画像の領域分割による物体の表面領域配置の取得
【課題】 物体の表面領域の配置を画像の領域分割により取得する。
【解決手段】 互いに異なる複数の照明条件の下で物体を撮影した、複数の画像を取得する。これらの複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、物体の表面領域の配置とは異なる複数の画像領域配置を取得する。そして、複数の画像領域配置に基づいて、物体の表面領域の配置を取得する。
【解決手段】 互いに異なる複数の照明条件の下で物体を撮影した、複数の画像を取得する。これらの複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、物体の表面領域の配置とは異なる複数の画像領域配置を取得する。そして、複数の画像領域配置に基づいて、物体の表面領域の配置を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物体の表面領域の配置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】
プリント基板などの検査装置として、検査対象となる製品の画像から、検査対象となる製品の表面の各領域の配置を、標準的な製品における各領域の配置と比較することにより検査対象製品の欠陥の有無を判定する画像検査装置が用いられる。このような画像検査装置では、物体の表面の各領域がどのように配置されているかを取得するため、物体の画像を複数の領域に分割する領域分割が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５９６６７号公報
【０００４】
しかしながら、物体の表面には、金属と誘電体などのように、表面での反射特性が異なる領域が存在する場合がある。このような物体を撮影した画像を色や濃度などにより領域分割した場合、照明条件を工夫しても、物体の表面の領域の配置を画像の領域分割により取得し得ない場合がある。
【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、物体の表面領域の配置を画像の領域分割により取得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、複数の表面領域を有する物体を撮影した画像から、前記物体上での前記複数の表面領域の配置を取得する方法であって、（ａ）互いに異なる複数の照明条件の下で、前記物体の複数の画像を取得する工程と、（ｂ）前記複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、前記物体上での前記複数の表面領域の配置と異なる複数の画像領域配置を取得する工程と、（ｃ）前記複数の画像領域配置に基づいて、前記複数の表面領域の配置を取得する工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、単一の照明条件下で撮影された画像から取得できない物体の表面領域の配置を取得することができる。
【０００８】
前記工程（ａ）は、第１の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうちの第１の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第１の画像を取得する工程と、前記第１の照明条件とは異なる第２の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうち前記第１の表面領域とは異なる第２の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第２の画像を取得する工程と、を含み、前記第２の表面領域は、前記第１の画像を領域分割した場合、２種以上の画像領域に分割される領域であって、前記工程（ｂ）は、（ｂ１）前記第１の画像の少なくとも一部を領域分割することにより、前記第１の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、（ｂ２）前記第２の画像を領域分割することにより、前記第２の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、を含むものとしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、第１の照明条件下で撮影された画像では２種以上の画像領域に分割される表面領域を、第２の照明条件下で撮影された画像を用いることにより１つの領域として再現することができる。
【００１０】
前記工程（ｂ１）は、前記工程（ｂ２）における前記第２の画像の領域分割により取得された前記第２の表面領域に対応する画像マスクにより前記第１の画像をマスクする工程と、前記第１の画像のうち、前記画像マスクによりマスクされなかった部分を領域分割する工程を含むものとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、マスクされた領域の領域分割を省略できるので、処理時間を短縮することができる。
【００１２】
前記第１の照明条件は斜光照明であり、前記第２の照明条件は落射照明であるものとしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、反射特性の異なる表面領域を含む物体の表面領域の配置を取得することができる。
【００１４】
前記第１の表面領域は金属光沢を有さず、前記第２の表面領域は金属光沢を有する、ものとしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、金属光沢を有しない表面領域と、金属光沢を有する表面領域とのいずれの領域を含む物体の表面領域の配置を取得することができる。
【００１６】
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】
【００１７】
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：
【００１８】
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を照明するための照明部２００と、プリント基板ＰＣＢの画像を撮影する撮像部３００と、装置全体の制御を行うコンピュータ４００とを備えている。コンピュータ４００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５００が接続されている。
【００１９】
コンピュータ４００は、代表色設定部６１０と、画像取得部６２０と、領域分割部６３０と、表面領域配置取得部６４０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５００に格納されたコンピュータプログラムをコンピュータ４００が実行することによって実現される。
【００２０】
照明部２００は、斜光照明用の２つの光源２１０と、落射照明用の光源２２０および半透鏡２２２と、を備えている。ここで「斜光照明」とは、観察物（プリント基板ＰＣＢ）に撮像部３００の方向とは異なる方向から来る光を照射する照明を意味する。また、「落射照明」とは、観察物に撮像部３００の方向から来る光を照射する照明を意味する。なお、落射照明は「同軸落射照明」とも呼ばれる。
【００２１】
図２は、プリント基板ＰＣＢの表面の状態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、基板ベース上に黒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。
【００２２】
