JP2008089398A - 光学部材の表面観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】いわゆる片面撮像方法を採用しつつも、平板状の光学部材の表面に存在する異物そのものの像と該異物の映り込み像とを簡易にかつ正確に区別することができる光学部材の表面観察方法を提供すること。
【解決手段】光学部材の表面観察方法は、第一の表面に関する画像内の光像と第二の表面に関する画像内の光像のうち、同一の異物に起因する二つの像が、該異物そのものの像と該異物の映り込みによる像のいずれであるかを、各光像の輝度情報および面積情報の少なくとも一方を用いて算出される第一の判定値に基づいて判定する第一の判定工程と、第一の判定工程によって異物そのものの像と判定された光像の輝度情報および面積情報に基づいて算出された第二の判定値と、表面毎に設定された基準値とを比較することにより、光学部材の良否判定を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学フィルタ等の透過性ある平板状の光学部材に関する良否判定を行うにあたり、暗視野照明下で該部材の表面に存在する異物の観察に好適な光学部材の表面観察方法および該観察方法により表面の異物を観察することができる光学部材観察装置に関する。

従来、光学フィルタ等の平板状の透過性ある光学部材の良品または不良品判定を行う際、暗視野照明を用いて該光学部材の表面に表れるゴミ等の付着物を撮像し、これを異物として観察する方法が採られている。なお、表面とは装置等に配設された光学部材において、結像に寄与する正規の光が入射するあるいは射出される面のことをいう。観察方法には、該被検物の第一の表面を撮像後、第二の表面を撮像するいわゆる片面撮像方法が知られている。片面撮像方法を用いた観察方法は、例えば、以下の特許文献１に記載されている。

特表２０００−５０５９６６号公報

特許文献１に記載の観察方法によれば、光源から照射された光を対物レンズを介して被検物である光学部材でスポットを形成させる。そして該スポットを該光学部材の第一の表面（例えば光源に近い方の表面）で走査し、反射光を撮像部で受光することにより該第一の表面を撮像する。ここで、第二の表面（例えば光源から遠い方の表面）を撮像したい場合には、第二の表面に入射光がスポットをするように、被検物を保持するホルダと光源（あるいは対物レンズ）との相対位置を調整する。

しかし、特許文献１に記載の方法では、第一の表面を撮像した際に、第二の表面に存在する異物が映り込むおそれがある。一般に、撮像装置に該光学部材が配設される場合、該光学部材において、被写体からの光が入射する表面（前面）の方よりも、該光が射出される表面（背面）の方が撮像面から近い位置にあるため、異物に対する許容度が小さい。従って、仮に背面の画像に表面の異物に関する映り込み像が存在した場合、本来背面に存在する異物だけならば良品であるにもかかわらず、該映り込み像によって不良品と判定されてしまうおそれがある。

以上の諸事情に鑑み、本発明は、いわゆる片面撮像方法を採用しつつも、平板状の光学部材の表面に存在する異物そのものの像と該異物の映り込み像とを簡易にかつ正確に区別することができる光学部材の表面観察方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本願発明に係る光学部材の表面観察方法は、時間的間隔をおいて撮像部によって被検物の第一の表面および第二の表面を撮像する光学部材観察装置における光学部材の表面観察方法であって、第一の表面に関する画像内の光像と第二の表面に関する画像内の光像のうち、同一の異物に起因する二つの像が、該異物そのものの像と該異物の映り込みによる像のいずれであるかを、各光像の輝度情報および面積情報の少なくとも一方を用いて算出される第一の判定値に基づいて判定する第一の判定工程と、第一の判定工程によって異物そのものの像と判定された光像の輝度情報および面積情報に基づいて算出された第二の判定値と、表面毎に設定された基準値とを比較することにより、光学部材の良否判定を行う第二の判定工程と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の光学部材の表面観察方法によれば、第一の判定値をＭ１とすると、Ｍ１は以下の式
Ｍ１＝Ａ^α×（Ｉ−Ｂ）^β
ただし、Ａは、光像の面積を、Ｉは該光像の平均輝度を、Ｂは該光像の周囲の輝度を、それぞれ表し、また、０≦α≦１、０≦β≦１である、
によって規定することができる。ここで、異物そのものの像であるかどうかの判定に際して、変数αとβの値を任意に設定することにより、光像の大きさ（面積）と輝度（明るさ）のいずれに重点を置くかを変更することができる。

