外観検査装置、外観検査システムおよび外観検査方法
【課題】検査対象の良否を判定する際に欠陥領域を途切れないように検出する。
【解決手段】外観検査システム１において、外観検査装置３の画像処理部３２１は、濃淡画像を用いて微分２値化画像を作成する。第１の抽出部３２２は、同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する。検出部３２４は、各ラインごとに、微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する。第２の算出部３２６は、第２の抽出部３２５で抽出された欠陥領域について水平方向の射影幅と垂直方向の射影幅とを求める。判定部３２７は、水平方向の射影幅と垂直方向の射影幅との少なくとも一方が基準値より大きい場合に、検査対象Ａが不良であると判定する。上記検出部３２４は、第１の算出部３２３で求められた欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとにエッジ画素を検出し、欠陥幅が狭いほど次のラインの閾値が低くなるように次のラインの閾値を設定する。
【解決手段】外観検査システム１において、外観検査装置３の画像処理部３２１は、濃淡画像を用いて微分２値化画像を作成する。第１の抽出部３２２は、同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する。検出部３２４は、各ラインごとに、微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する。第２の算出部３２６は、第２の抽出部３２５で抽出された欠陥領域について水平方向の射影幅と垂直方向の射影幅とを求める。判定部３２７は、水平方向の射影幅と垂直方向の射影幅との少なくとも一方が基準値より大きい場合に、検査対象Ａが不良であると判定する。上記検出部３２４は、第１の算出部３２３で求められた欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとにエッジ画素を検出し、欠陥幅が狭いほど次のラインの閾値が低くなるように次のラインの閾値を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象が撮像された濃淡画像を用いて上記検査対象の良否を検査する外観検査装置、この外観検査装置を用いた外観検査システムおよび外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象の良否を検査する外観検査装置は、種々開発され市販されている。従来の外観検査装置の一例として、検査対象Ａが撮像された濃淡画像（図１６（ａ），（ｂ）参照）に対して各画素の濃度値を２値化する２値化処理を行って欠陥を検出する装置が知られている。上記外観検査装置は、上記２値化処理で作成した濃淡２値化画像（図１６（ｃ）参照）の白色の画素を検出することによって、例えば電子部品の端子Ａ１，Ａ１間の短絡不良を引き起こす金属の異物Ａ２などを検出し、検査対象Ａの良否を判定する。
【０００３】
また、従来の外観検査装置の他の例として、検査対象が撮像された濃淡画像の各画素の濃度値を微分する微分処理を行って欠陥を検出する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の外観検査装置は、端子が撮像された濃淡画像の各画素の濃度値を微分し、各画素の微分方向に応じて各画素における端子の輪郭の向きを２方向に分類する。その後、特許文献１の外観検査装置は、２方向に分類された輪郭の各方向の個数の比を求め、その比の大きさによって端子間の短絡の有無を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３１２７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、検査対象Ａの欠陥（金属の異物Ａ２）の各部分の大きさによって各部分ごとに反射光量が変化するため、検査対象Ａが撮像された濃淡画像（図１６（ｂ）参照）では、欠陥となる領域（欠陥領域）の画素の濃度値が変化する。例えば、欠陥の細い部分では、反射光量が低下して濃度値が低くなる。このため、従来の外観検査装置では、上記濃淡画像に対して２値化処理を行った場合、閾値が一定値（固定値）であるから、濃淡２値化画像において、図１６（ｃ）に示す領域Ｃ１と領域Ｃ２とのように、１つの欠陥が一部途切れた状態で検出される。濃淡画像に対して微分処理を行った場合も、欠陥の細い部分では微分値が小さくなり、１つの欠陥が一部途切れた状態で検出される。
【０００６】
上記より、従来の外観検査装置には、欠陥の大きさや長さを正確に検出することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、検査対象の良否を判定する際に欠陥領域を途切れないように検出することができる外観検査装置、この外観検査装置を用いた外観検査システムおよび外観検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る外観検査装置の発明は、検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査装置であって、前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する画像処理部と、前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第１の抽出部と、前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインが設定され各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第１の算出部と、各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する検出部と、前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第２の抽出部と、前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影されたときの第２の射影幅を求める第２の算出部と、前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する判定部とを備え、前記検出部は、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る外観検査装置の発明は、請求項１の発明において、前記第１の抽出部は、前記微分２値化画像において前記欠陥候補領域を構成する画素群を複数抽出し、複数の前記欠陥候補領域の中から前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの射影幅が最も大きい欠陥候補領域を最大欠陥候補領域として選択し、前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において各ラインごとに前記最大欠陥候補領域の前記欠陥幅を求めることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る外観検査装置の発明は、請求項１または２の発明において、前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において、各ラインごとに一方から走査して画素値が変化する境界を第１の画素として検出するとともに他方から走査して画素値が変化する境界を第２の画素として検出し、前記第１の画素と前記第２の画素との間隔を前記欠陥幅として求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る外観検査装置の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記検出部は、前記第１の算出部で求められた前記欠陥幅が狭いほど前記エッジ画素を検出するための検出範囲が狭くなるように、各ラインごとに前記欠陥幅に応じて前記検出範囲を設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る外観検査装置の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の発明において、前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、前記第１の方向の長さが前記第１の射影幅であり前記第２の方向の長さが前記第２の射影幅であって前記欠陥領域に外接する矩形領域の内部に含まれるすべての画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第３の算出部と、前記平均濃度値が予め設定された第２の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第２の判定部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る外観検査装置の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の発明において、前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、各ラインの前記エッジ画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第４の算出部と、前記平均濃度値が予め設定された第３の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第３の判定部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る外観検査システムの発明は、請求項１〜６のいずれか１項の外観検査装置と、検査対象を撮像し前記検査対象が撮像された濃淡画像を前記外観検査装置に出力する撮像装置とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る外観検査方法の発明は、検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査方法であって、前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する第１のステップと、前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第２のステップと、前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインを設定し各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第３のステップと、各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する第４のステップと、前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第５のステップと、前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影したときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影したときの第２の射影幅を求める第６のステップと、前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する第７のステップとを有し、前記第４のステップにおいて、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１，７，８の発明によれば、欠陥領域に幅の狭い部分があったとしても、欠陥領域の一部を構成する欠陥候補領域の各ラインごとの欠陥幅に応じて次のラインの閾値を変化させながら微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出部が検出する。