JP2962671B2 - 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被検査物上の異物、
汚れ、キズ、黒点、ピンホール、フィッシュアイなどの
欠陥を検出して良または不良と判定する欠陥検査装置及
び欠陥検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルム状の物体やシート状の物体など
の製造・検査工程において、その物体の表面に欠陥が有
るか否かを見極めるための欠陥検査装置としては種々の
ものが知られている。一般にかかるフィルム状の物体や
シート状の物体などの欠陥を検査するためにはラインＣ
ＣＤカメラなどのラインイメージセンサが用いられ、本
発明者らは、既にラインイメージセンサがの出力信号を
２値化した信号からを用いたランレングス符号化処理と
複数行のランレングス符号を用いた連結性処理を並列的
に実行することにより、高速な欠陥測定を行うことがで
きる欠陥検査装置を開発し特許出願している（特願平１
−２０２４５７号、特開平３−６７１５９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記、既開発の欠陥検
査装置では、２値化を行うためのしきい値（スレッショ
ルド）の決定と記憶を対象物の欠陥の検査前にのみ行っ
ているので、欠陥の検査が長時間にわたる場合は、照明
装置の照度、ラインイメージセンサの経時変化、検査対
象物における物理特性の変化などにより、ラインイメー
ジセンサから得られるアナログ画像データが変動する
と、検査精度が低下してしまうという問題があった。

【０００４】したがって本発明は、照明装置の照度、ラ
インイメージセンサの経時変化、検査対象物における物
理特性の変化などがあっても、高速かつ高精度で検査対
象物の欠陥検査をおこなうことができる欠陥検査装置及
び欠陥検査方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、２値化のためのしきい値を記憶するし
きい値記憶手段を２つ設け、第１と第２のしきい値記憶
手段の一方のしきい値を用いて２値化手段が２値化を実
行しているときに、連結性処理手段による連結性処理が
終了した後にしきい値の決定を行い、決定されたしきい
値を第１と第２のしきい値記憶手段の他方に書き込むこ
とにより第１のしきい値記憶手段からのしきい値の読み
出しと第２のしきい値記憶手段へのしきい値の書き込み
を実質的に並列処理し、かつ第２のしきい値記憶手段か
らのしきい値の読み出しと第１のしきい値記憶手段への
しきい値の書き込みを実質的に並列処理するよう制御し
ている。

【０００６】すなわち、本発明によればラインイメージ
センサと、前記ラインイメージセンサの出力画像データ
を２値化する２値化手段と、前記２値化手段が２値化を
行うために必要なしきい値を記憶する第１と第２のしき
い値記憶手段と前記２値化手段にて得られる２値画像デ
ータの変化点アドレスを得るためのランレングス符号化
手段と、前記ランレングス符号化手段から出力される前
記ラインイメージセンサにおける複数行分のランレング
ス符号をそれぞれ記憶する第１と第２のランレングス符
号記憶手段と、前記第１と第２のランレングス符号記憶
手段に記憶されたランレングス符号に対して連結性処理
を行い検査対象物の欠陥を検出する連結性処理手段と、
前記第１と第２のランレングス符号記憶手段の一方への
前記ランレングス符号化手段から出力されるランレング
ス符号の入力が終了した後に、そのランレングス符号を
読み出して前記連結性処理手段に連結性処理を実行さ
せ、前記第１と第２のランレングス符号記憶手段の他方
への前記ランレングス符号化手段から出力されるランレ
ングス符号の入力が終了した後に、そのランレングス符
号を読み出して前記連結性処理手段に連結性処理を実行
させることにより、前記第１のランレングス符号記憶手
段への入力と前記第２のランレングス符号記憶手段から
のランレングス符号を用いた連結性処理を実質的に並列
処理し、前記第２のランレングス符号記憶手段への入力
と前記第１のランレングス符号記憶手段からのランレン
グス符号を用いた連結性処理を実質的に並列処理するよ
う制御する第１制御手段と、前記第１と第２のしきい値
記憶手段の一方のしきい値を用いて前記２値化手段が２
値化を実行しているときに、前記連結性処理手段による
連結性処理が終了した後にしきい値の決定を行い、決定
されたしきい値を前記第１と第２のしきい値記憶手段の
他方に書き込むことにより前記第１のしきい値記憶手段
からのしきい値の読み出しと前記第２のしきい値記憶手
段へのしきい値の書き込みを実質的に並列処理し、かつ
前記第２のしきい値記憶手段からのしきい値の読み出し
と前記第１のしきい値記憶手段へのしきい値の書き込み
を実質的に並列処理するよう制御する第２制御手段と
を、有する欠陥検査装置が提供される。

【０００７】さらに、本発明によればラインイメージセ
ンサからの出力信号を第１及び第２のしきい値記憶手段
に記憶されたしきい値の一方を用いて２値化するステッ
プと、２値化された画像データをランレングス符号化
し、第１及び第２のランレングス符号記憶手段の一方に
記憶するステップと、前記一方のランレングス符号記憶
手段に記憶された前記ラインイメージセンサの画像デー
タの複数行分のランレングス符号を用いて連結性処理を
行うステップと、前記連結性処理の実行中に前記２値化
するステップを再開し、かつ２値化された画像データを
ランレングス符号化し、第１及び第２のランレングス符
号記憶手段の他方に記憶するステップと、前記連結性処
理の結果を用いて２値化のためのしきい値を決定し、前
記一方のしきい値記憶手段のしきい値を用いて前記２値
化するステップが実行されているときに、決定されたし
きい値を前記第１及び第２のしきい値記憶手段の他方に
記憶するステップとを、有する欠陥検査方法が提供され
る。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成なので、第１のしきい値記憶
手段からのしきい値の読み出しと第２のしきい値記憶手
段へのしきい値の書き込みを実質的に並列処理し、かつ
第２のしきい値記憶手段からのしきい値の読み出しと第
１のしきい値記憶手段へのしきい値の書き込みを実質的
に並列処理するよう制御され、その結果高速かつ高精度
な欠陥検査を実現することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面とともに本発明欠陥検査
装置及び欠陥検査方法の実施の形態を好ましい実施例に
よって説明する。図１は本発明の欠陥検査装置の実施例
のブロック図である。図１の装置はラインイメージセン
サとして動作するラインＣＣＤカメラ１と、その出力ア
ナログ信号を処理する画像処理回路２を有している。ラ
インＣＣＤカメラ１は、図示省略の検査対象物の表面を
１次元的に走査して、画像データを得るものであり、素
子（画素）数が２０４８あるいは５０００で、クロック
周波数が２０ＭＨｚ、走査周期が最高０．１１ｍｓのも
のを使用することができる。

