｚ座
標位置の２値化結果は「１」となり、ウエハが存在しな
いｚ座標位置の２値化結果は「０」となる。The CPU 6-1 binarizes the obtained luminance distribution with a predetermined appropriate threshold th, and obtains a binarization result as shown in FIG. 9B (step 804). In this case, the binarization result of the z coordinate position where the wafer exists is “1”, and the binarization result of the z coordinate position where the wafer does not exist is “0”.
【００３４】ＣＰＵ６−１は、この２値化結果に基づ
き、各段に対応するｚ座標位置毎に２値化の結果をチェ
ックし、２値化の結果が「０」ならばウエハなしと判断
し、連続して「１」となる部分の幅がウエハ１枚分に相
当する場合はウエハが１枚あると判断し、連続して
「１」となる部分の幅がウエハ２枚分に相当する幅以上
である場合はウエハが複数枚あると判断し、その結果を
センサ出力として上位機器へ送る（ステップ８０５）。Based on the binarization result, the CPU 6-1 checks the binarization result for each z-coordinate position corresponding to each stage, and determines that there is no wafer if the binarization result is "0". If the width of the portion that is continuously “1” is equivalent to one wafer, it is determined that there is one wafer, and the width of the portion that is continuously “1” is equivalent to two wafers. If the width is equal to or larger than the required width, it is determined that there are a plurality of wafers, and the result is sent to a host device as a sensor output (step 805).
【００３５】〔実施の形態２〕上述した「θ−ｚ平面画
像に対してその画像の各画素の輝度をθについて積分
し、ｚ軸方向に対する輝度分布を求める」方法では、ウ
エハの存在するところと存在しないところの輝度値の差
が大きくなりＳ／Ｎ比が良好となるという点、判定時間
が短い（処理が簡単）という点で優れているが、斜め差
し検出ができないという難点もある。[Embodiment 2] In the above-described method of "integrating the luminance of each pixel of the image with respect to the [theta] -z plane image with respect to [theta] and obtaining the luminance distribution in the z-axis direction", It is excellent in that the difference between the luminance values in the non-existent areas and the S / N ratio becomes good and that the determination time is short (the processing is simple), but there is also a disadvantage that the oblique insertion cannot be detected.
【００３６】そこで、この実施の形態２では、ウエハの
有無の判定、ウエハの飛び出し判定、同一収納ラック中
の複数枚存在判定に加えて、斜め差し判定も行える方法
として、ハフ（Hough ）変換による直線抽出法を採用す
る。Therefore, in the second embodiment, Hough (Hough) transformation is used as a method for performing the diagonal insertion determination in addition to the determination of the presence / absence of a wafer, the determination of the jump of a wafer, and the determination of the existence of a plurality of sheets in the same storage rack. A straight line extraction method is used.
【００３７】図１０はハフ変換による直線抽出法を採用
した場合のＣＰＵ６−１におけるウエハの存在状態判定
処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ６−１は、ビ
デオカメラ４が捉えている画像を画像取り込み装置５を
介して取り込み（ステップ１０１：図１１（ａ））、こ
の画像を幾何補正することによって円柱座標に投影し、
θ−ｚ平面画像を得る（ステップ１０２：図１１
（ｂ））。FIG. 10 is a flowchart showing a wafer presence state determination process in the CPU 6-1 when the straight line extraction method based on the Hough transform is employed. The CPU 6-1 captures the image captured by the video camera 4 via the image capturing device 5 (step 101: FIG. 11A), and projects the image on the cylindrical coordinates by geometrically correcting the image.
Obtain a θ-z plane image (Step 102: FIG. 11)
(B)).
【００３８】そして、ＣＰＵ６−１は、θ−ｚ平面画像
上の直線をこの直線と直交するθ−ｚ平面の原点からの
垂線の長さρとこの垂線とθ軸との成す角度ψで表され
るψ−ρ座標上の点に変換する（ステップ１０３：図１
２（ａ），（ｂ）参照）。この直線抽出法をハフ変換と
いう。ハフ変換については文献１（画像解析ハンドブッ
ク：東京大学出版、Ｐ．５７２）に示されている。Then, the CPU 6-1 expresses a straight line on the θ-z plane image by a length ρ of a perpendicular from the origin of the θ-z plane orthogonal to the straight line and an angle ψ formed by the perpendicular and the θ axis. (Step 103: FIG. 1)
2 (a) and (b)). This straight line extraction method is called Hough transform. The Hough transform is described in Document 1 (Image Analysis Handbook: published by The University of Tokyo, p. 572).
