(57)【要約】【課題】  被検査体について装置を大型化することなく精度の良い欠陥検査を行うことができるようにする。【解決手段】  被検査体の二次元画像を取り込む撮像光学系２と、この撮像光学系２によって形成される被検査体像の結像面９より小さい面積の撮像面を持ち、被検査体像を電気信号に変換する撮像素子５と、この撮像素子５の撮像面を結像面９内にて水平、垂直、回転方向へ移動可能とし、被検査体像全体に移動させる移動手段７，８と、この移動手段７，８の停止に合わせて撮像素子５で変換された被検査体像の電気信号から画像データを生成する画像信号処理手段と、この画像信号処理手段で生成された各位置における画像データから被検査体像の全体又は一部を合成する画像合成手段を備える。【選択図】        図１
2006031552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の二次元画像を取り込む撮像光学系と、
前記撮像光学系によって形成される被検査体像の結像面より小さい面積の撮像面を持ち、前記被検査体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面を前記結像面内にて水平、垂直、回転方向へ移動可能とし、被検査体像全体に移動させる移動手段と、
前記移動手段の停止に合わせて前記撮像素子で変換された前記被検査体像の電気信号から画像データを生成する画像信号処理手段と、
前記画像信号処理手段で生成された各位置における画像データから被検査体像の全体又は一部を合成する画像合成手段
を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記画像データの比較を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記移動手段に対し、前記撮像素子の撮像面が一撮像位置と隣り合う撮像位置とで一部重なるように移動させるとともに、前記一撮像位置と隣り合う撮像位置における画像データの画像を比較して同じ画像内容の画素があれば当該画素を重ねる
ことを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electronic Luminescent）ディスプレイなどの検査対象基板を撮像して画像データを取得し、その画像データを欠陥検査等の画像処理に利用する画像入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ（撮像素子）により、被検査体投影像の二次元画像を電気信号に変換して画像データを得、この画像データを予め設定された欠陥のない画像と比較し、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル等の縦横配列の繰り返しパターンや縦横形状の欠陥などを検査する際に、より精度の高い検査を実施するための方法が提案されている。
【０００３】
例えば、欠陥検査を行う場合、撮像素子とイメージサークルの回転方向の位置がずれていると精度の良い検査が行えないので、まず検査精度を上げるため回転補正をかける必要がある。この回転補正をかけるための回転補正機構として、例えば、光軸回りに回転可能な構成の撮像素子を備える顕微鏡用電子カメラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
図１８は、従来の回転補正機構を備える検査装置の概略構成例（１）を示すものであり、側面から見た状態を表している。この図１８に示す検査装置１００は、外筐内の床面に水平に設置され被検査体１１０が載置される回転テーブル（一般にθテーブルとも呼ばれる。）１０２を有し、天井面にはその光軸が回転テーブル１０２の回転ステージと垂直となるように画像入力装置１０１が設置されている。画像入力装置１０１で撮像される画像と、画像入力装置１０１内のイメージセンサが正立するよう回転テーブル１０２を適宜回転させることで回転補正を行い、回転補正された被検査体１１０を撮像し精度の高い検査を行うことができる。
【０００５】
さらに他の回転補正機構を備える検査装置の概略構成例（２）を図１９に示す。図１９に示す検査装置２００は、回転テーブル２０２を天井面に固定し、その回転テーブル２０２上に画像入力装置２０１を載置して画像入力装置２０１を回転可能としたものである。この例においても図１８の例と同様、画像入力装置２０１で撮像される画像と、画像入力装置２０１内のイメージセンサが正立するよう回転テーブル２０２を適宜回転させて回転補正を行い、被検査体２１０について精度の高い検査を行うことができる。
【０００６】
図２０は、一般的な回転テーブルの例を示すものである。図中、２５１は被検査体が載置されて回転する回転ステージである。また、２５２は回転ステージを回転させるための例えばステップ駆動方式等のモータである。
