特開 2024-53178 画像処理方法および画像処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024053178

(43)【公開日】2024-04-15

(54)【発明の名称】画像処理方法および画像処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20240408BHJP

   G06T 7/30 20170101ALI20240408BHJP

   G06T 7/70 20170101ALI20240408BHJP

   G06V 10/24 20220101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 C

G06T7/30

G06T7/70 A

G06V10/24

G01B11/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022159260

(22)【出願日】2022-10-03

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】澤田 千奈

【テーマコード（参考）】

2F065

5L096

【Ｆターム（参考）】

2F065AA03

2F065AA07

2F065AA14

2F065AA23

2F065AA31

2F065BB02

2F065BB27

2F065CC19

2F065DD06

2F065FF01

2F065FF04

2F065JJ03

2F065JJ19

2F065JJ26

2F065MM03

2F065PP01

2F065PP12

2F065QQ24

2F065QQ28

2F065QQ31

2F065QQ36

2F065UU05

5L096FA02

5L096FA16

5L096FA69

5L096GA51

(57)【要約】

【課題】時系列の画像データから特定の物体を検出する画像処理において、演算量を削減する技術を提供する。
【解決手段】この画像処理方法は、定期的に取得される撮影画像から検出対象の位置を検出する画像処理方法であって、ａ）前記撮影画像の解析対象領域を解析し、前記検出対象の位置と、検出誤差とを求める工程（Ｓ１０３）と、ｂ）前記検出誤差の大きさに基づいて、前記解析対象領域を変更する工程（ステップＳ１０４～Ｓ１０７）とを、複数回繰り返す。これにより、検出誤差を所定の範囲内としつつ、解析対象領域を縮小することができる。したがって、検出誤差を大きくすることなく、演算量を削減することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

定期的に取得される撮影画像から検出対象の位置を検出する画像処理方法であって、
ａ）前記撮影画像の解析対象領域を解析し、前記検出対象の位置と、検出誤差とを求める工程と、
ｂ）前記検出誤差の大きさに基づいて、前記解析対象領域を変更する工程と、
を含み、
前記工程ａ）および前記工程ｂ）を複数回繰り返す、画像処理方法。

【請求項2】

請求項１に記載の画像処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記検出誤差が、所定の第１閾値よりも小さい場合に、前記解析対象領域を小さくする、画像処理方法。

【請求項3】

請求項２に記載の画像処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記解析対象領域を小さくする場合に、少なくとも所定の最小範囲以上の大きさとする、画像処理方法。

【請求項4】

請求項２に記載の画像処理方法であって、
前記工程ｂ）において、前記検出誤差が、所定の第２閾値よりも大きい場合に、前記解析対象領域を大きくする、画像処理方法。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の画像処理方法であって、
ｃ）前記工程ａ）および前記工程ｂ）の後に、前記検出対象の変位が基準値よりも大きい場合に、前記解析対象領域を大きくする工程
をさらに有する、画像処理方法。

【請求項6】

定期的に取得される撮影画像から検出対象の位置を検出する画像処理装置であって、
外部から入力された前記撮影画像の解析対象領域を抽出し、解析用画像を生成する解析領域抽出部と、
前記解析用画像を解析し、前記検出対象の位置と、検出誤差とを求めるマーク位置解析部と、
前記検出誤差に基づいて、前記解析対象領域を変更する解析領域決定部と、
を有する、画像処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部から定期的に入力される撮影画像を解析するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

印刷装置やレーザ描画装置をはじめとした種々の産業機器において、撮影画像データから、アライメントマーク等の特定の物体の位置を検出し、その検出結果に基づいて装置の位置制御を行うことがある。

【0003】

このような装置において、撮影画像が入力される度に、撮影画像の全ての範囲に対して画像処理を行って位置検出を行うと、演算量が多くなり、非効率的である。このような問題について、演算量を削減する方法が、例えば、特許文献１に記載されている。

