JP2000121337A - 画像補正方法および画像補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、しかも高精度で主走査方向にお
けるテーブルの揺らぎによる画像の歪みを補正すること
ができる画像補正方法および画像補正装置を提供する。 【解決手段】 検査対象物ＯＢの画像読取に先立って、
基準線を有する補正用基準試料を準備し、その基準線が
副走査方向Ｙと略平行となるように補正用基準試料をテ
ーブル１上に保持するとともに、画像読取装置により補
正用基準試料を読取って補正用画像を得る。そして、そ
の補正用画像に基づき、テーブル１の相対移動による主
走査方向Ｘにおける画像の揺らぎ量を補正データとして
求める。その後で、実際に検査対象物ＯＢを撮像し、そ
の画像を補正データに基づき補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主走査方向に延び
るラインセンサにより撮像対象物を撮像する撮像手段に
対して、前記主走査方向とほぼ直交する副走査方向に前
記撮像対象物を保持するテーブルが相対的に移動して前
記撮像対象物の２次元画像を読取る画像読取装置におけ
る画像補正方法および画像補正装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像読取装置を装備したシステ
ムとして、例えば図１２に示すような外観検査システム
がある。このシステムは、ＣＡＤデータに基づき作成さ
れたプリント基板などの検査対象物ＯＢがＣＡＤデータ
通りに作成されているか否かを検査するシステムであ
り、次のように構成されている。すなわち、この外観検
査システムは、同図に示すように、検査対象物ＯＢを撮
像対象物として保持しながら副走査方向Ｙに往復移動自
在なテーブル１が配設されている。このテーブル１に対
して、駆動系制御回路２からテーブル駆動系３に制御信
号が与えられると、この制御信号に応じてテーブル１が
副走査方向Ｙに移動する。

【０００３】このテーブル１の上方位置には、副走査方
向Ｙとほぼ直交する主走査方向Ｘに並んだラインセンサ
（図示省略）を有する撮像カメラ４が固定配置されてお
り、テーブル１上に保持された検査対象物ＯＢなどの撮
像対象物のライン画像を撮像可能となっている。ライン
センサから出力された画像信号は２値化回路５で２値化
処理されて、２値化回路５からデータバッファ６に向け
て白画素（以下「Ｗ画素」という）と黒画素（以下「Ｂ
画素」という）とからなるライン状の２値化画像データ
（以下「ライン画像データ」という）が出力される。こ
のデータバッファ６は、例えばファースト・イン・ファ
ースト・アウト（First In First Out）などで構成され
ており、テーブル１の副走査方向Ｙの移動と同期してラ
イン画像データをパターン検査回路７に順次出力する。
こうして、副走査方向Ｙへのテーブル１の移動が完了す
ると、検査対象物ＯＢの２次元画像がパターン検査回路
７に記憶される。

【０００４】そして、このパターン検査回路７では、こ
うして得られた２次元画像を、ＣＡＤデータに基づく欠
陥のない基準画像と比較することで検査対象物ＯＢに欠
陥が含まれているか否かを判別している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テーブル１
を撮像カメラ４に対して副走査方向Ｙに相対移動させる
手段としては、従来より機械的な構成を採用している。
その一例としては、テーブルを副走査方向に延びたボー
ルねじと螺合連結し、そのボールねじの一方端に連結さ
れたステッピングモータを駆動制御することで、テーブ
ル１を高精度に移動位置決めする構成が多用されてい
る。

【０００６】ところで、このように機械的にテーブル１
を移動させる場合には、テーブル１の主走査方向Ｘおよ
び副走査方向Ｙにおける揺らぎが問題となる。特に、検
査分解能を高めることでより微細なプリント配線パター
ンなどについても検査可能とするためには、画像をより
高精度に読み取る必要があるが、主走査方向Ｘおよび副
走査方向Ｙにおけるテーブル１の揺らぎによって読み取
った画像が歪んでしまうことがあり、その結果、検査を
良好に行うことができないという問題がある。例えば、
図１２の外観検査システムの画像読取装置（このシステ
ムでは構成要素１〜６で構成されている）によって検査
対象物ＯＢを撮像すると、プリント配線Ｗの像、つまり
プリント配線像ＩWが副走査方向Ｙへのテーブル移動に
よる揺らぎによって主走査方向Ｘに歪んでしまう（図１
３では、検査対象物ＯＢの部分領域ＯＢ1に相当する画
像のみを模式的に図示している）。なお、副走査方向Ｙ
についても同様である。これに対して、ＣＡＤデータに
基づく欠陥のない基準画像に対してはテーブル１の相対
移動に伴う揺らぎによる画像の歪みは全くない。そのた
め、検査対象物ＯＢの画像と基準画像を単純に画像比較
したのでは、誤った検査結果が出てしまう可能性があ
り、検査の信頼性を大きく低下させてしまう。

