控制系统及控制方法.pdf

提供控制系统及控制方法，要求更高速且更高精度实现利用图像处理的定位。执行第一控制动作后执行第二控制动作，第一控制动作，图像处理单元获取图像数据并确定特征部分的位置，控制单元基于所确定的特征部分的位置来决定如下的控制指令，使对象物加速至规定的第一速度后减速至小于第一速度的规定的第二速度，使对象物移动至与最终目标位置相距规定的余量距离的中间目标位置。第二控制动作，图像处理单元在移动机构的移动过程中获取图像数据并确定特征部分的位置，控制单元基于所确定的特征部分的位置决定将对象物定位到最终目标位置的控制指令。以使移动机构以容许最大加速度从第二速度开始减速时使对象物不超过最终目标位置的方式决定余量距离。

1.  一种控制系统，具有：
图像处理单元，其获取通过拍摄设有定位用特征部分的对象物而得到的图像数据，确定所述图像数据中包含的所述特征部分的位置，
控制单元，其针对用于变更所述对象物的位置的移动机构，基于所确定的所述特征部分的位置来发出控制指令，由此将所述对象物定位到规定的最终目标位置；
该控制系统的特征在于，
所述控制系统在执行第一控制动作之后执行第二控制动作；
在所述第一控制动作中，所述图像处理单元获取所述图像数据并确定所述特征部分的位置，所述控制单元基于所确定的所述特征部分的位置来决定控制指令，在所述第一控制动作中所述控制单元所决定的控制指令用于，通过使所述对象物加速至规定的第一速度之后减速至小于所述第一速度的规定的第二速度，来使所述对象物移动至与所述最终目标位置相距规定的余量距离的中间目标位置；
在所述第二控制动作中，所述图像处理单元在所述移动机构的移动过程中获取所述图像数据并确定所述特征部分的位置，所述控制单元基于所确定的所述特征部分的位置，来决定用于将所述对象物定位到所述最终目标位置的控制指令；
所述余量距离，是以在使所述移动机构以所容许的最大加速度从所述第二速度开始减速时使所述对象物不超过所述最终目标位置的方式决定的。

2.  如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，
在所述第二控制动作中，所述控制系统反复执行所述图像处理单元的所述特征部分的位置的确定处理和所述控制单元的用于将所述对象物定位到所述最终目标位置的控制指令的决定处理。

3.  如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，
所述余量距离是第一距离和第二距离之和，
所述第一距离是指，使所述移动机构移动预先规定的移动量之后，对由所述图像处理单元确定该移动后的对象物的位置得到的结果和该预先规定的移动量进行比较来决定的距离，
所述第二距离是指，在从由所述图像处理单元获取图像数据到确定所述特征部分的位置的期间，使所述移动机构以所述第二速度移动，进而使所述移动机构以所容许的最大加速度从所述第二速度开始减速至停止的期间的所述移动机构的移动量。

4.  如权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，
所述第一控制动作中的所述控制指令，包含使所述移动机构以所容许的最大加速度进行加速的指令。

5.  如权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，
所述控制单元，在所述第二控制动作中，在所述图像处理单元进行的所述特征部分的位置的确定处理不正常的情况下，跳过所述控制指令的决定处理。

6.  如权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，
所述图像处理单元，从相互视场大小不同的第一照相机及第二照相机分别获取图像数据；
所述控制单元，基于来自视场相对大的第一照相机的图像数据来决定在所述第一控制动作中使用的所述控制指令，
在所述第一控制动作中，在所述移动机构的移动过程中，将所述图像数据的获取对象从所述第一照相机切换至视场相对小的第二照相机。

7.  如权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，
所述图像处理单元，在所述第二控制动作中，在所述特征部分的位置的确定处理不正常的情况下，跳过所述控制指令的决定处理。

8.  如权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，
所述图像处理单元，从相互视场大小不同的第一照相机及第二照相机分别获取图像数据；
所述图像处理单元，基于来自视场相对大的第一照相机的图像数据来决定在所述第一控制动作中使用的所述控制指令，
在所述第一控制动作中，在所述移动机构的移动过程中，将所述图像数据的获取对象从所述第一照相机切换到视场相对小的第二照相机。

9.  如权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其特征在于，
所述移动机构，具有通过所述第一控制动作及第二控制动作来进行定位 的坐标系，还具有能够移动的其他坐标系；
所述控制单元，根据因所述移动机构在该其他坐标系中移动而产生的误差，来校正所述第二控制动作中的控制指令。

10.  一种控制方法，具有以下步骤：
获取通过拍摄设有定位用特征部分的对象物而得到的图像数据，确定所述图像数据中包含的所述特征部分的位置的步骤，
针对用于变更所述对象物的位置的移动机构，基于所确定的所述特征部分的位置来发出控制指令，由此将所述对象物定位到规定的最终目标位置的步骤；
该控制方法的特征在于，
在执行第一控制动作之后执行第二控制动作；
在所述第一控制动作中，在执行完获取所述图像数据并确定所述特征部分的位置的步骤之后进行的用于所述定位的步骤中，包含基于所确定的所述特征部分的位置来决定控制指令的步骤，在所述第一控制动作中所决定的控制指令用于，通过使所述对象物加速至规定的第一速度之后减速至小于所述第一速度的规定的第二速度，来使所述对象物移动至与所述最终目标位置相距规定的余量距离的中间目标位置；
在所述第二控制动作中，在执行完在所述移动机构的移动过程中获取所述图像数据并确定所述特征部分的位置的步骤之后进行的用于所述定位的步骤中，包括基于所确定的所述特征部分的位置来将所述对象物定位到所述最终目标位置的步骤；
所述余量距离，是以在使所述移动机构以所容许的最大加速度从所述第二速度开始减速时使所述对象物不超过所述最终目标位置的方式决定的。

11.  如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，
用于进行所述定位的步骤，包括切换步骤，在该切换步骤中，在所述对象物与目标地点之间的距离变为在误差距离以下时，从所述第一控制动作切换至所述第二控制动作，所述误差距离是指，在根据所述图像数据而确定的位置产生的误差所对应的距离；
所述控制方法还包括以下步骤：
使所述移动机构移动预先规定的移动量的步骤，
根据拍摄所述移动后的对象物的位置而得到的图像数据来确定位置的步骤，
通过多次移动所述移动机构并且对所述预先规定的移动量和所确定的所述对象物的位置分别进行比较，来决定与所述误差相对应的距离的步骤。

控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及用于利用图像处理来对对象物进行定位的控制系统及控制方法。
背景技术
以往，在生产车间中开发出了各种自动化技术。作为这样的自动化技术之一，已知有利用了图像处理的自动控制技术。
例如，日本特开2000-180810号公报（专利文献1）公开了如下结构：在通过定位叠加分别设有对位用标志的一对透明基板来进行组装的液晶显示单元的生产装置中，以上下透明基板的位置偏离量修正上基板机械手或下基板机械手中的任一机械手的工作台搬送位置（教示位置）并进行控制的结构。
非专利文献1公开了在机器人技术（robotics）系统中应用了图像处理技术的自适应控制模式（adaptive control scheme）。
此外，与工件的定位相关地，日本特开2006-049755号公报（专利文献2）公开了通过以简单的方法高精度地求出工作台的旋转中心来提高工件的定位精度的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-180810号公报
专利文献2：日本特开2006-049755号公报
非专利文献
