特許 6862068 位置検出装置及び位置検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6862068

(24)【登録日】2021年4月2日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】位置検出装置及び位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20210412BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20210412BHJP

   G06T 3/00 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 H

   G06T7/00 300

   G06T3/00 750

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-507664(P2019-507664)

(86)(22)【出願日】2018年3月19日

(86)【国際出願番号】JP2018010826

(87)【国際公開番号】WO2018174011

(87)【国際公開日】20180927

【審査請求日】2020年9月16日

(31)【優先権主張番号】特願2017-55685(P2017-55685)

(32)【優先日】2017年3月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】岡本 裕司

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２８８６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２３８２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４９７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２１０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５６０５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ｇ０６Ｔ ３／００

Ｇ０６Ｔ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

角部を有する基板を支持する支持部と、
画角内の前記基板の一部分を撮像する撮像装置と、
処理部と
を有し、
前記処理部は、
前記撮像装置の画角内に含まれる前記基板の前記角部を挟む２つの辺の長さが規定値と等しいか、または前記規定値より長くなるように前記基板または前記撮像装置を移動させ、
移動後の前記撮像装置の画角内を撮像して取得された画像データに基づいて、前記基板の前記角部の位置を検出する位置検出装置。

【請求項2】

角部を有する基板を支持する支持部と、
前記基板の一部分を撮像する撮像装置と、
処理部と、
画像を表示する表示部と
を有し、
前記処理部は、
前記撮像装置の画角内の前記基板の前記角部の画像を前記表示部に表示し、
前記撮像装置の画角内に含まれる前記基板の前記角部を挟む２つの辺の長さが規定値と等しいか、または前記規定値より長くなるように前記基板または前記撮像装置を移動させ、移動後の前記撮像装置の画角内の前記角部の画像を前記表示部に表示し、
前記撮像装置の画角内における前記基板の画像の前記角部の位置の座標を求め、求められた座標を特定する情報を前記表示部に表示する位置検出装置。

【請求項3】

角部を有する基板の第１角部を撮像して第１画像データを取得する工程と、
前記第１角部を挟む２つの辺のうち、前記第１画像データに含まれている部分の長さと規定値とを比較し、前記第１角部を挟む２つの辺のうち、前記第１画像データに含まれている部分の長さが前記規定値以上でない場合には、前記規定値以上になるように撮像される領域を移動させて前記基板を撮像し、第２画像データを取得する工程と、
前記第２画像データに基づいて、前記基板の前記第１角部の位置を求める工程と
を有する位置検出方法。

【請求項4】

前記第１画像データとテンプレートとのパターンマッチングを行うことにより、前記第１角部を挟む２つの辺のうち前記第１画像データに含まれている部分の長さが前記規定値以上か否かを判定する請求項３に記載の位置検出方法。

【請求項5】

前記テンプレートは、前記基板の外形形状の規格に基づいて作成されている請求項４に記載の位置検出方法。

【請求項6】

前記テンプレートは、前記基板の前記第１角部を反対側の面から撮像した画像に基づいて作成されている請求項４に記載の位置検出方法。

【請求項7】

前記第１画像データを取得する前に、前記基板の前記第１角部の推定位置を撮像して初期画像データを取得する工程と、
前記初期画像データに前記第１角部を挟む２つの辺の各々の一部が含まれていないとき、前記第１角部を画角内に配置し、その後、前記第１画像データを取得する請求項３乃至６のいずれか１項に記載の位置検出方法。

【請求項8】

前記第１角部の位置を検出した後、前記第１角部に隣り合う第２角部を撮像して第３画像データを取得し、前記第１画像データと前記第３画像データとに基づいて前記基板の面内回転方向の姿勢を求める工程と、
前記基板の面内回転方向の姿勢に応じて前記基板を面内方向に回転させ、回転方向の位置合わせを行う工程と
を有し、
面内回転方向の位置合わせを行った後、前記第１角部の位置を再度検出する請求項３乃至７のいずれか１項に記載の位置検出方法。

【請求項9】

前記第２画像データを取得する工程において、前記第１角部を挟む２つの辺のうち前記第１画像データに含まれている部分の長さが前記規定値と等しくない場合には、前記規定値と等しくなるように撮像される領域を移動させて前記基板を撮像し、前記第２画像データを取得する請求項３乃至８のいずれか１項に記載の位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置検出装置及び位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板に対して描画や加工を行う際に、基板に形成されたアライメントマークを用いて基板の位置決めを行う技術が知られている。下記の特許文献１に、基板の角部付近を撮像して得られた画像データに基づいて基板の位置決めを行うスクリーン印刷技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２０５２８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、基板の角部の画像データに基づいて、より安定した位置検出を行うことが可能な位置検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一観点によると、
角部を有する基板を支持する支持部と、
画角内の前記基板の一部分を撮像する撮像装置と、
処理部と
を有し、
前記処理部は、
前記撮像装置の画角内に含まれる前記基板の前記角部を挟む２つの辺の長さが規定値と等しいか、または前記規定値より長くなるように前記基板または前記撮像装置を移動させ、
移動後の前記撮像装置の画角内を撮像して取得された画像データに基づいて、前記基板の前記角部の位置を検出する位置検出装置が提供される。