これにより、請求項１，７，８の発明では、微分２値化画像において場所ごとに適切な閾値を設定することができるので、欠陥領域を途切れた状態で検出することを防止できる。その結果、請求項１，７，８の発明では、欠陥領域の大きさを高精度で求めることができるので、検査対象の良否判定の精度を高めることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、複数の欠陥候補領域のうち最大欠陥候補領域のみを対象とすることによって、すべての欠陥候補領域を対象とする場合に比べて、演算処理の負荷を低減することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、第１の算出部が欠陥候補領域の欠陥幅を求める際に、常に黒色領域から白色領域に変化する境界となる画素をエッジ画素として検出することによって、エッジ画素を検出するための条件を上記のように指定することができる。これにより、請求項３の発明では、欠陥幅を求める際にノイズなどを誤って検出することを低減でき、欠陥幅を求める精度を向上させることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、エッジ画素を検出するための検出範囲を検出部が限定することによって、エッジ画素を検出する際にノイズを誤って検出することを低減できる。その結果、請求項４の発明では、検査対象の良否判定の精度をより高めることができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、矩形領域の内部の平均濃度値が第２の基準値より大きい場合に欠陥領域に金属の異物が存在すると第２の判定部が判定することによって、欠陥領域の異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、欠陥領域のエッジ画素の平均濃度値が第３の基準値より大きい場合に欠陥領域に金属の異物が存在すると第３の判定部が判定することによって、欠陥領域に存在する異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る外観検査システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同上に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図３】同上に係る微分２値化画像において微分フィルタを用いる場合の画素を示す図である。
【図４】同上に係る外観検査システムにおいて欠陥幅と閾値との関係を示す図である。
【図５】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図７】実施形態３に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図８】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図９】実施形態４に係る外観検査システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】同上に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図１１】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態５に係る外観検査システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】同上に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図１４】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）は金属の異物が付着した検査対象の濃淡画像を示す図、（ｂ）は（ａ）の濃淡画像から作成された微分２値化画像を示す図、（ｃ）は非金属の異物が付着した検査対象の濃淡画像を示す図、（ｄ）は（ｃ）の濃淡画像から作成された微分２値化画像を示す図である。
【図１６】従来の外観検査装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態１）
実施形態１に係る外観検査システムは、検査対象の良否を検査するシステムである。図１に示すように、本実施形態の外観検査システム１は、撮像装置２と、外観検査装置３と、表示装置４と、操作入力装置５とを備えている。図１に示す検査対象Ａは、複数の端子Ａ１を有する電子部品である。外観検査システム１は、特に検査対象Ａである電子部品において端子Ａ１，Ａ１間の短絡の有無を検査する。
【００２４】
撮像装置２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどであり、検査対象Ａを撮像する。検査対象Ａが撮像された濃淡画像６（図２（ａ）参照）の画像データは、撮像装置２から外観検査装置３に出力される。
【００２５】
外観検査装置３は、画像取込部３１と、演算部３２と、記憶部３３と、画像出力部３４と、入力インタフェース３５とを備えている。外観検査装置３は、濃淡画像６を用いて検査対象Ａの良否を検査する。
【００２６】
画像取込部３１は、撮像装置２の出力側に接続され、撮像装置２で撮像された濃淡画像６を取り込む。
【００２７】
演算部３２は、画像処理部３２１と、第１の抽出部３２２と、第１の算出部３２３と、検出部３２４と、第２の抽出部３２５と、第２の算出部３２６と、判定部３２７とを備えている。演算部３２は、例えばコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。
【００２８】
画像処理部３２１は、濃淡画像６の画素ごとに、上記画素と周辺画素（上記画素の周辺にある画素）との間の濃度変化を表わす微分絶対値ａｂｓを求める。具体的には、まず、画像処理部３２１は、微分フィルタを用いて以下の微分演算を行う。本実施形態の微分フィルタは、３×３フィルタである。微分フィルタとしては、例えばプリューウィットフィルタ（Prewitt filter）やソーベルフィルタ（Sobel filter）などがある。画像処理部３２１は、図３に示す中心画素Ｐ０を着目画素とし、中心画素Ｐ０に隣接する８画素（以下「８近傍」という）Ｐ１〜Ｐ８の濃度値を用いて横方向（Ｘ方向）の濃度変化ΔＸと縦方向（Ｙ方向）の濃度変化ΔＹとを以下の数１と数２とによって求める。数１および数２において、Ｐ１〜Ｐ８は、対応する画素Ｐ１〜Ｐ８の濃度値を示す。
【００２９】
【数１】
【００３０】
【数２】
【００３１】
続いて、画像処理部３２１は、画素Ｐ０の微分絶対値ａｂｓ（Ｐ０）を数３によって求める。
【００３２】
【数３】
【００３３】
数３から明らかなように、微分絶対値ａｂｓ（Ｐ０）は、画素Ｐ０の近傍領域における濃度値の変化率を表わす。つまり、微分絶対値ａｂｓは、濃淡画像６において濃度変化が大きい部位ほど大きくなる。
【００３４】
なお、本実施形態の微分フィルタは、３×３フィルタに限定されず、例えば５×５フィルタなどであってもよい。
【００３５】
画像処理部３２１は、各画素の微分絶対値ａｂｓを所定の閾値で２値化して微分２値化画像７を作成する。図２（ｂ）は微分２値化画像７を示している。図２（ｂ）の微分２値化画像７では、上記閾値以上の微分絶対値ａｂｓを有する画素を白色とし、上記閾値未満の微分絶対値ａｂｓを有する画素を黒色として表わしている。微分２値化画像７の白色部分には、各端子Ａ１の輪郭部７１とともに、それぞれが欠陥領域Ｂの候補となる複数の欠陥候補領域７２が存在する。
【００３６】
図１に示す第１の抽出部３２２は、微分２値化画像７において同一の欠陥候補領域７２を構成する画素群をラベリング処理によって複数抽出する。ラベリング処理とは、白色の画素の集合を図形成分として認識させる処理をいう。第１の抽出部３２２は、微分２値化画像７の左上から順に各画素が白色であるか黒色であるかを調べていき、白色の画素のうち、つながった画素に同じラベルを付けていく。第１の抽出部３２２は、微分２値化画像７に存在する複数の欠陥候補領域７２のそれぞれに対して、水平方向（図２（ｂ）の横方向）の射影幅と垂直方向（図２（ｂ）の縦方向）の射影幅とを求める。水平方向の射影幅とは、水平方向に沿った線上に投影されたときの幅をいう。垂直方向の射影幅とは、垂直方向に沿った線上に投影されたときの幅をいう。第１の抽出部３２２は、複数の欠陥候補領域７２１〜７２３の中から水平方向の射影幅が最も大きい欠陥候補領域７２１を最大欠陥候補領域として選択する（図２（ｃ）参照）。本実施形態では、最大欠陥候補領域７２１の長手方向と水平方向との角度のほうが上記長手方向と垂直方向との角度よりも小さいため、水平方向が第１の方向となり、垂直方向が第２の方向となる。
【００３７】
第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに、最大欠陥候補領域７２１の垂直方向の幅を欠陥幅δとして求める（図２（ｄ）参照）。各ラインＬは、微分２値化画像７において第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとに設定されている。各ラインＬの欠陥幅δは、記憶部３３に記憶される。
【００３８】
検出部３２４は、各ラインＬごとに、微分絶対値ａｂｓが閾値以上である画素をエッジ画素として検出する。このとき、検出部３２４は、記憶部３３で記憶されている欠陥幅δの中から最大値を抽出し、最大の欠陥幅δとなるラインＬ１から順に各ラインＬごとにエッジ画素を検出する。さらに、検出部３２４は、各ラインＬごとにエッジ画素を検出する際に、欠陥幅δが狭いほど次のラインＬの閾値が低くなるように次のラインＬの閾値を設定する。つまり、検出部３２４は、欠陥幅δが狭いほど次のラインＬの閾値が低くなるように、各ラインＬごとに閾値を変化させ、微分絶対値ａｂｓが閾値以上である画素をエッジ画素として検出する（図２（ｅ）参照）。
【００３９】
なお、最大の欠陥幅δとなるラインＬが最大欠陥候補領域７２１の端部以外のラインとなる場合、検出部３２４は、最大の欠陥幅δとなるラインＬから一の方向（例えば図２（ｅ）の右方向）に順に各ラインＬごとにエッジ画素を最初に検出する。その後、検出部３２４は、最大の欠陥幅δとなるラインＬから他の方向（例えば図２（ｅ）の左方向）に順に各ラインＬごとにエッジ画素を検出する。検出部３２４は、一の方向においてエッジ画素を検出する場合も、他の方向においてエッジ画素を検出する場合も、各ラインＬの閾値を設定する手法として、上述した手法をそれぞれ用いればよい。
【００４０】
欠陥幅δと閾値との関係は、図４に示すように、欠陥幅δが大きいほど閾値も大きいという関係である。例えば図２（ｅ）において、検出部３２４は、ラインＬ１のエッジ画素を検出する際に、ラインＬ１における欠陥幅δ１を用いて、ラインＬ２における閾値を設定する。なお、ラインＬ１は最初のラインであるため、ラインＬ１における閾値は、ラインＬ１における欠陥幅δ１を用いて設定される。
【００４１】
続いて、検出部３２４は、ラインＬ２のエッジ画素を検出するときに、ラインＬ２における欠陥幅δ２を用いて、ラインＬ３における閾値を設定する。さらに、ラインＬ３のエッジ画素を検出するときに、検出部３２４は、ラインＬ３における欠陥幅δ３を用いて、ラインＬ４における閾値を設定する。なお、ラインＬ４〜Ｌ１１では、欠陥幅δが求められていないため、検出部３２４は、欠陥幅δが求められているラインＬ１〜Ｌ３のうち直前のラインＬ３における欠陥幅δ３を用いて、各ラインＬ４〜Ｌ１１の閾値を設定する。
【００４２】
上記のようにして、検出部３２４は、各ラインＬ１〜Ｌ１１ごとに、閾値を設定してエッジ画素を検出することができる。
【００４３】
第２の抽出部３２５は、最大欠陥候補領域７２１を含む欠陥領域Ｂを抽出する（図２（ｅ）参照）。具体的には、第２の抽出部３２５は、各ラインＬごとのエッジ画素が輪郭線となる領域を欠陥領域Ｂとして抽出する。
【００４４】
