(57)【要約】  【課題】  専用のハードウエアを用いることなく、しかも高速かつ大容量で画像データを処理してワークの欠陥の検出を行なうことが可能な画像処理装置を提供する。  【解決手段】  ラインスキャンカメラ１７に画像収録用コンピュータ２０を接続し、さらに画像収録用コンピュータ２０に複数台の画像処理用コンピュータ２１〜２３を接続し、画像収録用コンピュータ２０でダブルバッファリング処理により画像収録と、画像処理用コンピュータ２１〜２３への画像データの転送とを行なうとともに、複数の画像処理用コンピュータ２１〜２３と画像収録用コンピュータ２０とによって画像データの並列分散処理を行なう。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置において、
複数の画像処理用コンピュータを有し、取込まれた画像データを並列分散処理することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
所定の枚数の画像を取込んだら第１の画像処理用コンピュータに転送し、さらに所定の枚数の画像を取込んだら第２の画像処理用コンピュータに転送し、以下同様の動作を繰返して画像の並列分散処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
複数の画像処理用コンピュータに転送される画像の枚数は、先に画像が転送されるコンピュータの方が後から画像が転送されるコンピュータよりも多く、複数の画像処理用コンピュータの画像処理がほぼ同時に終了することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
先順位の画像処理用コンピュータによる画像処理の開始と同時に、画像の転送先が次順位の画像処理用コンピュータに切替わることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置において、
前記カメラに接続された画像収録用コンピュータと、該画像収録用コンピュータで収録された画像が順次転送され、画像の並列分散処理を行なう画像処理用コンピュータとを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
所定の枚数の画像を取込んだら第１の画像処理用コンピュータに転送し、さらに所定の枚数の画像を取込んだら第２の画像処理用コンピュータに転送し、以下同様の動作を繰返してすべての画像処理用コンピュータに画像を取込んだ後さらに所定の枚数の画像を取込んだら、該画像を画像処理用コンピュータで画像処理することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記カメラを停止させることなく、画像収録と前記画像処理用コンピュータへの画像データの転送とを同時に実行することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
画像処理用コンピュータの半導体メモリをハードディスクとして利用し、該半導体メモリ内に前記画像データを転送して一時記憶させることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特公平７−１１７４９８号公報に示されるように、検査解像度で検査される製品のラスタ化基準イメージを含み、形状フィーチャの正確な表現を可能にするデータベースを含む製造用検査システムや、特開２００３−１５８０５０号公報に開示されているような、基板検査装置に備えられその装置の制御を統括するＬＡＮ中央制御ユニットに係る情報処理の負荷を軽減するようにした基板検査システムや、特開平１１−１８４０７１号公報に開示されているような、欠陥情報データベースに蓄積されている欠陥情報に基いて、データ解析部で検出された欠陥部の特徴や発生原因等が解析されるフォトマスク欠陥解析装置に見られるように、カメラを用いてワークの表面の画像を取込み、欠陥を検出する検査システムが公知である。
【０００３】
このようなカメラを用いた欠陥検査装置、とくにラインスキャンカメラを使用した検査システムにおいては、検査精度、すなわち分解能が上がるに従って処理するデータの容量が増大する。従って大容量化する画像データを専用のハードウエアで処理することによって、処理時間の短縮を図るケースが多い。ところがこのような専用のハードウエアを用いると、次のようなデメリットがある。
【０００４】
