(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得部と、
前記領域取得部によって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択部と、
前記エッジ選択部によって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出部とを備え、
前記エッジ選択部は、前記所定の透明部材が撮像位置に対し最前の透明部材である場合、前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値となるエッジを求め、該エッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置において、
前記エッジ選択部は、前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジに基づき、基準となる形状を算出し、該形状に基づき前記領域取得部によって取得された領域の範囲をさらに絞り込むことで前記所定の透明部材のエッジを選択することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の位置検出装置において、
前記エッジ選択部は、前記エッジ抽出部によって抽出された全てのエッジを最小二乗法によって近似することで、前記基準となる形状を算出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップによって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得ステップと、
前記領域取得ステップによって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択ステップと、
前記エッジ選択ステップによって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出ステップとをコンピュータに実行させ、
前記エッジ選択ステップは、前記所定の透明部材が撮像位置に対し最前の透明部材である場合、前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値となるエッジを求め、該エッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出プログラム。
【請求項５】
面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップによって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得ステップと、
前記領域取得ステップによって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択ステップと、
前記エッジ選択ステップによって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出ステップとを実行し、
前記エッジ選択ステップは、前記所定の透明部材が撮像位置に対し最前の透明部材である場合、前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値となるエッジを求め、該エッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
透明部材の位置を非接触で検出する技術に関する。より具体的には，カメラなどの画像入力手段で透明部材を撮影し、取得した画像に画像処理を施すことで計測対象の中心位置や大きさに関わるパラメータを検出する位置検出装置、位置検出プログラム、位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性膜形成装置において、基板を大気中から真空装置へセッティングする際、基板落下を防止するため基板を真空装置内に配置されたホルダに正確に把持させる必要がある。基板とホルダの位置ずれを非接触で計測するには、画像センサが有効である。
【０００３】
ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の磁性膜を形成する基板材料には、主にアルミあるいはガラスが使用される。画像センサで基板の位置を検出する際、アルミ基板の場合はシルエット形状によるパターンマッチングが可能であるが、ガラス基板は光を透過するため、シルエットが形成されずパターンマッチングを適用することができない。特に近年においては、アルミよりもより剛性が強く、平滑性が優れているガラス基板が主流となってきている為、パターンマッチングの適用が出来ないことは生産性の低下を招く為、より深刻な問題となってきている。
【０００４】
また従来技術として、透明部材を画像処理で検出するには、透明部材の背面から照明をあて、または正面から光をあてその反射光を利用することで部材のエッジを検出し、位置を検出する手法が開示されている。また透明なウェハを回転させエッジ位置を検出する手法、さらに、Ｏリング形状の対象物の外周内周それぞれのバリや欠損を２重円形ウィンドウにて検出する手法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５８２７５号公報