非专利文献1：P.Papnikopoulos and Khosla P.K.,"Adaptive robotic visual tracking",Theory and experiments.,IEEE Transactions on Automatic Control,38(3):429-445,March1993
然而，在生产车间中，对高速化及高精度化的要求日益变高。上述现有技术不能满足这样的要求。具体地，在专利文献1公开的定位技术中，需要 进行反复定位，从而不能满足高速化的要求。另外，在非专利文献1公开的方法中，为了提高精度需要抑制移动速度，整体上讲难以满足高速化的要求。
发明内容
因此，要求更高速且更高精度地实现利用了图像处理的定位。
本发明的一个技术方案的控制系统具有：图像处理单元，其获取通过拍摄设有定位用特征部分的对象物而得到的图像数据，确定图像数据中包含的特征部分的位置；控制单元，其针对用于变更对象物的位置的移动机构，基于所确定的特征部分的位置来发出控制指令，由此将对象物定位到规定的最终目标位置。控制系统在执行第一控制动作之后执行第二控制动作；在第一控制动作中，图像处理单元获取图像数据并确定特征部分的位置，控制单元基于所确定的特征部分的位置来决定控制指令，在第一控制动作中控制单元所决定的控制指令用于，通过使对象物加速至规定的第一速度之后减速至小于第一速度的规定的第二速度，来使对象物移动至与最终目标位置相距规定的余量距离的中间目标位置；在第二控制动作中，图像处理单元在移动机构的移动过程中获取图像数据并确定特征部分的位置，控制单元基于所确定的特征部分的位置来，决定用于将对象物定位到最终目标位置的控制指令；余量距离，是以在使移动机构以所容许的最大加速度从第二速度开始减速时使对象物不超过最终目标位置的方式决定的。
优选地，在第二控制动作中，控制系统反复执行图像处理单元的特征部分的位置的确定处理和控制单元的用于将对象物定位到最终目标位置的控制指令的决定处理。
优选地，余量距离是如下的第一距离和第二距离中的大的值，其中，所述第一距离是指，通过对使移动机构移动预先规定的移动量之后由图像处理单元确定该移动后的对象物的位置得到的结果和该预先规定的移动量进行比较来决定的距离，所述第一距离是指，使移动机构在从由图像处理单元获取图像数据到确定特征部分的位置的期间以第二速度移动，进而使移动机构以所容许的最大加速度从第二速度开始减速来使该移动机构停止的期间的移动机构的移动量的距离。
优选地，第一控制动作中的控制指令包含使移动机构以所容许的最大加 速度进行加速的指令。
优选地，控制单元，在第二控制动作中，在图像处理单元的特征部分的位置的确定不正常的情况下，跳过控制指令的决定。
优选地，图像处理单元从视场相互大小不同的第一照相机及第二照相机获取分别图像数据。控制单元，基于来自视场大小较大的第一照相机的图像数据来决定在第一控制动作中利用的控制指令；在第一控制动作中，在移动机构的移动过程中，将图像数据的获取对象从第一照相机切换至视场大小较小的第二照相机。
优选地，图像处理单元，在第二控制动作中，在特征部分的位置的确定不正常的情况下，跳过控制指令的决定。
优选地，图像处理单元从视场相互大小不同的第一照相机及第二照相机获取分别图像数据。控制单元，基于来自视场大小较大的第一照相机的图像数据来决定在第一控制动作中利用的控制指令；在第一控制动作中，在移动机构的移动过程中，将图像数据的获取对象从第一照相机切换至视场大小较小的第二照相机。
优选地，移动机构除了具有通过第一控制动作及第二控制动作来进行定位的坐标系之外，还具有能够移动的其他的坐标系。控制单元，根据因移动机构在该其他的坐标系中移动而产生的误差，来校正第二控制动作中的控制指令。
本发明的另一技术方案的控制方法具有以下步骤：获取通过拍摄设有定位用特征部分的对象物而得到的图像数据，确定图像数据中包含的特征部分的位置的步骤；针对用于变更对象物的位置的移动机构，基于所确定的特征部分的位置来发出控制指令，由此将对象物定位到规定的最终目标位置的步骤。该控制方法的特征在于，在执行第一控制动作之后执行第二控制动作；在第一控制动作中，在执行完获取图像数据并确定特征部分的位置的步骤之后进行的用于定位的步骤中，包含基于所确定的特征部分的位置来决定控制指令的步骤，在第一控制动作中所决定的控制指令用于，通过使对象物加速至规定的第一速度之后减速至小于第一速度的规定的第二速度，来使对象物移动至与最终目标位置相距规定的余量距离的中间目标位置；在第二控制动作中，在执行完在移动机构的移动过程中获取图像数据并确定特征部分的位 置的步骤之后进行的用于定位的步骤中，包括基于所确定的特征部分的位置来将对象物定位到最终目标位置的步骤；余量距离，是以在使移动机构以所容许的最大加速度从第二速度开始减速时使对象物不超过最终目标位置的方式决定的。
优选地，进行定位的步骤，包括对象物和目标地点之间的距离成为在与根据图像数据确定的位置所示出的误差相对应的距离以下时，从第一控制动作切换至第二控制动作的步骤。控制方法还包括以下步骤：使移动机构移动至预先规定的移动量的步骤；根据拍摄移动后的对象物的位置得到的图像数据来确定位置的步骤；通过多次移动移动机构并且对预先规定的移动量和所确定的对象物的位置分别进行比较，来决定与误差相对应的距离的步骤。
根据本发明，能够更高速且更高精度地进行利用了图像处理的定位。
附图说明
图1是示出了本实施方式的控制系统的整体结构的示意图。
图2是示出了构成本实施方式的控制系统的图像处理装置的硬件结构的示意图。
图3是示出了构成本实施方式的控制系统的运动控制器（motion controller）的硬件结构的示意图。
图4是用于说明本发明的相关技术的反复定位的对准（alignment）的图。
图5是用于说明本发明的相关技术的不间断对准（nonstop alignment）的图。
图6是用于说明本实施方式的对准的图。
图7是用于说明本实施方式的对准的速度模式的图。
图8是示出了实施本实施方式的对准所需的系统参数的图。
图9是用于说明在本实施方式的对准中使用的不间断对准容许最大速度Vns_max的决定方法的图。
图10是示出了本实施方式的对准的处理步骤的流程图。
图11是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的校准（calibration）的图。
图12是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的校准的原理的图。
图13是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的目标地点（旋转中心）的决定处理的图。
图14A～14C是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的目标地点（旋转中心）的决定处理的原理的图。
图15是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准开始距离dns的理论值的决定方法的图。
图16是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准开始距离的决定方法（其一）的图。
图17是示出了图16所示的不间断对准开始距离的决定步骤的流程图。
图18是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准开始距离的决定方法（其二）的图。
图19是示出了图18所示的不间断对准开始距离的决定步骤的流程图。
图20是用于说明执行本实施方式的对准时计测处理失败的情况的处理的图。
图21是用于说明本实施方式的第一变形例的控制系统的结构的示意图。
图22是用于说明本实施方式的第一变形例的对准的图。
图23是用于说明本实施方式的第二变形例的应用例的示意图。
图24是用于说明图23所示的应用例的校正处理的图。
图25是用于说明本实施方式的对准得到的移动时间的缩短效果的图。
其中，附图标记的说明如下：
2玻璃基板，4曝光掩模，12、4定位标志，100图像处理装置，102、104照相机，110、214处理器，112RAM，114显示控制器，116系统控制器，118控制器，120硬盘，122照相机接口，122a、112b图像缓冲器（缓存），124输入接口，126运动控制器接口，128、228通信接口，130、222存储卡接口，132显示部，134键盘，136、224存储卡，150控制程序，200运动控制器，210主控制单元，212芯片组，216非易失性存储器，218主存储器，220系统时钟，226内部总线，230内部总线控制器，232控制电路（DMA），234内部总线控制电路（CTR），236缓冲器，240、242、244伺服单元，250、252、254伺服驱动器，300工作台，310、312、314伺服马达。