【００３９】ハフ変換された画像では（ρ，ψ）で示さ
れる直線が輝点として表現される。図１１（ｃ）はウエ
ハコンテナ１の各段にウエハ２が全て収納されている正
常な場合のハフ変換画像を示している。この場合、ψ＝
９０゜の輝点は、ウエハ２が存在するべき各段の位置す
なわちρ座標におけるｚｉ位置に出現している。In the Hough-transformed image, a straight line represented by (ρ, ψ) is represented as a bright point. FIG. 11C shows a Hough transformed image in a normal case where all the wafers 2 are stored in each stage of the wafer container 1. In this case, ψ =
The 90 ° bright spot appears at the position of each stage where the wafer 2 should exist, that is, at the zi position in the ρ coordinate.
【００４０】これに対して、例えば、図１１（ｂ）のｚ
３の位置に直線がないとすると、すなわちｚ３の位置に
ウエハがないとすると、ψ＝９０゜の輝点はρ座標のｚ
３位置には出現しない（図１１（ｄ））。On the other hand, for example, z in FIG.
If there is no straight line at the position of position 3, that is, if there is no wafer at the position of z3, the bright point of ψ = 90 °
It does not appear at position 3 (FIG. 11D).
【００４１】また、図１１（ｂ）のｚ３の位置の直線が
１０゜傾いていると、すなわちｚ３の位置のウエハが１
０゜傾いていると、ρ座標のｚ３位置に現れる輝点のψ
座標位置は１０゜ずれて８０゜となる（図１１
（ｅ））。If the straight line at the position z3 in FIG. 11B is inclined by 10 °, that is, the wafer at the position z3 is 1 °.
When tilted by 0 °, the ψ of the bright spot appearing at the z3 position of the ρ coordinate
The coordinate position is shifted by 10 ° to 80 ° (FIG. 11).
(E)).
【００４２】また、図１１（ｂ）のｚ３の位置の直線が
下方にずれていると、すなわちｚ３の位置のウエハが手
前に飛び出していると、ψ＝９０゜の輝点はρ座標のｚ
３位置には出現せず、Ｚ２位置側にずれる（図１１
（ｆ））。Also, if the straight line at the position z3 in FIG. 11B is shifted downward, that is, if the wafer at the position z3 is protruding forward, the bright point of ψ = 90 ° becomes the z-point of the ρ coordinate.
It does not appear at position 3 and shifts to position Z2 (FIG. 11).
(F)).
【００４３】また、図１１（ｂ）のｚ３の直線が太い
と、すなわちｚ３の位置にウエハが複数枚存在している
と、ψ＝９０゜の輝点はρ座標のｚ３位置に出現する
が、その輝点の幅がウエハの枚数分長くなる（図１１
（ｇ））。If the z3 straight line in FIG. 11B is thick, that is, if there are a plurality of wafers at the position of z3, the bright point of ψ = 90 ° appears at the z3 position of the ρ coordinate. , The width of the bright spot becomes longer by the number of wafers (FIG. 11).
(G)).
【００４４】ＣＰＵ６−１は、このような点に着目し、
ウエハの有無の判定、ウエハの飛び出し判定、同一収納
ラック中の複数枚存在判定、ならびに斜め差し判定を行
う（ステップ１０４）。The CPU 6-1 pays attention to such a point,
A determination of the presence or absence of a wafer, a determination of a wafer jumping out, a determination of the presence of a plurality of wafers in the same storage rack, and a diagonal insertion determination are performed (step 104).
【００４５】なお、上述した実施の形態では、ウエハの
存在状態を検出するものとして説明したが、ウエハに限
られるものではなく、コンテナ内に並べられる板状部材
であればどのようなものであってもよい。例えば、ＣＤ
（コンパクトディスク）やＬＤ（レーザディスク）、Ｄ
ＶＤ（デジタルビデオディスク）、レコード板など、種
々の板状部材が考えられる。In the above-described embodiment, the description has been given assuming that the presence state of the wafer is detected. However, the present invention is not limited to the wafer, but may be any plate-like member arranged in a container. You may. For example, CD
(Compact disc), LD (laser disc), D
Various plate-like members such as a VD (digital video disk) and a record board are conceivable.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明（第１〜第３発明）によれば、収納体から覗く板状
部材の画像をその板状部材の水平面に対する鉛直軸（ｚ
軸）および周方向軸（θ軸）を直交軸とする画像データ
に変換し、この画像データに基づいて収納体内の板状部
材の存在状態を判定するようにしたので、収納体内に並
べられた板状部材の存在状態を非接触で検出することが
でき、板状部材を破損させてしまう虞れがない。また、
収納体を透明部材としたり、前後方向に開口部を持たせ
たりする必要がなく、特別な照明も必要としないので、
設計の制約を大幅に減らすことができる。第２発明で
は、上述の画像データに対して各画素の輝度を周方向軸
について積分した鉛直軸方向に対する輝度分布を求め、
この鉛直軸方向に対する輝度分布に基づいて収納体内の
板状部材の存在状態を判定するようにしているので、Ｓ
／Ｎ比を良好とすることができ、判定時間を短くするこ
とができる。第３発明では、上述の画像データ上の直線
をψ−ρ座標上の点に変換し、この変換したψ−ρ座標
上の点に基づいて収納体内の板状部材の存在状態を判定
するようにしているので、「板状部材の有無」、「飛び
出し」、「重なり」に加えて、「斜め差し」の検出を行
うことができる。As is apparent from the above description, according to the present invention (first to third inventions), the image of the plate-like member viewed from the storage body is displayed on the vertical axis (z) with respect to the horizontal plane of the plate-like member.
