(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸（１４）が形成されている対象物（１１）表面の高さデータを画像データとして入力する画像入力手段（２）と、
入力された前記画像データを予め設定されている単位領域ごとに領域分割する領域分割手段（４ａ）と、
前記分割された各単位領域ごとに、前記画像データに基づき、高さに関する面積の累積ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段（４ｂ）と、
基準となる反りのない理想状態の対象物表面上の最も低い高さデータに対し、実際に測定する対象物の反りの状態を考慮して、予め定めた面積の割合に対する高さに相当する基準面積値（Ｓｔ）と、前記単位領域の全面積値（Ｓａ）と前記累積ヒストグラムで表される高さごとの面積値（Ｓｎ）との差から得られた測定面積値（Ｓｂ）とに基づき、各単位領域ごとの対象物表面の高さデータ（Ｈｒ）を決定する対象物表面高さ決定手段（４ｃ）と、
予め設定されている凹凸の高さから得られる基準凹凸データ（Δｈ）と、前記各単位領域ごとの対象物表面の高さデータとの演算に基づき、前記各単位領域ごとに２値化閾値を決定する２値化閾値決定手段（４ｄ）と、
を具備することを特徴とする２値化処理装置。
【請求項２】
基準となる反りのない理想状態の対象物表面上の最も低い高さデータに対し、実際に測定する凹凸（１４）が形成されている対象物（１１）の反りの状態を考慮して、予め定めた面積の割合に対する高さに相当する基準面積値（Ｓｔ）と、凹凸の高さから得られる基準凹凸データ（Δｈ）とを予め設定しておき、
前記凹凸が形成されている対象物表面の高さデータを画像データとして入力し、
入力された前記画像データを予め設定されている単位領域ごとに領域分割し、
前記分割された各単位領域ごとに、前記画像データに基づき、高さに関する面積の累積ヒストグラムを作成し、
前記各単位領域の全面積値（Ｓａ）に対応する高さから計数していき、前記単位領域の全面積値と前記累積ヒストグラムで表される計数された高さに対応する面積値（Ｓｎ）との差から得られた測定面積値（Ｓｂ）が、前記基準面積値以上になるか否かを前記累積ヒストグラム上で検出し、
前記累積ヒストグラム上で検出された点の高さデータ（Ｈｒ）を求め、前記基準凹凸データで演算して、前記各単位領域ごとに２値化閾値を決定することを特徴とする２値化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半田等により凹凸が形成されている基板表面の画像を２値化処理する２値化処理装置に係り、特に、基板の反り状態を考慮して基板表面の画像を２値化処理する２値化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、基板１１表面に塗布されたレジスト１２を所定のパターンに露光して現像し、レジスト１２が取り除かれている位置にパッド１３を設け、その上に半田１４を盛り付けた対象物１０の図である。
【０００３】
この対象物１０を順次搬送し、不図示の画像入力装置で基板１１表面に形成されているレジスト面１２の高さを読み取り、予め設定された閾値を以て、突出している半田１４を「１」，レジスト面１２を「０」となるように２値化処理を行っている。
【０００４】
しかしながら、図７（ａ）に示すように、基板１１は通常、基板１１平面のＸ方向，Ｙ方向に対し反りがあるため、基板１１表面に形成されたレジスト面１２に渡って同一の２値化閾値を用いると、正確に２値化処理できない場合がある。
【０００５】
即ち、図７（ｂ）に示すように、基板１１が反っていない理想状態では、レジスト面１２に渡って同一の２値化閾値を用いても正確に２値化処理することができる。しかし、同図（ｃ）に示すように反りがあると、レジスト面１２であっても２値化閾値よりも大きくなって「１」と処理され、また、半田１４が設けられている部分であっても、２値化閾値よりも小さいため、「０」と処理されてしまうこととなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、入力された対象物表面の画像データを凹凸単位で領域分割することにより、基板の反りの影響をなくして正確に２値化処理を図ることにある。
【０００７】
また他の目的は、分割された各単位領域ごとに各単位領域自身のヒストグラムに基いて２値化閾値を設定することにより、凹凸の配列が不規則であっても他の単位領域の画像データを用いることなく、単独で２値化処理を図ることにある。
【０００８】
更に他の目的は、各単位領域の２値化閾値でその単位領域の各画素を２値化処理することにより、隣接する単位領域にまたがって形成されている凹凸を正確に２値化処理することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
要するに、本発明の請求項１記載の２値化処理装置は、凹凸１４が形成されている対象物１１表面の高さデータを画像データとして入力する画像入力手段２と、
入力された前記画像データを予め設定されている単位領域ごとに領域分割する領域分割手段４ａと、
前記分割された各単位領域ごとに、前記画像データに基づき、高さに関する面積の累積ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段４ｂと、
