JP2015002241A - 基板撮像装置、及び基板撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の一部の範囲を撮像範囲とするカメラで、撮像範囲をずらしつつ撮像した各画像の明るさを、全て同様の明るさに補正することができる基板撮像装置を提供する。
【解決手段】基板撮像装置１は、撮像可能な範囲が撮像対象の基板９０の一部の範囲であるカメラ２と、基板９０とカメラ２とを相対的に移動させ、基板９０の撮像範囲を移動させる移動機構３と、基板９０とカメラ２との相対的な移動量を検出するための移動量検出センサ４と、移動量検出センサ４の検出に基づき、所定の移動量ごとにカメラ２に撮像させる撮像タイミング生成部７と、基板９０と共にカメラ２に撮像される明暗評価用マーク５と、カメラ２の撮像した画像ごとに、明暗評価用マーク５の輝度が所定の基準輝度になるように、画像の輝度を補正する補正処理部９とを、備えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、外観検査用に基板の撮像を行う基板撮像装置、及び基板撮像方法に関するものである。

プリント配線基板、半導体ウエハ基板、タッチパネル用ガラス基板などの基板の外観検査を行うために、基板をカメラで撮像することが行われている。撮像した画像を、基板検査装置が画像処理して検査を実施する。基板撮像装置は、基板検査装置と一体になっている場合もある。

基板撮像装置では、高解像度の画像を得るために、高解像度であるが撮像範囲の狭いラインカメラやエリアカメラを用いて、基板を移動させながらその一部ずつを順次撮像していくことで、最終的に基板全体の画像を得ている。

例えば、特許文献１の図１には、基板をベルトコンベアで移動させ、エンコーダで基板の移動量を検出し、その検出信号によりラインＣＣＤカメラに画像取り込み信号を送出して撮像を行うと共に、画像取り込み開始信号を送出する時間間隔（露光時間）を測定して、画像信号を時間間隔で正規化するプリント基板外観検査装置が記載されている。

この装置では、移動速度がばらつく安価なベルトコンベア（モータ）で基板を移動させても、一定の移動量ごとに撮像を行うことで、撮像対象が伸び縮みして写ることを防止している。安価なベルトコンベアで基板を移動させると、基板の移動速度のばらつきで、速く移動したときには露光時間が短くなって撮像した画像が暗くなり、遅く移動したときには露光時間が長くなって撮像した画像が明るくなるが、このようなラインごとの画像の明暗を、同装置では、画像取り込み開始信号を送出する時間間隔で画像を正規化することで補正している。

特許文献１の図２には、基板をベルトコンベアで移動させ、エンコーダで基板の移動量を検出し、その検出信号によりシャッター手段を持つラインＣＣＤカメラに画像取り込み信号を送出して撮像を行うプリント基板外観検査装置が記載されている。

この装置では、移動速度がばらつく安価なベルトコンベアで基板を移動させても、一定の移動量ごとに撮像を行うことで、撮像対象が伸び縮みして写ることを防止している。さらに、同装置では、ラインＣＣＤカメラがシャッター手段を備えているので、移動速度に影響を受けない高速のシャッター速度で撮像することで、ラインごとの画像に明暗がほとんど生じない。

特開平８−６５０００号公報

特許文献１の図１に記載の装置では、露光時間でラインごとの画像の明暗を正規化しているが、例えば露光時間の計測精度や速度の大幅なばらつきにより、ラインごとの画像の明暗を完全に補正しきれず、明暗が多少残ってしまう場合がある。

特許文献１の図２に記載の装置では、高速のシャッター速度で撮像しても、基板の移動速度のばらつきが大きいとその影響が生じてしまい、ラインごとの画像に明暗が生じてしまうことがある。ラインごとの画像に明暗が生じないようにシャッター速度を高速にすればするほど露光時間が減るので、画像が全体的に暗くなってしまう。

