(57)【要約】【課題】基板の位置決めマークを撮像する際に適当な明るさになるように照明を制御することができるアライメント用照明装置および照明方法を提供する。【解決手段】アライメント用照明装置は、光照射部と、撮像部と、制御部とを備える。光照射部は、基板に光を照射する。撮像部は、基板に付された位置決めマークを含む画像を撮像する。制御部は、光照射部によって照射される光量を制御する。また、制御部は、生成部と、選出部と、制御実行部とを含む。生成部は、撮像部によって撮像された画像について、各画素の明暗の度合いを示す明暗値の度数分布を生成する。選出部は、度数分布において、画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲内で当該範囲を複数の領域に分割したとき、度数の総和が最大となる度数最大領域を選出する。制御実行部は、度数最大領域と所定の規定範囲との関係に基づいて、光照射部の光量を制御する。【選択図】図１
2008158725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のアライメントに用いるアライメント用照明装置であって、
前記基板に光を照射する光照射部と、
前記基板に付された位置決めマークを含む画像を撮像する撮像部と、
前記光照射部によって照射される光量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記撮像部によって撮像された画像について、各画素の明暗の度合いを示す明暗値の度数分布を生成する生成部と、
前記度数分布において、前記画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲内で当該範囲を複数の領域に分割したとき、度数の総和が最大となる度数最大領域を選出する選出部と、
前記度数最大領域と所定の規定範囲との関係に基づいて、前記光照射部の光量を制御する制御実行部とを含む、アライメント用照明装置。
【請求項２】
前記明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示し、
前記選出部は、前記明暗値が所定値以上となる範囲を、前記背景部分を表す範囲または位置決めマークを表す範囲として設定する、請求項１に記載のアライメント用照明装置。
【請求項３】
前記選出部は、前記明暗値が所定値以上となる範囲を、度数が極小値をとる箇所で複数の領域に分割し、分割された領域から前記度数最大領域を選出する、請求項１に記載のアライメント用照明装置。
【請求項４】
前記明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示し、所定の最小限度値から最大限度値までの値をとり得るものであり、
前記選出部は、前記最大限度値の度数を当該最大限度値よりも１小さい値の度数に置き換えた度数分布を示す曲線に対して平滑化処理を行い、平滑化処理を行った曲線に基づいて分割を行う、請求項３に記載のアライメント用照明装置。
【請求項５】
前記選出部は、前記明暗値が所定値以上となる範囲を所定数以下の領域に分割する、請求項３に記載のアライメント用照明装置。
【請求項６】
前記明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示し、
前記制御実行部は、前記度数最大領域のうちで度数が最大となる明暗値が前記規定範囲よりも大きい場合には光量を減少させ、当該明暗値が前記規定範囲よりも小さい場合には光量を増加させ、当該明暗値が前記規定範囲内である場合には光量を維持する、請求項１に記載のアライメント用照明装置。
【請求項７】
前記撮像部は、前記制御部によって光量が変更される度に画像を撮像し、
前記制御部は、前記度数最大領域のうちで度数が最大となる明暗値が前記規定範囲内となるまで光量の制御を繰り返す、請求項６に記載のアライメント用照明装置。
【請求項８】
前記制御実行部は、前記明暗値が所定値以上となる範囲内における度数の最大値が所定値よりも小さい場合には光量を増加させる、請求項１に記載のアライメント用照明装置。
【請求項９】
前記明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示し、所定の最小限度値から最大限度値までの値をとり得るものであり、
前記制御実行部は、前記明暗値が所定値以上となる範囲内の度数の総和に対する最大限度値の度数の割合が所定の割合よりも大きい場合には光量を減少させる、請求項１に記載のアライメント用照明装置。
【請求項１０】
基板のアライメントに用いる照明の制御方法であって、
前記基板に付された位置決めマークを含む画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像された画像について、各画素の明暗の度合いを示す明暗値の度数分布を生成する生成ステップと、
