(57)【要約】【課題】  被検査体の欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制し、欠陥の有無を精確に検査することができる検査装置、検査方法、検査プログラムおよび記録媒体を提供する。【解決手段】  検査装置（１００）は、撮像部（１）によって取得された検査用画像と、基準画像記憶部（２２１）に予め記憶された基準画像とを比較することで、被検査体の欠陥の有無を検査する。判定部（２１６）は、１つの検査用画像注目画素に対して基準画像注目画素および周辺画素群の各画素を比較対象の画素の候補として、検査用画像注目画素が正常画素であるか否かを判定する。算出動作制御部（２１７）は、判定部（２１６）によって検査用画像注目画素が正常画素であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素に対する差分値算出部（２１５）の差分値算出動作を終了させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の欠陥の有無を検査するための検査装置であって、
被検査体の欠陥の有無を検査する基準となる、被検査体の欠陥が無い状態を表す基準画像を予め記憶する基準画像記憶部と、
被検査体を撮像し、検査用画像を取得する撮像部と、
前記検査用画像を構成する画素から、予め定める第１の順序に従って１つの検査用画像注目画素を選択する検査用画像注目画素選択部と、
前記基準画像を構成する画素から、前記検査用画像注目画素に対応する基準画像注目画素を選択する基準画像注目画素選択部と、
前記基準画像を構成する画素のうち、前記基準画像注目画素の周囲の所定範囲内に位置する画素からなる周辺画素群を抽出する周辺画素群抽出部と、
前記検査用画像注目画素の輝度値に対する、前記基準画像注目画素および前記周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する差分値算出部と、
前記差分値算出部によって前記第２の順序に従って前記差分値が算出されるごとに、前記差分値の絶対値が、予め定める閾値以下であるか否かを判定する判定部と、
前記差分値算出部の差分値算出動作を制御する算出動作制御部であって、前記判定部によって前記差分値の絶対値が前記閾値以下であると判定されたときには、前記検査用画像注目画素に対する、前記第２の順序に従った前記差分値算出部の差分値算出動作を終了させる算出動作制御部と、を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記差分値算出部は、前記差分値として、正負の符号付きの差分値を算出するように構成され、
前記判定部は、前記差分値算出部が前記閾値よりも大きい絶対値の第１の差分値を算出した後に、該第１の差分値と正負の符号が異なる第２の差分値を算出した場合に、前記検査用画像注目画素が正常画素であると判定することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の検査装置によって実行される、被検査体の欠陥の有無を検査するための検査方法であって、
基準画像記憶部が、被検査体の欠陥の有無を検査する基準となる、被検査体の欠陥が無い状態を表す基準画像を予め記憶する基準画像記憶ステップと、
撮像部が、被検査体を撮像し、検査用画像を取得する撮像ステップと、
検査用画像注目画素選択部が、前記検査用画像を構成する画素から、予め定める第１の順序に従って１つの検査用画像注目画素を選択する検査用画像注目画素選択ステップと、
基準画像注目画素選択部が、前記基準画像を構成する画素から、前記検査用画像注目画素に対応する基準画像注目画素を選択する基準画像注目画素選択ステップと、
周辺画素群抽出部が、前記基準画像を構成する画素のうち、前記基準画像注目画素の周囲の所定範囲内に位置する画素からなる周辺画素群を抽出する周辺画素群抽出ステップと、
差分値算出部が、前記検査用画像注目画素の輝度値に対する、前記基準画像注目画素および前記周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する差分値算出ステップと、
判定部が、前記差分値算出部によって前記第２の順序に従って前記差分値が算出されるごとに、前記差分値の絶対値が、予め定める閾値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
算出動作制御部が、前記差分値算出部の差分値算出動作を制御する算出動作制御ステップであって、前記判定部によって前記差分値の絶対値が前記閾値以下であると判定されたときには、前記検査用画像注目画素に対する、前記第２の順序に従った前記差分値算出部の差分値算出動作を終了させる算出動作制御ステップと、を含むことを特徴とする検査方法。
【請求項４】
コンピュータに、請求項３に記載の検査方法を実行させるための検査プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の検査プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の欠陥の有無を検査するための検査装置、検査方法、検査プログラム、および該検査プログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルディスプレイ、フォトマスクなどに搭載される回路パターンが形成された回路基板などの被検査体は、表面などに異物の付着や凹凸などの欠陥が存在すると、特性が変化してしまうので、不良品として取り扱われる。そこで、被検査体の出荷前に、欠陥の有無の検査を行う必要がある。
【０００３】
従来から、被検査体を撮像して取得した検査用画像と、予め準備しておいた被検査体の欠陥が無い状態を表す基準画像とを比較することで、被検査体の欠陥の有無を検査する検査装置が提案されている。このような検査装置では、検査用画像と基準画像とに差異が認められない場合には、検査用画像に対応する被検査体が欠陥の無い良品として判定され、検査用画像と基準画像とに差異が認められる場合には、検査用画像に対応する被検査体が欠陥を有する不良品として判定される。
【０００４】
