(57)【要約】【課題】  検査対象物に含まれる異物を正確に検出できる検出装置及び検出方法を提供する。【解決手段】  検査装置は、検査対象物を第１の厚さにスライスした検査対象片の画像を前記検査対象片の断面方向から撮影する撮影部に対して、前記検査対象片を撮影する際に、複数の焦点を設定する焦点設定部と、前記焦点設定部によって設定される複数の焦点の各々において、前記撮影部に前記検査対象片の画像を取得させる撮影制御部と、前記撮影部によって取得される複数の画像に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、前記複数の画像に含まれるエッジの画像を表す複数のエッジ画像データの論理和を取った論理和画像データを出力する論理和出力部とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を第１の厚さにスライスした検査対象片の画像を前記検査対象片の断面方向から撮影する撮影部に対して、前記検査対象片を撮影する際に、複数の焦点を設定する焦点設定部と、
前記焦点設定部によって設定される複数の焦点の各々において、前記撮影部に前記検査対象片の画像を取得させる撮影制御部と、
前記撮影部によって取得される複数の画像に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、
前記複数の画像に含まれるエッジの画像を表す複数のエッジ画像データの論理和を取った論理和画像データを出力する論理和出力部と
を含む、検査装置。
【請求項２】
前記焦点設定部は、前記検査対象片について、前記検査対象片の断面から前記第１の厚さよりも薄い第２の厚さの部分を除いた部分に対して、前記複数の焦点を設定する、請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記複数の焦点の位置の差分は、前記撮影部の被写界深度以下である、請求項１又は２記載の検査装置。
【請求項４】
検査対象物を第１の厚さにスライスした検査対象片の画像を前記検査対象片の断面方向から撮影する撮影部に対して、前記検査対象片を撮影する際に、複数の焦点を設定する焦点設定工程と、
前記焦点設定工程で設定される複数の焦点の各々において、前記撮影部に前記検査対象片の画像を取得させる撮影工程と、
前記撮影部によって取得される複数の画像に含まれるエッジを検出するエッジ検出工程と、
前記複数の画像に含まれるエッジの画像を表す複数のエッジ画像データの論理和を取った論理和画像データを出力する論理和出力工程と
を含む、検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、及び、検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、落射光、透過光を照射してサンプルを撮影し、第１画像を得、第１画像を走査して母材の色範囲を指定、認識し、母材以外の部分の座標を抽出、記憶する、異物検査方法がある。この異物検査方法では、透過光を照射してサンプルを撮影し、第２画像を得、第２画像を走査して母材の標準的な明るさの範囲の下限よりも暗い部分と、上限よりも明るい部分とを認識し、母材以外の部分の座標を抽出、記憶する。次に、第１画像による座標と第２画像による座標とを重ね合わせ、少なくともその一方によって指定される画素集団を異物、ボイドの座標と認識する。そして、この画素集団の座標を構成する画素の色を異物、ボイドの予め求めた座標系における特性と照合して異物、ボイドの種類を認識する（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】特開平０４−３４３０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の検出方法では、落射光、透過光の照射によって得られる第１画像には、落射光を反射する異物、及び、透過光によって映し出される異物以外の画像は得られない。また、透過光の照射によって得られる第２画像には、透過光によって映し出される異物以外の画像は得られない。
【０００５】
しかしながら、例えば、濃淡の差違の少ない異物や、有色であるが透明な異物等は、第１画像及び第２画像に含まれない場合がある。このような場合には、サンプル（検査対象物）に含まれる異物を正確に検出できないおそれがある。
【０００６】
そこで、検査対象物に含まれる異物を正確に検出できる検出装置及び検出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】
【０００７】
本発明の実施の形態の検査装置は、検査対象物を第１の厚さにスライスした検査対象片の画像を前記検査対象片の断面方向から撮影する撮影部に対して、前記検査対象片を撮影する際に、複数の焦点を設定する焦点設定部と、前記焦点設定部によって設定される複数の焦点の各々において、前記撮影部に前記検査対象片の画像を取得させる撮影制御部と、前記撮影部によって取得される複数の画像に含まれるエッジを検出するエッジ検出部と、前記複数の画像に含まれるエッジの画像を表す複数のエッジ画像データの論理和を取った論理和画像データを出力する論理和出力部とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
検査対象物に含まれる異物を正確に検出できる検出装置及び検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態の検査装置１００を含む検査システム２００を示す図である。
