(57)【要約】【課題】必要な記憶領域の容量を少なく、また、検査対象物に最適な画像合成が行うことができる外観検査装置、外観検査方法を提供する。【解決手段】本発明の外観検査装置は、基板を複数の領域に分割して走査し、隣接する領域の画像と一部が重複するように、領域の画像である基板領域画像を生成する基板領域画像生成部と、基板領域画像から、検査対象物及びその近傍の領域のみの画像である切出し画像を生成する切出し画像生成部と、検査対象物の画像を含む切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行い、位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出部と、検出した位置ずれ情報を基に切出し画像の位置を補正して、検査対象物の一部の切出し画像と他の一部の切り出し画像とを合成し、検査対象物の全体の合成画像を生成する合成画像生成部と、合成画像に基づいて所定の検査を行い、検査結果を出力する検査処理部と、を有する。【選択図】        図１
2004333446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物が装着された基板を複数の領域に分割し、隣接する前記領域の画像と一部が重複するように、前記領域の画像である基板領域画像を生成する基板領域画像生成工程と、
前記基板領域画像から、前記検査対象物及びその近傍の領域のみの画像である切出し画像を生成する切出し画像生成工程と、
隣接する複数の前記基板領域画像にそれぞれ属し、前記検査対象物の一部の画像と他の一部の画像とをそれぞれ含む前記切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行い、それらの前記切出し画像間の位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出工程と、
検出した前記位置ずれ情報を基にそれらの前記切出し画像の位置を補正して、前記検査対象物の一部の前記切出し画像と他の一部の前記切り出し画像とを合成し、前記検査対象物の全体の合成画像を生成する合成画像生成工程と、
前記合成画像に基づいて所定の検査を行い、検査結果を出力する検査処理工程と、
を有することを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
検査対象物が装着された基板を複数の領域に分割して走査し、隣接する前記領域の画像と一部が重複するように、前記領域の画像である基板領域画像を生成する基板領域画像生成部と、
前記基板領域画像から、前記検査対象物及びその近傍の領域のみの画像である切出し画像を生成する切出し画像生成部と、
隣接する複数の前記基板領域画像にそれぞれ属し、前記検査対象物の一部の画像と他の一部の画像とをそれぞれ含む前記切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行い、それらの前記切出し画像間の位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出部と、
検出した前記位置ずれ情報を基にそれらの前記切出し画像の位置を補正して、前記検査対象物の一部の前記切出し画像と他の一部の前記切り出し画像とを合成し、前記検査対象物の全体の合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記合成画像に基づいて所定の検査を行い、検査結果を出力する検査処理部と、
を有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項３】
前記基板領域画像取得部は、各領域につき特性の異なる複数種類の前記基板領域画像を生成し、
前記位置ずれ情報検出部は、複数種類の前記基板領域画像から生成された複数種類の前記切出し画像毎に、重複領域においてマッチング処理を行って前記位置ずれ情報を検出し、検出した複数の前記位置ずれ情報に基づいて、統一の位置ずれ情報を決定し、
前記合成画像生成部は、前記統一の位置ずれ情報を基にそれらの前記切出し画像の位置を補正して、前記合成画像を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記位置ずれ情報検出部は、検出した複数の前記位置ずれ情報を平均した位置ずれ情報を前記統一の位置ずれ情報とすることを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記位置ずれ情報検出部は、検出した複数の前記位置ずれ情報のうち、マッチング処理時に導出されるマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を前記統一の位置ずれ情報とすることを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記位置ずれ情報検出部は、マッチング処理時にマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を導出するのに用いた前記基板領域画像の種類を同じ構成で実装された基板と対応付けて又は同じ構成で実装された基板及びその領域と対応付けて記憶し、記憶した基板と同じ構成で実装された他の基板、又は同じ構成で実装された他の基板の同一の領域を検査する場合、記憶する種類の前記切出し画像を用いて前記位置ずれ情報を検出して前記統一の位置ずれ情報とすることを特徴とする請求項５に記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記位置ずれ情報検出部は、隣接する複数の前記基板領域画像にそれぞれ属し、前記検査対象物の一部の画像と他の一部の画像とをそれぞれ含む前記切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行う時、それらの前記切出し画像の一部のみを用いてマッチング処理を行い、前記位置ずれ情報を検出することを特徴する請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の画素値の変化が大きいエッジ周辺部分のみを用いてマッチング処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の前記検査対象物の上下のエッジ周辺部分のみを用いてマッチング処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の外観検査装置。
【請求項１０】
前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の複数の部分のそれぞれを用いてマッチング処理を行って前記位置ずれ情報を検出し、各部分毎に検出された複数の前記位置ずれ情報を平均した位置ずれ情報を、前記位置ずれ情報として出力することを特徴とする請求項７から請求項９の何れかの請求項に記載の外観検査装置。
【請求項１１】
前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の複数の部分のそれぞれを用いてマッチング処理を行い、マッチング処理時に導出されるマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を前記位置ずれ情報として出力することを特徴とする請求項７から請求項９の何れかに記載の外観検査装置。
【請求項１２】
前記位置ずれ情報検出部は、マッチング処理時にマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を導出するのに用いた前記切出し画像の部分を同じ構成で実装された基板及びその領域と対応付けて記憶し、記憶した基板と同じ構成で実装された他の基板の同一の領域を検査する場合、記憶する前記切出し画像の部分を用いて前記位置ずれ情報を検出することを特徴とする請求項１１に記載の外観検査装置。
【請求項１３】
検査装置のコンピュータに、請求項２から請求項１２のいずれかの請求項に記載の前記切出し画像生成部、前記位置ずれ情報検出部及び前記合成画像生成部として機能させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の検査対象物を走査して画像を取得し、検査を行う外観検査方法、外観検査装置、そのプログラム及びその記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の外観検査装置は、レーザとその反射光を受ける受光センサを備えたレーザユニットを用いて基板を走査して基板面の情報を画像として取得し、取得した基板画像を用いて所定の検査を行う。レーザユニットは走査できる最大の領域（走査可能領域）がある。走査可能領域を超える大きさを有する基板を走査する場合は、基板を複数の領域に分割し、レーザユニットは各領域を走査し基板全面の分割画像を取得する。
【０００３】