【0006】

本発明の他の観点によると、
角部を有する基板を支持する支持部と、
前記基板の一部分を撮像する撮像装置と、
処理部と、
画像を表示する表示部と
を有し、
前記処理部は、
前記撮像装置の画角内の前記基板の前記角部の画像を前記表示部に表示し、
前記撮像装置の画角内に含まれる前記基板の前記角部を挟む２つの辺の長さが規定値と等しいか、または前記規定値より長くなるように前記基板または前記撮像装置を移動させ、移動後の前記撮像装置の画角内の前記角部の画像を前記表示部に表示し、
前記撮像装置の画角内における前記基板の画像の前記角部の位置の座標を求め、求められた座標を特定する情報を前記表示部に表示する位置検出装置が提供される。

【0007】

本発明のさらに他の観点によると、
角部を有する基板の第１角部を撮像して第１画像データを取得する工程と、
前記第１角部を挟む２つの辺のうち、前記第１画像データに含まれている部分の長さと規定値とを比較し、前記第１角部を挟む２つの辺のうち、前記第１画像データに含まれている部分の長さが前記規定値以上でない場合には、前記規定値以上になるように撮像される領域を移動させて前記基板を撮像し、第２画像データを取得する工程と、
前記第２画像データに基づいて、前記基板の前記第１角部の位置を求める工程と
を有する位置検出方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

撮像装置の画角内に含まれる基板の角部を挟む２つの辺の長さが規定値以上になるようにして角部の位置を検出することにより、安定した位置検出を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例による位置検出装置の概略斜視図である。

【図2】図２は、実施例による位置検出装置の処理部が実行する位置検出処理のフローチャートである。

【図3】図３Ａは、位置検出を行う対象物である基板の平面図であり、図３Ｂは、位置検出処理中に実行されるパターンマッチングで用いるテンプレートを画像として示す図であり、図３Ｃは、位置検出処理中に処理部が取り扱う画像データを画像として示す図である。

【図4】図４Ａ及び図４Ｂは、位置検出処理中に処理部が取り扱う画像データを画像として示す図である。

【図5】図５Ａは、基板の角部の切り落とし部分の形状及び寸法が規格通りであるときの角部の画像データを画像として示す図であり、図５Ｂは、基板の角部の切り落とし部分の寸法が規格よりも小さい場合の角部の画像データを画像として示す図であり、図５Ｃは、基板の角部の切り落とし部分の形状が規格から外れた場合の角部の画像データを画像として図であり、図５Ｄは、基板の面内回転方向の姿勢が目標とする姿勢からやや傾いている場合の角部の画像データを画像として示す図である。

【図6】図６は、他の実施例による位置検出装置の処理部が実行する位置検出処理のフローチャートである。

【図7】図７Ａは、さらに他の実施例で位置検出の対象となる基板の平面図であり、図７Ｂは、図２のステップＳ０３及びＳ０７で実行されるパターンマッチングにおいて用いられるテンプレートを画像として示す図である。

【図8】図８は、さらに他の実施例による位置検出装置が実行する位置検出処理のフローチャートである。

【図9】図９Ａは、図８のステップＳ１１を実行する時点の画角と基板との位置関係を示す平面図であり、図９Ｂは、ステップＳ１３を実行した後の画角と基板との位置関係を示す平面図である。

【図10】図１０は、さらに他の実施例による位置検出装置が実行する位置検出処理のフローチャートである。

【図11】図１１Ａは、さらに他の実施例による位置検出装置を用いて位置を検出する対象となる基板の平面図であり、図１１Ｂは、位置検出時のパターンマッチングに用いられるテンプレートを画像として示す図である。

【図12】図１２Ａ及び図１２Ｂは、さらに他の実施例による位置検出装置の概略斜視図である。

【図13】図１３は、さらに他の実施例による膜形成装置の概略正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１〜図５Ｄを参照して、実施例による位置検出装置について説明する。
図１は、実施例による位置検出装置の概略斜視図である。本実施例による位置検出装置は、支持部１０、撮像装置１１Ａ、１１Ｂ、処理部１２、記憶部１３、及び表示部１４を含む。支持部１０は、その上面（支持面）に処理対象の基板５０を支持する。支持部１０として、例えば基板５０を面内の二次元方向に移動させ、かつ面内方向に回転させることができる可動ステージが用いられる。基板５０は、例えば正方形、長方形等の複数の角部を持つ平面形状を有する。