【特許文献２】特開平４−１０２０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、背景が変化する場合や、複数の基板があり奥側の基板のエッジも抽出されてしまう場合、さらに輪郭のエッジが途切れていたりする場合にはエッジの検出に失敗する。
【０００７】
上述した問題点を解決するため、部材の背景が変化する等でノイズが生じたり、複数の基板があり奥側の基板のエッジも抽出され、また部材輪郭のエッジが途切れる等でエッジが不完全であったりしても、透明部材のエッジ形状を認識し、透明部材の位置を検出することができる位置検出装置、位置検出プログラム、位置検出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】
【０００８】
位置検出装置は、面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部によって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得部と、前記領域取得部によって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出部と、前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択部と、前記エッジ選択部によって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出部と、を備える。
【０００９】
また、位置検出プログラムは、面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップによって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得ステップと、前記領域取得ステップによって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択ステップと、前記エッジ選択ステップによって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出ステップと、をコンピュータに実行させる。
【００１０】
さらに、位置検出方法は、面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップによって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得ステップと、前記領域取得ステップによって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択ステップと、前記エッジ選択ステップによって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出ステップと、を実行する。
【発明の効果】
【００１１】
透明部材を撮像した画像上に、ノイズがあったりエッジが不完全であったりしても透明部材の形状を認識し、透明部材の位置を検出可能することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
実施の形態１における位置検出装置を図１に示す。尚、実施の形態１では、検出対象は例えばＨＤＤに用いられるガラス基板を始め、ＣＤやＤＶＤ等で使用される円形ドーナツ状の透明基板（透明部材）であるものとする。また実施の形態１では、撮像するカメラに対し最前の透明基板の位置（中心位置）を検出するものとする。
【００１３】
位置検出装置１は、画像入力部２（画像取得部）、画像処理部３、入力された画像等を表示するディスプレイ４を備える。また位置検出装置１は、数値入力等、ユーザからの入力を受け付ける手段であるキーボード５、透明基板を撮像するカメラ６を備える。
【００１４】
画像入力部２は、キーボード５、ディスプレイ４、カメラ６と接続され、これらの入出力されるデータを制御する入出力制御部１４を備える。また、画像入力部２は、入出力制御部１４の入出力を含め、位置検出装置１内の全てのデータの入出力を制御する制御部１５を備える。画像入力部２は、入出力制御部１４および制御部１５を用いてカメラ６から一定のサンプリング時間間隔(例えば、３３ｍｓ）で送出される画像を取得し、画像処理部３に取得した画像を送る。尚、実施の形態１では、画像入力部２はカメラ６から画像を取得するものとしたが、例えばビデオやＤＶＤなどのメデイアから取得してもよく、またハードディスク上に格納されている動画ファイルを取得してもよい。
【００１５】
画像入力部２によって入力される画像は、例えば横６４０画素×縦４８０画素の矩形であり、１つの画素に、カラー画像の場合は赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）の階調値が与えられる。尚、白黒画像の場合は１つの画素に明るさの階調値（輝度）が与えられる。例えば整数ｉ、ｊで示される座標（ｉ，ｊ）の画素の赤成分（Ｒ）、緑成分（Ｇ）、青成分（Ｂ）、輝度（I）の階調値は、それぞれディジタル値Ｒ（ｉ，ｊ）、Ｇ（ｉ，ｊ）、Ｂ（ｉ，ｊ）、I（ｉ，ｊ）などで与えられる。尚、本実施の形態では、計算で使用する画素値には輝度(白黒濃淡値)を用いるが、Ｒのみ、Ｇのみ、Ｂのみ、またはＲＧＢの組み合わせ、更にＲＧＢ値を変換して求まる他の表色系（ＨＳＶ表色系、ＹＵＶ表色系など）を使用しても良い。