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、基板の一部の範囲を撮像範囲とするカメラで、撮像範囲をずらしつつ撮像した各画像の明るさを、全て同様の明るさに補正することができる基板撮像装置、及び基板撮像方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された基板撮像装置は、撮像可能な範囲が撮像対象の基板の一部の範囲であるカメラと、前記基板と前記カメラとを相対的に移動させ、前記基板の撮像範囲を移動させる移動機構と、前記基板と前記カメラとの相対的な移動量を検出するための移動量検出センサと、前記移動量検出センサの検出に基づき、所定の前記移動量ごとに前記カメラに撮像させる撮像タイミング生成部と、前記基板と共に前記カメラに撮像される明暗評価用マークと、前記カメラの撮像した画像ごとに、前記明暗評価用マークの輝度が所定の基準輝度になるように、前記画像の輝度を補正する補正処理部とを、備えることを特徴とする。

請求項２に記載された基板撮像装置は、請求項１に記載のものであり、前記画像補正部が、前記基準輝度と、前記明暗評価用マークの輝度との差を演算し、その差を無くすように、前記画像の輝度をオフセットする補正を行うことを特徴とする。

請求項３に記載された基板撮像装置は、請求項１に記載のものであり、前記画像補正部が、前記基準輝度に対する前記明暗評価用マークの輝度の比率を演算し、その比率に基づいて前記画像の補正を行うことを特徴とする。

請求項４に記載された基板撮像装置は、請求項１から３のいずれかに記載のものであり、前記明暗評価用マークが、前記基板を載置して前記カメラに対して移動する移動ステージに設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載された基板撮像装置は、請求項１から３のいずれかに記載のものであり、前記明暗評価用マークが、前記カメラに対する相対的な位置が固定されて設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載された基板撮像装置は、請求項１から５のいずれかに記載のものであり、前記画像補正部が、前記基板において撮像された前記明暗評価用マークの輝度の平均値を演算し、その平均値を前記基準輝度とすることを特徴とする。

請求項７に記載された基板撮像装置は、請求項１から５のいずれかに記載のものであり、前記画像補正部が、前記基板において撮像された前記明暗評価用マークの輝度の最大値を演算し、その最大値を前記基準輝度とすることを特徴とする。

請求項８に記載された基板撮像装置は、請求項１から７のいずれかに記載のものであり、前記カメラが、ラインカメラであることを特徴とする。

請求項９に記載された基板撮像方法は、撮像可能な範囲が撮像対象の基板の一部の範囲であるカメラを用いて、前記基板と前記カメラとを相対的に移動させ、所定の移動量ごとに、前記基板と共に明暗評価用マークを撮像し、前記カメラの撮像した画像ごとに、前記明暗評価用マークの輝度が所定の基準輝度になるように、前記画像の輝度を補正することを特徴とする。

本発明の基板撮像装置、及び基板撮像方法によれば、カメラと基板とが相対的に所定の移動量だけ動くたびに撮像が行われるため、移動速度がばらつく移動機構で移動させたとしても基板が実際の比率で撮像されるが、さらに、基板と共にカメラに撮像される明暗評価用マークを設け、明暗評価用マークの輝度が所定の基準輝度になるように画像の輝度を撮像範囲ごとに補正することで、画像全体（基板全体の画像）を同様の明るさに補正することができる。

画像補正部が、基準輝度と明暗評価用マークの輝度との差を演算し、その差を無くすように、画像の輝度をオフセットする補正を行う場合、画像全体の明るさを精度よく補正することができる。光学系、撮像系などの特性によっては、画像補正部が、基準輝度に対する明暗評価用マークの輝度の比率に基づいて画像の補正を行うようにしてもよく、この場合も画像全体の明暗を補正することができる。

明暗評価用マークが基板を載置してカメラに対して移動する移動ステージ、又はカメラに対する相対的な位置を固定して設けられている場合、いずれの場合も明暗評価用マークを装置に簡便に設けることができる。

画像補正部が、基板において撮像された明暗評価用マークの輝度の平均値を基準輝度とする場合、又は、基板において撮像された明暗評価用マークの輝度の最大値を基準輝度とする場合、撮像した画像から基準輝度が決定されるので、基準輝度の決定のために基板を撮像する作業を行う必要が無く、簡便、迅速に撮像を行うことができる。