【0011】

撮像装置１１Ａは支持部１０の支持面上の画角（視野）１５Ａ内の領域を撮像し、画像データを取得する。撮像装置１１Ｂは支持部１０の支持面上の画角（視野）１５Ｂ内の領域を撮像し、画像データを取得する。基板５０の１つの角部５１が画角１５Ａ内に配置されたとき、その角部５１に１つの辺を介して隣り合う他の角部５１が画角１５Ｂ内に配置されるように、２つの撮像装置１１Ａ、１１Ｂの位置が調整されている。

【0012】

処理部１２が記憶部１３に格納されている処理プログラムを実行することにより、位置検出の機能が実現される。記憶部１３には、処理プログラムの他に、位置検出処理を実行するときに参照される種々のデータ、撮像装置１１Ａ、１１Ｂで取得された画像データ、処理部１２の処理結果である座標データ等が格納される。処理部１２は、処理結果を表示部１４に出力する。処理部１２として、例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）が用いられる。記憶部１３として、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、外部記憶装置等が用いられる。表示部１４として、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が用いられる。

【0013】

図２は、処理部１２（図１）が実行する位置検出処理のフローチャートである。以下に説明する位置検出処理では、基板５０の１つの角部５１の位置を検出する。他の角部５１の位置も、同様の処理で検出することができる。

【0014】

図３Ａは、位置検出を行う対象物である基板５０の平面図である。基板５０は、ほぼ長方形または正方形の平面形状を有し、４つの角部５１が斜めに切り落とされている。例えば、斜めに切り落とされた部分の平面形状は、底角が４５度の直角二等辺三角形である。

【0015】

図３Ｂは、位置検出処理中に実行されるパターンマッチングで用いるテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを画像として示す図である。テンプレート２０Ａは、角部５１の斜めの辺の画像に対応する。テンプレート２０Ｂは、角部５１の斜めの辺と横方向に延びる辺との交わり部分の画像に対応する。テンプレート２０Ｃは、角部５１の斜めの辺と縦方向に延びる辺との交わり部分の画像に対応する。テンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、基板５０の外形形状の規格に基づいて作成されている。

【0016】

図３Ｃ、図４Ａ、及び図４Ａは、位置検出処理中に処理部１２が取り扱う画像データを画像として示す図である。図３Ｃ、図４Ａ、及び図４Ｂにおいて、基板５０の内側の領域にハッチングを付している。

【0017】

図２に示すように、基板５０の位置検出を行う前に、まず、基板５０を支持部１０の支持面に支持させる（ステップＳ０１）。この処理は、例えば、処理部１２がロボットアーム等の搬送装置を制御することにより行う。基板５０を支持部１０に支持させた時点で、基板５０の隣り合う２つの角部５１（図１）またはその近傍が、それぞれ２つの画角１５Ａ、１５Ｂ（図１）内に収まるように粗い位置決めがなされている。

【0018】

処理部１２は、基板５０の角部５１を画角１５Ａ内に引き込む（ステップＳ０２）。以下、基板５０の角部５１を画角１５Ａ内に引き込む処理について説明する。まず、基板５０の粗い位置決めがなされている状態で、角部５１の推定位置（画角１５Ａ内）を撮像し画像データ２２（図３Ｃ）を取得する。処理部１２は、取得した画像データ２２に対応する画像を表示部１４に表示する。

【0019】

その後、処理部１２は、画像データ２２に基板５０の角部５１を挟む２つの辺の一部が含まれているか否かを判定する。以下、「角部５１を挟む２つの辺の一部が含まれている」ことを、単に「角部５１が含まれている」という。画像データ２２に角部５１が含まれていない場合には、処理部１２は角部５１が画角１５Ａ内に収まるように支持部１０を移動させる。処理部１２は、基板５０の移動中に取得された画像データに対応する画像を表示部１４に表示する。

【0020】

以下、図３Ｃを参照して、画像データ２２内に角部５１が含まれているか否かを判定する処理について説明する。まず、処理部１２は、画像データ２２とテンプレート２０Ｂ（図３Ｂ）とのパターンマッチングを行う。次に、画像データ２２とテンプレート２０Ｃ（図３Ｂ）とのパターンマッチングを行う。

【0021】

図３Ｃの左端に示した例では、テンプレート２０Ｂにマッチングする部分及びテンプレート２０Ｃにマッチングする部分の両方が画像データ２２内に含まれている。この場合には、画像データ２２に角部５１が含まれていると判定される。

