(57)【要約】【課題】本発明は、ばらつきのないフォーカス調整を実施でき、且つ調整時間の短縮が可能な、撮像装置を用いた外観検査装置及び外観検査方法を提供する。【解決手段】撮影対象物の画像を撮影する手動でフォーカス調整が可能な撮像装置と、撮像装置によって撮影された画像のフォーカス値をリアルタイムで演算する演算装置と、演算されたフォーカス値を表示する表示装置とを備え、表示装置に表示されたフォーカス値を確認しながら最適なフォーカス値が得られるまで撮像装置のフォーカスが手動で調整され、最適なフォーカス値に設定された撮像装置により撮影された検査対象物の画像を用いて外観検査が行われる。【選択図】図１
2014095593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象物の画像を撮影する、手動でフォーカス調整が可能な撮像装置と、
前記撮像装置によって撮影された前記画像のフォーカス値をリアルタイムで演算する演算装置と、
演算された前記フォーカス値を表示する表示装置と
を備え、前記表示装置に表示されたフォーカス値を確認しながら最適なフォーカス値が得られるまで前記撮像装置のフォーカスが手動で調整され、前記最適なフォーカス値に設定された前記撮像装置により撮影された検査対象物の画像を用いて外観検査が行われることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記表示装置が、時系列で前記フォーカス値を表示することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記演算装置が、前記画像の複数の領域について前記フォーカス値をそれぞれ演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記演算装置が、前記複数の領域間における前記フォーカス値の平均値、最大値及び最小値の少なくともいずれかを演算することを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記検査対象物が太陽電池セルであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記撮影対象物として前記検査対象物を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項７】
撮像装置を用いて撮影対象物の画像を連続的に撮影するステップと、
前記撮像装置によって撮影された前記画像のフォーカス値をリアルタイムで演算するステップと、
演算された前記フォーカス値を表示装置に表示するステップと、
前記表示装置に表示された前記フォーカス値を確認しながら、最適なフォーカス値が得られるまで前記撮像装置のフォーカスを手動で調整するステップと、
前記最適なフォーカス値に設定された前記撮像装置により撮影された検査対象物の画像を用いて、前記検査対象物の外観検査を行うステップと
を含むことを特徴とする外観検査方法。
【請求項８】
前記表示装置が、時系列で前記フォーカス値を表示することを特徴とする請求項７に記載の外観検査方法。
【請求項９】
前記画像の複数の領域について前記フォーカス値をそれぞれ演算することを特徴とする請求項７又は８に記載の外観検査方法。
【請求項１０】
前記複数の領域間における前記フォーカス値の平均値、最大値及び最小値の少なくともいずれかを演算することを特徴とする請求項９に記載の外観検査方法。
【請求項１１】
前記検査対象物が太陽電池セルであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の外観検査方法。
【請求項１２】
前記撮影対象物として前記検査対象物を用いることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物を撮影する撮像装置を用いた外観検査装置及び外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルなどの半導体装置の製造においては、半導体装置の傷や異物の付着、クラック、汚れ、むらなどの欠陥の有無や状態が検査される。例えば、カメラなどの撮像装置を用いて得られた画像を用いて外観検査を行う外観検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０３１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外観検査においては、検査作業者が目視により検査対象物を確認しながら撮像装置のフォーカス（焦点位置）調整を実施してきた。しかしながら、この方法では、調整されたフォーカスは検査作業者による個人差が発生し、フォーカス調整にばらつきが生じる。その結果、外観検査の品質が一定にならないおそれがある。また、フォーカス調整に長時間を要するという問題も生じる。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、ばらつきのないフォーカス調整を実施でき、且つ調整時間の短縮が可能な、撮像装置を用いた外観検査装置及び外観検査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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、（イ）撮影対象物の画像を撮影する、手動でフォーカス調整が可能な撮像装置と、（ロ）撮像装置によって撮影された画像のフォーカス値をリアルタイムで演算する演算装置と、（ハ）演算されたフォーカス値を表示する表示装置とを備え、表示装置に表示されたフォーカス値を確認しながら最適なフォーカス値が得られるまで撮像装置のフォーカスが手動で調整され、最適