(57)【要約】【課題】本発明は、撮像データの背景とむらの形状およびサイズとに応じてむら領域を強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるむら検査装置およびむら検査方法を提供することを課題とする。【解決手段】第１領域パターン抽出部５８は、第１領域パターンで規定される中心エリアの画像輝度データを２次元画像データの左上から順次抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値を算出すると共に、第２領域パターン抽出部５９は、第２領域パターンで規定される周辺エリアの画像輝度データを２次元画像データの左上から順次抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出する。差分計算部６０は、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成する。【選択図】　　　　図２
2004069673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査装置であって、
複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第１領域パターン抽出手段と、
前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第２領域パターン抽出手段と、
前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する差分計算手段と、
該差分計算手段によって作成された前記強調画像データに基づいて前記むら領域の判定を行うむら判定手段とを具備することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記差分計算手段によって作成された前記強調画像データから前記むら領域を抽出するむら抽出手段と、
該むら抽出手段によって抽出された前記むら領域を計測するむら計測手段とを具備し、
前記むら判定手段は、前記むら計測手段による前記むら領域の計測結果に基づいて前記むら領域の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査装置であって、
複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第１領域パターン抽出手段と、
前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第２領域パターン抽出手段と、
前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する差分計算手段と、
該差分計算手段によって作成された前記強調画像データを出力する強調画像データ出力手段とを具備することを特徴とする外観検査装置。
【請求項４】
前記第１領域パターン抽出手段は、前記第１エリアの輝度情報の輝度値の平均値である第１エリア平均輝度値を算出し、
前記第２領域パターン抽出手段は、前記周辺エリアの輝度情報の輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、
前記差分計算手段は、前記第１エリア平均輝度値と前記周辺エリア平均輝度値との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記差分計算手段は、周辺領域の輝度に対して明るい前記むら領域を強調する場合に行う前記第１エリア平均輝度値から前記周辺エリア平均輝度値を減算する差分計算と、周辺領域の輝度に対して暗い前記むら領域を強調する場合に行う前記周辺エリア平均輝度値から前記第１エリア平均輝度値を減算する差分計算とのいずれかを行うことを特徴とする請求項４記載の外観検査装置。
【請求項６】
複数種類の前記第１領域パターンを記憶している第１領域パターン記憶手段と、
該第１領域パターン記憶手段に記憶されている複数種類の前記第１領域パターンを選択する第１領域パターン選択手段とを具備し、
前記第１領域パターン抽出手段は、前記第１領域パターン選択手段によって選択された前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項７】
複数種類の前記第２領域パターンを記憶している第２領域パターン記憶手段と、
該第２領域パターン記憶手段に記憶されている複数種類の前記第２領域パターンを選択する第２領域パターン選択手段とを具備し、
前記第２領域パターン抽出手段は、前記第２領域パターン選択手段によって選択された前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記第１領域パターンと前記第２領域パターンとを作成する領域パターン作成手段を具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項９】
抽出対象の前記むら領域を量子化して量子化した領域を第１領域パターンとして作成する第１領域パターン作成手段を具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１０】
形状もしくはサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを設定する領域パターン設定手段とを具備し、
前記第１領域パターン抽出手段は、前記領域パターン設定手段によって設定された複数の前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、
前記第２領域パターン抽出手段は、前記領域パターン設定手段によって設定された複数の前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、
前記差分計算手段は、前記第１領域パターン抽出手段および前記第２領域パターン抽出手段によってそれぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算して形状もしくはサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１１】
前記２次元画像データを複数の異なるサイズに縮小して複数の縮小画像を作成する画像縮小手段を具備し、
前記第１領域パターン抽出手段は、前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を複数の前記縮小画像からそれぞれ抽出し、
前記第２領域パターン抽出手段は、前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記縮小画像からそれぞれ抽出し、
前記差分計算手段は、前記第１領域パターン抽出手段および前記第２領域パターン抽出手段によってそれぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算してサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１２】
形状およびサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを検索用グループとして記憶する検索用グループ記憶手段と、
前記検索用グループを用いて前記２次元画像データに含まれる前記むら領域の形状およびサイズを検索するむら領域検索手段とを具備することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の外観検査装置。
【請求項１３】
２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法であって、
複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、
前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、
前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成し、
該作成した前記強調画像データに基づいて前記むら領域の判定を行うことを特徴とする外観検査方法。
【請求項１４】
前記作成した前記強調画像データから前記むら領域を抽出し、
該抽出した前記むら領域を計測し、
前記むら領域の計測結果に基づいて前記むら領域の判定を行うことを特徴とする請求項１３記載の外観検査方法。
【請求項１５】
２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法であって、
複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、
前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、
前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成し、
該作成した前記強調画像データを出力することを特徴とする外観検査方法。
【請求項１６】
前記第１エリアの輝度情報の輝度値の平均値である第１エリア平均輝度値を算出し、
前記周辺エリアの輝度情報の輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、
前記第１エリア平均輝度値と前記周辺エリア平均輝度値との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項１７】
周辺領域の輝度に対して明るい前記むら領域を強調する場合に行う前記第１エリア平均輝度値から前記周辺エリア平均輝度値を減算する差分計算と、周辺領域の輝度に対して暗い前記むら領域を強調する場合に行う前記周辺エリア平均輝度値から前記第１エリア平均輝度値を減算する差分計算とのいずれかを行うことを特徴とする請求項１６記載の外観検査方法。
【請求項１８】
複数種類の前記第１領域パターンを記憶しておき、
該記憶している複数種類の前記第１領域パターンの中から選択された前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項１９】
複数種類の前記第２領域パターンを記憶しておき、
該記憶している複数種類の前記第２領域パターンの中から選択された前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２０】
入力手段からの入力に応じて前記第１領域パターンと前記第２領域パターンとを作成することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２１】
入力手段からの前記むら領域の形状およびサイズの入力に応じて抽出対象の前記むら領域を量子化して量子化した領域を第１領域パターンとして作成することを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２２】