また、請求項３に記載の光学部材の表面観察方法によれば、第二の判定値をＭ２とすると、Ｍ２は以下の式によって規定することができる。
Ｍ２＝Ａ×（Ｉ−Ｂ）

請求項３に記載の式により第二の判定値Ｍ２を規定した場合、第二の判定工程がより高精度に行われることになる。

また、請求項４に記載の光学部材の表面観察方法によれば、第二の判定値をＭ２とすると、該Ｍ２は以下の式によっても規定することができる。
Ｍ２＝Ｉ−Ｂ

請求項４に記載の式により第二の判定値Ｍ２を規定した場合、第二の判定工程がより短時間で効率的に行われる。

請求項４に記載の光学部材の表面観察方法によれば、第一の判定工程に先だって、前記第一の画像と前記第二の画像において、同一の異物に対応する光像同士を互いに関連づける関連づけ工程を有することができる。

このように本発明にかかる表面観察方法によれば、各表面に関する画像において異物に起因する光像の輝度情報および面積情報に基づき所定の演算を行うことにより、異物そのものの像か映り込み像であるかを判断し該判断結果に基づき光学部材の良否判定を行っている。このように本発明によれば、簡易な演算を行うだけでありながら映り込みの影響を受けることがない正確な光学部材の良否判定を可能にしている。

以下、本発明に係る光学部材の表面観察方法に好適な光学部材観察装置について説明する。図１は光学部材観察装置１００の全体図を模式的に示す図である。光学部材観察装置１００は、撮像システム１１０、プロセッサ１３０、モニタ１５０を有する。

撮像システム１１０は、カメラ部１０１、テーブル１０２、脚部１０３、Ｘ方向レール１０４、Ｙ方向レール１０５、リング型照明１０６、基台１０７、駆動部１０８を有する。なお、以下の説明では便宜上、カメラ部１０１の光軸（図１中一点鎖線で示す）方向をＺ方向といい、該Ｚ方向に直交しかつ互いに直交する二方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向という。図１では、紙面に直交する方向をＸ方向、紙面に沿う方向をＹ方向と定義している。

カメラ部１０１は、図示しないものの、ＣＣＤ等の撮像素子と１または複数のレンズから構成されている。テーブル１０２は、中央部に開口部１０２ａが設けられたドーナツ形状を有している。なお、図１では、便宜上、テーブル１０２は、光軸を含む面での断面形状として示している。テーブル１０２は、Ｘ方向レール１０４によってＸ方向に駆動自在に配設されている。また、テーブル１０２は、Ｘ方向レールを介して脚部１０３に載置されている。脚部１０３は、Ｙ方向レール１０５によってＹ方向に駆動自在に配設されている。さらに脚部１０３は、Ｚ方向に伸縮自在に構成されている。テーブル１０２および脚部１０３はそれぞれ駆動部１０８に接続されている。これにより、テーブル１０２は、駆動部１０８によって、Ｘ−Ｙ平面上を移動することができるだけでなく、脚部１０３の伸縮に連動してＺ方向にも移動することができる。

Ｙ方向レール１０５は、基台１０７に配設されている。基台１０７には、リング照明１０６が配設されており、テーブル１０２、カメラ部１０１に向かって発散光を照射する。

撮像システム１１０は、プロセッサ１３０に接続されている。プロセッサ１３０は、撮像システム１１０のカメラ部１０１から送信される画像信号に所定の画像処理を施したり、本発明の特徴である光学部材の表面観察や良否判定に関連する処理を行う。また、撮像システム１１０全体の駆動に関して統括して制御する。プロセッサ１３０によって画像処理を施された撮像画像や、観察結果および良否判定結果に関する情報はモニタ１５０によって表示される。

光学部材の表面観察時、テーブル１０２には、ホルダ１０によって保持された被検物である光学部材が載置される。本実施形態のホルダ１０は、複数の光学部材Ｆ１〜Ｆｎを保持可能に構成されている。光学部材は、透過性ある平板状の部材で光学フィルタ等が例示される。なお、図１では、ホルダ１０は、テーブル１０２と同様に、光軸を含む面での断面形状として示している。よって、ホルダ１０に保持される光学部材も該光軸を含む面に表れるＦ１〜Ｆ３のみが示されている。

