(57)【要約】【課題】  欠陥を正確に判定することができる欠陥判定装置を提供する。【解決手段】  欠陥判定装置（１１）に、複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する注目画素選択部（１１１）と、予め定められる設定条件情報に基づいて、注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する参考画素群抽出部（１１２）と、参考画素群における平均輝度値を算出し、予め定められる対応関係情報に基づいて、該平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を導出する欠陥候補判定値導出部（１１３）と、注目画素の輝度値と平均輝度値との差分値を算出する差分値算出部（１１４）と、差分値および欠陥候補判定値に基づいて、注目画素が欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥候補判定部（１１５）と、を設ける。【選択図】      図３
2014106198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象品を表す、複数の画素からなる画像の各画素について個別に欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥判定装置であって、
前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する注目画素選択部と、
前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する参考画素群抽出部と、
前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出し、予め定められる、欠陥候補判定値と平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報に基づいて、算出した平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を導出する欠陥候補判定値導出部と、
前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値および前記欠陥候補判定値に基づいて、前記注目画素が欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥候補判定部と、を備えることを特徴とする欠陥判定装置。
【請求項２】
前記設定条件情報は、前記所定範囲を、前記注目画素に隣接する画素よりも該注目画素からの距離が遠い第１位置から、該第１位置よりも該注目画素からの距離が遠い第２位置までの範囲とする情報であることを特徴とする請求項１に記載の欠陥判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の欠陥判定装置における前記対応関係情報を、前記検査対象品の模範として予め選ばれた模範品に基づいて作成する対応関係情報作成装置であって、
前記模範品を表す、複数の画素からなる画像における前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する模範品注目画素選択部と、
前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する模範品参考画素群抽出部と、
前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出する模範品平均輝度値算出部と、
前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する模範品差分値算出部と、
各注目画素に対応する前記平均輝度値と前記差分値との関係に基づいて、前記平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を算出し、該欠陥候補判定値と前記平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報を作成する対応関係情報作成部と、を備えることを特徴とする対応関係情報作成装置。
【請求項４】
情報処理装置によって実行される欠陥判定方法であって、
前記情報処理装置が、検査対象品を表す、複数の画素からなる画像における前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する注目画素選択ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する参考画素群抽出ステップと、
前記情報処理装置が、前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出し、予め定められる、欠陥候補判定値と平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報に基づいて、算出した平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を導出する欠陥候補判定値導出ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する差分値算出ステップと、
