(57)【要約】【課題】画像検査装置の校正の為の画像処理を高い精度で、高速に実行できる、校正基準器、その校正基準器を用いた画像処理方法、および画像検査装置校正方法を提供する。【解決手段】校正基準器を、平面的な形状を有し、平面的な形状の周縁部には、頂点を有する突起またはへこみ部が２個所形成され、２個所に形成された突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間が、画像検査装置の校正のための長さ測定位置として用いられるような構成とする。そして、画像検査装置において、（１）校正基準器の画像データから画像上で校正基準器を抽出し、（２）抽出された画像からさらに、２個所に形成された突起またはへこみ部を画像上で抽出し、（３）それぞれの頂点間の長さをピクセル精度またはサブピクセル精度で算出し、（４）画像検査装置の機差を表す指標値を得る。【選択図】　　図２
2004045128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像検査装置の較正に用いる為の較正基準器であって、平面的な形状を有し、前記平面的な形状の周縁部には、頂点を有する突起部またはへこみ部が２個所形成され、前記２個所に形成された前記突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間が前記画像検査装置の較正のための長さ測定位置となること、を特徴とする較正基準器。
【請求項２】
前記較正基準器は略円形の形状である、請求項１に記載の較正基準器。
【請求項３】
前記略円形の形状の中心位置に対向する周縁部上の位置に、頂点を有する突起部が２個所形成され、該２個所の突起部のそれぞれの頂点間が、前記較正基準器の最大径である、請求項２に記載の較正基準器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の較正基準器を用いる、画像検査装置の較正を行なうための画像処理方法であって、
前記画像検査装置で撮像された前記較正基準器の画像データから画像上で前記較正基準器を抽出するステップと、
さらに、抽出された前記較正基準器の画像から前記２個所に形成された突起部またはへこみ部を画像上で抽出するステップと、
抽出された前記２個所の突起部またはへこみ部のそれぞれの頂点間の長さをピクセル精度またはサブピクセル精度で算出するステップと、
算出されたピクセル精度またはサブピクセル精度での前記頂点間の長さと、予め前記較正基準器の前記頂点間の距離を計測して得られた既知の基準長さとに基づいて、前記画像検査装置の機差を表す指標値を得るステップと、
を含むことを特徴とする画像検査装置の較正のための画像処理方法。
【請求項５】
前記画像データから前記較正基準器の画像を抽出する際に、自動閾値処理を用いて前記抽出を行なうこと、を特徴とする請求項４に記載の画像検査装置の較正のための画像処理方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の画像処理方法により得られた前記画像検査装置の機差を表す指標値に基づいて、前記画像検査装置の機差を較正すること、を特徴とする画像検査装置の較正方法。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の方法を、コンピュータで実行するためのソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検物を撮像して得られる画像に基づいて被検物の検査を行う画像検査装置の較正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ等の光学部材（以下、被検物という）を画像処理によって検査する画像検査装置が知られている。このような画像検査装置では、まず、光源からの光で照明された被検物をＣＣＤカメラ等で撮影し、撮影された画像に所定の処理を施すことにより被検物に存在する不良要因を抽出し、その形状ごとに分類する。一般的に、不良要因としては、ゴミやキズ、ケバ（糸くず）、汚れ等がある。また、画像検査装置によっては、被検物を複数のエリアに分割し、不良要因を、その不良要因が発生した位置に対応するエリアごとに分類する。抽出された不良要因を形状やエリアによって分類すると、画像検査装置は、各不良要因を数値（品質点数）化する。そして、各不良要因の合計点数によって、被検物の良否判定を行う。
【０００３】