【０００７】そこで、このような問題を解消するため
に、次のような対策を講じることが考えられる。すなわ
ち、副走査方向Ｙにおけるテーブル１の揺らぎについて
は、例えばボールねじやステッピングモータの回転軸に
エンコーダなどの位置検出手段を取り付け、位置検出手
段からの出力に基づき補正することで容易に、しかも低
コストで揺らぎによる悪影響を排除することができる。

【０００８】しかしながら、主走査方向Ｘにおけるテー
ブル１の揺らぎを検出するためには、レーザ測長装置な
どの高精度な測長装置を新たに追加設置する必要があ
り、このような提案例によれば、画像補正のために大掛
かりで、しかも高価な装置が必要となってしまう。

【０００９】この発明は、上記のような問題に鑑みてな
されたものであり、低コストで、しかも高精度で主走査
方向におけるテーブルの揺らぎによる画像の歪みを補正
することができる画像補正方法および画像補正装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、主走
査方向に延びるラインセンサにより撮像対象物を撮像す
る撮像手段に対して、前記主走査方向とほぼ直交する副
走査方向に前記撮像対象物を保持するテーブルが相対的
に移動して前記撮像対象物の２次元画像を読取る画像読
取装置における画像補正方法であって、上記目的を達成
するため、前記副走査方向に対して平行あるいは傾斜し
た基準線を前記画像読取装置により読取って補正用画像
を得る補正用画像取得工程と、前記補正用画像に基づ
き、前記テーブルの相対移動による主走査方向における
画像の揺らぎ量を補正データとして求める補正データ作
成工程と、前記補正データに基づいて、前記撮像手段に
よって撮像された撮像対象物の画像を補正する補正工程
とを備えている。

【００１１】請求項２の発明は、前記補正画像取得工程
が、基準線を有する補正用基準試料を、その基準線が前
記副走査方向に対して平行あるいは傾斜した状態で、前
記テーブル上に保持する工程と、前記補正用基準試料を
前記撮像手段に対して前記副走査方向に相対的に移動さ
せて２次元の補正用画像を撮像する工程と、を備えるよ
うに構成している。

【００１２】請求項３の発明は、前記補正データ作成工
程を、副走査方向の各位置において、前記ラインセンサ
により撮像されたライン画像を構成する画素のうち基準
線に対応する画素位置を求め、当該画素位置に基づき補
正データを求める工程としている。

【００１３】請求項４の発明は、前記補正データ作成工
程が、副走査方向の所定位置において、前記ラインセン
サにより撮像されたライン画像を構成する画素のうち基
準線に対応する画素位置を求め、当該画素位置を基準位
置として記憶する工程と、前記所定位置を除く副走査方
向の各位置において、前記ラインセンサにより撮像され
たライン画像を構成する画素のうち基準線に対応する画
素位置を求め、当該画素位置の前記基準位置からのずれ
量を補正データとして記憶する工程と、を備えるように
構成している。

【００１４】請求項５の発明は、前記補正画像取得工程
を、前記基準線を前記撮像手段に対して前記副走査方向
に相対的に移動させて補正用画像として２次元の補正用
画像を撮像する工程とし、しかも、前記補正データ作成
工程が前記補正用画像に含まれる基準線像の副走査方向
に対する傾きを求め、この傾きに基づき、前記テーブル
の相対移動による主走査方向における画像の揺らぎがな
いと仮定したときの仮想基準線像を求める工程と、副走
査方向の各位置において、前記補正用画像のうち基準線
像に対応する画素位置から、前記仮想基準線像に対応す
る画素位置を減算して得られる演算値を前記補正データ
として求める工程と、を備えるように構成している。

【００１５】請求項６の発明は、前記基準線像の傾きを
求める工程において、最小２乗法を用いている。

【００１６】請求項７の発明は、前記画像読取装置によ
り読み取られる最終画像を、前記ラインセンサにより撮
像されるライン画像を構成する画素の一部を読み取るこ
とで形成しており、しかも、前記補正工程を、副走査方
向の各位置において、前記ラインセンサにより撮像され
たライン画像を構成する画素に対する画像読取開始位置
を前記補正データに応じて主走査方向にシフトさせる工
程としている。

【００１７】請求項８の発明は、主走査方向に延びるラ
インセンサにより撮像対象物を撮像する撮像手段に対し
て、前記主走査方向とほぼ直交する副走査方向に前記撮
像対象物を保持するテーブルが相対的に移動して前記撮
像対象物の２次元画像を読取る画像読取装置における画
像補正装置であって、上記目的を達成するため、前記副
走査方向に対して平行あるいは傾斜した基準線を前記画
像読取装置によって読取ることで得られる画像に基づ
き、前記テーブルの相対移動による主走査方向における
画像の揺らぎ量を補正データとして求める補正データ作
成手段と、前記補正データ作成手段により求められた補
正データに基づいて、前記撮像手段によって撮像された
撮像対象物の画像を補正する補正手段とを備えている。

