JP2020046255A - 透明体検査装置及び透明体検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査透明体の表裏面の欠陥を安価な透明体検査装置を用いて高速に検出する。【解決手段】被検査透明体１０１の所定の面に撮像レンズ１０６を合焦させ、撮像レンズ１０６の射出瞳の瞳領域２０５を通過した光を受光する副画素２０３と射出瞳の瞳領域２０６を通過した光を受光する副画素２０４を有する複数の画素２０１を有する撮像素子１０７で被検査透明体１０１を撮像し、副画素２０３，２０４からの信号を足し合わせて生成したＡ＋Ｂ画像から欠陥候補領域を抽出し、抽出された欠陥候補領域ごとに副画素２０３からの信号からなるＡ画像でのその欠陥候補領域と副画素２０４からの信号からなるＢ画像でのその欠陥候補領域との像ズレ量を求め、欠陥候補領域の像ズレ量が予め定められた閾値を超える場合にその欠陥候補領域を欠陥候補から除外する。【選択図】図５

Description

本発明は、透明体の傷やゴミ等の欠陥を検査する装置及び方法に関する。

レンズやガラス板等の透明体を備える各種の機器では、透明体の表面に塵埃や傷等の欠陥が存在すると、その機器の性能が十分に発揮されなくなるおそれがある。そこで、機器の生産工程では、透明体の欠陥を検査し、欠陥品を生産工程から取り除く必要がある。

通常、透明体の欠陥検査は、透明体検査装置を用いて行われる。透明体検査装置での欠陥検査は、被検査透明体に照明光を照射し、その透過光、撮像レンズを通して反射光及び散乱光をカメラ等の撮像手段で受光し、得られた画像を画像処理して欠陥判定を行うことにより行われる。ここで、画像処理には主に、フィルタリングや画像間差分、二値化、ラベリング等の手法が用いられる。ラベリングによって求められた欠陥候補は、予め定められたサイズ閾値と比較され、サイズ閾値より大きい欠陥候補が存在する被検査透明体は欠陥品とみなされて生産ラインから除外される。一方、サイズ閾値より大きい欠陥候補が存在しない被検査透明体は、良品とみなされて次工程へ送られる。

ところで、欠陥検査によって欠陥が発見された被検査透明体を計測工程へ送り、顕微鏡等で欠陥サイズ等の精密測定を行うことがある。その際、欠陥が被検査透明体のどの面にあるかが予めわかっていない場合には、改めて欠陥を探し直す必要が生じてしまう。そのため、欠陥検査では、欠陥の有無の検査に限らず、欠陥が存在した場合にはどの面に欠陥が存在しているのかを含めて検査する必要がある。そこで、欠陥検査は、被検査透明体の撮像手段に近い方の面（Ｒ１面）に合焦させて撮像と画像処理を行った後、Ｒ１面の反対側の面（Ｒ２面）に合焦させて撮像と画像処理を行う。これにより、被検査透明体の両面の欠陥を検査することができる。

また、透明体の一例であるカラーフィルタの欠陥検査において表裏欠陥を分別する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１では、ラインセンサを有する透過系検査カメラと反射系検査カメラをそれぞれの光軸がカラーフィルタの表面で交わるように配置し、カラーフィルタの垂線に対して互いに異なる角度方向から観察、撮影を行う。よって、カラーフィルタ表面の単一の欠陥を各カメラで撮影した場合に、透過系検査カメラで得られた画像上の欠陥の座標と反射系検査カメラで得られた画像上の欠陥の座標は同じになる。一方、カラーフィルタ裏面にある単一の欠陥を各カメラで撮影した場合、各カメラの光軸はカラーフィルタの裏面では交わらないため、透過系検査カメラで得られた画像上の欠陥の座標と反射系検査カメラで得られた画像上の欠陥の座標は同じにならない。このように、欠陥座標が同じになるか否かに基づいて、欠陥候補がカラーフィルタの表面の膜面上の欠陥か又は裏面のガラス基板上の欠陥かを判別している。