Axis) and the circumferential axis (θ axis) are converted into image data having orthogonal axes, and the presence state of the plate-like members in the housing is determined based on the image data. The presence state of the plate member can be detected in a non-contact manner, and there is no fear that the plate member may be damaged. Also,
Since there is no need to make the storage body a transparent member or to have an opening in the front-back direction, and no special lighting is required,
Design constraints can be significantly reduced. In the second invention, a luminance distribution in a vertical axis direction obtained by integrating the luminance of each pixel with respect to the circumferential direction axis with respect to the image data is obtained,
Since the existence state of the plate member in the housing is determined based on the luminance distribution in the vertical axis direction,
The / N ratio can be improved, and the determination time can be shortened. In the third aspect, the straight line on the image data is converted into a point on the ψ-ρ coordinate, and the presence state of the plate-like member in the housing is determined based on the converted point on the ψ-ρ coordinate. Therefore, in addition to “presence / absence of plate member”, “projection”, and “overlap”, “diagonal insertion” can be detected.
【図１】 本発明の原理を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
【図２】 図１に示した原理図においてウエハコンテナ
内に並べられたウエハの列を円柱とみなした場合の座標
系およびジオメトリを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a coordinate system and a geometry when a row of wafers arranged in a wafer container in the principle diagram shown in FIG. 1 is regarded as a cylinder;
【図３】 図１を用いて説明した原理に従うウエハ存在
状態検出装置のシステム構成図である。FIG. 3 is a system configuration diagram of a wafer presence state detection device according to the principle described with reference to FIG.
【図４】 このウエハ存在状態検出装置のＣＰＵにおけ
るウエハ有無の判定処理を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a process of determining the presence or absence of a wafer in a CPU of the wafer presence state detecting device.
【図５】 このウエハ有無の判定処理に際して求められ
た輝度分布および２値化結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a luminance distribution and a binarization result obtained in the wafer presence / absence determination processing.
【図６】 このウエハ存在状態検出装置のＣＰＵにおけ
るウエハの飛び出し判定処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart showing a wafer jump-out determination process in the CPU of the wafer presence state detecting device.
【図７】 このウエハの飛び出し判定処理に際して求め
られた輝度分布および２値化結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a luminance distribution and a binarization result obtained in the wafer pop-out determination process.
【図８】 このウエハ存在状態検出装置のＣＰＵにおけ
る同一収納ラック中のウエハの複数枚存在判定処理を示
すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a process of judging the presence of a plurality of wafers in the same storage rack in the CPU of the wafer presence state detecting device.
【図９】 このウエハの複数枚存在判定処理に際して求
められた輝度分布および２値化結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a luminance distribution and a binarization result obtained in the process of determining the presence of a plurality of wafers.
【図１０】 ハフ変換による直線抽出法を採用した場合
のＣＰＵにおけるウエハの存在状態判定処理を示すフロ
ーチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a wafer presence state determination process in the CPU when a straight line extraction method based on Hough transform is employed.
【図１１】 ハフ変換による直線抽出法を採用した場合
のウエハの有無の判定、ウエハの飛び出し判定、同一収
納ラック中の複数枚存在判定、斜め差し判定に際する輝
点の出現状況を例示する図である。FIG. 11 illustrates the appearance of bright spots in the determination of the presence / absence of a wafer, the determination of the presence of a plurality of wafers in the same storage rack, and the determination of an oblique insertion when the straight line extraction method based on the Hough transform is employed. FIG.
【図１２】 ハフ変換を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating Hough transform.
【図１３】 従来技術１を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a conventional technique 1.