形状もしくはサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを設定し、
前記設定した複数の前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、
前記設定した複数の前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、
それぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算して形状もしくはサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２３】
前記２次元画像データを複数の異なるサイズに縮小して複数の縮小画像を作成し、
前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を複数の前記縮小画像からそれぞれ抽出し、
前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記縮小画像からそれぞれ抽出し、
それぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算してサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１３乃至２２のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２４】
形状およびサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを検索用グループとして記憶しておき、
前記検索用グループを用いて前記２次元画像データに含まれる前記むら領域の形状およびサイズを検索することを特徴とする請求項１３乃至２３のいずれかに記載の外観検査方法。
【請求項２５】
２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、
前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、
前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する処理と、
該作成した前記強調画像データに基づいて前記むら領域の判定を行う処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２６】
２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、
前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、
前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する処理と、
該作成した前記強調画像データを出力する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外観検査装置および外観検査方法に関し、特に表示デバイスの画面（外観）を検査する外観検査装置および外観検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、従来の外観検査装置の構成を示すブロック図である。
従来、液晶表示パネルのむら検査として、液晶表示パネルを点灯させた状態でむら検査を行う方法がある。当該検査方法は、例えば、特開平６−２５０１３９号公報に開示されており、図２８に示すように、下方にバックライト８０が配置されている検査テーブル８１の上に液晶表示パネル８２を載置して、液晶表示パネル８２をプローバ８３を用いて点灯させ、液晶表示パネル８２の上方に設置したＣＣＤカメラ８４で撮像する。ＣＣＤカメラ８４には、ＡＤ又はＡＣコンバータ９１、演算回路９２、画像メモリ９３および表示回路９４を有する画像処理装置９０が接続され、画像処理装置９０によって、撮像した画像データを複数の格子状の区画に区分けし、複数の格子状の区画の画像データのそれぞれ平均値を用いて、予め定めた基準値に対する各区画平均値の変化量及び変化率を求めることでむら検査を行っている。
【０００３】
また、特開平１１−１３６６５９号公報には、被検査体を撮像して得られる濃淡画像の各画素の濃度データから、注目画素の濃度データと注目画素の周辺で選択的に選ばれた背景画素の濃度データとを比較することによって、上記被検査体表面に、予め存在する画像中の濃度むらを補正し、欠陥処理を簡単に行う技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カメラによって撮像された撮像データには、高周波なノイズを有する場合や、低周波な明暗変化を有する場合があり、さらに撮像データに含まれるむらの形状およびサイズは様々であるが、従来技術では、これらの要因が考慮されておらず、例えば発生するむら領域の輝度とその周辺の輝度との差が顕著でない場合、すなわち高周波なノイズを含んだ区画内から小さなむら領域を検出する場合には、輝度値の差が現れず、撮像データの背景とむらの形状およびサイズとによっては、むらを検出することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像データの背景とむらの形状およびサイズとに応じてむら領域を強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができる外観検査装置および外観検査方法を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査装置であって、複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第１領域パターン抽出手段と、前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第２領域パターン抽出手段と、前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する差分計算手段と、該差分計算手段によって作成された前記強調画像データに基づいて前記むら領域の判定を行うむら判定手段とを具備することを特徴とする外観検査装置に存する。
また請求項２記載の発明の要旨は、前記差分計算手段によって作成された前記強調画像データから前記むら領域を抽出するむら抽出手段と、該むら抽出手段によって抽出された前記むら領域を計測するむら計測手段とを具備し、前記むら判定手段は、前記むら計測手段による前記むら領域の計測結果に基づいて前記むら領域の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の外観検査装置に存する。
また請求項３記載の発明の要旨は、２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査装置であって、複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第１領域パターン抽出手段と、前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する第２領域パターン抽出手段と、前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する差分計算手段と、該差分計算手段によって作成された前記強調画像データを出力する強調画像データ出力手段とを具備することを特徴とする外観検査装置に存する。
また請求項４記載の発明の要旨は、前記第１領域パターン抽出手段は、前記第１エリアの輝度情報の輝度値の平均値である第１エリア平均輝度値を算出し、前記第２領域パターン抽出手段は、前記周辺エリアの輝度情報の輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、前記差分計算手段は、前記第１エリア平均輝度値と前記周辺エリア平均輝度値との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項５記載の発明の要旨は、前記差分計算手段は、周辺領域の輝度に対して明るい前記むら領域を強調する場合に行う前記第１エリア平均輝度値から前記周辺エリア平均輝度値を減算する差分計算と、周辺領域の輝度に対して暗い前記むら領域を強調する場合に行う前記周辺エリア平均輝度値から前記第１エリア平均輝度値を減算する差分計算とのいずれかを行うことを特徴とする請求項４記載の外観検査装置に存する。
また請求項６記載の発明の要旨は、複数種類の前記第１領域パターンを記憶している第１領域パターン記憶手段と、該第１領域パターン記憶手段に記憶されている複数種類の前記第１領域パターンを選択する第１領域パターン選択手段とを具備し、前記第１領域パターン抽出手段は、前記第１領域パターン選択手段によって選択された前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項７記載の発明の要旨は、複数種類の前記第２領域パターンを記憶している第２領域パターン記憶手段と、該第２領域パターン記憶手段に記憶されている複数種類の前記第２領域パターンを選択する第２領域パターン選択手段とを具備し、前記第２領域パターン抽出手段は、前記第２領域パターン選択手段によって選択された前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項８記載の発明の要旨は、前記第１領域パターンと前記第２領域パターンとを作成する領域パターン作成手段を具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項９記載の発明の要旨は、抽出対象の前記むら領域を量子化して量子化した領域を第１領域パターンとして作成する第１領域パターン作成手段を具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項１０記載の発明の要旨は、形状もしくはサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを設定する領域パターン設定手段とを具備し、前記第１領域パターン抽出手段は、前記領域パターン設定手段によって設定された複数の前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、前記第２領域パターン抽出手段は、前記領域パターン設定手段によって設定された複数の前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、前記差分計算手段は、前記第１領域パターン抽出手段および前記第２領域パターン抽出手段によってそれぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