特開２０１１−１１２４３１号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、２つのカメラで被検査透明体（カラーフィルタ）を撮影しているため、各カメラで得られた画像における欠陥候補の同定処理が必要となる。この問題に対して、特許文献１では、欠陥候補どうしを総当たりで抽出して位置座標の比較を行っているが、この手法には計算時間が長くなってしまうという問題がある。

また、欠陥候補が撮像レンズの光軸から離れた位置に存在した場合、欠陥候補が合焦面から離れるに従って画像上の座標も移動するため、位置座標の比較を正確に行うためには画像上の座標を物理座標に換算する必要がある。しかし、この換算精度はカメラの位置決め精度等に依存するため、高精度な換算を実現するためには各カメラを高精度に位置決めする必要があり、検査装置のコストが高くなるという問題がある。

本発明は、被検査透明体の表裏面の欠陥を安価な透明体検査装置を用いて高速に検出することを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明に係る透明体検査装置は、複数の画素を有する撮像素子と、被検査透明体からの光を前記撮像素子に結像させる撮像レンズと、前記撮像素子によって撮像された画像から前記被検査透明体の欠陥を検出する検出手段と、を備える透明体検査装置であって、前記撮像素子の前記複数の画素はそれぞれ、前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と、前記射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部と、を有し、前記検出手段は、前記第１の受光部と前記第２の受光部からの信号を足し合わせて生成した画像から欠陥候補領域を抽出する抽出手段と、前記欠陥候補領域ごとに前記第１の受光部からの信号からなる画像での該欠陥候補領域と前記第２の受光部からの信号からなる画像での該欠陥候補領域との像ズレ量を求める計算手段と、前記欠陥候補領域の前記像ズレ量が予め定められた閾値を超える場合に該欠陥候補領域を欠陥候補から除外する除外手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、被検査透明体の表裏面の欠陥を安価な透明体検査装置を用いて高速に検出することが可能となる。

本発明の実施形態に係る透明体検査装置の構成を示す図である。 透明検査装置が備える撮像素子と光学系を説明する図である。 透明体上の欠陥の撮像素子への結像の態様を説明する図である。 撮像素子による撮影画像に現れる欠陥を説明する図である。 透明体検査装置による第１の透明体検査方法のフローチャートである。 第１の透明体検査方法での欠陥候補抽出処理を説明する図である。 透明体検査装置による第２の透明体検査方法のフローチャートである。

本発明の実施形態について説明する前に、透明体に存在する欠陥の種類と、欠陥の種類に応じて欠陥が存在する面の判定処理が必要になる理由について説明する。透明体の欠陥には、画像上の空間周波数で大別すると二種類のものが存在し、１つは高周波欠陥と呼ばれ、別の１つは低周波欠陥等と呼ばれる。高周波欠陥とは、付着した微小な塵埃や取り扱いで生じた傷等である。高周波欠陥は、画像上では数画素〜数十画素程度の比較的小さいサイズの欠陥であるが、散乱角度強度分布等の表面性状が良品とは大きく異なる原因となるため、欠陥信号のコントラストとしては低周波欠陥に比べて強く出る。低周波欠陥とは、研磨残りや薬品の汚れ等である。低周波欠陥は、画像上では数十画素〜数百画素と比較的大きいサイズの欠陥であり、表面性状が良品に比較的近いため、欠陥信号のコントラストとしては高周波欠陥に比べて弱く出る。

前述の通り、透明体の検査では、透明体のＲ１面とＲ２面（表面、裏面）のそれぞれに合焦させて撮像を行う。Ｒ１面とＲ２面のそれぞれに高周波欠陥が存在すると仮定すると、Ｒ１面に合焦させて撮像すると、Ｒ１面の高周波欠陥は小サイズで高コントラストな信号として画像上に現れる。一方、Ｒ２面の高周波欠陥は、Ｒ２面には合焦していないためにぼやけて撮像されて画像上に現れるため、大サイズで低コントラストな信号として画像上に現れ、その結果、Ｒ１面に存在する低周波欠陥と区別することが困難になる。換言すれば、Ｒ１面に合焦させた撮影画像に現れた大サイズで低コントラストの信号が、「Ｒ１面に存在する低周波欠陥に起因する信号」と「Ｒ２面に存在する高周波欠陥に起因した信号がデフォーカスして現れた信号」のどちらであるかを区別することができない。