【００１８】請求項９の発明は、前記テーブルが、基準
線を有する補正用基準試料を、その基準線が前記副走査
方向に対して平行あるいは傾斜した状態で保持可能に構
成されている。

【００１９】請求項１０の発明は、前記補正データ作成
手段が、副走査方向の各位置において、前記ラインセン
サにより撮像されたライン画像を構成する画素のうち基
準線に対応する画素位置を求め、当該画素位置に基づき
補正データを求めるように構成されている。

【００２０】この発明にかかる画像補正方法および画像
補正装置では、撮像対象物の２次元画像の読取に先立っ
て、副走査方向に対して平行あるいは傾斜した基準線を
画像読取装置によって読取り、その画像を補正用画像と
している。そして、その補正用画像に基づきテーブルの
相対移動による主走査方向における画像の揺らぎ量が補
正データとして求められる。また、こうして求められた
補正データによって撮像手段により撮像された撮像対象
物の画像が補正される。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる画像補
正装置の一の実施形態を有する外観検査システムを示す
図である。この外観検査システムが従来例（図１２）と
大きく相違する点は、撮像カメラ４で撮像した画像を補
正する画像補正装置が装備されている点であり、その他
の構成は同一である。

【００２２】この画像補正装置は、パターン検査回路７
内に設けられた補正データ作成部７１を備えており、後
述するようにしてテーブル１の移動による主走査方向Ｘ
における画像の揺らぎ量を後述するように補正データと
して求めている。なお、この実施形態では、パターン検
査回路７の基本機能を用いて補正データを求めるように
しているが、パターン検査回路７と別個独立してＣＰＵ
およびＲＡＭなどからなる画像処理演算部を設け、この
画像処理演算部を補正データ作成部として機能させるよ
うにしてもよい。

【００２３】補正データ作成部７１により求められた補
正データは補正部８に与えられ、この補正部８が補正デ
ータに基づき撮像カメラ４により撮像された画像を補正
する。図２は補正部８の動作を模式的に示した図であ
る。以下、図１および図２を参照しながら、補正部８の
構成について説明する。

【００２４】この補正部８では、図１および図２に示す
ように、補正データ作成部７１から与えられる補正デー
タＣnが一時的に補正データ記憶部８１に記憶される。
すなわち、補正データ記憶部８１は副走査方向Ｙにおけ
る各位置（ｎ番目のライン）での補正データＣnを記憶
するものであり、例えば図２に示すように、各ラインに
相当するメモリアドレスに画像読取開始位置からのずれ
量を補正データCnとしてそれぞれ記憶可能となってい
る。

【００２５】また、図１に示すように、この補正データ
記憶部８１はテーブル駆動系３と電気的に接続されてお
り、テーブル駆動系３からテーブル位置情報（つまり、
副走査方向Ｙにおいて何番目のラインに相当するかとい
う情報）を受け取り、このテーブル位置情報に応じた補
正データを比較回路８２に出力する。例えば、テーブル
駆動系３によってテーブル１が所定の位置に位置決めさ
れてＮ番目のラインがＣＣＤラインセンサ４１で撮像さ
れている場合には、テーブル駆動系３からテーブル位置
情報に基づき「Ｎ番目のライン」に対応するメモリアド
レスに記憶されている補正データＣN（この実施形態で
は、「０」）を比較回路８２に出力する。

【００２６】比較回路８２には、図１に示すように、カ
ウンタ８３が電気的に接続されている。このカウンタ８
３はＣＣＤラインセンサ４１の画素番号に対応して
「１」ずつカウントアップしていくとともに、テーブル
１が副走査方向Ｙに移動するごとにカウントをゼロにリ
セットするように構成されている。そして、このカウン
タ８３からのカウント信号と補正データ記憶部からの補
正データＣNとを比較回路８２が比較し、画像読取開始
位置を決定し、制御回路８４に所定の信号を与える。な
お、その詳細については、後で説明する。

【００２７】制御回路８４は、テーブル１が副走査方向
Ｙに移動するごとに撮像カメラ４に走査開始信号（画像
読取信号）を出力する一方、比較回路８２からの信号に
基づき２値化回路５およびデータバッファ６を制御して
ＣＣＤラインセンサ４１から出力されるライン画像を構
成する複数の画素のうち画像読取開始位置に相当する画
素から所定数の画素までの２値化データをライン画像デ
ータとしてデータバッファ６に一時的に格納し、副走査
方向Ｙのテーブル移動と同期して画像データをデータバ
ッファ６からパターン検査回路７に出力する。例えば、
テーブル１がＮ番目のラインに相当する位置に位置決め
されると、画像読取開始位置は「６」となり、ＣＣＤラ
インセンサ４１の左端から６番目の画素が画像読取開始
画素となり、それから所定数の画素までの一群の画素デ
ータによりライン画像データが形成されてパターン検査
回路７に出力される。