【図２】実施の形態の検査装置１００で検査を行う送電ケーブル５００の断面を示す図である。
【図３】送電ケーブル５００のスライス片５００Ａの画像を取得する様子を示す図（その１）である。
【図４】送電ケーブル５００のスライス片５００Ａの画像を取得する様子を示す図（その２）である。
【図５】実施の形態の検査装置１００の構成を示す図である。
【図６】実施の形態の検査装置１００が実行する検査方法のフローを示す図である。
【図７】実施の形態の検査装置１００によって取得される、画像データ、エッジ画像データ、及びＯＲ画像データの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の検査装置、及び、検出方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の検査装置１００を含む検査システム２００を示す図である。
【００１２】
検査システム２００は、検査装置１００、ＸＹステージ２１０、Ｚ軸走査装置２２０、照明装置２３０、顕微鏡カメラ２４０、ＨＤＤ(Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ)２５０、及びＰＣ(Personal Computer：パーソナルコンピュータ)２６０を含む。
【００１３】
検査装置１００は、ワークトレイ３００に搭載される検査対象物の画像に基づき、検査対象物に異物が含まれるかどうかの検査を行う装置である。検査装置１００は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit:中央演算処理装置)及び内部メモリ等を含むコンピュータによって実現される。
【００１４】
ＸＹステージ２１０は、Ｘ軸走査装置２１０Ｘ、Ｙ軸走査装置２１０Ｙ、及びステージ２１１を含む。ステージ２１１は、Ｘ軸走査装置２１０Ｘ及びＹ軸走査装置２１０Ｙに搭載される透明な板状の部材であり、Ｘ軸走査装置２１０ＸによってＸ軸方向に移動され、Ｙ軸走査装置２１０ＹによってＹ軸方向に移動される。ステージ２１１にはワークトレイ３００が搭載される。
【００１５】
なお、Ｘ軸走査装置２１０Ｘ及びＹ軸走査装置２１０Ｙの移動制御は、検査装置１００が行う。この移動制御については後述する。また、ＸＹステージ２１０の代わりに、Ｚ軸方向の移動も可能にするＸＹＺステージを用いてもよい。この場合は、Ｚ軸走査装置２２０を用いなくてもよい。
【００１６】
Ｚ軸走査装置２２０は、顕微鏡カメラ２４０を保持しており、ステージ２１１に対する顕微鏡カメラ２４０のＺ軸方向の位置を走査（スキャン）する装置である。Ｚ軸走査装置２２０の移動制御は、検査装置１００が行う。この移動制御については後述する。
【００１７】
照明装置２３０は、ステージ２１１の下側（Ｚ軸負方向側）に配設されており、ワークトレイ３００に搭載される検査対象物を透過する透過光を出力する装置である。照明装置２３０が出力する透過光は、透明なステージ２１１及びワークトレイ３００を透過し、ワークトレイ３００に搭載される検査対象物に照射される。
【００１８】
透過光は、ワークトレイ３００に搭載される検査対象物を透過する光であればよいため、透過光の波長及び強度等は、対象の異物に合わせて設定すればよい。対象異物が有色である場合は、白色の透過光を用いればよい。この場合には、顕微鏡カメラ２４０としてはカラー顕微鏡カメラを用いればよい。
【００１９】
顕微鏡カメラ２４０は、ワークトレイ３００に搭載される検査対象物を撮影するカメラである。顕微鏡カメラ２４０は、焦点距離と倍率が固定のデジタルカメラを顕微鏡に取り付けたものであり、データ線２４１を介して検査装置１００と接続されている。顕微鏡カメラ２４０が撮影する画像を表す画像データ（デジタルデータ）は、データ線２４１を介して検査装置１００に伝送される。なお、顕微鏡カメラ２４０のデジタルカメラは、倍率を設定できるデジタルカメラであってもよい。
【００２０】
顕微鏡カメラ２４０の焦点位置の走査は、Ｚ軸走査装置２２０で顕微鏡カメラ２４０をＺ軸方向に移動することによって行われる。また、顕微鏡カメラ２４０の倍率は、検査装置１００によって制御される。
【００２１】
顕微鏡カメラ２４０は、ＸＹステージ２１０でワークトレイ３００に搭載される検査対象物をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら、ＸＹ平面視で所定サイズの複数の領域毎に撮影する。
【００２２】
また、顕微鏡カメラ２４０は、検査対象物を撮影する際に、検査対象物の表面（Ｚ軸正方向側の面）と裏面（Ｚ軸負方向側の面）との間で複数の焦点位置を設定しながら、検査対象物の厚さ方向における複数の画像を撮影する。なお、画像の取得方法の詳細については、図２乃至７を用いて後述する。
【００２３】
なお、顕微鏡カメラ２４０がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の方向への移動が可能に構成されていてもよい。
【００２４】
ＨＤＤ２５０は、検査装置１００に接続されており、検査装置１００が顕微鏡カメラ２４０から取得した画像データに基づいて生成するＯＲ（論理和）画像データを保存する。ＨＤＤ２５０は、所謂外付けのハードディスクドライブであり、必要なデータ容量に応じた数のＨＤＤ２５０を検査装置１００に接続すればよい。なお、ＯＲ画像データについては後述する。
【００２５】
ＰＣ２６０は、ＨＤＤ２５０に接続されており、ＨＤＤ２５０に格納されるＯＲ画像データが表すＯＲ画像の表示等の処理を実行する。
【００２６】
図２は、実施の形態の検査装置１００で検査を行う送電ケーブル５００の断面を示す図である。