従って、撮影画像を処理して得られた欠陥候補に対してサイズ閾値で判定した結果として不良品と判定された場合、信号が「Ｒ１面に存在する低周波欠陥」に起因するものであれば、判定結果は正しいものとなる。一方、信号が「Ｒ２面に存在する高周波欠陥に起因した信号がデフォーカスして現れた信号」であった場合には、Ｒ２面に合焦させて検査を行えば光学性能上問題のない良品と判定される可能性があるにもかかわらず、不良品と判定されることになり、歩留まりが低下してしまう。このような誤判定を回避するために、欠陥候補を判定する際に、欠陥候補の存在する面が合焦面であるか又は非合焦面であるかを考慮する必要がある。

次に、上記課題を解決する、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る透明体検査装置の概略構成を説明する図である。被検査透明体１０１（検査対象の透明体）を検査する透明体検査装置は、カメラ１０２、光源１０５、自動ステージ１０９、計算機１０８及びモニタ１１０を備える。カメラ１０２は、絞り（不図示）、撮像レンズ１０６及び撮像素子１０７を有する。

被検査透明体１０１は、例えばレンズやガラス板等であり、被検査透明体１０１の形状に合わせて設計された不図示の保持部材に載置又は保持される。以下、被検査透明体１０１の表面のうち、カメラ１０２に近い方の面をＲ１面と記し、Ｒ１面と対向する面（カメラ１０２から遠い方の面）をＲ２面と記して説明を行う。被検査透明体１０１は、その表面に欠陥１０３，１０４を有する。欠陥１０３，１０４は、付着した塵埃に限らず傷等（上述の高周波欠陥）を含み、図１では欠陥１０３，１０４を模式的に示している。欠陥１０３，１０４は、被検査透明体１０１のＲ１面とＲ２面のどちらの面にも発生し得るものであり、研磨残りや洗浄液の影響等によって塵埃や傷に比べて広い範囲で薄く広がる欠陥（上述の低周波欠陥）が発生することもある。

光源１０５は、被検査透明体１０１を照明する。被検査透明体１０１に欠陥が存在しない場合には、照明光はＳｎｅｌｌの法則に従って所定の方向に透過するものが支配的となる。一方、被検査透明体１０１に欠陥が存在すると、照明光は欠陥の光学的特性に応じて透過、反射、散乱、吸収等の影響を受ける。

カメラ１０２の撮像レンズ１０６は、被検査透明体１０１や欠陥１０３，１０４からの光を集光し、カメラ１０２に内蔵される撮像素子１０７へ結像させる。撮像素子１０７は、結像した光学像を光電変換することにより画像データを生成する。カメラ１０２と撮像レンズ１０６は、撮像レンズ１０６のフォーカス位置を変えることができるように一体となって、手動で又はカメラ位置駆動用の自動ステージ１０９によって光軸と平行な方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。カメラ１０２は、計算機１０８の画像入力ボード（不図示）等に接続されており、撮像素子１０７で生成された画像データを計算機１０８へ送信する。

計算機１０８は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、ＣＰＵ、プログラム等を格納するＲＯＭ及び各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、各種データや指定のプログラムを記憶するハードディスク等の記憶媒体を備える。計算機１０８は、カメラから取得した画像データをＲＡＭやハードディスク等に記憶する。計算機１０８は、カメラ１０２での撮像動作の制御も行う。計算機１０８は、透明体検査用の専用装置であってもよい。

次に、撮像素子１０７の構成について説明する。図２（ａ）は、撮像素子１０７を光軸方向（−Ｚ方向）から見た図である。撮像素子１０７は複数の画素２０１で構成され、各画素はマイクロレンズ２０２を共有する副画素２０３，２０４（第１の受光部、第２の受光部）を有する。

