JPWO2012070135A1 - パターン検査装置、パターン検査方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査する際に、各パターンが本来向くべき方向に対して予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像を格納する記憶装置から、各パターンの角度ずれ量に等しい角度だけパターンがずれている角度補正用画像を検索し、検索された角度補正用画像を、位置ずれが補正された各パターンの画像と比較する。

Description

本発明は、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査装置、パターン検査方法及び同方法を実行させるためのプログラムに関する。

印刷機により所定の同一のパターンが印刷され、各パターン毎に一枚ずつ裁断された紙、段ボール、プラスチック製薄フィルムその他のシート（以下、「枚葉紙」と呼ぶ）はコンベアその他の搬送装置により所定の蓄積用領域に搬送される。

各枚葉紙に印刷されたパターンには、印刷装置における給紙ずれに起因する印刷ずれ、インクの粘度調整不足に起因する掠れ、インクの混合比率の調整不足に起因する色合いの相違、印刷装置の不調に起因する印刷不良、異物の付着に起因する汚れなどの印刷不良が発生することがある。

このため、各枚葉紙にパターンが印刷された後、各枚葉紙が一時的蓄積領域に向かって搬送されている間に、あるいは、この一時的蓄積領域から他の作業領域（例えば、仕上げ領域または包装領域）に搬送されている間に、すなわち、各枚葉紙が最終的に出荷される前に、各パターンが正常に（すなわち、設計通りに）印刷されているか否かのパターン検査を実施する必要がある。

通常、このような検査はパターン検査装置を介して行われる。

パターン検査装置は基準画像を記憶する記憶装置を備えており、各パターンとこの基準画像とを比較し、判定基準に照らして同等以上と判定されたパターンのみが正常パターンと判定される。

各パターンが各枚葉紙上の所定位置に印刷されている場合には、パターン検査装置は支障なく各パターンの良否を判定することができるが、各パターンが所定位置からずれて印刷されている場合（「位置ずれ」を生じている場合）、あるいは、枚葉紙の搬送方向に対して傾斜して印刷されている場合（「角度ずれ」を生じている場合）がある。

このような位置ずれ及び角度ずれは、（Ａ）各枚葉紙の外形（あるいは、各枚葉紙の中心）に対する印刷のずれと、（Ｂ）撮像時におけるカメラ（撮像装置）に対する各枚葉紙の搬送に起因するずれとの双方あるいは一方が原因となって生じる。

さらに、（Ａ）のずれが生じる原因としては、（ａ）給紙ずれと、（ｂ）抜きずれと、がある。給紙ずれとは、パターンの印刷時に、枚葉紙が所定の位置からずれて供給されるために生じるずれを指し、抜きずれとは、例えば、ブランクス（空白）などの、印刷パターンに対する抜きのずれを指す。

各枚葉紙がパターン印刷された後に一時的蓄積領域に向かって搬送されている間に行われるパターン検査はインライン検査（印刷と同時にパターン検査が行われるもの）であるのに対して、各枚葉紙が一時的蓄積領域から他の作業領域へ搬送されている間に行われるパターン検査はオフライン検査（印刷と同時ではなく、印刷終了後にパターン検査が行われるもの）である。

このように、位置ずれまたは角度ずれが生じている場合には、パターンそのものは正常に印刷されたものであっても、位置ずれまたは角度ずれに起因して、正常ではないパターンと判定されることがある。

このような問題に対処するため、従来のパターン検査装置は位置ずれまたは角度ずれに起因する誤判定を回避するための処置が施されている。

通常、従来のパターン検査装置は、一の方向に一定速度で搬送される各枚葉紙上に印刷された各パターンを撮像し、各パターンの検査画像を作成する撮像装置と、基準画像を記憶する記憶装置と、記憶装置から基準画像を読み出し、各パターンの検査画像と比較し、各パターンの良否を判定する画像処理装置と、から構成されている。

図７は、従来のパターン検査装置における各パターンの良否判定の過程を示す概略図である。

単純化するため、枚葉紙４００は長方形形状をなしており、各枚葉紙４００は方向Ａに連続的に搬送され、各枚葉紙４００上には、正三角形のパターン５００が印刷されているものとする。この正三角形パターン５００は、正常に印刷された場合には、正三角形パターン５００の中心（重心）が枚葉紙４００の中心４０１に一致し、かつ、正三角形の三辺のうちの一つの辺が枚葉紙４００の搬送方向Ａに対して直交するように印刷されているものとする。