【0022】

図３Ｃの左から２番目に示した例では、テンプレート２０Ｂにマッチングする部分が画像データ２２内に含まれているが、テンプレート２０Ｃにマッチングする部分は画像データ２２内に含まれていない。この場合、基板５０を図３Ｃにおいて下方向に移動させれば角部５１が画角１５Ａ内に収まることがわかる。

【0023】

図３Ｃの左から３番目に示した例では、テンプレート２０Ｂにマッチングする部分が画像データ２２内に含まれていないが、テンプレート２０Ｃにマッチングする部分が画像データ２２内に含まれている。この場合、基板５０を図３Ｃにおいて左方向に移動させれば角部５１が画角１５Ａ内に収まることがわかる。

【0024】

図３Ｃの右端に示した例では、テンプレート２０Ｂにマッチングする部分及びテンプレート２０Ｃにマッチングする部分のいずれも画像データ２２内に含まれていない。この場合、処理部１２は、画像データ２２とテンプレート２０Ａとのパターンマッチングを行う。テンプレート２０Ａにマッチングする部分が画像データ２２内に含まれている場合、処理部１２は、マッチングする部分の位置から、基板５０を移動させるべき移動方向及び移動距離を推定する。例えば、テンプレート２０Ａにマッチングする部分が画角１５Ａの右上の領域に見つかった場合、基板５０を斜め左下方向に移動させればよいことがわかる。

【0025】

処理部１２は、パターンマッチングを行っているときに、表示部１４に表示されている画像内でテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにマッチングした部分を示す情報を表示部１４に表示する。例えば、マッチングした部分を取り囲む枠を、画像に重ねて表示する。

【0026】

基板５０を移動させるべき方向及び距離だけ基板５０を移動させた後、画像データ２２を再取得する。処理部１２は、再取得した画像データ２２内に角部５１が含まれている場合には、画角１５Ａ内に角部５１を引き込む処理が完了である。

【0027】

画角１５Ａ内への角部５１の引き込みが完了すると、処理部１２は、角部５１を挟む２つの辺の各々のうち、画角１５Ａ内の部分の長さ（画角内の辺の長さ）と規定値とを比較する（ステップＳ０３）。ここで、角部５１を挟む２つの辺とは、角部５１を切り落とされて形成された斜めの辺の両端の各々から隣の角部に向かう辺を意味する。この規定値は、予め記憶部１３に記憶されている。画角１５Ａ内の辺の長さは、例えば、テンプレート２０Ｂ、２０Ｃにマッチングする部分の位置から求めることができる。処理部１２は、テンプレート２０Ｂ、２０Ｃにマッチングする部分を示す情報を表示部１４に表示する。

【0028】

図４Ａは、画角１５Ａ内の辺の長さが規定値より短い場合の画像データ２２を画像として示す図である。図４Ａの画像データ２２は、テンプレート２０Ｃに対応するパターンの全域を完全に含んでいるが、テンプレート２０Ｂに対応するパターンの一部分しか含んでいない。このような場合でも、マッチング判定閾値を低くすることにより、テンプレート２０Ｂにマッチングする部分を検出することは可能である。テンプレート２０Ｃにマッチングした部分の頂点から隣の角部に向かう辺の長さＬｃは規定値以上であるが、テンプレート２０Ｂにマッチングした部分の頂点から隣の角部に向かう辺の長さＬｂは規定値未満である。

【0029】

ステップＳ０３で、画角１５Ａ内の少なくとも１つの辺の長さが規定値より短いと判定された場合には、画角１５Ａ内の辺の長さが規定値と等しいか、または規定値より長くなるように基板５０を移動させる（ステップＳ０４）。例えば、図４Ａに示した例では、基板５０を左方向に移動させればよいことがわかる。基板５０の移動中に、処理部１２は取得された画像データに対応する画像を表示部１４に表示する。

【0030】

ステップＳ０３で、画角１５Ａ内の２つの辺の長さが規定値と等しいか、または規定値より長いと判定された場合、またはステップＳ０４の後、処理部１２は、画角１５Ａ内に規定値と等しいか、または規定値より長い辺を含む状態で取得された画像データ２２に基づいて、角部５１の位置を検出する（ステップＳ０５）。以下、角部５１の位置を検出する処理について、図４Ｂを参照して説明する。