以下では、図８から図１１を用いて従来例の外観検査装置について説明する。図８（ａ）は従来例の外観検査装置の構成を示すブロック図である。図８の外観検査装置は基板走査部１、信号処理部８を有する。図８（ｂ）は、基板走査部１を図８（ａ）の右側から見たブロック図である。
図８において、基板走査部１は、支持台１０２、モータ１０３、１０６、ガイド１０４、１０７、レーザユニット１０５、制御部１０８を有する。１０１は、検査対象である基板である。１０９はレーザユニット１０５が単体で（モータ１０３により駆動されない場合に）Ｘ軸方向に走査可能な幅を示している。
信号処理部８は、画像情報記憶部８０１、検査処理部８０２、実装データ記憶部８０３、検査基準データ記憶部８０４、合成画像生成部８０５を有する。
【０００４】
基板１０１には、部品や半田等、様々な検査対象物が実装（装着）されているプリント基板である。支持台１０２は、基板１０１を上に載せて固定するものであり、Ｙ軸方向に動くことができる。モータ１０３は、ガイド１０４に沿って支持台１０２をＹ軸方向に移動させ、支持台１０２のＹ軸方向の位置を決定する。レーザユニット１０５は、基板１０１にレーザ光を照射して基板１０１からの反射光を受光し、受光した反射光を電気信号に変換して基板面の情報を画像データとして出力する。
通常の大きさの基板１０１において、外観検査装置のレーザユニット１０５は検査対象となる基板１０１全体の情報を一枚の画像として取得することはできず、基板１０１を複数の領域に分割し、各領域毎に画像データを取得する。本明細書では、レーザユニット１０５が取得する基板１０１の各領域の画像データを基板領域画像と呼ぶ。
【０００５】
レーザユニット１０５は取得した基板領域画像を、画像情報記憶部８０１へ出力する。
モータ１０６は、ガイド１０７に沿ってレーザユニット１０５を移動させ、レーザユニット１０５の基板１０１に対するＸ軸方向の位置を決定する。
制御部１０８は、モータ１０３、モータ１０６を駆動することにより、レーザユニットが照射するレーザ光の基板１０１への照射位置を制御し、レーザユニット１０５による基板１０１の走査を制御し、走査した基板の位置や領域などの走査情報を検査処理部８０２へ出力する。レーザユニット１０５が単体ではＸ軸方向に１０９で示す領域の基板面しか一度に走査できない。制御部１０８は、モータ１０６を駆動してレーザユニット１０５をＸ方向に移動させ、モータ１０３を駆動して支持台１０２をＹ方向に移動させ、レーザユニット１０５の走査領域をそれぞれＸ方向及びＹ方向に移動させる。これを繰り返して、レーザユニット１０５は基板１０１全面を走査する。制御部１０８は、検査処理部８０２に走査した基板１０１の位置及び領域（範囲）の情報を伝送する。
【０００６】
従来例の外観検査装置の信号処理部８の説明をする。
画像情報記憶部８０１は、レーザユニット１０５から出力される基板１０１の各領域の基板領域画像、及び合成画像生成部８０５が合成した合成画像を記憶する。画像情報記憶部８０１は、必要に応じて検査処理部８０２及び合成画像生成部８０５からランダムにアクセスすることが可能になっている。
実装データ記憶部８０３は、基板１０１上の検査対象物が実装される位置の情報等の実装データを予め記憶している。
【０００７】
検査基準データ記憶部８０４は、検査対象物を検査するときに実装の合否基準となる検査基準データを予め記憶している。合成画像生成部８０５は、検査処理部８０２の指示に従い、画像情報記憶部８０１に記憶されている基板１０１の複数の分割領域の基板領域画像を貼りあわせて合成する。合成画像生成部８０５は、分割画像の画像間の位置ずれをマッチング処理により検出し、検出した位置ずれ情報から画像間の位置ずれを補正し、貼り合わて一枚の画像に合成する。画像情報記憶部８０１は、合成画像生成部８０５が生成した合成画像を記憶する。
【０００８】
検査処理部８０２は、実装データ記憶部８０３に記憶されている検査対象物の実装データを参照して、画像情報記憶部８０１に記憶されている基板１０１の画像データ（基板領域画像）のうち、検査対象物を中心とする一部の領域の画像データ（検査に必要な領域の画像データ）を読み込み、読み込んだ検査対象物の画像データに対して所定の検査処理を行い、検査基準データ記憶部８０４に記憶されている検査対象物の実装の合否基準となる基準データとその検査結果とを比較し、検査対象物の実装の合否を判定する。
【０００９】
画像情報記憶部８０１が、検査処理部８０２が検査をしようとする検査対象物の画像を完全に含む基板領域画像を記憶している場合、検査処理部８０２は、その基板領域画像を読み出して検査処理を実行し、合否判定結果を出力する。
検査処理部８０２が検査をしようとする検査対象物の画像データが画像情報記憶部８０１に記憶される複数の基板領域画像に、分割された状態で記憶されている場合、検査処理部８０２は、合成画像生成部８０５にそれらの複数の基板領域画像の合成を指示する。
合成画像生成部８０５は、画像情報記憶部８０１に記憶されている複数の基板領域画像を貼りあわせて合成画像を生成する。合成画像は、各基板領域画像に含まれる検査対象物の部分の画像を貼り合わせて生成された、検査対象物全体の画像を含む。検査処理部８０２は、合成画像を使用して検査処理を実行し、合否判定結果を出力する。
【００１０】
検査処理部８０２が検査をしようとする検査対象物を完全に含む合成画像を合成するために必要な基板領域画像が全て画像情報記憶部８０１に記憶されていない場合（検査対象物の一部分の画像データしか記憶していない場合）、検査処理部８０２は制御部１０８に、レーザユニット１０５が前回の走査領域と一部重畳するようにして、検査対象物の残る部分を含む領域を次に走査するように指示する。レーザユニット１０５は指示された領域を走査し、画像情報記憶部８０１はその領域の基板領域画像を取り込む。合成画像生成部８０５は、既に保持していた基板領域画像と新たに取得した基板領域画像とを合成し、合成画像を生成する。検査処理部８０２は、合成画像を使用して検査処理を実行し、合否判定結果を出力する。
【００１１】
合成画像生成部８０５は、検査処理部８０２から合成画像を作成する指示を受けると、画像情報記憶部８０１から合成画像を作成するための基板領域画像（分割された検査対象物を含む基板領域画像）を読み出し、読み出した基板領域画像を貼り合わせて合成し、画像情報記憶部８０１へ出力する。合成画像生成部８０５は、隣接する複数の基板領域画像の間の重複領域における位置ずれをマッチング処理により検出し、検出した位置ずれ情報から基板領域画像間の位置ずれを補正し、複数の基板領域画像を貼り合わて一枚の画像に合成する。
【００１２】
レーザユニット１０５がレーザにより画像情報（基板領域画像）を取得する方法の概要について図９を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、レーザが基板にレーザ光を照射し、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサ及びフォトセンサ９１０が基板からの反射光を受光する様子を模式的に示す図である。従来例のレーザユニット１０５は、図９（ａ）及び（ｂ）の構成と、図９（ｃ）の構成とを合わせた構成を有し、２種類の画像データを入力する。
図９（ａ）〜（ｃ）において、９０１はレーザ半導体、９０２はレーザ照射光、９０３は基板、９０４はＰＳＤセンサ、９０５及び９０７は反射光、９０６は基板上の部品、９０８は垂直反射光、９０９はハーフミラー、９１０はフォトセンサである。レーザ半導体９０１、ＰＳＤセンサ９０４、ハーフミラー９０９、フォトセンサ９１０は、レーザユニット１０５の内部に設置されている。
【００１３】
図９（ａ）及び（ｂ）は、レーザユニット１０５が１つの種類の画像データを取得するための構成及び動作を説明する図である。レーザ半導体９０１は、基板９０３に垂直にレーザ照射光９０２を照射する。レーザ照射光９０２は、基板９０３に垂直に入射され、反射光９０５として斜め方向に反射される。
ＰＳＤセンサ９０４は、基板９０３により斜め方向に反射された反射光９０５を受光し、反射光９０５の受光量（ＰＳＤセンサ９０４の位置に応じて変化する）に応じた電気信号を出力する。
ＰＳＤ９０４が反射光９０５を受光する受光位置は、レーザ照射光９０２が基板９０３上で反射される高さに応じて変わる。このためＰＳＤセンサ９０４の出力信号とその位置情報とから、基板上の高さ情報（基板に実装された部品及び半田等に起因して生じた基板の凹凸の情報）を検出し、高さの情報を含む画像を作ることができる。
【００１４】
例えば、図９（ａ）に示したように基板９０３上の部品が実装されていない部分にレーザ照射光９０２が照射されている場合は、ＰＳＤセンサ９０４が反射光９０５を受光する位置（受光位置）はＡの位置となる。
図９（ｂ）に示したように、基板９０３上の部品９０６が実装されている部分にレーザ照射光９０２が照射されている場合は、レーザ照射光９０２が反射される位置が部品のない場合に比べて高くなるので、ＰＳＤセンサ９０４がその反射光９０７を受光する受光位置はＢの位置となる。
