画像の領域分割による欠陥の検出

【課題】欠陥の検出対象の形状による欠陥の検出処理量の増大を抑制する。
【解決手段】複数の色の領域を有する検査対象物を撮影する。撮影によって得られた検査対象物のカラー画像を、色に応じて領域分割する。この領域分割結果から、特定の領域の形状を表す被検査画像を取得する。そして、被検査画像と比較画像とを対比することにより、特定の領域に関する欠陥を検出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検査対象物の欠陥を画像の領域分割により取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路を構成するためのプリント基板には、層間の導通や部品の挿入のためのスルーホール（穴）が設けられる。このようなスルーホールの位置や形状の異常や、スルーホールの穴詰まりなどの異常は、導通不良や部品挿入の不良の原因となる。そのため、これらのスルーホールに現れる異常（欠陥）を検出するための、種々の画像検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９１１８５号公報
【特許文献２】特許第２５００９６１号公報
【０００４】
しかしながら、スルーホールの欠陥をこれらの画像検査装置により検出する場合、プリント基板に設けられた個々のスルーホールについて、その面積や周囲長などの特徴量をそれぞれ抽出する必要がある。そのため、プリント基板に設けられるスルーホールの数が多くなると、検査にかかる処理量が増大する。このような問題は、画像検査装置によるスルーホールの欠陥検出において顕著であるが、一般に、検査対象物の欠陥検出対象に共通する問題であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、欠陥の検出対象の形状による欠陥の検出処理量の増大を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の方法は、複数の色領域を有する検査対象物を撮影したカラー画像を用いて、前記複数の色領域のうちの特定領域に関する欠陥を検出する方法であって、（ａ）前記カラー画像を色に応じて領域分割する工程と、（ｂ）前記領域分割の結果から、前記特定領域の形状を表す被検査画像を取得する工程と、（ｃ）前記被検査画像と、前記被検査画像の少なくとも一部と対比し得る比較画像と、を対比することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、カラー画像の領域分割により生成された被検査画像と、比較画像とを対比することにより、特定領域に関する欠陥を検出できる。そのため、検査対象物の欠陥検出対象の形状が複雑な場合にも、欠陥の検出処理量が低減できる。
【０００８】
前記工程（ｃ）は、（１）前記特定領域の標準的な形状を表す画像として前記比較画像を取得する工程と、（２）前記被検査画像と前記比較画像とに基づいて、前記特定領域の形状の前記標準的な形状からの差異を表す比較結果画像を取得する工程と、（３）前記比較結果画像を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程と、を含むものとしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、比較画像が特定領域の標準的な形状に基づいて生成できるので、比較画像の生成が容易となる。
【００１０】
前記工程（２）は、前記被検査画像と前記比較画像との論理演算を行うことにより前記比較結果画像を取得する工程を含むものとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、比較結果画像の取得がより容易となる。
【００１２】
前記論理演算は排他的論理和の演算であるものとしてもよい。
【００１３】
この構成によっても、比較結果画像の取得がより容易となる。
【００１４】
前記工程（３）は、前記比較結果画像中の前記被検査画像と前記比較画像とが異なっている欠陥領域の面積を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程を含むものとしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、比較結果画像に基づく欠陥の検出が容易となる。