一方、このような画像検査装置では、画像検査装置間での機差を較正することが重要となる。そのため、通常は、図９のような直径が既知（計測済み）の円形の較正基準器１０を用い、次のような手順で、較正基準器１０の直径を画像上で求める。まず、この較正基準器１０を画像検査装置にセットして撮影し、固定の閾値を用いて画像を生成する。この較正基準器１０の画像から、較正基準器１０の直径を画素数として求める。較正基準器１０の直径は既知なので、それぞれの画像検査装置について「１画素当たりの長さ」が、例えば（ミクロン／画素）で求められる。この値は、画像検査装置の機差を表す指標となる。よって、この値（「１画素当たりの長さ」）を装置毎に求めれば、この値に基づいて画像検査装置の較正を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０、１１は、機差のある２つの画像検査装置で較正基準器１０の画像が生成された場合の例を示している。第１の画像検査装置で生成された画像を図１０とする。図１０は、この第１の画像検査装置で生成された画像上では較正基準器１０の直径が、網掛けの円１３のように、実際の較正基準器１０の寸法よりも大くなっている状態を示している。また、第２の画像検査装置で生成された画像を図１１とする。図１１は、第２の画像検査装置で生成された画像上では較正基準器１０の直径が、網掛けの円１５のように、実際の較正基準機１０の寸法よりも小さくなっている状態を示している。
【０００５】
この場合、第１の画像検査装置、および第２の画像検査装置について求められる「１画素当たりの長さ」に基づいて、これらの画像検査装置間の機差を解消すること、つまり機差を較正することができる。
【０００６】
しかしながら、円形の較正基準器を用いて機差を取得することは、生成された画像上での関心領域が画像全体になる、つまり、較正基準器の直径を求める為に画像全体を対象として直径部分の決定を行わなければならない。また、画像検査装置の光量が装置毎に一定でないため、従来のように固定の閾値を用いた測定では、較正基準器の画像が装置間で一定にならない場合もある。
【０００７】
また、従来一般的に用いられている円形の較正基準器は、予め精密に直径を計測しておいて用いるものであるものの、較正基準器を厳密な円形とすることは通常は困難であり、また、画像処理でその直径を求める位置と、実際に計測が行われた位置との整合をとることは通常は難しい。したがって、較正基準器の、画像上で直径を求めた位置と、実際に計測が行われた位置が異なってしまう場合もある。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされた。すなわち、本発明は、以上のような課題を解決し、画像検査装置の較正の為の画像処理を高い精度で、高速に実行できる、較正基準器、その較正基準器を用いた画像処理方法、および画像検査装置較正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、較正基準器を、平面的な形状を有し、平面的な形状の周縁部には、頂点を有する突起またはへこみ部が２個所形成され、２個所に形成された突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間が、画像検査装置の較正のための長さ測定位置として用いられるような構成とする（請求項１）。２個所の突起部またはへこみ部の頂点は、物理的な寸法計測を行なう際の及びそれが行われた場所であることを示す目印となると同時に、その突起部またはへこみ部自体が、画像上で長さを計算すべきポイントを抽出する為の目印となる。よってこの較正基準器を用いれば、長さを計算すべき位置を画像上で迅速に認識でき、画像処理を効率よく行なうことが可能になる。
【００１０】
この場合、較正基準器は略円形の形状であっても良い（請求項２）。また、較正基準器は、略円形の形状の中心位置に対向する周縁部上の位置に、頂点を有する突起部が２個所形成され、該２個所の突起部のそれぞれの頂点間が較正基準器の最大径である構成であっても良い（請求項３）。
【００１１】
上記目的を達成するために、上記のような突起部またはへこみ部を有する較正基準器を用いての、画像検査装置の較正を行なうための方法として、
（１）画像検査装置で撮像された較正基準器の画像データから画像上で較正基準器を抽出するステップと、
（２）さらに、抽出された較正基準器の画像から、２個所に形成された突起またはへこみ部を画像上で抽出するステップと、
（３）抽出された、２個所の突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間の長さをピクセル精度またはサブピクセル精度で算出するステップと、
（４）算出されたピクセル精度またはサブピクセル精度での頂点間の長さと、予め較正基準器の頂点間の距離を計測して得られた既知の基準長さとに基づいて、画像検査装置の機差を表す指標値を得るステップと、を含む画像処理方法を提供する。この較正基準器は、突起部またはへこみ部を目印として有しているため、画像上で長さを計算すべき位置を迅速に抽出することが可能である。