第２の算出部３２６は、欠陥領域Ｂについて水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とを求める（図２（ｆ）参照）。水平方向の射影幅Ｗ１とは、水平方向（図２（ｆ）の横方向）に沿った線上に投影されたときの射影幅をいう。垂直方向の射影幅Ｗ２とは、垂直方向（図２（ｆ）の縦方向）に沿った線上に投影されたときの射影幅をいう。水平方向の射影幅Ｗ１は、本発明の第１の射影幅に相当する。垂直方向の射影幅Ｗ２は、本発明の第２の射影幅に相当する。
【００４５】
判定部３２７は、第２の算出部３２６で求められた水平方向の射影幅Ｗ１と基準値とを比較する。さらに、判定部３２７は、第２の算出部３２６で求められた垂直方向の射影幅Ｗ２と基準値とを比較する。水平方向の射影幅Ｗ１が基準値より大きいという比較結果と垂直方向の射影幅Ｗ２が基準値より大きいという比較結果とのうち少なくとも一方の比較結果を得た場合、判定部３２７は、検査対象Ａが不良であると判定する。基準値は、判定部３２７による判定前に予め記憶部３３に設定された値である。なお、水平方向の射影幅Ｗ１と比較する基準値と、垂直方向の射影幅Ｗ２と比較する基準値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００４６】
記憶部３３は、画像取込部３１で取り込まれた濃淡画像６（図２（ａ）参照）の画像データを記憶したり、画像処理部３２１で生成された微分２値化画像７（図２（ｂ）参照）の画像データを記憶したりする。さらに、記憶部３３は、各ラインＬごとに第１の算出部３２３で求められた欠陥幅δを記憶する。画像出力部３４は、濃淡画像６と微分２値化画像７とを表示装置４に出力する。入力インタフェース３５には、操作入力装置５からユーザの指示が入力される。
【００４７】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いて検査対象Ａの良否を判定する外観検査方法について図５を参照しながら説明する。まず、撮像装置２が検査対象Ａを撮像する（図５のＳ１）。続いて、外観検査装置３の画像処理部３２１が、濃淡画像６（図２（ａ）参照）の各画素の微分絶対値ａｂｓを求め、各画素の微分絶対値ａｂｓを２値化して微分２値化画像７（図２（ｂ）参照）を作成する（Ｓ２）。その後、第１の抽出部３２２が、微分２値化画像７において同一の欠陥候補領域７２を構成する画素群を複数抽出する（Ｓ３）。さらに、第１の抽出部３２２は、各欠陥候補領域７２の射影幅を求め（Ｓ４）、複数の欠陥候補領域７２の中から最大欠陥候補領域７２１を選択する（Ｓ５）。
【００４８】
その後、第１の算出部３２３は、微分２値化画像７において垂直方向に沿って所定間隔ごとにラインＬを設定する。第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに最大欠陥候補領域７２１の垂直方向の幅を欠陥幅δとして求める（Ｓ６）。このとき、第１の算出部３２３は、複数のラインＬから欠陥幅δが最大となるラインＬ１（図２（ｄ）参照）を選択する（Ｓ７）。
【００４９】
その後、検出部３２４は、各ラインＬごとにエッジ画素を検出する（Ｓ８）。このとき、検出部３２４は、欠陥幅δが最大となるラインＬ１から順に各ラインＬごとにエッジ画素を検出し、各ラインＬのエッジ画素を検出する際に、欠陥幅δが狭いほど次のラインＬの閾値が低くなるように次のラインＬの閾値を設定する。
【００５０】
その後、第２の算出部３２６は、各ラインＬのエッジ画素を線化し（Ｓ９）、各ラインＬごとのエッジ画素が輪郭線となる欠陥領域Ｂを抽出する（Ｓ１０）。その後、第２の算出部３２６は、欠陥領域Ｂについて、水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とを求める（Ｓ１１）。その後、判定部３２７は、水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とが基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２との少なくとも一方が基準値より大きい場合、判定部３２７は、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１３）。水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とのいずれもが基準値以下である場合、判定部３２７は、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１４）。
【００５１】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、欠陥領域Ｂに幅の狭い部分があったとしても、欠陥候補領域７２の各ラインＬごとの欠陥幅δに応じて次のラインＬの閾値を変化させながら微分絶対値ａｂｓが閾値以上である画素をエッジ画素として検出部３２４が検出する。これにより、本実施形態の外観検査システム１では、微分２値化画像７において場所ごとに適切な閾値を設定することができるので、欠陥領域Ｂを途切れた状態で検出することを防止できる。その結果、本実施形態の外観検査システム１では、欠陥領域Ｂの大きさを高精度で求めることができるので、検査対象Ａの良否判定の精度を高めることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、複数の欠陥候補領域７２のうち最大欠陥候補領域７２１のみを対象とすることによって、すべての欠陥候補領域７２を対象とする場合に比べて、外観検査装置３における演算処理の負荷を低減することができる。
【００５３】
なお、本実施形態の変形例として、外観検査システム１は、複数の欠陥候補領域７２のすべてを対象としてもよい。上記変形例によれば、外観検査装置３における演算処理の負荷が増加するものの、欠陥領域Ｂの大きさをさらに高精度で求めることができる。
【００５４】
（実施形態２）
実施形態２に係る外観検査システム１は、微分２値化画像７において各ラインＬごとに両方（上方および下方）から走査して画素値が変化する境界を検出する点で、実施形態１に係る外観検査システム１と相違する。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様である。本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様に、図１に示されている。
【００５５】
本実施形態の外観検査装置３の第１の算出部３２３は、微分２値化画像７において、各ラインＬごとに一方（図２（ｄ）の上方）から走査して画素値が変化する境界（黒色の画素から白色の画素に変化する境界）を第１の画素として検出する。さらに、第１の算出部３２３は、他方（図２（ｄ）の下方）から走査して画素値が変化する境界（黒色の画素から白色の画素に変化する境界）を第２の画素として検出する。上記より、本実施形態の第１の算出部３２３は、常に黒色の画素から白色の画素に変化する境界のみを検出すればよく、白色の画素から黒色の画素に変化する境界を検出する必要はない。その後、第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに、第１の画素と第２の画素との間隔を欠陥幅δとして求める。
【００５６】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図６を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ５までの処理を行う（図６のＳ２１〜Ｓ２５）。
【００５７】
その後、第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに、上方から走査して第１の画素を検出するとともに、下方から走査して第２の画素を検出する。その後、第１の算出部３２３は、第１の画素と第２の画素との間隔を欠陥幅δとして求める（Ｓ２６）。
【００５８】
その後、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ７からステップＳ１４までの処理を行う（Ｓ２７〜Ｓ３４）。
【００５９】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、第１の算出部３２３が欠陥候補領域７２の欠陥幅δを求める際に、常に黒色領域から白色領域に変化する境界となる画素をエッジ画素として検出することによって、エッジ画素を検出するための条件を上記のように指定することができる。これにより、本実施形態の外観検査システム１では、欠陥幅δを求める際にノイズなどを誤って検出することを低減でき、欠陥幅δを求める精度を向上させることができる。
【００６０】
（実施形態３）
実施形態３に係る外観検査システム１は、図７に示すようにエッジ画素を検出する際に検出範囲７３を限定する点で、実施形態１に係る外観検査システム１と相違する。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様である。本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様に、図１に示されている。
【００６１】
本実施形態の外観検査装置３の検出部３２４は、図７に示すように、第１の算出部３２３で求められた欠陥幅δが狭いほどエッジ画素を検出するための検出範囲７３が狭くなるように、各ラインＬごとに欠陥幅δに応じて検出範囲７３を設定する。
【００６２】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図８を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ７までの処理を行う（図８のＳ４１〜Ｓ４７）。
【００６３】
その後、検出部３２４は、各ラインＬごとに、第１の算出部３２３で求められた欠陥幅δが狭いほど検出範囲７３が狭くなるように欠陥幅δに応じて検出範囲７３を決定する（Ｓ４８）。検出部３２４は、上記検出範囲７３において、欠陥幅δが狭いほど閾値が低くなるように、各ラインＬごとに欠陥幅δに応じて閾値を変化させて、エッジ画素を検出する（Ｓ４９）。
【００６４】
その後、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ９からステップＳ１４までの処理を行う（Ｓ５０〜Ｓ６５）。
【００６５】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、エッジ画素を検出するための検出範囲７３を検出部３２４が限定することによって、エッジ画素を検出する際にノイズを誤って検出することを低減できる。その結果、本実施形態の外観検査システム１では、検査対象Ａの良否判定の精度をより高めることができる。
【００６６】
なお、本実施形態の変形例として、検出範囲７３を実施形態２の外観検査システム１に適用してもよい。
【００６７】
（実施形態４）
ところで、図１５（ａ）には、金属の異物（例えば金属片など）Ａ２が付着した検査対象Ａの濃淡画像６ａが示され、図１５（ｂ）には、濃淡画像６ａから作成された微分２値化画像７ａが示されている。微分２値化画像７ａには、金属の異物Ａ２に相当する領域７５が存在する。また、図１５（ｃ）には、非金属の異物（例えば成形粉など）Ａ３が付着した検査対象Ａの濃淡画像６ｂが示され、図１５（ｄ）には、濃淡画像６ｂから作成された微分２値化画像７ｂが示されている。微分２値化画像７ｂには、金属の異物Ａ２に相当する領域７６が存在する。図１５（ｂ），（ｄ）に示すように、微分２値化処理のみでは、領域７５が金属の異物Ａ２に相当する領域であることと、領域７６が非金属の異物Ａ３に相当する領域であることとを識別することができない。このため、金属の異物Ａ２の有無のみを検査する場合、非金属の異物Ａ３も検出してしまうため、過検出が発生する。
【００６８】
そこで、実施形態４に係る外観検査システム１は、図９に示すように外観検査装置３が第３の算出部３６１と第２の判定部３６２とを備えることによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるのか非金属の物質であるのかを識別することができる。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１（図１参照）と同様である。