カメラがラインカメラである場合、ラインカメラの撮像画像は高精細、高解像度であるので、画像全体の明暗が均一な高精細、高解像度の画像を得ることができる。又、画像の明暗が補正されるので、ラインカメラがシャッター付きの場合であっても、ラインごとの画像に明暗が生じないようにシャッター速度を高速にする必要が無く、シャッター速度を遅くして明るい画像を撮像できる。明るい画像をラインカメラが撮像することで、全体的により高精細、高解像度の画像を得ることができる。

本発明を適用する基板撮像装置の構成図である。 本発明を適用する基板撮像装置の動作を示すフローチャートである。 図２のフローチャートで動作した補正処理の例を模式的に示す図である。 本発明を適用する基板撮像装置の動作を示す他のフローチャートである。 図４のフローチャートで動作した補正処理の例を模式的に示す図である。 本発明を適用する他の基板撮像装置の構成図である。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの例に限定されるものではない。

図１に、本発明を適用する基板撮像装置１の構成を図示する。基板撮像装置１は、カメラ２、移動機構３、移動量検出センサ４、明暗評価用マーク５、撮像タイミング生成部７、画像記録部８、補正処理部９、及び表示部１０を備え、基板９０の画像をラインごとに移動しつつ撮像し、基板９０の全体画像を撮像するものである。

カメラ２は、撮像可能な範囲が撮像対象の基板９０の一部の範囲のカメラであり、この例では、画像を１列（１ライン）ずつ撮像する公知のラインカメラ（ラインセンサカメラ）である。カメラ２は、基板９０に対向する位置に、基板撮像装置１の筐体フレーム（不図示）に固定されている。カメラ２の撮像範囲を、同図中に破線で示している。カメラ２付近には、基板９０を明るく照らす撮影用の照明２１が設けられている。カメラ２はシャッターを備えるものであることが好ましいが、シャッターを備えないものであってもよい。カメラ２がシャッターを備える場合、シャッター速度が露光時間になり、シャッターを備えない場合、撮像までの時間間隔が露光時間になる。

移動機構３は、基板９０とカメラ２とを相対的に移動させ、基板９０の撮像範囲を移動させるものである。このような機構として、公知の種々の機構を用いることができる。この例では、移動機構３は、固定されたカメラ２に対して基板９０の位置を移動させるものであり、同図に示すように、移動ステージ１１、シャフト１２、モータ１３、レール１４、ドライバ３１、及びモータ制御部３２を備えている。

移動ステージ１１は、その上部側の載置面に基板９０を載置して移動する台である。図示を省略しているが、移動ステージ１１には、基板９０を位置決め固定する固定部が設けられている。移動ステージ１１の下部側には、シャフト１２の雄ねじが螺合する雌ねじの形成されたねじ孔１８が形成されている。移動ステージ１１は、移動可能にレール１４により水平に支持されている。

この移動ステージ１１には、基板９０と共にカメラ２に撮像される位置に、明暗評価用マーク５が設けられている。具体的には、明暗評価用マーク５は、移動ステージ１１の移動方向に沿って、基板９０の移動方向に沿う辺９１の横に近接して、少なくとも辺９１の長さと同じ長さを有して、帯状に形成されている。明暗評価用マーク５は、辺９１の長さより長くてもよい。明暗評価用マーク５の帯状の幅（短辺の長さ）は、画像処理で検出し易い幅に形成されている。明暗評価用マーク５は、カメラ２のピントを基板９０に合わせたときに、同時に明暗評価用マーク５にもピントが合う位置に形成されている。例えば、明暗評価用マーク５は、移動ステージ１１の載置面から基板９０の板厚程度、凸状に高く隆起させた隆起部の上に形成されていてもよい。基板９０と共に明暗評価用マーク５にピントが合う場合、明暗評価用マーク５は載置面とほぼ同じ高さに形成されていてもよく、載置面を凹状に窪ませた窪み部に形成されていてもよい。明暗評価用マーク５は、基板９０と共にカメラ２に撮像される位置にあれば、この例に限定されず、基板９０から離れた位置に設けられていてもよく、基板９０の撮像不要領域を覆うカバーとして設けてもよい。また、明暗評価用マーク５の形状は、この例に限られず、例えば、波型、鋸歯型等の帯状であってもよい。