なフォーカス値に設定された撮像装置により撮影された検査対象物の画像を用いて外観検査が行われる外観検査装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、（イ）撮像装置を用いて撮影対象物の画像を連続的に撮影するステップと、（ロ）撮像装置によって撮影された画像のフォーカス値をリアルタイムで演算するステップと、（ハ）演算されたフォーカス値を表示装置に表示するステップと、（ニ）表示装置に表示されたフォーカス値を確認しながら、最適なフォーカス値が得られるまで撮像装置のフォーカスを手動で調整するステップと、（ホ）最適なフォーカス値に設定された撮像装置により撮影された検査対象物の画像を用いて、検査対象物の外観検査を行うステップとを含む外観検査方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ばらつきのないフォーカス調整を実施でき、且つ調整時間の短縮が可能な、撮像装置を用いた外観検査装置及び外観検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る外観検査装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る外観検査装置の表示装置に表示されるフォーカス値の例を示す模式図である。
【図３】最適なフォーカス値が得られた状態における画像の例を示す模式図である。
【図４】最適なフォーカス値が得られていない状態における画像の例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る外観検査方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】フォーカス調整用パターンの例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
図１に示す本発明の実施形態に係る外観検査装置１は、検査対象物１００の外観検査に使用される。外観検査装置１は、撮影対象物の画像を撮影する、手動でフォーカス調整が可能な撮像装置１０と、撮像装置１０によって撮影された画像のフォーカス値をリアルタイムで演算する演算装置２０と、演算されたフォーカス値を表示する表示装置３０とを備える。
【００１２】
外観検査装置１によれば、検査作業者が、表示装置３０に表示されたフォーカス値を確認しながら、撮影対象物にピントの合った最適なフォーカス値に設定されるまで撮像装置１０のフォーカスを手動で調整し、最適なフォーカス値に設定された撮像装置１０により撮影された検査対象物の画像を用いて外観検査が行われる。撮像装置１０には、フォーカス調整を行ってピント位置を撮影対象物に合わせるフォーカス調整機構１５が付属している。撮像装置１０には、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）カメラやＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）カメラなどを採用可能である。撮像装置１０によって撮影された画像は、画像モニタ５０に表示される。
【００１３】
外観検査においては、照明装置４０によって検査対象物１００に照明光Ｌが照射される。どのような検査を行うかによって、照明光Ｌの波長や方向、及び撮像装置１０の配置が決定される。例えば、検査対象物１００の撮影対象面１０１で反射される反射光を用いて、撮影対象面１０１の傷や異物などが検出される。
【００１４】
演算装置２０により、撮像装置１０によって撮影された撮影対象物の画像のフォーカス値がリアルタイムで演算される。フォーカス値は、例えば自己相関関数を用いる演算方法などの公知の方法によって演算される。
【００１５】
外観検査装置１では、撮像装置１０によって連続して撮影された画像のフォーカス値を、演算装置２０がリアルタイムで演算する。演算されたフォーカス値Ｆは演算装置２０から表示装置３０にリアルタイムで送信される。
【００１６】
表示装置３０は、時系列でフォーカス値を表示することができる。図２に、表示装置３０に表示されるフォーカス値の例を示す。図２の縦軸がフォーカス値Ｆであり、横軸がフォーカス調整の時間である。なお、フォーカス調整中に検査作業者が最適なフォーカス値（以下において、「最適フォーカス値」という。）を確認しやすいように、それまでのフォーカス調整における最適フォーカス値Ｆｓが表示装置３０に常時表示されることが好ましい。最適フォーカス値Ｆｓは、撮像装置１０を合焦させた状態、つまり、撮像装置１０のピントが撮影対象物に合った状態でのフォーカス値Ｆである。
【００１７】
図２では、フォーカス値Ｆが最低値であるときにフォーカスが最適に調整されている例を示した。例えば、時刻ｔ１などにおけるフォーカス値Ｆが最適フォーカス値Ｆｓである。
【００１８】
時刻ｔ１における最適フォーカス値Ｆｓに設定された撮像装置１０によって撮影対象物を撮影した画像の例を、図３に示す。図３に示したように、フォーカス値が最適になるように撮像装置１０を調整することにより、ピントの合ったジャストフォーカス時の画像が得られる。
【００１９】
一方、最適フォーカス値Ｆｓに設定されていない状態、例えば時刻ｔ２におけるフォーカス値Ｆが得られた状態の撮像装置１０により撮影対象物を撮影した画像を、図４に示す。図４に示すように、フォーカス値Ｆが最適フォーカス値Ｆｓではない場合は、ピントの合っていないデフォーカス状態の画像が撮影されてしまう。
【００２０】
表示装置３０が連続した時間軸上においてフォーカス値Ｆの時間的変化を連続的に表示することにより、検査作業者は、フォーカス値Ｆを確認しながら、撮像装置１０に付属のフォーカス調整機構１５を操作して、撮像装置１０のフォーカス調整を実施することができる。このため、検査作業者は、検査対象物１００の画像について最適フォーカス値Ｆｓが得られるように、撮像装置１０を容易に調整することができる。
