JP2017036974A

JP2017036974A - 画像処理装置、校正方法および校正プログラム

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Publication number: JP2017036974A
Application number: JP2015157666A
Authority: JP
Inventors: 和志吉岡; Kazushi Yoshioka; 研吾市村; Kengo Ichimura; 博幸枦山; Hiroyuki Hazeyama
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: EP3128483B1; US10334239B2; US20170039715A1; CN106444852B; EP3128483A1; CN106444852A; JP6421722B2

Abstract

【課題】ＸステージとＹステージが連動していないステージであっても撮像装置とステージの位置校正を可能にする。
【解決手段】本実施形態の画像処理装置１００は、Ｘステージ３００が基準位置にある時の画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置と、Ｘステージ３００が第１基準位置からＸ方向に移動して第１移動位置にある時の画像上の目印の位置を示す第１画像座標内移動位置と、Ｙステージ４００の特性値から計算される画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内仮想位置とを用いて撮像装置１０２のカメラ座標系をステージ座標系に前記位置校正を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理を用いて対象物を位置決めするための位置決め装置、校正方法および校正プログラムに関する。

製造現場では様々な自動化技術が開発されており、このような自動化技術の１つとして画像処理装置を用いて対象物を位置決めする技術が知られている。

そのような技術として、例えば、特許文献１には、平行移動と回転移動を行うＸＹθステージに搭載される対象物上の基準目印をカメラにより撮像した画像により計測しながら対象物の位置アライメントを行うＸＹθステージによる位置アライメントシステムが開示されている。

この位置アライメントシステムは、位置アライメントの前にキャリブレーションを行っている。キャリブレーションは、ＸＹθ方向の移動量とＸＹθステージに対向して配置されるカメラの撮像画像上の移動量との関係を計測し、カメラでのＸＹθステージの動きを見ながらＸＹθステージに所望の移動を行わせるためのＸＹθステージの移動方向と移動量に対するカメラの撮像画像上の移動方向と移動量の関係を見つけ出し諸条件を整える処理である。

また、特許文献２には、ディスプレイパネルの表面に各種機能を有するフィルムを貼り合せる技術が開示されている。

特開２００７−１７４２４号公報特開２０１３−２０８８２７号公報

２つの対象物を位置決めする場合に、それぞれをＸＹθステージ（３軸）に載置するとステージの軸数が多くなり（全部で６軸）、コスト高となる。これを回避するには、例えば、２つの対象物の一方をＸθステージに載置し、他方をＹステージに載置することが考えられるが、この場合は、ＸθステージとＹステージとが分離することになり、特許文献１のキャリブレーション手法が適用できない。

本発明の目的は、ＸステージとＹステージが分離したステージであっても撮像装置とステージの位置校正を可能にすることにある。

上記の課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、第１方向に移動する第１ステージと前記第１ステージから独立して第２方向に移動する第２ステージとから構成されるステージ座標系と、前記第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の目印を第１目印の画像として得ることが可能な第１撮像装置のカメラ座標系との位置校正を行う処理部を有する画像処理装置であって、ステージの機械的な特性値と位置校正パラメータを記憶するメモリと、前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置と前記特性値とから前記位置校正パラメータを計算する処理部とを備え、前記処理部は、前記第１ステージが第１基準位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の第１目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置を取得し、前記第１ステージが前記第１基準位置から第１方向に移動して第１移動位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の第１目印の位置を示す第１画像座標空間内移動位置を取得し、前記第１目印を前記ステージ座標系の第１仮想位置に移動したと仮定した場合、前記メモリ内の前記第２ステージの特性値を用いて、前記第１仮想位置の前記第１目印を仮想的に撮像したら得られる第１画像座標空間内仮想位置を計算し、前記第１基準位置と前記移動位置と前記第１仮想位置と前記第１画像座標空間内基準位置と前記第１画像座標空間内移動位置と前記第１画像座標空間内仮想位置とから第１位置校正パラメータを計算し、前記第１位置校正パラメータを前記メモリに記憶する。

なお、第１基準位置とは、第１撮像装置を用いて目印が画像上にある任意の位置でよい。また第１ステージが原点の位置であってもよい。

また、本発明の位置校正方法は、第１方向に移動する第１ステージと前記第１ステージから独立して第２方向に移動する第２ステージとから構成されるステージ座標系と、前記第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の第１目印を画像として得ることが可能な第１撮像装置のカメラ座標系との位置校正を、画像処理装置の処理部が実行する位置校正方法であって、前記処理部が処理するステップは、前記第１ステージが第１基準位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の第１目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置を取得するステップと、前記第１ステージが前記第１基準位置から前記第１方向に移動して第１移動位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置を示す第１画像座標空間内移動位置を取得するステップと、前記第２ステージの特性値から計算される第１仮想位置に移動した場合の画像上の前記第１目印の位置を示す第１画像座標空間内仮想位置を計算するステップと、前記第１基準位置と前記第１移動位置と前記第１仮想位置と前記第１画像座標空間内基準位置と前記第１画像座標空間内移動位置と前記第１画像座標空間内仮想位置とから第１位置校正パラメータを計算するステップとを含む。

また、本発明における工業装置は、第１方向に移動する第１ステージと前記第１ステージから独立して第２方向に移動する第２ステージと、前記第１ステージおよび前記第２ステージの動作制御を行う動作制御装置と、第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の目印を画像として得ることが可能な第１撮像装置と、前記画像を処理する画像処理装置とを備えた工業装置であって、前記画像処理装置は、前記第１ステージが第１基準位置にある時の画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置と、前記第１ステージが前記第１基準位置から前記第１方向に移動して第１移動位置にある時の画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内移動位置と、第１仮想位置に移動した場合に前記第２ステージの特性値から算出される画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内仮想位置とを用いて前記第１ステージおよび前記第２ステージのステージ座標系と前記第１撮像装置のカメラ座標系との位置校正を行い、この位置校正の結果のステージ座標系の座標を前記動作制御装置に出力する。

