(57)【要約】【課題】ＣＡＤデータを用いて基板の外観検査を行うに当り、基板画像のゆがみにかかわらず、虚報率を低く抑える。【解決手段】撮影された基板画像の観測データであって、基板画像の変形を反映した観測値Ａを求める基板観測手段１００と、ＣＡＤデータから作成された設計画像に関して、設計値ａを求める設計値算出手段２００と、Ａ／ａで与えられる変形パラメータを算出する変形パラメータ算出手段２０と、変形パラメータを設計値ａに作用させて設計画像を参照画像へと変形する参照画像作成手段３０と、基板画像と参照画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた基板属性と参照属性との一致度を、基板画像及び参照画像の相対的位置を変化させながら算出し、一致度が最大となる点で基板画像と参照画像とを重ね合わせる画像重畳手段４０とを備える。【選択図】図２
2008185514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いた基板外観検査装置であって、
撮影された基板の画像である基板画像の物理量に関する観測データであって、内因又は外因に起因する前記基板画像の変形を反映した観測値Ａを求める基板観測手段と、
前記基板の設計用のＣＡＤデータを記憶手段から読み出して作成された設計画像に関して、前記観測値Ａに対応する設計値ａを求める設計値算出手段と、
Ａ／ａで与えられる変形パラメータを算出する変形パラメータ算出手段と、
前記変形パラメータを前記設計値ａに作用させて前記設計画像の変形画像である参照画像を作成する参照画像作成手段と、
前記基板画像と前記参照画像とを暫定的に重ね合わせ、該基板画像と該参照画像とに共通した属性であって、該基板画像と該参照画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた基板属性と参照属性との一致度を、該基板画像及び該参照画像の相対的位置を変化させながら算出し、該一致度が最大となる点で前記基板画像と前記参照画像とを重ね合わせる画像重畳手段と
を備えることを特徴とする基板外観検査装置。
【請求項２】
前記基板属性を、前記基板画像上に配置された特定部品の形状とし、及び前記参照属性を、前記参照画像上に配置された該特定部品に対応する部品の形状とすることを特徴とする請求項１に記載の基板外観検査装置。
【請求項３】
前記基板画像及び前記参照画像に、第１座標軸及び第２座標軸を含む第１直交座標系を共通に設定し、
前記基板属性を、前記第１及び第２座標軸の各々に沿った前記基板画像の色の分布としての第１及び第２基板画像色分布とし、及び、前記参照属性を、第１及び第２座標軸の各々に沿った前記参照画像の色の分布としての第１及び第２参照画像色分布とすることを特徴とする請求項１に記載の基板外観検査装置。
【請求項４】
前記基板画像及び前記設計画像のそれぞれに３個以上の共通の基準領域を設定し、
前記基板観測手段は、前記基板画像における当該基準領域間の距離としての第１基板距離〜第ｎ基板距離（ｎは３以上の整数）を前記観測値Ａとし、
前記設計値算出手段は、前記設計画像における前記基準領域間の距離としての第１設計距離〜第ｎ設計距離を前記設計値ａとしてそれぞれ設定し、
前記変形パラメータ算出手段は、前記変形パラメータＡ／ａとして、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）をそれぞれ算出し、
前記参照画像作成手段は、前記変形パラメータＡ／ａとしての（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）を、前記設計値ａとしての第１設計距離〜第ｎ設計距離にそれぞれ乗じることにより、前記参照画像を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置。
【請求項５】
前記基板画像及び前記設計画像に、第３座標軸及び第４座標軸を含む第２直交座標系を共通に設定し、
前記基板観測手段は、
該第３座標軸方向に沿った前記基板画像の一端部及び他端部の座標と、該第３座標軸方向に沿った前記基板画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第１基準点として設定し、隣り合った第１基準点間の距離としてのｍ個（ｍは１以上の整数）の第３基板基準点間距離、並びに、
該第４座標軸方向に沿った前記基板画像の一端部及び他端部の座標と、該第４座標軸方向に沿った前記基板画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第２基準点として設定し、隣り合った第２基準点間の距離としてのｐ個（ｐは１以上の整数）の第４基板基準点間距離の双方を前記観測値Ａとし、
前記設計値算出手段は、
該第３座標軸方向に沿った前記設計画像の一端部及び他端部の座標と、該第３座標軸方向に沿った前記設計画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第３基準点として設定し、隣り合った第３基準点間の距離としてのｍ個の第３設計基準点間距離、並びに、
該第４座標軸方向に沿った前記設計画像の一端部及び他端部の座標と、該第４座標軸方向に沿った前記設計画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第４基準点として設定し、隣り合った第４基準点間の距離としてのｐ個の第４設計基準点間距離の双方を前記設計値ａとし、
前記変形パラメータ算出手段は、前記変形パラメータＡ／ａとして、前記第３座標軸方向に関しては、ｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）を算出し、及び前記第４座標軸方向に関しては、ｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）を算出し、
前記参照画像作成手段は、
前記第３座標軸方向に関しては、ｍ個の前記（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）のそれぞれを、対応する前記第３設計基準点間距離に乗じ、及び、
前記第４座標軸方向に関しては、ｐ個の前記（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）のそれぞれを、対応する前記第４設計基準点間距離に乗じることにより、
前記参照画像を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置。
【請求項６】
予め設定された設定搬送速度Ｖ０で搬送される前記基板をラインセンサで撮影した画像を前記基板画像として用い、
前記基板観測手段は、前記観測値Ａとして、前記基板の搬送方向に沿った位置座標ｄにおける実搬送速度Ｖ（ｄ）を用い、
前記設計値算出手段は、前記設計画像に関する前記設計値ａとして前記設定搬送速度Ｖ０を用い、
前記変形パラメータ算出手段は、変形パラメータＡ／ａとして、前記基板の前記位置座標ｄにおける（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）を用い、
前記参照画像作成手段は、前記設計画像の前記位置座標ｄに対応する位置において、前記変形パラメータＡ／ａとしての（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）で、該設計画像の前記搬送方向に沿った長さを除することにより、前記参照画像を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置。
【請求項７】
前記基板画像及び前記設計画像のそれぞれに３点以上の共通の基準領域を設定し、
前記基板観測手段は、前記基板画像における当該基準領域間の距離としての第１基板距離〜第ｎ基板距離（ｎは３以上の整数）を前記観測値Ａとし、
前記設計値算出手段は、前記設計画像における前記基準領域間の距離としての第１設計距離〜第ｎ設計距離を前記設計値ａとし、
前記変形パラメータ算出手段は、前記変形パラメータＡ／ａとして、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の単純平均を算出し、
前記参照画像作成手段は、前記変形パラメータＡ／ａとしての前記単純平均を、前記設計値ａとしての第１設計距離〜第ｎ設計距離にそれぞれ乗じることにより、前記参照画像を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置。
【請求項８】
前記参照画像作成手段は、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の中から異常値を除外して前記単純平均を算出することを特徴とする請求項７に記載の基板外観検査装置。
【請求項９】
コンピュータを用いた基板外観検査装置であって、
撮影された基板の画像である基板画像の物理量に関する観測データであって、内因又は外因に起因する前記基板画像の変形を反映した観測値Ａを求める基板観測手段と、
前記基板の設計用のＣＡＤデータを記憶手段から読み出して作成された設計画像から前記観測値Ａに対応する設計値ａを算出する設計値算出手段と、
ａ／Ａで与えられる変形パラメータを算出する変形パラメータ算出手段と、
前記変形パラメータを前記観測値Ａに乗じて基板画像を参照画像へと変形する参照画像作成手段と、
前記参照画像と前記設計画像とを暫定的に重ね合わせ、該参照画像と該設計画像とに共通した属性であって、該参照画像と該設計画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた参照属性と設計属性との一致度を、該参照画像及び該設計画像の相対的位置を変化させながら算出し、該一致度が最大となる点で前記参照画像と前記設計画像とを重ね合わせる画像重畳手段と
を備えることを特徴とする基板外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリント配線基板や実装基板の外観検査を行うための基板外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板には、配線パターン、電子部品を配線パターンに接続するためのスルーホール、電子部品のリードフレームなどを配線パターンにハンダ付けするためのランドやパッド及びシルクなどが形成される。プリント配線基板の製造工程では、これら配線パターンなどの断線、短絡、パターン幅不足、異物の付着、及びピンホールなどの欠陥が発生する場合がある。
【０００３】
これらの欠陥は、基板外観検査により検出される。従来、基板外観検査は、オペレータが基板外観を目視観察することで行われていた。しかし、近年、検査の高精度化と高速化とを図るために専用の基板外観検査装置が導入され、基板外観検査の自動化が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された技術では、まず位置決めしたプリント基板を撮影する。そして、撮影された画像（以下、「基板画像」と称する）を、マスタデータを用いて位置補正した後に、予め撮影されたマスタ画像と比較することで外観検査を行う。
【０００５】
さらに、最近の新しい流れとして、外観検査用のマスタ画像として、プリント基板を撮影した画像ではなく、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データから作成したものを用いることが試みられている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２３０６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１６４２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載された技術は、ＣＡＤデータから得られたマスタ画像を単純に基板画像と重ね合わせるのみであったために、虚報が多いという問題点があった。