具体实施方式
参照附图，详细说明本发明的实施方式。此外，对图中的同一或等同的部分标注同一附图标记而不重复说明。
＜A.应用例＞
首先，说明本实施方式的控制系统之一的应用例。图1是示出了本实施方式的控制系统1的整体结构的示意图。图1所示的控制系统1利用图像处理进行对准。就对准而言，典型地表示在工业产品的生产过程等中将对象物（下面，称为“工件”）配置到生产线的自身（本来）的位置上的处理等。作为这样的对准的一个例子，控制系统1在液晶面板的生产线中对玻璃基板进行电路模式的烘漆处理（baking finish，曝光处理）之前，对在曝光掩模4上定位玻璃基板2的处理进行控制。在工件的预先规定的位置上设有作为定位用特征部分的定位标志12及定位标志14。在控制系统1中，拍摄在玻璃基板上预先设置的定位标志12及定位标志14，通过对拍摄得到的该图像进行图像处理来实现精密的定位。
控制系统1包括图像处理装置100、运动控制器200及工作台300。图像处理装置100获取一个以上的照相机（在图1的例子中，是照相机102及照相机104）拍摄得到的图像数据，并根据所获取的该图像数据中所包含的定位标志12及定位标志14的位置来确定作为工件的玻璃基板2的位置。然后，基于所确定的该玻璃基板2的位置，来将用于将玻璃基板2配置到自身的位置上的指令输出至运动控制器200。即，相当于图像处理单元的图像处理装置100获取拍摄在预先规定的位置上设有特征部分的对象物得到的图像数据，并且确定图像数据中所包含的特征部分的位置。
运动控制器200按照来自图像处理装置100的指令，向工作台300发出指令，由此实现玻璃基板2的对准。即，相当于控制单元的运动控制器200基于所确定的特征部分的位置来向用于变更对象物的位置的移动机构发出控制指令，由此将对象物定位到规定的最终目标位置上。
工作台300只要是能够将作为工件的玻璃基板2配置到自身的位置上机构即可，可以是具有任意程度的自由度的机构。在本实施方式中，工作台300能够使玻璃基板2进行水平方向移位及旋转移位。即，能够使玻璃基板2在 X方向及Y方向上分别移动，并且能够使玻璃基板2以规定的旋转轴为中心进行旋转。作为这样的对工作台300的控制，首先使玻璃基板2在水平方向上移动（下面，还称为“XY移动”）至目标地点，然后，根据需要使玻璃基板2。
＜B.装置结构＞
接着，说明构成本实施方式的控制系统1的装置的结构。
［b1：图像处理装置100］
图2是示出了构成本实施方式的控制系统1的图像处理装置100的硬件结构的示意图。参照图2，图像处理装置100典型地具有通用的计算机系统架构的结构，通过由处理器执行预先安装的程序来实现如后述的各种图像处理。
更具体地，图像处理装置100包括CPU（Central Processing Unit：中央处理单元）或MPU（Micro-Processing Unit：微处理单元）等处理器110、RAM（Random Access Memory：随机存取存储器）112、显示控制器114、系统控制器116、I/O（Input Output：输入输出）控制器118、硬盘120、照相机接口122、输入接口124、运动控制器接口126、通信接口128及存储卡接口130。这些各部以系统控制器116为中心以能够相互通信数据的方式相连接。
处理器110通过在系统控制器116之间交换程序（代码）等并以规定顺序执行这些程序来实现目的的运算处理。
系统控制器116与处理器110、RAM112、显示控制器114及I/O控制器118分别经由总线相连接，在各部之间进行数据交换等，并且控制图像处理装置100整体的处理。
RAM112典型地是DRAM（Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器）等易失性存储装置，保持从硬盘120读取的程序、由照相机102及照相机104获取的照相机图像（图像数据）、对照相机图像的处理结果及工件数据等。
显示控制器114与显示部132相连接，按照来自系统控制器116的内部指令，将用于显示各种信息的信号输出至显示部132。
I/O控制器118控制与图像处理装置100相连接的记录介质及外部设备 之间的数据交换。更具体地，I/O控制器118与硬盘120、照相机接口122、输入接口124、运动控制器接口126、通信接口128及存储卡接口130相连接。
硬盘120典型地是非易失性磁存储装置，除了保存由处理器110执行的控制程序150之外，还保存各种设定值等。安装于该硬盘120上的控制程序150以保存在存储卡136等中的状态流通。此外，也可以取代硬盘120e而采用闪存等半导体存储装置或DVD-RAM（Digital Versatile Disk Random Access Memory：数字多功能光盘随机存取存储器）等光学存储装置。
照相机接口122相当于用于接收通过拍摄工件来生成的图像数据的输入部，用于中继处理器110和照相机102及照相机104之间的数据传送。照相机接口122包括用于分别暂时积累来自照相机102及照相机104的图像数据的图像缓冲器122a及缓冲器122b。可以针对多个照相机设置能够在照相机之间共用的一个图像缓冲器，但为了实现处理高速化，优选地与各照相机相对应关联地独立配置多个图像缓冲器。
输入接口124中继处理器110与键盘134、鼠标、触摸面板、专用控制台等输入装置之间的数据传送。
运动控制器接口126中继处理器110和运动控制器200之间的数据传送。
通信接口128中继处理器110与未图示的其他个人计算机及服务器装置等之间的数据传送。通信接口128典型地由以太网（注册商标）及USB（Universal Serial Bus：通用串行总线）等构成。
存储卡接口130中继处理器110与作为记录介质的存储卡136之间的数据传送。存储卡136以保存有由图像处理装置100执行的控制程序150等的状态流通，存储卡接口130从该存储卡136中读取控制程序。存储卡136由SD（Secure Digital：安全数字卡）等通用的半导体存储装置、软盘（Flexible Disk）等磁记录介质、CD-ROM（Compact Disk Read Only Memory：光盘只读存储器）等光学记录介质等构成。或者，也可以经由通信接口128将从配送服务器等下载的程序安装到图像处理装置100上。
在利用具有如上所述的通用的计算机系统架构的构造的计算机的情况下，除了安装有用于提供本实施方式的功能的应用程序之外，还可以安装有 用于提供计算机的基本功能的OS（Operating System：操作系统）。在该情况下，本实施方式的控制程序可以是这样的控制程序：以规定的顺序或时刻或以规定顺序及时刻调出需要的模块来执行处理，所述程序模块是作为操作系统（OS）一部分而提供的程序模块。
进而，本实施方式的控制程序也可以组合到其他程序的一部分而提供。在该情况下，程序本身不包括如上所述的包含在所组合的其他程序中的模块，而与该其他程序协同执行处理。即，本实施方式的控制程序也可以采用这样的组合到其他程序中的方式。
此外，也可以取代上述方式，而安装通过执行控制程序来提供的功能的一部分或全部作为专用的硬件电路。
［b2：运动控制器200］
图3是示出了构成本实施方式的控制系统1的运动控制器200的硬件结构的示意图。参照图3，运动控制器200包括主控制单元210、多个伺服单元240、伺服单元242及伺服单元244。在本实施方式的控制系统1中，工作台300具有分为三轴的伺服马达310、伺服马达312及伺服马达314的例子，与该轴数相对应的数目的伺服单元240、伺服单元242及伺服单元244包含在运动控制器200中。
主控制单元210整体控制运动控制器200。主控制单元210经由内部总线226与伺服单元240、伺服单元242及伺服单元244相连接，相互交换数据。伺服单元240、伺服单元242及伺服单元244按照来自主控制单元210的内部指令等来向伺服驱动器250、伺服驱动器252及伺服驱动器254分别输出控制指令（典型地，是驱动脉冲等）。伺服驱动器250、伺服驱动器252及伺服驱动器254分别驱动相连接的伺服马达310、伺服马达312及伺服马达314。
