JP2023121518A - 外観検査装置、外観検査装置の制御方法、および外観検査装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】段差を含む光透過性の検査対象の欠陥検出を容易にする外観検査装置等を提供する。【解決手段】外観検査装置は、マトリクス状に配列され、検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、前記複数の画素の各々の画素の輝度を制御する画素輝度制御手段と、前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を有し、前記画素輝度制御手段が、前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の分布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、外観検査装置等に関する。

複数の部材を組み合わせて製品の生産を行う生産ラインでは、不良品を作り込まないために部材ごとの検査が行われている。部材の中には透明や半透明の透光性部材がある。このような透光性部材では、傷やひびなどの欠陥を検出する外観検査が行われるのが一般的である。このような透光性部材には厚さが一様なものと、厚さが一様でないものがあるが、一般的に、厚さが一様でない透光性部材の欠陥検出は、厚さが一様なものより困難である。

これに関連して、欠陥検査装置の技術が、例えば、特許文献１に開示されている。この欠陥検査装置では、厚さが一様でない透光性部材の欠陥検出を容易にしようとする。この欠陥検査装置は、光源としてフラットパネルディスプレイを用いる。そして、欠陥検査装置は、リング状の照明光を生成する。この時、欠陥検査装置は、リング状の照明光を複数の区画に分割し、分割した各区画を順番に表示させて、検査対象（被検査物）の画像を取得する。そして、欠陥検査装置は、取得したそれぞれの画像を合成し、合成した画像に基づいて検査対象の欠陥を検出する。

特開２０２０－００３３４３号公報

特許文献１の技術では、欠陥検査装置が異なる角度で検査対象に照明を当てている。そして、欠陥検査装置が、この時撮影された複数の画像を合成して検査対象の欠陥を検出している。このため、特許文献１の欠陥検査装置は、メガネのレンズのように滑らかに厚さが変化している欠陥の検出には適している。しかしながら、厚さが階段状に変化する段差を含む検査対象の場合は、段差部分で影が生じてしまう。このため、特許文献１の欠陥検査装置には、段差を含む検査対象の欠陥検出がうまくできないという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、段差を含む光透過性の検査対象の欠陥検出を容易にする外観検査装置等を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の外観検査装置は、マトリクス状に配列され、検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、前記複数の画素の各々の画素の輝度を制御する画素輝度制御手段と、前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を有し、前記画素輝度制御手段が、前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の分布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する。

また、本発明の外観検査装置の制御方法は、マトリクス状に配列され検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、前記複数の画素の各々の画素の輝度を制御する画素輝度制御手段と、前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を有する外観検査装置の制御方法であって、前記画素輝度制御手段が、前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の分布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する。

また、本発明の外観検査装置の制御プログラムは、マトリクス状に配列され検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、前記複数の画素の各々の画素の輝度を制御する画素輝度制御手段と、前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を有する外観検査装置の制御プログラムであって、前記画素輝度制御手段が、前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の分布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する処理を、コンピュータに実行させる。

本発明の効果は、段差を含む光透過性の検査対象の欠陥検出を容易にする外観検査装置等を提供できることである。

第１の実施形態の外観検査装置を示すブロック図である。 第１の実施形態の外観検査装置の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態の外観検査装置に段差を含む検査対象が配置された状態を示す模式図である。 厚さの異なる透光性材料における画素の輝度と透過光強度の関係を示すグラフの一例である。 第１の実施形態の外観検査装置の構成の第１の具体例を示すブロック図である。 第１の実施形態の外観検査装置の構成の第２の具体例を示すブロック図である。 厚さの異なる透光性材料における画素の輝度と透過光強度の関係を示すグラフの一例である。 第１の実施形態の外観検査装置の構成の第２の具体例の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態の外観検査装置で画素の輝度を一定にした時の検査対象の画像の一例である。 第１の実施形態の外観検査装置の画素の輝度パターンの一例である。 第１の実施形態の外観検査装置の検査対象の画像の一例である。 第１の実施形態の外観検査装置で画素の輝度を一定に制御して撮影した場合の検査対象のキズを示す模式図である。 第１の実施形態の外観検査装置の検査対象のキズを示す模式図である。 第１の実施形態の外観検査装置の段差部で生じる反射光を示す模式図である。 第１の実施形態の外観検査装置で撮影した段差部の画像の一例である。 第２の実施形態の外観検査装置を示すブロック図である。 第２の実施形態の外観検査装置の欠陥検出手段を示すブロック図である。 第２の実施形態の外観検査装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の外観検査装置１００を示すブロック図である。外観検査装置は、面光源１０と、画素輝度制御手段２０と、厚さ情報取得手段３０と、を有している。