上記構成によれば、第２方向について第１仮想位置を算出するとともに、第１画像座標空間内仮想位置を仮想的に算出することができるので、第１ステージと第２ステージとが分離され、撮像装置の視野内において、第１ステージと第２ステージとの両方を動かしたときに撮像視野内で座標の変化を読み取ることができないようなステージの構成においても、キャリブレーションすることができる。

また、一般的に第１ステージおよび第２ステージは、それらの軸が９０度に設定された第１方向がＸ軸方向、第２方向がＹ軸方向となるが、その方向の相対角度は９０度に限られない。また、第１ステージおよび第２ステージは同一平面上にあってもよいし、ねじれの位置にあってもよい。ねじれの位置にある場合、第１の方向と第２の方向の相対角度は、第２の方向の軸を撮像装置の光軸の方向に平行移動させ、第２の方向の軸が第１の方向の軸と交わる状態における第１の方向と第２の方向のなす角度である。

また、一般的に撮像装置はＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラを使用することができる。

ここで、目印は、撮像装置により撮像した画像内で場所を特定できるものであればよく、一般的には十字形状を用いるが、十字形状でなくてもよい。また、ステージの角や対象物の角を目印として用いてもよい。

また、載置とは、対象物がステージとともに移動状態する状態を意味し、一般的には対象物がステージに置かれている状態である。また、下方に向いたステージであれば、対象物がステージに吸着された状態も載置に含む。下方に向いたステージの場合、撮像装置は上方を向いた状態で設置される。

また、本発明の画像処理装置および位置校正方法において、前記特性値には、前記第１方向に対する前記第２方向の相対角度と、前記第１ステージに対する前記第２ステージの移動量の相対倍率との少なくとも１つが含まれる。また前記第１ステージと前記第２ステージの右手系、左手系の値を含んでもよい。前記特性値とは、ステージの機械的特性を意味する。

上記構成によれば、第１ステージと第２ステージとの位置関係および移動量を考慮して、正確に第１仮想位置および第１画像座標空間内仮想位置を特定することができる。

また、本発明の画像処理装置において、前記処理部は、前記第１画像座標空間内基準位置を、前記第１画像座標空間内移動位置の方向に、前記第１画像座標空間内移動位置および前記第１画像座標空間内基準位置間の距離に前記相対倍率を乗算して得られる値だけ進めた位置を画像座標空間内補正位置とし、前記画像座標空間内補正位置を、前記第１画像座標空間内基準位置を中心として、前記相対角度だけ回転させた位置が、前記第１画像座標空間内仮想位置として計算する。

また、本発明の画像処理装置は、入力情報を受付ける入力部をさらに有し、前記入力部は、前記特性値をユーザから受け付け、本発明の位置校正方法は、前記相対角度および相対倍率の少なくとも一方をユーザから受け付けるステップをさらに含む。一般的に入力部はキーボードやマウスであるが、画像処理装置に接続された、パーソナルコンピュータや無線接続されたタブレット型コンピュータであってもよい。

上記構成によれば、ステージ間の設計誤差にも対応することが可能である。

また、本発明の画像処理装置は、前記第２ステージ上の目印または前記第２ステージに載置された対象物上の目印を第２目印の画像として得ることが可能な第２撮像装置をさらに含み、前記処理部は、前記第２ステージが第２基準位置にある時に前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第２目印の位置を示す第２画像座標空間内基準位置を取得し、前記第２ステージが前記第２基準位置から前記第２の方向に移動して第２移動位置にある時に前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の第２目印の位置を示す第２画像座標空間内移動位置を取得し、前記メモリ内の前記第１ステージの特性値から計算される第２仮想位置に移動した場合の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内仮想位置を計算し、前記第２基準位置と前記第２移動位置と前記第２仮想位置と前記第２画像座標空間内基準位置と前記第２画像座標空間内移動位置と前記第２画像座標空間内仮想位置とから第２位置校正パラメータを計算し、前記第２位置校正パラメータを前記メモリに記憶する。

また、本発明の画像処理装置は、値を出力する出力部をさらに有し、前記処理部は、前記第１撮像装置用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置と前記第１位置校正パラメータとを用いて、前記第１目印のステージ座標系の位置を計算し、前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第２目印の位置と前記第２位置校正パラメータをと用いて前記第２目印のステージ座標系の位置を計算し、前記第１目印と前記第２目印とのステージ座標系の差分を計算し、前記出力部は、当該差分を出力する。

また、本発明の画像処理装置は、値を出力する出力部をさらに有し、前記処理部は、前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置と前記第１位置校正パラメータとを用いて、前記第１目印のステージ座標系の位置を計算し、前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第２目印の位置と前記第２位置校正パラメータとを用いて前記第２目印のステージ座標系の位置を計算し、前記出力部は、前記第１目印の位置および前記第２目印の位置を出力する。

また、本発明の画像処理装置は、前記第１ステージと連動し、かつ回転可能な第３ステージをさらに含み、前記処理部は、前記第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の目印または前記第３ステージ上の目印または前記第３ステージに載置された対象物上の目印のいずれかの目印を、前記第３ステージが第３基準位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内基準位置を取得し、前記第３ステージが前記第３基準位置から所定角だけ回転した時の画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内移動位置を取得し、前記第３画像座標空間内基準位置、前記第３画像座標空間内移動位置、および前記所定角を用いて前記第３ステージの回転中心位置を計算し、前記回転中心位置を前記メモリに記憶する。