このように反射光の受光位置が基板面の高さにより変わるためＰＳＤセンサ９０４が反射光を受光する位置により、基板面の高さの変化を検出することができる（三角測量法）。外観検査装置は、基板面の高さのデータを各画素のデータとする基板領域画像を生成し、画像情報記憶部８０１に格納する。
【００１５】
図９（ｃ）は、レーザユニット１０５が他の１つの種類の画像データを取得するための構成及び動作を説明する図である。
図９（ｃ）において、レーザ半導体９０１は基板９０３に対して垂直にレーザ照射光９０２を照射する。ハーフミラー９０９は垂直に反射した反射光９０８を入力し、その進行方向を変える。フォトセンサ９１０は、ハーフミラー９０９により進行方向を変えられた垂直反射光９０８を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。フォトセンサ９１０で垂直反射光９０８の光量を測定することにより基板面の落射情報を検出できる。外観検査装置は、落射画像（基板の表面、実装部品、半田等の反射率に応じた輝度を有する画像）である基板領域画像を生成し、画像情報記憶部８０１に格納する。
図８のレーザユニット１０５は、異なる受光センサを用いることにより基板の高さ画像や落射画像などの特性の異なる複数の種類の画像を取得することができる。
【００１６】
次に、レーザユニット１０５が支持台１０２上の基板１０１にレーザ光を照射して走査する方法について図１０を用いて説明する。
基板１０１をのせた支持台１０２は、図１０のＹ軸方向に動くことができる。レーザユニット１０５は、Ｘ軸方向に動くことができる。
基板１０１の走査において、レーザユニット１０５は単体でＸ軸方向に１０９で示す直線範囲しか走査することができない。レーザユニット１０５がＸ軸方向に１０９で示す直線範囲を走査する毎に、モータ１０３は支持台１０２を移動させてレーザユニット１０５のＹ軸方向の走査位置を１ラインずらす。これを繰り返す。
【００１７】
基板１０１のＹ軸方向の全幅についてレーザユニット１０５が１０９で示す直線範囲を走査し終えると（１領域の走査を終えると）、外観検査装置は、（Ｘ軸方向：レーザユニット走査可能幅（幅１０９））×（Ｙ軸方向：基板のＹ軸方向幅１００１）の矩形領域の基板領域画像を取得することができる。
【００１８】
レーザユニット１０５が単体でＸ軸方向に走査可能な幅は幅１０９に限定されている故に、基板１０１のＸ軸方向幅がレーザユニット１０５の走査可能幅より大きい場合は、１領域の走査を終える毎に、モータ１０３がレーザユニット１０５をＸ軸方向に移動させる。レーザユニット１０５は、次のＸ軸方向の位置で、幅１０９で基板１０１の走査を開始する。上記と同様に、レーザユニット１０５がＸ軸方向に１０９で示す直線範囲を走査する毎に、モータ１０３は支持台１０２を移動させてレーザユニット１０５のＹ軸方向の走査位置を１ラインずらす。外観検査装置は、次の矩形領域の基板領域画像を取得する。これを繰り返すことにより、外観検査装置は基板１０１全面を分割した複数の基板領域画像を取得することができる。
外観検査装置は、このようにして取得した画像中の検査対象物に対して所定の検査を行い検査対象物の実装の合否を判定する。
【００１９】
次に、検査処理部８０２が合成画像生成部８０５に基板領域画像の合成を指示する動作、及び合成画像生成部８０５が、基板領域画像を合成する画像合成処理について図１１を用いて説明する。
図１１（ａ）は、部品や半田などの検査対象物が実装されている基板を示している。図１１（ａ）において、１１０１は基板である。１１０２、１１０３、１１０４は部品や半田などの検査対象物である。１１０５は、画像合成処理を分かりやすくするために仮に示しているマーカである。
Ｘ軸方向の幅１１０７、１１０９、１１１０は、レーザユニット１０５が単体でＸ軸方向に走査可能な幅を示し、Ｙ軸方向の幅１１０８は基板１１０１のＹ軸方向の幅を示す。幅１１０７×長さ１１０８の領域、及び幅１１１０×長さ１１０８の領域は、それぞれレーザユニット１０５が走査する１領域を示し、外観検査装置は、それぞれの矩形領域の基板領域画像を取得する。
【００２０】
図１１（ｂ）は、基板１１０１の幅１１０７×長さ１１０８の領域を走査して取得した基板領域画像を示している。図１１（ｂ）の基板領域画像は、検査対象物１１０２、検査対象物１１０３の一部である１１０３Ａとマーカ１１０５の画像データを含む。
図１１（ｂ）に示す基板領域画像において、検査対象物１１０２に関しては、全体の画像が得られているので、検査処理部８０２は所定の検査をしてその実装の合否を判定する。
検査対象物１１０３に関しては、その一部である１１０３Ａの画像データしか得られていないため、検査処理部８０２はそのままでは検査できない。検査処理部８０２が検査対象物１１０３を検査するためには、検査対象物１１０３の残りの画像データを含んだ基板領域画像を取得し、それらを貼り合わせて検査対象物１１０３全体を含む画像を作る必要がある。
図１１（ｂ）の基板領域画像は画像情報記憶部８０１に保持される。
【００２１】
先の走査で、レーザユニット１０５は幅１１０７×長さ１１０８の領域を走査して、その領域の基板領域画像を取得した。この領域内に、画像データが分割された検査対象物がない場合は、次にレーザユニッ１０５はＸ軸方向に移動し、幅１１０９×長さ１１０８の領域を走査する。幅１１０７×長さ１１０８の領域内に、画像データが分割された検査対象物がある場合は（図１１（ｂ）に示すように分割されて走査された検査対象物１１０３がある場合は）、レーザユニット１０５は、Ｘ軸方向の幅１１０７と一部重複する幅１１１０×長さ１１０８の領域を走査して、その領域の基板領域画像を取得する。この領域の基板領域画像が画像情報記憶部８０１に出力される。
【００２２】
図１１（ｃ）は、基板１１０１の幅１１１０×長さ１１０８の領域の基板領域画像を示している。図１１（ｂ）及び（ｃ）において、それぞれ破線１１１１の右側の領域及び破線１１１１の左側の領域は、図１１（ｂ）と図１１（ｃ）の基板領域画像が重複している領域（１１０７と１１１０との重複領域。以下、重複領域１１１１と呼ぶ。）を示している。図１１（ｃ）の基板領域画像では、検査対象物１１０３の一部である１１０３Ｂ、検査対象物１１０４とマーカ１１０５の画像データが得られている。マーカ１１０５は重複領域１１１１内に入っているために同じ画像データが取得される。図１１（ｃ）の検査対象物１１０４については、その画像が分割されていないので、検査処理部８０２は所定の検査をしてその実装の合否を判定する。図１１（ｃ）の基板領域画像において、検査対象物１１０３についてはその一部である１１０３Ｂの画像データしか得られていない。しかし、これと、先に画像情報記憶部８０１に保持している図１１（ｂ）の基板領域画像の１１０３Ａとを貼り合せて、検査対象物１１０３の合成画像を作ることができる。
【００２３】
検査処理部８０２は、図１１（ｂ）と（ｃ）の基板領域画像を合成するように合成画像生成部８０５に指示する。合成画像生成部８０５は、図１１（ｂ）と（ｃ）の基板領域画像を貼り合せ、図１１（ｄ）に示す合成画像を生成し、生成した合成画像を画像情報記憶部８０１へ出力する。
検査処理部８０２は、合成画像生成部８０５により合成された合成画像（図１１（ｄ））に含まれている検査対象物１１０３の全体の画像１１０３Ｃを検査し、その実装の合否を判定する。
【００２４】
図８のレーザユニット１０５による基板の走査時には温度条件などにより機械的な走査誤差が発生するので、取得された基板領域画像間には数画素程度の位置ずれがある。このため、基板領域画像を貼り合わせて一枚の画像に合成する場合には基板領域画像間の位置ずれを補正する必要がある。基板領域画像間の位置ずれ情報は、基板領域画像の重複領域の画像データを用いてマッチング処理により検出する。図１１（ｂ）と（ｃ）においては、重複領域１１１１の画像データ（例えばマーカ１１０５、及び１１０３Ａと１１０３Ｂとの重複部分）を用いてマッチングにより比較し、図１１（ｂ）と（ｃ）の基板領域画像の位置ずれ情報を検出する。そして検出された位置ずれ情報を基に図１１（ｂ）と（ｃ）の基板領域画像の位置を補正して貼り合わせ一枚の画像（図１１（ｄ））に合成する。図１１（ｂ）と（ｃ）の基板領域画像の重複領域にあるマーカ１１０５は、図１１（ｄ）の合成画像においては１つに重なる。
【００２５】
【特許文献１】特開２００２−１８１７２９号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の外観検査装置では、以下に示すような問題があった。
検査対象物の画像データが分割され、画像合成を必要とする場合、画像情報記憶部は、画像が分割された検査対象物を含む全ての（複数の）基板領域画像を記憶し、且つ合成画像生成部が生成する合成画像も記憶しなければならなかった。さらに、それぞれの領域について特性の異なる複数種類の基板領域画像を取得する場合は、画像情報記憶部は、それぞれの種類毎の全ての（複数の）基板領域画像及び合成画像を記憶する必要があった。画像情報記憶部は、大きな記憶容量を必要とした。