面光源１０は、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。それぞれの画素は、検査対象９０に照射する光を放出する。面光源１０は、例えば、テレセントリック照明とすることができる。ここで、テレセントリック照明は、それぞれの画素から放出される光が面光源１０の主面の垂直方向にコリメートされた光を出射するものである。また、面光源１０には、例えば、フラットパネルディスプレイを用いることができる。具体的なフラットパネルディスプレイとしては、例えば、液晶パネルや、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）パネルなどを用いることができる。

厚さ情報取得手段３０は、検査対象９０の位置ごとの厚さを表す厚さ情報を取得する。ここで、位置とは、検査対象９０の検査する面の、面内における位置である。これらの位置は、例えば平面座標で表される。

画素輝度制御手段２０は、面光源１０のそれぞれの画素の輝度を制御する。画素輝度制御手段２０は、例えば、駆動回路と、集積回路によって構成される。駆動回路は、画素を駆動する。また集積回路は、駆動回路を制御する。

画素輝度制御手段２０は、厚さ情報に基づいて、透過光強度分布が均一に近づくようにそれぞれの画素の輝度を制御する。ここで、透過光は、検査対象９０を透過した光である。透過光の光源は面光源１０の各画素である。また透過光強度分は、検査対象９０の検査する面内における透過光強度の分布である。

図２は、第１の実施形態の外観検査装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、厚さ情報取得手段３０が、検査対象９０の厚さ情報を取得する（Ｓ１）。次に、透過光強度分布が均一に近づくように、画素輝度制御手段２０が、それぞれの画素の輝度を制御する（Ｓ２）。上記の動作により、透過光強度分布を均一に近づけることで、外観検査装置１００は、ユーザが検査対象９０の欠陥を視認しやすい状態を作ることができる。

次に透過光強度分布を均一に近づける方法の詳細について説明する。図３は、第１の実施形態の外観検査装置１００に段差を含む検査対象が配置された状態を示す模式図である。面光源１０の上に検査対象９０が載置されている。図３では、検査対象９０の厚さｄが、ｄ１～ｄ５の５種類で構成された例が示されている。ここでは、ｄ１～ｄ５には、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４＞ｄ５の関係があるものとする。

図４は、厚さの異なる透光性材料における画素の輝度と透過光強度の関係を示すグラフの一例である。図４に示すように、透過光強度Ｉは、画素の輝度Ｌに比例する。また、検査対象９０を構成する透光性材料の厚さが厚くなるほど、同じ輝度Ｌにおける透過光強度Ｉは小さくなる。一般的には、入射光強度Ｉ_０と透過光強度Ｉと厚さdには次式の関係がある（ランベルトの法則）。
Ｉ＝Ｉ_０・ｅｘｐ^{（－αｄ）}、ただしαは吸収係数 （式１）
外観検査装置１００では、Ｉ_０が画素の輝度Ｌに相当する。いま、均一に近づける透過光強度Ｉの目標値を目標透過光強度Ｉｓ、そのための輝度Ｌを設定輝度Ｌｓとすると、
Ｉｓ＝Ｌ・ｅｘｐ^{（－αｄ）} （式２）
である。このため、
Ｌｓ＝Ｉｓ／ｅｘｐ^{（－αｄ）} （式３）
となるように画素の輝度を制御すればよい。