【００２７】
送電ケーブル５００は、導体５０１、内部半導電層５０２、絶縁体５０３、外部半導電層５０４を含む。送電ケーブル５００は、図２に示すような断面構造を有し、図面を貫通する方向（長手方向）に、所定の長さを有する。なお、図２では、説明の便宜上、各構成要素のハッチングを省略する。
【００２８】
導体５０１は、金属製であり、例えば、銅やアルミニウムが使用される。
【００２９】
内部半導電層５０２は、例えば、耐熱性のある半導電性樹脂で構成され、導体５０１の周囲に巻回される。
【００３０】
絶縁体５０３は、導体５０１を絶縁するために設けられている。絶縁体５０３は、例えば、ＸＬＰＥ(Crosslinked polyethylene:架橋ポリエチレン)を用いて射出成形で作製することができる。ここでは、絶縁体５０３としてＸＬＰＥを用いる形態について説明するが、耐熱性と絶縁性がある材料であれば、ＸＬＰＥ以外の材料を絶縁体５０３として用いてもよい。
【００３１】
外部半導電層５０４は、例えば、耐熱性のある半導電性樹脂で構成され、絶縁体５０３の周囲に巻回される。
【００３２】
なお、主に内部半導電層５０２、絶縁体５０３、外部半導電層５０４は、３層同時押出しによって導体５０１の周りに被覆加工される。
【００３３】
なお、送電ケーブル５００には、外部半導電層５０４の外側に、例えば、ベッディング（ベッディングテープ）、金属シース（金属ラップ）、ジャケット（絶縁カバー）等が設けられていてもよい。
【００３４】
このような断面構造を有する送電ケーブル５００の絶縁体５０３には、製造過程によっては、異物５１１の混入、突起５１２の形成、又は、ボイド５１３の形成が生じる場合がある。
【００３５】
ここで、異物５１１とは、金属片、金属粉、又はその他の有色の混合物等の絶縁体５０３の材料以外の物質であり、本来であれば絶縁体５０３に混入されることが望ましくない物質である。
【００３６】
また、突起５１２は、内部半導電層５０２又は外部半導電層５０４の一部が絶縁体５０３の内側に突出することによって生じ得る突起であり、内部半導電層５０２又は外部半導電層５０４の絶縁体５０３側の面に生じ得るものである。
【００３７】
また、ボイド５１３は所謂気泡であり、絶縁体５０３の材料であるＸＬＰＥ等の樹脂を成型用の型に流し込む際に、空気等が混入することによって生じ得るものである。
【００３８】
絶縁体５０３には、導体５０１を伝送される電力によって非常に強い電界が形成されるため、絶縁体５０３に異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３が存在すると、絶縁破壊の原因になるため、送電ケーブル５００の出荷前に検査を行うことが必要である。
【００３９】
送電ケーブル５００は、長手方向の一方又は両方に余長部分を設けておき、この余長部分をスライスしたスライス片に対して、異物５１１、突起５１２、及び、ボイド５１３の有無の検査を行う。このような検査は、出荷するすべての送電ケーブル５００に対して行う。
【００４０】
実施の形態の検査装置１００は、送電ケーブル５００のスライス片に対して、以下で説明するような検査を行う。
【００４１】
図３は、送電ケーブル５００のスライス片５００Ａの画像を取得する様子を示す図（その１）であり、（Ａ）は送電ケーブル５００のスライス片５００Ａを示す図、（Ｂ）は顕微鏡カメラ２４０でスライス片５００Ａの画像を取得する様子を示す図である。なお、画像の取得は、導体５０１が取り除かれた状態で行うため、図３には導体５０１を取り除いた状態のスライス片５００Ａを示す。
【００４２】
図３（Ａ）には、送電ケーブル５００のスライス片５００Ａの平面図と側面図を示す。スライス片５００Ａの平面構成は、図２に示す送電ケーブル５００の断面構成と同一である。実施の形態では、送電ケーブル５００を所定の厚さにスライスすることにより、スライス片５００Ａを用意する。スライス片５００Ａの厚さｔは、例えば、０．７５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度である。
【００４３】
このようなスライス片５００Ａは、ワークトレイ３００（図１参照）に搭載される検査対象物の一例である。スライス片５００Ａは、図１に示すワークトレイ３００に搭載されて、顕微鏡カメラ２４０で画像が撮影される。
【００４４】
なお、スライス片５００Ａは、送電ケーブル５００の長手方向の一方又は両方の余長部分を、鉋のようなスライサー又は旋盤を用いて行えばよい。例えば、電気学会の電気規格調査会（ＪＥＣ）による規格では、出荷するすべての送電ケーブル５００について、出荷前の検査に必要なスライス片５００Ａの厚さや枚数が定められている。このような規格で定められた厚さ及び枚数のスライス片５００Ａについて検査を行い、検査をパスした送電ケーブル５００を出荷することができる。例えば、所定の厚さ（例えば、０．５ｍｍ±０．２５ｍｍ）で所定の枚数（連続した２０枚）のスライス片５００Ａについて検査を行えばよい。
【００４５】
図３（Ｂ）に示すように、スライス片５００Ａの下側から照明装置２３０で透過光を照射した状態で、スライス片５００Ａの上側に配置される顕微鏡カメラ２４０をＺ軸走査装置２２０（図１参照）でＺ軸方向（スライス片５００Ａの厚さ方向）にスキャンしながら、複数の画像６００を撮影する。
【００４６】
複数の画像６００は、顕微鏡カメラ２４０をＺ軸方向にスキャンしながら、図３（Ａ）の平面図に示す絶縁体５０３の領域５０３Ａを顕微鏡カメラ２４０で撮影することによって得る画像である。複数の画像６００は、絶縁体５０３の領域５０３Ａ内における複数の深さにおける画像を表す。
