(57)【要約】【目的】きわめて細いクラック（ひび）の検出を可能とする。【構成】基板の少なくとも一面に少なくとも一層の樹脂層92が形成されている板状対象物90を，反り機構70により樹脂層が形成されている面が凸となるように反らせ，反った状態の板状対象物の少なくとも樹脂層の表面をイメージ・センサ11により撮像してその画像を表わす画像信号を取得し，取得した画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する。【選択図】図10
2016006382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状検査対象物を，その少なくともクラックの有無を検査すべき一面が凸となるように反らせる反り機構，
反った状態の前記板状対象物の上記一面の表面の画像を表わす画像信号を取得するイメージ・センサ，および
前記イメージ・センサが取得した前記画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する画像処理手段，
を備える外観検査装置。
【請求項２】
基板の少なくとも一面に少なくとも一層の樹脂層が形成されている板状対象物を，前記樹脂層が形成されている面が凸となるように反らせる反り機構，
反った状態の前記板状対象物の少なくとも前記樹脂層の表面の画像を表わす第１の画像信号を取得する第１のイメージ・センサ，および
前記第１のイメージ・センサが取得した前記第１の画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する第１の画像処理手段，
を備える外観検査装置。
【請求項３】
前記板状対象物を搬送する搬送装置を備え，
前記反り機構は，前記搬送装置による前記板状対象物搬送路に沿って配置された少なくとも３個のローラを含み，これらのうちの２個のローラは，間隔をあけて，搬送途上の前記板状対象物の前記樹脂層が形成されている前記一面に接触して押圧するように配置され，他の１個のローラは上記２個のローラの間において，搬送途上の前記板状対象物の他の面に接触して押圧するように配置され，
前記第１のイメージ・センサは前記搬送装置によって搬送されている前記板状対象物の画像を取得する，
請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記第１のイメージ・センサが，前記板状対象物の前記搬送装置による搬送方向に直交する方向のライン上の画像を取得するラインセンサである，請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記第１の画像処理手段が前記板状対象物の前記樹脂層が形成されている前記一面の表面の欠陥の有無を判定するものである，請求項２から４のいずれか一項に記載の外観検査装置。
【請求項６】
少なくとも一面に前記樹脂層が形成されている前記板状対象物の他の面の表面の画像を表わす第２の画像信号を取得する第２のイメージ・センサ，および
前記第２のイメージ・センサが取得した前記第２の画像信号に基づいて欠陥の有無を判定する第２の画像処理手段，
をさらに備えた請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記板状対象物を搬送する搬送装置を備え，
前記第１のイメージ・センサおよび前記第２のイメージ・センサは上記搬送装置による前記板状対象物の搬送路に沿って順に配置されている，
請求項６に記載の外観検査装置。
【請求項８】
板状検査対象物を，その少なくともクラックの有無を検査すべき一面が凸となるように反らせ，
反った状態の前記板状対象物の上記一面の表面をイメージ・センサにより撮像してその画像を表わす第１の画像信号を取得し，
取得した前記第１の画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する，
外観検査方法。
【請求項９】
基板の少なくとも一面に少なくとも一層の樹脂層が形成されている板状対象物を，前記樹脂層が形成されている面が凸となるように反らせ，
反った状態の前記板状対象物の少なくとも前記樹脂層の表面をイメージ・センサにより撮像してその画像を表わす画像信号を取得し，
取得した前記画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する，
外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は外観検査装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板，金属基板，テープキャリア等の表面に形成された微細パターンに生じる欠陥を検出する様々なタイプの外観検査装置が開発されている。たとえば特許文献１にはテープキャリアの欠陥検出装置および欠陥検出方法が記載されている。これはテープキャリア上に形成されたリードの欠陥を検出するもので，テープキャリア上のリードをＣＣＤカメラにより撮像し，ディジタル化された画像信号に施す画像処理に関するものである。