【００１２】
上記（１）のステップにおいて、画像データから較正基準器の画像を抽出する際に、自動閾値処理を用いて抽出を行なう構成とすることができる（請求項５）。
【００１３】
以上のような画像処理方法により得られた、画像検査装置の機差を表す指標値に基づいて、画像検査装置の機差を較正する較正方法を構成することができる（請求項６）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は画像検査装置１の概略構成図である。この画像検査装置１に対して、本発明の実施形態としての機差較正の為の画像処理が行われる。まず、図１を参照して画像検査装置１の構成と通常の動作について説明する。
【００１５】
画像検査装置１は、画像撮影部１００と画像処理システム２００とを有する。画像撮影部１００は、ＣＣＤカメラ１０１、光源１０２、ホルダ１０４を有する。ホルダ１０４の上面は、被検物Ｓが載置されるテーブル部１０４ａとして構成される。またホルダ１０４の下部は、画像撮影部１００のステージ１０３の上面に形成されたレール１０３ａ上に設置され、レール１０３ａに沿って水平方向に移動可能な駆動部１０４ｂとして構成されている。また、ＣＣＤカメラ１０１および光源１０２は、それぞれ画像撮影部１００のフレーム部１０５に固定されている。ＣＣＤカメラ１０１は対物レンズユニット１０１ａとＣＣＤ１０１ｂとを有する。光源１０２は、複数の光ファイバを有している。各光ファイバは、各々から射出された光は、被検物Ｓに斜めに入射するように、かつ射出端面が環状に並ぶように配設されている。
【００１６】
画像処理システム２００は、画像撮影部１００より送信された画像データを処理して、被検物Ｓの良否判定を行うプロセッサ２０１と、画像撮影部１００より送信された画像データやプロセッサ２０１による画像処理結果等を表示可能なモニタ２０２とを有する。
【００１７】
次に、画像検査装置１の機差を較正するための処理に関し説明する。図２は、較正を行うために用いる較正基準器２１を示している。また、図３は、較正基準器２１を用いた較正処理のフローチャートであり、図４は、図３における画像処理についての詳細なフローチャートである。
【００１８】
較正基準器２１（図２）は、略円形の形状であり、２つの突起部２１ａ、２１ｂを有し、これらの突起部２１ａ、２１ｂ間が最大径Ｄとなるように構成されている。したがって、較正基準器２１についての寸法の計測は、突起部２１ａ、２１ｂ間について行えば良いことになる。なお、画像処理では、較正基準器２１の突起部２１ａ、２１ｂ部分のみに注目することで、最大径Ｄを画素数として（またはサブピクセル精度で）得ることが可能となる。
【００１９】
機差較正の流れは、図３に示すように、まず、較正基準器２１を画像検査装置１に設置して、画像撮影部１００において走査を行い較正基準器２１を撮像する（Ｓ３０１）。撮像により得られた多階調の画像データは、画像処理システム２００に送信されここで画像処理される（Ｓ３０２）。画像処理（Ｓ３０２）では、較正基準器２１の最大径Ｄが算出され、それにより、この画像検査装置１での、「１画素当たりの長さ」が得られ、この値に基づいて画像処理装置１が較正される（Ｓ３０３）。
【００２０】
図４は、図３の画像処理（Ｓ３０２）の詳細を示している。まず、撮像によって得られた多階調の画像に対して自動閾値処理を行い、画像上で較正基準器２１の抽出を行う（Ｓ４０１）。自動閾値処理としては、画像のヒストグラムから好適な閾値を求める手法を用いることができる。自動閾値処理により、較正基準器２１を抽出する精度を高めることができる。抽出された画像は、図５のようになる。
【００２１】
次にステップＳ４０２では、較正基準器２１の抽出画像（図５）から、関心領域の絞り込みを行う。関心領域の絞り込みは、突起部分２１ａ、２１ｂを画像上で見つければ良いので比較的容易である。関心領域は、図６に領域５１、５２として示すように、突起部分２１ａ，２１ｂを含む領域として決定される。なお、ここまでの処理は画素単位での処理となっている。
【００２２】
次に、ステップＳ４０３では、関心領域５１、５２についてサブピクセル処理によってサブピクセル精度で較正基準器２１の境界位置を決定する。サブピクセル処理とは、例えば、各画素の階調データをもとに境界付近での輝度勾配（つまり、勾配の近似波形）を求め、この輝度勾配に所定の閾値を適用して境界位置を決定する処理である。サブピクセル処理によって例えば０．１画素精度で境界位置を決定することができる。図７に、関心領域５２に関して、サブピクセル精度で決定した境界位置の例を示す（境界位置Ｂ１）。
【００２３】