【００４７】
このような画像６００は、顕微鏡カメラ２４０をＺ軸方向の複数の焦点位置にスキャンして、スライス片５００Ａの上面と底面との間の複数の深さに焦点位置を合わせた状態で撮影を行うことによって得られる。
【００４８】
また、実施の形態では、絶縁体５０３の断面をメッシュ状の複数の領域に分けて、各領域において複数の焦点位置における画像６００を撮影する。図３（Ａ）に示す領域５０３Ａは、メッシュ状に分けた複数の領域のうちの１つである。各領域についての画像６００を取得するために、検査装置１００はＸＹステージ２１０のＸ軸走査装置２１０Ｘ及びＹ軸走査装置２１０Ｙを走査して、顕微鏡カメラ２４０と各領域とのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置合わせを行う。
【００４９】
図４は、送電ケーブル５００のスライス片５００Ａの画像を取得する様子を示す図（その２）である。図４にはスライス片５００Ａの側面を示す。
【００５０】
送電ケーブル５００の余長部分をスライスしてスライス片５００Ａを作製すると、スライス片５００Ａの絶縁体５０３（図３参照）の両面に、ごく浅い溝状の傷等が形成されるため、そのまま顕微鏡カメラ２４０で撮影すると、表面の乱反射によって異物５１１、突起５１２、ボイド５１３を正確に撮影できないおそれがある。
【００５１】
このため、図４に示すように、スライス片５００Ａの両面に、絶縁体５０３の材料（ここではＸＬＰＥ）の屈折率に近い屈折率を有する材料５２０を塗布し、材料５２０を介してスライス片５００Ａの両面にガラス板５３０を貼り付ける。材料５２０としては、例えば、絶縁体５０３がＸＬＰＥ製の場合には、流動パラフィンを用いることができる。
【００５２】
このようにスライス片５００Ａの両面に材料５２０を介してガラス板５３０を貼り付けた状態で、顕微鏡カメラ２４０でスライス片５００Ａの絶縁体５０３の撮影を行えば、乱反射を抑制して、より正確な画像を得ることができる。
【００５３】
また、スライス片５００Ａの両面からある程度の深さまでは、スライスによって生じる傷が存在し得るため、両面からある程度の深さの部分については撮影を行わずに検査対象から除外してもよい。
【００５４】
例えば、図４に示すように、スライス片５００Ａを厚さ方向に領域５００Ａ１、５００Ａ２、５００Ａ３に分類し、領域５００Ａ１と５００Ａ３の厚さは、スライスによって生じる傷が存在し得る深さに対応させておく。そして、領域５００Ａ１と５００Ａ３については検査を行わずに、傷が存在しない領域５００Ａ２について画像を取得し、異物５１１、突起５１２、ボイド５１３の有無の検査を行ってもよい。
【００５５】
このような場合には、領域５００Ａ１の内部に対応する深さの部分においてのみＺ軸走査装置２２０で焦点位置を設定して顕微鏡カメラ２４０による撮影を行い、スライス片５００Ａの上面から領域５００Ａ１の内部に対応する深さの部分と、スライス片５００Ａの下面から領域５００Ａ３の内部に対応する深さの部分とについてはＺ軸走査装置２２０で焦点位置を設定せずに撮影を行わないようにすればよい。
【００５６】
また、異物５１１、突起５１２、ボイド５１３の有無の検査は、例えば、規格に応じた所定の枚数のスライス片５００Ａについて行えばよい。
【００５７】
また、この場合に、領域５００Ａ２の厚さが規格によって定められる所定の厚さを満たすように、スライス片５００Ａの厚さを設定すればよい。
【００５８】
図５は、実施の形態の検査装置１００の構成を示す図である。
【００５９】
検査装置１００は、ＸＹ位置設定部１１０、焦点位置設定部１２０、撮影制御部１３０、エッジ検出部１４０、ＯＲ画像出力部１５０、及び画像処理部１６０を含む。
【００６０】
ＸＹ位置設定部１１０は、絶縁体５０３（図３（Ａ）参照）の断面をメッシュ状に分けた複数の領域における画像６００を撮影する際に、ＸＹステージ２１０のＸ軸走査装置２１０Ｘ及びＹ軸走査装置２１０Ｙを走査して、顕微鏡カメラ２４０と各領域とのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置合わせを行う。
【００６１】
焦点位置設定部１２０は、ＸＹステージ２１０によって顕微鏡カメラ２４０と絶縁体５０３のメッシュ状の領域のうちのいずれか１つの領域（例えば、図３（Ａ）に示す領域５０３Ａ）とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置合わせが行われた状態で、スライス片５００Ａの領域５００Ａ２（図４参照）の深さ方向において複数の焦点位置を設定するために、Ｚ軸走査装置２２０を駆動して顕微鏡カメラ２４０をＺ軸方向にスキャンする。
【００６２】
また、複数の焦点位置同士の差は、顕微鏡カメラ２４０の被写界深度以下に設定すればよい。このような複数の焦点位置を用いれば、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３が存在する場合に、確実に画像を捉えることができるからである。
【００６３】
撮影制御部１３０は、ＸＹステージ２１０による位置合わせと、Ｚ軸走査装置２２０による顕微鏡カメラ２４０の焦点合わせとが行われた状態で、顕微鏡カメラ２４０は撮像を行う。これにより、絶縁体５０３のメッシュ状の領域のうちのいずれか１つの領域（例えば、図３（Ａ）に示す領域５０３Ａ）の画像が顕微鏡カメラ２４０によって撮影される。
【００６４】