【００１０】ラインＣＣＤカメラ１による撮像によって
得られたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ３により例
えば８ビットのデジタルデータに変換される。このデジ
タルデータは、ラインＣＣＤカメラ１の素子毎のしきい
値と検出論理に基づき、コンパレータ４により２値化さ
れる。このしきい値は第１及び第２のしきい値記憶手段
としての２つのしきい値メモリ１１Ａ、１１Ｂに記憶さ
れているものを用いるが、その書き込みと読み出しにつ
いては後述する。なお、検出論理には２種類あり、白検
出の場合は、しきい値より大きい出力レベルを有する領
域を”１”とし、黒検出の場合は、しきい値未満の出力
レベルを有する領域を”１”とする。したがって、コン
パレータ４による２値化により、欠陥部に相当する領域
が”１”、正常部に相当する領域が”０”となる。コン
パレータ４によるこの２値化データは、”０”から”
１”あるいは”１”から”０”への変化点のアドレスを
得るランレングス符号化回路５によりランレングス符号
化される。

【００１１】基準値メモリ１２は透過率あるいは反射率
が均一である被写体をラインＣＣＤカメラ１で撮像して
得られたときのＡ／Ｄコンバータからの１行分のデータ
を記憶するものである。このデータは基準データとして
しきい値を決定するために用いられる。すなわち、各画
素毎の基準データと、欠陥検査中に得られた各画素毎の
しきい値の積を計算して、この積を新たなしきい値とし
て記憶するのである。この計算は各素子の基準データに
基づき、ＲＯＭ１４に記録されているしきい値決定プロ
グラムによって行われ、新たなしきい値が決定される
と、しきい値メモリ１１に記録される。したがって、コ
ンパレータ４は、ラインＣＣＤカメラ１の素子間の感度
バラツキや照明ムラやレンズの歪みを補正して各素子の
出力信号を２値化することができる。なお、後述するよ
うに、画像データには欠陥部分が含まれる可能性がある
ので、複数行分の画像データを用いて、平均化処理など
により欠陥の影響を低減させるようにしている。

【００１２】ランレングス符号化回路５により得られた
ランレングス符号化は第１及び第２のランレングス符号
記憶手段としての２系統のランレングスバッファ９Ａ、
９Ｂに一時的に記憶される。各ランレングスバッファ９
Ａ、９Ｂとしては、例えば６４ｋＢの容量のものを用い
ることができる。各ランレングスバッファ９Ａ、９Ｂに
一時記憶されたランレングス符号は交互にＣＰＵ（中央
演算処理装置）１５により連結性処理を実行される。な
お、連結性処理とは、複数の連続する走査ラインにおけ
るデータをライン間で比較しつつ処理することをいう。
この連結性処理を行うことによって、単独では良と判定
されるべき欠陥が密集して不良と判定されるべき欠陥を
識別することができる。

【００１３】２つのしきい値メモリ１１Ａ、１１Ｂに
は、ラインＣＣＤカメラ１の素子間の感度バラツキや主
走査方向の照明ムラやレンズの歪みを補正するために、
ラインＣＣＤカメラ１の素子ごとの２値化用しきい値が
随時書き込まれる。すなわち、ＣＰＵ１５が基準値メモ
リ１２の基準データと連結性処理の結果を用いてＲＯＭ
１４に記憶されているしきい値決定プログラムによって
しきい値を決定し、しきい値メモリ１１Ａ、１１Ｂに記
録される。

【００１４】ＣＰＵ１５は連結性処理としきい値決定プ
ログラムを実行する他に、欠陥の良否を行うための検査
プログラムを実行する。ＲＯＭ１４にはこの検査プログ
ラム及びしきい値決定プログラムなどのＣＰＵ１５の制
御コマンドなどが記憶されている。画像処理装置２はま
た、ＲＯＭ１４に記憶されているプログラムで用いられ
る数値などが一時記憶されるＲＡＭ１３と、ホストコン
ピュータ１７との間で検査条件や検査結果等のデータを
転送するための入出力インタフェイス（Ｉ／Ｏ）１６を
有する。ホストコンピュータ１７では、この欠陥検査装
置の検査条件が設定されたり、検査結果が表示される。
Ｉ／Ｏ１６としてはＲＳ−２３２Ｃ又はＧＰ−ＩＢを用
いることができる。

【００１５】２つのしきい値メモリ１１Ａ、１１Ｂを第
１系列用と第２系列用とすると、第１系列用しきい値メ
モリ１１Ａのデータが読み出されてコンパレータ４が２
値化処理を行っているとき、第２系列用しきい値メモリ
１１Ｂは、新たに決定されたしきい値の書き込みが行わ
れるというように、交互に使用される。このように欠陥
測定中に、しきい値読み出しと書き込みの並列処理を行
うことで、ラインＣＣＤカメラ１、照明、検査対象の透
過率、または、反射率の経時変化があっても、高精度で
欠陥の測定が可能となる。

【００１６】ランレングス符号として、ランレングスバ
ッファ９Ａ、９Ｂに記憶する。ランレングス符号のデー
タフォーマットは、下記の通りである。データ長は２バ
イト／個である。

【００１７】

【表１】 Ｌ_n, Ｓ₁, Ｅ₁, Ｓ₂, Ｅ₂, …… Ｓ_m, Ｅ_m …, Ｌ_k Ｌ_n ライン数 但し、ＭＳＢ＝１、ｋ＝指定したラ
イン数 Ｓ_m そのラインのｍ番目の欠陥部の始点座標 Ｅ_m そのラインのｍ番目の欠陥部の終点座標