【００１６】
ここで、図２に、透明基板の撮像の配置状態および撮像される透明基板の画像例を示す。図２（ａ）のように面が互いに向き合うように連なって配置された２枚の透明基板を、基板正面に対し垂直方向から撮像すると、手前の基板の円周が大きく、奥の基板の円周が小さく撮像される。すなわち、図２（ｂ）にて示すような画像が得られる。尚、実施の形態１では透明基板同士の間隔は１０ｍｍ程度とするが、後述するエッジ抽出の際に各エッジが交差しない程度の距離が確保されていればよい。
【００１７】
説明を図１の構成図に戻す。画像処理部３は、ＲＯＩ(Region of Interest)設定部１０（領域取得部）、エッジ抽出部１１、最適エッジ選択部１２（エッジ選択部）、位置算出部１３を備える。尚、画像処理部３内の各ユニットは、記憶媒体であるメモリ１０２に予め格納されたプログラムとＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１およびメモリ１０２等のハードウェア資源とが協働することで実現される。
【００１８】
ＲＯＩ設定部１０は、手動あるいは自動で、画像上の２枚の透明基板それぞれの輪郭を少なくとも含んだドーナツ状のＲＯＩ（領域）を取得し、画像にＲＯＩを設定する。図３にＲＯＩの設定例を示す。ＲＯＩが設定され、ＲＯＩ内のみが処理対象となることで、処理時間が短縮されるとともに、透明基板の背景が変化する等のノイズの影響が低減される。ＲＯＩ設定部１０は、ＲＯＩが手動で設定される場合、次のパラメータがユーザによってキーボード５から入力されることでＲＯＩの範囲を取得する。
（１）内周円、外周円の半径ｒ１,ｒ２
（２）内周円、外周円の中心座標(ｉROI，ｊROI)
【００１９】
あるいは、位置検出装置１にマウスなどの入力装置が備えられている場合、ＲＯＩ設定部１０はユーザがディスプレイ４上に表示された画像に対し内周円、外周円を描画することでＲＯＩの範囲を取得してもよい。尚、設定するＲＯＩの大きさは、基板の位置がずれた場合でも、基板の外郭がＲＯＩ領域から外れない程度に設定するものとする。
【００２０】
説明を図１の構成図に戻す。エッジ抽出部１１は、ＲＯＩが設定された画像に対して、２枚の透明基板に対するエッジ抽出処理を施す。画像中の明暗差を利用してエッジを抽出するには様々な方法があるが、実施の形態１では典型的なエッジ抽出方法であるSobelフィルタを採用する。Sobelフィルタでは、着目している画素（ｉ，ｊ）の上下左右３×３画素から成る行列と、下記の行列との積ｆA，ｆBを算出し、
【数１】
0005304016.tif 000002
その二乗和の平方を画素値として用いる。
【数２】
0005304016.tif 000003
【００２１】
図４に、エッジ抽出部１１によって抽出されたエッジ画像の例を示す。尚、実施の形態１では上下左右の３×３画素に基づきエッジ抽出処理を施すが、態様を限定するものではなく、例えば５×５画素、７×７画素であってもよい。
【００２２】
説明を図１の構成図に戻す。最適エッジ選択部１２は、エッジ抽出部１１によって抽出されたエッジから、カメラ６に対し最前の透明基板のエッジ（最適なエッジ）を選択する。図４では、手前の基板のエッジと奥の基板のエッジが分離されておらず、抽出されたエッジがどちらの基板に含まれるのかが不明である。そこで、最適エッジ選択部１２は、ＲＯＩを徐々に絞り込むことで手前の基板のエッジのみ抽出する。
【００２３】
ここで、最適エッジ選択部１２の処理の詳細を説明する。まず、抽出した全エッジ上の点列（Ｘｎ，Ｙｎ）を用いて、最小二乗法による近似処理（以下、必要に応じ円フィッティングと称す）を実施する（ｎ＝１，・・・，Ｎ）。求める円の中心、半径を（ｉC，ｊC）、ｒCとすると、円の式は次式となる。
【数３】
0005304016.tif 000004
上式を次のように変形し、点（Ｘｎ，Ｙｎ）を代入し、２乗の総和を求める。
【数４】
0005304016.tif 000005
ただし、α＝−２ｉc、β＝−２ｊc、γ＝ｉc2＋ｊc2−γc2
【数５】
0005304016.tif 000006
次に、α、β、γに関して偏微分する。
【数６】
0005304016.tif 000007
上式をα，β，γに関して解くと、以下の式を得る。
【数７】
0005304016.tif 000008
上式に、点列（Ｘｎ，Ｙｎ）の値を代入して逆行列を求め、α、β、γを算出すると、中心座標と半径が求まる。
【数８】
0005304016.tif 000009
【数９】
0005304016.tif 000010
図５に円フィッティングの結果の例を示す。
【００２４】
次に、最適エッジ選択部１２は、上述の円フィッティング処理で求めた円を基準とし、ドーナツ状のＲＯＩを再設定する。つまり、次のような内周円、外周円となるＲＯＩを設定する。
内周円・・・中心座標：（ｉC，ｊC）、半径：ｒC−Ｌ1
外周円・・・中心座標：（ｉC，ｊC）、半径：ｒC＋Ｌ2
ここで、Ｌ2＞Ｌ1＞０
【００２５】
位置検出装置１は、再設定したＲＯＩを用いて、エッジ抽出処理および円フィッティング処理を上述同様に再度実行する。このように、Ｌ2をＬ1よりも大きく設定することで、基準円(半径ｒC)の内側のエッジを除外し、外側のエッジを抽出するようなエッジ抽出が可能となる（図６）。逆に、Ｌ2＜Ｌ1とすることで、外側のエッジを除外し、内側のエッジを抽出することが可能となる。