前記情報処理装置が、前記差分値および前記欠陥候補判定値に基づいて、前記注目画素が欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥候補判定ステップと、を有することを特徴とする欠陥判定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の欠陥判定方法における前記対応関係情報を、前記検査対象品の模範として予め選ばれた模範品に基づいて作成する、情報処理装置によって実行される対応関係情報作成方法であって、
前記情報処理装置が、前記模範品を表す、複数の画素からなる画像における前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する模範品注目画素選択ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する模範品参考画素群抽出ステップと、
前記情報処理装置が、前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出する模範品平均輝度値算出ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する模範品差分値算出ステップと、
前記情報処理装置が、各注目画素に対応する前記平均輝度値と前記差分値との関係に基づいて、前記平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を算出し、該欠陥候補判定値と前記平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報を作成する対応関係情報作成部と、を有することを特徴とする対応関係情報作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥判定装置、対応関係情報作成装置、欠陥判定方法、および対応関係情報作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどのシート体は、表面または内部に微小な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、シート体の出荷前に、欠陥の有無の検査を行う必要がある。
【０００３】
従来から、シート体を撮影して画像データを取得し、該画像データに基づく画像について判定を行うことで、欠陥の有無の検査が行われている。画像の判定に関して、特許文献１，２には、注目画素および周辺画素の輝度値を平均化する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８９３７８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４１４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の技術を欠陥の検査に応用すれば、注目画素および周辺画素の輝度値の平均値と該注目画素の輝度値との差分値を算出し、該差分値が大きいときに該注目画素が欠陥に対応していると判定する欠陥判定装置を構成することができる。この欠陥判定装置は、撮影のための照明装置などが理想的なものであれば、欠陥を正確に判定することができると考えられる。
【０００６】
しかしながら、照明装置が理想的なものであることは稀であり、照明装置の配置位置の精度が良くなかったり、照明装置に経年劣化が生じていたりすると、欠陥とは関係ない輝度値のむら、すなわち、ノイズが発生してしまう。また、シート体の形状や特性によっても、欠陥の有無にかかわらず、ノイズが発生する場合がある。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の間に差があまりないとき、上記の欠陥判定装置では、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、欠陥を正確に判定することができない。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するものであり、欠陥を正確に判定することができる欠陥判定装置および該欠陥判定装置に係る対応関係情報作成装置ならびに欠陥判定方法および該欠陥判定方法に係る対応関係作成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】
本発明は、検査対象品を表す、複数の画素からなる画像の各画素について個別に欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥判定装置であって、
前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する注目画素選択部と、
前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する参考画素群抽出部と、
前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出し、予め定められる、欠陥候補判定値と平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報に基づいて、算出した平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を導出する欠陥候補判定値導出部と、
前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する差分値算出部と、