図４には、目標とする目標透過光強度Ｉｓを実現するための輝度を追記している。ここでは、その輝度Ｌを、厚さｄ１の場合Ｌ１ｓ、厚さｄ２の場合Ｌ２ｓ、厚さｄ３の場合Ｌ３ｓ、厚さｄ４の場合Ｌ４ｓ、厚さｄ５の場合Ｌ５ｓとしている。なお、予め図４のグラフが作成されていれば、数式を用いずに、グラフに基づいて設定する輝度Ｌを求めることも可能である。

次に外観検査装置１００の具体的な構成の例について説明する。図５は、第１の実施形態の外観検査装置１００の構成の第１の具体例を示すブロック図である。第１の具体例の外観検査装置１００では、厚さ情報取得手段３０が、設計情報取得手段３１を備えている。また、画素輝度制御手段２０が、設定輝度算出部２１と輝度制御部２２を備えている。

設計情報取得手段３１は、例えば、外部のデータベースなどから、検査対象９０の設計情報を取得する。設計情報には、検査対象９０の厚さ情報が含まれている。

設定輝度算出部２１は、式３と厚さ情報を用いて、透過光強度を目標透過光強度Ｉｓに近づけるための設定輝度Ｌｓを算出する。

輝度制御部２２は、それぞれの画素の輝度を制御する。輝度制御部２２が制御目標とする輝度は、設定輝度Ｌｓである。

以上説明したように、透過光強度分布を均一に近づけることで、第１の具体例の外観検査装置１００は、ユーザが検査対象９０の欠陥を視認しやすい状態を作ることができる。

図６は、第１の実施形態の外観検査装置の構成の第２の具体例を示すブロック図である。第２の具体例の外観検査装置１００は、透過光強度測定手段４０を備えている。透過光強度測定手段４０は、例えば、カメラ４１と、画像取得部４２を備えている。また第２の具体例の外観検査装置１００では、厚さ情報取得手段３０が、透過光強度分布算出部３２と、厚さ情報算出部３３を備えている。

厚さ情報を算出する場合は、まず、画素輝度制御手段２０が、複数の画素を均一な輝度に制御する。そして、透過光強度分布算出部３２は、画像取得部４２により取得された検査対象９０の画像に基づいて、透過光強度分布を算出する。厚さ情報算出部３３は、透過光強度分布算出部３２に基づいて、検査対象９０の場所ごとの厚さを算出する。そして厚さ情報算出部３３は、厚さ情報を生成する。

図７は、厚さの異なる透光性材料における画素の輝度と透過光強度の関係を示すグラフの一例である。図７のグラフは、図４のグラフと同じものである。ただし、図７では、画素輝度制御手段２０が全部の画素の輝度Ｌを初期設定輝度Ｌｉに制御した場合の透過光強度Ｉ１ｉ、Ｉ２ｉ、Ｉ３ｉ、Ｉ４ｉ、Ｉ５ｉが追記されている。図７から明らかなように、画素輝度制御手段２０が各画素の輝度Ｌを同じ初期設定輝度Ｌｉに制御した場合、厚さが厚いほど透過光強度Ｉが小さくなる。つまり、画素の輝度Ｌと透過光強度Ｉには式１の関係がある。このため、式１を利用して、厚さ情報算出部３３は、透過光強度Ｉから検査対象９０の場所ごと厚さの推定値を算出することができる。

図８は、第１の実施形態の外観検査装置の構成の第２の具体例の動作を示すフローチャートである。まず、画素輝度制御手段２０が面光源１０の全画素を均一な輝度に制御して検査対象９０に光を照射する（Ｓ１０１）。次に、透過光強度分布算出部３２が、検査対象９０の透過光強度分布を算出する（Ｓ１０２）。次に透過光強度分布に基づいて、厚さ情報算出部３３が厚さ情報を生成する（Ｓ１０３）。次に、透過光強度分布が均一に近づくように、画素輝度制御手段２０が、それぞれの画素の輝度を制御する（Ｓ１０４）。