【００２６】
位置検出装置１は、上述の処理を所定回数ｋ回実行したときに、算出される円フィッッティングの結果の半径ｒC(K)と、ｋ−１回目の半径ｒC(K-1)の差分を計算する。差分がしきい値ｒTH以下である場合、抽出されたエッジを最適エッジ（撮像位置から最前の基板のエッジ）とみなす。
【数１０】
0005304016.tif 000011
図７に最適エッジの抽出例を示す。
【００２７】
説明を図１の構成図に戻す。位置算出部１３は、最適エッジを抽出するときに求めた円フィッティングの中心位置を、手前の基板の中心位置とみなす。
（ｉC(K)，ｊC(K)）
【００２８】
上述の各ユニットによる一連の処理が完了し、次のサンプリング時刻になるとカメラ６は次フレーム画像を撮像する。基板位置が変化しない場合は、次フレーム画像に対するＲＯＩの設定値として、上述した値を用いることができる。すなわち、次のフレーム画像に対し、以下のようにＲＯＩが設定される。
内周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)），半径：ｒC(K)−Ｌ1
外周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)），半径：ｒC(K)＋Ｌ2
Ｌ2＞Ｌ1＞０
尚、基板位置が変化する場合は、基板画像がＲＯＩから外れないようにＲＯＩを大きめに設定する。
内周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)），半径：ｒC(K)−Ｌ3
外周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)），半径：ｒC(K)＋Ｌ4
Ｌ3＞Ｌ1，Ｌ4＞Ｌ2
通常は，検出誤差などを考慮して、ＲＯＩを大きめに設定すると良い。このように検出した基板位置（ｉC(K)，ｊC(K)）を用いてＲＯＩを自動的に設定すると、手動でのＲＯＩ設定は先頭フレーム画像に対してのみ実施すればよいので作業負荷を低減することができる。
【００２９】
また、エッジ抽出部１１で抽出された基板のエッジが途切れているなど、エッジ画素数が少ない場合、検出された中心位置と半径の信頼性が低い可能性がある。そこで、位置検出装置１は、下記の判定基準に満たない場合は検出結果を採用しないように処理する。前サンプリング時に、判定基準を満たしたときの円周の長さｌを半径ｒC(K)から計算する。
【数１１】
0005304016.tif 000012
位置検出装置１は、エッジを形成する点の総数Ｎが円周長さの一定の割合pTHに到達しないときは、判定基準を満足しないものとみなす。
Ｎ＜ｌ×pTH  ・・・  判定基準を満たさない。
Ｎ≧ｌ×pTH  ・・・  判定基準を満たす。
【００３０】
次に、実施の形態１における位置検出装置１の処理を図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３１】
カメラ６は、２枚の連なった透明基板の撮影を開始する（ステップＳ１）。カメラ６は、所定のサンプリング周期の間隔で透明基板の面に対し垂直方向から撮像する。
【００３２】
画像入力部２は、カメラ６が撮像したサンプリング周期でのフレーム画像を取得する（ステップＳ２）。
【００３３】
ＲＯＩ設定部３は、透明基板のそれぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域となるように、ＲＯＩの内周円、外周円の中心位置と半径を取得する（ステップＳ３）。尚、位置検出装置１が起動した直後の初回の処理に限り、キーボード５を介してＲＯＩの内周円、外周円の中心位置と半径がユーザによって入力される。
【００３４】
またＲＯＩ設定部３は、画像入力部２で取得されたフレーム画像から、ステップＳ３によって取得されたＲＯＩをフレーム画像に設定する（ステップＳ４）。
【００３５】
エッジ抽出部１１は、設定されたＲＯＩに対して上述のエッジ抽出処理を適用する（ステップＳ５）。
【００３６】
最適エッジ選択部１２は、抽出されたエッジの全点列（Ｘｎ，Ｙｎ）を取得し（ステップＳ６）、点列（Ｘｎ，Ｙｎ）を用いて上述の円フィッティングを実施することで基準円を算出する（ステップＳ７）。
【００３７】
最適エッジ選択部１２は、基準円の中心座標（ｉC(K)，ｊC(K)）、および半径ｒC(K)を算出する（ステップＳ８）。
【００３８】
最適エッジ選択部１２は、半径ｒC(K)と、ｋ−１回目の半径ｒC(K-1)の差分を計算する（ステップＳ９）。差分がしきい値ｒTH以上である場合（ステップＳ９、Ｎ）、ＲＯＩの内周円と外周円を以下のように再設定し、処理はステップＳ３へ戻る（ステップＳ１０）。
内周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)）、半径：ｒC(K)−Ｌ1
外周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)）、半径：ｒC(K)＋Ｌ2
また、ステップＳ３においては、ＲＯＩ設定部１０はステップＳ１０によって算出された中心座標および半径をＲＯＩの範囲として取得する。
【００３９】
尚、最適エッジ選択部１２は、ステップＳ１０からステップＳ３へループするごとに、Ｌ1、Ｌ2の値を徐々に小さくすることで、ＲＯＩの範囲をさらに絞り込むことができる。
【００４０】