【０００３】
すなわち，検査対象画像に対して先ず二値化処理を実施し，その二値化された画像を膨張処理し，膨張処理が施された画像データに，膨張処理における膨張の回数よりも多い回数の収縮処理を施す。膨張収縮処理が施された画像データと，膨張収縮前の二値化された画像データとを比較して，二値化された画像データに対応するリードに生じた欠けを検出する。
【０００４】
また，二値化された画像を収縮処理し，収縮処理が施された画像データに，収縮処理における収縮の回数よりも多い回数の膨張処理を施す。収縮膨張処理が施された画像データと，収縮膨張前の二値化された画像データとを比較して，二値化された画像データに対応するリードに生じた突起を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２４８９２号公報
【０００６】
特許文献１に記載の画像処理においては，上記膨張収縮処理，上記収縮膨張処理により，製品の輪郭（エッジ）部分が残るために微小欠陥の検知ができないことがあるという問題があるが，微細パターンの外観検査には画像処理以前に，取込む対象画像それ自体の問題もある。
【０００７】
すなわち，いかに精緻な画像処理であっても，処理の対象である画像に欠陥が表現されていなければそれを検出することはできない。たとえば，樹脂が乾燥することにより生じるクラック（ひび，ひび割れ）はその幅が非常に細く，イメージ・センサの分解能によっては，イメージ・センサにより得られる画像信号上に現れていないことがある。
【発明の概要】
【０００８】
この発明は，特に線幅の非常に狭いクラックでも検出が可能となる外観検査装置および方法を提供するものである。
【０００９】
この発明はまた，上記クラックを含むさまざまな欠陥を検出することを目的とする。
【００１０】
この発明はさらに，板状（フィルム状，プレート状，薄板状）対象物の表面と裏面の両面における欠陥を検出しようとするものである。
【００１１】
この発明による外観検査装置は，板状検査対象物を，その少なくともクラックの有無を検査すべき一面が凸となるように反らせる反り機構，反った状態の前記板状対象物の上記一面の表面の画像を表わす画像信号を取得するイメージ・センサ，および前記イメージ・センサが取得した前記画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する画像処理手段を備えるものである。
【００１２】
この発明による外観検査方法は，板状検査対象物を，その少なくともクラックの有無を検査すべき一面が凸となるように反らせ，反った状態の前記板状対象物の上記一面の表面をイメージ・センサにより撮像してその画像を表わす第１の画像信号を取得し，取得した前記第１の画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定するものである。
【００１３】
板状検査対象物は外力を加えることにより比較的簡単に曲がり，反らせることができるものが好ましい。板状検査対象物は，シート状，フィルム状，薄板状のものが好ましい。反り機構は，板状検査対象物を間隔をあけた少なくとも２点で押さえ，それらの２点の中間で上記押さえの方向とは逆向きに押す構成のものでよい。
【００１４】
板状検査対象物を検査すべき一面が凸となるように反らせることにより，検査すべき前記一面にきわめて細いクラック（ひび等）が存在してもそれの幅が拡大するので，イメージ・センサがたとえ低分解能のものであっても，イメージ・センサが取得する画像上に幅が拡大したクラックが明確に現われる。したがって，線幅の非常に狭いクラックでも検出が可能となる。
【００１５】
クラックは熱収縮率の異なる少なくとも２層の積層体の表面で発生しやすい。表面の層は部分的に存在するものでもよい。
【００１６】
このような少なくとも２層の積層体の具体例として，基板上に少なくとも１層の樹脂層が形成されているものを挙げることができる。樹脂層は基板の全面に存在せず一部にのみ存在するものでもよい。
【００１７】
このような基板の少なくとも一面に少なくとも一層の樹脂層が形成されている板状対象物を検査するこの発明による外観検査装置は，前記樹脂層が形成されている面が凸となるように反らせる反り機構，反った状態の前記板状対象物の少なくとも前記樹脂層の表面の画像を表わす第１の画像信号を取得する第１のイメージ・センサ，および前記第１のイメージ・センサが取得した前記第１の画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定する第１の画像処理手段を備えている。
【００１８】