撮像装置は、枚葉紙４００上に印刷された各正三角形パターン５００を撮像し、パターン検査用の検査画像を作成する。

図７（Ａ）に示すように、正三角形パターン５００が位置ずれ及び角度ずれを生じている場合を想定する。

具体的には、正三角形パターン５００の中心（重心）が本来位置すべき点である枚葉紙４００の中心４０１に対して、正三角形パターン５００は、搬送方向Ａにおいて距離Ｙだけずれ、搬送方向Ａと直交する方向Ｂにおいて距離Ｘだけずれ、さらに、枚葉紙４００の中心４０１の回りに角度θだけ反時計方向に傾斜（回転）している。

まず、画像処理装置は正三角形パターン５００の検査画像上において位置ずれ量Ｙ、Ｘ及び角度ずれ量θを検出する。

次いで、図７（Ｂ）に示すように、画像処理装置は、正三角形パターン５００の検査画像上において、最初に、正三角形パターン５００を平行移動させ、位置ずれ量Ｙ、Ｘをゼロにする。すなわち、画像処理装置は、正三角形パターン５００の中心を枚葉紙４００の中心４０１に一致させることにより、搬送方向Ａにおける位置ずれと、搬送方向Ａと直交する方向Ｂにおける位置ずれと、を解消させる。

さらに、図７（Ｃ）に示すように、画像処理装置は、正三角形パターン５００の検査画像上において、枚葉紙４００の中心４０１を中心として正三角形パターン５００を角度θだけ時計方向に回転させ（アフィン変換）、角度ずれを解消させる。この状態では、正三角形パターン５００は、検査画像上においては、本来位置すべき位置にあり（すなわち、正三角形パターン５００の中心が枚葉紙４００の中心４０１に一致し）、かつ、本来向くべき方向に向いている（すなわち、正三角形パターン５００の３辺のうちの１辺が方向Ｂと平行になっている）。

この後、画像処理装置は、このように検査画像上において位置ずれ及び角度ずれが補正された正三角形パターン５００と、記憶装置から読み出した基準画像５０２とを比較し、正三角形パターン５００のパターンとしての良否を判定する。

以上のように、従来のパターン検査装置は位置ずれ及び角度ずれを検出し、位置ずれ及び角度ずれを補正した後、各パターンの検査画像を基準画像と比較するように構成されている。

このため、位置ずれまたは角度ずれに起因する誤判定を回避することが可能であり、各パターンの良否を正確に判定することができる。

このようなパターン検査装置としては、特許文献１及び２に記載されたものがある。

特許文献１：特許第３６０４３３３号（特開２００２−６３５６６号公報）
特許文献２：特開２００６−１３８７６８号公報

以上のように、従来のパターン検査装置によれば、位置ずれ及び角度ずれに起因する誤判定を回避することが可能であるが、特に、角度ずれの補正は膨大な処理量を必要とするため、処理能力に限界がある制御装置（コンピュータ）を使用する場合、処理時間の増大化は不可避であった。

本発明は、このような従来のパターン検査装置における問題点に鑑みてなされたものであり、処理能力に限界がある制御装置（コンピュータ）を使用して各パターンの良否判定を行う場合であっても、各パターンの良否判定に要する処理時間の増大化を回避することが可能なパターン検査装置、パターン検査方法及び同方法を実行させるためのプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査装置であって、前記各パターンを撮像し、前記各パターンの検査画像を作成する撮像装置と、前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する検出手段と、前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する補正手段と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像を格納する記憶装置と、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像を前記記憶装置から検索する検索手段と、前記検索手段により検索された前記角度補正用画像と、前記補正手段により前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する比較手段と、を備えるパターン検査装置を提供する。

本発明に係るパターン検査装置においては、前記検索手段は、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することが好ましい。

θ：前記角度ずれ量に等しい角度
α：予め定められた許容範囲角度

本発明に係るパターン検査装置においては、前記検索手段は、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、前記角度ずれ量に最も近い角度で前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することが好ましい。

さらに、本発明は、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査方法であって、前記各パターンを撮像し、前記各パターンの検査画像を作成する第一の過程と、前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する第二の過程と、前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する第三の過程と、予め用意され、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像の中から、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索する第四の過程と、前記第四の過程において検索された前記角度補正用画像と前記第三の過程において前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する第五の過程と、を備えるパターン検査方法を提供する。

