專利名稱：二維測量機及二維測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二維測量機及二維測量方法。
背景技術(shù)：
例如，在液晶顯示面板的生產(chǎn)現(xiàn)場中，進(jìn)行在玻璃基板的表面形成必要的各種膜并將其進(jìn)行圖案化的工序等。此時，為管理玻璃基板的尺寸等而使用二維測量機。特開2003-243453號公報(專利文獻(xiàn)1)中公開有基于現(xiàn)有技術(shù)的二維測量機的一例?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2003-243453號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題圖12表示一般的二維測量機的例子。在此所示的二維測量機100具備用于設(shè)置作為測量對象物的基板的載物臺101、從相對于基板垂直的方向進(jìn)行拍攝的攝像裝置102、 用于使該攝像裝置102向與載物臺101的表面平行的方向相對移動的移動裝置。移動裝置例如為X、Y方向的滑塊103、104等。二維測量機100參考從攝像裝置102得到的圖像并使攝像裝置102的位置與希望的點吻合，將從移動裝置得到的當(dāng)前位置的信息作為坐標(biāo)值輸出ο在某種二維測量機中，為了能夠以高低2種倍率進(jìn)行測量，具備倍率相互不同的2 個攝像系統(tǒng)。圖12所示的二維測量機100也在攝像裝置102內(nèi)具備2個攝像系統(tǒng)。圖13表示放大了攝像裝置102的圖。攝像裝置102具備以與載物臺101的上面相對的方式設(shè)置的1個物鏡111、1個光源113、用于反射光的反射鏡112、114、115、116、鏡筒121、122。在鏡筒121、122的上部設(shè)有受光元件117、118。從光源113射出的光由反射鏡112反射而射向載物臺101上的基板 (未圖示)，由基板反射后，透過反射鏡112由反射鏡114進(jìn)行反射，由此射向反射鏡115、 116。該攝像裝置102可以說具備2個攝像系統(tǒng)。將2個攝像系統(tǒng)分別稱為“第1攝像系統(tǒng)”、“第2攝像系統(tǒng)”。第1攝像系統(tǒng)是包含物鏡111、光源113、反射鏡112、反射鏡114、反射鏡115、鏡筒121及受光元件117的攝像系統(tǒng)。第2攝像系統(tǒng)是包含物鏡111、光源113、 反射鏡112、反射鏡114、反射鏡115、反射鏡116、鏡筒122及受光元件118的攝像系統(tǒng)。攝像裝置102借助于移動裝置沿與載物臺101的上面平行的方向相對移動，由此， 2個攝像系統(tǒng)作為一體的裝置進(jìn)行相對移動。用戶可以選擇在實際拍攝中使用2個攝像系統(tǒng)中的哪一個。在第1攝像系統(tǒng)和第2攝像系統(tǒng)中，前者是由反射鏡115反射，后者是由反射鏡116反射，這一點不同。另外，2個攝像系統(tǒng)中使用的鏡筒不同。由于這些不同，在各攝像系統(tǒng)產(chǎn)生的安裝誤差、尺寸誤差等分別不同，因此，即使攝像裝置102的位置相同，每個攝像系統(tǒng)能夠拍攝的區(qū)域的中心位置也有所不同。如果考慮用戶的便利性，則優(yōu)選的是， 由1個攝像裝置102內(nèi)的任一攝像系統(tǒng)進(jìn)行測量，基板上的同一點也總是作為共同的坐標(biāo)值輸出。為了使用2個攝像系統(tǒng)中的任一個都能夠輸出共同的坐標(biāo)值，二維測量機需要保持由于各攝像系統(tǒng)固有的誤差而在第1攝像系統(tǒng)和第2攝像系統(tǒng)之間產(chǎn)生的相對位置偏差量的信息。因此，在最初設(shè)置二維測量機時，進(jìn)行以下作業(yè)測量第2攝像系統(tǒng)輸出的坐標(biāo)值相對于第1攝像系統(tǒng)輸出的坐標(biāo)值實際上偏差到哪種程度，將該偏差量的信息在二維測量機中作為校正用參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。該校正用參數(shù)也被稱為“初始參數(shù)”，是為了在測量機內(nèi)部自動校正從2個攝像系統(tǒng)得到的測量值而使用的參數(shù)，該校正結(jié)果是，期待即使由第1、第2 任一攝像系統(tǒng)測量，也能夠從同一點總是得到同一坐標(biāo)值。但是，在最初設(shè)置二維測量機時，即使正確地進(jìn)行了上述作業(yè)，實際上長時間使用時，雖然測量值通過校正用參數(shù)進(jìn)行校正，但是通過第1、第2攝像系統(tǒng)得到的坐標(biāo)值還是產(chǎn)生偏差。該現(xiàn)象被認(rèn)為由于地震等影響使得第1、第2攝像系統(tǒng)間的現(xiàn)實的偏差量背離最初設(shè)定的校正用參數(shù)而產(chǎn)生。因此，本發(fā)明的目的在于，提供即使在長時間使用后，即使由第1、第2任一攝像系統(tǒng)測量，也能夠從同一點總是得到同一坐標(biāo)值的二維測量機及二維測量方法。用于解決問題的方案為了實現(xiàn)上述目的，基于本發(fā)明的二維測量方法使用二維測量機，所述二維測量機用于通過由攝像部所具備的具有相互不同的倍率的2個攝像系統(tǒng)中的當(dāng)次選擇的一方攝像系統(tǒng)拍攝基板表面的1個部位來測量平面內(nèi)的上述部位的坐標(biāo)位置，所述二維測量方法包含由上述2個攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于上述基板的表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序；計算通過上述測量的工序得到的上述2個攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序；以及將上述偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后，進(jìn)行上述測量的工序、上述計算的工序、作為上述校正用參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的工序。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后進(jìn)行修正校正用參數(shù)的一連串的工序，因此，即使在設(shè)置同一個二維測量機后長時間連續(xù)使用的情況下，也能夠一邊維持即使由第1、第2任一攝像系統(tǒng)測量也能夠從同一點總是得到同一坐標(biāo)值的狀態(tài)，一邊進(jìn)行二維測量。