【００１８】ランレングスバッファ９Ａ、９Ｂに記憶す
るライン数ｋは、予め指定されており、通常は、１０〜
１００程度の値を設定しておく。この２つのランレング
スバッファ９Ａ、９Ｂを第１系列用と第２系列用とする
と、第１系列用のランレングスバッファ９Ａにランレン
グス符号化回路５によって得られるランレングス符号が
入力されているとき、第２系列用のランレングスバッフ
ァ９Ｂのデータは読み出されてＣＰＵ１５により連結性
処理が行われるように、交互に使用される。

【００１９】図２は、ランレングス符号化処理、連結性
処理、しきい値設定のタイミングを示す図である。本発
明の欠陥検査装置は、下記の、に示した条件で欠陥
検査を行った場合にランレングス符号化処理、連結性処
理、しきい値設定処理を、好ましいタイミングで行うこ
とができる。なお、しきい値設定処理とはしきい値の決
定としきい値メモリ１１Ａ又は１１Ｂへの書き込みをい
う。図２は、この条件を満足した状態で欠陥検査が行わ
れた場合のタイミングを示している。

【００２０】

【表２】 （ラインＣＣＤカメラの走査周期×ランレングスバッ
ファに記憶するライン数）≧（連結性処理時間＋しきい
値設定時間） ランレングスバッファのメモリ容量≧ランレングス符
号のデータ量

【００２１】図２に出力タイミングが示されるラインＣ
ＣＤカメラ１の出力信号３１は、検査対象の画像を１ラ
イン（行）分読み取って得たアナログ信号であり、ライ
ンＣＣＤカメラ１の走査周期によって、連続的に画像処
理回路２へ出力される。なお図示省略のクロック発生器
から所定のクロックがラインＣＣＤカメラ１、Ａ／Ｄコ
ンバータ３、ＣＰＵ１５などに供給されている。第１ラ
ンレングスバッファ９Ａ、第２ランレングスバッファ９
Ｂへの入力データ３２、３３は、画像信号３１を２値化
した後、ランレングス符号化し、予め指定したライン数
分をそれぞれ１系列としたものである。図２では、各系
列で２ラインで図示している。連結性処理３４は、第１
ランレングスバッファ９Ａへの入力３２が終了した時点
Ｔ₄から開始してランレングス符号を処理し、欠陥を測
定するものである。

【００２２】ランレングスバッファ系列切替コマンド３
６は、連結性処理３４が終了した時点Ｔ₆で出力され
る。この切替コマンド３６が、第２系列用のランレング
スバッファ９Ｂの入力終了時点Ｔ₈より前に出力されれ
ば、リアルタイム処理が行われていることが分かる。し
きい値メモリ書き込み３７は、第１系列用であり、第１
系列用しきい値メモリ１１Ｂのデータを用いて２値化さ
れた画像を使用して行っている連結性処理３４が終了す
る時点Ｔ₆の後に行われる。しきい値メモリ書き込み３
７が終了した時点Ｔ₇でしきい値メモリ系列切替コマン
ド３９が出力される。このように、第１しきい値メモリ
１１Ａに対する書き込みがランレングスバッファ入力３
３の終了する時点Ｔ₈より前に終了しているため、指定
ライン数ｋ毎に、しきい値設定の見直しが行われている
ことが分かる。

【００２３】このように、検査中に、連続的にしきい値
設定して、しきい値を補正していくことで、長時間の安
定した欠陥検査が可能となった。上記の処理は、いずれ
も、２系列分の処理を交互に行うことで、リアルタイム
処理を実現している。また、連結性処理としきい値メモ
リ書き込みは、相反する系列に対して実行される。

【００２４】欠陥数が非常に多く発生し、何らかの異常
が発生した場合は、前記の条件を満足しないことが
ある。この場合は、リアルタイム処理ができなくなるた
め、下記の処理を行っている。前記の条件を満足しな
い場合は、しきい値設定を中断し、次の系列の連結性処
理を優先する。その後、空時間が発生した段階で、しき
い値設定の処理を継続する。この場合は、複数回の系列
処理毎に、しきい値設定を行うことになるが、定期的に
しきい値の修正が行われるため、実用的には問題となら
ない。連結性処理時間のみで、（ラインＣＣＤカメラの
走査周期×ランレングスバッファに記憶するライン数）
以上となる場合は系列の切り替えができなくなるため、
現在、ランレングスバッファ入力を行っているバッファ
に、再度、指定ライン数分のランレングスバッファ入力
を行うようにして、検査を継続している。この状態が一
時的なものである場合は、ランレングス符号数が減少し
た段階で、図２のタイミングに戻り、リアルタイム処理
が可能となる。但し、リアルタイム性が重要な検査の場
合は、エラー発生としてホストコンピュータ１７へ転送
し、連結性処理を行わないようにしている。また、次の
ランレングスバッファの検査から継続する。

【００２５】前記の条件を満足しない場合も、前記と
同様、エラー発生としてホストコンピュータ１７へ転送
し、連結性処理を行わないようにしている。また、次の
ランレングスバッファの検査から継続する。たとえば、
指定ライン数１００の場合、１６３個以上／行の欠陥が
あると、ランレングスバッファ９Ａ、９Ｂ（６４ｋＢ）
がオーバーフローし、前記の条件を満足しないことに
なる。しかし、かなり欠陥数が多いフィルムの場合で
も、平均０．０５個／行であり、この状態が発生した場
合は、実用的には、エラーとして処理しても問題がな
い。

【００２６】次に図３のフローチャートに沿って、ＣＰ
Ｕ１５の動作について説明する。電源が投入されると、
ステップＳ１でメモリ１１Ａ，１１Ｂ，１２及びバッフ
ァ９Ａ，９Ｂなどをクリアするイニシャライズを行い、
ステップＳ２でスタートパルスが検出されたか否かを判
断する。このスタートパルスはラインＣＣＤカメラ１か
らの各ライン（行）のデータの先頭を示すものである。
スタートパルスが検出されると、その数のカウントを開
始する。カウント値をＣで表し、最初のスタートパルス
のカウントでＣ＝１となる。次のステップＳ４でランレ
ングスバッファ（ＲＬＢ）９Ａ又は９Ｂへのランレング
ス符号の入力が終了したか否かを判断する。この判断は
Ｃ＝３か否かを見ることにより行われる。入力が終了す
ると、次にステップＳ５連結性処理を行う。連結性処理
が終了すると所定フラグが立ち、このフラグを見ること
で、次の処理終了判断ステップＳ６が実行される。