【０００７】
以下、この点について詳細に説明する。プリント基板を撮影して得た基板画像には、基板の反り、製造誤差、撮影に用いたレンズの収差、及び基板の搬送速度変動などの影響により、ゆがみが発生することがある。
【０００８】
特許文献２に記載の技術では、このゆがみを考慮することなくＣＡＤデータ由来のマスタ画像を基板画像に重ね合わせていた。そのため、基板画像のゆがみと真の欠陥とを識別することが困難な場合があり、その結果、多くの虚報を発生させていた。
【０００９】
この発明は、このような問題点に鑑みなされたものである。したがって、この発明の目的は、ＣＡＤデータを用いて基板の外観検査を行うに当り、基板画像のゆがみにかかわらず、虚報率の小さい基板外観検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、この発明の基板外観検査装置は、構成要素として以下のような機能手段を備えている。これらの機能手段は、周知の通り、コンピュータにプログラムを読み込ませることによって実現されるものである。
【００１１】
請求項１の基板外観検査装置は、コンピュータを用いていて、機能手段として、基板観測手段と、設計値算出手段と、変形パラメータ算出手段と、参照画像作成手段と、画像重畳手段と、記憶手段とを備えている。
【００１２】
基板観測手段は、撮影された基板の画像である基板画像の物理量に関する観測データであって、内因又は外因に起因する基板画像の変形を反映した観測値Ａを求める。
【００１３】
設計値算出手段は、基板の設計用のＣＡＤデータを記憶手段から読み出して作成された設計画像に関して、観測値Ａに対応する設計値ａを求める。
【００１４】
変形パラメータ算出手段は、Ａ／ａで与えられる変形パラメータを算出する。
【００１５】
参照画像作成手段は、変形パラメータを設計値ａに作用させて設計画像の変形画像である参照画像を作成する。
【００１６】
画像重畳手段は、基板画像と参照画像とを暫定的に重ね合わせ、基板画像と参照画像とに共通した属性であって、基板画像と参照画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた基板属性と参照属性との一致度を、基板画像及び参照画像の相対的位置を変化させながら算出し、一致度が最大となる点での基板画像と参照画像とを重ね合わせる。
【００１７】
請求項１の発明によれば、変形パラメータ算出手段が、ＣＡＤデータ由来の設計画像に対する、基板を撮影した基板画像の変形度を変形パラメータとして算出する。そして、参照画像作成手段は、設計画像を変形パラメータに応じて変形させて参照画像を作成する。作成されたＣＡＤデータ由来の参照画像は、基板画像のゆがみが反映されている画像である。
【００１８】
さらに、画像重畳手段は、基板画像と参照画像とを重ね合わせるに当り、両画像を少しずつ、ずらしながら、基板属性と参照属性との一致度を計算する。そして最大の一致度を与えるずらし量で両画像の重ね合わせを調整する。その結果、両画像は正確に重ね合わされる。
【００１９】
請求項２の基板外観検査装置は、請求項１の基板外観検査装置において、好ましくは、基板属性を、基板画像上に配置された特定部品の形状とし、及び、参照属性を、参照画像上に配置された特定部品に対応する部品の形状とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、画像重畳部は、基板属性及び参照属性として、基板画像及び参照画像の双方に共通して存在する特定部品の形状をそれぞれ採用している。これにより、画像重畳部は、基板属性及び参照属性の一致度を、特定部品の両画像上での一致度として評価することができる。その結果、画像重畳部は、基板画像と参照画像とを正確に重ね合わせることができる。
【００２１】
請求項３の基板外観検査装置は、請求項１の基板外観検査装置において、基板画像及び参照画像に、第１座標軸及び第２座標軸を含む第１直交座標系を共通に設定する。そして基板属性を、第１及び第２座標軸の各々に沿った基板画像の色の分布としての第１及び第２基板画像色分布とし、及び、参照属性を、第１及び第２座標軸の各々に沿った参照画像の色の分布としての第１及び第２参照画像色分布とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、基板属性として、第１及び第２座標軸のそれぞれに沿った基板画像の色分布（第１及び第２基板画像色分布）を採用している。同様に参照属性として、第１及び第２座標軸のそれぞれに沿った参照画像の色分布（第１及び第２参照画像色分布）を採用している。
【００２３】
これにより、画像重畳部は、基板画像と参照画像との位置を相対的にずらすことにより、第１基板画像色分布及び第１参照画像色分布の一致度と、第２基板画像色分布及び第２参照画像色分布の一致度とを評価することができる。その結果、画像重畳部は、基板画像と参照画像とを正確に重ね合わせることができる。
【００２４】
請求項４の基板外観検査装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置において、基板画像及び設計画像のそれぞれに３点以上の共通の基準領域を設定する。
【００２５】
そして、基板観測手段は、基板画像における基準領域間の距離としての第１基板距離〜第ｎ基板距離（ｎは３以上の整数）までのｎ個の基板距離を観測値Ａとしてそれぞれ設定する。
【００２６】
さらに、設計値算出手段は、設計画像における基準領域間の距離としての第１設計距離〜第ｎ設計距離までのｎ個の設計距離を設計値ａとしてそれぞれ設定する。
【００２７】
さらに、変形パラメータ算出手段は、変形パラメータＡ／ａとして、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）をそれぞれ算出する。
【００２８】
さらに、参照画像作成手段は、（第１基板距離／第１設計距離）を第１設計距離に乗じ、（第２基板距離／第２設計距離）を第２設計距離に乗じ、・・・、及び（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）を第ｎ設計距離に乗じるように、変形パラメータＡ／ａとしての（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）を、設計値ａとしての第１設計距離〜第ｎ設計距離にそれぞれ乗じることにより、設計画像を変形させた参照画像を作成する。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、設計画像を基板画像に合わせて変形させた参照画像を得るための変形パラメータとして、基板画像及び設計画像に共通に設定された基準領域間の距離の比率を用いる。
【００３０】
具体的には、設計画像の基準領域間の第１設計距離には（第１基板距離／第１設計距離）を乗じ、第２設計距離には（第２基板距離／第２設計距離）を乗じ、・・・、第ｎ設計距離には（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）を乗じるように、（第１設計距離〜第ｎ設計距離）のそれぞれに、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）をそれぞれ乗じて設計画像を変形させる。これにより、参照画像作成手段は、設計画像から基板画像の変形が反映された参照画像を作成する。
【００３１】
請求項５の基板外観検査装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置において、基板画像及び設計画像に、第３座標軸及び第４座標軸を含む第２直交座標系を共通に設定する。
【００３２】
そして、基板観測手段は、第３座標軸方向に沿った基板画像の一端部及び他端部の座標と、第３座標軸方向に沿った基板画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第１基準点として設定すると共に、第４座標軸方向に沿った基板画像の一端部及び他端部の座標と、第４座標軸方向に沿った基板画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第２基準点として設定する。そして、隣り合った第１基準点間の距離としてのｍ個（ｍは１以上の整数）の第３基板基準点間距離、及び、隣り合った第２基準点間の距離としてのｐ個（ｐは１以上の整数）の第４基板基準点間距離の双方を上述の観測値Ａとする。
【００３３】
また、設計値算出手段は、第３座標軸方向に沿った設計画像の一端部及び他端部の座標と、第３座標軸方向に沿った設計画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第３基準点として設定すると共に、第４座標軸方向に沿った設計画像の一端部及び他端部の座標と、第４座標軸方向に沿った設計画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第４基準点として設定する。そして、隣り合った第３基準点間の距離としてのｍ個の第３設計基準点間距離、及び、隣り合った第４基準点間の距離としてのｐ個の第４設計基準点間距離の双方を上述の設計値ａとする。
【００３４】
また、変形パラメータ算出手段は、変形パラメータＡ／ａとして、第３座標軸方向に関しては、ｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）を算出し、及び第４座標軸方向に関しては、ｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）を算出する。
【００３５】
さらに、参照画像作成手段は、第３座標軸方向に関しては、ｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）のそれぞれを、対応する第３設計基準点間距離に乗じ、及び、第４座標軸方向に関しては、ｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）のそれぞれを、対応する第４設計基準点間距離に乗じることにより、参照画像を作成する。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、基板観測手段は、基板画像から、第３及び第４座標軸のそれぞれに沿って、ｍ個の第３基板基準点間距離、及びｐ個の第４基板基準点間距離を算出する。第３及び第４基板基準点間距離は、第３及び第４座標軸に沿った基板画像の色分布のピーク間距離を表している。
【００３７】
同様に、設計値算出手段は、基板画像と共通の第３及び第４座標軸のそれぞれに沿って、設計画像からｍ個の第３設計基準点間距離及びｐ個の第４設計基準点間距離を算出する。第３及び第４設計基準点間距離は、第３及び第４座標軸に沿った設計画像の色分布のピーク間距離を表している。
【００３８】
ここで、ｍ個の第３基板基準点間距離のそれぞれは、ｍ個の第３設計基準点間距離と一対一で対応する。同様に、ｐ個の第４基板基準点間距離のそれぞれは、ｐ個の第４設計基準点間距離と一対一で対応する。
【００３９】
変形パラメータ算出手段は、第３座標軸に関して、互いに対応関係にあるｍ対の第３基板基準点間距離及び第３設計基準点間距離について、（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）を算出する。
【００４０】