一方、差分がしきい値ｒTHより小さい場合（ステップＳ９、Ｙ）、最適エッジ選択部１２はエッジを形成する点の総数Ｎが円周長さの一定の割合pTHに到達しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。判定基準を満たさない場合（ステップＳ１１、Ｎ）、最適エッジ選択部１２はＲＯＩの内周円と外周円を前サンプリング時の算出結果を基に再設定し（ステップＳ１２）、処理は次のフレーム画像の取得（ステップＳ２）へと遷移する。
【００４１】
一方、判定基準を満たす場合（ステップＳ１１、Ｙ）、位置算出部１３は基板の中心位置（ｉC(K)，ｊC(K)）を検出する（ステップＳ１３）。その後、位置算出部１３はＲＯＩの内周円と外周円を以下のように設定し、処理は次のフレーム画像の取得（ステップＳ２）へと遷移する。
内周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)），半径：ｒC(K)−Ｌ3
外周円・・・中心座標：（ｉC(K)，ｊC(K)），半径：ｒC(K)＋Ｌ4
尚、次のフレーム画像に対するステップＳ３は、ＲＯＩ設定部１０はステップＳ１４によって算出された内周円、外周円の中心座標および半径をＲＯＩの範囲として取得する。
【００４２】
上述の各ステップが、カメラ６にて撮像されたフレーム画像分実行される。
【００４３】
上述のフローチャートでは、円フィッティングの結果を取得しＬ1、Ｌ2を用いてＲＯＩを再設定した後、ＲＯＩ設定部１０、エッジ抽出部１１による処理へループするようにしたが、ＲＯＩを再設定した後、位置算出部１３による処理の前までは最適エッジ選択部１２によって実施されてもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態１での最適エッジ選択部１２は、判定基準を満たすまでＲＯＩの再設定、エッジ抽出および最小二乗法による近似を繰り返し行うことで、最適エッジ（撮像位置に対し最前の透明基板のエッジ）を算出したが、実施の形態２の最適エッジ選択部１２は、ライン走査によって最適エッジを選択する。尚、実施の形態２においても位置検出装置１の構成は実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する（図１参照）。また、検出対象、撮像の配置等、各条件も実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する（図２参照）。
【００４５】
ここで、ライン走査によって最適エッジを選択する方法を、図９を参照しつつ説明する。エッジ抽出部１１で抽出されたエッジについて、連続しているエッジの点列を（Ｘ(ｍ)ｎ，Ｙ(ｍ)ｎ）と表記する。尚、ｍは第ｍ番目のエッジに含まれていることを示し、ｎは第ｍ番目のエッジの中の第ｎ番目の点であることを示す。また、以下の説明では垂直ラインで走査するときの処理方法を示すが、水平ラインで走査する場合も同様の手順で処理することができる。
【００４６】
垂直ラインを、画像の左端（ｉ＝０）から右端（ｉ＝ｉmax）まで走査する。垂直ラインがｉのとき、垂直ラインと交差するエッジｍとの交点の座標は、
（ｉ，Ｙ(ｍ)ｎ）
である。最適エッジ選択部１２は、全エッジとの交点座標の中で、ｙ座標の最大値と最小値を算出し、対応するエッジ番号を、上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補に登録（メモリ１０２に保持）する。例えば図９において、垂直ラインがｉ＝ｉ1のとき、最大値、最小値はそれぞれ
ｍａｘ｛Ｙ(１)ｎ，・・・，Ｙ(ｍ)ｎ｝＝Ｙ(１)ｎ
ｍｉｎ｛Ｙ(１)ｎ，・・・，Ｙ(ｍ)ｎ｝＝Ｙ(１)ｎ
となる。尚、ｍａｘ｛  ｝,ｍｉｎ｛  ｝は、それぞれ最大値、最小値を算出する演算子である。従って、上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補に、ｍ＝１を登録する。
上部最外周エッジ候補［１］
下部最外周エッジ候補［１］
【００４７】
同様に、図９において垂直ラインがｉ＝ｉ2のとき、
ｍａｘ｛Ｙ(１)ｎ，・・・，Ｙ(ｍ)ｎ｝＝Ｙ(３)ｎ
ｍｉｎ｛Ｙ(１)ｎ，・・・，Ｙ(ｍ)ｎ｝＝Ｙ(３)ｎ
となり、最適エッジ選択部１２は新たに求められた最大値と最小値に対応するエッジ番号３を登録する。
上部最外周エッジ候補［１，３］
下部最外周エッジ候補［１，３］
【００４８】
更に、図９において垂直ラインがｉ＝ｉ3のとき、
ｍａｘ｛Ｙ(１)ｎ，・・・，Ｙ(ｍ)ｎ｝＝Ｙ(２)ｎ
ｍｉｎ｛Ｙ(１)ｎ，・・・，Ｙ(ｍ)ｎ｝＝Ｙ(４)ｎ
となる。このとき、第３番目のエッジ（ｍ＝３のエッジ）も垂直ラインｉ3と交差するが、最大値、最小値のいずれにも該当しない。この場合、最適エッジ選択部１２は、上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補から３を削除し、新たに算出された最大値と最小値に対応するエッジ番号を登録する。
上部最外周エッジ候補［１，２］
下部最外周エッジ候補［１，４］
【００４９】
上述の処理を繰り返すことで、最外周エッジのみを抽出することができる。図９の抽出結果は次のようになる。
上部最外周エッジ候補［１，２，５］
下部最外周エッジ候補［１，４，９］
上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補に最終的に登録されているエッジが最適エッジとなる。尚、図９のエッジの中から抽出された最適エッジは、図１０のようになる。
