JP7134932B2 - 光学条件決定システム、及び光学条件決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学条件決定システム、及び光学条件決定方法に関する。

対象物に照明を当てて撮像を行い、その結果得られる画像に基づいて対象物の外観を検査する外観検査においては、照明やカメラに関する光学条件を最適化する必要がある。

例えば、特許文献１には、「照射条件または試料の条件または検出条件のうち少なくとも一つの条件のみを変化させた異なる複数の光学条件にて該試料を照射し該試料からの複数の光を検出する光取得ステップと、該検出した複数の光に基づく複数の信号を取得する信号取得ステップと、該複数の信号を用いて作成した波形特徴量または画像特徴量または値特徴量により、欠陥とノイズとを判別し、該欠陥の座標を求める処理ステップと、を備えた欠陥観察方法」が記載されている。

特開２０１６－２０８６７号公報

上述した特許文献１には、光学条件を決定するに際し、光学シミュレーションを用いてもよい旨が記載されている。しかしながら、光学シミュレーションと実測とが乖離してしまうことがあり、その場合、最適な光学条件を導出できない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、外観検査に最適な光学条件を導出できるようにすることを目的とする。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。

上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る光学条件決定システムは、外観検査に適用するための光学条件を決定する光学条件決定システムであって、前記外観検査の対象とする対象物の表面性状をモデル化した表面性状モデル、及び前記対象物の欠陥をモデル化した欠陥モデルそれぞれに対し、複数の光学条件下にて光学シミュレーションを行うことによって表面性状画像及び欠陥画像を生成するシミュレーション実行部と、同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像及び前記欠陥画像を合成して合成画像を生成する画像合成部と、前記合成画像における前記欠陥の検出し易さを表す評価値を算出する評価値算出部と、前記合成画像に対応する光学条件と前記評価値との相関を解析する相関解析部と、前記相関の解析結果に基づき、前記外観検査に適した前記光学条件を探索する最適条件探索部と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、外観検査に最適な光学条件を導出することが可能となる。

上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、外観検査装置の構成例を示す図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る光学条件決定システムの構成例を示す図である。 図３は、光学条件決定システムにおける情報処理装置の第１の構成例を示す図である。 図４は、表面性状モデル、及び欠陥モデルの一例を示す図である。 図５は、光学シミュレーションモデルの例を示す図であり、図５（Ａ）は欠陥モデルを用いた光学シミュレーションモデル及び欠陥画像、図５（Ｂ）は表面性状モデルを用いた光学シミュレーションモデル及び表面性状画像、図５（Ｃ）は表面性状モデルを用いた光学シミュレーションモデル及び背景画像の例を示している。 図６は、良品モデルの表面性状の推定方法を説明するための図である。 図７は、合成画像の生成方法を説明するための図であり、図７（Ａ）は合成画像の一例、図７（Ｂ）は合成画像の光強度の一例を示している。 図８は、合成画像のＳ／Ｎの算出方法を説明するための図である。 図９は、記憶部に記憶されている情報及び各ＤＢの詳細を示す図である。 図１０は、操作画面の表示例を示す図である。 図１１は、情報処理装置の第１の構成例による光学条件決定処理における動作の主体と情報の流れの概要を説明するための図である。 図１２は、情報処理装置の第１の構成例による光学条件決定処理の一例を説明するフローチャートである。 図１３は、光学条件決定システムにおける情報処理装置の第２の構成例を示す図である。 図１４は、情報処理装置の第２の構成例による光学条件決定処理における動作の主体と情報の流れの概要を説明するための図である。 図１５は、情報処理装置の第２の構成例による光学条件決定処理を説明するフローチャートである。 図１６は、情報処理装置の第３の構成例を示す図である。 図１７は、表面性状モデル、欠陥モデル、及び材料モデルの一例を示す図である。 図１８は、情報処理装置の第３の構成例による光学条件決定処理における動作の主体と情報の流れの概要を説明するための図である。 図１９は、情報処理装置の第３の構成例による光学条件決定処理の一例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合、及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａより成る」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合、及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含むものとする。

＜外観検査装置１０の構成例＞
図１は、外観検査装置１０の構成例を示している。

外観検査装置１０は、外観検査の対象とする対象物２０を所定の光学条件下で撮像し、対象物２０の光強度分布画像を生成するものである。

外観検査装置１０は、照明１１、偏光板１２，１３、及びカメラ１４を備える。照明１１は、例えばＬＥＤ(light emitting diode)電球等の照明器具から成り、対象物２０に向けて光を照射する。偏光板１２は、照明１１と対象物２０との間に配置され、照明１１から照射された光の偏光を調整する。偏光板１３は、対象物２０とカメラ１４との間に配置され、対象物２０にて反射された光の偏光を調整する。なお、偏光板１２，１３は、その一方または両方を省略してもよい。

カメラ１４は、ＣＭＯＳ(complementary metal oxide semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子を備え、照明１１から照射され、偏光板１２を通過して対象物２０にて反射し、偏光板１３を通過して入射した光に応じて光電変換を行うことにより、対象物２０の光強度分布画像を生成する。生成された対象物２０の光強度分布画像は、例えば、情報処理装置２００（図２）において、対象物２０の外観検査、すなわち、対象物２０の表面における欠陥の有無の判定に用いられる。

ここで、光学条件とは、照明１１の種類、形状、波長、位置（対象物２０からの距離Ｌｌ）、及び角度αｌ（対象物２０の表面に対する垂線との角度）、偏光板１２の有無、偏光板１３の有無、並びに、カメラ１４の感度波長、位置（対象物２０からの距離Ｌｃ）、及び角度αｃ（対象物２０の表面に対する垂線との角度）のうち、少なくとも１つを含む。

以下に説明する実施形態は、外観検査装置１０における最適な光学条件を決定するためのものである。

＜本発明の一実施形態に係る光学条件決定システム１００の構成例＞
次に、図２は、本発明の一実施形態に係る光学条件決定システム１００の構成例を示している。

光学条件決定システム１００は、外観検査装置１０、情報処理装置２００、及びサーバ装置３００を備える。

情報処理装置２００は、パーソナルコンピュータ等の一般的なコンピュータから成る。情報処理装置２００は、ネットワーク３０１を介して外観検査装置１０に接続し、外観検査装置１０による対象物としての良品サンプル１２０の撮像を制御し、外観検査装置１０が撮像した良品サンプル１２０の光強度分布画像を取得する。なお、情報処理装置２００と外観検査装置１０とは、ネットワーク３０１を介することなく、直接的に接続するようにしてもよい。

