JP2021047090A - 欠陥検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】レーザ干渉法を用いた表層欠陥検査と外観検査との両方を１つの装置によって行うことが可能な欠陥検査装置を提供することである。【解決手段】この欠陥検査装置１００は、測定領域Ｐａにレーザ光Ｌ１を照射する第１照射部２と、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ２を照射する第２照射部３と、を備え、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの変位を示す画像である表層検査用画像を生成するとともに、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａの外表面の画像である外観検査用画像を生成するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥検査装置に関する。
従来、レーザ干渉法を用いた欠陥検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、熱を検査対象に付与し、レーザ干渉法によって、検査対象表面の変位を計測し、検査対象の欠陥を評価する表面・表層検査装置が開示されている。上記特許文献１に記載の表面・表層検査装置は、検査対象の表面を局所的に加熱し、検査対象表面に熱歪みを発生させる。この時、検査対象に亀裂や剥離などの不良部位が存在する場合、不良部位での熱歪みが大きくなるため、検査対象表面に変位が生じる。そして、上記特許文献１に記載の表面・表層検査装置は、生じた変位を、レーザ干渉法を用いて計測することによって、検査対象の欠陥を評価するように構成されている。
特開２００７−０２４６７４号公報
ここで、レーザ干渉法によって表面の変位を計測することによって、検査対象の内部（表面・表層）に発生している亀裂や剥離などを検査する表層欠陥検査を行うことに加えて、検査対象によっては、検査対象の外表面に付着している汚れや付着物、微小な凹凸などを検査する外観検査を行う場合がある。そこで、上記特許文献１には明記されていないが、上記特許文献１に記載のレーザ干渉法を用いた表面・表層欠陥検査装置を使用して検査対象の外観検査を行うことが考えられる。しかしながら、上記の従来の表面・表層検査装置によって外観検査を行った場合、レーザ光を照射して撮像された検査対象の画像には、レーザ光同士が干渉して生じる明暗の斑点（スペックル）が含まれる。このスペックルは、外観検査を行う際に画質を大きく劣化させるものであるため、レーザ光を照射して撮像されたスペックルの生じた画像を用いて外観検査を行うことは困難である。このため、検査対象に対して、レーザ干渉法を用いた表層欠陥検査と外観検査との両方を１つの装置によって行うことが困難であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、レーザ干渉法を用いた表層欠陥検査と外観検査との両方を１つの装置によって行うことが可能な欠陥検査装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における欠陥検査装置は、検査対象の測定領域を変位させる変位部と、測定領域にレーザ光を照射する第１照射部と、測定領域にインコヒーレントな光であるインコヒーレント光を照射する第２照射部と、第１照射部および第２照射部による照射を制御する制御部と、測定領域において反射されたレーザ光をレーザ干渉法により干渉させる干渉部と、干渉されたレーザ光と、測定領域において反射されたインコヒーレント光と、を撮像する撮像部と、を備え、撮像部によって撮像された干渉されたレーザ光の強度パターンに基づいて、測定領域における検査対象の変位を示す画像である表層検査用画像を生成するとともに、撮像部によって撮像されたインコヒーレント光の強度パターンに基づいて、測定領域の外表面の画像である外観検査用画像を生成するように構成されている。なお、「インコヒーレントな光」とは、振幅と位相がそろっていない光のことであり、干渉を観測しにくい性質をもつ光を意味している。
上記一の局面における欠陥検査装置では、測定領域にレーザ光を照射する第１照射部と、測定領域にインコヒーレントな光であるインコヒーレント光を照射する第２照射部と、を設ける。また、撮像部によって撮像された干渉されたレーザ光の強度パターンに基づいて、測定領域における検査対象の変位を示す画像である表層検査用画像を生成するとともに、撮像部によって撮像されたインコヒーレント光の強度パターンに基づいて、測定領域の外表面の画像である外観検査用画像を生成するように構成されている。これにより、レーザ干渉法を用いて表層欠陥検査を行うとともに、インコヒーレント光を照射して撮像されたスペックルの生じない画像を用いて外観検査を行うことができる。その結果、レーザ干渉法を用いた表層欠陥検査と外観検査との両方を１つの装置によって行うことができる。
第１実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 第１実施形態による表層検査用画像を説明するための図である。 第１実施形態による外観検査用画像を説明するための図である。 第１実施形態による抽出画像を説明するための図である。 第１実施形態による抽出画像が重畳された外観検査用画像を説明するための図である。 第１実施形態による表示部の表示について説明するための図である。 第１実施形態による制御部の制御を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 第３実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 第４実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 第４実施形態による第２反射鏡の動作を説明するための図である。 第５実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 第５実施形態による外観検査画像を説明するための図であって、（Ａ）は画像処理を行う前を示す図であり、（Ｂ）は画像処理を行った後を示す図である。 第６実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。 第７実施形態による欠陥検査装置の構成を説明するための図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（欠陥検査装置の構成）
図１を参照して、本発明の第１実施形態による欠陥検査装置１００の全体構成について説明する。
第１実施形態による欠陥検査装置１００は、図１に示すように、振動子１と、第１照射部２と、第２照射部３と、スペックル・シェアリング干渉計４と、制御部５と、信号発生器６と、表示部７と、を備える。なお、振動子１は、特許請求の範囲の「変位部」の一例であり、スペックル・シェアリング干渉計４は、特許請求の範囲の「干渉部」の一例である。
振動子１および第１照射部２は、信号発生器６にケーブルを介して接続されている。
振動子１は、検査対象Ｐの測定領域Ｐａを変位させる。具体的には、振動子１は、測定領域Ｐａに弾性波を励起する。つまり、振動子１は、検査対象Ｐに接触するように配置され、信号発生器６からの交流信号を機械的振動に変換し、測定領域Ｐａに弾性波を励起する。
第１照射部２は、測定領域Ｐａにレーザ光Ｌ１を照射する。第１照射部２は、図示しないレーザ光源を含んでいる。レーザ光源から照射されたレーザ光Ｌ１は、第１照明光レンズ２１によって検査対象Ｐの表面の測定領域Ｐａ全体に拡げてられて照射される。また、第１照射部２は、信号発生器６からの電気信号に基づいて、所定のタイミングにおいてレーザ光Ｌ１を照射する。つまり、第１照射部２は、振動子１による弾性波に対応して、レーザ光Ｌ１を検査対象Ｐに照射する。レーザ光源は、たとえば、レーザダイオードであり、波長が７８５ｎｍのレーザ光Ｌ１（近赤外光）を照射する。
第２照射部３は、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ２を照射する。ここで、本実施形態では、第２照射部３は、第１照射部２によって照射されるレーザ光Ｌ１の波長と等しい波長（７８５ｎｍの波長）を有する光を含むインコヒーレント光Ｌ２を照射する。すなわち、インコヒーレント光Ｌ２は、レーザ光Ｌ１と同じ波長帯の光を含む。また、第２照射部３から照射されたインコヒーレント光Ｌ２は、第２照明光レンズ３１によって検査対象Ｐの表面の測定領域Ｐａ全体に拡げてられて照射される。第２照射部３は、たとえば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、中心波長が７８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内の波長となるように構成されている。
スペックル・シェアリング干渉計４は、測定領域Ｐａにおいて反射されたレーザ光Ｌ１をレーザ干渉法により干渉させるように構成されている。スペックル・シェアリング干渉計４は、振動子１により励振された測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１を干渉させる方法（シェアログラフィ法）を用いて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの変位を測定するように構成されている。また、スペックル・シェアリング干渉計４は、レーザ光Ｌ１の光路上に配置された光学部材である、ビームスプリッタ４１、位相シフタ４２、第１反射鏡４３ａ、第２反射鏡４３ｂ、集光レンズ４４、および、バンドパスフィルタ４５を含む。また、スペックル・シェアリング干渉計４は、イメージセンサ４６およびシャッタ４７を含む。なお、イメージセンサ４６は、特許請求の範囲の「撮像部」の一例であり、バンドパスフィルタ４５は、特許請求の範囲の「光学フィルタ」の一例である。また、シャッタ４７は、特許請求の範囲の「遮断部」の一例である。
ビームスプリッタ４１は、ハーフミラーを含む。ビームスプリッタ４１は、検査対象Ｐの測定領域Ｐａにおいて反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２が入射する位置に配置されている。また、ビームスプリッタ４１は、入射したレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２を、図１中の実線Ｓ１で示す光路のように、位相シフタ４２側に反射させるとともに、図１中の破線Ｓ２で示す光路のように、第２反射鏡４３ｂ側に透過させる。また、ビームスプリッタ４１は、図１中の実線Ｓ１で示す光路のように、第１反射鏡４３ａにより反射されて入射するレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２を集光レンズ４４側に透過させるとともに、図１中の破線Ｓ２で示すように、第２反射鏡４３ｂによって反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２を集光レンズ４４側に反射させる。
