(57)【要約】【課題】カラー画像を用いて検査対象物の形成状態を検査する場合に、取得されたカラー画像のＲＧＢに対して検査のための閾値を最適な値に設定して検査の品質を向上できるようにする。【解決手段】検査対象物１１を検査する外観検査装置１において、検査対象物１１からカラー画像を取得し、当該検査対象物１１の検査部分におけるＲＧＢ輝度データを取得するＲＧＢ情報取得手段３と、軸方向を輝度値としたＲＧＢ極座標系において各検査部分のＲＧＢ基準輝度データを記憶させる記憶手段５と、前記ＲＧＢ情報取得手段３から取得された各検査部分のＲＧＢ輝度データと、前記記憶手段５に記憶されたＲＧＢ極座標系におけるＲＧＢ基準輝度データとを比較し、ＲＧＢ基準輝度データ内に検査対象物１１のＲＧＢ輝度データが含まれているか否かによって当該検査領域の良否を判定する判定手段８を備えるようにする。【選択図】図２
2010029932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物から取得された画像に基づいて当該検査対象物の形成状態を検査する外観検査装置において、
検査対象物からカラー画像を取得し、当該検査対象物の検査部分におけるＲＧＢ輝度データを取得するＲＧＢ情報取得手段と、
軸方向を輝度値としたＲＧＢ極座標系で各検査部分のＲＧＢ基準輝度データを記憶させる基準データ記憶手段と、
前記ＲＧＢ情報取得手段から取得された各検査部分のＲＧＢ輝度データを極座標系の輝度データに変換する変換手段と、
当該変換された極座標系の輝度データと前記基準データ記憶手段に記憶されたＲＧＢ極座標系におけるＲＧＢ基準輝度データとを比較して、ＲＧＢ基準輝度データ内に検査対象物のＲＧＢ輝度データが含まれているか否かによって当該検査領域の良否を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記変換手段が、検査対象物から取得されたＲＧＢ直交座標系の輝度データをＲＧＢ極座標系に変換させる変換テーブルを記憶させ、当該変換テーブルを参照して前記取得された各検査部分のＲＧＢ座標を変換させるものである請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記ＲＧＢ基準輝度データが、基準となる検査対象物の隣接する所定画素数のＲＧＢ輝度データを含むように設定されたものである請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記変換手段が、ＲＧＢの輝度を極座標系の輝度に変換した場合に、１バイトに収まるように輝度値を圧縮もしくは拡張させるものである請求項１に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物からカラー画像を取得して、その検査対象物の良否を検査する外観検査装置およびその検査方法に関するものであり、より詳しくは、カラー画像のＲＧＢの輝度データを適正な値に設定することで高精度に検査できるようにした外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリント基板や半導体ウエハ、液晶基板などは、外観検査装置によってその形成状態が検査される。このような外観検査装置によって検査対象物を検査する場合、一般的には、カメラによってその表面の画像を取得し、その取得された画像から検査対象物の良否を検査する。特に、近年では、このような検査を行うに際して、検査対象物からカラー画像を取得して、そのカラー画像のＲＧＢ情報に基づいて検査を行うようにしている（特許文献１〜特許文献３など）。【０００３】
このような外観検査装置において、プリント基板を検査する場合の一例について説明すると、まず、プリント基板を検査する場合は、プリント基板からその表面に形成されたパッドや配線パターン、レジスト、シルクなどの画像を取得する。そして、検査対象物の画像と基準画像とを位置合わせした後、検査対象物のある座標位置に存在する画素に対応する基準画像の画素を見つけ出し、その見つけ出された基準画素の許容輝度幅内に検査対象物の画素の輝度値が入っていれば、その画素を優良画素であると判断する。また、逆に、許容輝度幅内に入っていなければ不良画素であると判断し、所定数以上の不良画素が隣接して存在している場合に、そのプリント基板を不良品であると判断する（特許文献４）。
【特許文献１】特開２００７−１０１４１５号公報
【特許文献２】特開２００６−７８３０１号公報
【特許文献３】特開２００６−７８３００号公報