【００５０】
次に、実施の形態２における位置検出装置１の処理を図１１のフローチャートを参照しつつ説明する。尚、図１１のフローチャートでは、ライン走査によって最適エッジを選択する方法に加え、さらに円フィッティング処理も施すものとする。このようにすることで、より正確な基板の中心座標（ｉC，ｊC）、半径ｒCが求められる。
【００５１】
ステップＳ２１からステップＳ２５までは、実施の形態１と同様であるためここでの説明は省略する（図８のステップＳ１からステップＳ５までを参照）。
【００５２】
最適エッジ選択部１２は、連続している各エッジの点列（Ｘ（ｍ）ｎ，Ｙ（ｍ）ｎ）を取得する（ステップＳ２６）。
【００５３】
最適エッジ選択部１２は、走査する垂直ラインの座標値ｉに、初期値０をセットする（ステップＳ２７）。
【００５４】
最適エッジ選択部１２は、垂直ラインと交差する全エッジとの交点座標の中からｙ座標の最大値と最小値を算出する。（ステップＳ２８）、また最適エッジ選択部１２は、算出した最大値と最小値に対応するエッジ番号を、それぞれ上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補に登録する（ステップＳ２９）。
【００５５】
最適エッジ選択部１２は、最大値、最小値以外のｙ座標に対応するエッジ番号が、上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補に登録されている場合は、そのエッジ番号の登録を抹消する（ステップＳ３０）。
【００５６】
最適エッジ選択部１２は、垂直ラインの座標値ｉに１を加える（ステップＳ３１）。ここで、座標値ｉがｉmax(最右端)未満の場合（ステップＳ３２、Ｎ）、ステップＳ２８に処理が遷移し、座標値ｉがｉmaxに達するまでステップＳ２８からステップＳ３１の処理が繰り返される。
【００５７】
一方、座標値ｉがｉmaxに達した場合（ステップＳ３２、Ｙ）、最適エッジ選択部１２は上部最外周エッジ候補、下部最外周エッジ候補に登録されているエッジの点列（Ｘ（ｍ）ｎ，Ｙ（ｍ）ｎ）を用いて、実施の形態１と同様に円フィッテングを実施する（ステップＳ３３）。
【００５８】
最適エッジ選択部１２は、実施の形態１のステップＳ８と同様処理にて中心座標（ｉC，ｊC）、および半径ｒCを算出する（ステップＳ３４）。
【００５９】
以降のステップＳ３５からステップＳ３８までの処理は、実施の形態１と同様であるためここでの説明は省略する（ステップＳ１１からステップＳ１４参照）。
【００６０】
実施の形態１、実施の形態２とも、検出対象を円形ドーナツ状の透明基板としたが、形状を限定するものではない。例えば四角形基板でも適用可能である。
【００６１】
位置検出装置を構成するコンピュータにおいて上述した各ステップを実行させるプログラムを、位置検出プログラムとして提供することができる。上述したプログラムは、コンピュータにより読取り可能な記録媒体に記憶させることによって、位置検出装置を構成するコンピュータに実行させることが可能となる。ここで、上記コンピュータにより読取り可能な記録媒体としては、ＲＯＭやＲＡＭ等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、更に回線上の伝送媒体をも含むものである。
【００６２】
（付記１）  面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得部と、
前記領域取得部によって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択部と、
前記エッジ選択部によって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出部と、
を備える位置検出装置。
（付記２）  付記１に記載の位置検出装置において、
前記エッジ選択部は、前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジに基づき、基準となる形状を算出し、該形状に基づき前記領域取得部によって取得された領域の範囲をさらに絞り込むことで前記所定の透明部材のエッジを選択することを特徴とする位置検出装置。
（付記３）  付記２に記載の位置検出装置において、
前記エッジ選択部は、前記エッジ抽出部によって抽出された全てのエッジを最小二乗法によって近似することで、前記基準となる形状を算出することを特徴とする位置検出装置。
（付記４）  付記１に記載の位置検出装置において、
前記所定の透明部材が撮像位置に対し最前の透明部材である場合、前記エッジ選択部は、前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値となるエッジを求め、該エッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出装置。
（付記５）  付記４に記載の位置検出装置において、
前記エッジ選択部は、
前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジとの交点座標が最大値となるエッジを第１エッジ候補として登録し、
走査ラインと前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジとの交点座標が最小値となるエッジを第２エッジ候補として登録し、