従来の外観検査装置では、検査対象物にフォーカスして画像合成処理をしているわけではない故（重複領域全体で１つの位置ずれ情報を取得していた。）、検査対象物の画像を最適に位置補正して合成することが困難であるという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点を解決しようとするものであり、検査対象物の合成画像を生成する上で必要な記憶領域の容量が少なく、検査対象物にフォーカスして位置補正をして、合成画像を生成する外観検査方法、外観検査装置、そのプログラム及びその記録媒体を提供することを目的とする。
「検査対象物にフォーカスして位置補正をする」とは、検査対象物毎に個別にマッチング処理をして、検査対象物毎の位置ずれ情報を取得し、検査対象物を合成する上で各検査対象物毎に最適になるように位置補正をしての意味である。複数の基板領域画像に画像がまたがる検査対象物の数と同数の位置ずれ情報を取得する。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。本発明の請求項１に記載の外観検査方法は、検査対象物が装着された基板を複数の領域に分割し、隣接する前記領域の画像と一部が重複するように、前記領域の画像である基板領域画像を生成する基板領域画像生成工程と、前記基板領域画像から、前記検査対象物及びその近傍の領域のみの画像である切出し画像を生成する切出し画像生成工程と、隣接する複数の前記基板領域画像にそれぞれ属し、前記検査対象物の一部の画像と他の一部の画像とをそれぞれ含む前記切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行い、それらの前記切出し画像間の位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出工程と、検出した前記位置ずれ情報を基にそれらの前記切出し画像の位置を補正して、前記検査対象物の一部の前記切出し画像と他の一部の前記切り出し画像とを合成し、前記検査対象物の全体の合成画像を生成する合成画像生成工程と、前記合成画像に基づいて所定の検査を行い、検査結果を出力する検査処理工程と、を有する。
これにより、分割された検査対象物を貼り合せる画像合成処理に必要な記憶領域の容量を少なくすることができる。また、検査対象物にフォーカスして位置補正をして合成画像を生成することができる。切出し画像を合成する際のずれを少なくすることができる。
【００２８】
本発明の請求項２に記載の外観検査装置は、検査対象物が装着された基板を複数の領域に分割して走査し、隣接する前記領域の画像と一部が重複するように、前記領域の画像である基板領域画像を生成する基板領域画像生成部と、前記基板領域画像から、前記検査対象物及びその近傍の領域のみの画像である切出し画像を生成する切出し画像生成部と、隣接する複数の前記基板領域画像にそれぞれ属し、前記検査対象物の一部の画像と他の一部の画像とをそれぞれ含む前記切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行い、それらの前記切出し画像間の位置ずれ情報を検出する位置ずれ情報検出部と、検出した前記位置ずれ情報を基にそれらの前記切出し画像の位置を補正して、前記検査対象物の一部の前記切出し画像と他の一部の前記切り出し画像とを合成し、前記検査対象物の全体の合成画像を生成する合成画像生成部と、前記合成画像に基づいて所定の検査を行い、検査結果を出力する検査処理部と、を有する。
これにより、分割された検査対象物を貼り合せる画像合成処理に必要な記憶領域の容量を少なくすることができる。また、検査対象物にフォーカスして位置補正をして合成画像を生成する。切出し画像を合成する際のずれを少なくすることができる。
【００２９】
本発明の請求項３に記載の外観検査装置は、前記基板領域画像取得部は、各領域につき特性の異なる複数種類の前記基板領域画像を生成し、前記位置ずれ情報検出部は、複数種類の前記基板領域画像から生成された複数種類の前記切出し画像毎に、重複領域においてマッチング処理を行って前記位置ずれ情報を検出し、検出した複数の前記位置ずれ情報に基づいて、統一の位置ずれ情報を決定し、前記合成画像生成部は、前記統一の位置ずれ情報を基にそれらの前記切出し画像の位置を補正して、前記合成画像を生成する、ことを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置である。検査対象物を合成する上で最適な位置ずれ情報で画像合成を行うことができる。
【００３０】
本発明の請求項４に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、検出した複数の前記位置ずれ情報を平均した位置ずれ情報を前記統一の位置ずれ情報とすることを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置である。検査対象物を合成する上で最適な位置ずれ情報で画像合成を行うことができる。
【００３１】
本発明の請求項５に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、検出した複数の前記位置ずれ情報のうち、マッチング処理時に導出されるマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を前記統一の位置ずれ情報とすることを特徴とする請求項３に記載の外観検査装置である。これにより、検査対象物に最適な位置ずれ情報で画像合成を行うことができる。
「マッチング度」は、位置ずれ情報を基に複数の切出し画像の位置を補正した時、重複領域における複数の切出し画像の一致具合を示す指標である。複数の切出し画像が一致している程、マッチング度は高い。
【００３２】
本発明の請求項６に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、マッチング処理時にマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を導出するのに用いた前記基板領域画像の種類を同じ構成で実装された基板と対応付けて又は同じ構成で実装された基板及びその領域と対応付けて記憶し、記憶した基板と同じ構成で実装された他の基板、又は同じ構成で実装された他の基板の同一の領域を検査する場合、記憶する種類の前記切出し画像を用いて前記位置ずれ情報を検出して前記統一の位置ずれ情報とすることを特徴とする請求項５に記載の外観検査装置である。本発明においては、マッチング度が一番高い種類の画像を記憶して、次に検査する同一基板の同一検査対象物については、記憶した種類の画像のみでその位置ずれ情報を検出する。これにより、余分な位置ずれ情報検出の処理を省略でき（処理を短時間で実行できる。）、検査対象物に最適な位置ずれ情報で画像合成することができる。
【００３３】
本発明の請求項７に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、隣接する複数の前記基板領域画像にそれぞれ属し、前記検査対象物の一部の画像と他の一部の画像とをそれぞれ含む前記切出し画像の間で、重複領域においてマッチング処理を行う時、それらの前記切出し画像の一部のみを用いてマッチング処理を行い、前記位置ずれ情報を検出することを特徴する請求項２に記載の外観検査装置である。これにより、位置ずれ情報の検出処理の演算量を少なくでき、演算処理時間を短くできる。
【００３４】
本発明の請求項８に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の画素値の変化が大きいエッジ周辺部分のみを用いてマッチング処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の外観検査装置である。これにより、位置ずれ情報の検出処理の演算量を少なくでき、演算処理時間を短くできる。
【００３５】
本発明の請求項９に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の前記検査対象物の上下のエッジ周辺部分のみを用いてマッチング処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の外観検査装置である。マッチング処理に用いる画像の範囲をマッチングし易い検査対象物の上下のエッジ周辺の部分に限定することにより、位置ずれ情報の検出処理の演算量を少なくでき、演算処理時間を短くできる。
【００３６】
本発明の請求項１０に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の複数の部分のそれぞれを用いてマッチング処理を行って前記位置ずれ情報を検出し、各部分毎に検出された複数の前記位置ずれ情報を平均した位置ずれ情報を、前記位置ずれ情報として出力することを特徴とする請求項７から請求項９の何れかの請求項に記載の外観検査装置である。検査対象物を合成する上で最適な位置ずれ情報を求めることができる。