【００１６】
前記工程（３）は、前記特定領域の形状の大きさが前記標準的な形状の大きさと異なる場合に、前記比較結果画像に現れる線状の領域の幅を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程を含むものとしてもよい。
【００１７】
この構成によれば、特定領域の大きさの異常による欠陥の検出が容易となる。
【００１８】
前記工程（３）は、前記比較結果画像中の前記被検査画像と前記比較画像とが異なっている欠陥領域の数を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程を含むものとしてもよい。
【００１９】
この構成によれば、特定領域の形状の歪みによる欠陥の検出が容易となる。
【００２０】
前記工程（２）は、前記被検査画像と前記比較画像との互いに異なる相対移動量のうち、前記被検査画像と前記比較画像との位置のズレが最小となる最適移動量を取得するとともに、前記最適移動量に応じて前記被検査画像と前記比較画像の相対位置を変更する工程を含むものとしてもよい。
【００２１】
この構成によれば、画像の位置ズレによる誤差を低減できる。
【００２２】
前記工程（ｃ）は、前記領域分割の結果から、前記特定領域とは異なる色領域の形状を表す画像として前記比較画像を取得する工程と、前記比較画像から、前記特定領域が有すべき特定の形状を有する対応領域を抽出する工程と、前記被検査画像内の前記特定領域と、前記比較画像内の前記対応領域と、を対比することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程と、を含むものとしてもよい。
【００２３】
この構成によれば、特定領域と他の領域との位置関係に関する欠陥を容易に検出できる。
【００２４】
前記検査対象物はプリント基板であり、前記特定領域は前記プリント基板に設けられたスルーホールであるものとしてもよい。
【００２５】
この構成によれば、プリント基板のスルーホールの欠陥の検出が容易となる。
【００２６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、物体の表面領域配置の取得方法および装置、その取得結果を用いた画像検査方法および装置、それらの各種の方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例：
【００２８】
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのプリント基板検査装置１００の構成を示す説明図である。このプリント基板検査装置１００は、プリント基板ＰＣＢを照明するための光源２０と、プリント基板ＰＣＢの画像を撮影する撮像部３０と、装置全体の制御を行うコンピュータ４０とを備えている。コンピュータ４０には、各種のデータやコンピュータプログラムを格納する外部記憶装置５０が接続されている。
【００２９】
コンピュータ４０は、画像取得部２１０と、領域分割部２２０と、特定領域抽出部２３０と、比較画像取得部２４０と、比較評価部２５０と、の機能を有している。これら各部の機能は、外部記憶装置５０に格納されたコンピュータプログラムをコンピュータ４０が実行することによって実現される。
【００３０】
図２は、欠陥のないプリント基板ＰＣＢ（「マスター基板」とも呼ぶ）の様子を示す説明図である。プリント基板ＰＣＢの表面は、基板ベース上にレジストが塗布されたベースレジスト領域ＲＢＲと、銅配線のパターン上にレジストが塗布されたパターンレジスト領域ＲＰＲと、基板ベース上に白色の文字がシルク印刷されたシルク印刷領域ＲＳＧと、金メッキが施された金メッキ領域ＲＧＰと、基板ベースが露出している基板ベース領域ＲＳＢと、を含んでいる。また、プリント基板ＰＣＢには、７つのスルーホールＴＨ１〜ＴＨ７が設けられている。
【００３１】
この欠陥のないプリント基板ＰＣＢを撮像部３０（図１）で撮影した画像では、ベースレジスト領域ＲＢＲは、茶色の基板ベースに緑色のレジストが塗布されているので、輝度の低い緑色領域ＧＤとなる。また、パターンレジスト領域ＲＰＲは、レジストの下が銅色の銅配線パターンとなっているので、ベースレジスト領域ＲＢＲよりも輝度の高い緑色領域ＧＢとなる。シルク印刷領域ＲＳＧと、金メッキ領域ＲＧＰと、基板ベース領域ＲＳＢとは、それぞれ表面材質の色である白色領域ＷＨと、金色領域ＧＬと、茶色領域ＢＲとなっている。そして、スルーホールＴＨ１〜ＴＨ７は、基板に穴が開けられているので、黒色領域ＢＫとなる。このマスター基板の画像は、個々の基板の検査に先だって予め取得され、外部記憶装置５０に格納される。