同様に、変形パラメータ算出手段は、第４座標軸に関して、互いに対応関係にあるｐ対の第４基板基準点間距離及び第４設計基準点間距離について、（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）を算出する。
【００４１】
このようにして得られたｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）、及びｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）が変形パラメータである。
【００４２】
変形パラメータは、変形を受けている基板画像の色分布のピーク間距離と、言わば基板の設計図である設計画像の色分布のピーク間距離との比率を表している。つまり、変形パラメータであるｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）、及びｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）は、基板画像の変形の程度を表している。
【００４３】
参照画像作成手段は、このようにして求められた（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）を、対応する第３設計基準点間距離に乗じて、設計画像を第３座標軸方向に沿って変形させる。同様に、（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）を、対応する第４設計基準点間距離に乗じて、設計画像を第４座標軸方向に沿って変形させる。このようにして、第３及び第４座標軸の双方に関して、基板画像と同様に設計画像が変形された画像、すなわち参照画像が作成される。
【００４４】
請求項６の基板外観検査装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板外観検査装置において、予め設定された設定搬送速度Ｖ０で搬送される基板をラインセンサで撮影した画像を基板画像として用いる。
【００４５】
基板観測手段は、観測値Ａとして、基板の搬送方向に沿った位置座標ｄにおける実搬送速度Ｖ（ｄ）を用いる。
【００４６】
設計値算出手段は、前記設計画像に関する設計値ａとして、設定搬送速度Ｖ０を用いる。
【００４７】
変形パラメータ算出手段は、変形パラメータＡ／ａとして、基板の位置座標ｄにおける（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）を用いる。
【００４８】
参照画像作成手段は、設計画像の位置座標ｄに対応する位置において、変形パラメータＡ／ａとしての（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）で、設計画像の搬送方向に沿った長さを除することにより、参照画像を作成する。
【００４９】
請求項６に記載の発明によれば、撮影時に生じる基板の搬送速度変動を補正することができる。
【００５０】
より詳細には、ラインセンサで基板を撮影する場合に、撮影領域通過時の基板搬送速度変動により、得られた基板画像には、搬送方向に沿って長さズレが生じる。
【００５１】
つまり、搬送速度が速い領域では、ラインセンサの撮影時間間隔（シャッタ間隔）の間に撮影領域を通過する基板の長さが相対的に長くなる。すなわち、１回目のシャッタにより撮影される基板領域と、２回目のシャッタにより撮影される基板領域との間の距離的な間隔が長くなる。その結果、搬送速度が速い領域では、見かけ上、基板画像の長さが相対的に短くなる。同様の理由により、搬送速度が遅い領域では、見かけ上、基板画像の長さが相対的に長くなる。
【００５２】
この発明では、変形パラメータとして基板の位置座標ｄにおける（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）を用いている。よって、位置座標ｄに対応する設計画像の位置において、設計画像の搬送方向に沿った長さを（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）で除することにより、搬送速度分布が反映された参照画像が得られる。
【００５３】
請求項７の基板外観検査装置は、請求項１〜３のいずれか一項の基板外観検査装置において、基板画像及び設計画像のそれぞれに３点以上の共通の基準領域を設定する。
【００５４】
そして、基板観測手段は、基板画像における基準領域間の距離としての第１基板距離〜第ｎ基板距離（ｎは３以上の整数）までのｎ個の基板距離を観測値Ａとしてそれぞれ設定する。
【００５５】
さらに、設計値算出手段は、設計画像における基準領域間の距離としての第１設計距離〜第ｎ設計距離までのｎ個の設計距離を設計値ａとしてそれぞれ設定する。
【００５６】
さらに、変形パラメータ算出手段は、変形パラメータＡ／ａとして、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の単純平均を算出する。
【００５７】
さらに、参照画像作成手段は、変形パラメータＡ／ａとしての単純平均を、設計値ａとしての第１設計距離〜第ｎ設計距離にそれぞれ乗じることにより、設計画像を変形させて参照画像を作成する。
【００５８】
請求項７に記載の発明は、３点以上の基準領域を基板画像及び設計画像のそれぞれに設定し、及び観測値Ａ及び設計値ａを求めるところまでは、請求項４に記載の発明と同様である。請求項４の発明との相違点は、変形パラメータとして、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の「単純平均」を用いる点にある。つまり、変形パラメータとして単一の値（単純平均値）を用いている。
【００５９】
その結果、基板画像と設計画像とが相似形である場合には、設計画像に単純平均値を乗じることにより、より簡単に参照画像を作成することができる。
【００６０】
請求項８の基板外観検査装置は、請求項７の基板外観検査装置において、参照画像作成手段が、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の中から異常値を除外して単純平均を算出する。
【００６１】
請求項８に記載の発明によれば、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の中から、異常値を除外した上で単純平均を求めている。これにより単純平均値が異常値に引きずられることを防ぐことができる。
【００６２】
請求項９の基板外観検査装置は、コンピュータを用いていて、基板観測手段と、設計値算出手段と、変形パラメータ算出手段と、参照画像作成手段と、画像重畳手段とを備えている。
【００６３】
基板観測手段及び設計値算出手段は、請求項１の発明の基板観測手段及び設計値算出手段と同様に構成されている。
【００６４】
変形パラメータ算出手段は、ａ／Ａで与えられる変形パラメータを算出する。
【００６５】
参照画像作成手段は、変形パラメータを観測値Ａに乗じて基板画像を変形させて参照画像を得る。
【００６６】
画像重畳手段は、参照画像と設計画像とを暫定的に重ね合わせ、参照画像と設計画像とに共通した属性であって、参照画像と設計画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた参照属性と設計属性との一致度を、参照画像及び設計画像の相対的位置を変化させながら算出し、一致度が最大となる点での参照画像と設計画像とを重ね合わせる。
【００６７】
請求項９に記載の発明は、基板画像を、設計画像に合わせて変形させる点が請求項１〜８の発明とは異なっている。つまり、基板画像に変形パラメータを作用させて参照画像を作成し、この参照画像と設計画像とを最大の一致度で重ね合わせる。
【発明の効果】
【００６８】
この発明は、既に説明したように構成されているので、ＣＡＤデータを用いて基板の外観検査を行うに当り、基板画像のゆがみにかかわらず、虚報率の小さい基板外観検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。
【００７０】
（実施の形態１）
図１〜図６を参照して、実施の形態１の基板外観検査装置について説明する。
【００７１】
＜基板＞
まず、図１を参照して、基板外観検査装置１０の検査対象である基板について説明する。
【００７２】
図１に、基板外観検査装置１０が撮影した、基板Ｓ表面の一部領域の写真を示す。図１に示すように、基板Ｓは、好ましくは、例えばプリント基板とする。基板Ｓには、配線パターン、ランド、パッド及びシルクなどの基板構成要素が所定のパターンをなして配置されている。基板外観検査装置１０は、このパターンから、形状及び色の違いにより複数の被検査領域を抽出する。基板外観検査装置１０は、外観検査に当って、これらの被検査領域ごとに色を検査して、基板の良否を判定する。
【００７３】
以降、基板外観検査装置１０が撮影した、この基板Ｓのパターンを「基板画像」と称する。
【００７４】
基板Ｓは、基板Ｓの厚み方向に積層された複数のレイヤーから構成されている。これらのレイヤーのそれぞれには、レイヤーごとに異なるパターンが形成されている。また、これらのレイヤーのそれぞれは、透明材料（例えば、プリプレグやゾルダーレジストなど）、又は非透明材料（例えば、銅配線層など）から形成されている。なお、ここで、「透明」とは、無色透明のみでなく有色透明をも含む概念とする。また、以降、各レイヤーに形成されたパターンを「レイヤーパターン」と称する。
【００７５】
その結果、基板画像に含まれるパターンの色及び形状は、基板Ｓを構成する各レイヤーの色と透明性、及び各レイヤーのレイヤーパターン形状の兼ね合いにより決定される。
【００７６】
例えば、基板Ｓにおいて、“透明材料層／非透明材料層”との積層構造をなす領域では、透明材料層を透かして、透明材料層の下側に存在する非透明材料層のレイヤーパターンが目視される。そして、この領域の色は、透明材料層の色と非透明材料層の色とを足し合わせとなる。
【００７７】
逆に、“非透明材料層／透明材料層”との積層構造をなす領域では、上側に存在する非透明材料層のレイヤーパターンのみが目視され、下側に存在する透明材料層のレイヤーパターンは目視できない。そして、この領域は、非透明材料層の色のみを呈する。
【００７８】
各レイヤーのレイヤーパターンは、予め記憶されたレイヤーごとのＣＡＤデータ（以降、「レイヤー別ＣＡＤデータ」と称する。）に基づいて形成される。つまり、レイヤー別ＣＡＤデータは、各レイヤーに一対一の関係で対応していて、各レイヤーの、言わば設計図として機能する。
【００７９】
なお、レイヤー別ＣＡＤデータには、色及び透明性に関する情報は含まれていない。レイヤー別ＣＡＤデータには、飽くまで各レイヤーのレイヤーパターン形状に関する情報のみが含まれている。
【００８０】
全てのレイヤーのレイヤー別ＣＡＤデータを、位置合わせの上、重畳することにより、撮影された基板画像（図１）に対応するＣＡＤデータが得られる。以降、この重畳されたＣＡＤデータから作成された基板Ｓの画像を、「設計画像」と称する。設計画像は、言わば基板画像の設計図である。
【００８１】
＜基板外観検査装置の構成及び動作＞
続いて、図２を参照して、基板外観検査装置の構造及び動作について説明する。図２は、基板外観検査装置のブロック図である。
【００８２】
図２を参照すると、基板外観検査装置１０は、構成要素として、撮影部１０２と、基板観測手段１００と、設計値算出手段２００と、変形パラメータ算出手段２０と、参照画像作成手段３０と、画像重畳手段４０とを備えている。更に、基板外観検査装置１０は、構成要素として、ＣＡＤデータ記憶手段５０と、検査手段７０と、出力部８０とを備えている。
【００８３】