算して形状もしくはサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項１１記載の発明の要旨は、前記２次元画像データを複数の異なるサイズに縮小して複数の縮小画像を作成する画像縮小手段を具備し、前記第１領域パターン抽出手段は、前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を複数の前記縮小画像からそれぞれ抽出し、前記第２領域パターン抽出手段は、前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記縮小画像からそれぞれ抽出し、前記差分計算手段は、前記第１領域パターン抽出手段および前記第２領域パターン抽出手段によってそれぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算してサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項１２記載の発明の要旨は、形状およびサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを検索用グループとして記憶する検索用グループ記憶手段と、前記検索用グループを用いて前記２次元画像データに含まれる前記むら領域の形状およびサイズを検索するむら領域検索手段とを具備することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の外観検査装置に存する。
また請求項１３記載の発明の要旨は、２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法であって、複数の画素からなる第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成し、該作成した前記強調画像データに基づいて前記むら領域の判定を行うことを特徴とする外観検査方法に存する。
また請求項１４記載の発明の要旨は、前記作成した前記強調画像データから前記むら領域を抽出し、該抽出した前記むら領域を計測し、前記むら領域の計測結果に基づいて前記むら領域の判定を行うことを特徴とする請求項１３記載の外観検査方法に存する。
また請求項１５記載の発明の要旨は、２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法であって、複数の画素からなる第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出し、前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成し、該作成した前記強調画像データを出力することを特徴とする外観検査方法に存する。
また請求項１６記載の発明の要旨は、前記第１エリアの輝度情報の輝度値の平均値である第１エリア平均輝度値を算出し、前記周辺エリアの輝度情報の輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、前記第１エリア平均輝度値と前記周辺エリア平均輝度値との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項１７記載の発明の要旨は、周辺領域の輝度に対して明るい前記むら領域を強調する場合に行う前記第１エリア平均輝度値から前記周辺エリア平均輝度値を減算する差分計算と、周辺領域の輝度に対して暗い前記むら領域を強調する場合に行う前記周辺エリア平均輝度値から前記第１エリア平均輝度値を減算する差分計算とのいずれかを行うことを特徴とする請求項１６記載の外観検査方法に存する。
また請求項１８記載の発明の要旨は、複数種類の前記第１領域パターンを記憶しておき、該記憶している複数種類の前記第１領域パターンの中から選択された前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項１９記載の発明の要旨は、複数種類の前記第２領域パターンを記憶しておき、該記憶している複数種類の前記第２領域パターンの中から選択された前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項２０記載の発明の要旨は、入力手段からの入力に応じて前記第１領域パターンと前記第２領域パターンとを作成することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項２１記載の発明の要旨は、入力手段からの前記むら領域の形状およびサイズの入力に応じて抽出対象の前記むら領域を量子化して量子化した領域を第１領域パターンとして作成することを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項２２記載の発明の要旨は、形状もしくはサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを設定し、前記設定した複数の前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、前記設定した複数の前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データからそれぞれ抽出し、それぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算して形状もしくはサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項２３記載の発明の要旨は、前記２次元画像データを複数の異なるサイズに縮小して複数の縮小画像を作成し、前記第１領域パターンで規定される前記第１エリアの輝度情報を複数の前記縮小画像からそれぞれ抽出し、前記第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記縮小画像からそれぞれ抽出し、それぞれ抽出された前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分をそれぞれ計算してサイズが異なる前記むら領域をそれぞれ強調させた複数の前記強調画像データを作成することを特徴とする請求項１３乃至２２のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項２４記載の発明の要旨は、形状およびサイズが異なる複数の前記第１領域パターンおよび前記第２領域パターンを検索用グループとして記憶しておき、前記検索用グループを用いて前記２次元画像データに含まれる前記むら領域の形状およびサイズを検索することを特徴とする請求項１３乃至２３のいずれかに記載の外観検査方法に存する。
また請求項２５記載の発明の要旨は、２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する処理と、該作成した前記強調画像データに基づいて前記むら領域の判定を行う処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムに存する。
また請求項２６記載の発明の要旨は、２次元画像データを検査してむら領域を検出する外観検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、複数の画素からなる第１領域パターンで規定される第１エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、前記第１領域パターンに隣接または近傍の位置に配された第２領域パターンで規定される周辺エリアの輝度情報を前記２次元画像データから抽出する処理と、前記第１エリアの輝度情報と前記周辺エリアの輝度情報との差分を計算して前記むら領域を強調させた強調画像データを作成する処理と、該作成した前記強調画像データを出力する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムに存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る外観検査装置の第１の実施の形態の構成を示す構成図であり、図２は、図１に示すデータ処理装置の構成を示すブロック図であり、図３は、図２に示す第１領域パターン記憶部および第２領域パターン記憶部に記憶されている第１領域パターンおよび第２領域パターンの形状例を示す図であり、図４は、図２に示す領域パターン選択部で特定される第１領域パターン例と第２領域パターン例とを示す図であり、図５は、図２に示す第１領域パターン抽出部および第２領域パターン抽出部による２次元画像データからの画像輝度データの抽出方法を説明するための説明図である。
【０００９】
第１の実施の形態は、図１を参照すると、レンズ１１を有し、被検査体４を上方から撮像する撮像手段であるカメラ１と、斜方照明装置２と、同軸照明装置３と、画像処理装置５とを有し、液晶表示パネル、プラズマディスプレイ等の表示デバイスの画面（外観）に発生するむらの検査を行うものである。
【００１０】
斜方照明装置２は、被検査体４に上方斜め方向から光（斜方照明光２１）を照射する第１の照明手段であり、同軸照明装置３は、上方かつ被検査体４のカメラ１の光軸方向から光（同軸照明光３１）を照射する第２の照明手段である。なお、被検査体４がモニターおよび液晶ディスプレイ等の発光可能なものあるで場合は、斜方照明装置２および同軸照明装置３を使用しない場合もある。
【００１１】
画像処理装置５は、プログラムの制御により動作するコンピュータ等の情報処理装置であり、図２を参照すると、撮像信号記憶部５１と、量子化処理部５２と、２次元画像データ記憶部５３と、第１領域パターン記憶部５４と、第２領域パターン記憶部５５と、入力部５６と、領域パターン選択部５７と、平均差分処理部７０と、出力制御部６５と、表示部６６と、印刷部６７とからなり、平均差分処理部７０は、第１領域パターン抽出部５８と、第２領域パターン抽出部５９と、差分計算部６０と、強調画像データ記憶部６１と、むら抽出部６２と、むら計測部６３と、むら判定部６４とからなる。
【００１２】
撮像信号記憶部５１は、カメラ１からの撮像信号を記憶する記憶手段であり、２次元画像データ記憶部５３は、撮像信号から変換された２次元画像データを記憶する記憶手段である。撮像信号記憶部５１および２次元画像データ記憶部５３として、共通の画像メモリを使用すると実用的である。
【００１３】
量子化処理部５２は、撮像信号記憶部５１に記憶された撮像信号を量子化して２次元画像データに変換し、変換した２次元画像データを２次元画像データ記憶部５３に記憶する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００１４】