前記差分値および前記欠陥候補判定値に基づいて、前記注目画素が欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥候補判定部と、を備えることを特徴とする欠陥判定装置である。
【０００９】
また本発明は、前記設定条件情報は、前記所定範囲を、前記注目画素に隣接する画素よりも該注目画素からの距離が遠い第１位置から、該第１位置よりも該注目画素からの距離が遠い第２位置までの範囲とする情報であることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記欠陥判定装置における前記対応関係情報を、前記検査対象品の模範として予め選ばれた模範品に基づいて作成する対応関係情報作成装置であって、
前記模範品を表す、複数の画素からなる画像における前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する模範品注目画素選択部と、
前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する模範品参考画素群抽出部と、
前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出する模範品平均輝度値算出部と、
前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する模範品差分値算出部と、
各注目画素に対応する前記平均輝度値と前記差分値との関係に基づいて、前記平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を算出し、該欠陥候補判定値と前記平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報を作成する対応関係情報作成部と、を備えることを特徴とする対応関係情報作成装置である。
【００１１】
また本発明は、情報処理装置によって実行される欠陥判定方法であって、
前記情報処理装置が、検査対象品を表す、複数の画素からなる画像における前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する注目画素選択ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する参考画素群抽出ステップと、
前記情報処理装置が、前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出し、予め定められる、欠陥候補判定値と平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報に基づいて、算出した平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を導出する欠陥候補判定値導出ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する差分値算出ステップと、
前記情報処理装置が、前記差分値および前記欠陥候補判定値に基づいて、前記注目画素が欠陥候補画素であるか否かを判定する欠陥候補判定ステップと、を有することを特徴とする欠陥判定方法である。
【００１２】
また本発明は、前記欠陥判定方法における前記対応関係情報を、前記検査対象品の模範として予め選ばれた模範品に基づいて作成する、情報処理装置によって実行される対応関係情報作成方法であって、
前記情報処理装置が、前記模範品を表す、複数の画素からなる画像における前記複数の画素のうちの１つを注目画素として選択する模範品注目画素選択ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の周囲の、予め定められる設定条件情報に基づく所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群を抽出する模範品参考画素群抽出ステップと、
前記情報処理装置が、前記参考画素群を構成する全ての画素の平均輝度値を算出する模範品平均輝度値算出ステップと、
前記情報処理装置が、前記注目画素の輝度値と前記平均輝度値との差分値を算出する模範品差分値算出ステップと、
前記情報処理装置が、各注目画素に対応する前記平均輝度値と前記差分値との関係に基づいて、前記平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を算出し、該欠陥候補判定値と前記平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報を作成する対応関係情報作成部と、を有することを特徴とする対応関係情報作成方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検査対象品を表す画像における注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる参考画素群が抽出される。そして、参考画素群における平均輝度値と予め定められる対応関係情報とから、該平均輝度値に対応する欠陥候補判定値が導出され、該欠陥候補判定値、および、注目画素の輝度値と平均輝度値との差分値に基づいて、該注目画素が欠陥候補画素であるか否かが判定される。従来技術では、検査対象品を表す画像内に輝度ムラがある場合に、特に明るい部分において、欠陥ではない画素も欠陥候補画素として多く誤判定されてしまう。これに対して、本発明では、欠陥候補判定値、および、注目画素の輝度値と平均輝度値との差分値に基づいて、該注目画素が欠陥候補画素であるか否かが判定されるので、検査対象品を表す画像内に輝度ムラがある場合であっても、より高精度に欠陥である画素を欠陥候補画素として判定可能となり、欠陥を正確に判定することができる。