検査装置において被検査体を撮像して検査用画像を取得するときに、被検査体に光を照射する照明装置の経年劣化などの影響で、欠陥とは関係のない輝度値のむら、すなわち、ノイズが検査用画像に発生してしまう場合がある。検査用画像において、欠陥に対応する画素の輝度値とノイズが生じた画素の輝度値とに差があまりないとき、上記の検査装置では、欠陥に対応する画素とノイズが生じた画素とを区別することができず、その結果、被検査体の欠陥の有無を精確に検査することができないという問題がある。
【０００５】
このような問題点を解決する技術として、たとえば特許文献１には、検査用画像を構成する各画素から一画素ずつ注目画素を選択し、その選択した注目画素（以下、「検査用画像注目画素」という）と、検査用画像注目画素に対応する基準画像の注目画素（以下、「基準画像注目画素」という）、および基準画像注目画素に隣接する周辺画素群（基準画像注目画素に対して１画素ずれた位置の複数の画素からなる画素群）との輝度値を比較して、被検査体の欠陥の有無を検査する技術が記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載される技術によれば、１つの検査用画像注目画素に対して、基準画像注目画素と周辺画素群の各画素との合計９個の画素について、それぞれ輝度値の差分値を算出し、基準画像における輝度値の差分値が最小の画素と、検査用画像注目画素とを比較して、検査用画像注目画素が被検査体の欠陥に対応する画素であるか否かを判定することで、被検査体の欠陥の有無を検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−８４３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、被検査体の一例である回路基板は、回路パターンの微細化が益々進んでいる。このような回路基板を被検査体とした場合には、回路パターンの微細化に応じて、検査用画像および基準画像として、高精細の画像を用いて欠陥の有無を検査する必要がある。
【０００９】
検査用画像および基準画像として高精細の画像を用いて欠陥の有無を検査するときに、特許文献１に記載される技術のように、検査用画像注目画素と、基準画像注目画素および該基準画像注目画素に対して１画素ずれた位置の周辺画素群の各画素との輝度値を比較することで欠陥の有無を検査する場合には、被検査体の欠陥の有無を精確に検査することができないおそれがある。
【００１０】
すなわち、被検査体を撮像して検査用画像を取得するときに、被検査体が載置されるステージの振動などによって、基準画像に対して検査用画像の位置がずれる場合がある。基準画像に対する検査用画像の位置ずれ幅が１画素分の長さを超える場合、検査用画像注目画素と、基準画像注目画素および該基準画像注目画素に対して１画素ずれた位置の周辺画素群の各画素との輝度値を比較することで欠陥の有無を検査する特許文献１に記載される技術では、欠陥に対応する画素と位置ずれが生じた画素とを区別することができず、その結果、被検査体の欠陥の有無を精確に検査することができないという課題がある。
【００１１】
たとえば、検査用画像における検査用画像注目画素と比較する基準画像の周辺画素群の範囲を、基準画像注目画素に対して１画素ずれた位置から、２画素ずれた位置、３画素ずれた位置と拡大することによって、基準画像に対して検査用画像の位置ずれが発生した場合であっても、被検査体の欠陥の有無を精確に検査することができる。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載される技術では、１つの検査用画像注目画素に対して、基準画像注目画素と周辺画素群の各画素とについて、それぞれ輝度値の差分値を算出し、その算出された各差分値を用いて被検査体の欠陥の有無が検査されるので、検査用画像における検査用画像注目画素と比較する基準画像の周辺画素群の範囲を、基準画像注目画素に対して１画素ずれた位置からＮ画素ずれた位置まで拡大した場合、欠陥検査の処理時間が（２Ｎ＋１）２／３２倍になってしまい、処理時間が極端に長くなってしまう。たとえば、検査用画像注目画素と比較する基準画像の周辺画素群の範囲を、基準画像注目画素に対して１画素ずれた位置から５画素ずれた位置まで拡大した場合、欠陥検査の処理時間が（２×５＋１）２／３２≒１３．４倍になってしまう。
【００１３】
本発明の目的は、被検査体の欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができるとともに、欠陥の有無を精確に検査することができる検査装置、検査方法、検査プログラム、および該検査プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、被検査体の欠陥の有無を検査するための検査装置であって、
被検査体の欠陥の有無を検査する基準となる、被検査体の欠陥が無い状態を表す基準画像を予め記憶する基準画像記憶部と、
被検査体を撮像し、検査用画像を取得する撮像部と、
前記検査用画像を構成する画素から、予め定める第１の順序に従って１つの検査用画像注目画素を選択する検査用画像注目画素選択部と、
前記基準画像を構成する画素から、前記検査用画像注目画素に対応する基準画像注目画素を選択する基準画像注目画素選択部と、
前記基準画像を構成する画素のうち、前記基準画像注目画素の周囲の所定範囲内に位置する画素からなる周辺画素群を抽出する周辺画素群抽出部と、
前記検査用画像注目画素の輝度値に対する、前記基準画像注目画素および前記周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する差分値算出部と、
前記差分値算出部によって前記第２の順序に従って前記差分値が算出されるごとに、前記差分値の絶対値が、予め定める閾値以下であるか否かを判定する判定部と、
前記差分値算出部の差分値算出動作を制御する算出動作制御部であって、前記判定部によって前記差分値の絶対値が前記閾値以下であると判定されたときには、前記検査用画像注目画素に対する、前記第２の順序に従った前記差分値算出部の差分値算出動作を終了させる算出動作制御部と、を備えることを特徴とする検査装置である。
【００１５】
また本発明の検査装置において、前記差分値算出部は、前記差分値として、正負の符号付きの差分値を算出するように構成され、