また、情報処理装置２００は、インターネットに代表されるネットワーク３０１を介してサーバ装置３００と所定の情報を通信する。サーバ装置３００は、サーバコンピュータ等の一般的なコンピュータから成る。サーバ装置３００には、後述する情報処理装置２００が有する機能ブロックやＤＢ（データベース）の一部または全部を配置することができる。サーバ装置３００にＤＢを配置した場合、サーバ装置３００に配置したＤＢを異なる複数の情報処理装置２００によって共用することができる。

＜情報処理装置２００の第１の構成例＞
次に、図３は、情報処理装置２００の第１の構成例を示している。該第１の構成例は、処理部２１０、記憶部２２０、操作入力部２３１、通信部２３２、及び表示部２３３を備える。

処理部２１０は、コンピュータのＣＰＵ(Central Processing Unit)に相当し、情報処理装置２００の全体を制御する。また、処理部２１０は、表示部２３３に対して操作画面１２００（図１０）等を表示させる。さらに、処理部２１０は、所定のプログラムを実行することによって、撮像制御部２１１、表面性状モデル生成部２１２、欠陥モデル生成部２１３、光学条件生成部２１４、シミュレーション実行部２１５、表面性状推定部２１６、モデル特定部２１７、画像合成部２１８、評価値算出部２１９、相関解析部２１１０、及び最適条件探索部２１１１の各機能ブロックを実現する。

撮像制御部２１１は、外観検査装置１０による対象物２０の撮像を制御する。また、撮像制御部２１１は、外観検査装置１０が良品サンプル１２０を撮像して得られた良品サンプル１２０の光強度分布画像（以下、実測画像と称する）、及び撮像時の光学条件を含む良品サンプル光強度分布情報を取得する。そして、撮像制御部２１１は、取得した良品サンプル光強度分布情報を記憶部２２０に記憶させる。

なお、外観検査装置１０から良品サンプル光強度分布情報を取得する方法は、ネットワーク３０１を介した通信によって行ってもよいし、外観検査装置１０及び情報処理装置２００の双方に対して着脱可能な半導体メモリ等を用い、良品サンプル光強度分布情報を外観検査装置１０にて半導体メモリに記録し、情報処理装置２００にて該半導体メモリから読み出すようにしてもよい。

表面性状モデル生成部２１２は、複数の表面性状モデル４１０（図４）を生成し、生成した表面性状モデル４１０に関する情報を記憶部２２０の表面性状モデルＤＢ２２２に記憶させる。欠陥モデル生成部２１３は、複数の欠陥モデル４２０（図４）を生成し、生成した欠陥モデル４２０に関する情報を記憶部２２０の欠陥モデルＤＢ２２３に記憶させる。表面性状モデル４１０、及び欠陥モデル４２０の詳細については図４を参照して後述する。

光学条件生成部２１４は、シミュレーション実行部２１５に対して設定するための複数の光学条件を生成し、生成した複数の光学条件を記憶部２２０の光学条件ＤＢ２２１に記憶させる。また、光学条件生成部２１４は、ユーザが入力した光学条件範囲に収まる光学条件を特定する。

シミュレーション実行部２１５は、複数の光学条件下において、表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０それぞれに対して、外観検査装置１０による撮像と同様の光学シミュレーションを行うことにより、表面性状モデル４１０の光強度分布画像（以下、表面性状画像４１１（図５）と称する）、及び欠陥モデル４２０の光強度分布画像（以下、欠陥画像４２１（図５）と称する）を生成する。また、シミュレーション実行部２１５は、生成した表面性状画像４１１を記憶部２２０の表面性状画像ＤＢ２２５に記憶させ、生成した欠陥画像４２１を記憶部２２０の欠陥画像ＤＢ２２６に記憶させる。光学シミュレーションの詳細については、図５を参照して後述する。

表面性状推定部２１６は、良品サンプル１２０の表面性状を推定する。換言すれば、表面性状推定部２１６は、良品サンプル１２０の表面性状に類似した表面性状モデル４１０を特定する。また、表面性状推定部２１６は、特定した表面性状モデル４１０に対する光学シミュレーションによって生成された複数の表面性状画像４１１を表面性状画像ＤＢ２２５から読み出して画像合成部２１８に出力する。なお、表面性状推定部２１６による良品サンプル１２０の表面性状の推定方法の詳細については図６を参照して後述する。

モデル特定部２１７は、欠陥モデルＤＢ２２３を参照し、ユーザが入力した欠陥情報（欠陥種及びパラメータ）に合致する欠陥モデル４２０を特定する。さらに、モデル特定部２１７は、特定した欠陥モデル４２０に対する光学シミュレーションによって生成された複数の欠陥画像４２１を欠陥画像ＤＢ２２６から読み出して画像合成部２１８に出力する。

画像合成部２１８は、ユーザが設定した光学条件範囲内の同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された表面性状画像４１１と欠陥画像４２１とを合成して合成画像を生成する。合成画像の生成方法の詳細については図７を参照して後述する。

評価値算出部２１９は、合成画像における欠陥の検出し易さを表す評価値としてのＳ／Ｎ(Signal/Noise)を算出する。なお、Ｓ／Ｎ以外の値を評価値として算出するようにしてもよい。合成画像のＳ／Ｎの算出方法については図８を参照して後述する。

相関解析部２１１０は、合成画像に対応する光学条件とＳ／Ｎとの相関を解析する。最適条件探索部２１１１は、解析された光学条件とＳ／Ｎとの相関に基づき、ユーザが選択した最適化条件（例えば、Ｓ／Ｎ最大、Ｓ／Ｎ安定（Ｓ／Ｎの勾配が緩やか）等）を満たす最適な光学条件を探索する。

記憶部２２０は、コンピュータが備えるメモリやストレージに相当する。記憶部２２０は、光学条件ＤＢ２２１、表面性状モデルＤＢ２２２、欠陥モデルＤＢ２２３、良品サンプル光強度分布情報２２４、表面性状画像ＤＢ２２５、及び欠陥画像ＤＢ２２６を記憶する。各ＤＢ等の詳細については図９を参照して後述する。

また、記憶部２２０は、処理部２１０が有する各機能ブロックの作業領域として利用される。

操作入力部２３１は、コンピュータが備えるキーボード、マウス等に相当し、ユーザからの入力を受け付けて処理部２１０に出力する。通信部２３２は、コンピュータが備える通信モジュールに相当し、ネットワーク３０１を介してサーバ装置３００等と通信を行う。表示部２３３は、コンピュータが備えるディスプレイに相当し、操作画面１２００（図１０）等を表示する。