圖1是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法的第1流程圖。圖2是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法的第2流程圖。圖3是詳細(xì)表示基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法的一部分的流程圖。圖4是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法中可使用的基準(zhǔn)圖案的第1例的平面圖。圖5是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法中可使用的基準(zhǔn)圖案的第2例的平面圖。圖6是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法中可使用的基準(zhǔn)圖案的第3例的平面圖。圖7是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法中可使用的基準(zhǔn)圖案的第4例的平面圖。圖8是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法中可使用的基準(zhǔn)圖案的第5例的平面圖。圖9是基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法中可使用的基準(zhǔn)圖案的第6例的平面圖。圖10是進(jìn)行基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法的情況的概念圖。圖11是基于本發(fā)明的實施方式2的二維測量機的概念圖。圖12是基于現(xiàn)有技術(shù)的二維測量機的概念圖。圖13是基于現(xiàn)有技術(shù)的二維測量機的局部放大圖。
具體實施例方式(實施方式1)參照圖1 圖3對基于本發(fā)明的實施方式1的二維測量方法進(jìn)行說明。圖1、圖2 表示該二維測量方法的流程圖。如圖1所示，在反復(fù)進(jìn)行測量基板的工序Si中插入修正校正用參數(shù)的工序S2。以更長的跨度看，如圖2所示，每重復(fù)一定片數(shù)的基板測量工序Si，就進(jìn)行修正校正用參數(shù)的工序S2。這樣，定期從工序Sl切換為工序S2的行為可以手動進(jìn)行也可以自動進(jìn)行。圖3表示工序S2的詳細(xì)內(nèi)容。工序S2包含由2個攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于基板表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序S21 ；計算通過上述測量的工序得到的上述2個攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序S22 ；將上述偏差量即上述2個攝像系統(tǒng)間的測量值彼此的偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序S23。將工序S21 S23作為統(tǒng)一的工序稱為工序S2。本實施方式的二維測量方法使用二維測量機，所述二維測量機用于通過由攝像部所具備的具有相互不同的倍率的2個攝像系統(tǒng)中的當(dāng)次選擇的一方攝像系統(tǒng)拍攝基板的表面的1個部位來測量平面內(nèi)的上述部位的坐標(biāo)位置，所述二維測量方法包含由上述2個攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于上述基板的表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序S21 ； 計算通過上述測量的工序S21得到的上述2個攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序S22 ； 以及將上述偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序S23，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)(工序Si)前或后，進(jìn)行上述測量的工序S21、上述計算的工序S22、作為上述校正用參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的工序S23。本實施方式的二維測量方法中，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)(工序 Si)前或后，進(jìn)行包含工序S21 S23的工序S2即修正校正用參數(shù)的工序，因此，即使在將同一個二維測量機在設(shè)置后長時間連續(xù)使用的情況下，也能夠一邊維持即使由第1、第2的任一攝像系統(tǒng)進(jìn)行測量也能夠從同一點總是得到同一坐標(biāo)值的狀態(tài)，一邊進(jìn)行二維測量。