【００１４】
また本発明によれば、模範品を表す画像における注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる参考画素群が抽出される。そして、参考画素群における平均輝度値と、注目画素の輝度値と該平均輝度値との差分値との関係から、該平均輝度値に対応する欠陥候補判定値が算出され、対応関係情報が作成される。したがって、参考画素群の中のいずれかの画素にノイズが生じていても、欠陥を正確に判定可能な対応関係情報を作成することができる。また、参考画素群には、注目画素および該注目画素に隣接する画素は含まれないので、注目画素および隣接する画素にノイズが生じていても、欠陥を正確に判定可能な対応関係情報を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る欠陥判定装置１１を備える検査システム１を示す斜視図である。
【図２】検査システム１を側方から見た図である。
【図３】本発明に係る検査システム１を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る対応関係情報作成方法を示すフローチャートである。
【図５】第１位置および第２位置に基づく所定範囲について説明するための図である。
【図６】各差分値と各差分値に対応する平均輝度値との関係を示すグラフである。
【図７】ステップＳ９の処理について説明するための図である。
【図８】本発明に係る欠陥判定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明に係る欠陥判定装置１１を備える検査システム１を示す斜視図である。図２は、検査システム１を側方から見た図である。図３は、本発明に係る検査システム１を示すブロック図である。検査システム１は、平板状の液晶パネルなどのシート体を検査対象品として、該検査対象品の欠陥の有無を検査するためのシステムである。
【００１７】
検査対象品であるシート体は、どのような厚みを持つものであってもよく、一般に「フィルム」と呼ばれるような比較的薄い厚みを持つものであってもよく、一般に「板」と呼ばれるような比較的厚い厚みを持つものであってもよい。たとえば、シート体として、透明または半透明な、偏光フィルムまたは位相差フィルムなどの熱可塑性樹脂からなる光学フィルムや、透明または半透明な、ガラス板、液晶パネルなどの板状体を挙げることができる。なお、シート体は、平板状のものに限定されず、ゆるやかな曲率を有するものであってもよい。
【００１８】
上記のようなシート体は、表面または内部に微小な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。検査システム１は、欠陥判定装置１１によって、検査対象品が良品か不良品かを判定することができる。
【００１９】
図１、図２および図３に示すように、検査システム１は、シート体をその長手方向（以下、「Ｙ方向」と称する）一方に搬送する搬送部１２と、シート体の幅方向（以下、「Ｘ方向」と称する）に直線状に延びる光源を有する光照射部１３と、シート体を撮影する撮影部１４と、搬送部１２を制御する搬送制御部１５と、欠陥判定装置１１とを備える。
【００２０】
欠陥判定装置１１は、注目画素選択部１１１と、参考画素群抽出部１１２と、欠陥候補判定値導出部１１３と、差分値算出部１１４と、欠陥候補判定部１１５とを備える。また、欠陥判定装置１１は、光照射部１３、撮影部１４、および搬送制御部１５を制御する図示しない制御部も有する。
【００２１】
搬送部１２は、シート体をＹ方向に搬送する装置であり、Ｙ方向に直線状に延びる２つのレール部１２ａと、シート体が載置された状態でレール部１２ａに沿ってＹ方向に移動するスキャンステージ１２ｂとを備える。搬送制御部１５によって、スキャンステージ１２ｂの移動が制御される。スキャンステージ１２ｂの移動速度、すなわちシート体の搬送速度は、たとえば、１００ｍｍ／秒〜５００ｍｍ／秒に設定される。
【００２２】
光照射部１３は、Ｙ方向に直交する方向であるＸ方向に延びる直線状の光源と、該光源の位置が搬送部１２のレール部１２ａに対する固定位置となるように該光源を固定する図示しない固定部材とを備える。光源は、シート体の上方において、該シート体の表面に臨んで配置される。光源は、たとえば、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)がアレイ状（またはライン状）に配置された線状光源、ハロゲンランプとライン状光ファイバライトガイドとが組み合わされた線状光源、ハロゲンランプと長尺のロッドとが組み合わされた線状光源などが挙げられる。光源のＹ方向の長さは、たとえば３０ｍｍであり、Ｘ方向の長さは、たとえば４００ｍｍであり、光源からシート体の表面までの距離は、たとえば１００ｍｍである。
【００２３】