主控制单元210包括芯片组212、处理器214、非易失性存储器216、主存储器218、系统时钟220、存储卡接口222、通信接口228及内部总线控制器230。芯片组212与其他零件之间经由各种总线分别相连接。
就处理器214及芯片组212而言，典型地具有通用的计算机系统架构的结构。即，处理器214解析并执行从芯片组212按照内部时钟依次供给的命令代码。芯片组212与相连接的各种零件之间交换内部数据，并且生成处理 器214所需的命令代码。系统时钟220产生预先规定的周期的系统时钟来提供给处理器214。芯片组212具有用于缓存由处理器214执行运算处理的结果所得到的数据等的功能。
主控制单元210具有非易失性存储器216及主存储器218作为存储单元。非易失性存储器216非易失性地保持OS、系统程序、用户程序、数据定义信息、日志信息等。主存储器218是易失性存储区域，保持由处理器214应执行的各种程序，并且还用作执行各种程序时的工作用存储器。
主控制单元210具有通信接口228及内部总线控制器230，作为通信单元。这些通信电路收发数据。
通信接口228与图像处理装置100之间交换数据。内部总线控制器230控制经由内部总线226的数据交换。更具体地，内部总线控制器230包括缓冲器236、DMA（Dynamic Memory Access：动态存储器访问）控制电路232及内部总线控制电路234。
存储卡接口222连接能够安装到主控制单元210并且能够拆卸的存储卡224和处理器214。
＜C.相关技术＞
接着，为了使本实施方式的对准的控制方法的理解容易，说明本发明的相关技术。
［c1：反复定位（相关技术其一）］
在如图1所示的应用例的对准中，由于要求高的位置精度，因而存在通过一次移动不能满足要求精度的情况。其主要原因是校准误差及因照相机的噪声等产生的图像处理中的计测误差。因此，如专利文献1公开的那样，有时采用通过多次反复的位置计测和移动来提高位置精度的方法。
图4是用于说明本发明的相关技术的反复定位的对准的图。如图4所示，首先进行拍摄来计算工件与目标地点之间的差分（向量），并且决定工件的XY移动的动作并执行（拍摄第一次）。就该XY移动的动作而言，典型地是以一定（规定）加速度进行加速，此后保持一定速度（基本上，是系统容许的最大速度）之后，以一定减速度进行减速来停止。在该停止时间点，再次进行拍摄来再次计算工件与目标地点之间的差分，若工件未到达基于目标地点的规定的容许误差范围内，则再次决定工件的XY移动的动作并再次执 行（第二次拍摄）。
此后，反复执行如拍摄、与目标地点之间的差分的计算、移动及停止这样一系列的处理，循环至误差在一定范围以内。即，在到达目标地点之前的期间内，反复执行拍摄→加速→减速→停止这样的处理，由此对整体移动时间产生与加减速所需的时间相对应的浪费。另外，在暂时停止的情况下，需要使装置整体的振动消失的稳定化时间（整定时间），因而从该方面上整体移动时间也会变长。
为了缩短移动时间，要求以不使工作台300停止的方式通过一系列的移动来到达目标地点。
［c2：不间断对准（相关技术其二）］
作为以不使装置的驱动机构停止的方式定位的方法，已知有“视觉伺服（visual servoing）”。该“视觉伺服”是利用照相机连续地拍摄正在移动的工件，根据其图像处理结果来每时每刻调整工件的动作的方向及速度的方法。如非专利文献1公开的那样，正在对机械手的控制等的领域进行研究。
能够将这样的“视觉伺服”的技术应用到如上所述的对准中。在这样的对准方法中，不需如图4示出那样在到达目标地点之前的期间内为了位置计测而使工作台300停止，因而下面将“视觉伺服”称作“不间断对准”或“NSA”。
图5是用于说明本发明的相关技术的不间断对准的图。如图5所示，首先进行拍摄来计算工件与目标地点之间的差分，并且决定工件的XY移动的动作并执行该动作。接着，通过在工作台300的移动过程中再次进行拍摄来计算工件与目标地点之间的差分，并且进行对动作的修正。即，根据新拍摄的结果，来对与之前的拍摄结果相对应地决定的动作（目标轨道、速度模式或加速度模式等）进行修正。通过连续地反复该拍摄和对动作的修正，来使工件移动至目标地点。
然而，在不间断对准中，不使桌子（工作台）停止，因而在从初始地点到目标地点为止的移动中，必须以使工件不超过目标地点的方式进行。这是因为，若工件超过了目标地点，则需要使工件进行向与之前的移动相反的方向的移动，从而需要使移动机构反转。根据这样的移动机构的反转动作，会导致产生反向间隙，或者存在因惯性力矩而使移动机构受损的可能性。
因此，需要准确地调整工件的动作来是工件高精度地到达目标地点，为 了满足该要求，需要以比系统容许的最大速度大幅低的移动速度控制工件。其结果，不能缩短整体移动所需的时间，或者存在该时间变得更长的情况。
＜D.本实施方式的对准的概要＞
本实施方式的对准的目的在于，与如上所述的相关技术相比，实现从对准开始到结束所需的时间的最小化。作为具体方法，在对准的最初阶段，以系统容许的最大速度接近目标地点，并且当到达与目标地点相距规定距离的某一范围内，则切换至如上所述的不间断对准来到达目标地点。即，本实施方式的对准，是组合了能够提高移动速度的通常对准和能够以不使工作台300停止的方式定位到目标地点上的不间断对准得到的方法。在不使工作台300的动作停止的前提下，切换通常对准和不间断对准，能够使整体移动所需的时间最小化。
图6是用于说明本实施方式的对准的图。如图6所示，首先通过进行拍摄来计算出工件到目标地点为止的差分（向量），并且决定工件的XY移动的动作并执行（第一次拍摄）。即，通过第一次拍摄来决定最初的目标地点，并且使工作台300以系统容许的最大速度向所决定的该目标地点（中间目标位置）移动。然后，当工作台300到达与目标地点相距某一距离的位置，则开始使工作台300减速。此外，图6所示的工作台300的速度模式可以根据第一次拍摄的结果来预先决定。即，可以预先决定工作台300开始减速的位置（或者，经过时间）。
此后，当工作台300减速至一定速度，则开始不间断对准，连续地反复进行拍摄和动作修正，直至误差在一定值以内为止，由此使工件移动至目标地点。此时，以不间断对准控制周期f执行拍摄。但是，在已与目标地点充分接近的情况下，有时能够通过一次拍摄来到达目标地点。
通过组合这样的通常对准和不间断对准，能够缩短使工件定位到目标地点所需的时间。即，本实施方式的控制系统1在执行第一控制动作（通常对准）之后执行第二控制动作（不间断对准）。在第一控制动作中，图像处理单元（图像处理装置100）通过获取图像数据来确定特征部分的位置，控制单元（运动控制器200）基于所确定的该特征部分的位置，来决定控制指令，该控制指令用于使对象物加速至规定的第一速度之后，减速至小于第一速度的规定的第二速度而移动至与最终目标位置相距规定的余量距离的中间目 标位置。在第二控制动作中，图像处理单元（图像处理装置100）在移动机构的移动过程中获取图像数据来确定特征部分的位置，控制单元（运动控制器200）基于所确定的该特征部分的位置来决定用于将对象物定位到最终目标位置上的控制指令。此时，以使移动机构从第二速度以所容许的最大加速度减速时使对象物不超过最终目标位置的方式，决定余量距离。
此外，在大多数情况下，在第二控制动作中，控制系统1反复执行使图像处理单元（图像处理装置100）确定特征部分的位置的处理和使控制单元（运动控制器200）决定用于将对象物定位到最终目标位置上的控制指令的处理。
此外，第二控制动作中的第一次拍摄及第一次计测可以在到达中间目标位置之前（例如，从第一速度向第二速度减速的过程）执行。
＜E.本实施方式的对准的设定＞
接着，说明本实施方式的对准的实施所需的设定。
图7是用于说明本实施方式的对准的速度模式的图。图8是本实施方式的对准的实施所需的系统参数的图。
参照图7，能够将本实施方式的对准动作分为时间t0至时间t5的合计六个区间。
时间t0是通过利用图像处理装置100拍摄工件并计算工件与目标地点之间的差分（向量）来决定工件的XY移动的动作（初始计测）所需的时间。在该时间t0，决定通常对准的速度模式等。
时间t1至t3相当于通常对准的期间。时间t1相当于通常对准中的加速期间。在时间t1，工作台300以系统容许的最大加速度加速。时间t2相当于以最高速向目标地点接近的期间。在时间t2，工作台300以系统容许的最大速度Vsys_max等速移动。时间t3相当于通常对准中的减速期间。在时间t3，工作台300以系统容许的最大减速度减速。