すなわち検査精度や走行速度などの変更に対して、場合によっては新たに設計が必要になる。また動作シーケンスの変更に対して、場合によっては新たに設計が必要になる。また仕様の異なる様々な対象物に対して、個別のハード設計が必要になる。また故障の場合に、修理や代替品の調達が困難になる。さらに使用パーツに製造中止品がある場合に、新規設計および新規製作が必要になる。これらの理由によって、仕様変更や不具合に対してフレキシブルかつ迅速に対応することが困難になっている。
【特許文献１】特公平７−１１７４９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１５８０５０号公報
【特許文献３】特開平１１−１８４０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明の課題は、大容量のデータを短時間で処理することが可能にな画像処理装置を提供することである。
【０００６】
本願発明の別の課題は、検査装置や走行速度等の変更に対応して、ハードウエアの交換やソフトウエアの変更等で対応可能な画像処理装置を提供することである。
【０００７】
本願発明のさらに別の課題は、動作シーケンスの変更に対して、ソフトウエア変更で対応可能な画像処理装置を提供することである。
【０００８】
本願発明のさらに別の課題は、仕様の異なる様々なワークに適したハードウエアを容易に構成可能な画像処理装置を提供することである。
【０００９】
本願発明のさらに別の課題は、汎用のハードウエアで構成される画像処理装置を提供することである。
【００１０】
本願発明のさらに別の課題は、故障の場合に、迅速な修理や代替品の調達が可能な画像処理装置を提供することである。
【００１１】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされよう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の主要な発明は、ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置において、
複数の画像処理用コンピュータを有し、取込まれた画像データを並列分散処理することを特徴とする画像処理装置に関するものである。
【００１３】
ここで所定の枚数の画像を取込んだら第１の画像処理用コンピュータに転送し、さらに所定の枚数の画像を取込んだら第２の画像処理用コンピュータに転送し、以下同様の動作を繰返して画像の並列分散処理を行なってよい。また複数の画像処理用コンピュータに転送される画像の枚数は、先に画像が転送されるコンピュータの方が後から画像が転送されるコンピュータよりも多く、複数の画像処理用コンピュータの画像処理がほぼ同時に終了してよい。また先順位の画像処理用コンピュータによる画像処理の開始と同時に、画像の転送先が次順位の画像処理用コンピュータに切替わるようにしてよい。
【００１４】
本願の別の主要な発明は、ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置において、
前記カメラに接続された画像収録用コンピュータと、該画像収録用コンピュータで収録された画像が順次転送され、画像の並列分散処理を行なう画像処理用コンピュータとを有することを特徴とする画像処理装置に関するものである。
【００１５】
ここで所定の枚数の画像を取込んだら第１の画像処理用コンピュータに転送し、さらに所定の枚数の画像を取込んだら第２の画像処理用コンピュータに転送し、以下同様の動作を繰返してすべての画像処理用コンピュータに画像を取込んだ後さらに所定の枚数の画像を取込んだら、該画像を画像処理用コンピュータで画像処理してよい。また前記カメラを停止させることなく、画像収録と前記画像処理用コンピュータへの画像データの転送とを同時に実行してよい。また画像処理用コンピュータの半導体メモリをハードディスクとして利用し、該半導体メモリ内に前記画像データを転送して一時記憶させてよい。
【００１６】
本願に含まれる発明の好ましい態様は、汎用のハードウエアとソフトウエア処理とによって、有機ＥＬＤ蒸着用のメタルマスクの欠陥を検査する装置に係り、とくに該メタルマスクの開口精度、ピッチ精度、および表面平滑性（欠陥検出）を現行のマスク規格から必要な検査分解能を例えば約２μｍという精度で、かつ高速に検査するシステムに関する。このシステムは、ラインスキャンカメラを用いた光学系および処理系のハードウエアはすべて汎用のものを使用する。そして画像処理と各機器の制御は、すべてソフトウエアによる処理で実行することにより、メタルマスクの開口パターンの変更や精度向上等の仕様変更に、フレキシブルにかつ迅速に対応できるようにしている。