関心領域５１、５２について境界領域が決定されたので、次にステップＳ４０４では、関心領域５１と５２間の最大距離（つまり、関心領域５１、５２のそれぞれの頂点間の長さ）を算出する。このように、図４の画像処理では、関心領域５１、５２に注目して処理すれば良くなるため、処理を高速化することが可能となる。したがって、サブピクセル処理のような比較的負荷の重い画像処理を採用しても、全体としての処理速度を高くすることが可能である。
【００２４】
なお、図４の一連の手順で算出される最大距離をモニタしながら（図４の一連の手順を繰り返しながら）、ＣＣＤカメラ１０１をピント調節する制御を行ない、一連の処理で得られる最大距離が最小になったときにピント調節完了とするとともに、このときの距離を、最終的な最大距離として決定することが好ましい。このようにして得られた最大距離は、次の較正処理（Ｓ３０３）において用いられる。
【００２５】
ステップＳ３０３（較正処理）では、上記のように得られた最大距離と、較正基準器２１の最大径部分の実際の寸法（計測済みの寸法）とから、画像検査装置１の撮影の倍率（１画素当たりの長さ（ミクロン／画素））を求め保存しておく。この倍率は、画像検査装置の機差を表す指標値となる。実際の被検物の検査の過程で、この倍率を、画像処理により求められる不良要因の大きさを補正する為の補正値として用いる。このことにより、画像検査装置間の機差が較正される。
【００２６】
例えば、２つの画像検査装置において、倍率がそれぞれＰ１（ミクロン／画素）、Ｐ２（ミクロン／画素）と求められ保存されていたとする。そして、各画像検査装置で長さが２画素の不良要因が検出されたとする。この場合、各画像検査装置において、それぞれ、不良要因の寸法は２・Ｐ１（ミクロン）、２・Ｐ２（ミクロン）として求められる。検出された画素数をそのまま不良要因の寸法とせず、各画像検査装置に固有の倍率を乗じて補正した値を不良要因の寸法としているので、機差が解消された正しい寸法が得られる。
【００２７】
以上説明した本発明の実施形態に関する様々な変形例が有り得る。例えば図４に示した画像処理において、自動閾値処理（Ｓ４０１）は、較正基準器の抽出の精度を高めるのに有効であるが、自動閾値処理は必ず必要なわけではなく、通常の経験的な閾値が用いられる構成であっても良い。また、サブピクセル処理（Ｓ４０３）についても必ずしも必要ではなく、通常の画素単位での処理としても良い。
【００２８】
また、以上から理解できるように、較正基準器は、図２に示した構成に限られない。寸法が計測された部分の目印があり、かつ、その部分を画像上で関心領域として抽出することが比較的容易であれば、様々な形状の較正基準器を用いることができる。また、寸法が計測された部分は、必ずしもその較正基準器の最大径でなくても良い。
【００２９】
図８に、較正基準器の別の例を示した（較正基準器６０）。図８に示すように較正基準器６０には、へこみ部６１、６２が形成されているが、このへこみ部６１，６２を画像処理で関心領域として抽出することは比較的容易であるので、この較正基準器６０は較正基準器２１と同等の機能を達成することができる。この場合、へこみ部６１、６２のそれぞれの頂点間の長さＤ２を予め計測しておき、このＤ２に対応する長さを画像処理上で算出することになる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の較正基準器によれば、長さを計算すべき位置を画像上で迅速に認識でき、画像処理を効率よく行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての画像処理方法が実行される画像検査装置の構成を表す図である。
【図２】図１の画像処理で用いる較正基準器を表す図である。
【図３】図１の画像検査装置を較正する為の較正処理を表すフローチャートである。
【図４】図３の較正処理における画像処理の詳細を表すフローチャートである。
【図５】図４の画像処理において抽出された較正基準器の画像を表す図である。
【図６】図４の画像処理において抽出された関心領域を示す図である。
【図７】図６の関心領域についてサブピクセル処理を行なった状態を示す図である。
【図８】較正基準器としての別の例を示す図である。
【図９】従来の較正基準器を表す図である。
【図１０】較正基準器が実際よりも大きく抽出された状態を示す図である。
【図１１】較正基準器が実際よりも小さく抽出された状態を示す図である。
【符号の説明】
１　画像検査装置
２１　較正基準器
１００　画像撮影部
１０１　ＣＣＤカメラ
１０２　光源
１０４　ホルダ
１０４ａ　テーブル部
２００　画像処理システム
２０１　プロセッサ
２０２　モニタ
【図１】
2004045128.tif 000003
【図２】