前記度数分布において、前記画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲内で当該範囲を複数の領域に分割したとき、度数の総和が最大となる度数最大領域を選出する選出ステップと、
前記度数最大領域と所定の規定範囲との関係に基づいて、前記照明の前記光量を制御する制御実行ステップとを備える、照明制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板のアライメントに用いられる照明装置および照明方法に関し、より特定的には、基板に付されたアライメントマークが正確に撮像されるように照明を調整する照明装置および照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に付された位置決めマーク（アライメントマーク）を用いて基板のアライメントが行われている。また、位置決めマークを正確に認識（撮像）すべく、位置決めマークを撮像する際の照明を調整する方法が考えられている。特許文献１に記載の方法では、最初に撮像された画像において位置決めマークが認識されないなどの理由で異常と判断されると、照明の光量を変更して複数の画像を撮像する。そして、撮像された各画像における位置決めマークの面積と予め決められている面積との一致度、および、位置決めマークのエッジ近傍のプリント基板と位置決めマークとのコントラスト差によって点数を付けて重み付けを行う。その結果、最も高い点数の光量を最適値として照明の調整を行っている。
【特許文献１】特開２００６−１８６０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている従来の基板認識処理方法においては、位置決めマークの面積ならびに位置決めマークのエッジ近傍のプリント基板と位置決めマークとのコントラスト差について、予め適切な値をそれぞれ決定し、準備しておく必要があった。しかも、位置決めマークの面積の一致度とコントラスト差のみが考慮されており、画像全体の明暗の度合いは考慮されていなかった。ここで、画像が全体として明るすぎたり、または暗すぎたりする場合には位置決めマークを正しく認識できないおそれがあるが、従来の基板認識処理方法においては、このような場合を検知することができなかった。その結果、このような場合には適切な光量となるように照明を制御することができなかった。
【０００４】
それ故に、本発明は、位置決めマークの面積や位置決めマークのエッジ近傍のプリント基板と位置決めマークとのコントラスト差についての適切な値の決定などの事前準備を必要とせず、基板の位置決めマークを撮像する際に適当な明るさになるように照明を制御することができるアライメント用照明装置および照明方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
第１の発明においては、基板のアライメントに用いるアライメント用照明装置である。アライメント用照明装置は、光照射部と、撮像部と、制御部とを備える。光照射部は、基板に光を照射する。撮像部は、基板に付された位置決めマークを含む画像を撮像する。制御部は、光照射部によって照射される光量を制御する。また、制御部は、生成部と、選出部と、制御実行部とを含む。生成部は、撮像部によって撮像された画像について、各画素の明暗の度合いを示す明暗値の度数分布を生成する。選出部は、度数分布において、画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲内で当該範囲を複数の領域に分割したとき、度数の総和が最大となる度数最大領域を選出する。制御実行部は、度数最大領域と所定の規定範囲との関係に基づいて、光照射部の光量を制御する。
【０００６】
第２の発明においては、明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示す。選出部は、明暗値が所定値以上となる範囲を、背景部分を表す範囲または位置決めマークを表す範囲として設定する。
【０００７】
第３の発明においては、選出部は、明暗値が所定値以上となる範囲を、度数が極小値をとる箇所で複数の領域に分割し、分割された領域から度数最大領域を選出する。
【０００８】
第４の発明においては、明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示し、所定の最小限度値から最大限度値までの値をとり得るものである。選出部は、最大限度値の度数を当該最大限度値よりも１小さい値の度数に置き換えた度数分布を示す曲線に対して平滑化処理を行い、平滑化処理を行った曲線に基づいて分割を行う。
【０００９】
第５の発明においては、選出部は、明暗値が所定値以上となる範囲を所定数以下の領域に分割する。
【００１０】