接着，时间t4～t5相当于不间断对准的期间。在时间t4，连续地反复拍摄和动作修正，工作台300使工件移动至目标地点附近。在该时间t4，基本上工作台300以不间断对准容许最大速度Vns_max进行等速移动。时间t5相当于不间断对准中的减速期间。在时间t5的经过时间点，将工件定位到目标地点。
能够利用如图8所示的系统参数，按照以下的（1）至（6）的计算式，来计算出上述的时间t1～t5的长度及相对应的移动距离d1～d5。此外，图8所示的系统参数包含系统组件的设计规格及系统要求。
[数学式1]
Vns_max=R/(res×f)t0=f...(1)]]>
t1=Vsys_maxαd1=α×t122...(2)]]>
t2=d2Vsys_maxd2=(dmax-dns)-d1-d3=(dmax-dns)-α×t122-{Vsys_max×t3-α×t322}...(3)]]>
t3=(Vsys_max-Vns_max)αd3={Vsys_max×t3-α×t322}...(4)]]>
t4=d4Vns_maxd4=dns-ds=dns-α×t522...(5)]]>
tς=Vns_maxαdς=α×t522...(6)]]>
在此，为了缩短整体的移动时间，如下的要件尤为重要。（a）通常对准中的减速开始时刻越迟越优选，（b）不间断对准开始时刻越迟越优选，即优选地使时间t2长并且使时间t4短。参照上述的计算式（3）及计算式（5）可知，通过使不间断对准开始距离dns（下面，称为“NSA开始距离dns”）更短，可满足上述的要件（a）及要件（b）。
NSA开始距离dns相当于余量距离，该余量距离用于，即使受到了校准误差及因照相机的噪声等产生的图像处理中的计测误差的影响，在控制模式向不间断对准变更的时间点（图7所示的不间断对准开始时刻（时间t4的开始时间点）），该余量距离也不会使工件超过目标地点。即，通过与系统相对应地对该余量距离（NSA开始距离dns）实施优化，能够缩短整体的移动时间。在后面说明NSA开始距离dns的决定方法及优化方法。
此外，优选地，与NSA开始距离dns一同对不间断对准容许最大速度Vns_max也实现优化。
图9是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准容许最大速度Vns_max的决定方法的图。首先，为了保持不间断对准的控制性，需要在一个不间断对准控制周期f内停止。即，需要在不间断对准控制周期f内完成减速。因此，作为用于满足该要件的条件，通过将系统容许最大加速度设定为α，能够如下表示。
Vns_max≤α×f…（1）
另外，在控制系统1中，由于基于由图像处理装置100获取的位置信息来从运动控制器200向伺服单元发出指示，因而最多延迟相当于一个不间断对准控制周期f的时间。因此，产生相当于工作台300在二个周期内移动的距离（相当于图9的面积S1和面积S2的合计）的误差。需要使能够发生的该误差小于要求精度R。因此，作为用于满足该要件的条件，能够如下表示。
S≡S1＋S2＝Vns_max×f＋Vns_max×f/2＝Vns_max×f×3/2≤R
对此进行整理，能够导出如下的条件。
Vns_max≤2R/3f…（2）
以同时满足上述的计算式（1）及计算式（2）的方式，决定不间断对准容许最大速度Vns_max。
这样，当对象物和目标地点之间的距离变得在与由图像处理装置100确定的位置的误差相对应的距离以下，则执行从第一控制动作（通常对准）到第二控制动作（不间断对准）的切换。在后面说明决定与该误差相对应的距离的步骤。
另外，第一控制动作（通常对准）中的控制指令包括使移动机构（工作台300）以容许的最大加速度加速的指令。
＜F.本实施方式的对准的处理步骤＞
接着，说明本实施方式的对准的处理步骤。图10是示出了本实施方式的对准的处理步骤的流程图。图10所示的各步骤基本上由图像处理装置100及运动控制器200协同执行。此外，在本实施方式中，例示了利用二个处理主体（图像处理装置100及运动控制器200）的结构，但也可以采用将这些处理主体实现了一体化的实施方式。在该情况下，以下所示的各步骤由其实 现一体化的处理主体来执行。即，本实施方式的对准的实施所需的各处理由图像处理装置100及运动控制器200相互协调执行，或者由任一方单独执行。该处理的分担是一种设计事项，可根据系统要求及各种限制来适宜选择。
参照图10，图像处理装置100执行用于确定照相机102及照相机104的视场和工作台300的坐标之间的位置关系的校准（步骤S2）。通过该校准，能够根据照相机102及照相机104分别拍摄的定位标志12及定位标志14的位置（像素位置）来计算出工作台300的移动量。
接着，图像处理装置100通过利用照相机102及照相机104分别拍摄工件上的定位标志12及定位标志14来决定工件的目标地点（步骤S4）。步骤S2及步骤S4是对准的前处理，如果执行一次，则在变更成为对象的工件之前，都能够使用在该前处理中获取的参数。因此，在执行第二次以后的对准时，可以省略步骤S2及步骤S4的执行。
接着，在将对准对象的工件配置到工作台300上之后，执行步骤S10以后的处理。更具体地，首先，图像处理装置100拍摄工作台300上的工件（步骤S10）。接着，图像处理装置100搜索（search）通过由照相机102及照相机104拍摄工件来生成的图像数据中所包含的定位标志12及定位标志14，并基于其搜索结果来计算工件的当前地点与目标地点之间的差分（步骤S12）。即，图像处理装置100利用照相机102及照相机104拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，并计测工件的坐标。即，图像处理装置100执行对工件的位置计测。将该计测结果从图像处理装置100发送至运动控制器200。
运动控制器200基于与目标地点之间的差分来计算工作台300应移动的距离（移动量），并且决定工作台300的动作（目标轨道、速度模式或加速度模式等）（步骤S14）。此时计算出的差分是向量，例如计算出从当前地点到目标地点的距离及角度。然后，运动控制器200通过按照所决定的动作来向伺服驱动器发出指示，来使工作台300移动（步骤S16）。此时，在步骤S14中决定的动作相当于通常对准的区间，而不间断对准的区间中的动作在步骤S20以后陆续决定。
此外，用于定义由运动控制器200决定或修正的动作的数据结构可采用任一方式。即，只要能够使工作台300如图7示出那样移动即可。
当按照步骤S14中决定的动作的工作台300的移动结束，即当图7所示的时间t1～t3的移动处理结束，则开始不间断对准。换句话讲，上述的步骤S10～S16的处理相当于通常的对准中的处理，步骤S20～S32的处理相当于不间断对准中的处理。
当不间断对准开始，则图像处理装置100拍摄工作台300上的工件（步骤S20）。接着，图像处理装置100搜索通过由照相机102及照相机104拍摄工件来生成的图像数据中所包含的定位标志12及定位标志14，并基于其搜索结果来计算工件的当前地点及与目标地点之间的差分（步骤S22）。将图像处理装置100对工件的位置计测结果，从图像处理装置100发送至运动控制器200。
运动控制器200计算工件相对于目标地点的误差（步骤S24），并判断计算出的误差是否在预先规定的容许值以内（步骤S26）。在计算出的误差在容许值以内的情况（步骤S26中“是”的情况）下，结束对准。即，运动控制器200以使工件的当前地点和目标地点之间的差分变得在容许值以内的方式，使工作台300移动。
在计算出的误差超过容许值的情况（步骤S26中“否”的情况）下，运动控制器200判断能否将从图像处理装置100获取的位置计测的结果应用到工作台300的控制中（步骤S28）。即，判断在图像处理装置100中是否适当地执行了工件的位置计测。
在判断为从图像处理装置100获取的位置计测的结果能够应用到工作台300的控制中的情况（步骤S28中“是”的情况）下，运动控制器200基于与目标地点之间的差分来计算工作台300应移动的距离（移动量），并且修正工作台300的动作（目标轨道、速度模式或加速度模式等）（步骤S30）。然后，运动控制器200通过按照所决定的动作来向伺服驱动器发出指示，使工作台300移动（步骤S32）。
相对于此，在判断为从图像处理装置100获取的位置计测的结果不能应用到工作台300的控制中的情况（步骤S28中“否”的情况）下，跳过（skip）步骤S30的处理。即，按照原样利用之前决定或修正的动作。
在执行步骤S32之后，如果经过了规定的时间，则再次执行步骤S20以下的处理。