【００６９】
第３の算出部３６１は、判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合に、図１０に示すように、欠陥領域Ｂに外接する矩形領域７４の内部（図１０の斜線部分）に含まれるすべての画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める。矩形領域７４の水平方向の長さは水平方向の射影幅Ｗ１であり、矩形領域７４の垂直方向の長さは垂直方向の射影幅Ｗ２である。
【００７０】
図９に示す第２の判定部３６２は、第３の算出部３６１で求められた平均濃度値と第２の基準値とを比較する。平均濃度値が第２の基準値より大きい場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する。平均濃度値が第２の基準値以下である場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する。第２の基準値は、第２の判定部３６２による判定前に予め記憶部３３に設定された値である。
【００７１】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図１１を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ１４までの処理を行う（図１１のＳ６１〜Ｓ７４）。
【００７２】
判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合、第３の算出部３６１は、矩形領域７４の内部に存在する画素の平均濃度値を求める（Ｓ７５）。その後、第２の判定部３６２は、上記平均濃度値が第２の基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ７６）。平均濃度値が第２の基準値より大きい場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する（Ｓ７７）。平均濃度値が第２の基準値以下である場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する（Ｓ７８）。
【００７３】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、矩形領域７４の内部の平均濃度値が第２の基準値より大きい場合に欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると第２の判定部３６２が判定することによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【００７４】
なお、本実施形態の変形例として、第３の算出部３６１と第２の判定部３６２とを実施形態２，３の外観検査システム１に適用してもよい。
【００７５】
（実施形態５）
実施形態５に係る外観検査システム１は、図１２に示すように外観検査装置３が第４の算出部３７１と第３の判定部３７２とを備えることによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるのか非金属の物質であるのかを識別することができる。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１（図１参照）と同様である。
【００７６】
第４の算出部３７１は、判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合に、図１３に示すように、各ラインＬのエッジ画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める。
【００７７】
図１２に示す第３の判定部３７２は、上記平均濃度値と第３の基準値とを比較する。平均濃度値が第３の基準値より大きい場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する。平均濃度値が第３の基準値以下である場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する。第３の基準値は、第３の判定部３７２による比較および判定前に予め記憶部３３に設定された値である。
【００７８】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図１４を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ１４までの処理を行う（図１４のＳ８１〜Ｓ９４）。
【００７９】
判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合、第４の算出部３７１は、各ラインＬのエッジ画素の平均濃度値を求める（Ｓ９５）。その後、第３の判定部３７２は、上記平均濃度値が第３の基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ９６）。平均濃度値が第３の基準値より大きい場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する（Ｓ９７）。平均濃度値が第３の基準値以下である場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する（Ｓ９８）。
【００８０】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、欠陥領域Ｂのエッジ画素の平均濃度値が第３の基準値より大きい場合に欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると第３の判定部３７２が判定することによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【００８１】
なお、本実施形態の変形例として、第４の算出部３７１と第３の判定部３７２とを実施形態２，３の外観検査システム１に適用してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１ 外観検査システム
２ 撮像装置
３ 外観検査装置
３２１ 画像処理部
３２２ 第１の抽出部
３２３ 第１の算出部
３２４ 検出部
３２５ 第２の抽出部
３２６ 第２の算出部
３２７ 判定部
３６１ 第３の算出部
３６２ 第２の判定部
３７１ 第４の算出部
３７２ 第３の判定部
６，６ａ，６ｂ 濃淡画像
７，７ａ，７ｂ 微分２値化画像
７２（７２１，７２２，７２３） 欠陥候補領域
７２１ 最大欠陥候補領域
７３ 検出範囲
７４ 矩形領域
Ａ 検査対象
Ｂ 欠陥領域
ａｂｓ 微分絶対値
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ１１） ライン
δ（δ１〜δ３） 欠陥幅
Ｗ１ 水平方向の射影幅
Ｗ２ 垂直方向の射影幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象が撮像された濃淡画像を用いて上記検査対象の良否を検査する外観検査装置、この外観検査装置を用いた外観検査システムおよび外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象の良否を検査する外観検査装置は、種々開発され市販されている。従来の外観検査装置の一例として、検査対象Ａが撮像された濃淡画像（図１６（ａ），（ｂ）参照）に対して各画素の濃度値を２値化する２値化処理を行って欠陥を検出する装置が知られている。上記外観検査装置は、上記２値化処理で作成した濃淡２値化画像（図１６（ｃ）参照）の白色の画素を検出することによって、例えば電子部品の端子Ａ１，Ａ１間の短絡不良を引き起こす金属の異物Ａ２などを検出し、検査対象Ａの良否を判定する。
【０００３】
また、従来の外観検査装置の他の例として、検査対象が撮像された濃淡画像の各画素の濃度値を微分する微分処理を行って欠陥を検出する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の外観検査装置は、端子が撮像された濃淡画像の各画素の濃度値を微分し、各画素の微分方向に応じて各画素における端子の輪郭の向きを２方向に分類する。その後、特許文献１の外観検査装置は、２方向に分類された輪郭の各方向の個数の比を求め、その比の大きさによって端子間の短絡の有無を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３１２７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、検査対象Ａの欠陥（金属の異物Ａ２）の各部分の大きさによって各部分ごとに反射光量が変化するため、検査対象Ａが撮像された濃淡画像（図１６（ｂ）参照）では、欠陥となる領域（欠陥領域）の画素の濃度値が変化する。例えば、欠陥の細い部分では、反射光量が低下して濃度値が低くなる。このため、従来の外観検査装置では、上記濃淡画像に対して２値化処理を行った場合、閾値が一定値（固定値）であるから、濃淡２値化画像において、図１６（ｃ）に示す領域Ｃ１と領域Ｃ２とのように、１つの欠陥が一部途切れた状態で検出される。濃淡画像に対して微分処理を行った場合も、欠陥の細い部分では微分値が小さくなり、１つの欠陥が一部途切れた状態で検出される。
【０００６】
上記より、従来の外観検査装置には、欠陥の大きさや長さを正確に検出することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、検査対象の良否を判定する際に欠陥領域を途切れないように検出することができる外観検査装置、この外観検査装置を用いた外観検査システムおよび外観検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る外観検査装置の発明は、検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査装置であって、前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する画像処理部と、前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第１の抽出部と、前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインが設定され各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第１の算出部と、各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する検出部と、前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第２の抽出部と、前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影されたときの第２の射影幅を求める第２の算出部と、前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する判定部とを備え、前記検出部は、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る外観検査装置の発明は、請求項１の発明において、前記第１の抽出部は、前記微分２値化画像において前記欠陥候補領域を構成する画素群を複数抽出し、複数の前記欠陥候補領域の中から前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの射影幅が最も大きい欠陥候補領域を最大欠陥候補領域として選択し、前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において各ラインごとに前記最大欠陥候補領域の前記