JP2021047162A - 外観検査装置、外観検査装置の較正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】較正用の標準面を撮影して行う外観検査装置の較正において、標準面の清浄度を厳密に保たずとも正確な較正を実現できる技術を提供する。【解決手段】被検査物に対して、照明光を照射する照明手段９１と、被検査物、及び、較正用に準備される較正用標準面９５を撮影する撮影手段９２と、撮影手段によって撮影された画像を処理することによって、被検査物を検査する検査手段９３と、撮影手段と較正用標準面との水平方向における相対位置が異なった状態で撮影手段によって撮影される較正用標準面の複数の画像から所定の特徴量を抽出し、抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する、調整用特徴量算出手段９３２と、を備え、調整用特徴量に基づいて、照明手段の較正及び／又は撮影された画像の補正処理を行う外観検査装置９。【選択図】図１

Description

本発明は、被検査物に照明光を照射して撮影された被検査物の画像に基づいて前記被検査物の検査を行う外観検査装置、及びその較正方法に関する。

従来から、被検査物に照明光を照射して撮影された被検査物の画像に基づいて、被検査物の検査を行う外観検査装置が知られている。

例えば、特許文献１には、いわゆるカラーハイライト方式による鏡面物体の三次元形状計測と、いわゆる位相シフト法による拡散物体の三次元形状計測を組み合わせて、基板の外観検査を行う装置が開示されている。

このような外観検査装置においては、照明光を照射する光源とカメラなどの撮影装置からなる光学系が、使用頻度や環境によって、経時的に本来の性能を発揮できなくなることがあるため、較正を実施することで、本来の性能を発揮できるように再調整して用いることが一般的である。

上記のような較正は、次のようにして行われている。光源から光を治具（標準板など）に照射し、当該治具表面（以下、標準面ともいう）を撮影装置で撮影する（即ち、治具で反射した光を受光する）。そして、撮影装置で撮影した画像から輝度値を抽出し、その値が予め設定された基準値から外れている場合には、基準値に近づくように光源側の電流値を調節するなどして照明条件を調整して、再度照射、撮影を行う。このようにして、抽出される輝度値が基準値になるように調整を行う。

特開２０１６−１１８５７号公報

ところで上記したような方法で較正を行う場合、標準面の清浄度が非常に重要になる。即ち、標準面にゴミ（埃など）や汚れが付着していた場合、撮影画像にはそれらが写り込み、当該箇所の輝度値に大きな変動が生じるため、正確な較正が実現できない。このことは、光学系の較正に限らず、例えば撮影画像のシェーディング補正など、治具表面の画像を用いて行う補正においても同様である。

このため、標準面のゴミなどの影響をなくすために、治具の状態を清浄に保つ、又は少なくとも較正の実行前に十分な清浄さを確保する必要があり、清浄度の確認に時間がかかるという問題があった。また、清浄度を確保するために治具のクリーニングを実施したとしても、クリーニング後から較正の実行までに清浄度を確保する必要があるうえ、装置に治具のクリーニング機構を設けた場合、装置のコストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、較正用の標準面を撮影して行う外観検査装置の較正において、標準面の清浄度を厳密に保たずとも正確な較正を実現できる技術を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。

本発明に係る外観検査装置は、
被検査物に対して、照明光を照射する照明手段と、
前記被検査物、及び、較正のために準備される較正用標準面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影された画像を処理することによって、前記被検査物を検査する検査手段と、
前記撮影手段と前記較正用標準面とに平行な方向における相対位置が異なった状態で前記撮影手段によって撮影される前記較正用標準面の複数の画像から所定の特徴量を抽出し、該抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する、調整用特徴量算出手段と、
を備え、
前記調整用特徴量に基づいて、前記照明手段の較正、及び／又は、撮影された画像の補正処理、を行うことを特徴とする。

なお、上記の特徴量は例えば、輝度、明度、彩度などとすることができる。また、較正用標準面は、外観検査装置とは別体の標準板に設けられて、較正のために当該標準板が疎外感検査装置に配置されるのであってもよいし、外観検査装置に内蔵されたものでよい。