以上説明したように、第２の具体例の外観検査装置１００では、厚さ情報を実測した透過光強度分布に基づいて、厚さ情報取得手段３０が、厚さ情報を生成することができる。そして、検査対象９０の値から透過光強度分布を均一に近づけることで、第２の具体例の外観検査装置１００は、ユーザが検査対象９０の欠陥を視認しやすい状態を作ることができる。

（実施例）
図９は、第１の実施形態の外観検査装置１００で画素の輝度を一定にした時の検査対象の画像の一例である。図９の明るいところは、検査対象９０の厚さが薄い場所に対応し、暗いところは検査対象９０の厚さが厚い場所に対応している。

図１０は、第１の実施形態の外観検査装置１００の画素の輝度パターンの一例である。図９の暗いところ、すなわち検査対象９０の厚さが厚い場所では、画素輝度制御手段２０が、画素の輝度を大きく制御している。また、図９の明るいところ、すなわち検査対象９０の厚さが薄い場所では、画素輝度制御手段２０が、画素の輝度を小さく制御している。

図１１は、第１の実施形態の外観検査装置１００の検査対象の画像の一例である。図９に比べて、透過光強度分布が均一に近づいている。

以下の説明は、外観検査装置１００における画像の具体例である。この具体例では、透過光強度分布が均一に近づいている。このため、欠陥が視認されやすくなっている。図１２は、第１の実施形態の外観検査装置１００で撮影した検査対象のキズ９９を示す模式図である。この模式図は、画素の輝度を一定に制御した場合の画像を示している。なお、ここでは、画像の暗い部分に暗く見える厚い部分９０ａにキズ９９が重なっているものとしている。暗い部分が重なっているため、キズ９９が視認されにくくなっている。

図１３は、第１の実施形態の外観検査装置１００の検査対象のキズを示す模式図である。図１３では、厚い部分９０ａと薄い部分９０ｂの明るさが近くなっている。このため、暗く見えるキズ９９が視認されやすくなっている。

次に、例外処理について説明する。面光源１０の光学系をテレセントリックとした場合、すなわち光が広がらずに面光源１０の主面に垂直な方向に揃って進む場合には、検査対象９０の広い範囲で透過光強度分布を均一に近づけることが、比較的容易である。しかしながら、検査対象９０に段差があると段差の近傍が暗くなる場合がある。

図１４は、第１の実施形態の外観検査装置１００の段差部９０ｃで生じる反射光を示す模式図である。図１４は、段差部９０ｃの側壁部分で反射光が生じることを表している。また、図示はしていないが、屈折光も生じる。このような反射光や屈折光が生じるのは、段差部９０ｃの側壁が面光源の主面に対して直角でないためである。また段差部９０ｃの角の鈍り（丸まり）によっても光の直進が妨げられる。これらの理由から、段差部９０ｃでは、厚さから推定される透過光強度よりも値が小さくなりやすい。すなわち段差部９０ｃの画像が、暗くなりやすい。図１５に第１の実施形態の外観検査装置１００で撮影した段差部の画像の一例を示す。

以上に説明したように、段差部９０ｃでは、透過光強度が、厚さから予測される値よりも小さくなる。そこで、設計情報から段差部９０ｃの位置がわかっている場合は、画素輝度制御手段２０は、段差部９０ｃを厚さ情報に基づく画素の輝度の制御の対象から除外する。そして、画素輝度制御手段２０は、段差部９０ｃに対応する画素の輝度を、厚さに基づいて計算される輝度よりも大きな第１の輝度に制御する。第１の輝度の値は、例えば、実験結果に基づいて定められる。具体的には、例えば、厚さ情報から算出される設定輝度Ｌｓの１より大きい定数倍としたり、画素の定格輝度に近い固定値としたりすることで、第１の輝度が定められる。このように、段差部９０ｃに対応する画素の輝度を例外的に高く設定することで、外観検査装置１００は、透過光強度分布を均一に近づけることができる。