【００１７】
本態様の特徴は、専用のハードウエアを使用しないことにある。これによって生ずる速度的な不利を、以下のような技術を導入することによって、処理の高速化を図り、現状の専用ハードウエアを用いた検査システムと同等以上の処理速度を実現するものである。すなわち数１０Ｇバイトに及び大容量の画像データを処理するのに、１台のコンピュータでは高速化が困難であるため、複数の、例えば３台の画像処理用コンピュータによる並列分散処理を行なう。またラインスキャンカメラを停止させることなく、一定の速度で移動させながら、画像収録用コンピュータと画像処理用コンピュータへの画像データの転送を同時に実行する処理を行なうようにしている。また画像データを画像処理用コンピュータへ転送する際に、画像処理用コンピュータのＲＡＭから成る搭載メモリの一部をハードディスクとして使用し、このＲＡＭ上に画像データを記憶させることによって、転送時間を短縮し、画像収録に影響がないようにしている。
【００１８】
このような態様は、汎用のハードウエアの組合わせによるシンプルな構成で、いくつかのソフトウエア処理方法を導入することによって、従来の専用ハードウエアを用いたシステムと同等以上の精度および処理時間を実現している。このようなシステムとすることによる効果は次の通りである。
【００１９】
すなわち検査精度や走行速度等の変更に対して、ハードウエアの交換やソフトウエアの変更等で対応できるようになる。また動作シーケンスの変更に対して、ソフトウエア変更で対応できるようになる。また仕様の異なる様々な対象物に適したハードウエアを容易に構成可能になる。また汎用のハードウエアの組合わせで構成されるために、システムが低コスト化される。また故障の場合に、迅速な修理や代替品の調達が容易になる。
【発明の効果】
【００２０】
本願の主要な発明は、ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置において、カメラに接続された画像収録用コンピュータと、該画像収録用コンピュータで収録された画像が順次転送され、画像の並列分散処理を行なう画像処理用コンピュータとを有するものである。
【００２１】
従ってこのような画像処理装置によれば、画像データを複数の画像処理用コンピュータで並列分散処理することになり、これによって画像処理に要する時間を短縮することが可能になり、画像処理による欠陥の検出を高速で行なうことが可能になる。
【００２２】
本願の別の主要な発明は、ワークの表面に沿ってカメラで順次画像を取込み、取込まれた画像をコンピュータで画像処理して欠陥の検出を行なう画像処理装置において、カメラに接続された画像収録用コンピュータと、該画像収録用コンピュータで収録された画像が順次転送され、画像の並列分散処理を行なう画像処理用コンピュータとを有するものである。
【００２３】
従ってこのような画像処理装置によれば、カメラで取込まれた画像はまず画像収録用コンピュータに転送され、さらに複数の画像処理用コンピュータに転送され、ここで画像データの並列分散処理が行なわれる。そして必要であれば画像収録用コンピュータでも画像処理を行なうことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は有機ＥＬＤ用の蒸着メタルマスクの開口精度やピッチ精度、あるいは平面平滑性（欠陥検出）を行なうための画像処理装置の全体のシステム構成を示している。この装置はＸ−Ｙステージ１０を備えている。Ｘ−Ｙステージ１０はＸ軸アクチュエータ１１とＹ軸アクチュエータ１２とを備え、これによってその上面の載置台をＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ移動可能にしている。そしてこのＸ−Ｙステージ１１上に、ワークを構成するメタルマスク１３が登載される。
【００２５】
Ｘ−Ｙステージ１１の上方にはラインスキャンカメラ１７が配置される。このラインスキャンカメラ１７はフォーカスサーチ用レーザ変位センサ１８を側部に備えている。またこのカメラは、上記メタルマスク１３の表面を照明するためのファイバー照明／トランスユニット１９と接続されている。
【００２６】
