JPH08189901A

JPH08189901A - 画像信号を用いる検査装置

Info

Publication number: JPH08189901A
Application number: JP236495A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Fukuda; 和彦福田; Mitsuru Watanabe; 充渡邊; Mutsumi Katahira; 睦巳片平
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】第一には、照明条件変化に対する補正処理を適
正に行うことが可能であり、第二には、表面状態差異が
大きな検査対象物の合否判定を適正に行うことが可能な
画像信号を用いる検査装置を提供する。【構成】検査装置１は、従来例から画像信号補正部を除
くと共に、ヒストグラム作成部５１、中央値等演算部５
２、閾値演算部５３、パラメータ保有部５４を持つ閾値
保有部５を備えた判定装置２を用いる。ヒストグラム作
成部５１は、入力された輝度信号８１ａが持つ各画素に
関するヒストグラムを作成し信号５１ａを出力する。中
央値等演算部５２は、信号５１ａを基に全画素に対する
中央値，標準偏差値を求めて信号５２ａとして出力す
る。パラメータ保有部５４は、予め設定された一定値の
パラメータを保有し信号５４ａとして出力する。閾値演
算部５３は、信号５２ａ，５４ａを入力し、下限用の閾
値，上限用の閾値とを求めて閾値５ａとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種品物の画像信号
を用いて，品物の色を含む表面状態に関する検査を行う
装置に係わり、その検査方法を改良するようにした装置
構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の品物の、例えば、表面状態に関す
る外観検査を行うに当たっては、品物表面の傷・欠け・
汚れ・色むら等の度合いによって、合否判定がなされる
のが一般である。このような品物の外観検査を行う装置
として、品物の表面に関する画像信号を基にして、画像
処理技術を用いて外観検査を自動的に行う外観検査装置
が、例えば、論文「電子部品のパッケージ外観検査装
置」（富士時報，Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ．９，１９９４）
によってすでに知られている。

【０００３】図１０は、このような従来例の画像信号を
用いる検査装置を説明するブロック図である。図１０に
おいて、９は、検査装置であり、適宜の検査対象物６の
外観の二次元画像を撮像する撮像装置７、検査対象物の
合否判定を行う判定装置８を備えている。検査対象物６
は、例えば、多数の検査対象物６を順次移動させること
が可能な載置台６１上に載置されて、撮像装置７の撮像
域に順次移送されてくるように構成されるのが一般であ
る。また、少なくとも撮像域に移送されてきた検査対象
物６には、必要に応じて設置される照明装置６２等によ
る照明光６２ａによって照明がなされるのが一般であ
る。この照明装置６２の光源としては、一般的な光源
や、必要によっては、比較的に高い指向性を備えるＬＥ
Ｄ等も採用されている。

【０００４】撮像装置７は、検査対象物６の外観に関す
る二次元画像の画像信号を取得するためのテレビカメラ
等の撮像用の装置であって、照明光６２ａが検査対象物
６で反射することで得られた検査対象物６の反射光６ａ
が入力される。撮像装置７には、多数の光電変換素子が
二次元状に集積された，公知のＣＣＤ等の図示しない固
体イメージセンサが備えられている。入力された反射光
６ａの輝度により、固体イメージセンサの各光電変換素
子で得られた輝度に対応する電気信号が、検査対象物６
の二次元画像の複数の画素に区分された画像信号として
の輝度信号７ａとして、撮像装置７から出力される。従
って、輝度信号７ａは、輝度に対応する信号と共に、二
次元状に配置されたそれぞれの画素の、二次元における
配置位置の情報も合わせ持つ信号である。

【０００５】判定装置８は、画像信号変換部８１と、画
像信号補正部８２と、画像信号２値化部８３と、閾値保
有部８４と、合否判定部８５とを備えている。画像信号
変換部８１は、判定装置８をデジタル回路装置として構
成する場合等に設置される装置であって、輝度信号７ａ
を入力して、この輝度信号７ａを基にそれぞれの画素毎
の信号レベルである輝度の階調値をデジタル値で表し、
この輝度の階調の情報をそれぞれの画素に対応させて持
たせたデジタル画像信号である輝度信号８１ａとして出
力する回路装置である。画像信号補正部８２は、必要に
応じて設置される装置であって、輝度信号８１ａ中の１
個ないし数個の特定の画素（輝度信号８１ａ中の全画素
に対して、ごく一部の画素である。）に関する、規定さ
れた照明条件下（例えば、初期条件の照明装置６２から
得られた照明光６２ａである。）において得られた規定
条件時の輝度階調値を保有している。そうして検査対象
物６の検査時に、輝度信号８１ａ中の前記の特定の画素
の輝度階調値と、前記の規定条件時の輝度階調値との比
率を求め、輝度信号８１ａの中の全画素の輝度階調値を
補正する回路装置である。

【０００６】画像信号２値化部８３は、画像信号変換部
８１から出力された輝度信号８１ａ、または、画像信号
補正部８２によって補正された輝度信号８１ａが持つ各
画素に関する信号を、閾値保有部８４が保有する閾値に
よって、公知の手法によって０と１とに２値化して、２
値化信号８３ａを得る回路装置である。閾値保有部８４
は、輝度信号８１ａが持つ各画素に関する信号の２値化
に用いる閾値を保有する回路装置である。合否判定部８
５は、画像信号２値化部８３によって得られた２値化信
号８３ａ中の、例えば、０である画素の個数に従って合
否判定を行う回路装置であり、不良画素数カウント部８
５１と、不良判定部８５２と、判定基準値保有部８５３
とを備えている。不良画素数カウント部８５１は、２値
化信号８３ａを入力し、２値化信号８３ａが持つ０値を
持つ画素の個数をカウントする回路装置である。不良判
定部８５２は、不良画素数カウント部８５１で得られた
０値を持つ画素の個数が、判定基準値保有部８５３が保
有する判定条件に合致する場合に不良品と判定し、それ
以外の場合には良品と判定し、このような判定内容を持
つ出力信号８ａを出力する回路装置である。判定基準値
保有部８５３は、不良の判定に用いる判定条件を保有す
る回路装置である。

【０００７】図１０に示した構成を備える従来例の検査
装置９の動作を、樹脂モールド品である検査対象物６の
外観検査に用いた場合を例にとって説明する。樹脂モー
ルド品においては、検査対象物６の表面に傷・欠け・付
着物等が存在していると、その部分は照明光６２ａに関
して影になり、照明光６２ａの照射量が低減してしまう
ことで部分的に反射光６ａの輝度が減少するものであ
る。また、色むらの存在は、色むらによっては、その部
分の反射光６ａの輝度の減少をもたらすことになる。こ
れ等により、傷・欠け・色むら・付着物等（以降、表面
異常と略称することがある。）が存在する部位の反射光
６ａの輝度は、表面異常が存在していない正常な部位の
反射光６ａの輝度よりも低下したものになる。このよう
な輝度分布を持つ反射光６ａを受光した画素から得られ
る輝度信号７ａの、その信号レベルである輝度に対応す
る出力レベルは、表面異常が存在している部位に対応す
る画素の出力レベルが、表面異常が存在していない正常
な部位の画素の出力レベルよりも低下したものになる。

【０００８】輝度信号７ａが入力された判定装置８で
は、まず、輝度信号７ａをデジタル回路での信号処理を
行えるようにするために、画像信号変換部８１におい
て、輝度信号７ａの出力レベルの最大値から最小値の間
を、例えば２５６（８ビットで得られる最大量であ
る。）に分割することで得られる２５５階調値として表
示された輝度信号８１ａに変換されて出力される。ま
た、一般に照明装置６２は、使用時間に従ってその光度
が低減していく性質を持つものである。従って、同一の
表面状態を持つ検査対象物６であっても、長時間使用し
た照明装置６２によって照明された場合には、輝度信号
７ａのそれぞれの画素の出力レベルは、使用初期の照明
装置６２によって照明された場合の出力レベルよりも低
下する。このような照明装置６２の光度の変動による輝
度信号７ａの出力レベルの変動が、検査対象物６の合否
の判定に影響を与えるのを防止するために、必要によっ
て備えられるのが画像信号補正部８２である。