顕微鏡カメラ２４０によって撮影される画像は、絶縁体５０３のメッシュ状の領域のうちのいずれか１つの領域（例えば、図３（Ａ）に示す領域５０３Ａ）について、ある焦点位置で撮影を行うことによって得られる画像である。
【００６５】
撮影制御部１３０による顕微鏡カメラ２４０の制御は、ＸＹ位置設定部１１０によるＸＹステージ２１０の制御（メッシュ状の領域の選択）と、焦点位置設定部１２０によるＺ軸走査装置２２０の制御（焦点位置の設定）とに連動している。
【００６６】
撮影制御部１３０によって制御される顕微鏡カメラ２４０は、絶縁体５０３のメッシュ状の領域の各々について、複数の焦点位置で撮影を行う。このため、絶縁体５０３のメッシュ状の領域の各々について、焦点位置の異なる複数の画像データが得られる。
【００６７】
顕微鏡カメラ２４０によって得られた画像データは、データ線２４１を介して、顕微鏡カメラ２４０から検査装置１００に入力される。
【００６８】
ここで、例えば、顕微鏡カメラ２４０で、絶縁体５０３の領域５０３Ａについて、絶縁体５０３の上面と下面との間における複数の深さの位置に焦点を合わせて、それぞれの焦点位置における画像データを取得した場合に、複数の画像データが表す画像は次のようになる。
【００６９】
領域５０３Ａの内部に、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３のいずれも存在しない場合に、絶縁体５０３の上面と下面との間における複数の深さの位置に焦点を合わせて領域５０３Ａについて撮影を行って得られる複数の画像は、ピントが合っていない状態（ピントがぼけた状態）で領域５０３Ａの表面を撮影した画像になる。
【００７０】
一方、領域５０３Ａの内部に、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３のいずれかが存在する場合に、絶縁体５０３の上面と下面との間における複数の深さの位置に焦点を合わせて領域５０３Ａについて撮影を行って得られる複数の画像は、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３のいずれかの輪郭を捉えた画像になる。複数の焦点位置同士の差を顕微鏡カメラ２４０の被写界深度以下で、かつ、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３として捉えたいサイズに合わせておけば、複数の画像のうちの少なくともいずれか１つには、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３の輪郭を表す画像になる。
【００７１】
実施の形態の検査装置１００では、このようにして、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３の輪郭を表す画像を取得する。
【００７２】
エッジ検出部１４０は、顕微鏡カメラ２４０から検査装置１００に入力される各画像データに対して微分処理及び２値化処理等を行うことにより、各画像データが表す画像に含まれるエッジを検出する。画像に含まれるエッジは、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３の輪郭に対応する。
【００７３】
エッジ検出部１４０は、各画像データが表す画像に含まれるエッジの画像を表すエッジ画像データを出力する。
【００７４】
従って、絶縁体５０３のメッシュ状の領域の各々について、焦点位置の異なる複数のエッジ画像データが得られる。
【００７５】
なお、ここでは、２値化された画像データにおいては、エッジのデータ値は例えば'１'であり、エッジ以外の部分のデータ値は例えば'０'であるものとする。画像データとしては、エッジは白で表され、エッジ以外は黒で表されるものとする。
【００７６】
ＯＲ画像出力部１５０は、エッジ検出部１４０から出力される複数のエッジ画像データのうち、同一のメッシュ状の領域における焦点位置の異なる複数のエッジ画像データの論理和を表すＯＲ画像データを出力する。ＯＲ画像データは、各メッシュ状の領域において、エッジ画像データの論理和をピクセル毎に求めたものである。
【００７７】
上述したようにエッジ検出部１４０から出力される画像データは２値化されており、エッジのデータ値は'１'であり、エッジ以外の部分のデータ値は'０'である。このため、ＯＲ画像出力部１５０は、各メッシュ状の領域について、ピクセル毎にエッジのデータ値'１'の論理和を取ったＯＲ画像データを出力する。
【００７８】
例えば、ＯＲ画像出力部１５０は、図３（Ａ）に示す領域５０３Ａについて得られる焦点位置の異なる複数のエッジ画像データの論理和を表すＯＲ画像データを出力する。このような論理和の演算は、メッシュ状の各領域について行われるため、各領域についてＯＲ画像データが求められる。
【００７９】
画像処理部１６０は、メッシュ状の各領域についてＯＲ画像出力部１５０から出力されるＯＲ画像データに対して、白膨張処理及びラベリング処理を行い、さらに、白膨張処理及びラベリング処理を行ったＯＲ画像データに対して、白い画像の集合のフェレ径を求める処理を行うことにより、ＯＲ画像データに含まれる白い画像の集合の最大寸法を求める。
【００８０】
ここで、白膨張処理は、２値化された画像データのうち、白を表すピクセルのデータ同士を繋げることにより、白い画像を膨張させる処理である。また、ラベリング処理は、白又は黒の部分が連続する画素に同じ番号を割り振る処理である。また、フェレ径を求める処理は、ＯＲ画像データに含まれる白い画像の集合の外接長方形の辺の長さを求めることにより、白い画像の集合の最大寸法を求める処理である。
【００８１】