また，このような板状対象物の外観検査方法は，基板の少なくとも一面に少なくとも一層の樹脂層が形成されている板状対象物を，前記樹脂層が形成されている面が凸となるように反らせ，反った状態の前記板状対象物の少なくとも前記樹脂層の表面をイメージ・センサにより撮像してその画像を表わす画像信号を取得し，取得した前記画像信号に基づいて少なくともクラックの有無を判定するものである。
【００１９】
板状対象物は樹脂層が形成されている面が凸となるように反るから，樹脂層に存在する細かいクラックであっても，その幅が拡大したクラックとしてイメージ・センサの画像上に現われ，検出しやすくなる。
【００２０】
一実施態様では，前記反り機構は，前記板状対象物の搬送路に沿って配置された少なくとも３個のローラを含み，これらのうちの２個のローラは，間隔をあけて，搬送途上の前記板状対象物の前記樹脂層が形成されている前記一面に接触して前記一面を押圧するように配置され，他の１個のローラは上記２個のローラの間において，搬送途上の前記板状対象物の他の面に接触して前記他の面を押圧するように配置される。好ましくはこれらのローラの表面は弾性体で被覆されている。ローラはたとえばゴムローラである。
【００２１】
一実施態様では，前記第１のイメージ・センサは，前記板状対象物の搬送装置による搬送方向に直交する方向のライン上の画像を取得するラインセンサであり，搬送装置により搬送されている板状対象物の前記樹脂層が形成されている面の画像信号を取得する。
【００２２】
このようにして板状対象物を搬送しながら樹脂層に存在する少なくともクラックを検出することが可能となる。
【００２３】
好ましい一実施態様では，前記第１の画像処理手段が前記板状対象物の前記樹脂層が形成されている前記一面の表面のクラックを含む欠陥の有無を判定するものである。
【００２４】
これにより，クラックを含むさまざまな欠陥を検出することができるようになる。
【００２５】
さらに好ましい実施態様では，外観検査装置は，少なくとも一面に前記樹脂層が形成されている前記板状対象物の他の面の表面の画像を表わす第２の画像信号を取得する第２のイメージ・センサ，および前記第２のイメージ・センサが取得した前記第２の画像信号に基づいて欠陥の有無を判定する第２の画像処理手段をさらに備える。
【００２６】
これにより板状対象物の表面と裏面の両面における欠陥の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】外観検査システムの全体的な構成の概要を示す。
【図２】板状検査対象物の一例の平面図である。
【図３】板状検査対象物の一部の拡大平面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】搬送装置の一部を示す平面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿う拡大断面図であり，検査対象物を搬入する状態を示す。
【図７】図５のVI−VI線に沿う拡大断面図であり，検査対象物を搬送している状態を示す。
【図８】図５のVIII−VIII線に沿う拡大断面図であり，反り機構を示す。
【図９】反り機構のゴムローラの配置を示す。
【図１０】検査ステーションの第１ステージの照明撮影装置を示す側面図である。
【図１１】検査ステーションの第１ステージの照明撮影装置を示す平面図である。
【図１２】検査ステーションの第２ステージの照明撮影装置を示す側面図である。
【図１３】検査ステーションの第３ステージの照明撮影装置を示す側面図である。
【図１４】検査ステーションの第４ステージの照明撮影装置を示す側面図である。
【図１５】検査対象物の一部の拡大平面図であり，クラックの存在を示す。
【図１６】検査対象物の一部の拡大平面図であり，クラックが反りにより開いている状態を示す。
【図１７】外観検査システムの全体的な動作を示すフローチャートである。
【図１８】外観検査システムの第１または第２ステージに関する画像処理を示すフローチャートである。
【図１９】外観検査システムの第３または第４ステージに関する画像処理を示すフローチャートである。
【実施例】
【００２８】
図１は外観検査システムの全体的な構成の概要を示している。
【００２９】
板状（プレート状，フィルム状）の検査対象物の搬送路60が一直線状に設けられている。搬送路60には，その上手から下手に（図１の右から左に）向って搬入ステーション，４つの検査ステーションおよび搬出ステーションが設けられている。４つの検査ステーションは順に第１ステージ，第２ステージ，第３ステージおよび第４ステージに分かれている。搬送路60を構成する搬送装置69（後述する）は搬送駆動装置61によって駆動，制御される。
【００３０】
搬入ステーションの近傍には，検査対象物搬入装置（製品供給ユニット）81，検査対象物（製品）を載置（スタック）するマガジン82および板状（プレート状，フィルム状）の検査対象物の表面保護のために検査対象物間に挟まれていた間紙を収納するボックス84が配置される。搬出ステーションの近傍には，検査対象物搬出装置86，良品（欠陥なし）と判定された検査対象物を載置するＯＫマガジン87，不良（欠陥あり）と判定された検査対象物を載置するＮＧマガジン88およびマガジン87または88に載置する検査対象物の間に挟み込む間紙を収納しているボックス89が配置されている。