明暗評価用マーク５は、帯状の何れの位置であっても、同じ色調で形成されている。明暗評価用マーク５は、カメラ２が飽和しない（白飛びしない）明るさの範囲内で、可及的に明るく撮像される色調で形成されていることが好ましい。カメラ２がカラー画像を撮像する場合、明暗評価用マーク５は、光の３原色の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）がほぼ等しく含まれて、明るく撮像される白色であることが好ましい。カメラ２がモノクロ画像を撮像する場合にも、明暗評価用マーク５は、明るく撮像される白色であることが好ましい。明暗評価用マーク５の色調は、白色以外にも必要性に応じて適宜変えてもよい。例えば、カメラ２に色付きフィルターを装着したり、赤外線又は紫外線のように可視光以外を撮像するカメラ２を用いたりする場合、明るく撮像されるように適宜、明暗評価用マーク５の色調を設定してもよい。明暗評価用マーク５は、移動ステージ１１に、白色等の着色材料を印刷し又は塗装して形成されていてもよく、白色等の着色テープ、着色板材を貼り付けて形成されていてもよい。移動ステージ１１の載置面全体を白色等に着色して、移動ステージ１１自体を明暗評価用マーク５としてもよい。

シャフト１２は、移動ステージ１１のねじ孔１８に螺合して貫通している。シャフト１２を回転させることで、移動ステージ１１がシャフト１２に沿って移動する。シャフト１２の一端側には、シャフト１２を回転させるためのモータ１３が接続されている。シャフト１２の他端側には、移動量検出センサ４が接続されている。図示しないが、モータ１３及び移動量検出センサ４は、不図示の筐体フレームに固定されている。

モータ１３は、例えばステップモータ、サーボモータである。モータ１３には、高精度の回転制御性能は要求されず、一般的な安価なものを用いることができる。モータ１３は、駆動用のドライバ３１を介してモータ制御部３２によって回転量を制御される。

移動量検出センサ４は、移動機構３による基板９０（移動ステージ１１）とカメラ２との相対的な移動量（移動距離）を検出するためのものである。この例では、移動量検出センサ４は、エンコーダであり、基板９０の移動量を検出するために、シャフト１２の回転量を検出する。

撮像タイミング生成部７は、移動量検出センサ４の検出に基づき、カメラ２に撮像を行わせる。画像記録部８は、カメラ２がラインごとに撮像した画像を、基板９０の全体画像を構成可能に順番に記録する書換可能な不揮発性メモリである。補正処理部９は、後述するように、カメラ２の撮像した画像ごとに、明暗評価用マーク５の輝度が所定の基準輝度になるように、画像の輝度を補正する処理を行う。表示部１０は、例えば液晶モニタであり、撮像した画像を表示する。

撮像タイミング生成部７、画像記録部８、補正処理部９、モータ制御部３２、及び表示部１０は、一例として、一般的なコンピュータで構成されている。図示しないが、コンピュータは、演算処理や各部の動作制御を行うＣＰＵ、動作用のプログラムや画像データを記憶するハードディスクなどのメモリ、外部とのインタフェース回路、キーボード、タッチパネルやマウスなどの操作部、及びモニタのような公知のハードウエアで構成されている。

次に、基板撮像装置１の動作を説明する。

撮像開始前に、モータ制御部３２は、モータ１３を逆回転させて、移動ステージ１１を移動量検出センサ４側の撮像スタート位置Ｓまで移動させる。オペレータが移動ステージ１１に基板９０をセットして、基板撮像装置１に撮像動作を開始させる。

撮像動作を開始すると、モータ制御部３２は、所定の回転速度でモータ１３を連続的に正回転させる。これにより、シャフト１２が回転し、シャフト１２に螺合している移動ステージ１１が同図中に矢印Ａで示す移動方向に、所定の移動速度で連続的に移動する。移動ステージ１１が移動している最中に撮像を行うため、所定の移動速度は、カメラ２のシャッター速度を考慮して設定されていて、撮像画像がぶれずに撮影可能な速度に設定されている。

移動量検出センサ４は、シャフト１２の回転量を検出し、撮像タイミング生成部７に出力する。撮像タイミング生成部７は、移動量検出センサ４の検出に基づき、移動ステージ１１の移動量を演算し、予め設定された所定の移動量ごとに、カメラ２に撮像を行わせる。所定の移動量は、カメラ２の撮像範囲に相当するように設定されている。従って、カメラ２の撮像範囲分だけ基板９０が動くたびに撮像が行われ、基板９０の一部が欠けることなく重複することなく撮像される。