なお、処理部２１０が有する機能ブロックの一部または全部、記憶部２２０が記憶する各ＤＢの一部または全部は、サーバ装置３００に配置するようにしてもよい。

次に、図４は、表面性状モデル４１０、及び欠陥モデル４２０の一例を示している。情報処理装置２００の第１の構成例では、表面性状が平坦ではなく欠陥が存在し得る対象物２０を、欠陥がなく、対象物２０の表面性状のみを反映した表面性状モデル４１０と、表面性状が平坦であり、対象物２０の欠陥のみを反映した欠陥モデル４２０とに分けてモデル化する。

表面性状モデル生成部２１２が生成する表面性状モデル４１０は、表面性状が１次元のＳｉｎ波で表現され、その周期ｗｓ、振幅ｄｓ、屈折率等がパラメータとされている。表面性状モデル生成部２１２は、該パラメータを変更することによって複数の表面性状モデル４１０を生成することができる。なお、表面性状は、１次元のＳｉｎ波に限らず、多次元（多方向）のＳｉｎ波の重ね合わせで表現してもよい。また、Ｓｉｎ波の代わりに、のこぎり波、矩形波、三角波等で表現してもよい。

欠陥モデル生成部２１３が生成する欠陥モデル４２０は、欠陥が形状とそのパラメータによって表現される。同図の場合、欠陥の形状が円錐状の傷とされ、その深さｄ、幅ｗ、屈折率等がパラメータとされている。欠陥モデル生成部２１３は、形状及び該パラメータを変更することにより、複数の欠陥モデル４２０を生成することができる。なお、傷の形状は円錐状に限らず、三角錐状、四角錐状等であってもよい。また、欠陥の種類は、傷に限らず、打痕、異物、巣穴、欠け、割れで表現してもよい。

ところで、上述したように、シミュレーション実行部２１５では、表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０それぞれに対して光学シミュレーションを行うが、この場合、対象物２０に対して光学シミュレーションを行う場合に比べて、光学シミュレーションの回数を削減することができる。

例えば、表面性状モデル４１０の数をＮ１、欠陥モデル４２０の数をＮ２、光学条件の数をＮ３とすれば、表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０それぞれに対して光学シミュレーションを行う場合には、光学シミュレーションの回数はＮ１×Ｎ３＋Ｎ２×Ｎ３となる。一方、対象物２０の数はＮ１×Ｎ２となるので、対象物２０に対して光学シミュレーションを行う場合には、光学シミュレーションの回数はＮ１×Ｎ２×Ｎ３となる。

具体的には、表面性状モデル４１０の数Ｎ１＝１００、欠陥モデル４２０の数Ｎ２＝１００、光学条件の数Ｎ３＝１００とすれば、表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０それぞれに対して光学シミュレーションを行う場合には、光学シミュレーションの回数は２００００回で済む。一方、対象物２０に対して光学シミュレーションを行う場合には、光学シミュレーションの回数が１００００００回となる。したがって、表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０それぞれに対して光学シミュレーションを行う場合は、対象物２０に対して光学シミュレーションを行う場合に比べて、光学シミュレーションの回数を１／５０に削減できる。

このように、本実施形態では、対象物２０に対して光学シミュレーションを行う場合に比較して光学シミュレーションの回数を削減できるので、後述する表面性状画像ＤＢ２２５、及び欠陥画像ＤＢ２２６を効率的に生成することができる。

次に、図５は、シミュレーション実行部２１５による光学シミュレーションの例を示している。

シミュレーション実行部２１５による光学シミュレーションでは、外観検査装置１０（図１）と同様の構成を有するシミュレーションモデルを想定する。なお、想定されるシミュレーションモデルでは、外観検査装置１０（図１）と同様に偏光板１２，１３の両方または一方を省略してもよい。同図に示されたシミュレーションモデルでは、偏光板１２，１３の両方を省略している。

具体的には、シミュレーション実行部２１５が、同図（Ａ）に示されるように、欠陥モデル４２０に対する光学シミュレーションを行うことにより、欠陥画像４２１を生成する。生成された欠陥画像４２１は、記憶部２２０の欠陥画像ＤＢ２２６に記憶される。また、シミュレーション実行部２１５が、同図（Ｂ）に示されるように、表面性状モデル４１０に対する光学シミュレーションを行うことにより、表面性状画像４１１を生成する。生成された表面性状画像４１１は、記憶部２２０の表面性状画像ＤＢ２２５に記憶される。

また、シミュレーションモデルにおける照明１１からの光が平行光のみであるとはみなせない場合、シミュレーション実行部２１５が、同図（Ｃ）に示されるように、照明１１の前面に、照射される光の平行成分を除去するアパーチャ１５を配置したシミュレーションモデルを想定して、表面性状モデル４１０に対する光学シミュレーションを行うことにより、背景画像４１２を生成する。

なお、シミュレーションモデルにおける照明１１の角度αｌとカメラ１４の角度αｃとが等しい明視界光学系である場合、欠陥画像４２１、表面性状画像４１１、背景画像４１２の色は、光の強度が強い領域は白に近くなり、光の強度が弱い領域は黒に近いグレーとなる。

また、シミュレーションモデルにおける照明１１の角度αｌとカメラ１４の角度αｃとが異なる暗視界光学系である場合、欠陥画像４２１、表面性状画像４１１、背景画像４１２の色は、光の強度が強い領域は黒に近いグレーとなり、光の強度が弱い領域は白に近くなる。

次に、図６は、表面性状推定部２１６による良品サンプル１２０の表面性状の推定方法を説明するための図である。

表面性状推定部２１６は、予め生成されている表面性状画像ＤＢ２２５に記憶された表面性状画像４１１のうち、実測画像１２１の撮像時と同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成されたものであって、良品サンプル１２０を撮像して得られた実測画像１２１に最も類似しているものを選択し、選択した表面性状画像４１１が得られた表面性状モデル４１０を、良品サンプル１２０の表面性状に最も類似した表面性状モデル４１０に特定する。類似していると判定する指標としては、画像の分散、振幅（最大強度と最小強度との差）、周波数解析結果等を用いることができる。また、表面性状推定部２１６における類似の判定に、ＡＩ(artificial intelligence)を適用してもよい。

さらに、表面性状推定部２１６は、特定した表面性状モデル４１０に対する、ユーザが設定した光学条件範囲内の複数の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された複数の表面性状画像４１１を表面性状画像ＤＢ２２５から読み出して画像合成部２１８に出力する。

次に、図７は、画像合成部２１８による合成画像の生成方法について説明するための図であり、同図（Ａ）は合成画像５１０の一例、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）に破線で示された位置における表面性状画像４１１、欠陥画像４２１、背景画像４１２、及び合成画像５１０の光強度の一例を示している。