走査ラインと前記エッジ抽出部によって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値でないエッジが前記第１エッジ候補または前記第２エッジ候補として登録されている場合、該エッジの登録を抹消し、
第１エッジ候補の登録、第２エッジ候補の登録、エッジの登録抹消の各処理を前記画像全ての走査ラインに実施したときに前記第１エッジ候補および前記第２エッジ候補として登録されたエッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出装置。
（付記６）  付記５に記載の位置検出装置において、
前記エッジ選択部は、さらに、第１エッジ候補の登録、第２エッジ候補の登録、エッジの登録抹消の各処理を前記画像全ての走査ラインに実施したときに前記第１エッジ候補および前記第２エッジ候補として登録された全てのエッジを最小二乗法によって近似した形状を、前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出装置。
（付記７）  面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップによって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得ステップと、
前記領域取得ステップによって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択ステップと、
前記エッジ選択ステップによって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出ステップと、
をコンピュータに実行させる位置検出プログラム。
（付記８）  付記７に記載の位置検出プログラムにおいて、
前記エッジ選択ステップは、前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジに基づき、基準となる形状を算出し、該形状に基づき前記領域取得部によって取得された領域の範囲をさらに絞り込むことで前記所定の透明部材のエッジを選択することを特徴とする位置検出プログラム。
（付記９）  付記８に記載の位置検出プログラムにおいて、
前記エッジ選択ステップは、前記エッジ抽出ステップによって抽出された全てのエッジを最小二乗法によって近似することで、前記基準となる形状を算出することを特徴とする位置検出プログラム。
（付記１０）  付記７に記載の位置検出プログラムにおいて、
前記所定の透明部材が撮像位置に対し最前の透明部材である場合、前記エッジ選択ステップは、前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値となるエッジを求め、該エッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出プログラム。
（付記１１）  付記１０に記載の位置検出プログラムにおいて、
前記エッジ選択ステップは、
前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値となるエッジを第１エッジ候補として登録し、
走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最小値となるエッジを第２エッジ候補として登録し、
走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値でないエッジが前記第１エッジ候補または前記第２エッジ候補として登録されている場合、該エッジの登録を抹消し、
第１エッジ候補の登録、第２エッジ候補の登録、エッジの登録抹消の各処理を前記画像全ての走査ラインに実施したときに前記第１エッジ候補および前記第２エッジ候補として登録されたエッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出プログラム。
（付記１２）  付記１１に記載の位置検出プログラムにおいて、
前記エッジ選択ステップは、さらに、第１エッジ候補の登録、第２エッジ候補の登録、エッジの登録抹消の各処理を前記画像全ての走査ラインに実施したときに前記第１エッジ候補および前記第２エッジ候補として登録された全てのエッジを最小二乗法によって近似した形状を、前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出プログラム。
（付記１３）
面が互いに向き合うよう連なって配置された複数の透明部材に対し前記面の垂直方向から撮像した画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップによって取得された画像に撮像された前記複数の透明部材それぞれの輪郭を少なくとも含んだ領域を取得する領域取得ステップと、
前記領域取得ステップによって取得された領域内から、前記複数の透明部材のエッジを抽出するエッジ抽出ステップと、
前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジから、前記複数の透明部材のうちの所定の透明部材のエッジを選択するエッジ選択ステップと、
前記エッジ選択ステップによって選択されたエッジに基づき、前記所定の透明部材の位置を算出する位置算出ステップと、