撮影部１４は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)またはＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)のラインセンサカメラを備える。ラインセンサカメラには、撮影対象であるシート体の光像を受光素子に結像させるためのレンズなどが付随する。ラインセンサカメラは、シート体の上方において、該シート体の表面に臨んで配置され、該シート体の表面上に焦点位置が存在するように合焦されて撮影位置が固定されている。ラインセンサカメラが撮影しているのは、シート体の表面の１ラインであり、該シート体がＹ方向に搬送されることによって、該シート体の全体画像が撮影される。
【００２４】
欠陥判定装置１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御演算回路、ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリ、および、フラッシュＲＯＭ(Read Only Memory)、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)などの不揮発性メモリを備える情報処理装置によって実現される。不揮発性メモリには、注目画素選択部１１１、参考画素群抽出部１１２、欠陥候補判定値導出部１１３、差分値算出部１１４、および欠陥候補判定部１１５として欠陥判定装置１１を機能させるためのプログラムデータが記憶されており、該プログラムデータに従って、欠陥判定装置１１は、これらの機能を発揮する。また、不揮発性メモリには、本発明に係る模範品注目画素選択部、本発明に係る模範品参考画素群抽出部、本発明に係る模範品平均輝度値算出部、本発明に係る模範品差分値算出部、および本発明に係る対応関係情報作成部として欠陥判定装置１１を機能させるためのプログラムデータが記憶されており、該プログラムデータに従って、欠陥判定装置１１は、本発明に係る対応関係情報作成装置として機能する。本発明に係る対応関係情報作成装置は、本発明に係る対応関係情報作成方法を実行することにより、対応関係情報を作成するものであり、欠陥判定装置１１は、作成された対応関係情報に基づいて、本発明に係る欠陥判定方法を実行し、欠陥の有無を判定する。
【００２５】
まず、本発明に係る対応関係情報作成方法について説明する。図４は、本発明に係る対応関係情報作成方法を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップＳ１では、予め用意された、人の目によって良品であることが確認された模範品のシート体が撮影部１４によって撮影され、模範品を表す画像を含む大きな画像である模範品画像が取得される。模範品画像は、Ｘ方向およびＹ方向に配列される複数の画素を有している。
【００２７】
ステップＳ２では、欠陥判定装置１１によって、模範品画像内から模範品注目領域が設定される。模範品注目領域は、模範品画像内において模範品に対応する領域である。欠陥判定装置１１は、模範品画像内から予め定めるアライメントマークの位置を検出し、その位置を基に模範品の位置を特定し、模範品注目領域を設定する。
【００２８】
ステップＳ３は、本発明に係る模範品注目画素選択ステップであり、該模範品注目画素選択ステップでは、ステップＳ２で設定された模範品注目領域における複数の画素のうちの１つが、注目画素として、本発明に係る模範品注目画素選択部によって選択される。ステップＳ３は、後述するステップＳ７によって繰り返され、模範品注目領域の全画素が１つずつ順番に選択される。たとえば、模範品注目領域内の最上段左端の画素から右方向に順次選択され、右端までいくと次は１つ下の段の画素が左端から右端まで順次選択され、これを繰り返して、模範品注目領域内の最下段まで順次選択される。
【００２９】
ステップＳ４は、本発明に係る模範品参考画素群抽出ステップであり、該模範品参考画素群抽出ステップでは、予め定められる設定条件情報に基づいて、ステップＳ３で選択された注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群が、本発明に係る模範品参考画素群抽出部によって抽出される。設定条件情報は、欠陥判定装置１１の不揮発性メモリに記憶されている情報であり、所定範囲を、注目画素に隣接する画素よりも該注目画素からの距離が遠い第１位置から、該第１位置よりも該注目画素からの距離が遠い第２位置までの範囲とする情報である。
【００３０】
図５を用いて、第１位置および第２位置に基づく所定範囲について説明する。図５（ａ），（ｂ）は、模範品注目領域の一部を示しており、Ｘ方向およびＹ方向に画素が配列され、配列される画素のうち、斜線が付された画素が参考画素群である。
【００３１】
図５（ａ）において、１点鎖線で囲まれる画素は第１位置にある画素Ａ１であり、２点鎖線で囲まれる画素は第２位置にある画素Ｂ１である。画素Ａ１は、図５（ａ）における注目画素Ｃ１に隣接する画素よりも該注目画素Ｃ１からの距離が遠い位置にあり、画素Ｂ１は、画素Ａ１よりも注目画素Ｃ１からの距離が遠い位置にある。図５（ａ）では、画素Ａ１および画素Ｂ１ならびに画素Ａ１と画素Ｂ１とによって囲まれる画素が、所定範囲内の画素であり、この所定範囲内の画素全てが参考画素群となっている。
【００３２】
図５（ｂ）において、１点鎖線で囲まれる画素は第１位置にある画素Ａ２であり、２点鎖線で囲まれる画素は第２位置にある画素Ｂ２である。画素Ａ２は、図５（ｂ）における注目画素Ｃ２に隣接する画素よりも該注目画素Ｃ２からの距離が遠い位置にあり、画素Ｂ２は、画素Ａ２よりも注目画素Ｃ２からの距離が遠い位置にある。図５（ｂ）では、画素Ａ１および画素Ｂ１ならびに画素Ａ１と画素Ｂ１とによって囲まれる画素が、所定範囲内の画素であり、この所定範囲内の画素のうち、注目画素Ｃ２とＸ座標値またはＹ座標値が同じ値となる１２個の画素が、参考画素群となっている。