図３は、第１実施例におけるプリント基板の表面の領域の配置を取得する手順を示すフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１００では、画像取得部６２０（図１）が、斜光照明によるプリント基板ＰＣＢのカラー画像を取得する。具体的には、画像取得部６２０が、光源２１０（図１）を点灯させ、光源２２０（図１）を消灯させるための指示を、照明部２００（図１）に供給する。光源２１０が点灯され、プリント基板ＰＣＢが斜光照明により照明された状態で、画像取得部６２０は、撮像部３００（図１）からプリント基板ＰＣＢの第１の画像を取得する。
【００２４】
なお、ステップＳ１００では、取得された第１の画像に対して、画像取得部６２０が、必要に応じて平滑化処理（ぼかし処理）を実行する。平滑化処理では、メディアンフィルタや、ガウスフィルタ、移動平均などの種々の平滑化フィルタを用いることができる。この平滑化処理を行うことによって、画像データ内に存在する特異な画素を除去することができるので、ゴミ（雑音成分）の少ない画像データを得ることができる。また、予め取得された第１の画像に関してステップＳ１１０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５００（図１）から画像データが読み出される。
【００２５】
図４は、斜光照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢ（図２）の第１の画像ＩＭ１を示す説明図である。この第１の画像ＩＭ１は、２つの緑色領域Ｇ１，Ｇ２と、２つの黒色領域Ｋ１，Ｋ２と、金色領域ＧＬと、茶色領域ＢＲと、を含んでいる。なお、本実施例では、これらの２つの緑色領域Ｇ１，Ｇ２を併せて「緑色領域ＧＲ」とも呼び、２つの黒色領域Ｋ１，Ｋ２を併せて「黒色領域ＢＫ」とも呼ぶ。
【００２６】
第１の画像ＩＭ１では、プリント基板ＰＣＢのベースレジスト領域ＲＢＲは、第１の緑色領域Ｇ１で表され、パターンレジスト領域ＲＰＲは、第２の緑色領域Ｇ２で表されている。同様に、シルク印刷領域ＲＳＧと基板ベース領域ＲＳＢとは、それぞれ、第１の黒色領域Ｋ１と茶色領域ＢＲとで表されている。一方、プリント基板ＰＣＢの金メッキ領域ＲＧＰは、その表面状態の差異により、第２の黒色領域Ｋ２と金色領域ＧＬとの２つの領域で表される。このように金メッキ領域ＲＧＰが色の異なる２つの領域Ｋ２，ＧＬで表されるのは、撮像部３００（図１）に入射する金属表面からの反射光の光量がその金属表面の状態の影響を受けやすい斜光照明で第１の画像ＩＭ１を取得したためである。
【００２７】
ステップＳ１１０（図３）では、画像取得部６２０が、落射照明によるプリント基板ＰＣＢのカラー画像を取得する。具体的には、画像取得部６２０が、光源２２０を点灯させ、光源２１０を消灯させるための指示を、照明部２００に供給する。光源２２０が点灯されると、光源２２０からの光は半透鏡２２２でプリント基板ＰＣＢの方向に反射され、プリント基板ＰＣＢは撮像部３００の方向から来る光によって照明される。このように、プリント基板ＰＣＢが落射照明により照明された状態で、画像取得部６２０は、撮像部３００からプリント基板ＰＣＢの第２の画像を取得する。
【００２８】
なお、ステップＳ１１０においても、取得された第２の画像に対して、画像取得部６２０が、必要に応じて平滑化処理を実行する。また、予め取得された第２の画像に関してステップＳ１２０以降の処理を実行する場合には、ステップＳ１１０において、外部記憶装置５００（図１）から画像データが読み出される。
【００２９】
図５は、落射照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢ（図２）の第２の画像ＩＭ２を示す説明図である。この第２の画像ＩＭ２は、３つの明領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と、金属光沢領域ＭＴと、暗領域ＤＫと、を含んでいる。なお、本実施例では、これらの３つの明領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を併せて「明領域ＳＨ」とも呼ぶ。
【００３０】
第２の画像ＩＭ２では、プリント基板ＰＣＢの金メッキ領域ＲＧＰは、図４に示す第１の画像ＩＭ１と異なり、１種類の金属光沢領域ＭＴとして表される。また、基板ベース領域ＲＳＢは、第１の画像ＩＭ１と同様に、１種類の暗領域ＤＫとして表される。一方、プリント基板ＰＣＢのベースレジスト領域ＲＢＲと、パターンレジスト領域ＲＰＲと、シルク印刷領域ＲＳＧとは、それぞれ、第１の明領域Ｓ１と、第２の明領域Ｓ２と、第３の明領域Ｓ３とで表される。このように、第１の画像ＩＭ１で異なる色で表されるプリント基板ＰＣＢの３つの領域ＲＢＲ，ＲＰＲ，ＲＳＧが、第２の画像ＩＭ２で明領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３として表されるのは、これらの領域ＲＢＲ，ＲＰＲ，ＲＳＧが滑らかな表面を有するため、光源２２０（図１）が射出する光とほぼ同色の正反射光が撮像部３００（図１）に入射するためである。
【００３１】
図３のステップＳ１２０では、代表色設定部６１０（図１）が、第１の画像の領域分割に用いる代表色を取得する。具体的には、代表色設定部６１０は、第１の画像をコンピュータ４００の表示部に表示する。ユーザは、表示された第１の画像上で、第１の画像および第２の画像から抽出する画像領域（以下、単に「抽出領域」とも呼ぶ）の代表点をマウスなどのポインティングデバイスを用いて指定する。代表色設定部６１０は、代表点位置の第１の画像の色に基づいて、第１の画像の領域分割に用いる代表色を決定する。
【００３２】
図６は、第１の画像ＩＭ１の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図である。ユーザは、４種類の抽出領域ＥＲ，ＥＳ，ＥＧ，ＥＢの呼び名（例えば「レジスト領域」，「シルク領域」等）を画面上のダイアログボックスに入力し、また、各抽出領域の代表色を取得するための代表点（星印で示す）を第１の画像ＩＭ１上で指定する。代表点は、各抽出領域内に少なくとも１つずつ指定される。図６の例では、レジスト領域ＥＲの代表点には、代表点ＰＲ１，ＰＲ２が指定されている。同様に、シルク領域ＥＳの代表点には１つの代表点ＰＳが、金領域ＥＧの代表点には３つの代表点ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３が、ベース領域ＥＢの代表点には１つの代表点ＰＢが、それぞれ指定されている。
【００３３】
同じ抽出領域において複数の代表点が指定されたときには、代表色設定部６１０が、複数の代表点のうちから色が安定している代表点を選択する。具体的には、代表色設定部６１０が、複数の代表点間の輝度差の最大値を算出する。この輝度差の最大値が予め定められた閾値以下の場合には、代表点の色が安定しているものと判断され、複数の代表点のすべてが選択される。一方、輝度差の最大値が予め定められた閾値より大きい場合には、代表点の色は安定していないものと判断される。代表点の色が安定していない場合には、輝度値が低い代表点が除外され、残りの代表点が選択される。抽出領域の代表色には、このように選択された代表点の平均的な色が設定される。なお、同じ抽出領域において１つの代表点が指定されたときには、その代表点の色が代表色に設定される。図６の例では、シルク領域ＥＳの代表色は代表点ＰＳの色Ｋ１に、ベース領域ＥＢの代表色は代表点ＰＢの色ＢＲに、それぞれ設定される。
【００３４】
図６の例では、複数の代表点が指定されている抽出領域は、レジスト領域ＥＲと、金領域ＥＧとなっている。レジスト領域ＥＲの代表点ＰＲ１，ＰＲ２の色は輝度差が小さいため、レジスト領域ＥＲの代表色は、代表点ＰＲ１の色Ｇ１と代表点ＰＲ２の色Ｇ２との平均的な色に設定される。一方、金領域ＥＧの代表点ＰＧ１の色ＧＬと代表点ＰＧ２の色ＧＬとの輝度差は小さいが、これらの代表点ＰＧ１，ＰＧ２の色ＧＬと代表点ＰＧ３の色Ｋ２との輝度差は大きくなっている。そのため、代表色設定部６１０は、輝度の小さい代表点ＰＧ３を除外し、残りの代表点ＰＧ１，ＰＧ２の色の平均的な色ＧＬを金領域ＥＧの代表色に設定する。
【００３５】
