特許 6207283 画像処理装置、画像処理システム、検査方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207283

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】画像処理装置、画像処理システム、検査方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20170925BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/24 A

   G06T1/00 300

   G06T1/00 315

【請求項の数】15

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-159660(P2013-159660)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-31540(P2015-31540A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000129253

【氏名又は名称】株式会社キーエンス

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100131886

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 隆志

(72)【発明者】

【氏名】内山 直哉

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０２１９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２５４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４４９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２１９０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００ − １１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００ − ２１／３２

Ｇ０１Ｃ ３／００ − ３／３２

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ − ２１／９５８

Ｇ０６Ｔ １／００ − １／４０

Ｇ０６Ｔ ３／００ − ５／５０

Ｇ０６Ｔ ９／００ − ９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像処理装置であって、
検査対象物の２次元プロファイルを測定して２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器と接続する接続手段と、
前記接続手段を通じて受信した複数の２次元プロファイルデータを合成して前記検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段と、
前記２次元プロファイル測定器が２次元プロファイルデータの出力を停止したことを前記画像処理装置に通知する通知信号を、当該２次元プロファイル測定器から、または、当該２次元プロファイル測定器を制御する制御装置から、前記接続手段を通じて受信する受信手段と
を有し、
前記画像処理装置は、前記通知信号に基づき前記検査における誤検出の低減処理を実行することを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

前記作成手段は、前記受信手段が前記通知信号を受信すると、前記２次元プロファイル測定器が実際に出力した２次元プロファイルデータをコピーして合成することで、前記３次元プロファイルデータの作成を継続することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記作成手段は、前記受信手段が前記通知信号を受信すると、前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータをコピーして合成することで、前記３次元プロファイルデータの作成を継続することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記受信手段が前記通知信号を受信すると、当該通知信号に基づき、前記３次元プロファイルデータにおける前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータの位置を特定し、当該位置を示す位置情報を作成する位置特定手段をさらに有し、
前記検査手段は、前記位置情報に基づき、前記３次元プロファイルデータのうち前記２次元プロファイル測定器が実際に出力した２次元プロファイルデータの部分だけで検査を実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記受信手段が前記通知信号を受信すると、当該通知信号に基づき、前記３次元プロファイルデータにおける前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータの位置を特定し、当該位置を示す位置情報を作成する位置特定手段をさらに有し、
前記検査手段は、前記３次元プロファイルデータにおいて不良が検知された位置と、前記位置情報が示す位置とを比較し、前記３次元プロファイルデータにおいて不良が検知された位置が前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータよりも後の位置であれば、当該不良を検査結果から除外することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記受信手段が前記通知信号を受信すると、当該通知信号に基づき、前記３次元プロファイルデータにおける前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータの位置を特定し、当該位置を示す位置情報を作成する位置特定手段と、
前記３次元プロファイルデータにおいて前記検査手段が検査の対象とする領域である検査ウインドウを設定する設定手段とをさらに有し、
前記検査手段は、前記検査ウインドウが、前記３次元プロファイルデータにおいて前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータよりも後の位置を含むように設定されているときに、当該後の位置で検査を実行しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記受信手段が前記通知信号を受信すると、当該通知信号に基づき、前記３次元プロファイルデータにおける前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータの位置を特定し、当該位置を示す位置情報を作成する位置特定手段と、
前記３次元プロファイルデータにおいて前記検査手段が検査の対象とする領域である検査ウインドウを設定する設定手段とをさらに有し、
前記検査手段は、前記検査ウインドウが、前記３次元プロファイルデータにおいて前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータよりも後の位置を含むように設定されているときに、当該後の位置で検出された不良を検査結果から除外することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記受信手段が前記通知信号を受信すると、当該通知信号に基づき、前記３次元プロファイルデータにおける前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータの位置を特定し、当該位置を示す位置情報を作成する位置特定手段と、
前記３次元プロファイルデータにおいて前記検査手段が検査の対象とする領域である検査ウインドウを設定する設定手段とをさらに有し、
前記設定手段は、前記検査ウインドウが、前記３次元プロファイルデータにおいて前記２次元プロファイル測定器が最後に出力した２次元プロファイルデータよりも後の位置を含むように設定されているときに、当該後の位置を除外するように前記検査ウインドウを縮小することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項9】

前記３次元プロファイルデータは、前記検査対象物の表面を構成する各位置の高さを示す高さ画像データであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項10】

複数の２次元プロファイルデータを合成して３次元プロファイルデータを作成する画像処理装置に接続された２次元プロファイル測定器であって、
検査対象物の２次元プロファイルを測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した２次元プロファイルを示す２次元プロファイルデータを生成する生成手段と、
前記２次元プロファイル測定器に接続された制御装置から２次元プロファイルデータの出力停止信号を受信する受信手段と、
前記出力停止信号を受信すると、前記２次元プロファイルデータの出力を停止することを前記画像処理装置に通知する通知信号を送信する通知手段と
を有し、前記通知信号は、前記画像処理装置に前記検査対象物についての検査における誤検出の低減処理を実行させる信号であることを特徴とする２次元プロファイル測定器。

【請求項11】

２次元プロファイル測定器と、画像処理装置とを有する画像処理システムであって、
前記２次元プロファイル測定器は、
検査対象物の２次元プロファイルを測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した２次元プロファイルを示す２次元プロファイルデータを生成する生成手段と、
前記２次元プロファイルデータの出力を停止することを前記画像処理装置に通知するための通知信号を送信する通知手段と
を有し、
前記画像処理装置は、
前記２次元プロファイル測定器と接続する接続手段と、
前記接続手段を通じて受信した複数の２次元プロファイルデータを合成して前記検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段と、
前記通知信号を受信する受信手段と
を有し、前記画像処理装置は、前記通知信号に基づき前記検査における誤検出の低減処理を実行することを特徴とする画像処理システム。

【請求項12】

検査対象物の２次元プロファイルを測定して２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器と接続する接続手段と、
前記接続手段を通じて受信した複数の２次元プロファイルデータを合成して前記検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段と、
前記２次元プロファイル測定器が２次元プロファイルデータの出力を停止したことを通知する通知信号を、当該２次元プロファイル測定器から、または、当該２次元プロファイル測定器を制御する制御装置から、前記接続手段を通じて受信する受信手段として画像処理装置を機能させるプログラムであって、前記画像処理装置は前記プログラムに従って前記通知信号に基づき前記検査における誤検出の低減処理を実行することを特徴とするプログラム。

【請求項13】

接続手段が、検査対象物の２次元プロファイルを測定して２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器と接続する接続工程と、
作成手段が、前記２次元プロファイル測定器から受信した複数の２次元プロファイルデータを合成して前記検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成工程と、
検査手段が、前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査工程と、
受信手段が、前記２次元プロファイル測定器が２次元プロファイルデータの出力を停止したことを通知する通知信号を、当該２次元プロファイル測定器から、または、当該２次元プロファイル測定器を制御する制御装置から受信する受信工程と、
低減手段が、前記通知信号に基づき前記検査における誤検出の低減処理を実行する工程と
を有することを特徴とする検査方法。