上記のように、異なる範囲を撮影した複数の画像に基づいて調整用特徴量を求めることで、較正用の標準面にゴミ、汚れなどが存在する場合でも、これらの影響を抑止して、正確な較正を実現することが可能になる。

また、前記外観検査装置は、較正用標準板をさらに備え、前記較正用標準面は前記較正用標準板に設けられていてもよい。また、前記外観装置は、前記較正用標準板、及び／又は、前記撮影手段を、水平方向に移動させる、移動機構をさらに備えていてもよい。

このような移動機構によって、撮影手段と較正用標準面とを互いに平行な方向において相対的に少しずつ移動させながら較正用標準面を撮影することで、容易に撮影手段と較正用標準面相対位置が異なった複数の画像を取得することができる。

また、前記調整用特徴量算出手段は、前記複数の画像の特徴量の階調値を、１×１画素以上の領域毎に抽出し、前記複数の画像から抽出された前記領域毎の前記階調値の最頻値を、前記領域における前記調整用特徴量とするようにしてもよい。なお、ここでいう「階調」は、画像の明暗のみを示すのでは無く、色彩における明度、彩度の程度も含む意味に用いる。また、「階調値」とは、例えば０〜２５５の２５６段階のように画像データの画素が有する特徴量の階調そのものの値のみをいうのではなく、特徴量をある程度の値の幅を有するようにして何段階かにレベル分けし、段階毎の代表値として設定された値も含む意味に用いる。具体的には、例えば０〜２５５の階調値を２５段階に分類し、各段階の代表値を、１０、２０、３０・・・とした場合の、その代表値を含む。また、前記領域が複数の画素からなる場合の特徴量の階調値は、当該領域を構成する各画素の階調値の平均値、最頻値、などとすることができる。また、領域毎の前記調整用特徴量とするのは、必ずしも複数の階調値の最頻値に限られるわけではなく、例えば複数の階調値の平均値又は中央値であってもよいし、最大値としてもよい。

このようにすることで、較正用標準面のゴミ、汚れの影響を排除した、信頼度の高い調整用特徴量を得ることができる。

また、前記外観検査装置は、前記照明光の照明条件を設定する照明条件設定手段、をさらに備え、前記照明条件設定手段は、前記調整用特徴量と、予め設定されている基準特徴
量との比較に基づいて前記照明光の照明条件を設定することで、前記照明手段の較正を行うようにしてもよい。

このような構成により、外観検査装置の光学系に経時変化が生じた場合であっても、適切に照明条件を再設定して、被検査物の外観検査を実施することができる。

また、前記外観検査装置は、前記調整用特徴量を用いて補正用画像を生成する、補正画像生成手段、をさらに備え、前記画像の補正処理は、前記検査手段が、前記補正用画像に基づいて、前記撮影手段によって撮影された画像のシェーディング補正を行うものであってもよい。

ここで、補正用画像は、例えば各画素の値を調整用特徴量とした画像とすることができ、このような画像データを撮影画像のシェーディング補正の基準とすることで、精度の高いシェーディング補正を行うことができる。なお、シェーディング補正は、撮影された画像における観察光学系の収差などを是正する補正である。

また、本発明に係る、外観検査装置の較正方法は、
被検査物に照明光を照射して撮影された被検査物の画像に基づいて前記被検査物の検査を行う外観検査装置の較正を行う方法であって、
較正のために準備される較正用標準面に前記照明光を照射する照射ステップと、
前記照明光が照射された前記較正用標準面の異なる複数の範囲を撮影する撮影ステップと、
複数の前記較正用標準面の画像から、それぞれ特徴量を抽出する抽出ステップと、
抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する算出ステップと、
前記調整量特徴量に基づいて、前記外観検査装置の較正を行う較正ステップと、
を有することを特徴とする。

なお、ここでいう較正方法、には光学系の較正方法のみでなく、画像処理における補正方法も含む意味に用いられる。

また、前記撮影ステップでは、前記較正用標準面、及び／又は、撮影手段を前記較正標準面に平行な方向に移動させ、前記較正用標準面と前記撮影手段とに平行な方向における相対位置が異なる状態の前記較正用標準面の画像を、複数撮影してもよい。