【０００９】閾値保有部８４が保有する閾値は、例え
ば、経験値であるとか，標準とすべき検査対象物６に対
する計測データ等に基づいて予め設定された一定値であ
る。後者の場合には、例えば、図示しないコンピュータ
等の上位の制御装置からの指令を受けた場合に、標準と
すべき検査対象物６に対する計測データである輝度信号
８１ａが閾値保有部８４に保存されることになる。出力
レベルが低い画素を持つ輝度信号７ａに対応する輝度信
号８１ａは、それぞれの画素に対応する信号毎に、画像
信号２値化部８３において前記の閾値と比較されて２値
化される。その際、表面異常が存在している部位に対応
する画素に基づく信号は、当然のことながら閾値よりも
低い出力レベルになる可能性が高いので、輝度信号８１
ａ中の閾値よりも低い出力レベルの画素に対応する２値
化信号８３ａは０値となる。

【００１０】このような内容を持つ２値化信号８３ａが
入力された合否判定部８５では、不良画素数カウント部
８５１において、２値化信号８３ａ中の，０値である画
素に対応する信号の個数をカウントする。このカウント
値は、撮像装置７が備える固体イメージセンサの構造か
ら、反射光６ａの輝度の低い部分である、検査対象物６
の傷・欠け・色むら・付着物等が存在している部分の面
積の積算値とほぼ等価の値となる。判定基準値保有部８
５３が保有する判定条件は、例えば、ある検査対象物６
に関するこのカウント値が、予め定められた規定面積値
を越えた場合に不良であるとして設定されるものであ
る。従って、判定装置８においては、判定基準値保有部
８５３が保有する規定面積値を越えて傷・欠け・付着物
等が存在している検査対象物６に対しては、不良品と判
定する出力信号８ａを出力するのである。

【００１１】また、検査対象物６の表面に存在する傷・
欠け・色むらの発生状態，付着物の性状，あるいは，検
査対象物６に対する照明光６２ａの照射角度等によって
は、表面異常が存在している部分の少なくとも一部から
反射されて、撮像装置７に入射される光の輝度が、表面
異常が存在していない正常な部位の反射光の輝度よりも
増加する場合も有り得るものである。このような輝度分
布を持つ反射光６ａを受光した画素から得られる輝度信
号７ａの、その信号レベルである輝度に対応する出力レ
ベルは、表面異常が存在している部位の、少なくとも一
部の部位に対応する画素の出力レベルが、表面異常が存
在していない正常な部位の画素の出力レベルよりも高い
値になる。

【００１２】これに対処するために、閾値として、例え
ば、予め設定された高低２個の一定値を、判定装置８が
備える閾値保有部８４に保有させた検査装置９も知られ
ている。このような検査装置９においては、出力レベル
が低い画素と共に，出力レベルが高い画素を持つ輝度信
号７ａに対応する輝度信号８１ａは、それぞれの画素に
対応する信号毎に、画像信号２値化部８３において前記
の閾値によって比較されて２値化される。その際、出力
レベルが低い画素の信号は、閾値保有部８４が保有する
低値の閾値を用いて、前記したようにして２値化され
る。また、出力レベルが高い画素の信号は、閾値保有部
８４が保有する高値の閾値を用い、この高値の閾値と比
較され、この閾値以上の値の出力レベルのものは０値と
なり、この閾値未満の出力レベルのものは１値となる。
すなわち、この検査装置９においては、低値の閾値以
下，および，高値の閾値以上の値の出力レベルのものは
全て０値となるのである。

【００１３】また、合否判定部８５としては、不良画素
数カウント部８５１では、検査対象物６の傷・欠け・色
むら・付着物等が存在している部分の面積積算値の検査
対象物６の検査対象面の面積に対する比率を求め、判定
基準値保有部８５３には、不良の判定に用いる判定条件
として、不良画素数カウント部８５１で得られた不良部
分の面積の比率値が，予め定められた規定面積比率値を
越えた場合に不良であるとして設定されているものも知
られている。

【００１４】さらにまた、合否判定部８５としては、２
値化信号８３ａ中の１値を持つ画素の個数をカウントし
て判定する回路装置も知られている。なお、検査対象物
６によっては、付着物の色や、樹脂モールド品である検
査対象物６の樹脂部の色むら等が合否判定の対象になる
場合も有るし、彩色された模様・文字が表面に表示され
ている検査対象物６も存在する。このような検査対象物
６の色に関する表面状態の合否判定には、画像信号とし
ては、検査対象物６に対する輝度信号ばかりでなく、検
査対象物６に対する色の情報に関する信号が対象にな
る。この場合の検査装置としては、撮像装置には固体イ
メージセンサを用いて輝度信号と共にＲＧＢ信号を得る
ことができるカラー式のテレビカメラ等が採用された装
置が知られている。その場合に、撮像装置から得られた
色の情報に関する信号であるＲＧＢ信号を、色相に関す
る信号としての色差信号に変換して用いるようにした装
置も知られている。また、検査対象物６の色に関する判
定を行う判定装置が、検査対象物６の輝度に関する判定
を行う判定装置とは別個に備えられることが多いもので
ある。このような色の情報に関する信号と、色に関する
判定を行う判定装置とを用いて、検査対象物６の色に関
する合否判定が行われるのである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る画像信号を用いる検査装置にあっては、樹脂モールド
品，カプセル入り医薬品，金属製容器入りの製品等の検
査対象物６に関して、検査対象物６の表面異常や色む
ら，付着物の色，彩色された模様・文字の表示等の検査
の実行を可能にしているのであるが、次記する問題がク
ローズアップされるようになってきている。すなわち、（１）検査対象物６が、導電体と放熱体とを兼ねる比較
的に広い面積で表面に露出している金属部と，樹脂部と
が混在した、例えば、いわゆるパワー半導体素子である
場合とか、金属部と樹脂部と複雑に混在した小形ブラシ
レスモータ等である場合には、露出した金属板部の面積
の，樹脂部の面積に対する比率が比較的に高く、かつ、
露出した金属板部の形状が比較的に複雑（前者の事例に
ついて示した図１１を参照。）であるために、比較的単
純な表面構造を備える『従来の技術』の項における説明
に用いられた検査対象物６と比較すると、その外観検査
に関しては、例えば、次記するような差異が有る。

【００１６】同一の製造ロットであっても、個々の製
品間において表面状態の差異が発生し易い。製造されたロットにより表面状態の差異が比較的に大
きい。また、パワーを扱う製品であるために、その表面状態の
検査は（表１）に例示するように、比較的に厳しい検査
内容が要求されている。

【００１７】

【表１】

【００１８】これ等のために、前述した従来技術による
検査装置９等では、適切な合否判定を行うことができな
いために、パワー半導体素子等の場合にはその外観検査
は、目視等の人手による合否判定により行われているの
が実態である。（２）しかしながら、前記（１）項で述べた人手による
合否判定方法では、合否判定を行う検査員の労働条件と
してはかなり厳しい作業条件であり，疲労による誤判定
が起こり易く、また、異なる検査員の間での合否判定の
個人差を解消することができないために，結果として出
荷製品中に不良品が混入してしまうことが起こり得る。