【００３７】
本発明の請求項１１に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、重複領域における前記切出し画像の複数の部分のそれぞれを用いてマッチング処理を行い、マッチング処理時に導出されるマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を前記位置ずれ情報として出力することを特徴とする請求項７から請求項９の何れかに記載の外観検査装置である。検査対象物を合成する上で最適な位置ずれ情報で画像合成を行うことができる。
【００３８】
本発明の請求項１２に記載の外観検査装置は、前記位置ずれ情報検出部は、マッチング処理時にマッチング度が一番高い前記位置ずれ情報を導出するのに用いた前記切出し画像の部分を同じ構成で実装された基板及びその領域と対応付けて記憶し、記憶した基板と同じ構成で実装された他の基板の同一の領域を検査する場合、記憶する前記切出し画像の部分を用いて前記位置ずれ情報を検出することを特徴とする請求項１１に記載の外観検査装置である。余分な位置ずれ情報検出の処理を省略でき（処理を短時間で実行できる。）、検査対象物に最適な位置ずれ情報で画像合成することができる。
【００３９】
本発明の請求項１３に記載のプログラムは、検査装置のコンピュータに、請求項２から請求項１２のいずれかの請求項に記載の前記切出し画像生成部、前記位置ずれ情報検出部及び前記合成画像生成部として機能させる。本発明のプログラムを検査装置のコンピュータに実行させることにより、上記の効果が得られる。
【００４０】
本発明の請求項１４に記載の記録媒体は、請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体である。本発明の記録媒体に記録されたプログラムを検査装置のコンピュータに実行させることにより、上記の効果が得られる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について図面とともに記載する。
【００４２】
《実施の形態１》
図１〜４を用いて、本発明の実施の形態１の外観検査装置を説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１の外観検査装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の外観検査装置は、基板走査部１、信号処理部２を有する。図１（ｂ）は、基板走査部１を図１（ａ）の右側から見たブロック図である。
図１において、基板走査部１は、支持台１０２、モータ１０３、１０６、ガイド１０４、１０７、レーザユニット１０５、制御部１０８を有する。１０１は、検査対象である基板である。１０９はレーザユニット１０５が単体で（モータ１０３により駆動されない場合に）Ｘ軸方向に走査可能な幅を示している。
信号処理部２は、検査基準データ記憶部１１２、検査処理部１１３、切出し画像生成部１１４、合成画像生成部１１５、切出し画像記憶部１１６を有する。
【００４３】
基板走査部１は、図８で示した従来例の外観検査装置の基板走査部１と同一の構成を有する。本実施の形態の制御部１０８は、信号処理部２の切出し画像生成部１１４からの指令を受けて、モータ１０３及びモータ１０６を駆動し、レーザユニット１０５の走査位置を調節する。実施の形態１において、従来例（図８）と同一のブロックには同一の符号を付している。同一のブロックの説明を省略する。
本実施の形態の信号処理部２について説明する。基板領域画像記憶部１１０は、レーザユニット１０５から出力される基板１０１の基板領域画像を記憶する。切出し画像生成部１１４は、必要に応じて基板領域画像記憶部１１０にランダムアクセスできる。
実装データ記憶部１１１は、基板１０１上の検査対象物が実装されている位置などの実装データを予め記憶している。
【００４４】
切出し画像生成部１１４は、実装データ記憶部１１１に記憶されている検査対象物の実装データを参照して、検査をしようとする検査対象物を含む基板領域画像を読み取るように制御部１０８に指示する。切出し画像生成部１１４は、基板領域画像記憶部１１０に記憶されている基板１０１の基板領域画像から、検査対象物及びその近傍の領域の基板領域画像のみの画像である切出し画像を生成し、検査対象物の種別や切出し位置などの検査に必要な付加情報を付加する。切出し画像生成部１１４は、切出し画像が検査対象物の全ての画像データを含んでいる場合はその切出し画像を検査処理部１１３に出力し、切出し画像が検査対象物の一部のみを含んでいる場合にはその切出し画像を合成画像生成部１１５に出力する。切出し画像生成部１１４は、得られた切出し画像が検査対象物の一部のみを含み、検査対象物の他の一部の切出し画像を未だ取得していない場合は、レーザユニット１０５が、次回の走査領域が前回の走査領域と一部重畳するように、走査をすることを制御部１０８に指示する。
【００４５】
切出し画像記憶部１１６は、合成画像生成部１１５が出力する切出し画像を記憶する。合成画像生成部１１５は、必要に応じて切出し画像記憶部１１６にランダムアクセスできる。
合成画像生成部１１５は、切出し画像生成部１１４から検査対象物の一部のみを含む切出し画像を入力すると、その検査対象物（切出し画像に一部のみが含まれている。）の残りの部分を含む切出し画像を切出し画像記憶部１１６から検索し、その検査対象物の全体を完全に含む画像を合成することができる場合は、それらの切出し画像を貼り合わせて、その検査対象物を完全に含む合成画像を作成する。
【００４６】
合成画像生成部１１５は、切出し画像生成部１１４から入力した検査対象物の一部のみを含む切出し画像と、切出し画像記憶部１１６に記憶されている切出し画像を貼り合わせても、その検査対象物の全体を完全に含む合成画像を作成することができない場合は、切出し画像生成部１１４から入力した切出し画像を切出し画像記憶部１１６に記憶して後の画像合成のために保持する。
合成画像生成部１１５は、それぞれ検査対象物の一部のみ及び他の一部のみを含む複数の切出し画像の重複領域における位置ずれを、マッチング処理により検出する。合成画像生成部１１５は、検出した位置ずれ情報に基づいて複数の切出し画像間の位置ずれを補正し、複数の切出し画像を貼り合わて（合成して）一枚の合成画像を生成する。生成した検査対象物の合成画像を検査処理部１１３に出力する。
【００４７】
検査処理部１１３は、切出し画像生成部１１４又は合成画像生成部１１５が出力する検査対象物を含んだ切出し画像を入力し、入力したそれらの画像に対して所定の検査処理を行い、検査結果と、検査基準データ記憶部１１２に記憶されている検査対象物の実装の合否基準となる基準データとを比較して、検査対象物の実装の合否を判定する。
以上のように本発明の実施の形態１の外観検査装置は、基板走査部１は基本的に従来の外観検査装置の構成（図８）と変わらず、基板の走査方法などは従来の外観検査装置と同じであり、信号処理部２の切出し画像生成部１１４、切出し画像記憶部１１６などの一部の構成と、合成画像生成部１１５の処理方法が、従来の外観検査装置と異なる。
【００４８】
図２を用いて、本実施の形態の切出し画像生成部１１４が検査対象物の切出し画像を生成する処理を説明する。図２（ａ）は部品や半田などの検査対象物が実装されている基板を示す図である。図２（ａ）において、２０１は基板であり、２０２、２０３、２０４は基板２０１上に実装されている検査対象物である。
Ｘ軸方向の幅２０６、２０８は、レーザユニット１０５が単体でＸ軸方向に走査可能な幅を示し、Ｙ軸方向の幅２０７は基板２０１のＹ軸方向の幅を示す。幅２０６×長さ２０７の領域、及び幅２０８×長さ２０７の領域は、それぞれレーザユニット１０５が走査する１領域を示し、外観検査装置は、それぞれの矩形領域の基板領域画像を取得する。
図２（ｂ）は、基板２０１の幅２０６×長さ２０７の矩形領域を走査して取得した基板領域画像を示している。図２（ｂ）の基板領域画像は、検査対象物２０２及び検査対象物２０３の一部である２０３Ａの画像データを含む。
【００４９】
切出し画像生成部１１４は、図１の実装データ記憶部１１１に記憶されている検査対象物の基板上の実装データを参照して検査対象物の実装位置を中心とした検査に必要な領域（検査対象物及びその近傍（周辺）のみを含む領域）を切出して切出し画像を作成する。
例えば、図２（ｂ）の基板領域画像が得られた場合、切出し画像生成部１１４は、検査対象物２０２に関する領域２１０の画像データを切出した切出し画像と、検査対象物２０３の一部である２０３Ａに関する領域２１１の画像データを切出した切出し画像と、を生成する。切出し画像生成部１１４は、これらの切出し画像に画像の種別や切出した位置などの、後の画像合成処理や検査処理に必要な固有情報を画像データの付加情報として付加する。
【００５０】
図２（ｄ）は、図２（ｂ）の基板領域画像から検査対象物を中心とする部分（検査対象物及びその近傍（周辺）のみを含む領域）を切出した切出し画像２１４、２１５を示す図である。