【0031】

図４Ｂは、画角１５Ａ内に規定値以上の長さの辺を含む状態で取得された画像データ２２を画像として示す図である。まず、画像データ２２内で、横方向に直線的に延びる辺、及び縦方向に直線的に延びる辺を検出する。この辺の検出には、１本の直線の辺を含むテンプレートを用いたパターンマッチングを用いることができる。その他に、縦方向に明るさが大きく変化している部分の画素からなる画素列に基づいて、横方向に延びる辺を検出することができる。また、横方向に明るさが大きく変化している部分の画素からなる画素列に基づいて、縦方向に延びる辺を検出することができる。

【0032】

処理部１２は、検出された２つの辺の延長線上の交点（基準点）２８の位置を、角部５１の位置として採用する。処理部１２は、検出された２つの辺の延長線、及び基準点２８を示す情報を表示部１４に表示する。例えば、２つの辺の延長線を実線または破線で表示し、両者の交点をプラス記号で表示する。さらに、基準点の座標を示す情報２９を表示部１４に数字で表示する。

【0033】

次に、図５Ａ〜図５Ｄを参照して、上記実施例の優れた効果について説明する。上記実施例では、アライメントマークが形成されていない基板５０の位置を検出することができる。さらに、基板５０の表裏を反転させても、基板５０の位置検出を行うことができる。

【0034】

図５Ａは、基板５０の角部５１の切り落とし部分の形状及び寸法が規格通りであるときの角部５１の画像データを画像として示す図である。このように、基板５０の形状及び寸法が規格通りであるとき、実施例による方法で、角部５１の基準点２８の位置を検出することができる。

【0035】

図５Ｂは、基板５０の角部５１の切り落とし部分の寸法が規格よりも小さい場合の角部５１の画像データを画像として示す図である。斜めの辺、及びその両側の２つの辺を含む１つのテンプレートを用いた場合には、パターンマッチングによって角部５１の位置を正確に検出することが困難である。本実施例においては、斜めの辺の両端の頂点を、別々にパターンマッチングすることにより検出するため、斜めの辺の長さがばらついても、角部５１を挟む２つの辺を精度よく検出することができる。その結果、基準点２８の位置を精度よく検出することができる。

【0036】

図５Ｃは、基板５０の角部５１の切り落とし部分の形状が規格から外れた場合の角部５１の画像データを画像として図である。図５Ｃに示した例では、斜めの辺と、角部５１を挟む２つの辺とのなす角度が４５度からずれている。斜めの辺の両端の頂点を、異なるテンプレート２０Ｂ、２０Ｃを用いて別々にパターンマッチングすることにより検出するため、斜めの辺が４５度からずれていても、斜めの辺の両端の頂点をパターンマッチングにより検出することが容易である。角部５１の基準点２８は、角部５１を挟む２つの辺を延長して決定するため、斜めの辺の方向が４５度からずれていても基準点２８の位置検出精度は低下しない。

【0037】

図５Ｄは、基板５０の面内回転方向の姿勢が目標とする姿勢からやや傾いている場合の角部５１の画像データを画像として示す図である。例えば、角部５１を挟む２つの辺が、画角１５Ａ（図１）内の縦方向及び横方向に対して傾いている。この場合でも、テンプレート２０Ｂ、２０Ｃを傾けてパターンマッチングを行うことにより、斜めの辺の両端の角を検出することができる。角部５１の基準点２８は、角部５１を挟む２つの辺を延長して決定するため、２つの辺が縦方向及び横方向に対して傾いていても、基準点２８の位置検出精度は低下しない。

【0038】

さらに、実施例においては、角部５１を挟む２つの辺を延長して角部５１の位置を検出するため、位置の検出結果は角部５１の頂点部分の形状に影響を受けない。例えば、製造上のばらつきによって頂点部分が不定形な形状になっている場合でも、角部５１の位置を高精度に検出することが可能である。

【0039】

上記実施例では、角部５１の位置を算出するための基礎として、画角内に規定値以上の長さの辺を含む画像データ２２（図４Ｂ）を用いる。このため、この２つの辺の延長線を精度よく確定することができる。その結果、この延長線に基づいて算出される基準点２８（図４Ｂ）の位置の算出精度を高めることができる。

【0040】

また、上記実施例では、位置検出装置の動作に応じて、撮像装置１１Ａ、１１Ｂ（図１）で撮像された基板５０の画像、及びパターンマッチングを行っているときのテンプレートの画像が表示部１４に表示される。このため、オペレータは、表示部１４に表示された情報から、位置検出装置の動作状況を知ることができる。また、これらの情報から、位置検出装置の動作の正常性を確認することができる。

【0041】

次に、図６を参照して、他の実施例による位置検出装置について説明する。以下、図１〜図５Ｄに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

【0042】

図６は、本実施例による位置検出装置の処理部１２が実行する位置検出処理のフローチャートである。ステップＳ０１及びＳ０２の処理は、図２に示した実施例のステップＳ０１及びＳ０２の処理と同一である。