【００１９】（３）従来技術による検査装置９等では、
照明条件の変化に対する補正処理を、輝度信号８１ａ中
のごく一部の画素による画素信号を基に行なわれてい
る。しかし、前記（１）項で述べたように、検査対象物
６の表面状態が、製造されたロットや，同一ロット内の
個々の製品によって比較的に大きい差異が発生する場合
には、ごく一部の画素による画素信号を基に行う補正処
理では、検査対象物６の表面状態の差異による影響を受
けて、適正な補正処理を行うことができない。

【００２０】この発明は、前述の従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、その第一の目的は、照明条件の
変化に対する補正処理を適正に行うことが可能な画像信
号を用いる検査装置を提供することにあり、その第二の
目的は、表面状態の差異が比較的に大きい検査対象物で
あっても、合否判定を適正に行うことが可能な画像信号
を用いる検査装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明では前述の第一
の目的は、（１）検査対象物の画像を，複数の画素に区
分された画像信号として得る撮像装置と、この画像信号
を用いて検査対象物の合否判定を行う判定装置とを備え
た装置であって、判定装置は、画像信号に対応する信号
が持つ各画素に関する信号の２値化に用いる閾値を保有
する閾値保有部と、画像信号に対応する信号が持つ各画
素に関する信号を閾値保有部が保有する閾値によって２
値化する画像信号２値化部と、画像信号２値化部によっ
て０または１に２値化された画素の個数に従って合否判
定を行う合否判定部とを有する画像信号を用いる検査装
置において、判定装置が有する閾値保有部は、画像信号
を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞれの信
号レベルを基に全画素に関する信号レベルの指標値を求
める指標値演算部と、規定された照明条件下において得
られた画像信号を入力し，画像信号が持つ各画素に関す
るそれぞれの信号レベルを基に，全画素に関する規定さ
れた照明条件下における信号レベルの指標値である規定
時指標値を求めて保有する規定時指標値保有部と、規定
された照明条件下においての画像信号の各画素に対応す
る信号の２値化に用いられる規定時用閾値を保有する規
定時用閾値保有部と、指標値演算部で得られた指標値，
規定時指標値保有部が保有する規定時指標値，規定時用
閾値保有部が保有する規定時用閾値を入力し，規定時用
閾値を指標値に対する規定時指標値の比率倍することで
補正された閾値を求めて保有する閾値演算部とを備える
構成とすること、または、（２）検査対象物の画像を，
複数の画素に区分された画像信号として得る撮像装置
と、この画像信号を用いて検査対象物の合否判定を行う
判定装置とを備えた装置であって、判定装置は、画像信
号に対応する信号が持つ各画素に関する信号の２値化に
用いる閾値を保有する閾値保有部と、画像信号が持つそ
れぞれの画素の信号を補正する画像信号補正部と、画像
信号補正部で補正された画像信号の各画素に関する信号
を閾値保有部が保有する閾値によって２値化する画像信
号２値化部と、画像信号２値化部によって０または１に
２値化された画素の個数に従って合否判定を行う合否判
定部とを有する画像信号を用いる検査装置において、判
定装置が有する画像信号補正部は、画像信号を入力し，
画像信号が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベルを
基に全画素に関する信号レベルの指標値を求める指標値
演算部と、規定された照明条件下において得られた画像
信号を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞれ
の信号レベルを基に，全画素に関する規定された照明条
件下における信号レベルの指標値である規定時指標値を
求めて保有する規定時指標値保有部と、指標値演算部で
得られた指標値，規定時指標値保有部が保有する規定時
指標値を入力し，指標値に対する規定時指標値の比率を
補正値として求めて保有する補正値演算部と、画像信号
が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベルを補正値演
算部が保有する補正値によって補正する信号レベル補正
部とを備える構成とすること、により達成される。

【００２２】この発明では前述の第二の目的は、（３）
検査対象物の画像を，複数の画素に区分された画像信号
として得る撮像装置と、この画像信号を用いて検査対象
物の合否判定を行う判定装置とを備えた装置であって、
判定装置は、画像信号の各画素に対応する信号の２値化
に用いる閾値を保有する閾値保有部と、画像信号の各画
素に対応する信号を閾値保有部が保有する閾値によって
２値化する画像信号２値化部と、画像信号２値化部によ
って０または１に２値化された画素の個数に従って合否
判定を行う合否判定部とを有する画像信号を用いる検査
装置において、判定装置が有する閾値保有部は、画像信
号を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞれの
信号レベルを基に全画素に関する信号レベルのヒストグ
ラムを作成するヒストグラム作成部と、ヒストグラム作
成部で得られたヒストグラムを基にして，全画素に対す
る信号レベルの中央値Ｃ，標準偏差値σを求める中央値
等演算部と、予め設定されるパラメータ（α₁および／
またはα₂）を保有するパラメータ保有部と、中央値等
演算部で得られた中央値・標準偏差値，パラメータ保有
部が保有するパラメータとを入力し，前記の（式１）に
従う演算を行って下限用の閾値である閾値ＴＨＤ₁およ
び／または上限用の閾値である閾値ＴＨＤ ₂を求めて保
有する閾値演算部とを備える構成とすること、または、
（４）前記３項に記載の手段において、判定装置が有す
る閾値保有部は、予め設定される制限値（ＣＵＴ₁₁，Ｃ
ＵＴ₁₂，ＣＵＴ₂₁およびＣＵＴ₂₂の内の一部または全
部）を保有する制限値保有部と、閾値演算部で得られた
閾値（ＴＨＤ₁および／またはＴＨＤ₂）と，制限値保
有部が保有する制限値とを入力し，前記の（式２）に従
う判定を行い，見直された下限用の閾値としてＣＵＴ₁₁
および／またはＣＵＴ₁₂を，および／または，見直され
た上限用の閾値としてＣＵＴ₂₁および／またはＣＵＴ₂₂
を設定して保有する見直し閾値設定部とを備える構成と
すること、により達成される。

【００２３】

【作用】この発明においては、画像信号を用いる検査装
置において、前記『課題を解決するための手段』の（１）項に記載
された構成とすることにより、規定時用閾値保有部が保
有する規定時用閾値は、例えば、従来例の検査装置９の
閾値保有部８４が保有する閾値と同様に、経験値である
とか，標準とすべき検査対象物に対する計測データ等に
基づいて予め設定される一定値である。また、指標値
は、指標値演算部において、検査実行時に画像信号変換
部から出力される輝度信号８１ａ等の画像信号を基に、
全画素に関する信号レベルとして求められる。さらに、
規定時指標値は、規定時指標値演算部において、例え
ば、初期条件の照明装置６２から得られた照明光６２ａ
により得られた画像信号変換部から出力される画像信号
を基に、全画素に関する信号レベルとして求められる。

【００２４】そうして、この発明による閾値保有部で得
られる閾値は、規定時用閾値を、指標値に対する規定時
指標値の比率倍することで補正して求められる。これに
より、照明光６２ａに光度の低下等の照明条件の変化が
発生したとしても、この照明条件の変化に対応して閾値
を補正することで、合否判定が照明条件の変化の影響を
受けないようにするのである。この閾値の補正に用いら
れる指標値と規定時指標値とは、この発明による特有の
構成により、共に、全画素に関する信号レベルとして求
められているので、検査対象物６の表面状態が、製造さ
れたロットや，同一ロット内の個々の製品によって局部
的に差異が有ったとしても、閾値の補正を適正に行うこ
とが可能となるのである。また、前記『課題を解決するための手段』の（２）項に記載
された構成とすることにより、規定時用指標値保有部が
保有する規定時用指標値は、前記の（１）項による規定
時用指標値保有部が保有する規定時用指標値と同様に、
例えば、初期条件の照明装置６２から得られた照明光６
２ａにより得られた、画像信号変換部から出力される輝
度信号８１ａ等の画像信号を基に、全画素に関する信号
レベルとして求められる。また、指標値は、前記の
（１）項による指標値と同様に、指標値演算部におい
て、検査実行時に画像信号変換部から出力される画像信
号を基に、全画素に関する信号レベルとして求められ
る。これ等の規定時用指標値と指標値とを基に、補正値
が指標値に対する規定時指標値の比率としてを補正値演
算部で求められる。