欠陥幅を求めることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る外観検査装置の発明は、請求項１または２の発明において、前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において、各ラインごとに一方から走査して画素値が変化する境界を第１の画素として検出するとともに他方から走査して画素値が変化する境界を第２の画素として検出し、前記第１の画素と前記第２の画素との間隔を前記欠陥幅として求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る外観検査装置の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記検出部は、前記第１の算出部で求められた前記欠陥幅が狭いほど前記エッジ画素を検出するための検出範囲が狭くなるように、各ラインごとに前記欠陥幅に応じて前記検出範囲を設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る外観検査装置の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の発明において、前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、前記第１の方向の長さが前記第１の射影幅であり前記第２の方向の長さが前記第２の射影幅であって前記欠陥領域に外接する矩形領域の内部に含まれるすべての画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第３の算出部と、前記平均濃度値が予め設定された第２の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第２の判定部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る外観検査装置の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の発明において、前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、各ラインの前記エッジ画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第４の算出部と、前記平均濃度値が予め設定された第３の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第３の判定部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る外観検査システムの発明は、請求項１〜６のいずれか１項の外観検査装置と、検査対象を撮像し前記検査対象が撮像された濃淡画像を前記外観検査装置に出力する撮像装置とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る外観検査方法の発明は、検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査方法であって、前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する第１のステップと、前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第２のステップと、前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインを設定し各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第３のステップと、各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する第４のステップと、前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第５のステップと、前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影したときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影したときの第２の射影幅を求める第６のステップと、前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する第７のステップとを有し、前記第４のステップにおいて、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１，７，８の発明によれば、欠陥領域に幅の狭い部分があったとしても、欠陥領域の一部を構成する欠陥候補領域の各ラインごとの欠陥幅に応じて次のラインの閾値を変化させながら微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出部が検出する。これにより、請求項１，７，８の発明では、微分２値化画像において場所ごとに適切な閾値を設定することができるので、欠陥領域を途切れた状態で検出することを防止できる。その結果、請求項１，７，８の発明では、欠陥領域の大きさを高精度で求めることができるので、検査対象の良否判定の精度を高めることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、複数の欠陥候補領域のうち最大欠陥候補領域のみを対象とすることによって、すべての欠陥候補領域を対象とする場合に比べて、演算処理の負荷を低減することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、第１の算出部が欠陥候補領域の欠陥幅を求める際に、常に黒色領域から白色領域に変化する境界となる画素をエッジ画素として検出することによって、エッジ画素を検出するための条件を上記のように指定することができる。これにより、請求項３の発明では、欠陥幅を求める際にノイズなどを誤って検出することを低減でき、欠陥幅を求める精度を向上させることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、エッジ画素を検出するための検出範囲を検出部が限定することによって、エッジ画素を検出する際にノイズを誤って検出することを低減できる。その結果、請求項４の発明では、検査対象の良否判定の精度をより高めることができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、矩形領域の内部の平均濃度値が第２の基準値より大きい場合に欠陥領域に金属の異物が存在すると第２の判定部が判定することによって、欠陥領域の異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、欠陥領域のエッジ画素の平均濃度値が第３の基準値より大きい場合に欠陥領域に金属の異物が存在すると第３の判定部が判定することによって、欠陥領域に存在する異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る外観検査システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同上に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図３】同上に係る微分２値化画像において微分フィルタを用いる場合の画素を示す図である。
【図４】同上に係る外観検査システムにおいて欠陥幅と閾値との関係を示す図である。
【図５】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図７】実施形態３に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図８】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図９】実施形態４に係る外観検査システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】同上に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図１１】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態５に係る外観検査システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】同上に係る外観検査システムの動作を説明するための図である。
【図１４】同上に係る外観検査システムを用いた外観検査方法を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）は金属の異物が付着した検査対象の濃淡画像を示す図、（ｂ）は（ａ）の濃淡画像から作成された微分２値化画像を示す図、（ｃ）は非金属の異物が付着した検査対象の濃淡画像を示す図、（ｄ）は（ｃ）の濃淡画像から作成された微分２値化画像を示す図である。
【図１６】従来の外観検査装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施形態１）
実施形態１に係る外観検査システムは、検査対象の良否を検査するシステムである。図１に示すように、本実施形態の外観検査システム１は、撮像装置２と、外観検査装置３と、表示装置４と、操作入力装置５とを備えている。図１に示す検査対象Ａは、複数の端子Ａ１を有する電子部品である。外観検査システム１は、特に検査対象Ａである電子部品において端子Ａ１，Ａ１間の短絡の有無を検査する。
【００２４】
撮像装置２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラなどであり、検査対象Ａを撮像する。検査対象Ａが撮像された濃淡画像６（図２（ａ）参照）の画像データは、撮像装置２から外観検査装置３に出力される。
【００２５】
外観検査装置３は、画像取込部３１と、演算部３２と、記憶部３３と、画像出力部３４と、入力インタフェース３５とを備えている。外観検査装置３は、濃淡画像６を用いて検査対象Ａの良否を検査する。
【００２６】
画像取込部３１は、撮像装置２の出力側に接続され、撮像装置２で撮像された濃淡画像６を取り込む。
【００２７】
演算部３２は、画像処理部３２１と、第１の抽出部３２２と、第１の算出部３２３と、検出部３２４と、第２の抽出部３２５と、第２の算出部３２６と、判定部３２７とを備えている。演算部３２は、例えばコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。
【００２８】
画像処理部３２１は、濃淡画像６の画素ごとに、上記画素と周辺画素（上記画素の周辺にある画素）との間の濃度変化を表わす微分絶対値ａｂｓを求める。具体的には、まず、画像処理部３２１は、微分フィルタを用いて以下の微分演算を行う。本実施形態の微分フィルタは、３×３フィルタである。微分フィルタとしては、例えばプリューウィットフィルタ（Prewitt filter）やソーベルフィルタ（Sobel filter）などがある。画像処理部３２１は、図３に示す中心画素Ｐ０を着目画素とし、中心画素Ｐ０に隣接する８画素（以下「８近傍」という）Ｐ１〜Ｐ８の濃度値を用いて横方向（Ｘ方向）の濃度変化ΔＸと縦方向（Ｙ方向）の濃度変化ΔＹとを以下の数１と数２とによって求める。数１および数２において、Ｐ１〜Ｐ８は、対応する画素Ｐ１〜Ｐ８の濃度値を示す。
【００２９】
【数１】
【００３０】
【数２】
【００３１】
続いて、画像処理部３２１は、画素Ｐ０の微分絶対値ａｂｓ（Ｐ０）を数３によって求める。
【００３２】
【数３】
【００３３】
数３から明らかなように、微分絶対値ａｂｓ（Ｐ０）は、画素Ｐ０の近傍領域における濃度値の変化率を表わす。つまり、微分絶対値ａｂｓは、濃淡画像６において濃度変化が大きい部位ほど大きくなる。
【００３４】
なお、本実施形態の微分フィルタは、３×３フィルタに限定されず、例えば５×５フィルタなどであってもよい。