第１実施例では、代表点の輝度値に基づいて代表色の設定に用いる代表点を選択しているが、一般には、領域分割に適した代表色が設定できるように代表点が設定できればよい。例えば、ある抽出領域のために設定された代表点の色と他の抽出領域の代表色との色の差を表す指標値（以下、「距離指標値」とも呼ぶ）が、予め定められた値以下である場合に、その代表点の色を除外するものとしてもよい。また、同じ抽出領域のために指定された複数の代表点間の距離指標値が予め定められた値よりも大きい場合に、ユーザに選択する代表点を指定させるものとしてもよい。なお、この距離指標値には、例えば、ＲＧＢ色空間を３次元ユークリッド空間として見たときの２つの色を表す点の距離や、Ｌ*ａ*ｂ*表色系における色差ΔＥを用いることができる。
【００３６】
ステップＳ１３０（図３）では、代表色設定部６１０（図１）が、第２の画像ＩＭ２の領域分割に用いる代表色を取得するとともに、表面領域配置の取得に使用する抽出領域を選択する。具体的には、ステップＳ１２０でユーザにより指定された複数の代表点位置における第２の画像ＩＭ２の色に基づいて、第２の画像ＩＭ２の領域分割に用いる代表色を決定する。単一の抽出領域において複数の代表点が指定されたときには、代表色設定部６１０が、複数の代表点の平均的な色をその抽出領域の代表色に設定する。一方、単一の抽出領域において１つの代表点が指定されたときには、その抽出領域の代表色は１つの代表点の色に設定される。
【００３７】
図７は、第２の画像の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図である。代表色を取得するための代表点としては、図６に示す代表点と同一の点が用いられている。ユーザは、第２の画像ＩＭ２から選択する領域を画面上のダイアログボックスを用いて指定する。図７の例では、表面領域配置の取得に使用する領域は金領域ＥＧに設定される。図７の例では、金領域ＥＧの代表色は代表点ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３の平均的な色ＭＴに設定される。非金領域ＥＸであるレジスト領域ＥＲの代表色は、代表点ＰＲ１の色Ｓ１と代表点ＰＲ２の色Ｓ２との平均的な色に設定される。同様に、非金領域ＥＸであるシルク領域ＥＳとベース領域ＥＢの代表色とは、代表点ＰＳの色Ｓ３と代表点ＰＢの色ＤＫとにそれぞれ設定される。
【００３８】
なお、第１実施例では、ユーザが、第２の画像ＩＭ２から選択する領域を指定しているが、第２の画像ＩＭ２を解析することにより、代表点の色が安定している領域を選択するものとしてもよい。この場合、４つの領域ＥＧ，ＥＲ，ＥＳ，ＥＢのうち代表点の色が安定している領域は、金領域ＥＧとシルク領域ＥＳとベース領域ＥＢとであるので、これらの領域ＥＧ，ＥＳ，ＥＢとが選択される。
【００３９】
ステップＳ１４０（図３）では、領域分割部６３０（図１）が、ステップＳ１３０において設定された代表色に基づいて第２の画像ＩＭ２を領域分割する。そして、領域分割によって生成された各領域のうち、ステップＳ１３０において選択された領域を抽出する。
【００４０】
なお、ステップＳ１４０において行われる領域分割は、例えば、第２の画像ＩＭ２の各画素の色と複数の代表色との距離指標値を求め、距離指標値が最小の代表色に各画素を分類することにより行うことができる。また、ステップＳ１５０において行われる領域分割も同様に行うことができる。なお、ステップＳ１４０，Ｓ１５０において行われる領域分割方法は、予め定められた代表色に各画素を分類する領域分割方法であれば良く、例えば、上述した特許文献１に開示された方法によって行うことができる。
【００４１】
図８は、ステップＳ１４０，Ｓ１５０における領域分割の結果を示す説明図である。図８（ａ）の第２の画像ＩＭ２の領域分割結果ＳＲ２に示されるように、表面領域配置の取得のために選択された抽出領域は金領域ＥＧであるので、第２の画像ＩＭ２を領域分割した金領域ＥＧと非金領域ＥＸとのうち金領域ＥＧが抽出されている。また、図８（ｂ）の第１の画像ＩＭ１の領域分割結果ＳＲ１に示されるように、第１の画像ＩＭ１は、レジスト領域ＥＲと、シルク領域ＥＳと、金領域ＥＧと、ベース領域ＥＢとに分割されている。図８（ｂ）に示す領域分割結果ＳＲ１では、本来金領域ＥＧである黒色領域Ｋ２（図４）は、黒色領域Ｋ１と同一のシルク領域ＥＳに分類されている。
【００４２】
ステップＳ１６０（図３）では、表面領域配置取得部６４０（図１）が、第１の画像の領域分割結果と第２の画像の領域分割結果とを統合する。具体的には、表面領域配置取得部６４０が、第１の画像の領域分割結果に第２の画像の領域分割結果を重畳することにより、２つの領域分割結果を統合する。この２つの画像の統合結果である表面領域の配置は、第１の画像の領域分割結果に、第２の画像の領域分割結果で抽出された抽出領域ＥＧを上書きしたものとなる。
【００４３】
図９は、２つの領域分割結果ＳＲ１，ＳＲ２の統合結果ＳＲＸを示す説明図である。図９に示すように、領域分割結果ＳＲ１においてシルク領域ＥＳに分類されていた本来金領域ＥＧである領域が、領域分割結果ＳＲ１に領域分割結果ＳＲ２を重畳することにより、金領域ＥＧに変更される。そのため、プリント基板ＰＣＢ（図２）のベースレジスト領域ＲＢＲと、パターンレジスト領域ＲＰＲとは、ともにレジスト領域ＥＲとして統合結果ＳＲＸから抽出される。同様に、シルク印刷領域ＲＳＧはシルク領域ＥＳとして、金メッキ領域ＲＧＰは金領域ＥＧとして、また、基板ベース領域ＲＳＢはベース領域ＥＢとして、それぞれ統合結果ＳＲＸから抽出される。
【００４４】
このように、第１実施例では、斜光照明と落射照明との２つの照明条件で撮影したプリント基板の２つの画像をそれぞれ領域分割し、その分割結果を統合することにより抽出された画像領域の配置から、プリント基板の各領域の配置を取得することができる。
【００４５】
なお、本実施例では、単一の抽出領域に複数の代表点が設定された場合には、各代表点の色の平均的な色をその抽出領域の代表色としているが、個々の代表点のそれぞれの色を代表色としても良い。
【００４６】
Ｂ．第２実施例：
図１０は、第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの表面領域の配置を取得する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Ｓ１４０の後にステップＳ１４２が付加されている点と、ステップＳ１５０，Ｓ１６０がそれぞれステップＳ１５２，Ｓ１６２に置き換えられている点で異なっており、他の点は第１実施例と同じである。
【００４７】
ステップＳ１４２では、領域分割部６３０（図１）が、ステップＳ１４０において生成された第２の画像の領域分割結果を用いて第１の画像をマスクする。そして、ステップＳ１５２において、第１の画像のうちマスクされていない部分が、領域分割部６３０により領域分割される。
【００４８】
図１１（ａ）は、第２の画像ＩＭ２の領域分割結果ＳＲ２を示す説明図である。図１１（ａ）の領域分割結果ＳＲ２と、第１実施例の領域分割結果ＳＲ２（図８）は同一である。図１１（ｂ）は、領域分割結果ＳＲ２を用いてマスクされた第１の画像ＩＭ１ａを示す説明図である。図１１（ｂ）の例では、第１の画像ＩＭ１（図４）のうち、領域分割結果ＳＲ２の金領域ＥＧに対応する部分ＭＫがマスクされている。そのため、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａは、第１の画像ＩＭ１中の黒色領域Ｋ２と金色領域ＧＬのいずれもがマスク領域ＭＫに変更された画像となっている。
【００４９】
図１２（ａ）は、ステップＳ１５２の処理による、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａの領域分割結果ＳＲ１ａを示す説明図である。画像ＩＭ１ａの領域分割は、マスク領域ＭＫ以外の部分についてのみ行われる。そのため、領域分割結果ＳＲ１ａは、マスクされない金領域ＥＧとシルク領域ＥＳとして分割された金メッキ領域がマスク領域ＭＫとなっている点で第１の画像ＩＭ１の領域分割結果ＳＲ１（図８）と異なっている。他の点は、第１の画像ＩＭ１の領域分割結果ＳＲ１と同じである。