第１領域パターン記憶部５４は、２次元画像データからむら領域が強調された強調画像データを作成する際に、２次元画像データから画像輝度データを抽出する中心エリアを規定する第１領域パターンを記憶しており、図３（ａ）に示すように、複数の異なる第１領域パターンが記憶されている。なお、図３（ａ）において、１つの四角が１画素を示す。
【００１５】
第２領域パターン記憶部５５は、２次元画像データからむら領域が強調された強調画像データを作成する際に、２次元画像データから画像輝度データを抽出する周辺エリアを規定する第２領域パターンを記憶しており、図３（ｂ）に示すように、複数の異なる第２領域パターンが記憶されている。なお、図３（ｂ）に示す第２領域パターンの中の白地部分は、第１領域パターンが位置する部分となる。
【００１６】
領域パターン選択部５７は、キーボード等の入力部５６からの選択入力に基づいて、第１領域パターン記憶部５４に記憶されている第１領域パターンと、第２領域パターン記憶部５５に記憶されている第２領域パターンとを設定すると共に、第１領域パターンと第２領域パターンとのサイズを設定し、２次元画像データから画像輝度データを抽出する中心エリアと周辺エリアとを特定する処理をプログラムに基づいて実行する。入力部５６からの入力としては、図示しないディスプレイ等に表示された複数の第１領域パターンおよび複数の第２領域パターンの中からの選択入力と、選択した第１領域パターンおよび第２領域パターンのそれぞれのサイズ入力とが行われ、例えば、入力部５６からの入力により、第１領域パターンとしてサイズが２×２画素の図３（ａ）のａ−１が選択され、第１領域パターンとしてサイズが２画素の図３（ｂ）のｂ−１が選択された場合には、図４（ａ）に示すように、２×２画素の正方形の第１領域パターンと、第１領域パターンの水平方向の両端にサイズが２画素の第２領域パターンとがそれぞれ中心エリアと周辺エリアとして特定される。また、入力部５６からの入力により、第１領域パターンとしてサイズが２画素の図３（ａ）のａ−３が選択され、第２領域パターンとしてサイズが２画素の図３（ｂ）のｂ−２が選択された場合には、図４（ｂ）に示すように、１×２画素の縦線状の第１領域パターンと、第１領域パターンの垂直方向の両端にサイズが２画素の第２領域パターンとがそれぞれ中心エリアと周辺エリアとして特定される。また、入力部５６からの入力により、第１領域パターンとしてサイズが３×３画素の図３（ａ）のａ−４が選択され、第１領域パターンとしてサイズが１画素の図３（ｂ）のｂ−４が選択された場合には、図４（ｃ）に示すように、３×３画素の菱形の第１領域パターンと、第１領域パターンを中心とし、第１領域パターンに隣接する５×５画素の正方形の第２領域パターンとがそれぞれ中心エリアと周辺エリアとして特定される。
【００１７】
このように第１領域パターンと第２領域パターンとは、隣接するように配される。第１領域パターンの形状は、強調させたいむら領域の形状およびサイズに合わせて選択すると、むら領域の抽出精度が向上する。例えば、横筋状のむらが想定できる場合には、第１領域パターンとして横線の形状のものを選択し、円形のむらが想定できる場合には、第１領域パターンとして円形（もしくは円形を近似したもの）の形状のものを選択すると良い。また第１領域パターンとは重ならずにかつ第１領域パターンに隣接する第２領域パターンとしては、２次元画像データの背景の低周波な明暗変化や高周波なノイズ成分等がキャンセルされるもの、すなわち低周波な明暗変化や高周波なノイズ成分等を平準化することができるものを選択すると好適である。
【００１８】
第１領域パターン抽出部５８は、領域パターン選択部５７により特定された第１領域パターンで規定される中心エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データ記憶部５３に記憶されている２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値を算出する処理をプログラムに基づいて実行する。第１領域パターンの画像輝度データの抽出は、図５に示すように、第１領域パターンの右下の１画素が２次元画像データの左上に位置する状態で開始し、右方向に１画素ずつずらしながら行い、２次元画像データの右端まで達すると１ライン下げて２次元画像データの右端から左端まで行い、以下同様に最終ラインの第１領域パターンの右下の１画素が２次元画像データの右下に位置するまで行う。従って、第１領域パターン抽出部５８によって算出される中心エリア平均輝度値は、２次元画像データの画素数と同数となる。
【００１９】
第２領域パターン抽出部５９は、領域パターン選択部５７により特定された第２領域パターンで規定される周辺エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データ記憶部５３に記憶されている２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出する処理をプログラムに基づいて実行する。第２領域パターン抽出部５９による周辺エリアの画像輝度データの抽出は、第１領域パターン抽出部５８による中心エリアの画像輝度データの抽出と同時に行われ、第２領域パターン抽出部５９によって算出される周辺エリア平均輝度値は、第１領域パターン抽出部５８によって算出される中心エリア平均輝度値と１対１で対応している。
【００２０】
差分計算部６０は、第１領域パターン抽出部５８によって算出された中心エリア平均輝度値と、第２領域パターン抽出部５９によって算出された周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成し、作成した強調画像データを強調画像データ記憶部６１に記憶する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００２１】
強調画像データ記憶部６１は、差分計算部６０によって作成された強調画像データを記憶する記憶手段であり、撮像信号記憶部５１および２次元画像データ記憶部５３として用いられる画像メモリを使用すると実用的である。また、強調画像データ記憶部６１に記憶された強調画像データは、出力制御部６５の制御によってディスプレイ等の表示部６６に表示することもでき、さらにプリンター等の印刷部６７によって印刷物として出力することもできる。
【００２２】
むら抽出部６２は、強調画像データ記憶部６１に記憶された強調画像データから差分値が予め定められた値よりも大きい画素をむら領域として抽出してむら計測部６３に出力する。強調画像データ中に複数のむら領域がある場合には、全てのむら領域を抽出してむら計測部６３に出力する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００２３】
むら計測部６３は、むら抽出部６２によって抽出された各むら領域をそれぞれラベリング処理し、各むら領域のそれぞれ特徴量（サイズ、差分値等）をむら特徴量として計測してむら判定部６４に出力する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００２４】
むら判定部６４は、むら計測部６３によって計測された各むら特徴量を判定基準とする特徴量の数値とそれぞれ比較して良否の判定を行い、判定結果を出力制御部６５の制御によって表示部６６および印刷部６７から出力する処理をプログラムに基づいて実行する。
【００２５】
次に第１の実施の形態の動作について図６を参照して詳細に説明する。
図６は、本発明に係る外観検査装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２６】
まず入力部５６から第１領域パターン記憶部５４に記憶されている第１領域パターンと第２領域パターン記憶部５５に記憶されている第２領域パターンとを選択する入力と、第１領域パターンおよび第２領域パターンのサイズを指定する入力とが行われると（ステップＡ１）、領域パターン選択部５７は、２次元画像データから画像輝度データを抽出する中心エリアと周辺エリアとを特定する（ステップＡ２）。
【００２７】
次にカメラ１によって被検査体を撮影し（ステップＡ３）、撮影された被検査体の撮像信号は、撮像信号記憶部５１に記憶される。撮像信号記憶部５１に記憶された撮像信号は、量子化処理部５２によって２次元画像データに変換され（ステップＡ４）、変換された２次元画像データは、２次元画像データ記憶部５３に記憶される。なお、ステップＡ３およびステップＡ４は、ステップＡ１およびステップＡ２に先だって行うようにしても良い。
【００２８】
次に第１領域パターン抽出部５８は、領域パターン選択部５７により特定された第１領域パターンで規定される中心エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データ記憶部５３に記憶されている２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値を算出すると共に、第２領域パターン抽出部５９は、第１領域パターン抽出部５８による中心エリアの画像輝度データの抽出に対応させて領域パターン選択部５７により特定された第２領域パターンで規定される周辺エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データ記憶部５３に記憶されている２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出する（ステップＡ５）。
【００２９】
次に差分計算部６０は、第１領域パターン抽出部５８によって算出された中心エリア平均輝度値と、第２領域パターン抽出部５８によって算出された周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成し（ステップＡ６）、作成した強調画像データを強調画像データ記憶部６１に記憶する。
【００３０】
次にむら抽出部６２は、強調画像データ記憶部６１に記憶された強調画像データから差分値が予め定められた値よりも大きい画素をむら領域として抽出し（ステップＡ７）、抽出したむら領域を２値画像としてむら計測部６３に出力し、むら計測部６３は、むら抽出部６２によって抽出されたむら領域をラベリング処理し、むら領域の特徴量（サイズ、差分値等）をむら特徴量として計測し（ステップＡ８）、むら判定部６４に出力する。
【００３１】
次にむら判定部６４は、むら計測部６３によって計測されたむら特徴量を判定基準とする特徴量の数値と比較して良否の判定を行い（ステップＡ９）、判定結果を出力制御部６５の制御によって表示部６６および印刷部６７から出力する（ステップＡ１０）。
【００３２】
次に本発明の第１の実施の形態による低周波な明暗変化を有する２次元画像データからむら領域を抽出する動作について図７乃至１０を参照して具体的に説明する。