また、前記抽出ステップでは、前記複数の画像の特徴量の階調値を、１×１画素以上の領域毎に抽出し、前記算出ステップでは、前記複数の画像から抽出された前記領域毎の前記階調値の最頻値を、前記領域における前記調整用特徴量としてもよい。

また、前記較正ステップでは、前記調整用特徴量と、予め設定される基準特徴量とを比較することによって前記照明光の照明条件を較正してもよい。

また、前記較正ステップでは、前記調整用特徴量を用いて補正用画像を生成し、前記補正用画像に基づいて、前記被検査物の画像のシェーディング補正を行ってもよい。

また、本発明は、上記の方法を外観検査装置に実行させるためのプログラム、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。

また、上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発
明を構成することができる。

本発明によれば、較正用の標準面を撮影して行う外観検査装置の較正において、標準面の清浄度を厳密に保たずとも正確な較正を実現できる技術を提供することができる。

図１は、本発明の適用例に係る外観検査装置の構成を示す模式図である。 図２は、本発明の適用例に係る外観検査装置の較正処理の流れを示すフローチャートである。 図３Ａは、較正用標準板と撮影範囲の関係を示す第１の図である。図３Ｂは、較正用標準板と撮影範囲の関係を示す第２の図である。図３Ｃは、較正用標準板と撮影範囲の関係を示す第３の図である。図３Ｄは、較正用標準板と撮影範囲の関係を示す第４の図である。図３Ｅは、較正用標準板と撮影範囲の関係を示す第５の図である。図３Ｆは、較正用標準板と撮影範囲の関係を示す第６の図である。 図４は、実施形態１に係る基板検査装置の構成を示す模式図である。 図５は、実施形態１に係る照明装置の構成を説明する平面図である。 図６は、実施形態１に係る情報処理装置の機能を説明するブロック図である。 図７は、実施形態１に係る基板検査装置の基板検査処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

＜適用例＞
（適用例の構成）
本発明は例えば、図１に示すような外観検査装置に適用することができる。図１は本適用例に係る外観検査装置９の概略構成を概略模式図である。外観検査装置９は、検査対象物（図示せず）の画像を撮影し、当該画像に基づいて検査対象物を検査する装置であり、図１に示すように主な構成として照明手段としての照明装置９１、撮影手段としてのカメラ９２、検査手段としての情報処理装置９３（例えばコンピュータ）、移動機構９４を有している。

照明装置９１は、検査対象物、及び較正用標準板９５に対して照明光を照射可能に構成されている。カメラ９２は、照明光が照射された状態の検査対象物、及び較正用標準板９５を撮影し、デジタル画像を出力する撮影手段である。なお、以下では、撮影手段によって撮影された検査対象物の画像を観測画像、較正用標準板９５の画像を較正用画像とも表記する。カメラ９２は例えば、光学系とイメージセンサを有して構成される。

情報処理装置９３は、照明装置９１、カメラ９２及び移動機構９４の制御、カメラ９２から取り込まれた画像に対する処理、三次元形状計測などの機能を有しており、本発明における検査手段に該当する。情報処理装置９３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）
、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性の記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなど）、入力装置（例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなど）、表示装置（例えば、液晶ディスプレイなど）を備えるコンピュータにより構成することができる。

移動機構９４は、検査対象物、又は較正用標準板９５を載置するステージを兼ねており、モーター（図示せず）などのアクチュエータの駆動力によって、図１中に示すＸ軸方向
、Ｙ軸方向に移動し、検査対象物、又は較正用標準板９５を載置している場合には、これらも移動させる。

較正用標準板９５は、照明装置９１からの照明光をカメラ９２に反射させる、例えば白色の板部材である。較正用標準板９５の照明光反射面（即ちカメラ９２に撮影される面）が、本発明における較正用標準面に相当する。なお、較正用標準板９５は、外観検査装置９とは別体のものとしてもよいし、装置に組み込まれていてもよい。

