JP2018059903A - 外観検査装置及びその光学系自動キャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ビジョン測定及び検査システムに適用可能な外観検査装置及びその光学系自動キャリブレーション方法に関する。
【解決手段】本発明の一実施形態による外観検査装置は、検査対象製品を照明する照明装置と、上記検査対象製品を撮影して映像信号を提供するカメラ装置と、上記カメラ装置の映像信号から映像を獲得し、各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、上記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を設定する光学系制御装置と、含み、上記光学系制御装置は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビジョン測定及び検査システムに適用可能な外観検査装置及びその光学系自動キャリブレーション方法に関する。

通常、ビジョン測定及び検査システムは、ビジョン（ｖｉｓｉｏｎ）光学系を用いて検査対象（ｔａｒｇｅｔ）製品を測定または検査する設備である。検査対象製品としては、例えば、受動素子、ＩＳＭ（Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ）及び基板などの種々の電子部品が挙げられる。

かかるビジョン測定及び検査システムは、複数の製品及び各製品の検査面を検査するために、複数の外観検査装置を含み得る。複数の外観検査装置は、設定された照明とカメラを用いて受動素子の映像を獲得し、獲得された映像に基づいて製品の外観不良を判断することができる。ここで、検査対象製品に欠陥が発生した状態で使用する場合、致命的な損失をもたらし得るため、検査対象製品の生産工程の一つとして外観検査工程が必要である。

ここで、検査対象製品である受動素子は、外部から供給された電力を消費、蓄積、放出する素子であり、受動素子としては、例えば、ＭＬＣＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、ＢＬＣＣ（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、ＶＬＣ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、及びＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）などが挙げられる。

ところが、複数の外観検査装置は、製品毎に反射率が著しく異なる可能性があり、ビジョン光学系の設定によって映像品質が著しく異なる可能性があって、その映像品質によって測定及び検査性能が左右され得る。

複数の外観検査装置を用いて効率的な検査を行うためには、製品毎に均一な品質の映像を得る必要があり、そのためには、製品を測定及び検査する前に、該当製品に適するように光学系を適切に調整及び設定する必要がある。

従来の光学系の調整方式は、現場で作業者が作業者の経験値に依存して手動で一つ一つ調整する方式であった。

このような手動調整は、作業者毎に偏差が発生し得て、検査の正確性に劣るため、検査の信頼度が低下するという問題点がある。

また、複数の外観検査装置のそれぞれに対する光学系を手動で一つ一つ調整する作業には多くの時間がかかるという問題点がある。

特に、検査すべき検査対象製品の種類が多い場合、従来の調整方法では、製品種類毎、モデル毎、容量毎に反射率が異なるため、照明の光量を最大限に用いても目標（ｔａｒｇｅｔ）値より小さい場合や、照明の光量を最小限に用いても目標値に測定値が収束しない場合が発生し得る。この場合、従来の方法では、該当カメラの調整に失敗したものと見なされ、手動調整がさらに要求される。これにより、製品に対する光学系を手動でさらに調整しなければならない場合が頻繁に発生するという問題点がある。

一方、従来、ビジョン測定及び検査システムにおける光学系の較正方法が提案されているが、色相毎のホワイトバランス比率値が１次的に目標値に収束しない場合に対する適切な代案は提案されていない状況である。

特開２００１−２４９０８４号公報

本発明の一実施形態は、ビジョン測定及び検査システムの外観検査装置において、光学系に対するキャリブレーションを自動で行うことができ、色相毎の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合、カメラゲインをリバランシング（ｒｅ‐ｂａｌａｎｃｉｎｇ）することで色相毎の測定輝度値が目標輝度値に収束するようにする、外観検査装置及びその光学系自動キャリブレーション方法を提供する。

本発明の一実施形態によると、検査対象製品を照明する照明装置と、上記検査対象製品を撮影して映像信号を提供するカメラ装置と、上記カメラ装置の映像信号から映像を獲得し、各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、上記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を調整及び設定する光学系制御装置と、を含み、上記光学系制御装置は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する、外観検査装置が提案される。

本発明の一実施形態によると、ビジョン測定及び検査システムの外観検査装置において、製品に適するように光学系に対するキャリブレーションを自動で行うことができるため、キャリブレーションにかかる時間を短縮することができ、手動キャリブレーションによる欠点を解消することができるとともに、色相毎の測定値が目標値に収束しない場合、光学系の相関因子に対するリバランシングにより、色相毎の測定値が目標値に収束することができる効果がある。