【特許文献４】特開２００７−３０９７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような検査をカラー画像で検査する場合、次のような問題を生ずる。すなわち、検査対象物からカラー画像を取得して、画素ごとにＲＧＢの輝度データを検査する場合、ＲＧＢのそれぞれの基準輝度幅内にその検査対象物の画素が含まれているか否かを判断するが、例えば、レジスト下層にパターンが存在しているような場合は、良品であったとしても、そのレジストの厚みのむらや、ロットの変更、色の調合具合によって微妙にＲＧＢの色合いが変化してしまうことがある。特に輝度変化が大きい場合は、良品であったとしても、暗い緑から明るい緑までの輝度幅が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２０，１２０，６０）〜（４０，２００，１５０）の範囲で変化してしまうことがあり、ＲＧＢ直交座標系で閾値の輝度幅を２０＜Ｒ（Δｘ）＜４０、１２０＜Ｇ（Δｙ）＜２００、６０＜Ｂ（Δｚ）＜１５０と大きめに設定しなければならない（図９参照）。しかるに、このように閾値の輝度幅を大きめに設定すると、本来不良と判定すべき箇所を不良と判定できなくなる可能性がある。具体的には、例えば、レジストが剥げてパターンの銅が露出している不良部分が存在している場合、一般に、そのような部分は、薄いレジストで覆われていているため完全な銅色ではなく、うっすら赤みを帯びたレジスト色（輝度値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（３５，１５０，８０））となる。このため、基準輝度データの輝度幅を大きくすると、図９における直方体の領域が大きくなり、この露出部分の輝度値はこの基準輝度データの輝度幅内に含まれて、不良と判定することができなくなる。一方、この露出部分を不良と判定できるように閾値の幅を狭くすると、良品であるものが不良品と判定してしまい、その後の目視検査に手間がかかってしまうという問題を生ずる。【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に着目してなされたもので、カラー画像を用いて検査対象物の形成状態を検査する場合に、取得されたカラー画像のＲＧＢに対して検査のための閾値を最適な値に設定して検査の品質を向上できるようにした外観検査装置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】
本発明は、上記課題を解決するために、検査対象物から取得された画像に基づいて当該検査対象物の形成状態を検査する外観検査装置において、検査対象物からカラー画像を取得し、当該検査対象物の検査部分におけるＲＧＢ輝度データを取得するＲＧＢ情報取得手段と、軸方向を輝度値としたＲＧＢ極座標系で各検査部分のＲＧＢ基準輝度データを記憶させる基準データ記憶手段と、前記ＲＧＢ情報取得手段から取得された各検査部分のＲＧＢ輝度データを極座標系の輝度データに変換する変換手段と、当該変換された極座標系の輝度データと前記基準データ記憶手段に記憶されたＲＧＢ極座標系におけるＲＧＢ基準輝度データとを比較して、ＲＧＢ基準輝度データ内に検査対象物のＲＧＢ輝度データが含まれているか否かによって当該検査領域の良否を判定する判定手段とを設けるようにしたものである。【０００７】
このようにすれば、取得した検査領域におけるＲＧＢの輝度値が製品ごとに大きくばらついていたとしても、図３に示すように、ＲＧＢの輝度の割合（色合い）を保った状態で全体的な輝度のみを大きく設定することができ、輝度のばらつきを吸収して高精度に検査させることができるようになる。【０００８】
また、このような発明において、検査対象物から取得されたＲＧＢ直交座標系の輝度データをＲＧＢ極座標系に変換させる変換テーブルを記憶させ、当該変換テーブルを参照して前記取得された各検査領域のＲＧＢ座標を変換させる。【０００９】
このようにすれば、あらかじめ用意された変換テーブルを参照して座標変換するため、検査の都度、座標変換の演算をする必要がなく、検査時における処理速度を早くすることができる。【００１０】
さらに、ＲＧＢ基準輝度データを設定する場合、基準となる検査対象物の隣接する所定画素数のＲＧＢ輝度データを含ませるようにする。【００１１】
このようにすれば、基準データと検査対象物とを画素単位で位置あわせしなくても検査することができ、虚報を減らして検査することができるようになる。【００１２】
加えて、ＲＧＢの輝度を極座標系の輝度に変換した場合に、１バイトに収まるように輝度値を圧縮もしくは拡張させるようにする。【００１３】