ラインスキャンカメラ１７は、メタルマスク１３の表面の画像を取込むカメラであって、ここで取込まれた画像を転送するために画像収録用コンピュータ２０と接続される。さらにこのシステムは、３台の画像処理用コンピュータ２１、２２、２３を備えるとともに、ホストコンピュータ２４を備えている。ここでとくに画像収録用コンピュータ２０、画像処理用コンピュータ２１、２２、２３およびホストコンピュータ２４はイーサーネットハブ２５によって接続され、これによって高速での画像転送を可能にしている。
【００２７】
Ｘ−Ｙステージ１０上に登載されるメタルマスク１３は、その大きさが例えば３１０×３７０ｍｍであって、これを約２μｍの分解能で収録すると、画像データの容量が約２０Ｇバイトに及ぶ、このような大容量のデータを単一の画像処理用コンピュータで処理すると相当の時間を要する。そこで本実施の形態のシステムは、とくに図２に示すように、スキャンカメラ１７で取込まれたメタルマスク１３の画像を所定の数のファイルに分割するとともに、このような画像データのファイルを画像処理用コンピュータ２１、２２、２３および画像収録用コンピュータ２０で並列分散処理を行なうことによって、処理時間の短縮を行なうことを大きな特徴とする。
【００２８】
このように本実施の形態は、ラインスキャンカメラ１７を用いて有機ＥＬＤ蒸着メタルマスク１３の開口精度、ピッチ精度、平面平滑性を検査するシステムとして実現されており、以下に示すシステムから構成される。すなわちメタルマスク１３をセットするＸ−Ｙステージ１０と、上下機構を有しかつラインスキャンカメラ１７によって構成されるとともに、テレセントリックレンズを備えるラインスキャンカメラ１７から成る光学系と、フォーカスサーチ用レーザ変位センサ１８と、ファイバー照明およびトランスユニット１９とを備えている。そしてラインスキャンカメラ１７で取込まれた画像の処理のために、ホストコンピュータ２４、画像収録用コンピュータ２０、画像処理用コンピュータ２１〜２３、およびギガビットイーサーネットハブ２５を備えている。
【００２９】
ここでとくにホストコンピュータ２４は、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）システム全体の制御、検査データの管理を行なう他、欠陥マップの作成や表示等の結果分析ツールを有している。またホストコンピュータ２４、画像収録用コンピュータ２０、画像処理用コンピュータ２１〜２３はギガビットイーサーネットハブ２５で互いに接続され、画像データの転送やコマンド送受信等を行なっている。
【００３０】
図２および図５に示すように、メタルマスク１３はそのＹ軸方向の長さが３１０ｍｍでＸ軸方向の長さが３７０ｍｍの矩形の板状体から成り、このようなマスク１３の表面を２μｍの分解能で画像収録すると、画像データが約２０Ｇバイトに及ぶ。このような大容量の画像データを単一の画像処理用コンピュータで処理すると処理時間が非常に長くなる。そこで本実施の形態においては、図１、図２、図６に示すように、３台の画像処理用コンピュータ２１〜２３と単一の画像収録用コンピュータ２０による並列分散処理を行ない、これによって収録時間の短縮を図り、高速での画像処理を可能にしている。
【００３１】
図５に示すように、Ｘ−Ｙステージ１０上にセットされたメタルマスク１３の左奥から手前方向にＹ軸方向に沿ってラインスキャンカメラ１７を移動させながら画像の収録処理を行ない、ラインスキャンカメラ１７がＹ軸方向の手前側の端部まで画像収録および画像処理を完了したならば、Ｘ軸方向に検査幅分だけずらす。そしてラインスキャンカメラ１７をＹ軸方向の元に戻す動作を、メタルマスク１３の全検査エリアをカバーするまで繰返し行なう。
【００３２】
ここでまずＹ軸方向の１つのラインの処理手順について説明する。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、レーザ変位センサ１８によるフォーカスサーチを行ないながら移動させ、これによってメタルマスク１３のＹ軸方向の開始位置の端部の検出を行なう。そしてこの検出に連動してラインスキャンカメラ１７による画像収録を開始する。
【００３３】
ラインスキャンカメラ１７と接続されている画像収録用コンピュータ２０は図４に示すダブルバッファリング処理を行なう。すなわちソフトウエアの処理によって、このコンピュータ２０による画像処理と、画像処理用コンピュータ２１〜２３への画像データの転送とを同時に実行する。従ってラインスキャンカメラ１７を停止することなく、一定速度でＹ軸方向に移動させながら画像収録用コンピュータ２０と画像処理用コンピュータ２１〜２３への画像データの転送を同時に実行することが可能になる。
【００３４】