【００５０】
ステップＳ１６２では、表面領域配置取得部６４０が、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａの領域分割結果ＳＲ１ａのマスク領域ＭＫを金領域ＥＧに変更する。このようにマスク領域ＭＫが金領域ＥＧに変更されることにより、図１２（ｂ）に示すように、表面領域の配置ＳＲＸが取得される。この表面領域配置ＳＲＸと、第１実施例で取得した表面領域配置ＳＲＸ（図９）とは同一である。
【００５１】
このように、第２実施例によっても、第１実施例と同様に、斜光照明と落射照明との２つの照明条件で撮影したプリント基板の２つの画像から、プリント基板の各領域の配置を取得することができる。
【００５２】
第２実施例は、第１の画像ＩＭ１をマスクする面積が大きい場合、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａの領域分割に必要な計算時間を短縮できる点で、第１実施例よりも好ましい。
【００５３】
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。
【００５４】
Ｃ１．変形例１：
上記各実施例では、斜光照明と落射照明とでそれぞれ撮影された２つの画像を用いて表面領域の配置を取得しているが、一般には、互いに異なる照明条件下で取得された２以上の任意の数の画像を用いることができる。この場合、各画像から取得された抽出領域に対して適宜論理演算を施すことにより、表面領域の配置を取得することができる。また、互いに異なる照明条件としては、斜光照明と落射照明との組み合わせの以外の種々の組み合わせが利用可能である。例えば、照射方向や、偏光状態や、光源の波長が異なる照明を任意に組み合わせた複数の照明条件を利用することもできる。
【００５５】
Ｃ２．変形例２：
上記各実施例では、物体を撮影した画像としてカラー画像を使用しているが、表面領域の取得にはモノクロ画像や特定の色成分からなる画像を使用することもできる。表面領域の取得に用いる画像には、一般に、適当な距離指標値を設定することにより、画像を複数の領域に分割可能な画像であれば使用することができる。表面領域の取得に用いる画像としては、例えば、２成分以上のカラー画像である第１の画像と、モノクロ画像である第２の画像とを使用することができる。
【００５６】
Ｃ３．変形例３：
本発明による物体上の表面領域の取得は、プリント基板に限らず、照明条件によって撮影された画像の領域分割結果が異なる複数の表面領域を有する任意の物体に対して適用できる。例えば、パターンの形成された半導体ウェハや、複雑な形状を有する機械部品などの物体の表面領域の取得にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【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】プリント基板ＰＣＢの表面の状態を示す説明図。
【図３】第１実施例におけるプリント基板ＰＣＢの表面領域の配置を取得する手順を示すフローチャート。
【図４】斜光照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢの第１の画像ＩＭ１を示す説明図。
【図５】落射照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢの第２の画像ＩＭ２を示す説明図。
【図６】第１の画像ＩＭ１の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図。
【図７】第２の画像ＩＭ２の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図。
【図８】第１の画像ＩＭ１と第２の画像ＩＭ２の領域分割の結果を示す説明図。
【図９】２つの領域分割結果ＳＲ１，ＳＲ２の統合結果ＳＲＸを示す説明図。
【図１０】第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの表面領域の配置を取得する手順を示すフローチャート。
【図１１】第１の画像ＩＭ１を第２の画像領域分割結果ＳＲ２によりマスクする様子を示す説明図。
【図１２】マスクされた第１の画像の領域分割結果ＳＲ１ａから表面領域配置ＳＲＸａを取得する様子を示す説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１００…プリント基板検査装置
２００…照明部
２１０…光源
２２０…光源
２２２…半透鏡
３００…撮像部
４００…コンピュータ
５００…外部記憶装置
６１０…代表色設定部
６２０…画像取得部
６３０…領域分割部
６４０…表面領域配置取得部
ＰＣＢ…プリント基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物体の表面領域の配置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】
プリント基板などの検査装置として、検査対象となる製品の画像から、検査対象となる製品の表面の各領域の配置を、標準的な製品における各領域の配置と比較することにより検査対象製品の欠陥の有無を判定する画像検査装置が用いられる。このような画像検査装置では、物体の表面の各領域がどのように配置されているかを取得するため、物体の画像を複数の領域に分割する領域分割が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５９６６７号公報
【０００４】
しかしながら、物体の表面には、金属と誘電体などのように、表面での反射特性が異なる領域が存在する場合がある。このような物体を撮影した画像を色や濃度などにより領域分割した場合、照明条件を工夫しても、物体の表面の領域の配置を画像の領域分割により取得し得ない場合がある。
【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、物体の表面領域の配置を画像の領域分割により取得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、複数の表面領域を有する物体を撮影した画像から、前記物体上での前記複数の表面領域の配置を取得する方法であって、（ａ）互いに異なる複数の照明条件の下で、前記物体の複数の画像を取得する工程と、（ｂ）前記複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、前記物体上での前記複数の表面領域の配置と異なる複数の画像領域配置を取得する工程と、（ｃ）前記複数の画像領域配置に基づいて、前記複数の表面領域の配置を取得する工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、単一の照明条件下で撮影された画像から取得できない物体の表面領域の配置を取得することができる。
【０００８】
前記工程（ａ）は、第１の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうちの第１の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第１の画像を取得する工程と、前記第１の照明条件とは異なる第２の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうち前記第１の表面領域とは異なる第２の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第２の画像を取得する工程と、を含み、前記第２の表面領域は、前記第１の画像を領域分割した場合、２種以上の画像領域に分割される領域であって、前記工程（ｂ）は、（ｂ１）前記第１の画像の少なくとも一部を領域分割することにより、前記第１の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、（ｂ２）前記第２の画像を領域分割することにより、前記第２の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、を含むものとしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、第１の照明条件下で撮影された画像では２種以上の画像領域に分割される表面領域を、第２の照明条件下で撮影された画像を用いることにより１つの領域として再現することができる。