本発明の一実施形態による外観検査装置のブロック図である。 本発明の一実施形態による光学系制御装置の例である。 本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるカメラゲイン調整段階の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による照明値調整段階の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による照明値調整段階における収束の概念図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は本発明の一実施形態による外観検査装置のブロック図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による外観検査装置１００は、検査対象製品１の外観を検査するために、照明装置１１０と、カメラ装置１２０と、光学系制御装置１３０と、を含む。

ここで、検査対象製品１が多面体である場合には、各面を検査するために複数の外観検査装置１００が要求され得る。

上記照明装置１１０は検査対象製品を照明することができる。上記照明装置１１０は、予め設定された照明値を用いて照明することができる。

ここで、上記照明装置１１０の照明値は、検査対象製品１の外観検査に必要な照明値に予め設定されることができる。または、上記照明装置１１０の照明値は、カメラゲインを調整する前に、チャンネル毎、色相毎の適正照明値に、光学系制御装置１３０による照明値調整過程によって設定されることができる。

上記光学系制御装置１３０は、色相毎の照明値を調べて設定することができる。

上記カメラ装置１２０は、上記検査対象製品を撮影して映像信号を提供することができる。

上記光学系制御装置１３０は、上記カメラ装置１２０の映像信号から映像を獲得することができる。一例として、上記光学系制御装置１３０は、上記獲得された映像から、予め設定された関心領域に対する各色相毎の輝度値を各色相毎に分離して測定することができる。上記測定輝度値は、上記関心領域の複数のピクセルの輝度値を平均することで求められる測定平均輝度値であることができる。

ここで、色相は、赤色（Ｒｅｄ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ）、及び青色（Ｂｌｕｅ）であることができる。

次いで、光学系制御装置１３０は、上記各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、上記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を調整及び設定することができる。

また、上記光学系制御装置１３０は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整することができる。ここで、上記カメラゲインのリバランシングについては、下記式１、式２及び式３を参照して後述する。

一方、上記光学系制御装置１３０は、上記カメラゲインに関連する各色相毎のホワイトバランス比率値を調整及び設定する前に、上記照明装置１１０の照明値を調整及び設定することができる。

図２は本発明の一実施形態による光学系制御装置の例である。

図２を参照すると、上記光学系制御装置１３０は、映像獲得部１３１と、輝度値測定部１３２と、ホワイトバランス比率値設定部１３３と、を含むことができる。

上記映像獲得部１３１は、上記カメラ装置１２０からの映像信号から映像を獲得することができる。一例として、上記映像獲得部１３１は、アナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換し、このデジタル映像信号から映像を抽出することができる。

上記輝度値測定部１３２は、上記映像獲得部１３１からの映像を用いて各色相の輝度値を測定して測定輝度値を提供することができる。

上記ホワイトバランス比率値設定部１３３は、上記測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束するように各色相のホワイトバランス比率値を調整し、上記測定輝度値が上記目標輝度値に収束すると、その時の各色相のホワイトバランス比率値を設定し、上記ホワイトバランス比率値を上限値または下限値まで調整した場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整することができる。

次に、図３から図６を参照して、外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法について説明する。本明細書における外観検査装置および外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法についての説明は、特段の事情がない限り、互いに補完適用されることができる。

図３は本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法の一例を示すフローチャートである。

図３から図６を参照して、本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法について説明する。

後述の上記外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法についての説明には、図１及び図２を参照して説明された動作が適用可能である。これにより、上記外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法についての説明において、重複される詳細な説明はできるかぎり省略され得る。

図３を参照すると、外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法は、検査対象製品を照明する照明装置１１０と、上記検査対象製品を撮影するカメラ装置１２０と、光学系制御装置１３０と、を含む外観検査装置で行われる方法であって、検査対象製品（図１の１）の外観を検査するために、Ｓ２１０段階と、Ｓ２２０段階と、Ｓ２３０段階と、Ｓ２４０段階と、Ｓ２５０段階と、を含む。

上記Ｓ２１０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記カメラ装置１２０からの映像信号から映像が獲得されることができる。

上記Ｓ２２０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記映像から各色相の輝度値が測定され、各色相毎の測定輝度値が提供されることができる。一例として、色相の輝度値は、赤色輝度値、緑色輝度値、及び青色輝度値であることができる。

上記Ｓ２３０段階では、上記光学系制御装置１３０により、該当色相のホワイトバランス比率値が調整されながら、該当色相の測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束されるかが判断されることができる。ここで、色相のホワイトバランス比率値は、赤色ホワイトバランス比率値、緑色ホワイトバランス比率値、及び青色ホワイトバランス比率値であることができる。