【００３５】
画像処理部３２１は、各画素の微分絶対値ａｂｓを所定の閾値で２値化して微分２値化画像７を作成する。図２（ｂ）は微分２値化画像７を示している。図２（ｂ）の微分２値化画像７では、上記閾値以上の微分絶対値ａｂｓを有する画素を白色とし、上記閾値未満の微分絶対値ａｂｓを有する画素を黒色として表わしている。微分２値化画像７の白色部分には、各端子Ａ１の輪郭部７１とともに、それぞれが欠陥領域Ｂの候補となる複数の欠陥候補領域７２が存在する。
【００３６】
図１に示す第１の抽出部３２２は、微分２値化画像７において同一の欠陥候補領域７２を構成する画素群をラベリング処理によって複数抽出する。ラベリング処理とは、白色の画素の集合を図形成分として認識させる処理をいう。第１の抽出部３２２は、微分２値化画像７の左上から順に各画素が白色であるか黒色であるかを調べていき、白色の画素のうち、つながった画素に同じラベルを付けていく。第１の抽出部３２２は、微分２値化画像７に存在する複数の欠陥候補領域７２のそれぞれに対して、水平方向（図２（ｂ）の横方向）の射影幅と垂直方向（図２（ｂ）の縦方向）の射影幅とを求める。水平方向の射影幅とは、水平方向に沿った線上に投影されたときの幅をいう。垂直方向の射影幅とは、垂直方向に沿った線上に投影されたときの幅をいう。第１の抽出部３２２は、複数の欠陥候補領域７２１〜７２３の中から水平方向の射影幅が最も大きい欠陥候補領域７２１を最大欠陥候補領域として選択する（図２（ｃ）参照）。本実施形態では、最大欠陥候補領域７２１の長手方向と水平方向との角度のほうが上記長手方向と垂直方向との角度よりも小さいため、水平方向が第１の方向となり、垂直方向が第２の方向となる。
【００３７】
第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに、最大欠陥候補領域７２１の垂直方向の幅を欠陥幅δとして求める（図２（ｄ）参照）。各ラインＬは、微分２値化画像７において第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとに設定されている。各ラインＬの欠陥幅δは、記憶部３３に記憶される。
【００３８】
検出部３２４は、各ラインＬごとに、微分絶対値ａｂｓが閾値以上である画素をエッジ画素として検出する。このとき、検出部３２４は、記憶部３３で記憶されている欠陥幅δの中から最大値を抽出し、最大の欠陥幅δとなるラインＬ１から順に各ラインＬごとにエッジ画素を検出する。さらに、検出部３２４は、各ラインＬごとにエッジ画素を検出する際に、欠陥幅δが狭いほど次のラインＬの閾値が低くなるように次のラインＬの閾値を設定する。つまり、検出部３２４は、欠陥幅δが狭いほど次のラインＬの閾値が低くなるように、各ラインＬごとに閾値を変化させ、微分絶対値ａｂｓが閾値以上である画素をエッジ画素として検出する（図２（ｅ）参照）。
【００３９】
なお、最大の欠陥幅δとなるラインＬが最大欠陥候補領域７２１の端部以外のラインとなる場合、検出部３２４は、最大の欠陥幅δとなるラインＬから一の方向（例えば図２（ｅ）の右方向）に順に各ラインＬごとにエッジ画素を最初に検出する。その後、検出部３２４は、最大の欠陥幅δとなるラインＬから他の方向（例えば図２（ｅ）の左方向）に順に各ラインＬごとにエッジ画素を検出する。検出部３２４は、一の方向においてエッジ画素を検出する場合も、他の方向においてエッジ画素を検出する場合も、各ラインＬの閾値を設定する手法として、上述した手法をそれぞれ用いればよい。
【００４０】
欠陥幅δと閾値との関係は、図４に示すように、欠陥幅δが大きいほど閾値も大きいという関係である。例えば図２（ｅ）において、検出部３２４は、ラインＬ１のエッジ画素を検出する際に、ラインＬ１における欠陥幅δ１を用いて、ラインＬ２における閾値を設定する。なお、ラインＬ１は最初のラインであるため、ラインＬ１における閾値は、ラインＬ１における欠陥幅δ１を用いて設定される。
【００４１】
続いて、検出部３２４は、ラインＬ２のエッジ画素を検出するときに、ラインＬ２における欠陥幅δ２を用いて、ラインＬ３における閾値を設定する。さらに、ラインＬ３のエッジ画素を検出するときに、検出部３２４は、ラインＬ３における欠陥幅δ３を用いて、ラインＬ４における閾値を設定する。なお、ラインＬ４〜Ｌ１１では、欠陥幅δが求められていないため、検出部３２４は、欠陥幅δが求められているラインＬ１〜Ｌ３のうち直前のラインＬ３における欠陥幅δ３を用いて、各ラインＬ４〜Ｌ１１の閾値を設定する。
【００４２】
上記のようにして、検出部３２４は、各ラインＬ１〜Ｌ１１ごとに、閾値を設定してエッジ画素を検出することができる。
【００４３】
第２の抽出部３２５は、最大欠陥候補領域７２１を含む欠陥領域Ｂを抽出する（図２（ｅ）参照）。具体的には、第２の抽出部３２５は、各ラインＬごとのエッジ画素が輪郭線となる領域を欠陥領域Ｂとして抽出する。
【００４４】
第２の算出部３２６は、欠陥領域Ｂについて水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とを求める（図２（ｆ）参照）。水平方向の射影幅Ｗ１とは、水平方向（図２（ｆ）の横方向）に沿った線上に投影されたときの射影幅をいう。垂直方向の射影幅Ｗ２とは、垂直方向（図２（ｆ）の縦方向）に沿った線上に投影されたときの射影幅をいう。水平方向の射影幅Ｗ１は、本発明の第１の射影幅に相当する。垂直方向の射影幅Ｗ２は、本発明の第２の射影幅に相当する。
【００４５】
判定部３２７は、第２の算出部３２６で求められた水平方向の射影幅Ｗ１と基準値とを比較する。さらに、判定部３２７は、第２の算出部３２６で求められた垂直方向の射影幅Ｗ２と基準値とを比較する。水平方向の射影幅Ｗ１が基準値より大きいという比較結果と垂直方向の射影幅Ｗ２が基準値より大きいという比較結果とのうち少なくとも一方の比較結果を得た場合、判定部３２７は、検査対象Ａが不良であると判定する。基準値は、判定部３２７による判定前に予め記憶部３３に設定された値である。なお、水平方向の射影幅Ｗ１と比較する基準値と、垂直方向の射影幅Ｗ２と比較する基準値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００４６】
記憶部３３は、画像取込部３１で取り込まれた濃淡画像６（図２（ａ）参照）の画像データを記憶したり、画像処理部３２１で生成された微分２値化画像７（図２（ｂ）参照）の画像データを記憶したりする。さらに、記憶部３３は、各ラインＬごとに第１の算出部３２３で求められた欠陥幅δを記憶する。画像出力部３４は、濃淡画像６と微分２値化画像７とを表示装置４に出力する。入力インタフェース３５には、操作入力装置５からユーザの指示が入力される。
【００４７】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いて検査対象Ａの良否を判定する外観検査方法について図５を参照しながら説明する。まず、撮像装置２が検査対象Ａを撮像する（図５のＳ１）。続いて、外観検査装置３の画像処理部３２１が、濃淡画像６（図２（ａ）参照）の各画素の微分絶対値ａｂｓを求め、各画素の微分絶対値ａｂｓを２値化して微分２値化画像７（図２（ｂ）参照）を作成する（Ｓ２）。その後、第１の抽出部３２２が、微分２値化画像７において同一の欠陥候補領域７２を構成する画素群を複数抽出する（Ｓ３）。さらに、第１の抽出部３２２は、各欠陥候補領域７２の射影幅を求め（Ｓ４）、複数の欠陥候補領域７２の中から最大欠陥候補領域７２１を選択する（Ｓ５）。
【００４８】
その後、第１の算出部３２３は、微分２値化画像７において垂直方向に沿って所定間隔ごとにラインＬを設定する。第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに最大欠陥候補領域７２１の垂直方向の幅を欠陥幅δとして求める（Ｓ６）。このとき、第１の算出部３２３は、複数のラインＬから欠陥幅δが最大となるラインＬ１（図２（ｄ）参照）を選択する（Ｓ７）。
【００４９】
その後、検出部３２４は、各ラインＬごとにエッジ画素を検出する（Ｓ８）。このとき、検出部３２４は、欠陥幅δが最大となるラインＬ１から順に各ラインＬごとにエッジ画素を検出し、各ラインＬのエッジ画素を検出する際に、欠陥幅δが狭いほど次のラインＬの閾値が低くなるように次のラインＬの閾値を設定する。
【００５０】
その後、第２の算出部３２６は、各ラインＬのエッジ画素を線化し（Ｓ９）、各ラインＬごとのエッジ画素が輪郭線となる欠陥領域Ｂを抽出する（Ｓ１０）。その後、第２の算出部３２６は、欠陥領域Ｂについて、水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とを求める（Ｓ１１）。その後、判定部３２７は、水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とが基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２との少なくとも一方が基準値より大きい場合、判定部３２７は、検査対象Ａが不良であると判定する（Ｓ１３）。水平方向の射影幅Ｗ１と垂直方向の射影幅Ｗ２とのいずれもが基準値以下である場合、判定部３２７は、検査対象Ａが良品であると判定する（Ｓ１４）。
【００５１】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、欠陥領域Ｂに幅の狭い部分があったとしても、欠陥候補領域７２の各ラインＬごとの欠陥幅δに応じて次のラインＬの閾値を変化させながら微分絶対値ａｂｓが閾値以上である画素をエッジ画素として検出部３２４が検出する。これにより、本実施形態の外観検査システム１では、微分２値化画像７において場所ごとに適切な閾値を設定することができるので、欠陥領域Ｂを途切れた状態で検出することを防止できる。その結果、本実施形態の外観検査システム１では、欠陥領域Ｂの大きさを高精度で求めることができるので、検査対象Ａの良否判定の精度を高めることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、複数の欠陥候補領域７２のうち最大欠陥候補領域７２１のみを対象とすることによって、すべての欠陥候補領域７２を対象とする場合に比べて、外観検査装置３における演算処理の負荷を低減することができる。
【００５３】
なお、本実施形態の変形例として、外観検査システム１は、複数の欠陥候補領域７２のすべてを対象としてもよい。上記変形例によれば、外観検査装置３における演算処理の負荷が増加するものの、欠陥領域Ｂの大きさをさらに高精度で求めることができる。
【００５４】
（実施形態２）
実施形態２に係る外観検査システム１は、微分２値化画像７において各ラインＬごとに両方（上方および下方）から走査して画素値が変化する境界を検出する点で、実施形態１に係る外観検査システム１と相違する。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様である。本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様に、図１に示されている。
【００５５】
本実施形態の外観検査装置３の第１の算出部３２３は、微分２値化画像７において、各ラインＬごとに一方（図２（ｄ）の上方）から走査して画素値が変化する境界（黒色の画素から白色の画素に変化する境界）を第１の画素として検出する。さらに、第１の算出部３２３は、他方（図２（ｄ）の下方）から走査して画素値が変化する境界（黒色の画素から白色の画素に変化する境界）を第２の画素として検出する。上記より、本実施形態の第１の算出部３２３は、常に黒色の画素から白色の画素に変化する境界のみを検出すればよく、白色の画素から黒色の画素に変化する境界を検出する必要はない。その後、第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに、第１の画素と第２の画素との間隔を欠陥幅δとして求める。