第１反射鏡４３ａは、ビームスプリッタ４１によって反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上において、ビームスプリッタ４１の反射面に対して、４５度の角度となるように配置されている。第１反射鏡４３ａは、ビームスプリッタ４１により反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２をビームスプリッタ４１側に反射させる。
第２反射鏡４３ｂは、ビームスプリッタ４１を透過するレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上において、ビームスプリッタ４１の反射面に対して、４５度の角度からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。第２反射鏡４３ｂは、ビームスプリッタ４１を透過して入射してくるレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２をビームスプリッタ４１側に反射させる。
位相シフタ４２は、ビームスプリッタ４１と第１反射鏡４３ａとの間に配置され、制御部５の制御により、透過するレーザ光Ｌ１の位相を変化（シフト）させる。具体的には、位相シフタ４２は、透過するレーザ光Ｌ１の光路長を変化させるように構成されている。
イメージセンサ４６は、検出素子を多数有し、ビームスプリッタ４１で反射された後に第１反射鏡４３ａで反射されてビームスプリッタ４１を透過するレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２（図１中の直線Ｓ１）と、ビームスプリッタ４１を透過した後に第２反射鏡４３ｂで反射されてビームスプリッタ４１で反射されるレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２（図１中の破線Ｓ２）と、の光路上に配置される。イメージセンサ４６は、たとえば、ＣＭＯＳイメージセンサ、または、ＣＣＤイメージセンサなどを含む。
集光レンズ４４は、ビームスプリッタ４１とイメージセンサ４６との間に配置され、ビームスプリッタ４１を透過したレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２（図１中の直線Ｓ１）とビームスプリッタ４１で反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２（図１中の破線Ｓ２）とを集光させる。
バンドパスフィルタ４５は、集光レンズ４４とイメージセンサ４６との間に配置される。また、バンドパスフィルタ４５は、所定の波長を有する光を透過させる。そして、バンドパスフィルタ４５は、所定の波長を有しない光については透過させない（減衰させる）ように構成されている。バンドパスフィルタ４５は、たとえば、誘電体多層膜を含み、中心波長を７８５ｎｍとして構成されている。すなわち、バンドパスフィルタ４５は、レーザ光Ｌ１に含まれる光およびインコヒーレント光Ｌ２に含まれる光を透過させるように構成されている。
シャッタ４７は、互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を遮断する。具体的には、シャッタ４７は、後述する制御部５による制御によって、ビームスプリッタ４１と第２反射鏡４３ｂとの間の光路（図１中の破線Ｓ２）を遮断した状態(図１の実線)と開放した状態（図１の破線）とを切り換えるように構成されている。
シェアログラフィ法を用いたスペックル・シェアリング干渉計４では、たとえば、測定領域Ｐａの表面上の位置Ｐａ１および第１反射鏡４３ａで反射されるレーザ光Ｌ１（図１中の直線Ｓ１）と、測定領域Ｐａの表面上の位置Ｐａ２および第２反射鏡４３ｂで反射されるレーザ光Ｌ１（図１中の破線Ｓ２）とが、互いに干渉し、イメージセンサ４６の同一箇所に入射する。位置Ｐａ１および位置Ｐａ２は、微小距離分だけ互いに離間した位置である。測定領域Ｐａの各々の領域における、互いに異なる位置から反射されたレーザ光Ｌ１は、スペックル・シェアリング干渉計４により導光されて、それぞれ、イメージセンサ４６に入射する。
ここで、本実施形態では、レーザ光Ｌ１の光路の一部とインコヒーレント光Ｌ２の光路の一部とが共通となるように構成されており、共通の光学部材を用いてイメージセンサ４６によって撮像される。すなわち、第２照射部３によって照射されたインコヒーレント光Ｌ２は、第１照射部２によって照射されたレーザ光Ｌ１の光路上に配置されている光学部材を通過して、イメージセンサ４６によって撮像される。言い換えると、レーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上には共通の光学部材が配置されている。
また、イメージセンサ４６は、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２と、を撮像する。言い換えると、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２と、が共通のイメージセンサ４６によって撮像される。また、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２とは、共通のバンドパスフィルタ４５を通過することができる波長を有する光を含む。
制御部５は、第１照射部２および第２照射部３による照射を制御する。また、制御部５は、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの変位を示す画像である表層検査用画像Ｄ１（図２参照）を生成するとともに、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａの外表面の画像である外観検査用画像Ｄ２（図３参照）を生成するように構成されている。なお、制御部５による表層検査用画像Ｄ１および外観検査用画像Ｄ２の生成に関する制御については後述する。
また、制御部５は、第１照射部２にレーザ光Ｌ１を照射させることにより、イメージセンサ４６にレーザ光Ｌ１を撮像させるタイミングと、第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている。さらに、制御部５は、振動子１の動作を停止させた状態で、第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成されている。そして、制御部５は、互いに異なる２つの光路（図１中の直線Ｓ１および破線Ｓ２）のうち、一方の光路（図１中の破線Ｓ２）をシャッタ４７に遮断させた状態で、他方の光路（図１中の直線Ｓ１）を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成されている。
信号発生器６は、制御部５によって振動子１の振動と、第１照射部２のレーザ光Ｌ１の照射のタイミングとを制御するための信号を発する。
表示部７は、制御部５によって生成された表層検査用画像Ｄ１と外観検査用画像Ｄ２とを表示する。表示部７は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイなどを含む。
検査対象Ｐは、鋼板に塗膜が塗装された塗装鋼板である。不良部位Ｑは、測定領域Ｐａのうち内部（表層・表面）に発生している不良部位であり、亀裂や剥離などを含む。また、不良部位Ｒは、測定領域Ｐａのうち外表面に発生している不良部位であり、外表面に付着している汚れや付着物、微小な凹凸などである。
（表層検査用画像を生成する制御について）
図２に示すように、表層検査用画像Ｄ１は、測定領域Ｐａのうち内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置（図２の位置Ｐｂ１および位置Ｐｂ２）を視覚的に認識可能なように構成されている。すなわち、表層検査用画像Ｄ１は、振動子１によって励起された検査対象Ｐの振動状態を視覚的に表したものであり、振動状態が不連続となっている領域を内部に発生している不良部位Ｑの位置であるとして視覚的に認識可能となるように構成されたものである。
制御部５は、スペックル・シェアリング干渉計４内に配置された位相シフタ４２を図示しないアクチュエータで稼働させ、透過するレーザ光Ｌ１の位相を変化させる。これにより、位置Ｐａ１で反射されたレーザ光Ｌ１（図１中の実線Ｓ１）と位置Ｐａ２で反射されたレーザ光Ｌ１（図１中の破線Ｓ２）の位相差が変化する。これら２つのレーザ光Ｌ１が干渉した干渉光の強度をイメージセンサ４６の各検出素子は検出する。
制御部５は、信号発生器６を介して、振動子１の振動と第１照射部２のレーザ光Ｌ１の照射のタイミングとを制御し、位相シフト量を変化させながら、図示しない複数の干渉画像Ｄ０を撮影する。位相シフト量はλ／４ずつ変化させ、各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）において、レーザ照射のタイミングｊ（ｊ＝０〜７）分の３２枚の干渉画像Ｄ０と各位相シフト量（０、λ／４、λ／２、３λ／４）前後の５枚の消灯時の干渉画像Ｄ０との合計３７枚の干渉画像Ｄ０を撮影する。なお、λは、レーザ光Ｌ１の波長である。
制御部５は、イメージセンサ４６により撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて検出された検出信号を、下記の手順で処理し、振動の状態を表す表層検査用画像Ｄ１を取得する。
制御部５は、レーザ光Ｌ１を照射するタイミングｊ（ｊ＝０〜７）が同じで位相シフト量がλ／４ずつ異なる干渉画像Ｄ０（４枚ずつ）の輝度値Ｉｊ０〜Ｉｊ３から、式（１）により、光位相（位相シフト量ゼロの時の、２光路間の位相差）Φjを求める。
Φj＝−ａｒｃｔａｎ｛（Ｉｊ３−Ｉｊ１）／（Ｉｊ２−Ｉｊ０）｝・・・（１）
また、制御部５は、光位相Φjに対して、最小二乗法により正弦波近似を行い、式（２）における近似係数Ａ、θ、Ｃを求める。
Φｊ＝Ａｃｏｓ（θ＋ｊπ／４）＋Ｃ＝Ｂｅｘｐ（ｊπ／４）＋Ｃ・・・（２）
ただし、Ｂは、複素振幅であり、式（３）のように、表される。
Ｂ＝Ａｅｘｐ（ｉθ）：複素振幅・・・（３）