【０００７】
また、被検査体についてより精度の高い検査を行うため、イメージセンサの画素数を超える大きな画像をそのイメージセンサにより撮像し、高精細かつ高画角の画像を得る種々の検査装置が提案されている。
【０００８】
例として、ＣＣＤ等のイメージセンサマスクを一つのウェハに張り合わせたものや、画像入力装置本体を機械的に移動させイメージセンサにより取り込んだ画像を合成するものがある。また、被検査体を機械的に移動させ分割撮影した後で合成する方法もあり、一般にこの方式が主流であるとされている。
【０００９】
ここで、上述した画像入力装置本体を機械的に移動させる方式の検査装置の概略構成例（３）を、図２１に示す。図２１において、３００は検査装置、３０１はＣＣＤ等のイメージセンサを搭載したカメラ、３０２はＸ，Ｙ方向へ移動するＸＹアクチュエータ、３０３はＺ方向へ移動するＺステージ、３０４は操作員が入力操作を行うためのスイッチ等の入力操作手段を備えた操作箱、３１０はこの例では１２個（３×４）の繰り返しパターンを持つ被検査体である。
【００１０】
検査装置３００において、側面に設けられたスロットから被検査体３１０を挿入して所定位置に固定し、操作箱３０４の入力操作手段を操作してカメラ３０１をＸ,Ｙ，Ｚ方向に移動させ、カメラ３０１のイメージサークル内に一つのパターンが入るように位置合わせを行い撮像する。一つパターンを撮像したらカメラ３０１を移動させ次のパターン位置の映像を撮像し、この作業を全１２パターン分撮像するまで繰り返す。そして、全１２パターンの画像が撮像できたら、これらを合成することでイメージセンサの画素数以上の大きな画像を生成することができる。
【特許文献１】特開平１１−２９５６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、被検査体が大型化、高精細化するにつれ、その全体像を撮像することが困難になり、回転補正機構は図１８〜図２０に示したような大規模かつ高価なものとなってくる。また回転補正機構が大規模化すると可動部が大きくなるために回転補正にかかる時間が長くなる。さらに、画像入力装置が高解像度であると、画像処理ソフトウェアを利用して回転補正をかけたときのデータ量が大量となるので、処理に時間がかかるという問題がある。
【００１２】
また、イメージセンサマスクを一つのウェハに張り合わせる方式は、ウェハ上で張り合わせて配置した結果、イメージセンサの継ぎ目を撮像できず、ディスプレイに表示したときに黒線となってしまい、画像処理や欠陥検査等に不向きであるという問題がある。また、イメージセンサの画素数の４倍の画素が従来の高解像度画像の技術的な限界であった。
【００１３】
また、図２１の例の画像入力装置本体を機械的に移動させ取り込んだ画像を合成する方式は、画像入力装置３００の移動機構自体が大きくなってしまうという問題がある。そのため、画像入力装置本体を高速及び高精度動作をさせるためには、さらに投資が必要になるとともに、重量による速度の限界がある。
【００１４】
さらに、被検査体を機械的に移動させて分割撮影し画像を合成する方式は、上述同様、価格及び動作速度に問題があるとともに、被検査体が大型化すると装置自体も大型になり、新たにコスト及びスペースの問題が生じる。
【００１５】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、被検査体について装置を大型化することなく精度の良い欠陥検査を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、被検査体の二次元画像を取り込む撮像光学系と、この撮像光学系によって形成される被検査体像の結像面より小さい面積の撮像面を持ち、被検査体像を電気信号に変換する撮像素子と、この撮像素子の撮像面を結像面内にて水平、垂直、回転方向へ移動可能とし、被検査体像全体に移動させる移動手段と、この移動手段の停止に合わせて撮像素子で変換された被検査体像の電気信号から画像データを生成する画像信号処理手段と、この画像信号処理手段で生成された各位置における画像データから被検査体像の全体又は一部を合成する画像合成手段を備える構成とした。
【００１７】
また、上述の発明において、上記画像データの比較を行う制御手段を備え、この制御手段は、上記移動手段に対し、上記撮像素子の撮像面が一撮像位置と隣り合う撮像位置とで一部重なるように移動させるとともに、一撮像位置と隣り合う撮像位置における画像データの画像を比較して同じ画像内容の画素があれば当該画素を重ねる構成とした。
【００１８】
斯かる本発明によると、撮像素子の撮像面より大きな結像面の被検査体像に対し、この結像面内にて撮像素子を水平、垂直、回転方向へ移動可能とし、被検査体像全体を撮像するようにしたので、各位置での画像データを合成した被検査体像全体の画素数を、各位置で撮像された回数倍の画素数に増やすことができる。