【００５６】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図６を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ５までの処理を行う（図６のＳ２１〜Ｓ２５）。
【００５７】
その後、第１の算出部３２３は、各ラインＬごとに、上方から走査して第１の画素を検出するとともに、下方から走査して第２の画素を検出する。その後、第１の算出部３２３は、第１の画素と第２の画素との間隔を欠陥幅δとして求める（Ｓ２６）。
【００５８】
その後、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ７からステップＳ１４までの処理を行う（Ｓ２７〜Ｓ３４）。
【００５９】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、第１の算出部３２３が欠陥候補領域７２の欠陥幅δを求める際に、常に黒色領域から白色領域に変化する境界となる画素をエッジ画素として検出することによって、エッジ画素を検出するための条件を上記のように指定することができる。これにより、本実施形態の外観検査システム１では、欠陥幅δを求める際にノイズなどを誤って検出することを低減でき、欠陥幅δを求める精度を向上させることができる。
【００６０】
（実施形態３）
実施形態３に係る外観検査システム１は、図７に示すようにエッジ画素を検出する際に検出範囲７３を限定する点で、実施形態１に係る外観検査システム１と相違する。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様である。本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１と同様に、図１に示されている。
【００６１】
本実施形態の外観検査装置３の検出部３２４は、図７に示すように、第１の算出部３２３で求められた欠陥幅δが狭いほどエッジ画素を検出するための検出範囲７３が狭くなるように、各ラインＬごとに欠陥幅δに応じて検出範囲７３を設定する。
【００６２】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図８を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ７までの処理を行う（図８のＳ４１〜Ｓ４７）。
【００６３】
その後、検出部３２４は、各ラインＬごとに、第１の算出部３２３で求められた欠陥幅δが狭いほど検出範囲７３が狭くなるように欠陥幅δに応じて検出範囲７３を決定する（Ｓ４８）。検出部３２４は、上記検出範囲７３において、欠陥幅δが狭いほど閾値が低くなるように、各ラインＬごとに欠陥幅δに応じて閾値を変化させて、エッジ画素を検出する（Ｓ４９）。
【００６４】
その後、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ９からステップＳ１４までの処理を行う（Ｓ５０〜Ｓ６５）。
【００６５】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、エッジ画素を検出するための検出範囲７３を検出部３２４が限定することによって、エッジ画素を検出する際にノイズを誤って検出することを低減できる。その結果、本実施形態の外観検査システム１では、検査対象Ａの良否判定の精度をより高めることができる。
【００６６】
なお、本実施形態の変形例として、検出範囲７３を実施形態２の外観検査システム１に適用してもよい。
【００６７】
（実施形態４）
ところで、図１５（ａ）には、金属の異物（例えば金属片など）Ａ２が付着した検査対象Ａの濃淡画像６ａが示され、図１５（ｂ）には、濃淡画像６ａから作成された微分２値化画像７ａが示されている。微分２値化画像７ａには、金属の異物Ａ２に相当する領域７５が存在する。また、図１５（ｃ）には、非金属の異物（例えば成形粉など）Ａ３が付着した検査対象Ａの濃淡画像６ｂが示され、図１５（ｄ）には、濃淡画像６ｂから作成された微分２値化画像７ｂが示されている。微分２値化画像７ｂには、金属の異物Ａ２に相当する領域７６が存在する。図１５（ｂ），（ｄ）に示すように、微分２値化処理のみでは、領域７５が金属の異物Ａ２に相当する領域であることと、領域７６が非金属の異物Ａ３に相当する領域であることとを識別することができない。このため、金属の異物Ａ２の有無のみを検査する場合、非金属の異物Ａ３も検出してしまうため、過検出が発生する。
【００６８】
そこで、実施形態４に係る外観検査システム１は、図９に示すように外観検査装置３が第３の算出部３６１と第２の判定部３６２とを備えることによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるのか非金属の物質であるのかを識別することができる。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１（図１参照）と同様である。
【００６９】
第３の算出部３６１は、判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合に、図１０に示すように、欠陥領域Ｂに外接する矩形領域７４の内部（図１０の斜線部分）に含まれるすべての画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める。矩形領域７４の水平方向の長さは水平方向の射影幅Ｗ１であり、矩形領域７４の垂直方向の長さは垂直方向の射影幅Ｗ２である。
【００７０】
図９に示す第２の判定部３６２は、第３の算出部３６１で求められた平均濃度値と第２の基準値とを比較する。平均濃度値が第２の基準値より大きい場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する。平均濃度値が第２の基準値以下である場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する。第２の基準値は、第２の判定部３６２による判定前に予め記憶部３３に設定された値である。
【００７１】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図１１を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ１４までの処理を行う（図１１のＳ６１〜Ｓ７４）。
【００７２】
判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合、第３の算出部３６１は、矩形領域７４の内部に存在する画素の平均濃度値を求める（Ｓ７５）。その後、第２の判定部３６２は、上記平均濃度値が第２の基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ７６）。平均濃度値が第２の基準値より大きい場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する（Ｓ７７）。平均濃度値が第２の基準値以下である場合、第２の判定部３６２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する（Ｓ７８）。
【００７３】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、矩形領域７４の内部の平均濃度値が第２の基準値より大きい場合に欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると第２の判定部３６２が判定することによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【００７４】
なお、本実施形態の変形例として、第３の算出部３６１と第２の判定部３６２とを実施形態２，３の外観検査システム１に適用してもよい。
【００７５】
（実施形態５）
実施形態５に係る外観検査システム１は、図１２に示すように外観検査装置３が第４の算出部３７１と第３の判定部３７２とを備えることによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるのか非金属の物質であるのかを識別することができる。なお、上記以外の点については、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１の外観検査システム１（図１参照）と同様である。
【００７６】
第４の算出部３７１は、判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合に、図１３に示すように、各ラインＬのエッジ画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める。
【００７７】
図１２に示す第３の判定部３７２は、上記平均濃度値と第３の基準値とを比較する。平均濃度値が第３の基準値より大きい場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する。平均濃度値が第３の基準値以下である場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する。第３の基準値は、第３の判定部３７２による比較および判定前に予め記憶部３３に設定された値である。
【００７８】
次に、本実施形態に係る外観検査システム１を用いた外観検査方法について図１４を参照しながら説明する。まず、本実施形態の外観検査システム１は、実施形態１のステップＳ１からステップＳ１４までの処理を行う（図１４のＳ８１〜Ｓ９４）。
【００７９】
判定部３２７で検査対象Ａが不良であると判定された場合、第４の算出部３７１は、各ラインＬのエッジ画素の平均濃度値を求める（Ｓ９５）。その後、第３の判定部３７２は、上記平均濃度値が第３の基準値より大きいか否かを判定する（Ｓ９６）。平均濃度値が第３の基準値より大きい場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると判定する（Ｓ９７）。平均濃度値が第３の基準値以下である場合、第３の判定部３７２は、欠陥領域Ｂに非金属の異物が存在すると判定する（Ｓ９８）。
【００８０】
以上、本実施形態の外観検査システム１によれば、欠陥領域Ｂのエッジ画素の平均濃度値が第３の基準値より大きい場合に欠陥領域Ｂに金属の異物が存在すると第３の判定部３７２が判定することによって、欠陥領域Ｂの異物が金属であるか他の物質であるかを識別することができる。
【００８１】
なお、本実施形態の変形例として、第４の算出部３７１と第３の判定部３７２とを実施形態２，３の外観検査システム１に適用してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１ 外観検査システム
２ 撮像装置
３ 外観検査装置
３２１ 画像処理部
３２２ 第１の抽出部
３２３ 第１の算出部
３２４ 検出部
３２５ 第２の抽出部
３２６ 第２の算出部
３２７ 判定部
３６１ 第３の算出部
３６２ 第２の判定部
３７１ 第４の算出部
３７２ 第３の判定部
６，６ａ，６ｂ 濃淡画像
７，７ａ，７ｂ 微分２値化画像
７２（７２１，７２２，７２３） 欠陥候補領域
７２１ 最大欠陥候補領域
７３ 検出範囲
７４ 矩形領域
Ａ 検査対象
Ｂ 欠陥領域
ａｂｓ 微分絶対値
Ｌ（Ｌ１〜Ｌ１１） ライン
δ（δ１〜δ３） 欠陥幅
Ｗ１ 水平方向の射影幅
Ｗ２ 垂直方向の射影幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査装置であって、
前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する画像処理部と、
前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第１の抽出部と、
前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインが設定され各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第１の算出部と、