画像収録用コンピュータ２０で収録された画像は、まず１台目の画像処理用コンピュータ２１に図６および図７に示すように連続して次々に転送される。そして予め設定された枚数（ファイル数、ここでは例えば１７枚）に達すると、ここで各画像処理用コンピュータ２１による画像処理が開始されるとともに、画像処理の開始と同時に、画像収録用コンピュータ２０からの画像の転送先が２台目の画像処理用コンピュータ２２に切替わる。そしてここでも予め設定された枚数（例えばさらに１４枚）に達すると、画像処理用コンピュータ２２が画像処理を開始するとともに、この画像処理の開始に同期して、画像収録用コンピュータ２０からの画像の転送が、３台目の画像処理用コンピュータ２３に切替わる。そして３台目の画像処理用コンピュータ２３への転送枚数が指定されたファイル数（例えばさらに１２枚）に達した後、今度は画像収録用コンピュータ２０が自ら残りの画像データの収録と処理とを実行する。
【００３５】
このような動作がメタルマスク１３上の全エリアで完了していなければ、Ｘ−Ｙステージ１０が次のＹ軸方向検査開始位置まで移動する。これはＹ軸方向の全ストロークの移動と、Ｘ軸方向の検査幅分の移動との複合動作によって行なわれる。そして４台のコンピュータ２０〜２３による画像処理およびＸ−Ｙステージの移動を完了することによって、Ｙ軸方向の検査が終了される。
【００３６】
このような動作において、とくに画像データが転送される転送先である画像処理用コンピュータ２１〜２３のＣＰＵのメモリを構成するＲＡＭをハードディスクとして利用し、このＲＡＭ内に画像データを転送することによって転送速度を向上させている。またこのような方法は、特別な転送処理を行なうことなく通常のファイル操作で転送を行なうことができる利点がある。
【００３７】
なお上記実施の形態は有機ＥＬＤ蒸着メタルマスクの欠陥の検査に関するシステムであるが、本システムは、記録メディアやリチウムイオンバッテリの電極等のフィルム状ワークの塗布寸法や、欠陥検査等に適用できる。またラインスキャンカメラ１７の台数や画像数、ラインレートや、画像処理用コンピュータ２１〜２３の台数によって、様々な検査幅、ワーク走行速度、要求精度に対応することができる。また柔軟なディスプレイや、電子ペーパ等に使用される高速印刷プロセスで製造された有機トランジスタ集積回路パターンの検査にも応用可能である。
【００３８】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における画像処理用コンピュータ２１〜２３の台数等については、要求されるデータの容量や処理時間に応じて、任意の台数に変更可能である。また上記実施の形態は、画像の取込みをＣＣＤのラインセンサを有するラインスキャンカメラによって行なうようにしているが、通常のビデオカメラ等による画像取込みを利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本願発明は、画像処理による各種の欠陥の検査に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】メタルマスクの欠陥検査のための画像処理装置の全体のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】同検査装置による画像処理の原理を示すブロック図である。
【図３】メタルマスクのエッジの検出を示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図４】ダブルバッファリング処理の原理を示すタイムチャートである。
【図５】ラインスキャンカメラによる走査の状態を示す平面図である。
【図６】画像処理用コンピュータおよび画像収録用コンピュータによる画像処理の動作を示すタイムチャートである。
【図７】画像処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１０‥‥Ｘ−Ｙステージ、１１‥‥Ｘ軸アクチュエータ、１２‥‥Ｙ軸アクチュエータ、１３‥‥メタルマスク（ワーク）、１７‥‥ラインスキャンカメラ、１８‥‥フォーカスサーチ用レーザ変位センサ、１９‥‥ファイバー照明／トランスユニット、２０‥‥画像収録用コンピュータ、２１〜２３‥‥画像処理用コンピュータ、２４‥‥ホストコンピュータ、２５‥‥イーサーネットハブ
【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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