【００１９】
また、移動手段の移動ピッチを隣り合う撮像面で一部重なるように調整するとともに、隣り合う撮像面で撮像された画像データを比較し、重なる画素部分の画像が同じ内容であればその部分を重ねるようにしているので、画像の位置補正を精度よく行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撮像素子の撮像面より大きな結像面の被検査体像に対し、この結像面内にて撮像素子を水平、垂直、回転方向へ移動可能とし、被検査体像全体を撮像するようにしたので、各位置での画像データを合成した被検査体像全体の画素数を、各位置で撮像された回数倍の画素数に増やすことができるため、例えば数億画素クラスの画像入力が可能な装置を簡単かつ安価に提供することができるという効果がある。また、被検査体について高解像の画像を取得することができるので、この画像を利用して欠陥検査を行うことで精度の高い欠陥検出処理が実現できるという効果がある。
【００２１】
また、移動手段の移動ピッチを隣り合う撮像面で一部重なるように調整するとともに、隣り合う撮像面で撮像された画像データを比較し、重なる画素部分の画像が同じ内容であればその部分を重ねるようにした場合、従来のイメージセンサ張り合わせ技術により生じる黒線の問題を解決し、精度の高い高解像度画像を取り込むことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図８を参照して、本発明の一実施の形態の例について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態の例による検査装置内に搭載された画像入力装置の概略構成例を示す図である。図１は、撮像光学系によりイメージセンサの撮像面より大きな面積の被検査体像を結像し、その結像面上のイメージサークル内で相対的にイメージセンサの撮像面を移動させるようにしたものである。
【００２４】
図１において、２はイメージサークルを結像するレンズ（撮像光学系）、３はレンズマウント、５はＣＣＤやＣＭＯＳ等を使用したイメージセンサ、６はイメージセンサ５が配置されるとともにイメージセンサ周辺回路等を備えるセンサ基板、７はセンサ基板６を光軸に垂直な面内の水平方向（Ｘ方向）に移動させるＸ方向駆動用のモータ、８はセンサ基板６を光軸に垂直な面内の垂直方向（Ｙ方向）に移動させるＹ方向駆動用のモータ、９はイメージセンサ６により撮像される撮像イメージ部分（以下、「イメージ領域」という。）、１０は被検査体を示している。ここで、二次元画像の大きさは、イメージサークル＞イメージ領域≧イメージサイズ（イメージセンサ一個の撮像領域）である。
【００２５】
移動手段として機能するＸ方向及びＹ方向駆動用モータ７，８により、イメージセンサ６を焦点面上に平行な面内で移動させることで、イメージセンサ５のイメージサイズよりも大きな画像を取り込むことができる。図１では、Ｚ方向すなわちピント調節のためイメージセンサ５を光軸と平行方向へ移動させるＺ方向移動機構については記載を省略している。なお、レンズマウント３が可動することによりレンズ２がＺ方向へ移動し画角調節可能な構成としてもよい。
【００２６】
次に、画像入力装置に搭載され、回転方向への移動（回転角θ調節）を行い回転手段として機能するイメージセンサ回転補正機構について説明する。
【００２７】
図２は、イメージセンサ手動回転補正機構の例を示す。この例では、手動回転補正機構を、イメージセンサ５及びセンサ基板６を載置・固定する回転部材１１、回転部材１１の周縁部に突設された回転操作部１２より構成する。後述する回転角検出／補正部にて取り込んだ画像に対するイメージセンサ５の回転角（撮像面の回転ずれ量）を算出し、算出した回転角に応じて回転操作部１２を摘み左右に回転させることで撮像面、すなわちイメージセンサ５が載置されたセンサ基板６を手動で回転させることができる。
【００２８】
図３は、イメージセンサ自動回転補正機構の例を示す。この例では、モータ等の動力を使用して自動回転補正機構を構成する。図３において、１３はイメージセンサ５及びセンサ基板６を載置・固定して左右に回転する歯車、１４は例えばパルスモータのような移動ピッチが小さく位置決め精度の高いモータ１５の回転軸が直結されている歯車であり、歯車１３が歯車１４と係合し回転する。回転角検出／補正部にて取り込んだ画像よりイメージセンサ５の回転角を算出し、算出された回転角に応じてなされる回転角検出／補正部からの指示によりモータ１５を回転させ、歯車１４から歯車１３に動力を伝えて撮像面、すなわちイメージセンサ５が載置されたセンサ基板６を自動で左右に回転させることができる。