第６の発明においては、明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示す。制御実行部は、度数最大領域のうちで度数が最大となる明暗値が規定範囲よりも大きい場合には光量を減少させ、当該明暗値が規定範囲よりも小さい場合には光量を増加させ、当該明暗値が規定範囲内である場合には光量を維持する。
【００１１】
第７の発明においては、撮像部は、制御部によって光量が変更される度に画像を撮像する。制御部は、度数最大領域のうちで度数が最大となる明暗値が規定範囲内となるまで光量の制御を繰り返す。
【００１２】
第８の発明においては、制御実行部は、明暗値が所定値以上となる範囲内における度数の最大値が所定値よりも小さい場合には光量を増加させる。
【００１３】
第９の発明においては、明暗値は、画素が明るいほど大きい値を示し、所定の最小限度値から最大限度値までの値をとり得るものである。制御実行部は、明暗値が所定値以上となる範囲内の度数の総和に対する最大限度値の度数の割合が所定の割合よりも大きい場合には光量を減少させる。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は以下のステップを採用した。
第１０の発明においては、基板のアライメントに用いる照明の制御方法である。照明制御方法は、撮像ステップと、生成ステップと、選出ステップと、制御実行ステップとを備える。撮像ステップは、基板に付された位置決めマークを含む画像を撮像する。生成ステップは、撮像された画像について、各画素の明暗の度合いを示す明暗値の度数分布を生成する。選出ステップは、度数分布において、前記画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲内で当該範囲を複数の領域に分割したとき、度数の総和が最大となる度数最大領域を選出する。制御実行ステップは度数最大領域と所定の規定範囲との関係に基づいて、前記照明の前記光量を制御する。
【００１５】
なお、上記の発明は、上記アライメント用照明装置において行われるアライメント用照明方法の形態で提供されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲の大部分が明るすぎないか、暗すぎないかを、判定することによって、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。
【００１７】
第２の発明によれば、画像の背景部分または位置決めマークを正確に抽出することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、度数分布を分布の山の部分に対応する領域に分割することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、グレイ値２５５の度数値をグレイ値２５４の度数値に置き換えることで、スムージング処理を行った場合に、度数分布の曲線が不正確に変換されてしまうことを防止することができる。その結果、スムージング処理を行うことによって、適切な数の極小点を算出することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、分割数を所定数以下にすることで、明暗値が所定値以上となる範囲の大部分が適正な明るさとなるように制御することができる。
【００２１】
第６の発明によれば、撮像された画像が明るすぎる場合は、照明が暗くなるように制御され、撮像された画像が暗すぎる場合は、照明が暗くなるように制御されので、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。また、撮像された画像が、明るすぎないまたは暗すぎない、つまり適正な場合には、照明の光量を維持することで、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。
【００２２】
第７の発明によれば、明暗値が所定値以上となる範囲の大部分が適切な明るさとなるまで、光量の調整が繰り返して行われるので、最終的にはアライメントマークの認識に適した明るさの画像を取得することができる。
【００２３】
第８の発明によれば、撮像された画像が暗すぎる場合には、照明が明るくなるように制御されることで、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。
【００２４】
第９の発明によれば、撮像された画像が明るすぎる場合には、照明が暗くなるように制御されることで、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。
【００２５】