図７は、むら領域を含んだ低周波な明暗変化を有する２次元画像データの１ライン分の輝度変化の様子を示す説明図であり、図８は、図２に示す領域パターン選択部で設定された横線状の第１領域パターンおよび第２領域パターンの例を示す図であり、図９は、図２に示す第１領域パターン抽出部および第２領域パターン抽出部による低周波な明暗変化を有する２次元画像データからの画像輝度データの抽出動作を説明するための説明図であり、図１０は、低周波な明暗変化を有する２次元画像データのラインデータと図２に示す差分計算部によって作成される強調画像データのラインデータとを対比した説明図である。
【００３３】
被検査体を撮像した撮像データおよび２次元画像データに存在するむら領域は、正常な被検査体の表面の輝度に対して、明るい状態または暗い状態で現れる。また撮像した撮像データには撮像環境による画像全体に広がる明暗やカメラ１などの撮像手段の影響によるノイズが含まれている。
【００３４】
図７に示すような、むら領域を含んだ低周波な明暗変化を有する２次元画像データにおいて、むら領域を含む座標値Ｌの輝度値のラインプロファイルを例とする。図７（１）に示すように、座標値Ｌの画像輝度データの輝度値変化は、ライン全体にわたり左から右に暗から明へ緩やかに変化して、その中に幅ｗｄ画素のむら部分が存在する。
【００３５】
従来の方法によってむら部分を抽出した場合には、固定しきい値による２値化処理を用いて、むら領域を検出するためのしきい値ｄを設定すると、図７（２）に示すように、むら部分に加えて、輝度値がしきい値ｄよりも大きいラインの右側部分もむらとして検出してしまうので、むら部分だけを検出することができない。
【００３６】
これに対して本発明に係る外観検査装置においては、まず領域パターン選択部５７により、強調させたいむら領域の形状及びサイズを定義した第１領域パターンとして、図８に示すような幅ｗｄ画素の横線状の第１領域パターンを設定して２次元画像データから画像輝度データを抽出する中心エリアを特定すると共に、第１領域パターンとは重ならずにかつ第１領域パターンに隣接する第２領域パターンとして、図８に示すような第１領域パターンの水平方向の両端に配する第２領域パターンを設定して２次元画像データから画像輝度データを抽出する周辺エリアを特定する。
【００３７】
次に第１領域パターン抽出部５８により第１領域パターンにより規定される中心エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値を算出すると共に、第１領域パターン抽出部５８による中心エリアの画像輝度データの抽出に対応させて第２領域パターン抽出部５９により第２領域パターンにより規定される周辺エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、差分計算部６０により中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成する。図９には、図７（１）の座標値Ｌの輝度値のラインプロファイルが示されており、図９に示す位置Ａと位置Ｃとは、ラインデータの全体が緩やかに明暗の変化している位置であり、第１領域パターンにより規定される中心エリアＸの画像輝度データと第２領域パターンにより規定される周辺エリアＹの画像輝度データとの間には顕著な差がなく、各エリアの輝度値の平均値を算出することで明暗の変化がキャンセルされるので、位置Ａと位置Ｃとにおける中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は、ゼロもしくはゼロに近くなる。これに対して図９に示す位置Ｂでは、むら部分が第１領域パターンで規定される中心エリアＸだけに含まれているので、中心エリアＸの中心エリア平均輝度値は、むら部分の平均値となり、周辺エリアＹの周辺エリア平均輝度値は、むら部分の周辺領域の平均値になるため、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は位置Ａと位置Ｃとの差分値よりも大きい値になる。
【００３８】
また、図９に示す位置Ｂの近傍（第１領域パターンで規定される中心エリアＸにむら部分の一部が含まれている状態）においても、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は位置Ａと位置Ｃとの差分値よりも大きい値になる。従って、図１０（１）に示すようなむら部分を含み低周波な明暗の変化を有するラインデータから、図１０（２）に示すようにむら部分のみが強調されたラインデータを得ることができ、ラインデータの全体の緩やかな低周波な明暗の変化の影響を受けずにむら領域だけを強調することができる。
【００３９】
次に、本発明の第１の実施の形態による高周波なノイズ成分を有する２次元画像データからむら領域を抽出する動作について図１１乃至１３を参照して具体的に説明する。
図１１は、むら領域を含んだ高周波なノイズを有する２次元画像データの１ライン分の輝度変化の様子を示す説明図であり、図１２は、図２に示す第１領域パターン抽出部および第２領域パターン抽出部による高周波なノイズを有する２次元画像データからの画像輝度データの抽出動作を説明するための説明図であり、図１３は、高周波なノイズを有する２次元画像データのラインデータと図２に示す差分計算部によって作成される強調画像データのラインデータとを対比した説明図である。
【００４０】
撮像手段である図１に示すカメラ１の影響で高周波なノイズが画像データに含まれる場合がある。図１１に示すような、むら領域を含んだ高周波なノイズを有する２次元画像データにおいて、むら領域を含む座標値Ｌの輝度値のラインプロファイルを例とする。図１１（１）に示すように、座標値Ｌの画像輝度データの輝度値変化は、ライン全体に高周波なノイズが発生しており、その中に幅ｗｄ画素のむら部分が存在する。
【００４１】
従来の方法として一定間隔に区切られた領域の平均値の変化量及び変化率からむらを検出する方法によってむら部分を抽出した場合には、図１１の（２）の区画４に示すように区切られた領域のサイズに対してむら部分が小さい場合は、区画の平均値にむら以外のノイズ成分が影響し、他の区画の平均値との差が顕著には現れない。またむらが発生する位置は固定ではないので区画に跨る可能性があり、むらが区画を跨る場合はノイズの影響が大きくなり、むら領域の検出は困難になる。
【００４２】
これに対して本発明に係る外観検査装置においては、図８に示すような幅ｗｄ画素の第１領域パターンの水平方向の両端に配する第２領域パターンを設定して２次元画像データから画像輝度データを抽出する周辺エリアを特定する。
【００４３】
次に第１領域パターン抽出部５８により第１領域パターンにより規定される中心エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値を算出すると共に、第１領域パターン抽出部５８による中心エリアの画像輝度データの抽出に対応させて第２領域パターン抽出部５９により第２領域パターンにより規定される周辺エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、差分計算部６０により中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成する。図１２には、図１１（１）の座標値Ｌの輝度値のラインプロファイルが示されており、図１２に示す座標軸Ｌのライン上の位置Ａは、ラインデータの全体に発生している高周波なノイズを含んだ背景部分の位置であり、ノイズの変化の幅が第１領域パターンの幅ｗｄより小さいため、第１領域パターンにより規定される中心エリアＸの画像輝度データと第２領域パターンにより規定される周辺エリアＹの画像輝度データとの間には顕著な差がなく、各エリアの輝度値の平均値を算出することでノイズ成分がキャンセルされるので、位置Ａにおける中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値はゼロに近くなる。これに対して図１２に示す位置Ｂでは、むら領域の中心位置であり、むら領域が第１領域パターンだけに含まれているので、中心エリアＸの中心エリア平均輝度値は、むら部分の平均値となり、周辺エリアＹの周辺エリア平均輝度値は、むら部分の周辺領域の平均値になるため、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は位置Ａの差分値よりも大きい値になる。
【００４４】
また、図１２に示す位置Ｂの近傍（第１領域パターンで規定される中心エリアＸにむら部分の一部が含まれている状態）においても、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は位置Ａの差分値よりも大きい値になる。従って、図１３（１）に示すようなむら部分を含み高周波なノイズを有するラインデータから、図１３（２）に示すようにむら部分のみが強調されたラインデータを得ることができ、ラインデータの全体の高周波なノイズの影響を受けずにむら領域だけを強調することができる。
【００４５】
次に本発明の第１の実施の形態において第１領域パターンおよび第２領域パターンを２次元に設定した場合の２次元画像データからむら領域を抽出する動作について図１４乃至１７を参照して具体的に説明する。
図１４は、むら領域を含んだ２次元画像を数値で示した図であり、図１５は、図１４に示す２次元画像を対象にした固定しきい値による２値化処理の結果を示す図であり、図１６は、図２に示す領域パターン選択部で設定された５×５画素の正方形の第１領域パターンと当該第１領域パターンの周辺に配された第２領域パターンの例を示す図であり、図１７は、図２に示す差分計算部６０によって図１４に示す２次元画像データから作成された強調画像データを示す図である。
【００４６】
図１４には、画像全体の輝度値に対して暗いむら領域を含んだ２次元画像データの一部分の各画素の輝度値が示されており、図１４中に楕円で囲んだ領域がむら領域を示している。
【００４７】
従来の方法によって図１４に示すむら領域を抽出する際には、固定しきい値による２値化処理が用いられ、例えば２値化のしきい値を２０５に設定した場合には、図１５に示すような２値化処理の結果を得る。図１５を参照すると、むら領域の一部分に加えてむら以外の領域が検出されてしまい、固定しきい値による２値化処理によってむら領域だけを検出することは困難である。
【００４８】
これに対して本発明に係る外観検査装置においては、まず領域パターン選択部５７により、強調させたいむら領域の形状及びサイズを定義した第１領域パターンとして、図１６に示すような５×５画素の正方形の第１領域パターンを設定して２次元画像データから画像輝度データを抽出する中心エリアを特定すると共に、第１領域パターンとは重ならずにかつ第１領域パターンに隣接する第２領域パターンとして、図１６に示すような第１領域パターンを囲むような形状で外形が１５×１５画素の第２領域パターンを設定して２次元画像データから画像輝度データを抽出する周辺エリアを特定する。
【００４９】