【００２９】
これらの回転補正機構によると、被検査体１０の二次元画像を取り込み、その二次元画像に対するイメージセンサ５の回転角を算出し、画像入力装置１内イメージセンサ部に設けられた手動制御又は自動制御の回転補正機構を使用してイメージセンサ５を回転させることで、被検査体１０又は画像入力装置１本体を回転させることなく、被検査体１０に対しての回転画像を容易に作成できる。また、負荷の重い画像処理ソフトウェアを用いずに、容易に回転補正された画像処理が行え、回転補正された精度の高い画像を創出することができる。
【００３０】
したがって、被検査体１０の二次元画像と、イメージセンサ５の撮像面とが正立した位置でない場合に、手動又は自動で回転補正を行い、後述する広域高解像の画像処理や欠陥検出処理等における精度を向上させることができる。
【００３１】
図４は、本発明の一実施の形態による画像入力装置を用いた検査装置のシステムブロックを示す。図４において、４は一般にレンズマウント３に取り付けられたレンズ２とイメージセンサ５との間に設けられるカラーフィルターや補色フィルタ等のフィルタを表す。イメージセンサ５及びセンサ基板６は、移動手段として機能するＸＹθテーブル２３上に設置されており、ＸＹθテーブル制御部２２により制御されＸＹθ方向へ移動することができる。ＸＹθテーブル２３のθ方向への移動は、上述した回転部材１１（図２参照）及び歯車１３（図３参照）の回転動作により行われる。また、図１と同様に、Ｚ方向の移動機構の記載は省略している。
【００３２】
図４において、レンズ２を光軸方向に移動させて画像入力装置内に取り込む二次元画像の画角を調節した後、イメージセンサ５でその二次元画像の全部又は一部を電気信号に変換する。二次元画像を電気信号に変換した画像データは、例えば信号処理部１７，欠陥／シェーディング補正部１８，回転角検出／補正部１９，電源部２０等から構成される電気ブロック１６に入力される。
【００３３】
信号処理部１７は、アナログ／デジタル変換回路、ＣＤＳ（Correlated double sampling；相関二重サンプリング回路）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を使った信号処理回路などから構成されており、イメージセンサ５で取り込まれた被検査体像を電気信号に変換し画像データとして出力する処理を行う画像信号処理手段として機能する。
【００３４】
欠陥／シェーディング補正部１８では、上記ＣＤＳのサンプリングを利用して画素の中で欠陥のある画素信号、及び画像データの濃度ムラの補正処理を行う。
【００３５】
回転角検出／補正部１９は、取り込んだ画像データとイメージセンサ撮像面との回転角を検出し、検出した回転角から補正すべき回転方向及び回転角を算出する。
【００３６】
電源部２０は、バッテリ（図示略）から画像入力装置に供給される電源電圧等を監視する。
【００３７】
電気ブロック１６の上記各部で行われた演算結果は、主制御部２１、あるいは欠陥画像処理部２４及び画像合成／圧縮部２５に出力される。
【００３８】
主制御部２１は、この画像入力装置全体の演算・制御を司る制御手段として機能し、回転角検出／補正部１９における回転角検出結果に基づいてＸＹθテーブル制御部２２に対し自動的に回転補正等の位置補正指令、あるいはＸＹθテーブルがＸ，Ｙ方向へ所定ピッチで移動するための制御信号を出力する等の制御を行う。また、後に詳述する画像比較処理、欠陥検出処理を行う。
【００３９】
ＸＹθテーブル制御部２２は、センサ基板６を載置し移動手段として機能するＸＹθテーブル２３の移動方向及び移動量を制御するための電圧信号等を出力し、レンズ２を通して取り込まれる被検査体の二次元画像とイメージセンサ５の位置関係を調整する。
【００４０】
欠陥画像処理部２４は、欠陥のある画像の欠陥補正処理を行い、処理後の画像データをメモリ２６に記録する。
【００４１】
画像合成／圧縮部２５は、１個又は後述する複数のイメージセンサの各位置で撮像された画像データを合成して単体イメージセンサの画素数以上の大きな画像データを生成するとともに、合成前又は合成後の画像データを圧縮してメモリ２６に記録する画像データの合成及び圧縮手段として機能する。
【００４２】
メモリ２６に記録された各画像データは、主制御部２１の制御に基づいて、外部インターフェイス２７を通じてＰＣ（パーソナルコンピュータ）２８に接続されたディスプレイ２９（表示部）に出力される。もしくは、外部インターフェイスとディスプレイを接続して直接ディスプレイに出力できるようにしてもよい。
【００４３】