基板観測手段１００は、機能手段として、補正手段１０４と、基板基準領域抽出手段１０６と、観測値算出手段１０８とを含む。設計値算出手段２００は、機能手段として、ＣＡＤデータ読み込み手段２０２と、設計画像作成手段２０４と、設計基準領域抽出手段２０６と、計算値算出手段２０８とを含む。ＣＡＤデータ記憶手段５０は、機能手段として、基準領域記憶部５２を含む。検査手段７０は、機能手段として、領域特徴データ抽出手段７２と、検査部７４と、基準特徴データ記憶手段７６とを含む。
【００８４】
これらの構成要素のうち、撮影部１０２と出力部８０を除く残りの各手段は、コンピュータの機能手段として構成される。また、ＣＡＤデータ記憶手段５０及び基準特徴データ記憶手段７６は、コンピュータの内部メモリ又は外部メモリとして共通に又は別個に設けられ、任意に構成できる。さらに、図示はしないが、所要に応じてＣＡＤデータ記憶手段５０及び基準特徴データ記憶手段７６に記憶する情報以外の所要の情報又はデータを記憶するための記憶手段を設けてもよい。
【００８５】
なお、個別の説明は省略するが、各手段において生成された情報又はデータは、所要の記憶手段に読み出し自在に格納される。このように情報又はデータを保存しておけば、以下に説明する各処理に際して、記憶手段から、これらの情報又はデータを読み出して利用できる。
【００８６】
また、基板外観検査装置１０は、入力部（図示せず）を備える。入力部は、キーボード、マウスなど、更には電気的、磁気的又は光学的な読み取り装置を含んでいてもよい。
【００８７】
以下、上述した各機能手段の構成及び動作を詳細に説明する。
【００８８】
撮影部１０２は、入力部の一部を構成しており、ステージＴ上を搬送される基板Ｓを撮影して原基板画像を作成する。撮影部１０２は、好ましくは、例えばＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ及びＢｌｕｅ）ラインセンサとして構成される。撮影部１０２において作成された原基板画像は、補正手段１０４に出力される。
【００８９】
基板観測手段１００は、撮影された基板Ｓの画像である基板画像の物理量に関する観測データであって、内因又は外因に起因する基板画像の変形を反映した観測値Ａを求める機能を有する。
【００９０】
ここで、「内因又は外因に起因する基板画像の変形」について説明しておく。（発明が解決しようとする課題）の項で説明したように、基板画像は変形する（ゆがむ）ことがある。基板画像の変形は、大きく分けて内因性のものと外因性のものとに分類される。内因性の変形の原因としては、例えば、基板Ｓの製造過程の間に生じる基板Ｓの反りや、製造誤差による基板構成要素（パッドなど）の位置ズレが挙げられる。外因性の変形の原因としては、例えば、撮影時における基板Ｓの搬送速度変動や、撮影用カメラのレンズ収差などが挙げられる。
【００９１】
この基板観測手段１００は、機能手段として、補正手段１０４と、基板基準領域抽出手段１０６と、観測値算出手段１０８とを備えている。
【００９２】
補正手段１０４は、撮影部１０２で撮影された原基板画像に補正を施し、基板画像を作成する。より具体的には、補正手段１０４は、主に原基板画像のスキュー補正を行う。なお、「スキュー」とは、原基板画像の画像上での傾きを意味する。
【００９３】
より詳細には、基板Ｓには、基板Ｓの傾きを表すために、２本の互いに直交する直線状のアライメントマークが予め設けられている。補正手段１０４は、一方のアライメントマークが画像上のＸ軸と平行となり、及び、他方のアライメントマークが画像上のＹ軸と平行となるように、原基板画像を回転させることでスキューを補正する。
【００９４】
このようにして作成された基板画像は、基板基準領域抽出手段１０６及び画像重畳手段４０の双方に出力される。
【００９５】
基板基準領域抽出手段１０６は、基板画像及び設計画像の両者に共通した３個以上の基準領域を、基板画像から抽出する。
【００９６】
より詳細には、基板基準領域抽出手段１０６は、ＣＡＤデータ記憶手段５０の基準領域記憶部５２に接続されている。基準領域記憶部５２には、基準領域の形状を示す座標が、基準領域ごとに記憶されている。基準領域としては、好ましくは、例えば基板Ｓの各所に設けられたランドやパッドを好適に用いることができる。
【００９７】
ＣＡＤデータ記憶手段５０の基準領域記憶部５２には、設計画像における基準領域の座標及びその重心の位置座標が記憶されている。なお、基準領域については後述する。
【００９８】
ＣＡＤデータ記憶手段５０は、さらに、上述したレイヤー別ＣＡＤデータを記憶している。
【００９９】
基板基準領域抽出手段１０６は、基準領域記憶部５２から読み出した座標の近傍で、基板画像上での基準領域（以下、「画像内基準領域」と称する。）を探索する。具体的には、基準領域記憶部５２から読み出した基準領域の形状との一致度が高い基板画像上の領域を、画像内基準領域として確定する。このようにして確定された画像内基準領域の座標は、観測値算出手段１０８へと出力される。
【０１００】
観測値算出手段１０８は、３個以上の画像内基準領域のそれぞれの間の距離としての“第１基板距離〜第ｎ基板距離（ｎは３以上の整数）”を、観測値Ａとして算出する。
【０１０１】
より詳細には、観測値算出手段１０８は、画像内基準領域の重心を、画像内基準領域ごとに算出する。そして、これらの重心間の距離としての“第１基板距離〜第ｎ基板距離”を算出する。
【０１０２】
ここで、図３（Ａ）を参照して、観測値算出手段１０８の行う観測値Ａの算出について、例を挙げて説明する。図３（Ａ）は、基板画像の模式的な平面図である。なお、図面の複雑化を回避するために、図３（Ａ）では、画像内基準領域としてのパッド以外の基板構成要素の図示を省略している。
【０１０３】
基板画像には、例えば、その４隅と中央部とに画像内基準領域として、５個のパッドＰｍ１〜Ｐｍ５が存在しているとする。観測値算出手段１０８は、各パッドＰｍ１〜Ｐｍ５の重心座標を読み取るとともに、図示しない記憶手段から距離の計算式を読み出してきて、パッドＰｍ１〜Ｐｍ５の重心間距離としての第１基板距離Ｌｍ１２，第２基板距離Ｌｍ２３，第３基板距離Ｌｍ３４，第４基板距離Ｌｍ１４，第５基板距離Ｌｍ１５，第６基板距離Ｌｍ２５，第７基板距離Ｌｍ３５，及び第８基板距離Ｌｍ４５をそれぞれ算出する。
【０１０４】
このようにして算出された第１〜第８基板距離Ｌｍ１２〜Ｌｍ４５は、図２に示した変形パラメータ算出手段２０へと出力される。
【０１０５】
一方、設計値算出手段２００は、基板Ｓの設計用のＣＡＤデータから作成された設計画像から、観測値Ａに対応する設計値ａを求める機能を有する。
【０１０６】
設計値算出手段２００のＣＡＤデータ読み込み手段２０２は、ＣＡＤデータ記憶手段５０から、基板Ｓの設計用のＣＡＤデータを読み込む機能を有する。具体的には、ＣＡＤデータ読み込み手段２０２は、ＣＡＤデータ記憶手段５０から、上述したレイヤー別ＣＡＤデータを読み込む。
【０１０７】
ＣＡＤデータ読み込み手段２０２により読み込まれたレイヤー別ＣＡＤデータは、設計画像作成手段２０４へと出力される。
【０１０８】
設計画像作成手段２０４は、ＣＡＤデータ読み込み手段２０２から入力されたレイヤー別ＣＡＤデータから設計画像を作成する。具体的には、設計画像作成手段２０４は、レイヤー別ＣＡＤデータを、基板Ｓにおける各レイヤーの積層順序と同じ順序で、位置合わせの上、重畳する。これにより、基板画像に対応する設計画像が得られる。
【０１０９】
設計画像作成手段２０４により作成された設計画像は、設計基準領域抽出手段２０６及び参照画像作成手段３０の双方へと出力される。
【０１１０】
設計基準領域抽出手段２０６は、設計画像及び基板画像の両者に共通した３個以上の基準領域を、設計画像から抽出する。
【０１１１】
より詳細には、設計基準領域抽出手段２０６は、ＣＡＤデータ記憶手段５０の基準領域記憶部５２に接続されている。既に説明したとおり、基準領域記憶部５２には、基準領域の形状を示す座標が、基準領域ごとに記憶されている。設計基準領域抽出手段２０６は、読み出された座標から、設計画像上で基準領域（以下、「設計基準領域」と称する。）を確定する。このようにして確定された設計基準領域の座標は、計算値算出手段２０８へと出力される。
【０１１２】
計算値算出手段２０８は、図示しない記憶手段から距離算出式を読み出してきて、３個以上の設計基準領域間の距離としての“第１設計距離〜第ｎ設計距離”を、設計値ａとして算出する。
【０１１３】
より詳細には、計算値算出手段２０８は、設計基準領域の重心の座標を、設計基準領域ごとに算出する。そして、これらの重心間の距離としての“第１設計距離〜第ｎ設計距離”を算出する。
【０１１４】
ここで、図３（Ｂ）を参照して、計算値算出手段２０８の行う設計値ａの算出について例を挙げて説明する。図３（Ｂ）は、設計画像の模式的な平面図である。なお、図面の複雑化を回避するために、図３（Ｂ）では、設計基準領域としてのパッド以外の要素の図示を省略している。
【０１１５】
設計画像には、例えば、上述したパッドＰｍ１〜Ｐｍ５（基板基準領域：図３（Ａ））に対応する設計基準領域として、５個のパッドＰｓ１〜Ｐｓ５が存在しているとする。計算値算出手段２０８は、観測値算出手段１０８と同様にして、パッドＰｓ１〜Ｐｓ５の重心間距離としての第１設計距離Ｌｓ１２，第２設計距離Ｌｓ２３，第３設計距離Ｌｓ３４，第４設計距離Ｌｓ１４，第５設計距離Ｌｓ１５，第６設計距離Ｌｓ２５，第７設計距離Ｌｓ３５及び第８設計距離Ｌｓ４５をそれぞれ算出する。
【０１１６】
このようにして算出された第１〜第８設計距離Ｌｓ１２〜Ｌｓ４５は、変形パラメータ算出手段２０へと出力される。
【０１１７】
変形パラメータ算出手段２０には、観測値算出手段１０８から観測値Ａとしての第１〜第８基板距離Ｌｍ１２〜Ｌｍ４５が入力される。さらに、変形パラメータ算出手段２０には、計算値算出手段２０８から設計値ａとしての第１〜第８設計距離Ｌｓ１２〜Ｌｓ４５が入力される。
【０１１８】
変形パラメータ算出手段２０は、図示しない記憶手段から変形パラメータＡ／ａを読み出してきて、（第１基板距離Ｌｍ１２／第１設計距離Ｌｓ１２）〜（第８基板距離Ｌｍ４５／第８設計距離Ｌｓ４５）を算出する。
【０１１９】
以降、変形パラメータＡ／ａである（第１基板距離Ｌｍ１２／第１設計距離Ｌｓ１２）〜（第８基板距離Ｌｍ４５／第８設計距離Ｌｓ４５）を、単に、（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）とも称する。
【０１２０】
ここで、変形パラメータＡ／ａは、基板画像の設計画像に対する変形の程度を表している。例えば、（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）は、基板画像におけるパッドＰｍ１とＰｍ２との距離（第１基板距離Ｌｍ１２）を、設計画像の対応するパッドＰｓ１とＰｓ２間の距離（第１設計距離Ｌｓ１２）で除したものである。
【０１２１】
したがって、仮に、第１基板距離Ｌｍ１２が第１設計距離Ｌｓ１２よりも伸びるように、基板画像が変形していれば、変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）は１よりも大きくなる（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２＞１）。逆に、第１基板距離Ｌｍ１２が第１設計距離Ｌｓ１２よりも縮むように、基板画像が変形していれば、変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）は１未満となる（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２＜１）。
【０１２２】
