(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に等間隔に配列された複数の検出素子を有し、各検出素子が検出した被写体の画像を画素毎に分解して出力する撮像ユニットを備えた画像処理装置において、
個々の画素の個体差を表す個体差ファクタを記憶する個体差ファクタ記憶手段と、
記憶された個体差ファクタに基づいて、各当該検出素子毎に線形な校正値を演算する校正手段と、
前記校正手段が演算した校正値に基づいて、前記画素毎に目標物理量を演算する目標物理量演算手段と、
同一の被写体を少なくとも２回撮像するように、前記撮像ユニットによる撮像動作を制御するシフト撮像制御手段と
を備え、
前記シフト撮像制御手段は、
撮像と撮像の間に、前の撮像で何れかの検出素子が検出した被写体に係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子が再度検出することができる移動量で、前記被写体と前記撮像ユニットとを、それらの対向方向と直交する方向に相対移動させる相対移動制御部と、
前記撮像ユニットが出力した検出値を補完する補完処理手段と
を含み、
前記校正手段は、
相対移動の前後における各撮像結果に基づいて得られる前記検出値からそれぞれ前記校正値を演算するものであり、
前記目標物理量演算手段は、
前記校正手段が演算した各校正値に基づいて、前記目標物理量を当該被写体の画素毎にそれぞれ演算するものであり、
前記補完処理手段は、
演算された目標物理量の平均値を、前記シフト撮像手段によって前記被写体を撮像させた回数を用いて当該被写体の画素毎に演算することにより、最初の撮像で取得できなかった画素の目標物理量を後の撮像で取得した目標物理量で補完するものである
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記撮像ユニットは、複数の前記検出素子が格子状に等間隔に配列されてなるパネルを、その面方向に複数並べて面一に配置した複合パネルからなり、
隣り合う前記パネル同士で隣接する前記検出素子同士の間隔は、当該パネルにおける各検出素子の配列ピッチの整数倍である
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理装置において、
各検出素子のうち、不良素子を検出する不良素子検出手段と、
検出された不良素子の周囲にある正常な検出素子の検出値に基づいて、当該不良素子の検出値を補完する検出値補完手段と
を備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置が出力した前記目標物理量に基づいて、前記被写体の良否を判定する良否判定処理手段と
を備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項１から３の何れか１項に記載の画像処理装置を備えている測定装置であって、
前記撮像ユニットは、当該検出素子でＸ線を検出して検出値を出力するＸ線撮像ユニットであり、
所定の基準材を透過したＸ線の前記検出素子による検出値と前記基準材の材料厚さとの相関関係を表す基準値を前記検出素子毎に記憶する基準値記憶手段を備え、
前記目標物理量演算手段は、前記校正値と前記基準値とに基づいて、当該検出値に対応する目標物理量を前記検出素子毎に求め、この求めた目標物理量を基準材相当の材料厚さとして出力するものである
ことを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の測定装置において、
前記基準材相当の材料厚さとしての目標物理量に対応した濃度データを記憶する濃度データ記憶手段と、
前記画像処理装置が出力した前記目標物理量と、前記濃度データ記憶手段に記憶されている前記濃度データとに基づいて、前記被写体の画像を各検出素子の配列に対応した配列で表示する表示手段と
を備えていることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
格子状に等間隔に配列された複数の検出素子を有し、各検出素子が検出した被写体の画像を画素毎に分解して出力する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットが撮像した画像を処理する画像処理手段と
を備えた画像処理装置を用いた画像処理方法において、
個々の画素の個体差を表す個体差ファクタに基づいて、各当該検出素子毎に線形な校正値を演算する校正ステップと、
前記校正値に基づいて、前記画素毎に目標物理量を演算する目標物理量演算ステップと
を備え、
前記撮像ユニットによって同一の被写体を少なくとも２回撮像し、
撮像と撮像との間に、前の撮像で何れかの検出素子が検出した被写体に係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子が再度検出することができる移動量で、前記被写体と前記撮像ユニットとを、それらの対向方向と直交する方向に相対移動し、
相対移動の前後における各撮像結果に基づいて得られる検出値からそれぞれ前記校正値を演算し、
演算された各校正値に基づいて、前記目標物理量を当該被写体の画素毎にそれぞれ演算し、
演算された目標物理量の平均値を、前記撮像ユニットによって前記同一の被写体を撮像させた回数を用いて当該被写体の画素毎に演算することにより、最初の撮像で取得できなかった画素の目標物理量を後の撮像で取得した目標物理量で補完する
ステップを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像処理方法を用いた測定方法において、
前記撮像ユニットの当該検出素子でＸ線を検出して検出値を出力し、
前記校正値と、所定の基準材を透過したＸ線の前記検出素子による検出値と前記基準材の材料厚さとの相関関係を表す基準値とに基づいて、当該検出値に対応する基準材の材料厚さを前記検出素子毎に求め、この求めた値を基準材相当の材料厚さの目標物理量として演算する
ステップを含んでいることを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、検査装置、測定装置、画像処理方法、測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像やデジタル画像の処理においては、撮像された画像の輝度値または透過Ｘ線量に基づいて、被写体の材料厚さや形状等を正確に反映する技術が重要となる。かかる要請に応えるため、例えば特許文献１は、画面上で表示された画像の関心点を選択し、さらに画面に表示された濃度幅設定用のスケールから濃度幅を選択することにより、当該関心点における減弱度（attenuation level）Ａを濃度中心値とする所望濃度幅の画像を表示する技術を開示する。減弱度ＡＬは、撮像されたＸ線画像のカウント値ｎと、被写体の存在しない状態でのカウント値Ｎ0とを用いて式（１）の通り演算される。
【０００３】
【数１】
0005647504.tif 000002
【０００４】
特許文献１の技術では、撮像時の減弱度ＡＬを画素毎に記憶して、当該減弱度ＡＬに基づく画像を表示装置に表示する一方、アクリル等の校正材の材料厚さとの相関関係を複数の撮影条件毎に予め記憶している。このように減弱度ＡＬと、実在（組織）の尺度となる校正材の材料厚さとの相関関係が保持されていることから、画像の表示装置を操作して、関心領域の画像のコントラストを強調するウィンドウ処理を行っても、画像上の濃度と実在（組織）との関係を維持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第3221032号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、画素毎に演算された減弱度ＡＬに基づいて、校正材の材料厚さを演算していたが、検出素子が個々に有する個体差については、考慮されていなかった。仮に正常な検出素子であっても、検出素子のそれぞれに増幅部ゲインの個体差や、暗電流レベルの個体差等は、存在する。しかも、各検出素子の個体差は、非線形な特性を有する。そのため、特許文献１に開示された技術のように、仮に各画素で同一の撮影対象を同一の撮影条件で撮像したとしても、カウント値ｎが非線形な個体差を有することから、式（１）によって得られた減弱度ＡＬもまた、画素毎にばらつくことになり、減弱度ＡＬと相関のある材料厚さを正確に求めることができなくなるという不具合があった。
【０００７】