を実行する位置検出方法。
（付記１４）  付記１３に記載の位置検出方法において、
前記エッジ選択ステップは、前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジに基づき、基準となる形状を算出し、該形状に基づき前記領域取得部によって取得された領域の範囲をさらに絞り込むことで前記所定の透明部材のエッジを選択することを特徴とする位置検出方法。
（付記１５）  付記１４に記載の位置検出方法において、
前記エッジ選択ステップは、前記エッジ抽出ステップによって抽出された全てのエッジを最小二乗法によって近似することで、前記基準となる形状を算出することを特徴とする位置検出方法。
（付記１６）  付記１３に記載の位置検出方法において、
前記所定の透明部材が撮像位置に対し最前の透明部材である場合、前記エッジ選択ステップは、前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値となるエッジを求め、該エッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出方法。
（付記１７）  付記１６に記載の位置検出方法において、
前記エッジ選択ステップは、
前記画像の水平または垂直のラインを走査し、走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値となるエッジを第１エッジ候補として登録し、
走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最小値となるエッジを第２エッジ候補として登録し、
走査ラインと前記エッジ抽出ステップによって抽出されたエッジとの交点座標が最大値または最小値でないエッジが前記第１エッジ候補または前記第２エッジ候補として登録されている場合、該エッジの登録を抹消し、
第１エッジ候補の登録、第２エッジ候補の登録、エッジの登録抹消の各処理を前記画像全ての走査ラインに実施したときに前記第１エッジ候補および前記第２エッジ候補として登録されたエッジを前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出方法。
（付記１８）  付記１７に記載の位置検出方法において、
前記エッジ選択ステップは、さらに、第１エッジ候補の登録、第２エッジ候補の登録、エッジの登録抹消の各処理を前記画像全ての走査ラインに実施したときに前記第１エッジ候補および前記第２エッジ候補として登録された全てのエッジを最小二乗法によって近似した形状を、前記所定の透明部材のエッジとして選択することを特徴とする位置検出方法。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施の形態に係る、位置検出装置の構成の一例を示す図である。
【図２】実施の形態に係る、透明基板の撮像の配置状態および撮像される透明基板の画像の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る、ＲＯＩの設定の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る、エッジ抽出部によって抽出されたエッジ画像の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る、円フィッティングの結果の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る、円フィッティングの結果に基づいたＲＯＩの内周円、外周円の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る、最適エッジの一例を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る、位置検出装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る、ライン走査によって最適エッジを選択する方法の一例を説明する図である。
【図１０】実施の形態２に係る、最適エッジの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る、位置検出装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１  位置検出装置、２  画像入力部、３  画像処理部、４  ディスプレイ、５  キーボード、６  カメラ、１０  ＲＯＩ設定部、１１  エッジ抽出部、１２  最適エッジ選択部、１３  位置算出部、１４  入出力制御部、１５  制御部、１０１  ＣＰＵ、１０２  メモリ。
【図１】
0005304016.tif 000013
【図２】
0005304016.tif 000014
【図３】
0005304016.tif 000015
【図４】
0005304016.tif 000016
【図５】
0005304016.tif 000017
【図６】
0005304016.tif 000018
【図７】
0005304016.tif 000019
【図８】
0005304016.tif 000020
【図９】
0005304016.tif 000021
【図１０】
0005304016.tif 000022
【図１１】
0005304016.tif 000023