【００３１】
検査ステーションの第１，第２，第３，第４ステージにはそれぞれイメージ・センサ11，21，31，41が配置されている。詳細は後述するが，第１，第２ステージは比較的低分解能で，高速に検査するもので，第１ステージでは検査対象物の表面（上面）が，第２ステージでは検査対象物の裏面（下面）がそれぞれ検査される。これらのステージに配置されたイメージ・センサ11，21はラインセンサで，搬送されつつある検査対象物の表面，裏面の画像を順次撮像してその画像信号（データ）を取得する。
【００３２】
検査ステーションの第３，第４ステージは，第１または第２ステージで検知された検査対象物上の欠陥候補を含むエリアを高分解能で高精細に検査するもので，第３ステージは対象物の表面（上面）上の欠陥候補を，第４ステージは対象物の裏面（下面）上の欠陥候補を検査する。これらのステージに配置されたイメージ・センサ31，41は対象物の表，裏面の欠陥候補を含むエリアを撮像する２次元のイメージ・センサであり，その画像信号（データ）を取得する。
【００３３】
これらのイメージ・センサ11，21，31，41から出力される画像信号（画像データ）はそれぞれ画像処理装置12，22，32，42に与えられ，後に詳述する画像処理が実行される。これらの画像処理装置12，22，32，42における画像処理結果は中央装置50に送られ，最終的な良否判定，集計等が行なわれる。これらの良否判定結果，集計データはサーバ（検査結果確認装置）52に与えられる。搬送駆動装置61，搬入装置81，搬出装置86等は中央装置50により制御される。画像処理装置12〜42はそれぞれ各１台のコンピュータにより実現することもできるし，これらの全部の機能を１台のコンピュータにより実行してもよい。また，中央装置50，および画像処理装置12〜42を１台のコンピュータで実現してもよいし，これにサーバ52の機能を含めてもよい。
【００３４】
搬入装置81および搬出装置86は，たとえば複数個のバキューム（吸引）カップを含む吸着盤（１個または複数個）と，この吸着盤を移動自在に支持するアーム（リンク）と，アームを駆動する駆動装置とを含む。搬入装置81はマガジン82上に載置された最上位の板状検査対象物の上にある間紙を吸着して間紙収納ボックス84に置き，次いで最上位の板状検査対象物を吸着して搬送路60上の搬入ステーションに運び，検査対象物を搬送装置69に渡す。検査対象物を受取った搬送装置69は，検査対象物を第１ステージ，第２ステージへと搬送していく。
【００３５】
第１，第２ステージで検査対象物の表，裏面の外観検査が行なわれ，欠陥なしと判断されればその対象物は第３，第４ステージを経て搬出ステーションまで搬送される。搬出ステーションで，良品の検査対象物は搬出装置86により吸着され，ＯＫマガジン87まで運ばれて，そこに載置される。そして，搬出装置86により間紙収納ボックスから１枚の間紙が取り出され，ＯＫマガジン87上の良品対象物上に置かれる。ＯＫマガジン上に載置される最初の対象物の場合には，対象物を置く前に，間紙がその下に敷かれる。
【００３６】
第１または第２ステージにおいて，欠陥と疑わしき箇所（欠陥候補）が発見された場合には，その検査対象物は第３または第４ステージにおいて精密に検査され，その後搬出ステーションに送られる。欠陥あり（不良）と判定された対象物は搬出装置86によりＮＧマガジン88に運ばれ，そこに載置される。必要であれば対象物上に間紙が置かれる。良品の場合には，その対象物はＯＫマガジン87上に運ばれる。なお，第１，第２ステージと第３，第４ステージを別のラインにするなど，配置上のさまざまな変更が可能であるのはいうまでもない。
【００３７】
図２，図３および図４は板状（プレート状，フィルム状）検査対象物の一例を示している。
【００３８】
図２に示すように，検査対象物90は，細長く，かつ薄い１枚の基板91を有し，この基板91の表面上に，いくつかの（図２では４個の）パターン92が形成されている。各パターン92は縦，横に規則正しく配置された多数の小さいピース93を含む。
【００３９】
図３，図４を参照して，ピース93は平面（表面，上面）からみて正方形である（これらのピース93の集まりであるパターン92も正方形である）。各ピース93は，その表面において，中央の正方形の平坦部分95とその周囲を壁のように囲むリフレクタ部94とを含む。リフレクタ部94は内側に向って下る斜面（反射面）94ａを有している。一例として，基板91は薄い銅板（銅フィルム）であり，各ピース93の上面の中央の平坦部分95に銀の薄膜（フィルム）が形成されている（たとえばメッキ）。基板91の裏面にも銀の薄膜（メッキ）96が形成され，端面97も銀の薄膜で覆われている。リフレクタ部94は白色の合成樹脂によりつくられている。合成樹脂の一部は基板91を厚さ方向に貫通して基板91の裏面にも露出している（露出面は銀膜96と面一になっている）場合がある。