前工程を経たホルダ１０（より具体的には光学部材Ｆ１〜Ｆｎ）がテーブル１０２上に載置されると、撮像対象となる一つの光学部材（以下の説明では光学部材Ｆ１とする。）がカメラ部１０１の撮像範囲に位置するようにプロセッサ１３０の制御下、駆動部１０８がテーブル１０２をＸ−Ｙ平面上で移動させる。加えて、駆動部１０８は、プロセッサ１３０の制御下、脚部１０３を伸縮させることにより、テーブル１０２をＺ方向に駆動させる。そして、光学部材Ｆ１の第一の表面をカメラ部１０１の焦点位置に一致させる。以上の位置調整が終了すると、リング照明１０６から光が照射される。

なお、以下の説明では、便宜上カメラ部１０１に対向する表面を第一の表面とする。また、第一の表面の反対側、つまりリング型照明１０６に対向する表面を第二の表面という。さらに、実際の撮像装置に光学部材Ｆ１が搭載された場合、第一の表面は前面となり、第二の表面は背面となる。

照射された光は光学部材Ｆ１を照明する。ここで、上記の通り、リング型照明１０６からの光は発散光である。そのため、光学部材Ｆ１の表面に異物が存在しない場合は、カメラ部１０１に結像せず、表面に対応する部位は暗く写る。これに対し、表面にキズやゴミといった異物が存在する場合、該異物で散乱した光がカメラ部で結像するため、該異物に対応する部位は明るく表れる。つまり、本実施形態の光学部材観察装置１００は暗視野照明による光学部材の表面観察を行うための装置である。カメラ部１０１は、光学部材Ｆ１の第一の表面に関する画像データをプロセッサ１３０に信号（画像信号）として出力する。

光学部材Ｆ１の第一の表面の撮像が終わると、プロセッサ１３０はテーブル１０２をＸ−Ｙ平面で移動させ、次の撮像対象をカメラ部１０１の撮像範囲内に位置させる。例えば次の撮像対象が光学部材Ｆ２である場合、プロセッサ１３０は、駆動部１０８を介してテーブル１０２をＹ方向に所定量移動させる。なお、Ｚ方向への位置調整は行われないため、撮像範囲内に位置した次の撮像対象（光学部材Ｆ２）の第一の表面とカメラ部１０１の焦点位置は必然的に一致する。光学部材Ｆ２が撮像範囲内に位置すると、カメラ部１０１によって光学部材Ｆ２の第一の表面に関する撮像が行われる。なお、図１に示すテーブル１０２やホルダ１０の位置は、光学部材Ｆ２の第一の表面の撮像時における位置に相当する。

以後、上記と同様に、被検物の撮像とテーブル１０２の移動が交互に実行される。そして、全ての光学部材における第一の表面の撮像が終了すると、次いで、プロセッサ１３０は、再び光学部材Ｆ１が撮像範囲内に位置するようにテーブル１０２を移動させると共に、脚部１０３を伸縮させて該部材Ｆ１の第二の表面を焦点位置に一致させる。

そして、上記と同様の流れに従って、各光学部材Ｆ１〜Ｆｎの第二の表面に関する撮像が行われる。各表面に関する画像データは、同一被検物（ここでは光学部材Ｆ１）に関するデータとして互いに関連づけられる。光学部材観察装置１００は、以下に詳述する画像処理を行いつつ、各表面に関する画像を用いていずれの表面に異物が存在するか、該異物がどの程度の大きさなのか等の情報に基づき、被検物である光学部材の良否判定を行う。

以下、本発明の特徴でもある、プロセッサ１３０で行われる画像処理について詳説する。なお、以下の説明では特定の光学部材Ｆ１の各表面に関する画像についてのみ説明するが、実際の装置では、撮像した全ての光学部材について以下に詳述する画像処理が行われる。図２は、プロセッサ１３０で行われる画像処理を示すフローチャートである。