【００１０】
前記工程（ｂ１）は、前記工程（ｂ２）における前記第２の画像の領域分割により取得された前記第２の表面領域に対応する画像マスクにより前記第１の画像をマスクする工程と、前記第１の画像のうち、前記画像マスクによりマスクされなかった部分を領域分割する工程を含むものとしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、マスクされた領域の領域分割を省略できるので、処理時間を短縮することができる。
【００１２】
前記第１の照明条件は斜光照明であり、前記第２の照明条件は落射照明であるものとしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、反射特性の異なる表面領域を含む物体の表面領域の配置を取得することができる。
【００１４】
前記第１の表面領域は金属光沢を有さず、前記第２の表面領域は金属光沢を有する、ものとしてもよい。
【００１５】
この構成によれば、金属光沢を有しない表面領域と、金属光沢を有する表面領域とのいずれの領域を含む物体の表面領域の配置を取得することができる。
【００１６】
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】
【００１７】
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：
【００１８】
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を照明するための照明部２００と、プリント基板ＰＣＢの画像を撮影する撮像部３００と、装置全体の制御を行うコンピュータ４００とを備えている。コンピュータ４００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５００が接続されている。
【００１９】
コンピュータ４００は、代表色設定部６１０と、画像取得部６２０と、領域分割部６３０と、表面領域配置取得部６４０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５００に格納されたコンピュータプログラムをコンピュータ４００が実行することによって実現される。
【００２０】
照明部２００は、斜光照明用の２つの光源２１０と、落射照明用の光源２２０および半透鏡２２２と、を備えている。ここで「斜光照明」とは、観察物（プリント基板ＰＣＢ）に撮像部３００の方向とは異なる方向から来る光を照射する照明を意味する。また、「落射照明」とは、観察物に撮像部３００の方向から来る光を照射する照明を意味する。なお、落射照明は「同軸落射照明」とも呼ばれる。
【００２１】
図２は、プリント基板ＰＣＢの表面の状態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、基板ベース上に黒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。
【００２２】
図３は、第１実施例におけるプリント基板の表面の領域の配置を取得する手順を示すフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１００では、画像取得部６２０（図１）が、斜光照明によるプリント基板ＰＣＢのカラー画像を取得する。具体的には、画像取得部６２０が、光源２１０（図１）を点灯させ、光源２２０（図１）を消灯させるための指示を、照明部２００（図１）に供給する。光源２１０が点灯され、プリント基板ＰＣＢが斜光照明により照明された状態で、画像取得部６２０は、撮像部３００（図１）からプリント基板ＰＣＢの第１の画像を取得する。
【００２４】
なお、ステップＳ１００では、取得された第１の画像に対して、画像取得部６２０が、必要に応じて平滑化処理（ぼかし処理）を実行する。平滑化処理では、メディアンフィルタや、ガウスフィルタ、移動平均などの種々の平滑化フィルタを用いることができる。この平滑化処理を行うことによって、画像データ内に存在する特異な画素を除去することができるので、ゴミ（雑音成分）の少ない画像データを得ることができる。また、予め取得された第１の画像に関してステップＳ１１０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５００（図１）から画像データが読み出される。
【００２５】
図４は、斜光照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢ（図２）の第１の画像ＩＭ１を示す説明図である。この第１の画像ＩＭ１は、２つの緑色領域Ｇ１，Ｇ２と、２つの黒色領域Ｋ１，Ｋ２と、金色領域ＧＬと、茶色領域ＢＲと、を含んでいる。なお、本実施例では、これらの２つの緑色領域Ｇ１，Ｇ２を併せて「緑色領域ＧＲ」とも呼び、２つの黒色領域Ｋ１，Ｋ２を併せて「黒色領域ＢＫ」とも呼ぶ。
【００２６】
第１の画像ＩＭ１では、プリント基板ＰＣＢのベースレジスト領域ＲＢＲは、第１の緑色領域Ｇ１で表され、パターンレジスト領域ＲＰＲは、第２の緑色領域Ｇ２で表されている。同様に、シルク印刷領域ＲＳＧと基板ベース領域ＲＳＢとは、それぞれ、第１の黒色領域Ｋ１と茶色領域ＢＲとで表されている。一方、プリント基板ＰＣＢの金メッキ領域ＲＧＰは、その表面状態の差異により、第２の黒色領域Ｋ２と金色領域ＧＬとの２つの領域で表される。このように金メッキ領域ＲＧＰが色の異なる２つの領域Ｋ２，ＧＬで表されるのは、撮像部３００（図１）に入射する金属表面からの反射光の光量がその金属表面の状態の影響を受けやすい斜光照明で第１の画像ＩＭ１を取得したためである。
【００２７】
ステップＳ１１０（図３）では、画像取得部６２０が、落射照明によるプリント基板ＰＣＢのカラー画像を取得する。具体的には、画像取得部６２０が、光源２２０を点灯させ、光源２１０を消灯させるための指示を、照明部２００に供給する。光源２２０が点灯されると、光源２２０からの光は半透鏡２２２でプリント基板ＰＣＢの方向に反射され、プリント基板ＰＣＢは撮像部３００の方向から来る光によって照明される。このように、プリント基板ＰＣＢが落射照明により照明された状態で、画像取得部６２０は、撮像部３００からプリント基板ＰＣＢの第２の画像を取得する。
【００２８】
なお、ステップＳ１１０においても、取得された第２の画像に対して、画像取得部６２０が、必要に応じて平滑化処理を実行する。また、予め取得された第２の画像に関してステップＳ１２０以降の処理を実行する場合には、ステップＳ１１０において、外部記憶装置５００（図１）から画像データが読み出される。
【００２９】
図５は、落射照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢ（図２）の第２の画像ＩＭ２を示す説明図である。この第２の画像ＩＭ２は、３つの明領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と、金属光沢領域ＭＴと、暗領域ＤＫと、を含んでいる。なお、本実施例では、これらの３つの明領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を併せて「明領域ＳＨ」とも呼ぶ。
【００３０】