2004045128.tif 000004
【図３】
2004045128.tif 000005
【図４】
2004045128.tif 000006
【図５】
2004045128.tif 000007
【図６】
2004045128.tif 000008
【図７】
2004045128.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004045128.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004045128.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月27日(2003.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【特許請求の範囲】
【請求項１】画像検査装置の校正に用いる為の校正基準器であって、平面的な形状を有し、前記平面的な形状の周縁部には、頂点を有する突起部またはへこみ部が２個所形成され、前記２個所に形成された前記突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間が前記画像検査装置の校正のための長さ測定位置となること、を特徴とする校正基準器。
【請求項２】前記校正基準器は略円形の形状である、請求項１に記載の校正基準器。
【請求項３】前記略円形の形状の中心位置に対向する周縁部上の位置に、頂点を有する突起部が２個所形成され、該２個所の突起部のそれぞれの頂点間が、前記校正基準器の最大径である、請求項２に記載の校正基準器。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の校正基準器を用いる、画像検査装置の校正を行なうための画像処理方法であって、
前記画像検査装置で撮像された前記校正基準器の画像データから画像上で前記校正基準器を抽出するステップと、
さらに、抽出された前記校正基準器の画像から前記２個所に形成された突起部またはへこみ部を画像上で抽出するステップと、
抽出された前記２個所の突起部またはへこみ部のそれぞれの頂点間の長さをピクセル精度またはサブピクセル精度で算出するステップと、
算出されたピクセル精度またはサブピクセル精度での前記頂点間の長さと、予め前記校正基準器の前記頂点間の距離を計測して得られた既知の基準長さとに基づいて、前記画像検査装置の機差を表す指標値を得るステップと、
を含むことを特徴とする画像検査装置の校正のための画像処理方法。
【請求項５】前記画像データから前記校正基準器の画像を抽出する際に、自動閾値処理を用いて前記抽出を行なうこと、を特徴とする請求項４に記載の画像検査装置の校正のための画像処理方法。
【請求項６】請求項４または５に記載の画像処理方法により得られた前記画像検査装置の機差を表す指標値に基づいて、前記画像検査装置の機差を校正すること、を特徴とする画像検査装置の校正方法。
【請求項７】請求項４から６のいずれかに記載の方法を、コンピュータで実行するためのソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検物を撮像して得られる画像に基づいて被検物の検査を行う画像検査装置の校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ等の光学部材（以下、被検物という）を画像処理によって検査する画像検査装置が知られている。このような画像検査装置では、まず、光源からの光で照明された被検物をＣＣＤカメラ等で撮影し、撮影された画像に所定の処理を施すことにより被検物に存在する不良要因を抽出し、その形状ごとに分類する。一般的に、不良要因としては、ゴミやキズ、ケバ（糸くず）、汚れ等がある。また、画像検査装置によっては、被検物を複数のエリアに分割し、不良要因を、その不良要因が発生した位置に対応するエリアごとに分類する。抽出された不良要因を形状やエリアによって分類すると、画像検査装置は、各不良要因を数値（品質点数）化する。そして、各不良要因の合計点数によって、被検物の良否判定を行う。
【０００３】