上記Ｓ２４０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記測定輝度値が目標輝度値に収束されるように各色相のホワイトバランス比率値が調整され、上記ホワイトバランス比率値が上限値または下限値まで調整された場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束されないと、カメラゲインがリバランシングされた後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束されるように該当色相のホワイトバランス比率値が調整されることができる。

上記Ｓ２５０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記測定輝度値が上記目標輝度値に収束されると、その時の各色相のホワイトバランス比率値が設定されることができる。

図４は本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法の他の例を示すフローチャートである。

図４を参照すると、本発明の一実施形態による外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法は、Ｓ１００段階（照明値調整段階）と、Ｓ２００段階（カメラゲイン調整段階）と、を含むことができる。

上記Ｓ１００段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記照明装置１１０の照明値が調整されることができ、これについての説明は図６を参照して後述する。

上記Ｓ２００段階では、図３及び図５に示されたように、カメラゲインが調整されることができ、これについての説明は、図３を参照する説明に加えて、図５を参照して後述する。

図５は本発明の一実施形態によるカメラゲイン調整段階の一例を示すフローチャートである。

図１から図５を参照すると、上記光学系制御装置１３０は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合（図５のＳ２４１を参照）には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を減少させることができる。

例えば、上記光学系制御装置１３０は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最小値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値（ΔＢｃｏｌｏｒ１）だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｃｏｌｏｒ２、ΔＢｃｏｌｏｒ３）を下記式１によって調整する、カメラゲインのリバランシングを行うことができる（図５のＳ２４２を参照）。

上記式１において、Ｂｃｏｌｏｒ１、Ｂｃｏｌｏｒ２及びＢｃｏｌｏｒ３は、それぞれ赤色、緑色及び青色の何れか１つのホワイトバランス比率値であり、ΔＢｃｏｌｏｒ１、ΔＢｃｏｌｏｒ２及びΔＢｃｏｌｏｒ３は、赤色、緑色及び青色の何れか１つのホワイトバランス比率値の変更値である。また、Ａは定数であり、一例として、２０／０．０３５９であることができる。

また、上記光学系制御装置１３０は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合（図５のＳ２４１を参照）には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を増加させることができる。

例えば、上記光学系制御装置１３０は、該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最大値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値（ΔＢｃｏｌｏｒ１）だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｃｏｌｏｒ２、ΔＢｃｏｌｏｒ３）を上記式１によって調整することができる（図５のＳ２４３を参照）。

図５を参照すると、上記光学系制御装置１３０は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）が最小値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を予め設定された変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）を下記式２によって調整する、カメラゲインのリバランシングを行うことができる（図５のＳ２４３を参照）。

これと異なって、上記光学系制御装置１３０は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、赤色のホワイトバランス比率値が最大値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を予め設定された変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）を下記式２によって調整することができる（図５のＳ２４３を参照）。

上記式２において、Ｂｒｅｄ、Ｂｇｒｅｅｎ及びＢｂｌｕｅは赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値であり、ΔＢｒｅｄ、ΔＢｇｒｅｅｎ及びΔＢｂｌｕｅは赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値の変更値である。また、Ａは定数であり、一例として、２０／０．０３５９であることができる。

上記式２を参照すると、上記光学系制御装置１３０は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を減少させなければならないが、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）が最小値である際にも赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合には、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）をさらに減少させることができるように、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を予め設定された変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ増加させる。

例えば、上記光学系制御装置１３０は、下記式３のように出力パワー（ｙｒｅｄ、ｙｇｒｅｅｎ、ｙｂｌｕｅ）が維持される状態で、上記赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を上記変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ増加させる時に、上記式２を用いると、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）を調整する、カメラゲインのリバランシングを行うことができる（図５のＳ２４３を参照）。

上記式３において、ｙｒｅｄ、ｙｇｒｅｅｎ及びｙｂｌｕｅは赤色、緑色及び青色の出力パワーであり、ｘｒｅｄ、ｘｇｒｅｅｎ及びｘｂｌｕｅは赤色、緑色及び青色の入力パワーであり、Ｇはカメラ装置のゲインであり、Ｂｒｅｄ、Ｂｇｒｅｅｎ及びＢｂｌｕｅは赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値である。また、Ｂは定数であり、一例として、０．０３５９であることができる。