一般的に、回転可能な第３ステージは、第１ステージの上方、つまりカメラ側に配置された状態である。この場合、校正に用いる目印は第３ステージ上の目印または第３ステージに載置された対象物上の目印となる。また、第３ステージが、第１ステージの下方に配置された状態、つまり第３ステージが回転すると第１ステージ全体が回転する構造である。この場合、校正に用いる目印は第１ステージ上の目印または第１ステージに載置された対象物上の目印となる。第１ステージの所定位置で回転中心位置を決定し、この回転中心をステージ座標系の原点として用いることができる。

また、本発明の画像処理装置において、前記処理部は、値を出力する出力部をさらに有し、前記第１撮像装置用いて撮像した画像上の目印の位置から所定の目標位置に移動させるために必要な前記第３ステージの回転角を計算し、前記出力部は、当該回転角を出力する。

また、本発明の位置校正方法は、前記第１基準位置、前記第１移動位置、前記第１仮想位置、前記第１画像座標空間内基準位置、前記第１画像座標空間内移動位置、および第１画像座標空間内仮想位置からアフィン変換パラメータを計算することで第１位置校正を行う。

また、本発明の位置校正方法は、前記第２ステージ上の目印または前記第２ステージに載置された対象物上の目印を画像として得ることが可能な第２撮像装置との第２位置校正に切り替えるステップと、前記第２ステージが第２基準位置にある時の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内基準位置を取得するステップと、前記第２ステージが前記第２基準位置から前記第２方向に移動して第２移動位置にある時の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内移動位置を取得するステップと、第１ステージの特性値から計算される第２仮想位置に移動した場合の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内仮想位置を計算するステップと、前記第２基準位置、前記第２移動位置、前記第２仮想位置、前記第２画像座標空間内基準位置、前記第２画像座標空間内移動位置、および前記第２画像座標空間内仮想位置を用いて第２位置校正パラメータを計算するステップとを含む。

上記の構成によれば、仮想軸を第１ステージから第２ステージに切り替えた場合であっても、第２ステージを仮想軸とした場合と同様に位置校正を行うことが可能である。

また、本発明の位置校正方法は、前記第１ステージと連動し、かつ回転可能な第３ステージを含むステージ座標系と前記第１撮像装置のカメラ座標系との第３位置校正に切り替えるステップと、前記第３ステージが第３基準位置にある時に、前記第１ステージ上の目印、または前記第１ステージに載置された対象物上の目印、または前記第３ステージ上の目印、または前記第３ステージに載置された対象物上の目印のいずれかの目印を前記第１撮像装置を用いて撮像し、画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内基準位置を取得するステップと、前記第３ステージが第３基準位置から所定角だけ回転した時の画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内移動位置を取得するステップと、前記第３画像座標空間内基準位置、前記第３画像座標空間内移動位置、および前記所定角を用いて前記第３ステージの回転中心を計算する第３位置校正を行うステップとを含む。

上記構成によれば、第１ステージの移動および第３ステージの回転移動を合わせた位置決めを行うことができる。

なお、本発明の画像処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各部として動作させることにより上記画像処理装置をコンピュータにて実現させるプログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は、ＸステージとＹステージが連動していないステージであっても撮像装置とステージの位置校正を可能にすることができる効果を奏する。

本発明の実施形態における位置決めシステムの一例を示す図である。画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。アライメント処理の流れの一例を示すフローチャートである。目標座標の決定方法を説明するための図である。目標座標の決定方法を説明するための図である。本発明の実施形態におけるキャリブレーション処理を説明するための図である。本発明の実施形態におけるキャリブレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。左手系の座標系と右手系のステージ座標系を示す図である。左手系の座標系と右手系のカメラ座標系を示す図である。アフィン変換の行列式を示す図である。ユーザインターフェース（ＵＩ）の一例を示す図である。変形例における位置決めシステムの一例を示す図である。

図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施形態における位置決めシステムの一例を示す図である。位置決めシステム（工業装置）は、画像処理を用いて、工業製品の製造過程において、対象物（以下、「ワーク」という）を生産ラインでの必要な位置に、ズレがないように配置するものである（アライメント）。本実施形態における位置決めシステムは、液晶パネルの生産ラインにおいて、ワークであるガラス基板にフィルムを貼り付ける際のワークの位置合わせを制御するものである。他にも、位置決めシステムは、回路基板への部品実装や、部品同士の組み立てなどにも用いられる。

図１に示されるように、位置決めシステム１は、画像処理装置１００と、１以上の第１，２カメラ１０２，１０４（それぞれが第１撮像装置に相当）、第３、４カメラ１０５、１０６（それぞれが第２撮像装置に相当）と、モーションコントローラ２００と、ステージ（第１〜３ステージ）３００，４００，５００とを含む。画像処理装置１００は、第１，２カメラ１０２，１０４により撮影された画像データを取得し、その画像データに基づいてワークの位置を特定する。具体的には、ワーク１０には、予め決められた位置に、位置決めのための特徴的な位置決め目印Ｍが設けられているので、画像処理装置１００は、取得した画像データに含まれる位置決め目印Ｍの位置に基づいてワーク１０の位置を特定する。なお、位置決め目印の無いワークもあり、この場合ワークの角部分を検出し、ワークの位置を特定する。

モーションコントローラ２００は、画像処理装置１００からの指示に従って、図示しないサーボモータードライバを駆動することによりステージ３００，４００，５００を移動させ、ワーク１０の位置を位置決めする。具体的に、ワーク１０に設けられた位置決め目印Ｍの位置に基づいて決定される位置と目標位置を比べて、その差分がなくなるようにステージ３００，４００，５００を移動する。液晶パネルの生産ラインにおいてワーク１０であるガラス基板とフィルムを張り付ける場合、フィルムに印字された位置決め目印Ｍを目標位置として、ガラス基板を移動させる。