前記判定部は、前記差分値算出部が前記閾値よりも大きい絶対値の第１の差分値を算出した後に、該第１の差分値と正負の符号が異なる第２の差分値を算出した場合に、前記検査用画像注目画素が正常画素であると判定することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記検査装置によって実行される、被検査体の欠陥の有無を検査するための検査方法であって、
基準画像記憶部が、被検査体の欠陥の有無を検査する基準となる、被検査体の欠陥が無い状態を表す基準画像を予め記憶する基準画像記憶ステップと、
撮像部が、被検査体を撮像し、検査用画像を取得する撮像ステップと、
検査用画像注目画素選択部が、前記検査用画像を構成する画素から、予め定める第１の順序に従って１つの検査用画像注目画素を選択する検査用画像注目画素選択ステップと、
基準画像注目画素選択部が、前記基準画像を構成する画素から、前記検査用画像注目画素に対応する基準画像注目画素を選択する基準画像注目画素選択ステップと、
周辺画素群抽出部が、前記基準画像を構成する画素のうち、前記基準画像注目画素の周囲の所定範囲内に位置する画素からなる周辺画素群を抽出する周辺画素群抽出ステップと、
差分値算出部が、前記検査用画像注目画素の輝度値に対する、前記基準画像注目画素および前記周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する差分値算出ステップと、
判定部が、前記差分値算出部によって前記第２の順序に従って前記差分値が算出されるごとに、前記差分値の絶対値が、予め定める閾値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
算出動作制御部が、前記差分値算出部の差分値算出動作を制御する算出動作制御ステップであって、前記判定部によって前記差分値の絶対値が前記閾値以下であると判定されたときには、前記検査用画像注目画素に対する、前記第２の順序に従った前記差分値算出部の差分値算出動作を終了させる算出動作制御ステップと、を含むことを特徴とする検査方法である。
【００１７】
また本発明は、コンピュータに、前記検査方法を実行させるための検査プログラムである。
【００１８】
また本発明は、前記検査プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、検査装置は、被検査体の欠陥の有無を検査するための装置であって、基準画像記憶部、撮像部、検査用画像注目画素選択部、基準画像注目画素選択部、周辺画素群抽出部、差分値算出部、判定部および算出動作制御部を備える。
【００２０】
基準画像記憶部は、被検査体の、欠陥が無い状態を表す基準画像を予め記憶する。撮像部は、被検査体を撮像し、検査用画像を取得する。検査用画像注目画素選択部は、検査用画像を構成する画素から、予め定める第１の順序に従って１つの検査用画像注目画素を選択する。基準画像注目画素選択部は、基準画像を構成する画素から、検査用画像注目画素に対応する基準画像注目画素を選択する。周辺画素抽出部は、基準画像を構成する画素のうち、基準画像注目画素の周囲の所定範囲内に位置する画素からなる周辺画素群を抽出する。
【００２１】
差分値算出部は、検査用画像注目画素選択部によって第１の順序に従って検査用画像注目画素が選択されるごとに、検査用画像注目画素の輝度値に対する、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する。判定部は、差分値算出部によって第２の順序に従って差分値が算出されるごとに、差分値算出部によって第２の順序に従って前記差分値が算出されるごとに、前記差分値の絶対値が、予め定める閾値以下であるか否かを判定する。差分値算出部の差分値算出動作を制御する算出動作制御部は、判定部によって差分値の絶対値が閾値以下であると判定されたときには、検査用画像注目画素に対する、第２の順序に従った差分値算出部の差分値算出動作を終了させる。
【００２２】
このように構成された本発明の検査装置では、撮像部によって取得された検査用画像と、基準画像記憶部に予め記憶された基準画像とを比較することで、被検査体の欠陥の有無を検査するに際し、判定部は、１つの検査用画像注目画素に対して基準画像注目画素のみならず周辺画素群の各画素も比較対象の画素の候補として、検査用画像注目画素が正常画素であるか否かを判定する。したがって、検査装置は、基準画像に対して検査用画像の位置ずれが発生した場合であっても、被検査体の欠陥の有無を精確に検査することができる。
【００２３】
さらに、本発明の検査装置では、算出動作制御部は、判定部によって差分値の絶対値が閾値以下であると判定されたときには、１つの検査用画像注目画素に対する、第２の順序に従った差分値算出部の差分値算出動作を終了させる。算出動作制御部によって制御された差分値算出部は、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素の全ての画素について差分値を算出するのではなく、判定部によって差分値の絶対値が閾値以下であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素に対する差分値算出動作を終了するので、被検査体の欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができる。
【００２４】
また本発明によれば、検査方法は、前記検査装置によって実行される。本発明の検査方法は、基準画像記憶部によって実行される基準画像記憶ステップと、撮像部によって実行される撮像ステップと、検査用画像注目画素選択部によって実行される検査用画像注目画素選択ステップと、基準画像注目画素選択部によって実行される基準画像注目画素選択ステップと、周辺画素群抽出部によって実行される周辺画素群抽出ステップと、差分値算出部によって実行される差分値算出ステップと、判定部によって実行される判定ステップと、算出動作制御部によって実行される算出動作制御ステップと、を含む。
【００２５】
本発明の検査方法では、撮像ステップで取得された検査用画像と、基準画像記憶ステップで予め記憶された基準画像とを比較することで、被検査体の欠陥の有無を検査するに際し、判定ステップでは、１つの検査用画像注目画素に対して基準画像注目画素のみならず周辺画素群の各画素も比較対象の画素の候補として、検査用画像注目画素が正常画素であるか否かを判定する。したがって、検査方法では、基準画像に対して検査用画像の位置ずれが発生した場合であっても、被検査体の欠陥の有無を精確に検査することができる。