第１０の発明によれば、画像のうちの明暗値が所定値以上となる範囲が明るすぎないか、暗すぎないかを、判定することによって、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態に係るアライメント用照明装置（以下、単に照明装置と呼ぶ。）について説明する。図１は、本実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。図１において、照明装置は、撮像部１、載置台２、制御部３、および光照射部４を備える。本照明装置は、基板のアライメントを行う際に用いられるものであり、基板に対して光を照射するとともに基板の画像を撮像するものである。なお、本実施形態では、撮像された画像を用いて基板のアライメントが行われた後、基板に対して所定の処理（例えば基板に所定のパターンを形成する処理や、プリント基板に部品を実装する処理等）が行われる。
【００２７】
載置台２は、アライメントの対象となる基板Ｓをその上面に載置するものである。載置台２は、基板のアライメントを行うために、図示しない移動手段によって水平方向（図１に示すｘ軸およびｙ軸方向）に平行移動および／または回転可能である。
【００２８】
撮像部１は、可視光線を取得する一般的なカメラであり、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などを利用したカメラである。撮像部１は、載置部２の上方空間に設置され、載置部２の上面に載置される基板Ｓを撮像する。なお、基板Ｓにはアライメントマークが付されている。撮像部１は、アライメントマークが画像内に含まれるように基板Ｓを撮像する。
【００２９】
図２は、撮像部１によって撮像される画像の一例を示す図である。図２に示されるように、撮像された画像には、アライメントマーク５および背景（基板）６の画像が含まれる。また、本実施形態では、アライメントマーク５の部分が相対的に暗い（濃い）色で表され、背景６の部分が相対的に明るい（薄い）色で表される。なお、この逆に、アライメントマーク５の部分が相対的に明るい（薄い）色で表され、背景６の部分が相対的に暗い（濃い）色で表されてもよい。また、アライメントマーク５は、図２の例では、円形であるが、四角形などどのような形状であってよい。
【００３０】
図１の説明に戻り、制御部３は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される情報処理装置である。制御部３は、撮像部１、載置台２、および光照射部４に接続されており、照明装置全体の動作等を制御する。
【００３１】
光照射部４は、載置台２の上面に載置された基板Ｓに対して光を照射する光源であり、例えば発光ダイオードまたは白熱灯などである。光照射部４は、載置台２の上方空間に配設される。
【００３２】
次に、図３〜図１１を参照して、以上のように構成される照明装置における動作について説明する。図３および図４は、照明装置における照明制御処理の流れを示すフローチャートである。この照明制御処理は、例えば、基板Ｓが新たに載置台２に載置されたことに応じて開始される。これによって、基板Ｓのアライメントを行う度に照明制御処理が実行されることとなる。動作開始時において、制御部３は、予め定められた光量で光照射部４に基板Ｓを照射させる。その後、ステップＳ１の処理が実行される。
【００３３】
ステップＳ１において、制御部３は、撮像部１に画像を撮像する指示を行い、撮像部１によって撮像された画像（画像データ）を取得する。さらに、取得された画像のグレイ値に関する度数分布（ヒストグラム）を作成する。すなわち、制御部３は、画像の各画素のグレイ値を算出し、グレイ値と、当該グレイ値をとる画素の数（度数）との関係を示す度数分布を作成する。なお、グレイ値とは色の濃淡を数値化したもので、本実施形態では０から２５５の２５６階調で表される。
【００３４】
図５は、度数分布のグラフの一例を示す図である。図５に示すグラフにおいては、横軸がグレイ値を示し、縦軸が各グレイ値をとる画素の数（度数）を示す。ここで、上述したように、撮像された画像においては、図２図示の例では、アライメントマーク５の部分が相対的に暗い色で表され、背景６の部分が相対的に明るい色で表される。したがって、図５に示されるように、グレイ値が低い方に分布している山がアライメントマーク５の部分に相当し、グレイ値が高い方に分布している山が背景６の部分に相当する。なお、一般的には、背景６の部分に相当する分布は、複数（２つまたは３つ程度）の山（極大値）を有する形状となることが多い。また、上述のように、アライメントマーク５の部分が相対的に明るい色で表され、背景６の部分が相対的に暗い色で表される場合もある。この場合、図５において、グレイ値が低い方に分布している山が背景６の部分に相当し、グレイ値が高い方に分布している山がアライメントマーク５の部分に相当する。以下、本実施例では、アライメントマーク５の部分が相対的に暗い色で表され、背景６の部分が相対的に明るい色で表される場合について説明する。
【００３５】