第２の画像ＩＭ２では、プリント基板ＰＣＢの金メッキ領域ＲＧＰは、図４に示す第１の画像ＩＭ１と異なり、１種類の金属光沢領域ＭＴとして表される。また、基板ベース領域ＲＳＢは、第１の画像ＩＭ１と同様に、１種類の暗領域ＤＫとして表される。一方、プリント基板ＰＣＢのベースレジスト領域ＲＢＲと、パターンレジスト領域ＲＰＲと、シルク印刷領域ＲＳＧとは、それぞれ、第１の明領域Ｓ１と、第２の明領域Ｓ２と、第３の明領域Ｓ３とで表される。このように、第１の画像ＩＭ１で異なる色で表されるプリント基板ＰＣＢの３つの領域ＲＢＲ，ＲＰＲ，ＲＳＧが、第２の画像ＩＭ２で明領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３として表されるのは、これらの領域ＲＢＲ，ＲＰＲ，ＲＳＧが滑らかな表面を有するため、光源２２０（図１）が射出する光とほぼ同色の正反射光が撮像部３００（図１）に入射するためである。
【００３１】
図３のステップＳ１２０では、代表色設定部６１０（図１）が、第１の画像の領域分割に用いる代表色を取得する。具体的には、代表色設定部６１０は、第１の画像をコンピュータ４００の表示部に表示する。ユーザは、表示された第１の画像上で、第１の画像および第２の画像から抽出する画像領域（以下、単に「抽出領域」とも呼ぶ）の代表点をマウスなどのポインティングデバイスを用いて指定する。代表色設定部６１０は、代表点位置の第１の画像の色に基づいて、第１の画像の領域分割に用いる代表色を決定する。
【００３２】
図６は、第１の画像ＩＭ１の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図である。ユーザは、４種類の抽出領域ＥＲ，ＥＳ，ＥＧ，ＥＢの呼び名（例えば「レジスト領域」，「シルク領域」等）を画面上のダイアログボックスに入力し、また、各抽出領域の代表色を取得するための代表点（星印で示す）を第１の画像ＩＭ１上で指定する。代表点は、各抽出領域内に少なくとも１つずつ指定される。図６の例では、レジスト領域ＥＲの代表点には、代表点ＰＲ１，ＰＲ２が指定されている。同様に、シルク領域ＥＳの代表点には１つの代表点ＰＳが、金領域ＥＧの代表点には３つの代表点ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３が、ベース領域ＥＢの代表点には１つの代表点ＰＢが、それぞれ指定されている。
【００３３】
同じ抽出領域において複数の代表点が指定されたときには、代表色設定部６１０が、複数の代表点のうちから色が安定している代表点を選択する。具体的には、代表色設定部６１０が、複数の代表点間の輝度差の最大値を算出する。この輝度差の最大値が予め定められた閾値以下の場合には、代表点の色が安定しているものと判断され、複数の代表点のすべてが選択される。一方、輝度差の最大値が予め定められた閾値より大きい場合には、代表点の色は安定していないものと判断される。代表点の色が安定していない場合には、輝度値が低い代表点が除外され、残りの代表点が選択される。抽出領域の代表色には、このように選択された代表点の平均的な色が設定される。なお、同じ抽出領域において１つの代表点が指定されたときには、その代表点の色が代表色に設定される。図６の例では、シルク領域ＥＳの代表色は代表点ＰＳの色Ｋ１に、ベース領域ＥＢの代表色は代表点ＰＢの色ＢＲに、それぞれ設定される。
【００３４】
図６の例では、複数の代表点が指定されている抽出領域は、レジスト領域ＥＲと、金領域ＥＧとなっている。レジスト領域ＥＲの代表点ＰＲ１，ＰＲ２の色は輝度差が小さいため、レジスト領域ＥＲの代表色は、代表点ＰＲ１の色Ｇ１と代表点ＰＲ２の色Ｇ２との平均的な色に設定される。一方、金領域ＥＧの代表点ＰＧ１の色ＧＬと代表点ＰＧ２の色ＧＬとの輝度差は小さいが、これらの代表点ＰＧ１，ＰＧ２の色ＧＬと代表点ＰＧ３の色Ｋ２との輝度差は大きくなっている。そのため、代表色設定部６１０は、輝度の小さい代表点ＰＧ３を除外し、残りの代表点ＰＧ１，ＰＧ２の色の平均的な色ＧＬを金領域ＥＧの代表色に設定する。
【００３５】
第１実施例では、代表点の輝度値に基づいて代表色の設定に用いる代表点を選択しているが、一般には、領域分割に適した代表色が設定できるように代表点が設定できればよい。例えば、ある抽出領域のために設定された代表点の色と他の抽出領域の代表色との色の差を表す指標値（以下、「距離指標値」とも呼ぶ）が、予め定められた値以下である場合に、その代表点の色を除外するものとしてもよい。また、同じ抽出領域のために指定された複数の代表点間の距離指標値が予め定められた値よりも大きい場合に、ユーザに選択する代表点を指定させるものとしてもよい。なお、この距離指標値には、例えば、ＲＧＢ色空間を３次元ユークリッド空間として見たときの２つの色を表す点の距離や、Ｌ*ａ*ｂ*表色系における色差ΔＥを用いることができる。
【００３６】
ステップＳ１３０（図３）では、代表色設定部６１０（図１）が、第２の画像ＩＭ２の領域分割に用いる代表色を取得するとともに、表面領域配置の取得に使用する抽出領域を選択する。具体的には、ステップＳ１２０でユーザにより指定された複数の代表点位置における第２の画像ＩＭ２の色に基づいて、第２の画像ＩＭ２の領域分割に用いる代表色を決定する。単一の抽出領域において複数の代表点が指定されたときには、代表色設定部６１０が、複数の代表点の平均的な色をその抽出領域の代表色に設定する。一方、単一の抽出領域において１つの代表点が指定されたときには、その抽出領域の代表色は１つの代表点の色に設定される。
【００３７】
図７は、第２の画像の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図である。代表色を取得するための代表点としては、図６に示す代表点と同一の点が用いられている。ユーザは、第２の画像ＩＭ２から選択する領域を画面上のダイアログボックスを用いて指定する。図７の例では、表面領域配置の取得に使用する領域は金領域ＥＧに設定される。図７の例では、金領域ＥＧの代表色は代表点ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３の平均的な色ＭＴに設定される。非金領域ＥＸであるレジスト領域ＥＲの代表色は、代表点ＰＲ１の色Ｓ１と代表点ＰＲ２の色Ｓ２との平均的な色に設定される。同様に、非金領域ＥＸであるシルク領域ＥＳとベース領域ＥＢの代表色とは、代表点ＰＳの色Ｓ３と代表点ＰＢの色ＤＫとにそれぞれ設定される。
【００３８】
なお、第１実施例では、ユーザが、第２の画像ＩＭ２から選択する領域を指定しているが、第２の画像ＩＭ２を解析することにより、代表点の色が安定している領域を選択するものとしてもよい。この場合、４つの領域ＥＧ，ＥＲ，ＥＳ，ＥＢのうち代表点の色が安定している領域は、金領域ＥＧとシルク領域ＥＳとベース領域ＥＢとであるので、これらの領域ＥＧ，ＥＳ，ＥＢとが選択される。
【００３９】
ステップＳ１４０（図３）では、領域分割部６３０（図１）が、ステップＳ１３０において設定された代表色に基づいて第２の画像ＩＭ２を領域分割する。そして、領域分割によって生成された各領域のうち、ステップＳ１３０において選択された領域を抽出する。
【００４０】
なお、ステップＳ１４０において行われる領域分割は、例えば、第２の画像ＩＭ２の各画素の色と複数の代表色との距離指標値を求め、距離指標値が最小の代表色に各画素を分類することにより行うことができる。また、ステップＳ１５０において行われる領域分割も同様に行うことができる。なお、ステップＳ１４０，Ｓ１５０において行われる領域分割方法は、予め定められた代表色に各画素を分類する領域分割方法であれば良く、例えば、上述した特許文献１に開示された方法によって行うことができる。
【００４１】