【００２５】そうして、この発明においては画像信号補
正部に入力された画像信号は、画像信号が持つ各画素に
関するそれぞれの信号レベルを、信号レベル補正部にお
いて前記の補正値によって補正したうえで出力される。
これにより、照明光６２ａに光度の低下等の照明条件の
変化が発生したとしても、この照明条件の変化に対応し
て、画像信号補正部で画像信号を補正することで、合否
判定が照明条件の変化の影響を受けないようにするので
ある。この画像信号の補正に用いられる指標値と規定時
指標値とは、この発明による特有の構成により、共に、
全画素に関する信号レベルとして求められているので、
検査対象物６の表面状態が、製造されたロットや，同一
ロット内の個々の製品によって局部的に差異が有ったと
しても、画像信号の補正を適正に行うことが可能となる
のである。また、前記『課題を解決するための手段』の（３）項に記載
された構成とすることにより、閾値保有部に取り入れら
れた輝度信号８１ａ等の画像信号を基に、まず、ヒスト
グラム作成部において、画像信号が持つ各画素に関する
それぞれの信号レベルを基に全画素に関する信号レベル
に対するヒストグラムが作成される。このヒストグラム
を基に、中央値等演算部において、このヒストグラムの
中央値Ｃと標準偏差値σとが演算される。また、パラメ
ータ保有部には、例えば、経験値であるとか，標準とす
べき検査対象物に対する計測データ等に基づいて予め設
定された一定値であるパラメータ（α₁および／または
α₂）が保有されている。

【００２６】そうして、この発明による閾値保有部で得
られる閾値は、閾値演算部において、前記の中央値Ｃと
標準偏差値σ，パラメータとを基に、前記の（式１）に
従う演算を行って求められる。これにより、検査対象物
６の表面状態が、製造されたロットや，同一ロット内の
個々の製品によって差異が有ったとしても、閾値保有部
で得られる閾値が、個々の検査対象物６に対する全画素
に関する信号レベルが総合されたヒストグラムを基にし
て求めらていることにより、合否判定を適正に行うこと
が可能となるのである。さらにまた、前記『課題を解決するための手段』の（４）項に記載
された構成とすることにより、制限値保有部には、例え
ば、経験値であるとか，標準とすべき検査対象物に対す
る計測データ等に基づいて予め設定された一定値である
ＣＵＴ₁₁のごとき制限値が保有される。そうして、前記
項により得られた閾値は、見直し閾値設定部におい
て、この制限値を用いて前記の（式２）に従う見直し判
定が行なわれて、見直される。これにより、検査対象物
６の表面状態によって、例えば、異常に変形されたヒス
トグラムが得られるような場合であっても、その合否判
定をこの発明による検査装置によって、適正に行うこと
が可能となるのである。

【００２７】

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。実施例１；図３は、請求項１に対応するこの発明の一実
施例による画像信号を用いる検査装置を説明するブロッ
ク図である。図３において、図１０に示した従来例によ
る画像信号を用いる検査装置と同一部分には同じ符号を
付し、その説明を省略する。なお、図３中には、図１０
で付した符号については、代表的な符号のみを記した。

【００２８】図３において、１Ａは、図１０に示した従
来例による検査装置９に対して、判定装置８に替えて判
定装置２Ａを用いるようにした検査装置である。判定装
置２Ａは、検査装置９が備える判定装置８に対して、画
像信号補正部８２を除くと共に、閾値保有部８４に替え
て閾値保有部３を用いるようにしている。閾値保有部３
は、指標値演算部３１と、規定時指標値保有部３２と、
閾値演算部３３と、規定時用閾値保有部３４とを備えて
いる。

【００２９】指標値演算部３１は、画像信号である輝度
信号８１ａを入力して、輝度信号８１ａの持つ各画素に
関するそれぞれの信号レベルを基に、全画素に関する信
号レベルの指標値として、例えば、平均値ＡＶＥを求め
る回路装置である。規定時指標値保有部３２は、規定さ
れた照明条件下（例えば、初期条件の照明装置６２から
得られた照明光６２ａである。）において得られた輝度
信号８１ａを入力し，輝度信号８１ａが持つ各画素に関
するそれぞれの信号レベルを基に，全画素に関する規定
された照明条件下における信号レベルの規定時指標値と
して、指標値演算部３１で求められる指標値と同様の、
規定時の平均値ＡＶＥ₀を求めて保有する回路装置であ
る。この規定された照明条件における輝度信号８１ａの
規定時指標値保有部３２への入力は、例えば、図示しな
いコンピュータ等の上位の制御装置からの指令を受けて
行われる。

【００３０】規定時用閾値保有部３４は、規定された照
明条件下において得られる輝度信号８１ａが持つ各画素
に関する信号の２値化に適合した規定時用閾値ＴＨＤ₀
を保有する回路装置である。規定時用閾値保有部３４が
保有する規定時用閾値ＴＨＤ ₀は、規定時指標値保有部
３２において用いられる規定された照明条件下において
得られる輝度信号８１ａに対応させて定められ、例え
ば、経験値であるとか，標準とすべき検査対象物６に対
する規定された照明条件下において得られた計測データ
等に基づいて予め設定された一定値である。閾値演算部
３３は、指標値演算部３１で得られた指標値（例えば、
平均値ＡＶＥ）と、規定時指標値保有部３２が保有する
規定時指標値（例えば、平均値ＡＶＥ₀）と、規定時用
閾値保有部３４が保有する規定時用閾値ＴＨＤ₀とを入
力し、規定時用閾値ＴＨＤ₀を指標値に対する規定時指
標値の比率倍〔（式３）を参照。〕することで補正され
た閾値ＴＨＤ３ａを求めて保有する回路装置である。

【００３１】

【数３】ＴＨＤ＝ＴＨＤ₀×（ＡＶＥ／ＡＶＥ₀）………（３）図３に示す実施例による検査装置１Ａは、前記の構成と
することにより、閾値保有部３で得られる閾値ＴＨＤ３
ａは、規定時用閾値保有部３４に保有されている規定時
用閾値ＴＨＤ₀を、指標値演算部３１で得られた指標値
に対する、規定時指標値保有部３２に保有されている規
定時指標値の比率倍することで補正して求められる。こ
れにより、照明光６２ａに光度の低下等の照明条件の変
化が発生したとしても、この照明条件の変化に対応して
閾値ＴＨＤ３ａが補正される。しかも、指標値と規定時
指標値とは共に、全画素に関する信号レベルに関して求
められているので、検査対象物６の表面状態が、製造さ
れたロットや，同一ロット内の個々の製品によって局部
的に差異が有ったとしても、閾値ＴＨＤ３ａの補正を適
正に行うことが可能となるのである。この閾値ＴＨＤ３
ａを用いて、画像信号２値化部８３において、輝度信号
８１ａが持つ各画素に関する信号の０と１との２値化が
行われるので、合否判定部８５で行われる合否判定は、
照明条件の変化の影響を受けないようになるのである。

【００３２】実施例２；図４は、請求項２に対応するこ
の発明の一実施例による画像信号を用いる検査装置を説
明するブロック図である。図４において、図３に示した
請求項１に対応するこの発明の一実施例による画像信号
を用いる検査装置と同一部分、および、図１０に示した
従来例による画像信号を用いる検査装置と同一部分には
同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図４中に
は、図１０で付した符号については、代表的な符号のみ
を記した。