また、制御部５は、式（２）から定数項Ｃを除いた近似式より、振動の各位相時刻 ξ（０≦ξ＜２π）における光位相変化を表示する動画像（３０〜６０フレーム）を構成し出力する。なお、上記過程において、ノイズ除去のため複素振幅Ｂについて適宜空間フィルタが適用される。また、位相シフト量やレーザ光Ｌ１を照射するタイミングのステップはこれに限らない。この場合、計算式は上記式（１）〜式（３）と異なる式になる。
制御部５は、空間フィルタを適用し、上記の動画像から、振動状態の不連続領域を検査対象Ｐの内部に発生している不良部位Ｑとして、検出する。そして、検出した領域を抽出した画像である抽出画像Ｄ１ａおよび抽出画像Ｄ１ｂを含む表層検査用画像Ｄ１を表示する。ここで、検査対象Ｐ自体の形状が凹凸などを含む場合、平面部と凹凸部の境界でも、振動状態の不連続が発生する場合がある。そのため、制御部５を、それらを欠陥として検出しないように検査対象Ｐの形状情報に基づいて、内部に発生している不良部位Ｑを検出するように構成してもよい。
（外観検査用画像を生成する制御について）
図３に示すように、外観検査用画像Ｄ２は、測定領域Ｐａのうち外表面に発生している不良部位Ｒの位置であると判別された位置（図３の位置Ｐｂ３）を視覚的に認識可能なように構成されている。すなわち、外観検査用画像Ｄ２は、測定領域Ｐａの外表面をインコヒーレント光Ｌ２を照射して撮像した画像について、画像処理を行うことにより外表面に発生している不良部位Ｒの位置を判別するとともに、判別された位置（図３の位置Ｐｂ３）を視覚的に認識可能なように構成されている。また、表層検査用画像Ｄ１における測定領域Ｐａと外観検査用画像Ｄ２における測定領域Ｐａとは、略同一の領域である。
制御部５は、イメージセンサ４６により撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて検出された検出信号を画像として生成するとともに、生成された画像について画像処理を行う。たとえば、画素同士の輝度値の差分値に基づいて、外表面に発生している不良部位Ｒの位置を判別するように構成されている。そして、制御部５は、不良部位Ｒであると判別された位置を強調した画像Ｄ２ａを含む外観検査用画像Ｄ２を表示する。
（表示部における表示に関する制御）
制御部５は、表層検査用画像Ｄ１と、外観検査用画像Ｄ２とを表示部７に表示させる制御を行う。また、図４および図５に示すように、制御部５は、測定領域Ｐａのうち内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置を強調して示す画像を外観検査用画像Ｄ２に重畳させて、表示部７に表示させる。すなわち、内部に発生している不良部位Ｑの位置について、輪郭を抽出した画像である抽出画像Ｄ１ａおよびＤ１ｂを外観検査用画像Ｄ２に重畳させて、表示部７に表示させる。
また、図６に示すように、制御部５は、表層検査用画像Ｄ１と外観検査用画像Ｄ２とを、表示部７に並べて表示させる制御を行う。
制御部５は、測定領域Ｐａのうち、内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置と、外表面に発生している不良部位Ｒの位置であると判別された位置と、の各々についての位置情報Ｅを生成するように構成されている。具体的には、制御部５は、図６に示すように、表層検査用画像Ｄ１と、外観検査用画像Ｄ２と、位置情報Ｅとを、合わせて表示部７に表示させる。また、内部に発生している不良部位Ｑと外部に発生している不良部位Ｒとの各々を判別可能なように、たとえば、各々に対応した色を用いて表示させる。すなわち、制御部５は、内部に発生している不良部位Ｑと外表面に発生している不良部位Ｒとに関するレポートを出力するように構成されている。
（第１実施形態の欠陥検査装置１００による制御処理）
次に、図７を参照して、第１実施形態による欠陥検査装置１００による表層欠陥検査および外観検査に関する制御処理フローについて説明する。この欠陥検査装置１００による表層欠陥検査および外観検査に関する制御は、制御部５により実行される。
まず、ステップ１０１において、振動子１から検査対象Ｐへの振動付与が開始される。これにより、検査対象Ｐの測定領域Ｐａに弾性波が励起される。
次に、ステップ１０２において、第１照射部２から測定領域Ｐａに対してレーザ光Ｌ１が照射される。
次に、ステップ１０３において、位相シフタ４２のシフト量を変化させつつ干渉データが取得される。つまり、位相を異ならせて干渉させた複数の干渉画像Ｄ０が取得される。これにより、レーザ光Ｌ１の位相がλ／４ずつ変化するように、スペックル・シェアリング干渉計４の位相シフタ４２が稼働させられ、各位相でのレーザ光Ｌ１の干渉光の強度がイメージセンサ４６で検出（撮像）される。
次に、ステップ１０４において、振動子１から検査対象Ｐへの振動付与が終了される。また、第１照射部２によるレーザ光Ｌ１の照射が停止される。そして、シャッタ４７を動作させることによって、レーザ光Ｌ１の光路の一部（図１中の実線Ｓ１）が遮断される。
次に、ステップ１０５において、第２照射部３から測定領域Ｐａに対してインコヒーレント光Ｌ２が照射される。
次に、ステップ１０６において、インコヒーレント光Ｌ２がイメージセンサ４６で検出（撮像）される。すなわち、第１照射部２からレーザ光Ｌ１が照射されることによりイメージセンサ４６によりレーザ光Ｌ１が撮像されるタイミングと、第２照射部３からインコヒーレント光Ｌ２が照射されることによりイメージセンサ４６によりインコヒーレント光Ｌ２が撮像されるタイミングと、が互いに異なる。また、振動子１の動作が停止された状態で、第２照射部３からインコヒーレント光Ｌ２が照射されることにより、イメージセンサ４６によりインコヒーレント光Ｌ２が撮像される。そして、互いに異なる２つの光路（図１中の直線Ｓ１および破線Ｓ２）のうち、一方の光路（図１中の破線Ｓ２）がシャッタ４７により遮断された状態で、他方の光路（図１中の直線Ｓ１）を用いて第２照射部３によりインコヒーレント光Ｌ２が照射されることにより、イメージセンサ４６によりインコヒーレント光Ｌ２が撮像される。
次に、ステップ１０７において、図示しない複数の干渉画像Ｄ０に基づいて測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの振動の不連続部分が抽出され、検査対象Ｐの振動状態を視覚的に表した表層検査用画像Ｄ１が生成される。
次に、ステップ１０８において、撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、外観検査用画像Ｄ２（図３参照）が生成される。
次に、ステップ１０９において、振動の不連続部分の輪郭を抽出した画像である抽出画像Ｄ１ａおよびＤ１ｂが生成される。
次に、ステップ１１０において、表層検査用画像Ｄ１と、外観検査用画像Ｄ２と、位置情報Ｅとが、表示部７に表示される。その後、作業者からの終了指示入力などにより表層欠陥検査および外観検査の処理が終了される。
なお、ステップ１０４〜１０６、および、ステップ１０８における、インコヒーレント光Ｌ２が撮像され、外観検査用画像Ｄ２を生成する処理と、ステップ１０７および１０９における、表層検査用画像Ｄ１を生成する処理および抽出画像Ｄ１ａ（およびＤ１ｂ）を生成する処理とは、どちらの処理を先に行ってもよい。
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態の欠陥検査装置１００は、上記のように、検査対象Ｐの測定領域Ｐａを変位させる振動子１（変位部）と、測定領域Ｐａにレーザ光Ｌ１を照射する第１照射部２と、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ２を照射する第２照射部３と、第１照射部２および第２照射部３による照射を制御する制御部５と、測定領域Ｐａにおいて反射されたレーザ光Ｌ１をレーザ干渉法により干渉させるスペックル・シェアリング干渉計４（干渉部）と、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２と、を撮像するイメージセンサ４６（撮像部）と、を備え、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの変位を示す画像である表層検査用画像Ｄ１を生成するとともに、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａの外表面の画像である外観検査用画像Ｄ２を生成するように構成されている。また、第１実施形態の欠陥検査装置１００では、上記の構成によって、測定領域Ｐａにレーザ光Ｌ１を照射する第１照射部２と、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ２を照射する第２照射部３と、を設ける。また、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａにおける検査対象Ｐの変位を示す画像である表層検査用画像Ｄ１を生成するとともに、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、測定領域Ｐａの外表面の画像である外観検査用画像Ｄ２を生成するように構成されている。これにより、レーザ干渉法を用いて表層欠陥検査を行うとともに、インコヒーレント光Ｌ２を照射して撮像されたスペックルの生じない画像を用いて外観検査を行うことができる。その結果、レーザ干渉法を用いた表層欠陥検査と外観検査との両方を１つの装置によって行うことができる。
また、第１実施形態では、以下のように構成したことによって、更なる効果が得られる。
すなわち、第１実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計４（干渉部）は、レーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上に配置された共通の光学部材を含む。このように構成すれば、レーザ光Ｌ１のための光学部材とインコヒーレント光Ｌ２のための光学部材とを、別個にスペックル・シェアリング干渉計４に備える必要がなくなる。その結果、表層欠陥検査と外観検査とを合わせて１つの装置で行う場合でも、部品の点数の増大を抑制することができる。
また、第１実施形態では、第２照射部３は、第１照射部２によって照射されるレーザ光Ｌ１の波長と等しい波長を有する光を含むインコヒーレント光Ｌ２を照射するように構成されている。このように構成すれば、レーザ光Ｌ１の波長に基づいて、レーザ干渉が精度よく行われるようにスペックル・シェアリング干渉計４を構成した場合でも、インコヒーレント光Ｌ２がレーザ光Ｌ１の波長と等しい波長を含んでいるので、共通の光学部材（バンドパスフィルタなど）を用いてインコヒーレント光Ｌ２を撮像することができる。その結果、表層欠陥検査と外観検査とを合わせて１つの装置で行う場合でも、レーザ干渉の精度を低下させることなく、部品の点数の増大を抑制することができる。
