(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の要素パターンが直線状に又は曲率をもって連接された形状の合成パターンが配設されている検査対象物を撮像手段により画像入力し、入力された検査画像に基づいて前記合成パターンを検査する合成パターンの検査方法であって、
入力された検査画像上の合成パターン領域から、１つの要素パターン領域のみを含む所定の大きさを単位画像として切り出し、
切り出された単位画像に基づいて、前記合成パターンを検査することを特徴とする合成パターンの検査方法。
【請求項２】
前記合成パターンを、切り出された単位画像に基づいて検査する際、同一の要素パターンを含む単位画像を比較することを特徴とする請求項１に記載の合成パターンの検査方法。
【請求項３】
前記合成パターン領域から単位画像を切り出す際、要素パターンの連接方向のサイズと、要素パターンの配列規則に基づいて、該合成パターン領域を要素パターン領域を単位に分割することを特徴とする請求項１に記載の合成パターンの検査方法。
【請求項４】
前記合成パターン領域から単位画像を切り出す際、合成パターン領域に関する輝度値を、要素パターンの連接方向に直交する方向に積算した投影データにおける極値の位置で、該合成パターン領域を分割することを特徴とする請求項１に記載の合成パターンの検査方法。
【請求項５】
複数の要素パターンが直線状に又は曲率をもって連接された形状の合成パターンが配設されている検査対象物を撮像手段により画像入力し、入力された検査画像に基づいて前記合成パターンを検査する合成パターンの検査装置であって、
入力された検査画像上の合成パターン領域から、１つの要素パターン領域のみを含む所定の大きさを単位画像として切り出す手段と、
切り出された単位画像に基づいて、前記合成パターンを検査する手段とを備えたことを特徴とする合成パターンの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成パターンの検査方法及び装置、特に複数の要素パターンが連接された形状の合成パターンが配設されている製品の検査に適用して好適な合成パターンの検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に１種類の場合と２種類の場合の例をそれぞれ示すように、１種類以上の“要素パターン”が直線的に連続し且つ接して配置された（連接された）形状に形成された１つの“合成パターン”が配設されている製品（ワーク）がある。図１１には、要素パターンが２種類の場合について、合成パターンが規則的に配設されているワークについて、平面図の一部をイメージで示す。このようなワークとしては、例えば同一形状の合成パターンが配置されている、電気回路の試作に用いられるユニバーサル基板やシール基板等がある。
【０００３】
上記図１１に示したようなワークを製造した場合には、例えば図１２にイメージを示すような欠陥が、合成パターンに発生しているか否かを検査する必要がある。これらの欠陥を検査する方法としては、目視による外観検査、ワークの外観を撮像手段により画像入力し、入力された検査画像について一定ピッチ毎の画素値を比較する定ピッチ比較法による検査、同じく検査画像について合成パターンに対応する画像領域を単位にラベリングし、ラベリング領域を単位にして比較するラベリングによる検査が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記目視による検査の場合には、要素パターンのサイズが小さくなると、合成パターンのような複雑な形状を目視検査で行うには限界があり、必要な精度を満たすことが難しい。特に図１３にイメージを示すように要素パターンの接続部付近にある微少欠陥は検査が困難である。
【０００５】
また、前記定ピッチ比較法による検査の場合には、図１４（Ａ）にラインセンサカメラにより直線Ｌ上を走査した場合の出力の例を右側に示すように、合成パターンの配置が完全に規則的な場合は、一定の間隔離れた画素同士で輝度値を比較することにより良否を決定できるので問題はないが、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにピッチや要素パターンのサイズが徐々に変化している場合には、ピッチやサイズの変化より小さい欠陥は検出できないため適用できないという問題がある。
【０００６】