このように、所定の移動量ごとにカメラ２に基板９０の撮像を行わせるため、モータ１３に速度リップルのような回転ばらつきが生じても、基板９０が伸び縮みして写らず実際の比率通りに撮像される。

画像記録部８は、カメラ２が撮像したラインごとの画像を順次記録していく。例えば、基板９０の撮像ラインに通し番号を付けて、このライン番号に対応付けて撮像した画像を記憶する。移動ステージ１１が矢印Ａ方向に移動していき、基板９０全体の撮像が終了する。これにより、画像記録部８には、基板９０全体の画像が記録される。表示部１０は、撮像された画像を表示する。

続いて、補正処理部９が、画像の補正処理を実行する。図２に、補正処理の動作を示すフローチャートを図示する。

ステップＳ１で、補正処理部９は、基準輝度の設定を行う。基準輝度は、明暗評価用マーク５の目標値となる明るさを示す輝度である。ここで、輝度とは、明るさを表す数値であり、１画素の明るさを例えば８ビット階調で表すと、０〜２５５までの２５６通りで表現される。輝度は０が最も暗く、２５５が最も明るい。カラー表示の場合、ＲＧＢのそれぞれが０〜２５５の輝度で表現される。

基準輝度の設定方法は、下記に記載するように種々の方法がある。そのため、検査対象や得られる輝度を考慮して適当な方法を採用すればよい。

例えば、補正処理部９は、基板９０をセットした移動ステージ１１をカメラ２の撮影範囲に移動させ、移動ステージ１１を停止させて、適正な露光時間（シャッター速度）で基板９０の一部（１ライン）を実際に撮像し、撮像した画像中の明暗評価用マーク５の輝度を基準輝度とする。複数ライン分の撮像を行って、明暗評価用マーク５の輝度を平均化して基準輝度としてもよい。移動ステージ１１を停止させずに、移動させながら撮像してもよい。このような基準輝度を得るための撮像を、前述した基板９０全体の撮像前に予め行って、基準輝度を決定しておいてもよい。撮像した画像を表示部１０に表示して、明暗評価用マーク５の写り具合をオペレータが適正であるか確認できるようにしてもよい。補正処理部９は、決定した基準輝度を、画像記録部８に記録する。このように適正な露光時間で撮像した明暗評価用マーク５の輝度を基準輝度とすることで、適正な明るさに基準輝度を設定できる。

又は、基準輝度を得るための撮像を別に行わず、既に撮像して画像記録部８に記録されている基板９０の全体の画像を用いて基準輝度を設定してもよい。例えば、補正処理部９は、ラインごとに撮像した各画像から明暗評価用マーク５の輝度をそれぞれ抽出し、それらラインごとの明暗評価用マーク５の輝度の中で１番明るい輝度（最大値）を基準輝度として設定してもよい。このように、１番明るい明暗評価用マーク５の輝度を基準輝度とすることで、明るい基準輝度に設定できる。明暗評価用マーク５の輝度の中の２番目に明るい輝度、又は３番目に明るい輝度を基準輝度としてもよい。又は、抽出した全ての明暗評価用マーク５の輝度の平均値を演算し、その平均値を基準輝度としてもよい。

又は、補正処理部９は、基準輝度を、例えば８ビット階調の場合、２００のような特定の固定値に設定してもよい。カラー画像の場合、明暗評価用マーク５が白色であれば、所定の基準値を、例えばＲ＝２００、Ｇ＝２００、Ｂ＝２００の固定値に設定する。この固定値をオペレータが設定してもよい。基準輝度は、色ごとに異なっていてもよい。

基準輝度を何れの方法で設定するかを、オペレータによる操作部（不図示）の操作で、選択可能にしてもよい。

続いて、ステップＳ２に進み、補正処理部９は、画像記録部８から１ライン分の画像を読み込んで、その中の明暗評価用マーク５の輝度を抽出する。補正処理部９は、明暗評価用マーク５を、色調、形状、位置などから公知の画像処理（認識）方法で検出する。補正処理部９は、明暗評価用マーク５の輝度として、明暗評価用マーク５の領域の中央部に位置する画素の輝度を抽出してもよいし、明暗評価用マーク５の領域の各画素の輝度の平均値を演算することで抽出してもよい。