次に第１領域パターン抽出部５８により第１領域パターンにより規定される中心エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を図１４に示す２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値を算出すると共に、第１領域パターン抽出部５８による中心エリアの画像輝度データの抽出に対応させて第２領域パターン抽出部５９により第２領域パターンにより規定される周辺エリアに対応する領域の画像輝度データの輝度値を２次元画像データから抽出し、抽出した画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値を算出し、差分計算部６０により中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成する。２次元画像データ上の計算対象となる画素（第１領域パターンの右下が位置する画素）をＰ（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、Ｐ（Ｘｉ，Ｙｉ）における中心エリア平均輝度値をＭ１（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、Ｐ（Ｘｉ，Ｙｉ）における周辺エリア平均輝度値をＭ２（Ｘｉ，Ｙｉ）とすると、Ｐ（Ｘｉ，Ｙｉ）における平均値の差分値Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）は、
Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）＝Ｍ１（Ｘｉ，Ｙｉ）−Ｍ２（Ｘｉ，Ｙｉ）
によって算出することができ、Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）が０より小さい場合には、Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）＝０とする。
【００５０】
差分計算部６０によって作成された強調画像データは、図１７に示すようにり、楕円で囲んだむら領域の中の値が他の領域と比較して大きくなっていることがわかり、むら領域以外の輝度値変化に影響されずにむら領域だけが強調されていることがわかる。
【００５１】
次にむら抽出部６２は、強調画像データから差分値が予め定められた値よりも大きい画素をむら領域として抽出して２値画像化する。２値画像の獲得する方法としては固定しきい値による２値化処理が考えられる。図１７に示す強調画像データから強調されたむら領域のデータを抽出する場合には、しきい値を５に設定すれば、むら領域を２値化できる。また固定しきい値による２値化処理以外方法として、ライン単位で微分処理を行い微分値の高い位置をむら領域の輪郭として抽出する方法などに置き換えてもよい。
【００５２】
次にむら計測部６３は、むら抽出部６２の結果である２値画像のラベリング処理を行い、各むら領域の特徴量として面積、サイズを計測する。計測する特徴量は、領域の面積及びサイズには限定せず、むら領域に外接する矩形の長径または短径など他の特徴量を使用してもよい。
【００５３】
次にむら判定部６４は、むら計測部６３によって計測されたむら特徴量を判定基準とする特徴量の数値と比較して良否を判定する。
【００５４】
次に本発明の第１の実施の形態における抽出対象とするむら領域と第１領域パターンおよび第２領域パターンとの関係について図１８を参照して説明する。
図１８は、横筋むら領域を強調する場合に有効な図２に示す領域パターン選択部で設定する第１領域パターンおよび第２領域パターンの例を示す説明図である。
【００５５】
第２領域パターン抽出部５９によって抽出する周辺エリアを規定する第２領域パターンの形状は、抽出対象のむら領域の種類に応じて設定すると良い。２次元画像データ全体に生じる横筋むらに対して、図１８の（１）に示すように、第１領域パターンを横筋むらの幅と等しい正方形を設定し、第２領域パターンに第１領域パターンを囲う形状を設定した場合には、横筋むらが第１領域パターンで規定される中心エリアと第２領域パターンで規定される周辺エリアとを横断するため、第１領域パターンの形状およびサイズが適当であっても中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は、小さくなりむら領域が強調されにくい。
【００５６】
これに対して、図１８の（２）に示すように、横筋むらに対して上下に分割させた第２領域パターンを設定することにより、第１領域パターンで規定される中心エリアに横筋むらが含まれる時に、第２領域パターンで規定される周辺エリアに横筋むらが含まれないので、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値は、大きくなりむら領域が強調される。
【００５７】
筋状のむら領域を強調する場合は、第２領域パターンを筋むらの形状に対して直交する位置に分割して設定することで第２領域パターンからむら領域を削除することができ、むら領域を強調することができる。同様の理由から縦筋むらの場合には、第２領域パターンに縦筋むらに対して左右に分割する領域、すなわち図１８の（２）に示す第２領域パターンを９０度回転させた領域を設定することが有効である。
【００５８】
次に本発明の第１の実施の形態による暗いむら領域を含んだ２次元画像データからむら領域を抽出する動作について図１９を参照して具体的に説明する。
図１９は、暗いむらを含んだ２次元画像データ上の１ライン分のプロファイルの説明図である。
【００５９】
差分計算部６０による中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値を計算方法を変更することよって強調する輝度変化を限定して安定的にむらを強調することができる。例えば、図１９に示すような周囲の輝度よりも暗いむら領域を含むラインデータに対しては、２次元画像データ上の計算対象となる画素（第１領域パターンの右下が位置する画素）をＰ（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、Ｐ（Ｘｉ，Ｙｉ）における中心エリア平均輝度値をＭ１（Ｘｉ，Ｙｉ）とし、Ｐ（Ｘｉ，Ｙｉ）における周辺エリア平均輝度値をＭ２（Ｘｉ，Ｙｉ）とすると、Ｐ（Ｘｉ，Ｙｉ）における平均値の差分値Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）を、　Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）＝Ｍ２（Ｘｉ，Ｙｉ）−Ｍ１（Ｘｉ，Ｙｉ）によって算出する。なお、Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）が０より小さい場合には、Ｑ（Ｘｉ，Ｙｉ）＝０とする。
【００６０】
すなわち周辺エリア平均輝度値が中心エリア平均輝度値より大きい場合のみ強調され、逆の場合は０になり、周囲に対して暗いむら領域のみが強調される。
【００６１】
なお、差分計算部６０では、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値とから差分値を算出しているが、第１領域パターンの面積と第２領域パターンとの面積が等しい場合は、第１領域パターンで規定される中心エリアに含まれる画像輝度データの総和と第２領域パターンで規定される周辺エリアに含まれる画像輝度データの総和とを算出し、総和の差分を算出して面積で除算する方法に変更しても良い。
【００６２】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、抽出対象のむら領域の形状およびサイズに応じた第１領域パターンおよび第２領域パターンを設定し、第１領域パターンに規定される中心エリアの画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値と第２領域パターンに規定される周辺エリアの画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値との差分値を計算することにより、撮像データの背景とむらの形状およびサイズとに応じてむら領域を強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図２０乃至図２２を参照して詳細に説明する。
図２０は、本発明に係る外観検査装置の第２の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図であり、図２１は、図２０に示す領域パターン作成部の量子化近似処理による第１領域パターンの作成動作を説明するための説明図であり、図２２は、図２１（２）に示す第１領域パターンに対応する第２領域パターン例を示す図である。
【００６４】
第２の実施の形態は、図２０を参照すると、第１の実施の形態の構成に加えて第１の領域パターンおよび第２領域パターンを作成する領域パターン作成部６８が設けられている。なお、領域パターン作成部６８では、第１の領域パターンのみを作成可能とし、第２領域パターンは、第１の実施の形態と同様に、第２領域パターン記憶部５５に記憶されているものの中から選択するように構成しても良い。
【００６５】
領域パターン作成部６８は、入力部５６からの入力により第１領域パターンおよび第２領域パターンを作成する機能を有し、作成された第１領域パターンおよび第２領域パターンは、領域パターン選択部５７によって設定可能であり、また、第１領域パターン記憶部５４および第２領域パターン記憶部５５にそれぞれ記憶させることもできる。
【００６６】
また、領域パターン作成部６８は、入力部５６から抽出対象のむら領域の形状およびサイズを入力することにより、入力されたむら領域を量子化し、量子化した領域を第１領域パターンとして作成する機能を有する。なお、量子化した領域と近似する第１領域パターンが第１領域パターン記憶部５４に存在するか否かを検索し、量子化した領域と近似する第１領域パターンが存在する場合には、量子化した領域と近似する第１領域パターンを領域パターン選択部５７で選択するように構成しても良い。
【００６７】
図２１に示すような円形のむら領域を強調する場合に、図２１（１）に示すように、円形のむら領域を５×５画素の正方形で近似した領域を第１領域パターンに設定すると、第１領域パターンで規定される中心エリアには、円形のむら領域以外の領域が含まれるため、中心エリア平均輝度値が円形のむら領域以外の画像輝度データを含む状態で算出される。
【００６８】