画像処理前、つまり撮像システム１１０により撮像された時点での第一の画像Ｐ１および第二の画像Ｐ２の一例をそれぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）に模式的に示す。光学部材Ｆ１に関する画像として関連づけられた第一の表面像を含む画像を、以下、第一の画像Ｐ１という。また光学部材Ｆ１に関する画像として関連づけられた第二の表面像を含む画像を、以下、第二の画像Ｐ２という。

背景技術として上述した通り、本実施形態の光学部材観察装置１００のように光学部材の表面を片面ずつ時間をおいて順に撮像する方式では、いくつかの撮像条件が変化するため、各画像に含まれる各表面像は必ずしも同一状態になるとは限らない。撮像条件の変化には例えば、ホルダ１０内で光学部材が微小に移動してしまう、または光学部材そのものの厚みに起因して各表面からカメラ部１０１までの空気換算長での距離が異なる、といったことが挙げられる。従って、画像処理時にはまず上記の各撮像条件の変化に起因する各画像の不一致を補正する必要がある。例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）では、第一画像Ｐ１内の第一の表面像ｉ１は第一画像Ｐ１の輪郭に沿って位置しているのに対し、第二画像Ｐ２内の第二の表面像ｉ２は第二画像Ｐ２の輪郭に対して傾いて位置する。また、第一の表面像ｉ１に比べて第二の表面像ｉ２の方が小さく映っている、つまり撮像倍率が異なっている。結果として、両画像Ｐ１、Ｐ２内における各表面像がずれてしまっている。

そこで、プロセッサ１３０は、各画像データを図示しない記憶部から読み出す。そして、プロセッサ１３０は、Ｓ１において、いずれか一方あるいは双方の画像の倍率を調整することにより、各表面像のサイズを統一する。ここでは、第二の表面像ｉ２のサイズを拡大して第一の表面像ｉ１に統一する。拡大率は、各画像撮像時の空気換算長での物体距離に基づいて決定される。サイズ統一後の第一画像Ｐ１、第二画像Ｐ２をそれぞれ図４（Ａ）、（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）において、破線領域がサイズ変更前の第二の表面像である。

次いで、プロセッサ１３０は、各画像Ｐ１、Ｐ２に含まれる各表面像ｉ１、ｉ２の外形（アウトライン）を検出する。一般に暗視野照明方式を採用して被検物の撮像を行った場合、該被検物である光学部材に入射した発散光は、表面の異物のみならず該光学部材のエッジ（端部）でも散乱する。そのため、各画像Ｐ１、Ｐ２では、各表面像の外形が他の領域よりも明るくぼやけた状態で表れている。そこで、プロセッサ１３０は、各画像Ｐ１、Ｐ２を二値化処理をはじめ周知の画像処理を施して各表面像の外形を抽出する（Ｓ３）。

次いでプロセッサ１３０は、各画像Ｐ１、Ｐ２における各表面像の外形の状態が互いに略一致するように、各表面像の傾き調整を行う（Ｓ５）。ここでは、第二画像の画像中心を回転中心として第二の表面像ｉ２を所定量回転することにより、第二の表面像ｉ２の傾きを調整して該表面像ｉ２の外形状態を第一の表面像ｉ１に略一致させる。サイズ統一後の第一画像Ｐ１、第二画像Ｐ２をそれぞれ図５（Ａ）、（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）において、破線領域が傾き調整前の第二画像および第二の表面像である。図５（Ｂ）に示すように、傾き調整処理を行うことにより、第二画像Ｐ２そのものは、第一画像に対して傾きを持ってしまうが、各画像内にある各表面像ｉ１、ｉ２は互いに略同一状態、つまり傾きを有していない状態にある。さらに説明を加えれば、本実施形態では、矩形状の光学部材を想定する。そのため、各表面像ｉ１、ｉ２が互いに略同一状態とは、互いに対応する端辺が略平行な状態を意味する。