【００２７】連結性処理が終了すると、ステップＳ７で
ランレングスバッファ９Ａ、９Ｂの切替コマンド（図２
の３６）を出力し、第ｎメモリへの書込みを行う。ｎは
１又は２となり、第１しきい値メモリ１１Ａと第２しき
い値メモリ１１Ｂのいずれかが指定される。次のステッ
プＳ８でメモリ１１Ａ又は１１Ｂへの書込みが終了した
か否かを判断し、終了したと判断されると、しきい値メ
モリ系列切替コマンド（図２の３９）を出力する。次の
ステップＳ１０でｎ＝１であれば、ステップＳ１１でｎ
＝２とし、一方ｎ＝１でなければ、ステップＳ１２でｎ
＝１とする。ステップＳ１１又はＳ１２の終了後、ステ
ップＳ２３戻る。

【００２８】図３のフローチャートにはしきい値を更新
するために所定の計算を行い新たなしきい値を決定する
ステップが示されていないが、かかる計算は例えば各処
理ステップの間の空き時間に割込み処理を行うことによ
り実行できる。かかる処理によれば、空き時間のないと
きは、しきい値の更新は行われない。

【００２９】次に、ＲＯＭ１４に記録されているしきい
値決定プログラムについて説明する。ラインＣＣＤカメ
ラ１の素子の走査順に各素子に番号ｉ（ｉ＝１，２，
…，Ｎ）が割り振られているものとし、素子をｅ（ｉ）
で表わす。また、透過率又は反射率がほぼ均一な物体表
面を読み取って得られる各素子の基準データをＤ（ｉ）
とする。この基準データＤ（ｉ）からしきい値計算用デ
ータＲ１（ｉ）及びＲ２（ｉ）が作成される。

【００３０】このプログラムでは、以下のようにライン
ＣＣＤカメラ１の素子ｅ（ｉ）のしきい値が決められ
る。まず、素子ｅ（ｉ）のしきい値を決定するときに、
素子ｅ（ｉ）から昇順又は降順に数えて何番目の素子ｅ
（ｊ）（ｊ≠ｉ）のしきい値計算用データＲ１（ｊ）を
参照するかが決められる。これをｋで表わす。そして、
素子ｅ（１），…，ｅ（ｋ）の各々についてしきい値計
算用データＲ１（１），…，Ｒ（ｋ）が数１のように決
められる。

【００３１】

【数１】Ｒ１（ｉ）＝Ｄ（ｉ）

【００３２】次に、素子ｅ（ｋ＋１）から降順に数えて
ｋ番目である素子ｅ（１）のしきい値計算用データＲ１
（１）が参照される。素子ｅ（ｋ＋１）の基準データＤ
（ｋ＋１）としきい値計算用データＲ１（１）との差が
制約量Ｃ又は−Ｃと比較され、その大小関係に応じて素
子ｅ（ｋ＋１）のしきい値計算用データＲ１（ｋ＋１）
が数２、数３及び数４で示される式から求められる。な
お、制約量Ｃは、しきい値計算用データＲ１（ｉ）及び
Ｒ２（ｉ）の値がとり得る範囲を制約する正の定数で使
用者によって決められる。

【００３３】

【数２】Ｒ１（ｉ）＝Ｒ１（ｉ−ｋ）−Ｃ （Ｒ１（ｉ
−ｋ）−Ｄ（ｉ）＞Ｃのとき）

【００３４】

【数３】Ｒ１（ｉ）＝Ｒ１（ｉ−ｋ）＋Ｃ （Ｒ１（ｉ
−ｋ）−Ｄ（ｉ）＜Ｃのとき）

【００３５】

【数４】Ｒ１（ｉ）＝Ｄ（ｉ） （−Ｃ≦Ｒ１（ｉ−
ｋ）−Ｄ（ｉ）≦Ｃのとき）

【００３６】ｉ＝ｋ＋２，…，Ｎの素子ｅ（ｉ）につい
ても数２、数３及び数４により、順次、しきい値計算用
データＲ１（ｉ）が定められる。次に、しきい値計算用
データＲ２（ｉ）が定められる。まず、素子ｅ（Ｎ−ｋ
＋１），…，ｅ（Ｎ）の各々についてしきい値計算用デ
ータＲ２（Ｎ−ｋ＋１），…，Ｒ（Ｎ）が数５のように
定められる。

【００３７】

【数５】Ｒ２（ｉ）＝Ｄ（ｉ）

【００３８】次に、素子ｅ（Ｎ−ｋ）から昇順に数えて
Ｎ番目である素子ｅ（Ｎ）のしきい値計算用データＲ２
（Ｎ）が参照される。素子ｅ（Ｎ−ｋ）の基準データＤ
（Ｎ−ｋ）としきい値計算用データＲ２（Ｎ）との差が
制約量Ｃ又は−Ｃと比較され、その大小関係に応じて素
子ｅ（Ｎ−ｋ）のしきい値計算用データＲ２（Ｎ−ｋ）
が数６、数７及び数８で示される式から求められる。