【００２８】以上のように、この外観検査システムで
は、テーブル１、駆動系制御回路２、テーブル駆動系
３、撮像カメラ４、２値化回路５およびデータバッファ
６によりテーブル１上の検査対象物ＯＢの画像を撮像す
る画像読取装置が実質上構成されるとともに、補正デー
タ作成部７１と補正部８とで画像読取装置によって読み
取られる画像を補正する画像補正装置が実質上構成され
ている。

【００２９】次に、上記のように構成された外観検査シ
ステムにおける画像読取動作について図３および図４を
参照しつつ説明する。図３および図４は、図１の外観検
査システムにおける画像読取動作を示すフローチャート
である。この外観検査システムでは、検査対象物ＯＢの
画像読取に先立って、テーブル移動による主走査方向Ｘ
における画像の揺らぎ量を補正データとして求める（ス
テップＳ１〜Ｓ３）。すなわち、図５に示すように、基
準線ＳＬを有する補正用基準試料ＳＳを準備し、基準線
ＳＬが副走査方向Ｙと略平行となるように補正用基準試
料ＳＳをテーブル１上に保持する（ステップＳ１）。そ
して、撮像カメラ４で主走査方向Ｘのライン画像を撮像
しながら、テーブル１を副走査方向Ｙに順次移動させて
補正用基準試料ＳＳの２次元画像を補正用画像としてパ
ターン検査回路７に読み込む（ステップＳ２）。なお、
この補正用画像の読込みに際しては、補正部８による補
正処理は行われず、従来例と同様にして画像読込が実行
される。その結果、従来例と同様に、基準線ＳＬを撮像
することにより得られる基準線像ＩSLがテーブル１の主
走査方向Ｙにおける揺らぎによって主走査方向Ｘに歪ん
でしまう（図１３では、補正用基準試料ＳＳの部分領域
ＳＳ1に相当する画像のみを図示している）。また、補
正用画像を示す画像データは、図６に示すように、揺ら
ぎに応じてＢ画素が分布している。なお、同図および後
で説明する図７における「０」はＷ画素データを示す一
方、「１」はＢ画素データを示している。

【００３０】こうして揺らぎによる影響を受けた補正用
画像を読み込むと、補正データＣnを次のようにして導
出する（ステップＳ３）。すなわち、補正用画像（図
６）のうち１番目のライン画像データから該ライン画像
におけるＢ画素の中心位置Ｘ1を求める（ステップＳ３
１）。そして、１番目のラインに対応する補正データＣ
1を後の補正データＣnの基準とすべく「ゼロ」に設定し
（ステップＳ３２）、補正データ記憶部８１中の１番目
ラインに対応するアドレスに記憶する。

【００３１】次に、ステップＳ３３で２番目のライン画
像データから該ライン画像におけるＢ画素の中心位置Ｘ
2を求める。そして、基準となる１番目のラインにおけ
るＢ画素の中心位置からのずれ量（＝Ｘ2−Ｘ1）を補正
データＣ2として求め（ステップＳ３４）、補正データ
記憶部８１中の２番目ラインに対応するアドレスに記憶
される。それに続いて、ステップ３５で全ラインについ
てステップ３３およびステップＳ３４と同様の処理を行
ったかを判別し、該ステップＳ３５で「ＮＯ」と判別さ
れている間、ライン番号を１ずつ増加させながら、ステ
ップＳ３３およびＳ３４を実行する。すなわち、ｎ番目
のライン画像におけるＢ画素の中心位置Ｘnを求めた
（ステップＳ３３）後、次式Ｃn＝Ｘn−Ｘ1に従って補
正データＣnを算出し（ステップＳ３４）、補正データ
記憶部８１中のｎ番目ラインに対応するアドレスに記憶
する。

【００３２】一方、ステップＳ３５で「ＹＥＳ」と判別
された時点で、すべてのラインについて、各ラインに対
応する補正データＣ1、Ｃ2、…ＣN、C(N+1)、…の導
出、および補正データ記憶部８１への記憶が完了する。

【００３３】こうして補正データの導出が完了すると、
テーブル１から補正用基準試料ＳＳを取外し、図１に示
すように検査対象物ＯＢをテーブル１上に保持する（ス
テップＳ４）。そして、ステップＳ５〜Ｓ８を実行して
副走査方向Ｙにテーブル１を移動させながら、副走査方
向Ｙにおける各位置（各ライン）で撮像カメラ４によっ
てライン画像を撮像し、そのライン画像の一部のみを２
値化してライン画像データを作成した後、データバッフ
ァ６を介してパターン検査回路７に与えて検査対象物Ｏ
Ｂの２次元画像を読み取る。

【００３４】ここでは、図２を参照しつつステップＳ５
〜Ｓ８の動作について、より具体的に説明する。テーブ
ル１が副走査方向Ｙにおいて所定位置、例えばＮ番目の
ラインに相当する位置に位置決めされると、撮像カメラ
４のＣＣＤラインセンサ４１によって主走査方向Ｘに延
びたライン画像ＩNが撮像される（ステップＳ５）。次
に、補正データ記憶部８１に記憶されている補正データ
ＣNに基づき画像読取を開始する位置、つまり同図の黒
三角印で示された画像読取開始位置を基準位置〔この実
施形態では６画素目〕から補正する（ステップＳ６）。
なお、この具体例では、補正データＣNは「０」となっ
ており、Ｎ番目のラインでは、画像読取開始位置はＣＣ
Ｄラインセンサ４１の左から６番目の画素のままとな
る。