一方、このような画像検査装置では、画像検査装置間での機差を校正することが重要となる。そのため、通常は、図９のような直径が既知（計測済み）の円形の校正基準器１０を用い、次のような手順で、校正基準器１０の直径を画像上で求める。まず、この校正基準器１０を画像検査装置にセットして撮影し、固定の閾値を用いて画像を生成する。この校正基準器１０の画像から、校正基準器１０の直径を画素数として求める。校正基準器１０の直径は既知なので、それぞれの画像検査装置について「１画素当たりの長さ」が、例えば（ミクロン／画素）で求められる。この値は、画像検査装置の機差を表す指標となる。よって、この値（「１画素当たりの長さ」）を装置毎に求めれば、この値に基づいて画像検査装置の校正を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０、１１は、機差のある２つの画像検査装置で校正基準器１０の画像が生成された場合の例を示している。第１の画像検査装置で生成された画像を図１０とする。図１０は、この第１の画像検査装置で生成された画像上では校正基準器１０の直径が、網掛けの円１３のように、実際の校正基準器１０の寸法よりも大くなっている状態を示している。また、第２の画像検査装置で生成された画像を図１１とする。図１１は、第２の画像検査装置で生成された画像上では校正基準器１０の直径が、網掛けの円１５のように、実際の校正基準機１０の寸法よりも小さくなっている状態を示している。
【０００５】
この場合、第１の画像検査装置、および第２の画像検査装置について求められる「１画素当たりの長さ」に基づいて、これらの画像検査装置間の機差を解消すること、つまり機差を校正することができる。
【０００６】
しかしながら、円形の校正基準器を用いて機差を取得することは、生成された画像上での関心領域が画像全体になる、つまり、校正基準器の直径を求める為に画像全体を対象として直径部分の決定を行わなければならない。また、画像検査装置の光量が装置毎に一定でないため、従来のように固定の閾値を用いた測定では、校正基準器の画像が装置間で一定にならない場合もある。
【０００７】
また、従来一般的に用いられている円形の校正基準器は、予め精密に直径を計測しておいて用いるものであるものの、校正基準器を厳密な円形とすることは通常は困難であり、また、画像処理でその直径を求める位置と、実際に計測が行われた位置との整合をとることは通常は難しい。したがって、校正基準器の、画像上で直径を求めた位置と、実際に計測が行われた位置が異なってしまう場合もある。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされた。すなわち、本発明は、以上のような課題を解決し、画像検査装置の校正の為の画像処理を高い精度で、高速に実行できる、校正基準器、その校正基準器を用いた画像処理方法、および画像検査装置校正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、校正基準器を、平面的な形状を有し、平面的な形状の周縁部には、頂点を有する突起またはへこみ部が２個所形成され、２個所に形成された突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間が、画像検査装置の校正のための長さ測定位置として用いられるような構成とする（請求項１）。２個所の突起部またはへこみ部の頂点は、物理的な寸法計測を行なう際の及びそれが行われた場所であることを示す目印となると同時に、その突起部またはへこみ部自体が、画像上で長さを計算すべきポイントを抽出する為の目印となる。よってこの校正基準器を用いれば、長さを計算すべき位置を画像上で迅速に認識でき、画像処理を効率よく行なうことが可能になる。
【００１０】
この場合、校正基準器は略円形の形状であっても良い（請求項２）。また、校正基準器は、略円形の形状の中心位置に対向する周縁部上の位置に、頂点を有する突起部が２個所形成され、該２個所の突起部のそれぞれの頂点間が校正基準器の最大径である構成であっても良い（請求項３）。
【００１１】
上記目的を達成するために、上記のような突起部またはへこみ部を有する校正基準器を用いての、画像検査装置の校正を行なうための方法として、
（１）画像検査装置で撮像された校正基準器の画像データから画像上で校正基準器を抽出するステップと、
（２）さらに、抽出された校正基準器の画像から、２個所に形成された突起またはへこみ部を画像上で抽出するステップと、
（３）抽出された、２個所の突起またはへこみ部のそれぞれの頂点間の長さをピクセル精度またはサブピクセル精度で算出するステップと、
（４）算出されたピクセル精度またはサブピクセル精度での頂点間の長さと、予め校正基準器の頂点間の距離を計測して得られた既知の基準長さとに基づいて、画像検査装置の機差を表す指標値を得るステップと、を含む画像処理方法を提供する。この校正基準器は、突起部またはへこみ部を目印として有しているため、画像上で長さを計算すべき位置を迅速に抽出することが可能である。
【００１２】
上記（１）のステップにおいて、画像データから校正基準器の画像を抽出する際に、自動閾値処理を用いて抽出を行なう構成とすることができる（請求項５）。
【００１３】