以上、本実施形態の外観検査装置１００等について説明した。

本実施形態の外観検査装置１００は、面光源１０と、画素輝度制御手段２０と、厚さ情報取得手段３０と、を有している。面光源１０は、検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える。画素は、マトリクス状に配列さている。画素輝度制御手段２０は、複数の画素の各々の輝度を制御する。厚さ情報取得手段３０は、厚さ情報を取得する。厚さ情報とは、面光源１０の面上の座標毎の検査対象９０の厚さを表す情報である。そして、画素輝度制御手段２０は、厚さ情報に基づいて、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御する。ここで、透過光強度分布とは、面光源１０から出射され検査対象９０を透過した透過光の強度の分布であって検査対象９０の検査する面内の分布である。上記の構成では、画素輝度制御手段２０は、厚さ情報に基づいて、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御する。このため、検査対象９０が段差を含み厚さが一様でない場合でも、透過光強度分布が均一に近づく。すなわち検査対象９０の明るさが場所によらず均一に近づくため、欠陥の視認性が向上する。

また一態様によれば、外観検査装置１００の厚さ情報取得手段３０が、設計情報取得手段３１を有する。設計情報取得手段３１は、検査対象９０の設計情報を取得する。さらに、設計情報取得手段３１は、設計情報から厚さ情報を取得する。設計情報には厚さ情報が数値として含まれているため、画素輝度制御手段２０は、簡単な計算によって、それぞれの画素輝度の制御目標を取得することができる。

また一態様によれば、設計情報に段差が含まれる場合に、外観検査装置１００の画素輝度制御手段２０は、段差に対応する画素を、厚さ情報に基づく輝度制御の対象から除外する。そして画素輝度制御手段２０は、これらの画素を第１の輝度に調整する。第１の輝度は、上記の制御とは別途定められる。段差では、光線の一部が直進しないため、画像が暗くなる。しかし上記の調整によって、外観検査装置１００は、検査対象９０の明るさの分布を均一に近づけることができる。

また一態様によれば、外観検査装置１００は、透過光強度測定手段４０をさらに有する。透過光強度測定手段４０は、検査対象９０の検査する面から出射される透過光の強度を、位置ごとに測定する。また、厚さ情報取得手段３０は、画素輝度制御手段２０が、複数の画素を均一な輝度に制御した際の透過光強度分布を取得する。そして、厚さ情報取得手段３０は、取得した透過光強度分布に基づいて、検査対象９０の厚さ情報を算出する。この構成では、透過光強度分布を実測することができる。また、厚さ情報取得手段が、この透過光強度分布の実測値に基づいて厚さを推定する。このため、外観検査装置１００は、検査対象９０の厚さの分布が不明であっても、厚さ情報を推定することができる。そして、外観検査装置１００は、厚さ情報に基づいて、検査対象９０の明るさの分布を均一に近づけることができる。

また一態様によれば、外観検査装置１００は、さらに欠陥検出手段５０を有する。欠陥検出手段５０は、透過光によって形成された検査対象９０の画像に基づいて検査対象９０の欠陥を検出する。ここで用いる画像は、画素輝度制御手段２０が、透過光強度分布が均一に近づくようにそれぞれの画素の輝度を制御した際の画像である。

また、本実施形態の外観検査装置の制御方法は、面光源１０と、画素輝度制御手段２０と、厚さ情報取得手段３０と、を有する外観検査装置１００を制御する。ここで、面光源１０は、検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える。画素は、マトリクス状に配列さている。また画素輝度制御手段２０は、複数の画素の各々の輝度を制御する。また厚さ情報取得手段３０は、厚さ情報を取得する。厚さ情報は、面光源１０の面上の座標毎の検査対象９０の厚さを表す情報である。そして、本実施形態の外観検査装置の制御方法では、画素輝度制御手段２０が、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御する。この制御は、厚さ情報に基づいて行われる。ここで、透過光強度分布とは、検査対象９０を透過した透過光の強度の分布であって検査対象９０の検査する面内の分布である。また、透過光の元となる光は、面光源１０から出射されたものである。上記の構成では、画素輝度制御手段２０は、厚さ情報に基づいて、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御する。このため、検査対象９０が段差を含み厚さが一様でない場合でも、透過光強度分布が均一に近づく。すなわち検査対象９０の明るさが場所によらず均一に近づく。このため、本実施形態の外観検査装置の制御方法は、欠陥の視認性が向上するように外観検査装置１００を制御することができる。