続くステップＳ２において、制御部３は、作成された度数分布から、グレイ値が所定の閾値Ａ以上の範囲を抽出する。図６に、図５に示した度数分布からステップＳ２の処理によって抽出された度数分布のグラフを示す。ここで、閾値Ａは、撮像された画像のアライメントマークの部分を表すグレイ値と、背景の部分を表すグレイ値との境界値であり、本実施形態では、例えば８０に設定される。つまり、ステップＳ２の処理は、作成された度数分布のうちから、撮像された画像のうちの背景の部分に相当する範囲を抽出する処理である。なお、上述のように、アライメントマーク５の部分が相対的に明るい色で表され、背景６の部分が相対的に暗い色で表される場合には、ステップＳ２の処理では、作成された度数分布のうちから、撮像された画像のうちのアライメントマークの部分に相当する範囲を抽出する。以降のステップＳ３〜１７では、ステップＳ２で抽出された範囲の度数分布を用いて処理が行われる。つまり、以降のステップＳ３〜１７では、撮像された画像のうちの背景の部分に相当する度数分布を用いて処理が行われる。以下では、ステップＳ２で抽出された度数分布の範囲を、「対象範囲」と呼ぶ。
【００３６】
続くステップＳ３において、制御部３は、対象範囲の度数分布のうちで、度数の最大値（ピーク度数値Ｐ１。図６参照。）を導出する。続くステップＳ４において、制御部３は、ステップ３で算出されたピーク度数値Ｐ１が所定の度数値Ｐ２（図６参照）より大きいか否かを判定する。ステップＳ４の判定は、対象範囲に属する画像部分、この例では画像の背景部分が全体として暗すぎないか否かを判定するための処理である。判定の結果、ピーク度数値Ｐ１が所定の度数値Ｐ２より小さい（ステップＳ４においてＮｏ）場合には、画像の背景部分が全体的に暗すぎると判定し、処理はステップＳ５に進む。一方、ピーク度数値Ｐ１が所定の度数値Ｐ２より大きい（ステップＳ４においてＹｅｓ）場合には、処理は後述するステップＳ６に進む。
【００３７】
ステップＳ５において、制御部３は、光量不足であると判断し、所定量だけ光量を上げるように光照射部４を制御する。ステップＳ５の後、上記ステップＳ１に戻り、処理を繰り返す。以上のように、本実施形態では、対象範囲に属する画像部分の度数の最大値（ピーク度数値Ｐ１）が所定値（Ｐ２）よりも小さい場合、すなわち、撮像された画像が全体として暗すぎる場合には、照明が明るくなるように制御される。撮像された画像が全体として暗すぎる場合には、アライメントマーク５と背景６とのコントラストの差がないためにアライメントマーク５を正確に識別することができず、アライメントを正確に行うことができないからである。
【００３８】
一方、ステップＳ６において、制御部３は、対象範囲の度数分布における度数の合計値（合計度数値）Ｐ３を算出する。合計度数値Ｐ３は、対象範囲（グレイ値が閾値Ａ〜２５５の範囲）の度数分布の曲線とグラフの横軸とで囲まれる部分（斜線部分）の面積である（図６参照）。
【００３９】
続くステップＳ７において、制御部３は、対象範囲の度数分布において、上記合計度数値Ｐ３に対する、グレイ値が２５５である部分の度数の割合が、所定の割合以上であるか否かを判定する。上記所定の割合は予め定められており、本実施形態では例えば１０％である。ステップＳ７の判定は、対象範囲に属する画像部分において明るすぎる部分が多すぎないか否かを判定するための処理である。判定の結果、合計度数値Ｐ３に対するグレイ値が２５５である部分の度数値の割合が所定の割合以上である（ステップＳ７においてＹｅｓ）場合、対象範囲に属する画像部分において明るすぎる部分が多すぎる（背景部分が明るすぎる）と判定し、処理はステップＳ８に進む。一方、合計度数値Ｐ３に対するグレイ値が２５５である部分の度数値の割合が所定の割合よりも小さい（ステップＳ７においてＮｏ）場合、処理は後述するステップＳ９に進む。
【００４０】
ステップＳ８において、制御部３は、光量過大であると判断し、所定量だけ光量を下げるように光照射部４を制御する。ステップＳ８の後、上記ステップＳ１に戻り、制御部３は処理を繰り返す。以上のように、本実施形態では、対象範囲に属する画像部分の度数の総和（合計度数値Ｐ３）に対する最大限度値（グレイ値＝２５５）の度数の割合が所定の割合よりも大きい場合には、照明が暗くなるように制御される。撮像された画像が全体として明るすぎる場合も、暗すぎる場合と同様、アライメントマーク５と背景６とのコントラストの差がないためにアライメントマーク５を正確に識別することができず、アライメントを正確に行うことができないからである。
【００４１】
以上に示したステップＳ１〜Ｓ８の処理により、上述したように、撮像された画像が、明るすぎたりまたは暗すぎたりした場合には光照射部４による照明の光量が適宜変更されることとなる。以降のステップＳ９〜Ｓ１３では、対象範囲の度数分布が複数の領域に分割され、分割された領域から、度数の総和が最大となる領域（度数最大領域）を選出する処理が行われる。以下、詳細を説明する。
【００４２】