画像合成部２１８は、ユーザが設定した光学条件範囲内の同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された表面性状画像４１１と欠陥画像４２１とを合成して合成画像５１０を生成する。具体的には、シミュレーションモデルにおける照明１１からの光が平行光のみであるとみなせる場合（照明１１のサイズが十分小さい場合等）、画像合成部２１８は、同一座標における表面性状画像４１１の光強度と欠陥画像４２１の光強度とを比較し、小さい方の光強度を採用することによって合成画像５１０を生成する。

また、シミュレーションモデルにおける照明１１からの光が平行光のみであるとはみなせない場合（照明１１のサイズが十分小さくない場合等）、画像合成部２１８は、同一座標における表面性状画像４１１の光強度と、欠陥画像４２１の光強度と、背景画像４１２の光強度との中央値を採用することによって太線で示す合成画像５１０を生成する。

次に、図８は、評価値算出部２１９による合成画像５１０のＳ／Ｎの算出方法を説明するための図である。

評価値算出部２１９は、合成画像５１０を、欠陥を含む欠陥領域５１１と、その他の正常領域５１２とに分け、例えば、正常領域５１２の光強度の平均値と、欠陥領域５１１の光強度の最小値との差を信号成分Ｓ、正常領域５１２の光強度の分散σの２倍（２σ）をノイズ成分Ｎとして定義し、これらの比であるＳ／Ｎを算出する。

なお、信号成分Ｓ、及びノイズ成分Ｎの定義は上述した例に限らない。例えば、正常領域５１２の光強度の中央値と、欠陥領域５１１の光強度の最小値との差を信号成分Ｓとしたり、正常領域５２１の光強度の分散σをノイズ成分Ｎとしたりしてもよい。

次に、図９は、記憶部２２０に記憶される各情報や各ＤＢの詳細を示している。

光学条件ＤＢ２２１は、光学条件生成部２１４によって設定された複数の光学条件に関する情報を管理するものであり、各光学条件を識別するための光学条件ＩＤ（識別子）に対応付けて、照明波長、照明種類、照明形状、照明位置Ｌｌ、照明角度αｌ、照明偏向（偏光板１２）の有無、カメラ感度波長、カメラ位置Ｌｃ、カメラ角度αｃ、及び検出偏向（偏光板１３）の有無を記憶する。

表面性状モデルＤＢ２２２は、表面性状モデル生成部２１２によって生成された複数の表面性状モデル４１０に関する情報を管理するものであり、各表面性状モデルを識別するための表面性状ＩＤに対応付けて、表面周期次元、周期Ｘ、周期Ｙ、振幅Ｘ、振幅Ｙ、及び材料屈折率を記憶する。

欠陥モデルＤＢ２２３は、欠陥モデル生成部２１３によって生成された複数の欠陥モデル４２０に関する情報を管理するものであり、各欠陥モデルを識別するための欠陥ＩＤに対応付けて、欠陥種、幅Ｘ、幅Ｙ、深さ、半径、材料屈折率ｎ１、及び材料屈折率ｎ２を記憶する。

良品サンプル光強度分布情報２２４には、外観検査装置１０から取得した良品サンプル１２０を撮像したときの光学条件ＩＤ、及び良品サンプル１２０の光強度分布画像である実測画像１２１が記録される。

表面性状画像ＤＢ２２５は、シミュレーション実行部２１５による表面性状モデル４１０に対する光学シミュレーションの結果得られた表面性状画像４１１を管理するものであり、光学シミュレーション時の光学条件ＩＤと、表面性状モデル４１０を識別するための表面性状ＩＤと、表面性状画像４１１とを対応付けて記憶する。

なお、表面性状画像ＤＢ２２５における光学条件ＩＤは、光学条件ＤＢ２２１の光学条件ＩＤ、良品サンプル光強度分布情報２２４の光学条件ＩＤ、及び欠陥画像ＤＢ２２６の光学条件ＩＤに紐付けられている。

欠陥画像ＤＢ２２６は、シミュレーション実行部２１５による欠陥モデル４２０に対する光学シミュレーションの結果得られた欠陥画像４２１を管理するものであり、光学シミュレーション時の光学条件ＩＤと、欠陥モデル４２０を識別するための欠陥ＩＤと、欠陥画像４２１とを対応付けて記憶する。欠陥画像ＤＢ２２６の欠陥ＩＤに紐付けられている。

次に、図１０は、表示部２３３に表示される操作画面１２００の表示例を示している。

操作画面１２００には、光学条件範囲入力欄１２０１、欠陥情報入力欄１２０２、表面性状入力欄１２０３、最適化条件入力欄１２０４、スタートボタン１２０５、ストップボタン１２０６、及び最適条件表示欄１２１０が設けられている。

光学条件範囲入力欄１２０１は、ユーザが、合成画像に用いる表面性状画像４１１及び欠陥画像４２１の光学条件の範囲を入力するためのものである。欠陥情報入力欄１２０２は、ユーザが、合成画像に用いる欠陥画像４２１の欠陥モデル４２０の欠陥種及びパラメータを入力するためのものである。

表面性状入力欄１２０３は、ユーザが「実測画像を利用」または「数値入力」を選択するためのものであり、「数値入力」を選択した場合、合成画像に用いる表面性状画像４１１の表面性状モデル４１０のパラメータを入力することができる。一方、ユーザが「実測画像を利用」を選択した場合、表面性状画像４０１の代わりに実測画像１２１を用いて合成画像が生成される。

最適化条件入力欄１２０４は、ユーザが、最適な光学条件を探索する際の最適化条件（例えば、Ｓ／Ｎ最大、Ｓ／Ｎ安定等）を選択入力するためのものである。

スタートボタン１２０５は、ユーザが後述する最適条件探索処理の開始を指示するためのものである。ストップボタン１２０６は、ユーザが最適条件探索処理を中断させるためのものである。

最適条件表示欄１２１０は、最適条件探索処理に結果として得られる最適な光学条件を表示するためのものである。

＜情報処理装置２００の第１の構成例による最適条件探索処理＞
次に、情報処理装置２００の第１の構成例による最適条件探索処理について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、該第１の構成例による最適条件探索処理における動作の主体と情報の流れの概略を示している。図１２は、該第１の構成例による最適条件探索処理の一例を説明するフローチャートである。

なお、該第１の構成例による最適条件探索処理の前提として、予め表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０が生成され、それらに対する光学シミュレーションが行われており、記憶部２２０には、光学条件ＤＢ２２１、表面性状モデルＤＢ２２２、欠陥モデルＤＢ２２３、表面性状画像ＤＢ２２５、及び欠陥画像ＤＢ２２６が記録されているものとする。