【００３３】
注目画素Ｃ１，Ｃ２に対する参考画素群の位置は、注目画素Ｃ１，Ｃ２のＸ座標値およびＹ座標値に対応して、ＸＹ座標値として予め定められてもよいし、画素Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２のＸＹ座標値が予め定められ、該ＸＹ座標値に基づいて参考画素群のＸＹ座標値が算出されてもよい。
【００３４】
画素Ａ１，Ａ２のＸＹ座標値は、検査対象品となるシート体に生じる欠陥の予想される大きさに応じて設定される。たとえば、図５（ａ），（ｂ）では、画像内での欠陥の大きさがＸ方向およびＹ方向に９画素×９画素と予想されており、該欠陥の大きさに応じて画素Ａ１，Ａ２のＸＹ座標値が設定されている。画素Ｂ１，Ｂ２のＸＹ座標値は、画素Ｂ１，Ｂ２と注目画素Ｃ１，Ｃ２との距離が遠くなり過ぎないように、たとえば、該距離が注目画素Ｃ１，Ｃ２と画素Ａ１，Ａ２との距離の１．５倍〜３倍程度の距離となるように、設定される。なお、図５では、画素Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、矩形状に配置されているが、注目画素Ｃ１，Ｃ２からの距離が所定数画素となる、注目画素Ｃ１，Ｃ２を中心とする円状に配置されてもよい。
【００３５】
ステップＳ４において、上記のようにして参考画素群が抽出されると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５は、本発明に係る模範品平均輝度値算出ステップであり、該模範品平均輝度値算出ステップでは、ステップＳ４で抽出された参考画素群の各画素における輝度値の算術平均値、すなわち平均輝度値が、本発明に係る模範品平均輝度値算出部によって算出される。輝度値は、たとえば２５６階調の値であり、０以上２５５以下の整数値である。
【００３６】
ステップＳ６は、本発明に係る模範品差分値算出ステップであり、該模範品差分値算出ステップでは、注目画素の輝度値と該注目画素に対応する平均輝度値との差分値が、本発明に係る模範品差分値算出部によって算出される。輝度値が０以上２５５以下の整数値である場合、差分値も０以上２５５以下の整数値となる。
【００３７】
ステップＳ７では、欠陥判定装置１１は、模範品注目領域内の全画素が注目画素として選択されたか否かを判定する。模範品注目領域内の全画素が注目画素として選択されていればステップＳ８へ進み、模範品注目領域内の全画素のうちのいずれかの画素が注目画素として選択されていなければステップＳ３へ戻る。
【００３８】
ステップＳ８では、ステップＳ６で算出された各差分値と各差分値に対応する平均輝度値との関係を示すグラフが作成される。図６に、このグラフを示す。図６のグラフは、横軸を平均輝度値とし、縦軸を差分値としている。
【００３９】
ステップＳ９は、本発明に係る対応関係情報作成ステップであり、該対応関係情報作成ステップでは、ステップＳ８で作成されたグラフに基づいて、本発明に係る対応関係情報作成部によって、平均輝度値に対応する欠陥候補判定値が算出され、該欠陥候補判定値と平均輝度値との対応関係を示す対応関係情報が作成される。
【００４０】
図７を用いて、ステップＳ９の処理について説明する。ステップＳ９では、まず、最小２乗法を用いて、図６のグラフの全ての点を対象として、１次関数をフィッティングさせる。図７（ａ）に、フィッティングされた１次関数を１点鎖線で示す。ステップＳ９では、この１次関数の傾きが一時的に記憶される。
【００４１】
次に、ステップＳ９では、平均輝度値が取り得る値の全範囲を、該全範囲の１／２０〜１／５の小範囲に分割する。図７（ｂ）に示す破線は、分割された各小範囲を示している。そして、ステップＳ９では、各小範囲において、差分値が最大となる点を抽出する。たとえば、図７（ｂ）において平均輝度値が５５、差分値が１０となる点Ｐは、４７〜６３の平均輝度値の小範囲において差分値が最大となる点である。ステップＳ９では、抽出された各点の座標値が一時的に記憶される。
【００４２】
次に、ステップＳ９では、抽出された点を通り、傾きがフィッティングされた１次関数の傾きとなる線分を、各小範囲において設定する。そして、各小範囲において、設定された線分上の点であって、平均輝度値が該範囲における下限値または上限値であり、かつ、差分値が抽出された点よりも大きい点の、該差分値を算出する。算出された各差分値が、各小範囲の各平均輝度値に対応する欠陥候補判定値である。なお、ある小範囲において点が１つも抽出されないときには、点がある各小範囲で設定された線分の中でＹ切片が最も大きい線分を選択し、そのＹ切片と上記記憶された１次関数の傾きとで決まる直線に基づいて、点がない小範囲における上限値を欠陥候補判定値とする。
【００４３】
図７（ｃ）に、各小範囲における線分を１点鎖線で示し、各小範囲の各平均輝度値に対応する欠陥候補判定値を２点鎖線で示す。また、以下の表１に、各平均輝度値および各平均輝度値に対応する欠陥候補判定値の一例を示す。この表１は、本発明に係る対応関係情報であり、欠陥候補判定値導出部１１３に記憶される。
【００４４】
【表１】
2014106198.tif 000003
【００４５】