ステージ３００，５００は、ワーク１０であるガラス基板をフィルムの貼り合せに必要な位置に配置可能な構成であればよく、具体的には水平方向の一方向の変位と回転方向の変位をワーク１０に与えることができる。すなわち、本実施形態におけるステージ３００は、Ｘ方向に変位するＸステージ３００上に、所定の回転軸を中心に回転するθステージ５００が配置される構成である。以下、ステージ座標系の原点は、Ｘステージ３００の可動範囲の中点（所定位置）におけるθステージ５００の回転中心を原点とし、原点からＸ方向をＸ軸、Ｙ方向に変位するＹステージ４００をＹ軸として説明する。なおステージ座標系の原点は、これに限らずＸステージ３００の端点やＸステージ３００とＹステージ４００の交点とすることもできる。

ワーク１０であるガラス基板にフィルム（ワーク１１）を貼り合わせる場合には、本実施形態におけるＸθステージ３００，５００によってＸθステージに載置されたガラス基板のＸ方向と回転方向のズレを補正し、Ｘθステージ３００，５００とは独立して配置されたＹステージ４００によってＹステージ４００上に載置されたフィルムのＹ方向のズレを補正する。この２つの補正を合わせることにより、ガラス基板とフィルムの位置を一致させることができる。なお、ガラス基板とフィルムの貼り合わせの応用例は１例であるため、ガラス基板やフィルムをステージに保持したり、吸着したりする機構および、それらをステージ載置するための機構は図示していない。

図２は、画像処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示されるように、画像処理装置１００は、処理部（プロセッサ）１０１と、データを記憶したり、処理部１０１の作業領域として使用されるメモリ１１１と、操作部（入力部と表示部を含む）１１３と、カメラＩ／Ｆ１１７と、モーションコントローラＩ／Ｆ１１９とそれぞれ接続され、画像処理装置１００全体を制御する。

カメラＩ／Ｆ１１７は、Ｘθステージ３００，５００に対向して配置された第１，２カメラ１０２，１０４、第３，４カメラ１０５，１０６がワーク１０を撮影することで生成される画像データを受け付ける。カメラＩ／Ｆ１１７は、第１，２カメラ１０２，１０４、第３，４カメラ１０５，１０６からの画像データを一時的に蓄積するための図示しないバッファを含む。

操作部１１３は、複数のキーを備え、キーに対応するユーザの操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受付ける。操作部１１３は、表示部１１４を含み、表示部１１４は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬＤ等の表示装置であり、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。表示部１１４と操作部１１３とで、操作パネルを構成してもよい。

モーションコントローラＩ／Ｆ１１９は、モーションコントローラ２００と接続され、処理部１０１は、モーションコントローラＩ／Ｆ１１９を介して、モーションコントローラ２００との間でデータを送受信する。

次に、後述するキャリブレーション処理の後に実行されるアライメント処理の流れについて説明する。図３は、アライメント処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示す各ステップは、基本的には画像処理装置１００およびモーションコントローラ２００が協働して実行する処理である。

ステップＳ１（Ｘステージ上のワーク撮影）において画像処理装置１００は、第１、２カメラ１０２，１０４によりワーク１０上の第１目印、第２目印を検出し、それぞれのカメラ座標系を計算する。

ステップＳ２（Ｙステージ上のワーク撮影）において、画像処理装置１００は、第３、４カメラ１０５，１０６によりワーク１１上の第３目印、第４目印を検出し、それぞれのカメラ座標系を計算する。

ステップＳ３（カメラ座標系をステージ座標系に変換）において、各目印の画像座標位置から各カメラに対応するキャリブレーションパラメータを用いて第１〜第４目印のステージ座標系での位置を求める。

ステップＳ４（目標位置の算出）において、ステージ座標系における第３、第４目印の中点（以下ワーク１１中点）を（Ｘｔ、Ｙｔ）とした場合、（Ｘｔ、０）を目標位置とする。

ステップＳ５（Ｙステージの移動量算出）ワーク１１中点を目標位置に合わせるためには、Ｙステージの移動量はＹｔとなる。

ステップＳ６（Ｘステージの移動量算出）において、ステージ座標系における第１、第２目印の中点（以下ワーク１０中点）とした場合、ワーク１０中点を目標位置に合わせるためには、Ｘステージの移動量はＸｔとなる。

ステップＳ７（θステージの移動量算出）において、ワーク１０中点とワーク１１中点を重ねたときに、ワーク１０とワーク１１の重ねるべき目印の位置ずれ量から回転角θｔを算出する。

ステップＳ８（ステージ移動）において、画像処理装置１００は、ステップＳ５〜Ｓ７で算出した移動量をモーションコントローラ２００に出力し、モーションコントローラ２００は移動量に従って、ステージ３００，４００、５００を移動させ、アライメント処理を終了する。

ワーク１１とワーク１２を張り合わせる場合には、アライメント処理終了後、図示しないＺ軸方向に動作する機構によって張り合わせを完了する。

なお、ここでは、ステップＳ１〜Ｓ８は画像処理装置１００が実行する処理として説明したが、画像処理装置１００は、ステップＳ３で求められた第１〜第４目印のステージ座標をモーションコントローラ２００に出力し、ステップＳ４〜Ｓ８はモーションコントローラ２００で実行可能であってもよい。

また、画像処理装置１００は、第１カメラ１０２、１０４で撮影した目印と、第２カメラ１０５、１０６で撮影した目印とのステージ座標系の座標の差分（ベクトル）をモーションコントローラ２００に出力してもよい。このような出力を行うと、第１カメラ１０２で撮影した目印と第２カメラ１０５で撮影した目印、および第１カメラ１０４で撮影した目印と第２カメラ１０６で撮影した目印をそれぞれ重ねるアライメントを行う場合に、モーションコントローラ２００での計算を高速で行うことができる。