次いでプロセッサ１３０は、画像Ｐ１、Ｐ２毎に異物検出のために行うスキャン領域Ｓおよび該スキャン領域Ｓ内を走査させる検出領域Ｄを設定する（Ｓ７）。スキャン領域Ｓが設定された各画像Ｐ１、Ｐ２を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。各画像Ｐ１、Ｐ２に設定されるスキャン領域Ｓは、互いに同一形状であり、またスキャン領域Ｓの中心と各画像Ｐ１、Ｐ２中心を一致させた場合に各画像Ｐ１、Ｐ２全域がスキャン領域Ｓ内に収まるような大きさを持つように設計されている。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すスキャン領域は矩形状に設定されているがこれに限定するものではなく、被検物である光学部材Ｆ１の外形の相似形であればもれなくスキャンすることが可能になる。また、図６（Ａ）、（Ｂ）に斜線領域で示す検出領域は、予め所定のサイズが設定されている。本実施形態では検出領域は、スキャン領域をもれなく走査できるようにするためにスキャン領域と相似する形状（ここでは矩形状）に設定している。

Ｓ７でスキャン領域Ｓおよび検出領域Ｄが設定されると、Ｓ９において、両方のスキャン領域Ｓ内に存在する検出領域Ｄを同一速度かつ同一経路で移動（走査）させる。そして、双方の検出領域内に明るい光像（異物に関する像）が存在すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、プロセッサ１３０は、各像を検出し、互いに関連づけて組として記録する（Ｓ１３）。つまり、Ｓ１３で関連づけられて組とされた二つの光像は、同一異物に対応する像であるとみなされる。以上のＳ９、Ｓ１１、Ｓ１３の処理をスキャン領域Ｓ全域が走査されるまで繰り返す（Ｓ１５：ＮＯ）。

なお、本実施形態ではプロセッサ１３０にかかる処理負担を軽減するため、各スキャン領域Ｓでの検出領域Ｄは、同一速度かつ同一経路で移動させると説明した。しかし、プロセッサ１３０が、各スキャン領域Ｓでの検出領域Ｄによって異物を検出した際の位置情報（座標情報等）を取得できるのであれば、各検出領域Ｄは必ずしも同一速度かつ同一経路で移動させる必要はない。

スキャン領域Ｓ全域の走査が完了すると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、次いで、プロセッサ１３０は、最小二乗法を用いて各組を構成する二つの光像間の距離の二乗和が最小になるよう演算処理を行う（Ｓ１７）。そして、Ｓ１７の最小二乗法を用いた演算処理により各組を構成する二つの光像に対応する異物が存在するであろう場所を近似する。そして全ての組を構成する二つの光像が、近似された場所に位置するように各画像Ｐ１、Ｐ２における各表面像の状態（画像内での位置および傾き）を微調整する。次いで、プロセッサ１３０は、各組を構成する二つの光像間の距離平均が十分に小さいかどうかを判断する（Ｓ１９）。具体的には、組を構成する二つの光像間の距離平均を算出し、該平均値が所定の基準値より小さいかどうかを判断する。本実施形態では、プロセッサ１３０の処理負担を軽減しつつも誤差範囲を極力小さく抑えるために、１ピクセルを所定の基準値としている。ここで、上記距離平均が１ピクセル以上である場合には、本来異物が存在するであろう場所と後述の処理で決定される異物存在場所との誤差が大きすぎると判断し（Ｓ１９：ＮＯ）、上記Ｓ７で設定した検出領域のサイズを小さくして（Ｓ２１）、再度Ｓ９以降の処理を繰り返す。

Ｓ１９で、上記距離平均が１ピクセルよりも小さいと判断されると（Ｓ１９：ＹＥＳ）、片面撮像方法によって得られた各表面に関する二枚の画像のずれが補正されたことになり、一連の処理は終了する。なお、以上の処理では、あくまで二つの光像に対応する異物が光学部材Ｆ１においてどの位置に存在しているかのみが判別され、該異物が光学部材Ｆ１におけるいずれの表面に存在しているかという判定は、後述の良否判定処理時に行われる。

以上が二枚の画像ずれ補正を含む一連の画像処理の説明である。プロセッサ１３０は、上記の画像処理が終了し、光学部材Ｆ１に関する二枚の画像のずれが高精度に補正されると、次いで、本発明の特徴である該二枚の画像を用いて光学部材Ｆ１に関する良否判定処理について説明する。本実施形態の良否判定処理は、まず上記画像処理において関連づけられた二つの光像に対応する異物が光学部材Ｆ１におけるいずれの表面に存在しているかという判定（第一判定）、および表面毎に異なる判定基準に従った光学部材の良否判定（第二判定）を含む。