図８は、ステップＳ１４０，Ｓ１５０における領域分割の結果を示す説明図である。図８（ａ）の第２の画像ＩＭ２の領域分割結果ＳＲ２に示されるように、表面領域配置の取得のために選択された抽出領域は金領域ＥＧであるので、第２の画像ＩＭ２を領域分割した金領域ＥＧと非金領域ＥＸとのうち金領域ＥＧが抽出されている。また、図８（ｂ）の第１の画像ＩＭ１の領域分割結果ＳＲ１に示されるように、第１の画像ＩＭ１は、レジスト領域ＥＲと、シルク領域ＥＳと、金領域ＥＧと、ベース領域ＥＢとに分割されている。図８（ｂ）に示す領域分割結果ＳＲ１では、本来金領域ＥＧである黒色領域Ｋ２（図４）は、黒色領域Ｋ１と同一のシルク領域ＥＳに分類されている。
【００４２】
ステップＳ１６０（図３）では、表面領域配置取得部６４０（図１）が、第１の画像の領域分割結果と第２の画像の領域分割結果とを統合する。具体的には、表面領域配置取得部６４０が、第１の画像の領域分割結果に第２の画像の領域分割結果を重畳することにより、２つの領域分割結果を統合する。この２つの画像の統合結果である表面領域の配置は、第１の画像の領域分割結果に、第２の画像の領域分割結果で抽出された抽出領域ＥＧを上書きしたものとなる。
【００４３】
図９は、２つの領域分割結果ＳＲ１，ＳＲ２の統合結果ＳＲＸを示す説明図である。図９に示すように、領域分割結果ＳＲ１においてシルク領域ＥＳに分類されていた本来金領域ＥＧである領域が、領域分割結果ＳＲ１に領域分割結果ＳＲ２を重畳することにより、金領域ＥＧに変更される。そのため、プリント基板ＰＣＢ（図２）のベースレジスト領域ＲＢＲと、パターンレジスト領域ＲＰＲとは、ともにレジスト領域ＥＲとして統合結果ＳＲＸから抽出される。同様に、シルク印刷領域ＲＳＧはシルク領域ＥＳとして、金メッキ領域ＲＧＰは金領域ＥＧとして、また、基板ベース領域ＲＳＢはベース領域ＥＢとして、それぞれ統合結果ＳＲＸから抽出される。
【００４４】
このように、第１実施例では、斜光照明と落射照明との２つの照明条件で撮影したプリント基板の２つの画像をそれぞれ領域分割し、その分割結果を統合することにより抽出された画像領域の配置から、プリント基板の各領域の配置を取得することができる。
【００４５】
なお、本実施例では、単一の抽出領域に複数の代表点が設定された場合には、各代表点の色の平均的な色をその抽出領域の代表色としているが、個々の代表点のそれぞれの色を代表色としても良い。
【００４６】
Ｂ．第２実施例：
図１０は、第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの表面領域の配置を取得する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Ｓ１４０の後にステップＳ１４２が付加されている点と、ステップＳ１５０，Ｓ１６０がそれぞれステップＳ１５２，Ｓ１６２に置き換えられている点で異なっており、他の点は第１実施例と同じである。
【００４７】
ステップＳ１４２では、領域分割部６３０（図１）が、ステップＳ１４０において生成された第２の画像の領域分割結果を用いて第１の画像をマスクする。そして、ステップＳ１５２において、第１の画像のうちマスクされていない部分が、領域分割部６３０により領域分割される。
【００４８】
図１１（ａ）は、第２の画像ＩＭ２の領域分割結果ＳＲ２を示す説明図である。図１１（ａ）の領域分割結果ＳＲ２と、第１実施例の領域分割結果ＳＲ２（図８）は同一である。図１１（ｂ）は、領域分割結果ＳＲ２を用いてマスクされた第１の画像ＩＭ１ａを示す説明図である。図１１（ｂ）の例では、第１の画像ＩＭ１（図４）のうち、領域分割結果ＳＲ２の金領域ＥＧに対応する部分ＭＫがマスクされている。そのため、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａは、第１の画像ＩＭ１中の黒色領域Ｋ２と金色領域ＧＬのいずれもがマスク領域ＭＫに変更された画像となっている。
【００４９】
図１２（ａ）は、ステップＳ１５２の処理による、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａの領域分割結果ＳＲ１ａを示す説明図である。画像ＩＭ１ａの領域分割は、マスク領域ＭＫ以外の部分についてのみ行われる。そのため、領域分割結果ＳＲ１ａは、マスクされない金領域ＥＧとシルク領域ＥＳとして分割された金メッキ領域がマスク領域ＭＫとなっている点で第１の画像ＩＭ１の領域分割結果ＳＲ１（図８）と異なっている。他の点は、第１の画像ＩＭ１の領域分割結果ＳＲ１と同じである。
【００５０】
ステップＳ１６２では、表面領域配置取得部６４０が、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａの領域分割結果ＳＲ１ａのマスク領域ＭＫを金領域ＥＧに変更する。このようにマスク領域ＭＫが金領域ＥＧに変更されることにより、図１２（ｂ）に示すように、表面領域の配置ＳＲＸが取得される。この表面領域配置ＳＲＸと、第１実施例で取得した表面領域配置ＳＲＸ（図９）とは同一である。
【００５１】
このように、第２実施例によっても、第１実施例と同様に、斜光照明と落射照明との２つの照明条件で撮影したプリント基板の２つの画像から、プリント基板の各領域の配置を取得することができる。
【００５２】
第２実施例は、第１の画像ＩＭ１をマスクする面積が大きい場合、マスクされた第１の画像ＩＭ１ａの領域分割に必要な計算時間を短縮できる点で、第１実施例よりも好ましい。
【００５３】
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。
【００５４】
Ｃ１．変形例１：
上記各実施例では、斜光照明と落射照明とでそれぞれ撮影された２つの画像を用いて表面領域の配置を取得しているが、一般には、互いに異なる照明条件下で取得された２以上の任意の数の画像を用いることができる。この場合、各画像から取得された抽出領域に対して適宜論理演算を施すことにより、表面領域の配置を取得することができる。また、互いに異なる照明条件としては、斜光照明と落射照明との組み合わせの以外の種々の組み合わせが利用可能である。例えば、照射方向や、偏光状態や、光源の波長が異なる照明を任意に組み合わせた複数の照明条件を利用することもできる。
【００５５】
Ｃ２．変形例２：
上記各実施例では、物体を撮影した画像としてカラー画像を使用しているが、表面領域の取得にはモノクロ画像や特定の色成分からなる画像を使用することもできる。表面領域の取得に用いる画像には、一般に、適当な距離指標値を設定することにより、画像を複数の領域に分割可能な画像であれば使用することができる。表面領域の取得に用いる画像としては、例えば、２成分以上のカラー画像である第１の画像と、モノクロ画像である第２の画像とを使用することができる。
【００５６】
Ｃ３．変形例３：
本発明による物体上の表面領域の取得は、プリント基板に限らず、照明条件によって撮影された画像の領域分割結果が異なる複数の表面領域を有する任意の物体に対して適用できる。例えば、パターンの形成された半導体ウェハや、複雑な形状を有する機械部品などの物体の表面領域の取得にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【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】プリント基板ＰＣＢの表面の状態を示す説明図。
【図３】第１実施例におけるプリント基板ＰＣＢの表面領域の配置を取得する手順を示すフローチャート。
【図４】斜光照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢの第１の画像ＩＭ１を示す説明図。
【図５】落射照明状態で取得されたプリント基板ＰＣＢの第２の画像ＩＭ２を示す説明図。
【図６】第１の画像ＩＭ１の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図。
【図７】第２の画像ＩＭ２の領域分割に用いる代表色の取得の様子を示す説明図。
【図８】第１の画像ＩＭ１と第２の画像ＩＭ２の領域分割の結果を示す説明図。
【図９】２つの領域分割結果ＳＲ１，ＳＲ２の統合結果ＳＲＸを示す説明図。
【図１０】第２実施例におけるプリント基板ＰＣＢの表面領域の配置を取得する手順を示すフローチャート。