【請求項14】

複数の２次元プロファイルデータを合成して検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成し、前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する画像処理装置に対して、前記２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器であって、
検査対象物の２次元プロファイルを測定する測定手段と、
前記２次元プロファイルの測定結果に基づき２次元プロファイルデータを生成する生成手段と、
前記２次元プロファイル測定器を制御する制御装置から２次元プロファイルデータの出力を停止することを示す信号を受信する受信手段と
を有し、
前記生成手段は、前記制御装置から前記信号を受信すると前記測定手段を停止させ、前記測定手段を停止させる直前に得られた測定結果に基づき生成した２次元プロファイルデータをコピーして出力することで、前記測定手段を停止させても２次元プロファイルデータの出力を継続することを特徴とする２次元プロファイル測定器。

【請求項15】

複数の２次元プロファイルデータを合成して検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成し、前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する画像処理装置に対して、前記２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器における測定方法であって、
測定手段が、検査対象物の２次元プロファイルを測定する測定工程と、
生成手段が、前記２次元プロファイルの測定結果に基づき２次元プロファイルデータを生成する生成工程と、
受信手段が、前記２次元プロファイル測定器を制御する制御装置から２次元プロファイルデータの出力を停止することを示す信号を受信する受信工程と
を有し、
前記生成工程は、前記生成手段が、前記制御装置から前記信号を受信すると前記測定を停止し、前記測定を停止する直前に得られた測定結果に基づき生成した２次元プロファイルデータをコピーして出力することで、前記測定を停止しても２次元プロファイルデータの出力を継続する工程を含むことを特徴とする測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を検査する検査方法、画像処理装置、画像処理システムおよびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

コネクタや半導体素子などの製品の外観を撮像してパターンマッチング（画像認識）などの画像処理を行うことで、いわゆる検査対象物（ワーク）の外観検査（製品検査）が実行される。従来、光切断方式によりワークの２次元断面形状を撮像してプロファイルデータを生成する２次元プロファイル測定器（変位計）が普及してきたが（特許文献１）、近年になりワークの３次元形状を撮像してプロファイルデータを生成する３次元プロファイル測定器が登場している。特許文献２によれば、カメラによってワークの３次元形状のデータを取得し、カメラからワークまでの距離に応じて濃淡値が変化する距離画像（高さ画像）を作成し、ワークの良否を判定する発明が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−０９６１１９号公報

【特許文献2】特開２０１２−０２１９０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

３次元プロファイル測定器は容易にワークの３次元形状を測定できる利点を有しているが、３次元プロファイル測定器はまだ市場に登場したばかりであり、それほど普及していない。一方で、２次元プロファイル測定器はかなり普及しており、多くのユーザが所有している。３次元プロファイル測定器が広く普及するまでの過渡期においては、２次元プロファイル測定器を３次元プロファイル測定器の代わりに使用できれば、ユーザにとってはメリットがあろう。

【0005】

しかし、２次元プロファイル測定器が取得できるデータはワークの２次元断面形状を示すプロファイルデータにすぎず、３次元プロファイルデータではない。もし、ワークの２次元断面形状を示す複数のプロファイルデータをつなぎ合わせることで３次元プロファイルデータを生成できれば、２次元プロファイル測定器を３次元プロファイル測定器として代用できるであろう。この場合、複数の２次元プロファイルデータを合成して３次元プロファイルデータを作成する画像処理装置が必要となる。なお、３次元プロファイル測定器は、ラインを流れるワークを一旦停止させないと測定を実行できないが、２次元プロファイル測定器であればラインを停止させることなく測定を実行できるといった副次的なメリットもある。

【0006】

ところで、２次元プロファイルデータを合成して３次元プロファイルデータを作成する画像処理装置を考案する過程において、次のような課題が浮かび上がってきた。２次元プロファイル測定器は、一般にＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）によって２次元プロファイルデータの出力開始と出力停止とを制御されており、画像処理装置によって制御されているわけではない。ＰＬＣが２次元プロファイル測定器に出力開始を指示すると、２次元プロファイル測定器は、１サンプル（ライン）ずつ２次元プロファイルデータを出力する。１ラインは、１つの断面形状を示している。画像処理装置は、２次元プロファイル測定器から１ラインずつ２次元プロファイルデータを受信して合成して行く。ＰＬＣが２次元プロファイル測定器に出力停止を指示すると、２次元プロファイル測定器は２次元プロファイルデータの出力を停止する。しかし、画像処理装置とＰＬＣとが接続されていないため、画像処理装置は２次元プロファイルデータの出力が停止したことを認識できない。そのため、画像処理装置は、２次元プロファイルデータが出力されていないにもかかわらず、２次元プロファイルデータが送信され続けていると考えて、２次元プロファイルデータの合成を継続する。画像処理装置は、予め規定されたライン数の２次元プロファイルデータを合成した時点で合成処理を終了する。実際には送信されていない２次元プロファイルデータについて画像処理装置はオールゼロの２次元プロファイルデータを受信したものとして合成を実行する。ときにはノイズが２次元プロファイルデータとして合成されてしまうこともあろう。特に、ワークの搬送方向の長さが可変長である場合に、この問題は顕在化しやすい。このような過程を経て形成された３次元プロファイルデータを用いて外観検査を実行すると、最後に出力された２次元プロファイルデータに対応したライン（最終ライン）付近で誤検出が発生しやすいことがわかってきた。もし、出力が停止したことを示す信号がＰＬＣまたは２次元プロファイル測定器から画像処理装置に送信されれば、画像処理装置は、何らかの対処を実行できるようになろう。

【0007】

そこで、本発明は、複数の２次元プロファイルデータを合成して３次元プロファイルデータを作成する画像処理装置が２次元プロファイルデータの出力停止を認識できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、たとえば、画像処理装置であって、
検査対象物の２次元プロファイルを測定して２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器と接続する接続手段と、
前記接続手段を通じて受信した複数の２次元プロファイルデータを合成して前記検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成手段と、
前記３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施して前記検査対象物の検査を実行する検査手段と、
前記２次元プロファイル測定器が２次元プロファイルデータの出力を停止したことを前記画像処理装置に通知する通知信号を、当該２次元プロファイル測定器から、または、当該２次元プロファイル測定器を制御する制御装置から、前記接続手段を通じて受信する受信手段と
を有し、
前記画像処理装置は、前記通知信号に基づき前記検査における誤検出の低減処理を実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、画像処理装置は、２次元プロファイルデータの出力が停止したことを示す通知を２次元プロファイル測定器またはそれを制御する制御装置から受信することで、２次元プロファイルデータの出力が停止されたことを認識できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】外観検査装置の概略を示す図である。

【図2】検査対象物の一例と、２次元プロファイルの一例と、３次元プロファイルの一例を示す図である。

【図3】ｎライン分の２次元プロファイルデータを並べて作成した３次元プロファイルデータの一例を示す図である。

【図4】３次元プロファイルデータと検査ウインドウとの関係を示す図である。

【図5】ライン拡張処理を説明する図である。

【図6】外観検査装置の各機能を示す機能ブロック図である。

【図7】画像処理装置が実行する各工程を示すフローチャートである。

【図8】ライン拡張処理の一例を示す図である。

【図9】外観検査装置の各機能を示す機能ブロック図である。

【図10】最終ライン通知処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】外観検査部が実行する傷の除外処理の一例を示す図である。