また、第１実施形態では、レーザ干渉法は、測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１を干渉させる方法（シェアログラフィ法）であり、レーザ光Ｌ１の一部の光路とインコヒーレント光Ｌ２の一部の光路とが共通となるように構成されている。このように構成すれば、光路が共通となる部分では、容易に共通の光学部材を用いることができる。その結果、表層欠陥検査と外観検査とを合わせて１つの装置で行う場合でも、より容易に部品の点数の増大を抑制することができる。
また、第１実施形態では、互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１が通過する互いに異なる２つの光路うち、いずれか一方の光路を遮断するシャッタ４７（遮断部）をさらに備え、制御部５は、２つの光路のうち、いずれか一方の光路をシャッタ４７に遮断させた状態で、他方の光路を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成されている。ここで、互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１が通過する光路の両方を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させる場合を考える。その場合、互いに異なる２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２を結像させてイメージセンサ４６に撮像させるため、撮像された外観検査用画像Ｄ２が２重にぶれたようになり劣化した画像となると考えられる。この点を考慮して、上記第１実施形態のように、いずれか一方の光路をシャッタ４７によって遮断させるように構成する。これにより、測定領域Ｐａの１点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２を結像させるため、外観検査用画像Ｄ２は２重にぶれたようにはならず、鮮明な画像とすることができる。その結果、測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１を干渉させる方法（シェアログラフィ法）を用いてレーザ干渉を行う場合でも、外観検査用画像Ｄ２の画質が劣化することを抑制することができる。
また、第１実施形態では、制御部５は、第１照射部２にレーザ光Ｌ１を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にレーザ光Ｌ１を撮像させるタイミングと、第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている。ここで、第１照射部２にレーザ光Ｌ１を照射させることにより、イメージセンサ４６にレーザ光Ｌ１を撮像させるタイミングと、第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるタイミングと、を同時に行った場合、レーザ光Ｌ１を干渉させる際にインコヒーレント光Ｌ２が外乱光として影響を及ぼすこととなり、表層検査用画像Ｄ１が不鮮明なものとなると考えられる。また、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させることによって生成する外観検査用画像Ｄ２に、レーザ光Ｌ１によるスペックルが生じるため、外観検査用画像Ｄ２もまた、不鮮明なものとなると考えられる。この点を考慮して、上記第１実施形態のように構成すれば、表層欠陥検査と外観検査とを合わせて１つの装置で行う場合でも、表層検査用画像Ｄ１と外観検査用画像Ｄ２との両方が不鮮明になることを抑制することができる。その結果、レーザ干渉による表層欠陥検査と、インコヒーレント光Ｌ２による外観検査と、の両方を精度良く行うことができる。
また、第１実施形態では、制御部５は、振動子１（変位部）の動作を停止させた状態で、第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成されている。このように構成すれば、振動子１が検査対象Ｐを振動させることに起因して外観検査用画像Ｄ２が不鮮明になることを抑制することができる。
また、第１実施形態では、画像を表示させる表示部７をさらに備え、制御部５は、測定領域Ｐａのうち内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された表層検査用画像Ｄ１を、表示部７に表示させる制御を行うとともに、測定領域Ｐａのうち外表面に発生している不良部位Ｒの位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された外観検査用画像Ｄ２を、表示部７に表示させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、作業者は、検査対象Ｐの測定領域Ｐａのうち内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置と、外表面に発生している不良部位Ｒの位置であると判別された位置と、を視覚的に認識することができる。その結果、作業者は、表層欠陥検査と外観検査との両方の結果をより容易に合わせて視覚的に認識することができる。
また、第１実施形態では、制御部５は、測定領域Ｐａのうち内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置を強調して示す画像である抽出画像Ｄ１ａおよびＤ１ｂを、外観検査用画像Ｄ２に重畳させて、表示部７に表示させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、作業者は、検査対象Ｐの測定領域Ｐａのうち内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置を、検査対象Ｐの外観を示す画像とあわせて視認することができる。その結果、作業者は、表示部７の表示に基づいて、検査対象Ｐの外観を視認しただけでは判別しにくい内部に発生している不良部位Ｑの位置を、外観の画像上において認識することができるので、不良とされる位置を容易に判別することができる。
また、第１実施形態では、制御部５は、表層検査用画像Ｄ１と外観検査用画像Ｄ２とを、表示部７に並べて表示させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、作業者は、表層検査用画像Ｄ１と外観検査用画像Ｄ２とを容易に見比べながら視認することができる。
また、第１実施形態では、制御部５は、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２とを、共通のイメージセンサ４６（撮像部）によって撮像させるように構成されている。ここで、干渉されたレーザ光Ｌ１と測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２とを、別個のイメージセンサ４６によって撮像した場合、別個のイメージセンサ４６の各々について、調整が必要であると考えられる。上記実施形態のように共通のイメージセンサ４６によって撮像するように構成すれば、１つのイメージセンサ４６について調整すればよいので、作業者による調整作業の作業負担が増大することを抑制することができる。また、別個のイメージセンサ４６を設ける場合と比べて、部品点数の増大を抑制することができる。また、共通のイメージセンサ４６によって撮像するため、表層検査用画像Ｄ１と外観検査用画像Ｄ２とが、同一の視野における画像となるように容易に構成することができる。その結果、内部に発生している不良部位Ｑの位置であると判別された位置と、外表面に発生している不良部位Ｒの位置であると判別された位置と、を作業者が照らし合わせる作業が不要となるため、作業者の作業負担を軽減することができる。
また、第１実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計４（干渉部）は、レーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上に配置された共通の光学部材を含み、光学部材は、所定の波長を有する光を透過させるバンドパスフィルタ４５（光学フィルタ）を有し、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２とが、共通のバンドパスフィルタ４５を通過可能な波長を有するとともに、共通のイメージセンサ４６によって撮像されるように構成されている。このように構成すれば、共通の光学フィルタを用いて、レーザ光Ｌ１の撮像とインコヒーレント光Ｌ２の撮像を行うことができる。その結果、表層欠陥検査と外観検査とを合わせて１つの装置で行う場合でも、部品の点数の増大を抑制することができる。
［第２実施形態］
図８を参照して、第２実施形態による欠陥検査装置２００の構成について説明する。この第２実施形態は、レーザ光Ｌ１とインコヒーレント光Ｌ２とが、共通の光学部材を用いて撮像されるために、インコヒーレント光Ｌ２の中心波長をレーザ光Ｌ１の波長と近い値である７８０〜８００ｎｍとなるように構成した第１実施形態とは異なり、インコヒーレント光Ｌ２０２が三原色（赤色、緑色、青色）の波長を含む光となるように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。
（第２実施形態による欠陥検査装置の構成）
図８に示すように、本発明の第２実施形態による欠陥検査装置２００は、第２照射部２０３と、スペックル・シェアリング干渉計２０４と、制御部２０５とを、備える。そして、スペックル・シェアリング干渉計２０４は、バンドパスフィルタ２４５と、イメージセンサ２４６とを含む。
第２照射部２０３は、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ２０２を照射する。インコヒーレント光Ｌ２０２は、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを含むように構成されている。具体的には、第２照射部２０３は、インコヒーレント光Ｌ２０２ｒと、インコヒーレント光Ｌ２０２ｇと、インコヒーレント光Ｌ２０２ｂと、の３種類のインコヒーレントな光をそれぞれ照射するように構成されている。インコヒーレント光Ｌ２０２ｒは、赤色の波長を有する光を含む。また、インコヒーレント光Ｌ２０２ｇは、緑色の波長を有する光を含む。また、インコヒーレント光Ｌ２０２ｂは、青色の波長を有する光を含む。ここで、第２照射部２０３は、３種類の波長を含む光のそれぞれを照射する１つの光源を備えるように構成されていてもよいし、３種類の波長を含む光のそれぞれを照射するように、３つの光源を備えるように構成されていてもよい。