例えば、操作員はディスプレイ２９に映し出された映像からイメージセンサ５の位置補正が必要であることを認識し、ＰＣ２８から主制御部２１を通じてＸＹθテーブル２３の移動方向及び移動量を調節する。特に、回転補正が必要な場合は手動回転補正機構（図２参照）を利用して、あるいは自動回転補正機構（図３参照）により回転補正を行う。さらに、図２１に示されるような検査装置に設けられた操作箱からＸＹθテーブル２３を操作するようにしてもよい。
【００４４】
次に、上述のようなシステム構成による信号処理例を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。まず、被検査体の二次元画像を画像入力装置１のイメージセンサ５に取り込み、イメージセンサからの出力信号を信号処理部１７でアナログ／デジタル変換して画像データ（以下、「生画像データ」という。）を取得し（ステップＳ１）、その生画像データはメモリ２６に保存される（ステップＳ２）。本例では、この生画像データをメモリ２６に格納した状態のデータファイルを「生データ」という。
【００４５】
次に、回転角検出／補正部１９にて、生画像データとイメージセンサ撮像面との回転角の検出及び補正を行う（ステップＳ４）。その回転補正後の画像データはメモリ２６に保存される（ステップＳ４）。本例では、上記生画像データに回転補正を加えた画像処理用のデータファイルを「生画像」という。
【００４６】
そして、イメージセンサ５により各位置で撮像された画像データを抽出しディスプレイ９に表示する、あるいは各位置での画像データを合成したイメージ領域９（図１参照）の全体画像を表示する（ステップＳ５）。後述するイメージセンサが複数個存在する場合では、イメージセンサ毎の各画像を抽出する。
【００４７】
抽出された生画像に対し、２値化処理等のプリ画像処理を行う（ステップＳ６）。そして、それらの画像比較を行う（ステップＳ７）。ここでの画像比較は、イメージセンサ５で撮像された画像データとメモリ２６に予め記録しておいた欠陥のない基準画像データとを比較する場合と、イメージセンサ５を移動させ各位置で撮像した画像データ同士を比較する場合の２つがある。
【００４８】
そして、画像比較結果に基づき、後に詳述する重ね画像位置補正処理（図７，図８参照）（ステップＳ８）を行う。また欠陥検出処理（ステップＳ９）及び検出された欠陥位置の表示（図１５〜図１７参照）（ステップＳ１０）を行う。ここでの欠陥検出処理は、上記基準画像データとの比較において予め設定された欠陥条件（パターン大きさ、形状等）に従い欠陥を判定する方式と、イメージセンサ５で撮像された各位置における画像データ間の相違点から欠陥検出を行う方式がある。このとき、これらの各処理に応じた画像を随時ディスプレイ２９に表示する（ステップＳ１１）。
【００４９】
ここで、ステップＳ８の隣接画像の重ね合わせ処理について、図６〜図８を参照して説明する。図６は、図１の画像入力装置１にて撮像される画像データのイメージを示す図である。この例では、イメージセンサ５をイメージサークル内でＸ方向及びＹ方向に移動させて、縦１３フレーム、横１０フレーム分のイメージ領域を撮像し出力する。このように撮像されるイメージ領域９の画素数は、Ｘ方向駆動用モータ７及びＹ方向駆動用モータ８により動かした回数倍の画素数に増やすことができ、各回に取り込んだ画像を随時画像処理することにより、高速に高画素画像を画像処理することができる。この例では、イメージセンサ５が１回で撮像する単位画像の画素数が、例えば縦１,２６６画素、横９４９画素であるとすると、この全体画像（撮像イメージ）は縦１２,３３７画素、横１２,６６０画素の高解像度の画像とすることができる。
【００５０】
このように、画像入力装置１内のイメージサークルを大きく形成し、そのイメージサークルで形成された結像面内でイメージセンサ５をＸ方向及びＹ方向に移動させ二次元画像を取り込むことにより、イメージセンサ５の画素数以上の高画素の画像を取り込むことができる。したがって、安価で数億個画素クラスのイメージセンサを間単に製作することができる。
【００５１】
図７は、隣接画像の重ね合わせイメージを示す図である。この例では、図６で示される全体画像に対して、例えば、左下の撮像位置での単位画像３１とその右隣の撮像位置での単位画像３３の重ね合わせ例としている。図の斜線部は、それぞれ単位画像３１の重ね合わせが行われる画素列３２、単位画像３３の重ね合わせが行われる画素列３４を示す。
【００５２】
イメージセンサ５のＸ方向移動手段であるＸ方向駆動用モータ７の送りピッチを、ある位置で撮像した単位画像とその隣の単位画像の画素が一部重なるように調整して撮像する。そして、最小単位すなわち画素列単位の画像を比較し、同じ画像を示す画素列であれば、それらの画素列が重なるように画像処理を行い合成する。例えば、繰り返しパターンを有する二次元画像を取り込む場合、Ｘ方向及びＹ方向駆動用モータ７，８により、特徴的な１パターンが重なるようにイメージセンサ５を移動させ、さらに主制御部２１がそのパターン上の特徴的な最小単位の画像を比較して、例えば上記画素列３２，３４のように同じ画像部分を重ねるようにして画像処理を行う。