なお、本発明に係る対応関係情報作成ステップであるステップＳ９における、欠陥候補判定値の算出方法は、上記の方法に限定されるものではない。欠陥候補判定値の算出方法の他の例としては、次のような方法が挙げられる。すなわち、図７（ａ）に示す１次関数の傾きを決定した後、図６のグラフの全ての点の中から最もＹ切片が大きくなる点を抽出し、そのＹ切片と上記傾きとで規定される直線を決定する。そして、小範囲に分割することなく、決定した直線を用いて、平均輝度値を直線の式に代入し、出力として欠陥候補判定値を得る。このようにして、欠陥候補判定値を算出することもできる。
【００４６】
このようにして欠陥候補判定値導出部１１３に欠陥候補判定値が記憶されると、欠陥判定装置１１は、該欠陥候補判定値を用いて、検査対象品に対して、本発明に係る欠陥判定方法を実行して、欠陥の有無を判定する。図８は、本発明に係る欠陥判定方法を示すフローチャートである。
【００４７】
ステップＴ１では、検査対象品となるシート体が撮影部１４によって撮影され、検査対象品を表す画像を含む大きな画像である検査対象品画像が取得される。検査対象品は、模範品と同じ種類の物である。検査対象品画像は、Ｘ方向およびＹ方向に配列される複数の画素を有している。
【００４８】
ステップＴ２では、欠陥判定装置１１によって、検査対象品画像内から検査対象品注目領域が設定される。検査対象品注目領域は、検査対象品画像内において検査対象品に対応する領域である。欠陥判定装置１１は、検査対象品画像内から予め定めるアライメントマークの位置を検出し、その位置を基に検査対象品の位置を特定し、検査対象品注目領域を設定する。
【００４９】
ステップＴ３は、本発明に係る注目画素選択ステップであり、該注目画素選択ステップでは、ステップＴ２で設定された検査対象品注目領域における複数の画素のうちの１つが、注目画素として、注目画素選択部１１１によって選択される。ステップＴ３は、後述するステップＴ８によって繰り返され、検査対象品注目領域の全画素が１つずつ順番に選択される。たとえば、検査対象品注目領域内の最上段左端の画素から右方向に順次選択され、右端までいくと次は１つ下の段の画素が左端から右端まで順次選択され、これを繰り返して、検査対象品注目領域内の最下段まで順次選択される。
【００５０】
ステップＴ４は、本発明に係る参考画素群抽出ステップであり、該参考画素群抽出ステップでは、予め定められる設定条件情報に基づいて、ステップＴ３で選択された注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる画素群であって、該注目画素および該注目画素に隣接する画素を含まない画素群である参考画素群が、参考画素群抽出部１１２によって抽出される。設定条件情報は、欠陥判定装置１１の不揮発性メモリに記憶されている情報であり、所定範囲を、注目画素に隣接する画素よりも該注目画素からの距離が遠い第１位置から、該第１位置よりも該注目画素からの距離が遠い第２位置までの範囲とする情報である。設定条件情報および所定範囲については、図５を用いて既に説明したので、再度の説明は省略する。
【００５１】
ステップＴ４において参考画素群が抽出されると、ステップＴ５に進む。ステップＴ５は、本発明に係る欠陥候補判定値導出ステップであり、該欠陥候補判定値導出ステップでは、ステップＴ４で抽出された参考画素群の平均輝度値が、欠陥候補判定値導出部１１３によって算出され、算出された平均輝度値と該欠陥候補判定値導出部１１３に記憶される対応関係情報とから、該平均輝度値に対応する欠陥候補判定値が、該欠陥候補判定値導出部１１３によって導出される。たとえば、表１の対応関係情報が欠陥候補判定値導出部１１３に記憶されている場合であって、参考画素群の平均輝度値が８５であるとき、欠陥候補判定値は１７と導出される。
【００５２】
ステップＴ６は、本発明に係る差分値算出ステップであり、該差分値算出ステップでは、注目画素の輝度値と該注目画素に対応する平均輝度値との差分値が、差分値算出部１１４によって算出される。この差分値は、注目画素の輝度値から平均輝度値を減算した値の絶対値であり、輝度値が０以上２５５以下の整数値である場合、差分値も０以上２５５以下の整数値となる。
【００５３】
ステップＴ７は、本発明に係る欠陥候補判定ステップであり、該欠陥候補判定ステップでは、ステップＴ６で算出された差分値およびステップＴ５で導出された欠陥候補判定値に基づいて、該差分値に対応する注目画素が欠陥候補画素であるか否かが、欠陥候補判定部１１５によって判定される。具体的には、欠陥候補判定部１１５は、差分値と欠陥候補判定値とを比較し、差分値が欠陥候補判定値を超えるときに、該差分値に対応する注目画素は欠陥候補画素であると判定し、該注目画素の輝度値を「１」に置き換え、差分値が欠陥候補判定値以下であるときに、該差分値に対応する注目画素は欠陥候補画素ではないと判定し、該注目画素の輝度値を「０」に置き換える。すなわち、欠陥候補判定部１１５は、差分値と欠陥候補判定値とに基づいて、注目画素の輝度値を２値化する。
【００５４】
ステップＴ８では、欠陥判定装置１１は、検査対象品注目領域内の全画素が注目画素として選択されたか否かを判定する。検査対象品注目領域内の全画素が注目画素として選択されていればステップＴ９へ進み、検査対象品注目領域内の全画素のうちのいずれかの画素が注目画素として選択されていなければステップＴ３へ戻る。
【００５５】