図２（ｄ）において、２１４は図２（ｂ）の領域２１０を切出した切出し画像であり、２１５は図２（ｂ）の領域２１１を切出した切出し画像である。
図２（ｄ）の切出し画像２１４は検査対象物２０２の全体を含んでいるので、切出し画像生成部１１４は、切出し画像２１４を検査処理部１１３に出力する。検査処理部１１３は、切出し画像２１４を入力すると、切出し画像２１４を検査して検査対象物２０２の実装の合否を判定する。
【００５１】
図２（ｄ）の切出し画像２１５は、検査対象物２０３の一部である２０３Ａしか含んでいないので、そのままでは検査できない。切出し画像生成部１１４は、切出し画像２１５を合成画像生成部１１５に出力する。合成画像生成部１１５は、切出し画像２１５を入力すると、切出し画像２１５と貼り合わせるための切出し画像を切出し画像記憶部１１６から検索する。切出し画像２１５と貼り合わせる為の切出し画像は、切出し画像記憶部１１６に記憶されていないので、合成画像生成部１１５は切出し画像２１５を切出し画像記憶部１１６に格納する。
【００５２】
検査対象物２０３を検査するためには、検査対象物２０３を完全に含む合成画像を作成しなければならない。そのためには検査対象物２０３の残りの画像データが必要である。切出し画像生成部１１４は、次の基板走査において、レーザユニット１０５が先の走査領域（幅２０６×長さ２０７の領域）と一部重複した幅２０８×長さ２０７の領域を走査して、基板領域画像を取得するように、制御部１０８に指示を出す。
制御部１０８は、切出し画像生成部１１４の指示に従い、レーザユニット１０５に基板１０１を走査させる。
【００５３】
図２（ｃ）は、基板２０１の幅２０８×長さ２０７の矩形領域を走査して取得した基板領域画像を示している。図２（ｃ）の基板領域画像は、検査対象物２０４と検査対象物２０３の一部である２０３Ｂの画像データを含む。
切出し画像生成部１１４は、図２（ｂ）の基板領域画像から切出し画像を生成したのと同様に、図２（ｃ）の基板領域画像について画像切出し処理を行い、検査対象物２０４に関する領域２１３の画像データを切出した切出し画像と、検査対象物２０３の一部である２０３Ｂに関する領域２１２の領域の画像データを切出した切出し画像と、を生成する。
【００５４】
図２（ｅ）は、図２（ｃ）の基板領域画像から生成した切出し画像（検査対象物及びその近傍（周辺）のみを含む領域の画像データ）を示す図である。図２（ｅ）において、２１６は図２（ｃ）の領域２１３の領域を切出した切出し画像であり、２１７は図２（ｃ）の２１２の領域を切出した切出し画像である。切出した切出し画像には、後の画像合成処理や検査処理に必要な固有情報が画像の付加情報として付加される。
図２（ｅ）の切出し画像２１６は、検査対象物２０４の全体を含んでいるので、切出し画像生成部１１４は、切出し画像２１６を検査処理部１１３に出力する。検査処理部１１３は、切出し画像２１６を入力すると、切出し画像２１６を検査して検査対象物２０４の実装の合否を判定する。
【００５５】
図２（ｅ）の切出し画像２１７は、検査対象物２０３の一部である２０３Ｂしか含んでいないので、そのままでは検査できない。切出し画像生成部１１４は、切出し画像２１７を合成画像生成部１１５に出力する。切出し画像記憶部１１６には、先に取得された切出し画像２１５が記憶されている。
合成画像生成部１１５は、切出し画像生成部１１４から切出し画像２１７を入力すると、切出し画像２１７と貼り合わせるべき画像データを切出し画像記憶部１１６から検索し、切出し画像２１５を読み込む。合成画像生成部１１５は、切出し画像２１５と切出し画像２１７とを貼り合わせて合成画像を生成し、生成した合成画像を検査処理部１１３へ出力する。検査処理部１１３は、合成画像を入力すると、合成画像を検査して検査対象物２０３の実装の合否を判定する。
【００５６】
次に図３を用いて、合成画像生成部１１５の画像合成処理を説明する。画像合成処理は、基本的に検査対象物の一部と他の一部とを含む複数の切出し画像の重複領域の画像データを用いて、複数の切出し画像の位置ずれ情報をマッチング処理により検出し、検出した位置ずれ情報を基に複数の切出し画像間の位置ずれを補正して、貼り合わせ、一枚の合成画像を生成することにより行う。
【００５７】
図３は検査対象物２０３の一部２０３Ａを含む切出し画像２１５と、査対象物２０３の他の一部２０３Ｂを含む切出し画像２１７とを合成する方法を説明するための図である。
図３の領域２０９は切出し画像２１５と切出し画像２１７の画像とが重複する領域を示している。切出し画像２１５と切出し画像２１７の合成処理を行う場合は、重複領域２０９の画像データどうしをマッチングにより比較して、切出し画像２１５と切出し画像２１７の位置ずれ情報を検出する。検出した位置ずれ情報を基に切出し画像２１５と切出し画像２１７との間の位置ずれを補正して、合成画像生成部１１５は両者を貼り合せることにより、一枚の合成画像を作る。
【００５８】
以下、本実施の形態の外観検査装置の基板検査方法について図４を用いて説明する。ステップ４０１で、レーザーユニット１０５が最初に走査する基板上の走査領域を設定する。ステップ４０２で、レーザーユニット１０５が設定された走査領域を走査して、その走査領域の基板領域画像を取得する。
ステップ４０３で、切出し画像生成部１１４は、前ステップで取得した基板領域画像から検査対象物とその周辺のみを切出した切出し画像を生成する。このとき、一つの基板領域画像から一又は複数の切出し画像が切出される。複数の切出し画像が切出された場合は一つ一つの切出し画像につき以下のステップ４０４からステップ４０８を実行する。
【００５９】
ステップ４０４で、切出し画像が検査対象物の全てを含んでいるか否かを判定する。切出し画像が検査対象物の全てを含んでいる場合はステップ４０８へ進み、切出し画像が検査対象物の一部のみを含んでいる場合は、ステップ４０５へ進む。
ステップ４０５で、合成画像生成部１１５は、ステップ４０４で検査対象物の一部のみを含んでいると判断された切出し画像と、それ以前に取得された検査対象物の他の一部を含む切出し画像とを貼り合わせることにより検査対象物を完全に含む合成画像を生成することができるか否かを調べる。合成画像を生成できると判断した場合は、ステップ４０６へ進み、合成画像を作成できないと判断した場合は、ステップ４０７へ進む。
【００６０】
ステップ４０７で、合成画像生成部１１５は、ステップ４０４で検査対象物の一部のみを含んでいると判断した切出し画像を記憶しステップ４０９へ進む。
ステップ４０６で、合成画像生成部１１５は、切出し画像を貼り合わせて検査対象物を完全に含む合成画像を作成する。
ステップ４０８で、検査処理部１１３は、ステップ４０４で検査対象物を全て含んでいると判断された切出し画像、又はステップ４０６で生成された合成画像から検査対象物の実装の合否を検査する。
【００６１】
ステップ４０９にて、ステップ４０３で切出りだされた切出し画像の全てについてステップ４０４からステップ４０８の処理をしたか否かを調べる。全ての切出し画像について処理をしていた場合はステップ４１０へ進み、全ての切出し画像について処理をしていなかった場合は、次の切出し画像についてステップ４０４からステップ４０８を実行する。
ステップ４１０にて、検査をしている基板の全ての検査対象物についてステップ４０８の検査をしたか否かを判定する。全ての検査対象物について検査がされていた場合は処理を終了し、全ての検査対象物について検査がされていなかった場合は、ステップ４１１へ進む。
【００６２】
ステップ４１１にて、切り出し画像生成部１１４は、ステップ４０３で切出された１又は複数の切出し画像の中に、検査対象物の一部のみを含んでおり且つ次の走査領域にその検査対象物の残りの部分があると考えられる切り出し画像があるか否かを調べる。例えば図２（ｂ）において、検査対象物の画像データが基板領域画像の右端で断ち切られていれば（検査対象物２０３）、次の走査領域にその検査対象物の残りの部分があると判断し、画像データが基板領域画像の右端で断ち切られている検査対象物がなければ、次の走査領域（図２（ｃ））に、図２（ｂ）の基板領域画像に含まれる検査対象物の一部である画像データはないと判断する。
ステップ４１１で、検査対象物の一部のみを含んでおり且つ次の走査領域にその検査対象物の残りの部分があると考えられる切り出し画像がある場合は、ステップ４１３へ進み、そのような切り出し画像がない場合はステップ４１２へ進む。
【００６３】
ステップ４１２にて、前回走査した領域に隣接する領域をレーザーユニット１０５の次の走査領域として設定し、ステップ４０２へ戻る。
ステップ４１３にて、レーザーユニット１０５の前回走査した領域と一部重複する領域を次の走査領域として設定し、ステップ４０２へ戻る。
本実施の形態によると、検査対象物を含む部分のみを切出した切出し画像により、検査対象物の実装を検査する。これにより、後の画像合成処理に必要な記憶領域の容量を少なくすることができ、また、検査対象物にフォーカスして（検査対象物毎に個別にマッチング処理をして、検査対象物毎の位置ずれ情報を取得し、検査対象物を合成する上で各検査対象物毎に最適になるように位置補正をして）画像合成処理を行うので、検査対象物に最適な画像合成を行うことができる。