バンドパスフィルタ２４５は、集光レンズ４４とイメージセンサ２４６との間に配置される。また、バンドパスフィルタ２４５は、複数の特定の波長を有する光を透過させる。そして、バンドパスフィルタ２４５は、所定の波長を有しない光については透過させない（減衰させる）ように構成されている。バンドパスフィルタ２４５は、たとえば、誘電体多層膜を含む。すなわち、バンドパスフィルタ２４５は、レーザ光Ｌ１に含まれる光の波長と、赤色の波長と、緑色の波長と、青色の波長と、の４つの特定の波長を有する光を透過させるように構成されている。
イメージセンサ２４６は、レーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２０２を検出するように構成されている。すなわち、７８５ｎｍの波長を有する光と、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを、それぞれ検出するように構成されている。
制御部２０５は、第１照射部２および第２照射部２０３による照射を制御する。すなわち、制御部２０５は、第１照射部２にレーザ光Ｌ１を照射させる制御を行う。また、制御部２０５は、第２照射部２０３に、インコヒーレント光Ｌ２０２ｒと、インコヒーレント光Ｌ２０２ｇと、インコヒーレント光Ｌ２０２ｂとを、それぞれ、切り替えて照射させる制御を行う。
制御部２０５は、イメージセンサ２４６によって検出された、レーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、表層検査用画像Ｄ１を生成する。また、制御部２０５は、インコヒーレント光Ｌ２０２ｒに含まれる赤色の波長の光と、インコヒーレント光Ｌ２０２ｇに含まれる緑色の波長の光と、インコヒーレント光Ｌ２０２ｂに含まれる青色の波長の光とのそれぞれの光の強度パターンに基づいて、３種類の外観検査用モノクロ画像を生成する。そして、制御部２０５は、生成された３種類の外観検査用モノクロ画像に基づいて、カラー画像の外観検査用画像Ｄ２０２を生成するように構成されている。
なお、第２実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、上記のように、インコヒーレント光Ｌ２０２は、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを含むように構成されている。このように構成すれば、外観検査用画像Ｄ２０２をカラー画像として取得することができる。その結果、明度の情報に加えて色相情報を用いて外観検査を行うことができるため、外観検査の精度をより向上させることができる。
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
図９を参照して、第３実施形態による欠陥検査装置３００の構成について説明する。この第３実施形態は、共通のイメージセンサ４６および２４６によって、レーザ光Ｌ１とインコヒーレント光Ｌ２およびＬ２０２を撮像するように構成した第１および第２実施形態とは異なり、第１イメージセンサ３４６ａおよび第２イメージセンサ３４６ｂの互いに異なる２つのイメージセンサ（撮像部）を備え、レーザ光Ｌ１とインコヒーレント光Ｌ２０２とを、各々別個のイメージセンサ（第１イメージセンサ３４６ａおよび第２イメージセンサ３４６ｂ）によって撮像するように構成されている。なお、図中において、上記第１および第２実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。
（第３実施形態による欠陥検査装置の構成）
図９に示すように、本発明の第３実施形態による欠陥検査装置３００は、スペックル・シェアリング干渉計３０４と、制御部３０５とを、備える。そして、スペックル・シェアリング干渉計３０４は、第１バンドパスフィルタ３４５ａと、第２バンドパスフィルタ３４５ｂと、第１イメージセンサ３４６ａと第２イメージセンサ３４６ｂと、第１ビームスプリッタ３４１と、第２ビームスプリッタ３４８とを含む。
第１バンドパスフィルタ３４５ａは、第１イメージセンサ３４６ａと第２ビームスプリッタ３４８との間に配置される。また、第１バンドパスフィルタ３４５ａは、特定の波長を有する光を透過させる。そして、第１バンドパスフィルタ３４５ａは、所定の波長を有しない光については透過させない（減衰させる）ように構成されている。第１バンドパスフィルタ３４５ａは、たとえば、誘電体多層膜を含み、中心波長を７８５ｎｍとして構成されている。すなわち、第１バンドパスフィルタ３４５ａは、レーザ光Ｌ１の波長を有する光を透過するように構成されている。
第２バンドパスフィルタ３４５ｂは、第２イメージセンサ３４６ｂと第２ビームスプリッタ３４８との間に配置される。また、第２バンドパスフィルタ３４５ｂは、複数の特定の波長を有する光を透過させる。そして、第２バンドパスフィルタ３４５ｂは、所定の波長を有しない光については透過させない（減衰させる）ように構成されている。第２バンドパスフィルタ３４５ｂは、たとえば、誘電体多層膜を含む。すなわち、赤色の波長と、緑色の波長と、青色の波長と、の３つの特定の波長を有する光を透過させるように構成されている。
第１イメージセンサ３４６ａは、レーザ光Ｌ１を検出するように構成されている。すなわち、７８５ｎｍの波長を有する光を検出するように構成されている。
第２イメージセンサ３４６ｂは、インコヒーレント光Ｌ２０２を検出するように構成されている。すなわち、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを、それぞれ検出するように構成されている。
第１ビームスプリッタ３４１は、第１および第２実施形態におけるビームスプリッタ４１と同様に構成されている。
第２ビームスプリッタ３４８は、ハーフミラーを含む。第２ビームスプリッタ３４８は、集光レンズ４４を通過したレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２０２が入射する位置に配置されている。また、第２ビームスプリッタ３４８は、入射したレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２０２を、第１イメージセンサ３４６ａ側に透過させるとともに、第２イメージセンサ３４６ｂ側に反射させる。
制御部３０５は、第１イメージセンサ３４６ａによって検出されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、表層検査用画像Ｄ１を生成する。また、制御部３０５は、第２イメージセンサ３４６ｂによって検出されたインコヒーレント光Ｌ２０２に含まれる赤色の波長の光と、緑色の波長の光と、青色の波長の光とのそれぞれの光の強度パターンに基づいて、３種類の外観検査用モノクロ画像を生成する。そして、制御部３０５は、生成された３種類の外観検査用モノクロ画像に基づいて、カラー画像の外観検査用画像Ｄ３０２を生成するように構成されている。
なお、第３実施形態のその他の構成については、第１および第２実施形態と同様である。
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第３実施形態では、上記のように、撮像部は、レーザ光Ｌ１を撮像する第１イメージセンサ３４６ａ（第１撮像部）と、第１イメージセンサ３４６ａとは別個に設けられ、インコヒーレント光Ｌ２を撮像する第２イメージセンサ３４６ｂ（第２撮像部）と、を含むように構成されている。このように構成すれば、第１イメージセンサ３４６ａの構成をレーザ光Ｌ１の撮像に適した構成にするとともに、第２イメージセンサ３４６ｂの構成をインコヒーレント光Ｌ２０２の撮像に適した構成にすることができる。すなわち、第１イメージセンサ３４６ａをレーザ干渉法に適した波長の光を撮像するように構成するとともに、第２イメージセンサ３４６ｂを外観検査に適した波長の光を撮像するように構成することができる。これにより、表層検査用画像Ｄ１に基づいて、より精度の高い表層欠陥検査を行うことができるとともに、外観検査用画像Ｄ３０２に基づいて、より精度の高い外観検査を行うことができる。
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
［第４実施形態］
図１０および図１１を参照して、第４実施形態による欠陥検査装置４００の構成について説明する。この第４実施形態では、互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路をシャッタ４７に遮断させた状態で、他方の光路を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成した第１実施形態とは異なり、シャッタ４７を用いずに、第２反射鏡４４３ｂの角度を調整して、ビームスプリッタ４１の反射面に対して４５度の角度となるように配置した状態で、インコヒーレント光Ｌ２を撮像するように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。
（第４実施形態による欠陥検査装置の構成）
図１０に示すように、本発明の第４実施形態による欠陥検査装置４００は、スペックル・シェアリング干渉計４０４と制御部４０５とを備える。そして、スペックル・シェアリング干渉計４０４は、レーザ光Ｌ１が通過する光路上に配置されている第２反射鏡４４３ｂを含む。
第２反射鏡４４３ｂは、ビームスプリッタ４１を透過するレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上において、ビームスプリッタ４１の反射面に対して、４５度の角度からわずかに傾斜した角度になるように配置されている。第２反射鏡４３ｂは、ビームスプリッタ４１を透過して入射してくるレーザ光Ｌ１をビームスプリッタ４１側に反射させる。また、第２反射鏡４４３ｂは、ビームスプリッタ４１に対して位置（角度）を変更させるように構成されている。第２反射鏡４４３ｂは、ビームスプリッタ４１の反射面に対して、４５度の角度になるように位置（角度）を変更させるように構成されている。
制御部４０５は、第２反射鏡４４３ｂの位置（角度）を変更させるように構成されている。すなわち、制御部４０５は、第２反射鏡４４３ｂの位置（角度）を変更させることによって、互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を変更させた状態で、インコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成されている。