続いて、ステップＳ３に進み、補正処理部９は、基準輝度と、明暗評価用マーク５の輝度との差を演算する。続いて、ステップＳ４に進み、補正処理部９は、ステップＳ３で求めた差を無くすように、１ライン分の画像中の全ての画素の輝度をオフセットさせる演算を行う。例えば、基準輝度が２００であり、明暗評価用マーク５の輝度が１８０である場合、差が２０であるので、１ライン分の画像中の各画素の輝度に２０を加算する演算を行う。例えば、基準輝度が２００であり、明暗評価用マーク５の輝度が２１０である場合、差が−１０であるので、１ライン分の画像中の各画素の輝度に−１０を加算（１０を減算）する演算を行う。補正処理部９は、演算後の画像の輝度を、画像記録部８に記録する。

これにより、１ライン分の画像中の明暗評価用マーク５の輝度が、基準輝度と同じ輝度になり、それに合わせて画像中の各画素の輝度もオフセットされる。ステップＳ２〜Ｓ４では、カラー画像であれば、画素ごとにＲＧＢの各色について演算する。ＲＧＢの各色について演算することで、カラーバランスを乱すことなく、画像の明るさを補正することができる。モノクロ画像であれば、色が無いので画素ごとに演算する。

ステップＳ５の判別により、全ての画像（ライン）について処理が終了するまで、ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返しループ処理する。このループ処理で、各画像中の明暗評価用マーク５の輝度が基準輝度と同じ輝度になり、それに合わせて画像中の各画素の輝度もオフセットされて、基板９０の画像全体が同様の明るさになる。補正処理が終了すると、補正処理部９は、補正後の画像を表示部１０に表示する。

補正処理後の画像は基板検査装置（図示せず）に読み込まれ、基板検査に使用される。

図３に、具体例を示す。図３（ａ）は撮像対象の基板９０の一部を示している。基板９０には、導体パターン９５が形成されている。基板９０の横に明暗評価用マーク５が位置している。

この基板９０をカメラ２で撮像した画像の例を、図３（ｂ）に模式的に示す。同図では、発明の理解を容易にするために、ラインＬ１〜Ｌ６の境界線を一点鎖線で示すと共に、ラインごとの明るさの差異をドットで表現している。この例では、ラインごとの明るさを模式的に大きく変えて示している。明暗評価用マーク５の輝度は、同図の明暗評価用マーク５の横に数値で示すように、ラインＬ１〜Ｌ６の順に、１９５、１９０、１８５、２１０、２００、２１５である。導体パターン９５の輝度は、導体パターン９５の横に数値で示すように、ラインＬ１〜Ｌ６の順に、１６５、１６０、１５５、１８０、１７０、１８５である。

補正処理部９が、画像の補正処理を行うことで、図３（ｃ）に示すように、各ラインＬ１〜Ｌ６で、明暗評価用マーク５の輝度が基準輝度と同じ２００になり、導体パターン９５の輝度が１７０に補正される。従って、画像全体が同様の明るさになる。

次に補正処理の他の例について説明する。図４に他の補正処理の動作を示すフローチャートを図示する。

図４に示すフローチャートは、図２に示したフローチャートとステップＳ３、Ｓ４が異なっている。他のステップは同様である。

図４に示す補正処理では、補正処理部９は、ステップＳ１で、基準輝度を設定し、ステップＳ２で画像中の明暗評価用マーク５の輝度を検出する。

続いて、ステップＳ３ａで、補正処理部９は、基準輝度に対する明暗評価用マーク５の輝度の比率を演算する。続いて、ステップＳ４ａに進み、補正処理部９は、ステップＳ３ａで求めた比率に基づいて、１ライン分の画像の輝度を補正する。具体的には、補正処理部９は、ステップＳ３ａで求めた比率の逆数を、１ライン分の画像中の全ての画素の輝度に乗算する演算を行う。例えば、基準輝度が２００であり、明暗評価用マーク５の輝度が１８０である場合、比率は１８０／２００になる。この逆数２００／１８０を、１ライン分の画像中の各画素の輝度に乗算する。又、基準輝度が２００であり、明暗評価用マーク５の輝度が２１０である場合、比率が２１０／２００であるので、１ライン分の画像中の各画素の輝度に比率の逆数の２００／２１０を乗算する。補正処理部９は、演算した画像中の各画素の輝度を、画像記録部８に記録する。