【0043】

本実施例においては、ステップＳ０３ａにおいて、画角１５Ａ内の２つの辺の長さと規定値とを比較して、画角１５Ａ内の２つの辺の長さが規定値と等しいか否かを判定する。ここで、画角１５Ａ内の２つの辺の長さと規定値との差が、撮像装置１１Ａ、１１Ｂによる画像データに基づいて長さを測定するときの測定精度に起因して生じる最大誤差の範囲内である場合には、処理部１２は画角１５Ａ内の２つの辺の長さと規定値とが等しいと判定する。

【0044】

画角１５Ａ内の２つの辺の長さと規定値とが等しくない場合には、処理部１２は、画角１５Ａ内の２つの辺の長さが規定値と等しくなるように基板５０を移動させる（ステップＳ０４ａ）。

【0045】

ステップＳ０３ａで、画角１５Ａ内の２つの辺の長さが規定値と等しいと判定された場合、またはステップＳ０４ａの後、処理部１２は、画角１５Ａ内に規定値と等しい長さの２つの辺を含む状態で取得された画像データ２２に基づいて、角部５１の位置を検出する。ステップＳ０５の処理は、図２に示した実施例のステップＳ０５の処理と同一である。

【0046】

本実施例では、角部５１の基準点２８（図４Ｂ）の画角１５Ａ内における位置のばらつきが少なくなる。位置検出毎に、撮像装置１１Ａのレンズの収差の影響を均等化できるため、位置検出の精度のばらつきを低減することができる。

【0047】

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、さらに他の実施例による位置検出装置について説明する。以下、図１〜図５Ｄに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

【0048】

図７Ａは、本実施例で位置検出の対象となる基板５０の平面図である。図１〜図５Ｃに示した実施例で位置検出の対象となる基板５０は、角部５１が直線的に切り落とされた形状を有しているが、本実施例では、位置検出の対象となる基板５０は、角部５１が丸く切り取られた形状を有している。

【0049】

図７Ｂは、図２のステップＳ０２で実行されるパターンマッチングにおいて用いられるテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを画像として示す図である。図７Ｂのテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、それぞれ図３Ｂのテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃに対応する。本実施例では、基板５０の角部５１の丸形状に応じて、テンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃのパターンも丸味を帯びている。

【0050】

図７Ｂに示したテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを用いることにより、角部５１が丸味を帯びている基板５０の位置検出を行うことができる。

【0051】

次に、図８〜図９Ｂを参照して、さらに他の実施例による位置検出装置について説明する。以下、図１〜図５Ｄに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

【0052】

図８は、本実施例による位置検出装置が実行する位置検出処理のフローチャートである。基板５０を支持部１０に支持する処理（ステップＳ１１）、及び第１角部を画角内に引き込む処理（ステップＳ１２）は、それぞれ図２に示したステップＳ０１及びＳ０２の処理と同一である。

【0053】

本実施例においては、第１角部を画角内に引き込んだ後、処理部１２は、第１角部に対して１つの辺を介して隣り合う第２角部を画角内に引き込む（ステップＳ１３）。例えば、第１角部を画角１５Ａ（図１）内に引き込んだ場合には、第２角部を画角１５Ｂ内に引き込む。第２角部を画角１５Ｂ内に引き込む処理には、図２のステップＳ０２の処理と同一の手法を適用することができる。

【0054】

図９Ａは、ステップＳ１３を実行する時点の画角１５Ａ、１５Ｂと、基板５０との位置関係を示す平面図である。画角１５Ｂの原点から画角１５Ａの原点を向く方向を基準方向（ｘ方向）と定義する。この時点で基板５０の各辺は基準方向に対して傾いている。

【0055】

処理部１２は、第１角部を画角内に引き込んだ状態、及び第２角部を画角内に引き込んだ状態から、２つの角部の相対的位置関係を算出することにより、基板５０の面内回転方向の姿勢を検出する（ステップＳ１４）。処理部１２は、基板５０の面内回転方向の姿勢の検出結果に基づいて支持部１０を回転させることにより、基板５０の面内回転方向に関して位置合わせを行う（ステップＳ１５）。

【0056】

図９Ｂは、ステップＳ１５を実行した後の画角１５Ａ、１５Ｂと、基板５０との位置関係を示す平面図である。基板５０のひと組の辺が基準方向に対して平行になっている。

【0057】

基板５０の面内回転方向の位置合わせを行った後、処理部１２は、第１角部の位置を再度検出する（ステップＳ１６）。第１角部の位置は、図２のステップＳ０２からＳ０５までの手順と同一の手順により検出することができる。同様に、処理部１２は、第２角部の位置を再度検出する（ステップＳ１７）。