さらに、前記ラベリングによる検査で、ラベリング後に近傍の合成パターン同士の面積の差や比により欠陥を検出する場合には、１つの合成パターンの面積が大きくなると、相対的に検出できる欠陥サイズ（許容範囲）も大きくなり、図１５にイメージを示すような、局所的な太りや細りは面積の差として現れにくくなることから、局所的な欠陥が検出しにくくなる。又、近傍の合成パターンと重ね合わせを行い、差分処理や排他的論理和により欠陥を検出する場合には、１つの合成パターンのサイズが大きくなると、良品同士であっても完全に重ね合わせることが困難となり、疑似欠陥の原因となり易いという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、複数の要素パターンが直線状に連接された形状の合成パターンが配設されているワークについて、合成パターンの配置や構成する要素パターンの数等の如何に拘わらず、該合成パターンを容易且つ確実に検査することができる合成パターンの検査方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の要素パターンが直線状に又は曲率をもって連接された形状の合成パターンが配設されている検査対象物を撮像手段により画像入力し、入力された検査画像に基づいて前記合成パターンを検査する合成パターンの検査方法であって、入力された検査画像上の合成パターン領域から、１つの要素パターン領域のみを含む所定の大きさを単位画像として切り出し、切り出された単位画像に基づいて、前記合成パターンを検査することにより、前記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明は、又、複数の要素パターンが直線状に又は曲率をもって連接された形状の合成パターンが配設されている検査対象物を撮像手段により画像入力し、入力された検査画像に基づいて前記合成パターンを検査する合成パターンの検査装置であって、入力された検査画像上の合成パターン領域から、１つの要素パターン領域のみを含む所定の大きさを単位画像として切り出す手段と、切り出された単位画像に基づいて、前記合成パターンを検査する手段とを備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１０】
即ち、本発明においては、入力された検査画像上の合成パターン領域から、要素パターン領域を含む所定の大きさを単位画像として切り出し、切り出された単位画像に基づいて、前記合成パターンを検査するようにしたので、合成パターンを構成する要素パターンを単位として比較することが可能となることから、配置位置や要素パターンの数（面積）に影響されることなく、小さい欠陥であっても容易且つ確実に検出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る１実施形態の検査装置の外観を示す概略斜視図、図２は、その制御系の概要を示すブロック図である。
【００１３】
本実施形態の検査装置は、ワーク（検査対象物）Ｗを載置するテーブル１０と、該テーブル１０の上方に配置された画像入力部であるラインセンサカメラ（撮像手段）１２と、該カメラ１２をテーブル１０に対してＸ方向とＹ方向とにそれぞれ移動可能な２軸の搬送部１４と、テーブル１０内に内蔵されている透過照明部（図１には明示せず）１６と、入力された検査画像に基づいて、後述する欠陥検査のための画像処理を行う機能を有する画像処理部１８と、これら各部全体の動作を制御するコンピュータからなる制御部２０とを備えている。なお、画像処理部１８は、実際には制御部２０を構成するコンピュータに含まれている。又、撮像手段はエリアセンサカメラであってもよい。
【００１４】
本実施形態の検査対象物であるワークＷは、前記図１０（Ｂ）に示した２種類の要素パターンが直線状に連接された合成パターンが、前記図１１に示したように金属薄板の所定範囲に亘って貫通孔として繰り返して配設されているものである。そこで、本実施形態では、テーブル１０内の透過照明部１６により、ワークＷを裏面側から照明した際の透過光を前記カメラ１２により撮像し、透過光像として合成パターンの検査画像を入力するようになっている。但し、以下の説明では、便宜上、透光部である合成パターン及び要素パターンに対応する画像領域を暗部で、遮光部である背景部分を明部で図示する。
【００１５】
次に、本実施形態の作用を、図３のフローチャートに従って説明する。
【００１６】
まず、前記ラインセンサカメラ１２により、ワークＷを撮像して所定範囲の検査画像を入力し（ステップ１）、入力された検査画像について、連続した高輝度の画像領域に同一の番号を付すラベリングを行い、図４（Ａ）に１つの合成パターンについて示すような、画像上の合成パターンに対応する画像領域（合成パターン領域）を抽出したラベリング画像を作成する（ステップ２）。
【００１７】
次いで、このラベリング画像を適切な位置で切断し、同図（Ｂ）に示すような合成パターンを構成している要素パターンに対応する画像領域（要素パターン領域）と実質的に同一の単位画像に分解し（ステップ３）、同図（Ｃ）に示すように同じ形状の要素パターン同士で単位画像を比較する検査処理を行い（ステップ４）、その結果を出力する（ステップ５）。ワークＷの全面について検査が終了した場合には処理を終了し、残っている場合にはその位置へカメラを移動し、同様の処理を繰り返す（ステップ６、７）。
【００１８】
上記ステップ３について詳述すると、合成パターン領域を要素パターン領域毎に切断して単位画像を切り出す際には、以下のいずれかの方法で行う。
【００１９】
（１）図５に示すように、要素パターンのサイズが一定の場合には、要素パターンＡ、Ｂにそれぞれ事前に設定したサイズａ、ｂと、配列規則とを登録しておくことにより、これら登録データに従って切断していく。