基準となる反りのない理想状態の対象物表面上の最も低い高さデータに対し、実際に測定する対象物の反りの状態を考慮して、予め定めた面積の割合に対する高さに相当する基準面積値Ｓｔと、前記単位領域の全面積値Ｓａと前記累積ヒストグラムで表される高さごとの面積値Ｓｎとの差から得られた測定面積値Ｓｂとに基づき、各単位領域ごとの対象物表面の高さデータＨｒを決定する対象物表面高さ決定手段４ｃと、
予め設定されている凹凸の高さから得られる基準凹凸データΔｈと、前記各単位領域ごとの対象物表面の高さデータとの演算に基づき、前記各単位領域ごとに２値化閾値を決定する２値化閾値決定手段４ｄと、
を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の２値化処理方法は、基準となる反りのない理想状態の対象物表面上の最も低い高さデータに対し、実際に測定する凹凸１４が形成されている対象物１１の反りの状態を考慮して、予め定めた面積の割合に対する高さに相当する基準面積値Ｓｔと、凹凸の高さから得られる基準凹凸データΔｈとを予め設定しておき、
前記凹凸が形成されている対象物表面の高さデータを画像データとして入力し、
入力された前記画像データを予め設定されている単位領域ごとに領域分割し、
前記分割された各単位領域ごとに、前記画像データに基づき、高さに関する面積の累積ヒストグラムを作成し、
前記各単位領域の全面積値Ｓａに対応する高さから計数していき、前記単位領域の全面積値と前記累積ヒストグラムで表される計数された高さに対応する面積値Ｓｎとの差から得られた測定面積値Ｓｂが、前記基準面積値以上になるか否かを前記累積ヒストグラム上で検出し、
前記累積ヒストグラム上で検出された点の高さデータＨｒを求め、前記基準凹凸データで演算して、前記各単位領域ごとに２値化閾値を決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、凹部又は凸部が形成されている対象物表面を画像入力手段で読み取る。入力された画像データを単位領域ごとに領域分割する。単位領域ごとにヒストグラムを作成し、各単位領域ごとにレジスト面の高さを決定する。レジスト面の高さと基準凹凸データに基づいて各単位領域ごとに２値化閾値を決定し、単位領域内の画素ごとに２値化処理する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の２値化処理装置の実施の形態を示すブロック図である。この２値化処理装置１は、画像入力手段２と、設定手段３と、処理手段４と、記憶手段５と、出力手段６とで構成されている。
【００１３】
画像入力手段２は、例えば、対象物表面の高さ（変位量）を測定する変位測定装置等が用いられ、順次搬送されてくる基板表面の測定を行う。入力された画像データは画素ごとの高さデータを有している。搬送されてくる対象物は、図６に示したような凸部である半田１４が設けられている基板１１である。基板１１表面にはレジスト１２が塗布されており、高さデータはこのレジスト面１２が基準となる。
【００１４】
設定手段３は、対象物表面検出最小面積設定手段３ａ，凹凸−対象物表面間高さ設定手段３ｂ及び領域分割設定手段３ｃで構成されている。
対象物表面検出最小面積設定手段３ａには、基準となる反りのない理想状態のレジスト面上の最も低い高さデータに対し、実際に測定する対象物の反りの状態を考慮して、その高さデータの一部（例えば５０％）に相当する基準面積値Ｓｔが設定されている。
【００１５】
凹凸−対象物表面高さ設定手段３ｂには、予め基準となる凹凸の高さから得られる基準凹凸データΔｈが設定されている。基準凹凸データΔｈは、図２に示すように、凹凸である半田１４の斜面１４ａに２値化閾値が設定されるようにするため、レジスト面１２に対する半田１４の高さに所定の係数（例えば１／２）を乗じている。この係数は基準となる半田１４によって設定される値であり、１／２に限られるものではない。
【００１６】
領域分割設定手段３ｃには、基板１１に形成されている半田群の底面の最も大きい面積を含む最小の単位領域（例えば３×３画素）が記憶されている。
【００１７】
次に処理手段４について説明する。処理手段４は、図１に示すように、領域分割手段４ａ，ヒストグラム作成手段４ｂ，対象物表面高さ決定手段４ｃ，２値化閾値決定手段４ｄ及び２値化手段４ｅで構成されている。
【００１８】
領域分割手段４ａは、領域分割設定手段３ｃから基準となる単位領域を読み込み、入力された画像データに対応させ、図３に示すように、画像データを単位領域ごとに分割させる。同図（ａ）によれば、単位領域Ｃ，Ｅ，Ｇにそれぞれ含まれる半田１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、複数の単位領域（Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｘ），（Ｆ，Ｊ），（Ｉ，Ｌ）にまたがっている半田１４ａ，１４ｅ，１４ｆが混在している。
【００１９】