図２（ｂ）は、画素２０１と撮像レンズ１０６の関係を説明する断面図である。撮像レンズ１０６の射出瞳の左半分の領域（第１の領域）を瞳領域２０５と表し、右半分の領域（第２の領域）を瞳領域２０６と表す。画素２０１のマイクロレンズ２０２は、画素２０１へ入射する光の入射角度に対して副画素２０３，２０４の受光強度分布を制御する。副画素２０３（第１の受光部）が受光する光は瞳領域２０５（第１の領域）を通過してきたものが支配的となり、副画素２０４（第２の受光部）が受光する光は瞳領域２０６（第２の領域）を通過してきたものが支配的となるように設計されている。副画素２０３，２０４はそれぞれ、個別に信号（電荷）を読み出すことができる。よって、撮像素子１０７の副画素２０３のみからの信号を読み出した画像（以下、「Ａ像」という）と、副画素２０４のみからの信号を読み出した画像（以下、「Ｂ像」という）を取得することができる。

続いて、撮像素子１０７を用いて合焦面と非合焦面からの信号を分離する原理について説明する。図３（ａ）は、欠陥等の物体３０２が撮像レンズ１０６の物体面３０１（つまり、撮像素子１０７の共役面）上に存在している状態を示す図である。図３（ｂ）は、物体３０２が撮像素子１０７から見て物体面３０１より離れた位置あって、デフォーカスした状態を示す図である。図４（ａ）は、図３（ａ）の状態で撮像素子１０７から得られるＡ像、Ｂ像及びＡ＋Ｂ像（Ａ像とＢ像を足し合わせた像）を説明する図である。図４（ｂ）は、図３（ｂ）の状態で撮像素子１０７から得られるＡ像、Ｂ像及びＡ＋Ｂ像を説明する図である。

図３（ａ）の場合、物体３０２から発せられた光は、瞳領域２０５及び瞳領域２０６を通った後、撮像素子１０７上の一点（近接した位置）に集光される。このとき、Ａ像４０１とＢ像４０２を取得すると、図４（ａ）に示すように、欠陥信号４１１，４１２は画像内の比較的近い画素座標に発生し、Ａ＋Ｂ像４０３での欠陥信号４１３は、シャープで小さな点として取得される。

一方、図３（ｂ）の場合、物体３０２から発せられた光は、瞳領域２０５及び瞳領域２０６を通った後、撮像素子１０７よりも手前に結像し、その結果、瞳領域２０５を通った光と瞳領域２０６を通った光は撮像素子１０７上の互いに離れた領域に到達する。このとき、Ａ像４０４とＢ像４０５を取得すると、図４（ｂ）に示すように、Ａ像４０４における欠陥信号４１４とＢ像４０５における欠陥信号４１５は、互いにずれた位置に発生する。以下、この現象を像ズレと称する。像ズレが発生している場合（デフォーカスとなっている場合）のＡ＋Ｂ像４０６の欠陥信号４１６は、合焦している場合のＡ＋Ｂ像４０３の欠陥信号４１３よりも、ボケて、大きくなる。なお、図３（ｂ）及び図４（ｂ）では、物体３０２の像が撮像素子１０７の手前で結像する所謂前ピンのケースについて説明したが、物体３０２の像が撮像素子１０７の奥で結像する所謂後ピンの場合には、ズレ量の符号が前ピンの場合とは逆になる。

次に、透明体検査装置を用いた第１の透明体検査方法について説明する。図５は、透明体検査装置を用いた第１の透明体検査方法のフローチャートである。図５のフローチャートにＳ番号で示す各処理（ステップ）は、計算機１０８のＣＰＵが記憶媒体（ＲＯＭ、ハードディスク）に記憶された所定のプログラムをＲＡＭに展開して、透明体検査装置の各部を制御することによって実現される。

ユーザが計算機１０８の各種の操作手段（キーボード、マウス、タッチパネル等）を操作して、ＣＰＵへ検査開始の指示を出すことで、検査が開始される。Ｓ５０１で計算機１０８（のＣＰＵ）は、自動ステージ１０９を駆動し、カメラ１０２を予め定められたＲ１面合焦位置へ移動させる。Ｓ５０２で計算機１０８は、被検査透明体１０１のＲ１面に合焦した状態でカメラ１０２により撮像を行い、画像を取得する。これにより、計算機１０８には、Ａ像とＢ像の画像データが記憶される。Ｓ５０３で計算機１０８は、欠陥候補抽出処理を行う。なお、欠陥候補抽出処理の詳細については後述するが、欠陥候補抽出処理はＡ＋Ｂ像に対して行われ、欠陥候補が存在する領域データ（以下「欠陥候補領域データ」という）が出力される。