【図１１】第１の画像ＩＭ１を第２の画像領域分割結果ＳＲ２によりマスクする様子を示す説明図。
【図１２】マスクされた第１の画像の領域分割結果ＳＲ１ａから表面領域配置ＳＲＸａを取得する様子を示す説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１００…プリント基板検査装置
２００…照明部
２１０…光源
２２０…光源
２２２…半透鏡
３００…撮像部
４００…コンピュータ
５００…外部記憶装置
６１０…代表色設定部
６２０…画像取得部
６３０…領域分割部
６４０…表面領域配置取得部
ＰＣＢ…プリント基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表面領域を有する物体を撮影した画像から、前記物体上での前記複数の表面領域の配置を取得する方法であって、
（ａ）互いに異なる複数の照明条件の下で、前記物体の複数の画像を取得する工程と、
（ｂ）前記複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、前記物体上での前記複数の表面領域の配置とは異なる複数の画像領域配置を取得する工程と、
（ｃ）前記複数の画像領域配置に基づいて、前記複数の表面領域の配置を取得する工程と、
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（ａ）は、
第１の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうちの第１の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第１の画像を取得する工程と、
前記第１の照明条件とは異なる第２の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうち前記第１の表面領域とは異なる第２の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第２の画像を取得する工程と、
を含み、
前記第２の表面領域は、前記第１の画像を領域分割した場合に２種以上の画像領域に分割される領域であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記第１の画像の少なくとも一部を領域分割することにより、前記第１の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、
（ｂ２）前記第２の画像を領域分割することにより、前記第２の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、
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（ｂ１）は、
前記工程（ｂ２）における前記第２の画像の領域分割により取得された前記第２の表面領域に対応する画像マスクにより前記第１の画像をマスクする工程と、
前記第１の画像のうち、前記画像マスクによりマスクされなかった部分を領域分割する工程を含む、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の方法であって、
前記第１の照明条件は斜光照明であり、
前記第２の照明条件は落射照明である、方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載の方法であって、
前記第１の表面領域は金属光沢を有さず、
前記第２の表面領域は金属光沢を有する、方法。
【請求項６】
複数の表面領域を有する物体を撮影した画像から、前記物体上での前記複数の表面領域の配置を取得する装置であって、
互いに異なる複数の照明条件の下で、前記物体の複数の画像を取得する画像取得部と、
前記複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、前記物体上での前記複数の表面領域の配置とは異なり、互いに異なる複数の画像領域配置を取得する画像領域取得部と、
前記複数の画像領域配置に基づいて、前記複数の表面領域の配置を取得する表面領域配置取得部と、
を備える、装置。
【請求項１】
複数の表面領域を有する物体を撮影した画像から、前記物体上での前記複数の表面領域の配置を取得する方法であって、
（ａ）互いに異なる複数の照明条件の下で、前記物体の複数の画像を取得する工程と、
（ｂ）前記複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、前記物体上での前記複数の表面領域の配置とは異なる複数の画像領域配置を取得する工程と、
（ｃ）前記複数の画像領域配置に基づいて、前記複数の表面領域の配置を取得する工程と、
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（ａ）は、
第１の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうちの第１の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第１の画像を取得する工程と、
前記第１の照明条件とは異なる第２の照明条件の下で前記物体を撮影することにより、前記複数の表面領域のうち前記第１の表面領域とは異なる第２の表面領域の画像領域を領域分割処理により再現し得る第２の画像を取得する工程と、
を含み、
前記第２の表面領域は、前記第１の画像を領域分割した場合に２種以上の画像領域に分割される領域であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記第１の画像の少なくとも一部を領域分割することにより、前記第１の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、
（ｂ２）前記第２の画像を領域分割することにより、前記第２の表面領域を含む表面領域の画像領域の配置を取得する工程と、
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（ｂ１）は、
前記工程（ｂ２）における前記第２の画像の領域分割により取得された前記第２の表面領域に対応する画像マスクにより前記第１の画像をマスクする工程と、
前記第１の画像のうち、前記画像マスクによりマスクされなかった部分を領域分割する工程を含む、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の方法であって、
前記第１の照明条件は斜光照明であり、
前記第２の照明条件は落射照明である、方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載の方法であって、
前記第１の表面領域は金属光沢を有さず、
前記第２の表面領域は金属光沢を有する、方法。
【請求項６】
複数の表面領域を有する物体を撮影した画像から、前記物体上での前記複数の表面領域の配置を取得する装置であって、
互いに異なる複数の照明条件の下で、前記物体の複数の画像を取得する画像取得部と、
前記複数の画像をそれぞれ領域分割することにより、前記物体上での前記複数の表面領域の配置とは異なり、互いに異なる複数の画像領域配置を取得する画像領域取得部と、
前記複数の画像領域配置に基づいて、前記複数の表面領域の配置を取得する表面領域配置取得部と、
を備える、装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３０１０６（Ｐ２００６−３０１０６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１２５３７（Ｐ２００４−２１２５３７）
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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