通常、直交座標系ではＲＧＢの輝度値は「０〜２５５」の１バイトの範囲内に収まるが、これを極座標系に変換した場合、軸方向からの角度（θ、ρ）については、０から２／πの範囲内と十分に１バイトの範囲内に収まり、一方、原点からの距離（Ｌ）については、０から２５５×３（１／２）の範囲内と１バイトを超えてしまう。そのため、軸方向からの角度については、（２５５×４／π）倍とし、また、原点からの距離については、１／３（１／２）倍に縮小する。このようにすると、１バイトの範囲内に収めてデータを圧縮することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、検査対象物から取得された画像に基づいて当該検査対象物の形成状態を検査する外観検査装置において、検査対象物からカラー画像を取得し、当該検査対象物の検査部分におけるＲＧＢ輝度データを取得するＲＧＢ情報取得手段と、軸方向を輝度値としたＲＧＢ極座標系で各検査部分のＲＧＢ基準輝度データを記憶させる基準データ記憶手段と、前記ＲＧＢ情報取得手段から取得された各検査部分のＲＧＢ輝度データを極座標系の輝度データに変換する変換手段と、当該変換された極座標系の輝度データと前記基準データ記憶手段に記憶されたＲＧＢ極座標系におけるＲＧＢ基準輝度データとを比較して、ＲＧＢ基準輝度データ内に検査対象物のＲＧＢ輝度データが含まれているか否かによって当該検査領域の良否を判定する判定手段とを設けるようにしたので、取得した検査領域におけるＲＧＢの輝度値が製品ごとに大きくばらついていたとしても、ＲＧＢの輝度の割合（色合い）を保った状態で全体的な輝度のみを大きく設定することができ、輝度のばらつきを吸収して高精度に検査させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における外観検査の処理概要を示したものであり、図２は、その外観検査装置１における機能ブロック図を示したものである。また、図３は、その外観検査装置１で使用されるＲＧＢ輝度基準データを示したものである。【００１６】
この実施の形態における外観検査装置１は、プリント基板や半導体ウエハ、その他、物品に生じた亀裂、物品の表面に印刷された状態などを検査できるようにしたもので、この実施の形態では、一例としてプリント基板の形成状態を検査する場合について説明する。【００１７】
この外観検査装置１は、図２の機能ブロック図に示すように、一般的な外観検査装置と同様に、検査対象物１１から表面画像を取得する撮像手段２と、この撮像手段２によって取得された画像から各画素のＲＧＢ情報を取得するＲＧＢ情報処理手段と、検査対象物１１の画像と基準データである画像とを位置合わせする補正処理手段６と、このように位置合わせ補正された検査対象物１１の各画素のＲＧＢ輝度データを用いて当該画素の良否を判定する判定手段８とを備えてなる。そして、特徴的に、検査対象物１１から取得された各画像のＲＧＢの輝度データを極座標系のＲＧＢ輝度データに変換する変換手段７と、当該変換されたＲＧＢ輝度データとあらかじめ記憶手段５に記憶された極座標系のＲＧＢ輝度基準データとを比較して各画素の良否を判定し、その結果を出力手段９を介して出力できるようにしたものである。以下、この外観検査装置１の具体的構成について詳細に説明する。【００１８】
まず、撮像手段２は、検査に対し必要となる基準対象物１０や検査対象物１１からその表面画像を取得するもので、カラーによってその表面画像を取得する。この撮像手段２は、斜め方向から光を照射し、その上方でそのＣＣＤカメラなどによってその反射光を取得する。このとき、基準対象物１０や検査対象物１１に対して異なる角度および異なる色、明るさを用いて画像を取得し、その取得された画像を取捨選択して用いる。なお、この基準対象物１０は、検査対象物１１を検査するに際して基準となる基準データを生成するもので、目視もしくは他の検査装置などによって既に良品であると判定されたものを一般的に使用する。【００１９】