【００３２】
図３は、第１実施例における個々のプリント基板ＰＣＢの検査手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００では、画像取得部２１０（図１）が、プリント基板ＰＣＢのカラー画像を撮像部３０（図１）から取得する。なお、予め取得された画像に関してステップＳ２００以降の処理を実行する場合には、ステップＳ１００において、外部記憶装置５０（図１）から画像データが読み出される。
【００３３】
ステップＳ２００では、領域分割部２２０（図１）が、取得されたカラー画像を色に応じて領域分割する。色に応じたカラー画像の領域分割は、例えば、以下のように行うことができる。まず、画像に現れる複数の領域を指定し、各領域の特徴を表す色を代表色とする。そして、画像の各画素の色と複数の代表色との所定の色空間における距離を表す距離指標値を求める。この距離指標値が最小となる代表色の領域に各画素を分類することにより、カラー画像を色に応じて複数の領域に分割できる。なお、距離指標値としては、例えば、ＲＧＢ色空間を３次元ユークリッド空間とみたときのユークリッド距離や、Ｌ*ａ*ｂ*空間における色差ΔＥを利用することができる。また、ステップＳ２００において行われる領域分割方法は、カラー画像の各画素の色に応じて各画素を複数の領域に分類する領域分割方法であれば良く、例えば、特開２００２−２５９６６７号公報に開示された方法によっても行うことができる。
【００３４】
図４（ａ）は、スルーホールに欠陥があるプリント基板ＰＣＢのカラー画像ＩＭ１を示す説明図である。また、図４（ｂ）は、カラー画像ＩＭ１を領域分割した領域分割結果ＳＲ１を示す説明図である。以下に説明するように、カラー画像ＩＭ１で表されるプリント基板ＰＣＢには、７つのスルーホールＴＨ１〜ＴＨ７のうちの６つのスルーホールＴＨ２〜ＴＨ７に欠陥が存在する。
【００３５】
スルーホールＴＨ２の中心部には、異物（金）が存在する。そのため、スルーホールＴＨ２を表す黒色領域ＢＫの中心部には、金色領域ＧＬが現れている。スルーホールＴＨ３は穴の径が正常な穴の径よりも小さくなっているので、スルーホールＴＨ３表す黒色領域ＢＫは、欠陥のないスルーホールＴＨ１を表す黒色領域ＢＫよりも小さくなっている。スルーホールＴＨ４は、その穴が金によりふさがった状態（「穴づまり」と呼ばれる）となっているため、スルーホールＴＨ４は、周囲の金色領域ＧＬよりもやや輝度が低い金色領域ＧＬａとして表される。スルーホールＴＨ５は、その穴の一部がレジストで覆われた状態（「レジストかぶり」と呼ばれる）となっているため、スルーホールＴＨ５を表す黒色領域ＢＫは、レジストに覆われている部分が欠けた半円形となっている。スルーホールＴＨ６は穴の径が正常な穴の径よりも大きくなっているので、スルーホールＴＨ６を表す黒色領域ＢＫは、スルーホールＴＨ１を表す黒色領域ＢＫよりも大きくなっている。スルーホールＴＨ７は、穴形状が扁平に歪む欠陥を有している。そのため、スルーホールＴＨ７を表す黒色領域ＢＫは、スルーホールＴＨ１を表す黒色領域ＢＫとは異なった形状となっている。
【００３６】
ステップＳ２００（図３）において行われる領域分割により、カラー画像ＩＭ１は、図４（ｂ）の領域分割結果ＳＲ１に示すように６つの領域ＧＤ，ＧＢ，ＷＨ，ＧＬ，ＢＲ，ＢＫに分割される。なお、スルーホールＴＨ４を表すカラー画像ＩＭ１の金色領域ＧＬａの色は、金メッキ領域ＲＧＰを表す金色領域ＧＬの色に近い色である。そのため、領域分割結果ＳＲ１では、スルーホールＴＨ４の部分は、周囲の金メッキ領域ＲＧＰと同一の領域ＧＬに分割されている。
【００３７】
図３のステップＳ３００では、特定領域抽出部２３０（図１）が、領域分割結果から被検査画像を生成する。具体的には、特定領域抽出部２３０が、プリント基板ＰＣＢのスルーホールを表す黒色領域ＢＫを領域分割結果から抽出する。そして、抽出された黒色領域ＢＫの形状を表す画像が、被検査画像となる。
【００３８】