上記式３を参照すると、各色相毎の出力パワー（ｙｒｅｄ、ｙｇｒｅｅｎ、ｙｂｌｕｅ）は、入力パワー（ｘｒｅｄ、ｘｇｒｅｅｎ、ｘｂｌｕｅ）及びカメラ装置のゲイン（Ｇ）の関数である。

これと異なって、上記式２を参照すると、上記光学系制御装置１３０は、赤色の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を増加させなければならないが、赤色のホワイトバランス比率値が最大値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合には、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を予め設定された変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ減少させる。

例えば、上記光学系制御装置１３０は、上記式３のように、出力パワー（ｙｒｅｄ、ｙｇｒｅｅｎ、ｙｂｌｕｅ）が維持される状態で、上記赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を上記変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ減少させる時に、上記式２を用いると、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）を調整することができる（図５のＳ２４３を参照）。

一方、上記カメラゲインのリバランシングについて説明する。例えば、式２及び３を参照すると、赤色、緑色及び青色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）の変更値（ΔＢｒｅｄ、ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）及びカメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）は互いに相関関係を有しており、式２及び３を満たす組合せの値を有する。

予め設定された組合せの値において、赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束するように赤色のホワイトバランス比率値を調整する過程で、赤色のホワイトバランス比率値が最小値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合に、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）をさらに減少させることができるように、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を予め設定された変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ増加させ、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を上記変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ増加させる時に、上記式２を用いると、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）を決定することができる。

また、赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束するように赤色のホワイトバランス比率値を調整する過程で、赤色のホワイトバランス比率値が最大値である際に赤色の測定輝度値が目標輝度値に収束しない場合に、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）をさらに増加させることができるように、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を予め設定された変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ減少させ、赤色のホワイトバランス比率値（Ｂｒｅｄ）を上記変更値（ΔＢｒｅｄ）だけ減少させる時に、上記式２を用いると、カメラ装置のゲイン変更値（ΔＧ）及び緑色及び青色のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値（ΔＢｇｒｅｅｎ、ΔＢｂｌｕｅ）を決定することができる。このような過程が、カメラゲインのリバランシングである。

上記カメラゲインのリバランシングについて、赤色の場合を例として説明したが、緑色及び青色にも同一の原理が適用されることができる。

上述のように、赤色に対する調整過程と同様の方式により、緑色に対しても下記式４を用いて調節することができ、青色に対しても下記式５を用いて調節することができる。

図６は本発明の一実施形態による照明値調整段階の一例を示すフローチャートであり、図７は本発明の一実施形態による照明値調整段階における収束の概念図である。

図６及び図７を参照すると、上記照明値を調整する段階（Ｓ１００）は、Ｓ１１０段階と、Ｓ１２０段階と、Ｓ１３０段階と、Ｓ１４０段階と、Ｓ１５０段階と、を含むことができる。

上記Ｓ１１０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記カメラ装置１２０からの映像信号から映像が獲得されることができる。

上記Ｓ１２０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記映像から各色相の輝度値が測定され、各色相毎の測定明度値が提供されることができる。

上記Ｓ１３０段階では、上記光学系制御装置１３０により、該当色相の照明値が調整されながら該当色相の測定明度値が予め設定された目標明度値に収束されるかの判断が行われることができる。

上記Ｓ１４０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記測定明度値が上記目標明度値に収束されないと、各色相の照明値が調整されて上記映像を獲得する段階に進む。

そして、上記Ｓ１５０段階では、上記光学系制御装置１３０により、上記測定明度値が上記目標明度値に収束されると、その時の各色相の照明値が設定されることができる。

上記のような照明装置の照明値調整過程を経ることで、図７に示されたように、上記照明装置に対する各色相毎の測定明度値が目標明度値に収束される照明値を調べて設定することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ 外観検査装置
１１０ 照明装置
１２０ カメラ装置
１３０ 光学系制御装置
１３１ 映像獲得部
１３２ 輝度値測定部
１３３ ホワイトバランス比率値設定部

Claims (14)