基準データ生成手段４は、あらかじめ用意された基準対象物１０から表面画像を取得して、その基準対象物１０の画像から基準データを生成する。この生成される基準データは、基準対象物１０の全体形状に関するデータや、その内側の複数の矩形領域に関するデータ、各画素に関するデータなどによって構成される。このうち、全体形状に関するデータとしては、プリント基板の縦横の長さなどに関するデータ、また、矩形領域に関するデータとしては、矩形領域内のパターン画像などのデータ、各画素に関するデータとしては、各画素のＲＧＢ輝度や許容輝度幅及び探索距離などのデータなどが用いられる。ここで、「許容輝度幅」とは、良否判定となる画素におけるＲＧＢ輝度の幅を示すものであり、例えば、シルクの縁、パッドの縁、配線パターンの縁などのように輝度変化の大きい部分については大きく設定されるものである。また、「探索距離」とは、所定の画素位置を中心として基準対象物１０に対応する画素が存在するか否かを探索するための距離を示すものであって、例えば、シルクの縁、パッドの縁、配線パターンの縁などのように輝度変化の大きい部分については、探索距離も３画素から５画素などのように大きく設定されるものである。これらの許容輝度幅や探索距離は自動的に設定され、予め許容輝度幅や探索距離の上限値をマニュアルで設定しておき、例えば、図１においては、極座標で表現された許容輝度幅を±Δθ、±Δρ、±ΔＬと設定し、探索距離を３画素などと設定する。なお、この許容輝度幅や探索距離については、これらの値に限定されるものではなく、マニュアルで設定してもよい。【００２０】
図３に、この基準データの概要を示す。図３は、各画素の良否を判定する際に使用される基準データを示したものであり、各軸をＲＧＢの輝度値とし、矢印の方向に向かって輝度値を大きく設定している。一般に、このようなＲＧＢ直交座標系で基準データを設定する場合、検査対象物１１のレジストのむら、ロットの変更、色の調合具合によって微妙にＲＧＢの色合いが変化してしまう。特に、製品によって輝度変化が大きい場合は、暗い緑から明るい緑までの輝度幅が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２０，１２０，６０）〜（４０，２００，１５０）の範囲で変化してしまうことがある。このため、ＲＧＢ直交座標系で基準輝度データを設定すれば、輝度幅を２０＜Ｒ＜４０、１２０＜Ｇ＜２００、６０＜Ｂ＜１５０というように大き目に設定しなければならなくなる（図９の状態）。しかるに、このようにＲＧＢ輝度基準データの輝度幅を大きく設定すると、ほとんどの画素が基準データの範囲内に含まれてしまうため、実際には、ＲＧＢ輝度値のバランスが大きく異なって全く違う色に見えるものまで基準データの範囲内に含まれて「良」と判定されてしまう。より具体的には、レジストが剥げてパターンの銅が露出している箇所が存在している場合は、その部分は、本来「不良」と判定されなければならないが、この部分は、部分的に薄いレジストで覆われていているため、うっすら赤みを帯びたレジスト色（輝度値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（３５，１５０，８０））となることが多い。このため、このような部分をＲＧＢ直交座標系の基準データで判定すると、不良と判定できなくなる。【００２１】
そこで、この実施の形態では、図３に示すように、ＲＧＢ極座標系の空間で表現されるＲＧＢ輝度基準データを用いる。このような座標系を用いれば、ＲＧＢ輝度値のバランスを保った状態で輝度値が全体的に小さくなった場合であっても、その画素を良画素と判定することができる。すなわち、図３に示すように、輝度値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２０，１２０，６０）〜（４０，２００，１５０）の範囲内の画素を判定する場合、全体のＲＧＢ輝度値のバランスを保って全体の輝度値のみ異なる画素を良画素と判定することができる。一方、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（３５，１５０，８０）などといった輝度値バランスの異なった画素、すなわち、色合いの全く異なる画素を不良画素と判定することができるようになる。なお、これらの画素のＲＧＢ輝度基準データを生成する場合、その画素に隣接する画素のＲＧＢ輝度値も含まれるように設定する。そして、このように設定されたＲＧＢ輝度基準データを、記憶手段５に格納する。【００２２】
補正処理手段６は、撮像手段２によって撮像された検査対象物１１の画像を、基準対象物１０の画像にほぼ一致させるための補正処理を行う。この補正処理における全体画像の補正の例を図４に示す。図４において、斜線で網掛けされた実線部分は基準対象物１０を示し、破線は検査対象物１１を示している。図４に示すように、検査対象物１１が基準対象物１０よりも小さい場合は（図４（ａ））、全体形状をδx、δyだけ拡大させるような補正処理を行う。また、検査対象物１１が基準対象物１０よりもδθだけ回転している場合は、その角度だけ回転させるような補正処理を行う。また、検査対象物１１が基準対象物１０に対して平行にずれている場合は、そのずれ量分だけ平行移動させるような補正処理を行う。これらの補正処理は、例えば、検査対象物１１がステージ上の正規の位置に固定されていない場合や、検査対象物１１の寸法上に誤差が存在する場合などに有効となる。【００２３】