制御部４０５は、第２反射鏡４４３ｂが、ビームスプリッタ４１の反射面に対して、４５度の角度からわずかに傾斜した角度になるように配置されている状態で、第１照射部２に、レーザ光Ｌ１を照射させる。そして、制御部４０５は、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、表層検査用画像Ｄ１を生成する。すなわち、制御部４０５は、測定領域Ｐａの表面上の互いに異なる２点（たとえば、図１０の位置Ｐａ１および位置Ｐａ２）において反射されたレーザ光Ｌ１を干渉させてイメージセンサ４６に撮影させる制御を行い、表層検査用画像Ｄを生成する。
また、制御部４０５は、図１１に示すように、第２反射鏡４４３ｂの位置（角度）を変更させて、第２反射鏡４４３ｂがビームスプリッタ４１の反射面に対して、４５度の角度になるように配置されている状態で、第２照射部３に、インコヒーレント光Ｌ２を照射させる。そして、制御部４０５は、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、外観検査用画像Ｄ２を生成する。すなわち、制御部４０５は、測定領域Ｐａの１点（たとえば、位置Ｐａ１）において反射されたインコヒーレント光Ｌ２をイメージセンサ４６に撮影させる制御を行い、外観検査用画像Ｄ２を生成する。
なお、第４実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様である。
（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第４実施形態では、上記のように、レーザ光Ｌ１が通過する光路上に配置されている第２反射鏡４４３ｂ（反射鏡部材）をさらに備え、制御部４０５は、第２反射鏡４４３ｂの位置（角度）を変更させることによって、互いに異なる２点（Ｐａ１およびＰａ２）において反射されたレーザ光Ｌ１が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を変更させた状態で、インコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成されている。ここで、互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１が通過する光路の両方を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させる場合を考える。その場合、互いに異なる２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２を結像させてイメージセンサ４６に撮像させるため、撮像された外観検査用画像Ｄ２が２重にぶれたようになり劣化した画像となると考えられる。この点を考慮して、上記第４実施形態のように、第２反射鏡４４３ｂの位置（角度）を変更させて、光路を１つにするように構成する。これにより、測定領域Ｐａの１点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２を結像させるため、外観検査用画像Ｄ２がぶれたような画像にならず、鮮明な画像とすることができる。さらに、シャッタ等を用いて光路を塞ぐ場合に比べて、部品点数の増加を抑制することができる。その結果、測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１を干渉させる方法（シェアログラフィ法）を用いてレーザ干渉を行う場合でも、外観検査用画像Ｄ２の画質が劣化することをより容易に抑制することができる。
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第５実施形態］
図１２および図１３を参照して、第５実施形態による欠陥検査装置５００の構成について説明する。この第５実施形態は、互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路をシャッタ４７に遮断させた状態で、他方の光路を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成した第１実施形態とは異なり、測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２を撮像するとともに、撮像されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて生成された外観検査用画像Ｄ５０２ａに対して画像処理を行うように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。
（第５実施形態による欠陥検査装置の構成）
図１２に示すように、本発明の第５実施形態による欠陥検査装置５００は、スペックル・シェアリング干渉計５０４と、制御部５０５とを備える。
スペックル・シェアリング干渉計５０４は、測定領域Ｐａの互いに異なる２点（たとえば、位置Ｐａ１および位置Ｐａ２）において反射されたレーザ光Ｌ１をレーザ干渉法により干渉させる。そして、スペックル・シェアリング干渉計５０４は、干渉されたレーザ光Ｌ１を、イメージセンサ４６において結像させる。また、スペックル・シェアリング干渉計５０４は、測定領域Ｐａの互いに異なる２点（たとえば、位置Ｐａ１および位置Ｐａ２）において反射されたインコヒーレント光Ｌ２をイメージセンサ４６によって結像させる。
制御部５０５は、第１照射部２および第２照射部３による照射を制御する。また、制御部５０５は、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて表層検査用画像Ｄ１を生成するように構成されている。
また、制御部５０５は、測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて、外観検査用画像Ｄ５０２ａを生成するように構成されている。ここで、外観検査用画像Ｄ５０２ａは、測定領域Ｐａの異なる２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて生成されるため、ブレのある画像となる。具体的には、測定領域Ｐａの微小距離だけ互いに離間した２つの位置において反射されたインコヒーレント光Ｌ２をイメージセンサ４６の１つの素子において結像するため、図１３の（Ａ）に示すように、生成された外観検査用画像Ｄ５０２ａは２重写しのブレのある画像となる。なお、ここでいう「ブレ」とは、２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２を結像するために外観検査用画像Ｄ５０２ａに生じる画像の不明瞭さを意味するものである。つまり、ここでいう「ブレ」とは、画像のブレ、ボケおよび２重写しなどの不鮮明さおよび不明瞭さなどを意味するものである。
制御部５０５は、生成されたブレのある外観検査用画像Ｄ５０２ａに対してブレを減少させる画像処理を行うことによって、ブレの解消された外観検査用画像Ｄ５０２ｂを生成するように構成されている（図１３（Ｂ）参照）。画像処理は、たとえば、デコンボリューション処理を行う。デコンボリューション処理は、画像において、ブレやボケを取り除くための処理である。具体的には、光学系の点像分布関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ ｓｐｒｅａｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を予め取得しておくとともに、生成されたブレのある外観検査用画像Ｄ５０２ａに対して、デコンボリューション処理を行うことによって、ブレのある外観検査用画像Ｄ５０２ａからＰＳＦを除去することによってブレ（２重写し）を解消する。
なお、第５実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様である。
（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第５実施形態では、上記のように、制御部５０５は、異なる２点において反射されたインコヒーレント光Ｌ２の強度パターンに基づいて生成されたブレのある外観検査用画像Ｄ５０２ａに対してブレを減少させる画像処理を行うように構成されている。これにより、制御部５０５によって、ブレを減少させる画像処理が行われた外観検査用画像Ｄ５０２ｂを取得することできる。また、外観検査用画像Ｄ５０２ｂにおけるブレを抑制するために、光路を変更させるための部品を新たに設けることが不要であるため、部品点数の増加を抑制することができる。
なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第６実施形態］
図１４を参照して、第６実施形態による欠陥検査装置６００の構成について説明する。この第６実施形態は、互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路をシャッタ４７に遮断させた状態で、他方の光路を用いて第２照射部３にインコヒーレント光Ｌ２を照射させることにより、イメージセンサ４６（撮像部）にインコヒーレント光Ｌ２を撮像させるように構成した第１実施形態とは異なり、互いに異なる２つの光路のそれぞれに、特定の波長を透過するバンドパスフィルタ（第１バンドパスフィルタ６４５ａおよび第２バンドパスフィルタ６４５ｂ）を備えるように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。
（第６実施形態による欠陥検査装置の構成）
図１４に示すように、本発明の第６実施形態による欠陥検査装置６００は、第２照射部６０３と、スペックル・シェアリング干渉計６０４と、制御部６０５とを備える。
第２照射部６０３は、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ６０２を照射する。インコヒーレント光Ｌ６０２は、第１照射部２によって照射されるレーザ光Ｌ１とは別個の波長を有するように構成されている。
スペックル・シェアリング干渉計６０４は、測定領域Ｐａの互いに異なる２点（たとえば、位置Ｐａ１および位置Ｐａ２）において反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ６０２が共通して通過する互いに異なる２つの光路上の一方に、所定の波長を有する光を透過させる第１バンドパスフィルタ６４５ａを含むとともに、互いに異なる２つの光路上の他方に、所定の波長を有する光を透過させる第２バンドパスフィルタ６４５ｂを含むように構成されている。なお、第１バンドパスフィルタ６４５ａは、特許請求の範囲の「第１光学フィルタ」の一例である。また、第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、特許請求の範囲の「第２光学フィルタ」の一例である。