在如上所述的处理步骤中，执行本实施方式的对准。此外，当对某一工件的对准结束，则将完成了定位的该工件版送至下一个工序，并接收新的工件。对该新工件，反复执行步骤S10以下的处理。
下面，对上述步骤中的一些步骤，更加详细地说明其处理内容。此外，上述的步骤S28的处理是选项（option），而不是必须地。即，也可以不执行步骤S28的判断而执行步骤S30。
＜G.校准＞
说明图10的处理步骤的步骤S2的校准。校准意味着对工作台300的坐标系和照相机102及照相机104的坐标系进行匹配的处理。即，是决定由照相机102及照相机104拍摄工件得到的位置信息和实际的工件（或者，工作台300）的位置信息之间的关系性的处理。
图11是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的校准的图。图12是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的校准的原理的图。
参照图11，当理由照相机102及照相机104拍摄工件（玻璃基板2）上的定位标志12及定位标志14，则现实的工作台300的坐标系即工作台XY坐标系和由照相机102及照相机104识别出的照相机xy坐标系（相当于图像数据的像素位置）并不一致。因此，在进行校准时，对这些坐标系之间进行匹配。
更具体地，如图12所示，通过使设有定位标志12及定位标志14的工件移动，并对在工作台XY坐标系上产生的移动量和在照相机xy坐标系上产生的移动量进行比较，来对如后述的校准参数（典型地仿射变换参数）进行优化计算。
更具体地，拍摄工件上的定位标志（在图12所示的例子中，是十字标志），接着使该工件沿工作台300的X方向移动规定距离（移动量ΔX）（使其不在Y方向上移动），并再次拍摄移动后的定位标志。同样地，使该工件从当初的位置沿工作台300的Y方向移动规定距离（移动量ΔY）（使其不在X方向上移动），并再次拍摄移动后的定位标志。
在各坐标系上，通过利用所计算出的图12所示的三个定位标志中的各定位标志的位置（坐标），能够决定校准参数。更具体地，利用工作台XY坐标系中的三个坐标和照相机xy坐标系上的相对应的三个坐标，来计算以 下的计算式中的仿射变换参数a～f。
[数学式2]
XY1=abcdef001xy1]]>
工作台坐标系仿射变换参数照相机坐标系
通过该仿射变换参数，能够相互变换照相机xy坐标系和工作台XY坐标系之间的坐标值。
＜H.目标地点（旋转中心）的决定＞
说明图10的处理步骤的步骤S4的工件的目标地点的决定处理。在本实施方式的控制系统1中，工作台300能够进行XY方向上的移动及θ方向的旋转。通过将工作台300的使工件旋转的旋转中心设定为目标地点，能够利用工作台300进行与工件的XY方向的移动及θ方向的旋转相结合的定位。因此，在本实施方式中，作为前处理，预先确定工作台300的旋转中心，将该旋转中心决定为目标地点。图13是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的目标地点（旋转中心）的决定处理的图。图14A～14C是用于说明作为本实施方式的对准的前处理的目标地点（旋转中心）的决定处理的原理的图，其中，虚线圆圈表示取样第一点，实线圆圈表示取样第二点，乘号表示旋转中心。
参照图13，首先，将工件（玻璃基板2）配置在工作台300的准确的位置上。此时，由于用于配置工件的位置精度尤为重要，因而利用专用的夹具及尺寸准确的标准工件（master worker）。
然后，图像处理装置100分别利用照相机102及照相机104拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，并计测工件的坐标（旋转中心的坐标和旋转角度）。将该旋转中心的坐标设定为目标地点。即，根据利用视场相互分离的二个照相机102及照相机104拍摄得到的定位标志12及定位标志14的坐标，来计算工件（工作台300）的旋转中心的坐标。
如图14A～14C所示，通过使工作台300旋转角度θ，基于其前后的定位标志的位置的变化来推定旋转中心。更具体地，如图14A所示，利用工作台300使设有定位标志的工件旋转角度θ。将旋转前后的该定位标志分别被 视为“取样第一点”及“取样第二点”。然后，如图14B所示，定义穿过旋转角度θ前后的二个定位标志的坐标点的直线，并且如图14C所示，计算出在该直线的垂直二等分线上的特定点的坐标，该特定点与二个定位标志连接的直线之间形成的角成为角度θ。将计算出的该坐标决定为工作台300的旋转中心的坐标。
此外，详细内容可参照日本特开2006-049755号公报（专利文献2）。
＜I.不间断对准开始距离dns的决定方法＞
如上所述，通过使不间断对准开始距离（NSA开始距离）dns更短，能够缩短整体移动时间。即，为了尽早完成本实施方式的对准，优选地使NSA开始距离dns尽量小，即NSA开始距离（不间断对准开始位置）优选与目标地点尽量接近。另一方面，NSA开始距离dns相当于用于使工件不超过目标地点的余量距离，从控制稳定性的观点出发，优选地使NSA开始距离dns更长。因此，需要适当地决定NSA开始距离dns。
图15是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准开始距离dns的理论值的决定方法的图。参照图15，从由图像处理装置100拍摄工件开始到向运动控制器200发送指令为止，产生相当于一个不间断对准控制周期f的浪费时间，进而，在减速期间（时间t5）内工作台300也移动。若考虑这样的滑行距离，则能够按照如下的数学式计算NSA开始距离dns。
dns＝Vns_max×f＋α×t5²/2＝Vns_max×Vns_max²/2α
除了考虑上述的理论值之外，还需要考虑各种动态变动的误差来决定不间断对准开始距离dns。具体地，NSA开始距离dns的最小值相当于根据通过第一次拍摄得到的图像处理结果而计算出的移动量中所包含的误差的最大值。这样的误差原因能够分类为：（a）因照相机的噪声产生的计测误差；（b）工作台及光学系统的特性。原因（a）每次进行计测时都发生变化，原因（b）取决于计测位置，不在每次进行计测时发生变化。
通过利用照相机中用到的拍摄元件的统计数据，能够在某一程度上推测出原因（a）。另外，通过进行如后所述的步骤，能够通过事先进行实验性测定来推测出原因（b）。
通过实验性测定实际使工件移动的情况下产生的误差，能够实验性决定NSA开始距离。
最终，将如上述那样决定的NSA开始距离的理论值和实验值的合计，决定为NSA开始距离dns。即，余量距离（NSA开始距离dns）是如下的第一距离和第二距离之和。其中，该第一距离是指，使移动机构移动预先规定的移动量之后，通过对由图像处理单元确定移动后的该对象物的位置得到的结果和预先规定的该移动量进行比较来决定的距离；该第二距离是指，在图像处理单元从获取图像数据到确定特征部分的位置为止的期间，使移动机构以第二速度移动，进而使移动机构以容许的最大加速度从第二速度减速来使该移动机构停止为止的期间的移动机构的移动量。
下面，说明实验性决定NSA开始距离的方法。
［i1：决定方法其一］
图16是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准开始距离dns的决定方法（其一）的图。在图16所示的方法中，随机决定工件的移动量（向量），并实验性获取使工件移动这样随机决定的移动量的情况下产生的误差。图17是示出了图16所示的不间断对准开始距离dns的决定步骤的流程图。
参照图16及图17，图像处理装置100执行用于确定照相机102及照相机104的视场和工作台300的坐标之间的位置关系的校准（步骤S100）。即，对工作台300的坐标系和照相机102及照相机104的坐标系进行匹配。接着，用户将工件（玻璃基板2）配置到工作台300的规定的位置上（步骤S102）。此时，由于用于配置工件的位置精度尤为重要，因而利用专用的夹具及尺寸准确的标准工件。
并且，图像处理装置100利用照相机102及照相机104分别拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，并计测工件的坐标（旋转中心的坐标及旋转角度）（步骤S104）。将该旋转中心的坐标（X0，Y0，θ0）设定到目标地点上。