また、画像処理装置１００は、第１カメラ１０２、１０４で撮影した目印、第２カメラ１０５、１０６で撮影した目印それぞれのステージ座標系の座標を出力してもよい。この場合、アライメントのための位置計算は、モーションコントローラ２００が行う。

次に、図３で説明したアライメント処理の前に実行される本発明の実施形態であるキャリブレーション処理について説明する。キャリブレーション処理は、第１，２カメラ１０２，１０４がワーク１０を撮影することにより得られる位置情報と、実際のワーク１０の位置情報との関係性を決定する処理である。

図１に示されるように、ワーク１０上の位置決め目印Ｍを第１，２カメラ１０２，１０４で撮影すると、実際のステージ座標系と、第１，２カメラ１０２，１０４が認識するカメラ座標系とは一致しない。このため、キャリブレーション処理において、これら座標系の間で整合させる必要がある。具体的に、位置決め目印Ｍが設けられているワーク１０を移動させ、ステージ座標系に生じる移動量とカメラ座標系に生じる移動量とを比較することにより、後述するキャリブレーションパラメータを計算する。なお、キャリブレーション処理はカメラ個別に行い、カメラ個別にキャリブレーションパラメータを有することとなる。

図６は、本発明の実施形態におけるキャリブレーション処理を説明するための図である。図６に示すワーク１０上の十字を目印Ｍとして、カメラ１０２，１０４を用いて撮像した画像の状態を模式的に表している。カメラ１０２，１０４の視野内に複数の目印Ｍが写り込む場合もあるが、特定の目印Ｍを用いてキャリブレーションを行えばよい。なお、画像空間内仮想位置は、理解するために示すものであり、カメラで撮影した画像に示さなくてもキャリブレーション処理は実行可能である。

図７は、本発明の実施形態におけるキャリブレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。キャリブレーション処理は、アライメント処理に先だって実行される処理である。この処理においては、事前にＸθステージ３００，５００が、その基準位置、例えば原点に位置し、位置決め目印Ｍが第１，２カメラ１０２，１０４に写るようにワーク１０がＸθステージ３００，５００に配置される。キャリブレーションパラメータを求めるためには、Ｘステージ２００およびＹステージ３００のステージ座標系の移動に伴うカメラ１０２，１０４の画像内（カメラ座標系）の目印Ｍの３点の座標が必要となる。図１に示すようなステージにおいてカメラ１０２、１０４は、Ｘステージ２００の移動に伴う目印Ｍの画像内の座標２点を得ることができるが、Ｙステージ３００の移動に伴う目印Ｍの画像内の異なる座標を得ることができない。そのためＹステージ３００の特性値を用いカメラ１０２,１０４の画像内におけるＹステージの移動（仮想位置）に伴う目印Ｍの３点目として画像座標空間内仮想位置を算出することによってキャリブレーションパラメータを求めることができる。

図７に示されるように、画像処理装置１００は、ワーク１０上の位置決め目印Ｍを撮影し（ステップＳ１１）、画像における位置決め目印Ｍの位置を画像座標空間内基準位置として計測する（ステップＳ１２）。

次のステップＳ１３において、モーションコントローラ２００により、そのワーク１０をＸステージ３００のＸ方向に沿って所定距離移動させる。所定距離は、画像内から目印Ｍがはみ出ない距離とする。そして、その位置で再度撮影し（ステップＳ１４）、その画像における位置決め目印Ｍの位置を画像座標空間内移動位置として再度計測する（ステップＳ１５）サンプリング処理を実行し、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６において、画像処理装置１００は、ステップＳ１１〜Ｓ１５のサンプリング処理が規定回数繰り返されたか否かを判断する。ステップＳ１１〜Ｓ１５のサンプリング処理が規定回数繰り返された場合、処理をステップ１７に進めるが、そうでなければＸθステージ３００，５００を元の基準位置に移動させ、処理をステップＳ１１に戻す。サンプリング処理を繰り返すことにより、サンプリング処理時のノイズに対して平均効果が生じ、Ｘ軸の推定の精度を高めることができる。なお、サンプリング処理は、θステージ５００の回転を利用して、画像内での上下（Ｙ方向）の変位をさせて、位置決め目印Ｍが画像内の左上、右上、左下、右下というような順序で移動させてもよい。

ステップＳ１７において、画像処理装置１００は、図１１（ａ）または（ｂ）に示されるユーザインターフェース（ＵＩ）において、相対角度αおよび相対倍率βの入力を受け付ける。相対角度αは、Ｘステージ３００の軸（Ｘ軸）の正方向に対して、Ｘθステージ３００，５００とは別に配置されるＹステージ４００の軸（仮想のＹ軸）の正方向が成すと想定する角度である。ここで、相対角度αは、図８（ａ），（ｂ）に示されるような左手系の座標系と右手系の座標系の場合があるので、その入力もＵＩにおいて受付可能である。また、図１１（ａ）は図１２に示すθステージ５００を含まないステージのためのＵＩであり、図１１（ｂ）は図１に示すθステージ５００を含むステージのためのＵＩである。

相対倍率βは、ステージ座標系におけるＸステージ３００（Ｘ軸）に対するＹ軸（仮想のＹ軸）の倍率である。相対倍率とは、モーションコントローラ２００がＸステージ３００に出力した所定の移動量の命令に応じて移動する量に対して、モーションコントローラ２００がＹステージ４００に出力した所定の移動量の命令に応じて移動する量の比である。図１１（ａ）および（ｂ）には、１．００００００が入力されており、モーションコントローラ２００の所定量の移動命令に応じて、Ｘステージ２００とＹステージ３００とは同じだけ移動するステージであることが示されている。なお、一般的なステージの設計において、相対角度αは９０°、相対倍率βは１であるが、Ｘθステージ３００，５００およびＹステージ４００を製造したときに誤差が生じる可能性によりユーザが入力可能となっている。また、相対角度αは９０°、相対倍率１でない特殊なステージにも対応可能である。これらのステージの特性値の入力は、キャリブレーションのスタート時に行ってもよい。また入力された値はメモリ１１１に保存される。