【００３９】

【数６】Ｒ２（ｉ）＝Ｒ２（ｉ＋ｋ）−Ｃ （Ｒ２（ｉ
＋ｋ）−Ｄ（ｉ）＞Ｃのとき）

【００４０】

【数７】Ｒ２（ｉ）＝Ｒ２（ｉ＋ｋ）＋Ｃ （Ｒ２（ｉ
＋ｋ）−Ｄ（ｉ）＜−Ｃのとき）

【００４１】

【数８】Ｒ２（ｉ）＝Ｄ（ｉ） （−Ｃ≦Ｒ２（ｉ＋
ｋ）−Ｄ（ｉ）≦Ｃのとき）

【００４２】ｉ＝Ｎ−ｋ−１，…，１の素子ｅ（ｉ）に
ついても数６、数７及び数８により、順次、しきい値計
算用データＲ２（ｉ）が定められる。このように求めら
れたしきい値計算用データＲ１（ｉ）及びＲ２（ｉ）を
用いて、以下のように素子ｅ（ｉ）のしきい値Ｓ（ｉ）
が決定される。素子ｅ（ｉ）のうち、ｉ＝ｋ＋１，…，
Ｎ−ｋの素子ｅ（ｉ）については、次式のようにＲ１
（ｉ）とＲ２（ｉ）の平均にＴを乗算して、しきい値Ｓ
（ｉ）が決定される。

【００４３】

【数９】 Ｓ（ｉ）＝｛Ｒ１（ｉ）＋Ｒ２（ｉ）｝・Ｔ／２ Ｔは基準データＤ（ｉ）を採取した物体表面の透過率又
は反射率を示す定数である。ｉ＝Ｎ−ｋ＋１，…，Ｎの
素子ｅ（ｉ）については次式によって素子ｅ（ｉ）のし
きい値Ｓ（ｉ）が決定される。

【００４４】

【数１０】Ｓ（ｉ）＝Ｒ１（ｉ）・Ｔ

【００４５】ｉ＝１，…，ｋの素子ｅ（ｉ）について
は、次式によって素子ｅ（ｉ）のしきい値が求められ
る。

【００４６】

【数１１】Ｓ（ｉ）＝Ｒ２（ｉ）・Ｔ

【００４７】以上のように素子ｅ（ｉ）のしきい値Ｓ
（ｉ）が決定される。この方法では、ｉ＝１，…，ｋの
素子ｅ（ｉ）の基準データＤ（ｉ）に欠陥部分が含ま
れ、素子ｅ（ｉ）の昇順に求められたしきい値計算用デ
ータＲ１（ｉ）全体がこの欠陥部分の影響を受けること
があっても、ｉ＝Ｎ，…，Ｎ−ｋ＋１の素子ｅ（ｉ）の
基準データＤ（ｉ）が正常であれば、素子ｅ（ｉ）の降
順に求められたしきい値計算用データＲ２（ｉ）によっ
てこの影響を弱め、しきい値Ｓ（ｉ）を決定することが
できる。逆にｉ＝Ｎ，…，Ｎ−ｋ＋１の基準データＤ
（ｉ）に欠陥部分が含まれ、しきい値計算用データＲ２
（ｉ）全体がこの欠陥部分の影響を受けることがあって
も、同様にしきい値計算用データＲ１（ｉ）によってこ
の影響を弱め、しきい値Ｓ（ｉ）を決定することができ
る。また、この方法において基準データＤ（ｉ）は第１
次基準データに当たる。ｉ＝ｋ＋１，…，Ｎのしきい値
計算用データＲ１（ｉ）は第２次基準データに当たり、
ｉ＝Ｎ−ｋ，…，１のしきい値計算用データＲ２（ｉ）
は第３次基準データに当たる。

【００４８】図４、図５及び図６は、本発明の実施例で
使用されるしきい値決定プログラムの第１例のフローチ
ャートを分割して示している。このフローチャートのス
テップＳ１乃至ステップＳ１２で素子ｅ（ｉ）のしきい
値計算用データＲ１（ｉ）が求められる。ステップＳ１
３乃至ステップＳ２３で素子ｅ（ｉ）のしきい値計算用
データＲ２（ｉ）が求められる。ステップＳ１８乃至ス
テップＳ２７で素子ｅ（ｉ）のしきい値Ｓ（ｉ）が求め
られる。これらのステップのうち、ステップＳ６乃至ス
テップＳ１２が第１作成手段、第２作成手段及び第１繰
り返し手段に当たり、ステップＳ１７乃至ステップＳ２
３が第３作成手段、第４作成手段及び第２繰り返し手段
に当たる。また、ステップＳ２８乃至ステップＳ３０が
しきい値決定手段に当たる。

【００４９】このフローチャートをステップ順に説明す
る。ステップＳ１では、素子ｅ（ｉ）のしきい値を決定
するときに参照するしきい値計算用データＲ１（ｊ）
（ｊ≠ｉ）の素子ｅ（ｊ）が素子ｅ（ｉ）から昇順又は
降順に数えて何番目であるかが使用者によって入力さ
れ、ｋに代入される。また、制約量Ｃが使用者によって
決められる。ステップＳ２では、素子ｅ（ｉ）の番号を
示すｉに０がセットされる。ステップＳ３ではｉに１が
加算され、ステップＳ４でしきい値計算用データＲ１
（ｉ）が数１に従って定められる。ステップＳ５では、
ｉがｋに達したか否かが調べられる。ｉがｋに達してい
ない場合、ステップＳ３に戻り、他の場合はステップＳ
６に進む。

【００５０】ステップＳ６では、ｉに１が加算される。
ステップＳ７では、素子ｅ（ｉ）から降順に数えてｋ番
目の素子ｅ（ｉ−ｋ）のしきい値計算用データＲ１（ｉ
−ｋ）から素子ｅ（ｉ）の基準データＤ（ｉ）を引いた
値が制約量Ｃより大きいか否かが調べられる。制約量Ｃ
より大きい場合には、ステップＳ８に進み、他の場合に
は、ステップＳ９に進む。ステップＳ８では、数２に従
ってしきい値計算用データＲ１（ｉ）が定められる。ス
テップＳ９では、しきい値計算用データＲ１（ｉ−ｋ）
から基準データＤ（ｉ）を引いた値が制約量−Ｃより小
さいか否かが調べられる。制約量−Ｃより小さい場合に
は、ステップＳ１０に進み、他の場合はステップＳ１１
に進む。

【００５１】ステップＳ１０では、数３に従ってしきい
値計算用データＲ１（ｉ）が定められる。ステップＳ１
１では、数４に従ってしきい値計算用データＲ１（ｉ）
が定められる。ステップＳ１２では、ｉがＮに達したか
否かが調べられる。ｉがＮであれば、ステップＳ１３に
進み、他の場合は、ステップＳ６に戻る。