由此，用于决定NSA开始距离的前处理结束。图像处理装置100将NSA开始距离dns的初始值设定为零（步骤S106）。接着，运动控制器200以使定位标志12及定位标志14进入到分别照相机102及照相机104的视场内的方式，随机决定移动量（xt，yt，θt）（步骤S108），并按照所决定的移动量来向伺服驱动器发出指示，由此使工作台300移动（步骤S110）。
在工作台300移动之后，运动控制器200再次使工作台300移动到目标地点（步骤S112）。即，执行使移动机构（工作台300）移动预先规定的移动量的工序。图像处理装置100利用照相机102及照相机104分别拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，计测工件的坐标（X1，Y1，θ1），并且计算目标地点的坐标和所计测出的工件的坐标之间的在工作台300上的距离d（步骤S114）。即，距离d相当于目标地点的坐标（X0，Y0）和所计测出的工件的坐标（X1，Y1）之间的距离。即，执行根据拍摄移动后的对象物的位置得到的图像数据来确定位置的工序。
然后，图像处理装置100通过对NSA开始距离dns的当前值和所计算出的距离d进行比较，来判断所计算出的距离d是否大于NSA开始距离dns的当前值（步骤S116）。在所计算出的距离d大于NSA开始距离dns的当前值的情况（步骤S116中“是”的情况）下，图像处理装置100将NSA开始距离dns更新为所计算出的距离d（步骤S118）。然后，反复执行步骤S108以下的处理。
相对于此，在所计算出的距离d小于NSA开始距离dns的当前值的情况（步骤S116中“否”的情况）下，图像处理装置100判断NSA开始距离dns的更新是否连续进行了规定次数（步骤S120）。即，判断NSA开始距离dns的当前值是否已成为所产生的误差的最大值。在NSA开始距离dns的更新进行了最近的规定次数内的情况（步骤S120中“否”的情况）下，反复执行步骤S108以下的处理。
相对于此，在NSA开始距离dns的更新未连续进行规定次数的情况（步骤S120中“是”的情况）下，图像处理装置100输出NSA开始距离dns的当前值作为最终的NSA开始距离dns的最佳值（步骤S122）。然后，处理结束。
如上所述，执行如下的工序，即，使移动机构（工作台300）移动多次，并且通过对预先规定的移动量和所确定的对象物的位置进行比较，来决定与误差相对应的距离（NSA开始距离dns）。
［i2：决定方法其二］
图18是用于说明本实施方式的对准中使用的不间断对准开始距离dns的决定方法（其二）的图。在上述的图16所示的方法中，说明了通过随机 决定工件的移动量来计算NSA开始距离dns的方法，但在图18所示的方法中，说明通过针对规则配置的各坐标评价误差来计算NSA开始距离dns的方法。图19是示出了决定图18所示的不间断对准开始距离dns的步骤的流程图。
参照图18及图19，图像处理装置100执行用于确定照相机102及照相机104的视场和工作台300的坐标之间的位置关系的校准（步骤S200）。即，对工作台300的坐标系和照相机102及照相机104的坐标系进行匹配。接着，用户将工件（玻璃基板2）配置到工作台300的规定的位置上（步骤S202）。此时，由于用于配置工件的位置精度尤为重要，因而利用专用的夹具及尺寸准确的标准工件。
并且，图像处理装置100利用照相机102及照相机104分别拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，并计测工件的坐标（旋转中心的坐标及旋转角度）（步骤S204）。将该旋转中心的坐标（X0，Y0，θ0）设定到目标地点上（参照图18的（a）部分）。由此，用于决定NSA开始距离的前处理结束。
首先，运动控制器200将工作台300移动至原点（（x，y，θ）＝（0，0，0））（步骤S206）。此后，如图18的（b）部分所示，运动控制器200将工作台300从原点再次移动至目标地点（x0，y0，θ0）（步骤S208）。在工作台300移动之后，图像处理装置100分别利用照相机102及照相机104拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，计测工件的坐标（X1，Y1，θ1），并且计算目标地点的坐标（X0，Y0，θ0）和所计测出的工件的坐标（X1，Y1，θ1）之间的在工作台300上的距离d1（步骤S210）。即，距离d相当于目标地点的坐标（X0，Y0）和所计测出的工件的坐标（X1，Y1）之间的距离。
接着，运动控制器200按照规定规则决定工作台300的移动目的地（步骤S212）。具体地，如图18的（c）部分所示，分别决定工作台300沿X方向移动的坐标（T，0，0）、（2T，0，0）、（3T，0，0）作为移动目的地。即，作为某个X轴上的移动目的地，依次设定逐一定变化量T变化的坐标。
然后，运动控制器200使工作台300移动至在步骤S212中决定的移动 目的地（步骤S214）。此后，运动控制器200使工作台300从移动目的地再次移动至目标地点（x0，y0，θ0）（步骤S216）。在工作台300移动之后，图像处理装置100分别利用照相机102及照相机104拍摄工件上的定位标志12及定位标志14，计测工件的坐标，并且计算目标地点的坐标（X0，Y0，θ0）和所计测出的工件的坐标之间的在工作台300上的距离dn（步骤S218）。
此后，运动控制器200判断是否已将X方向上的所有点决定为移动目的地（步骤S220）。在未将X方向上的所有点决定为移动目的地的情况（步骤S220中“否”的情况）下，再次执行步骤S212以下的处理。
通过如上所述的处理，获取移动到各移动目的地之后获取的计测坐标（X2，Y2，θ2）、（X3，Y3，θ3）、（X4，Y4，θ4）…，并计算各计测坐标和（X0，Y0）之间的距离d2、d3、d4…。
在已将X方向上的所有点决定为移动目的地的情况（步骤S220中“是”的情况）下，运动控制器200使工作台300的移动目的地在Y方向的值以规定值递增（increment）（步骤S222）。即，若到达工作台300的一端或照相机视场的一端，则使工作台300在Y方向上移动T。然后，运动控制器200判断是否已将Y方向上的所有点决定为移动目的地（步骤S224）。在未将Y方向上的所有点决定为移动目的地的情况（步骤S224中“否”的情况）下，再次执行步骤S212以下的处理。
在已将Y方向上的所有点决定为移动目的地的情况（步骤S224中“是”的情况）下，即若能够针对工作台300上的所有坐标计算出移动距离，则运动控制器200使工作台300的移动目的地的θ成分的值递增规定值（步骤S226）。即，若到达工作台300的一端或照相机视场的一端，则使工作台300在θ方向上旋转规定值。然后，运动控制器200判断是否已将θ成分的所有点决定为移动目的地（步骤S228）。在未将θ成分的所有点决定为移动目的地的情况（步骤S228中“否”的情况）下，再次执行步骤S212以下的处理。
这样，如图18的（d）部分所示，执行分别计算移动到规则配置的各坐标的情况下产生的误差的处理。
在将θ成分的所有点决定为移动目的地的情况（步骤S228中“是”的情况）下，针对所计算出的所有的移动目的地（X，Y，θ）计算计测坐标（X，Y）和（X0，Y0）之间的距离d的最大值，并输出所计算出的该最大值作为 NSA开始距离dns的最佳值（步骤S230）。然后，处理结束。
＜J.计测失败时的处理＞
在图10的处理步骤的步骤S28中，运动控制器200判断从图像处理装置100获取的位置计测结果能否用于工作台300的控制。该判断处理不是必须执行的步骤，但为了提高不间断对准的定位精度，优选地执行该判断处理。
即，在不间断对准中，由于基于图像处理的计测结果来动态地控制速度及位置，因而在计测结果的误差大的情况或基于图像处理的计测需要大量时间的情况下，对控制产生大的干扰。其结果，导致大量时间损失。
图20是用于说明执行本实施方式的对准时计测处理失败的情况的处理的图。如图20所示，判断从图像处理装置100获取的位置计测结果能够用于工作台300的控制（参照图10的步骤S28），在判断为不能使用的情况下，不修正工作台300的动作，而按照之前决定或修正的动作来使工作台300继续移动。此外，在之前决定或修正的动作中，定义有目标地点为止的移动，因而即使按照原样使用动作，也不会产生大问题。
这样，在本实施方式的对准中，包含用于判断图像处理结果能否用于工作台300的控制中的逻辑，在判断为不能用于工作台300的控制中的情况下，不修正工作台300的移动方向而继续进行现状的移动。即，本实施方式的控制系统1在第二控制动作（不间断对准）中，在由图像处理装置100进行的特征部分的位置的确定不正常的情况下，跳过控制指令的决定。