【図12】外観検査省略処理の一例を示す図である。

【図13】検査ウインドウの縮小処理を説明するための図である。

【図14】検査ウインドウの縮小処理の一例を示すフローチャートである。

【図15】検査除外処理の一例を示すフローチャートである。

【図16】外観検査装置の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

【0012】

図１は、画像処理システム（外観検査装置）の概略を示す図である。ライン１は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの制御装置３０によって制御されるコンベアなどの搬送装置である。外観検査装置は、ライン１を搬送される検査対象物（ワーク２）の外観を画像処理によって検査する装置である。この例の外観検査装置は２次元プロファイル測定器１０と画像処理装置２０を備えている。外観検査とは、ワーク２の画像処理結果を用いて実行される製品検査のことであり、ワーク２の寸法を測定する寸法検査やワーク２が製品として良品であるかどうかを判定する良品検査などが含まれる。

【0013】

２次元プロファイル測定器１０は、検査対象物（ワーク）の２次元プロファイルを測定し、第１のビット数（例：２０ビット）の２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器の一例である。２次元プロファイル測定器１０は、レーザ変位計と呼ばれることもあり、ｘ軸方向に搬送されるワーク２に対して幅広のレーザ光を照射し、その反射光を受光することで、ワーク２の２次元断面形状を示すデータ（２次元プロファイルデータ）を作成する。このときワーク２はｚｙ平面に平行な切断面によって仮想的に切断され、切断面の外形（外縁）が２次元プロファイルとなる。２次元プロファイルデータは、たとえば、１つの測定点あたり２０ビットで表現されるデータである。通常、２次元プロファイルデータは、ヘッドユニット１１からワーク２の測定点までの距離（ｚ軸方向の距離）であって、ｙ軸方向に沿って並んだ複数の測定点についての距離の集合である。２次元プロファイル測定器１０は、ヘッドユニット１１とコントローラユニット１２とを有している。ヘッドユニット１１は、ワーク２の２次元プロファイルを測定する測定ユニットの一例であり、レーザなどの発光素子と受光素子（ラインセンサまたは２次元撮像素子）とを有している。図１には、光切断方式のヘッドユニット１１を示しているが、他の方式のヘッドユニットが採用されてもよい。また、ヘッドユニット１１とコントローラユニット１２が物理的に分離されているが、これらが一体化されていてもよい。図１においてヘッドユニット１１はケーブルを介してコントローラユニット１２のヘッド用コネクタ１３に接続されている。

【0014】

画像処理装置２０は、ワーク２から取得された画像データに所定の画像処理を施してワーク２の外観検査を実行する。画像処理装置２０は、２次元プロファイル測定器１０が出力する２次元プロファイルデータを入力ないしは受信するための入力カード２２を有している。画像処理装置２０は、拡張スロットを有しており、そこに入力カード２２が挿入されている。画像処理装置２０と２次元プロファイル測定器１０は、たとえば、５１２Ｍｂｐｓあまりもの高速通信を実行するため、入力カード２２は1000BASE-Tなどの高速通信規格に対応している。つまり、２次元プロファイル測定器１０の通信コネクタ１４と入力カード２２の通信コネクタ２３は高速通信規格に準拠し、ケーブル２１によって接続されている。このように、入力カード２２の通信コネクタ２３は、第１のビット数（例：２０ビット）の２次元プロファイルデータを出力する２次元プロファイル測定器１０と接続する第１接続手段として機能している。

【0015】

制御装置３０は、ＵＳＢなどのシリアル通信プロトコルにしたがって２次元プロファイル測定器１０と通信し、２次元プロファイル測定器１０を制御するＰＬＣである。制御装置３０は、２次元プロファイル測定器１０と接続するための通信コネクタ３１を有している。通信コネクタ３１に接続された通信ケーブルは、２次元プロファイル測定器１０の通信コネクタ１５に接続されている。制御装置３０は、通信ケーブルを介して２次元プロファイルデータの出力開始信号や出力停止信号を２次元プロファイル測定器１０に送信する。２次元プロファイル測定器１０は、出力開始信号を受信すると２次元プロファイルデータの出力を開始し、出力停止信号を受信すると２次元プロファイルデータの出力を停止する。

【0016】

画像処理装置２０は、２０ビットよりも少ないビット数（ここでは説明の便宜のため１５ビットとする）で画像処理を実行する。そのため、画像処理装置２０は、２０ビットの２次元プロファイルデータをそのまま扱うことができない。そこで、本実施形態では、入力カード２２が、通信コネクタ２３などを通じて受信した第１のビット数の２次元プロファイルデータを、第１のビット数よりも少ない第２のビット数の２次元プロファイルデータに変換するビット変換手段として機能する。つまり、入力カード２２は、２０ビットの２次元プロファイルデータを１５ビット２次元プロファイルデータに変換し、画像処理装置２０が画像処理を実行できるようにする。また、入力カード２２は、ビット変換手段が出力する複数の２次元プロファイルデータを組み合わせて、検査対象物の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する作成手段としても機能する。２次元プロファイル測定器１０は、時々刻々とライン１を搬送されるワーク２の２次元プロファイルデータを出力する。つまり、各２次元プロファイルデータは、ワーク２の異なる部分の断面形状を示すデータとなっている。そこで、入力カード２２は、時系列に沿ってサンプルされた複数個（たとえば、８００サンプル）の２次元プロファイルデータを順番に並べることで、ワーク２の３次元プロファイルデータを作成する。たとえば、ワーク２の進行方向でワーク２の先端から後端までの複数個の２次元プロファイルデータが順番に並べられる。その結果として得られる３次元プロファイルデータは、たとえば、１５ビットのグレースケールによる画像データとなる。つまり、ヘッドユニット１１からワーク２までの距離（高さ）が濃淡（階調値）となって表現されることになる。なお、１つの２次元プロファイルデータを１サンプルまたは１ラインと呼ぶことにする。つまり、３次元プロファイルデータは、予め規定された数のラインから作成される。

【0017】

図２（Ａ）は、ワーク２の３次元形状の一例を示す図である。図２（Ｂ）は、ワーク２の２次元断面形状（１ライン分の２次元プロファイルデータ）の一例を示す図である。図２（Ｂ）に示される１サンプル分の断面形状は、図２（Ｃ）上では１本のラインに相当する。そのため２次元プロファイルデータはラインと呼ばれることがある。図２（Ｃ）は、ワーク２の３次元プロファイルデータ（グレースケール画像データ）の一例を示す図である。図２（Ａ）ないし図２（Ｃ）を比較すると、ワーク２の表面のうち、ｚ軸方向の高さが低い部分は淡い色となり、ｚ軸方向の高さが高い部分は濃い色となることがわかる。濃度と高さの関係は逆であってもよい。このように、３次元プロファイルデータは、検査対象物の表面を構成する各位置の高さを示す高さ画像データである。