本発明は、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、画素毎の個体差をも考慮した画像処理装置、検査装置、測定装置、画像処理方法、測定方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、格子状に等間隔に配列された複数の検出素子を有し、各検出素子が検出した被写体の画像を画素毎に分解して出力する撮像ユニットを備えた画像処理装置において、個々の画素の個体差を表す個体差ファクタを記憶する個体差ファクタ記憶手段と、記憶された個体差ファクタに基づいて、各当該検出素子毎に線形な校正値を演算する校正手段と、前記校正手段が演算した校正値に基づいて、前記画素毎に目標物理量を演算する目標物理量演算手段と、同一の被写体を少なくとも２回撮像するように、前記撮像ユニットによる撮像動作を制御するシフト撮像制御手段とを備え、前記シフト撮像制御手段は、撮像と撮像の間に、前の撮像で何れかの検出素子が検出した被写体に係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子が再度検出することができる移動量で、前記被写体と前記撮像ユニットとを、それらの対向方向と直交する方向に相対移動させる相対移動制御部と、前記撮像ユニットが出力した検出値を補完する補完処理手段とを含み、前記校正手段は、相対移動の前後における各撮像結果に基づいて得られる前記検出値からそれぞれ前記校正値を演算するものであり、前記目標物理量演算手段は、前記校正手段が演算した各校正値に基づいて、前記目標物理量を当該被写体の画素毎にそれぞれ演算するものであり、前記補完処理手段は、演算された目標物理量の平均値を、前記シフト撮像手段によって前記被写体を撮像させた回数を用いて当該被写体の画素毎に演算することにより、最初の撮像で取得できなかった画素の目標物理量を後の撮像で取得した目標物理量で補完するものであることを特徴とする画像処理装置である。この態様では、Ｘ線撮像ユニットまたは光学撮像ユニット等の撮像ユニットから検出素子が検出した画像が画素毎に分解され、その目標物理量が演算される。「目標物理量」は、被写体の厚さや、輝度値が好適な例である。この目標物理量の元になる検出値は、個々の検出素子が有する非線形な個体差によってばらついた値であるが、本態様では、個体差ファクタ記憶手段に記憶されている個体差ファクタに基づいて、校正手段が個々の検出素子毎に線形な校正値を出力する。そのため、目標物理量演算手段は、個々の検出素子の個体差の影響が除去された値となるので、演算される目標物理量は、精緻な値となる。「個体差ファクタ」は、増幅部ゲインや、暗電流レベルが例示されるが、それに限らない。
【０００９】
また、上記態様では、例えば、欠陥検出素子がある場合に、当該欠陥検出素子の検出値を他の正常な検出素子で補完することが可能になる。また、検出素子が、複数のパネルに分割されて配置された仕様であっても、パネル間の隙間を被写体と撮像ユニットとの相対移動後の撮像によって補完し、全体として一枚の大きな画像を得ることが可能になる。何れの場合においても、検出された出力が校正手段によって校正され、その校正値に基づいて目標物理量が演算されるので、補完される検出値ないし目標物理量は、極めて精緻なものとなる。
【００１０】
好ましい態様において、前記撮像ユニットは、複数の前記検出素子が格子状に等間隔に配列されてなるパネルを、その面方向に複数並べて面一に配置した複合パネルからなり、隣り合う前記パネル同士で隣接する前記検出素子同士の間隔は、当該パネルにおける各検出素子の配列ピッチの整数倍である。この態様では、相対移動後の撮像によって、最初の撮像時に複合パネルの間に位置する被写体の部位を当該複合パネル内の画素数と同じ密度で補完することができる。
【００１１】
好ましい態様において、各検出素子のうち、不良素子を検出する不良素子検出手段と、検出された不良素子の周囲にある正常な検出素子の検出値に基づいて、当該不良素子の検出値を補完する検出値補完手段とを備えている。この態様では、いわゆるドット飛びがハードウェア上で生じている場合であっても、周囲の検出素子の検出値に基づいて、不良素子の検出値を補完し、全体として欠陥のない画像を得ることができる。
【００１２】
本発明の別の態様は、上述した画像処理装置と、前記画像処理装置が出力した前記目標物理量に基づいて、前記被写体の良否を判定する良否判定処理手段とを備えていることを特徴とする検査装置である。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、上述した画像処理装置を備えている測定装置であって、前記撮像ユニットは、当該検出素子でＸ線を検出して検出値を出力するＸ線撮像ユニットであり、所定の基準材を透過したＸ線の前記検出素子による検出値と前記基準材の材料厚さとの相関関係を表す基準値を前記検出素子毎に記憶する基準値記憶手段を備え、前記目標物理量演算手段は、前記校正値と前記基準値とに基づいて、当該検出値に対応する目標物理量を前記検出素子毎に求め、この求めた目標物理量を基準材相当の材料厚さとして出力するものであることを特徴とする測定装置である。この態様では、目標物理量演算手段が被写体の材料厚さを計測する計測手段として機能し、基準材相当の材料厚さが、校正手段によって演算された校正値に基づいて演算されるので、それぞれの個体差に拘わらず、各検出素子間で整合性のとれた正確な基準材相当の材料厚さを目標物理量として演算することができる。
【００１４】
また、別の態様は、上述した測定装置において、前記基準材相当の材料厚さとしての目標物理量に対応した濃度データを記憶する濃度データ記憶手段と、前記画像処理装置が出力した前記目標物理量と、前記濃度データ記憶手段に記憶されている前記濃度データとに基づいて、前記被写体の画像を各検出素子の配列に対応した配列で表示する表示手段とを備えている。この態様では、校正値に基づいた精緻な目標物理量と、この目標物理量に対応する濃度データとに基づいて、精度の高い画像を表示することが可能になる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、格子状に等間隔に配列された複数の検出素子を有し、各検出素子が検出した被写体の画像を画素毎に分解して出力する撮像ユニットと、前記撮像ユニットが撮像した画像を処理する画像処理手段とを備えた画像処理装置を用いた画像処理方法において、個々の画素の個体差を表す個体差ファクタに基づいて、各当該検出素子毎に線形な校正値を演算する校正ステップと、前記校正値に基づいて、前記画素毎に目標物理量を演算する目標物理量演算ステップとを備え、前記撮像ユニットによって同一の被写体を少なくとも２回撮像し、撮像と撮像との間に、前の撮像で何れかの検出素子が検出した被写体に係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子が再度検出することができる移動量で、前記被写体と前記撮像ユニットとを、それらの対向方向と直交する方向に相対移動し、相対移動の前後における各撮像結果に基づいて得られる検出値からそれぞれ前記校正値を演算し、演算された各校正値に基づいて、前記目標物理量を当該被写体の画素毎にそれぞれ演算し、演算された目標物理量の平均値を、前記撮像ユニットによって前記同一の被写体を撮像させた回数を用いて当該被写体の画素毎に演算することにより、最初の撮像で取得できなかった画素の目標物理量を後の撮像で取得した目標物理量で補完するステップを含むことを特徴とする画像処理方法である。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、上述した画像処理方法を用いた測定方法において、前記撮像ユニットの当該検出素子でＸ線を検出して検出値を出力し、前記校正値と、所定の基準材を透過したＸ線の前記検出素子による検出値と前記基準材の材料厚さとの相関関係を表す基準値とに基づいて、当該検出値に対応する基準材の材料厚さを前記検出素子毎に求め、この求めた値を基準材相当の材料厚さの目標物理量として演算するステップを含んでいることを特徴とする測定方法である。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線撮像ユニットまたは光学撮像ユニット等の撮像ユニットから検出素子が検出した検出値から目標物理量を演算する際に、当該検出値の非線形な出力を線形な出力に校正し、目標物理量を演算する基礎としているので、個々の検出素子の個体差の影響を除去した校正値に基づいて、精緻な目標物理量が演算される結果、複数の検出素子間で整合性がとれた正確な画像作成や、被写体の計測が可能になるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る装置の断面略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパネルの平面略図である。
【図３】図２のパネルを複合した複合パネルの平面略図である。
【図４】図１の実施形態に係るブロック図である。
【図５】図１の実施形態に係るＥＲ図である。
【図６】図１の実施形態に係る検出素子の試験例を示すフローチャートである。
【図７】図１の実施形態に係る検査例を示すフローチャートである。
【図８】図７の続きを示すフローチャートである。
【図９】図７の検出値校正処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】材料の材料厚さと透過Ｘ線量との関係を示すグラフである。
【図１１】図９の補完処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】不良素子の検出値を補完する例を示す説明図であり、（Ａ）は、図の凡例、（Ｂ）は、欠陥素子と正常な素子とが混在している状態を示す具体例、（Ｃ）は、補完された状態を示す例である。
【図１３】図１の実施形態に係るシフト撮像の例を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の続きを示すフローチャートである。