ステップＴ９では、欠陥判定装置１１は、輝度値が「１」の画素、すなわち欠陥候補画素のうち、隣接する他の欠陥候補画素が存在しないもの、および、隣接する他の欠陥候補画素が数画素だけのものについて、ランダムに生じたノイズであると判断して、該ノイズを除去する。具体的には、欠陥判定装置１１は、各欠陥候補画素に順に収縮フィルタを実行して、仮の輝度値をそれぞれ割り当てる。収縮フィルタは、欠陥候補画素に隣接する８画素のうちに、輝度値が「０」の画素が１つでもあれば仮の輝度値を「０」とし、輝度値が「０」の画素が１つもなければ仮の輝度値を「１」とするフィルタである。欠陥判定装置１１は、全ての欠陥候補画素に仮の輝度値を割り当て終えたら、欠陥候補画素の輝度値「１」を、該仮の輝度値に置き換える。これにより、ノイズは除去され、欠陥候補画素が密集した領域、すなわち欠陥候補領域のみに、欠陥候補画素が残ることになる。
【００５６】
なお、収縮フィルタによって欠陥候補領域の面積が小さくなっているので、該欠陥候補領域の各欠陥候補画素に膨張フィルタを実行し、欠陥候補領域の面積を大きくすることが好ましい。膨張フィルタは、欠陥候補画素に隣接する８画素のうちに、輝度値が「１」の画素が１つでもあれば、該８画素に仮の輝度値「１」を割り当て、輝度値が「１」の画素が１つもなければ、該８画素に仮の輝度値「０」を割り当てるフィルタである。欠陥判定装置１１は、全ての欠陥候補領域の各欠陥候補画素に膨張フィルタを実行し終えたら、仮の輝度値「１」が１回以上割り当てられた画素については、該画素の輝度値を「１」に置き換え、仮の輝度値「０」のみが割り当てられた画素については、該画素の輝度値を「０」に置き換える。
【００５７】
ステップＴ１０では、欠陥判定装置１１は、欠陥候補領域ごとに、１から順に、ラベルを付ける。これにより、欠陥判定装置１１は、欠陥候補領域がいくつあるのかを認識することができる。
【００５８】
ステップＴ１１では、欠陥判定装置１１は、各欠陥候補領域について、ラベルの順に、特徴量を算出する。特徴量は、たとえば、欠陥候補領域の面積（画素数）、欠陥候補領域のフェレ径（Ｘ方向サイズ、Ｙ方向サイズ）、欠陥候補領域の円形度などである。
【００５９】
ステップＴ１２では、欠陥判定装置１１は、各欠陥候補領域について、ラベルの順に、予め定められる欠陥判定情報に基づいて、欠陥領域であるか否かを判定する。欠陥判定情報は、欠陥判定装置１１の不揮発性メモリに記憶されている情報であり、たとえば、「面積が３０画素以上の領域を欠陥領域とする」という情報であったり、「面積が１２画素以上、かつ円形度が０．８以上の領域を欠陥領域とする」という情報であったりする。
【００６０】
ステップＴ１３では、欠陥判定装置１１は、各欠陥候補領域についてのステップＴ１２における判定結果に基づいて、検査対象品が良品か不良品かを判定する。たとえば、欠陥判定装置１１は、ステップＴ１２において欠陥領域と判定されたものが１つでもあれば、検査対象品は不良品であると判定し、ステップＴ１２において欠陥領域と判定されたものが１つもなければ、検査対象品は良品であると判定する。
【００６１】
以上のような欠陥判定装置１１によれば、検査対象品を表す画像における注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる参考画素群が抽出される。そして、参考画素群における平均輝度値と予め定められる対応関係情報とから、該平均輝度値に対応する欠陥候補判定値が導出され、該欠陥候補判定値、および、注目画素の輝度値と平均輝度値との差分値に基づいて、該注目画素が欠陥候補画素であるか否かが判定される。従来技術では、検査対象品を表す画像内に輝度ムラがある場合に、特に明るい部分において、欠陥ではない画素も欠陥候補画素として多く誤判定されてしまう。これに対して、欠陥判定装置１１では、欠陥候補判定値、および、注目画素の輝度値と平均輝度値との差分値に基づいて、該注目画素が欠陥候補画素であるか否かが判定されるので、検査対象品を表す画像内に輝度ムラがある場合であっても、より高精度に欠陥である画素を欠陥候補画素として判定可能となり、欠陥を正確に判定することができる。
【００６２】
また、欠陥判定装置１１は、本発明に係る対応関係情報作成装置として機能し、それにより、模範品を表す画像における注目画素の周囲の所定範囲内にある複数の画素からなる参考画素群が抽出される。そして、参考画素群における平均輝度値と、注目画素の輝度値と該平均輝度値との差分値との関係から、該平均輝度値に対応する欠陥候補判定値が算出され、対応関係情報が作成される。したがって、参考画素群の中のいずれかの画素にノイズが生じていても、欠陥を正確に判定可能な対応関係情報を作成することができる。また、参考画素群には、注目画素および該注目画素に隣接する画素は含まれないので、注目画素および隣接する画素にノイズが生じていても、欠陥を正確に判定可能な対応関係情報を作成することができる。なお、欠陥判定装置１１以外の情報処理装置が対応関係情報を作成してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  検査システム
１１  欠陥判定装置
１２  搬送部
１３  光照射部
１４  撮影部
１１１  注目画素選択部
１１２  参考画素群抽出部
１１３  欠陥候補判定値導出部
１１４  差分値算出部
１１５  欠陥候補判定部
【図１】
2014106198.tif 000004
【図２】
2014106198.tif 000005
【図３】
2014106198.tif 000006
【図４】
2014106198.tif 000007
【図５】
2014106198.tif 000008
【図６】
2014106198.tif 000009
【図７】
2014106198.tif 000010
【図８】
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