第１バンドパスフィルタ６４５ａは、ビームスプリッタ４１と位相シフタ４２との間に配置される。また、第１バンドパスフィルタ６４５ａは、所定の波長を有する光を透過させる。そして、第１バンドパスフィルタ６４５ａは、所定の波長を有しない光については透過させない（減衰させる）ように構成されている。第１バンドパスフィルタ６４５ａは、たとえば、誘電体多層膜を含む。そして、第１バンドパスフィルタ６４５ａは、レーザ光Ｌ１の波長を有する光を透過するように構成されている。また、第１バンドパスフィルタ６４５ａは、インコヒーレント光Ｌ６０２の波長を有する光を透過させない（減衰させる）ように構成されている。
第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、ビームスプリッタ４１と第２反射鏡４３ｂとの間に配置される。また、第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、所定の波長を有する光を透過させる。そして、第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、所定の波長を有しない光については透過させない（減衰させる）ように構成されている。第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、たとえば、誘電体多層膜を含む。そして、第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、レーザ光Ｌ１の波長を有する光と、インコヒーレント光Ｌ６０２の波長を有する光と、の両方を透過するように構成されている。
制御部６０５は、第２照射部６０３によるインコヒーレント光Ｌ６０２の照射を制御する。また、制御部６０５は、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ６０２の強度パターンに基づいて、外観検査用画像Ｄ２を生成する。また、制御部６０５は、第１照射部２にレーザ光Ｌ１を照射させることにより、イメージセンサ４６にレーザ光Ｌ１を撮像させるタイミングと、第２照射部６０３にインコヒーレント光Ｌ６０２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ６０２を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている。さらに、制御部６０５は、振動子１の動作を停止させた状態で、第２照射部６０３にインコヒーレント光Ｌ６０２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ６０２を撮像させるように構成されている。
なお、第６実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様である。
（第６実施形態の効果）
第６実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第６実施形態では、上記のように、スペックル・シェアリング干渉計６０４は、互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ６０２が共通して通過する互いに異なる２つの光路上の一方に、所定の波長を有する光を透過させる第１バンドパスフィルタ６４５ａ（第１光学フィルタ）を含むとともに、互いに異なる２つの光路上の他方に、所定の波長を有する光を透過させる第２バンドパスフィルタ６４５ｂ（第２光学フィルタ）を含むように構成されている。そして、第１バンドパスフィルタ６４５ａは、レーザ光Ｌ１を透過させるとともに、インコヒーレント光Ｌ６０２を減衰させるように構成されており、第２バンドパスフィルタ６４５ｂは、レーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ６０２を透過させるように構成されている。これにより、測定領域Ｐａの１点において反射されたインコヒーレント光Ｌ６０２を結像させるため、外観検査用画像Ｄ２がぶれたような画像にならず、鮮明な画像とすることができる。さらに、光路上に第１バンドパスフィルタ６４５ａおよび第２バンドパスフィルタ６４５ｂを配置することにより、光路の変更および遮断などを行うためにスペックル・シェアリング干渉計６０４を構成する部品を動作させる制御が不要となる。その結果、測定領域Ｐａの互いに異なる２点において反射されたレーザ光Ｌ１を干渉させる方法（シェアログラフィ法）を用いてレーザ干渉を行う場合でも、外観検査用画像Ｄ２の画質が劣化することをより抑制するための処理負担の増大を抑制することができる。
なお、第６実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第７実施形態］
図１５を参照して、第７実施形態による欠陥検査装置７００の構成について説明する。この第７実施形態は、レーザ光Ｌ１を照射する第１照射部２とインコヒーレント光Ｌ２を照射する第２照射部３とを備えるように構成した第１実施形態とは異なり、レーザ光Ｌ１を照射する第１照射部２と、照射されたレーザ光Ｌ１のコヒーレンスを低下させることによってインコヒーレント光Ｌ７０２を照射する第２照射部７０３を備えるように構成されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付して図示するとともに説明を省略する。
（第７実施形態による欠陥検査装置の構成）
図１５に示すように、本発明の第７実施形態による欠陥検査装置７００は、第２照射部７０３と制御部７０５とを備える。
第２照射部７０３は、第１照射部２によって照射されたレーザ光Ｌ１のコヒーレンスを低下させることによって、測定領域Ｐａにインコヒーレントな光であるインコヒーレント光Ｌ７０２を照射するように構成されている。第２照射部７０３は、たとえば、スペックルリデューサ７０３ａを含む。スペックルリデューサ７０３ａは、レーザ光Ｌ１を拡散させることによって、レーザ光Ｌ１の干渉性（コヒーレンス）を低下させる。
制御部７０５は、第１照射部２および第２照射部７０３による照射を制御する。すなわち、制御部７０５は、第１照射部２によってレーザ光Ｌ１を照射させる制御を行うとともに、第２照射部７０３の動作を制御することによって、第１照射部２によって照射されたレーザ光Ｌ１のコヒーレンスを低下させることによってインコヒーレント光Ｌ７０２を照射させる。また、制御部７０５は、第１照射部２にレーザ光Ｌ１を照射させることにより、イメージセンサ４６にレーザ光Ｌ１を撮像させるタイミングと、第２照射部７０３にインコヒーレント光Ｌ７０２を照射させることにより、イメージセンサ４６にインコヒーレント光Ｌ７０２を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている。また、制御部７０５は、イメージセンサ４６によって撮像された干渉されたレーザ光Ｌ１の強度パターンに基づいて、表層検査用画像Ｄ１を生成するとともに、イメージセンサ４６によって撮像されたインコヒーレント光Ｌ７０２の強度パターンに基づいて、外観検査用画像Ｄ２を生成するように構成されている。
なお、第７実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同様である。
（第７実施形態の効果）
第７実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第７実施形態では、上記のように、第２照射部７０３は、第１照射部２によって照射されたレーザ光Ｌ１のコヒーレンスを低下させることによって、インコヒーレント光Ｌ７０２を照射するように構成されている。これにより、１つの光源によってレーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ７０２を照射することができるので、２つの光源（照射部）を備える場合と比較して、部品点数の増大を抑制することができる。また、レーザ光Ｌ１を拡散することによってインコヒーレント光Ｌ７０２として照射するため、レーザ光Ｌ１とインコヒーレント光Ｌ７０２との波長が、略等しい値となる。その結果、バンドパスフィルタなどの部材を同一のものとすることができるので、部品点数の増大を抑制することができる。
なお、第７実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記第１〜第７実施形態では、検査対象の測定領域を変位させる変位部として検査対象に接触させ、機械的振動によって測定領域に弾性波を励起する振動子を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、検査対象に接触させない位置に配置された強力なスピーカによって弾性波を励起するようにしてもよい。また、パルス高周波源を変位部として、検査対象に熱を付与することによって測定領域を変位させるようにしてもよい。また、パルスレーザを変位部として構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、レーザ干渉法としてシェアログラフィ法を用いることで、スペックル・シェアリング干渉計を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、他の光干渉計によって、干渉部を構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、制御部によって表層検査用画像や外観検査用画像などの画像を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの、外部の画像処理部を用いて画像を生成するように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、外観検査用画像およびの生成について画像処理を行う際に、画素同士の輝度値の差分値に基づいて、外表面に発生している不良部位の位置を判別する例を示したが、本発明はこれに限られない。複数の画像に対して輝度値の平均値を取得した上で、平均値から所定のしきい値を超える量だけ離れた値をもつ領域を外表面に発生している不良部位の位置として判別するようにしてもよい。また、機械学習によってオートエンコーダーと呼ばれる手法を用いて判別を行うようにしてもよい。