【図１５】図１４の続きを示すフローチャートである。
【図１６】図１の実施形態に係るシフト撮像の例を単純にモデル化して示す最初の撮像状態を示す略図である。
【図１７】図１の実施形態に係るシフト撮像の例を単純にモデル化して示す２番目の撮像状態を示す略図である。
【図１８】図１の実施形態に係るシフト撮像の例を単純にモデル化して示す３番目の撮像状態を示す略図である。
【図１９】Ｘ線量と出力信号との相関関係を示すグラフである。
【図２０】Ｘ線量と出力信号との相関関係において、プロファイルの繰り返し性を示すグラフであり、（Ａ）は良品の特性、（Ｂ）は不良品の特性である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
まず、図１および図４を参照して、本発明の一実施形態による画像処理装置１００の構造について説明する。なお、本実施形態に係る画像処理装置１００は、本発明の「検査装置」や「測定装置」の一例でもある。この画像処理装置１００は、印刷処理を含む表面処理が施された被写体としてのプリント基板Ｗを撮像し、はんだ部分の高さの計測や、良否判定等を処理する機能を有する。
【００２２】
図１を参照して、本実施形態に係る異物検査装置は、ハウジング１０内に検査対象となるプリント基板Ｗを載置するステージ１１を備えている。ステージ１１は、コンベア機構で具体化されており、図略の駆動機構によって、所定の水平方向に沿う搬送方向と、この搬送方向と直交する水平方向とに移動可能になっている。以下の説明では、ステージ１１の搬送方向に沿う水平方向をＸ方向、これと直角な水平方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向という。ステージ１１は、所定の検査位置でプリント基板Ｗを停止させて保持することが可能なように構成されている。また、ステージ１１は、検査が終了したプリント基板Ｗを所定の検査位置から搬送方向に搬送して、画像処理装置１００からプリント基板Ｗを搬出することが可能なように構成されている。
【００２３】
ステージ１１の搬送方向上流側には、プリント基板Ｗをステージ１１に搬入する搬入コンベア１２が設けられている。また、ステージ１１の搬送方向下流側には、プリント基板Ｗをステージ１１から搬出する搬出コンベア１４が設けられている。搬入コンベア１２は、所定の工程を終了した後、プリント基板Ｗを一枚ずつステージ１１上に搬入する。搬出コンベア１４は、画像処理装置１００内で検査処理が終了したプリント基板Ｗをステージ１１から搬出する。
【００２４】
ハウジング１０内には、プリント基板Ｗの表面を撮像し、そのアナログ信号を出力する光学カメラ２０と、光学カメラ２０に撮像されるステージ１１上のプリント基板Ｗに光を照明する照明装置３０とを有している。これら光学カメラ２０、照明装置３０は、図略の駆動機構によって、ステージ１１の上方で、ＸＹＺ方向に移動可能に構成されている。
【００２５】
光学カメラ２０は、例えば、ＣＣＤカメラ等から構成されている。光学カメラ２０は、検査位置の真上で停止し、その直下にレンズ２１を向けて、ステージ１１上のプリント基板Ｗを撮像するように構成されている。
【００２６】
他方、照明装置３０は、光学カメラ２０のレンズ２１が上方から臨む開口部３２１が頂部に形成されたドーム状形状を呈しており、ドームの内面側には、上下に分割された複数の照明が設けられている。具体的には、開口部３２１の設けられた頂点側から順に、上段照明部３２２と、中段照明部３２３と、下段照明部３２４とが設けられており、それぞれの照明部３２２〜３２４には、複数の白色ＬＥＤが周方向に配設されている。また、上段照明部３２２には、赤外線照明光を照射する赤外線照明が併設されている。従って、照明装置３０からプリント基板Ｗに対して照射された照明光を用いて、光学カメラ２０は、開口部３２１からプリント基板Ｗの上面を撮像し、２次元（平面）に係るアナログ信号を出力するように構成されている。この光学カメラ２０による撮影で、後述する白色ＬＥＤによる照明光の下では赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂに対応したＲＧＢの各画像が得られ、赤外線照明光の下では、赤外画像が得られる。本実施形態では、光学カメラ２０で撮像後に生成されるデジタル画像の輝度値のうち、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの各輝度値を平均した輝度平均値を演算のパラメータにしている。これら輝度平均値は、制御ユニット２００の画像処理部２２０によって、画素毎に処理される。
【００２７】
次に、ハウジング１０内には、ステージ１１上のプリント基板Ｗに対してＸ線を照射するＸ線放射装置４０と、Ｘ線放射装置４０からＸ線が照射されたプリント基板ＷのＸ線画像を撮影するＸ線カメラ５０とを備えている。
【００２８】
Ｘ線放射装置４０は、筒状のコリメータ本体に対して発光器と、発光器から放射されるＸ線を透過させる細管とを装着し、細管を透過したＸ線をコリメータ本体から放射する構成のものである。Ｘ線放射装置４０は、図略のＸ線放射装置駆動ユニットによって、ハウジング１０内に移動可能に担持され、ステージ１１の上方からＸ線をステージ１１上のプリント基板Ｗに放射するものである。Ｘ線放射装置４０から放射されたＸ線は、一部がプリント基板Ｗ等に吸収されて減衰した状態でプリント基板Ｗを透過する。
【００２９】
Ｘ線カメラ５０は、ステージ１１上のプリント基板Ｗを透過したＸ線を受けることにより、当該プリント基板ＷのＸ線画像を撮影するものである。Ｘ線カメラ５０は、図略のＸ線カメラ駆動ユニットによってハウジング１０内に移動可能に担持され、ステージ１１の下方でプリント基板Ｗを透過したＸ線を受けるものである。本実施形態において、Ｘ線カメラ駆動ユニットは、Ｘ線放射装置４０によるＸ線の放射方向に対応して、Ｘ線カメラ５０をＸＹＺ方向に変位することができるようになっている。Ｘ線カメラ５０は、撮像したＸ線画像のデータを制御ユニット３０に出力するように構成されている。
【００３０】
Ｘ線撮像時では、Ｘ線放射装置４０やＸ線カメラ５０と干渉しないように、それぞれの駆動ユニットによって、光学カメラ２０や照明装置３０がハウジング１０内の適所に退避することができるようになっている。また、逆に、光学カメラでの撮像時では、Ｘ線放射装置４０やＸ線カメラ５０が、それぞれの駆動ユニットによって、ハウジング１０内の適所に退避することができるようになっている。
【００３１】
ところで、光学カメラ２０やＸ線カメラ５０には、検出した光またはＸ線を電気信号に変換する変換素子が設けられている。各変換素子は、それぞれ光用またはＸ線用の検出素子をマトリックス状に配列したパネル６０を組み合わせたものである。このパネル６０について、共通の仕様を説明する。
【００３２】
図２を参照して、パネル６０は、複数の検出素子６１を備えている。各検出素子６１は、縦横が同じピッチＰｔでマトリックス状に並んでいる。
【００３３】
詳しくは後述するように、各検出素子６１は、検出した輝度値またはＸ線量に対応する検出値Ｙを画素毎に制御ユニット２００に出力するように構成されている。
【００３４】
次に、図３を参照して、上述したパネル６０を複数組み合わせた複合パネルＰＬを構築することも可能である。複合パネルＰＬは、複数のパネル６０を縦横に同じ間隔を隔ててマトリックス状に並べて構成されている。複合パネルＰＬのパネル枚数は、４枚に限らず、２枚でも６枚でもよい。
【００３５】
隣り合うパネル６０、６０同士で隣接する検出素子６１、６１同士の間隔Ｐｄは、当該パネルにおける各検出素子６１の配列ピッチＰｔの整数倍であり、図示の例では、２倍（Ｐｄ＝２Ｐｔ）になっている。無論、間隔ＰｄをＰｔと等しくしてもよい。或いは、Ｐｔの三倍に設定してもよい。制御ユニット２００は、複合パネルＰＬ全体で各検出素子６１を一意に特定することのできる識別番号Ｅで、各検出素子６１の出力や、検出素子６１自身を管理することができるようになっている。
【００３６】
光学カメラ２０やＸ線カメラ５０で撮像された画像は、制御ユニット２００で処理された後、表示ユニット７０（図４参照）に表示されるようになっている。表示ユニット７０は、例えば、液晶ディスプレイで具体化され、制御ユニット２００の処理内容を表示するものである。また、表示ユニット７０には、図略のポインティングディバイス等、入力装置が接続されており、オペレータが適宜、記憶装置３００に記憶されたプログラムに従って、必要な設定やデータを入力することができるようになっている。
【００３７】
図４を参照して、画像処理装置１００は、制御ユニット２００によって制御されるように構成されている。制御ユニット２００は、ステージ制御部２１０、コンベア制御部２１１、光学カメラ制御部２１１、照明制御部２１３、Ｘ線放射装置制御部２１４、Ｘ線カメラ制御部２１５、並びに表示制御部２１６を論理的に備えている。また、後述する測定処理や検査処理等を実行するために、画像処理部２２０、計測処理部２２１、良否判定処理部２２２、ＧＵＩ処理部２２３、不良素子検出処理部２２４、検出値校正処理部２２５、目標物理量演算処理部２２６、検出素子補完処理部２２７、並びにシフト撮像処理部２２８を論理的に構成している。
【００３８】