以上のような画像処理方法により得られた、画像検査装置の機差を表す指標値に基づいて、画像検査装置の機差を校正する校正方法を構成することができる（請求項６）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は画像検査装置１の概略構成図である。この画像検査装置１に対して、本発明の実施形態としての機差校正の為の画像処理が行われる。まず、図１を参照して画像検査装置１の構成と通常の動作について説明する。
【００１５】
画像検査装置１は、画像撮影部１００と画像処理システム２００とを有する。画像撮影部１００は、ＣＣＤカメラ１０１、光源１０２、ホルダ１０４を有する。ホルダ１０４の上面は、被検物Ｓが載置されるテーブル部１０４ａとして構成される。またホルダ１０４の下部は、画像撮影部１００のステージ１０３の上面に形成されたレール１０３ａ上に設置され、レール１０３ａに沿って水平方向に移動可能な駆動部１０４ｂとして構成されている。また、ＣＣＤカメラ１０１および光源１０２は、それぞれ画像撮影部１００のフレーム部１０５に固定されている。ＣＣＤカメラ１０１は対物レンズユニット１０１ａとＣＣＤ１０１ｂとを有する。光源１０２は、複数の光ファイバを有している。各光ファイバは、各々から射出された光は、被検物Ｓに斜めに入射するように、かつ射出端面が環状に並ぶように配設されている。
【００１６】
画像処理システム２００は、画像撮影部１００より送信された画像データを処理して、被検物Ｓの良否判定を行うプロセッサ２０１と、画像撮影部１００より送信された画像データやプロセッサ２０１による画像処理結果等を表示可能なモニタ２０２とを有する。
【００１７】
次に、画像検査装置１の機差を校正するための処理に関し説明する。図２は、校正を行うために用いる校正基準器２１を示している。また、図３は、校正基準器２１を用いた校正処理のフローチャートであり、図４は、図３における画像処理についての詳細なフローチャートである。
【００１８】
校正基準器２１（図２）は、略円形の形状であり、２つの突起部２１ａ、２１ｂを有し、これらの突起部２１ａ、２１ｂ間が最大径Ｄとなるように構成されている。したがって、校正基準器２１についての寸法の計測は、突起部２１ａ、２１ｂ間について行えば良いことになる。なお、画像処理では、校正基準器２１の突起部２１ａ、２１ｂ部分のみに注目することで、最大径Ｄを画素数として（またはサブピクセル精度で）得ることが可能となる。
【００１９】
機差校正の流れは、図３に示すように、まず、校正基準器２１を画像検査装置１に設置して、画像撮影部１００において走査を行い校正基準器２１を撮像する（Ｓ３０１）。撮像により得られた多階調の画像データは、画像処理システム２００に送信されここで画像処理される（Ｓ３０２）。画像処理（Ｓ３０２）では、校正基準器２１の最大径Ｄが算出され、それにより、この画像検査装置１での、「１画素当たりの長さ」が得られ、この値に基づいて画像処理装置１が校正される（Ｓ３０３）。
【００２０】
図４は、図３の画像処理（Ｓ３０２）の詳細を示している。まず、撮像によって得られた多階調の画像に対して自動閾値処理を行い、画像上で校正基準器２１の抽出を行う（Ｓ４０１）。自動閾値処理としては、画像のヒストグラムから好適な閾値を求める手法を用いることができる。自動閾値処理により、校正基準器２１を抽出する精度を高めることができる。抽出された画像は、図５のようになる。
【００２１】
次にステップＳ４０２では、校正基準器２１の抽出画像（図５）から、関心領域の絞り込みを行う。関心領域の絞り込みは、突起部分２１ａ、２１ｂを画像上で見つければ良いので比較的容易である。関心領域は、図６に領域５１、５２として示すように、突起部分２１ａ，２１ｂを含む領域として決定される。なお、ここまでの処理は画素単位での処理となっている。
【００２２】
次に、ステップＳ４０３では、関心領域５１、５２についてサブピクセル処理によってサブピクセル精度で校正基準器２１の境界位置を決定する。サブピクセル処理とは、例えば、各画素の階調データをもとに境界付近での輝度勾配（つまり、勾配の近似波形）を求め、この輝度勾配に所定の閾値を適用して境界位置を決定する処理である。サブピクセル処理によって例えば０．１画素精度で境界位置を決定することができる。図７に、関心領域５２に関して、サブピクセル精度で決定した境界位置の例を示す（境界位置Ｂ１）。
【００２３】
関心領域５１、５２について境界領域が決定されたので、次にステップＳ４０４では、関心領域５１と５２間の最大距離（つまり、関心領域５１、５２のそれぞれの頂点間の長さ）を算出する。このように、図４の画像処理では、関心領域５１、５２に注目して処理すれば良くなるため、処理を高速化することが可能となる。したがって、サブピクセル処理のような比較的負荷の重い画像処理を採用しても、全体としての処理速度を高くすることが可能である。