【００４０】
このような板状検査対象物における欠陥の例としては，その表面，裏面の全体について材料を問わずに言えば，汚れ，キズなどがある。また，銀メッキ95，96について言えば，メッキの剥がれ，キズ，合成樹脂によるリフレクタ部94について言えば気泡の存在，欠け，バリの存在、クラックなどがある。
【００４１】
特に合成樹脂は基板（この実施例では金属）とは熱収縮率が異なるので，樹脂層を形成した後，乾燥する過程で収縮し，クラックが生じることがある。このクラックはきわめて細く，通常の画像処理では，特に低い分解能の場合には発見しにくいものである。このために，後に詳述するように，第１ステージにおいて反り機構により板状対象物をその表面（リフレクタ部94側）が凸となるように反らせてクラック（溝）の幅を広げて検出しやすくする。図２から図４に示す検査対象物90においては，その表面全体が合成樹脂によるリフレクタ部94によって覆われている訳ではなく，樹脂部（リフレクタ部94）は部分的に存在するだけであるが，これも含めて基板上に形成された一層の樹脂層（樹脂部分）ということにする。リフレクタ部94の樹脂部分が基板91の裏面に露出している場合にも，この露出部分を樹脂層という。まとめると，熱収縮率の異なる二層以上の積層体の一面上に露出している層（全面を覆わずに一部のみに存在するものも含む）（特に合成樹脂層）の細いクラックを検出するために後述する反り機構が有効である。
【００４２】
図５，図６および図７は，搬送路60を構成する搬送装置69の一例を示している。
【００４３】
搬送装置69は，板状検査対象物90の幅よりも若干広い間隔をあけて平行に，搬入ステーションから搬出ステーションまで搬送路60に沿って配置された２本のガイド68を備えている。これらのガイド68は支持装置（図示略）により，適当な高さ位置に，水平に固定されている。ガイド68の内側部分には可動体63がその長手方向に沿って移動自在にかつ回転しないように保持されている。可動体63はこの実施例では左右に３個ずつ設けられ，細長い板状対象物90の両側をそれぞれ３箇所で保持できる間隔で配置されている。各可動体63には，クランプ64が内側を向いて設けられている。ガイド68の内側に沿ってボールねじ62が回転自在に設けられ，このボールねじ62は可動体63内に形成されたねじ孔を貫通し，ボールを介してボールねじ62とねじ孔が噛み合っている。ボールねじ62は駆動装置61により回転駆動される。ボールねじ62の回転により，可動体63はガイド68に沿って前後方向に（搬入ステーションから搬出ステーションへ，またはこの逆方向に）移動する。
【００４４】
さらに，ガイド68よりも内側で，クランプ64の先端よりもわずかに内方に相当する位置に，搬入ステーションから搬出ステーションまで，２本のレール66が互いに平行に，上下動自在に配置されている。レール66の上面は水平である。レール66は駆動装置61の駆動により上下動する。
【００４５】
搬入ステーションにおいて，検査対象物90を搬入する場合について説明する。図６に示すように，２本のレール66が，その上面がクランプ64の下側クランプ部材の位置よりも高くなるように上昇する。クランプ64は上側クランプ部材が開いている。搬入装置81により吸着された板状対象物90（パターン92のある面が上面を向いた状態で）搬入ステーションの真上に運ばれ，静かにレール66の上に降ろされる。この後，図７に示すようにレール66が下り，その上面がクランプ64の下側クランプ部材の高さ位置に至ったときに，上側クランプ部材が閉じられ検査対象物90はその両側の３箇所ずつにおいてクランプ64により挟持される。このときレール66はさらに下降して検査対象物90から離れている。
【００４６】
ボールねじ62が回転駆動されるので，検査対象物90は，その両側をクランプ64によりクランプされて保持された状態で検査ステーションの第１ステージの方へと搬送される。さらにこの状態で，第１ステージから第２ステージへ，そして第３，第４ステージを経て搬出ステーションまで搬送される。
【００４７】
検査対象物90が搬出ステーションに至ったときには，レール66が上昇し検査対象物90を受けるとともにクランプ64が解除される。１対のレール66上に乗って保持された検査対象物90は搬出装置86によって吸着され，マガジン87または88に運ばれる。この後，ボールねじ62を逆回転させてクランプ64は搬入ステーションまで戻される。
【００４８】
１つの検査対象物90を搬入ステーションから搬出ステーションまで搬送する様子が記載されているが，さらに多数のクランプを設けて複数個の検査対象物を所要間隔で搬送してもよい。また，ローラコンベアなど，上記以外の構成の搬送装置を適用できるのはいうまでもない。