まず、ステップＳ９において、制御部３は、対象範囲の度数分布においてグレイ値２５５の度数値をグレイ値２５４の度数値に置き換える。ここで、本実施形態ではグレイ値を０〜２５５の範囲で表すため、明るすぎる部分のグレイ値はすべて２５５として表される。そのため、図７に示すように、度数分布におけるグレイ値＝２５５の部分が尖鋭的になることがある。このとき、次のステップＳ１０で行われるスムージング処理を行った場合に、度数分布の曲線が不正確に変換されてしまうおそれがある。ステップＳ９の処理は、このような不正確な変換を防止するために実行される。
【００４３】
続くステップＳ１０において、制御部３は、ステップＳ９で得られた度数分布の曲線のスムージング処理を行う。なお、スムージング処理は、例えばガウシアンフィルタを用いて行われる。さらに、制御部３は、スムージング処理済みの度数分布の曲線について、極小点となるグレイ値（極小点グレイ値）を算出する。なお、極小点が複数ある場合は、各極小点に対応するグレイ値をすべて算出する。以上のように、スムージング処理を行うことによって、不要な極小点（度数分布曲線の小さな谷の部分）を無視して、極小点を算出することができる。
【００４４】
続くステップＳ１１において、制御部３は、対象範囲を複数に（ここでは２つに）分割する。具体的には、まず、ステップＳ１０で算出された極小点グレイ値のうちから１つを、分割値Ｔとして選出する（図８参照）。本実施形態では、上記閾値Ａに最も近い極小点グレイ値が分割値Ｔとして選出される。次に、対象範囲を分割値Ｔで分割する。図８は、図６に示す度数分布がステップＳ１２で分割された場合を示す図である。図８に示すように、対象範囲（グレイ値＝Ａ〜２５５）は、グレイ値がＡ〜Ｔの領域１１と、グレイ値Ｔ〜２５５の領域１２に分割される。上述したように、対象範囲の度数分布は複数の山（極大値）を有する形状となるので、ステップＳ１１によって対象範囲の度数分布は山毎に分割される。
【００４５】
続くステップＳ１２において、制御部３は、対象範囲を分割した各領域から、上記度数最大領域を選出する。上述したように、度数最大領域とは、度数の総和（領域内の度数分布曲線と横軸とで囲まれる面積）が最大となる領域である。ステップＳ１２の処理によって、対象範囲をグレイ値の大きさによって２つに分けたときの、面積が大きい方の部分が選出されたこととなる。
【００４６】
続くステップＳ１３において、制御部３は、度数最大領域において後述の度数値をとるグレイ値Ｇを特定する。図８の例で言えば、領域１１が度数最大領域として選出され、さらに、領域１１において後述のグレイ値Ｇが特定される。以下では、ステップＳ１３で特定されるグレイ値を特定グレイ値と呼ぶ。
【００４７】
ここで、本実施形態においては、ステップＳ１３では、度数最大領域において２番目に大きい度数値を特定グレイ値Ｇとして特定する。この理由は、最大度数領域においてグレイ値が２５５に対応する度数が最大である場合（例えば、図７に示す度数分布）に、２５５のグレイ値を特定グレイ値Ｇとして特定しないようにするためである。ステップＳ１３では、度数最大領域の山の頂点を特定することが目的であるので、２５５のグレイ値が特定されることは適切ではない。また、図８に示す領域１１のように、最大度数領域がグレイ値が２５５の部分を含まない場合には、最大度数領域における度数分布は山型になるので、２番目に大きい度数値に対応するグレイ値は、真に最大の度数値に対応するグレイ値を１だけ増加または減少した値となる。つまり、グレイ値が２５５の部分が最大度数領域に含まない場合には２番目に大きい度数値を特定グレイ値としても大きな誤差はないので、問題にはならない。以上の理由で、本実施形態では、ステップＳ１３において、度数最大領域において２番目に大きい度数値に対応するグレイ値を特定する。
【００４８】
なお、他の実施形態においては、ステップＳ１３において、まず、度数最大領域において真に最大の度数値をとるグレイ値を特定するようにし、特定されたグレイ値が“２５５”であった場合には、２番目に大きい度数値に対応するグレイ値を特定し直すようにしてもよい。また、グレイ値が“２５５”の部分を度数最大領域から除外した後、最大の度数値に対応するグレイ値を特定するようにしてもよい。
【００４９】
続くステップＳ１４において、制御部３は、特定グレイ値Ｇが規定範囲より大きい（規定範囲の上限値より大きい）か否かを判定する。ここで、規定範囲は、予め定められており、本実施形態では、例えばグレイ値が１１０〜２３０の範囲である（図９〜図１１参照）。ステップＳ１４は、規定範囲に対して上記度数最大領域が、グレイ値が大きい側にずれすぎていないか否かを判定するための処理である。判定の結果、特定グレイ値が規定範囲より大きい（ステップＳ１４においてＹｅｓ）場合、処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、制御部３は、光量過大であると判断し、所定量だけ光量を下げるように光照射部４を制御する。ステップＳ１５の後、上記ステップＳ１に戻り、制御部３は処理を繰り返す。一方、ステップＳ１４の判定の結果、特定グレイ値が規定範囲以下である（ステップＳ１４においてＮｏ）場合、処理はステップＳ１６に進む。