【0004】

特許文献１では、画像を低解像度化して、低解像度データを解析して物体の有無を判断しする。そして、物体があると判断した場合にのみ、高解像度の元画像を用いて再度演算を行うことにより演算量を削減するという方法が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－５２６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の方法は、検出すべき物体が撮影画像内に存在しないタイミングがある場合には有効である。しかしながら、アライメントマークの位置検出を行う場合には、検出すべき物体が常に撮影範囲内にあり、その位置変化を追うものである。このような目的においては、特許文献１の方法を用いても、演算量を削減することができない。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、時系列の画像データから特定の物体を検出する画像処理において、演算量を削減する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、定期的に取得される撮影画像から検出対象の位置を検出する画像処理方法であって、ａ）前記撮影画像の解析対象領域を解析し、前記検出対象の位置と、検出誤差とを求める工程と、ｂ）前記検出誤差の大きさに基づいて、前記解析対象領域を変更する工程と、を含み、前記工程ａ）および前記工程ｂ）を複数回繰り返す。

【0009】

本願の第２発明は、第１発明の画像処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記検出誤差が、所定の第１閾値よりも小さい場合に、前記解析対象領域を小さくする。

【0010】

本願の第３発明は、第２発明の画像処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記解析対象領域を小さくする場合に、少なくとも所定の最小範囲以上の大きさとする。

【0011】

本願の第４発明は、第２発明または第３発明の画像処理方法であって、前記工程ｂ）において、前記検出誤差が、所定の第２閾値よりも大きい場合に、前記解析対象領域を大きくする。

【0012】

本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明のいずれかの画像処理方法であって、ｃ）前記工程ａ）および前記工程ｂ）の後に、前記検出対象の変位が基準値よりも大きい場合に、前記解析対象領域を大きくする工程をさらに有する。

【0013】

本願の第６発明は、定期的に取得される撮影画像から検出対象の位置を検出する画像処理装置であって、外部から入力された前記撮影画像の解析対象領域を抽出し、解析用画像を生成する解析領域抽出部と、前記解析用画像を解析し、前記検出対象の位置と、検出誤差とを求めるマーク位置解析部と、前記検出誤差に基づいて、前記解析対象領域を変更する解析領域決定部と、を有する。

【発明の効果】

【0014】

本願の第１発明から第６発明によれば、検出誤差を所定の範囲内としつつ、解析対象領域を縮小することができる。したがって、検出精度の低減を抑制しつつ、演算量を削減することができる。

【0015】

特に、本願の第２明によれば、検出精度の低減を抑制しつつ、演算量を削減することができる。

【0016】

特に、本願の第４発明によれば、検出誤差が増大した場合に、解析対象領域を拡大して検出誤差を低減することにより、検出誤差を所定の範囲内にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】画像処理装置を備えた描画装置の斜視図である。

【図2】制御部と描画装置内の各部との電気的接続を示したブロック図である。

【図3】画像処理装置としての位置検出部の制御ブロック図である。

【図4】位置検出部における画像処理の流れを示したフローチャートである。

【図5】撮影画像と解析対象領域との関係を示したイメージ図である。

【図6】撮影画像と解析対象領域との関係を示したイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0019】

＜１．描画装置の構成＞
以下では、本発明の一実施形態に係る画像処理装置である位置検出部９０を備えた描画装置１について、図１および図２を参照しつつ説明する。図１は、描画装置１の斜視図である。図２は、位置検出部９０を備えた制御部１０と、描画装置内の各部との電気的接続を示したブロック図である。

【0020】

この描画装置１は、感光材料が塗布された半導体基板やガラス基板等の基板Ｗの上面に、空間変調された光を照射して、基板Ｗの上面に露光パターンを描画する装置である。図１および図２に示すように、描画装置１は、搬送機構２０、フレーム３０、描画処理部４０、カメラ５０、および制御部１０を備える。