【0018】

画像処理装置２０は、複数の計測モジュール（画像処理ツール）を３次元プロファイルデータに適用して外観検査を実行する。ここでは、外観検査を実行する計測モジュールを画像処理ツールと呼ぶことにする。画像処理ツールには様々なものがあり、主要な画像処理ツールとしては、エッジ位置計測ツール、エッジ角度計測ツール、エッジ幅計測ツール、エッジピッチ計測ツール、エリア計測ツール、ブロブ計測ツール、パターンサーチ計測ツール、傷計測ツールなどがある。
●高さ計測ツール：３次元プロファイルデータに基づき、ワーク２の各部の高さを計測する。たとえば、ワーク２の１つの測定点を基準点とし、この基準点の階調値と注目領域内の各測定点の階調値との差分のうち最大のものを最大高さとして算出する。あるいは、平面を基準面として設定し、基準面の階調値と注目領域内の各測定点の階調値との差分（距離）のうち最大のものを高さとして求めてもよい。なお、高さの測定精度を優先するために、１５ビットの３次元プロファイルデータが使用される。

【0019】

以下で説明する画像処理ツールは、１５ビットの３次元プロファイルデータをさらに少ない第３のビット数（例：８ビット）の３次元プロファイルデータに変換した後で、実行されてもよい。これは、以下の画像処理ツールでは精度よりも処理速度が優先されるからである。なお、１５ビットの２次元プロファイルデータ（高さデータ）を８ビットの高さデータに変換する処理を高さ抽出と呼ぶ。高さ抽出では、任意の平面や曲面を基準面として設定し、基準面の階調値と各測定点の階調値との差分を８ビットのデータとして扱ってもよい。適切な基準面を用いることで、８ビットであっても画像処理に必要な差分の情報を十分に保持することが可能となる。
●エッジ位置計測ツール：ワーク２の画像が表示される画面上において、エッジ位置を検出したい検査領域に対してウインドウを設定することにより、設定された検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジ（明から暗に切り替わる箇所または暗から明に切り替わる箇所）を検出する。検出した複数のエッジから、一のエッジの指定を受け付け、指定を受け付けたエッジの位置を計測する。
●エッジ角度計測ツール：設定を受け付けた検査領域内に２つのセグメントを設定し、それぞれのセグメントで検出したエッジからのワーク２の傾斜角度を計測する。傾斜角度は、たとえば時計回りを正とすることができる。
●エッジ幅計測ツール：設定を受け付けた検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジを検出し、検出した複数のエッジ間の幅を計測する。
●エッジピッチ計測ツール：設定を受け付けた検査領域内で、任意の方向にスキャンして複数のエッジを検出する。検出した複数のエッジ間の距離（角度）の最大値／最小値や平均値を計測する。
●エリア計測ツール：ワーク２の画像を二値化処理して、白色領域または黒色領域の面積を計測する。たとえば、計測する対象として白色領域または黒色領域の指定をパラメータとして受け付けることにより、白色領域または黒色領域の面積を計測する。
●ブロブ計測ツール：ワーク２の画像を二値化処理して、同一の輝度値（２５５または０）の画素の集合（ブロブ）に対してパラメータとしての数、面積、重心位置等を計測する。
●パターンサーチ計測ツール：比較対象とする画像パターン（モデル画像）を事前に記憶装置に記憶しておき、撮像したワーク２の画像の中から記憶してある画像パターンに類似している部分を検出することで、画像パターンの位置、傾斜角度、相関値を計測する。
●傷計測ツール：設定を受け付けた検査領域内で、小領域（セグメント）を移動させて画素値の平均濃度値を算出し、閾値以上の濃度差となった位置を傷が存在すると判定する。
●その他にも、検査領域内の文字情報を切り出して辞書データ等と照合することで文字列を認識するＯＣＲ認識ツール、画像上に設定したウインドウ(領域)をシフトさせながら、各ウインドウの位置においてエッジの検出を繰り返す機能を有するトレンドエッジツール、設定したウインドウ内の濃淡の平均、偏差等を計測する機能を有する濃淡ツール、設定したウインドウ内の濃度の平均、偏差等を計測する機能を有する濃度ツールなどもあり、ユーザは検査内容に応じて必要な画像処理ツールを選択することができる。なお、これらの画像処理ツールは、典型的な機能およびその実現方法の代表例を示すものに過ぎない。あらゆる画像処理に対応する画像処理ツールが本願発明の対象になり得る。

【0020】

図３は、ｎライン分の２次元プロファイルデータを並べて作成した３次元プロファイルデータの一例を示している。ここでは、３次元プロファイルデータにおける各位置の高さが画像の輝度として表示されている。３次元プロファイルデータには、ワークの高さ画像３００が含まれている。画像処理装置２０は、２次元プロファイル測定器１０が時系列にしたがって出力したｎライン分の２次元プロファイルデータを合成して３次元プロファイルデータを作成する。図３では、２次元プロファイル測定器１０が第ｘラインの２次元プロファイルデータを出力した後で２次元プロファイルデータの出力を停止したときに作成される３次元プロファイルデータを示している。矢印３０１は２次元プロファイル測定器から最後に出力された第ｘラインを示している。画像処理装置２０は、第１ラインから第ｎラインまでの２次元プロファイルデータを合成するように設計されている。そのため、２次元プロファイル測定器１０が２次元プロファイルデータの出力を停止しても、画像処理装置２０は、合成を継続する。つまり、２次元プロファイル測定器１０が２次元プロファイルデータの出力を停止しているため、画像処理装置２０は、オールゼロの２次元プロファイルデータが出力されているものと認識して合成を継続する。

【0021】

図４は、３次元プロファイルデータと検査ウインドウとの関係を示す図である。画像処理装置２０は、３次元プロファイルデータに対して予め外観検査を実行する領域である検査ウインドウ４００の位置を設定する。図４では、検査ウインドウ４００が、最終ラインを含むように設定されている。上述したように最終ラインよりも後の位置（第ｘ＋１ラインから第ｎラインまで）は、検査対象物とは無関係な部分である。矢印４０１が示す、最終ラインである第ｘライン付近では外観検査において誤検出が発生しやすい。そこで、誤検出を削減する何らかの対策が必要となる。

【0022】

図５は、ライン拡張処理を説明する図である。誤検出が発生する原因は、本来は濃度変化の存在しない第ｘライン付近において顕著な濃度変化が生じていることである。そこで、第ｘライン付近の２次元プロファイルデータをコピーして第ｘ＋１ラインから第ｎラインまでに貼り付けることで、顕著な濃度変化を軽減している。このような誤検出軽減処理をライン拡張処理、ライン補充処理または延展処理と呼ぶことにする。