以上のような構成を有する外観検査装置９において検査対象物の外観検査を行う際には、照明装置９１から照明光を照射された状態の検査対象物の画像をカメラ９２によって複数撮影し、撮影された画像を情報処理装置９３がカラーハイライト方式などの方法により画像処理することで、検査対象物を検査する。

（情報処理装置）
続いて、情報処理装置９３が有する機能について説明する。情報処理装置９３は、外観検査に関わる機能モジュールとして、画像取得部９３１、調整用特徴量算出部９３２、較正処理部９３３、照明条件設定部９３４、移動機構制御部９３５、を含んでいる。

画像取得部９３１はカメラ９２から画像を取り込む機能であり、例えば、照明光が照射された状態の検査対象物の観測画像の他、較正用標準板９５を撮影した複数の較正用画像を取得する。例えば、本適用例では、較正用標準板９５の異なる箇所を撮影した６つの較正用画像データを取得する。

調整用特徴量算出部９３２は、較正に用いる調整用特徴量を算出する機能である。例えば、本適用例では画像取得部９３１によって取得された６つの較正用画像データのそれぞれから、画像の各画素が有する特徴量（例えば輝度値）を抽出し、これに基づいて、画素毎に一の調整用特徴量を算出する。例えば、画素毎に、６つの画像データから抽出された６つの輝度値のデータの最頻値を求め、当該最頻値の値を、調整用特徴量とする。例えば、６つの較正用画像から得られたある画素の輝度値として、２００が３つ、１５０が２つ、１００が１つであった場合、当該画素の調整用特徴量を２００とする。この例では、正常な標準面の輝度値が２００で、輝度値が１５０、１００の箇所にはゴミや汚れなどの何らかの障害が生じているものと考えることができる。

較正処理部９３３は、調整用特徴量算出部９３２によって算出された調整用特徴量と、予め設定されている較正用基準値を比較し較正する機能であり、両者の値の差の有無、いずれの値が高い値か、その程度、などを求める。

照明条件設定部９３４は、照明装置９１による照明条件の設定を行う機能であり、較正処理部９３３によって求められた結果に基づいて、較正用画像から抽出される調整用特徴量が較正用基準値と適合するように、照明装置９１の電流値を変更するなど処理を行う。

移動機構制御部９３５は、移動機構９５の駆動を制御する機構であり。ユーザーの入力、予め定められたプログラム、などに基づいて移動機構９５を移動させるためのアクチュエータの制御などを行う。

（較正処理の流れ）
次に、図２を参照して、本適用例において較正用標準板９５を用いて光学系の較正処理を行う手順について説明する。まず、情報処理装置９３は照明装置９１を制御し、較正用標準板に対し照明光を照射する（ステップＳ９０１）。次に、情報処理装置９３は、カメラ９２を制御して、照明光が照射されている状態の較正用標準板９５を撮影し、画像を取
得する（ステップＳ９０２）。

次に、情報処理装置９３は較正用標準板９５を撮影した回数が規定回数に達しているか否かを判定する（ステップＳ９０３）。規定回数は２回以上であれば限定されないが、例えば６回とすることができる。ここで、撮影回数が規定回数に達していない場合には、ステップＳ９０４に進み、較正用標準板９５を、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向に移動させてから（ステップＳ９０４）、ステップＳ９０２に戻り、その後の処理を繰り返す。これによって、カメラ９２の視野に収まる較正用標準板９５の範囲が、前回の撮影時とは異なる範囲となり、較正用標準板９５の異なる範囲を撮影した規定回数分の較正用画像を取得することができる。図３Ａ〜図３Ｆに較正用標準板９５と、６つの較正用画像の撮影範囲との関係を示す。図中の破線で示された矩形が撮影範囲である。なお、図中のＨはゴミを、Ｙは汚れを、それぞれ示している。

ステップＳ９０３で、規定回数撮影を行ったと判定された場合には、情報処理装置９３は、取得した複数の較正用画像から特徴量を抽出し（ステップＳ９０５）、抽出した複数の特徴量に基づいて、調整用特徴量を算出する（ステップＳ９０６）。続けて、情報処理装置９３は、算出された調整用特徴量と、予め設定されている較正用基準値を比較し（ステップＳ９０７）、当該比較結果に基づき、必要に応じて照明条件の設定を行う（ステップＳ９０８）。具体的には、調整用特徴量と較正用基準値とに差がある場合には、当該差を較正するように照明装置９１の電流値の調節を行うなどして、照明条件を再設定する。これによって外観検査装置９の光学系の較正処理の一連のルーテインは終了する。

