JP3424988B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査物上の異物、汚
れ、キズ、黒点、ピンホール、フィッシュアイ等の欠陥
を検出して良または不良と判定する欠陥検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の欠陥検査装置には、複数の固体
撮像素子を有し、フィルムや不織布等の被検査物の表面
を走査して、走査ラインにおける一次元画像を読み取
り、前記固体撮像素子の各々からアナログ信号を出力す
るラインイメージセンサと、このアナログ信号のレベル
を固体撮像素子ごとに設けられたしきい値と比較して２
値化することにより、被検査物の表面の欠陥を検出する
２値化手段とを有するものがある。このしきい値の設定
は定期的に又は検査に先立って行われ、正常部分の多い
製品の画像データに基づいて定められる。しきい値の設
定方法として用いることができるものに以下に示すもの
がある。（ａ）濃度ヒストグラムに基づく方法としてＰ
−タイル法、モード法がある。（ｂ）エッジ情報を利用
する方法として、差分ヒストグラム法、ラプラシアンヒ
ストグラム法がある。（ｃ）動的しきい値設定方法とし
て移動平均方法、部分画像分割法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法のうち、
（ａ）及び（ｂ）の方法では、しきい値設定時に参照す
る画像データの中に正常部分と欠陥部分が適度に含まれ
ていることが必要である。ところが、しきい値の設定で
用いる製品の画像データでは、正常部分が欠陥部分に比
べて非常に多いため、しきい値を適切に設定できない場
合がある。また（ｃ）の方法では、しきい値設定時に参
照する画像データの部分に移動平均画素数又は画像分割
画素数と同程度のサイズの欠陥部分が含まれていると、
この欠陥部分に影響されてしきい値が設定され、検査対
象の製品の欠陥部分を正常であると誤判断してしまう場
合も起こり得る。この例を図８を用いて説明する。

【０００４】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。
（ロ）で示されるグラフは、同じ図の（イ）のグラフか
ら移動平均法により各固体撮像素子のしきい値を計算し
たものである。移動平均画素数は３である。（イ）のグ
ラフには、素子Ｎｏ．１１付近に移動平均画素数と同数
の素子にわたって欠陥部分があり、その影響を受けて該
当する素子のしきい値も低下している。このため、しき
い値が低下している部分では、検査対象の製品の欠陥部
分を正常であると誤判断してしまう場合も起こり得る。
このように（ｃ）の方法でも、しきい値を適切に設定で
きない場合がある。したがって、本発明は固体撮像素子
の出力を２値化するためのしきい値を決定するときに用
いられる画像データに欠陥部分が多少含まれていても、
しきい値を適切に設定することができる欠陥検査装置を
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
に本発明では、しきい値を決定する過程で、欠陥部分に
比べて正常部分の多い物体表面の一次元画像を読み取っ
て得られる、しきい値を決定するための第１次基準デー
タのうち、固体撮像素子の少なくとも一つを要素とする
第１集合の固体撮像素子の第１次基準データ、又は当該
第１次基準データに演算を施して得られる演算結果が、
この固体撮像素子以外の固体撮像素子の第１次基準デー
タを含む、当該第１次基準データによって決められる比
較用データと比較される。比較の結果、どちらがどれだ
け大きいか又は小さいかに応じて、この比較用データに
よって決められるデータ領域のどのデータをしきい値を
決定するための第２次基準データとするかが決められ、
第１集合の固体撮像素子ごとに第２次基準データが作成
されるようになっている。また、第１集合と互いに素で
ある第２集合の固体撮像素子の第１次基準データ、又は
当該第１次基準データに演算を施して得られる演算結果
が、第２次基準データが求められた固体撮像素子の第２
次基準データを含む、当該第２次基準データによって決
められる比較用データと比較される。比較の結果、どち
らがどれだけ大きいか又は小さいかに応じて、この比較
用データによって決められるデータ領域のどのデータを
第２集合の固体撮像素子の第２次基準データとするかが
決められ、第２次基準データが作成される。このように
求められた第２次基準データもまた比較用データとして
用いられ、同様の方法で第２集合の固体撮像素子の第２
次基準データが順次作成されるようになっている。