【0021】

搬送機構２０は、基台２１の上面において、平板状のステージ２２を、略一定の姿勢で水平方向に搬送する装置である。搬送機構２０は、主走査機構２３と、副走査機構２４と、回転機構２５（図２参照）とを有する。主走査機構２３は、ステージ２２を水平方向の一方向である主走査方向に搬送するための機構である。副走査機構２４は、ステージ２２を水平方向のうち、主走査方向と直交する副走査方向に搬送するための機構である。基板Ｗは、ステージ２２の上面に水平姿勢で保持され、ステージ２２とともに主走査方向および副走査方向に移動する。回転機構２５は、基台２１に対するステージ２２の鉛直軸周りの角度を調整することができる。

【0022】

フレーム３０は、基台２１の上方において、描画処理部４０を保持するための構造である。フレーム３０は、一対の支柱部３１と架橋部３２とを有する。一対の支柱部３１は、副走査方向に間隔をあけて立設されている。各支柱部３１は、基台２１の上面から上方へ向けて延びる。架橋部３２は、２本の支柱部３１の上端部の間において、副走査方向に延びる。基板Ｗを保持したステージ２２は、一対の支柱部３１の間、かつ、架橋部３２の下方を通過する。

【0023】

描画処理部４０は、２つの光学ヘッド４１を有する。２つの光学ヘッド４１は、副走査方向に間隔をあけて、架橋部３２に固定される。また、描画処理部４０は、図示しない照明光学系およびレーザ発振器と、レーザ駆動部４２（図２参照）を有する。照明光学系、レーザ発振器、およびレーザ駆動部４２は、例えば、架橋部３２の内部空間に収容される。レーザ駆動部４２は、レーザ発振器と電気的に接続されている。レーザ駆動部４２を動作させると、レーザ発振器からパルス光が出射される。そして、レーザ発振器から出射されたパルス光が、照明光学系を介して光学ヘッド４１へ導入される。

【0024】

光学ヘッド４１の内部には、空間変調器を含む光学系が設けられている。光学ヘッド４１へ導入されたパルス光は、空間変調器により所定のパターンに変調されて、基板Ｗの上面に照射される。これにより、基板Ｗの上面に塗布されたレジスト等の感光材料が露光される。

【0025】

カメラ５０（図２参照）は、図１中には図示されていないが、例えば、フレーム３０の架橋部３２の下面に取り付けられる。カメラ５０は、ステージ２２上に載置された基板Ｗの上面を撮影し、制御部１０へ入力する。制御部１０では、カメラ５０の撮影画像Ｄｉから、基板Ｗの上面に設けられたアライメントマークＭの位置を検出することにより、基板Ｗの位置や姿勢を検出することができる。

【0026】

制御部１０は、描画装置１の各部を動作制御するための手段である。図１中に概念的に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ等のプロセッサ１０１、ＲＡＭ等のメモリ１０２、およびハードディスクドライブ等の記憶部１０３を有するコンピュータにより構成されている。記憶部１０３には、描画装置１を動作制御するためのコンピュータプログラムＰが記憶されている。

【0027】

また、図２に示すように、制御部１０は、描画処理部４０（光学ヘッド４１およびレーザ駆動部４２を含む）、主走査機構２３、副走査機構２４、回転機構２５、およびカメラ５０と、電気的に接続されている。制御部１０は、記憶部１０３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータＤをメモリ１０２に読み出し、当該コンピュータプログラムＰおよびデータＤに基づいて、プロセッサ１０１が演算処理を行うことにより、描画装置１内の上記各部を動作制御する。これにより、描画装置１における描画処理が進行する。

【0028】

制御部１０は、位置検出部９０、搬送制御部９１、および描画制御部９２を有する。位置検出部９０、搬送制御部９１、および描画制御部９２の各機能は、制御部１０を構成するコンピュータのプロセッサ１０１が、コンピュータプログラムＰに従って動作することにより、実現される。