なお、上記において、ステップＳ９０３撮影回数が規定回数に満たない場合は、ステップＳ９０４を経て、ステップＳ９０２に戻るようにしていたが、ステップＳ９０１に戻ってもよい。即ち、撮影の度に、照明のＯＮ／ＯＦＦを行ってもよい。

以上のような、本適用例に係る外観検査装置９の構成により、較正用標準板９５に多少のゴミや汚れが生じていた場合であっても、複数の較正用画像から得られる特徴量に基づいて、各画素の調整用特徴量を算出するため、ゴミや汚れの影響を低減して精度の高い較正を実施することができる。このため、較正用標準板９５の清浄度の確保、維持のためのコストを低減することができる。

＜実施形態１＞
次に、本発明を実施するための形態の他の例である基板検査装置１について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（基板検査装置のハードウェア構成）
図４を参照して、本発明の実施形態に係る基板検査装置の全体構成について説明する。図４は基板検査装置のハードウェア構成を示す模式図である。この基板検査装置１は、表面実装ラインにおける基板外観検査（例えば、リフロー後のはんだ接合状態の検査など）に利用される。

基板検査装置１は、主な構成として、ステージ１０、計測ユニット１１、制御装置１２、情報処理装置１３、表示装置１４を備える。計測ユニット１１は、カメラ１１０、照明装置１１１、を有している。

ステージ１０は、検査対象となる基板、較正用標準板１５を保持し、カメラ１１０の撮影位置に位置合わせするための機構である。図４に示すようにステージ１０に平行にＸ軸
とＹ軸をとり、ステージ１０と垂直にＺ軸をとった場合、ステージ１０は少なくともＸ方向とＹ方向の２軸の並進が可能である。カメラ１１０は、光軸がＺ軸と平行になるように配置されており、ステージ１０上の基板、較正用標準板１５を鉛直上方から撮影する。カメラ１１０で撮影された画像データは情報処理装置１３に取り込まれる。

カメラ１１０は、所望の撮影範囲を撮影可能な視野を有するものであればよく、任意の公知技術を採用することができる。

照明装置１１１（１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ）は、基板、較正用標準板１５に対し異なる色（波長）の照明光を照射する照明手段である。図４は照明装置１１１のＸＺ断面を模式的に示したものであり、実際には、同じ色の光を全方位（Ｚ軸回りの全方向）から照明可能なように照明装置１１１は円環状又はドーム形状を呈している。

図５は、照明装置１１１の各光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの配置関係を模式的に示す平面概略図である。照明装置１１１は、赤色光源１１１Ｒ、緑色光源１１１Ｇ、青色光源１１１Ｂの３つの円環状の光源を、カメラ１１０の光軸を中心として同心円状に配置した構造を有している。各光源１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂは、赤色光、緑色光、青色光の順に、基板、較正用標準板１５に対する入射角が大きくなるよう、仰角及び向きが調整されている。このような照明装置１１１は、例えば、ドーム形状の拡散板の外側にＲ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤを円環状に配列することで形成できる。

制御装置１２は、基板検査装置１の動作を制御する制御手段であり、ステージ１０の移動制御、照明装置１１１の点灯及び調光制御、カメラ１１０の撮影制御などを担っている。

情報処理装置１３は、カメラ１１０から取り込まれた画像データを用いて、較正用標準板１５に関する各種の計測値を取得したり、計測ユニット１１の光学系の較正を行ったり、検査対象基板の状態を検査したりする機能を有する装置である。表示装置１４は、情報処理装置１３で得られた計測値や検査結果を表示する装置である。情報処理装置１３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置、入力装置を有する汎用のコンピュータにより構成することができる。なお、図４では、制御装置１２と情報処理装置１３と表示装置１４を別のブロックで示したが、これらは別体の装置で構成してもよいし、単一の装置で構成してもよい。