図５（ａ）は、カラー画像ＩＭ１を領域分割した領域分割結果ＳＲ１を示している。なお、図５（ａ）と図４（ｂ）とは同一である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す領域分割結果ＳＲ１から生成された被検査画像ＴＩ１を示している。この被検査画像ＴＩ１は、領域分割結果ＳＲ１の黒色領域ＢＫを黒色とし、黒色領域ＢＫ以外を白色とする２値画像である。
【００３９】
図３のステップＳ４００では、比較画像取得部２４０（図１）が、被検査画像と対比するための比較画像を取得する。具体的には、比較画像取得部２４０が、予め生成され外部記憶装置５０（図１）に格納された比較画像を、外部記憶装置５０から読み出すことにより取得する。
【００４０】
比較画像は、上述のステップＳ１００〜Ｓ３００と同様の手順により生成することができる。具体的には、欠陥のないプリント基板ＰＣＢ（図２）のカラー画像を取得し、そのカラー画像の領域分割を行うことにより、領域分割結果が取得される。図５（ｃ）は、このように取得された領域分割結果ＳＲＭを示している。図５（ｃ）に示すように、領域分割結果ＳＲＭも６つの領域ＧＤ，ＧＢ，ＷＨ，ＧＬ，ＢＲ，ＢＫに分割されている。
【００４１】
比較画像は、この領域分割結果ＳＲからプリント基板ＰＣＢのスルーホールを表す黒色領域ＢＫを抽出することにより生成される。図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示す領域分割結果ＳＲＭから生成された比較画像ＭＩ１を示している。この比較画像ＭＩ１は、領域分割結果ＳＲＭの黒色領域ＢＫを黒色とし、黒色領域ＢＫ以外を白色とする２値画像である。
【００４２】
なお、第１実施例では、比較画像を欠陥のないプリント基板の画像から生成しているが、他の方法によっても比較画像を生成することができる。例えば、複数のプリント基板を撮影し、スルーホールであることを表す黒色の出現頻度の積算値に基づいて比較画像を生成することも可能である。また、スルーホールを形成するために用いられる設計データ（ＣＡＤデータ）に含まれるスルーホールの位置と大きさとから比較画像を生成することも可能である。
【００４３】
図３のステップＳ５００では、比較評価部２５０（図１）が、被検査画像と比較画像とから比較結果画像を生成する。具体的には、被検査画像と比較画像との排他的論理和（ＥｘｃｌｕｓｉｖｅＯＲ）をとることにより、これら２つの画像の差異を表す比較結果画像を生成する。図５（ｂ）に示す被検査画像ＴＩ１と、図５（ｄ）に示す比較画像ＭＩ１と、の排他的論理和をとった比較結果画像は、図５（ｅ）に示す画像ＲＩ１となる。このように、比較結果画像ＲＩ１は、スルーホールの欠陥ＤＴ２〜ＤＴ７が黒で表される２値画像となる。
【００４４】
なお、被検査画像ＴＩ１と比較画像ＭＩ１との排他的論理和をとる際に、これらの２つの画像ＴＩ１，ＭＩ１の位置のズレを補正する処理を行うものとしてもよい。このような補正は、２つの画像ＴＩ１，ＭＩ１の少なくとも一方を移動させることにより２つの画像ＴＩ１，ＭＩ１の位置ズレが最小となるような相対移動量を取得し（「ゆすらせ処理」とも呼ぶ）、取得された移動量に応じて位置ズレを補正することにより行うことができる。この場合、２つの画像ＴＩ１，ＭＩ１の位置ズレを最小にする相対移動量は、例えば、比較結果画像ＲＩ１の黒色の画素数が最小となる相対移動量とすることができる。
【００４５】
図３のステップＳ６００では、比較評価部２５０が、比較結果画像ＲＩ１を解析することにより、スルーホールごとに欠陥の有無を判断する。具体的には、各スルーホールに検査領域を設定し、検査領域に現れる欠陥の面積を評価し欠陥の有無を判断する。
【００４６】
図５（ｆ）は、スルーホールＴＨ１〜ＴＨ７のそれぞれに対応する検査領域ＩＲ１〜ＩＲ７が設定されている様子を示している。これらの検査領域ＩＲ１〜ＩＲ７は、例えば、比較画像ＭＩ１中のスルーホールＴＨ１〜ＴＨ７を表す黒い領域を太らせ処理（膨張処理）することにより得られる領域とすることができる。また、ＣＡＤデータに含まれる各スルーホールの位置と大きさとを用いて、検査領域を設定することも可能である。
【００４７】
スルーホールの欠陥の有無の判断基準としては、以下のものを採用することができる。
（１）個々の検査領域中の欠陥の面積が欠陥基準面積を超える場合には、対応するスルーホールが欠陥を有すると判断する。
（２）上記基準（１）の欠陥の面積として、検査領域の位置に応じた重みを付けた面積を用いる。この際、欠陥の影響が大きき検査領域の中心部の重みは、検査領域の外周部の重みより大きくするのが好ましい。