次のステップＳ１８において、画像処理装置１００は、ステージ座標系における仮想位置を算出する。具体的に、ステージ座標系を表すために大文字を用い（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）と表記する。ステップＳ１１において撮影された基準位置（第１基準位置）（Ｘ_０，０）と、ステップＳ１３において基準位置からＸ方向にＸステージ３００が移動した後の位置（第１移動位置）（Ｘ_１，０）と、ステップＳ１７において受け付けられた相対倍率βおよび左手系または右手系の座標系に基づいて、仮想位置（第１仮想位置）（Ｘ_０，Ｙ_２）を算出する（図８参照）。相対角度αが９０°、相対倍率が１の場合、Ｙ_２は（Ｘ_１−Ｘ_０）である。なお、この座標変換を一般式で表すと、Ｙ_２＝ｓｉｎα×β（Ｘ_１−Ｘ_０）となる。

次のステップＳ１９において、画像処理装置１００は、ステージ座標系における仮想位置に対応するカメラ座標系における画像空間内仮想位置を算出する。具体的に、カメラ座標系を表すために小文字を用い（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）と表記する。画像処理装置１００は、基準位置（Ｘ_０，０）で撮影された画像上の位置決め目印Ｍの画像座標空間内基準位置（第１画像座標空間内基準位置）が（ｘ_０，ｙ_０）と計測され、基準位置（Ｘ_０，０）からＸ方向にＸステージ３００が移動した後の位置（Ｘ_１，０）で撮影された画像上の位置決め目印Ｍの位置（第１画像座標空間内移動位置）が（ｘ_１，ｙ_１）と計測され、ステップＳ１７において左手系の座標系が設定されている場合、カメラ座標系の画像空間内仮想位置（第１画像座標空間内仮想位置）（ｘ_２，ｙ_２）は、図１０の式１により算出される（図８（ａ），図９（ａ）参照）。図１０の式１を説明すると、カメラ座標系における位置決め目印Ｍの画像座標空間内基準位置からの移動量を、ステップＳ１７で入力を受け付けた、ステージ座標系におけるＸ軸とＹ軸との相対角度α、相対倍率βを、カメラ座標系での対応する仮想位置の算出に対しても同様に用いて、相対倍率βを掛けて相対角度α右回りに回転させた座標を計算する。一方、ステップＳ１７において右手系の座標系が設定されている場合、カメラ座標系の画像空間内仮想位置（ｘ_２，ｙ_２）は、図１０の式２により算出される（図８（ｂ），図９（ｂ）参照）。図１０の式２を説明すると、カメラ座標系における位置決め目印Ｍの画像座標空間内基準位置からの移動量を相対倍率βを掛けて相対角度α左回りに回転させた座標を計算する。

次のステップＳ２０において、画像処理装置１００は、上述したキャリブレーションパラメータとしてアフィン変換パラメータを算出する。具体的に、画像座標空間内基準位置（ｘ_０，ｙ_０）と、それに対応するステージ座標系の基準位置（Ｘ_０，０）に基づく図１０の式３と、カメラ座標系の位置（ｘ_１，ｙ_１）と、それに対応するステージ座標系の位置（Ｘ_１，０）に基づく図１０の式４と、ステップＳ１９において算出された画像空間内仮想位置（ｘ_２，ｙ_２）と、それに対応するステージ座標系の仮想位置（Ｘ_０，Ｙ_２）に基づく図１０の式５とからアフィン変換パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）を算出する。なお、上述したようにステージ座標系の仮想位置（Ｘ_０，Ｙ_２）のＹ_２は、図１０の式６である。

次のステップＳ２１において、カメラ座標系におけるθステージ５００の回転軸を求める。具体的に、図４，５を参照して、カメラ座標系におけるθステージ５００の回転軸の求め方を説明する。図４，５は、θステージ５００の回転軸の決定方法を説明するための図である。回転軸の決定は、図４に示されるように、画像処理装置１００は、ワーク１０上の位置決め目印Ｍをそれぞれカメラ１０２，１０４で撮影し、ワーク１０の回転中心と回転角度を計測する。

回転中心は、図５に示されるように、カメラ１０２，１０４の視野から位置決め目印Ｍが外れないようθステージ５００を角度θだけ回転させて、その前後での位置決め目印Ｍの位置の変化に基づいて推定される。より具体的には、図５（ａ）に示されるように、位置決め目印Ｍが設けられているワーク１０をθステージ５００によって角度θだけ回転させる。この回転前後における位置決め目印Ｍをそれぞれ「サンプリング１点目」（第３画像座標空間内基準位置）および「サンプリング２点目」（第３画像座標空間内移動位置）として示す。

そして、図５（ｂ）に示されるように、角度θの回転前後における位置決め目印Ｍの座標点を通る直線を定義するとともに、図５（ｃ）に示されるように、その直線の垂直二等分線上で、２つの位置決め目印Ｍとの間の成す角度が角度θになる座標を算出する。この算出した座標をＸθステージ３００，５００の回転中心として決定する。

なお、θステージ５００をＸステージ３００の可動範囲の中点に配置したときのθステージ５００の回転中心をステージ座標系の原点とすることができる。θステージ５００の回転中心を原点に設定した状態において、図５に示すサンプリングを行うことにより、サンプリングされた目印Ｍのステージ座標系での座標を算出でき、カメラ座標系をステージ座標系に合わせることができる。