【００２１】
上記のように、図１に示した外観検査装置１によれば、検査作業者が表示装置３０にリアルタイムで表示されるフォーカス値Ｆをモニタしながら、最適フォーカス値が得られるまでフォーカス調整を行う。このため、フォーカス値に検査作業者の個人差が発生せず、撮像装置１０のフォーカス調整にばらつきは生じない。更に、フォーカス調整に要する時間を短縮できる。
【００２２】
以下に、図５を参照して、図１に示した外観検査装置１を用いた外観検査方法の例を説明する。
【００２３】
まず、ステップＳ１において、撮像装置１０を用いて、ステージ６０に搭載された撮影対象物の画像を撮影する。ステップＳ２において、撮影された画像のフォーカス値が演算装置２０によってリアルタイムで演算される。演算されたフォーカス値は、表示装置３０にリアルタイムで表示される（ステップＳ３）。
【００２４】
ステップＳ４〜ステップＳ６において、検査作業者が表示装置３０に表示されたフォーカス値を確認しながら、最適フォーカス値が得られるまで撮像装置１０のフォーカスを調整する。
【００２５】
具体的には、ステップＳ４において、検査作業者が表示装置３０に表示されたフォーカス値を目視により確認する。ステップＳ５において、フォーカス値が最適フォーカス値に設定されているか否かを検査作業者が判定する。フォーカス値が最適フォーカス値に設定されていない場合には、ステップＳ６に進み、検査作業者が撮像装置１０に付属のフォーカス調整機構１５を操作して、撮像装置１０のフォーカスを調整する。そして処理はステップＳ１〜ステップＳ３に戻り、新たなフォーカス値が表示装置３０に表示される。
【００２６】
一方、ステップＳ５においてフォーカス値が最適フォーカス値に設定されている場合には、処理はステップＳ７に進む。即ち、検査作業者は、最適フォーカス値に設定された撮像装置１０により撮影された検査対象物１００の画像を用いて、検査対象物１００の外観検査を行う。即ち、画像モニタ５０に表示される画像を用いて、検査対象物１００の外観検査を行う。
【００２７】
なお、検査対象物１００を用いて撮像装置１０のフォーカス調整を行った場合、即ちフォーカス調整時の撮影対象物が検査対象物１００である場合には、フォーカス調整が完了した状態の画像を用いて検査対象物１００の検査を行うこともできる。
【００２８】
ところで、例えば図６に示すような白地に黒丸が配置されて画像のコントラストが明確なフォーカス調整用パターンを撮影対象物に用いて、撮像装置１０のフォーカス調整をしてもよい。つまり、フォーカス調整がしやすいコントラストの明確なパターンを用いて、外観検査の最初にフォーカス調整を行う。その後、最適なフォーカスに調整された撮像装置１０を用いて、検査対象物１００の外観検査を行う。上記のように画像のコントラストが明確なフォーカス調整用パターンを使用することは、例えば検査対象物１００にフォーカス調整に適した領域が無い場合などにも有効である。
【００２９】
なお、画像のコントラストが高くないと正常なフォーカス値を演算することができないため、例えば図６に示すように、撮像装置１０により撮影された画像上にフォーカス値を演算するフォーカス値演算領域Ｄを複数設定してもよい。
【００３０】
この場合、例えば、演算装置２０が複数のフォーカス値演算領域Ｄについてフォーカス値をそれぞれ演算する。そして、演算装置２０は、複数のフォーカス値演算領域Ｄ間におけるフォーカス値の平均値、最大値及び最小値の少なくともいずれかを演算する。フォーカス値の平均値、最大値及び最小値のいずれか、或いはすべてを表示装置３０に表示することにより、検査作業者はこれらから任意に選択した値について最適フォーカス値が得られるように撮像装置１０のフォーカス調整を行う。これにより、画像全体について最適なフォーカスに調整できる。例えば、画像の中央領域、及びその前後左右の領域にフォーカス値演算領域Ｄを設定する。
【００３１】
或いは、複数のフォーカス値演算領域Ｄを設定し、最もフォーカス値を正常に演算できるフォーカス値演算領域Ｄを検査作業者が選択してもよい。そして、その選択されたフォーカス値演算領域Ｄについてフォーカス値を演算する。
【００３２】
なお、フォーカス値演算領域Ｄの範囲の広さを任意に設定することができる。コントラストの明確な部分を含むようにフォーカス値演算領域Ｄの範囲を調整することにより、正常にフォーカス値を演算することができる。
【００３３】
以上に説明したように、外観検査装置１を用いる外観検査方法によれば、検査作業者が、フォーカス値を目視で確認しながら撮像装置１０のフォーカス調整を行える。このため、撮像装置１０の安定したフォーカス調整が可能であり、検査作業者の個人差が生じない。その結果、撮像装置１０のフォーカス調整にばらつきは発生せず、且つ、フォーカス調整に要する時間の増大を抑制できる。
【００３４】
外観検査装置１は、太陽電池セルの検査に好適に適用可能である。また、太陽電池セル以外の、例えば集積回路用半導体基板や液晶基板の検査などにも本発明は適用可能であることはもちろんである。
【００３５】
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１…外観検査装置
１０…撮像装置
１５…フォーカス調整機構
２０…演算装置
３０…表示装置
４０…照明装置
５０…画像モニタ
６０…ステージ
１００…検査対象物
１０１…撮影対象面
【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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