【０００６】すなわち本発明によれば複数の固体撮像素
子を有し、被検査物の表面を走査して、走査ラインにお
ける一次元画像を読み取り、前記固体撮像素子の各々か
らアナログ信号を出力するラインイメージセンサと、前
記アナログ信号のレベルを前記固体撮像素子ごとに設け
られたしきい値と比較して２値化することにより前記被
検査物の表面の欠陥を検出する２値化手段とを有する欠
陥検査装置において、前記しきい値を決定する過程で、
欠陥部分に比べて正常部分の多い物体表面の一次元画像
を読み取って得られる、前記しきい値を決定するための
第１次基準データのうち前記固体撮像素子の少なくとも
一つを含む第１集合の固体撮像素子の第１次基準デー
タ、又は当該第１次基準データに演算を施して得られる
演算結果が、当該固体撮像素子以外の固体撮像素子の第
１次基準データによって決められる比較用データと比べ
てどの程度大きいか小さいかに応じて、当該比較用デー
タによって決められるデータ領域のどのデータを前記し
きい値を決定するための第２次基準データとするかを決
め、前記第１集合の固体撮像素子ごとに前記第２次基準
データを作成する第１作成手段と、前記第１集合と互い
に素である第２集合の固体撮像素子の第１次基準デー
タ、又は当該第１次基準データに演算を施して得られる
演算結果が、前記第２次基準データが既に求められた固
体撮像素子の第２次基準データによって決められる比較
用データと比べてどの程度大きいか小さいかに応じて、
当該比較用データによって決められるデータ領域のどの
データを前記第２集合の固体撮像素子の第２次基準デー
タとするかを決め、当該第２次基準データを作成する第
２作成手段と、前記第２作成手段を繰り返し用いて、前
記第２集合の固体撮像素子ごとに順次、第２次基準デー
タを求める第１繰り返し手段とを、有することを特徴と
する欠陥検査装置が提供される。

【０００７】

【実施例】以下図面とともに本発明の好ましい実施例に
ついて説明する。図４は本発明の欠陥検査装置の第１実
施例の構成図である。図４で全素子数ＮのラインＣＣＤ
カメラ１により撮像された被検査物の画像は画像処理装
置２により処理されて被検査物の欠陥が検査される。ラ
インＣＣＤカメラ１は、例えば三菱レイヨン株式会社製
ＳＣＣ−２０４８のものを用いることができる。また画
像処理装置２は、例えば三菱レイヨン株式会社製ＬＳＣ
−１００のものを用いることができる。ラインＣＣＤカ
メラ１により撮像された信号は、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、メモリ６内にあるしきい値メモリ
１１のラインＣＣＤカメラ１の素子ごとのしきい値に基
づき、論理指定部７に合わせてコンパレータ４により２
値化され、この２値化データにより欠陥が検出される。
この２値化データは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。

【０００８】メモリ６は論理指定部７と、ライン数指定
部８と、ランレングスバッファ９と、ランレングスバッ
ファ系列切替指定部１０と、しきい値メモリ１１と基準
値メモリ１２を有する。論理指定部７では、コンパレー
タ４により画像データが白と判断された場合に「０」に
変換され、黒と判断された場合に「１」に変換されるよ
う、白と「０」及び黒と「１」の対応関係が記録されて
いる。ライン数指定部８には予め、ランレングス符号化
回路５の処理単位のライン数がセットされる。

【０００９】ランレングスバッファ９は、例えば１２８
ｋＢの容量のバッファが２系統用いられる。このバッフ
ァの情報はランレングス符号化回路５によって符号化さ
れる。また、ＣＰＵ１５が連結性処理をするために各系
統のバッファが交互に用いられる。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。ランレングスバッファ系列切替指定部１０には、
ランレングス符号化回路５が用いるランレングスバッフ
ァ９の一方の系統の情報がセットされる。

【００１０】しきい値メモリ１１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値化用しきい値が設定される。基準値
メモリ１２には、透過率又は反射率がほぼ均一な物体表
面を予め読み取ったときの各素子のレベルデータがしき
い値を決定するための基準データとして記録される。こ
の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しきい値が決定
され、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。