【００４９】
図８および図９は反り機構70の構成の一例を示している。反り機構70は検査ステーションの第１ステージに配置される（図５参照）。図８，図９には検査対象物90が第１ステージに至った状態が図示されている。反り機構70は搬送路60に沿って配置された３個のゴムローラ71，72，73から構成されるが，これらのゴムローラの直径は検査対象物90の厚さよりもはるかに大きいので，検査対象物90は太実線で表わされている。図９は反りの状態を示すためにさらに拡大して，かつ検査対象物90の反った状態をかなり誇張して示すものである（図８，図10においても誇張されている）。
【００５０】
３つのゴムローラ71，72，73のうち，前後方向の２つのローラ71と73は搬送方向に適当な間隔をあけて水平にかつ互いに平行に同じ高さ位置に配置され，もう１つのローラ72は，ローラ71と73の丁度中間の位置に水平にかつローラ71，73と平行に配置されている。ゴムローラ71，73は検査対象物90が通過する位置よりも上側に回転自在に支持されている（支持部材は図示略）。ゴムローラ72は検査対象物90の通過する位置よりも下側に回転自在に支持されている（支持部材は図示略）。これらのローラ71〜73の長さは２つのレール66の間隔よりも少し短い程度であり，検査対象物90上のパターン92の全体の幅程度またはそれよりも少し短い程度である。
【００５１】
上側のゴムローラ71，73と検査対象物90の上面とが接する高さ位置は，下側のゴムローラ72と検査対象物90の下面とが接する高さ位置よりも若干下方に位置するようにこれらのゴムローラ71〜73の高さ位置が定められている。そして両側部をクランプ64によりクランプされた状態で搬送される検査対象物90が上側のローラ71，73と下側のローラ72の間を通過できるように，ローラ71〜73の高さ位置が定められている。
【００５２】
したがって，両側部をクランプ64によりクランプされた状態で搬送される検査対象物90がこれらのローラ71〜73の間を通過するときに，検査対象物90は上側のローラ71，73により下方に軽く押圧され，下側のローラ72により上方に軽く押圧されるので，検査対象物90は，ローラ72の位置で上方に凸となるように反る。後述するように第１ステージではイメージ・センサ21により検査対象物90の上面が撮影される。
【００５３】
図15に示すように，検査対象物90のパターン92またはピース93の特に樹脂製のリフレクタ部94にきわめて細いクラック（ひび）99があったときに，検査対象物90は反り機構70により上に凸となるように反るので，このクラックが図16に符号99Ａで示すように若干開き，太い線として現われることになる。このように，反り機構70により検査対象物90の表面に存在する細いクラックが強制的に広げられ，イメージ・センサ11による画像上に明瞭に現われるようになる。クラックが若干開けば良いので，与える反りの程度は小さくてよい。
【００５４】
図10および図11は，検査ステーションの第１ステージにおける照明撮影装置の構成例を示している。この照明撮影装置は第１ステージ上方に固定されている。第１ステージでは，検査対象物90をその上面から撮影して検査する。照明装置は，イメージ・センサ11による撮影位置の真上に配置された同軸落射照明装置13と，その搬送方向前後の位置に配置され，搬送路の幅方向にのびる２つのバー照明装置14とから構成され，斜面をもつリフレクタ部94を含めて検査対象物90の表面を影なく均一に照明する。イメージ・センサ11はラインセンサであり，検査対象物90の上述した下側のローラ72の真上に配置する部分を，その幅方向に，図11に符号11Ａで示すように，全幅にわたってライン状に走査して画像を取込む。イメージ・センサ11による撮像は検査対象物90を搬送しながら繰返し行なわれるから，イメージ・センサ11の出力画像信号の集合は検査対象物90の上面（表面）の２次元像を表わすことになる。イメージ・センサ11にはもちろん対象物像を結像させる光学系（拡大，縮小を含む）が含まれているのはいうまでもない。
【００５５】
図12は，検査ステーションの第２ステージにおける照明撮影装置の構成例を示している。この照明撮影装置は第２ステージの下方に固定されている。第２ステージでは，検査対象物90をその下面から撮影して検査する。照明装置は，第１ステージと同じように，イメージ・センサ21による撮影位置の真上に配置された同軸落射照明装置23と，その搬送方向前後の位置に配置され，搬送路の幅方向にのびる２つのバー照明装置24とから構成される。イメージ・センサ21はラインセンサであり，検査対象物90をその幅方向にその全幅にわたって，検査対象物90が搬送される過程でライン状に走査して画像を取込む。
【００５６】