（３）欠陥がスルーホールＴＨ３，ＴＨ６（図４）のような穴径異常の場合には、比較結果画像ＲＩ１（図５）に現れる円環ＤＴ３，ＤＴ６の幅に基づいて欠陥の有無を判断する。
（４）欠陥がスルーホールＴＨ７（図４）のような歪みの場合には、比較結果画像ＲＩ１に現れる欠陥の個数や欠陥の総面積に基づいて欠陥の有無を判断する。
【００４８】
本実施例では、上記基準（１）を使用しているが、基準（１）〜（４）のうちの任意の１つ以上の基準を用いて判断しても良い。また、これら以外の判断基準を用いることも可能である。
【００４９】
図５（ｆ）に示すように、検査領域ＩＲ２〜ＩＲ７には、欠陥があることを示す黒い領域ＤＴ２〜ＤＴ７（図５（ｅ））が含まれている。そのため、比較評価部２５０は、これらの検査領域ＩＲ２〜ＩＲ７に対応するスルーホールＴＨ２〜ＴＨ７には欠陥があると判断する。一方、検査領域ＩＲ１には、欠陥があることを示す黒い領域が含まれていない。そのため、比較評価部２５０は、検査領域ＩＲ１に対応するスルーホールＴＨ１には欠陥が無いと判断する。
【００５０】
このように、第１実施例によれば、カラー画像の領域分割により生成された被検査画像と、比較画像とを対比することにより、スルーホールの欠陥を検出できる。
【００５１】
なお、第１実施例では、個々のスルーホールについて検査領域を設定しているが、複数のスルーホールを含む検査領域を設定しても良い。また、検査領域を設定することなく、比較結果画像ＲＩ１に現れる欠陥の総面積を評価しても良い。しかしながら、個々のスルーホールについて検査領域を設定する方が、スルーホールの欠陥検出の精度を高めることができるので、より好ましい。
【００５２】
Ｂ．第２実施例：
図６は、第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの検査手順を示すフローチャートである。図３に示す第１実施例のフローチャートとは、ステップＳ４００がステップＳ４１０，Ｓ４２０に置き換えられている点と、ステップＳ６００がステップＳ６１０に置き換えられている点と、ステップＳ５００が省略されている点と、で異なっている。他の点は、第１実施例と同じである。
【００５３】
図７（ａ）は、ステップＳ１００で取得された、スルーホールに欠陥のあるプリント基板ＰＣＢのカラー画像ＩＭ２を示している。図７（ｂ）は、ステップＳ２００においてカラー画像ＩＭ２を領域分割した領域分割結果ＳＲ２を示している。図７（ａ）に示すように、カラー画像ＩＭ２で表されるプリント基板ＰＣＢには、７つのスルーホールＴＨ１〜ＴＨ７のうちの４つのスルーホールＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ６，ＴＨ７に欠陥が存在する。
【００５４】
スルーホールＴＨ３，ＴＨ６は、その位置がそれぞれ左にずれている。スルーホールＴＨ３の左端は茶色領域ＢＲ（基板ベース領域ＲＳＢ）に接し、スルーホールＴＨ６の左端は緑色領域ＧＤ（ベースレジスト領域ＲＢＲ）に接する状態（座切れ）となっている。また、スルーホールＴＨ４，ＴＨ７は、その穴が金もしくは銅によってふさがった穴づまり状態となっている。そのためスルーホールＴＨ４は、周囲の金色領域ＧＬよりもやや輝度が低い金色領域ＧＬａとして表され、スルーホールＴＨ７は、周囲の緑色領域ＧＢよりもやや輝度が低い緑色領域ＧＢａとして表されている。
【００５５】
ステップＳ２００（図６）において行われる領域分割により、カラー画像ＩＭ２は、領域分割結果ＳＲ２に示すように６つの領域ＧＤ，ＧＢ，ＷＨ，ＧＬ，ＢＲ，ＢＫに分割される。なお、スルーホールＴＨ４を表す金色領域ＧＬａの色が金メッキ領域ＲＧＰを表す金色領域ＧＬの色と近いので、スルーホールＴＨ４は、その周囲と同一の金色領域ＧＬに分割されている。同様に、スルーホールＴＨ７は、その周囲と同一の緑色領域ＧＢに分割されている。
【００５６】
図６のステップＳ３００では、特定領域抽出部２３０（図１）が、領域分割結果から被検査画像を生成する。具体的には、特定領域抽出部２３０が、プリント基板ＰＣＢのスルーホールを表す黒色領域ＢＫを、領域分割結果から抽出する。そして、抽出された黒色領域ＢＫの形状を表す画像が、被検査画像となる。
【００５７】