【００２６】
さらに、本発明の検査方法において、算出動作制御部によって実行される算出動作制御ステップでは、判定ステップで差分値の絶対値が閾値以下であると判定されたときには、１つの検査用画像注目画素に対する、第２の順序に従った差分値算出部の差分値算出動作を終了させる。算出動作制御部によって制御された差分値算出部は、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素の全ての画素について差分値を算出するのではなく、判定ステップで差分値の絶対値が閾値以下であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素に対する差分値算出動作を終了するので、被検査体の欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができる。
【００２７】
また本発明によれば、検査プログラムは、コンピュータに、前記検査方法を実行させるためのプログラムである。このような検査プログラムは、被検査体の欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができるとともに、欠陥の有無を精確に検査することが可能な欠陥検査処理を、ソフトウェアで制御することができる。
【００２８】
また本発明によれば、記録媒体は、前記検査プログラムを記録したコンピュータ読取り可能なものである。そのため、記録媒体から読み出された検査プログラムによって、前記検査装置をコンピュータ上に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検査装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】検査装置１００によって実行される検査方法を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】検査装置１００によって実行される検査方法を示すフローチャートである。
【図３】検査用画像注目画素選択部２１２、基準画像注目画素選択部２１３および周辺画素群抽出部２１４の動作を説明するための図である。
【図４】判定部２１６の判定動作を説明するための図である。
【図５】判定部２１６の判定動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る検査装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態の検査装置１００は、被検査体Ｗの欠陥の有無を検査するための装置である。被検査体Ｗとしては、液晶パネルディスプレイ、フォトマスクなどに搭載される回路パターンが形成された回路基板などが挙げられる。検査装置１００は、撮像部１と、画像処理装置２と、出力装置３と、搬送部４とを備える。
【００３１】
搬送部４は、被検査体Ｗを撮像部１に対して相対移動させるための部分であり、ステージ４１、ステージ移動機構４２、基台４３および駆動制御装置４４を備える。
【００３２】
ステージ４１は、基台４３の上に載置された、いわゆるＸＹθステージであって、主走査方向および副走査方向、さらには回転方向に移動可能である。このようなステージ４１は、平板状の外形を有し、その上面に被検査体Ｗを水平姿勢に載置して保持する。ステージ４１の上面には複数の図示しない吸引孔が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を形成することによって、ステージ４１上に載置された被検査体Ｗが固定保持される。
【００３３】
ステージ移動機構４２は、駆動制御装置４４による駆動力をステージ４１に伝達することでステージ４１を移動させる機構であり、たとえばステージ４１のＸＹθ各軸に設けられたモータで構成されている。
【００３４】
撮像部１は、被検査体Ｗを撮像して検査用画像を取得するものであり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）の２次元イメージセンサ、１次元イメージセンサ、スキャナなどによって実現される。撮像部１は、ステージ４１の上方に配置されており、ステージ４１に保持された状態でステージ４１によって搬送移動される被検査体Ｗを撮像して検査用画像を取得する。
【００３５】
画像処理装置２は、たとえばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって実現され、画像比較部２１と記憶部２２とを備える。
【００３６】
画像比較部２１は、撮像部１によって取得された検査用画像と、後述の基準画像記憶部２２１に予め記憶された基準画像とを比較することで、被検査体Ｗの欠陥の有無を検査する部分である。この画像比較部２１は、検査用画像補正部２１１、検査用画像注目画素選択部２１２、基準画像注目画素選択部２１３、周辺画素群抽出部２１４、差分値算出部２１５、判定部２１６、および算出動作制御部２１７を含んで構成される。
【００３７】
検査用画像補正部２１１は、撮像部１によって取得された検査用画像の、基準画像に対する位置ずれを補正するために、検査用画像に対して移動、回転などの変形処理を行う。
【００３８】
検査用画像注目画素選択部２１２は、検査用画像を構成する各画素から、予め定める第１の順序に従って一画素ずつ検査用画像注目画素として選択する。検査用画像を構成する各画素には、検査用画像における位置を表す座標値が設定されており、たとえば、検査用画像を正面視したときに、最も左上に位置する画素の座標値を（０，０）として、その（０，０）よりも右側をＸ座標の正方向とし、（０，０）よりも下側をＹ座標の正方向とする座標値が設定されている。
【００３９】
検査用画像が、Ｘ座標の正方向にＸｎ個で、Ｙ座標の正方向にＹｎ個の、合計（Ｘｎ×Ｙｎ）個の画素によって構成される矩形状の画像である場合、検査用画像注目画素選択部２１２は、座標値（０，０）の画素を始点として、（０，０）、（１，０）、（２，０）…（Ｘｎ−３，０）（Ｘｎ−２，０）、（Ｘｎ−１，０）の順序で一画素ずつ検査用画像注目画素を選択し、次にＹ座標値が「１」増加した座標値（０，１）、（１，１）、（２，１）…（Ｘｎ−３，１）、（Ｘｎ−２，１）、（Ｘｎ−１，１）の順序で一画素ずつ検査用画像注目画素を選択し、同様にして（０，Ｙｎ−１）、（１，Ｙｎ−１）、（２，Ｙｎ−１）…（Ｘｎ−３，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ−２，Ｙｎ−１）、（Ｘｎ−１，Ｙｎ−１）の順序で一画素ずつ検査用画像注目画素を選択する。