制御ユニット２００は、論理演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵを制御するプログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、並びにフログラムや種々のデータ（パラメータ）を記憶する補助記憶装置等で構成される記憶装置３００を備えている。これらのモジュールを論理的に構成することにより、本実施形態に係る制御ユニット２００は、光学カメラ２０による撮像やＸ線カメラ５０等によるＸ線撮像の撮像処理を制御する撮像制御部を構成している。
【００３９】
各制御部４１〜４６は、記憶装置３００に記憶されているプログラムやデータに従って、マイクロプロセッサが処理を実行することにより、ステージ１１、コンベア１２および１４、光学カメラ２０、照明装置３０、Ｘ線放射装置４０、Ｘ線カメラ５０、並びに表示ユニット７０等を制御する論理的なモジュールである。
【００４０】
各処理部２２０〜２２８は、記憶装置３００に記憶されているプログラムやデータに従って、マイクロプロセッサが処理を実行することにより、光学カメラ２０またはＸ線カメラ５０で撮像した際に出力される信号に基づいて、当該プリント基板Ｗの撮像、計測、検査、表示を行うための論理的なモジュールである。
【００４１】
画像処理部２２０は、後述する記憶装置３００のデータベースに基づいて、撮像されたアナログ画像やＸ線画像を画素毎に処理してデジタル化し、所定の撮像データを生成するためのものである。本実施形態においては、この画像処理部２２０が、検出値Ｙを補完する補完処理部を兼ねている。
【００４２】
計測処理部２２１は、画像処理部２２０によって処理された撮像データに基づいて、プリント基板Ｗのはんだ部分の高さを計測するためのものである。
【００４３】
良否判定処理部２２２は、画像処理部２２０によって処理された撮像データに基づいて、撮像されたプリント基板Ｗが良品か否かを判定するためのものである。
【００４４】
ＧＵＩ処理部２２３は、表示制御部２１６の処理内容に基づき、表示ユニット７０に種々のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を表示する機能を奏するものである。本実施形態に係るＧＵＩ処理部２２３は、表示された画像の濃度を変更するための濃度スケールを表示することができるようになっている。
【００４５】
不良素子検出処理部２２４は、複合パネルＰＬに採用されている検出素子６１のうち、不良品を検出するものである。検出素子６１の不良の態様としては、出力信号が全くないもの、出力信号が常に最高値であるもの、或いは、同一条件での撮像であるにも拘わらず、出力信号が異なるもの、Ｘ線量と出力信号との相関関係グラフが少なくとも一部で規定の傾きを有しないもの（図１９の特性Ｄ１。同図の特性Ｇ１、Ｇ２は、良品の特性を示す。）、プロファイルの繰り返し性が低いもの（図２０（Ｂ）参照。図２０（Ａ）は、繰り返し性が良好であるものを示す。）等が例示される。本実施形態では、記憶装置３００に不良判定用のプログラムを設けて、検出素子６１の良否判定を実行できるように構成されている。そして、不良と判定された検出素子６１については、マスキングをかけて、撮像時に利用しないこととしている。
【００４６】
検出値校正処理部２２５は、後述するフローチャートにより、検出素子６１が検出した検出値Ｙの非線形な個体差を校正するモジュールである。本実施形態においては、この検出値校正処理部２２５が、本発明の校正手段の一例である。
【００４７】
目標物理量演算処理部２２６は、検出値校正処理部２２５が演算した校正値Ｉχｃに基づいて、画素毎に材料厚さχや輝度値Ｂ等の目標物理量を演算するためのモジュールである。
【００４８】
検出素子補完処理部２２７は、不良と判定された検出素子６１が出力すべき検出値Ｙを他の正常な検出素子６１の検出値Ｙで補完するためのモジュールである。この検出素子補完処理部２２７の動作は、検出値校正処理部２２５により校正された値に基づいて実行される。
【００４９】
シフト撮像処理部２２８は、シフト撮像のために、同一のプリント基板Ｗの撮像要部を少なくとも２回撮像するように、光学カメラ２０やＸ線カメラ５０等の撮像ユニットによる撮像動作を制御するためのモジュールである。ここでシフト撮像とは、一回の撮像で欠落した画像を補うために、撮像位置を変更して同一の被写体を複数回撮像する方法をいう。詳しくは後述するフローチャートで実現されるように、本実施形態においてシフト撮像処理部２２８は、撮像と撮像の間に、前の撮像で何れかの検出素子６１が検出したプリント基板Ｗの撮像要部に係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子６１が再度検出することができる移動量で、プリント基板Ｗの撮像要部と撮像ユニットとを、それらの対向方向（図示の例では、Ｚ方向）と直交する方向（ＸＹ方向）に相対移動させる相対移動制御部と、検出値Ｙを補完する補完処理部とを論理的に含んでいる。
【００５０】
次に、図５を参照して、本実施形態では、撮像されたプリント基板Ｗの検査や測定、画像処理を施すための種々のデータを記憶したテーブル３０１〜３１０が登録されている。各テーブル３０１〜３１０は、ここで、「テーブル」とは、２次元マトリックス（行と列）でデータを保存する記憶領域のことをいい、以下の説明では、テーブルの列を項目、テーブルの実現値（列に割り当てられる実際の値）をタプルという。また、図において、（ＰＫ）は主キーを、（ＦＫ）は外部キーを、それぞれ表わしている。主キーは、テーブル内において、タプルを一意に識別する属性である。外部キーは、主キーと同じ値を持つことによって、当該主キーを有するテーブルのデータを参照するためのものである。さらに、図中の矢印は、テーブル間の関係（リレーションシップ）を表わしており、矢印の終点側のテーブルにある外部キーが矢印の起点側のテーブルにある主キーを参照していることを示している。
【００５１】
まず、記憶装置３００には、各カメラ２０、５０に採用される複合パネルＰＬのデータを格納するパネルテーブル３０１が設けられている。このパネルテーブル３０１には、項目として、パネル６０（複合パネルＰＬに用いられているものを含む）を一意に特定するパネル識別番号と、当該パネル６０におけるＸ座標の上限値を示すＸ座標上限値Ｎｘと、当該パネル６０におけるＹ座標の上限値を示すＹ座標上限値Ｎｙとが含まれている。従って、各項目に保存されるタプルに基づいて、パネル６０毎に検出素子６１の総数を調べることが可能になる。
【００５２】
パネルテーブル３０１には、検出素子テーブル３０２が関連づけられている。検出素子テーブル３０２は、項目として、パネルテーブル３０１と関連づけるための項目｛パネル識別番号｝の他、検出素子識別番号を複合パネルＰＬ全体の中から一意に特定するための検出素子識別番号と、マスキングフラグと、増幅部ゲインαと、暗電流βとが含まれている。マスキングフラグは、初期値は、Ｆａｌｓｅとされ、当該検出素子が不良と判定された場合にＴｒｕｅとされる。この結果、撮像時には、不良と判定された検出素子の出力を演算対象から外すことが可能になる。また、｛増幅部ゲインα、暗電流β｝は、検出素子６１の個体差を校正するための個体差ファクタの一例を示しており、これらのデータが実験等に基づいて、予め検出素子テーブル３０２に保存されることにより、制御ユニット２００は、個々の検出素子６１の個体差を校正することが可能となる。
【００５３】
次に、本実施形態では、撮像条件を保存する撮像条件テーブル３０３が含まれている。これは、画像処理をする際に、撮像条件によって、同一のプリント基板Ｗを同一の装置で撮像した場合でも減弱度等が異なることに鑑み、パラメータとして利用することとしているのである。撮像条件テーブル３０３には、撮像条件識別番号によって、タプルを特定することができるようになっている。
【００５４】
次に、撮像された画像を保存するために、記憶装置３００には、画像データテーブル３０４と、画像データテーブル３０４に関連づけられた画素データテーブル３０５が登録されている。画像データテーブル３０４は、項目として、一回の撮像で得られた画像を一意に特定するための画像識別番号と、撮像条件識別番号と、シフトカウンタとを含んでいる。撮像条件識別番号は、画像識別番号を撮像条件テーブル３０３と関連づけるための外部キーであり、このキーを項目に含ませることにより、撮像された画像がどのような撮像条件で撮像されたのか、特定することが可能になる。また、シフトカウンタは、同一のプリント基板Ｗを所定の条件下で複数回撮像した場合に、その回数をカウントするためのものであり、初期値は１である。
【００５５】
次に、画素データテーブル３０５は、画像毎に画素を管理するためのテーブルであり、項目として、画像識別番号と、画素識別番号と、検出値Ｙと、校正値Ｉχｃと、輝度値Ｂと、検出素子識別番号とを含んでいる。画像識別番号を項目として含み、且つ主キーとすることで、画像と画素とを関連づけて、一意に画素を特定することが可能となる。検出値Ｙは、検出素子テーブル３０２が出力したデータである。この検出値Ｙの個体差は、非線形である。本実施形態では、画素データテーブル３０５に検出素子識別番号が設けられているので、何れの画素の検出値Ｙが何れの検出素子の検出結果によるものであるかを特定することができる。次に、校正値Ｉχｃは、検出値Ｙに含まれる非線形な個体差を校正した値である。この校正値Ｉχｃは、画像処理部２２０が、当該画素の輝度値や材料厚さなどの目標物理量を決定するための基礎となる。この校正値Ｉχｃを画素毎に保存することにより、画素毎に検出素子６１の個体差を演算した校正値Ｉχｃで、所定の目標物理量を演算することが可能となる。