【００３５】こうして画像読取開始位置が決定される
と、その画像読取開始位置に対応する画素から順番に２
値化回路５によって２値化処理され、所定画素数のライ
ン画像データが作成され、データバッファ６に一旦格納
された後、テーブル１の移動動作に同期してパターン検
査回路７に送り出される。こうして、Ｎ番目ラインの画
像読取が完了する（ステップＳ７）。

【００３６】このような一連の処理（ステップＳ５〜Ｓ
７）は、ステップＳ８で全ラインについての画像読取が
完了したと判断される、つまりステップＳ８で「ＹＥ
Ｓ」と判別されるまで繰り返される。したがって、ステ
ップＳ８で「ＮＯ」と判別される間、上記と同様に、例
えばテーブル１がＮ番目のラインから４回だけ副走査方
向Ｙに移動した（Ｎ＋４）番目のラインに相当する位置
に位置決めされると、（Ｎ＋４）番目のライン画像が撮
像カメラ４のＣＣＤラインセンサ４１によって撮像され
る（ステップＳ５）。そして、補正データ記憶部８１に
記憶されている補正データＣ(N+4)、つまり「２」に基
づき画像読取開始位置が基準位置から（＋Ｘ）方向に進
んだ位置となり（ステップＳ６）、この補正後の画像読
取開始位置に対応する画素〔左から８番目の画素〕から
順番に２値化回路５によって２値化処理され、所定画素
数のライン画像データが作成され、データバッファ６に
一旦格納された後、テーブル１の移動動作に同期してパ
ターン検査回路７に送り出される。こうして、（Ｎ＋
４）番目ラインの画像読取が完了する（ステップＳ
７）。なお、この具体例では、基準位置はＣＣＤライン
センサ４１の左端から６画素目となっているが、これに
限定されないことは言うまでもない。

【００３７】こうして得られた画像データは、図７に示
すように配列しており、それをＣＲＴや液晶ディスプレ
イなどの表示装置上に表示すると、図８に示すようにテ
ーブル移動による主走査方向Ｘにおける揺らぎの影響は
すべて排除されている。

【００３８】以上のように、この実施形態では、予め基
準試料ＳＳを撮像して主走査方向Ｘにおける揺らぎ量に
相当する補正データＣnを求めておき、この補正データ
Ｃnに基づき画像読取開始位置を補正することでライン
画像を補正するようにしているので、主走査方向Ｘにお
けるテーブル１の揺らぎによる画像の歪みを高精度に補
正することができる。しかも、この実施形態では、提案
例のようにレーザ測長装置などの高精度な測長装置を新
たに追加設置する必要がないため、高精度な画像補正を
低コストで行うことができる。

【００３９】ところで、上記実施形態では、基準線ＳＬ
が副走査方向Ｙと略平行となるように補正用基準試料Ｓ
Ｓをテーブル１上に保持し（ステップＳ１）、補正デー
タＣnを導出している。そのため、基準線ＳＬが副走査
方向Ｙに対して傾斜するにしたがって、実際に導出され
る補正データＣnが真の揺らぎ量からずれてしまうた
め、補正精度が徐々に悪化する。すなわち、上記実施形
態では、テーブル１に保持された基準試料ＳＳの基準線
ＳＬは副走査方向Ｙと略平行となっており、この状態
で、補正用基準試料ＳＳをテーブル１上に保持し、その
全体を撮像することで得られる補正用画像では、例えば
図９に示すように基準線ＳＬを示す基準線像ＩSLはテー
ブル１の主走査方向Ｘにおける揺らぎの影響のみを受け
たものとなり、上記実施形態の如く補正データＣnを求
め、その補正データＣnに基づき検査対象物ＯＢの画像
を精度良く補正できる。これに対して、補正用基準試料
ＳＳをテーブル１上に保持し、その全体を撮像すること
で得られる補正用画像では、例えば図１０に示すように
基準線ＳＬを示す像ＩSLは、単にテーブル１の主走査方
向Ｘにおける揺らぎの影響のみならず、傾斜保持された
ことによる影響が加わり、その結果、上記実施形態によ
り求める補正データＣnによって高い精度での画像補正
は困難となる。

【００４０】このような課題を解消するためには、次に
説明する実施形態のように予め基準線ＳＬの傾斜を求
め、この傾斜による影響を補正用画像から取り除いた後
で、補正データＣnを導出するようにすればよい。以
下、図３および図１１を参照しつつ改良実施形態につい
て説明する。なお、改良実施形態は、主として補正デー
タの導出方法が異なり、その他の構成および動作につい
ては、先に説明した実施形態とほぼ同一であるため、そ
れら同一構成および動作についての説明は省略する。