まず第一判定について説明する。第一判定では、上記の画像処理において互いに関連づけられた二つの光像それぞれについて、以下の式により規定される第一判定値Ｍ１を求める。そして、第一判定値Ｍ１が大きい光像が異物そのものの像（以下、単に異物像という）であると判定する。ここで、プロセッサ１３０は、各光像について、それぞれが映っている画像に基づき、いずれの表面を撮像したときに生じた像であるかを判断することができる。つまりプロセッサ１３０は、第一判定では、実際の異物が光学部材のいずれの表面に存在しているかを判定することもできる。
Ｍ１＝Ａ^α×（Ｉ−Ｂ）^β
ただし、Ａは光像の面積、Ｉは該光像の平均輝度、Ｂは該光像の周囲の輝度（つまり背景輝度）を表す。また、０≦α≦１、０≦β≦１である。

なお、上記の各輝度Ｉ、Ｂは、画像の階調のことである。例えば、８ビットの画像であるならば、計２５６階調であるため、０から２５５までの値を採る。

本実施形態では、α＝０、β＝１に設定する。つまり本実施形態では、第一判定において、光像の面積は考慮しない。ただし、αとβの各値は、被検物の特徴や撮影条件に応じてユーザが任意に設定することができる。

上記第一判定により、組を構成する二つの光像、換言すれば上記画像処理において互いに関連づけられた二つの光像のいずれが異物像であるかを判定すると、プロセッサ１３０は次いで第二判定を行う。

第二判定では、第一判定により判定された異物像が対象になる。つまり、第一判定を行うことにより、異物の映り込み像は適切に検査対象から除去される。第二判定において、プロセッサ１３０は、各異物像について、以下の式により規定される第二判定値Ｍ２を求める。
Ｍ２＝Ａ×（Ｉ−Ｂ）

本実施形態では、処理内容を簡略化して処理速度を向上させるために、上記の通り第一判定において光像の面積は考慮していない。第一判定において光像の面積を考慮していない場合、第二判定においても光像の面積Ａを無視することが可能である。つまり、第二判定値Ｍ２は以下の式によって求まる。
Ｍ２＝Ｉ−Ｂ

そしてプロセッサ１３０は、算出した各異物像の第二判定値Ｍ２に基づいて光学部材Ｆ１が良品かどうかの判定を行う。ここで、上記のように、一般に光学フィルタのような光学部材の場合、実装される装置における該光学部材の使用態様に応じて、前面と背面とで異物に対する許容基準に差が設けられることがある。そこで、プロセッサ１３０には予め第一の表面と第二の表面とで異なる閾値ｒｅｆ１、ｒｅｆ２が設定されている。ここで第一の表面を前面、第二の表面を背面と想定すると、撮像素子に近く位置することになる第二の表面に対応する閾値ｒｅｆ２の方が低く設定される。

プロセッサ１３０は、各異物像について、各像の第二判定値Ｍ２と、各像に対応する異物が存在する表面に対応する閾値とを順次比較する。そして各閾値を上回る第二判定値Ｍ２を持つ異物像がある場合には、光学部材Ｆ１は不良品であると判断される。

以下、図７を参照しつつ、本発明に係る観察方法と従来の観察方法の良否判定精度の違いを説明する。図７は、８０枚の光学部材を観察したとき、各光学部材の第一の表面に存在する異物によって得られた二つの光像（つまり上記画像処理Ｓ１３で組を構成する異物像および映り込み像）について、第二判定の結果を示すグラフである。図７に示すグラフにおいて、縦軸は、異物像（つまり第一画像Ｐ１に含まれる光像）に関する第二判定値Ｍ２を、横軸は、映り込み像（つまり第二画像Ｐ２の光像）に関する第二判定値Ｍ２を、それぞれ表す。