【0023】

領域５０１は、第ｘライン付近の２次元プロファイルデータが貼り付けられた領域を示している。ここでは、第ｘライン付近の２次元プロファイルデータとして第ｘラインの２次元プロファイルデータをコピーしているが、第ｘラインの２次元プロファイルデータの濃度と類似した濃度のラインの２次元プロファイルデータであれば、コピーに利用されてもよい。通常、第ｘラインの近くのラインは、濃度変化が類似しているため、コピー対象となりうる。また、第ｘライン付近であって第ｘラインよりも手前に存在する複数のラインの２次元プロファイルデータを平均して、それがコピーに使用されてもよい。このように、第ｘラインの２次元プロファイルデータがコピーされることは必須ではない。

【0024】

なお、検査ウインドウ４００の外側は検査対象外である。そこで、検査対象外に位置する第ｘ’ラインから第ｎラインについてはライン拡張を実行しなくてもよい。

【0025】

図６は、外観検査装置の各機能を示す機能ブロック図である。２次元プロファイル測定器１０については、とりわけコントローラユニット１２の機能を示しているが、２次元プロファイルデータ生成部１１１などがヘッドユニット１１に設けられてもよい。ヘッドユニット１１は、検査対象物の２次元プロファイルを測定する測定手段として機能する。２次元プロファイル測定器１０は、ヘッドユニット１１から出力される測定信号（測定結果）に基づき２次元プロファイルデータを作成する２次元プロファイルデータ生成部１１１と、画像処理装置２０や制御装置３０と通信する通信部１１３とを有している。通信部１１３は、画像処理装置２０と通信するための通信ユニットと、制御装置３０と通信するための通信ユニットを物理的に独立した通信ユニットとして具備していてもよい。停止信号受信部１１４は、通信部１１３を介して制御装置３０から入力される制御信号を受信して停止信号を抽出するユニットである。停止信号は、２次元プロファイルデータの出力を停止させるための信号である。停止信号受信部１１４は、停止信号を受信すると、停止信号を受信したことを通知部１１２に知らせる。停止信号受信部１１４が停止信号を受信すると、通知部１１２は、２次元プロファイル測定器１０が２次元プロファイルデータの出力を停止すると画像処理装置２０に通知するための通知信号を生成する。通知信号や２次元プロファイルデータは通信部１１３を介して画像処理装置２０に送信される。通信部１１３は、シリアル通信インタフェース、パラレル通信インタフェース、ＵＳＢインタフェースやネットワーク通信インタフェースなどを含む。図示は省略しているが、２次元プロファイル測定器１０は、ヘッドユニット１１を制御するヘッドユニット制御部をさらに有している。なおこれらの機能はＤＳＰやＣＰＵ、ＡＳＩＣおよびプログラムなどによって実現される。

【0026】

画像処理装置２０もやはりＤＳＰやＣＰＵ、メモリ、プログラムなどによって実現される。入力カード２２は、２次元プロファイル測定器１０が出力する２次元プロファイルデータや通知信号を受信する通信部１２１を有している。通信部１２１は、２次元プロファイル測定器と接続して通信する接続手段の一例である。なお、通信部１２１は、出力停止信号を通知信号として制御装置３０から受信してもよい。この場合、通信部１２１は、制御装置３０と接続して通信する接続手段の一例である。２次元プロファイルデータはいったん画像メモリ１３０に格納されてもよい。第１ビット変換部１２２は、通信部１２１が受信した２０ビットの２次元プロファイルデータを１５ビットの２次元プロファイルデータに変換し、画像メモリ１３０に格納する。３次元プロファイルデータ作成部１２３は、複数の１５ビットの２次元プロファイルデータを統合して３次元プロファイルデータ（ワークの高さを示す画像データ）を作成し、画像メモリ１３０に格納する。たとえば、３次元プロファイルデータ作成部１２３は、８００ライン分の１５ビットの２次元プロファイルデータを時系列に並べることで、ワーク２の全体の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する。３次元プロファイルデータは、一種の画像データであり、各画素は測定点に対応し、その階調値（輝度値）が高さを示すデータに対応している。３次元プロファイルデータは画像データであるため、表示処理部１３４を通じて表示部１５０に表示される。たとえば、ワーク２のうち基準面から低い部分は淡い階調となり、基準面から高い部分は濃い階調となる。

【0027】

３次元プロファイルデータ作成部１２３は、１ライン分の２次元プロファイルデータを３次元プロファイルデータに付加するごとに、付加信号をラインカウント部１２４に出力してもよい。ラインカウント部１２４は、付加信号を受信するためにカウント値を１つずつインクリメントする。このカウント値を参照すれば、どのラインまでが３次元プロファイルデータに付加されたかを認識できる。最終ライン判別部１２５は、通知信号を受信することで２次元プロファイルデータの出力を停止したことを認識し、そのときのラインカウント部１２４のカウント値を取得し、最終ラインを判別する。データ補充部１２６は、最終ライン判別部１２５が通知信号に基づき最終ライン（第ｘライン）を検出すると、第ｘラインの２次元プロファイルデータをコピーして第ｘ＋１ライン以降の２次元プロファイルデータとして貼り付ける。なお、このコピー処理は、第１ビット変換部１２２に入力される前に２次元プロファイルデータにおいて実行されてもよいし、第１ビット変換部１２２から出力された２次元プロファイルデータにおいて実行されてもよい。後者の方がビット数が少ないため、処理負荷を軽減する効果がある。３次元プロファイルデータ作成部１２３は、データ補充部１２６が挿入してきた２次元プロファイルデータを２次元プロファイル測定器１０からの２次元プロファイルデータの代わりに合成して行く。

【0028】

上述したように画像処理部１３３は、高さ抽出ツールだけでなく、様々な外観検査ツールを有している。画像処理部１３３は、ワーク２の各部分の高さを抽出する際には、１５ビット表現の３次元プロファイルデータを使用する。これにより、より高い精度を高さ情報が取得される。一方で、ブロブの計算などでは、高さ方向の情報はそれほど高い精度を要求されない。つまり、３次元プロファイルデータのビットをより少ないビット数に低減することで、画像処理部１３３の画像処理負担を軽減してもよい。そこで、第２ビット変換部１３１は、３次元プロファイルデータを、第２のビット数（例：１５ビット）から、第２のビット数よりもさらに少ない第３のビット数（例：８ビット）の３次元プロファイルデータに変換する。画像処理部１３３は、８ビットの３次元プロファイルデータ（画像データ）に所定の画像処理を施して外観検査のためのデータ（演算結果）を取得する。所定の画像処理は画像処理ツールごとに異なり、２値化処理や白画素のカウント、面積の算出などである。ウインドウ設定部１３６は、入力部１３２から入力されたユーザからの指示に基づき、３次元プロファイルデータに対する上述した検査ウインドウ４００の位置を設定する。検査ウインドウ４００の設定は、外観検査を実行する前に予め実行される。ウインドウ設定部１３６は、検査ウインドウ４００を設定するためのユーザインタフェースを、表示処理部１３４を通じて表示部１５０に表示させる。このユーザインタフェースを通じてユーザは検査ウインドウ４００の位置を指定する。入力部１３２は、マウス、キーボード、コンソールなどである。

【0029】

外観検査部１４０は、画像処理部１３３により得られた演算結果に基づいてワーク２の良否判定などを実行する。たとえば、演算結果を閾値と比較することで、ワーク２の良否判定が実行される。閾値は、公差などに基づいて予め設定される。傷判別部１４２は、検査ウインドウ４００についての演算結果を閾値と比較することで、ワークの表面に傷や打痕などがあるかないかを判別する。