【００５２】ステップＳ１３では、素子ｅ（ｉ）の番号
を示すｉに全素子数Ｎがセットされる。ステップＳ１４
では、しきい値計算用データＲ２（ｉ）が数５に従って
定められる。ステップＳ１５では、ｉから１が引かれ
る。ステップＳ１６では、ｉがＮ−ｋに達したか否かが
調べられる。ｉがＮ−ｋに達していない場合、ステップ
Ｓ１４に戻り、他の場合はステップＳ１７に進む。ステ
ップＳ１７では、素子ｅ（ｉ）から昇順に数えてｋ番目
の素子ｅ（ｉ＋ｋ）のしきい値計算用データＲ２（ｉ＋
ｋ）から素子ｅ（ｉ）の基準データＤ（ｉ）を引いた値
が制約量Ｃより大きいか否かが調べられる。制約量Ｃよ
り大きい場合には、ステップＳ１８に進み、他の場合は
ステップＳ１９に進む。

【００５３】ステップＳ１８では、数６に従ってしきい
値計算用データＲ２（ｉ）が定められる。ステップＳ１
９では、しきい値計算用データＲ２（ｉ＋ｋ）から基準
データＤ（ｉ）を引いた値が制約量−Ｃより小さいか否
かが調べられる。制約量−Ｃより小さい場合には、ステ
ップＳ２０に進み、他の場合はステップＳ２１に進む。
ステップＳ２０では、数７に従ってしきい値計算用デー
タＲ２（ｉ）が定められる。ステップＳ２１では、数８
に従ってしきい値計算用データＲ２（ｉ）が定められ
る。ステップＳ２２では、ｉから１が引かれる。ステッ
プＳ２３では、ｉが０に達したか否かが調べられる。ｉ
が０であれば、ステップＳ２４に進み、他の場合は、ス
テップＳ１７に戻る。

【００５４】ステップＳ２４では、ｉに０が代入され
る。ステップＳ２５では、ｉに１が加算される。ステッ
プＳ２６では、数１１に従ってしきい値Ｓ（ｉ）が求め
られる。ステップＳ２７では、ｉがｋに達したか否かが
調べられる。ｉがｋに等しければステップＳ２８に進
み、他の場合はステップＳ２５に戻る。

【００５５】ステップＳ２８では、ｉに１が加算され
る。ステップＳ２９では、数９に従ってしきい値Ｓ
（ｉ）が求められる。ステップＳ３０では、ｉがＮ−ｋ
に等しいか否かが調べられる。ｉがＮ−ｋに等しけれ
ば、ステップＳ３１に進み、他の場合はステップＳ２８
に戻る。ステップＳ３１では、ｉに１が加算される。ス
テップＳ３２では、数１０に従ってしきい値Ｓ（ｉ）が
求められる。ステップＳ３３では、ｉがＮに達したか否
かが調べられる。ｉがＮに達していればプログラムを終
了し、他の場合はステップＳ３１に戻る。以上のように
しきい値決定プログラムは構成されている。

【００５６】このしきい値決定プログラムによってしき
い値を求めた例を示す。図８の（イ）で示されるグラフ
は、しきい値の設定に用いる正常な製品の画像データで
ある。図８の（ロ）で示されるグラフは、（イ）で示さ
れる画像データを基準データＤ（ｉ）としてしきい値決
定プログラムで求められたしきい値を示すものである。
図８の（ロ）のグラフはＣ＝５，ｋ＝１として求められ
たものである。このように基準データＤ（ｉ）に用いる
画像データに欠陥部分があっても、図８の（ロ）で示さ
れるように欠陥部分の影響をあまり受けない安定したし
きい値のグラフが得られる。

【００５７】次に、しきい値決定のプログラムの第２例
について説明する。この第２例はＲＯＭ１４に記憶され
ているしきい値決定プログラムが第１例と異なるもので
ある。第２例で使用されるしきい値決定プログラムは、
移動平均方法と第１例のしきい値決定プログラムの一部
が組み合わされて構成されている。具体的には、まず移
動平均法によりしきい値の決定に用いられる画像データ
が補正され、得られたデータからｉにｋ＋１，…，Ｎの
素子ｅ（ｉ）についてしきい値計算用データＲ１（ｉ）
が求められる。そして数８によってしきい値Ｓ（ｉ）が
求められる。ｉ＝１，…，ｋの素子ｅ（ｉ）について
は、移動平均法により得られたデータと数８の透過率又
は反射率を示すＴとの積がしきい値Ｓ（ｉ）として求め
られる。

【００５８】図９の（ロ）のグラフは、図８の（イ）の
グラフで示される画像データを基準データＤ（ｉ）とし
て、第２例で用いられるしきい値決定プログラムによっ
て求められたしきい値を示すものである。図９の（ロ）
のグラフは、Ｃ＝５，ｋ＝１として求められたものであ
る。図９の（イ）のグラフは図８の（イ）のグラフと同
一のものである。図９で示されるように、欠陥部分で画
像データのレベルが最小となる位置と、この欠陥部分に
対応する素子ｅ（ｉ）のしきい値Ｓ（ｉ）が最小となる
位置は異なっているが、安定したしきい値Ｓ（ｉ）のグ
ラフとなっている。このように、移動平均法と組み合わ
せてしきい値Ｓ（ｉ）を求めることも可能である。