１…ウエハコンテナ、２（２−１〜２−ｎ）…ウエハ、
２Ａ…円柱、４…ビデオカメラ、４−１…レンズ、４−
２…撮像面、５…画像取り込み装置、６…画像処理部、
６−１…ＣＰＵ、６−２…ＲＯＭ、６−３…ＲＡＭ。1. wafer container, 2 (2-1 to 2-n) wafer
2A: cylinder, 4: video camera, 4-1: lens, 4-
2 imaging surface, 5 image capturing device, 6 image processing unit,
6-1 CPU, 6-2 ROM, 6-3 RAM.
Claims (3)
態を検出する板状部材存在状態検出装置において、 前記収納体から覗く板状部材の画像を取り込む撮像手段
と、 この撮像手段によって取り込まれた画像を前記収納体内
に並べられた板状部材の水平面に対する鉛直軸および周
方向軸を直交軸とする画像データに変換する画像データ
変換手段と、 この画像データ変換手段によって変換された画像データ
に基づいて前記収納体内の板状部材の存在状態を判定す
る存在状態判定手段とを備えたことを特徴とする板状部
材存在状態検出装置。1. An apparatus for detecting the presence of a plate-like member arranged in a storage body, wherein said imaging means captures an image of the plate-like member peeping from said storage body, and captures said image by said imaging means. Data converting means for converting the obtained image into image data having a vertical axis and a circumferential axis orthogonal to a horizontal plane of the plate-like members arranged in the housing, and image data converted by the image data converting means. And a presence state determining means for determining the presence state of the plate member in the housing based on the condition.
態を検出する板状部材存在状態検出装置において、 前記収納体から覗く板状部材の画像を取り込む撮像手段
と、 この撮像手段によって取り込まれた画像を前記収納体内
に並べられた板状部材の水平面に対する鉛直軸および周
方向軸を直交軸とする画像データに変換する画像データ
変換手段と、 この画像データ変換手段によって変換された画像データ
に対して各画素の輝度を前記周方向軸について積分した
前記鉛直軸方向に対する輝度分布を求める輝度分布手段
と、 この輝度分布手段によって求められた鉛直軸方向に対す
る輝度分布に基づいて前記収納体内の板状部材の存在状
態を判定する存在状態判定手段とを備えたことを特徴と
する板状部材存在状態検出装置。2. An apparatus for detecting the presence of a plate-like member arranged in a storage body, wherein the imaging means captures an image of the plate-like member peeping from the storage body; Data converting means for converting the obtained image into image data having a vertical axis and a circumferential axis orthogonal to a horizontal plane of the plate-like members arranged in the housing, and image data converted by the image data converting means. A luminance distribution means for calculating a luminance distribution in the vertical axis direction obtained by integrating the luminance of each pixel with respect to the circumferential axis; and a luminance distribution in the vertical axis direction obtained by the luminance distribution means. An apparatus for detecting the presence of a plate-shaped member, comprising: a presence-state determining means for determining the presence of the plate-shaped member.
態を検出する板状部材存在状態検出装置において、 前記収納体から覗く板状部材の画像を取り込む撮像手段
と、 この撮像手段によって取り込まれた画像を前記収納体内
に並べられた板状部材の水平面に対する鉛直軸および周
方向軸を直交軸とする画像データに変換する画像データ
変換手段と、 この画像変換手段によって変換された画像データ上の直
線をこの直線と直交する原点からの垂線の長さρとこの
垂線と周方向軸との成す角度ψで表されるψ−ρ座標上
の点に変換する座標変換手段と、 この座標変換手段によって変換されたψ−ρ座標上の点
に基づいて前記収納体内の板状部材の存在状態を判定す
る存在状態判定手段とを備えたことを特徴とする板状部
材存在状態検出装置。3. An apparatus for detecting the presence of a plate-like member arranged in a storage body, wherein said imaging means captures an image of the plate-like member viewed from said storage body, and captures the image of said plate-like member through said storage body. Image data converting means for converting the obtained image into image data having a vertical axis and a circumferential axis orthogonal to the horizontal plane of the plate-like members arranged in the housing, and image data converted by the image converting means. Coordinate transformation means for transforming the straight line into a point on the ψ-ρ coordinate represented by a length ρ of a perpendicular from the origin orthogonal to the straight line and an angle と between the perpendicular and the circumferential axis; A plate member presence state detection device, comprising: a presence state determination unit configured to determine a presence state of the plate member in the housing based on a point on the ψ-ρ coordinate converted by the means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34174598A JP2000174103A (en) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | Device for detecting existing state of plate-like part |
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Publications (1)
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|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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