図８（ａ）は、カラー画像ＩＭ２を領域領域した領域分割結果ＳＲ２を示している。なお、図８（ａ）と図７（ｂ）とは同一である。図８（ｂ）は、ステップＳ３００（図６）において、図８（ａ）に示す領域分割結果ＳＲ２から生成された被検査画像ＴＩ２を示している。この被検査画像ＴＩ２は、領域分割結果ＳＲ２の黒色領域ＢＫを黒色とし、黒色領域ＢＫ以外を白色とする２値画像である。被検査画像ＴＩ２では、５つのスルーホールＴＨ１〜ＴＨ３，ＴＨ５，ＴＨ６に対応する領域が現れている。
【００５８】
図６のステップＳ４１０では、比較画像取得部２４０が、図８（ａ）に示す領域分割結果ＳＲ２から、黒色領域ＢＫでない色領域ＧＢ，ＧＤ，ＧＬをそれぞれ抽出する。図８（ｃ）は、領域分割結果ＳＲ２から抽出された緑色領域ＧＢの形状を表す第１の比較画像ＭＩ２ａを示している。この比較画像ＭＩ２ａでは、抽出された緑色領域ＧＢがハッチングで表されている。同様に、図８（ｄ）に示す第２の比較画像ＭＩ２ｂと、図８（ｅ）に示す第３の比較画像ＭＩ２ｃとのハッチングした領域は、それぞれ、抽出された緑色領域ＧＤと金色領域ＧＬとを表している。
【００５９】
ステップＳ４２０では、比較画像取得部２４０が、３つの比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃからそれぞれ円形の領域を抽出する。図８（ｃ）では、スルーホールＴＨ５の位置の円形領域が抽出される。同様に、図８（ｄ）に示す第２の比較画像ＭＩ２ｂと、図８（ｅ）に示す第３の比較画像ＭＩ２ｃとからは、それぞれスルーホールＴＨ１とスルーホールＴＨ２との位置の円形領域が抽出される。
【００６０】
なお、「円形の領域」とは、輪郭が丸く閉じており、かつ、真円との差が所定の許容範囲内にある領域を意味する。第２実施例においては、円形領域として、各比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃのハッチングされていない領域の最大径Ｒと周囲長ｌとが所定の関係（例えば、２．８≦ｌ／Ｒ≦３．４）となっている領域を抽出している。但し、他の方法によって円形領域を抽出しても良い。この場合、ハッチングされていない領域の周囲長、重心、半径、縦横比、面積、真円度などに基づいて円形領域を抽出できる。
【００６１】
ステップＳ６１０では、このように３つの比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃから抽出された円形の領域と被検査画像ＴＩ２から抽出されたスルーホールとの対比を行い、欠陥の有無を判断する。具体的には、スルーホールに対応する円形領域が比較画像に存在する場合には、そのスルーホールは欠陥がないと判断され、スルーホールに対応する円形領域が存在しない場合には、そのスルーホールに欠陥があると判断される。図８の例では、被検査画像ＴＩ２から抽出されたスルーホールＴＨ１〜ＴＨ３，ＴＨ５，ＴＨ６のうち、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ５には比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃのいずれかに対応する円形領域が存在する。そのため、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ５には欠陥がないと判断される。一方、スルーホールＴＨ３，ＴＨ６には対応する円形領域が存在しない。そのため、スルーホールＴＨ３，ＴＨ６には欠陥があると判断される。このように、第２実施例では、図８（ｂ）に示す被検査画像ＴＩ２の一部であるスルーホールＴＨ１〜ＴＨ３，ＴＨ５，ＴＨ６のみが比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃと対比される。
【００６２】
なお、被検査画像ＴＩ２から抽出したスルーホールと比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃから抽出した円形領域との対比は、それぞれの位置を比較しその距離が所定の距離基準値（例えば、５画素）以下である場合にスルーホールと円形領域が対応していると判断することができる。但し、他の方法によって対比を行うことも可能である。例えば、比較画像ＭＩ２ａ〜ＭＩ２ｃから抽出した円形領域を表す画像を生成し、その画像と被検査画像との論理演算を行うことによっても、スルーホールと円形領域との対比が可能である。この場合、比較画像ＭＩ２ａの円形内の領域のみを０とする画像と、被検査画像ＴＩ２との論理積をとることにより、被検査画像ＴＩ２のスルーホールＴＨ５を表す領域が白色（０）に置き換えられた画像が得られる。この得られた画像と、比較画像ＭＩ２ｂ，ＭＩ２ｃの円形内の領域のみを０とする画像との論理積を順次とることにより、図８（ｆ）に示すような、欠陥のあるスルーホールＴＨ３，ＴＨ６を表す画像を得ることができる。