これにより、１ライン分の画像中の明暗評価用マーク５の輝度が、基準輝度と同じ輝度になり、それに合わせて画像中の各画素の輝度も補正される。

図５に、具体例を示す。図５（ａ）、図５（ｂ）は、前述した図３（ａ）、図３（ｂ）と同様の図で、図５（ａ）は撮像対象の基板９０の一部を示し、図５（ｂ）はカメラ２で撮像した画像を示している。

補正処理部９が、図４に示す画像の補正処理を行うことで、図５（ｃ）に示すように補正され、ラインＬ１〜Ｌ６で、明暗評価用マーク５の輝度が、全て基準輝度の２００になる。この場合、導体パターン９５の輝度は、ラインＬ１〜Ｌ６で順に、１６９、１６８、１６８、１７１、１７０、１７２に補正され、概ね１７０になる。このように、画像全体が同様の明るさに補正される。

先に説明した図２に示した補正処理を用いるか、図４に示した補正処理を用いるかは適宜決定すればよい。通常、光学系（レンズ）や撮像系（ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ）は明るさに対して線形（リニア）な出力をするので、図２に示す補正処理のように、基準輝度と明暗評価用マーク５との差分だけ画像の輝度をオフセットすることで、明るさを精度よく補正することができる。光学系、撮像系や移動系（移動機構）などに非線形性が含まれる場合、図４に示す補正処理のように、基準輝度と明暗評価用マーク５との比率に基づいて画像を補正してもよい。

次に、本発明を適用する基板撮像装置の他の例である基板撮像装置１ａについて説明する。

図６に基板撮像装置１ａを示す。基板撮像装置１と同様の構成については同じ符号を付している。基板撮像装置１ａは、基板撮像装置１と移動機構３及び明暗評価用マーク５が異なっていて、他の構成は基板撮像装置１と同様である。

基板撮像装置１ａの移動機構３ａは、基板９０を移動させるベルトコンベア４１で構成されている。ベルトコンベア４１は、モータ１３で駆動され、このモータ１３は、ドライバ３１を介してモータ制御部３２によって制御される。ベルトコンベア４１は、固定されたカメラ２に対し、同図に示す矢印Ａの方向に基板９０を移動させる。ベルトコンベア４１（基板９０）の移動量は、移動量検出センサ４によって検出される。図示しないが、ベルトコンベア４１の両側に、基板９０を両側から挟み込むレールが設けられていてもよい。又、同図では、ベルトコンベア４１として基板９０の下面全体を支持するものを示しているが、ベルトコンベア４１は、基板９０の移動方向に沿った辺９１、９２の下部だけを支持して移動するものであってもよい。

基板撮像装置１ａの明暗評価用マーク５ａは、カメラ２の撮像範囲内に、カメラ２に対する相対的な位置が固定されて設けられている。カメラ２の撮像範囲を破線で示す。この例では、明暗評価用マーク５ａは、基板９０の移動方向に沿った辺９１の通るベルトコンベア４１のすぐ横に設けられた固定部材４２に形成されている。固定部材４２は、筐体フレームに固定されていて動かない。カメラ２の撮像範囲に固定されているものであれば、固定部材４２として用いることができる。例えば、例えばベルトコンベア４１の両側全体を挟み込むように動かない枠部材（不図示）を設け、その枠部材を固定部材４２として用いて、そこに明暗評価用マーク５ａを形成してもよい。固定部材４２の上部に形成された明暗評価用マーク５ａは、基板９０の撮像面とほぼ同一面になる位置（高さ）に形成されている。これにより、カメラ２のピントは、基板９０と共に明暗評価用マーク５ａに合う。明暗評価用マーク５ａはカメラ２に対して移動しないので、基板９０の移動方向に沿った明暗評価用マーク５ａの長さは、撮像範囲内に入る程度の短い長さで形成されていればよい。明暗評価用マーク５ａの色調や形成方法は、明暗評価用マーク５と同様である。