【００３３】図４において、１Ｂは、図１０に示した従
来例による検査装置９に対して、判定装置８に替えて判
定装置２Ｂを用いるようにした検査装置である。判定装
置２Ｂは、検査装置９が備える判定装置８に対して、画
像信号補正部８２に替えて画像信号補正部４を用いるよ
うにしている。画像信号補正部４は、指標値演算部３１
と、規定時指標値保有部３２と、補正値演算部４１と、
信号レベル補正部４２とを備えている。

【００３４】補正値演算部４１は、指標値演算部３１で
得られた指標値（例えば、平均値ＡＶＥ）と、規定時指
標値保有部３２に保有されている規定時指標値（例え
ば、平均値ＡＶＥ₀）とを入力し、指標値に対する規定
時指標値の比率を補正値４１ａとして求める回路装置で
ある。信号レベル補正部４２は、画像信号である輝度信
号８１ａと補正値４１ａとを入力し、輝度信号８１ａが
持つ各画素に関するそれぞれの信号レベルを補正値４１
ａによって補正して、補正された輝度信号４ａとして出
力する回路装置である。補正された輝度信号４ａは、画
像信号２値化部８３に入力されるが、画像信号２値化部
８３以降においては、従来例の検査装置９の場合の輝度
信号８１ａの替わりに補正された輝度信号４ａを用い
て、検査対象物６の合否判定が行われる。

【００３５】図４に示す実施例による検査装置１Ｂは、
前記の構成とすることにより、補正された輝度信号４ａ
は、輝度信号８１ａを、指標値演算部３１で得られた指
標値に対する、規定時指標値保有部３２に保有されてい
る規定時指標値の比率倍することで補正して求められて
いる。これにより、照明光６２ａに光度の低下等の照明
条件の変化が発生したとしても、この照明条件の変化に
対応して輝度信号８１ａが補正される。しかも、実施例
１の場合と同様に、指標値と規定時指標値とは共に、全
画素に関する信号レベルに関して求められているので、
検査対象物６の表面状態が、製造されたロットや，同一
ロット内の個々の製品によって局部的に差異が有ったと
しても、輝度信号８１ａから適正に補正された輝度信号
４ａを得ることが可能となるのである。この補正された
輝度信号４ａを用いて、画像信号２値化部８３におい
て、輝度信号８１ａが持つ各画素に関する信号の０と１
との２値化が行われるので、合否判定部８５で行われる
合否判定は、照明条件の変化の影響を受けないようにな
るのである。実施例１，２における今までの説明では、
検査装置１Ａ，１Ｂが備える判定装置２Ａ，２Ｂの、検
査対象物６に対する照明条件に変化が発生した場合の補
正方法は、指標値演算部３１で得られた指標値（例え
ば、平均値ＡＶＥ）と，規定時指標値保有部３２に保有
されている規定時指標値（例えば、平均値ＡＶＥ₀）と
の比率倍することで補正を行うとしてきたが、これに限
定されるものではなく、例えば、（式４），図５に例示
する方法によって補正を行うことであってもよいもので
ある。

【００３６】この（式４），図５（図５は、検査対象物
を照明する条件が変化した場合の閾値を補正する異なる
補正方法を説明する説明図である。）によって例示する
方法を、実施例１と同様に補正された閾値ＴＨＤを求め
る場合を例にとり説明する。この図５等で例示する方法
による補正された閾値ＴＨＤの求め方は、照明光６２ａ
を零とした条件（すなわち、無照明ということであ
る。）（この条件は、例えば、検査対象物６と撮像装置
７とを暗箱で覆うことで得られる。）において撮像装置
７から得られる例えば輝度信号７ａである無照明時指標
値Ｖ₀を用いることが、実施例１で説明した方法と相異
している。そうして、補正された閾値ＴＨＤは、無照明
時指標値Ｖ₀を用いて（式４）によって求められる。

【００３７】

【数４】 THD=[(AVE-V₀)/(AVE₀-V₀)]THD₀ +V₀(AVE₀-AVE)/(AVE₀-V₀)…………………（４）無照明時指標値Ｖ₀は、例えば、新たに設置される図示
しない無照明時指標値Ｖ₀用の回路装置に常時保有され
ることになる。そうして、閾値演算部３３に、この無照
明時指標値Ｖ₀も入力して、（式４）に従って補正され
た閾値ＴＨＤを求めるようにするのである。この（式
４）に基づき行われる補正は、無照明時指標値Ｖ₀を用
いることで補正時の基準点（図５を参照。）が明確にな
るので、実施例１で説明した方法と比較して、照明条件
の変化に対応させる補正の精度が向上される特徴が有
る。なお、この補正の原理は、実施例２で説明した方法
に対しても適用が可能であることは勿論のことである。

【００３８】また、実施例１，２における今までの説明
では、指標値演算部３１で得られる指標値は平均値ＡＶ
Ｅであり、規定時指標値保有部３２に保有される規定時
指標値は平均値ＡＶＥ₀であるとしてきたが、これに限
定されるものではなく、例えば、両指標値としては、輝
度信号８１ａの持つ各画素に関するそれぞれの信号レベ
ルを基に、全画素に関するヒストグラムから得られる中
央値であってもよいものである。すなわち指標値として
は、検査対象物６が持つ表面状態，表面の性状等に適切
に対応するものとして、「平均値」，「中央値」等の中
から好適な指標値が選択されるのである。

【００３９】実施例３；図１は、請求項３に対応するこ
の発明の一実施例による画像信号を用いる検査装置を説
明するブロック図である。図１において、図１０に示し
た従来例による画像信号を用いる検査装置と同一部分に
は同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図１中
には、図１０で付した符号については、代表的な符号の
みを記した。

【００４０】図１において、１は、図１０に示した従来
例による検査装置９に対して、判定装置８に替えて判定
装置２を用いるようにした検査装置である。判定装置２
は、検査装置９が備える判定装置８に対して、画像信号
補正部８２を除くと共に、閾値保有部８４に替えて閾値
保有部５を用いるようにしている。閾値保有部５は、ヒ
ストグラム作成部５１と、中央値等演算部５２と、閾値
演算部５３と、パラメータ保有部５４とを備えている。

【００４１】ヒストグラム作成部５１は、画像信号であ
る輝度信号８１ａを入力して、輝度信号８１ａの持つ各
画素に関するそれぞれの信号レベルを基に、全画素に関
する信号レベルのヒストグラム（図２を参照。）を作成
し、このヒストグラムに関する信号５１ａを出力する回
路装置である。中央値等演算部５２は、信号５１ａを基
にして、全画素に対する信号レベルの中央値Ｃと、全画
素に対する信号レベルの標準偏差値σ（図２を参照。）
とを演算して、信号５２ａとして出力する回路装置であ
る。ここで図２は、図１中に示した判定装置におけるヒ
ストグラムおよび中央値等を説明する説明図であり、横
軸は、輝度信号８１ａ，中央値Ｃ等を階調値によって示
し、縦軸は、階調値に対応する画素数を示している。図
２中には、一般的な形状のヒストグラムＨ（図２中に実
線で示す。）と、特異な形状のヒストグラムＨ₂（図２
中に点線で示す。）との、輝度信号８１ａに関する２本
のヒストグラムを示している。中央値Ｃは、ヒストグラ
ム（ヒストグラムＨ，Ｈ₂等である。）の、輝度信号８
１ａの平均値付近の最大値であり、ヒストグラムＨにお
いてはそのピーク値であるが、ヒストグラムＨ₂におい
ては、特異部分Ｐを除いた部分の最大値である。