なお、異物５１１、突起５１２、ボイド５１３等が存在しない場合には、白膨張処理を行ったＯＲ画像データについてフェレ径を求める処理を行っても、白い画像の集合が存在しないため、異物５１１、突起５１２、ボイド５１３等のフェレ径は求められない。
【００８２】
このため、画像処理部１６０がＯＲ画像データについてフェレ径を求める処理を行った結果に基づいて、異物５１１、突起５１２、ボイド５１３等の有無を判定することができる。
【００８３】
次に、図６を用いて、実施の形態の検査装置１００における検査の手順について説明する。
【００８４】
図６は、実施の形態の検査装置１００が実行する検査方法のフローを示す図である。
【００８５】
図６に示すフローは、検査装置１００の利用者が処理をスタートさせるための操作入力を行うことによって開始される（スタート）。
【００８６】
まず、検査装置１００は、スライス片５００Ａの絶縁体５０３のメッシュ状の領域のうちのいずれか１つの領域を選択する（ステップＳ１）。具体的には、ＸＹ位置設定部１１０がＸＹステージ２１０のＸ軸走査装置２１０Ｘ及びＹ軸走査装置２１０Ｙを走査して、顕微鏡カメラ２４０と各領域とのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置合わせを行う。なお、メッシュ状の領域の各々には識別子を割り振っておき、最初に選択する領域を決めておけばよい。
【００８７】
次に、検査装置１００は、焦点位置を設定する(ステップＳ２)。具体的には、焦点位置設定部１２０が、ステップＳ１で選択された領域について焦点位置を設定するために、Ｚ軸走査装置２２０を駆動して顕微鏡カメラ２４０の位置を設定する。
【００８８】
焦点位置設定部１２０は、所定のピッチでＺ軸走査装置２２０を駆動して顕微鏡カメラ２４０をＺ軸方向に移動させる度に顕微鏡カメラ２４０の位置が焦点位置に到達したかどうかをＺ軸方向の移動量を検出するエンコーダ等の出力に基づいて判定し、焦点位置に到達するまで所定のピッチで顕微鏡カメラ２４０を移動させる。これにより、顕微鏡カメラ２４０の位置が焦点位置に設定される。
【００８９】
なお、焦点位置は、スライス片５００Ａの領域５００Ａ２（図４参照）の厚さの範囲内で設定される。また、ステップＳ１で選択される領域について、複数の焦点位置を設定するため、複数の焦点位置について設定する順序を決めておけばよい。
【００９０】
次に、検査装置１００は、画像の撮影を行う（ステップＳ３）。具体的には、撮影制御部１３０は、ステップＳ１で選択された領域について、ステップＳ２で設定された焦点位置において、顕微鏡カメラ２４０にて撮像を行う。これにより、絶縁体５０３のメッシュ状の領域のうちのいずれか１つの領域の画像が顕微鏡カメラ２４０によって撮影される。
【００９１】
次に、検査装置１００は、画像の撮影が完了したかどうかを判定する（ステップＳ４）。具体的には、顕微鏡カメラ２４０から検査装置１００に画像データが入力されたかどうかを判定する。検査装置１００は、顕微鏡カメラ２４０から画像データが入力される（Ｓ４：ＹＥＳ）と、フローをステップＳ５に進行させる。
【００９２】
次に、検査装置１００は、微分処理（ステップＳ５Ａ）、（赤−青）成分抽出処理（ステップＳ５Ｂ）、（赤−緑）成分抽出処理（ステップＳ５Ｃ）、２値化処理（ステップＳ６Ａ〜Ｓ６Ｃ）を実行する。
【００９３】
微分処理（ステップＳ５Ａ）及び２値化処理（ステップＳ６Ａ）では、検査装置１００は、ステップＳ３における画像撮影で得られた画像データが表す画像に含まれるエッジを検出する。具体的には、エッジ検出部１４０がステップＳ５Ａ及びＳ６Ａの処理を行う。
【００９４】
（赤−青）成分抽出処理（ステップＳ５Ｂ）では、検査装置１００は、ステップＳ３における画像撮影で得られた画像データが表す画像に含まれる赤色成分から青色成分を差し引く処理を行い、差し引いて得る画像データに対して２値化処理（ステップＳ６Ｂ）を行う。具体的には、エッジ検出部１４０がステップＳ５Ｂ及びＳ６Ｂの処理を行う。なお、（赤−青）成分抽出処理（ステップＳ５Ｂ）は、褐色及び黄色成分を抽出する処理である。
【００９５】
（赤−緑）成分抽出処理（ステップＳ５Ｃ）では、検査装置１００は、ステップＳ３における画像撮影で得られた画像データが表す画像に含まれる赤色成分から緑色成分を差し引く処理を行い、差し引いて得る画像データに対して２値化処理（ステップＳ６Ｃ）を行う。具体的には、エッジ検出部１４０がステップＳ５Ｃ及びＳ６Ｃの処理を行う。なお、（赤−緑）成分抽出処理（ステップＳ５Ｃ）は、赤紫色及びマゼンタ色成分を抽出する処理である。
【００９６】
次に、検査装置１００は、ステップＳ６Ａ〜Ｓ６Ｃで得られる画像の合成処理を行う(ステップＳ７)。具体的には、エッジ検出部１４０がステップＳ６Ａ〜Ｓ６Ｃで得られる画像を合成する。ステップＳ７の処理により、エッジのデータを含む、２値化された画像データが得られる。この画像データでは、エッジのデータ値は'１'であり、エッジ以外の部分のデータ値は'０'である。なお、ステップＳ７で得られた画像データは、焦点位置を表すデータと関連付けられて検査装置１００の内部メモリに格納される。
【００９７】
次に、検査装置１００は、所定枚数の画像データを取得したかどうかを判定する（ステップＳ８）。例えば、スライス片５００Ａ（図３参照）の領域５００Ａ２(図４参照)について、焦点位置を何種類設定するかにより、取得すべき画像データの所定の枚数が決まる。一例として、領域５００Ａ２の厚さが０．５ｍｍの場合は、４７枚の画像データが得られることになる。
【００９８】