本實施方式的二維測量方法中，在工序S21中通過各攝像系統(tǒng)測量從設(shè)于基板的表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值，對于該情況下的“基準(zhǔn)圖案”以下進(jìn)行詳細(xì)敘述。本實施方式的二維測量方法中，優(yōu)選上述基準(zhǔn)圖案包含向上下方向延伸的相互平行的2邊和向左右方向延伸的相互平行的2邊。即，作為優(yōu)選的形狀考慮如圖4 圖9所示的各種形狀。任何形狀都包含向上下方向延伸的相互平行的2邊和向左右方向延伸的相互平行的2邊。優(yōu)選這樣的條件是因為利用上下左右的平行的2邊容易準(zhǔn)確地求得基準(zhǔn)點。關(guān)注圖5所示的基準(zhǔn)圖案1，對工序S21的作業(yè)內(nèi)容的詳情進(jìn)行說明。首先，由選擇的1個攝像系統(tǒng)拍攝該基準(zhǔn)圖案1，捕捉向上下方向延伸的相互平行的2邊31、32。求得邊31、32的位置的X坐標(biāo)值，作為將兩者相加除以2得到的值求得中心線35的X坐標(biāo)值。接著，捕捉向左右方向延伸的相互平行的2邊33、34。求得邊33、34的位置的Y坐標(biāo)值，作為將兩者相加除以2得到的值求得中心線36的Y坐標(biāo)值。這樣能夠得到基準(zhǔn)圖案1的縱橫的中心線35、36彼此的交點即中心點37的X、Y坐標(biāo)值。該中心點37 相當(dāng)于“從設(shè)于基板的表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點”。通過各攝像系統(tǒng)這樣求得基準(zhǔn)點的 Χ、Υ坐標(biāo)值。將由第1攝像系統(tǒng)求得的基準(zhǔn)點的X、Y坐標(biāo)值稱作(Χ 1、Υ1)，將由第2攝像系統(tǒng)求得的基準(zhǔn)點的X、Y坐標(biāo)值稱作(Χ2、Υ》稱。在工序S22中，求得由第1攝像系統(tǒng)求得的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值(XI、Yl)和由第2攝像系統(tǒng)求得的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值(Χ2、Υ2)之差。即計算(Xa, Ya) = (Χ2-Χ1、Υ2-Υ1)。在工序S23中，將該(Xa、Ya)作為校正用參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。另外，本實施方式的二維測量方法中，上述測量的工序S21通常如圖10例示，將由攝像部拍攝的區(qū)域51顯示于顯示裝置52，作業(yè)者53通過一邊視覺識別顯示裝置52 —邊操作拍攝位置，進(jìn)行確定應(yīng)為基準(zhǔn)圖案的基準(zhǔn)的邊的作業(yè)。即，上述測量的工序S21是一邊由作業(yè)者53視覺識別將由上述攝像部拍攝的區(qū)域51顯示在顯示裝置52所得的圖像一邊進(jìn)行的工序，優(yōu)選與在上述顯示裝置52顯示由上述攝像部拍攝的區(qū)域時可同時顯示的上述拍攝的區(qū)域的縱橫各邊的長度Dx、Dy相比，上述基準(zhǔn)圖案的縱橫各方向的尺寸Px、Py各自為1/4倍以上2/3倍以下。這是因為，如果這樣形成，則作業(yè)者在顯示裝置52的畫面內(nèi)容易捕捉基準(zhǔn)圖案，容易進(jìn)行求得基準(zhǔn)點的作業(yè)。(實施方式2)參照圖11，對基于本發(fā)明的實施方式2的二維測量機進(jìn)行說明。本實施方式的二維測量機200具備用于設(shè)置具有主表面的基板的載物臺101 ；用于從與上述主表面垂直的方向拍攝設(shè)置于上述載物臺的上述基板的作為攝像部的攝像裝置102 ；以及用于檢測由上述攝像部拍攝的部位在上述主表面上的二維的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)導(dǎo)出部211，上述攝像部包含第1倍率的第1攝像系統(tǒng)、和比上述第1倍率更高倍率的第2 倍率的第2攝像系統(tǒng)，上述坐標(biāo)導(dǎo)出部包含用于將上述第1攝像系統(tǒng)和上述第2攝像系統(tǒng)之間的測量值彼此的偏差量作為校正用參數(shù)來保持的參數(shù)保持部212。而且，該二維測量機 200具備控制部213，所述控制部213用于在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后使如下工序自動地進(jìn)行由上述第1、第2攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于上述主表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序S21 ；計算通過上述測量的工序得到的上述第1、第2攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序S22 ；以及將上述偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序S23。工序S21 S23是如實施方式1中說明的工序。關(guān)于設(shè)于基板的主表面的基準(zhǔn)圖案，詳情如實施方式1中說明。