【００５６】
次に、本実施形態では、基準材データテーブル３０６が登録されている。この基準材データテーブル３０６は、撮像された画像を表示ユニット７０で表示したときに、表示された任意のエリアの濃度を変更する場合、そのエリアの高さが、プリント基板の何れの部分の高さと対応するかを関連づける基準となる材質（基準材）を保存するものである。この基準材データテーブル３０６に保存される基準材としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅が好適な例である。
【００５７】
次に、記憶装置３００には、撮像条件テーブル３０３並びに基準材データテーブル３０６と関連づけられる基準材厚さ変換テーブル３０７が登録されている。この基準材厚さ変換テーブル３０７は、項目として、撮像条件識別番号、透過Ｘ線量Ｉχ、基準材識別番号、並びに基準材厚さｔを含んでおり、撮像条件と、透過Ｘ線量Ｉχと、基準材とが特定された場合に、その条件に適合する基準材の厚さｔが特定されるようになっている。
【００５８】
次に、記憶装置３００には、濃度設定をするためのＸ線画像濃度設定テーブル３０８と、光学画像濃度設定テーブル３０９とが設けられている。これらのテーブル３０８、３０９は、何れも検出された出力に応じて濃度を特定するための項目｛設定識別番号、濃度｝を有している。また、出力に関する項目としては、Ｘ線画像濃度設定テーブル３０８については、透過Ｘ線量Ｉχが、光学画像濃度設定テーブル３０９については、輝度値Ｂが、それぞれ含まれている。
【００５９】
次に、記憶装置３００には、表示ユニット７０に画像を表示するために必要なデータを登録する表示データテーブル３１０が登録されている。この表示データテーブル３１０は、項目として、ＣＲＴ表示座標、撮像識別番号、画素識別番号、表示輝度値、撮像条件識別番号、基準材識別番号、透過Ｘ線量Ｉχ、設定識別番号とを含んでおり、各外部キーに対応する画像（画素）データテーブル３０４、３０５、基準材厚さ変換テーブル３０７、設定テーブル３０８、３０９と関連づけられている。この結果、表示ユニット７０の画面上で表示された画像の関心点を選択し、さらに画面に表示された濃度幅設定用のスケールから濃度幅を選択することにより、当該関心点における透過Ｘ線量Ｉχに基づく所望濃度幅の画像を表示することが可能になる。
【００６０】
次に、検出素子６１の試験処理の一例について説明する。
【００６１】
図６を参照して、検出素子６１の試験処理では、マスキングの決定と個体差ファクタ（増幅部ゲインα、暗電流β）の取得が実行される。まず、検出素子６１の識別番号Ｅが初期化されて（ステップＳ１）、動作試験が実行される（ステップＳ２）。上述したように、検出素子６１の不良態様は、出力信号が全くないもの、出力信号が常に最高値であるもの、或いは、同一条件での撮像であるにも拘わらず、出力信号が異なるものであることから、材料厚さχが０のときのＸ線量での反応や、所定の材料厚さχのときの検出性能、並びに、同一被験物を検出したときの検出精度の高さ等が試験され、個々の試験結果に基づいて、良否判定制御ユニット２００の不良素子検出処理部２２４によってなされる。本実施形態では、この動作試験において、個々の検出素子６１の個体差ファクタについても検出する。
【００６２】
制御ユニット２００は、記憶装置３００に記憶されたプログラムに従って、検査された検出素子６１の良否判定を実行し（ステップＳ３）、仮に良否判定において良品と判断された場合、制御ユニット２００は、動作試験Ｓ２において検出された個体差パラメータを該当タプルに保存する（ステップＳ４）。他方、仮に不良であった場合には、検出素子テーブル３０２の該当タプルについて、マスキングフラグをＴｒｕｅに更新する（ステップＳ５）。
【００６３】
ステップＳ４またはステップＳ５が終了した後、制御ユニット２００は、検出素子６１の識別番号Ｅをインクリメントし（ステップＳ６）、残余の検出素子６１の有無を判定する（ステップＳ７）。仮に全ての検出素子６１の試験が終了している場合には、プログラムを終了し、未試験の検出素子６１がある場合には、ステップＳ２に移行して、上述した処理を繰り返す。
【００６４】
上述した処理により、全ての検出素子について、良否が判定され、不良品については、マスキングが施されて、検出値Ｙの精度が担保される。なお、マスキングされた検出素子が出力すべき検出値Ｙについては、詳しくは後述するように、良品と判定された他の検出素子の検出値Ｙに基づいて補完される。
【００６５】
次に、図７および図８を参照して、試験結果を終了した装置によるプリント基板Ｗの検査工程例について説明する。なお、図７および図８に示した例は、図２のパネル６０単体でプリント基板ＷをＸ線検査した場合である。
【００６６】
まず、検査工程のプログラムを実行することにより、制御ユニット２００は、入力画面を表示する（ステップＳ２０）。この入力画面には、プリント基板Ｗの品番、プリント基板Ｗの処理枚数Ｎｉが入力されるようになっている。なお、表示画面には、プログラムを実行するための実行ボタンと、設定をキャンセルして図略のメニュー画面に遷移するためのメニューボタンとが設けられている。
【００６７】
制御ユニット２００は、ステップＳ２０の入力画面を表示した後、全ての入力が終了するのを待機する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の判定は、実行ボタンが操作されたことをトリガーとして判定される。図７では省略されているが、入力に不備がある状態（入力漏れ、または誤入力）で実行ボタンが操作された場合には、エラー表示を行い、エラーの内容を表示して、オペレータに再入力を促すように構成されている。また、このタイミングでメニューボタンが操作されると、設定をキャンセルして、図略のメニュー画面に遷移する。
【００６８】
入力が完了したと判定した場合、制御ユニット２００は、設定された内容に基づいて、ワーク処理枚数Ｎｉ、必要写真枚数Ｎｊ、並びにパネル６０のＸ座標、Ｙ座標の上限値Ｎｘ、Ｎｙを取得する（ステップＳ２２）。ここで、ワーク処理枚数Ｎｉは、検査対象となるプリント基板Ｗの枚数である。必要写真枚数Ｎｊは、一つのプリント基板Ｗについて、必要な画像の枚数である。
【００６９】
次いで、制御ユニット２００は、ワーク処理枚数Ｎｉのカウント変数Ｉを１に初期化し（ステップＳ２３）、ステージ１１や搬出入コンベア１２、１４を駆動してＩ番目のプリント基板Ｗを搬入する（ステップＳ２４）。
【００７０】
次に、制御ユニット２００は、必要写真枚数Ｎｊのカウント変数Ｊを１に初期化し（ステップＳ２５）、光学カメラ２０や照明装置３０を撮像位置から退避させ、Ｘ線放射装置４０とＸ線カメラ５０とを所定の撮像位置に移動する（ステップＳ２６）。次いで、制御ユニット２００は、ステップＳ２６で撮像位置に移動したＸ線放射装置４０とＸ線カメラ５０とによってＸ線撮像を実行する（ステップＳ２７）。次いで、撮像されたＸ線画像について、検出値Ｙの校正処理サブルーチンが実行される（ステップＳ２８）。このサブルーチンＳ２８では、検出素子６１毎の検出値Ｙが校正される。次いで、前記校正値Ｉχｃに基づいて、制御ユニット２００の計測処理部２２１は、目標物理量としての材料厚さχを演算する（ステップＳ２９）。
【００７１】
図８を参照して、次いで制御ユニット２００の良否判定処理部２２２は、演算された材料厚さχの良否を判定する（ステップＳ３０）。この判定結果と取得された画像は、濃度設定テーブル３０８または３０９の設定値に基づき、表示ユニット７０に表示される（ステップＳ３１）。なお、図示の例では、ＧＵＩ処理部２２３によって、画像の横に濃度を変更するための濃度幅設定用スケールがＧＵＩで表示される。従ってオペレータは、画面上で表示された画像の関心点を選択し、次いで画面に表示された濃度幅設定用スケールから濃度幅を選択することにより、当該関心点を濃度中心値とする所望濃度幅の画像に変更することができるようになっている。
【００７２】
画像表示を実行した後、制御ユニット２００は、カウント変数Ｊをインクリメントし（ステップＳ３２）、必要な写真枚数の写真を撮影したか否かを判定する（ステップＳ３３）。この判定で、仮に必要な写真が残っている場合には、ステップＳ２６に移行して上述した処理を繰り返す。他方、必要な写真を全て取り終えた場合には、プリント基板Ｗの搬出動作を実行する（ステップＳ３４）。次いで、制御ユニット２００は、カウント変数Ｉをインクリメントし（ステップＳ３５）、必要なプリント基板Ｗを全て検査したか否かを判定する（ステップＳ３６）。仮に検査が必要な全てのプリント基板Ｗを検査し終えている場合には、フログラムを終了し、未検査のプリント基板Ｗがある場合には、ステップＳ２４に戻って上述した処理を繰り返す。
【００７３】
次に、図７の検出値校正処理サブルーチンＳ２８について、図９を参照しながら説明する。
【００７４】