【００５３】
上記単位画像３１の画素列３２と単位画像３３の画素列３４を重ね合わせた画像イメージを、図８に示す。図８において、斜線部は上記単位画像３１の画素列３２と単位画像３３の画素列３４が重なった部分の画素列３５を表す。なお、この例では、重ねる画素列を一例としたがこの例に限られるものではなく、２列以上の画素列を重ねてもよい。
【００５４】
上述したように、各モータの送り精度が粗くても画像処理によって位置補正を精度よく簡単に行うことができる構成としたので、従来のイメージセンサマスクを張り合わせた継ぎ目に生じる黒線の問題を解決し、精度の高い高解像画像を取り込むことができる。
【００５５】
また、従来のように画像入力装置本体を動かす必要がないので、安価で小型の検査装置を簡単に構築することができる。
【００５６】
また、従来のように被検査体を動かすことなく、広視野高解像画像を取り込むことができる。
【００５７】
また、容易に広視野高精細イメージセンサを実現し、検査用、監視用として、異常検出等のアプリケーションを高速に実現することができる。
【００５８】
なお、上述した図７及び図８では、左右方向に隣り合う画素について重ねあわせを行う例を示したが、勿論、左右方向と同時に上下方向に隣り合う画素についても重ね合わせを行うことができる。
【００５９】
次に、本発明の他の実施の形態の例について、図９〜図１７を参照して説明する。
【００６０】
図９は、本発明の他の実施の形態の例による検査装置内の画像入力装置の概略構成例を示す図である。この図９に示す画像入力装置５０と図１の画像入力装置１との構造的な違いは、複数個のイメージセンサをセンサ基板上に所定間隔で配置している点である。複数個のイメージセンサをイメージサークル内において同時に移動させることにより、それぞれのイメージセンサによりイメージサークル９を分割し、分割したイメージ領域の映像を同時に取り込むようにしている。この例では、レンズ２が結像するイメージサークル内でセンサ基板６０を動かすと、４個のイメージセンサ６１，６２，６３，６４によってイメージ領域９を４分割した分割イメージ領域９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを同時に撮像する。
【００６１】
図１０は、画像入力装置５０による４分割撮像イメージを示す図であり、全体画像として縦１２フレーム、横１２フレームの画像を撮像する例としている。本例は、イメージ領域９を４分割し、それぞれ縦６フレーム及び横６フレームの分割イメージ領域９ａ〜９ｄを形成する。
【００６２】
例えば、各イメージセンサ６１〜６４の配置が、各分割イメージ領域９ａ〜９ｄの左上コーナー部（斜線部）となるように、各イメージセンサ６１〜６４の間隔を設けてセンサ基板６０上に設置する。そして、図１０に示す斜線部を初期撮像位置として、センサ基板６０をＸ，Ｙ方向に移動させ各位置で撮像すると、広い撮像イメージ領域９をイメージセンサ１個で撮像した場合の数倍の速さで取り込むことができ、各イメージセンサの解像度以上の高解像度画像データを高速で取得することが実現可能となる。本例では、４個のイメージセンサ６１〜６４により撮像領域を４分割し、イメージセンサ６１〜６４を順次Ｘ，Ｙ方向に移動させ、３６箇所の撮像位置で撮影することによって、縦１２フレーム、横１２フレーム分の合計１億７３０００万画素の画像を４倍速で取り込むことを可能とする。すなわち、Ｎ個のイメージセンサを配置した場合、被検査体像をＮ分割でき、その結果Ｎ倍での高速画像取り込みが可能となる。
【００６３】
図１１は、イメージセンサ４個の場合のイメージセンサ部構成例を示す図である。センサ基板６０上に４個のイメージセンサ６１，６２，６３，６４を所定間隔に配置し、各イメージセンサにカバー６５，６６，６７，６８を設けている。これらイメージセンサの配置は、図１０に示す縦１２フレーム、横１２フレームの撮像イメージの場合、イメージセンサの一画素当たりの寸法４．５６μｍとすると、横方向ピッチは４．６５（μｍ）×１２６６（画素）×６（フレーム）＝３５．３ｍｍ、また縦方向ピッチは４．６５（μｍ）×９４９（画素）×６（フレーム）＝２６．５ｍｍとなる。
【００６４】
図１２は、図１１に示したイメージセンサ部の要部（破線丸部）の拡大図であり、Ａは上面図、Ｂは側面図を表す。図に示されるように、センサ基板６０上のイメージセンサ６２の周辺部に保護用のカバー６６を設けるとともに、イメージセンサ６２の周囲、カバー６６との間にイメージセンサ６２の位置を決める位置決め板６９を設ける。そして、図１２Ｂに示すように、カバー６６及び位置決め板６９に覆われるようにしてイメージセンサ周辺回路基板７０を設けている。このような構成とすることにより、イメージセンサ周辺回路基板７０を埃や傷から保護することができる。