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滑塊103、104為氣動滑塊。載物臺101是上面由玻璃形成的載物臺。攝像裝置 102所具備的第1、第2攝像系統(tǒng)具有顯微鏡功能。第1、第2攝像系統(tǒng)例如也可以是用于分別以15倍和40倍的倍率拍攝的攝像系統(tǒng)。本實施方式的二維測量機中，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后， 進(jìn)行工序S21 S23即修正校正用參數(shù)的工序，因此，即使在將同一個二維測量機在設(shè)置后長時間連續(xù)使用的情況下，也能夠一邊維持即使由第1、第2任一攝像系統(tǒng)測量也能夠從同一點總是得到同一坐標(biāo)值的狀態(tài)，一邊進(jìn)行二維測量。另外，本次公開的上述實施方式是以全部的點例示，不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是上述的說明而是由權(quán)利要求表示，包含與權(quán)利要求均等的意思及其范圍內(nèi)的全部的變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可利用于二維測量機及二維測量方法。附圖標(biāo)記說明1基準(zhǔn)圖案；31、32、33、；34邊；35、36中心線；37中心點；51區(qū)域；52顯示裝置； 53作業(yè)者;100、200 二維測量機；101載物臺；102攝像裝置；103、104滑塊；111物鏡；112、 114、115、116反射鏡；113光源；117,118受光元件；121,122鏡筒；211坐標(biāo)導(dǎo)出部；212參數(shù)保持部；213控制部。
權(quán)利要求
1.一種二維測量方法，使用二維測量機，所述二維測量機用于通過由攝像部所具備的具有相互不同的倍率的2個攝像系統(tǒng)中的當(dāng)次選擇的一方攝像系統(tǒng)拍攝基板表面的1個部位來測量平面內(nèi)的上述部位的坐標(biāo)位置，所述二維測量方法包含由上述2個攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于上述基板的表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序(S21)；計算通過上述測量的工序得到的上述2個攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序 (S22)；以及將上述偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序(S23)，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后，進(jìn)行上述測量的工序(S21)、上述計算的工序(S22)、作為上述校正用參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的工序(S23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維測量方法，上述基準(zhǔn)圖案包含向上下方向延伸的相互平行的2邊和向左右方向延伸的相互平行的2邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維測量方法，上述測量的工序是作業(yè)者一邊視覺識別將由上述攝像部拍攝的區(qū)域顯示于顯示裝置所得的圖像一邊進(jìn)行的，與在將由上述攝像部拍攝的區(qū)域顯示于上述顯示裝置時能同時顯示的上述拍攝的區(qū)域的縱橫各邊的長度相比，上述基準(zhǔn)圖案的縱橫各方向的尺寸各自為1/4倍以上2/3倍以下。
4.一種二維測量機，具備用于設(shè)置具有主表面的基板的載物臺(101)；用于從與上述主表面垂直的方向拍攝設(shè)置于上述載物臺的上述基板的攝像部；以及用于檢測由上述攝像部拍攝的部位在上述主表面上的二維的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)導(dǎo)出部 (211)；上述攝像部包含第1倍率的第1攝像系統(tǒng)和比上述第1倍率更高倍率的第2倍率的第 2攝像系統(tǒng)，上述坐標(biāo)導(dǎo)出部包含用于將上述第1攝像系統(tǒng)和上述第2攝像系統(tǒng)之間的測量值彼此的偏差值作為校正用參數(shù)來保持的參數(shù)保持部012)，而且，上述二維測量機具備控制部013)，所述控制部(21 用于在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后使如下工序自動地進(jìn)行由上述第1、第2攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于上述主表面的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序；計算通過上述測量的工序得到的上述第1、第2攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序；以及將上述偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序。
全文摘要
二維測量方法使用二維測量機，所述二維測量機用于通過由攝像部所具備的具有相互不同的倍率的2個攝像系統(tǒng)中的當(dāng)次選擇的一方攝像系統(tǒng)拍攝基板表面的1個部位來測量上述部位的坐標(biāo)位置，二維測量方法包含由上述2個攝像系統(tǒng)分別測量從設(shè)于上述基板的基準(zhǔn)圖案得到的基準(zhǔn)點的坐標(biāo)值的工序(S21)；計算通過上述測量的工序得到的上述2個攝像系統(tǒng)的測量值彼此的偏差量的工序(S22)；以及將上述偏差量設(shè)定為校正用參數(shù)的工序(S23)，在每進(jìn)行一定片數(shù)的上述基板的測量作業(yè)前或后，進(jìn)行上述工序(S 21)、上述工序(S22)、上述工序(S23)。
文檔編號G01B11/00GK102365521SQ20108001392
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者布施大輔, 足立伸夫 申請人:夏普株式會社, 株式會社V技術(shù)