図13は第３ステージに配置される照明撮影装置を示している。この照明撮影装置は第３ステージの上方に，移動自在に（少なくとも水平方向に移動自在に）保持され，駆動装置（図示略）により移動可能である。第３ステージは，上述したように，第１ステージにおける検査で発見された検査対象物90上の欠陥候補を含むエリアを高精度に観測するものである。照明装置はリング照明装置33が用いられ，欠陥候補の部分のエリアを均一に照明する。イメージ・センサ31は２次元のイメージ・センサであり，拡大，縮小光学系を含む。中央装置50の指令により，検査対象物90の搬送が停止され，照明装置33とイメージ・センサ31が欠陥候補の部分を含むエリアの真上の位置に移動して，そのエリアの画像を，必要に応じて拡大して，高分解能に撮影する。
【００５７】
図14は第４ステージに配置される照明撮影装置を示している。この照明撮影装置は第４ステージの下方に，移動自在に（少なくとも水平方向に移動自在に）保持され，駆動装置（図示略）により移動可能である。第４ステージは，上述したように，第２ステージにおける検査で発見された検査対象物90上の欠陥候補を含むエリアを高精度に観測するものである。照明装置43はリング照明装置43が用いられ，欠陥候補の部分のエリアを均一に照明する。イメージ・センサ41は２次元のイメージ・センサであり，拡大，縮小光学系を含む。中央装置50の指令により，検査対象物90の搬送が停止され，照明装置43とイメージ・センサ41が欠陥候補の部分を含むエリアの真下の位置に移動して，そのエリアの画像を，必要に応じて拡大して，高分解能に撮影する。
【００５８】
図17は，上述した，特に図１に示す外観検査システムの全体の動作を示すものである。
【００５９】
中央装置50（またはサーバ52）の制御の下に，搬入装置81によってマガジン82から検査対象物（商品）を取上げて搬入ステーションにおいて搬送装置69に渡すとともに（Ｓ11），次の検査対象物の上にある間紙を取上げて間紙ボックス84に移す（Ｓ12）。中央装置50（またはサーバ52）によって搬送指令が搬送装置69に与えられるので，搬送装置69は搬送動作を開始し，搬入ステーションの検査対象物90はクランプ64によってその両側を挟持された状態で検査ステーションの第１ステージに搬送されていく（Ｓ13）。
【００６０】
第１ステージにおいて，検査対象物90は搬送装置69によって搬送されながらイメージ・センサ11によってその表面（上面）が撮像される。イメージ・センサ11から出力される画像信号は画像処理装置12に与えられ，後述する画像処理が行なわれる（Ｓ14）。検査対象物90は続いて第２ステージに送られ，同じように検査対象物90の裏面（下面）がイメージ・センサ21によって撮像され，イメージ・センサ21から出力される画像信号に基づいて画像処理装置22において所定の画像処理が実行される（Ｓ15）。画像処理装置12，22における画像処理結果は中央装置50に送られ（Ｓ16），中央装置50において検査対象物90の良否が判定される（Ｓ17）。
【００６１】
第１ステージにおける検査で一部に欠陥候補が見つかった検査対象物90は第３ステージに送られ，第３ステージにおいて，イメージ・センサ31によって，その欠陥候補の箇所を含むエリアの高分解能画像が取得され，その画像データに基づいて画像処理装置32で後述する画像処理が行なわれる（Ｓ18）。
【００６２】
同じように第２ステージにおける処理で一部に欠陥候補が見つかった検査対象物90は第４ステージにおいて，イメージ・センサ41によりその欠陥候補を含む近傍エリアの高分解能画像が撮影され，その画像データは画像処理装置42で画像処理される（Ｓ19）。
【００６３】
画像処理装置32，42の画像処理結果は中央装置50に与えられ，画像処理結果に基づいて厳密な良否判定が行なわれる（Ｓ21）。
【００６４】
Ｓ17またはＳ21において中央装置50で良品と判定された検査対象物90は，搬出ステーションまで搬送されたのち，搬出装置86によりＯＫマガジン87に移送され，間紙ボックス89から間紙がその上に置かれる（Ｓ22，Ｓ23）。不良品と判定された検査対象物90は，搬出ステーションまで搬送されたのち，搬出装置86によりＮＧマガジン88に移され，かつその上に間紙が置かれる（Ｓ24，Ｓ25）。
【００６５】
中央装置50は検査結果をサーバ52に出力する（Ｓ26）。ユーザはサーバ52において検査した対象物の検査結果を確認することができる。
【００６６】
複数の検査対象物を順次搬送しながら上述の検査を行ってもよいし，一つずつ上述の検査を行ってもよい。
【００６７】
図18は第１ステージまたは第２ステージにおける検査，特に画像処理装置12または22における画像処理を示している。
【００６８】
イメージ・センサ11または21により取得された画像信号（画像データ）は画像処理装置12または22に与えられる。画像処理装置12または22における画像処理には２種類ある。第１の画像処理は，主に合成樹脂製のリフレクタ部94における微細な欠陥（キズ，欠け，バリ，クラックを含む）を検出するものである（Ｓ32〜Ｓ37）。第２の画像処理は，比較的大きな欠陥，たとえば基板91の表面（銀メッキ層95，96等）における汚れ，メッキの剥がれ，キズ，リフレクタ部94の不存在等を検出するものである（Ｓ38〜Ｓ40）。