これに対し、図２１（２）に示すように、円形のむら領域を量子化し、量子化された領域を第１領域パターンに設定すると、第１領域パターンで規定される中心エリアには、円形のむら領域のみが含まれるため、中心エリア平均輝度値が円形のむら領域以外の画像輝度データを含まない状態で算出され、むら領域以外の影響を低減し、図２１（１）に示す正方形を第１領域パターンとする場合と比較して、むら領域を強調することができる。図２２には、図２１の（２）に示す第１領域パターンに対応する第２領域パターンの設定例の一つを示し、図２１の（２）に示す第１領域パターンを中心とし、第１領域パターンと隣接する１５×１５の正方形の第２領域パターンが設定されている例を示している。
【００６９】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、抽出対象のむら領域の形状およびサイズに応じた第１領域パターンを作成することができるため、抽出対象のむら領域を確実に強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００７０】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について図２３乃至図２４を参照して詳細に説明する。
図２３は、本発明に係る外観検査装置の第３の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図であり、図２４は、図２３に示す領域パターン選択部で設定される複数の第１領域パターンおよび第２領域パターンの例を示す図である。
【００７１】
第３の実施の形態は、図２３を参照すると、複数の平均差分処理部７０ａ〜ｃが設けられている点で第１の実施の形態とは異なる。
【００７２】
領域パターン選択部５７によって強調したいむら領域に応じて複数の第１領域パターンおよび第２領域パターンを設定し、各平均差分処理部７０ａ〜ｃによって異なる第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いて強調画像データを作成し、むら判定を行う。
【００７３】
領域パターン選択部５７によって、図２４（１）に示すＬ×Ｌ画素の第１領域パターンと、図２４（２）に示すＭ×Ｍ画素の第１領域パターンと、図２４（３）に示すＮ×Ｎ画素の第１領域パターンとがそれぞれ設定され、第２領域パターンが第１領域パターンを囲う形状にそれぞれ設定された場合に、平均差分処理部７０ａがＬ×Ｌ画素の第１領域パターンを用いて中心エリアの画像輝度データを抽出し、平均差分処理部７０ｂがＭ×Ｍ画素の第１領域パターンを用いて中心エリアの画像輝度データを抽出し、平均差分処理部７０ｃがＮ×Ｎ画素の第１領域パターンを用いて中心エリアの画像輝度データを抽出することにより、強調画像データを作成する。
【００７４】
平均差分処理部７０ａ〜ｃによって作成されるそれぞれの強調画像データは、図２４（１）〜（３）に示す異なる大きさのむら領域ａ〜ｃがそれぞれ強調され、むら領域ａ〜ｃの３種類を検出することができる。
【００７５】
なお、第３の実施の形態は、図２４に示すように抽出対象のむら領域の形状を同一としてサイズのみを変更した第１領域パターンおよび第２領域パターンを設定したが、抽出対象のむら領域に応じて、形状が異なる複数の第１領域パターンおよび第２領域パターンを設定することができることは言うまでもない。さらに、第３の実施の形態では、３つの平均差分処理部７０ａ〜ｃを設ける構成としたが、抽出対象のむら領域の種類の数だけ平均差分処理部７０を用意することでむらの検出範囲を拡大することができる。
【００７６】
また、第３の実施の形態では、３つの平均差分処理部７０ａ〜ｃを設けて並行処理するように構成したが、１つの平均差分処理部７０によって時分割処理するように構成することもできる。
【００７７】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、異なる第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてむら領域の強調を行うことにより、形状もしくはサイズが異なる複数むら領域を同時に強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００７８】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態について図２５および図２６を参照して詳細に説明する。
図２５は、本発明に係る外観検査装置の第４の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図であり、図２６は、本発明に係る外観検査装置の第４の実施の形態の動作を説明するための説明図である。
【００７９】
第４の実施の形態は、図２５を参照すると、第３の実施の形態の複数の平均差分処理部７０ａ〜ｃの前段に画像縮小部７１ａ〜ｃがそれぞれ設けられている。画像縮小部７１ａ〜ｃは、２次元画像データ記憶部５３に記憶されている２次元画像データをそれぞれ異なる倍率で縮小する機能を有する。
【００８０】
２次元画像データを異なるサイズに縮小し、各縮小画像から同一の第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてむら領域をそれぞれ抽出して計測し、各計測結果を縮小前の２次元画像データのサイズに換算することにより、同じ形状でサイズが異なるむら領域を強調することができる。第３の実施の形態のように同じ形状でありかつサイズの異なる第１領域パターンを用いる方法に比べ、画像サイズを縮小しているので計算量が少なく、高速に処理することができる。
【００８１】
画像縮小部７１ａ〜ｃにより、２次元画像データ記憶部５３に記憶されている２次元画像データを、図２６（１）〜（３）にそれぞれ示されている縮小サイズ１／Ｌと、縮小サイズ１／Ｍと、縮小サイズ１／Ｎとの異なる３種類の縮小サイズに縮小し、領域パターン選択部５７によって各差分処理部７０ａ〜ｃ共ｗ×ｗ画素の正方形の第１領域パターンと第１領域パターンを囲う形状の第２領域パターンとを設定する。
【００８２】
共通の第１領域パターンと第２領域パターンとを用いるため、差分処理部７０ａ〜ｃによって各縮小画像から強調されるむら領域は、ｗ×ｗ画素の正方形の領域となるが、むら計測部６３で特徴量を計測するときに、強調されたむら領域を各縮小サイズＬ、Ｍ、Ｎ倍に拡大し、縮小前のサイズに換算すると、強調されるむら領域のサイズは、ｗＬ×ｗＬ画素、ｗＭ×ｗＭ画素、ｗＮ×ｗＮ画素となり、異なるサイズのむら領域を強調することができる。画像縮小部７１ａ〜ｃにおける縮小方法としては、一定間隔の間引き処理や等分割された領域の平均値、最小値、最大値を代表値とする方法等が用いられ、特に方法を限定しない。
【００８３】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態について図２７を参照して詳細に説明する。
図２７は、本発明に係る外観検査装置の第５の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００８４】
第５の実施の形態では、第１領域パターン記憶部５４および第２領域パターン記憶部５５にむら領域を検索するための第１領域パターンおよび第２領域パターンの検索用グループを予め記憶させておき、第１領域パターンおよび第２領域パターンの検索用グループを用いて２次元画像に含まれるむら領域の形状およびサイズを検索する。第１領域パターンおよび第２領域パターンの検索用グループは、考えられる形状（横筋むら、縦筋むら、ゴミによる微細なむら等）およびサイズのむら領域をそれぞれ強調するための複数の第１領域パターンおよび第２領域パターンからなる。
【００８５】
まず入力部５６からむら領域の検索が指示されると（ステップＢ１）、領域パターン選択部５７は、第１領域パターン記憶部５４および第２領域パターン記憶部５５に記憶されている検索用グループを設定する（ステップＢ２）。
【００８６】
次に第１領域パターン抽出部５８および第２領域パターン抽出部５９は、設定された検索用グループ内の１つの第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いて中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値とを算出し（ステップＢ３）、差分計算部６０は、中心エリア平均輝度値と周辺エリア平均輝度値との差分値を計算してむら強調された強調画像データを作成し（ステップＢ４）、むら抽出部６２は、強調画像データから差分値が予め定められた値よりも大きい画素をむら領域として抽出し（ステップＢ５）、抽出したむら領域を２値画像としてむら計測部６３に出力し、むら計測部６３は、むら抽出部６２によって抽出されたむら領域をラベリング処理し、むら領域の特徴量（サイズ、差分値等）をむら特徴量として計測し（ステップＢ６）、むら判定部６４に出力し、むら判定部６４は、むら計測部６３によって計測された各むら特徴量を判定基準とする特徴量の数値とそれぞれ比較して良否の判定を行う（ステップＢ７）。
【００８７】
次に検索用グループの全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてむら領域の検索が行われたか否かを判断し（ステップＢ８）、全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンが用いられていない場合には、検索用グループ内のまだ用いていない１つの第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてステップＢ３の処理に戻る。
【００８８】
全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてそれぞれのむら領域の検索が行われた場合には、むら判定部６４は、ステップＢ７の良否の判定でむら領域と判定された際に用いられた全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンを検査用グループとして領域パターン選択部５７に登録する（ステップＢ９）。以降、入力部５６から領域パターン選択部５７に登録された検査用グループを選択することを可能にし、検査用グループが選択された場合には、検査用グループに含まれる全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンによってむら領域の抽出が行われる。
【００８９】
同一の製造ラインで製造された液晶ディスプレイ等の被検査体４は、同じ形状およびサイズのむら領域を含む可能性が高いが、製造開始時には、どのような形状およびサイズのむら領域が含まれているかが解らない。従って、第５の実施の形態によって、製造開始時の複数の被検査体４に対してむら領域の形状およびサイズを検索することにより、含まれている可能性のあるむら領域の形状およびサイズを特定することができ、後続のむら検査の精度が向上する。
【００９０】