従って、検査装置１００は、予め得られる枚数（所定の枚数）を表すデータと、判定時点までに取得した画像データの枚数のカウント値を表すデータを内部メモリに保持しておき、カウント値が所定の枚数に達したかどうかを判定すればよい。
【００９９】
検査装置１００は、カウント値が所定の枚数に達したと判定すると（Ｓ８：ＹＥＳ）、フローをステップＳ９に進行させる。また、検査装置１００は、カウント値が所定の枚数に達していないと判定すると（Ｓ８：ＮＯ）、フローをステップＳ２にリターンさせる。この場合は、ステップＳ２で新たな焦点位置が再び設定され、ステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返し実行することにより、ステップＳ７で新たな焦点位置による画像データが得られる。
【０１００】
次に、検査装置１００は、すべての画像データの論理和を取ることにより、ＯＲ画像データを出力する（ステップＳ９）。具体的には、ＯＲ画像出力部１５０が所定の枚数のすべての画像データの論理和を取ることにより、ＯＲ画像データを出力する。
【０１０１】
次に、検査装置１００は、ステップＳ９で得られたＯＲ画像データに対して白膨張処理を行う（ステップＳ１０）。具体的には、画像処理部１６０がＯＲ画像出力部１５０から出力されるＯＲ画像データに対して、白膨張処理を行う。
【０１０２】
次に、検査装置１００は、ステップＳ１０で白膨張処理が行われたＯＲ画像データについて、ラベリング処理を行う(ステップＳ１１)。具体的には、画像処理部１６０が白膨張処理を行ったＯＲ画像データにおいて、白又は黒の部分が連続する画素に同じ番号を割り振る。
【０１０３】
次に、検査装置１００は、ラベリング処理が行われたＯＲ画像データに含まれる異物等を表す白い画像の集合のフェレ径を求める処理を行うことにより、ＯＲ画像データに含まれる白い画像の集合の最大幅（最大寸法）を算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理は、画像処理部１６０が行う。
【０１０４】
次に、検査装置１００は、規格外の異物等を含むかどうかを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、検査装置１００は、ステップＳ１２で算出した最大幅が、予め規定した幅の規格値以上であるかどうかを判定する。検査装置１００は、ステップＳ１２で算出した最大幅が規格値以上であれば、規格外の異物等を含むと判定し（Ｓ１３：ＹＥＳ）、フローをステップＳ１４に進行させる。また、最大幅が規格値以上でなければ、規格外の異物等を含まないと判定し（Ｓ１３：ＮＯ）、フローをステップＳ１５に進行させる。
【０１０５】
なお、規格値は、送電ケーブル５００として用いる場合に、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３として問題になる寸法に設定すればよく、例えば、電気学会の電気規格調査会（ＪＥＣ）による規格に準じた値に設定することができる。
【０１０６】
検査装置１００は、規格外の異物等を含むと判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）は、検査対象になっているスライス片５００Ａについて、異物ありのフラグをオンにする（ステップＳ１４）。検査装置１００は、異物ありのフラグをオンにすると、フローをステップＳ１５に進行させる。フローがステップＳ１５に進行するのは、ステップＳ１４の処理が終了した場合と、規格外の異物等を含まない（Ｓ１３：ＮＯ）と判定した場合である。
【０１０７】
次に、検査装置１００は、すべての領域の選択が完了したかどうかを判定する（ステップＳ１５）。上述したように、メッシュ状の領域の各々に識別子を割り振っておけば、すべての領域についてステップＳ１での選択が行われたかどうかを判定することができる。
【０１０８】
検査装置１００は、すべての領域の選択が完了したと判定すると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する（エンド）。また、すべての領域の選択が完了していない（Ｓ１５：ＮＯ）と判定した場合は、フローをステップＳ１にリターンする。
【０１０９】
なお、検査装置１００は、ステップＳ１４で異物ありのフラグをオンにしたスライス片５００Ａについては、各スライス片５００Ａを識別する識別子と、異物ありのフラグとを関連付けて、内部メモリに保存すればよい。また、各スライス片５００Ａを識別する識別子と、異物ありのフラグとを関連付けたデータをＨＤＤ２５０に格納してもよい。
【０１１０】
図７は、実施の形態の検査装置１００によって取得される、画像データ、エッジ画像データ、及びＯＲ画像データの一例を示す図である。図７では縦軸方向に、スライス片５００Ａ（図４参照）の領域５００Ａ２における厚さ（深さ）方向を示し、左から右にかけて、画像データ、エッジ画像データ、及びＯＲ画像データを並べて示す。
【０１１１】
また、上述したように、画像データとしては、エッジは白で表され、エッジ以外の部分は黒で表されるため、実際の検査装置１００では、エッジ画像データ及びＯＲ画像データにおいても、エッジは白で表され、エッジ以外は黒で表される。
【０１１２】
しかしながら、ここでは図面の見易さを優先して、説明の便宜上、エッジ画像データ及びＯＲ画像データについては白と黒を反転させて、エッジを黒で表し、エッジ以外の部分を白で表す。
【０１１３】
図７に示すように、深さ１、深さ２、深さ３の画像データの中央には、白いエッジが映っている。
【０１１４】