【００１１】画像処理装置２はまた、連結性処理と欠陥
の良否を行うための検査プログラムと後述するしきい値
決定プログラムを実行するＣＰＵ１５と、この検査プロ
グラム及びしきい値決定プログラム等が記録されている
ＲＯＭ１４と、ＲＯＭ１４に記録されているプログラム
で用いられる数値が記録される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ＧＰＩＢインタフェイス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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】

【数１】 Ｒ１（ｉ）＝Ｄ（ｉ）

【００１５】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。

【００１６】

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

【００１７】

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

【００１８】

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

【００１９】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。

【００２０】

【数５】 Ｒ２（ｉ）＝Ｄ（ｉ）

【００２１】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から求められる。

【００２２】

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

【００２３】

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

【００２４】

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

【００２５】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。

【００２６】

【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。

【００２７】

【数１０】 Ｓ（ｉ）＝Ｒ１（ｉ）・Ｔ

【００２８】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。

【００２９】

【数１１】 Ｓ（ｉ）＝Ｒ２（ｉ）・Ｔ

【００３０】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。

【００３１】図１、図２及び図３は、本発明の第１実施
例で使用されるしきい値決定プログラムのフローチャー
トである。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Ｓ１３乃至ステップＳ２
３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Ｓ２３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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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６の（ロ）で示されるグラフ
は、図７の（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６の（ロ）のグラフはＣ＝
５，ｋ＝１として求められた。図６の（イ）のグラフは
図８の（イ）のグラフと同一のものである。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
６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。

【００４０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。構成は、第１実施例の構成と同じである。ただし、
ＲＯＭ１４に記憶されているしきい値決定プログラムが
異なる。第２実施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実施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。

【００４１】図７の（ロ）のグラフは、図６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実施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７の
（ロ）のグラフは、Ｃ＝５，ｋ＝１として求められた。
図７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７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。

【００４２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。構成は、第１実施例の構成と同じである。ただし、
ＲＯＭ１４に記憶されているしきい値決定プログラムが
異なる。第１実施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。次に説明する第３実
施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実施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。

【００４３】第３実施例のしきい値決定プログラムで
は、第１実施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。

【００４４】第１実施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。

【００４５】図５は、第３実施例のしきい値決定プログ
ラムのフローのステップＳ１２４乃至ステップＳ１２７
を示すフローチャートである。このうち、ステップＳ１
２８乃至ステップＳ１３４について説明する。第３実施
例のしきい値決定プログラムの最初のステップであるス
テップＳ１０１乃至ステップＳ１２７（ステップＳ１０
１〜Ｓ１２３は図示省略）は、第１実施例のしきい値決
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Ｓ１０１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実施例のしきい値決定プログラムのステップＳ３
１乃至ステップＳ３３と同じである。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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実施例のしきい値決定プログラムは
構成されている。

【００４９】上記の３つの実施例で、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実施例のよう
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。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の欠陥検査装
置によれば、しきい値設定時に用いる画像データに欠陥
部分の画像データが混入することがあっても、しきい値
を適切に設定することができる。このため、ラインイメ
ージセンサの素子間の感度バラツキや照明ムラやレンズ
の歪み等の装置に起因する画像データのバラツキや、検
査対象の品種変更による検査対象の明るさの変化や検査
自体の明るさのバラツキ等の検査対象に起因するバラツ
キがあっても、検査対象の欠陥部分を見誤ることなく検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の欠陥検査装置の第１実施例で使用され
るプログラムのフローチャートである。