ヒストグラム作成手段４ｂは、各単位領域内の画素数と画像データに基づいて各単位領域ごとに、図４に示すようなヒストグラムを作成する。図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ凸部である半田１４が形成されている単位領域Ｘ，Ｂのヒストグラムであり、同図（ｃ）は半田１４が形成されていない単位領域Ｋのヒストグラムである。
【００２０】
対象物表面高さ決定手段４ｃは、ヒストグラムを用いて、単位領域の全面積値Ｓａとヒストグラムから検出される各高さごとの面積値Ｓｎとの差から得られる測定面積値Ｓｂを算出する。算出された測定面積値Ｓｂと、予め設定されているレジスト面上の最も低い高さに相当する基準面積値Ｓｔとを比較して、その単位領域のレジスト面の高さデータＨｒを決定する。
【００２１】
２値化閾値決定手段４ｄは、各領域ごとに２値化閾値を設定する。具体的には、図４に示すように、対象物表面高さ決定手段４ｃで決定されたレジスト面の高さデータＨｒに、凹凸−対象物表面間高さ設定手段３ｂに設定されている基準凹凸データを加算する。加算して得られた値が２値化閾値となる。
【００２２】
２値化手段４ｅは、各単位領域ごとに設定された２値化閾値に基づき、その単位領域内の画素データを２値化処理する。図４のヒストグラムを用いると、２値化閾値より階調数の低い画素（２値化閾値ラインより左側）は「０」、高い画素（２値化閾値ラインより右側）は「１」となる。出力手段６は、２値化処理された対象物１０表面の画像データを表示する。
【００２３】
次に本実施の形態の作用について図５のフローチャートを用いて説明する。まず、予めレジスト面の基準面積値Ｓｔ，凹凸の高さから得られる基準凹凸データΔｈ及び単位領域に分割するための行列サイズからなる初期値を読み込む（ＳＴ１）。
【００２４】
次に、対象物１０である半田１４が設けられている基板１１を搬送し、変位測定装置等の画像入力手段２で対象物表面の画像データを読み込む（ＳＴ２）。そして、対象物１０表面の画像データを、図３に示すように単位領域ごとに分割する（ＳＴ３）。
【００２５】
そして、単位領域ごとに図４に示すようなヒストグラムを作成し、記憶手段５に格納保持する（ＳＴ４）。各ヒストグラムを記憶手段５から読み出し、単位領域の全面積に相当する高さ（例えば「０」）から一階調ずつ計数していく。計数された高さごとに対応する面積値Ｓｎをヒストグラムから検出し、単位領域の全面積値Ｓａとの差（測定面積値Ｓｂ）を算出する。この測定面積値Ｓｂと予め設定されている基準面積値Ｓｔと比較し、ヒストグラム上で測定面積値Ｓｂが基準面積値Ｓｔ以上になるか否かを検出する。検出したヒストグラム上の位置に対応する高さをレジスト面の高さデータＨｒとして記憶手段５に格納保持する。（ＳＴ５）。
【００２６】
各単位領域のレジスト面の高さデータＨｒに基準凹凸データΔｈを加算して、各単位領域ごとに２値化閾値を決定する（ＳＴ６）。
【００２７】
すべての領域に対して２値化閾値が決定していなければ、（ＳＴ７−ＮＯ）、残りの領域のヒストグラムを作成する（ＳＴ４）。すべての領域に対して２値化閾値が決定しているとき（ＳＴ７−ＹＥＳ）、各単位領域ごとに記憶手段５から画素データを読み出し、その単位領域の２値化閾値に基づいて画素ごとに２値化処理をし、出力される（ＳＴ８）。
【００２８】
なお、上記形態において、凸部として基板１１表面に設けられた半田１４を用いたが、これに限定されることはない。更に、凹部を検出してレジスト面１２を「１」，凹部を「０」とする２値化処理を施してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
入力された対象物表面の画像データを凹凸単位で領域分割することにより、基板の反りの影響をなくして正確に２値化処理をすることができる。
【００３０】
また、分割された各単位領域ごとに各単位領域自身のヒストグラムに基いて２値化閾値を設定することにより、凹凸の配列が不規則であっても他の単位領域の画像データを用いることなく、単独で２値化処理をすることができる。
【００３１】
更に、各単位領域の２値化閾値でその単位領域の各画素を２値化処理することにより、隣接する単位領域にまたがって形成されている凹凸を正確に２値化処理することができる。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２値化処理装置を示すブロック図である。
【図２】半田が形成されている基板の断面図である。
【図３】単位領域ごとに分割された基板の概略図である。
【図４】本発明による２値化処理装置により作成されたヒストグラムである。
【図５】本発明による２値化処理装置のフローチャートである。
【図６】対象物である半田が設けられている基板の側段面図である。
【図７】対象物である半田が設けられている基板の従来の閾値を示す図である。
【符号の説明】
１…２値化処理装置、２…画像入力手段、４…処理手段、４ａ…領域分割手段、４ｂ…ヒストグラム作成手段、４ｃ…対象物表面高さ決定手段、４ｄ…２値化閾値決定手段、４ｅ…２値化手段、１４…凹凸（半田）、Ｓｔ…基準面積値、Ｓａ…単位領域の全面積値、Ｓｂ…測定面積値、Ｈｒ…対象物表面の高さデータ、Δｈ…基準凹凸データ
【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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