本発明に係るパターン検査方法においては、前記第四の過程において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することが好ましい。

θ：前記角度ずれ量に等しい角度
α：予め定められた許容範囲角度

本発明に係るパターン検査方法においては、前記第四の過程において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、前記角度ずれ量に最も近い角度で前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することが好ましい。

本発明は、さらに、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムが行う処理は、前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する第一の処理と、前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する第二の処理と、予め用意され、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像の中から、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンが予めずれている角度補正用画像を検索する第三の処理と、前記第三の処理において検索された前記角度補正用画像と、前記第二の処理において前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する第四の処理と、からなるものであるプログラムを提供する。

本発明に係るプログラムにおいては、前記第三の処理において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することが好ましい。

θ：前記角度ずれ量に等しい角度
α：予め定められた許容範囲角度

本発明に係るプログラムにおいては、前記第三の処理において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、前記角度ずれ量に最も近い角度で前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することが好ましい。

本発明に係るパターン検査装置は、予め角度ずれしている複数の角度補正用画像を格納している記憶装置を備えている。検索手段は、これらの角度補正用画像の中から、各パターンの実際の角度ずれに等しい角度ずれを有する角度補正用画像を抽出し、比較手段は、検索手段により抽出された角度補正用画像を、位置ずれの補正のみが行われ、角度ずれのみが依然として残っている検査画像と比較し、各パターンの良否を判定する。

従来のパターン検査装置においては、膨大な処理量を必要とする角度ずれ解消のための回転補正（アフィン変換）を行っていたため、処理時間の増大化を防止することができなかった。これに対して、本発明に係るパターン検査装置においては、従来のパターン検査装置とは異なり、各パターンの検査画像において、角度ずれの補正を行うことを必要としない。このように、本発明に係るパターン検査装置は、膨大な処理量を必要とする角度ずれの補正を行うことを要しないため、パターン検査に必要な処理時間の増大を回避することが可能である。

また、同一の処理量を有する制御装置を使用する場合、本発明に係るパターン検査装置は、従来のパターン検査装置と比較して、単位時間当たりの検査量を増大させることが可能である。

例えば、撮像装置として、５００万画素のカラーエリアカメラを使用する場合、従来のパターン検査装置における単位時間（１秒）当たりの検査回数は１０（回／秒）であったのに対して、本発明に係るパターン検査装置における単位時間（１秒）当たりの検査回数は１６．６（回／秒）であった。このように、本発明に係るパターン検査装置は、従来のパターン検査装置と比較して、１．６６倍の処理速度を実現することが可能である。

また、本発明に係るパターン検査方法及び同方法を実行させるためのプログラムも本発明に係るパターン検査装置と同様の効果を奏する。

本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置の構造を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置により検査されるパターンが印刷されている各枚葉紙を上方から見たときの平面図である。 本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置の構成要素である画像処理装置の構造を示すブロック図である。 制御装置の中央処理装置（ＣＰＵ）の機能的作動状況を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置のパターン検査における動作を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置における各パターンの良否判定の過程を示す概略図である。 従来のパターン検査装置における各パターンの良否判定の過程を示す概略図である。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置１００の構造を示すブロック図である。

図２は、本実施形態に係るパターン検査装置１００により検査されるパターン２００が印刷されている枚葉紙としての各シート２１０を上方から見たときの平面図である。

各シート２１０は長方形の形状をなしており、ベルトコンベアからなる搬送手段２２０上に一定の間隔で載置され、搬送手段２２０によって一定速度で方向Ａに搬送されている。

図２に示すように、各シート２１０上には、同一形状の正三角形のパターン２００が印刷されている。各正三角形パターン２００は、正常に印刷されている場合には、一つの辺がシート２１０の搬送方向Ａと直交し、かつ、その中心（重心）がシート２１０の幅方向（シート２１０の搬送方向Ａと直交する方向Ｂ）の中央に位置するように、シート２１０上に印刷されている。

シート２１０は、例えば、プラスチック製の透明の薄フィルムからなる。

図１に示すように、本実施形態に係るパターン検査装置１００は、シート２１０上に印刷されている正三角形パターン２００を撮像し、各正三角形パターン２００の検査画像を作成する撮像装置１１０と、撮像装置１１０により作成された各正三角形パターン２００の検査画像に基づいて各正三角形パターン２００の良否を判定する画像処理装置１２０と、から構成されている。