【0029】

位置検出部９０には、カメラ５０から定期的に撮影画像Ｄｉが入力される。位置検出部９０は、撮影画像Ｄｉを解析し、アライメントマークＭの位置、大きさ、角度等を検出することにより、基板Ｗの位置および姿勢を検出する。位置検出部９０は、解析によって得られた情報である検出結果Ｄｏを、搬送制御部９１へと引き渡す。

【0030】

搬送制御部９１は、搬送装置２０の各部を制御する。搬送制御部９１は、基板Ｗを、予め決められた通りに搬送するために、位置検出部９０から入力された検出結果Ｄｏに基づいて基板Ｗの位置を補正しつつ、搬送を行う。

【0031】

描画制御部９２は、描画処理部４０の各部を制御する。描画装置１の稼働時には、搬送制御部９１による搬送機構２０の動作と、描画制御部９２による描画処理部４０の動作とが連動して行われる。具体的には、光学ヘッド４１による露光と、搬送装置２０による基板Ｗの搬送とが、繰り返し実行される。より具体的には、副走査機構２４によりステージ２２を副走査方向に搬送しつつ、光学ヘッド４１からのパルス光の照射を行うことにより、副走査方向に延びる帯状の領域（スワス）に露光を行った後、主走査機構２３によりステージ２２を主走査方向に１スワス分だけ搬送する。描画装置１は、このような副走査方向の露光と、主走査方向のステージ２２の搬送とを繰り返すことにより、基板Ｗの上面全体にパターンを描画する。

【0032】

このような描画処理を行っている間、位置検出部９０は、カメラ５０から入力される撮影画像Ｄｉに基づいて、アライメントマークＭの位置、大きさ、角度等を解析し、搬送制御部９１へ入力する。これにより、搬送制御部９１は、基板Ｗの位置が所望の位置からずれていないかを確認するとともに、ずれが生じた場合には基板Ｗ位置の補正を行う。これにより、基板Ｗの上面に精度良くパターンを描画できる。

【0033】

＜２．画像処理装置の構成＞
次に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置としての位置検出部９０について、図３を参照しつつ説明する。上述の通り、位置検出部９０は、制御部１０によって実現される画像処理装置であって、カメラ５０によって定期的に取得される撮影画像Ｄｉから検出対象であるアライメントマークＭの位置を検出する。図３に示すように、位置検出部９０は、解析領域抽出部８１、マーク位置解析部８２、および解析領域決定部８３を有する。

【0034】

解析領域抽出部８１は、位置検出部９０の外部から入力された撮影画像Ｄｉの解析対象領域を抽出し、解析用画像Ｄ１を生成する。具体的には、解析領域抽出部８１は、解析領域決定部８３から入力される領域情報Ｄ３に基づいて、カメラ５０の撮影した撮影画像Ｄｉから画像の一部を切り出し、解析用画像Ｄ１を生成する。そして、解析用画像Ｄ１と、解析用画像Ｄ１の位置情報である領域情報Ｄ３とを、マーク位置解析部８２へと引き渡す。

【0035】

マーク位置解析部８２は、解析用画像Ｄ１を解析し、アライメントマークＭの位置、大きさおよび角度を含む検出結果Ｄｏと、検出誤差Ｄ２とを求める。そして、マーク位置解析部８２は、検出結果Ｄｏを搬送制御部９１へ引き渡すとともに、検出結果Ｄｏおよび検出誤差Ｄ２を解析領域決定部８３へと引き渡す。

【0036】

マーク位置解析部８２は、解析用画像Ｄ１の全領域に対して畳み込み演算による推論を行って、アライメントマークＭの位置の検出を行う。このとき、位置検出と同時に、結果の確からしさを示す推定誤差が求められる。マーク位置解析部８２は、当該推定誤差を検出誤差Ｄ２とする。解析用画像Ｄ１の大きさに応じて、演算量が増減するため、解析用画像Ｄ１の大きさが小さいほど、演算量が減少し、演算の高速化を行うことができる。