【００６５】
上述したイメージセンサの個数は、勿論、４個に限らず他の個数でもよい。変形例として、例えばイメージセンサ９個の場合のイメージセンサ部構成例を、図１３に示す。この図１３においては、左右方向及び上下方向のイメージセンサ間のピッチを図１１に示す４個の場合と同様の、横ピッチ３５．３ｍｍ、縦ピッチ２６．５としている。
【００６６】
図１４は、図１３に示される構成のイメージセンサ部による撮像イメージを表すものである。イメージセンサ９個の構成とした場合、例えば各イメージセンサの初期位置を各分割イメージ領域の左上コーナー部（斜線部）とし、そこからＸ，Ｙ方向に移動させて各位置にて撮像し、同じ撮影時間で縦１８フレーム（１７,０８２画素）、横１８フレーム（２２,７８８画素）の大きさのイメージ領域を撮像できる。
【００６７】
なお、図１０に示す縦横１２フレームのイメージ領域を９分割する場合は、各イメージセンサ間のピッチは、横方向２３．５ｍｍ、縦方向１７．７ｍｍとなる。この場合、合計１億７３０００万画素の画像を９倍速で取り込むことができる。
【００６８】
次に、上述の複数のイメージセンサを、被検査体の繰り返しパターンの不良解析に用いる例について説明する。
【００６９】
図１５は、複数個のイメージセンサからの出力を処理する分割処理例を示すものである。４個のそれぞれのイメージセンサ６１〜６４に対し信号処理回路７５〜７８を設け、各イメージセンサの画像データ出力（１）〜（４）を並列に得るようにしている。これら信号処理回路７５〜７８は各イメージセンサから出力される信号を処理する画像信号処理手段として機能するものであり、少なくとも信号処理部１７に相当する機能を持つ。このように、複数のイメージセンサからの出力も並列信号処理及び並列転送することにより信号処理速度の高速化が図られる。
【００７０】
図１６は、複数個のイメージセンサから出力された画像データを利用して行う高速欠陥検出処理例を示すものである。図１５の例の並列転送を有効に利用し、複数の撮像イメージの画像を比較する画像比較回路７９を設け、その比較結果を欠陥検出結果としてディスプレイ２９（図４参照）に出力する。画像比較回路７９で行われる画像比較処理は主制御部２１によるソフトウェアを利用した処理としてもよい。
【００７１】
図１７は、欠陥検出結果として出力される欠陥検出画像の例を示すものである。図１７において、画像Ａブロック８１、画像Ｂブロック８２、画像Ｃブロック８３、画像Ｄブロック８４は、それぞれイメージセンサ６１，６２，６３，６４で取り込まれた各分割イメージ領域９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの画像を表している。
【００７２】
特に、繰り返しパターンを検査する場合、各イメージセンサから出力される画像データは同じであるはずなので、画像Ａブロック８１、画像Ｂブロック８２、画像Ｃブロック８３、画像Ｄブロック８４それぞれの画像データを画像比較して欠陥検出画像８５を出力することにより、容易に欠陥部８６の検出が可能である。したがって、本例の複数個のイメージセンサ構成により高速に不良位置を特定することができる。なお、このときに欠陥検出画像とともに、例えばどの画像ブロックに欠陥があるのか、またその画像ブロック内における欠陥部の位置を文字列で表示すると、より素早く欠陥部の位置を認識するための助けとなる。
【００７３】
なお、上記画像比較回路７９において画像比較を行う場合、単位画像ブロックを合成した分割イメージ領域全体の画像単位で比較してもよいし、各撮像位置で得られる単位画像ブロック毎に随時比較するようにしてもよい。
【００７４】
上述した本例の構成によれば、例えば液晶ディスプレイパネルなどの高精細フラットパネルの細かい画素レベルまで撮像して、高域高精細画像を高速に取り込むことのできる画像入力装置を小型で安価に実現できる。
【００７５】
特に、大量の高画素データの繰り返しパターン検査を高速に実現するシステムに適用した場合に有効である。
【００７６】
さらに、複数個のイメージセンサを用いた画像入力装置を監視モニタに適用した場合、広域にわたり細かい異常等の情報を、各イメージセンサから個々に並列に高速検出することができる。
【００７７】