【図２】本発明の欠陥検査装置の第１実施例で使用され
るプログラムのフローチャートである。

【図３】本発明の欠陥検査装置の第１実施例で使用され
るプログラムのフローチャートである。

【図４】本発明の欠陥検査装置の第１実施例の構成を説
明する構成図である。

【図５】本発明の欠陥検査装置の第３実施例で使用され
るプログラムのフローチャートである。

【図６】本発明の欠陥検査装置の第１実施例の構成で求
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７】本発明の欠陥検査装置の第２実施例の構成で求
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８】従来の欠陥検査装置によって求められた素子ご
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 ２ 画像処理装置 ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ コンパレータ ５ ランレングス符号化回路 ６ メモリ ７ 論理指定部 ８ ライン数指定部 ９ ランレングスバッファ １０ ランレングスバッファ系列切替指定部 １１ しきい値メモリ １２ 基準値メモリ １３ ＲＡＭ １４ ＲＯＭ １５ ＣＰＵ １６ ＧＰＩＢインタフェイス １７ ホストコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固体撮像素子を有し、被検査物の
   表面を走査して、走査ラインにおける一次元画像を読み
   取り、前記固体撮像素子の各々からアナログ信号を出力
   するラインイメージセンサと、前記アナログ信号のレベ
   ルを前記固体撮像素子ごとに設けられたしきい値と比較
   して２値化することにより前記被検査物の表面の欠陥を
   検出する２値化手段とを有する欠陥検査装置において、 前記しきい値を決定する過程で、欠陥部分に比べて正常
   部分の多い物体表面の一次元画像を読み取って得られ
   る、前記しきい値を決定するための第１次基準データの
   うち前記固体撮像素子の少なくとも一つを含む第１集合
   の固体撮像素子の第１次基準データ、又は当該第１次基
   準データに演算を施して得られる演算結果が、当該固体
   撮像素子以外の固体撮像素子の第１次基準データによっ
   て決められる比較用データと比べてどの程度大きいか小
   さいかに応じて、当該比較用データによって決められる
   データ領域のどのデータを前記しきい値を決定するため
   の第２次基準データとするかを決め、前記第１集合の固
   体撮像素子ごとに前記第２次基準データを作成する第１
   作成手段と、 前記第１集合と互いに素である第２集合の固体撮像素子
   の第１次基準データ、又は当該第１次基準データに演算
   を施して得られる演算結果が、前記第２次基準データが
   既に求められた固体撮像素子の第２次基準データによっ
   て決められる比較用データと比べてどの程度大きいか小
   さいかに応じて、当該比較用データによって決められる
   データ領域のどのデータを前記第２集合の固体撮像素子
   の第２次基準データとするかを決め、当該第２次基準デ
   ータを作成する第２作成手段と、 前記第２作成手段を繰り返し用いて、前記第２集合の固
   体撮像素子ごとに順次、第２次基準データを求める第１
   繰り返し手段とを、有することを特徴とする欠陥検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記ラインイメージセンサの固体撮像素
   子を少なくとも一つ含む第３集合の固体撮像素子の第１
   次基準データ、又は当該第１次基準データに演算を施し
   て得られる演算結果が、前記第１集合の固体撮像素子の
   第２次基準データを決定するときに、比較用データの決
   定に第１次基準データが用いられた固体撮像素子を除く
   固体撮像素子の第１次基準データによって決められる比
   較用データと比べてどの程度大きいか小さいかに応じ
   て、当該比較用データによって決められるデータ領域の
   どのデータを、前記しきい値を決定するための第３次基
   準データとするかを決め、前記第３集合の固体撮像素子
   ごとに前記第３次基準データを作成する第３作成手段
   と、 前記第３集合と互いに素である第４集合の固体撮像素子
   の第１次基準データ、又は当該第１次基準データに演算
   を施して得られる演算結果が、前記第３次基準データが
   既に求められた固体撮像素子の第３次基準データによっ
   て決められる比較用データと比べてどの程度大きいか小
   さいかに応じて、当該比較用データによって決められる
   データ領域のどのデータを前記第４集合の固体撮像素子
   の第３次基準データとするかを決め、当該第３次基準デ
   ータを作成する第４作成手段と、 前記第４作成手段を繰り返し用いて、前記第４集合の固
   体撮像素子ごとに順次、第３次基準データを求める第２
   繰り返し手段と、 前記第３集合及び前記第４集合の両方に属する固体撮像
   素子の第２次基準データ及び第３次基準データに応じて
   当該固体撮像素子のしきい値を決定するしきい値決定手
   段とを、有する請求項１記載の欠陥検査装置。