【0037】

解析領域決定部８３は、検出結果Ｄｏおよび検出誤差Ｄ２に基づいて、解析対象領域を変更し、解析対象領域の座標情報である領域情報Ｄ３を解析領域抽出部８１へと引き渡す。具体的には、解析領域決定部８３は、検出結果Ｄｏおよび検出誤差Ｄ２に基づいて、解析対象領域の大きさと、位置とを決定する。そして、解析領域決定部８３は、解析対象の大きさおよび位置を含む領域情報Ｄ３を解析領域抽出部８１へと引き渡す。

【0038】

本実施形態の解析領域決定部８３は、具体的には、検出誤差Ｄ２が、所定の第１閾値よりも小さい場合に、解析対象領域を小さくする。なお、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２が第１閾値よりも小さく、すなわち、解析対象領域を小さくする場合であっても、解析対象領域を所定の最小範囲以上の大きさとする。

【0039】

また、本実施形態の解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２が、所定の第２閾値以上である場合に、解析対象領域を大きくする。また、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２が、第１閾値以上第２閾値未満である場合には、解析対象領域の大きさを変更しない。

【0040】

なお、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２による解析対象領域の大きさの変更の後に、アライメントマークＭの変位量に基づいて、解析対象領域を大きくしてもよい。本実施液体の解析領域決定部８３は、アライメントマークＭの変位量が、所定の基準値よりも多い場合に、解析対象領域を大きくする。

【0041】

なお、解析領域決定部８３は、検出結果Ｄｏにおいて、アライメントマークＭの位置の変位に従って、解析対象領域の位置を変更する。例えば、解析領域決定部８３は、解析対象領域の中心位置が、直近のアライメントマークＭの中心位置にできるだけ近くなるように、解析対象領域の位置を変更する。

【0042】

＜３．画像処理の流れ＞
続いて、位置検出部９０における画像処理の流れについて、図４～図６を参照しつつ説明する。図４は、位置検出部９０における画像処理の流れを示したフローチャートである。図５および図６は、撮影画像Ｄｉと解析対象領域との関係を示したイメージ図である。以下では、図５および図６の例を参照しつつ、画像処理の流れを説明する。

【0043】

図５および図６の例では、撮影画像Ｄｉが正方形状であり、縦の画素数と、横の画素数とが同じであるが、本発明はこれに限られない。撮影画像Ｄｉは、縦の画素数と横の画素数が異なる長方形状であってもよい。また、図５および図６の例では、アライメントマークＭは十字形状であり、その交点を中心位置と称する。なお、アライメントマークＭは、その他の任意の形状であってよい。また、アライメントマークＭの中心位置は、例えば、アライメントマークＭが存在する長方形の２次元座標範囲の中心であってもよいし、重心位置であってもよい。

【0044】

図４に示す画像処理は、描画装置１において、基板Ｗの搬送開始と同時に開始される。画像処理において、まず、位置検出部９０が、１つめの撮影画像Ｄｉを取得する。具体的には、カメラ５０における定期的な撮像が開始され、１つめの撮影画像Ｄｉが位置検出部９０に入力される（ステップＳ１０１）。

【0045】

解析領域抽出部８１は、入力された撮影画像Ｄｉの解析対象領域を抽出し、解析用画像Ｄ１を生成する（ステップＳ１０２）。なお、１回目のステップＳ１０２においては、解析対象領域が設定されていないため、画像処理開始時の領域情報Ｄ３は、撮影画像Ｄｉの全範囲に設定されている。したがって、解析領域抽出部８１は、撮影画像Ｄｉをそのまま解析用画像Ｄ１とする。

【0046】

次に、マーク位置解析部８２が、解析用画像Ｄ１を解析し、アライメントマークＭの位置、角度、大きさ等を検出する（ステップＳ１０３）。このとき、マーク位置解析部８２は、同時に、推定誤差である検出誤差Ｄ２も算出される。マーク位置解析部８２は、アライメントマークＭの位置、角度および大きさを含む検出結果Ｄｏと、検出誤差Ｄ２を、解析領域決定部８３へと引き渡す。