なお、本発明は上述した実施の形態を適宜組み合わせた構成とすることもできる。例えば、本発明の実施の形態として、イメージセンサに回転補正機構を設け、被検査体像と撮像面との回転角に応じて手動もしくは自動で回転補正を行うようにしたもの（図２他参照）、また、被検査体像の結像面のイメージサークルより小さい撮像面を持つイメージセンサをこの結像面上で移動させるようにし、さらには隣り合う単位画像の一部を重ね合わせ、広視野高精細画像を実現したもの（図１，７他参照）、また、等間隔に配置された複数個のイメージセンサにより、広視野高精細画像を高速に取り込むことができ、さらには各イメージセンサで取り込んだ画像を比較して欠陥検出を行うもの（図９，１０，１７他参照）があるが、これらの実施形態の幾つか又は全部を組み合わせた構成としてもよく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態による検査装置内の画像入力装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるイメージセンサ手動回転補正機構を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるイメージセンサ自動回転補正機構を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるシステムブロック構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による信号処理の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による撮像イメージを示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による隣接画像の重ね合わせイメージを示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による重ね合わせ後の画像イメージを示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態による検査装置内の画像入力装置の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態による４分割撮像イメージを示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態によるイメージセンサ部の構成（イメージセンサ４個）を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態のイメージセンサ部の要部拡大図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態によるイメージセンサ部構成の変形例（イメージセンサ９個)を示す図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態の変形例である９分割撮像イメージを示す図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態による分割処理の説明に供する図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態による高速欠陥検出処理の説明に供する図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態による欠陥検出画像の例を示す図である。
【図１８】従来の検査装置の構成例（１）を示す図である。
【図１９】従来の検査装置の構成例（２）を示す図である。
【図２０】一般的な回転テーブルの例を示す図である。
【図２１】従来の検査装置の構成例（３）を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…画像入力装置、２…レンズ、３…レンズマウント、４…フィルタ、５…イメージセンサ、６…センサ基板、７…Ｘ方向駆動用モータ、８…Ｙ方向駆動用モータ、９…イメージ領域、９ａ,９ｂ,９ｃ,９ｄ…分割イメージ領域、１０…被検査体、１１…回転部材、１２…回転操作部、１３,１４…歯車、１５…モータ、２３…ＸＹθテーブル、２２…ＸＹθテーブル制御部、２１…主制御部、１６…電気ブロック、１７…信号処理部、１８…欠陥／シェーディング補正部、１９…回転角検出／補正部、２０…電源部、２４…欠陥画像処理部、２５…画像合成／圧縮部、２６…メモリ、２７…外部インターフェイス、２８…ＰＣ、２９…ディスプレイ、３１,３３…単位画像、３２,３４,３５…画素列、５０…画像入力装置、６０…センサ基板、６１,６２,６３,６４…イメージセンサ、７１,７２,７３,７４…単位画像、６５,６６,６７,６８…カバー、６９…位置決め板、７０…イメージセンサ周辺回路基板、７５,７６,７７,７８…信号処理回路、７９…画像比較回路、８１,８２,８３,８４…画像ブロック、８５…欠陥検出画像、８６…欠陥部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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