【００４０】
基準画像注目画素選択部２１３は、後述の基準画像記憶部２２１に予め記憶された基準画像を構成する各画素から、検査用画像注目画素に対応する画素である基準画像注目画素を選択する。基準画像を構成する各画素には、検査用画像と同様に、基準画像における位置を表す座標値が設定されており、基準画像を正面視したときに、最も左上に位置する画素の座標値を（０，０）として、その（０，０）よりも右側をＸ座標の正方向とし、（０，０）よりも下側をＹ座標の正方向とする座標値が設定されている。基準画像注目画素選択部２１３は、検査用画像注目画素選択部２１２によって選択された検査用画像注目画素と同一の座標値を有する画素を基準画像注目画素として選択する。
【００４１】
周辺画素群抽出部２１４は、基準画像の各画素のうち、基準画像注目画素の周囲の所定範囲内に位置する複数の画素からなる周辺画素群を抽出する。周辺画素群抽出部２１４は、たとえば、基準画像注目画素に対して２画素ずれた位置の合計２４個の画素を周辺画素群として抽出する。
【００４２】
差分値算出部２１５は、検査用画像注目画素選択部２１２によって第１の順序に従って検査用画像注目画素が選択されるごとに、検査用画像注目画素の輝度値に対する、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する。この差分値算出部２１５は、前記差分値として、正負の符号付きの差分値を算出するように構成されている。
【００４３】
具体的には、差分値算出部２１５は、差分値算出動作を開始したときに、まず、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素のうち、Ｘ座標値およびＹ座標値が最小となる座標値（この座標値を「（Ｘｊ，Ｙｊ）」とする）を有する画素を差分値算出対象の画素として選択し、その選択した画素と検査用画像注目画素との輝度値の差分値を算出する。差分値算出部２１５は、（Ｘｊ，Ｙｊ）、（Ｘｊ＋１，Ｙｊ）、（Ｘｊ＋２，Ｙｊ）…（Ｘｊ＋ｎ，Ｙｊ）の順序で一画素ずつ差分値算出対象の画素を選択し、その選択した画素と検査用画像注目画素との輝度値の差分値を算出する。次に、差分値算出部２１５は、Ｙ座標値が「１」増加した座標値（Ｘｊ，Ｙｊ＋１）、（Ｘｊ＋１，Ｙｊ＋１）、（Ｘｊ＋２，Ｙｊ＋１）…（Ｘｊ＋ｎ，Ｙｊ＋１）の順序で一画素ずつ差分値算出対象の画素を選択し、その選択した画素と検査用画像注目画素との輝度値の差分値を算出する。次に、差分値算出部２１５は、同様にして（Ｘｊ，Ｙｊ＋ｎ）、（Ｘｊ＋１，Ｙｊ＋ｎ）、（Ｘｊ＋２，Ｙｊ＋ｎ）…（Ｘｊ＋ｎ，Ｙｊ＋ｎ）の順序で一画素ずつ差分値算出対象の画素を選択し、その選択した画素と検査用画像注目画素との輝度値の差分値を算出する。このようにして、差分値算出部２１５は、検査用画像注目画素選択部２１２によって第１の順序に従って検査用画像注目画素が選択されるごとに、検査用画像注目画素の輝度値に対する、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する。
【００４４】
判定部２１６は、差分値算出部２１５によって第２の順序に従って差分値が算出されるごとに、検査用画像注目画素が、被検査体Ｗの欠陥以外の正常部に対応する正常画素であるか否かを判定する。この判定部２１６は、差分値算出部２１５によって算出された差分値の絶対値が、予め定める閾値以下である場合に、検査用画像注目画素が正常画素であると判定し、差分値の絶対値が前記閾値を超える場合に、検査用画像注目画素が欠陥画素であると判定する。また、判定部２１６は、差分値算出部２１５が前記閾値よりも大きい絶対値の第１の差分値を算出した後に、第１の差分値と正負の符号が異なる第２の差分値を算出した場合に、検査用画像注目画素が正常画素であると判定する。
【００４５】
算出動作制御部２１７は、差分値算出部２１５の差分値算出動作を制御する。この算出動作制御部２１７は、判定部２１６によって検査用画像注目画素が正常画素であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素に対する、第２の順序に従った差分値算出部２１５の差分値算出動作を終了させる。
【００４６】
記憶部２２は、基準画像記憶部２２１、閾値記憶部２２２、正常画素座標値記憶部２２３、および欠陥画素座標値記憶部２２４を含んで構成される。
【００４７】
基準画像記憶部２２１は、被検査体Ｗの、欠陥が無い状態を表す画像である基準画像を予め記憶する。閾値記憶部２２２は、判定部２１６による判定動作時に用いられる前記閾値を記憶する。正常画素座標値記憶部２２３は、判定部２１６において正常画素であると判定された検査用画像注目画素の、検査用画像における位置を表す座標値を記憶する。欠陥画素座標値記憶部２２４は、判定部２１６において欠陥画素であると判定された検査用画像注目画素の、検査用画像における位置を表す座標値を記憶する。
【００４８】
出力装置３は、表示ディスプレイ装置などによって実現され、正常画素座標値記憶部２２３に記憶された正常画素を表す検査用画像注目画素の座標値、および、欠陥画素座標値記憶部２２４に記憶された欠陥画素を表す検査用画像注目画素の座標値を出力して、表示画面に表示する。検査装置１００を操作する操作者は、出力装置３によって出力された前記各座標値を確認することによって、検査用画像における欠陥に対応する画素の位置を確認することができ、その結果、被検査体Ｗにおける欠陥の位置を確認することができる。なお、出力装置３としては、前記各座標値をファイルに記録する記録ディスク装置であってもよいし、前記各座標値の情報を外部のコンピュータ装置に伝送するためのネットワーク通信装置であってもよい。
【００４９】