【0030】

ところで、入力カード２２の各機能はＤＳＰ等で実現可能である。また、第２ビット変換部１３１と画像処理部１３３を実現するＤＳＰと、表示処理部１３４を実現するＤＳＰとはそれぞれ別個に用意されてもよい。複数のＤＳＰに処理を分散することで、より高速に外観検査処理を実行可能となろう。また、外観検査部１４０は、複数のＤＳＰを統括的に制御するＣＰＵによって実現されてもよい。表示部１５０は、液晶表示装置や自発光式の表示装置などである。入力部１３２は表示部１５０と一体化されてタッチパネル式ディスプレイとして実現されてもよい。

【0031】

図７は、画像処理装置２０が実行する各工程を示すフローチャートである。Ｓ１で、画像処理装置２０のＣＰＵは通信部１２１を介して２次元プロファイルデータの取得指示を２次元プロファイル測定器１０に送信する。２次元プロファイル測定器１０のコントローラユニット１２は通信部１１３を通じて取得指示を受信すると、制御装置３０から出力開始信号の受信待ち状態に遷移する。制御装置３０から出力開始信号を受信すると、コントローラユニット１２はヘッドユニット１１を起動する。コントローラユニット１２の２次元プロファイルデータ生成部１１１は、ヘッドユニット１１が出力する撮像信号に基づき２次元プロファイルデータを作成し、通信部１１３を介して画像処理装置２０に送信する。

【0032】

Ｓ２で、画像処理装置２０の通信部１２１は、２次元プロファイルデータを受信し、画像メモリ１３０にいったん格納する。この時点での２次元プロファイルデータのビット数は第１のビット数（例：２０ビット）である。

【0033】

Ｓ３で、第１ビット変換部１２２は、２０ビットの２次元プロファイルデータを画像メモリ１３０から読み出し、画像処理部１３３で処理可能な第２のビット数（例：１５ビット）の２次元プロファイルデータに変換する。なお、上述した通知信号を受信したときは、データ補充部１２６が２次元プロファイルデータの補充を実行する。

【0034】

Ｓ４で、３次元プロファイルデータ作成部１２３は、ｎライン分の１５ビットの２次元プロファイルデータを時系列に従って並べて、３次元プロファイルデータを作成する。つまり、第１ビット変換部１２２から出力される第１ラインの２次元プロファイルデータを先頭に、第ｎラインの２次元プロファイルデータを最後尾としてｎライン分の２次元プロファイルデータが合成される。なお、必要に応じて、第２ビット変換部１３１は、１５ビットの３次元プロファイルデータをさらにビット数の少ない８ビットの３次元プロファイルデータに変換してもよい。このようにして、３次元プロファイルデータとして、検査対象物の各測定点の高さを階調で示したグレースケールの画像データが作成される。なお、画像メモリ１３０には、１５ビットの３次元プロファイルデータと８ビットの３次元プロファイルデータとの両方が記憶されていてもよい。

【0035】

Ｓ５で、画像処理部１３３は、３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施す。所定の画像処理は、実行しようとする計測ツール（画像処理ツール）によって異なる。たとえば、高さ抽出を実行するときは、画像処理部１３３は、３次元プロファイルデータにおける基準点（ｘ１，ｙ１）または基準面の階調値ｚ’（ｘ，ｙ）と各測定点（ｘ，ｙ）の階調値ｚ（ｘ，ｙ）との差分に基づき各測定点の高さのデータを抽出する。基準面は、平面であってもよいし曲面であってもよい。ｚ’（ｘ，ｙ）は、基準面の階調値を表す関数である。また、基準点の階調値（つまり基準値）は、高さの最低値、最高値、平均値など、いずれであってもよい。画像処理部１３３は、３次元プロファイルデータに基づき、エッジを計測したり、エリアを計測したりしてもよい。これらの画像処理方法のそれ自体はすでに公知であるため、詳細な説明を省略する。なお、これら画像処理は、検査ウインドウ４００が設定された領域を単位として実行されてもよい。

【0036】

Ｓ６で、外観検査部１４０は、ワーク２の外観検査を実行する。たとえば、外観検査部１４０は、画像処理部１３３が出力する演算結果に基づきワーク２の良否判定を実行する。たとえば、外観検査部１４０は、高さ計測により抽出された高さの最大値が良品範囲内に収まっているかどうかを判定したりする。

【0037】

図８は、ライン拡張処理の一例を示す図である。Ｓ１１で、ラインカウント部１２４は、３次元プロファイルデータに２次元プロファイルデータが加算されるたびにカウント値を１つずつ増分する。Ｓ１２で、最終ライン判別部１２５は、２次元プロファイル測定器１０から通知信号を受信したかどうかを判定する。通知信号を受信すると、そのときのラインカウント部１２４のカウント値を読み出して、最終ラインとなる２次元プロファイルデータを確定し、最終ラインのライン番号（例：ｘ）をデータ補充部１２６に通知する。Ｓ１４で、データ補充部１２６は、最終ラインのライン番号にしたがって最終ラインの２次元プロファイルデータを画像メモリ１３０から取得し、ｘ＋１番目のラインの２次元プロファイルデータとして３次元プロファイルデータ作成部１２３に渡す。このデータ補充は、ｘ＋１番目のラインからｎ番目のラインまで実行される。これにより、図５に示したような高さ画像が作成される。

【0038】

本実施形態によれば、画像処理装置２０は、２次元プロファイルデータの出力が停止したことを示す通知を２次元プロファイル測定器１０から受信することで、２次元プロファイルデータの出力が停止されたことを認識できるようになる。さらに、画像処理装置２０は、２次元プロファイルデータの出力が停止されたことを認識できるため、誤検出軽減処理を実行できるようになる。誤検出軽減処理としては、２次元プロファイル測定器１０から最後に出力された最終ラインやその近辺のラインの２次元プロファイルデータを最終ラインよりも後のラインに補充することが考えられる。これにより、最終ライン付近の高さ画像における濃淡の極端な変化が抑制されるため、傷などの誤検出が削減される。

【0039】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、外観検査における誤検出の低減処理として、ライン拡張処理について説明した。ところで、通知信号を受信することで最終ラインが判明するため、最終ラインよりも後のラインで傷などの不良が見つかったときはその検査結果を除外することで、誤検出を低減してもよい。

【0040】

図９は、外観検査装置の各機能を示す機能ブロック図である。図６と比較して異なる点を中心に説明する。最終ライン判別部１２５は、通知信号に基づき最終ラインを判別すると、最終ラインのライン番号を含むライン情報を作成し、外観検査部１４０に送信する。外観検査部１４０は、外観検査を実行して不良の検出されたラインの情報を保持し、最終ライン判別部１２５からのライン情報が示すライン番号と比較する。不良の検出されたラインが最終ラインよりも後のラインであれば、外観検査部１４０は、誤検出が発生したと判定し、そのラインの検査結果を最終的な外観検査結果から除外（削除または良好な検出結果に訂正）する。