このようにして算出された変形パラメータとしての（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）は、参照画像作成手段３０へと出力される。
【０１２３】
参照画像作成手段３０には、設計画像作成手段２０４から設計画像が入力される。さらに、参照画像作成手段３０には、変形パラメータ算出手段２０から変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）が入力される。
【０１２４】
参照画像作成手段３０は、変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）を、設計値ａとしての第１〜第８設計距離Ｌｓ１２〜Ｌｓ４５にそれぞれ乗じることにより、設計画像を変形させた参照画像を作成する。
【０１２５】
より詳細には、設計画像において第１〜第８設計距離Ｌｓ１２〜Ｌｓ４５の長さを、変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）のそれぞれに応じて、短縮又は伸張させる。これにより、基板画像のゆがみに応じて変形された設計画像、すなわち変形画像が参照画像として生成される。
【０１２６】
ここで、図４を参照して、参照画像作成手段３０による参照画像の作成について説明する。図４は、参照画像の作成の説明に供する模式図である。
【０１２７】
図４において、破線で示したパッドは、設計画像におけるパッドＰｓ１〜Ｐｓ５を示している。実線で示したパッドは、参照画像におけるパッドＰｒ１〜Ｐｒ５を示している。
【０１２８】
設計画像において、第１〜第８設計距離Ｌｓ１２〜Ｌｓ４５のそれぞれに変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）を乗じる。これにより、参照画像作成手段３０は、パッドＰｓ１〜Ｐｓ５の位置がパッドＰｒ１〜Ｐｒ５へと変位するように、設計画像全体を変形させる。
【０１２９】
このようにして得られた画像、つまり、設計画像全体が変形パラメータ（Ｌｍ１２／Ｌｓ１２）〜（Ｌｍ４５／Ｌｓ４５）に応じて変形された画像が参照画像である。
【０１３０】
このようにして作成された参照画像は、画像重畳手段４０へと出力される。
【０１３１】
画像重畳手段４０には、補正手段１０４から基板画像が、及び参照画像作成手段３０から参照画像が、それぞれ入力される。
【０１３２】
画像重畳手段４０は、基板画像と参照画像とを暫定的に重ね合わせ、基板画像と参照画像とに共通した属性であって、基板画像と参照画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた基板属性と参照属性との一致度を、基板画像及び参照画像の相対的位置を変化させながら算出し、一致度が最大となる点で基板画像と参照画像とを重ね合わせる機能を有する。
【０１３３】
より詳細には、画像重畳手段４０は、基板画像と参照画像とに共通した属性（基板属性及び参照属性）として、例えばパッドの形状を採用する。
【０１３４】
そして、画像重畳手段４０は、これらのパッド同士が重なり合うように、基板画像と参照画像とを暫定的に重ね合わせる。その上で、基板画像又は参照画像のどちらか一方を変位させながら、パッドの形状の一致度、すなわちパッドの重複面積を算出する。そして、パッドの重複面積が最大となった点、つまり一致度が最大となった点において、基板画像と参照画像との重ね合わせ位置を確定する。
【０１３５】
ここで、図５を参照して、画像重畳手段４０の動作について具体的に説明する。図５は、参照画像と基板画像との重ね合わせ位置の確定動作の説明に供する模式図である。
【０１３６】
図５に示すように、画像重畳手段４０は、参照画像と基板画像とを暫定的に重ね合わせる。この際、基板画像上のパッドＰｍと、このパッドＰｍに対応する参照画像上のパッドＰｓとを少なくとも一部分で重複させる。
【０１３７】
そして、画像重複手段４０は、パッドＰｍとパッドＰｓとの重複面積を計算しながら、図中矢印Ａで示すように参照画像をＸ軸方向及びＹ軸方向の双方に移動、すなわち走査する。この走査は、言わばラスタスキャン方式で行われる。
【０１３８】
その結果、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなグラフが得られる。図６（Ａ）は、縦軸がパッドＰｍとＰｓとの重複面積を示し、横軸が、Ｘ方向における参照画像の変位量を示す。同様に、図６（Ｂ）は、縦軸がパッドＰｍとＰｓとの重複面積を示し、横軸が、Ｙ方向における参照画像の変位量を示す。
【０１３９】
図６（Ａ）において曲線Ｃ１が最大値を取る点が、Ｘ方向でのパッドＰｍとＰｓとの最大一致度を与える変位量Ｘ０である。同様に図６（Ｂ）において曲線Ｃ２が最大値を取る点が、Ｙ方向でのパッドＰｍとＰｓとの最大一致度を与える変位量Ｙ０である。
【０１４０】
画像重畳手段４０は、基板属性と参照属性との一致度が最大となる点、すなわち、変位量がＸ０及びＹ０の点で、基板画像と参照画像とを重ね合わせる。
【０１４１】
このように基板画像と参照画像とが重ね合わされた画像（以下、「被検査画像」と称する。）は、検査手段７０へと出力される。
【０１４２】
検査手段７０は、被検査画像を用いて、基板外観検査を行う機能を有する。
【０１４３】
検査手段７０の領域特徴データ抽出手段７２は、被検査画像において、画像の形状及び色の違いに基づいて、複数の被検査領域を確定し、それぞれの被検査領域に領域番号を付与する。そして、領域特徴データ抽出手段７２は、各被検査領域から、１画素ずつ特徴データを読み込む。ここで、特徴データは、例えば画素ごとの色（ＲＧＢの階調値）とする。
【０１４４】
つまり、領域特徴データ抽出手段７２は、各被検査領域に領域番号を付与するとともに、各被検査領域の特徴データを１画素ずつ読み込む。
【０１４５】
このようにして得られた特徴データは、領域番号及び画素位置とともに検査部７４へと出力される。
【０１４６】
検査部７４は、被検査領域ごとの特徴データと、予め記憶されている基準特徴データとの比較を行い、各被検査領域が良品であるか不良品であるかの検査を行う。
【０１４７】
より詳細には、検査部７４は、基準特徴データ記憶手段７６に接続されている。基準特徴データ記憶手段７６には、特徴データの基準値（基準特徴データ）として、被検査領域ごとの色（ＲＧＢの階調値）が領域番号と一対一で関係づけられて記憶されている。
【０１４８】
検査部７４は、基準特徴データ記憶手段７６から読み出された基準特徴データと、領域特徴データ抽出手段７２から入力された特徴データとを、領域番号が等しい領域ごとに、画素単位で比較する。
【０１４９】
そして、特徴データと基準特徴データが一致するか否かを検査する。両者が一致すれば、検査部７４は、その画素においては不良がないと判断する。逆に、両者が不一致の場合には、その画素を不一致画素と判断して、不一致画素の座標を記憶する。
【０１５０】
検査部７４は、一つの被検査領域での検査が終了したならば、不一致画素の空間的広がりを評価する。つまり、検査部７４は、不一致画素が所定面積以上に連続して存在している場合に、その被検査領域に不良箇所が存在すると判断する。
【０１５１】
検査部７４により検出された不良箇所の位置は、出力部８０へと送信される。
【０１５２】
出力部８０は、ディスプレイなどの表示装置や、プリンタなどの出力装置などからなり、検査部７４の検査結果をオペレータに対して提示する機能を有する。
【０１５３】
より詳細には、出力部８０は、基板画像に、検査部７４から入力された不良箇所の位置をマーキングしてディスプレイなどの表示装置に表示する。
【０１５４】
＜効果＞
（１）基板外観検査装置１０は、変形パラメータ算出手段２０が、ＣＡＤデータ由来の設計画像に対する、基板を撮影した基板画像の変形度を、変形パラメータとして算出する。そして、参照画像作成手段３０が、設計画像を変形パラメータに応じて変形させた参照画像を作成する。これにより、基板画像のゆがみが、ＣＡＤデータ由来の参照画像に反映される。
【０１５５】
その結果、たとえ、基板画像にゆがみが存在したとしても、ＣＡＤデータ由来の参照画像を基板画像に正確に重ね合わせることができる。よって、基板外観検査に当って虚報を低減することができる。
【０１５６】
（２）基板外観検査装置１０は、画像重畳手段４０が、基板属性としてのパッドＰｍの形状と、参照属性としてのパッドＰｓの形状との一致度が最も高くなる点で、基板画像と参照画像とを重ね合わせる。その結果、参照画像を基板画像に正確に重ね合わせることができる。よって、基板外観検査に当って虚報を低減することができる。
【０１５７】
（３）基板外観検査装置１０は、後述する基板Ｓの搬送速度変動により生じる基板画像のゆがみ（実施の形態３）をも反映した参照画像を作成することができる。
【０１５８】
＜設計条件＞
（１）この実施の形態では、基板Ｓがプリント基板である場合について説明した。しかし、基板Ｓはプリント基板には限定されない。例えば、基板Ｓは、プリント基板に各種電子部品が実装された実装基板であってもよい。
【０１５９】
（２）この実施の形態では、参照画像が、設計画像の変形により作成される場合について説明した。しかし、基板画像を設計画像に合わせて変形させることにより参照画像を作成してもよい。
【０１６０】
このようにすることによっても、参照画像と設計画像とを最大の一致度で重ね合わせることができる。
【０１６１】
（３）この実施の形態では、参照画像を作成するに当り、（第１設計距離〜第ｎ設計距離）に、一対一で対応する変形パラメータである（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）を乗じる場合について説明した。
【０１６２】
しかし、実用上十分なレベルで、基板画像と設計画像との相似性が確保されている場合には、変形パラメータとして、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の単純平均を用いても良い。
【０１６３】
ここで、「実用上十分なレベルで、基板画像と設計画像との相似性が確保されている」とは、例えば（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の値のバラツキが一定範囲内に納まっていることを言う。
【０１６４】
また、この場合において、（第１基板距離／第１設計距離）〜（第ｎ基板距離／第ｎ設計距離）の中に、バラツキが一定範囲を超える異常値が存在する場合には、その異常値を除外して、変形パラメータである単純平均を求めても良い。
【０１６５】
このようにすることにより、設計画像を相似変形させることで参照画像を作成することができ、参照画像を得るに当っての計算量を小さくすることができる。
【０１６６】
（４）この実施の形態においては、検査部７４が被検査領域の特徴データとしてＲＧＢの階調値を用いる場合について説明した。しかし特徴データはＲＧＢの階調値には限定されず、例えば、画素ごとの輝度などであってもよい。
【０１６７】
（実施の形態２）
図７〜図１１を参照して、実施の形態２の基板外観検査装置について説明する。図７は、実施の形態２に係る基板外観検査装置のブロック図である。なお、図７において、図２と同様の構成要素には同符号を付して、その説明を省略する。
【０１６８】
実施の形態２の外観検査装置１２は、変形パラメータの算出、及び、基板画像と参照画像との重ね合わせに色ヒストグラムを利用する点が、実施の形態１とは異なっている。
【０１６９】
図２を参照すると、基板外観検査装置１２は、撮影部１０２と、基板観測手段１００と、設計値算出手段２００と、変形パラメータ算出手段２０と、参照画像作成手段３０と、画像重畳手段４００とを備えている。更に、基板外観検査装置１２は、ＣＡＤデータ記憶手段５０と、検査手段７０と、出力部８０とを備えている。
【０１７０】