【0047】

続いて、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２の値を、所定の第１閾値および第２閾値と比較する（ステップＳ１０４）。そして、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２の値の大きさに応じて、解析対象領域の大きさを変更する（ステップＳ１０５～Ｓ１１１）。なお、第２閾値は、第１閾値よりも大きい値を有する。

【0048】

検出誤差Ｄ２が第１閾値よりも小さいと判断すると（ステップＳ１０４：第１閾値未満）、解析領域決定部８３は、解析対象領域の大きさを縮小する（ステップＳ１０５）。具体的には、例えば、解析対象領域の大きさを、縦横それぞれｐピクセルずつ小さくする。すなわち、その時点の解析対象領域の大きさがｍピクセル×ｎピクセルである場合に、（ｍ－ｐ）ピクセル×（ｎ―ｐ）ピクセルとする。

【0049】

また、解析領域決定部８３は、解析対象領域の中心位置が、できるだけアライメントマークＭの中心位置と一致するように、解析領域の位置を変更する。

【0050】

このように、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２が比較的小さい場合に解析対象領域を縮小する。これにより、検出精度低減を抑制しつつ、次の画像解析工程（ステップS１０３）における演算量を削減することができる。

【0051】

ステップＳ１０５に続いて、解析領域決定部８３は、縮小後の大きさが、所定の最小領域サイズ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。最小領域サイズは、予め決められた固定値であってもよいし、検出結果Ｄｏに基づいて変動するものであってもよい。例えば、最小領域サイズは、検出結果ＤｏにおけるアライメントマークＭの大きさに基づいて変動してもよい。その場合、例えば、アライメントマークＭの大きさがおおよそｘピクセル四方である場合に、解析対象領域の大きさを（ｘ＋ｑ）ピクセル四方としてもよいし、ｘピクセルの定数倍四方としてもよい。

【0052】

ステップＳ１０４において、検出誤差Ｄ２が第１閾値以上第２閾値未満であると判断すると（ステップＳ１０４：第１閾値以上第２閾値未満）、解析領域決定部８３は、解析対象領域の大きさを変更しない（ステップＳ１０８）。このとき、解析領域決定部８３は、解析対象領域の中心位置が、できるだけアライメントマークＭの中心位置と一致するように、解析対象領域の位置を変更する。

【0053】

ステップＳ１０４において、検出誤差Ｄ２が第２閾値以上であると判断すると（ステップＳ１０４：第２閾値以上）、解析領域決定部８３は、解析対象領域の大きさを拡大する（ステップＳ１０９）。具体的には、例えば、解析対象領域の大きさを、縦横それぞれｒピクセルずつ大きくする。すなわち、その時点の解析対象領域の大きさがｍピクセル×ｎピクセルである場合に、（ｍ＋ｒ）ピクセル×（ｎ＋ｒ）ピクセルとする。

【0054】

このように、解析領域決定部８３は、検出誤差Ｄ２が比較的大きい場合、すなわち、検出誤差Ｄ２が増大した場合に解析対象領域を拡大している。これにより、次の画像解析工程（ステップS１０３）における検出誤差Ｄ２を低減し、検出精度の低減を抑制できる。

【0055】

ステップＳ１０４における判断後、ステップＳ１０５～Ｓ１０７、ステップＳ１０８、またはステップＳ１０９が終了した後に、解析領域決定部８３は、アライメントマークＭの変位が基準値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１１０）。アライメントマークＭの変位は、例えば、最新のアライメントマークＭの中心位置と、１回前のアライメントマークＭの中心位置との差分を算出したものである。なお、アライメントマークＭの変位を、例えば、最新のアライメントマークＭの中心位置と、所定のｋ回前のアライメントマークＭの中心位置との差分を算出したものとしてもよいし、中心位置の差分だけでなく、アライメントマークＭの角度を考慮したものであってもよい。