【0058】

図８〜図９Ｂに示した実施例では、図９Ｂに示したように、基板５０の面内回転方向に関する位置合わせを行うとともに、面内の２方向に関する基板５０の位置を検出することができる。

【0059】

次に、図１０を参照して、さらに他の実施例による位置検出装置について説明する。以下、図１〜図８に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

【0060】

図１０は、本実施例による位置検出装置が実行する位置検出処理のフローチャートである。まず、基板５０を、第１の面を上に向けて支持部１０（図１）の支持面に支持させる（ステップＳ２１）。この処理は、図２に示したステップＳ０１の処理と同一である。

【0061】

処理部１２は、基板５０の位置を検出する（ステップＳ２２）。この位置検出処理は、図２に示したステップＳ０２からＳ０５、または図８に示したステップＳ１２からＳ１６までの処理と同一である。

【0062】

次に、処理部１２は、画角内の２つの辺の長さが規定値以上であるときの角部５１の画像データからテンプレートを作成する（ステップＳ２３）。以下、テンプレートの作成処理について説明する。ステップＳ０５（図２）において角部５１の位置を検出するために用いた画像データ２２（図４Ｂ）とテンプレート２０Ｂ、２０Ｃ（図３Ｂ）とのパターンマッチングを行い、実際の画像データ２２から、テンプレート２０Ｂ、２０Ｃに対応する部分の画像を切り出す。切り出した画像を鏡像変換してテンプレートとし、記憶部１３に記憶する。画像データ２２から切り出した画像に基づいて作成したテンプレートを、基板５０の規格形状に基づいて作成したテンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ（図３Ｂ）と区別して動的テンプレートということとする。

【0063】

動的テンプレートを作成した後、処理部１２は、基板５０の第１の面の処理を行う（ステップＳ２４）。例えば、第１の面に向かってインクジェットヘッドからインクを吐出させ、所望の平面形状の絶縁樹脂膜を形成する。

【0064】

第１の面の処理が終了すると、基板５０の表裏を反転させ（ステップＳ２５）、第１の面とは反対の第２の面を上に向ける。表裏の反転は、例えば処理部１２がロボットアームを制御して行う。なお、人手で表裏を反転させるようにしてもよい。

【0065】

処理部１２は、第２の面が上に向いた状態の基板５０の位置を検出する（ステップＳ２６）。この位置検出処理においては、図２に示したステップＳ０２からＳ０５までの処理を実行する際に、テンプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ（図３Ｂ）に代えて、ステップＳ２３で作成した動的テンプレートを用いる。より具体的には、基板５０の画像データから特定の箇所を探索するとき、第１の面を撮像して得られた画像データの対応する箇所から切り出された動的テンプレートを用いる。

【0066】

基板５０の位置検出後、処理部１２は、基板５０の第２の面の処理を行う（ステップＳ２７）。

【0067】

図１０に示した実施例では、ステップＳ２６において動的テンプレートを用いて基板５０の位置を検出する。このため、角部５１の形状が規格形状から外れている場合であっても、パターンマッチングの精度の低下を抑制することができる。その結果、第１の面と第２の面との間の相対的な位置合わせ精度を高めることができる。

【0068】

次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、さらに他の実施例による位置検出装置について説明する。以下、図１〜図５Ｄに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

【0069】

図１１Ａは、本実施例による位置検出装置を用いて位置を検出する対象となる基板５０の平面図である。基板５０の角部５１は切り落とされておらず、ほぼ直角の頂点が現れている。

【0070】

図１１Ｂは、位置検出時のパターンマッチングに用いられるテンプレート２０を画像として示す図である。図１〜図５Ｄに示した実施例では、角部５１を検出する際（ステップＳ０２、Ｓ０５）のパターンマッチングにおいて２つのテンプレート２０Ｂ、２０Ｃ（図４Ｂ）を用いた。これに対し、本実施例では、角部５１を検出する際のパターンマッチングにおいて１つのテンプレート２０（図１１Ｂ）を用いる。

【0071】

本実施例においても、角部５１の位置検出を行う基礎となる画像データにおいて、画角内の２つの辺の長さが規定値以上になっているため（ステップＳ０３）、角部５１の基準点２８（図４Ｂ）の位置の検出精度を高めることができる。

【0072】

次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、さらに他の実施例による位置検出装置について説明する。以下、図１〜図５Ｄ、及び図８〜図９Ｂに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