次に、この補正処理の別の態様を図５に示す。図５（ａ）は、基準対象物１０のある矩形領域の例を示したものであり、図５（ｂ）は、検査対象物１１の同じ位置における矩形領域を示したものである。実際の製品では、図５（ｂ）に示すように、検査対象物１１のパッドや配線パターンなどが、基準対象物１０のパッドや配線パターンなどよりも所定方向にずれている場合がある。このような場合に、検査対象物１１の矩形領域内の画像を基準対象物１０にほぼ一致させるような平行移動の補正処理を行う。これらの補正処理を行うことにより、検査対象物１１のパッドや配線パターンなどは、基準対象物１０のパッドや配線パターンなどとほぼ一致することになり、あまり探索距離を大きくしなくても許容輝度幅内の画素を見つけ出すことができる。すなわち、本来ならば、補正前のずれた画像の対応する位置まで探索距離を広げて画素を見つけ出さなければならないところを、狭い探索距離で対応する画素を見つけ出すことができるようになる。そして、このように探索距離を狭めることによって、無関係な画素でたまたま輝度が一致するものを「対応する画素」と判定してしまうことを防止することができるようになる。【００２４】
そして、ＲＧＢ情報取得手段３は、このように補正処理された後の検査対象物１１の画像から各画素のＲＧＢ輝度データを取得する。このとき、取得されたＲＧＢ輝度データは（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）〜（２５５，２５５，２５５）の範囲内に含まれる情報となるが、この直交座標系で表現された座標を変換手段７を用いてＲＧＢ極座標系の座標に変換する。【００２５】
変換手段７を用いて直交座標系を極座標系に変換させる場合、この実施の形態では、図６に示すように、あらかじめ直交座標系の値（ｘ，ｙ，ｚ）を極座標系の値（θ，ρ，Ｌ）の値に変換させる変換テーブルを用意しておき、この変換テーブルを参照して極座標系のＲＧＢ輝度データに変換させる。一般に、直交座標と極座標との関係は、次のような関係を示す。
ｘ＝Ｌsinρcosθ
ｙ＝Ｌsinρsinθ
ｚ＝Ｌcosθ
ただし、ｘは直交座標系におけるＲの輝度値、ｙは直交座標系におけるＧの輝度値、ｚは直交座標系におけるＢの輝度値、θは極座標系におけるｘ軸とのなす角度、ρは極座標系におけるｚ軸とのなす角度、Ｌは極座標系における全体の輝度値を示す。【００２６】
そこで、これらの関係を逆変換させて、（ｘ，ｙ，ｚ）の値を次のような極座標系の値に変換し、これらの変換値を変換テーブルとして記憶手段５に記憶させておく。
ρ＝ｔａｎ−１｛（ｘ２＋ｙ２）１／２／ｚ｝
θ＝ｔａｎ−１（ｙ／ｘ）
Ｌ＝（ｘ２＋ｙ２＋ｚ２）１／２【００２７】
ところで、このように直交座標系の輝度値（０〜２５５）を極座標系の輝度値に変換した場合、θやρについては、０≦θ≦π／２、０≦ρ≦π／２、となり、Ｌについては、０≦Ｌ≦２５５×３（１／２）となる。このため、θやρについては、１バイトよりも小さくなり、Ｌについては１バイトを超えてしまう。そこで、θやρを、ちょうど１バイトになるように変換後の輝度値を２５５×２／π倍とし、また、Ｌについては、ちょうど１バイトに収まるように変換後の輝度値を１／３（１／２）倍に圧縮する。【００２８】
判定手段８は、基準対象物１０の各画素に対応する画素が検査対象物１１に存在するか否かを判定するもので、次に示すような第一の画素判定手段８１と第二の画素判定手段８２からなる画素判定手段８０と、クラスタ判定手段８３とを備える。【００２９】
まず、第一の画素判定手段８１は、基準対象物１０を基準として、その基準対象物１０の各画素に対応する検査対象物１１の位置を特定し、この位置を中心とする探索距離内に、その画素の輝度に対する許容輝度幅内の画素が存在するか否かを判定する。この判定に際しては、探索距離内にＲＧＢ輝度基準データの許容輝度幅内の画素が一つでも存在する場合は、「良画素」と判定し、逆に、探索距離内に許容輝度幅内の画素が全く存在しない場合は「不良画素」と判定する。通常、補正処理手段６によって基準対象物１０と検査対象物１１を完全に一致させることができれば、基準対象物１０の画素位置に対応する検査対象物１１の位置の画素を検査すれば良い。しかしながら、実際には、光学的なずれや機械的なずれが存在することから、完全に一致させることが困難であり、また、分解能を上げた場合は数画素程度ずれる可能性がある。このため、探索距離内においてほぼ輝度の一致するものが存在すれば、一次的判断として「良画素」と判定する。この第一の画素判定手段８１による判定結果は、ディスプレイ装置などに可視的に表示され、例えば、「不良画素」と判定された部分には、基準対象物１０の画像上に「×」印などを示す。【００３０】