【0056】

ステップＳ１１０において、アライメントマークＭの変位が所定の基準値よりも大きい場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、解析対象領域の大きさを拡大する（ステップＳ１１１）。具体的には、例えば、解析対象領域の大きさを、縦横それぞれｓピクセルずつ大きくする。すなわち、その時点の解析対象領域の大きさがｍピクセル×ｎピクセルである場合に、（ｍ＋ｓ）ピクセル×（ｎ＋ｓ）ピクセルとする。その後、解析領域決定部８３は、解析対象領域の大きさおよび位置を含む領域情報Ｄ３を解析領域抽出部８１へと引き渡し、ステップＳ１０１へと戻る。

【0057】

一方、ステップＳ１１０において、アライメントマークＭの変位が所定の基準値以下である場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、その時点の解析対象領域の大きさおよび位置を、領域情報Ｄ３として解析領域抽出部８１へと引き渡し、ステップＳ１０１へと戻る。

【0058】

このように、撮影画像Ｄｉの取得および解析の度に、検出誤差の値に応じて、解析対象領域の大きさを調整する。これにより、検出誤差が所定の第２閾値よりも大きくならない範囲で、解析対象領域を縮小することができる。すなわち、アライメントマークＭの検出精度を一定以上に保ちつつ、解析の演算量を削減できる。

【0059】

ここで、図５および図６に、本実施形態の画像処理における、解析対象領域の変化の例を示している。図５および図６では、十字状のアライメントマークＭの位置および角度が動かず（変位がない）、１回目～７回目のステップＳ１０４において、検出誤差が第１閾値未満であり、かつ、１回目～７回目のステップＳ１１０においてアライメントマークＭの変位が基準値以下であった場合について示している。

【0060】

図５および図６において、撮影画像Ｄｉの範囲が、実線で示されている。また、１回目の解析対象領域Ａ１、２回目の解析対象領域Ａ２、３回目の解析対象領域Ａ３、４回目の解析対象領域Ａ４、５回目の解析対象領域Ａ５、６回目の解析対象領域Ａ６、７回目の解析対象領域Ａ７、および８回目の解析対象領域Ａ８が、破線で示されている。なお、１回目の解析対象領域Ａ１の範囲は、撮影画像Ｄｉを示す実線のやや内側に示されている。実際のＡ１は、Ｄｉと同じ範囲であるが、実線と破線が重なると範囲が不明確であるため、あえてずらして表示している。

【0061】

図５および図６の例では、撮影画像Ｄｉおよび１回目の解析対象領域Ａ１の範囲が２００ピクセル四方である。１回目のステップＳ１０４において、検出誤差が第１閾値未満であるため、ステップＳ１０５において、解析対象領域の大きさを２０ピクセルずつ小さくし、１８０ピクセル四方とする。ここで、図５の上段に示すように、解析対象領域の中心が、アライメントマークＭの中心と一致するように解析対象領域を設定した場合、図５の上段のＡ２’で示す領域が解析対象領域となる。領域Ａ２’は、撮影画像Ｄｉと重ならない領域を有するため、図５および図６の例では、解析対象領域の位置を補正し、撮影画像Ｄｉ内において、１８０ピクセル四方であって、その中心が最もアライメントマークＭの中心に近くなる領域Ａ２を、解析対象領域に設定する。

【0062】

続いて、２回目のステップＳ１０４では、検出誤差が第１閾値未満であるため、ステップＳ１０５において、解析対象領域の大きさを２０ピクセルずつ小さくし、１６０ピクセル四方とする。ここで、図５の下段に示すように、解析対象領域の中心が、アライメントマークＭの中心と一致するように解析対象領域を設定した場合、図５の下段のＡ３’で示す領域が解析対象領域となる。領域Ａ３’は、撮影画像Ｄｉと重ならない領域を有するため、解析対象領域の位置を補正し、撮影画像Ｄｉ内において、１６０ピクセル四方であって、その中心が最もアライメントマークＭの中心に近くなる領域Ａ４を、解析対象領域に設定する。