Ｓ５０４で計算機１０８は、Ａ像、Ｂ像及び欠陥候補領域データに対して像ズレ量計算処理を行う。像ズレ量計算処理の詳細については後述するが、相関演算処理によって各欠陥候補領域に対して像ズレ量が求まる。Ｓ５０５で計算機１０８は、Ｓ５０４で求めた像ズレ量に基づいて欠陥候補スクリーニング処理を行う。欠陥候補スクリーニング処理の詳細については後述する。Ｓ５０６で計算機１０８は、Ｓ５０５での欠陥候補スクリーニング処理を経て残った欠陥候補に対して、最終的な欠陥判定処理を行う。欠陥判定処理の詳細については後述する。

Ｓ５０７で計算機１０８は、Ｒ１面とＲ２面の両面について検査が終了したか否かを判定する。計算機１０８は、両面の検査が終了したと判定した場合（Ｓ５０７でＹＥＳ）、本処理を終了させ、両面の検査が終了していないと判定した場合（Ｓ５０で７ＮＯ）、処理をＳ５０８へ進める。Ｓ５０８で計算機１０８は、自動ステージ１０９を駆動してカメラ１０２を予め定められたＲ２面合焦位置へ移動させ、その後、処理をＳ５０２へ進める。これにより、Ｒ１面について行われた検査と同じ検査がＲ２面について行われ、Ｒ２面の検査が終了すると、本処理は終了となる。

なお、図５のフローチャートでは、欠陥の発生面や発生頻度等の情報を生産工程にフィードバックことを想定して必ず両面を検査する構成となっている。但し、これに限らず、生産工程へのフィードバックが不要な場合等には、Ｒ１面で欠陥が発生していたことが確認された時点で検査を終了させる構成としてもよい。

Ｓ５０３での欠陥候補抽出処理について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、横軸に画素座標、縦軸に輝度レベルを取って、後述する画像処理を行う前のＡ＋Ｂ像の輝度プロファイル６０１を示す図である。なお、Ａ＋Ｂ像は二次元の画像であるが、説明の便宜上、一次元のプロファイルを使って説明する。輝度プロファイル６０１では画素の一部で輝度が極端に大きくなっており、この部分が欠陥信号６０２である。また、輝度プロファイル６０１には、波長の長い大域的なグラデーションや波長の短い局所的なノイズが重畳している。

図６（ｂ）は、輝度プロファイル６０１に対して大平滑処理を掛けた後の輝度プロファイル６０３を示す図である。大平滑処理とは、大域的なグラデーション情報のみを抽出することを目的として、比較的大きいカーネルサイズでフィルタを掛ける画像処理である。ここでは、検出しようとしている欠陥に比べて十分に大きいサイズ、例えば、数十乃至数百画素にカーネルサイズを設定している。輝度プロファイル６０３では、輝度プロファイル６０１に存在する欠陥信号６０２が消失していることがわかる。

図６（ｃ）は、輝度プロファイル６０１に対して小平滑処理を掛けた後の輝度プロファイル６０４を示す図である。小平滑処理とは、局所的なノイズを除去することを目的として、比較的小さいカーネルサイズでフィルタを掛ける画像処理であり、ここでは、検出しようとしている欠陥に比べて十分小さいサイズ、例えば、数画素乃至数十画素にカーネルサイズを設定している。輝度プロファイル６０４では、輝度プロファイル６０１に存在する局所的なノイズが消失していることがわかる。