以上のように構成された本発明の検査装置１００では、撮像部１によって取得された検査用画像と、基準画像記憶部２２１に予め記憶された基準画像とを比較することで、被検査体Ｗの欠陥の有無を検査するに際し、判定部２１６は、１つの検査用画像注目画素に対して基準画像注目画素のみならず周辺画素群の各画素も比較対象の画素の候補として、検査用画像注目画素が正常画素であるか否かを判定する。したがって、検査装置１００は、基準画像に対して検査用画像の位置ずれが発生した場合であっても、被検査体Ｗの欠陥の有無を精確に検査することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態の検査装置１００では、算出動作制御部２１７は、判定部２１６によって１つの検査用画像注目画素が正常画素であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素に対する、第２の順序に従った差分値算出部２１５の差分値算出動作を終了させる。算出動作制御部２１７によって制御された差分値算出部２１５は、基準画像注目画素および周辺画素群の各画素の全ての画素について差分値を算出するのではなく、判定部２１６によって検査用画像注目画素が正常画素であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素に対する差分値算出動作を終了するので、被検査体Ｗの欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができる。
【００５１】
次に、検査装置１００によって実行される検査方法について説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、検査装置１００によって実行される検査方法を示すフローチャートである。検査装置１００によって実行される検査方法については、図３〜５を参照しながら説明する。図３は、検査用画像注目画素選択部２１２、基準画像注目画素選択部２１３および周辺画素群抽出部２１４の動作を説明するための図である。図４および図５は、判定部２１６の判定動作を説明するための図である。
【００５２】
基準画像記憶ステップに相当するステップｓ１では、基準画像記憶部２２１は、基準画像を予め記憶する。次に、撮像ステップに相当するステップｓ２では、撮像部１は、ステージ４１に保持された状態でステージ４１によって搬送移動される被検査体Ｗを撮像して検査用画像を取得する。次に、ステップｓ３では、検査用画像補正部２１１は、撮像部１によって取得された検査用画像に対して変形処理を施して、検査用画像の基準画像に対する位置ずれを補正する。
【００５３】
次に、ステップｓ４では、画像比較部２１は、基準画像記憶部２２１に記憶された基準画像を基準画像記憶部２２１から読み出して取得する。次に、ステップｓ５では、画像比較部２１は、後段のステップにおける判定部２１６による判定動作時に用いられる閾値を、閾値記憶部２２２から読み出して取得する。
【００５４】
次に、検査用画像注目画素選択ステップに相当するステップｓ６では、検査用画像注目画素選択部２１２は、図３（ａ）に示すように、検査用画像Ｇ１を構成する各画素から、予め定める第１の順序に従って一画素ずつ検査用画像注目画素Ｇ１１を選択する。
【００５５】
次に、ステップｓ７では、画像比較部２１は、検査用画像注目画素選択部２１２による検査用画像注目画素を一画素ずつ選択する選択動作が終了したか否かを判断する。検査用画像Ｇ１を構成する全画素を検査用画像注目画素Ｇ１１として用いて、後述する差分値算出部２１５による差分値算出動作が行われた場合に、画像比較部２１は、検査用画像注目画素選択部２１２による検査用画像注目画素を一画素ずつ選択する選択動作が終了したと判断する。画像比較部２１が選択動作が終了したと判断した場合にはステップｓ８に進み、選択動作が終了していないと判断した場合にはステップｓ９に進む。
【００５６】
ステップｓ８では、出力装置３は、正常画素座標値記憶部２２３に記憶された正常画素を表す検査用画像注目画素Ｇ１１の座標値、および、欠陥画素座標値記憶部２２４に記憶された欠陥画素を表す検査用画像注目画素Ｇ１１の座標値を出力して、検査装置１００における被検査体Ｗの欠陥の有無を検査する欠陥検査動作を終了する。
【００５７】
ステップｓ９では、画像比較部２１は、検査用画像注目画素選択部２１２によって選択された検査用画像注目画素Ｇ１１の輝度値を取得する。次に、基準画像注目画素選択ステップに相当するステップｓ１０では、基準画像注目画素選択部２１３は、図３（ｂ）に示すように、検査用画像注目画素選択部２１２によって選択された検査用画像注目画素Ｇ１１と同一の座標値を有する画素を基準画像注目画素Ｇ２１として選択する。
【００５８】
次に、周辺画素群抽出ステップに相当するステップｓ１１では、周辺画素群抽出部２１４は、図３（ｂ）に示すように、基準画像Ｇ２の各画素のうち、基準画像注目画素Ｇ２１の周囲の所定範囲内に位置する複数の画素からなる周辺画素群Ｇ２４を抽出する。
【００５９】
具体的には、周辺画素群抽出部２１４は、基準画像注目画素Ｇ２１（座標値を（Ｘｋ，Ｙｋ）とする）に対してＮ画素ずれた位置までの画素を周辺画素群Ｇ２４として抽出する場合、座標値（Ｘｋ−Ｎ，Ｙｋ−Ｎ）の第１基点画素Ｇ２２と、座標値（Ｘｋ＋Ｎ，Ｙｋ＋Ｎ）の第２基点画素Ｇ２３とを結んだ線分を対角線とする矩形領域内における、基準画像注目画素Ｇ２１以外の画素を、周辺画素群Ｇ２４として抽出する。たとえば、基準画像注目画素Ｇ２１に対して２画素ずれた位置までの画素を周辺画素群Ｇ２４として抽出する場合には、周辺画素群抽出部２１４は、座標値（Ｘｋ−２，Ｙｋ−２）の第１基点画素Ｇ２２と、座標値（Ｘｋ＋２，Ｙｋ＋２）の第２基点画素Ｇ２３とを結んだ線分を対角線とする矩形領域内における、合計２４個の画素を周辺画素群Ｇ２４として抽出する。
【００６０】
次に、ステップｓ１２では、画像比較部２１は、基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群Ｇ２４の各画素の輝度値を取得する。
【００６１】
次に、差分値算出ステップに相当するステップｓ１３では、差分値算出部２１５は、検査用画像注目画素選択部２１２によって第１の順序に従って検査用画像注目画素Ｇ１１が選択されるごとに、検査用画像注目画素Ｇ１１の輝度値に対する、基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群Ｇ２４の各画素の輝度値の差分値を、予め定める第２の順序に従って算出する。このとき差分値算出部２１５は、前記差分値として、正負の符号付きの差分値を算出する。