該第１の構成例による最適条件探索処理は、操作画面１２００のスタートボタン１２０５に対するユーザからの押下操作に応じて開始される。

はじめに、処理部２１０が、操作画面１２００の光学条件範囲入力欄１２０１、欠陥情報入力欄１２０２、表面性状入力欄１２０３、及び最適化条件入力欄１２０４に対してユーザが入力した情報（入力情報）を取得する（ステップＳ１）。

次に、光学条件生成部２１４が、光学条件ＤＢ２２１を参照し、ユーザが光学条件範囲入力欄１２０１に入力した光学条件範囲に収まる複数の光学条件を特定する（ステップＳ２）。

次に、撮像制御部２１１が、外観検査装置１０を制御して良品サンプル１２０を撮像させ、その結果得られた実測画像１２１及び撮像時の光学条件を含む良品サンプル光強度分布情報２２４を取得して記憶部２２０に記憶させる（ステップＳ３）。なお、外観検査装置１０による良品サンプル１２０の撮像は予め行うようにし、その際に得られた良品サンプル光強度分布情報２２４を取得するようにしてもよい。

次に、表面性状推定部２１６が、良品サンプル１２０の表面性状を推定する。具体的には、表面性状画像ＤＢ２２５に記憶されている表面性状画像４１１のうち、実測画像１２１の撮像時の光学条件と同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成されたものであって、実測画像１２１に最も類似しているものを選択することにより、良品サンプル１２０の表面性状に最も類似した表面性状モデル４１０を特定する。さらに、表面性状推定部２１６が、特定した表面性状モデル４１０に対し、ステップＳ２で特定された複数の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された複数の表面性状画像４１１を表面性状画像ＤＢ２２５から読み出し、表面性状画像群として画像合成部２１８に出力する（ステップＳ４）。

次に、モデル特定部２１７が、欠陥モデルＤＢ２２３を参照し、ユーザが欠陥情報入力欄１２０２に入力した欠陥情報に合致する欠陥モデル４２０を特定する。そして、モデル特定部２１７が、特定した欠陥モデル４２０に対し、ステップＳ２で特定された複数の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された複数の欠陥画像４２１を欠陥画像ＤＢ２２６から読み出し、欠陥画像群として画像合成部２１８に出力する（ステップＳ５）。

次に、画像合成部２１８が、ステップＳ２で特定された複数の光学条件のうち、未着目の光学条件に着目し、さらに、表面性状画像群及び欠陥画像群のうち、着目した光学条件に対応する表面性状画像４１１及び欠陥画像４２１を特定する（ステップＳ６）。次に、画像合成部２１８が、特定した表面性状画像４１１及び欠陥画像４２１を合成して合成画像５１０を生成する（ステップＳ７）。次に、評価値算出部２１９が、合成画像５１０のＳ／Ｎを算出する（ステップＳ８）。

次に、画像合成部２１８が、ステップＳ２で特定された複数の光学条件のうち、未着目の光学条件が残っているか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、画像合成部２１８が、未着目の光学条件が残っていると判定した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、処理はステップＳ６に戻されて、ステップＳ６～Ｓ９が繰り返される。すなわち、未着目の光学条件が順次着目されて、該光学条件に対応する表面性状画像４１１と欠陥画像４２１とが合成されて合成画像５１０が生成され、そのＳ／Ｎが算出される。その後、画像合成部２１８が、未着目の光学条件が残っていないと判定した場合（ステップＳ９でＮＯ）、処理はステップＳ１０に進められる。

次に、相関解析部２１１０が、生成された複数の合成画像５１０にそれぞれ対応する光学条件とＳ／Ｎとの相関を解析する（ステップＳ１０）。次に、最適条件探索部２１１１が、光学条件とＳ／Ｎとの相関に基づき、ユーザが操作画面１２００の最適化条件入力欄１２０４にて選択した最適化条件を満たす最適な光学条件を探索する。そして、処理部２１０が、操作画面１２００の最適条件表示欄１２１０に探索された最適な光学条件を表示する（ステップＳ１１）。

以上で、情報処理装置２００の第１の構成例による最適条件探索処理は終了される。

該第１の構成例による最適条件探索処理によれば、良品サンプル１２０の表面形状に最も類似している表面性状モデル４１０に対する光学シミュレーション結果を用いて最適な光学条件を探索しているので、光学シミュレーションと実測との乖離を抑止できる。よって、外観検査に最適な光学条件を導出することが可能となる。

＜情報処理装置２００の第２の構成例＞
次に、図１３は、情報処理装置２００の第２の構成例を示している。該第２の構成例は、第1の構成例（図３）から、モデル特定部２１７、表面性状モデルＤＢ２２２、欠陥モデルＤＢ２２３、表面性状画像ＤＢ２２５、及び欠陥画像ＤＢ２２６を省略したものであり、その他の構成要素については、第1の構成例と共通の符号を付して説明は省略する。

＜情報処理装置２００の第２の構成例による最適条件探索処理＞
情報処理装置２００の第２の構成例による最適条件探索処理について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は、該第２の構成例による最適条件探索処理における動作の主体と情報の流れの概略を示している。図１５は、該第２の構成例による最適条件探索処理の一例を説明するフローチャートである。

なお、上述した第１の構成例による最適条件探索処理では、表面性状画像ＤＢ２２５、欠陥画像ＤＢ２２６等が予め生成されていることを前提とした。該第２の構成例による最適条件探索処理では、表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０に対する光学シミュレーションは予め行われていない。よって、表面性状画像ＤＢ２２５、及び欠陥画像ＤＢ２２６は予め生成されておらず、記憶部２２０には、光学条件ＤＢ２２１のみ記録されているものとする。

なお、該第２の構成例による最適条件探索処理のステップＳ２１～Ｓ２３は、第１の構成例による最適条件探索処理（図１２）のステップＳ１～Ｓ３と同様なので、その説明を適宜簡略化する。

該第２の構成例による最適条件探索処理は、操作画面１２００のスタートボタン１２０５に対するユーザからの押下操作に応じて開始される。

はじめに、処理部２１０が、操作画面１２００に対してユーザが入力した情報（入力情報）を取得する（ステップＳ２１）。

次に、光学条件生成部２１４が、光学条件ＤＢ２２１を参照し、ユーザが光学条件範囲入力欄１２０１に入力した光学条件範囲に収まる複数の光学条件を特定する（ステップＳ２２）。

次に、撮像制御部２１１が、良品サンプル光強度分布情報（実測画像１２１、及びその撮像時の光学条件）を取得して記憶部２２０に記憶させる（ステップＳ２３）。なお、外観検査装置１０による良品サンプル１２０の撮像は予め行うようにし、その際に得られた良品サンプル光強度分布情報２２４を取得するようにしてもよい。