さらに、図１に示すように、画像処理装置１２０にはディスプレイ装置１３０が接続されている。

ディスプレイ装置１３０は、例えば、液晶表示装置から構成されており、画像処理装置１２０の処理結果、操作者が画像処理装置１２０に入力したデータ、その他の必要な情報を表示する。

図３は、画像処理装置１２０の構造を示すブロック図である。

図３に示すように、画像処理装置１２０は、アナログデータをディジタルデータに変換するアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換装置１２１と、制御装置１２２と、ディジタルデータをアナログデータに変換するディジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換装置１２３と、第一記憶装置１２４と、から構成されている。

制御装置１２２は、図３に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１と、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）からなる第一のメモリ１２２２と、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）からなる第二のメモリ１２２３と、各種命令及びデータを中央処理装置１２２１に入力するための入力インターフェイス１２２４と、中央処理装置１２２１により実行された処理の結果を出力する出力インターフェイス１２２５と、中央処理装置１２２１を第一のメモリ１２２２、第二のメモリ１２２３、入力インターフェイス１２２４及び出力インターフェイス１２２５に接続するバス１２２６と、から構成されている。

第一のメモリ１２２２は中央処理装置１２２１が実行するための各種の制御用プログラムその他の固定的なデータを格納している。

第二のメモリ１２２３は種々のデータ及びパラメータを記憶しているとともに、中央処理装置１２２１に対する作動領域を提供する、すなわち、第二のメモリ１２２３は中央処理装置１２２１がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納している。

中央処理装置１２２１は第一のメモリ１２２２からプログラムを読み出し、そのプログラムを実行する。すなわち、中央処理装置１２２１は第一のメモリ１２２２に格納されているプログラムに従って作動する。例えば、第一のメモリ１２２２には、本実施形態に係るパターン検査装置１００にパターン検査方法を実行させるためのプログラムを格納している。

図４は、制御装置１２２の中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の機能的な作動状況を示すブロック図である。

図４に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１は、機能的には、各正三角形パターン２００の検査画像において、各正三角形パターン２００が本来位置すべき位置に対する方向Ａにおける位置ずれ量Ｘ及び方向Ａと直交する方向Ｂにおける位置ずれ量Ｙと、各正三角形パターン２００が本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量θと、を検出する検出手段１２２１Ａと、各正三角形パターン２００の検査画像において、方向Ａにおける位置ずれ及び方向Ｂにおける位置ずれを補正する補正手段１２２１Ｂと、角度ずれ量θに等しい角度だけ正三角形パターン２００がずれている角度補正用画像（後述）を第一記憶装置１２４から検索する検索手段１２２１Ｃと、検索手段１２２１Ｃにより検索された角度補正用画像と、補正手段１２２１Ｂにより方向Ａにおける位置ずれ及び方向Ｂにおける位置ずれが補正された検査画像とを比較する比較手段１２２１Ｄと、を構成している。

第一記憶装置１２４は、各正三角形パターン２００の検査画像と比較される複数の角度補正用画像の画像データを格納している。

角度補正用画像とは、各正三角形パターン２００が本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている画像を指す。

前述のように、各正三角形パターン２００は、正常に印刷されている場合には、一つの辺がシート２１０の搬送方向Ａと直交し、かつ、その中心（重心）が長方形形状のシート２１０の中心に位置するように、シート２１０上に印刷されている。

第一記憶装置１２４は、角度補正用画像として、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して、０．１度から１０度の範囲内において、正三角形パターン２００の中心（重心）に関して、時計方向及び反時計方向の双方において０．１度ずつ傾斜している複数の画像を記憶している。

例えば、図６に示すように、第一記憶装置１２４は、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して角度θ_１だけ反時計方向に傾斜している角度補正用画像１２４Ａ、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して角度θ_２だけ反時計方向に傾斜している角度補正用画像１２４Ｂ、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して角度θ_３だけ反時計方向に傾斜している角度補正用画像１２４Ｃ、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して角度θ_４だけ反時計方向に傾斜している角度補正用画像１２４Ｄ、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して角度θ_５だけ反時計方向に傾斜している角度補正用画像１２４Ｅ・・・・・を記憶している。