【００６９】
第１の画像処理においては，まず取得した画像データを二値化処理し，樹脂製のリフレクタ部94を抽出する（Ｓ32）。樹脂はこの実施例では白色であり，二値化処理によりそれ以外の部分と区別でき，抽出することができる。二値画像は白黒画像である。この二値画像について，白の膨張処理（または黒の収縮処理）を行う（Ｓ33）。これにより，黒く写る樹脂部分の汚れや欠け（欠陥候補）が除去された画像が生成される。除去できる欠陥のサイズは膨張（または収縮）フィルタのサイズと処理回数に依存する。上記の白膨張（黒収縮）処理が行なわれた画像データに対して，次に白の収縮（黒の膨張）処理を，Ｓ33におけるものと同じサイズのフィルタで同じ回数行う（Ｓ34）。
【００７０】
白の膨張，収縮（黒の収縮，膨張）処理（Ｓ33，Ｓ34）が行なわれた画像と，Ｓ32で得られた二値画像との差分処理を行なう（Ｓ35）。これにより得られる差分画像には上述した膨張，収縮処理で除去された欠陥候補が現われることになる。差分画像データ上に現われている欠陥候補をラベリング処理し，欠陥候補ごとにその面積（画素数）を計数する（Ｓ36）。そして，欠陥候補ごとに，その面積（画素数）を所与のしきい値（th１）と比較する（Ｓ37）。このしきい値th１よりも大きい面積（画素数）の欠陥候補がステージ３または４で精細に検査すべき箇所となる。
【００７１】
幅が非常に細い微細なクラックについては上述のように第１ステージにおいて反り機構70によりその幅が拡大されるから，上記の第１の画像処理で第３ステージで精密に検査すべき欠陥候補と判定される。
【００７２】
第２の画像処理においては，全く欠陥のない検査対象物の画像（これを基準画像という）があらかじめ用意されている。撮影により得られた検査対象物の画像データと基準画像の画像データとの差分処理が行なわれる（Ｓ38）。この差分画像に現われている欠陥候補のラベリング処理を行い，欠陥候補の面積（画素数）が求められる（Ｓ39）。そして，欠陥候補ごとに所定のしきい値（th２）（このしきい値th２は先のしきい値th１よりも大きい）と比較され（Ｓ40），しきい値th２よりも大きい面積（画素数）の欠陥候補が第３または第４ステージで精密に検査すべき欠陥候補と判定される。
【００７３】
これらの第１，第２の画像処理の結果（欠陥候補の有無と，その位置（検査対象物上の座標））は中央装置50に与えられる。
【００７４】
図19は第３または第４ステージで行なわれる検査における画像処理を示している。第３または第４ステージでは，中央装置50から与えられる第１または第２ステージの検査結果に基づいて，欠陥候補を含むエリアの高分解能拡大画像を撮影する位置にイメージ・センサ31または41が位置決めされる。搬送装置69は搬送動作を停止し，検査対象物は静止している。欠陥候補を含むエリアの大きさは，たとえばピース93の大きさである。前もって，欠陥がないピース93の基準画像が用意されている。
【００７５】
イメージ・センサ31または41により欠陥候補を含むピース93の画像がイメージ・センサ31または41による撮影により取得される（Ｓ51）。撮影により得られた検査対象物のピースの画像データとピースの基準画像の画像データとの差分処理が行なわれる（Ｓ52）。この差分画像に現われている欠陥部分のラベリング処理を行い，欠陥部分の面積（画素数）が求められる（Ｓ53）。そして，欠陥部分ごとに所定のしきい値（th３）と比較され（Ｓ54），しきい値th３よりも大きい面積（画素数）の欠陥部分を有する検査対象物は不良品と判定され，しきい値th３より小さければそれは最終的には欠陥とは判断されない。これらの処理は欠陥候補のすべてについて行なわれる。
【００７６】
１つでも欠陥と判定された部分を有する検査対象物は不良品と判断されることになる。第３または第３ステージの処理結果は中央装置50に与えられる。
【符号の説明】
【００７７】
11，21，31，41  イメージ・センサ
12，22，32，42  画像処理装置
50  中央装置
52  サーバ
60  搬送路
61  搬送駆動装置
62  ボールねじ
63  可動体
64  クランプ
66  レール
68  ガイド
70  反り機構
71，72，73  ゴムローラ
90  検査対象物
91  基板
92  パターン
93  ピース
94  樹脂リフレクタ部
99  クラック
99Ａ  反りにより幅が拡大されたクラック
【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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