画像データに対して微分処理（ステップＳ５Ａ）、（赤−青）成分抽出処理（ステップＳ５Ｂ）、（赤−緑）成分抽出処理（ステップＳ５Ｃ）、及び２値化処理（ステップＳ６Ａ〜Ｓ６Ｃ）を行うと、深さ１、深さ２、深さ３のそれぞれのエッジ画像データが得られる。エッジ画像データでは、黒く示すエッジが画像データよりも鮮明になっている。
【０１１５】
そして、ＯＲ画像データは、深さ１、深さ２、深さ３のエッジ画像データの論理和を取ったＯＲ画像を表すため、黒く示すエッジがエッジ画像データよりもさらに強調されている。
【０１１６】
以上のように、実施の形態の検査装置１００によれば、ＯＲ画像データを生成することによって、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３を高精度に検出することができる。
【０１１７】
従来の検査方法では、落射光や透過光の照射によって映し出される異物以外の画像は得られないため、異物を正確に検出できないおそれがある。
【０１１８】
これに対して、実施の形態の検査装置１００は、スライス片５００Ａの深さ方向における複数の焦点位置で取得した画像データからエッジ画像データを求め、深さ方向において複数得られるエッジ画像データの論理和を取ることによってＯＲ画像データを生成するので、スライス片５００Ａの深さ方向における異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３を高精度に検出することができる。
【０１１９】
ＯＲ画像データは、顕微鏡カメラ２４０の被写界深度以下の間隔に設定される複数の焦点位置において得られたエッジ画像データの論理和を取ることによって生成される。このため、スライス片５００Ａの領域５００Ａ２(図４参照)に異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３が含まれる場合に、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３によるエッジを高精度に検出することができる。
【０１２０】
また、スライス片５００Ａの両面から一定の厚さの領域５００Ａ１と５００Ａ３については、スライスによって生じる傷等が存在し得るため、検査対象から外している。これにより、スライスによって生じる傷等を異物等として誤検出することを抑制でき、高精度に異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３を検出できる検査装置１００を提供することができる。
【０１２１】
また、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３の有無の判定を人間が目視で行うと、視力の違い等によって個人個人でのばらつきが生じるが、実施の形態の検査装置１００は、上述のようなＯＲ画像データに含まれ得る異物等の大きさに基づいて異物等の有無を判定できるため、個人個人のばらつきによる影響を排除できる。
【０１２２】
また、例えば、スライス片５００Ａに異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３が混入しているかどうかを人間が目視で確認すると、１枚のスライス片５００Ａにつき約１時間から２時間程度の時間を要する。例えば、２０枚のスライス片５００Ａについて目視での確認を行うと膨大な時間がかかることになる。
【０１２３】
実施の形態の検査装置１００は、異物５１１、突起５１２、又はボイド５１３の有無を自動的に行うことができるので、作業効率と検出精度の大幅な向上を達成することができる。
【０１２４】
なお、ステップＳ１４で異物ありのフラグをオンにしたスライス片５００Ａについては、スライス片５００Ａを識別する識別子と、異物ありのフラグとを関連付けたデータをＨＤＤ２５０に格納してもよい。
【０１２５】
このようにすれば、ＰＣ２６０でＯＲ画像の表示等の処理を実行する際に、処理対象を異物等の含まれる送電ケーブル５００のみに限ることができる。この結果、ＰＣ２６０を用いて、異物等の確認作業を行う作業員の負担を軽減することができる。
【０１２６】
以上、本発明の例示的な実施の形態の検査装置、及び、検出方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  検査装置
１１０  ＸＹ位置設定部
１２０  焦点位置設定部
１３０  撮影制御部
１４０  エッジ検出部
１５０  ＯＲ画像出力部
１６０  画像処理部
２００  検査システム
２１０  ＸＹステージ
２１０Ｘ  Ｘ軸走査装置
２１０Ｙ  Ｙ軸走査装置
２１１  ステージ
２２０  Ｚ軸走査装置
２３０  照明装置
２４０  顕微鏡カメラ
２５０  ＨＤＤ
２６０  ＰＣ
３００  ワークトレイ
５００  送電ケーブル
５００Ａ  スライス片
５０１  導体
５０２  内部半導電層
５０３  絶縁体
５０４  外部半導電層
５１１  異物
５１２  突起
５１３  ボイド
５２０  材料
５３０  ガラス板
６００  画像
【図２】
2015158465.tif 000003
【図４】
2015158465.tif 000004
【図５】
2015158465.tif 000005
【図６】
2015158465.tif 000006
【図１】
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【図３】
2015158465.tif 000008
【図７】
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