図５は、本実施形態に係るパターン検査装置１００のパターン検査における動作を示すフローチャートであり、図６は、本実施形態に係るパターン検査装置１００における各パターンの良否判定の過程を示す概略図である。

以下、図１乃至図６を参照して、本実施形態に係るパターン検査装置１００のパターン検査における動作を説明する。

撮像装置１１０は、方向Ａに一定速度で搬送されている各シート２１０上に印刷された正三角形パターン２００の各々を撮像し、各正三角形パターン２００のパターン検査用の検査画像を作成する（図５のステップＳ１００）。

作成された各正三角形パターン２００の検査画像は画像処理装置１２０のアナログ−ディジタル変換装置１２１に送られ（図５のステップＳ１１０）、アナログデータからディジタルデータに変換される。このディジタルデータは制御装置１２２に送られる。

図６（Ａ）に示すように、正三角形パターン２００の一つが位置ずれ及び角度ずれを生じている場合を想定する。

具体的には、正三角形パターン２００の中心（重心）が本来位置すべき点（シート２１０の中心）である基準点２０１に対して、正三角形パターン２００は、シート２１０の搬送方向Ａにおいて距離Ｙだけずれ、搬送方向Ａと直交する方向Ｂにおいて距離Ｘだけずれ、さらに、基準点２０１の回りに角度θだけ反時計方向に傾斜しているものとする。

まず、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の検出手段１２２１Ａは、正三角形パターン２００の検査画像上において、位置ずれ量Ｙ、Ｘ及び角度ずれ量θを検出する（図５のステップＳ１２０）。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の補正手段１２２１Ｂは、正三角形パターン２００の検査画像上において、正三角形パターン２００を平行移動させ、位置ずれ量Ｙ、Ｘをゼロにする（図５のステップＳ１３０）。すなわち、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の補正手段１２２１Ｂは、正三角形パターン２００の中心を基準点２０１に位置合わせすることにより、シート２１０の搬送方向Ａにおける位置ずれと、搬送方向Ａと直交する方向Ｂにおける位置ずれと、を解消させる。

この時点においては、正三角形パターン２００は、検査画像上において、角度ずれのみが生じている状態にある。

次いで、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の検索手段１２２１Ｃは、第一記憶装置１２４に記憶されている複数の角度補正用画像の中から、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像を検索する（図５のステップＳ１４０）。

例えば、θ＝θ_３である場合には、検索手段１２２１Ｃは、図６（Ｃ）に示すように、角度補正用画像１２４Ｃを比較用画像として抽出する。

次いで、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の比較手段１２２１Ｄは、位置ずれが補正され、角度ずれのみが残っている正三角形パターン２００（図６（Ｂ）に示す正三角形パターン２００）と、検索手段１２２１Ｃにより抽出された比較用画像の角度補正用画像１２４Ｃとを比較する（図５のステップＳ１５０）。

この比較により、正三角形パターン２００のパターンとしての良否が比較手段１２２１Ｄによって判定される。

判定結果及び角度補正用画像１２４Ｃは制御装置１２２からディジタル−アナログ変換装置１２３に送られ、再びアナログデータに変換される。

このアナログデータはディスプレイ装置１３０に送られ、ディスプレイ装置１３０において表示される（図５のステップＳ１６０）。

以上のように、本実施形態に係るパターン検査装置１００によれば、予め角度ずれしている複数の角度補正用画像を用意し、これらの角度補正用画像の中から、実際の角度ずれに等しい角度ずれを有する角度補正用画像を抽出し、この角度補正用画像を各正三角形パターン２００と比較する。

このため、本実施形態に係るパターン検査装置１００においては、従来のパターン検査装置とは異なり、各正三角形パターン２００の検査画像において、角度ずれを解消するための回転補正（アフィン変換）を行うことを必要としない。角度ずれの補正は膨大な処理量を必要とするが、本実施形態に係るパターン検査装置１００は角度ずれの補正を行うことを必要としないため、パターン検査に必要な処理時間の増大を回避することが可能である。

本実施形態に係るパターン検査装置１００は上記の構造に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。

例えば、本実施形態に係るパターン検査装置１００においては、角度補正用画像の画像データは第一記憶装置１２４に格納されているが、角度補正用画像の画像データの格納場所は第一記憶装置１２４には限定されない。例えば、角度補正用画像の画像データを第一のメモリ（ＲＯＭ）１２２２に記憶させておくことも可能であり、この場合には、第一記憶装置１２４を設けることは必要ではない。