【００２４】
なお、図４の一連の手順で算出される最大距離をモニタしながら（図４の一連の手順を繰り返しながら）、ＣＣＤカメラ１０１をピント調節する制御を行ない、一連の処理で得られる最大距離が最小になったときにピント調節完了とするとともに、このときの距離を、最終的な最大距離として決定することが好ましい。このようにして得られた最大距離は、次の校正処理（Ｓ３０３）において用いられる。
【００２５】
ステップＳ３０３（校正処理）では、上記のように得られた最大距離と、校正基準器２１の最大径部分の実際の寸法（計測済みの寸法）とから、画像検査装置１の撮影の倍率（１画素当たりの長さ（ミクロン／画素））を求め保存しておく。この倍率は、画像検査装置の機差を表す指標値となる。実際の被検物の検査の過程で、この倍率を、画像処理により求められる不良要因の大きさを補正する為の補正値として用いる。このことにより、画像検査装置間の機差が校正される。
【００２６】
例えば、２つの画像検査装置において、倍率がそれぞれＰ１（ミクロン／画素）、Ｐ２（ミクロン／画素）と求められ保存されていたとする。そして、各画像検査装置で長さが２画素の不良要因が検出されたとする。この場合、各画像検査装置において、それぞれ、不良要因の寸法は２・Ｐ１（ミクロン）、２・Ｐ２（ミクロン）として求められる。検出された画素数をそのまま不良要因の寸法とせず、各画像検査装置に固有の倍率を乗じて補正した値を不良要因の寸法としているので、機差が解消された正しい寸法が得られる。
【００２７】
以上説明した本発明の実施形態に関する様々な変形例が有り得る。例えば図４に示した画像処理において、自動閾値処理（Ｓ４０１）は、校正基準器の抽出の精度を高めるのに有効であるが、自動閾値処理は必ず必要なわけではなく、通常の経験的な閾値が用いられる構成であっても良い。また、サブピクセル処理（Ｓ４０３）についても必ずしも必要ではなく、通常の画素単位での処理としても良い。
【００２８】
また、以上から理解できるように、校正基準器は、図２に示した構成に限られない。寸法が計測された部分の目印があり、かつ、その部分を画像上で関心領域として抽出することが比較的容易であれば、様々な形状の校正基準器を用いることができる。また、寸法が計測された部分は、必ずしもその校正基準器の最大径でなくても良い。
【００２９】
図８に、校正基準器の別の例を示した（校正基準器６０）。図８に示すように校正基準器６０には、へこみ部６１、６２が形成されているが、このへこみ部６１，６２を画像処理で関心領域として抽出することは比較的容易であるので、この校正基準器６０は校正基準器２１と同等の機能を達成することができる。この場合、へこみ部６１、６２のそれぞれの頂点間の長さＤ２を予め計測しておき、このＤ２に対応する長さを画像処理上で算出することになる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の校正基準器によれば、長さを計算すべき位置を画像上で迅速に認識でき、画像処理を効率よく行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての画像処理方法が実行される画像検査装置の構成を表す図である。
【図２】図１の画像処理で用いる校正基準器を表す図である。
【図３】図１の画像検査装置を校正する為の校正処理を表すフローチャートである。
【図４】図３の校正処理における画像処理の詳細を表すフローチャートである。
【図５】図４の画像処理において抽出された校正基準器の画像を表す図である。
【図６】図４の画像処理において抽出された関心領域を示す図である。
【図７】
図６の関心領域についてサブピクセル処理を行なった状態を示す図である。
【図８】校正基準器としての別の例を示す図である。
【図９】
従来の校正基準器を表す図である。
【図１０】校正基準器が実際よりも大きく抽出された状態を示す図である。
【図１１】校正基準器が実際よりも小さく抽出された状態を示す図である。
【符号の説明】
１　画像検査装置
２１　校正基準器
１００　画像撮影部
１０１　ＣＣＤカメラ
１０２　光源
１０４　ホルダ
１０４ａ　テーブル部
２００　画像処理システム
２０１　プロセッサ
２０２　モニタ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004045128.tif 000014
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004045128.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004045128.tif 000016