【００５０】
ステップＳ１６において、制御部３は、特定グレイ値が上記規定範囲より小さい（規定範囲の下限値より小さい）か否かを判定する。ステップＳ１６は、規定範囲に対して上記度数最大領域が、グレイ値が小さい側にずれすぎていないか否かを判定するための処理である。判定の結果、特定グレイ値が規定範囲より小さい（ステップＳ１６においてＹｅｓ）場合、処理はステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、制御部３は、光量不足であると判断し、所定量だけ光量を上げるように光照射部４を制御する。ステップＳ１７の後、上記ステップＳ１に戻り、制御部３は処理を繰り返す。一方、ステップＳ１６の判定の結果、特定グレイ値が規定範囲以上である（ステップＳ１６においてＮｏ）場合、制御部３は照明制御処理を終了する。
【００５１】
以上のステップＳ１４〜Ｓ１７の処理において、例えば、特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも大きい場合（ステップＳ１４でＹｅｓ。図９参照）、照明の光量が減少される（ステップＳ１５）。また、特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも小さい場合（ステップＳ１６でＹｅｓ。図１０参照）、照明の光量が増加される（ステップＳ１７）。また、特定グレイ値Ｇが規定範囲内となる場合（ステップＳ１４およびＳ１６でＮｏ。図１１参照）、照明の光量は維持され、照明の制御が終了する。
【００５２】
以上のように、本実施形態では、度数最大領域と規定範囲との関係に基づいて、光照射部４の光量が制御される。ここで、規定範囲に対して度数最大領域がグレイ値が大きい側にずれすぎている場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）とは、対象範囲に属する画像部分の大部分が明るすぎる、すなわち、画像が全体として明るすぎる場合である。つまり、この場合には照明が明るすぎると考えられる。そのため、ステップＳ１５で照明の光量が減少されるので、次回に撮像される画像では、明るすぎる画像が改善される。一方、規定範囲に対して度数最大領域がグレイ値が小さい側にずれすぎている場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）とは、対象範囲に属する画像部分の大部分が暗すぎる、すなわち、画像が全体として暗すぎる場合である。つまり、この場合には照明が暗すぎると考えられる。そのため、ステップＳ１７で照明の光量が増加されるので、次回に撮像される画像では、暗すぎる画像が改善される。本実施形態では、対象範囲に属する画像部分の大部分が適切な明るさとなるまで（ステップＳ１４およびＳ１６でＮｏとなるまで）、光量の調整が繰り返して行われるので、最終的にはアライメントマークの認識に適した明るさの画像を取得することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、上記ステップＳ９〜Ｓ１２の処理によって対象範囲は２分割された。ここで、他の実施形態では、対象範囲は３つ以上に分割されてもよい。例えば、ステップＳ１０で算出された全ての極小点に対応するグレイ値で分割するようにしてもよい。ただし、分割数を増やすほど、対象範囲に属する画像部分のうちで度数最大領域に相当する部分の面積は小さくなる傾向にある。本実施形態では、対象範囲に属する画像部分の大部分（すなわち、度数最大領域に相当する部分）が規定範囲の明るさとなるように制御することを目的としているので、当該面積が小さくなると、対象範囲に属する画像部分の一部のみが規定範囲の明るさになるだけであり、目的に添った適正な照明制御が行えなくなる。そのため、分割数をあまり多くする必要はない。
【００５４】
なお、上記照明制御処理において、ステップＳ１４およびＳ１６の判定処理で用いられる規定範囲の幅を変更するようにしてもよい。具体的には、上記照明制御処理においてステップＳ１４およびＳ１６の判定処理が１回目に実行される場合には、制御部３は、上記規定範囲を用いて判定を行う。そして、上記判定処理が２回目以降に実行される場合には、すなわち、光量が不適（不足または過大）と判断された直後においては、規定範囲の幅を狭めて（例えば、グレイ値が１４０〜１８０の範囲として）判定処理を実行する。これによれば、複数の基板に対して連続して光量が不適と判断される可能性を少なくすることができる。例えば、光量が不適と判断された結果調整が行われ、特定グレイ値が上記規定範囲内の境界付近となった場合を考える。