【００４２】パラメータ保有部５４は、パラメータ
α₁，α₂を保有して、パラメータα₁，α₂に関する
信号である信号５４ａを出力する回路装置である。パラ
メータ保有部５４が保有するパラメータα₁，α₂は、
例えば、作業員による目視検査時における検査結果等の
経験値であるとか，標準とすべき検査対象物６に対する
計測データ等に基づいて予め設定された一定値である。
閾値演算部５３は、中央値等演算部５２から出力された
信号５２ａと、パラメータ保有部５４から出力された信
号５４ａとを入力し、（式１）に従う演算を行って下限
用の閾値である閾値ＴＨＤ₁と、上限用の閾値である閾
値ＴＨＤ₂とをそれぞれ求めて、閾値５ａとして保有す
る回路装置である。

【００４３】

【数５】なお、図２中に例示された中央値Ｃと、「α₁・σ」
値，「α₂・σ」値とは、ヒストグラムＨに対応するも
のである。

【００４４】図１に示す実施例による検査装置１は、前
記の構成とすることにより、閾値保有部５で得られる閾
値５ａは、個々の検査対象物６に対する全画素に関する
信号レベルが総合されたヒストグラムを基にして求めら
ている。検査対象物６によっては、輝度信号８１ａの平
均的な輝度が、標準的な検査対象物６に対して、高い物
や低い物が存在するが、そのような場合にも、合否判定
に用いる閾値は、平均的な輝度に対応させて設定するこ
とが好ましいものである。

【００４５】検査装置１においては、閾値の設定に際
し、検査対象物６の持つ平均的な輝度に対応してその値
が変化する中央値Ｃ，標準偏差値σを用いることによっ
て、適正な閾値５ａを設定するようにしているのであ
る。この閾値５ａを用いて、画像信号２値化部８３にお
いて、輝度信号８１ａが持つ各画素に関する信号の０と
１との２値化が行われるので、合否判定部８５で行われ
る合否判定は、検査対象物６の表面状態が、製造された
ロットや，同一ロット内の個々の製品によって差異が有
ったとしても、適正に行うことが可能となるのである。

【００４６】実施例４；図６は、請求項３，４に対応す
るこの発明の一実施例による画像信号を用いる検査装置
を説明するブロック図である。図６において、図１に示
した請求項３に対応するこの発明の一実施例による画像
信号を用いる検査装置、および、図１０に示した従来例
による画像信号を用いる検査装置と同一部分には同じ符
号を付し、その説明を省略する。なお、図６中には、図
１，図１０で付した符号については、代表的な符号のみ
を記した。

【００４７】図６において、１Ｃは、図１に示したこの
発明による検査装置１に対して、判定装置２に替えて判
定装置２Ｃを用いるようにした検査装置である。判定装
置２Ｃは、この発明による検査装置１が備える判定装置
２に対して、閾値保有部５に替えて閾値保有部５Ａを用
いるようにしている。閾値保有部５Ａは、実施例３にお
ける閾値保有部５が持つ閾値演算部５３以降に、見直し
閾値設定部５８と、制限値保有部５９とを備えたもので
ある。

【００４８】制限値保有部５９は、制限値ＣＵＴ₁₁，Ｃ
ＵＴ₁₂，ＣＵＴ₂₁およびＣＵＴ₂₂を保有して、制限値に
関する信号である信号５９ａを出力する回路装置であ
る。制限値保有部５９が保有する制限値ＣＵＴ₁₁等は、
例えば、作業員による目視検査時における検査結果等の
経験値であるとか，標準とすべき検査対象物６に対する
計測データ等に基づいて予め設定された一定値である。
見直し閾値設定部５８は、閾値演算部５３から出力され
た信号５ａと、制限値保有部５９から出力された信号５
９ａとを入力し、（式２）に従う演算を行って、見直さ
れた下限用の閾値としてＣＵＴ₁₁およびＣＵＴ₁₂を、ま
た、見直された上限用の閾値としてＣＵＴ ₂₁およびＣＵ
Ｔ₂₂とをそれぞれ求めて（図７を参照。）、閾値５ｂと
して保有する回路装置である。ここで図７は、見直し閾
値設定部における閾値の見直し方法を説明する説明図で
ある。

【００４９】

【数６】検査対象物６によっては、表面の傷・欠け・汚れ・色む
ら等と、異物の付着等が加わったような場合には、ヒス
トグラム作成部５１で得られるヒストグラムが、標準的
な検査対象物６によってヒストグラム作成部５１で得ら
れるヒストグラムに対して、異常に変形したものになる
ことが起こりえる。このような場合には、前記した実施
例３による検査装置１では、不良品を良品として判定す
る等の誤判定を行う懸念が有るものである。検査装置１
Ｃは、このような事態であっても、合否判定を適正に行
うことを可能とする検査装置である。

【００５０】図６に示す実施例による検査装置１Ｃは、
前記の構成とすることにより、閾値保有部５で得られる
閾値５ａが、下限用の閾値ＴＨＤ₁に関しては制限値Ｃ
ＵＴ ₁₁〜ＣＵＴ₁₂の範囲（図７において右下がりのハッ
チングを付して示した。）を逸脱した場合には、下限用
の閾値はＣＵＴ₁₁またはＣＵＴ₁₂に限定されて設定され
る。また、閾値保有部５で得られる閾値５ａが、上限用
の閾値ＴＨＤ₂に関しては制限値ＣＵＴ₂₁〜ＣＵＴ₂₂の
範囲（図７において右上がりのハッチングを付して示し
た。）を逸脱した場合には、上限用の閾値はＣＵＴ₂₁ま
たはＣＵＴ₂₂に限定されて設定される。

【００５１】これにより、検査対象物６の表面状態によ
って、例えば、異常に変形されたヒストグラムが得られ
るような場合であっても、その合否判定を検査装置１Ｃ
によって、適正に行うことが可能となるのである。実施
例５；図８は、請求項２，３に対応するこの発明の一実
施例による画像信号を用いる検査装置を説明するブロッ
ク図である。図８において、図１に示した請求項３に対
応するこの発明の一実施例による画像信号を用いる検査
装置、図４に示した請求項２に対応するこの発明の一実
施例による画像信号を用いる検査装置、および、図１０
に示した従来例による画像信号を用いる検査装置と同一
部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、
図８中には、図１，図４，図１０で付した符号について
は、代表的な符号のみを記した。

【００５２】図８において、１Ｄは、図１に示したこの
発明による検査装置１に対して、判定装置２に替えて判
定装置２Ｄを用いるようにした検査装置である。判定装
置２Ｄは、図１に示した検査装置１が備える判定装置２
に対して、画像信号変換部８１と閾値保有部５との間
に、画像信号補正部４を設置するようにしている。この
ために、閾値保有部５に入力される画像信号は、画像信
号補正部４で実施例２中で説明したごとくに補正された
輝度信号４ａである。

【００５３】図８に示す実施例による検査装置１Ｄは、
検査装置１と検査装置１Ｂがそれぞれ備える判定装置の
構成を合わせて備えることが、検査装置１，１Ｂに対し
て相異しているところである。従って、検査装置１Ｄが
備える機能は、前述の検査装置１，検査装置１Ｂがそれ
ぞれ備える機能の和であるので、その説明を省略する。

【００５４】実施例１〜５における今までの説明では、
検査装置１，１Ａ〜１Ｄは、いずれも撮像装置７から得
られる全画素に関する画像信号である輝度信号７ａを、
そのままで判定装置２，２Ａ〜２Ｄに入力するとしてき
たが、これに限定されるものではなく、例えば、判定装
置２，２Ａ〜２Ｄを複数台備え、特定の画素群毎に区分
された複数群の輝度信号７ａを、これ等の複数台の判定
装置２，２Ａ〜２Ｄに入力するようにしてもよいもので
ある。