【００６４】
《実施の形態２》
以下、本発明の実施の形態２の外観検査装置について図５を用いて説明する。本実施の形態の外観検査装置の構成は、図１で示した実施の形態１の外観検査装置の構成と同一である。本実施の形態の外観検査装置は、切出し画像を合成する方法においてのみ実施の形態１の外観検査装置と異なるので、切出し画像の合成方法についてのみ説明する。
【００６５】
本実施の形態の合成画像生成部１１５は、複数の切出し画像の重複領域の画像データをマッチング処理して切出し画像の間の位置ずれ情報を検出する際に、マッチング処理に用いる領域を切出し画像の重複領域全体ではなく、重複領域の一部分又は複数の部分に限定する。本実施の形態では、これにより位置ずれ情報の検出処理の演算量を少なくすることができる。
以下、この方法について図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態の合成画像生成部１１５が、検査対象物２０３の一部である２０３Ａを含む切出し画像２１５と、同じく検査対象物の一部である２０３Ｂを含む切出し画像２１７を合成する動作を説明する図である。
切出し画像２１５及び２１７はそれぞれ、検査対象物２０３の一部である２０３Ａと２０３Ｂを含んだ画像データである。図５の２０９で示した領域は切出し画像２１５及び２１７の重複領域を示している。
【００６６】
本実施の形態の合成画像生成部１１５は、切出し画像２１５及び２１７をマッチング処理する際に用いる領域を、切出し画像の重複領域２０９の一部分に限定する。例えば、切出し画像２１５においてマッチング処理に用いる画像の領域を重複領域２０９内の２１１Ａの領域に限定し、切出し画像２１７においてもマッチング処理に用いる画像の領域を重複領域２０９内の２１１Ｂの領域に限定し、領域２１１Ａと領域２１１Ｂ内の画像データをマッチング処理することにより切出し画像２１５と切出し画像２１７の位置ずれ情報を検出する。
また、マッチング処理に用いる画像の領域を切出し画像の重複領域の複数部分とする場合は、合成画像生成部１１５は、図５の領域２１１Ａと領域２１１Ｂの他に、例えば切出し画像２１５の２２０Ａの領域と、対応する切出し画像２１７の２２０Ｂに領域とを設定し、領域２２０Ａと領域２２０Ｂ内の画像データをマッチング処理することにより切出し画像２１５と切出し画像２１７のもう１つの位置ずれ情報を検出する。
【００６７】
画像のマッチング処理をする際には、画素値の変化が大きい部分を用いるのが好ましい。そこで、マッチング処理に用いる画像の領域を限定する１つの方法として、重複領域の画像中で画素値の変化が大きいエッジ周辺の部分を用いてマッチング処理をする。
重複領域の検査対象物の画像の上辺又は下辺（本明細書及び特許請求の範囲において、基板領域画像は、左側又は右側で他の基板領域画像と隣接する。隣接する基板領域画像の間の境界線とほぼ直角方向に延びる辺又はエッジ）は、検査対象物と基板との境目でありエッジとなっている。マッチング処理に用いる画像の領域を重複領域画像中の検査対象物の上下のエッジ周辺の部分とすることもできる。
これにより位置ずれ情報の検出処理の演算量を少なくし、効率良く位置ずれ情報の検出をすることができる。例えば図５の場合では２０３Ａの上下の境目を囲む領域２１１Ａと領域２２０Ａとがエッジ周辺の領域となっており、２０３Ｂの上下の境目を囲む領域２１１Ｂと領域２２０Ｂとがエッジ周辺の領域となっている。領域２１１Ａ及び対応する領域２１１Ｂと、領域２２０Ａ及び対応する領域２２０Ｂとに、マッチング処理に用いる画像の領域を限定することができる。
【００６８】
上記のマッチング処理に用いる画像の領域を、重複領域画像中の複数の部分に限定する際に、複数の部分の画像それぞれでマッチング処理して複数の位置ずれ情報を検出する。複数の位置ずれ情報から最終的な位置ずれ情報を決定する１つの方法としては、複数の位置ずれ情報を平均した結果導かれた位置ずれ情報を最終的な位置ずれ情報とする。これにより最適な位置ずれ情報を求めることができる。
例えば図５では領域２１１Ａと対応する領域２１１Ｂをマッチング処理して位置ずれ情報を検出し、領域２２０Ａと対応する領域２２０Ｂをマッチング処理して別の位置ずれ情報を検出して２つの位置ずれ情報を検出した場合は、２つの位置ずれ情報を平均した位置ずれ情報を２１５と２１７の画像データの位置ずれ情報とする。
【００６９】
複数の位置ずれ情報から最終的な位置ずれ情報を決定する別の方法としては、複数の位置ずれ情報のうち、それぞれのマッチング処理時に導かれたマッチング度が一番高い位置ずれ情報を最終的な位置ずれ情報とする。これにより最適な位置ずれ情報を求めることができる。例えば図５では領域２１１Ａと２１１Ｂとのマッチング度、及び領域２２０Ａと２２０Ｂとのマッチング度を求め、２つのマッチング度のうち高い方のマッチング度のマッチング処理において検出された位置ずれ情報を切出し画像２１５と２１７の画像データの位置ずれ情報とする。
【００７０】
画像の合成方法の他の方法としては、まず複数の位置ずれ情報のうち、マッチング度が一番高い位置ずれ情報を導出するのに用いた切出し画像の領域と、検査対象物の固有情報と、同じ構成で実装された基板とを対応させて記憶する。そして、同じ構成で実装された別の基板を走査し、同じ固有情報を持つ検査対象物の切出し画像を取得して位置ずれ情報を検出する際には、今度は切出し画像中の記憶されている領域のみを用いて位置ずれ情報を検出し、切出し画像間の最終的な位置ずれ情報とする。切出し画像の領域と対応する検査対象物の固有情報については、図１の切出し画像記憶部１１６に記憶する。これにより余分な位置ずれ情報を検出する処理を省略でき、短時間の処理で、最適な位置ずれ情報で検査対象物の画像データを位置補正し、画像合成を行うことができる。
【００７１】
《実施の形態３》
以下、本発明の実施の形態３の外観検査装置について図６及び図７を用いて説明する。本実施の形態の外観検査装置の構成は、図１で示した実施の形態１の外観検査装置の構成と同一である。
本実施の形態の外観検査装置は、各々の検査対象物について、特性の異なる複数種類の画像情報（基板領域画像）を用いて検査対象物の実装を検査する。例えば、基板の高さ情報に関する基板領域画像と落射情報に関する基板領域画像と（従来例の図９で説明した。）を含む複数種類の基板領域画像を用いて各々の検査対象物の実装を検査する。
本実施の形態においては、レーザユニット１０５は、特性の異なる複数種類の基板領域画像を生成して出力する。例えば、高さ情報に関する基板領域画像、落射情報に関する基板領域画像を含む特性の異なる３種類の基板領域画像を基板領域画像記憶部１１０に記憶する。
【００７２】
切出し画像生成部１１４は、基板領域画像記憶部１１０に記憶されている特性の異なる複数種類の基板領域画像から、検査対象物周辺の部分のみを切出して、切出し画像を出力する。
合成画像生成部１１５は、検査対象物の一部のみを含む切出し画像について同一の種類の（同一の特性の）基板領域画像から生成された切り出し画像（以下、「同一の特性の切出し画像」と呼ぶ。）毎に、位置ずれ情報を検出し、合成し、各々の種類の合成画像を作成する。
図６のフローチャートを用いて、特性の異なる複数種類の基板領域画像を用いた従来例の基板の外観検査方法を説明する。図６に示す従来例の外観検査方法では、特性の異なる３種類の切出し画像を合成して合成画像を作成する。
【００７３】
ステップ６０１にて、合成画像生成部１１５は画像合成に用いる複数の特性１の切出し画像を取得する。合成画像生成部１１５は、切出し画像生成部１１４から出力される検査対象物の特性１の切出し画像と、それに対応する特性１の切出し画像を切出し画像記憶部１１６から読み出す。
ステップ６０２にて、合成画像生成部１１５は、前ステップで読み出した特性１の複数の切出し画像の間の位置ずれを示す位置ずれ情報１を検出する。合成画像生成部１１５は、特性１の切出し画像間の位置ずれ情報１をマッチング処理により比較して検出する。
ステップ６０３にて、合成画像生成部１１５は、前ステップにて検出された特性１の切出し画像間の位置ずれ情報１を基に特性１の切出し画像間の位置ずれを補正して、切出し画像を貼り合わせ、一枚の画像に合成し、特性１の合成画像を検査処理部１１３に出力する。
【００７４】
以下同様にして、ステップ６０４からステップ６０６では、特性２の切出し画像の画像合成処理を行い、ステップ６０７からステップ６０９では、特性３の切出し画像の画像合成処理を行う。
【００７５】
図７のフローチャートを用いて、特性の異なる複数種類の基板領域画像を用いた実施の形態３の基板の外観検査方法を説明する。図７に示す実施の形態３の外観検査方法では、特性の異なる３種類の切出し画像を合成して合成画像を作成する。