【００６２】
判定ステップに相当するステップｓ１４では、判定部２１６は、差分値算出部２１５によって第２の順序に従って差分値が算出されるごとに、差分値の絶対値が予め定める閾値以下であるか否かを判定する。この判定部２１６による判定動作について、図４を用いて説明する。図４において、図４（ａ）は、検査用画像Ｇ１を構成する各画素の輝度値について、横軸をＸ座標値、縦軸を輝度値としてグラフ化して示したものであり、破線で囲まれる領域Ａ１は、差分値の絶対値が閾値以下の輝度値の範囲を示す。また、図４（ｂ）は、基準画像Ｇ２を構成する各画素のうち、基準画像注目画素選択部２１３によって選択された基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群抽出部２１４によって抽出された周辺画素群Ｇ２４の各画素の輝度値について、横軸をＸ座標値、縦軸を輝度値としてグラフ化して示したものであり、破線で囲まれる領域Ａ１は、差分値の絶対値が閾値以下の輝度値の範囲を示す。
【００６３】
なお、図４（ｂ）において、差分値算出部２１５は、基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群Ｇ２４の各画素の中から、Ｘ座標値が最小の画素からＸ座標の正方向に順番に一画素ずつ選択して、その選択した画素と検査用画像注目画素Ｇ１１との差分値を算出することとする。したがって、判定部２１６は、差分値算出部２１５によって前記の順序で算出された差分値を用いて検査用画像注目画素Ｇ１１が正常画素であるか否かを判定することになる。図４（ｂ）においては、基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群Ｇ２４の各画素の中から、差分値算出部２１５が１番目に選択したＸ座標値が最小の周辺画素群Ｇ２４の一画素と、検査用画像注目画素Ｇ１１との差分値を差分値算出部２１５が算出すると、判定部２１６は、差分値の絶対値が閾値以下であると判定し、その時点で、検査用画像注目画素Ｇ１１が正常画素であると判定する。
【００６４】
ステップｓ１４において判定部２１６が、差分値の絶対値が閾値以下であると判定した場合にはステップｓ１５に進み、差分値の絶対値が閾値以下ではないと判定した場合にはステップｓ１７に進む。
【００６５】
ステップｓ１５では、判定部２１６は、ステップｓ１４において差分値の絶対値が閾値以下であると判定された検査用画像注目画素Ｇ１１について、正常画素であると判定する。
【００６６】
次に、算出動作制御ステップに相当するステップｓ１６では、算出動作制御部２１７は、ステップｓ１６において判定部２１６によって検査用画像注目画素Ｇ１１が正常画素であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素Ｇ１１に対する、第２の順序に従った差分値算出部２１５の差分値算出動作を終了させて、ステップｓ６に戻る。図４（ｂ）の例では、算出動作制御部２１７によって制御された差分値算出部２１５は、１番目に選択したＸ座標値が最小の周辺画素群Ｇ２４の一画素と、検査用画像注目画素Ｇ１１との差分値を算出した後、差分値算出動作を行わないことになる。このように、算出動作制御部２１７によって制御された差分値算出部２１５は、基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群Ｇ２４の各画素の全ての画素について差分値を算出するのではなく、判定部２１６によって検査用画像注目画素Ｇ１１が正常画素であると判定された時点で、１つの検査用画像注目画素Ｇ１１に対する差分値算出動作を終了するので、被検査体Ｗの欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができる。
【００６７】
ステップｓ１４において、判定部２１６によって差分値の絶対値が閾値以下ではないと判定された後のステップｓ１７、すなわち、差分値算出部２１５が閾値よりも大きい絶対値の第１の差分値を算出した後のステップｓ１７では、判定部２１６は、再度ステップｓ１３において差分値算出部２１５によって算出された第２の差分値が、第１の差分値と正負の符号が異なるか否かを判定する。この判定部２１６による判定動作について、図５を用いて説明する。図５において、図５（ａ）は、検査用画像Ｇ１を構成する各画素の輝度値について、横軸をＸ座標値、縦軸を輝度値としてグラフ化して示したものであり、破線で囲まれる領域Ａ１は差分値の絶対値が閾値以下の輝度値の範囲を示す。また、図５（ｂ）は、基準画像Ｇ２を構成する各画素のうち、基準画像注目画素選択部２１３によって選択された基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群抽出部２１４によって抽出された周辺画素群Ｇ２４の各画素の輝度値について、横軸をＸ座標値、縦軸を輝度値としてグラフ化して示したものであり、破線で囲まれる領域Ａ１は差分値の絶対値が閾値以下の輝度値の範囲を示す。
【００６８】
なお、図５（ｂ）において、差分値算出部２１５は、基準画像注目画素Ｇ２１および周辺画素群Ｇ２４の各画素の中から、Ｘ座標値が最小の画素からＸ座標の正方向に順番に一画素ずつ選択して、その選択した画素と検査用画像注目画素Ｇ１１との差分値を算出することとする。したがって、判定部２１６は、差分値算出部２１５によって前記の順序で算出された差分値を用いて、差分値算出部２１５によって算出された第２の差分値が、第１の差分値と正負の符号が異なるか否かを判定することになる。
【００６９】
判定部２１６によって、差分値算出部２１５によって算出された第２の差分値が、第１の差分値と正負の符号が異なると判定された場合には、図５に示すように、検査用画像Ｇ１における検査用画像注目画素Ｇ１１の近傍に位置する画素が、輝度値が急激に変化するエッジ候補画素である。エッジ候補画素とは、被検査体Ｗに形成される回路パターンや被検査体Ｗの縁端部のエッジ部分に対応する、検査用画像Ｇ１の画素である。
【００７０】