従来の片面撮影に基づく表面観察方法によれば、異物がいずれの表面に存在するのか、換言すれば検出された光像が異物像か映り込み像のいずれであるかを判別することができなかった。従って、本来第一の表面に存在する異物に対応する光像であるから、閾値ｒｅｆ１を基準として良否判定なされるべきであるにもかかわらず、従来の観察方法では、第二画像Ｐ２に表れた映り込み像も判定対象となってしまう。そして、該映り込み像が閾値ｒｅｆ２以上であれば不要品として判定されてしまう。例えば、図７中領域Ｇ内のサンプリングポイントは、第一の表面に存在する異物としては許容範囲内である。しかし、従来の観察方法では、映り込み像が第二の表面に存在する異物像とみなされる。その結果、該映り込み像の第二判定値Ｍ２が閾値ｒｅｆ２以上であるため、本来良品である被検物が不良品として処理されてしまう。

これに対し、本実施形態によれば、上記の画像処理に基づいて各表面の画像間のずれが良好に補正されているため、第一判定によって高い精度をもって異物像と映り込み像を区別することができる。従って、第二判定において、上記のような本来良品であるにもかかわらず不良品として処理されるおそれは生じない。

なお、本発明に係る良否判定に関する処理に先だって行われる画像ずれ補正のための画像処理は、上述した処理内容に限定されるものではなく、他の画像処理であってもよい。

本発明の実施形態の光学部材観察装置の全体を模式的に示す図である。 実施形態のプロセッサが行う画像処理に関するフローチャートである。 画像処理中の工程を説明するための図である。 画像処理中の工程を説明するための図である。 画像処理中の工程を説明するための図である。 画像処理中の工程を説明するための図である。 実施形態の表面観察方法を用いた良否判定結果と従来の観察方法を用いた良否判定結果を比較するためのグラフである。

符号の説明

１０ ホルダ
１００ 光学部材検査装置
１０１ カメラ部
１０２ テーブル
１０６ リング型照明
１１０ 撮像システム
１３０ プロセッサ
１５０ モニタ
Ｐ１、Ｐ２ 画像
ｉ１、ｉ２ 表面像

Claims (5)

1. 時間的間隔をおいて撮像部によって被検物の第一の表面および第二の表面を撮像する光学部材観察装置における光学部材の表面観察方法であって、
   前記第一の表面に関する画像内の光像と第二の表面に関する画像内の光像のうち、同一の異物に起因する二つの像が、該異物そのものの像と該異物の映り込みによる像のいずれであるかを、各光像の輝度情報および面積情報の少なくとも一方を用いて算出される第一の判定値に基づいて判定する第一の判定工程と、
   前記第一の判定工程によって異物そのものの像と判定された光像の輝度情報および面積情報に基づいて算出された第二の判定値と、前記表面毎に設定された基準値とを比較することにより、前記光学部材の良否判定を行う第二の判定工程と、を有することを特徴とする光学部材の表面観察方法。
2. 請求項１に記載の光学部材の表面観察方法において、
   前記第一の判定値をＭ１とすると、Ｍ１は以下の式
   Ｍ１＝Ａ^α×（Ｉ−Ｂ）^β
   ただし、Ａは、光像の面積を、Ｉは該光像の平均輝度を、Ｂは該光像の周囲の輝度を、それぞれ表し、また、０≦α≦１、０≦β≦１である、
   によって規定されることを特徴とする光学部材の表面観察方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の光学部材の表面観察方法において、
   前記第二の判定値をＭ２とすると、Ｍ２は以下の式
   Ｍ２＝Ａ×（Ｉ−Ｂ）
   ただし、Ａは、光像の面積を、Ｉは該光像の平均輝度を、Ｂは該光像の周囲の輝度を、それぞれ表す、
   によって規定されることを特徴とする光学部材の表面観察方法。
4. 請求項１から請求項３に記載の光学部材の表面観察方法において、
   前記第二の判定値をＭ２とすると、Ｍ２は以下の式
   Ｍ２＝Ｉ−Ｂ
   ただし、Ａは、光像の面積を、Ｉは該光像の平均輝度を、Ｂは該光像の周囲の輝度を、それぞれ表す、
   によって規定されることを特徴とする光学部材の表面観察方法。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学部材の表面観察方法において、
   前記第一の判定工程に先だって、前記第一の画像と前記第二の画像において、同一の異物に対応する光像同士を互いに関連づける関連づけ工程を有することを特徴とする光学部材の表面観察方法。

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