また、本実施形態に係るパターン検査装置１００においては、単純化するため、各シート２１０上に印刷されているパターン２００は正三角形のパターンとしたが、シート２１０上に印刷されるパターンの形状は任意である。

また、シート２１０の形状は長方形に限定されるものではなく、任意の形状を取ることが可能である。

また、本実施形態に係るパターン検査装置１００においては、第一記憶装置１２４に記憶されている角度補正用画像は、正三角形パターン２００の中心（重心）に関して０．１度ずつ傾斜しているものと設定されているが、傾斜角度の等分割合は０．１度に限定されるものではない。必要に応じて、他の数値（例えば、０．０５度または０．０１度）を選定することも可能である。

（第二の実施形態）
上述の第一の実施形態に係るパターン検査装置１００においては、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の検索手段１２２１Ｃが、第一記憶装置１２４に記憶されている複数の角度補正用画像の中から、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像を検索するように構成されている（図５のステップＳ１４０）。

第一記憶装置１２４は、正常に印刷されている正三角形パターン２００に対して、０．１度から１０度の範囲内において、正三角形パターン２００の中心（重心）に関して、時計方向及び反時計方向の双方において０．１度ずつ傾斜している画像を角度補正用画像として記憶しているが、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像が存在しない場合があり得る。

このため、第二の実施形態においては、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の検索手段１２２１Ｃは、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像に代えて、正三角形パターン２００の角度ずれ量θ±αの範囲内の角度だけ傾斜している角度補正用画像を検索するように構成されている。

例えば、α＝０．０５度に設定すると、第一記憶装置１２４は、０．１度から１０度の範囲内において、全ての傾斜角度をカバーすることになる。

正三角形パターン２００の角度ずれ量θが０．１４度であったと想定すると、第一の実施形態に係るパターン検査装置１００においては、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像を検出することが不可能となる。これに対して、本実施形態に係るパターン検査装置においては、α＝０．０５度に設定した場合、０．１４度は０．１±０．０５の範囲内に包含されるので、検索手段１２２１Ｃは、比較用画像として、０．１度の角度で傾斜している角度補正用画像を検索することとなる。

このように、本実施形態に係るパターン検査装置によれば、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像が第一記憶装置１２４に記憶されていない場合であっても、その角度補正用画像に最も近似した角度補正用画像を抽出することが可能である。

あるいは、中央処理装置（ＣＰＵ）１２２１の検索手段１２２１Ｃは、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに等しい角度だけ傾斜している角度補正用画像に代えて、正三角形パターン２００の角度ずれ量θに最も近い角度だけ傾斜している角度補正用画像を検索するように構成することも可能である。

例えば、正三角形パターン２００の角度ずれ量θが０．１４度であった場合、検索手段１２２１Ｃは、０．１４度に最も近い角度である０．１度の角度で傾斜している角度補正用画像を比較用画像として抽出する。

上述の実施形態においては、検査対象であるパターン２００はシート２１０に印刷されたものとしたが、シート２１０としては、プラスチック製フィルムの他に、紙、段ボール、剛性体からなるプレート（板状のもの）、その他全ての平面形状（二次元的形状）のものが含まれる。

さらに、本発明に係るパターン検査装置、パターン検査方法及び同方法を実行させるためのプログラムは、平面形状（二次元的形状）のものに限らず、立体形状（三次元的形状）のものに対しても適用可能である。例えば、同一の機械部品を同一方向に搬送させた場合、それらの機械部品の各々を上方から見たときの平面形状（二次元的形状）もパターンの一種と考えられるので、機械部品の平面的パターンに対しても本発明を適用することができる。

さらに、機械部品などの立体形状（三次元的形状）に対しては、例えば、上方、側方（四方）、下方、斜上方、斜下方などの複数方向から本発明によるパターン検査を実施し、それらの検査結果を総合することにより、立体形状における三次元的形状検査を実施することも可能である。

１００ 本発明の第一の実施形態に係るパターン検査装置
１１０ 撮像装置
１２０ 画像処理装置
１３０ ディスプレイ装置
２００ 正三角形パターン
２１０ シート
２２０ 搬送手段
１２１ アナログ−ディジタル変換装置
１２２ 制御装置
１２３ ディジタル−アナログ変換装置
１２４ 第一記憶装置
１２２１ 中央処理装置（ＣＰＵ）
１２２２ 第一のメモリ
１２２３ 第二のメモリ
１２２４ 入力インターフェイス
１２２５ 出力インターフェイス
１２２６ バス