【００４１】この改良実施形態では、先の実施形態と同
様に、基準線ＳＬを有する補正用基準試料ＳＳを準備
し、補正用基準試料ＳＳをテーブル１上に保持する（ス
テップＳ１）。なお、この改良実施形態では、後述する
ように基準線ＳＬが副走査方向Ｙと平行であろうと、副
走査方向Ｙに対して傾斜していようが、テーブル移動に
よる主走査方向Ｘにおける揺らぎのみを正確に反映した
補正データＣnを導出することができるため、基準線Ｓ
Ｌを先に説明した実施形態と同様に副走査方向Ｙとほぼ
平行に配置したり、副走査方向Ｙに対して傾斜するよう
に配置してもよい。

【００４２】次に、撮像カメラ４で主走査方向Ｘのライ
ン画像を撮像しながら、テーブル１を副走査方向Ｙに順
次移動させて補正用基準試料ＳＳの２次元画像を補正用
画像としてパターン検査回路７に読み込んだ（ステップ
Ｓ２）後、図１１に示すフローに従って補正データを導
出する（ステップＳ３）。

【００４３】図１１は、この発明にかかる画像補正装置
の改良実施形態における補正データ導出方法を示すフロ
ーチャートである。ここでは、ステップＳ３０１および
Ｓ３０２を実行して副走査方向Ｙにおける各位置におけ
るＢ画素の中心位置（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）、…を
求める。そして、これらの中心位置（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ
2，Ｙ2）、…に基づき最小２乗法により補正用画像（図
１０）に含まれる基準線像ＩSLの副走査方向Ｙに対する
傾きを求める。すなわち、テーブル移動による主走査方
向Ｘにおける画像の揺らぎがないと仮定したときの仮想
基準線像ＩSL′（図１０）を示す１次式を求める（ステ
ップＳ３０３）。なお、この改良実施形態では、最小２
乗法を用いて１次式を求めているが、他の近似計算法を
用いてもよいことはいうまでもない。

【００４４】こうして仮想基準線像ＩSL′を示す１次式
が求まると、ステップＳ３０４〜Ｓ３０６を実行して副
走査方向Ｙにおける各位置における補正データＣnを求
める。すなわち、ステップＳ３０４でｎ番目のライン
（Ｙ座標＝Ｙn）における仮想基準線像ＩSL′上のＸ座
標値Ｘn′を求めた後、次式 Ｃn＝Ｘn−Ｘn′ に従って補正データＣnを求める（ステップＳ３０
５）。この一連の処理（ステップＳ３０４、Ｓ３０５）
を副走査方向Ｙにおける全ての位置（全ライン）につい
て行う。

【００４５】以上のように、この改良実施形態によれ
ば、基準線ＳＬに対応する１次式を求め、実際に撮像さ
れる補正用画像と該１次式とに基づき補正データＣnを
導出するようにしているので、基準線ＳＬが副走査方向
Ｙと平行であるのか、副走査方向Ｙに対して傾斜してい
るのかを問わず、主走査方向Ｘにおける揺らぎ量（補正
データ）を正確に導出することができる。

【００４６】こうして補正データが導出されると、先に
説明した実施形態と同様にして（ステップＳ４〜Ｓ
８）、補正データＣnに基づき撮像カメラ４により撮像
された検査対象物ＯＢの画像を補正して揺らぎの影響を
排除して検査対象物ＯＢの２次元画像を高精度で読み取
ることができる。

【００４７】なお、上記実施形態では、補正データＣn
を導出するために補正用基準試料ＳＳを用いているが、
テーブル１に副走査方向Ｙと平行に延びる基準線を設
け、テーブル１の２次元画像を撮像し、この画像を補正
用画像としてもよく、この場合、補正用基準試料ＳＳを
準備する必要がなく、オペレータの作業負担を軽減する
ことができるとともに、検査の操作性を向上させること
ができる。

【００４８】また、上記実施形態では、補正用基準試料
ＳＳの２次元画像を補正用画像として読み取り、この画
像に基づき補正データＣnを導出しているが、先に説明
した実施形態（図４）においては、必ずしも２次元の補
正用画像を読み取らなければならないというわけではな
く、補正用基準試料ＳＳを副走査方向Ｙにおける各位置
（各ライン）に位置決めし、そのラインにおけるライン
画像を撮像するごとに、そのライン画像を補正用画像と
して読み取り、該補正用画像に基づき該ラインに対応す
る補正データＣnを導出するようにしてもよい。