第二の画素判定手段８２は、今度は逆に、検査対象物１１を基準として、基準対象物１０の位置を中心とする探索距離内に、その検査対象物１１の画素の輝度に対する許容輝度幅内の画素が存在するか否かを判定する。この判定に際しても、探索距離内に許容輝度幅内の画素が一つでも存在する場合は、「良画素」と判定し、逆に、探索距離内に許容輝度幅内の画素が全く存在しない場合は「不良画素」と判定する。この検査対象物１１を基準として比較処理を行う場合、前述の補正処理された後の検査対象物１１の画像を用いる。そして、補正処理された後の検査対象物１１の前記位置（前記第一の探索距離の中心位置）に対応する基準対象物１０の位置を特定し、その位置における許容輝度幅・探索距離を記憶手段５から読み出して、その探索距離内に検査対象物１１のその位置の輝度に対する許容輝度幅内の画素が基準対象物１０上に存在するか否かを判定する。この場合、本発明との関係において、第一の探索距離と第二の探索距離は一致することになり、第一の許容輝度幅と第二の許容輝度幅は一致することになる。通常、補正処理手段６によって基準対象物１０と検査対象物１１を完全に一致させることができれば、基準対象物１０の画素位置に対応する検査対象物１１の位置の画素を検査すれば良い。しかしながら、実際には、光学的なずれや機械的なずれが存在することから、完全に一致させることが困難であり、また、分解能を上げた場合は数画素程度ずれる可能性がある。このため、探索距離内においてほぼ輝度が一致するものが存在していれば、二次的判断として「良画素」と判定する。この第二の判定結果は、先の第一の判定結果と同様に、ディスプレイ装置に可視的に表示され、第一の画素判定手段８１による判定画像に上書きして、「不良画素」と判定された部分に「×」印などを示していく。【００３１】
そして、最終的に、画素判定手段８０は、検査対象物１１の探索距離内に許容輝度幅内の画素が一つでも存在すること、及び、基準対象物１０の探索距離内に許容輝度幅内の画素が一つでも存在することを条件に、その基準対象物１０の位置に存在する画素を良画素と判定する。また、逆に、検査対象物１１の探索距離内に許容輝度幅内の画素が全く存在しない場合、もしくは、基準対象物１０の探索距離内に許容輝度幅内の画素が全く存在しない場合は、その基準対象物１０の位置に存在する画素を不良画素と判定する。【００３２】
クラスタ判定手段８３は、この画素判定手段８０によって「不良画素」と判定された基準対象物１０の画素群の大きさに基づいて、その検査対象物１１が全体として不良品であるか否かを判定する。この良否の判定は、「不良画素」と判定された画素が隣接して所定数以上存在する場合に、不良品であると判定する。【００３３】
出力手段９は、このクラスタ判定手段８３による判定結果を報知可能に出力する。その際、どの部分が不良のクラスタであるかをユーザに知らせる必要があるので、クラスタ判定手段８３によって不良クラスタと判定されたクラスタの位置をディスプレイ装置に可視的に出力する。【００３４】
次に、このように構成された外観検査装置１を用いて検査対象物１１を検査する方法について説明する。【００３５】
＜基準データの生成フロー＞
まず、検査対象物１１を検査するに際して基準データを生成する場合のフローチャートを図７に示す。基準データを生成する場合、まず、予め用意された複数の基準対象物１０からそれぞれの画像を取得する（ステップＳ１）。そして、所定枚数以上の基準対象物１０の画像が取り込まれた場合、基準対象物１０毎に、それぞれ全体領域に関するデータ、矩形領域に関するデータ、画素に関するデータを生成し（ステップＳ２）、複数の基準対象物１０について、全体領域に関するデータの平均値や、矩形領域に関するデータの平均値、画素に関するＲＧＢのデータの平均値や標準偏差値を演算する（ステップＳ３）。そして、次に、許容輝度幅の上限値や探索距離の上限値をマニュアルで入力する（ステップＳ４）。なお、この入力は、この段階ではなく、ステップＳ１の前に予め入力しておくようにしても良い。【００３６】