【００５５】この事例は、先に図１１に例示したパワー
半導体素子のごとき、異なる性状を持つ露出面が複雑に
入り組んでいる検査対象物６に対して適用して有効なも
のである。すなわち、図１１に例示したパワー半導体素
子の表面状態に関する外観検査を行うに当たっては、性
状が異なる樹脂と金属の露出面が入り組んでいるので、
撮像装置７から得られた全画素に関する輝度信号７ａ
を、図９中に例示したように、樹脂が露出している領域
Ａに対応する部分の画素群と、金属が露出している領域
Ｂに対応する画素群とに分割する。ここで図９は、検査
対象物の画像信号を複数に分割する事例を図１１中に示
したパワー半導体素子の上面側である図１１（ａ）に対
応して示した図である。

【００５６】この輝度信号７ａの分割は、輝度信号７ａ
が、前記したように、輝度に対応する信号と共に、二次
元状に配置されたそれぞれの画素の、二次元における配
置位置の情報も合わせ持つ信号であることを利用して、
画素位置の信号によって輝度信号７ａを分割する図示し
ない回路装置によって行われる。そうして、この事例の
場合には、パワー半導体素子の表側〔図１１（ａ）に示
されている。〕の表面状態に関する外観検査を行うため
には、２台の判定装置２，２Ａ〜２Ｄが必要になるとい
うことである。

【００５７】２台の判定装置２，２Ａ〜２Ｄのそれぞれ
では、領域Ａと領域Ｂ毎に輝度信号７ａを別個に処理し
た外観検査が行われる。このために、それぞれの判定装
置２，２Ａ〜２Ｄに保有される、規定時用閾値ＴＨ
Ｄ₀、パラメータα₁，α₂、制限値ＣＵＴ₁₁〜ＣＵＴ
₂₂等は、領域Ａ，領域Ｂにそれぞれ対応した値に設定す
ることが可能である。これにより、先に実施例１〜５で
説明した検査装置１，１Ａ〜１Ｄよりも閾値ＴＨＤ等を
さらに適正な値に設定できることで、合否判定の精度を
向上することが可能となるのである。

【００５８】また、実施例１〜５における今までの説明
では、検査装置１，１Ａ〜１Ｄにおいて撮像装置７から
得られる全画素に関する画像信号は、輝度信号であると
してきたが、これに限定されるものではなく、例えば、
画像信号は、色の情報に関する信号も持つものであって
もよいものである。これは、検査対象物６として、付着
物の色や，樹脂モールド品である検査対象物６の樹脂部
の色むら等が合否判定の対象になる場合、検査対象物６
の表面に表示されている彩色された模様・文字が合否判
定の対象になる場合等に有りえる。この場合に、検査装
置１，１Ａ〜１Ｄが備える判定装置２，２Ａ〜２Ｄに入
力される画像信号が、輝度信号と色差信号で構成されて
いたとすると、判定装置２，２Ａ〜２Ｄとしては、輝度
信号と色差信号のそれぞれを別個に処理する判定装置が
準備される必要がある。

【００５９】さらにまた、実施例１〜５における今まで
の説明では、検査装置１，１Ａ〜１Ｄが備える判定装置
２，２Ａ〜２Ｄはハードであるとしてきたが、これに限
定されるものではなく、例えば、判定装置２，２Ａ〜２
Ｄは、必ずしもその全てがハードである必要は無く、例
えば、その一部を上位のコンピュータにより実行される
プログラムとして構成してもよいものである。

【００６０】

【発明の効果】この発明においては、画像信号を用いる
検査装置において、（１）判定装置が有する閾値保有部は、画像信号を入力
し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベ
ルを基に全画素に関する信号レベルの指標値を求める指
標値演算部と、規定された照明条件下において得られた
画像信号を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれ
ぞれの信号レベルを基に，全画素に関する規定された照
明条件下における信号レベルの指標値である規定時指標
値を求めて保有する規定時指標値保有部と、規定された
照明条件下においての画像信号の各画素に対応する信号
の２値化に用いられる規定時用閾値を保有する規定時用
閾値保有部と、指標値演算部で得られた指標値，規定時
指標値保有部が保有する規定時指標値，規定時用閾値保
有部が保有する規定時用閾値を入力し，規定時用閾値を
指標値に対する規定時指標値の比率倍することで補正さ
れた閾値を求めて保有する閾値演算部とを備える構成と
することにより、閾値の補正に用いられる指標値と規定
時指標値とは共に、検査対象物に対する全画素に関する
信号レベルとして求められるので、検査対象物の表面状
態が、製造されたロットや，同一ロット内の個々の製品
によって局部的に差異が有ったとしても、閾値の補正を
適正に行うことが可能となる。これにより、検査対象物
を照明する条件の変化に対する補正処理を適正に行うこ
とが可能になるとの効果を奏する。

【００６１】（２）判定装置が有する画像信号補正部
は、画像信号を入力し，画像信号が持つ各画素に関する
それぞれの信号レベルを基に全画素に関する信号レベル
の指標値を求める指標値演算部と、規定された照明条件
下において得られた画像信号を入力し，画像信号が持つ
各画素に関するそれぞれの信号レベルを基に，全画素に
関する規定された照明条件下における信号レベルの指標
値である規定時指標値を求めて保有する規定時指標値保
有部と、指標値演算部で得られた指標値，規定時指標値
保有部が保有する規定時指標値を入力し，指標値に対す
る規定時指標値の比率を補正値として求めて保有する補
正値演算部と、画像信号が持つ各画素に関するそれぞれ
の信号レベルを補正値演算部が保有する補正値によって
補正する信号レベル補正部とを備える構成とすることに
より、画像信号の補正に用いられる指標値と規定時指標
値とは共に、検査対象物に対する全画素に関する信号レ
ベルとして求められるので、検査対象物の表面状態が、
製造されたロットや，同一ロット内の個々の製品によっ
て局部的に差異が有ったとしても、画像信号の補正を適
正に行うことが可能となる。これにより、検査対象物を
照明する条件の変化に対する補正処理を適正に行うこと
が可能になるとの効果を奏する。

【００６２】（３）判定装置が有する閾値保有部は、画
像信号を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞ
れの信号レベルを基に全画素に関する信号レベルのヒス
トグラムを作成するヒストグラム作成部と、ヒストグラ
ム作成部で得られたヒストグラムを基にして，全画素に
対する信号レベルの中央値Ｃ，標準偏差値σを求める中
央値等演算部と、予め設定されるパラメータ（α₁およ
び／またはα₂）を保有するパラメータ保有部と、中央
値等演算部で得られた中央値・標準偏差値，パラメータ
保有部が保有するパラメータとを入力し，前記の（式
１）に従う演算を行って下限用の閾値である閾値ＴＨＤ
₁および／または上限用の閾値である閾値ＴＨＤ₂を求
めて保有する閾値演算部とを備える構成とすることによ
り、閾値保有部で得られる閾値は、個々の検査対象物に
対する全画素に関する信号レベルが総合されたヒストグ
ラムを基にして求めらる。これにより、検査対象物の表
面状態が、製造されたロットや，同一ロット内の個々の
製品によって差異が有ったとしても、合否判定を適正に
行うことが可能になるとの効果を奏する。