図６（ｄ）は、輝度プロファイル６０４と輝度プロファイル６０３の差分を取った輝度プロファイル６０５を示す図である。輝度プロファイル６０５は、輝度プロファイル６０１から大域的なグラデーションや局所的なノイズを除去し、欠陥信号６０２を抽出したものである。図６（ｅ）は、輝度プロファイル６０５を閾値６０７で二値化した輝度プロファイル６０６を示す図である。輝度プロファイル６０６では、輝度プロファイル６０５において輝度値が閾値６０７以上の画素では輝度レベルが２５５とされ、閾値未満の画素は輝度レベルはゼロ（０）とされ、輝度レベルが２５５とされた画素が欠陥候補領域６０８として求められる。実際の画像は二次元なので、二値化画像に対して更にラベリング処理やブロッブ解析等が施される。これにより、図４（ｂ）に示すように、欠陥候補領域６０８の外接矩形４０８の面積を計算することができる。この時点で欠陥サイズが予め与えられた閾値より小さいものを、欠陥候補から事前に除外する処理（次処理であるＳ５０４での像ズレ量計算処理での計算対象から除外する事前除外処理）を設けてもよい。

なお、フィルタサイズや閾値等のパラメータは、欠陥の過検出率や誤検出率等に基づいて、最終的に決定することができる。上記では、欠陥の輝度が周囲に比べて高い場合について説明した。これに対して、欠陥が吸収性の場合や明視野観察系で検査を行った場合等では、欠陥の輝度が周囲に比べて低く現れる。その場合でも、上記と同様の手法で欠陥候補領域を求めることができる。

続いて、Ｓ５０４〜Ｓ５０６の各処理の詳細について説明する。Ｓ５０４の像ズレ量計算処理では、Ｓ５０３での欠陥候補抽出処理により得られた欠陥候補領域の外接矩形内でＡ像の重心座標とＢ像の重心座標を求め、これらの重心座標から像ズレ量を求める。像ズレ量は符号付きの量である。像ズレ量の符号は、本実施形態では欠陥候補が撮像レンズ１０６の合焦位置よりカメラ側に存在する場合に正の値を取るようにするが、符号の取り方を逆にしても本質的には同じである。

Ｓ５０５の欠陥候補スクリーニング処理では、欠陥候補領域ごとに像ズレ量と予め定められた閾値とを比較する。その結果、ある欠陥候補の像ズレ量が閾値よりも大きい場合には、その欠陥候補は合焦させている面のものではないとみなして候補から除き、閾値以下の場合にはその欠陥候補が合焦させている面のものであるとみなして欠陥候補から除外しないこととする。なお、像ズレ量を判定するための閾値は、撮像時のＦ値や撮像素子１０７の画素ピッチ、視野、被検査透明体１０１の形状等を用いて計算によって求めてもよいし、両面にマーキングを施したレンズを用いた測定によって求めてもよい。

Ｓ５０６の欠陥判定処理では、欠陥候補スクリーニング処理を経て除外されなかった欠陥候補に対し、最終的な欠陥とするか否かを判定する処理である。具体的には、各欠陥候補のサイズや輝度レベル、他の欠陥候補との密集度等を所定の判定基準と比較することによって欠陥であるか否かを判定する。この判定基準は、被検査透明体１０１の領域ごとに異なってもよい。

次に、透明体検査装置を用いた第２の透明体検査方法について説明する。図７は、透明体検査装置を用いた第１の透明体検査方法のフローチャートである。図７のフローチャートにＳ番号で示す各処理（ステップ）は、計算機１０８のＣＰＵが記憶媒体（ＲＯＭ、ハードディスク）に記憶された所定のプログラムをＲＡＭに展開して、透明体検査装置の各部を制御することによって実現される。

ユーザが計算機１０８の各種の操作手段を操作して、ＣＰＵへ検査開始の指示を出すことで、検査が開始される。Ｓ７０１で計算機１０８（のＣＰＵ）は、カメラ１０２の絞り値を予め定められた第１の値に設定する。第１の値は、絞りに設定可能な値の範囲で、大きな値に設定される。Ｓ７０２で計算機１０８は、カメラ１０２による撮像を行い、撮影画像を取得する。これにより、計算機１０８には、Ａ像とＢ像の画像データが記憶される。Ｓ７０３で計算機１０８は、欠陥候補抽出処理を行う。欠陥候補抽出処理は、第１の透明体検査方法でのＳ５０３の欠陥候補抽出処理と同様に行われ、よって、その詳細については図６を参照して説明済みであるため、ここでの説明を省略する。Ｓ７０３により、欠陥候補領域データが計算機１０８に格納される。