これらの構成要素のうち、撮影部１０２と出力部８０を除く残りの各手段は、コンピュータの機能手段として構成される。また、実施の形態１と同様に、基板外観検査装置１２は、図示しない記憶手段及び入力部を備えている。
【０１７１】
以下、上述した各機能手段の構成及び動作を詳細に説明する。
【０１７２】
撮影部１０２の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７３】
基板観測手段１００は、第３座標軸方向に沿った基板画像の一端部及び他端部の座標と、第３座標軸方向に沿った基板画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第１基準点として設定し、隣り合った第１基準点間の距離としてのｍ個（ｍは１以上の整数）の第３基板基準点間距離、並びに、第４座標軸方向に沿った基板画像の一端部及び他端部の座標と、第４座標軸方向に沿った基板画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第２基準点として設定し、隣り合った第２基準点間の距離としてのｐ個（ｐは１以上の整数）第４基板基準点間距離の双方を観測値Ａとして算出する機能を有する。
【０１７４】
基板観測手段１００は、補正手段１０４と、第１基板ヒストグラム作成手段１１０と、観測値算出手段１１２とを備えている。
【０１７５】
補正手段１０４の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７６】
第１基板ヒストグラム作成手段１１０は、基板画像から色ヒストグラムを作成する機能を有する。
【０１７７】
以下、図８を参照して、この点につき詳細に説明する。図８は、基板画像を色ヒストグラム（色分布）とともに示す模式図である。
【０１７８】
第１基板ヒストグラム作成手段１１０は、基板画像上に、互いに直交する座標軸Ｘ２及びＹ２を設定する。ここで、座標軸Ｘ２が上述の第３座標軸に対応し、及び座標軸Ｙ２が上述の第４座標軸に対応する。また、座標軸Ｘ２及びＹ２からなる座標系が、第２直交座標系に対応する。
【０１７９】
第１基板ヒストグラム作成手段１１０は、座標軸Ｘ２方向に沿って、基板画像の特定の色（以下、「特定色」と称する。）が反映された第３基板ヒストグラムｍＨ３を作成する。同様に、第１基板ヒストグラム作成手段１１０は、座標軸Ｙ２方向に沿って、特定色について第４基板ヒストグラムｍＨ４を作成する。なお、第３及び第４基板ヒストグラムｍＨ３及びｍＨ４は、特許請求の範囲で述べた「色分布」に対応する。
【０１８０】
より詳細には、第１基板ヒストグラム作成手段１１０は、基板画像の全画素について特定色の輝度を算出する。そして、適当に選択された輝度の閾値を用いて、基板画像を特定色に関して２値化する。つまり、基板画像を特定色に関する白黒画像に変換する。
【０１８１】
そして、座標軸Ｘ２の任意の点において、Ｙ２軸方向に数えた白色画素の個数を、その点でのヒストグラムの強度とする。この操作を座標軸Ｘ２の全ての点について行い、第３基板ヒストグラムｍＨ３を作成する。
【０１８２】
同様に、座標軸Ｙ２の任意の点において、Ｘ２軸方向に数えた白色画素の個数を、その点でのヒストグラムの強度とする。この操作を座標軸Ｙ２の全ての点について行い、第４基板ヒストグラムｍＨ４を作成する。
【０１８３】
このようにして作成された第３及び第４基板ヒストグラムｍＨ３及びｍＨ４は、観測値算出手段１１２へと出力される。
【０１８４】
観測値算出手段１１２は、第３基板ヒストグラムｍＨ３から第１基準点としてのピーク座標を読み取り、隣接する第１基準点間の距離としての第３基板基準点間距離（観測値Ａ）を算出する。同様に、観測値算出手段１１２は、第４基板ヒストグラムｍＨ４から第２基準点としてのピーク座標を読取り、隣接する第２基準点間の距離としての第４基板基準点間距離（観測値Ａ）を算出する。
【０１８５】
以下、図８を参照して、観測値算出手段１１２の動作について詳細に説明する。観測値算出手段１１２は、第３基板ヒストグラムｍＨ３の解析を行い、３個のピークの座標軸Ｘ２に関する座標を、第１基準点ｍＰ１，ｍＰ２及びｍＰ３として求める。また、観測値算出手段１１２は、座標軸Ｘ２に沿った基板画像の一端部及び他端部の座標を、第１基準点ｍＰ０及びｍＰ４として求める。ここで、各第１基準点ｍＰ０〜ｍＰ４の座標軸Ｘ２方向に関する座標の大小関係は、“ｍＰ０＜ｍＰ１＜ｍＰ２＜ｍＰ３＜ｍＰ４”とする。
【０１８６】
そして、観測値算出手段１１２は、隣り合った第１基準点間の距離として、４個の第３基板基準点間距離ｍＬ０１，ｍＬ１２，ｍＬ２３及びｍＬ３４をそれぞれ算出する。
【０１８７】
同様に、観測値算出手段１１２は、第４基板ヒストグラムｍＨ４の解析を行い、３個のピークの座標軸Ｙ２に関する座標を、第２基準点ｍＰ６，ｍＰ７及びｍＰ８として求める。また、観測値算出手段１１２は、座標軸Ｙ２に沿った基板画像の一端部及び他端部の座標を、第２基準点ｍＰ５及びｍＰ９として求める。ここで、各第２基準点ｍＰ５〜ｍＰ９の座標軸Ｙ２に関する座標の大小関係は、“ｍＰ５＜ｍＰ６＜ｍＰ７＜ｍＰ８＜ｍＰ９”とする。
【０１８８】
そして、観測値算出手段１１２は、隣り合った第２基準点間の距離として、４個の第４基板基準点間距離ｍＬ５６，ｍＬ６７，ｍＬ７８及びｍＬ８９をそれぞれ算出する。
【０１８９】
このようにして算出された第３及び第４基板基準点間距離ｍＬ０１〜ｍＬ８９が観測値Ａに対応する。これらの観測値Ａは、変形パラメータ算出手段２０へと出力される。
【０１９０】
一方、設計値算出手段２００は、第３座標軸方向に沿った設計画像の一端部及び他端部の座標と、第３座標軸方向に沿った設計画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第３基準点として設定し、隣り合った第３基準点間の距離としてのｍ個の第３設計基準点間距離、並びに、第４座標軸方向に沿った設計画像の一端部及び他端部の座標と、第４座標軸方向に沿った設計画像の色分布におけるピーク座標とをそれぞれ第４基準点として設定し、隣り合った第４基準点間の距離としてのｐ個の第４設計基準点間距離の双方を設計値ａとして算出する機能を有する。
【０１９１】
設計値算出手段２００のＣＡＤデータ読み込み手段２０２及び設計画像作成手段２０４の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９２】
設計ヒストグラム作成手段２１０は、言わば線画である設計画像から、色ヒストグラムを作成する機能を有する。
【０１９３】
以下、この点につき詳細に説明する。
【０１９４】
実施の形態１で説明したように、設計画像は、レイヤー別ＣＡＤデータを重ね合わせただけのものであり、色に関する情報は含まれていない。そこで、設計ヒストグラム作成手段２１０は、色ヒストグラムを作成するに当り、まず、設計画像を着色する作業を行う。
【０１９５】
より詳細には、設計ヒストグラム作成手段２１０は、ＣＡＤデータ記憶手段５０のレイヤー別色データ５４を読み込む。このレイヤー別色データ５４には、設計画像を構成する各レイヤーの色及び透明度に関する情報が記憶されている。なお、ＣＡＤデータ記憶手段５０は、レイヤー別色データ５４のほかに、上述したレイヤー別ＣＡＤデータを記憶している。
【０１９６】
そして、設計ヒストグラム作成手段２１０は、レイヤー別色データ５４に基づいて各レイヤーに色づけを行い、着色された設計画像を得る。
【０１９７】
その後、設計ヒストグラム作成手段２１０は、既に説明した第１基板ヒストグラム作成手段１１０と同様にして、設計画像から色ヒストグラムを作成する。
【０１９８】
以下、図９を参照して、この点につき詳細に説明する。図９は、設計画像を色ヒストグラムとともに示す模式図である。
【０１９９】
設計ヒストグラム作成手段２１０は、設計画像上に、基板画像と共通した第３座標軸（座標軸Ｘ２）と第４座標軸（座標軸Ｙ２）とを設定する。
【０２００】
そして、設計ヒストグラム作成手段２１０は、既に説明した特定色について設計画像を２値化する。その上で、座標軸Ｘ２の任意の点において、Ｙ２軸方向に数えた白色画素の個数を、その点でのヒストグラムの強度とする。この操作を座標軸Ｘ２の全ての点について行い、第３設計ヒストグラムｓＨ３を作成する。
【０２０１】
同様に、座標軸Ｙ２の任意の点において、Ｘ２軸方向に数えた白色画素の個数を、その点でのヒストグラムの強度とする。この操作を座標軸Ｙ２の全ての点について行い、第４設計ヒストグラムｓＨ４を作成する。
【０２０２】
このようにして作成された第３及び第４設計ヒストグラムｓＨ３及びｓＨ４は、計算値算出手段２１２へと出力される。
【０２０３】
計算値算出手段２１２は、第３設計ヒストグラムｓＨ３から第３基準点としてのピーク座標を読み取り、隣接する第３基準点間の距離としての第３設計基準点間距離（設計値ａ）を算出する。同様に、計算値算出手段２１２は、第４設計ヒストグラムｓＨ４から第４基準点としてのピーク座標を読取り、隣接する第４基準点間の距離としての第４設計基準点間距離（設計値ａ）を算出する。
【０２０４】
計算値算出手段２１２の動作は、既に説明した観測値算出手段１１２と同様である。そこで、構成及び動作の説明を省略し、得られる結果だけを記載する。
【０２０５】
計算値算出手段２１２は、図９に示すように、第３設計ヒストグラムｓＨ３から、第３基準点ｓＰ０，ｓＰ１，ｓＰ２，ｓＰ３及びｓＰ４求める。そして、設計値ａとしての第３設計基準点間距離ｓＬ０１，ｓＬ１２，ｓＬ２３及びｓＬ３４を算出する。
【０２０６】
同様に、計算値算出手段２１２は、第４設計ヒストグラムｓＨ４から、第４基準点ｓＰ５，ｓＰ６，ｓＰ７，ｓＰ８及びｓＰ９求める。そして、設計値ａとしての第４設計基準点間距離ｓＬ５６，ｓＬ６７，ｓＬ７８及びｓＬ８９を算出する。
【０２０７】
このようにして算出された第３及び第４設計基準点間距離ｓＬ０１〜ｓＬ８９が設計値ａに対応する。
【０２０８】
このようにして得られた設計値ａは、変形パラメータ算出手段２０へと出力される。
【０２０９】
また、第３及び第４設計ヒストグラムｓＨ３及びｓＨ４から読み取られた第３及び第４基準点ｓＰ０〜ｓＰ９の座標値は、参照画像作成手段３０へと出力される。
【０２１０】
変形パラメータ算出手段２０には、観測値算出手段１１２から、観測値Ａとしての第３基板基準点間距離ｍＬ０１〜ｍＬ３４、及び第４基板基準点間距離ｍＬ５６〜ｍＬ８９が入力される。さらに、変形パラメータ算出手段２０には、計算値算出手段２１２から、設計値ａとしての第３設計基準点間距離ｓＬ０１〜ｓＬ３４、及び第４設計基準点間距離ｓＬ４５〜ｓＬ８９が入力される。
【０２１１】
変形パラメータ算出手段２０は、変形パラメータＡ／ａとして、第３座標軸方向に関しては、ｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）を算出し、及び第４座標軸方向に関しては、ｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）を算出する。
【０２１２】
より詳細には、変形パラメータ算出手段２０は、記憶手段から、変形パラメータ算出式を読み出してきて、座標軸Ｘ２方向に関する変形パラメータとして、互いに対応関係にある第３基板基準点間距離及び第３設計基準点間距離の比率を算出する。具体的には、変形パラメータ算出手段２０は、座標軸Ｘ２方向に関する変形パラメータとして、（ｍＬ０１／ｓＬ０１），（ｍＬ１２／ｓＬ１２），（ｍＬ２３／ｓＬ２３）及び（ｍＬ３４／ｓＬ３４）を算出する。
【０２１３】
同様に、変形パラメータ算出手段２０は、記憶手段から、変形パラメータ算出式を読み出してきて、座標軸Ｙ２方向に関する変形パラメータとして、互いに対応関係にある第４基板基準点間距離及び第４設計基準点間距離の比率を算出する。具体的には、変形パラメータ算出手段２０は、座標軸Ｙ２方向に関する変形パラメータとして、（ｓＬ５６／ｍＬ５６），（ｍＬ６７／ｓＬ６７），（ｍＬ７８／ｓＬ７８）及び（ｍＬ８９／ｓＬ８９）を算出する。