【００５９】次に、しきい値決定のプログラムの第３例
について説明する。この第２例はＲＯＭ１４に記憶され
ているしきい値決定プログラムが第１例及び第２例と異
なるものである。第１例のしきい値決定プログラムで
は、ｉ＝ｋ＋１，…，Ｎ−ｋの素子ｅ（ｉ）のしきい値
を決定するときにしきい値計算用データＲ１（ｉ）及び
Ｒ２（ｉ）の平均がとられ、数９に従って求められた。
この場合、ｉ＝１，…，ｋの素子ｅ（ｉ）の基準データ
Ｄ（ｉ）又はｉ＝Ｎ−ｋ＋１，…，Ｎの素子ｅ（ｉ）の
基準データＤ（ｉ）のどちらかに欠陥部分が含まれ、し
きい値計算用データＲ１（ｉ）又はＲ２（ｉ）のどちら
かがこの影響を受けることがあっても、一方の基準デー
タＤ（ｉ）が正常であれば、しきい値計算用データＲ１
（ｉ）とＲ２（ｉ）の平均をとることによって、欠陥部
分を含む他方の基準データＤ（ｉ）による影響を弱め、
しきい値を決定することができた。第３例のしきい値決
定プログラムは、ｉ＝１，…，ｋの素子ｅ（ｉ）の基準
データＤ（ｉ）又はｉ＝Ｎ−ｋ＋１，…，Ｎの素子ｅ
（ｉ）の基準データＤ（ｉ）に欠陥部分が含まれていて
も、第１例のしきい値決定プログラムよりもこの欠陥部
分の影響を弱めてしきい値を決定することができるもの
である。

【００６０】第３例のしきい値決定プログラムでは、第
１例と同様にして求められたしきい値計算用データＲ１
（ｉ）及びＲ２（ｉ）の大きさに開きがある場合に、ｉ
＝１，…，ｋの素子ｅ（ｉ）の基準データＤ（ｉ）とｉ
＝Ｎ−ｋ＋１，…，Ｎの素子ｅ（ｉ）の基準データＤ
（ｉ）のどちらかに欠陥部分があると判断され、この大
きさに応じてしきい値計算用データＲ１（ｉ）又はＲ２
（ｉ）のどちらかが素子ｅ（ｉ）のしきい値の決定に用
いられる。ｉ＜Ｎ／２であれば、しきい値計算用データ
Ｒ２（ｉ）がしきい値の決定に用いられ、ｉ≧Ｎ／２で
あればしきい値計算用データＲ１（ｉ）がしきい値の決
定に用いられる。

【００６１】第１例のしきい値決定プログラムのステッ
プＳ１７乃至ステップＳ２３で示されるように、ｉが小
さくなるにつれて、しきい値計算用データＲ２（ｉ）が
受ける、ｉ＝Ｎ−ｋ＋１，…，Ｎの素子ｅ（ｉ）の基準
データＤ（ｉ）の影響は弱められる。したがって、ｉ＝
Ｎ−ｋ＋１，…，Ｎの素子ｅ（ｉ）の基準データに欠陥
部分が含まれていても、ｉの小さい部分では、しきい値
計算用データＲ２（ｉ）をしきい値の決定に用いること
ができる。同様に、ｉ＝１，…，Ｎの素子ｅ（ｉ）の基
準データに欠陥部分が含まれていても、ｉの大きい部分
では、しきい値計算用データＲ１（ｉ）をしきい値の決
定に用いることができる。以上の理由により、ｉ＜Ｎ／
２であればしきい値計算用データＲ２（ｉ）がしきい値
の決定に用いられ、ｉ≧Ｎ／２であれば、しきい値計算
用データＲ１（ｉ）がしきい値の決定に用いられる。

【００６２】図７は、第３例のしきい値決定プログラム
のフローの一部であるステップＳ１２４乃至ステップＳ
１３７を示すフローチャートである。このうち、ステッ
プＳ１２８乃至ステップＳ１３４について説明する。第
３例のしきい値決定プログラムの最初のステップ部分
は、第１例のしきい値決定プログラムのステップＳ１乃
至ステップＳ２７と同じである。ただし、ステップＳ１
に相当する部分では、ｋ及びＣの他に変数Ｆの値を使用
者が決めることができるようになっている。また、ステ
ップＳ１３５乃至ステップＳ１３７も第１例のしきい値
決定プログラムのステップＳ３１乃至ステップＳ３３と
同じである。

【００６３】ステップＳ１２８では、素子ｅ（ｉ）の番
号を示すｉに１が加算される。ステップＳ１２９では、
Ｒ１（ｉ）とＲ２（ｉ）の差の絶対値がステップＳ１０
１で決められたＦ以下であるか否かが調べられる。Ｆ以
下である場合、ステップＳ１３０に進み、他の場合はス
テップＳ１３１に進む。ステップＳ１３０では、数９に
従ってしきい値が決められる。

【００６４】ステップＳ１３１では、ｉがＮ／２より小
さいか否かが調べられる。ｉがＮ／２より小さい場合に
は、ステップＳ１３２に進み、他の場合はステップＳ１
３３に進む。ステップＳ１３２では、数１１に従ってし
きい値が決められる。ステップＳ１３３では数１０に従
ってしきい値が決められる。ステップＳ１３２又はステ
ップＳ１３３の後、ステップＳ１３４に進む。

【００６５】ステップＳ１３４では、ｉがＮ−ｋに達し
たか否かが調べられる。Ｎ−ｋに達していればステップ
Ｓ１３５に進み、他の場合はステップＳ１２８に戻る。
以上のフローで第３例のしきい値決定プログラムは構成
されている。

【００６６】上記の３つの例で、しきい値決定プログラ
ムで使用される素子間の距離を表わすｋ、及び制約量Ｃ
を検査対象の画像に応じて決めることにより、適切なし
きい値を得ることができる。また、しきい値の決定に用
いる画像データを複数取得しておき、各素子ごとの画像
データのレベルを平均化し、これを基準データＤ（ｉ）
としてもよい。一つの画像データに欠陥部分があっても
他の画像データによって欠陥部分のデータが補正される
ことがあるからである。また、第２例のように移動平均
法を組み合わせて用いる場合、移動平均法の画素数を検
査対象の画像に応じて決めることにより良い結果を得る
ことができる。