較正用標準板１５は、カメラの視野よりも広い面積を有しており、照明装置１１１からの照明光をカメラ１１０に反射させ、これによって較正用の画像を取得可能にする白色板であり、較正を行う際に、ステージ１０上に設置して用いられる。

（機能構成）
図６は、情報処理装置１３が提供する検査処理に関わる機能モジュールの構成を示すブロック図である。これらの機能モジュールは、情報処理装置１３のＣＰＵが補助記憶装置に格納されたプログラムを読み込み実行することにより実現されるものである。ただし、全部又は一部の機能をＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの回路で構成してもよい。

なお、画像取得部１３１、調整用特徴量算出部１３２は、較正処理部１３３の各機能モジュールについては、適用例に係る外観検査装置９のものと同様であるため、詳細な説明は省略する。

補正画像生成部１３４は、観測画像のシェーディング補正に用いる補正画像を生成する機能である。調整用特徴量算出部１３２によって算出された調整用特徴量を用いて、画像
を構成する各画素が調整用特徴量からなる補正画像を生成する。

三次元形状計測部１３５は、二次元の画像データから検査対象基板の三次元形状を計測（復元）する機能モジュールである。基板の三次元形状の計測には、いわゆるカラーハイライト方式で得られる画像を利用する。カラーハイライト方式とは、複数の色（即ち、波長）の光を互いに異なる入射角で基板に照射し、基板表面にその法線方向に応じた色特徴（即ち、カメラから見て正反射方向にある光源の色）が現れるようにした状態で撮影を行うことにより、基板表面の三次元形状を二次元の色相情報として捉える方法である。画像の中から、Ｒ、Ｇ、Ｂの光源色が現れている領域のみを抽出して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各領域の形状、幅、順番に基づいて、基板の三次元形状を復元することができる。なお、三次元形状の復元には公知の手法を用いることができるため、ここでは詳しい説明を省略する。

検査部１３６は、三次元形状計測部１３５で得られた三次元形状データを基に、検査基板の形状に関わる各種指標を計測し、これらの計測値を用いて基板の状態を検査する機能モジュールである。

記憶部１３７は、各種のプログラムや、検査部１３６における検査の項目、条件などを定義した検査プログラムの他、外観検査装置９の較正のためのプログラムなど、各種情報を格納する機能モジュールである。検査プログラムには、例えば、検査対象の位置及びサイズ、部品のサイズ、計測する指標の種類、指標ごとの判定基準値（良品と不良品を判定するための閾値や値域）などが定義されている。

出力処理部１３８は、ステージ１０、計測ユニット１１を制御するための指令を、制御装置１２に出力したり、検査部１３６で得られた計測値や検査結果などを表示装置１４などへ出力したりする機能モジュールである。

（検査処理の流れ）
次に、図７を用いて、基板検査装置１で行われる検査処理の流れを説明する。図７は、検査処理の流れを示すフローチャートである。

まず、基板の検査に先だって、基板検査装置１の光学系を較正する処理を実行する（ステップＳ１０１）。当該処理は適用例に係る外観検査装置９のものと同様であるため、詳細な説明は省略するが、較正用標準板１５の異なる箇所を撮影した複数の較正用画像データ（例えば、それぞれ一分解能以上、撮影範囲の位置が異なる画像データを１０個程度）を取得し、当該画像から調整用特徴量を算出し、これに基づいて較正を実施する。

次に、情報処理装置１３は、補正画像生成部１３４において、観測画像のシェーディング補正に用いる補正用画像を生成する（ステップＳ１０２）。具体的には、上述したように、ステップＳ１０１の較正処理の際に算出した調整用特徴量を用いて、画像を構成する各画素が調整用特徴量からなる補正画像を生成する。

次に、制御装置１２が記憶部１３７に記憶されている検査プログラムに従ってステージ１０を制御し、検査対象の基板計測位置（カメラ１１０の視野）に移動させる（ステップＳ１０３）。そして、制御装置１２が照明装置１１１を点灯し（ステップＳ１０４）、赤色光、緑色光、青色光を照射した状態でカメラ１１０で撮影を行う（ステップＳ１０５）。得られた画像データ（観測画像）は、画像取得部１３１により情報処理装置１３に取り込まれる。