基板撮像装置１ａで基板９０の撮像を行うことで、例えば図３（ｂ）、図５（ｂ）に示したような、基板９０と共に明暗評価用マーク５ａの写った画像を撮像できる。従って、図２又は図４に示した画像の補正処理を行って、撮像された明暗評価用マーク５ａの輝度を基準輝度に補正することで、基板９０全体の画像を同様の明るさに補正することができる。

なお、基板撮像装置１、１ａでは、固定されたカメラ２に対し基板９０を移動させる移動機構３、３ａを示したが、基板９０を固定して、カメラ２を移動させるようにしてもよい。カメラ２としてラインカメラを用いた例を示したが、エリアカメラを用いてもよい。カメラ２が撮像した画像を、画像記録部８に記録した後に、補正処理部９が補正処理を行う例を示したが、撮像前に基準輝度を決定しておき、カメラ２がラインごとに撮像した画像をそのまま補正処理部９が補正処理を行って、画像記録部８に記録するようにしてもよい。基板撮像装置１、１ａは、基板検査装置と一体になっていて、撮像し補正した画像を直ちに検査するようにしてもよい。

１・１ａは基板撮像装置、２はカメラ、３・３ａは移動機構、４は移動量検出センサ、５・５ａは明暗評価用マーク、７は撮像タイミング生成部、８は画像記録部、９は補正処理部、１０は表示部、１１は移動ステージ、１２はシャフト、１３はモータ、１４はレール、１８はねじ孔、２１は照明、３１はドライバ、３２はモータ制御部、４１はベルトコンベア、４２は固定部材、９０は基板、９１・９２は基板９０の辺、９５は導体パターン、Ａは移動方向を示す矢印、Ｌ１〜Ｌ６はカメラ２の撮像範囲、Ｓは撮像スタート位置である。

Claims (9)

1. 撮像可能な範囲が撮像対象の基板の一部の範囲であるカメラと、
   前記基板と前記カメラとを相対的に移動させ、前記基板の撮像範囲を移動させる移動機構と、
   前記基板と前記カメラとの相対的な移動量を検出するための移動量検出センサと、
   前記移動量検出センサの検出に基づき、所定の前記移動量ごとに前記カメラに撮像させる撮像タイミング生成部と、
   前記基板と共に前記カメラに撮像される明暗評価用マークと、
   前記カメラの撮像した画像ごとに、前記明暗評価用マークの輝度が所定の基準輝度になるように、前記画像の輝度を補正する補正処理部とを、
   備えることを特徴とする基板撮像装置。
2. 前記画像補正部が、前記基準輝度と、前記明暗評価用マークの輝度との差を演算し、その差を無くすように、前記画像の輝度をオフセットする補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の基板撮像装置。
3. 前記画像補正部が、前記基準輝度に対する前記明暗評価用マークの輝度の比率を演算し、その比率に基づいて前記画像の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の基板撮像装置。
4. 前記明暗評価用マークが、前記基板を載置して前記カメラに対して移動する移動ステージに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板撮像装置。
5. 前記明暗評価用マークが、前記カメラに対する相対的な位置が固定されて設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板撮像装置。
6. 前記画像補正部が、前記基板において撮像された前記明暗評価用マークの輝度の平均値を演算し、その平均値を前記基準輝度とすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板撮像装置。
7. 前記画像補正部が、前記基板において撮像された前記明暗評価用マークの輝度の最大値を演算し、その最大値を前記基準輝度とすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板撮像装置。
8. 前記カメラが、ラインカメラであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の基板撮像装置。
9. 撮像可能な範囲が撮像対象の基板の一部の範囲であるカメラを用いて、前記基板と前記カメラとを相対的に移動させ、所定の移動量ごとに、前記基板と共に明暗評価用マークを撮像し、前記カメラの撮像した画像ごとに、前記明暗評価用マークの輝度が所定の基準輝度になるように、前記画像の輝度を補正することを特徴とする基板撮像方法。

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