【００６７】上記実施例では、ラインイメージセンサと
してラインＣＣＤカメラを用いているが、他のイメージ
センサを用いることもできる。また、しきい値記憶手段
やランレングス符号記憶手段を２系列より更に多い数の
系列として、更に高速処理を実現することも可能であ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の欠陥検査装
置及び欠陥検査方法は上記のように構成されているので
次の効果がある。すなわち、第１のしきい値記憶手段か
らのしきい値の読み出しと第２のしきい値記憶手段への
しきい値の書き込みを実質的に並列処理し、かつ第２の
しきい値記憶手段からのしきい値の読み出しと第１のし
きい値記憶手段へのしきい値の書き込みを実質的に並列
処理するよう制御されるので、照明装置の照度、ライン
イメージセンサの経時変化、検査対象物における物理特
性の変化などがあっても、高速かつ高精度で検査対象物
の欠陥検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の欠陥検査装置の実施例を示すブロック
図である。

【図２】図１の欠陥検査装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図３】図１中のＣＰＵの動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】本発明の欠陥検査装置の実施例で使用されるし
きい値決定のためのプログラムのフローチャートの最初
の部分である。

【図５】本発明の欠陥検査装置の実施例で使用されるし
きい値決定のためのプログラムのフローチャートの第２
の部分である。

【図６】本発明の欠陥検査装置の実施例で使用されるし
きい値決定のための第１例のプログラムのフローチャー
トの最後の部分である。

【図７】本発明の欠陥検査装置の実施例で使用されるし
きい値決定のための第３例のプログラムのフローチャー
トの最後の部分である。

【図８】本発明の欠陥検査装置の実施例において図４乃
至図６の第１例を示すフローチャートで求められた素子
ごとのしきい値と基準データとの関係を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の欠陥検査装置の実施例において第２例
で求められた素子ごとのしきい値と基準データとの関係
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ラインＣＣＤカメラ（ラインイメージセンサ） ２ 画像処理装置 ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ コンパレータ ５ ランレングス符合化回路（ランレングス符合化手
段） ９Ａ、９Ｂ ランレングスバッファ（ランレングス符合
記憶手段） １１Ａ、１１Ｂ しきい値メモリ（しきい値記憶手段） １２ 基準値メモリ １３ ＲＡＭ １４ ＲＯＭ １５ ＣＰＵ（連結性処理手段、第１、第２制御手段） １６ Ｉ／Ｏ １７ ホストコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−67159（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−45301（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11458（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−35876（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−24671（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−3284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246077（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−189549（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/91

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインイメージセンサと、 前記ラインイメージセンサの出力画像データを２値化す
   る２値化手段と、 前記２値化手段が２値化を行うために必要なしきい値を
   記憶する第１と第２のしきい値記憶手段と前記２値化手
   段にて得られる２値画像データの変化点アドレスを得る
   ためのランレングス符号化手段と、 前記ランレングス符号化手段から出力される前記ライン
   イメージセンサにおける複数行分のランレングス符号を
   それぞれ記憶する第１と第２のランレングス符号記憶手
   段と、 前記第１と第２のランレングス符号記憶手段に記憶され
   たランレングス符号に対して連結性処理を行い検査対象
   物の欠陥を検出する連結性処理手段と、 前記第１と第２のランレングス符号記憶手段の一方への
   前記ランレングス符号化手段から出力されるランレング
   ス符号の入力が終了した後に、そのランレングス符号を
   読み出して前記連結性処理手段に連結性処理を実行さ
   せ、前記第１と第２のランレングス符号記憶手段の他方
   への前記ランレングス符号化手段から出力されるランレ
   ングス符号の入力が終了した後に、そのランレングス符
   号を読み出して前記連結性処理手段に連結性処理を実行
   させることにより、前記第１のランレングス符号記憶手
   段への入力と前記第２のランレングス符号記憶手段から
   のランレングス符号を用いた連結性処理を実質的に並列
   処理し、前記第２のランレングス符号記憶手段への入力
   と前記第１のランレングス符号記憶手段からのランレン
   グス符号を用いた連結性処理を実質的に並列処理するよ
   う制御する第１制御手段と、 前記第１と第２のしきい値記憶手段の一方のしきい値を
   用いて前記２値化手段が２値化を実行しているときに、
   前記連結性処理手段による連結性処理が終了した後にし
   きい値の決定を行い、決定されたしきい値を前記第１と
   第２のしきい値記憶手段の他方に書き込むことにより前
   記第１のしきい値記憶手段からのしきい値の読み出しと
   前記第２のしきい値記憶手段へのしきい値の書き込みを
   実質的に並列処理し、かつ前記第２のしきい値記憶手段
   からのしきい値の読み出しと前記第１のしきい値記憶手
   段へのしきい値の書き込みを実質的に並列処理するよう
   制御する第２制御手段とを、 有する欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 ラインイメージセンサからの出力信号を
   第１及び第２のしきい値記憶手段に記憶されたしきい値
   の一方を用いて２値化するステップと、 ２値化された画像データをランレングス符号化し、第１
   及び第２のランレングス符号記憶手段の一方に記憶する
   ステップと、 前記一方のランレングス符号記憶手段に記憶された前記
   ラインイメージセンサの画像データの複数行分のランレ
   ングス符号を用いて連結性処理を行うステップと、 前記連結性処理の実行中に前記２値化するステップを再
   開し、かつ２値化された画像データをランレングス符号
   化し、第１及び第２のランレングス符号記憶手段の他方
   に記憶するステップと、 前記連結性処理の結果を用いて２値化のためのしきい値
   を決定し、前記一方のしきい値記憶手段のしきい値を用
   いて前記２値化するステップが実行されているときに、
   決定されたしきい値を前記第１及び第２のしきい値記憶
   手段の他方に記憶するステップとを、 有する欠陥検査方法。
3. 【請求項３】 前記ラインイメージセンサの走査周期に
   前記ランレングス符号記憶手段に記憶する行数を乗じて
   得られる時間が前記連結性処理に要する時間と前記しき
   い値を決定して記憶する時間の和より小さいときは、し
   きい値の決定と記憶の動を中断し、次の系列の前記連結
   性処理の実行を優先するステップを更に有する請求項２
   記載の欠陥検査方法。
4. 【請求項４】 前記ランレングス符号のデータ量が前記
   第１及び第２のランレングス符号記憶手段の記憶容量よ
   り大きいときは、連結性処理を実行せず、エラーとして
   処理するステップを更に有する請求項２又は３に記載の
   欠陥検査方法。