Ｓ７０４で計算機１０８は、欠陥候補が抽出されたか否かを判定する。計算機１０８は、欠陥候補が抽出されなかったと判定した場合（Ｓ７０４でＮＯ）、本処理を終了させ、欠陥候補が抽出されたと判定した場合（Ｓ７０４でＹＥＳ）、処理をＳ７０５へ進める。Ｓ７０５で計算機１０８は、カメラ１０２の絞り値を予め定められた第２の値に設定する。第２の値は、絞りに設定可能な値の範囲で小さな値に設定される。このとき、Ｓ７０２で取得した画像にある欠陥の信号強度と同等の信号強度が得られるように、露光時間又は照明強度を調整してもよい。

Ｓ７０６で計算機１０８は、カメラ１０２による撮像を行い、撮影画像を取得する。これにより、計算機１０８には、Ａ像とＢ像の画像データが記憶される。Ｓ７０７で計算機１０８は、Ｓ７０３で抽出した欠陥候補領域データとＳ７０６で取得したＡ像及びＢ像に対して像ズレ量計算処理を行う。像ズレ量計算処理は、第１の透明体検査方法でのＳ５０４の欠陥候補抽出処理と同様に行われ、よって、その詳細については説明済みであるため、ここでの説明を省略する。

Ｓ７０８で計算機１０８は、表裏面判定処理を行う。表裏面判定処理では、欠陥候補領域ごとに像ズレ量と予め定められた閾値とを比較する。そして、像ズレ量が閾値より大きい場合には被検査透明体１０１のＲ１面に存在する欠陥であると判定し、像ズレ量が閾値以下である場合には被検査透明体１０１のＲ２面に存在する欠陥であると判定する。これにより、被検査透明体１０１のＲ１面及びＲ２面の各面上での欠陥の存在を示す表裏面データが得られる。なお、像ズレ量を判定するための閾値は、撮像時のＦ値や撮像素子１０７の画素ピッチ、視野、被検査透明体１０１の形状等を用いて計算によって求めてもよいし、両面にマーキングを施したレンズを用いた測定によって求めてもよい。Ｓ７０９で計算機１０８は、Ｓ７０８で得られた表裏面データをモニタ１１０に表示する。これにより、本処理は終了となる。なお、表裏面データは、Ｓ７０８での表裏面判定処理の過程で又はモニタ１１０への表示の際に、計算機１０８の記憶媒体に記憶することができる。

以上の説明の通り、本実施形態によれば、透明体検査装置の構成が簡素であるため、装置コストの削減を図ることができる。そして、簡素な構成の透明体検査装置を用いて、被検査透明体の表裏面の欠陥を高速に検出し、欠陥の存在面を正確に判定することが可能となる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、上述した実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１ 被検査透明体
１０２ カメラ
１０６ 撮像レンズ
１０７ 撮像素子
１０８ 計算機
２０１ 画素
２０３，２０４ 副画素
２０５，２０６ 瞳領域

Claims (9)