上記目的を達成するため、本発明は、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査装置であって、前記各パターンを撮像し、前記各パターンの検査画像を作成する撮像装置と、前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する検出手段と、前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する補正手段と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像を格納する記憶装置と、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像を前記記憶装置から検索する検索手段と、前記検索手段により検索された前記角度補正用画像と、前記補正手段により前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する比較手段と、を備えるパターン検査装置を提供する。
θ：前記角度ずれ量に等しい角度
α：予め定められた許容範囲角度

さらに、本発明は、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査方法であって、前記各パターンを撮像し、前記各パターンの検査画像を作成する第一の過程と、前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する第二の過程と、前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する第三の過程と、予め用意され、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像の中から、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索する第四の過程と、前記第四の過程において検索された前記角度補正用画像と前記第三の過程において前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する第五の過程と、を備えるパターン検査方法を提供する。
θ：前記角度ずれ量に等しい角度
α：予め定められた許容範囲角度

本発明は、さらに、一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムが行う処理は、前記各パターンを撮像して作成した前記各パターンの検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する第一の処理と、前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する第二の処理と、予め用意され、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像の中から、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンが予めずれている角度補正用画像を検索する第三の処理と、前記第三の処理において検索された前記角度補正用画像と、前記第二の処理において前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する第四の処理と、からなるものであるプログラムを提供する。
θ：前記角度ずれ量に等しい角度
α：予め定められた許容範囲角度

Claims (9)

1. 一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査装置であって、
   前記各パターンを撮像し、前記各パターンの検査画像を作成する撮像装置と、
   前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する検出手段と、
   前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する補正手段と、
   前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像を格納する記憶装置と、
   前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像を前記記憶装置から検索する検索手段と、
   前記検索手段により検索された前記角度補正用画像と、前記補正手段により前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する比較手段と、
   を備えるパターン検査装置。
2. 前記検索手段は、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
   θ：前記角度ずれ量に等しい角度
   α：予め定められた許容範囲角度
3. 前記検索手段は、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、前記角度ずれ量に最も近い角度で前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することを特徴とする請求項１に記載のパターン検査装置。
4. 一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査方法であって、
   前記各パターンを撮像し、前記各パターンの検査画像を作成する第一の過程と、
   前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する第二の過程と、
   前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する第三の過程と、
   予め用意され、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像の中から、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索する第四の過程と、
   前記第四の過程において検索された前記角度補正用画像と前記第三の過程において前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する第五の過程と、
   を備えるパターン検査方法。
5. 前記第四の過程において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することを特徴とする請求項４に記載のパターン検査方法。
   θ：前記角度ずれ量に等しい角度
   α：予め定められた許容範囲角度
6. 前記第四の過程において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、前記角度ずれ量に最も近い角度で前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することを特徴とする請求項４に記載のパターン検査方法。
7. 一の方向に連続的に搬送され、同一のパターンが施されている測定対象物の各パターンの良否を検査するパターン検査方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記プログラムが行う処理は、
   前記検査画像において、前記各パターンが本来位置すべき位置に対する第一の方向における位置ずれ量及び前記第一の方向と直交する第二の方向における位置ずれ量と、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向又は反時計方向における角度ずれ量と、を検出する第一の処理と、
   前記検査画像において、前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれを補正する第二の処理と、
   予め用意され、前記各パターンが本来向くべき方向に対して時計方向または反時計方向において予め定められた角度だけずれている複数の角度補正用画像の中から、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンが予めずれている角度補正用画像を検索する第三の処理と、
   前記第三の処理において検索された前記角度補正用画像と、前記第二の処理において前記第一の方向における位置ずれ及び前記第二の方向における位置ずれが補正された前記検査画像とを比較する第四の処理と、
   からなるものであるプログラム。
8. 前記第三の処理において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、θ±αの範囲内の角度だけ前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
   θ：前記角度ずれ量に等しい角度
   α：予め定められた許容範囲角度
9. 前記第三の処理において、前記角度ずれ量に等しい角度だけ前記パターンがずれている前記角度補正用画像に代えて、前記角度ずれ量に最も近い角度で前記パターンがずれている角度補正用画像を検索することを特徴とする請求項７に記載のプログラム。

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