本実施の形態の合成画像生成部１１５は、１つの検査対象物の特性の異なる複数種類の切出し画像については、特性が同種の切出し画像間でそれぞれ位置ずれ情報を検出し、検出した複数種類の位置ずれ情報から統一の位置ずれ情報を決定し、その統一の位置ずれ情報を基に複数種類の切出し画像を合成する。これにより検査対象物に最適な位置ずれ情報で画像合成を行うことができる。本発明の外観検査方法は、統一の位置ずれ情報を生成する点において、従来の外観検査方法と異なる。
【００７６】
ステップ７０１にて、画像合成する特性１の切出し画像（例えば基板の高さ情報に関する切出し画像）を取得する。図１の合成画像生成部１１５は、切出し画像生成部１１４から出力される検査対象物の特性１の切出し画像と、それに対応する切出し画像記憶部１１６に記憶されている特性１の切出し画像を読み出す。ステップ７０２にて、合成画像生成部１１５は、前ステップで読み出した特性１の切出し画像間の位置ずれを示す位置ずれ情報１を検出する。
以下、ステップ７０３及び７０４にて、合成画像生成部１１５は、特性２の切出し画像（例えば落射情報に関する切出し画像）間のずれ情報を示す位置ずれ情報２を検出し、ステップ７０５及び７０６にて、特性３の切出し画像間のずれ情報を示す位置ずれ情報３を検出する。
【００７７】
ステップ７０７にて、ステップ７０２、ステップ７０４、ステップ７０６で、合成画像生成部１１５は、検出した特性１〜特性３の切出し画像の位置ずれ情報１〜３を用いて統一の位置ずれ情報を決定する。
ステップ７０８にて、合成画像生成部１１５は、前ステップで求めた統一の位置ずれ情報を用いて特性１の切出し画像間の位置ずれを補正して画像を貼り合わせ、一枚の画像に合成する。同様にステップ７０９では特性２の切出し画像を統一の位置ずれ情報を基に合成し、ステップ７１０では特性３の切出し画像を統一の位置ずれ情報を基に合成する。
【００７８】
上記の複数種類の位置ずれ情報を用いて統一の位置ずれ情報を決定する１つの方法としては、複数種類の位置ずれ情報を平均したものを統一の位置ずれ情報とする。これにより検査対象物に最適な位置ずれ情報を求めることができる。図７のフローチャートのステップ７０７において特性１〜特性３の位置ずれ情報を平均した位置ずれ情報を統一の位置ずれ情報とする。
また、複数種類の位置ずれ情報を用いて統一の位置ずれ情報を決定する別の方法としては、複数種類の位置ずれ情報のうち、それぞれのマッチング処理時に導かれたマッチング度が一番高い位置ずれ情報を統一の位置ずれ情報とする。これにより検査対象物に最適な位置ずれ情報を求めることができる。図７のフローチャートの、ステップ７０２、７０４、７０６において特性１〜特性３の位置ずれ情報検出時に特性１〜特性３のマッチング度が導出されるので、そのマッチング度が一番高い位置ずれ情報を特性１〜特性３の切出し画像の統一の位置ずれ情報とする。
【００７９】
尚、切出し画像間の位置ずれ情報を検出する際には、実施の形態２で説明したように、切出し画像間の重複領域の一部、又は複数の部分を用いてマッチング処理を行うことにより、位置ずれ情報を検出してもよい。
また、複数種類の位置ずれ情報を用いて統一の位置ずれ情報を決定する別の方法としては、まず複数種類の位置ずれ情報のうち、マッチング度が一番高い位置ずれ情報を導出するのに用いた画像種類と、検査対象物の固有情報と、同じ構成で実装された基板とを対応させて記憶する。そして、同じ構成で実装された別の基板を走査し、同じ固有情報を持つ検査対象物の切出し画像を取得して位置ずれ情報を検出する際には、今度は記憶されている画像種類の切出し画像のみを用いて位置ずれ情報を検出し、統一の位置ずれ情報とする。画像種類と対応する検査対象物の固有情報については、図１の構成では切出し画像記憶部１１６に記憶する。これにより余分な位置ずれ情報検出の処理を省略でき、検査対象物に最適な位置ずれ情報で画像合成することができる。
複数種類の位置ずれ情報のうち、マッチング度が一番高い位置ずれ情報を導出するのに用いた画像種類と、検査対象物の固有情報と、同じ構成で実装された基板と、その領域とを対応させて記憶しても良い。そして、同じ構成で実装された別の基板を走査し、同じ領域で、同じ固有情報を持つ検査対象物の切出し画像を取得して位置ずれ情報を検出する際には、今度は記憶されている画像種類の切出し画像のみを用いて位置ずれ情報を検出し、統一の位置ずれ情報とする。
【００８０】
検査装置のコンピュータに、上記の実施の形態における切出し画像生成部、位置ずれ情報検出部及び合成画像生成部として機能させるプログラムは、これを検査装置のコンピュータに実行させることにより、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
そのプログラムを記録した記録媒体から、プログラムを検査装置のコンピュータにロードし、コンピュータに実行させることにより、上記の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８１】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を転送し、コンピュータにより読み取られ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
また、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
尚、本実施の形態３においては、特性の異なる複数種類の基板領域画像を３種類として説明したが、特性の異なる基板領域画像が何種類あっても同様に実施することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の外観検査方法、外観検査装置、そのプログラム及びその記録媒体によれば、取得した基板の切出し画像中から検査に必要な検査対象物を切出すことにより、分割された検査対象物を貼り合せる画像合成処理時に必要な記憶領域の容量を抑えることができ、また、検査対象物にフォーカスして画像合成処理を行うことができるので、検査対象物に最適な画像合成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の外観検査装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態の外観検査装置における画像の切出し処理について説明する図
【図３】本発明の実施の形態１の切出し画像の合成処理方法を説明する図
【図４】本発明の実施の形態の外観検査方法のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態２の切出し画像の合成処理方法を説明する図
【図６】従来例の切出し画像の合成処理を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施の形態３の切出し画像の合成処理を説明するフローチャート
【図８】従来例の外観検査装置の構成を示すブロック図
【図９】レーザによる画像の取り込み方法の概要を説明する図
【図１０】レーザユニットによる基板の走査を説明する図
【図１１】従来例の外観検査装置による画像合成処理方法を説明する図
【符号の説明】
１    基板走査部
２、８    信号処理部
１０１    基板
１０２    支持台
１０３、１０６    モータ
１０４、１０７    ガイド
１０５    レーザユニット
１０８    制御部
１０９    レーザユニットのＸ軸方向の走査可能幅
１１０、８０１    基板領域画像記憶部
１１１、８０３    実装データ記憶部
１１２、８０４    検査基準データ記憶部
１１３、８０２    検査処理部
１１４    切出し画像生成部
１１５、８０５    合成画像生成部
１１６            切出し画像記憶部
２０１    基板
２０２、２０３、２０４    検査対象物
２０３Ａ、２０３Ｂ    検査対象物が分割された切出し画像
２０６、２０８    Ｘ軸方向の走査領域
２０７    Ｙ軸方向の走査領域（基板のＹ軸方向幅）
２０９    重複領域
２１０、２１１、２１２、２１３    切出し領域
２１４、２１５、２１６、２１７    切出し画像
２１１Ａ、２１１Ｂ    マッチング処理を行う範囲
２２０Ａ、２２０Ｂ    マッチング処理を行う範囲
９０１    レーザ半導体
９０２    レーザ照射光
９０３    基板
９０４    ＰＳＤセンサ
９０５、９０７    反射光
９０６    基板上の部品
９０８    垂直反射光
９０９    ハーフミラー
９１０    フォトセンサ
１００１    Ｙ軸方向の走査領域（基板のＹ軸方向幅）
１１０１    基板
１１０２、１１０３、１１０４    検査対象物
１１０５    マーカ
１１０７、１１０９、１１１０    走査領域のＸ軸方向幅
１１０８    走査領域のＹ軸方向幅
１１１１    重複領域
【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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