【０２１４】
このようにして算出された変形パラメータとしての（ｍＬ０１／ｓＬ０１）〜（ｍＬ８９／ｓＬ８９）は、参照画像作成手段３０へと出力される。
【０２１５】
参照画像作成手段３０には、設計画像作成手段２０４から設計画像が入力される。また、参照画像作成手段３０には、変形パラメータ算出手段２０から変形パラメータ（ｍＬ０１／ｓＬ０１）〜（ｍＬ８９／ｓＬ８９）が入力される。さらに、参照画像作成手段３０には、計算値算出手段２１２から、第３及び第４設計ヒストグラムｓＨ３及びｓＨ４の基準点ｓＰ０〜ｓＰ９の座標値が入力される。
【０２１６】
参照画像作成手段３０は、第３座標軸方向に関しては、ｍ個の（第３基板基準点間距離／第３設計基準点間距離）のそれぞれを、対応する第３設計基準点間距離に乗じ、及び、第４座標軸方向に関しては、ｐ個の（第４基板基準点間距離／第４設計基準点間距離）のそれぞれを、対応する第４設計基準点間距離に乗じることにより、設計画像を変形させた参照画像を作成する機能を有する。
【０２１７】
より詳細には、参照画像作成手段３０は、図１０に示すように、設計画像に座標軸Ｘ２及びＹ２を設定し、各座標軸Ｘ２及びＹ２に、基準点ｓＰ０〜ｓＰ９を設定する。そして、参照画像作成手段３０は、基準点間距離ｓＬ０１〜ｓＬ８９のそれぞれに、対応する変形パラメータ（ｍＬ０１／ｓＬ０１）〜（ｍＬ８９／ｓＬ８９）を乗じる。
【０２１８】
これにより、例えば、基準点ｓＰ１とｓＰ２との間の領域（図ではハッチングを施してある。）は、その幅がｓＬ１２からｍＬ１２（＝ｓＬ１２×（ｍＬ１２／ｓＬ１２））へと変化する（図中、破線参照）。ここで、ｍＬ１２は、基板画像の基準点ｍＰ１とｍＰ２との間の幅であるので、変形パラメータ（ｍＬ１２／ｓＬ１２）を作用させることにより、設計画像が基板画像に一致するように変形することが分かる。
【０２１９】
このようにして、全変形パラメータ（ｍＬ０１／ｓＬ０１）〜（ｍＬ８９／ｓＬ８９）を全基準点間距離ｓＬ０１〜ｓＬ８９に乗じることにより、基板画像のゆがみに応じて変形された設計画像、すなわち参照画像が作成される。
【０２２０】
このようにして作成された参照画像は、画像重畳手段４００へと出力される。
【０２２１】
画像重畳手段４００は、基板画像と参照画像とを暫定的に重ね合わせ、基板画像と参照画像とに共通した属性であって、基板画像と参照画像のそれぞれの画像内位置に関係づけられた基板属性と参照属性との一致度を、基板画像及び参照画像の相対的位置を変化させながら算出し、一致度が最大となる点で基板画像と参照画像とを重ね合わせる機能を有する。
【０２２２】
より詳細には、画像重畳手段４００は、基板画像と参照画像とに共通した属性（基板属性及び参照属性）として、例えば色分布を採用する。
【０２２３】
画像重畳手段４００は、参照画像ヒストグラム作成手段４０２と、第２基板ヒストグラム作成手段４０４と、ずらし量算出手段４０６と、画像重ね合わせ手段４０８とを備えている。
【０２２４】
参照画像ヒストグラム作成手段４０２は、参照画像に、第１座標軸及び第２座標軸を含む平面的な第１直交座標系を共通に設定し、第１及び第２座標軸の各々に沿った参照画像の色の分布としての第１及び第２参照画像色分布を参照属性として作成する。
【０２２５】
より詳細には、参照画像ヒストグラム作成手段４０２には、参照画像作成手段３０から、参照画像が入力される。参照画像ヒストグラム作成手段４０２は、この参照画像から、参照属性としての色ヒストグラムを作成する。
【０２２６】
参照画像ヒストグラム作成手段４０２は、参照画像上に、互いに直交する座標軸Ｘ１及びＹ１を設定する。ここで、座標軸Ｘ１が上述の第１座標軸に対応し、及び座標軸Ｙ１が上述の第２座標軸に対応する。また、座標軸Ｘ１及びＹ１からなる座標系が、第１直交座標系に対応する。
【０２２７】
参照画像ヒストグラム作成手段４０２は、設計ヒストグラム作成手段２１０と同様にして、座標軸Ｘ１方向に沿って、参照画像の特定色が反映された第１参照ヒストグラムｒＨ１を作成する。同様に、参照画像ヒストグラム作成手段４０２は、座標軸Ｙ１方向に沿って、特定色について第２参照ヒストグラムｒＨ２を作成する。
【０２２８】
ここで、第１参照ヒストグラムｒＨ１が第１参照画像色分布に、及び第２参照ヒストグラムｒＨ２が第２参照画像色分布にそれぞれ対応する。
【０２２９】
このようにして作成された第１及び第２参照ヒストグラムｒＨ１及びｒＨ２は、ずらし量算出手段４０６へと出力される。
【０２３０】
第２基板ヒストグラム作成手段４０４は、基板画像に参照画像と同様の座標軸Ｘ１及びＹ１を設定し、第１及び第２座標軸の各々に沿った基板画像の色の分布としての第１及び第２基板画像色分布を基板属性として作成する。
【０２３１】
より詳細には、第２基板ヒストグラム作成手段４０４には、補正手段１０４から、基板画像が入力される。第２基板ヒストグラム作成手段４０４は、この基板画像から、基板属性としての色ヒストグラムを作成する。
【０２３２】
第２基板ヒストグラム作成手段４０４は、第１基板ヒストグラム作成手段１１０と同様にして、座標軸Ｘ１方向に沿って、参照画像の特定色が反映された第１基板ヒストグラムｍＨ１を作成する。同様に、第２基板ヒストグラム作成手段４０４は、座標軸Ｙ１方向に沿って、特定色について第２基板ヒストグラムｍＨ２を作成する。
【０２３３】
ここで、第１基板ヒストグラムｍＨ１が第１基板画像色分布に、及び第２基板ヒストグラムｍＨ２が第２基板画像色分布にそれぞれ対応する。
【０２３４】
このようにして作成された第１及び第２基板ヒストグラムｍＨ１及びｍＨ２は、ずらし量算出手段４０６へと出力される。
【０２３５】
ずらし量算出手段４０６は、第１及び第２参照ヒストグラムｒＨ１及びｒＨ２と、第１及び第２基板ヒストグラムｍＨ１及びｍＨ２とを用いて、参照画像と基板画像との重ね合わせ位置を確定する機能を有する。
【０２３６】
より詳細には、図１１に示すように、ずらし量算出手段４０６は、第１参照ヒストグラムｒＨ１及び第１基板ヒストグラムｍＨ１を、共通の座標軸Ｘ１上で暫定的に重ね合わせる。その上で、両ヒストグラムｒＨ１及びｍＨ１の間の相関係数（一致度）を計算しながら、両ヒストグラムｒＨ１及びｍＨ１の相対的位置を座標軸Ｘ１上で変化させる（図中、矢印Ｂ参照）。そして、相関係数が最も高い値を示した位置を座標軸Ｘ１における基板画像及び参照画像の重ね合わせ位置として確定する。
【０２３７】
座標軸Ｙ１方向についても同様にして、第２参照ヒストグラムｒＨ２及び第２基板ヒストグラムｍＨ２を、相関係数を計算しながら、座標軸Ｙ１上でずらしていく。そして、最大の相関係数を与える位置を座標軸Ｙ１における基板画像及び参照画像の重ね合わせ位置として確定する。
【０２３８】
このようにして確定された座標軸Ｘ１及びＹ１方向の重ね合わせ位置は、画像重ね合わせ手段４０８へと出力される。
【０２３９】
画像重ね合わせ手段４０８は、ずらし量算出手段４０６から入力された重ね合わせ位置で、基板画像と参照画像とを重ね合わせる。このように、基板画像と参照画像とが重ね合わされた被検査画像は、検査手段７０へと出力される。
【０２４０】
検査手段７０は、被検査画像を用いて、基板外観検査を行う機能を有する。
【０２４１】
検査手段７０は、領域特徴データ抽出手段７２と、検査部７４と、基準特徴データ記憶手段７６とを備えている。
【０２４２】
検査手段７０の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２４３】
出力部８０の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２４４】
＜効果＞
（１）基板外観検査装置１２は、変形パラメータ算出手段２０が、ＣＡＤデータ由来の設計画像に対する、基板を撮影した基板画像の変形度を変形パラメータとして算出する。そして、参照画像作成手段３０が、設計画像を変形パラメータに応じて変形させた参照画像を作成する。これにより、基板画像のゆがみが、ＣＡＤデータ由来の参照画像に反映される。
【０２４５】
その結果、たとえ、基板画像にゆがみが存在したとしても、ＣＡＤデータ由来の参照画像を基板画像に正確に重ね合わせることができる。よって、基板外観検査に当って虚報を低減することができる。
【０２４６】
（２）この実施の形態の基板外観検査装置１２は、参照画像と基板画像との位置合わせを第１及び第２基板ヒストグラムｍＨ１及びｍＨ２と、第１及び第２参照ヒストグラムｒＨ１及びｒＨ２とを用いて行っている。その結果、画像それ自身を用いて参照画像と基板画像との位置合わせを行う実施の形態１の基板外観検査装置１０に比べて、より高速な位置合わせが可能である。
（３）基板外観検査装置１２は、後述する基板Ｓの搬送速度変動により生じる基板画像のゆがみ（実施の形態３）をも反映した参照画像を作成することができる。
【０２４７】
＜設計条件＞
（１）この実施の形態においては、基板観測手段１００及び設計値算出手段２００が設定する座標軸Ｘ２及びＹ２と、画像重畳手段４００が設定する座標軸Ｘ１及びＹ１が異なる場合について説明した。
【０２４８】
しかし、座標軸Ｘ１及びＹ１と、座標軸Ｘ２及びＹ２とを共通にしてもよい。このように構成することにより、第２基板ヒストグラム作成手段４０４を省略することができる。この場合、第１基板ヒストグラム作成手段１１０で作成された第３及び第４基板ヒストグラムｍＨ３及びｍＨ４をずらし量算出手段４０６に入力すればよい。これにより、基板外観検査装置１２の構成を簡単にすることができる。
【０２４９】
（２）この実施の形態においては、基板属性として基板画像の色分布（第１及び第２基板ヒストグラムｍＨ１及びｍＨ２）と、参照属性として参照画像の色分布（第１及び第２参照ヒストグラムｒＨ１及びｒＨ２）とを用いて、基板画像と参照画像とを重ね合わせる場合について説明した。
【０２５０】
しかし、基板属性及び参照属性は、色分布には限定されず、例えば、実施の形態１と同様に、基板上に配置された特定部品の形状としてもよい。
【０２５１】
（３）この実施の形態では、参照画像が、設計画像の変形により作成される場合について説明した。しかし、基板画像を設計画像に合わせて変形させることにより参照画像を作成してもよい。
【０２５２】
（実施の形態３）
図１２〜図１４を参照して、実施の形態３の基板外観検査装置について説明する。
【０２５３】
＜搬送速度変動による基板画像の変形＞
まず、図１２を参照して、基板Ｓの搬送速度の変動により基板画像が変形するメカニズムについて説明する。図１２（Ａ）は、基板の搬送速度が遅い場合に得られる基板画像の説明に供する模式図である。図１２（Ｂ）は、基板の搬送速度が速い場合に得られる基板画像の説明に供する模式図である。
【０２５４】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）において、Ｓは基板を示している。便宜的に、基板Ｓを、搬送方向に沿って直列に並ぶ領域Ａ〜Ｇに区画している。また、ＬＳはラインセンサを示している。ラインセンサＬＳは、基板Ｓの上空に固定されている。ラインセンサＬＳの撮影領域を、ラインセンサＬＳから基板Ｓ方向に延在する三角形状の領域で示す。また、ラインセンサＬＳの撮影時間間隔（以下、「シャッタ間隔」とも称する。）はΔｔとする。
【０２５５】
図１２（Ａ）において、ラインセンサＬＳは、時刻ｔにおいて、搬送速度ｖ１で搬送される基板Ｓの領域Ａを撮影する。その後、ラインセンサＬＳは、シャッタ間隔Δｔが経過した時刻ｔ＋Δｔにおいて、再び基板Ｓの撮影を行う。
【０２５６】