次に、表面性状推定部２１６が、良品サンプル１２０の表面性状を推定する（ステップＳ２４）。具体的には、表面性状推定部２１６が、表面性状モデル生成部２１２を制御して表面性状モデル４１０を生成させるとともに、シミュレーション実行部２１５に実測画像１２１の撮像時と同一の光学条件下で、生成された表面性状モデル４１０の光学シミュレーションを実行させ、表面性状画像４１１を取得して実測画像１２１と比較する。そして、実測画像１２１と表面性状画像４１１との差異が所定の閾値以下となるまで、表面性状推定部２１６が、表面性状モデル生成部２１２を制御して、表面性状モデル４１０を更新させ、最終的に得られた表面性状モデル４１０が、良品サンプル１２０の表面性状の推定結果となる。

なお、ステップＳ２４において表面性状モデル４１０を生成する際のパラメータは、表面性状モデル生成部２１２が設定してもよいし、ユーザが操作画面１２００の表面性状入力欄１２０３に対して入力するようにしてもよい。

次に、欠陥モデル生成部２１３が、ユーザが操作画面１２００の欠陥情報入力欄１２０２に入力した欠陥情報に対応する欠陥モデル４２０を生成し、生成した欠陥モデル４２０をシミュレーション実行部２１５に出力する（ステップＳ２５）。

次に、シミュレーション実行部２１５が、ステップＳ２４で推定された表面性状モデル４１０及びステップＳ２５で生成された欠陥モデル４２０に対し、ステップＳ２２で特定された複数の光学条件のうち、未着目の光学条件に着目し、該光学条件下にて光学シミュレーションを行うことにより表面性状画像４１１及び欠陥画像４２１を生成して画像合成部２１８に出力する（ステップＳ２６）。

次に、画像合成部２１８が、表面性状画像４１１及び欠陥画像４２１を合成して合成画像５１０を生成する（ステップＳ２７）。次に、評価値算出部２１９が、合成画像のＳ／Ｎを算出する（ステップＳ２８）。

次に、シミュレーション実行部２１５が、ステップＳ２で特定された複数の光学条件のうち、未着目の光学条件が残っているか否かを判定する（ステップＳ２９）。ここで、シミュレーション実行部２１５が、未着目の光学条件が残っていると判定した場合（ステップＳ２９でＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に戻されて、ステップＳ２６～Ｓ２９が繰り返される。すなわち、未着目の光学条件が順次着目され、該光学条件下で光学シミュレーションが行われて表面性状画像４１１及び欠陥画像４２１が生成され、合成画像５１０が生成され、そのＳ／Ｎが算出される。その後、シミュレーション実行部２１５が、未着目の光学条件が残っていないと判定した場合（ステップＳ２９でＮＯ）、処理はステップＳ３０に進められる。

次に、相関解析部２１１０が、生成された複数の合成画像にそれぞれ対応する光学条件とＳ／Ｎとの相関を解析する（ステップＳ３０）。次に、最適条件探索部２１１１が、光学条件とＳ／Ｎとの相関に基づき、ユーザが操作画面１２００の最適化条件入力欄１２０４にて選択した最適化条件を満たす最適な光学条件を探索する。そして、処理部２１０が、操作画面１２００の最適条件表示欄１２１０に探索された最適な光学条件を表示する（ステップＳ３１）。

以上で、情報処理装置２００の第２の構成例による最適条件探索処理は終了される。

該第２の構成例による最適条件探索処理によれば、第１の構成例による最適条件探索処理と同様の効果を得ることができる。

また、該第２の構成例による最適条件探索処理によれば、良品サンプル１２０の表面性状を推定する際、光学シミュレーションを用いて良品サンプル１２０の表面性状に類似した表面性状モデル４１０を生成しているので、第１の構成例による最適条件探索処理に比べて、より高精度に良品サンプル１２０の表面性状を推定できる。よって、外観検査により最適な光学条件を導出することが可能となる。

さらに、該第２の構成例による最適条件探索処理によれば、表面性状画像ＤＢ２２５、欠陥画像ＤＢ１０２６等を予め生成する工程を省くことができる。

＜情報処理装置２００の第３の構成例＞
次に、図１６は、情報処理装置２００の第３の構成例を示している。該第３の構成例は、第1の構成例（図３）に、材料モデル生成部２１１２、材料モデルＤＢ２２７、及び材料画像ＤＢ２２８を追加したものであり、その他の構成要素については、第1の構成例と共通の符号を付して説明は省略する。

材料モデル生成部２１１２は、材料の特性（例えば、屈折率）が異なる複数の材料モデル４３０（図１７）を生成し、生成した材料モデル４３０に関する情報を記憶部２２０の材料モデルＤＢ２２７に記憶させる。なお、材料の特性としては、屈折率の他、反射率、吸収率等を採用してもよい。

図１７は、表面性状モデル４１０、欠陥モデル４２０、及び材料モデル４３０の一例を示している。情報処理装置２００の第３の構成例では、表面性状が平坦ではなく欠陥が存在する対象物２０を、欠陥がなく、対象物２０の表面性状のみを反映した屈折率ｎ１の表面性状モデル４１０と、表面性状が平坦で、対象物２０の欠陥のみを反映した屈折率ｎ１の欠陥モデル４２０と、表面性状が平坦であり、欠陥がなく、屈折率ｎ１とは異なる屈折率ｎ２の材料モデル４３０とに分けてモデル化する。このように、材料モデル４３０を設けたことより、材料の屈折率だけが異なる複数の表面性状モデル４１０及び欠陥モデル４２０を設ける必要がなくなるので、該第３の構成例は、第１の構成例に比べて、事前に実行する光学シミュレーションの回数をさらに削減することができる。

図１６戻る。材料モデルＤＢ２２７は、材料モデル生成部２１１２によって生成された複数の材料モデル４３０に関する情報を管理するものであり、各材料モデル４３０を識別するための材料ＩＤに対応付けて、材料の屈折率を記憶する（不図示）。

材料画像ＤＢ２２８は、シミュレーション実行部２１５による材料モデル４３０に対する光学シミュレーションの結果得られた材料画像４３１を管理するものであり、光学シミュレーション時の光学条件ＩＤと、材料モデル４３０を識別するための材料ＩＤと、材料画像４３１とを対応付けて記憶する（不図示）。

なお、該第３の構成例における画像合成部２１８は、同一光学条件下の光学シミュレーションによって生成された表面性状画像４１１、欠陥画像４２１、及び材料画像４３１を合成して合成画像５１０を生成する。具体的には、第１の構成例における場合と同様に、表面性状画像４１１と欠陥画像４２１とを合成した後、材料画像４３１の画素値（光強度）の平均値を乗算して合成画像５１０を生成する。