【0063】

３回目のステップＳ１０４においても、同様に、解析対象領域の大きさを２０ピクセルずつ小さくし、１４０ピクセル四方とする。ここで、図６の上段に示すように、解析対象領域の中心が、アライメントマークＭの中心と一致するように解析対象領域を設定した場合、図６の上段のＡ４’で示す領域が解析対象領域となる。領域Ａ４’は、撮影画像Ｄｉと重ならない領域を有するため、解析対象領域の位置を補正し、撮影画像Ｄｉ内において、１４０ピクセル四方であって、その中心が最もアライメントマークＭの中心に近くなる領域Ａ４を、解析対象領域に設定する。

【0064】

４回目から７回目のステップＳ１０４においても、同様に、解析対象領域の大きさを２０ピクセルずつ小さくし、順に、１２０ピクセル四方、１００ピクセル四方、８０ピクセル四方とする。図６の下段に示すように、これらの場合には、解析対象領域の中心がアライメントマークＭの中心と一致するように解析対象領域を設定した場合に、図６の下段に示す解析対象領域Ａ５～Ａ８は、いずれも撮影画像Ｄｉ内に入っているため、位置を補正する必要は無い。

【0065】

図５および図６の例に示すように、検出誤差が所定の範囲に収まる程度に、解析対象領域をアライメントマークＭの一部の領域に縮小することにより、画像解析における演算量を適切に削減することができる。実際の画像処理においては、アライメントマークＭの位置が変動する。そして、解析対象領域も、アライメントマークＭの変動に応じて、アライメントマークＭおよびその周辺領域を含むように、追従する。その際に、アライメントマークＭの検出誤差が所定の範囲に収まる程度に、適切に解析対象領域を縮小する。

【0066】

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

【0067】

上記の実施形態では、画像処理装置である位置検出部９０を有する制御部１０の制御対象が描画装置１であった。このため、この位置検出部９０は、基板Ｗに設けられたアライメントマークＭの位置や角度を検出するために、解析対象領域を適宜調整するものであった。 しかしながら、本発明の画像処理装置によって検出する物体は、これに限られない。例えば、測量装置において測量対象に設けられたアライメントマークを検出するもの、基板検査装置の基板に設けられたアライメントマークを検出するもの等、種々の用途に適用可能である。

【0068】

また、上記の実施形態では、検出誤差の値に応じて、第１閾値未満、第１閾値以上第２閾値未満、第２閾値以上の範囲に場合分けし、解析対象領域を縮小、変更なし、拡大の３通りの工程を選択した。しかしながら、本発明はこれに限られない。

【0069】

例えば、第１閾値と、第２閾値とが同じ１つの閾値であってもよい。そして、検出誤差が当該閾値未満の場合には解析対象領域を縮小し、検出誤差が当該閾値以上の場合には解析対象領域を拡大する、としてもよい。

【0070】

また、例えば、第１閾値、第２閾値、第３閾値の３つの閾値により、検出誤差に４つの範囲が設定されており、検出誤差が第１閾値未満の場合には解析対象領域を２段階縮小し、検出誤差が第１閾値以上第２閾値未満の場合には解析対象領域を１段階縮小し、検出誤差が第２閾値以上第３閾値未満の場合には解析対象領域を１段階拡大し、検出誤差が第３閾値以上の場合には解析対象領域を２段階拡大する、としてもよい。

【0071】

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１ 描画装置
１０ 制御部
５０ カメラ
８１ 解析領域抽出部
８２ マーク位置解析部
８３ 解析領域決定部
９０ 位置検出部
Ｄ１ 解析用画像
Ｄ２ 検出誤差
Ｄ３ 領域情報
Ｄｉ 撮影画像
Ｄｏ 検出結果

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】