図１２（Ａ）に示すように、搬送速度が遅い場合にはラインセンサＬＳは、時刻ｔ＋Δｔにおいて、基板Ｓの領域Ｂを撮影する。以下、同様にして、基板Ｓの全長を撮影する。その結果、図示のように、得られる基板画像には、基板Ｓの全領域Ａ〜Ｇが含まれる。
【０２５７】
一方、図１２（Ｂ）に示すように、基板の搬送速度ｖ２（＞ｖ１）が速い場合には、時刻ｔで基板Ｓの領域Ａが撮影された後、次の撮影が行われる時刻ｔ＋Δｔまでに、基板Ｓが長い距離搬送される。その結果、時刻ｔ＋Δｔでは、ラインセンサＬＳにより、例えば、領域Ｄが撮影されることとなる。以下、同様にして、基板Ｓの全長を撮影する。その結果、図示のように、得られる基板画像は、領域Ａ，Ｄ及びＧが直列に配列された画像となる。
【０２５８】
つまり、基板Ｓの搬送速度が速い場合（図１２（Ｂ））には、基板Ｓの全領域Ａ〜Ｇが撮影されるのではなく、領域がとびとびに撮影される。その結果、基板Ｓの搬送速度が速い場合に得られる基板画像（Ａ，Ｄ，Ｇ）は、搬送速度が遅い場合に得られる基板画像（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ）に比べて、基板Ｓの搬送方向に沿った長さが短くなる。
【０２５９】
同様の議論により、基板Ｓの搬送速度が遅い場合には、基板画像の搬送方向に沿った長さが長くなることが言える。
【０２６０】
＜基板外観検査装置の構成及び動作＞
以下、図１３を参照して、実施の形態３の基板外観検査装置の構成及び動作について説明する。図１３は、基板外観検査装置のブロック図である。
【０２６１】
図１３を参照すると、基板外観検査装置１４は、撮影部１０２と、実搬送速度測定手段１１４と、基板観測手段１００と、設計値算出手段２００と、変形パラメータ算出手段２０と、参照画像作成手段３０と、画像重畳手段４００とを備えている。更に、基板外観検査装置１０は、ＣＡＤデータ記憶手段５０と、検査手段７０と、出力部８０とを備えている。
【０２６２】
これらの構成要素のうち、撮影部１０２、実搬送速度測定手段１１４及び出力部８０を除く残りの各手段は、コンピュータの機能手段として構成される。また、実施の形態１と同様に、基板外観検査装置１４は、図示しない記憶手段及び入力部を備えている。
【０２６３】
以下、上述した各機能手段の構成及び動作を詳細に説明する。
【０２６４】
撮影部１０２の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２６５】
実搬送速度測定手段１１４は、ステージＴ上を搬送される基板の、搬送方向に沿った位置ｄにおける実搬送速度Ｖ（ｄ）を測定する。
【０２６６】
より詳細に説明すると、基板Ｓの実搬送速度Ｖ（ｄ）は、厳密には一定ではなく、種々の外因により、設定値（設定搬送速度Ｖ０）の周りで揺らいでいる。実搬送速度測定手段１１４は、この実搬送速度Ｖ（ｄ）の揺らぎの大きさを、基板Ｓの搬送方向に沿った位置ｄとともに測定し、記憶する。
【０２６７】
このようにして測定された実搬送速度Ｖ（ｄ）は、位置ｄとともに、変形パラメータ算出手段２０へと出力される。
【０２６８】
基板観測手段１００の補正手段１０４の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２６９】
補正手段１０４により作成された基板画像は、第２基板ヒストグラム作成手段４０４へと出力される。
【０２７０】
設計値算出手段２００のＣＡＤデータ読み込み手段２０２及び設計画像作成手段２０４の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。設計画像作成手段２０４により作成された設計画像は、参照画像作成手段３０へと出力される。
【０２７１】
設定速度読み込み手段２１４は、基板Ｓの搬送装置（不図示）と接続されており、搬送装置から、予め定められた基板Ｓの設定搬送速度Ｖ０を読み込む。このようにして読み込まれた設定搬送速度Ｖ０は、変形パラメータ算出手段２０へと出力される。
【０２７２】
変形パラメータ算出手段２０は、変形パラメータとして、基板Ｓの位置座標ｄにおける（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）を算出する。
【０２７３】
より詳細には、変形パラメータ算出手段２０には、実搬送速度測定手段１１４から実搬送速度Ｖ（ｄ）が入力される。また、変形パラメータ算出手段２０には、設定速度読み込み手段２１４から設定搬送速度Ｖ０が入力される。
【０２７４】
変形パラメータ算出手段２０は、実搬送速度Ｖ（ｄ）及び設定搬送速度Ｖ０から、変形パラメータ（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）を算出し、図１４に示すようなグラフを作成する。
【０２７５】
図１４は、変形パラメータ（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）と基板Ｓの位置ｄとの関係を示す図である。図１４において、横軸は、基板Ｓの搬送方向に沿って測った位置座標ｄを表す。縦軸は、変形パラメータの値、すなわち、実搬送速度Ｖ（ｄ）の設定搬送速度Ｖ０に対する比率（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）を示す。
【０２７６】
図１４においては、縦軸が“１”の点で、Ｖ（ｄ）＝Ｖ０であることを示す。縦軸が１を超える領域では、Ｖ（ｄ）＞Ｖ０、つまり、実搬送速度が設定搬送速度よりも大きいことを示す。逆に、縦軸が１未満の領域では、Ｖ（ｄ）＜Ｖ０、つまり、実搬送速度が設定搬送速度よりも小さいことを示す。
【０２７７】
このようにして算出された変形パラメータ（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）は、参照画像作成手段３０へと出力される。
【０２７８】
参照画像作成手段３０は、変形パラメータＡ／ａとしての（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）で、設計画像の位置座標ｄに対応する位置において、設計画像の搬送方向に沿った長さを除することにより、設計画像を変形させた参照画像を作成する。
【０２７９】
より詳細には、参照画像作成手段３０には、変形パラメータ算出手段２０から変形パラメータ（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）が入力され、及び設計画像作成手段２０４から設計画像が入力される。
【０２８０】
（搬送速度変動による基板画像の変形）の項で既に説明したように、基板Ｓの実搬送速度Ｖ（ｄ）の揺らぎにより、基板画像は、搬送方向に沿って部分的に伸縮している。参照画像作成手段３０は、この基板画像の伸縮に応じて設計画像を変形させる。
【０２８１】
具体的には、参照画像作成手段３０は、基板Ｓの位置座標ｄに対応する設計画像の位置で、設計画像の搬送方向に沿った長さを変形パラメータ（Ｖ（ｄ）／Ｖ０）で除する。
【０２８２】
これにより、基板Ｓの搬送速度が速かった点（Ｖ（ｄ）／Ｖ０＞１）、すなわち、基板画像が搬送方向に短縮している点では、搬送方向に沿った長さが短縮するように、設計画像が変形される。
【０２８３】
逆に、基板Ｓの搬送速度が遅かった点（Ｖ（ｄ）／Ｖ０＜１）、すなわち、基板画像が搬送方向に伸張している点では、搬送方向に沿った長さが伸張するように、設計画像が変形される。
【０２８４】
その結果、基板画像の変形に応じて変形された設計画像、つまり参照画像が得られる。
【０２８５】
このようにして得られた参照画像は、画像重畳手段４００へと出力される。
【０２８６】
画像重畳手段４００の構成及び動作は、実施の形態２と同様であるのでその説明を省略する。
【０２８７】
また、検査手段７０及び出力部８０の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０２８８】
＜効果＞
（１）基板外観検査装置１４は、変形パラメータ算出手段２０が、ＣＡＤデータ由来の設計画像に対する、基板を撮影した基板画像の変形度を変形パラメータとして算出する。そして、参照画像作成手段３０が、設計画像を変形パラメータに応じて変形させた参照画像を作成する。これにより、基板画像のゆがみが、ＣＡＤデータ由来の参照画像に反映される。
【０２８９】
その結果、たとえ、基板画像にゆがみが存在したとしても、ＣＡＤデータ由来の参照画像を基板画像に正確に重ね合わせることができる。よって、基板外観検査に当って虚報を低減することができる。
【０２９０】
＜設計条件＞
（１）この実施の形態では、参照画像が、設計画像の変形により作成される場合について説明した。しかし、基板画像を設計画像に合わせて変形させることにより参照画像を作成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２９１】
【図１】基板外観検査装置が撮影した、基板Ｓ表面の一部領域の写真を示す。
【図２】実施の形態１の基板外観検査装置のブロック図である。
【図３】（Ａ）は、実施の形態１における観測値の算出の説明に供する基板画像の模式的な平面図である。（Ｂ）は、実施の形態１における設計値の算出の説明に供する設計画像の模式的な平面図である。
【図４】実施の形態１における参照画像の作成の説明に供する模式図である。
【図５】実施の形態１における参照画像と基板画像との重ね合わせ位置の確定動作の説明に供する模式図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１における参照画像と基板画像との重ね合わせ位置の確定動作の説明に供する模式図である。
【図７】実施の形態２の基板外観検査装置のブロック図である。
【図８】実施の形態２において、基板画像を色ヒストグラム（色分布）とともに示す模式図である。
【図９】実施の形態２において、設計画像を色ヒストグラムとともに示す模式図である。
【図１０】実施の形態２において、参照画像作成手段の動作説明に供する模式図である。
【図１１】実施の形態２において、ずらし量算出手段の動作説明に供する模式図である。
【図１２】（Ａ）は、実施の形態３において、基板の搬送速度が遅い場合に得られる基板画像の説明に供する模式図である。（Ｂ）は、基板の搬送速度が速い場合に得られる基板画像の説明に供する模式図である。
【図１３】実施の形態３の基板外観検査装置のブロック図である。
【図１４】実施の形態３の変形パラメータと基板Ｓの位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２９２】
１０，１２，１４  基板外観検査装置
２０  変形パラメータ算出手段
３０  参照画像作成手段
４０，４００  画像重畳手段
４０２  参照画像ヒストグラム作成手段
４０４  第２基板ヒストグラム作成手段
４０６  ずらし量算出手段
４０８  画像重ね合わせ手段
５０  ＣＡＤデータ記憶手段
５２  基準領域記憶部
５４  レイヤー別色データ
７０  検査手段
７２  領域特徴データ抽出手段
７４  検査部
７６  基準特徴データ記憶手段
８０  出力部
１００  基板観測手段
１０２  撮影部
１０４  補正手段
１０６  基板基準領域抽出手段
１０８，１１２  観測値算出手段
１１０  第１基板ヒストグラム作成手段
１１４  実搬送速度測定手段
２００  設計値算出手段
２０２  ＣＡＤデータ読み込み手段
２０４  設計画像作成手段
２０６  設計基準領域抽出手段
２０８，２１２  計算値算出手段
２１０  設計ヒストグラム作成手段
２１４  設定速度読み込み手段
【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１】
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