次に、情報処理装置１３は、ステップＳ１０２で得られた補正用画像を基準として、ステップＳ１０５で得られた観測画像をシェーディング補正する（ステップＳ１０６）。そ
して、三次元形状計測部１３５は、このようにして補正された観測画像から、基板の三次元形状を復元し、検査部１３６が、当該三次元形状と、検査プログラムの閾値とによって、基板の外観検査を実施する（ステップＳ１０７）。検査が終了すると、表示装置１４は、検査の結果を表示し（ステップＳ１０８）、一連の処理を終了する。

以上述べた本実施形態の基板検査装置によれば、較正用標準板１５の異なる箇所を撮影した複数の画像から、所定の特徴量を抽出し、該抽出された複数の特徴量の値に基づいて算出される調整用特徴量を用いて、照明条件の較正を行うだけでなく、被検査物を撮影した画像のシェーディング補正も実施することができる。

＜その他＞
上記各実施形態は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な形態には限定されない。本発明はその技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態においては、カラーハイライト方式を用いる基板検査装置に本発明が適用されていたが、他の方式による基板検査装置、透過光及び／又は反射光によってシート状の被検査物を検査するシート外観検査装置などに、本発明を適用することもできる。

また、上記の各例では、較正用標準板を載置するステージを移動させて、複数の異なる箇所を撮影した較正用画像を取得していたが、撮影手段を水平面内で移動させることにより、これを取得するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では較正用標準板は、カメラの視野よりも広い面積を有するものであったが、必ずしもその必要はなく、較正用標準板はカメラの視野と同等、又は狭い面積を有するものであってもよい。この場合でも、撮影画像に対して処理を行う領域を絞り込むことで目的を達成することができる。

また、上記の実施形態においては、較正用標準板は白色板であったが、白色である必要は無く、透明板であってもよい。また、較正用標準板は外観検査装置と別体である必要は無く、カメラの撮影範囲内に固定された治具であってもよい。

また、上記の各例においては、輝度値は取得された画像の各画素から抽出されていたが、例えば１００×１００画素の領域を一つの単位として、当該領域内の各画素の輝度値の平均値を、「特徴量の階調値」として抽出するのであってもよい。このような手法によれば、一つ一つの画素毎に「調整用特徴量」を算出する場合に比べ、処理の負荷を軽減し、処理時間を短縮させることができる。

本発明の一の態様は、被検査物に対して、照明光を照射する照明手段（９１）と、
前記被検査物、及び、較正のために準備される較正用標準面を撮影する撮影手段（９２）と、
前記撮影手段によって撮影された画像を処理することによって、前記被検査物を検査する検査手段（９３）と、
前記撮影手段と前記較正用標準面との水平方向における相対位置が異なった状態で前記撮影手段によって撮影される前記較正用標準面の複数の画像から所定の特徴量を抽出し、該抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する、調整用特徴量算出手段（９３２）と、
を備え、
前記調整用特徴量に基づいて、前記照明手段の較正、及び／又は、撮影された画像の補正処理、を行う外観検査装置（９）、である。
である。

また、本発明の他の一の態様は、被検査物に照明光を照射して撮影された被検査物の画像に基づいて前記被検査物の検査を行う外観検査装置の較正を行う方法であって、
較正のために準備される較正用標準面に前記照明光を照射する照射ステップ（Ｓ９０１）と、
前記照明光が照射された前記較正用標準面の異なる複数の範囲を撮影する撮影ステップ（Ｓ９０２；Ｓ９０３；Ｓ９０４）と、
複数の前記較正用標準面の画像から、それぞれ特徴量を抽出する抽出ステップ（Ｓ９０５）と、
抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する算出ステップ（Ｓ９０６）と、
前記調整量特徴量に基づいて、前記外観検査装置の較正を行う較正ステップ（Ｓ９０７；Ｓ９０８）と、
を有することを特徴とする、外観検査装置の較正方法、である。