以上説明したように、第５の実施の形態によれば、検索用グループの全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてむら領域の検索を行うことにより、被検査体４に含まれる可能性があるむら領域を特定することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００９１】
図２９は、図２に示す領域パターン選択部で特定される第１領域パターン例と当該第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置された第２領域パターン例とを示す図であり、図３０は、図２に示す領域パターン選択部で特定される第１領域パターン例と当該第１領域パターンに対して３画素分の間隔を空けて配置された第２領域パターン例とを示す図である。
第１乃至第５の実施の形態において、第１領域パターンと第２領域パターンとを隣接した位置に配置するように構成したが、図２９に示すように、第１領域パターンと第２領域パターンとの間に間隔を空け、第２領域パターンを第１領域パターンの近傍の位置を配置するように構成しても良い。第２領域パターンを第１領域パターンの近傍の位置を配置する場合の第１領域パターンと第２領域パターンとの間隔量は、１画素に限定されるものではなく、むらに対する背景の影響を受けない範囲で設定される。
【００９２】
なお、第２領域パターンを第１領域パターンの近傍の位置を配置する場合の第１領域パターンと第２領域パターンとの間隔量は、１画素に限定されるものではなく、むらに対する背景の影響を受けない範囲で設定され、第１領域パターンと第２領域パターンとの間隔量の目安は、第１領域パターンの設定サイズの半分以下であれば、第２領域パターンを第１領域パターンに隣接した位置に配置した場合と近い効果が得られる。
【００９３】
すなわち、図２９に示すように、第２領域パターンを第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置した場合（第１領域パターンと第２領域パターンとの間隔量が第１領域パターンの設定サイズの半分以下）と、図１６に示すように、第２領域パターンを第１領域パターンに隣接した位置に配置した場合とを比較すると、第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置した第２領域パターンは、第１領域パターンに隣接した位置に配置した第２領域パターンに比べて内側１画素分の情報が削除されるが、第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置した第２領域パターンで算出される輝度値の平均値と、第１領域パターンに隣接した位置に配置した第２領域パターンで算出される輝度値の平均値との差異は小さい。
【００９４】
これに対して、図３０に示すように、第２領域パターンを第１領域パターンに対して３画素分の間隔を空けて配置した場合（第１領域パターンと第２領域パターンとの間隔量が第１領域パターンの設定サイズの半分以上）と、図１６に示すように、第２領域パターンを第１領域パターンに隣接した位置に配置した場合とを比較すると、第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置した第２領域パターンは、幅３画素分の間隔を設けているため輝度値の平均値を算出する情報量が欠落し、さらに第１領域パターンに隣接した位置に配置した第２領域パターンとは異なる領域を含むため、第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置した第２領域パターンで算出される輝度値の平均値と、第１領域パターンに隣接した位置に配置した第２領域パターンで算出される輝度値の平均値との差異が大きくなる場合がある。
【００９５】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の外観検査装置および外観検査方法は、抽出対象のむら領域の形状およびサイズに応じた第１領域パターンおよび第２領域パターン設定し、第１領域パターンに規定される中心エリアの画像輝度データの輝度値の平均値である中心エリア平均輝度値と第２領域パターンに規定される周辺エリアの画像輝度データの輝度値の平均値である周辺エリア平均輝度値との差分値を計算することにより、撮像データの背景とむらの形状およびサイズとに応じてむら領域を強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００９７】
さらに、本発明の外観検査装置および外観検査方法は、抽出対象のむら領域の形状およびサイズに応じた第１領域パターンを作成することができるため、抽出対象のむら領域の確実に強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００９８】
さらに、本発明の外観検査装置および外観検査方法は、異なる第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてむら領域の強調を行うことにより、形状もしくはサイズが異なる複数むら領域を同時に強調することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【００９９】
さらに、本発明の外観検査装置および外観検査方法は、検索用グループの全ての第１領域パターンおよび第２領域パターンを用いてむら領域の検索を行うことにより、被検査体４に含まれる可能性があるむら領域を特定することができ、安定的かつ正確にむら検査を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る外観検査装置の第１の実施の形態の構成を示す構成図である。
【図２】図１に示すデータ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す第１領域パターン記憶部および第２領域パターン記憶部に記憶されている第１領域パターンおよび第２領域パターンの形状例を示す図である。
【図４】図２に示す領域パターン選択部で特定される第１領域パターン例と第２領域パターン例とを示す図である。
【図５】図２に示す第１領域パターン抽出部および第２領域パターン抽出部による２次元画像データからの画像輝度データの抽出方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る外観検査装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】むら領域を含んだ低周波な明暗変化を有する２次元画像データの１ライン分の輝度変化の様子を示す説明図である。
【図８】図２に示す領域パターン選択部で設定された横線状の第１領域パターンおよび第２領域パターンの例を示す図である。
【図９】図２に示す第１領域パターン抽出部および第２領域パターン抽出部による低周波な明暗変化を有する２次元画像データからの画像輝度データの抽出動作を説明するための説明図である。
【図１０】低周波な明暗変化を有する２次元画像データのラインデータと図２に示す差分計算部によって作成される強調画像データのラインデータとを対比した説明図である。
【図１１】むら領域を含んだ高周波なノイズを有する２次元画像データの１ライン分の輝度変化の様子を示す説明図である。
【図１２】図２に示す第１領域パターン抽出部および第２領域パターン抽出部による高周波なノイズを有する２次元画像データからの画像輝度データの抽出動作を説明するための説明図である。
【図１３】高周波なノイズを有する２次元画像データのラインデータと図２に示す差分計算部によって作成される強調画像データのラインデータとを対比した説明図である。
【図１４】むら領域を含んだ２次元画像を数値で示した図である。
【図１５】図１４に示す２次元画像を対象にした固定しきい値による２値化処理の結果を示す図である。
【図１６】図２に示す領域パターン選択部で設定された５×５画素の正方形の第１領域パターンと当該第１領域パターンの周辺に配された第２領域パターンの例を示す図である。
【図１７】図２に示す差分計算部６０によって図１４に示す２次元画像データから作成された強調画像データを示す図である。
【図１８】横筋むら領域を強調する場合に有効な図２に示す領域パターン選択部で設定する第１領域パターンおよび第２領域パターンの例を示す説明図である。
【図１９】暗いむらを含んだ２次元画像データ上の１ライン分のプロファイルの説明図である。
【図２０】本発明に係る外観検査装置の第２の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０に示す領域パターン作成部の量子化近似処理による第１領域パターンの作成動作を説明するための説明図である。
【図２２】図２１（２）に示す第１領域パターンに対応する第２領域パターン例を示す図である。
【図２３】本発明に係る外観検査装置の第３の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】図２３に示す領域パターン選択部で設定される複数の第１領域パターンおよび第２領域パターンの例を示す図である。
【図２５】本発明に係る外観検査装置の第４の実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明に係る外観検査装置の第４の実施の形態の動作を説明するための説明図である。
【図２７】本発明に係る外観検査装置の第５の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２８】従来の外観検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】図２に示す領域パターン選択部で特定される第１領域パターン例と当該第１領域パターンに対して１画素分の間隔を空けて配置された第２領域パターン例とを示す図である。
【図３０】図２に示す領域パターン選択部で特定される第１領域パターン例と当該第１領域パターンに対して３画素分の間隔を空けて配置された第２領域パターン例とを示す図である。
【符号の説明】
１　カメラ
２　斜方照明装置
３　同軸照明装置
４　被検査体
５　画像処理装置
１１　レンズ
２１　斜方照明光
３１　同軸照明光
５１　撮像信号記憶部
５２　量子化処理部
５３　２次元画像データ記憶部
５４　第１領域パターン記憶部
５５　第２領域パターン記憶部
５６　入力部
５７　領域パターン選択部
５８　第１領域パターン抽出部
５９　第２領域パターン抽出部
６０　差分計算部
６１　強調画像データ記憶部
６２　むら抽出部
６３　むら計測部
６４　むら判定部
６５　出力制御部
６６　表示部
６７　印刷部
６８　領域パターン作成部
７０、７０ａ〜ｃ　平均差分処理部
７１ａ〜ｃ　画像縮小部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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