【００４９】また、上記実施形態では、１番目のライン
におけるＢ画素の中心位置を基準位置として、副走査方
向Ｙにおける各位置（２番目のライン〜最終ラインの各
ライン）でのＢ画素の中心位置の基準位置からのずれ量
を補正データＣnとしているが、基準位置はこれに限定
されるものではなく、副走査方向Ｙにおける任意の位置
におけるＢ画素の中心位置を基準位置としたり、予め設
定しておいた位置を基準位置としてもよい。また、Ｂ画
素の中心位置に基づき補正データを算出しているが、中
心位置以外の特徴位置、例えばＢ画素のうち最左端位置
などに基づき補正データを求めるようにしてもよい。

【００５０】また、上記実施形態では、テーブル１を移
動させることで撮像カメラ４に対して検査対象物ＯＢを
副走査方向Ｙに移動させて２次元画像を撮像するように
構成しているが、テーブル１を移動させる代わりに撮像
カメラ４を移動させたり、テーブル１および撮像カメラ
４を移動させる場合においても、上記と同様に構成する
ことで同様の効果、つまり補正データＣnに基づき撮像
カメラ４により撮像された検査対象物ＯＢの画像を補正
して揺らぎの影響を排除して検査対象物ＯＢの２次元画
像を高精度で読み取ることができる。

【００５１】さらに、本発明にかかる画像補正装置およ
び方法の適用対象は、外観検査システムにおける画像読
取装置に限定されるものではなく、主走査方向Ｘに延び
るラインセンサを備えた撮像カメラなどの撮像手段に対
して撮像対象物〔上記実施形態における検査対象物に相
当する〕を副走査方向Ｙに相対的に移動させて撮像対象
物の２次元画像を読み取る画像読取装置全般に適用する
ことができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明にかかる画像補
正方法および画像補正装置によれば、撮像対象物の２次
元画像の読取に先立って、副走査方向に対して平行ある
いは傾斜した基準線を画像読取装置によって読取り、そ
の画像を補正用画像とするとともに、その補正用画像に
基づきテーブルの相対移動による主走査方向における画
像の揺らぎ量を補正データとして求めた後、撮像手段に
より撮像された撮像対象物の画像を補正データによって
補正するようにしているので、高精度で主走査方向にお
けるテーブルの揺らぎによる画像の歪みを補正すること
ができる。しかも、画像を補正するにあたって、提案例
のようにレーザ測長装置などの高精度な測長装置を新た
に追加設置する必要がないため、高精度な画像補正を低
コストで行うことができる。

【００５３】また、補正用画像に含まれる基準線像の傾
きを求め、この傾きに基づき、テーブルの相対移動によ
る主走査方向における画像の揺らぎがないと仮定したと
きの仮想基準線像を求めるとともに、副走査方向の各位
置において、前記補正用画像のうち基準線像に対応する
画素位置から、前記仮想基準線に対応する画素位置を減
算して得られる演算値を補正データとして求めるように
した場合（請求項５）、基準線が副走査方向と平行であ
るのか、副走査方向に対して傾斜しているのかを問わ
ず、補正データを正確に導出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる画像補正装置の一の実施形態
を有する外観検査システムを示す図である。