図９を参照して、検出値校正処理サブルーチンＳ２８では、検出素子６１の識別番号Ｅが１に初期化されて（ステップＳ２８０）、当該識別番号Ｅに係るタプルが読み取られる。図５に示したように、検出素子テーブル３０２には、マスキングフラグが含まれており、このマスキングフラグの値によって、当該検出素子６１の良否を判定することができる。制御ユニット２００は、識別番号がＥの検出素子について、マスキングフラグの値がＦａｌｓｅであるか、すなわち、良品であるか否かを判定する（ステップＳ２８１）。仮に、マスキングフラグの値がＴｒｕｅである場合、すなわち、当該検出素子６１が不良と判定されている場合、後述する画像補完処理サブルーチンＳ２９０が実行される。
【００７５】
他方、マスキングフラグの値がＦａｌｓｅである場合、すなわち、当該検出素子６１が良品である場合、画素データテーブル３０５から、Ｅ番目の検出素子による検出値Ｙを読み取る（ステップＳ２８２）。
【００７６】
次いで、制御ユニット２００は、読み取った検出値Ｙと、Ｅ番目の検出素子について保存されている校正パラメータを検出素子テーブル３０２から読み取り（ステップＳ２８３）、これらの値に基づいて、校正値としての透過Ｘ線量Ｉχｃを演算し、保存する（ステップＳ２８４）。この校正値Ｉχｃの演算により、検出値Ｙが有する非線形な個体差が校正されるので、個々の検出素子６１の個体差に拘わらず、校正値Ｉχｃは、一様にプリント基板Ｗの特性を表すことができる。すなわち、同一条件で同一のプリント基板Ｗを撮像した場合には、同一の校正値Ｉχｃを得ることができ、その結果、同一の濃度データを得ることが可能になる。
【００７７】
次いで、制御ユニット２００は、識別番号Ｅをインクリメントし（ステップＳ２８５）、全ての検出素子６１について検出値Ｙの校正が終了したか否かを判定する（ステップＳ２８６）。仮に未処理の検出素子６１がある場合には、ステップＳ２８２に移行して上述した処理を繰り返す。また、全ての検出素子６１について、検出値Ｙの校正が終了した場合には、メインルーチンに復帰する。
【００７８】
次に、本実施形態に係る校正のメカニズムについて、サンプル例を用いて、説明する。
【００７９】
一般に、Ｘ線撮像において、Ｘ線の初期強度をＩ0、製品の厚さをχ、線形吸収係数をμとすると、透過Ｘ線量Ｉχは、
【００８０】
【数２】
0005647504.tif 000003
【００８１】
で表される。例えば線形吸収係数μが約０．５の場合、厚さχを０から８まで９段階とると、表１のような演算結果になり、図１０のようなグラフが得られる。
【００８２】
【表１】
0005647504.tif 000004
【００８３】
次に、サンプルとして、ａ〜ｈの８つの検出素子６１の検出値Ｙを調べることとする。各検出素子６１に、増幅部のゲインαや、暗電流βレベルの個体差を表２の通り設定した場合、材料厚さχ＝０における各検出素子６１の検出値Ｙは、同表２の通りとなる。
【００８４】
【表２】
0005647504.tif 000005
【００８５】
このような条件下で、材料厚さχ＝２．０の製品Ａをこれらａ〜ｈの８つの検出素子６１で検出した場合、その検出値Ｙは、表３の通りとなる。
【００８６】
【表３】
0005647504.tif 000006
【００８７】
ここで、ａという検出素子６１の検出値Ｙを基準に考えると、各検出素子６１の検出結果に基づく材料厚さχの値は、表３の通りばらつくこととなる。
【００８８】
各検出素子６１による検出値Ｙや、材料厚さχは、非線形であることから、表３の右端欄に示したように、それらの平均値を求めても、正確な検出値Ｙにはならないことがわかる。
【００８９】
このような現象は、特許文献１に開示された先行技術でも同様であり、減弱度ＡＬは、表４の通りばらつくことがわかる。
【００９０】
【表４】
0005647504.tif 000007
【００９１】
特許文献１の技術においても、減弱度ＡＬにばらつきが生じるのは、検出されたカウント値ｎ自体が非線形の個体差を含んでいるからであると考えられる。
【００９２】
これに対して本実施形態においては、図９に示したフローチャートにおいて、検出値Ｙと、事前に保存されている校正パラメータとによって、検出値Ｙが校正されるので、表５に示したように、個体差に拘わらず、一様な校正値Ｉχｃを得ることが可能となる。
【００９３】
【表５】
0005647504.tif 000008
【００９４】
以上の原理に基づき、個体差を有するａ〜ｈの検出素子６１を用いて、材料厚さχの異なる製品Ａ〜Ｅを検出した場合、校正値Ｉχｃを求めることによって、表６に示したように、精緻に製品Ａ〜Ｅの材料厚さχを演算できることが確認された。
【００９５】
【表６】
0005647504.tif 000009
【００９６】
上述のような校正処理は、図９の画素補完処理サブルーチンＳ２９０においても、実施されている。
【００９７】
図１１並びに図１２を参照して、画素補完処理サブルーチンＳ２９０を実行する際、制御ユニット２００は、Ｅ番目の検出素子の周囲にある正常な検出素子６１（ａ〜ｄ、ｆ〜ｈ）を特定する（ステップＳ２９１）。具体的には、Ｅ番目の検出素子の周囲にある検出素子のマスキングフラグを参照し、マスキングフラグの値がＦａｌｓｅのものを選定してその個数Ｎｎをカウントする。図１２の例の場合、個数Ｎｎは、７である。
【００９８】
次に、制御ユニット２００は、正常な検出素子６１のカウント変数Ｎを１に初期化し（ステップＳ２９２）、特定された正常な検出素子６１のうち、Ｎ番目の検出素子６１による検出値Ｙを読み取る（ステップＳ２９３）。図１２の例の場合、Ｎ番目の検出素子６１がａであるとすると、その検出値Ｙは、４２５である。次いで、この検出素子６１に設定された校正パラメータを検出素子テーブル３０２から読み取る（ステップＳ２９４）。次いで、検出値Ｙと校正パラメータとによって、透過Ｘ線量Ｉχを校正値Ｉχｃとして演算し、その値を画素データテーブル３０５に保存する（ステップＳ２９５）。なお、正常な検出素子６１として判定されたもののうち、既に校正値Ｉχｃが演算済である場合には、上述したステップＳ２９３〜Ｓ２９５を省略するようにしてもよい。次いで、制御ユニット２００は、カウント変数Ｎをインクリメントし（ステップＳ２９６）、正常と特定された検出素子６１の全てについて校正値Ｉχｃが演算されたか否かを判定する（ステップＳ２９７）。仮に未処理の検出素子６１がある場合には、ステップＳ２９３に戻って上述した処理を繰り返し、全ての検出素子６１の処理が終了した場合には、特定された正常な検出素子の校正値Ｉχｃを個数Ｎｎで平均する（ステップＳ２９８）。図１２の場合、検出素子６１（ａ〜ｄ、ｆ〜ｈ）の校正値Ｉχｃは、それぞれ図１２（Ｂ）に示すように、０．３６８、０．３１５、０．３９３、０．３６８、０．３６８、０．３８２、０．１７４であるから、その平均値は、０．３３８である。そして、本実施形態では、この平均値が図１２（Ｃ）に示されるように、ｅの検出素子６１の校正値Ｉχｃとされるので、メインルーチンでの演算によって、材料厚さχは、２．１６と演算される。
【００９９】
上述した図９以下のフローチャートでは、Ｘ線によるプリント基板Ｗの検査対象の高さを演算する方法として例示したが、検出値校正処理サブルーチンＳ２８０や補完処理サブルーチンＳ２９０は、光学カメラ２０に用いられる光電パネルに適用可能であることは、いうまでもない。
【０１００】
次に、図１３から図１５のフローチャート並びに図１６から図１８の模式図を参照しながら、本実施形態に係るシフト撮像について説明する。例えば、図３のような複合パネルを採用した際、パネル６０、６０間に欠落画像が生じることになるが、この欠落画像を複数の撮像で補完することが可能となる。
【０１０１】
図１３を参照して、検査工程のプログラムを実行することにより、制御ユニット２００は、図７の制御と同様な入力画面を表示する（ステップＳ５０）。この入力画面には、プリント基板Ｗの品番、プリント基板Ｗの処理枚数Ｎｉが入力されるようになっている。なお、表示画面には、プログラムを実行するための実行ボタンと、設定をキャンセルして図略のメニュー画面に遷移するためのメニューボタンとが設けられている。
【０１０２】
制御ユニット２００は、ステップＳ５０の入力画面を表示した後、全ての入力が終了するのを待機する（ステップＳ５１）。ステップＳ５１の判定は、実行ボタンが操作されたことをトリガーとして判定される。図１３では省略されているが、入力に不備がある状態（入力漏れ、または誤入力）で実行ボタンが操作された場合には、エラー表示を行い、エラーの内容を表示して、オペレータに再入力を促すように構成されている。また、このタイミングでメニューボタンが操作されると、設定をキャンセルして、図略のメニュー画面に遷移する。
【０１０３】
入力が完了したと判定した場合、制御ユニット２００は、設定された内容に基づいて、ワーク処理枚数Ｎｉ、必要写真枚数Ｎｊ、シフト回数Ｎｋ、並びにパネル６０のＸ座標、Ｙ座標の上限値Ｎｘ、Ｎｙを取得する（ステップＳ５２）。ここで、シフト回数Ｎｋは、シフト撮像において、プリント基板Ｗと撮像ユニットとが、それらの対向方向（Ｚ方向）と直交する方向（ＸＹ方向）に相対移動する回数である。このシフト回数は、複合パネルＰＬの仕様等によって決定されるものである。本実施形態においては、撮像ユニットの装着時に、シフト回数Ｎｋが、シフトする方向とシフト量とともに、事前に制御ユニット２００にティーチングされるようになっている。