この場合、もし規定範囲の幅が一定であるとすれば、今回の基板に関しては光量が適正と判断されるものの、次の基板に対して光量制御処理が行われる際には、特定グレイ値がわずかに変化しただけで光量が不適と判断されてしまう。このとき、光量の調整が連続して行われることとなるので、光量の調整処理回数が多くなってしまう。これに対して、光量が不適と判断された次の判定において、上記のように規定範囲の幅を狭めることによって、連続して光量が不適と判断される可能性を少なくすることができる。これによって、光量の調整処理回数が少なくすることができ、無駄な処理をなくすことができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、上記ステップＳ１〜Ｓ１７の処理ループが繰り返し行われても、ステップＳ１４およびＳ１６で光量が適切であると判断されず、処理が無限ループに陥ってしまう可能性がある。すなわち、ある処理ループにおいてステップＳ１６で特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも小さいと判定されたためにステップＳ１７で光量が上げられた結果、次の処理ループにおいてステップＳ１４で特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも大きいと判定される場合には、処理が無限ループに陥ってしまう。同様に、ある処理ループにおいてステップＳ１４で特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも大きいと判定されたためにステップＳ１５で光量が下げられた結果、次の処理ループにおいてステップＳ１６で特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも小さいと判定される場合には、処理が無限ループに陥ってしまう。そこで、上記の２つの場合のように、光量を変化した結果、特定グレイ値Ｇと規定範囲との大小関係が逆転した場合には、光量を変化させる前または後の光量を最終として照明制御処理を終了するようにしてもよい。これによって、処理が無限ループに陥ることを防止することができる。また、他の実施形態においては、光量を変化した結果、特定グレイ値Ｇと規定範囲との大小関係が逆転した場合には、変化量を小さくして光量を変化させるようにしてもよい。これによっても処理が無限ループに陥ることを防止することができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る照明装置によれば、画像が全体として明るすぎないか、暗すぎないかを判定することによって、画像において正確にアライメントマークが認識できる適切な光量に照明を調整することができる。なお、本照明装置は、上記照明制御処理の後、最後に撮像された画像を用いて基板のアライメントを行う。さらに、アライメントを行った後、基板に対して所定の処理を行う。照明を適切な光量とすることにより、アライメントマークを正確に認識することができるので、基板のアライメントを精度良く行うことができ、ひいては基板に対して行う処理を精度良く行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係るアライメント用照明装置および照明方法は、例えば、基板に付されたアライメントマークが正確に撮像されるように照明を調整する照明装置および照明方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係る照明装置の構成を示す図
【図２】撮像部１によって撮像される画像の一例を示す図
【図３】照明装置における照明制御処理の流れを示すフローチャート
【図４】照明装置における照明制御処理の流れを示すフローチャート
【図５】度数分布のグラフの一例を示す図
【図６】図５に示した度数分布からステップＳ２の処理によって抽出された度数分布のグラフの一例を示す図
【図７】度数分布におけるグレイ値＝２５５の部分が尖鋭的になる場合の度数分布のグラフの一例を示す図
【図８】図６に示す度数分布がステップＳ１２で分割された場合を示す図
【図９】特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも大きい場合の抽出された度数分布のグラフの一例を示す図
【図１０】特定グレイ値Ｇが規定範囲よりも小さい場合の抽出された度数分布のグラフの一例を示す図
【図１１】特定グレイ値Ｇが規定範囲内となる場合の抽出された度数分布のグラフの一例を示す図
【符号の説明】
【００５９】
１    撮像部
２    載置台
３    制御部
４    光照射部
５    アライメントマーク
６    背景部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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