上述したように、本実施形態における画像処理装置１００は、Ｘθステージ３００，５００を含む位置決めシステム１を用いてキャリブレーションを行う場合を例に説明したが、図１２に示されるように、θステージ５００が含まれない構成であっても本明細書の開示内容によって実現可能である。このようなステージは、例えばワーク１１をステージ３００に載置する治具によって回転方向にずれが生じない場合や、回転方向に関係のない円形のワーク１１を扱うときに用いられる。

また、この実施形態では、キャリブレーションに用いる仮想位置の座標は、
ステージ座標系でのＹ座標をＹ_２＝sinα×β(Ｘ_１−Ｘ０)、
カメラ座標系でのｙ座標をｙ_２＝ｓｉｎα×β（ｘ_１−ｘ_０）＋ｃｏｓα×β（ｙ_１−ｙ_０）＋ｙ_０、
としたが、これに限らず、ステージ座標系におけるＹ_２を、Ｘ_１に代えてステージ座標系の任意のＸ軸の値Ｘ_３とし、そのＸ_３に対して前述の相対角度α、相対倍率βの関係を当てはめたＹ座標の値とし、そのときのカメラ座標系におけるｙ_２を、上記ステージ座標系の値Ｘ_３に対応するカメラ座標系のｘ軸の値ｘ_３とし、ｘ_３に対して前述の相対角度α、相対倍率βの関係を当てはめたｙ座標の値を用いてもよい。

また、画像処理装置１００は、Ｘθステージ３００，５００に対し、Ｙステージを仮想軸として、カメラ１０２，１０４についてのキャリブレーションを行うようにしたが、図１のカメラ１０５，１０６についてはＹステージに対しＸステージを仮想軸として、キャリブレーションを実行することができる。どちらを仮想軸とするかの切り替えは、上述したＵＩによって可能である。

すなわち、Ｘステージ３００およびＹステージ４００と、Ｙステージ４００またはその上の対象物上の目印を画像として得ることが可能なカメラ１０５，１０６に切り替え、Ｙステージ４００が基準位置（第２基準位置）にある時の画像上の目印の位置を示す画像座標空間内基準位置（第２画像座標空間内基準位置）を取得し、Ｙステージ４００が第２基準位置からＹ方向に移動した位置（第２移動位置）にある時の画像上の目印の位置（第２画像座標空間内移動位置）を取得し、Ｙステージ４００が所定位置から仮想的にＸ方向に所定距離移動して仮想位置（第２仮想位置）にあるとした時の、Ｘステージの特性値から想定される画像上の目印の位置（第２画像座標空間内仮想位置）を取得し、第２基準位置、第２移動位置、第２仮想位置、第２画像座標空間内基準位置、第２画像座標空間内移動位置、および第２画像空間内仮想位置を用いてキャリブレーションを行う。

〔ソフトウェアによる実現例〕
画像処理装置１００の制御ブロック（特に処理部１０１）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、画像処理装置１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１位置決めシステム（工業装置）
１０ワーク
１００画像処理装置
１０２，１０４カメラ（撮像装置）
１１３操作部（ＵＩ）
１１４表示部（ＵＩ）
２００モーションコントローラ
３００Ｘステージ（第１ステージ）
４００Ｙステージ（第２ステージ）
５００ θステージ（第３ステージ）
α 相対角度
β 相対倍率