例如，例举如下例子，作为判断该位置计测的结果能否用于工作台300的控制的基准的一个例子。
（1）未能检测出工件；
（2）根据前一次计测结果得出的移动距离过大，或者，与根据伺服马达的编码器值推测出的当前位置之间的差（偏离）在阈值以上（此外，不间断对准中的移动距离不会超过在图8所示的时间t4内前进的距离d4）；
（3）图像处理在规定处理时间内未结束（用于不间断对准的图像处理不可以超过图8所示的不间断对准控制周期f）。
此外，在上述（3）的情况下，可以在最初中断图像处理装置100中的图像处理。
此外，也可以将位置计测的结果能否用于工作台300的控制中的判断功 能安装到图像处理装置100一侧。在该情况下，从图像处理装置100向运动控制器200通知判断结果。另外，图像处理装置100在自身的特征部分的位置的确定不正常的情况下，跳过控制指令的决定。
＜K.视场大小不同的二种照相机的使用例（第一变形例）＞
在上述实施方式中，例示了利用一种照相机拍摄定位标志的结构，但为了满足所要求的位置精度，有时采用具有不同的视场的多个照相机的结构。即，利用一个照相机难以满足视场大小的宽度和分辨能力的高低这双方。因此，在对移动量的要求精度严格的情况下，有时使用视场大小不同的多种照相机的对准系统。
图21是用于说明本实施方式的第一变形例的控制系统的结构的示意图。图22是用于说明本实施方式的第一变形例的对准的图。
在图21所示的控制系统中，与定位标志12及定位标志14分别相对应关联地准备视场大小不同的二种照相机。照相机102-1及104-1（广角照相机）具有较宽的视场，拍摄工件可存在的所有区域。另一方面，照相机102-2及104-2（窄角照相机）具有较窄的视场，能够以较高的分辨率拍摄目标地点附近。
即，本实施的第一变形例的图像处理装置100构成为能够从视场大小互不相同的第一照相机及第二照相机获取分别图像数据。
参照图22，在第一变形例的对准中，利用广角照相机的拍摄粗糙地进行位置计测，使工件移动至窄角照相机视场内。然后，通过利用窄角照相机精密地进行位置计测，来将工件定位到目标地点。在第一变形例中，为了说明方便，将利用广角照相机粗糙地进行定位的处理称为“预对准”，将利用窄角照相机精密地进行定位的处理称为“正式对准”。
这样，在本实施方式的第一变形例的对准中，为了同时实现高精度及宽的视野，在利用具有不同视场的多种照相机的结构中，以在预对准和正式对准之间不使工作台300停止的方式持续进行移动控制，由此缩短移动所需的时间。
正式对准可以在工件进入了窄角照相机视场内的时刻（正式对准开始时刻）开始进行。在该情况下，能够基于广角照相机中的计测位置到窄角照相机视场为止的最短距离，来按照以下的数学式计算出窄角照相机的拍摄开始 时刻Tp（正式对准开始时刻）。
[数学式3]
Tp=DVsys_max+Vsys_max2α]]>
此外，通过在广角照相机及窄角照相机这双方的视场内配置定位标志来进行校准，能够避免照相机切换对对准的影响。
即使在使用如图21所示的视场大小不同的二种照相机的情况下，也能够以不使工作台方式连续移动工作台来进行对准。
即，本实施方式的第一变形例的控制系统1基于来自视场大小较大的第一照相机（广角照相机）的图像数据来决定在第一控制动作（通常对准）中利用的控制指令，在第一控制动作中，在移动机构的移动过程中，图像数据的获取对象从第一照相机切换到视场大小较小的第二照相机（窄角照相机）。
这样通过以不使工作台停止的方式从广角照相机切换至窄角照相机，能够缩短整体移动所需的时间。
此外，可以通过使第一照相机（广角照相机）及第二照相机（窄角照相机）均与图像处理装置100连接，来在图像处理装置100一侧按照以下二个功能中的至少一个功能，这二个功能是指：（1）决定控制指令的功能；（2）利用第一照相机或第二照相机监视工件进入第二照相机视场内的情况，继续进行通常对准，直至进入到视场内为止，若进入到视场内则进行上述的切换照相机的功能。在该情况下，图像处理装置100基于来自视场大小较大的第一照相机的图像数据来决定在第一控制动作（通常对准）中利用的控制指令，在第一控制动作中，在移动机构的移动过程中，将图像数据的获取对象从第一照相机切换至视场大小较小的第二照相机。
＜L.垂直方向的移动（第二变形例）＞
在图1所示的对准系统的应用例中，不仅使工作台在水平方向（XY平面）上移动，还使工作台在垂直方向（Z轴）上移动。说明同时进行这样的垂直方向的移动的情况的校正处理，作为第二变形例。
图23是用于说明本实施方式的第二变形例的应用例的示意图。图24是用于说明图23所示的应用例的校正处理的图。
参照图23，例如，在将曝光掩模4粘合到玻璃基板2上的工序中，一边进行对准一边逐渐缩短曝光掩模4和玻璃基板2逐渐的距离，在对准结束时间点，将曝光掩模4粘合到配置在下方的玻璃基板2上。
在这样的工序中，存在分别独立地配置进行水平方向（XY平面）的移动的XY工作台和进行垂直方向（Z轴）的移动的Z轴工作台的情况。即，作为移动机构的工作台，除了具有通过进行第一控制动作及第二控制动作（通常对准及不间断对准）来进行定位的坐标系之外，还具有能够移动的其他坐标系。在这样的情况下，存在Z轴工作台不与XY工作台垂直的情况。在这样的情况下，可发生如下的问题。
参照图24，同时控制XY工作台及Z轴工作台，但由于基本上不间断对准是在XY平面上执行的，因而，有时会发生如下情况：若XY平面上的定位结束，则与Z轴方向的移动正在继续进行的情况无关地，结束不间断对准。
即，正在进行不间断对准的定位的对象是XY平面，在Z轴的移动过程中，因XY平面的定位精度进入到要求精度内而导致不间断对准结束（图24的时刻T2）。
在不间断对准结束之后，存在因如上所述的工作台之间的偏差而随Z轴移动在XY平面产生位置偏离的情况。图24示出了如下情况，即，定位精度进入要求精度内，在时刻T＝2不间断对准停止，但随着然后的Z轴的移动而产生位置偏离的情况。
优选地，预先获取随Z轴的移动而产生的在XY平面的变化量，将该变化量作为对不间断对准的目标地点的校正值，作为对这样的课题的对策。具体地，按照如下的数学式，校正目标地点。
X＝X’＋AZ
Y＝Y’＋BZ
在此，X、Y表示校正前的坐标，X’、Y’表示校正后的坐标，Z表示Z轴方向的移动量。系数A及B是预先通过校准来获取的。在上面的数学式中，如图24所示，校正量是与Z轴方向的移动量相关的值是因为需要使相对于目标地点的偏移成分根据曝光掩模4的Z位置来动态地变化。
这样，在本实施方式的第二变形例中，对准中采用了工作台不仅在XY 方向上移动还在Z方向上移动的结构。在这样的结构中，在Z轴不与XY轴垂直的情况下，通过预先校准随Z轴上的移动量产生的XY方向上的变化量，来对准时校正XY位置。即，在本实施方式的第二变形例的控制系统中，根据因移动机构（工作台）在其他的坐标系（Z轴）上移动而产生的误差，来校正第二控制动作（不间断对准）中的控制指令。
通过进行这样的校正，即使在需要在水平方向及垂直方向上进行对准的情况下，也能够提高其精度。
＜M.优点＞
在本实施方式的对准方法中，在中途切换以下二个控制方法，这二个控制方法是指：针对正在静止的工件，通过一次拍摄来决定与该工件到达目标地点为止的移动相关的动作，并按照所决定的该动作来使该工件移动的控制（一种前馈控制）方法；针对正在移动的工件，依次进行一次以上的拍摄，由此依次调整移动速度及移动量的控制（一种反馈控制）方法。由此，能够缩短对准所需的时间。
在此，通过尽可能延迟切换上述二个控制方法的时刻，能够使执行移动速度慢的反馈控制方法的时间最小化。此时，预先计测在系统中可产生的误差的最大值，根据通过该计测得到的误差的最大值来决定切换上述二个控制方法的时刻。即，若通过前馈控制方法来工件移动到所计测的该误差范围内，则在该时刻切换控制方法。
如上所述，本实施方式的对准能够通过组合通常对准和不间断对准来缩短将工件定位到目标地点上所需的时间。
图25是用于说明本实施方式的对准的移动时间的缩短效果的图。图25是对本实施方式的对准的时间缩短效果和以往的对准进行比较的图。如图25所示，在本实施方式中，以不使一旦开始了移动的工作台300（工件）停止的方式进行定位控制，因而不存在随停止产生的时间浪费，从而与以往的对准相比，能够大幅缩短对准结束所需的时间。
应当认为本公开的实施方式是在全部点的例示而非限制。本发明的范围并不由上述的说明来表示，而是由权利要求书来表示，意在包括在与权利要求书等同的意思和范围内的全部变更。