【０１０４】
次いで、制御ユニット２００は、ワーク処理枚数Ｎｉのカウント変数Ｉを１に初期化し（ステップＳ５３）、ステージ１１や搬出入コンベア１２、１４を駆動してＩ番目のプリント基板Ｗを搬入する（ステップＳ５４）。
【０１０５】
次に、制御ユニット２００は、必要写真枚数Ｎｊのカウント変数Ｊを１に初期化し（ステップＳ５５）、光学カメラ２０とＸ線カメラ５０のうち、一方を撮像位置から退避させ、他方を所定の撮像位置に移動する（ステップＳ５６）。次いで、制御ユニット２００は、シフト回数Ｎｋのカウント変数Ｋを１で初期化し、（ステップＳ５７）、その値を画像データテーブル３０４のシフトカウンタに保存する（ステップＳ５７）。これにより、撮像された画像をシフト回数別に識別することが可能となる。
【０１０６】
次に制御ユニット２００は、ステップＳ５６で撮像位置に移動した撮像ユニットによって撮像を実行する（ステップＳ５８）。次いで、撮像されたＸ線画像について、検出値Ｙの校正処理サブルーチンが実行される（ステップＳ５９）。このサブルーチンＳ５９では、図９で示した検出値校正処理サブルーチンＳ２８と同様の処理により、検出素子６１毎の検出値Ｙが校正される。
【０１０７】
次いで、制御ユニット２００は、カウント変数Ｋがインクリメントされ（ステップＳ６０）、全てのシフト回数分だけ撮像が実行されたか否かを判定する（ステップＳ６１）。仮にシフト回数に満たない場合には、撮像位置のみ２画素分所定方向にシフトして、ステップＳ５８に移行し、上述した処理を繰り返す。例えば、図３の複合パネルＰＬを使用した場合、図１６に示すように、シフト方向は、矢印ＡＷで示す斜め右上４５°に設定される。また、間隔Ｐｄは、当該パネルにおける各検出素子６１の配列ピッチＰｔの整数倍（２画素分）に設定されているので、シフト量は、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ２画素分に設定される。このような設定により、プリント基板Ｗと撮像ユニットとが相対移動する前に何れかの検出素子６１が撮像したプリント基板Ｗに係る画素単位の部位を、他の検出素子６１が再度撮像することが可能となる。
【０１０８】
図１４を参照して、次いで制御ユニット２００は、カウント変数Ｋ、Ｐｘ、ＬをそれぞれＰｘ＝１、Ｌ＝０に初期化する（ステップＳ７１〜Ｓ７２）。ここで、カウント変数Ｐｘは、撮像された画像の画素を特定する変数であり、Ｌは、当該画素について、撮像された回数を表す。図３から明らかなように、パネル６０が隙間を隔てて複合されている場合、撮像位置によって、シフト撮像された回数は、異なっている。そこで、画素毎に撮像された回数をカウントして、正確な平均値を求めることができるようにしているのである。
【０１０９】
次いで、制御ユニット２００は、画素データテーブル３０５を参照し、Ｋ枚目の画像に係る画素（ｘ，ｙ）が校正値Ｉχｃを有しているか否かを判定する（ステップＳ７３）。仮に画素（ｘ，ｙ）が校正値Ｉχｃを有している場合には、カウント変数Ｌをインクリメントし（ステップＳ７４）、校正値Ｉχｃがない場合（すなわち、撮像されていない場合）には、ステップＳ７４をバイパスする。
【０１１０】
ついで、制御ユニット２００は、撮像された回数をカウントし終えたか否かを判定し（ステップＳ７５）、カウントし終えていない場合には、ステップＳ７３に移行して、上述した処理を繰り返し、カウントが終了している場合には、画素（ｘ，ｙ）に保存されたＬ個の校正値Ｉχｃを平均し、平均値Ｉχavを演算する（ステップＳ７６）。次いで、制御ユニット２００は、演算された平均値Ｉχavに基づいて、画素（ｘ，ｙ）の輝度値Ｂを演算し、画素データテーブル３０５に保存する（ステップＳ７７）。
【０１１１】
その後、制御ユニット２００は、カウント変数Ｐｘをインクリメントし（ステップＳ７９）、全ての画素について、輝度値Ｂが演算されているか否かを判定する（ステップＳ７９）。仮に未処理の輝度値Ｂがある場合には、ステップＳ７２に戻って、上述した処理を繰り返す。
【０１１２】
次に、図１５を参照して、全ての画素について輝度値Ｂの演算を終了した場合、制御ユニット２００は、カウント変数Ｊをインクリメントし（ステップＳ８０）、必要な写真枚数の写真を撮影したか否かを判定する（ステップＳ８１）。この判定で、仮に必要な写真が残っている場合には、ステップＳ５７に移行して上述した処理を繰り返す。他方、必要な写真を全て取り終えた場合には、プリント基板Ｗの搬出動作を実行する（ステップＳ８２）。次いで、制御ユニット２００は、カウント変数Ｉをインクリメントし（ステップＳ８３）、必要なプリント基板Ｗを全て検査したか否かを判定する（ステップＳ８４）。仮に検査が必要な全てのプリント基板Ｗを検査し終えている場合には、フログラムを終了し、未検査のプリント基板Ｗがある場合には、ステップＳ５４に戻って上述した処理を繰り返す。
【０１１３】
次に、図１６を参照して、シフト撮像の具体例を単純にモデル化して説明する。以下に示す例では、上述したシフト撮像をＸ線カメラ５０で実行し、画素（０，０）から画素（１７，１７）までの画像を得た例である。
【０１１４】
各パネル６０には、表２に示したａからｈの８種類の検出素子６１が配列されている場合を想定する。図示のモデルの場合、最初の撮像は、画素（−２，−２）から画素（１５，１５）までの範囲に撮像位置が設定される。図３の複合パネルＰＬで撮像した最初の画像は、図１６の実線で示すエリアのように、中央部分に十字路の未撮像エリアが残っている。
【０１１５】
図１３のステップＳ６２が実行されて、図１６の仮想線で示したように、撮像位置が変化すると、最初の画像と次の画像は、図１７のように重複するので、未撮像のエリアは、図１７の斜線で示したように、僅かな面積に低減する。従って、この操作を複合パネルＰＬの間隔Ｐｄに応じた回数（図示の例では３回）だけ繰り返すことにより、最終的には、図１８の実線で示すように、画素（０，０）から画素（１７，１７）までの隙間のない画像を得ることができる。
【０１１６】
図１６から図１８までの撮像データは、例えば、画素（０，０）から画素（７，０）に着目した場合、表７のようになる。
【０１１７】
【表７】
0005647504.tif 000010
【０１１８】
例えば、図１６から図１８の例において、最初の撮像で撮影されなかった画素の座標が（６，０）（７，０）であったとする。次の撮像では、これらの座標（６，０）（７，０）をシフトした検出素子６１が撮像することにより、これらの座標（６，０）（７，０）についても、材料厚さχを得ることが可能となる。
【０１１９】
そして、この具体例で着目すべきことは、個々の検出素子６１は、それぞれ個体差を有しており、これらは、非線形であるので、単純な平均化では精緻な値を得ることができないのであるが、本実施形態では、図１３のステップＳ５９で撮像した画素毎に校正値Ｉχｃを演算し、これら校正値Ｉχｃに基づいて、平均値や、目標物理量となる輝度値Ｂ、或いは材料厚さχを演算しているので、精緻な目標物理量を演算することが可能となる点である。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態の態様の一つは、格子状に等間隔に配列された複数の検出素子６１を有し、各検出素子６１が検出した被写体としてのプリント基板Ｗの画像を画素毎に分解して出力する撮像ユニット２０、４０を備えた画像処理装置において、個々の画素の個体差を表す個体差ファクタα、βを記憶する個体差ファクタ記憶手段としての検出素子テーブル３０２と、記憶された個体差ファクタα、βに基づいて、当該検出素子６１毎に線形な校正値Ｉχｃを出力する校正手段としての検出値校正処理部２２５と、前記検出値校正処理部２２５が演算した校正値Ｉχｃに基づいて、前記画素毎に目標物理量としての輝度値Ｂや材料厚さχを演算する目標物理量演算処理部２２６とを備えている画像処理装置である。
【０１２１】
このため本実施形態では、光学カメラ２０またはＸ線カメラ５０等の撮像ユニット２０、４０から検出素子６１が検出した画像が画素毎に分解され、その輝度値Ｂ、材料厚さχ等が目標物理量として演算される。この目標物理量の元になる検出値Ｙは、個々の検出素子６１が有する非線形な個体差によってばらついた値であるが、本実施形態では、検出素子テーブル３０２に記憶されている個体差ファクタα、βに基づいて、検出値校正処理部２２５が個々の検出素子６１毎に線形な校正値Ｉχｃを出力する。そのため、目標物理量演算処理部２２６は、個々の検出素子６１の個体差の影響が除去された校正値Ｉχｃを基礎としているので、演算される輝度値Ｂ、材料厚さχは、精緻な目標物理量となる。「個体差ファクタα、β」は、増幅部ゲインや、暗電流が例示されるが、それに限らない。
【０１２２】