【0041】

図１０は、最終ライン通知処理の一例を示すフローチャートである。上述したＳ１１およびＳ１２を実行してＳ２３に進む。Ｓ２３で、最終ライン判別部１２５は、ラインカウント部１２４からカウント値を読み出し、これを最終ラインのライン番号としたライン情報を作成し、外観検査部１４０に通知する。

【0042】

図１１は、外観検査部１４０が実行する傷の除外処理の一例を示す図である。Ｓ３１で、外観検査部１４０の傷判別部１４２は、最終ライン判別部１２５からライン情報を受信する。これにより、傷判別部１４２は、どのラインが最終ラインであるかを認識する。Ｓ３２で、傷判別部１４２は、外観検査を実行してワークにおける傷の位置を特定し、傷の位置（ライン）を示す検査結果を作成する。Ｓ３３で、傷判別部１４２は、検出された傷の位置と、ライン情報に含まれている最終ラインの位置とを比較し、傷の位置が最終ラインよりも後のラインであるかどうかを判定する。傷の位置が最終ラインよりも後のラインでなければ、傷の除外処理を終了する。一方、傷の位置が最終ラインよりも後のラインであれば、Ｓ３４に進む。Ｓ３４で、傷判別部１４２は、傷の除外処理を実行する。たとえば、傷判別部１４２は、外観検査結果に含まれている傷の情報のうち、最終ラインよりも後のラインにおいて検出された傷の情報を削除する。

【0043】

本実施形態によれば、最終ラインよりも後のラインで傷などの不良が見つかったときはその検査結果を除外することで、誤検出を低減することができる。なお、傷とは、ワークの設計上想定されていないワークの状態を意味し、打痕、面積不足、高さ不足、形状の不完全、接点金属の未装着などをいう。

【0044】

＜第３実施形態＞
本実施形態では、最終ラインよりも後のラインでは外観検査を省略することで、誤検出を低減する。外観検査装置の各機能を示す機能ブロック図については図９の示した通りである。また、最終ライン通知処理については図１０に示した通りである。

【0045】

図１２は、外観検査省略処理の一例を示す図である。Ｓ３１でライン情報を受信すると、Ｓ４２に進む。Ｓ４２で、傷判別部１４２は、外観検査を開始する。Ｓ４３で、傷判別部１４２は、受信したライン情報が示す最終ラインのライン番号と、外観検査の対象となっているライン番号とを比較し、外観検査の対象が最終ラインよりも後のラインかどうかを判定する。なお、外観検査は、３次元プロファイルデータにおいて１ライン目からｎライン目に向かって実行されるものとする。外観検査の対象ラインが最終ラインを超えていなければ、Ｓ４２に戻り、外観検査を継続する。一方で、外観検査の対象ラインが最終ラインを超えていれば、Ｓ４４に進む。Ｓ４４で、傷判別部１４２は、最終ラインよりも後のラインについては無視をして外観検査を実行する。つまり、傷判別部１４２は、最終ラインよりも後のラインについては外観検査を省略する。本実施形態では、最終ラインよりも後のラインでは外観検査を省略することで、誤検出が低減される。

【0046】

＜第４実施形態＞
本実施形態では、検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後のラインを含む場合に、後のラインを含まないように検査ウインドウ４００を縮小することで、後のラインについては検査対象から除外することを特徴とする。

【0047】

図１３は、検査ウインドウ４００の縮小を説明するための図である。図４と図１３とを比較すると、図１３では、最終ラインよりも後のラインを含まないように検査ウインドウ４００が縮小されている。図１４は、検査ウインドウの縮小処理の一例を示すフローチャートである。Ｓ５１で、画像処理部１３３は、最終ライン判別部１２５からライン情報を受信する。最終ライン判別部１２５のライン情報の通知処理は図１０に示した通りである。Ｓ５２で、ウインドウ設定部１３６は、最終ライン判別部１２５から受信したライン情報が示す最終ラインよりも後ろのラインを検査ウインドウ４００が包含しているかどうかを判定する。検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後ろのラインを包含していなければ、Ｓ５４に進み、外観検査部１４０が、縮小されていない検査ウインドウ４００を用いて外観検査を実行する。一方、検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後ろのラインを包含していればＳ５３に進む。Ｓ５３で、ウインドウ設定部１３６は、最終ラインよりも後ろのラインを包含しないように、検査ウインドウ４００のサイズを縮小する。なお、ウインドウ設定部１３６が検査ウインドウ４００を縮小したときは、ウインドウ設定部１３６または外観検査部１４０が外観検査で対比する閾値を同様の縮小率で変更してもよい。これはブロブなどの面積計算を伴う外観検査では有効であろう。その後、Ｓ５４で、外観検査部１４０は、縮小された検査ウインドウ４００を用いて外観検査を実行する。本実施形態では、検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後のラインを含む場合に、後のラインを含まないように検査ウインドウ４００を縮小することで、後のラインについては検査対象から除外する。これにより、誤検出が削減されよう。

【0048】

＜第５実施形態＞
本実施形態では、検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後のラインを含む場合に、後のラインについては検査の対象としないように検査除外指定を行うことを特徴とする。第５実施形態は第３実施形態の下位概念に相当する。

【0049】

図１５は、検査除外処理の一例を示すフローチャートである。Ｓ５１とＳ５２はすでに説明したとおりである。Ｓ５２で検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後ろのラインを包含していると判定されると、Ｓ６３に進む。Ｓ６３で、ウインドウ設定部１３６は、検査ウインドウ４００のうち外観検査を除外される領域を示す検査除外指定情報を外観検査部１４０に送信する。Ｓ６４で、外観検査部１４０は、検査除外指定情報に基づき外観検査を実行する。たとえば、傷判別部１４２は、検査ウインドウ４００に含まれる領域のうち、検査除外指定情報により指定された領域については傷の判別処理を実行しない。これにより誤検出が削減される。

【0050】

＜第６実施形態＞
これまでの実施形態では２次元プロファイルデータの出力を停止することを示す通知信号は、２次元プロファイル測定器１０から画像処理装置２０へ伝達されるものとして説明した。しかし、通知信号のトリガとなる出力停止信号は制御装置３０から送信されるため、制御装置３０から通知信号が画像処理装置２０へ伝達されてもよい。

【0051】

図１６は、外観検査装置の他の例を示す図である。制御装置３０は、画像処理装置２０と通信するための通信用コネクタ３２を有している。同様に、画像処理装置２０は、制御装置３０と通信するための通信用コネクタ２４を有している。制御装置３０の通信用コネクタ３２に接続された通信ケーブルは、画像処理装置２０の通信用コネクタ２４に接続されている。これにより、画像処理装置２０は、制御装置３０が通知信号を受信できるようになる。なお、通知信号は出力停止信号がそのまま利用されてもよい。この場合、出力停止信号は、画像処理装置２０と２次元プロファイル測定器１０との双方の供給されることになる。画像処理装置２０の最終ライン判別部１２５は、制御装置３０からの通知信号に基づいて最終ラインを判別する。その余の点は、他の実施形態と同様である。