Claims

第１方向に移動する第１ステージと前記第１ステージから独立して第２方向に移動する第２ステージとから構成されるステージ座標系と、前記第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の目印を第１目印の画像として得ることが可能な第１撮像装置のカメラ座標系との位置校正を行う画像処理装置であって、
ステージの機械的な特性値と位置校正パラメータを記憶するメモリと、
前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置と前記特性値とから前記位置校正パラメータを計算する処理部とを備え、
前記処理部は、
前記第１ステージが第１基準位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の第１目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置を取得し、
前記第１ステージが前記第１基準位置から前記第１方向に移動して第１移動位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置を示す第１画像座標空間内移動位置を取得し、
前記第１目印を前記ステージ座標系の第１仮想位置に移動したと仮定した場合、前記メモリ内の前記第２ステージの特性値を用いて、前記第１仮想位置の前記第１目印を仮想的に撮像したら得られる第１画像座標空間内仮想位置を計算し、
前記第１基準位置と前記第１移動位置と前記第１仮想位置と前記第１画像座標空間内基準位置と前記第１画像座標空間内移動位置と前記第１画像座標空間内仮想位置とから第１位置校正パラメータを計算し、
前記第１位置校正パラメータを前記メモリに記憶する画像処理装置。
前記特性値には、前記第１方向に対する前記第２方向の相対角度と、前記第１ステージに対する前記第２ステージの移動量の相対倍率との少なくとも１つが含まれる請求項１に記載の画像処理装置。
前記処理部は、前記第１画像座標空間内基準位置を、前記第１画像座標空間内移動位置の方向に、前記第１画像座標空間内移動位置および前記第１画像座標空間内基準位置間の距離に前記相対倍率を乗算して得られる値だけ進めた位置を画像座標空間内補正位置とし、
前記画像座標空間内補正位置を、前記第１画像座標空間内基準位置を中心として、前記相対角度だけ回転させた位置が、前記第１画像座標空間内仮想位置として計算することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
入力情報を受付ける入力部をさらに有し、
前記入力部は、前記特性値をユーザから受け付けることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記第２ステージ上の目印または前記第２ステージに載置された対象物上の目印を第２目印の画像として得ることが可能な第２撮像装置をさらに含み、
前記処理部は、
前記第２ステージが第２基準位置にある時に前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第２目印の位置を示す第２画像座標空間内基準位置を取得し、
前記第２ステージが前記第２基準位置から前記第２方向に移動して第２移動位置にある時に前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の第２目印の位置を示す第２画像座標空間内移動位置を取得し、
前記メモリ内の前記第１ステージの特性値から計算される第２仮想位置に移動した場合の画像上の前記第２目印の位置を示す第２画像座標空間内仮想位置を計算し、
前記第２基準位置と前記第２移動位置と前記第２仮想位置と前記第２画像座標空間内基準位置と前記第２画像座標空間内移動位置と前記第２画像座標空間内仮想位置とから第２位置校正パラメータを計算し、
前記第２位置校正パラメータを前記メモリに記憶する請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
値を出力する出力部をさらに有し、
前記処理部は、
前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置と前記第１位置校正パラメータとを用いて、前記第１目印のステージ座標系の位置を計算し、
前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第２目印の位置と前記第２位置校正パラメータとを用いて前記第２目印のステージ座標系の位置を計算し、
前記第１目印と前記第２目印とのステージ座標系の差分を計算し、
前記出力部は、当該差分を出力する請求項５に記載の画像処理装置。
値を出力する出力部をさらに有し、
前記処理部は、
前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置と前記第１位置校正パラメータとを用いて、前記第１目印のステージ座標系の位置を計算し、
前記第２撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第２目印の位置と前記第２位置校正パラメータとを用いて前記第２目印のステージ座標系の位置を計算し、
前記出力部は、前記第１目印の位置および前記第２目印の位置を出力する請求項５に記載の画像処理装置。
前記第１ステージと連動し、かつ回転可能な第３ステージをさらに含み、
前記処理部は、
前記第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の目印または前記第３ステージ上の目印または前記第３ステージに載置された対象物上の目印のいずれかの目印を、前記第３ステージが第３基準位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内基準位置を取得し、
前記第３ステージが前記第３基準位置から所定角だけ回転した時の画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内移動位置を取得し、
前記第３画像座標空間内基準位置、前記第３画像座標空間内移動位置、および前記所定角を用いて前記第３ステージの回転中心位置を計算し、
前記回転中心位置を前記メモリに記憶する請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
値を出力する出力部をさらに有し、
前記処理部は、前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の目印の位置から所定の目標位置に移動させるために必要な前記第３ステージの回転角を計算し、
前記出力部は、当該回転角を出力する請求項８に記載の画像処理装置。
第１方向に移動する第１ステージと前記第１ステージから独立して第２方向に移動する第２ステージとから構成されるステージ座標系と、前記第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の第１目印を画像として得ることが可能な第１撮像装置のカメラ座標系との位置校正を、画像処理装置の処理部が実行する位置校正方法であって、
前記処理部が処理するステップは、
前記第１ステージが第１基準位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の第１目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置を取得するステップと、
前記第１ステージが前記第１基準位置から前記第１方向に移動して第１移動位置にある時に前記第１撮像装置を用いて撮像した画像上の前記第１目印の位置を示す第１画像座標空間内移動位置を取得するステップと、
前記第２ステージの特性値から計算される第１仮想位置に移動した場合の画像上の前記第１目印の位置を示す第１画像座標空間内仮想位置を計算するステップと、
前記第１基準位置と前記第１移動位置と前記第１仮想位置と前記第１画像座標空間内基準位置と前記第１画像座標空間内移動位置と前記第１画像座標空間内仮想位置とから第１位置校正パラメータを計算するステップとを含む位置校正方法。
前記第２ステージ上の目印または前記第２ステージに載置された対象物上の目印を画像として得ることが可能な第２撮像装置との第２位置校正に切り替えるステップと、
前記第２ステージが第２基準位置にある時の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内基準位置を取得するステップと、
前記第２ステージが前記第２基準位置から前記第２方向に移動して第２移動位置にある時の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内移動位置を取得するステップと、
前記第１ステージの特性値から計算される第２仮想位置に移動した場合の画像上の目印の位置を示す第２画像座標空間内仮想位置を計算するステップと、
前記第２基準位置、前記第２移動位置、前記第２仮想位置、前記第２画像座標空間内基準位置、前記第２画像座標空間内移動位置、および前記第２画像座標空間内仮想位置を用いて第２位置校正パラメータを計算するステップとを含む請求項１０に記載の位置校正方法。
前記第１ステージと連動し、かつ回転可能な第３ステージを含むステージ座標系と前記第１撮像装置のカメラ座標系との第３位置校正に切り替えるステップと、
前記第３ステージが第３基準位置にある時に、前記第１ステージ上の目印、または前記第１ステージに載置された対象物上の目印、または前記第３ステージ上の目印、または前記第３ステージに載置された対象物上の目印のいずれかの目印を前記第１撮像装置を用いて撮像し、画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内基準位置を取得するステップと、
前記第３ステージが第３基準位置から所定角だけ回転した時の画像上の目印の位置を示す第３画像座標空間内移動位置を取得するステップと、
前記第３画像座標空間内基準位置、前記第３画像座標空間内移動位置、および前記所定角を用いて前記第３ステージの回転中心を計算する第３位置校正を行うステップとを含む請求項１０または１１に記載の位置校正方法。
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の各ステップを処理部に実行させるプログラム。
第１方向に移動する第１ステージと前記第１ステージから独立して第２方向に移動する第２ステージと、前記第１ステージおよび前記第２ステージの動作制御を行う動作制御装置と、第１ステージ上の目印または前記第１ステージに載置された対象物上の目印を画像として得ることが可能な第１撮像装置と、前記画像を処理する画像処理装置とを備えた工業装置であって、
前記画像処理装置は、前記第１ステージが第１基準位置にある時の画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内基準位置と、前記第１ステージが前記第１基準位置から前記第１方向に移動して第１移動位置にある時の画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内移動位置と、第１仮想位置に移動した場合に前記第２ステージの特性値から算出される画像上の目印の位置を示す第１画像座標空間内仮想位置とを用いて前記第１ステージおよび前記第２ステージのステージ座標系と前記第１撮像装置のカメラ座標系との位置校正を行い、この位置校正の結果のステージ座標系の座標を前記動作制御装置に出力する工業装置。