＜情報処理装置２００の第３の構成例による最適条件探索処理＞
次に、情報処理装置２００の第３の構成例による最適条件探索処理について、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は、該第３の構成例による最適条件探索処理における動作の主体と情報の流れの概略を示している。図１９は、該第３の構成例による最適条件探索処理の一例を説明するフローチャートである。

なお、該第３の構成例による最適条件探索処理の前提として、予め表面性状モデル４１０、欠陥モデル４２０、及び材料モデル４３０が生成され、それらに対する光学シミュレーションが行われており、記憶部２２０には、光学条件ＤＢ２２１、表面性状モデルＤＢ２２２、欠陥モデルＤＢ２２３、表面性状画像ＤＢ２２５、欠陥画像ＤＢ２２６、材料モデルＤＢ２２７、及び材料画像ＤＢ２２８が記録されているものとする。

該第３の構成例による最適条件探索処理は、操作画面１２００のスタートボタン１２０５に対するユーザからの押下操作に応じて開始される。

なお、該第３の構成例による最適条件探索処理のステップＳ４１～ＳＳ４４については、第１の構成例による最適条件探索処理（図１２）におけるステップＳ１～Ｓ４と同様なので、その説明を適宜簡略化する。

はじめに、処理部２１０が、操作画面１２００に対してユーザが入力した情報（入力情報）を取得する（ステップＳ４１）。なお、該操作画面１２００には、入力情報として、材料モデル４３０の屈折率を入力できる材料情報入力欄（不図示）が設けられているものとする。

次に、光学条件生成部２１４が、ユーザが入力した光学条件範囲に収まる複数の光学条件を特定する（ステップＳ４２）。

次に、撮像制御部２１１が、外観検査装置１０から良品サンプル光強度分布情報２２４を取得して記憶部２２０に記憶させる（ステップＳ４３）。

次に、表面性状推定部２１６が、良品サンプル１２０の表面性状を推定する、すなわち、良品サンプル１２０の表面性状に最も類似した表面性状モデル４１０を特定し、特定した表面性状モデル４１０に対応する表面性状画像群を画像合成部２１８に出力する（ステップＳ４４）。

次に、モデル特定部２１７が、欠陥モデルＤＢ２２３、及び材料モデルＤＢ２２７を参照し、ユーザが欠陥情報入力欄１２０２に入力した欠陥情報に最も近い欠陥モデル４２０、及び材料情報入力欄（不図示）に入力した材料情報に最も近い材料モデル４３０を特定する。そして、モデル特定部２１７が、特定した欠陥モデル４２０、及び材料モデル４３０それぞれに対し、ステップＳ４２で特定された複数の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された複数の欠陥画像４２１及び材料画像４３１を欠陥画像ＤＢ２２６及び材料画像ＤＢ２２８から読み出し、欠陥画像群、及び材料画像群として画像合成部２１８に出力する（ステップＳ４５）。

次に、画像合成部２１８が、ステップＳ４２で特定された複数の光学条件のうち、未着目の光学条件に着目し、さらに、表面性状画像群、欠陥画像群、及び材料画像群のうち、着目した光学条件に対応する表面性状画像４１１、欠陥画像４２１、及び材料画像４３１を特定する（ステップＳ４６）。次に、画像合成部２１８が、特定した表面性状画像４１１、欠陥画像４２１、及び材料画像４３１を合成して合成画像５１０を生成する（ステップＳ４７）。次に、評価値算出部２１９が、合成画像５１０のＳ／Ｎを算出する（ステップＳ４８）。

次に、画像合成部２１８が、ステップＳ４２で特定された複数の光学条件のうち、未着目の光学条件が残っているか否かを判定する（ステップＳ４９）。ここで、画像合成部２１８が、未着目の光学条件が残っていると判定した場合（ステップＳ４９でＹＥＳ）、処理はステップＳ４６に戻されて、ステップＳ４６～Ｓ４９が繰り返される。すなわち、未着目の光学条件が順次着目されて、該光学条件に対応する表面性状画像４１１、欠陥画像４２１、及び材料画像４３１が合成されて合成画像５１０が生成され、そのＳ／Ｎが算出される。その後、画像合成部２１８が、未着目の光学条件が残っていないと判定した場合（ステップＳ４９でＮＯ）、処理はステップＳ５０に進められる。

次に、相関解析部２１１０が、生成された複数の合成画像５１０にそれぞれ対応する光学条件とＳ／Ｎとの相関を解析する（ステップＳ５０）。次に、最適条件探索部２１１１が、光学条件とＳ／Ｎとの相関に基づき、ユーザが操作画面１２００の最適化条件入力欄１２０４にて選択した最適化条件を満たす最適な光学条件を探索する。そして、処理部２１０が、操作画面１２００の最適条件表示欄１２１０に探索された最適な光学条件を表示する（ステップＳ５１）。

以上で、情報処理装置２００の第３の構成例による最適条件探索処理は終了される。

該第３の構成例による最適条件探索処理によれば、第１の構成例による最適条件探索処理と同様の効果に加え、第１の構成例による最適条件探索処理に比べて、予め実行する光学シミュレーションの回数を削減することができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、さらに様々な変形例が含まれる。また、上記した各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明が、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ(solid state drive)等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０・・・外観検査装置、１１・・・照明、１２，１３・・・偏光板、１４・・・カメラ、１５・・・アパーチャ、２０・・・対象物、１００・・・光学条件決定システム、１２０・・・良品サンプル、１２１・・・実測画像、２００・・・情報処理装置、２１０・・・処理部、２１１・・・撮像制御部、２１２・・・表面性状モデル生成部、２１３・・・欠陥モデル生成部、２１４・・・光学条件生成部、２１５・・・シミュレーション実行部、２１６・・・表面性状推定部、２１７・・・モデル特定部、２１８・・・画像合成部、２１９・・・評価値算出部、２１１０・・・相関解析部、２１１１・・・最適条件探索部、２１１２・・・材料モデル生成部、２２０・・・記憶部、２２１・・・光学条件ＤＢ、２２２・・・表面性状モデルＤＢ、２２３・・・欠陥モデルＤＢ、２２４・・・良品サンプル光強度分布情報、２２５・・・表面性状画像ＤＢ、２２６・・・欠陥画像ＤＢ、２２７・・・材料モデルＤＢ、２２８・・・材料画像ＤＢ、２３１・・・操作入力部、２３２・・・通信部、２３３・・・表示部、３００・・・サーバ装置、３０１・・・ネットワーク、４０１・・・表面性状画像、４１０・・・表面性状モデル、４１１・・・表面性状画像、４１２・・・背景画像、４２０・・・欠陥モデル、４２１・・・欠陥画像、４３０・・・材料モデル、４３１・・・材料画像、５１０・・・合成画像、５１１・・・欠陥領域、５１２・・・正常領域、１２００・・・操作画面、１２０１・・・光学条件範囲入力欄、１２０２・・・欠陥情報入力欄、１２０３・・・表面性状入力欄、１２０４・・・最適化条件入力欄、１２０５・・・スタートボタン、１２０６・・・ストップボタン、１２１０・・・最適条件表示欄