そして、ステップＳ３の平均値や標準偏差値の演算が行われた後、標準偏差値の大きい画素については、先に入力された許容輝度幅の上限値及び探索距離の上限値を設定するとともに、標準偏差値の小さい画素については、許容輝度幅や探索距離を小さく設定していく（ステップＳ５）。そして、各画素毎にＲＧＢ極座標でＲＧＢ輝度基準データを生成し、記憶手段５に格納する（ステップＳ６）。【００３７】
＜検査対象物１１の検査フロー＞
次に、検査対象物１１を検査する場合のフローチャートを図８に示す。まず、検査対象物１１を検査する場合、その検査対象物１１からその表面画像を取得する（ステップＴ１）。この撮像された画像は、画像の取得方法によっては位置ずれしている可能性があり、記憶手段５に記憶されている基準対象物１０の画像の状態とは異なっている場合がある。このため、画像状態をほぼ一致させるために補正処理を行う（ステップＴ２）。この補正処理に際しては、まず、全体形状の補正処理を行う。具体的には、検査対象物１１上のコーナーの３点を抽出し、その３点から検査対象物１１の縦横の長さ、回転角度、平行移動距離などを演算する。そして、これらの縦横長さや回転角度、平行移動距離などに基づいて、検査対象物１１の全体画像を基準データの全体画像にほぼ一致させるような補正処理を行う。【００３８】
次に、矩形領域の補正処理を行う。この矩形領域の補正処理を行う場合、基準対象物１０の所定の矩形領域の画像と検査対象物１１の対応する矩形領域の画像とがほぼ一致するように検査対象物１１の画像を平行移動させる。【００３９】
そして、これらの補正処理が終了した後、基準対象物１０の各位置に存在する画素が良画素であるか否かを判定する。この判定に際しては、まず、基準対象物１０の各画素に対する位置、ＲＧＢ輝度、許容輝度幅、探索距離を記憶手段５から読み出す（ステップＴ３）。そして、この読み出された画素に対応する検査対象物１１の位置を特定し、その位置を中心として、その探索距離内に、ＲＧＢ極座標系で設定されたＲＧＢ輝度基準データ（許容輝度幅）内の画素が存在するか否かを判定する（ステップＴ４）。このＲＧＢ極座標系で設定されたＲＧＢ輝度基準データを用いる場合、検査対象物１１から読み出された画素のＲＧＢ輝度データを変換テーブルを参照して極座標系に変換し、その極座標系におけるＲＧＢ輝度データとを比較する。そして、第一の画素判定手段８１によって、探索距離内に許容輝度幅内の画素が一つも存在しないと判定された場合は、その基準対象物１０の位置の画素を「不良画素」と判定する（ステップＴ８）。【００４０】
次に、この第一の画素判定が終了した後、今度は、補正処理された後の検査対象物１１の画像を基準として、その検査対象物１１の位置に対応する基準対象物１０の位置を中心とする探索距離内に、ＲＧＢ極座標で設定されたＲＧＢ輝度基準データ（許容輝度幅）内の画素が存在するか否かを判定する。但し、検査対象物１１の各画素については、許容輝度幅や探索距離などのデータを記憶していないので、その検査対象物１１の位置に対応した基準対象物１０の位置の許容輝度幅や探索距離を用いる。【００４１】
具体的には、まず、その検査対象物１１の位置に対応した基準対象物１０の位置の許容輝度幅、探索距離を読み出す（ステップＴ５）。そして、この読み出された許容輝度幅及び探索距離に基づき、対応する基準対象物１０の位置を中心として、その探索距離内に、極座標系で表現された検査対象物１１のＲＧＢ輝度データに対する許容輝度幅内の画素が存在するか否かを判定する（ステップＴ６）。このとき、検査対象物１１から取得されたＲＧＢ輝度データを変換テーブルを用いて極座標系のＲＧＢ輝度データに変換して判定する。そして、第二の画素判定手段８２によって探索距離内に許容輝度幅内の輝度の画素が一つも存在しないと判定された場合は、その基準対象物１０の位置の画素を「不良画素」と判定する（ステップＴ８）。【００４２】
一方、ステップＴ４で「良画素」と判定され、かつ、ステップＴ６で「良画素」と判定された場合に、その基準対象物１０の位置に対する画素を「良画素」と判定する（ステップＴ７）。【００４３】
そして、全ての画素の検査が完了した場合（ステップＴ９；Ｙｅｓ）、次に、この画素判定手段８０によって「不良画素」と判定された基準対象物１０の画素のうち、隣接する不良画素の数をカウントし、所定数以上の不良画素の存在する場合は（ステップＴ１０）、この検査対象物１１は不良品である旨の出力を行い（ステップＴ１１）、一方、全ての隣接する不良画素の数が所定数よりも少ない場合は良品である旨の出力を行う（ステップＴ１２）。【００４４】