また本実施形態では、前記撮像ユニット２０、４０による撮像動作を制御するシフト撮像制御手段として機能する制御ユニット２００を備えている。この制御ユニット２００は、撮像と撮像の間に、前の撮像で何れかの検出素子６１が検出したプリント基板Ｗの撮像要部に係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子６１が再度検出することができる移動量で、前記プリント基板Ｗと前記撮像ユニット２０、４０とを、それらの対向方向（Ｚ方向）と直交する方向（ＸＹ方向）に相対移動させる相対移動制御部（制御部２１０〜制御部２１６等）と、前記撮像ユニット２０、４０が出力した検出値Ｙを補完する補完処理部としての画像処理部２２０とを含み、前記検出値校正処理部２２５は、相対移動の前後における各撮像結果に基づいて得られる前記検出値Ｙからそれぞれ前記校正値Ｉχｃを演算するものであり、目標物理量演算処理部２２６は、前記検出値校正処理部２２５が演算した各校正値Ｉχｃに基づいて、前記輝度値Ｂ、材料厚さχを当該プリント基板Ｗの画素毎にそれぞれ演算するものであり、前記画像処理部２２０は、演算された輝度値Ｂ、材料厚さχの平均値を当該プリント基板Ｗの画素毎に演算することにより、最初の撮像で取得できなかった画素の輝度値Ｂ、材料厚さχを後の撮像で取得した輝度値Ｂ、材料厚さχで補完するものである。
【０１２３】
このため本実施形態では、例えば、欠陥素子がある場合に、当該欠陥素子の検出値Ｙを他の正常な検出素子６１で補完することが可能になる。また、検出素子６１が、複数のパネル６０に分割されて配置された仕様であっても、パネル６０間の隙間をプリント基板Ｗと撮像ユニット２０、４０との相対移動後の撮像によって補完し、全体として一枚の大きな画像を得ることが可能になる。何れの場合においても、検出された出力が検出値校正処理部２２５によって校正され、その校正値Ｉχｃに基づいて輝度値Ｂ、材料厚さχが演算されるので、補完される検出値Ｙないし輝度値Ｂ、材料厚さχは、極めて精緻なものとなる。
【０１２４】
また本実施形態では、前記撮像ユニット２０、４０は、複数の検出素子６１が格子状に等間隔に配列されてなるパネル６０を、その面方向に複数並べて面一に配置した複合パネルＰＬからなり、隣り合う前記パネル６０同士で隣接する前記検出素子６１同士の間隔は、当該パネル６０における各検出素子６１の配列ピッチの整数倍である。
【０１２５】
このため本実施形態では、相対移動後の撮像によって、最初の撮像時に複合パネルＰＬの間に位置するプリント基板Ｗの部位を当該複合パネルＰＬ内の画素数と同じ密度で補完することができる。
【０１２６】
また本実施形態では、各検出素子６１のうち、不良素子を検出する不良素子検出処理部２２４と、検出された不良素子の周囲にある正常な検出素子６１の検出値Ｙに基づいて、当該不良素子の検出値Ｙを補完する検出素子補完処理部２２７とを備えている。
【０１２７】
このため本実施形態では、いわゆるドット飛びが、光学カメラ２０やＸ線カメラ５０等のハードウェアに生じている場合であっても、周囲の検出素子６１の検出値Ｙに基づいて、不良素子の検出値Ｙを補完し、全体として欠陥のない画像を得ることができる。
【０１２８】
本発明の別の態様は、上述した画像処理装置と、前記画像処理装置が出力した目標物理量に基づいて、前記プリント基板Ｗの良否を判定する良否判定処理部２２２とを備えている検査装置である。
【０１２９】
本発明のさらに別の態様は、上述した画像処理装置を備えている測定装置であって、前記撮像ユニットは、当該検出素子６１でＸ線を検出して検出値Ｙを出力するＸ線カメラ５０であり、所定の基準材を透過したＸ線の前記検出素子６１による検出値Ｙと前記基準材の材料厚さχとの相関関係を表す基準値を前記検出素子６１毎に記憶する基準材厚さ変換テーブル３０７を備え、前記目標物理量演算処理部２２６は、前記校正値Ｉχｃと前記基準値とに基づいて、当該検出値Ｙに対応する輝度値Ｂ、材料厚さχを前記検出素子６１毎に求め、この求めた輝度値Ｂ、材料厚さχを基準材相当の材料厚さχとして出力する測定装置である。
【０１３０】
本実施形態では、目標物理量演算処理部２２６がプリント基板Ｗの材料厚さχを計測する計測手段として機能し、基準材相当の材料厚さχが、検出値校正処理部２２５によって演算された校正値Ｉχｃに基づいて演算されるので、それぞれの個体差に拘わらず、各検出素子６１間で整合性のとれた正確な基準材相当の材料厚さχを輝度値Ｂ、材料厚さχとして演算することができる。
【０１３１】
また、本発明の別の態様は、上述した測定装置において、前記基準材相当の材料厚さχとしての輝度値Ｂ、材料厚さχに対応した濃度データを記憶する濃度データ記憶手段としての濃度設定テーブル３０８、３０９と、前記画像処理装置が出力した前記輝度値Ｂ、材料厚さχと、前記濃度設定テーブル３０８、３０９に記憶されている前記濃度データとに基づいて、前記プリント基板Ｗの画像を各検出素子６１の配列に対応した配列で表示する表示ユニット７０とを備えている。
【０１３２】
このため本実施形態では、校正値Ｉχｃに基づいた精緻な輝度値Ｂ、材料厚さχと、この輝度値Ｂ、材料厚さχに対応する濃度データとに基づいて、精度の高い画像を表示することが可能になる。
【０１３３】
本発明のさらに別の態様は、格子状に等間隔に配列された複数の検出素子６１を有し、各検出素子６１が検出したプリント基板Ｗの画像を画素毎に分解して出力する撮像ユニット２０、４０と、前記撮像ユニット２０、４０が撮像した検出値Ｙを補完する補完処理部としての画像処理部２２０とを備えた画像処理装置１００を用いた画像処理方法において、個々の画素の個体差を表す個体差ファクタα、βに基づいて、各検出素子６１の非線形な出力を校正して、当該検出素子６１毎に線形な校正値Ｉχｃを出力する校正ステップと、前記校正値Ｉχｃに基づいて、前記画素毎に輝度値Ｂ、材料厚さχを演算する輝度値Ｂ、材料厚さχ演算ステップとを備えている画像処理方法である。
【０１３４】
好ましい態様の画像処理方法において、前記撮像ユニット２０、４０によって同一のプリント基板Ｗを少なくとも２回撮像し、撮像と撮像との間に、前の撮像で何れかの検出素子６１が検出したプリント基板Ｗに係る画素単位の部位を、後の撮像で他の検出素子６１が再度検出することができる移動量で、前記プリント基板Ｗと前記撮像ユニット２０、４０とを、それらの対向方向と直交する方向に相対移動し、相対移動の前後における各撮像結果に基づいて得られる検出値Ｙからそれぞれ前記校正値Ｉχｃを演算し、演算された各校正値Ｉχｃに基づいて、前記輝度値Ｂ、材料厚さχを当該プリント基板Ｗの画素毎にそれぞれ演算し、演算された輝度値Ｂ、材料厚さχの平均値を当該プリント基板Ｗの画素毎に演算することにより、最初の撮像で取得できなかった画素の輝度値Ｂ、材料厚さχを後の撮像で取得した輝度値Ｂ、材料厚さχで補完するステップを含む。
【０１３５】
本実施形態のさらに別の態様は、上述した画像処理方法を用いた測定方法において、前記撮像ユニット２０、４０の当該検出素子６１でＸ線を検出して検出値Ｙを出力し、前記校正値Ｉχｃと、所定の基準材を透過したＸ線の前記検出素子６１による検出値Ｙと前記基準材の材料厚さχとの相関関係を表す基準値とに基づいて、当該検出値Ｙに対応する基準材の材料厚さχを前記検出素子６１毎に求め、この求めた値を基準材相当の材料厚さχの輝度値Ｂ、材料厚さχとして演算するステップを含んでいることを特徴とする測定方法である。
【０１３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、Ｘ線カメラ５０または光学カメラ２０等の撮像ユニット２０、４０から検出素子６１が検出した検出値Ｙから輝度値Ｂ、材料厚さχを演算する際に、当該検出値Ｙの非線形な出力を線形な出力に校正し、その校正値Ｉχｃに基づいて輝度値Ｂ、材料厚さχを演算しているので、個々の検出素子６１の個体差の影響を除去した校正値Ｉχｃに基づいて、精緻な輝度値Ｂ、材料厚さχが演算される結果、複数の検出素子６１間で整合性がとれた正確な画像作成や、プリント基板Ｗの計測が可能になるという顕著な効果を奏する。
【０１３７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１３８】
１０  ハウジング
１１  ステージ
１２  搬入コンベア
１４  搬出コンベア
２０  光学カメラ
３０  照明装置
４０  Ｘ線放射装置
５０  Ｘ線カメラ
６０  パネル
６１  検出素子
７０  表示ユニット
１００  画像処理装置（検査装置、測定装置）
２００  制御ユニット（良否判定制御ユニット）
３００  記憶装置
【図１】
0005647504.tif 000011
【図２】
0005647504.tif 000012
【図３】
0005647504.tif 000013
【図４】
0005647504.tif 000014
【図５】
0005647504.tif 000015
【図６】
0005647504.tif 000016
【図７】
0005647504.tif 000017
【図８】
0005647504.tif 000018
【図９】
0005647504.tif 000019
【図１０】
0005647504.tif 000020
【図１１】
0005647504.tif 000021
【図１２】
0005647504.tif 000022
【図１３】
0005647504.tif 000023
【図１４】
0005647504.tif 000024
【図１５】
0005647504.tif 000025
【図１６】
0005647504.tif 000026
【図１７】
0005647504.tif 000027
【図１８】
0005647504.tif 000028
【図１９】
0005647504.tif 000029
【図２０】
0005647504.tif 000030