【図２】補正部の動作を模式的に示した図である。

【図３】図１の外観検査システムにおける画像読取動作
を示すフローチャートである。

【図４】図１の外観検査システムにおける画像読取動作
を示すフローチャートである。

【図５】図１の外観検査システムにおける画像読取動作
を示す説明図である。

【図６】補正用画像の画像データ配列を示す図である。

【図７】補正データに基づき補正された画像の画像デー
タ配列を示す図である。

【図８】補正データに基づき補正された画像の一部を示
す模式図である。

【図９】基準線を副走査方向と略平行に配置した状態
で、補正用基準試料をテーブル上に保持し、その全体を
撮像することで得られる補正用画像を示す模式図であ
る。

【図１０】基準線を副走査方向に対して傾斜配置した状
態で、補正用基準試料をテーブル上に保持し、その全体
を撮像することで得られる補正用画像を示す模式図であ
る。

【図１１】この発明にかかる画像補正装置の改良実施形
態における補正データ導出方法を示すフローチャートで
ある。

【図１２】従来の外観検査システムの構成を示す模式図
である。

【図１３】図１２の外観検査システムの画像読取装置に
よって読み取られた画像の一部を示す模式図である。

【符号の説明】

１…テーブル ２…駆動系制御回路 ３…テーブル駆動系 ４…撮像カメラ ５…２値化回路 ６…データバッファ ８…補正部 ４１…ＣＣＤラインセンサ ７１…補正データ作成部 Ｃ1，Ｃ2，ＣN，Ｃn…補正データ ＩN…ライン画像 ＩSL…基準線像 ＩSL′…仮想基準線像 ＯＢ…検査対象物（撮像対象物） ＳＬ…基準線 ＳＳ…補正用基準試料 Ｘ…主走査方向 Ｙ…副走査方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 典雄 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA20 DD02 DD03 DD11 EE08 FF01 FF04 FF61 FF67 FF70 JJ02 JJ03 JJ25 JJ26 MM03 PP12 QQ09 QQ18 QQ24 QQ25 QQ28 QQ31 QQ51 RR09 TT07 TT08 5B057 BA02 BA19 CD12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主走査方向に延びるラインセンサにより
   撮像対象物を撮像する撮像手段に対して、前記主走査方
   向とほぼ直交する副走査方向に前記撮像対象物を保持す
   るテーブルが相対的に移動して前記撮像対象物の２次元
   画像を読取る画像読取装置における画像補正方法であっ
   て、 前記副走査方向に対して平行あるいは傾斜した基準線を
   前記画像読取装置により読取って補正用画像を得る補正
   用画像取得工程と、 前記補正用画像に基づき、前記テーブルの相対移動によ
   る主走査方向における画像の揺らぎ量を補正データとし
   て求める補正データ作成工程と、 前記補正データに基づいて、前記撮像手段によって撮像
   された撮像対象物の画像を補正する補正工程とを備えた
   ことを特徴する画像補正方法。
2. 【請求項２】 前記補正画像取得工程は、 基準線を有する補正用基準試料を、その基準線が前記副
   走査方向に対して平行あるいは傾斜した状態で、前記テ
   ーブル上に保持する工程と、 前記補正用基準試料を前記撮像手段に対して前記副走査
   方向に相対的に移動させて２次元の補正用画像を撮像す
   る工程と、を備えた請求項１記載の画像補正方法。
3. 【請求項３】 前記補正データ作成工程は、副走査方向
   の各位置において、前記ラインセンサにより撮像された
   ライン画像を構成する画素のうち基準線に対応する画素
   位置を求め、当該画素位置に基づき補正データを求める
   工程である請求項１または２記載の画像補正方法。
4. 【請求項４】 前記補正データ作成工程は、 副走査方向の所定位置において、前記ラインセンサによ
   り撮像されたライン画像を構成する画素のうち基準線に
   対応する画素位置を求め、当該画素位置を基準位置とし
   て記憶する工程と、 前記所定位置を除く副走査方向の各位置において、前記
   ラインセンサにより撮像されたライン画像を構成する画
   素のうち基準線に対応する画素位置を求め、当該画素位
   置の前記基準位置からのずれ量を補正データとして記憶
   する工程と、を備える請求項１、２または３記載の画像
   補正方法。
5. 【請求項５】 前記補正画像取得工程は、前記基準線を
   前記撮像手段に対して前記副走査方向に相対的に移動さ
   せて補正用画像として２次元の補正用画像を撮像する工
   程であり、しかも、 前記補正データ作成工程は、 前記補正用画像に含まれる基準線像の副走査方向に対す
   る傾きを求め、この傾きに基づき、前記テーブルの相対
   移動による主走査方向における画像の揺らぎがないと仮
   定したときの仮想基準線像を求める工程と、 副走査方向の各位置において、前記補正用画像のうち基
   準線像に対応する画素位置から、前記仮想基準線像に対
   応する画素位置を減算して得られる演算値を前記補正デ
   ータとして求める工程と、を備えた請求項１記載の画像
   補正方法。
6. 【請求項６】 前記基準線像の傾きを求める工程は最小
   ２乗法を用いる請求項５記載の画像補正方法。
7. 【請求項７】 前記画像読取装置により読み取られる最
   終画像は、前記ラインセンサにより撮像されるライン画
   像を構成する画素の一部を読み取ることで形成されるも
   のであり、 前記補正工程は、副走査方向の各位置において、前記ラ
   インセンサにより撮像されたライン画像を構成する画素
   に対する画像読取開始位置を前記補正データに応じて主
   走査方向にシフトさせる工程である請求項１ないし６の
   いずれかに記載の画像補正方法。
8. 【請求項８】 主走査方向に延びるラインセンサにより
   撮像対象物を撮像する撮像手段に対して、前記主走査方
   向とほぼ直交する副走査方向に前記撮像対象物を保持す
   るテーブルが相対的に移動して前記撮像対象物の２次元
   画像を読取る画像読取装置における画像補正装置であっ
   て、 前記副走査方向に対して平行あるいは傾斜した基準線を
   前記画像読取装置によって読取ることで得られる画像に
   基づき、前記テーブルの相対移動による主走査方向にお
   ける画像の揺らぎ量を補正データとして求める補正デー
   タ作成手段と、 前記補正データ作成手段により求められた補正データに
   基づいて、前記撮像手段によって撮像された撮像対象物
   の画像を補正する補正手段とを備えたことを特徴する画
   像補正装置。
9. 【請求項９】 前記テーブルは、基準線を有する補正用
   基準試料を、その基準線が前記副走査方向に対して平行
   あるいは傾斜した状態で保持可能となっている請求項８
   記載の画像補正装置。
10. 【請求項１０】 前記補正データ作成手段は、副走査方
    向の各位置において、前記ラインセンサにより撮像され
    たライン画像を構成する画素のうち基準線に対応する画
    素位置を求め、当該画素位置に基づき補正データを求め
    る請求項８または９記載の画像補正装置。