このように上記実施の形態によれば、検査対象物１１から取得された画像に基づいて当該検査対象物１１の形成状態を検査する外観検査装置１において、検査対象物１１からカラー画像を取得し、当該検査対象物１１の検査部分におけるＲＧＢ輝度データを取得するＲＧＢ情報取得手段３と、軸方向を輝度値としたＲＧＢ極座標系において各検査部分のＲＧＢ基準輝度データを記憶させる記憶手段５と、前記ＲＧＢ情報取得手段３から取得された各検査部分のＲＧＢ輝度データと、前記記憶手段５に記憶されたＲＧＢ極座標系におけるＲＧＢ基準輝度データとを比較し、ＲＧＢ基準輝度データ内に検査対象物１１のＲＧＢ輝度データが含まれているか否かによって当該検査領域の良否を判定する判定手段８を備えるようにしたので、取得した検査領域におけるＲＧＢの輝度値が製品ごとに大きくばらついていたとしても、ＲＧＢのバランスを保った状態で輝度のみを大きく設定することができ、輝度のばらつきを吸収して高品質に検査させることができるようになる。【００４５】
また、検査対象物１１から取得されたＲＧＢ直交座標系の輝度データをＲＧＢ極座標系に変換させる変換テーブルを記憶させておき、この変換テーブルを用いて前記取得された各検査領域のＲＧＢ座標を変換させるようにしたので、各画素を検査する都度、座標変換のための演算をする必要がなく、検査時における処理速度を早くすることができる。【００４６】
さらに、ＲＧＢ基準輝度データを設定する場合、基準となる検査対象物１１の隣接する所定画素数のＲＧＢ輝度データを含むようにしたので、基準データと検査対象物１１とを画素単位で位置あわせしなくても検査することができ、虚報を減らして検査することができるようになる。【００４７】
加えて、ＲＧＢの輝度を極座標系の輝度に変換した場合に、１バイトに収まるように輝度値を圧縮もしくは拡張させるようにしたので、変換後の輝度値を１バイトの範囲内に収めてデータを圧縮することができるようになる。【００４８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。【００４９】
例えば、上記実施の形態では、補正処理手段６を用いて検査対象物１１の画像を補正処理したが、基準対象物１０の画像を補正処理するようにしてもよい。あるいは、完全に位置合わせできるような場合は、このような補正処理を行わないようにすることもできる。【００５０】
また、上記実施の形態では、極座標に変換する変換テーブルをあらかじめ用意しておき、この変換テーブルを参照して直交座標系から極座標系に変換させるようにしているが、各画素毎に座標変換を演算するようにしてもよい。【００５１】
さらに、上記実施の形態では、プリント基板を検査する場合について説明したが、これ以外の外観検査を必要とする検査対象物１１にも適用することができる。【００５２】
加えて、上記実施の形態では、各画素ごとに検査するようにしたが、所定の領域毎にＲＧＢ輝度データを収集して検査するようにしてもよい。この場合において、各領域毎に一つのＲＧＢ輝度データを演算し、この演算結果と極座標系で表現されたＲＧＢ基準輝度データとを比較するようにする。【００５３】
また、上記実施の形態では、θやρを２５５×２／π倍に拡張するようにしたが、１バイトの範囲内に収まっているため、そのままの輝度値を用いるようにしてもよい。【００５４】
また、上記実施の形態では、１ピクセルのＲＧＢの要素を８ビットとしたため最大値を２５５としたが、これは２の諧調ビット乗−１の値であり、諧調ビットによってこの値を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態における検査処理方法の概要を示す図
【図２】同形態における外観検査装置の機能ブロック図
【図３】同形態における極座標系のＲＧＢ輝度基準データを示す図
【図４】同形態における全体補正の処理の概要を示す図
【図５】同形態における矩形領域の補正の処理の概要を示す図
【図６】同形態における極座標変換テーブルを示す図
【図７】同形態における基準データの生成フローを示す図
【図８】同形態における検査処理のフローを示す図
【図９】従来例における直交系のＲＧＢ輝度基準データを示す図
【符号の説明】
【００５６】
１・・・外観検査装置
２・・・撮像手段
３・・・ＲＧＢ情報取得手段
４・・・基準データ生成手段
５・・・記憶手段
６・・・補正処理手段
７・・・変換手段
８・・・判定手段
８０・・・画素判定手段
８１・・・第一の画素判定手段
８２・・・第二の画素判定手段
８３・・・クラスタ判定手段
９・・・出力手段
１０・・・基準対象物
１１・・・検査対象物
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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