【００２０】
（２）図６（Ａ）に破線で示すように、合成パターン領域に外接する矩形内の輝度値（合成パターン領域に関する輝度値）を、切断すべき方向と同じ方向（連接方向に直行する方向）に積分（積算）して、同図（Ｂ）に示す投影データを作成し、そのデータの極値から要素パターンの接点を求め、同図（Ｃ）に示すようにその極値の位置で切断することにより、同図（Ｄ）に示すように個々の要素パターンに確実に分割して単位画像を切り出す。この方法は、すべての要素パターンの寸法が同一でない場合にも適用できる。
【００２１】
以上のようにして、合成パターン領域を前記図４（Ｃ）に示したような各要素パターン領域に分割して単位画像を作成することにより、同一形状の要素パターン毎に単位画像の排他的論理和を取ることが可能となる。従って、図７（Ａ）に示すように一方に突起状の欠陥がある場合であれば、同図（Ｂ）に示すように該欠陥を検出することができる。
【００２２】
又、本実施形態において、切断位置、即ち要素パターンの連接位置付近の欠陥を考慮する場合には、下記のように切断部分の近傍領域をオーバーラップさせることにより、合成パターンを構成する要素パターンの連接位置近傍に欠陥がある場合の検出感度の低下を防ぐこともできる。
【００２３】
図８（Ａ）にイメージを示すように、最小サイズの欠陥が要素パターンの切断位置（波線位置）付近にある場合、欠陥も切断・分割されてしまうことになる。又、分割後のサイズが検出可能な最小サイズより小さい場合には、画像の膨張・収縮処理等によるノイズ除去を含む後処理で消えてしまうために、欠陥を検出できない場合もある。そこで、切断部分をオーバーラップさせて対応しようとしても、同図（Ｂ）に示すように欠陥が検出可能な最小欠陥サイズに近い場合には、オーバーラップの量が少なすぎても、分割後の欠陥サイズは更に小さくなるため検出できないことが起る。
【００２４】
そこで、同図（Ｃ）に示すように、オーバーラップ量を検出可能な最小欠陥サイズ以上にする。即ち、単位画像を要素パターン領域のサイズに検出可能な最小欠陥サイズを加えた所定大きさに切り出す。このようにすることにより、欠陥が分割された場合でも、必ず両方に検出可能なサイズで欠陥が残ることになる。
【００２５】
以上詳述した本実施形態によれば、目視検査では困難な合成パターンの検査を精度よく行うことができる。又、１つの合成パターン中の要素パターン同士で比較処理を完結させるようにすることにより、合成パターンの配置のピッチや、合成パターン間で要素パターンのサイズが違っている場合でも、その影響を受けることなく正確に検査することができる。
【００２６】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００２７】
例えば、本発明に係るの検査装置の具体的な構成は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【００２８】
又、本発明の検査対象となる合成パターンは、再掲する図９（Ａ）に示すような要素パターンが直線状に連接されているものに限られるものでなく、同図（Ｂ）に示すように任意の曲率をもって連接されているものであってもよいことはいうまでもない。又、要素パターンは、３種類以上であってもよく、合成パターンの配置はランダムであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、複数の要素パターンを直線状に連接した合成パターンが配設されている検査対象物について、合成パターンの配置や構成する要素パターンの数等の如何に拘わらず、該合成パターンを容易且つ確実に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の検査装置の外観を示す概略斜視図
【図２】上記検査装置の制御系の概要を示すブロック図
【図３】実施形態の作用を示すフローチャート
【図４】実施形態の検査方法の特徴を示す説明図
【図５】合成パターンの分割方法を示す説明図
【図６】合成パターンの他の分割方法を示す説明図
【図７】要素パターンの比較方法の一例を示す説明図
【図８】切断部分の欠陥を考慮する場合の合成パターンの分割方法を示す説明図
【図９】本発明の検査対象となる合成パターンの例を対比して示す説明図
【図１０】要素パターンと合成パターンの関係を示す説明図
【図１１】合成パターンが配設されているワークのイメージを示す説明図
【図１２】合成パターンに発生する欠陥の例を示す説明図
【図１３】目視検査の欠点を示す説明図
【図１４】定ピッチ比較法による検査の特徴と、問題点を示す説明図
【図１５】ラベリングによる検査の問題点を示す説明図
【符号の説明】
Ｗ…ワーク
１０…テーブル
１２…画像入力部
１４…搬送部
１６…照明部
１８…画像処理部
２０…制御部
【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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