【００６３】
このように、第２実施例によっても、カラー画像の領域分割により生成された被検査画像と、比較画像とを対比することにより、スルーホールの欠陥を検出できる。
【００６４】
なお、第２実施例では、比較画像取得部２４０が領域分割結果ＳＲ２から抽出する領域の形状を、正常なスルーホールの形状である円形としているが、領域分割結果から領域を抽出する形状は他の形状としても良い。抽出する領域の形状は、一般には、被検査画像に現れる特定の領域の形状とすることができる。
【００６５】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６６】
Ｃ１．変形例１：
上記第１および第２実施例で説明した２つの欠陥検出手順は、単独で実行するのみでなく、２つの欠陥検出手順のいずれをも行うものとしてもよい。この際、例えば、第１実施例の欠陥検出手順で検出されなかった欠陥を、第２実施例の欠陥検出手順で検出するものとしてもよい。逆に、第２実施例の欠陥検出手順で検出されなかった欠陥を、第１実施例の欠陥検出手順で検出するものとしてもよい。２つの欠陥検出手順を組み合わせることは、欠陥の検出精度をより高めることができるので好ましい。なお、この場合、カラー画像の領域分割は、最初の欠陥検出の際の１回のみ行うものとしてもよい。
【００６７】
Ｃ２．変形例２：
本発明による欠陥の検出は、プリント基板のスルーホールに限らず、欠陥の検出対象となる特定の領域が、画像の特定の色領域によって表されるものであれば、任意の物体の特定領域に関する欠陥を検出することができる。例えば、機械部品などの形状の欠陥や物体に印刷された文字などの欠陥の検出にも適用することができる。
【００６８】
Ｃ３．変形例３：
第１実施例では、図５（ｂ），（ｄ）に示すように、比較画像ＭＩ１は、被検査画像ＴＩ１の全部に対比しうる画像として生成されている。一方、第２実施例では、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、緑色領域ＧＢから抽出される比較画像ＭＩ２ａは、被検査画像ＴＩ２の一部に対比しうる画像として生成されている。これらの実施例から理解できるように、本発明では、比較画像として、被検査画像の少なくとも一部と対比し得る画像を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施例としてのプリント基板検査装置１００の構成を示す説明図。
【図２】欠陥のないプリント基板ＰＣＢの様子を示す説明図。
【図３】第１実施例におけるプリント基板ＰＣＢの検査手順を示すフローチャート。
【図４】プリント基板ＰＣＢのカラー画像ＩＭ１とその領域分割結果ＳＲ１を示す説明図。
【図５】第１実施例におけるプリント基板ＰＣＢの検査の様子を示す説明図。
【図６】第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの検査手順を示すフローチャート。
【図７】プリント基板ＰＣＢのカラー画像ＩＭ２とその領域分割結果ＳＲ２を示す説明図。
【図８】第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの検査の様子を示す説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１００…プリント基板検査装置
２０…光源
３０…撮像部
４０…コンピュータ
５０…外部記憶装置
２１０…画像取得部
２２０…領域分割部
２３０…特定領域抽出部
２４０…比較画像取得部
２５０…比較評価部
ＰＣＢ…プリント基板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色領域を有する検査対象物を撮影したカラー画像を用いて、前記複数の色領域のうちの特定領域に関する欠陥を検出する方法であって、
（ａ）前記カラー画像を色に応じて領域分割する工程と、