【0073】

図１２Ａ及び図１２Ｂは、本実施例による位置検出装置の概略斜視図である。図１に示した実施例では、基板５０の２つの角部５１に対応させて２つの撮像装置１１Ａ、１１Ｂを配置したが、本実施例では、１つの撮像装置１１Ａのみが配置されている。図８に示した実施例では、ステップＳ１２において第１角部を撮像装置１１Ａの画角１５Ａ内に引き込み、ステップＳ１３において第２角部を撮像装置１１Ｂの画角１５Ｂ内に引き込んだ。

【0074】

本実施例においては、ステップＳ１２において、図８の実施例と同様に、第１角部５１を撮像装置１１Ａの画角１５Ａ内に引き込む（図１２Ａ）。ステップＳ１３においては、基板５０を並進移動させて、第２角部５１を撮像装置１１Ａの画角１５Ａ内に引き込む（図１２Ｂ）。

【0075】

その後、ステップＳ１６において、第１角部５１を撮像装置１１Ａの画角１５Ａ内に引き込んで、第１角部５１の位置を検出する処理を実行する。ステップＳ１７においては、第２角部５１を撮像装置１１Ａの画角１５Ａ内に引き込んで、第２角部５１の位置を検出する処理を実行する。

【0076】

図１２Ａ及び図１２Ｂに示したように、１つの撮像装置１１Ａのみを用いて、基板５０の２つの角部の位置を検出することができる。本実施例では、図１２Ａの状態から図１２Ｂの状態に至る基板５０の移動方向を、図９Ａ及び図９Ｂに示した基準方向（ｘ方向）と定義するとよい。

【0077】

次に、図１３を参照して、上述の実施例による位置検出装置を搭載した膜形成装置について説明する。

【0078】

図１３は、本実施例による膜形成装置の概略正面図である。基台３０に移動機構３１を介して支持部１０が支持されている。支持部１０は、図１に示した実施例の支持部１０に相当する。支持部１０の上面（支持面）に基板５０が支持される。移動機構３１は、支持部１０を支持面に平行な２次元方向に移動させ、支持面に平行な面内方向に回転させることができる。通常、支持部１０の支持面は水平に保たれる。

【0079】

支持部１０に支持された基板５０の上方に複数のインクジェットヘッド３３及び複数の撮像装置１１Ａ、１１Ｂが配置されている。インクジェットヘッド３３及び撮像装置１１Ａ、１１Ｂは、門型フレーム３２により基台３０に支持されている。撮像装置１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ昇降機構１７Ａ、１７Ｂにより昇降可能である。インクジェットヘッド３３の各々に複数のノズル孔が設けられている。ノズル孔から基板５０に向けて膜材料の液滴が吐出される。

【0080】

撮像装置１１Ａ、１１Ｂは、支持部１０に支持された基板５０の一部分を撮像し、取得された２次元画像の画像データを処理部１２に送信する。撮像装置１１Ａ、１１Ｂ、及び処理部１２が、それぞれ図１に示した実施例の撮像装置１１Ａ、１１Ｂ、及び処理部１２に相当する。さらに、処理部１２は、昇降機構１７Ａ、１７Ｂを制御して撮像装置１１Ａ、１１Ｂを昇降させることにより、撮像装置１１Ａ、１１Ｂのピント位置を調整することができる。

【0081】

処理部１２は、形成すべき膜の形状を定義する画像データに基づいて、移動機構３１及びインクジェットヘッド３３を制御する。付着した液状の膜材料を硬化させることにより膜を形成することができる。これにより、基板５０に所望の形状の膜を形成することができる。膜材料として、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂等を用いることができる。インクジェットヘッド３３の側方に、基板５０に付着した膜材料を硬化させる光源または熱源が配置されている。

【0082】

入力部１６から処理部１２に、種々のコマンドやデータが入力される。入力部１６には、例えばキーボード、ポインティングデバイス、ＵＳＢポート、通信装置等が用いられる。表示部１４に、膜形成装置の動作に関する種々の情報が出力される。表示部１４には、例えば液晶ディスプレイ等が用いられる。なお、表示部１４として、外部の表示装置に表示すべき画像データを送信する通信装置を用いてもよい。

【0083】

本実施例では、図１〜図１２に示したいずれかの実施例による方法で基板５０の位置を検出する。これにより、高精度に位置を検出することができる。

【0084】

各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0085】

１０ 支持部
１１Ａ、１１Ｂ 撮像装置
１２ 処理部
１３ 記憶部
１４ 表示部
１５Ａ、１５Ｂ 画角
１６ 入力部
１７Ａ、１７Ｂ 昇降機構
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ テンプレート
２２ 画像データ
２８ 角部の基準点
２９ 基準点の座標を示す情報
３０ 基台
３１ 移動機構
３２ 門型フレーム
３３ インクジェットヘッド
５０ 基板
５１ 角部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】