また、本実施形態の外観検査装置の制御プログラムは、面光源１０と、画素輝度制御手段２０と、厚さ情報取得手段３０と、を有する外観検査装置１００を制御する処理をコンピュータに実行させる。ここで、面光源１０は、検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える。画素は、マトリクス状に配列さている。また画素輝度制御手段２０は、それぞれの画素の輝度を制御する。また厚さ情報取得手段３０は、検査対象９０の厚さ情報を取得する。厚さ情報とは、面光源１０の面上の座標毎の検査対象９０の厚さを表す情報である。そして、本実施形態の外観検査装置の制御プログラムでは、画素輝度制御手段２０が、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御する処理をコンピュータに実行させる。この制御は、厚さ情報に基づいて行われる。ここで、透過光強度分布とは、検査対象９０を透過した透過光の強度の分布である。また、透過光の元となる光は、面光源１０から出射されたものである。上記の構成では、外観検査装置の制御プログラムは、厚さ情報に基づいて、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御する処理をコンピュータに実行させる。このため、外観検査装置の制御プログラムは、検査対象９０の厚さが一様でない場合でも、透過光強度分布が均一に近づく処理をコンピュータに実行させる。すなわち、検査対象９０の明るさが場所によらず均一に近づく。このため、本実施形態の外観検査装置の制御プログラムは、欠陥の視認性が向上するように外観検査装置１００を制御する処理をコンピュータに実行させることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、外観検査装置１００が、検査対象９０の欠陥の視認性を向上させることを説明したが、欠陥を検出する主体が特定されていなかった。しかしながら、外観検査装置１００が欠陥の検出を行うことも可能である。図１６は、第２の実施形態の外観検査装置１０１を示すブロック図である。外観検査装置１０１は、第１の実施形態の外観検査装置１００の第２の具体例（図６）の構成に加えて、欠陥検出手段５０を備えている。なお、その他の構成は第２の具体例の外観検査装置１００と同じなので、説明を省略する。

図１７は、第２の実施形態の外観検査装置１０１の欠陥検出手段５０を示すブロック図である。欠陥検出手段５０は、基準画像保持部５１と、欠陥判定部５２とを備えている。

基準画像保持部５１は、基準画像を保持する。基準画像は、画素輝度制御手段２０が、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御して、欠陥のない検査対象９０の基準品を撮影した画像である。なお、欠陥のない画像を撮影した画像から得られない場合は、欠陥が少ない検査対象９０の画像を用いることができる。この場合、欠陥が少ない検査対象９０の画像から、全ての欠陥を消去することで、基準画像を生成しても良い。また、画素輝度制御手段２０は、基準画像を撮影した時の画素の輝度の配列を、基準輝度パターンとして記憶する。

欠陥判定部５２は、基準輝度パターンで画素の輝度を制御して撮影した検査対象９０の画像と、基準画像とを比較する。そして、欠陥判定部５２は、２つの画像の差分に基づいて欠陥を検出する。例えば、基準画像と、撮影で取得した検査対象９０の画像の明るさの差分が閾値以上であることをもって、欠陥判定部５２は、欠陥を検出する。

図１８は、第２の実施形態の外観検査装置１０１の動作を示すフローチャートである。まず、外観検査装置１０１は、面光源１０の画素を基準輝度パターンに制御する（Ｓ２０１）。次に、透過光強度測定手段４０が、検査対象９０の透過光画像を撮影する（Ｓ２０２）。次に、欠陥判定部５２が、撮影した検査対象９０の透過光画像と基準画像とを比較する。そして、欠陥判定部５２が、明るさの差分が閾値以上である場所を欠陥と判定して、欠陥を検出する（Ｓ２０３）。