【0052】

＜其の他＞
第１実施形態はライン拡張処理を採用し、第２実施形態から第６実施形態ではライン拡張処理を採用していないものとして説明した。しかしながら、第２実施形態から第６実施形態でもライン拡張処理が併用されてもよい。上述した実施形態では最終ラインよりも後のラインを検査対象から除外したが、最終ラインやその付近のラインを含めて検査対象から除外してもよい。ところで、上述した画像処理装置２０が備える各手段はプログラムをＣＰＵが実行することで実現されてもよい。

【0053】

＜まとめ＞
従来の画像処理装置２０は、ＣＣＤカメラなどによって取得した画像データに画像処理を施して検査などを実行するものであり、２次元プロファイル測定器１０が接続されることを想定して設計されていなかった。これは、２次元プロファイル測定器１０と画像処理装置２０とがそれぞれ独自に進化して来たことや、両者を接続しようという用途が従来は存在しなかったことが理由である。そのため、画像処理装置２０の画像処理ビット数は、２次元プロファイル測定器１０が出力するデータのビット数と一致していなかった。そこで、本実施形態では、画像処理装置２０に２次元プロファイル測定器１０を接続するための入力カード２２を用意している。入力カード２２は、通信コネクタ２３を通じて受信した第１のビット数の２次元プロファイルデータを、第１のビット数よりも少ない第２のビット数の２次元プロファイルデータに変換する第１ビット変換部１２２を有している。これにより、２次元プロファイル測定器１０が出力するデータのビット数を画像処理装置２０が扱えるビット数に一致させることができる。入力カード２２は、第１ビット変換部１２２が出力する複数の２次元プロファイルデータを組み合わせて、ワーク２の３次元形状を示す３次元プロファイルデータを作成する３次元プロファイルデータ作成部１２３も有している。よって、ユーザは、広く普及した２次元プロファイル測定器１０を利用して、３次元プロファイルデータを取得できるようになる。つまり、３次元プロファイル測定器が普及するまでの過渡期において、ユーザは、より少ない投資で、３次元プロファイルデータを得られるようになろう。また、３次元プロファイルデータに所定の画像処理を施してワーク２の検査を実行できるようになる。

【0054】

上述したように、ＰＬＣなどの制御装置３０によって２次元プロファイル測定器１０は制御されるため、画像処理装置２０は、２次元プロファイルデータの出力停止を認識することができなかった。そこで、本実施形態では、２次元プロファイル測定器１０が２次元プロファイルデータの出力を停止したことを画像処理装置２０に通知する通知信号を、２次元プロファイル測定器１０または制御装置３０から送信する。画像処理装置２０は、通知信号の受信手段として通信部１２１と最終ライン判別部１２５を有している。画像処理装置２０は、通信信号を受信することで、２次元プロファイルデータの出力停止を認識できるようになる。その結果、画像処理装置２０は、最終ラインを判別できるようになる。

【0055】

さらに、本実施形態では、画像処理装置２０が通知信号に基づき検査における誤検出の低減処理を実行する。低減処理としては、たとえば、図５ないし図８を用いて説明したライン拡張処理（延展処理）や図９ないし図１１を用いて説明した誤検出の除外処理、図１２を用いて説明した検査の省略処理、図１３および図１４を用いて説明した検査ウインドウ４００の縮小処理、図１５を用いて説明した検査除外指定処理などがある。

【0056】

ライン拡張処理では、最終ライン判別部１２５が通知信号を受信すると、データ補充部１２６は、２次元プロファイル測定器１０が実際に出力した２次元プロファイルデータをコピーする。また、３次元プロファイルデータ作成部１２３は、コピーされた２次元プロファイルデータを合成に用いて３次元プロファイルデータの作成を継続する。実際に出力した２次元プロファイルデータが補充されるため、最終ライン付近での濃度変化が小さくなり、検査の誤検出が削減される。コピーの対象となる２次元プロファイルデータは、たとえば、２次元プロファイル測定器１０が最後に出力した２次元プロファイルデータ（最終ラインの２次元プロファイルデータ）である。これにより、最終ラインとそれ以降のラインとで濃度変化が小さくなる。

【0057】

最終ライン判別部１２５は、通知信号に基づき、３次元プロファイルデータにおける２次元プロファイル測定器１０が最後に出力した２次元プロファイルデータの位置を特定し、当該位置を示す位置情報（最終ライン情報）を作成する位置特定手段として機能する。図１２を用いて説明したように、外観検査部１４０は、最終ライン情報に基づき、３次元プロファイルデータのうち２次元プロファイル測定器１０が実際に出力した２次元プロファイルデータの部分だけで検査を実行する。つまり、２次元プロファイル測定器１０が実際には出力していない２次元プロファイルデータに基づく３次元プロファイルデータの部分については検査が省略される。これにより、誤検出が削減される。

【0058】

図１１を用いて説明したように、外観検査部１４０は、３次元プロファイルデータにおいて不良が検知された位置と、最終ライン情報が示す位置とを比較し、３次元プロファイルデータにおいて不良が検知された位置が最終ラインよりも後の位置であれば、当該不良を検査結果から除外してもよい。これにより、誤検出が削減される。

【0059】

ウインドウ設定部１３６は、３次元プロファイルデータにおいて外観検査部１４０が検査の対象とする領域である検査ウインドウを設定する設定手段として機能する。図１５を用いて説明したように、外観検査部１４０は、検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後の位置を含むように設定されているときに、当該後の位置で検査を実行しない。これにより、誤検出が削減される。

【0060】

図１３および図１４を用いて説明したように、ウインドウ設定部１３６は、検査ウインドウ４００が最終ラインよりも後の位置を含むように設定されているときに、当該後の位置を除外するように検査ウインドウを縮小してもよい。これにより、誤検出が削減される。

【0061】

上述した実施形態では通知信号を受信した画像処理装置が最終ラインをコピーするものとして説明した。しかし、最終ラインのコピー処理は２次元プロファイル測定器１０や、２次元プロファイル測定器１０と画像処理装置２０との間に挿入される通信装置が実行してもよい。たとえば、２次元プロファイル測定器１０が制御装置３０から停止を指示されると、まず、コントローラユニット１２はヘッドユニット１１の測定動作を停止させる。さらに、コントローラユニット１２は、２次元プロファイルデータのライン数が規定ライン数に達するまで、ヘッドユニット１１により最後に取得された２次元プロファイルデータ（最終ライン）をコピーして画像処理装置２０に出力してもよい。また、コントローラユニット１２は、ライン数をカウントするカウンタを有し、カウンタを参照して最終ラインを特定し、最終ラインを示すライン番号を画像処理装置２０に通知してもよい。このように、画像処理装置２０が実行していた処理の一部を２次元プロファイル測定器１０などで実行してもよい。最終ライン以降の各ラインの２次元プロファイルデータは最終ラインの２次元プロファイルデータのコピーであるため、最終ラインとそれ以降のラインとで濃度変化が小さくなり、誤検出が削減される。なお、上述したように、最終ラインの１つ前や２つ前などのラインがコピーに利用されてもよい。

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】