各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する検出部と、
前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第２の抽出部と、
前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影されたときの第２の射影幅を求める第２の算出部と、
前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する判定部とを備え、
前記検出部は、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定する
ことを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記第１の抽出部は、前記微分２値化画像において前記欠陥候補領域を構成する画素群を複数抽出し、複数の前記欠陥候補領域の中から前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの射影幅が最も大きい欠陥候補領域を最大欠陥候補領域として選択し、
前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において各ラインごとに前記最大欠陥候補領域の前記欠陥幅を求める
ことを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において、各ラインごとに一方から走査して画素値が変化する境界を第１の画素として検出するとともに他方から走査して画素値が変化する境界を第２の画素として検出し、前記第１の画素と前記第２の画素との間隔を前記欠陥幅として求めることを特徴とする請求項１または２記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記第１の算出部で求められた前記欠陥幅が狭いほど前記エッジ画素を検出するための検出範囲が狭くなるように、各ラインごとに前記欠陥幅に応じて前記検出範囲を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、前記第１の方向の長さが前記第１の射影幅であり前記第２の方向の長さが前記第２の射影幅であって前記欠陥領域に外接する矩形領域の内部に含まれるすべての画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第３の算出部と、
前記平均濃度値が予め設定された第２の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第２の判定部と
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、各ラインの前記エッジ画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第４の算出部と、
前記平均濃度値が予め設定された第３の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第３の判定部と
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の外観検査装置と、
検査対象を撮像し前記検査対象が撮像された濃淡画像を前記外観検査装置に出力する撮像装置と
を備えることを特徴とする外観検査システム。
【請求項８】
検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査方法であって、
前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する第１のステップと、
前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第２のステップと、
前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインを設定し各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第３のステップと、
各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する第４のステップと、
前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第５のステップと、
前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影したときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影したときの第２の射影幅を求める第６のステップと、
前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する第７のステップとを有し、
前記第４のステップにおいて、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定する
ことを特徴とする外観検査方法。
【請求項１】
検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査装置であって、
前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する画像処理部と、
前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第１の抽出部と、
前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインが設定され各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第１の算出部と、
各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する検出部と、
前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第２の抽出部と、
前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影されたときの第２の射影幅を求める第２の算出部と、
前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する判定部とを備え、
前記検出部は、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定する
ことを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記第１の抽出部は、前記微分２値化画像において前記欠陥候補領域を構成する画素群を複数抽出し、複数の前記欠陥候補領域の中から前記第１の方向に沿った線上に投影されたときの射影幅が最も大きい欠陥候補領域を最大欠陥候補領域として選択し、
前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において各ラインごとに前記最大欠陥候補領域の前記欠陥幅を求める
ことを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記第１の算出部は、前記微分２値化画像において、各ラインごとに一方から走査して画素値が変化する境界を第１の画素として検出するとともに他方から走査して画素値が変化する境界を第２の画素として検出し、前記第１の画素と前記第２の画素との間隔を前記欠陥幅として求めることを特徴とする請求項１または２記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記第１の算出部で求められた前記欠陥幅が狭いほど前記エッジ画素を検出するための検出範囲が狭くなるように、各ラインごとに前記欠陥幅に応じて前記検出範囲を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、前記第１の方向の長さが前記第１の射影幅であり前記第２の方向の長さが前記第２の射影幅であって前記欠陥領域に外接する矩形領域の内部に含まれるすべての画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第３の算出部と、
前記平均濃度値が予め設定された第２の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第２の判定部と
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記判定部で前記検査対象が不良であると判定された場合に、各ラインの前記エッジ画素の濃度値の平均値を平均濃度値として求める第４の算出部と、
前記平均濃度値が予め設定された第３の基準値より大きい場合に前記欠陥領域に金属の異物が存在すると判定する第３の判定部と
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の外観検査装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の外観検査装置と、
検査対象を撮像し前記検査対象が撮像された濃淡画像を前記外観検査装置に出力する撮像装置と
を備えることを特徴とする外観検査システム。
【請求項８】
検査対象が撮像された濃淡画像を用いて前記検査対象の良否を検査する外観検査方法であって、
前記濃淡画像の画素ごとに前記画素と当該画素の周辺の画素との間の濃度変化を表わす微分絶対値を求め各画素の前記微分絶対値を２値化して微分２値化画像を作成する第１のステップと、
前記微分２値化画像において同一の欠陥候補領域を構成する画素群を抽出する第２のステップと、
前記微分２値化画像の水平方向と垂直方向とのうち前記欠陥候補領域の長手方向との角度が小さい方向を第１の方向とし、前記微分２値化画像において前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定間隔ごとにラインを設定し各ラインごとに前記欠陥候補領域の前記第２の方向の幅を欠陥幅として求める第３のステップと、
各ラインごとに前記微分絶対値が閾値以上である画素をエッジ画素として検出する第４のステップと、
前記欠陥候補領域を含み各ラインごとの前記エッジ画素が輪郭線となる欠陥領域を抽出する第５のステップと、
前記欠陥領域について前記第１の方向に沿った線上に投影したときの第１の射影幅および前記第２の方向に沿った線上に投影したときの第２の射影幅を求める第６のステップと、
前記第１の射影幅および前記第２の射影幅の少なくとも一方が予め設定された基準値より大きい場合に前記検査対象が不良であると判定する第７のステップとを有し、
前記第４のステップにおいて、前記欠陥幅が最大となるラインから順に各ラインごとに前記エッジ画素を検出し、各ラインごとに前記エッジ画素を検出する際に、前記欠陥幅が狭いほど次のラインの前記閾値が低くなるように前記次のラインの前記閾値を設定する
ことを特徴とする外観検査方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図２】
【図７】
【図１０】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図２】
【図７】
【図１０】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１５３８７４（Ｐ２０１１−１５３８７４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７５７（Ｐ２０１０−１４７５７）
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２６日（２０１０．１．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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