１・・・基板検査装置
９・・・外観検査装置
１０・・・ステージ
１１・・・検査ユニット
１１０、９２・・・カメラ
１１１、９１・・・照明装置
１２・・・制御装置
１３、９３・・・情報処理装置
１４・・・表示装置
１５、９５・・・較正用標準板
９４・・・移動機構
Ｈ・・・ゴミ
Ｙ・・・汚れ

Claims (12)

1. 被検査物に対して、照明光を照射する照明手段と、
   前記被検査物、及び、較正のために準備される較正用標準面を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段によって撮影された画像を処理することによって、前記被検査物を検査する検査手段と、
   前記撮影手段と前記較正用標準面とに平行な方向における相対位置が異なった状態で前記撮影手段によって撮影される前記較正用標準面の複数の画像から所定の特徴量を抽出し、該抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する、調整用特徴量算出手段と、
   を備え、
   前記調整用特徴量に基づいて、前記照明手段の較正、及び／又は、撮影された画像の補正処理、を行う外観検査装置。
2. 較正用標準板をさらに備え、前記較正用標準面は前記較正用標準板に設けられている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記較正用標準板、及び／又は、前記撮影手段を、水平方向に移動させる、移動機構をさらに備える、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記調整用特徴量算出手段は、
   前記複数の画像の特徴量の階調値を、１×１画素以上の領域毎に抽出し、前記複数の画像から抽出された前記領域毎の前記階調値の最頻値を、前記領域における前記調整用特徴量とする、
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の外観検査装置。
5. 前記照明光の照明条件を設定する照明条件設定手段、をさらに備え、
   前記照明条件設定手段は、前記調整用特徴量と、予め設定されている基準特徴量との比較に基づいて前記照明光の照明条件を設定することで、前記照明手段の較正を行う、
   ことを特徴とする、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. 前記調整用特徴量を用いて補正用画像を生成する、補正画像生成手段、をさらに備え、
   前記画像の補正処理は、前記検査手段が、前記補正用画像に基づいて、前記撮影手段によって撮影された画像のシェーディング補正を行うことである、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の外観検査装置。
7. 被検査物に照明光を照射して撮影された被検査物の画像に基づいて前記被検査物の検査を行う外観検査装置の較正を行う方法であって、
   較正のために準備される較正用標準面に前記照明光を照射する照射ステップと、
   前記照明光が照射された前記較正用標準面の異なる複数の範囲を撮影する撮影ステップと、
   複数の前記較正用標準面の画像から、それぞれ特徴量を抽出する抽出ステップと、
   抽出された複数の特徴量の値に基づいて、一の調整用特徴量を算出する算出ステップと、
   前記調整量特徴量に基づいて、前記外観検査装置の較正を行う較正ステップと、
   を有することを特徴とする、外観検査装置の較正方法。
8. 前記撮影ステップでは、前記較正用標準面、及び／又は、撮影手段を前記較正用標準面に平行な方向に移動させ、前記較正用標準面と前記撮影手段とに平行な方向における相対
   位置が異なる状態の前記較正用標準面の画像を、複数撮影する、
   ことを特徴とする、請求項７に記載の外観検査装置の較正方法。
9. 前記抽出ステップでは、前記複数の画像の特徴量の階調値を、１×１画素以上の領域毎に抽出し、
   前記算出ステップでは、前記複数の画像から抽出された前記領域毎の前記階調値の最頻値を、前記領域における前記調整用特徴量とする、
   ことを特徴とする、請求項７又は８に記載の外観検査装置の較正方法。
10. 前記較正ステップでは、前記調整用特徴量と、予め設定される基準特徴量とを比較することによって前記照明光の照明条件を較正する、
    ことを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の外観検査装置の較正方法。
11. 前記較正ステップでは、前記調整用特徴量を用いて補正用画像を生成し、前記補正用画像に基づいて、前記被検査物の画像のシェーディング補正を行う、
    ことを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の外観検査装置の較正方法。
12. 請求項７から１１のいずれか一項に記載の各ステップを外観検査装置に実行させるためのプログラム。
    

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