Claims (10)

1. 外観検査に適用するための光学条件を決定する光学条件決定システムであって、
   前記外観検査の対象とする対象物の表面性状をモデル化した表面性状モデル、及び前記対象物の欠陥をモデル化した欠陥モデルそれぞれに対し、複数の光学条件下にて光学シミュレーションを行うことによって表面性状画像及び欠陥画像を生成するシミュレーション実行部と、
   同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像及び前記欠陥画像を合成して合成画像を生成する画像合成部と、
   前記合成画像における前記欠陥の検出し易さを表す評価値を算出する評価値算出部と、
   前記合成画像に対応する光学条件と前記評価値との相関を解析する相関解析部と、
   前記相関の解析結果に基づき、前記外観検査に適した前記光学条件を探索する最適条件探索部と、
   を有することを特徴とする光学条件決定システム。
2. 請求項１に記載の光学条件決定システムであって、
   前記対象物としての、欠陥がない良品サンプルの表面性状を推定する表面性状推定部、
   を有し、
   前記画像合成部は、前記表面性状推定部による前記良品サンプルの表面性状の推定結果として特定された前記表面性状モデル、及びユーザからの入力情報に合致する欠陥モデルに対する同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像及び前記欠陥画像を合成して合成画像を生成する
   ことを特徴とする光学条件決定システム。
3. 請求項２に記載の光学条件決定システムであって、
   前記表面性状推定部は、前記良品サンプルを撮像して得られた実測画像と、１または複数の表面性状モデルに対して、前記良品サンプルの撮像時と同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された１または複数の前記表面性状画像とを比較することにより、前記良品サンプルの表面性状を推定し、推定結果としての前記表面性状モデルを特定する
   ことを特徴とする光学条件決定システム。
4. 請求項２に記載の光学条件決定システムであって、
   複数の前記表面性状モデルそれぞれに対する複数の光学条件下の前記光学シミュレーションによって予め生成された複数の前記表面性状画像を記憶する表面性状画像ＤＢと、
   複数の前記欠陥モデルそれぞれに対する複数の光学条件下の前記光学シミュレーションによって予め生成された複数の前記欠陥画像を記憶する欠陥画像ＤＢと、
   を有し、
   前記表面性状推定部は、前記良品サンプルを撮像して得られた実測画像と、表面性状画像ＤＢに予め記憶されている複数の表面性状画像のうち、前記良品サンプルの撮像時と同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された複数の表面性状画像とを比較することにより、前記良品サンプルの表面性状を推定し、推定結果としての前記表面性状モデルを特定する
   ことを特徴とする光学条件決定システム。
5. 請求項４に記載の光学条件決定システムであって、
   前記画像合成部は、前記表面性状画像ＤＢに予め記憶されている複数の表面性状画像、及び前記欠陥画像ＤＢに予め記憶されている複数の欠陥画像のうち、前記良品サンプルの表面性状の推定結果として特定された前記表面性状モデル、及びユーザからの入力情報に合致する欠陥モデルに対する同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像及び前記欠陥画像を合成して前記合成画像を生成する
   ことを特徴とする光学条件決定システム。
6. 請求項１に記載の光学条件決定システムであって、
   前記表面性状モデルを生成する表面性状モデル生成部と、
   前記欠陥モデルを生成する欠陥モデル生成部と、
   を有することを特徴とする光学条件決定システム。
7. 請求項４に記載の光学条件決定システムであって、
   前記対象物の材料の特性をモデル化した材料モデルを生成する材料モデル生成部と、
   複数の前記材料モデルそれぞれに対する複数の光学条件下の前記光学シミュレーションによって予め生成された複数の材料画像を記憶する材料画像ＤＢと、
   を有し、
   前記画像合成部は、前記表面性状画像ＤＢに予め記憶されている複数の表面性状画像、前記欠陥画像ＤＢに予め記憶されている複数の欠陥画像、及び前記材料画像ＤＢに予め記憶されている複数の材料画像のうち、前記良品サンプルの表面性状の推定結果として特定された前記表面性状モデル、並びにユーザからの入力情報に合致する欠陥モデル及び材料モデルに対する同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像、前記欠陥画像、及び前記材料画像を合成して前記合成画像を生成する
   ことを特徴とする光学条件決定システム。
8. 請求項７に記載の光学条件決定システムであって、
   前記シミュレーション実行部、前記画像合成部、前記評価値算出部、前記相関解析部、及び前記最適条件探索部のうちの少なくとも１つを有する情報処理装置と、
   前記表面性状画像ＤＢ、前記欠陥画像ＤＢ、及び前記材料画像ＤＢのうち、少なくとも一つを有するサーバ装置と、を備え、
   前記サーバ装置は、異なる複数の前記情報処理装置によって共用される
   ことを特徴とする光学条件決定システム。
9. 外観検査に適用するための光学条件を決定する光学条件決定システムによる光学条件決定方法であって、
   前記外観検査の対象とする対象物の表面性状をモデル化した表面性状モデル、及び前記対象物の欠陥をモデル化した欠陥モデルそれぞれに対し、複数の光学条件下にて光学シミュレーションを行うことによって表面性状画像及び欠陥画像を生成するシミュレーション実行ステップと、
   同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像及び前記欠陥画像を合成して合成画像を生成する画像合成ステップと、
   前記合成画像における前記欠陥の検出し易さを表す評価値を算出する評価値算出ステップと、
   前記合成画像に対応する光学条件と前記評価値との相関を解析する相関解析ステップと、
   前記相関の解析結果に基づき、前記外観検査に適した前記光学条件を探索する最適条件探索ステップと、
   を含むことを特徴とする光学条件決定方法。
10. 請求項９に記載の光学条件決定方法であって、
    前記対象物としての、欠陥がない良品サンプルの表面性状を推定する表面性状推定ステップ、を含み、
    前記画像合成ステップは、前記表面性状推定ステップによる前記良品サンプルの表面性状の推定結果として特定された前記表面性状モデル、及びユーザからの入力情報に合致する欠陥モデルに対する同一の光学条件下の光学シミュレーションによって生成された前記表面性状画像及び前記欠陥画像を合成して合成画像を生成する
    ことを特徴とする光学条件決定方法。

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