【００６３】（４）前記３項において、判定装置が有す
る閾値保有部は、予め設定される制限値（ＣＵＴ₁₁，Ｃ
ＵＴ₁₂，ＣＵＴ₂₁およびＣＵＴ₂₂の内の一部または全
部）を保有する制限値保有部と、閾値演算部で得られた
閾値（ＴＨＤ₁および／またはＴＨＤ₂）と，制限値保
有部が保有する制限値とを入力し，前記の（式２）に従
う判定を行い，見直された下限用の閾値としてＣＵＴ₁₁
および／またはＣＵＴ₁₂を，および／または，見直され
た上限用の閾値としてＣＵＴ₂₁および／またはＣＵＴ₂₂
を設定して保有する見直し閾値設定部とを備える構成と
することにより、この発明においては、前記（３）項お
いて得られた閾値は、制限値保有部において制限値によ
って見直されて最終的に求められる。これにより、検査
対象物の表面状態によって、例えば、異常に変形された
ヒストグラムが得られるような場合であっても、その合
否判定を適正に行うことが可能になるとの効果を奏す
る。

【００６４】（５）また、前記３，４項による構成とす
ることにより、検査対象物が、複雑な表面構造を備えた
パワー半導体素子等の場合であっても、その外観検査を
行うことが可能な検査装置の提供が可能となり、これに
より、外観検査を目視等の人手により行うことが不要と
なることで、検査員の人数が低減されると共に、出荷製
品中に不良品が混入される確率を大幅に低減することが
可能となるとの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項３に対応するこの発明の一実施例による
画像信号を用いる検査装置を説明するブロック図

【図２】図１中に示した判定装置におけるヒストグラム
および中央値等を説明する説明図

【図３】請求項１に対応するこの発明の一実施例による
画像信号を用いる検査装置を説明するブロック図

【図４】請求項２に対応するこの発明の一実施例による
画像信号を用いる検査装置を説明するブロック図

【図５】検査対象物を照明する条件が変化した場合の閾
値を補正する異なる補正方法を説明する説明図

【図６】請求項３，４に対応するこの発明の一実施例に
よる画像信号を用いる検査装置を説明するブロック図

【図７】見直し閾値設定部における閾値の見直し方法を
説明する説明図

【図８】請求項２，３に対応するこの発明の一実施例に
よる画像信号を用いる検査装置を説明するブロック図

【図９】検査対象物の画像信号を複数に分割する事例を
図１１中に示したパワー半導体素子の上面側である図１
１（ａ）に対応して示した図

【図１０】従来例の画像信号を用いる検査装置を説明す
るブロック図

【図１１】複雑な表面形状を持つ検査対象物例としての
パワー半導体素子の、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図

【符号の説明】

１検査装置２判定装置５閾値保有部５ａ信号５１ヒストグラム作成部５１ａ信号５２中央値等演算部５２ａ信号５３閾値演算部５４パラメータ保有部５４ａ信号８１ａ輝度信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片平睦巳神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物の画像を，複数の画素に区分さ
れた画像信号として得る撮像装置と、この画像信号を用
いて検査対象物の合否判定を行う判定装置とを備えた装
置であって、判定装置は、画像信号に対応する信号が持
つ各画素に関する信号の２値化に用いる閾値を保有する
閾値保有部と、画像信号に対応する信号が持つ各画素に
関する信号を閾値保有部が保有する閾値によって２値化
する画像信号２値化部と、画像信号２値化部によって０
または１に２値化された画素の個数に従って合否判定を
行う合否判定部とを有する画像信号を用いる検査装置に
おいて、判定装置が有する閾値保有部は、画像信号を入力し，画
像信号が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベルを基
に全画素に関する信号レベルの指標値を求める指標値演
算部と、規定された照明条件下において得られた画像信
号を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞれの
信号レベルを基に，全画素に関する規定された照明条件
下における信号レベルの指標値である規定時指標値を求
めて保有する規定時指標値保有部と、規定された照明条
件下においての画像信号の各画素に対応する信号の２値
化に用いられる規定時用閾値を保有する規定時用閾値保
有部と、指標値演算部で得られた指標値，規定時指標値
保有部が保有する規定時指標値，規定時用閾値保有部が
保有する規定時用閾値を入力し，規定時用閾値を指標値
に対する規定時指標値の比率倍することで補正された閾
値を求めて保有する閾値演算部とを備えることを特徴と
する画像信号を用いる検査装置。
【請求項２】検査対象物の画像を，複数の画素に区分さ
れた画像信号として得る撮像装置と、この画像信号を用
いて検査対象物の合否判定を行う判定装置とを備えた装
置であって、判定装置は、画像信号に対応する信号が持
つ各画素に関する信号の２値化に用いる閾値を保有する
閾値保有部と、画像信号が持つそれぞれの画素の信号を
補正する画像信号補正部と、画像信号補正部で補正され
た画像信号の各画素に関する信号を閾値保有部が保有す
る閾値によって２値化する画像信号２値化部と、画像信
号２値化部によって０または１に２値化された画素の個
数に従って合否判定を行う合否判定部とを有する画像信
号を用いる検査装置において、判定装置が有する画像信号補正部は、画像信号を入力
し，画像信号が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベ
ルを基に全画素に関する信号レベルの指標値を求める指
標値演算部と、規定された照明条件下において得られた
画像信号を入力し，画像信号が持つ各画素に関するそれ
ぞれの信号レベルを基に，全画素に関する規定された照
明条件下における信号レベルの指標値である規定時指標
値を求めて保有する規定時指標値保有部と、指標値演算
部で得られた指標値，規定時指標値保有部が保有する規
定時指標値を入力し，指標値に対する規定時指標値の比
率を補正値として求めて保有する補正値演算部と、画像
信号が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベルを補正
値演算部が保有する補正値によって補正する信号レベル
補正部とを備えることを特徴とする画像信号を用いる検
査装置。
【請求項３】検査対象物の画像を，複数の画素に区分さ
れた画像信号として得る撮像装置と、この画像信号を用
いて検査対象物の合否判定を行う判定装置とを備えた装
置であって、判定装置は、画像信号の各画素に対応する
信号の２値化に用いる閾値を保有する閾値保有部と、画
像信号の各画素に対応する信号を閾値保有部が保有する
閾値によって２値化する画像信号２値化部と、画像信号
２値化部によって０または１に２値化された画素の個数
に従って合否判定を行う合否判定部とを有する画像信号
を用いる検査装置において、判定装置が有する閾値保有部は、画像信号を入力し，画
像信号が持つ各画素に関するそれぞれの信号レベルを基
に全画素に関する信号レベルのヒストグラムを作成する
ヒストグラム作成部と、ヒストグラム作成部で得られた
ヒストグラムを基にして，全画素に対する信号レベルの
中央値Ｃ，標準偏差値σを求める中央値等演算部と、予
め設定されるパラメータ（α₁および／またはα₂）を
保有するパラメータ保有部と、中央値等演算部で得られ
た中央値・標準偏差値，パラメータ保有部が保有するパ
ラメータとを入力し，（式１）に従う演算を行って下限
用の閾値である閾値ＴＨＤ₁および／または上限用の閾
値である閾値ＴＨＤ₂を求めて保有する閾値演算部とを
備えることを特徴とする画像信号を用いる検査装置。【数１】
【請求項４】請求項３に記載の画像信号を用いる検査装
置において、判定装置が有する閾値保有部は、予め設定される制限値
（ＣＵＴ₁₁，ＣＵＴ₁₂，ＣＵＴ₂₁およびＣＵＴ₂₂の内の
一部または全部）を保有する制限値保有部と、閾値演算
部で得られた閾値（ＴＨＤ₁および／またはＴＨＤ₂）
と，制限値保有部が保有する制限値とを入力し，（式
２）に従う判定を行い，見直された下限用の閾値として
ＣＵＴ₁₁および／またはＣＵＴ₁₂を，および／または，
見直された上限用の閾値としてＣＵＴ₂₁および／または
ＣＵＴ₂₂を設定して保有する見直し閾値設定部とを備え
ることを特徴とする画像信号を用いる検査装置。【数２】