1. 複数の画素を有する撮像素子と、
   被検査透明体からの光を前記撮像素子に結像させる撮像レンズと、
   前記撮像素子によって撮像された画像から前記被検査透明体の欠陥を検出する検出手段と、を備える透明体検査装置であって、
   前記撮像素子の前記複数の画素はそれぞれ、
   前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と、
   前記射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部と、を有し、
   前記検出手段は、
   前記第１の受光部と前記第２の受光部からの信号を足し合わせて生成した画像から欠陥候補領域を抽出する抽出手段と、
   前記欠陥候補領域ごとに前記第１の受光部からの信号からなる画像での該欠陥候補領域と前記第２の受光部からの信号からなる画像での該欠陥候補領域との像ズレ量を求める計算手段と、
   前記欠陥候補領域の前記像ズレ量が予め定められた閾値を超える場合に該欠陥候補領域を欠陥候補から除外する除外手段と、を有することを特徴とする透明体検査装置。
2. 前記検出手段は、前記欠陥候補領域のうちその面積が予め定められた閾値よりも小さいものを前記計算手段による像ズレ量の計算対象から除外する事前除外手段を有することを特徴とする請求項１記載の透明体検査装置。
3. 前記撮像素子によって撮像された画像は、前記被検査透明体において前記撮像レンズに近い面に合焦した状態で撮像された画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の透明体検査装置。
4. 複数の画素を有する撮像素子と、被検査透明体からの光を前記撮像素子に結像させる撮像レンズと、絞りとを有する撮像手段と、
   第１の絞り値と、前記第１の絞り値よりも小さい第２の絞り値のそれぞれで前記撮像手段により前記被検査透明体を撮像した画像から前記被検査透明体の欠陥を検出する検出手段と、を備える透明体検査装置であって、
   前記撮像素子の前記複数の画素はそれぞれ、
   前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と、
   前記射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部と、を有し、
   前記検出手段は、
   前記第１の絞り値で撮像され、且つ、前記第１の受光部と前記第２の受光部からの信号を足し合わせた画像から前記被検査透明体の欠陥候補領域を抽出する抽出手段と、
   前記欠陥候補領域ごとに前記第１の受光部からの信号からなる前記第２の絞り値での画像における該欠陥候補領域と前記第２の受光部からの信号からなる前記第２の絞り値での画像での該欠陥候補領域との像ズレ量を求め、求めた像ズレ量に基づいて前記被検査透明体において前記欠陥候補領域が存在する面を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする透明体検査装置。
5. 前記検出手段は、前記欠陥候補領域のうちその面積が予め定められた閾値よりも小さいものを前記像ズレ量の計算対象から除外する事前除外手段を有することを特徴とする請求項４に記載の透明体検査装置。
6. 前記撮像手段は、前記第１の絞り値で撮像された画像から前記抽出手段が前記被検査透明体の欠陥候補領域を抽出した場合に、前記第２の絞り値で前記被検査透明体を撮像することを特徴とする請求項４又は５に記載の透明体検査装置。
7. 前記判定手段は、前記欠陥候補領域ごとに前記像ズレ量と予め定められた閾値とを比較し、前記像ズレ量が前記閾値より大きい場合には前記被検査透明体において前記撮像手段に近い面に存在する欠陥であると判定し、前記像ズレ量が前記閾値より小さい場合には前記被検査透明体において前記近い面と対向する面に存在する欠陥であると判定することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の透明体検査装置。
8. 被検査透明体の所定の面に撮像レンズを合焦させ、前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と前記射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部とを有する複数の画素を有する撮像素子で前記被検査透明体を撮像するステップと、
   前記第１の受光部と前記第２の受光部からの信号を足し合わせて生成した画像から欠陥候補領域を抽出するステップと、
   抽出された前記欠陥候補領域ごとに前記第１の受光部からの信号からなる画像での該欠陥候補領域と前記第２の受光部からの信号からなる画像での該欠陥候補領域との像ズレ量を求めるステップと、
   前記欠陥候補領域の前記像ズレ量が予め定められた閾値を超える場合に該欠陥候補領域を欠陥候補から除外するステップと、を有することを特徴とする透明体検査方法。
9. 被検査透明体の所定の面に撮像レンズを第１の絞り値で合焦させ、前記撮像レンズの射出瞳の第１の領域を通過した光を受光する第１の受光部と前記射出瞳の第２の領域を通過した光を受光する第２の受光部とを有する複数の画素を有する撮像素子で前記被検査透明体を撮像するステップと、
   前記被検査透明体を前記第１の絞り値より小さい第２の絞り値で前記撮像素子により前記被検査透明体を撮像するステップと、
   前記第１の絞り値で撮像され、且つ、前記第１の受光部と前記第２の受光部からの信号を足し合わせた画像から欠陥候補領域を抽出するステップと、
   前記欠陥候補領域ごとに前記第１の受光部からの信号からなる前記第２の絞り値での画像における該欠陥候補領域と前記第２の受光部からの信号からなる前記第２の絞り値での画像での該欠陥候補領域との像ズレ量を求め、求めた像ズレ量に基づいて前記被検査透明体において前記欠陥候補領域が存在する面を判定するステップと、を有することを特徴とする透明体検査方法。

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