以上説明したように、外観検査装置１０１は、欠陥の視認性を向上させた状態で、欠陥の検出を行うことができる。

以上、本実施形態の外観検査装置１０１について説明した。

本実施形態の外観検査装置１０１は、第１の実施形態の外観検査装置１００の構成に加えて、欠陥検出手段５０を有する。欠陥検出手段５０は、透過光によって形成された検査対象９０の画像を取得する。ここで、欠陥検出手段５０が取得する画像は、画素輝度制御手段２０が、透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの画素の輝度を制御した場合の画像である。そして、欠陥検出手段５０は、取得した検査対象９０の画像に基づいて検査対象９０の欠陥を検出する。この構成により、外観検査装置１０１は、欠陥の視認性を向上させた状態で、欠陥の検出を行うことができる。その結果、外観検査装置１００は、より正確に欠陥を検出することができる。

上述した第１または第２の実施形態の処理を、コンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。

以上、第１および第２の実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１０ 面光源
２０ 画素輝度制御手段
２１ 設定輝度算出部
２２ 輝度制御部
３０ 厚さ情報取得手段
３１ 設計情報取得手段
３２ 透過光強度分布算出部
３３ 厚さ情報算出部
４１ カメラ
４２ 画像取得部
４０ 透過光強度測定手段
５０ 欠陥検出手段
５１ 基準画像保持部
５２ 欠陥判定部
９０ 検査対象
１００、１０１ 外観検査装置

Claims (7)

1. マトリクス状に配列され、検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、
   前記複数の画素の各々の輝度を制御する画素輝度制御手段と、
   前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、
   を有し、
   前記画素輝度制御手段が、
   前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の分布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する、
   ことを特徴とする外観検査装置。
2. 前記厚さ情報取得手段が、
   前記検査対象の設計情報を取得する設計情報取得手段を有し、前記厚さ情報を前記設計情報から取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記設計情報に段差が含まれる場合に、
   前記画素輝度制御手段が、
   前記段差に対応する前記画素を、前記厚さ情報に基づく輝度制御の対象から除外し、別途定める第１の輝度に調整する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記検査対象の検査する面の位置ごとの前記透過光の強度を測定する透過光強度測定手段をさらに有し、
   前記厚さ情報取得手段は、
   前記画素輝度制御手段が、前記複数の前記画素を均一な輝度に制御した際の前記透過光強度分布を取得し、
   前記透過光強度分布に基づいて、前記厚さ情報を算出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の外観検査装置。
5. 前記透過光によって形成された前記検査対象の画像に基づいて前記検査対象の欠陥を検出する欠陥検出手段をさらに有し、
   前記欠陥検出手段は、
   前記画素輝度制御手段が、前記検査対象の画像であって、前記透過光強度分布が均一に近づくようにそれぞれの前記画素の輝度を制御した際の画像に基づいて前記欠陥を検出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の外観検査装置。
6. マトリクス状に配列され検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、前記複数の画素の各々の画素の輝度を制御する画素輝度制御手段と、前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を有する外観検査装置の制御方法であって、
   前記画素輝度制御手段が、前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の分布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する、
   ことを特徴とする外観検査装置の制御方法。
7. マトリクス状に配列され検査対象に照射する光を放出する複数の画素を備える面光源と、前記複数の画素の各々の画素の輝度を制御する画素輝度制御手段と、前記面光源の面上の座標毎の前記検査対象の厚さを表す厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を有する外観検査装置の制御プログラムであって、
   前記画素輝度制御手段が、前記厚さ情報に基づいて、前記面光源から出射され前記検査対象を透過した透過光の強度の布であって前記検査対象の検査する面内の分布である透過光強度分布が均一に近づくように、それぞれの前記画素の輝度を制御する処理を、
   コンピュータに実行させることを特徴とする外観検査装置の制御プログラム。

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