（ｂ）前記領域分割の結果から、前記特定領域の形状を表す被検査画像を取得する工程と、
（ｃ）前記被検査画像と、前記被検査画像の少なくとも一部と対比し得る比較画像と、を対比することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程と、
を備える、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記工程（ｃ）は、
（１）前記特定領域の標準的な形状を表す画像として前記比較画像を取得する工程と、
（２）前記被検査画像と前記比較画像とに基づいて、前記特定領域の形状の前記標準的な形状からの差異を表す比較結果画像を取得する工程と、
（３）前記比較結果画像を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程と、
を含む、方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、
前記工程（２）は、前記被検査画像と前記比較画像との論理演算を行うことにより前記比較結果画像を取得する工程を含む、方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、
前記論理演算は排他的論理和の演算である、方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、
前記工程（３）は、前記比較結果画像中の前記被検査画像と前記比較画像とが異なっている欠陥領域の面積を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程を含む、方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の方法であって、
前記工程（３）は、前記特定領域の形状の大きさが前記標準的な形状の大きさと異なる場合に、前記比較結果画像に現れる線状の領域の幅を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程を含む、方法。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか記載の方法であって、
前記工程（３）は、前記比較結果画像中の前記被検査画像と前記比較画像とが異なっている欠陥領域の数を評価することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程を含む、方法。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれか記載の方法であって、
前記工程（２）は、前記被検査画像と前記比較画像との互いに異なる相対移動量のうち前記被検査画像と前記比較画像との位置のズレが最小となる最適移動量を取得するとともに、前記最適移動量に応じて前記被検査画像と前記比較画像の相対位置を変更する工程を含む、方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法であって、
前記工程（ｃ）は、
前記領域分割の結果から、前記特定領域とは異なる色領域の形状を表す画像として前記比較画像を取得する工程と、
前記比較画像から、前記特定領域が有すべき特定の形状を有する対応領域を抽出する工程と、
前記被検査画像内の前記特定領域と、前記比較画像内の前記対応領域と、を対比することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する工程と、
を含む、方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか記載の方法であって、
前記検査対象物はプリント基板であり、前記特定領域は前記プリント基板に設けられたスルーホールである、方法。
【請求項１１】
複数の色領域を有する検査対象物を撮影したカラー画像を用いて、前記複数の色領域のうちの特定領域に関する欠陥を検出する装置であって、
前記カラー画像を色に応じて領域分割する領域分割部と、
前記領域分割の結果から、前記特定領域の形状を表す被検査画像を取得する被検査画像取得部と、
前記被検査画像と、前記被検査画像の少なくとも一部と対比し得る比較画像と、を対比することにより、前記特定領域に関する欠陥を検出する欠陥検出部と、
を備える、装置。

【図１】