判定部２１６が、第２の差分値が第１の差分値と正負の符号が異なると判定した場合には前述のステップｓ１５に進み、判定部２１６は、検査用画像注目画素Ｇ１１について、正常画素であると判定する。また、判定部２１６が、第２の差分値が第１の差分値と正負の符号が異なっていないと判定した場合にはステップｓ１８に進む。ステップｓ１８では、画像比較部２１は、判定部２１６による判定動作が終了したか否かを判断する。画像比較部２１が判定部２１６による判定動作が終了したと判断した場合にはステップｓ１９に進み、判定部２１６による判定動作が終了していないと判断した場合には前述のステップｓ１３に進む。
【００７１】
ステップｓ１４において差分値の絶対値が閾値以下ではないと判定され、ステップｓ１７において第２の差分値が第１の差分値と正負の符号が異なっていないと判定された後のステップｓ１９では、判定部２１６は、検査用画像注目画素Ｇ１１が欠陥画素であると判定する。次に、ステップｓ２０では、算出動作制御部２１７は、１つの検査用画像注目画素Ｇ１１に対する差分値算出部２１５の差分値算出動作を終了させて、ステップｓ６に戻る。
【００７２】
図５に示すように、検査用画像Ｇ１における検査用画像注目画素Ｇ１１の近傍に位置する画素が、輝度値が急激に変化するエッジ候補画素である場合において、判定部２１６によって第２の差分値が第１の差分値と正負の符号が異なると判定されたときに、１つの検査用画像注目画素Ｇ１１に対する差分値算出部２１５の差分値算出動作を終了させることによって、被検査体Ｗの欠陥の有無を検査する欠陥検査の処理時間が長くなりすぎるのを抑制することができる。
【００７３】
前記検査装置１００の画像処理装置２における画像比較部２１および記憶部２２を機能させる検査プログラムは、画像比較部２１および記憶部２２を備えるコンピュータを、検査装置１００として機能させるプログラムである。この検査プログラムは、従来公知の、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録できる。
【００７４】
前記検査プログラムを記録媒体に記録することで、検査プログラムに基づく欠陥検査処理を実行するためのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラムおよびソースプログラムなど）を記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
【００７５】
なお、記録媒体は、マイクロコンピュータが処理を行うためのメモリ、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）のようなプログラムメディアであってもよいし、または、コンピュータが外部記憶装置として備えるプログラム読取装置に挿入することで読み取られるプログラムメディアであってもよい。
【００７６】
記録媒体に格納されている検査プログラムは、マイクロプロセッサが記録媒体にアクセスして実行する方式であってもよいし、または、マイクロプロセッサが記録媒体からプログラムコードを読み出し、読み出されたプログラムコードがマイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされることで、その検査プログラムが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【００７７】
ここで、前記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープ、カセットテープなどのテープ系、フレキシブルディスク、ハードディスクなどの磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク系、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カードなどのカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどによる半導体メモリを含めた固定的に検査プログラムを担持する媒体であってもよい。
【００７８】
また、コンピュータが、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、記録媒体は、通信ネットワークからプログラムコードをダウンロードするように、流動的にプログラムコードを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークから検査プログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、または他の記録媒体からインストールしておく。また、前記検査プログラムは、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７９】
以上では、検査装置１００を被検査体Ｗの欠陥の有無を検査する装置として説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではない。本発明の検査装置１００に係る技術は、雨の日の風景をステレオカメラで撮影した場合の画像比較という用途において、雨によるノイズ状の影響を抑えるために応用できる。また、本発明の検査装置１００は、移動や回転動作の影響による画像の位置ずれや歪みが発生した場合においても、精確に画像比較を実施することができるので、この技術を、ロボットに搭載される画像認識装置、自動車に搭載される自動操縦装置の構成要素としての画像認識装置などに適用することも考えられる。
【符号の説明】
【００８０】
１  撮像部
２  画像処理装置
３  出力装置
４  搬送部
２１  画像比較部
２２  記憶部
１００  検査装置
２１１  検査用画像補正部
２１２  検査用画像注目画素選択部
２１３  基準画像注目画素選択部
２１４  周辺画素群抽出部
２１５  差分値算出部
２１６  判定部
２１７  算出動作制御部
２２１  基準画像記憶部
２２２  閾値記憶部
２２３  正常画素座標記憶部
２２４  欠陥画素座標記憶部
【図１】
2014106109.tif 000003
【図２Ａ】
2014106109.tif 000004
【図２Ｂ】
2014106109.tif 000005
【図３】
2014106109.tif 000006
【図４】
2014106109.tif 000007
【図５】
2014106109.tif 000008