1. 検査対象製品を照明する照明装置と、
   前記検査対象製品を撮影して映像信号を提供するカメラ装置と、
   前記カメラ装置の映像信号から映像を獲得し、各色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、前記映像から求められた各色相の測定輝度値が目標輝度値に収束する各色相のホワイトバランス比率値を調整及び設定する光学系制御装置と、を含み、
   前記光学系制御装置は、
   該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する、外観検査装置。
2. 前記光学系制御装置は、
   前記カメラ装置からの映像信号から映像を獲得する映像獲得部と、
   前記映像から各色相の輝度値を測定して測定輝度値を提供する輝度値測定部と、
   前記測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束するように各色相のホワイトバランス比率値を調整し、前記測定輝度値が前記目標輝度値に収束すると、その時の各色相のホワイトバランス比率値を設定し、前記ホワイトバランス比率値を上限値または下限値まで調整した場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整するホワイトバランス比率値設定部と、を含む、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記光学系制御装置は、
   該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を減少させる、請求項１または２に記載の外観検査装置。
4. 前記光学系制御装置は、
   該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最小値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔＢｃｏｌｏｒ１だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔＧ及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔＢｃｏｌｏｒ２、ΔＢｃｏｌｏｒ３を下記式
   

   

   によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項３に記載の外観検査装置。
5. 前記光学系制御装置は、
   該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を増加させる、請求項１から４のいずれか一項に記載の外観検査装置。
6. 前記光学系制御装置は、
   該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最大値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔＢｃｏｌｏｒ１だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔＧ及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔＢｃｏｌｏｒ２、ΔＢｃｏｌｏｒ３を下記式
   

   

   によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項５に記載の外観検査装置。
7. 前記光学系制御装置は、
   前記カメラゲインに関連する各色相毎のホワイトバランス比率値を調整及び設定する前に、前記照明装置の照明値に関連する各色相毎のホワイトバランス比率値を調整及び設定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の外観検査装置。
8. 検査対象製品を照明する照明装置と、前記検査対象製品を撮影するカメラ装置と、光学系制御装置と、を含む外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法であって、
   前記光学系制御装置により、前記カメラ装置からの映像信号から映像を獲得する段階と、
   前記映像から各色相の輝度値を測定して各色相毎の測定輝度値を提供する段階と、
   該当色相のホワイトバランス比率値を調整しながら、該当色相の測定輝度値が予め設定された目標輝度値に収束するかを判断する段階と、
   前記測定輝度値が目標輝度値に収束するように各色相のホワイトバランス比率値を調整し、前記ホワイトバランス比率値を上限値または下限値まで調整した場合にも、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、カメラゲインをリバランシングした後、さらに該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を調整する段階と、
   前記測定輝度値が前記目標輝度値に収束すると、その時の各色相のホワイトバランス比率値を設定する段階と、を含む、外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。
9. 前記ホワイトバランス比率値を調整する段階では、
   該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を減少させる、請求項８に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。
10. 前記ホワイトバランス比率値を調整する段階では、
    該当色相の測定輝度値が目標輝度値より大きい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最小値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔＢｃｏｌｏｒ１だけ増加させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔＧ及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔＢｃｏｌｏｒ２、ΔＢｃｏｌｏｒ３を下記式
    

    

    によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項９に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。
11. 前記ホワイトバランス比率値を調整する段階では、
    該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合には、該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束するように該当色相のホワイトバランス比率値を増加させる、請求項８から１０のいずれか一項に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。
12. 前記ホワイトバランス比率値を調整する段階では、
    該当色相の測定輝度値が目標輝度値より小さい場合、該当色相のホワイトバランス比率値が最大値である際に該当色相の測定輝度値が目標輝度値に収束しないと、該当色相のホワイトバランス比率値を予め設定された変更値ΔＢｃｏｌｏｒ１だけ減少させ、この場合、カメラ装置のゲイン変更値ΔＧ及び他の色相のホワイトバランス比率値のそれぞれの変更値ΔＢｃｏｌｏｒ２、ΔＢｃｏｌｏｒ３を下記式
    

    

    によって調整するカメラゲインのリバランシングを行う、請求項１１に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。
13. 前記映像を獲得する段階の前に、前記照明装置の照明値を調整する段階をさらに含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。
14. 前記照明値を調整する段階は、
    前記光学系制御装置により、前記カメラ装置からの映像信号から映像を獲得する段階と、
    前記映像から各色相の輝度値を測定して各色相毎の測定明度値を提供する段階と、
    該当色相の照明値を調整しながら、該当色相の測定明度値が予め設定された目標明度値に収束するかを判断する段階と、
    前記測定明度値が前記目標明度値に収束しないと、各色相の照明値を調整して前記映像を獲得する段階に進む段階と、
    前記測定明度値が前記目標明度値に収束すると、その時の各色相の照明値を設定する段階と、を含む、請求項１３に記載の外観検査装置の光学系自動キャリブレーション方法。

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