また、上記第１〜第３、および、第７実施形態では、シャッタは、ビームスプリッタと第２反射鏡との間の光路（図１中の破線Ｓ２）を遮断するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ビームスプリッタと第１反射鏡との間の光路（図１中の実線Ｓ１）を遮断するように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、第１照射部によるレーザ光の照射および、撮像部によるレーザ光の撮像（検出）を行った後に、第２照射部によってインコヒーレント光の照射を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レーザ光を照射する前に、インコヒーレント光を照射するように構成してもよい。また、レーザ光が複数回照射されるうちの、途中にインコヒーレント光を照射するように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、イメージセンサ（撮像部）の例として、ＣＭＯＳイメージセンサとＣＣＤイメージセンサを用いる例を示したが本発明はこれに限られない。たとえば、ラインセンサやストリークカメラを用いるようにしてもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計（干渉部）は、レーザ光およびインコヒーレント光の光路上に配置された共通の光学部材を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レーザ光を撮像する際と、インコヒーレント光を撮像する際とで、別個の光学部材を用いて撮像するようにしてもよい。
また、上記第１〜第５、および、第７実施形態では、第２照射部は、第１照射部によって照射されるレーザ光の波長と等しい波長を有する光を含むインコヒーレント光を照射するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２照射部は、第１照射部によって照射されるレーザ光の波長の光を含まないインコヒーレント光を照射するように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、レーザ干渉法は、測定領域の互いに異なる２点において反射されたレーザ光を干渉させる方法であり、レーザ光の光路の一部とインコヒーレント光の光路の一部とが共通となるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、測定領域の１点において反射された光を干渉させることによって、測定領域の表面の変位を測定するように構成されていてもよい。
また、上記第１〜第３、および、第７実施形態では、互いに異なる２点において反射されたレーザ光が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を遮断するシャッタをさらに備え、制御部は、２つの光路のうち、いずれか一方の光路をシャッタに遮断させた状態で、他方の光路を用いて第２照射部にインコヒーレント光を照射させることにより、撮像部（イメージセンサ）にインコヒーレント光を撮像させるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、インコヒーレント光を撮像する際、遮断部（シャッタ）を備えず、測定領域の互いに異なる２点において反射されたレーザ光が通過する２つの光路のうち、いずれか一方を撮像部（イメージセンサ）において結像しないように構成してもよい。すなわち、遮断部を備えず、スペックル・シェアリング干渉計に含まれる光学部材（たとえば、反射鏡）の位置を変更させることによって、異なる２つの光路のうちいずれか一方が撮像部において結像しないように構成してもよい。
また、上記第４実施形態では、レーザ光が通過する光路上に配置されている反射鏡部材をさらに備え、制御部は、反射鏡部材の位置を変更させることによって、互いに異なる２点において反射されたレーザ光が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を変更させた状態で、インコヒーレント光を照射させることにより、撮像部にインコヒーレント光を撮像させるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１反射鏡および第２反射鏡の両方の位置を変更させることによって、互いに異なる２つの光路の両方を変更させた状態で、撮像部にインコヒーレント光を撮像させるようにしてもよい。
また、上記第５実施形態では、撮像部は、互いに異なる２点において反射されたインコヒーレント光を撮像するように構成されており、制御部は、互いに異なる２点において反射されたインコヒーレント光の強度パターンに基づいて生成されたブレのある外観検査用画像に対してブレを減少させる画像処理を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ブレを減少させる画像処理は行わず、外観検査で不良であると判別された位置を抽出して表示させるように構成してもよい。
また、上記第６実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計（干渉部）は、互いに異なる２点において反射されたレーザ光およびインコヒーレント光が共通して通過する互いに異なる２つの光路上の一方に、所定の波長を有する光を透過させる第１バンドパスフィルタ（第１光学フィルタ）を含むとともに、互いに異なる２つの光路上の他方に、所定の波長を有する光を透過させる第２バンドパスフィルタ（第２光学フィルタ）を含むように構成されており、第１バンドパスフィルタは、レーザ光を透過させるとともにインコヒーレント光を減衰させるように構成されており、第２バンドパスフィルタは、レーザ光およびインコヒーレント光を透過させるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スペックル・シェアリング干渉計を、互いに異なる２つの光路の片方に第１バンドパスフィルタを含むが、互いに異なる２つの光路上の他方に第２バンドパスフィルタを含まないように構成してもよい。
また、上記第４〜第６実施形態では、第２照射部３によってインコヒーレント光Ｌ２を照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２照射部３のかわりに第２照射部２０３を用いることによって３原色（赤色、緑色、青色）の波長を含む光であるインコヒーレント光Ｌ２０２を照射するように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、制御部は、第１照射部にレーザ光を照射させることにより、イメージセンサ（撮像部）にレーザ光を撮像させるタイミングと、第２照射部にインコヒーレント光を照射させることにより、イメージセンサにインコヒーレント光を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レーザ光を撮像させるタイミングとインコヒーレント光を撮像させるタイミングとを同時に行うようにしてもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、制御部は、振動子（変位部）の動作を停止させた状態で、第２照射部にインコヒーレント光を照射させることにより、イメージセンサ（撮像部）にインコヒーレント光を撮像させるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、振動子の動作を停止させない状態で、インコヒーレント光を照射するように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、画像を表示させる表示部をさらに備え、制御部は、測定領域のうち内部に発生している不良部位の位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された表層検査用画像を、表示部に表示させる制御を行うとともに、測定領域のうち外表面に発生している不良部位の位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された外観検査用画像を、表示部に表示させる制御を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像を表示させる表示部を備えず、生成した画像をデータとして外部に出力するように構成されていてもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、制御部は、測定領域のうち内部に発生している不良部位の位置であると判別された位置を強調して示す画像である抽出画像を、外観検査用画像に重畳させて、表示部に表示させる制御を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、抽出画像を外観検査用画像と並べて表示させるように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、制御部は、表層検査用画像と外観検査用画像とを、表示部に並べて表示させる制御を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、表層検査用画像を半透明に透過させた状態で、外観検査用画像に重ねて表示させるようにしてもよい。
また、上記第１〜第３実施形態では、スペックル・シェアリング干渉計４（干渉部）は、レーザ光Ｌ１およびインコヒーレント光Ｌ２の光路上に配置された共通の光学部材を含み、光学部材は、所定の波長を有する光を透過させるバンドパスフィルタ４５（光学フィルタ）を有し、干渉されたレーザ光Ｌ１と、測定領域Ｐａにおいて反射されたインコヒーレント光Ｌ２とが、共通のバンドパスフィルタ４５を通過可能な波長を有するとともに、共通のイメージセンサ４６によって撮像されるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数のバンドパスフィルタを備えさせ、レーザ光Ｌ１とインコヒーレント光Ｌ２およびＬ２０２との各々の波長に応じて、光路上のバンドパスフィルタを切り替えて、対応する波長を透過させるように構成してもよい。
また、上記第３実施形態では、撮像部は、レーザ光を撮像する第１イメージセンサ（第１撮像部）と、第１イメージセンサとは別個に設けられ、インコヒーレント光を撮像する第２イメージセンサ（第２撮像部）と、を含むように構成されているとともに、第２照射部は、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを含むインコヒーレント光を照射するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、撮像部を、レーザ光に近い波長を含むインコヒーレント光を照射するように構成するとともに、レーザ光とインコヒーレント光とを別個に設けられた２つの撮像部（第１イメージセンサと第２イメージセンサ）によってそれぞれ撮像するように構成してもよい。
また、上記第２および第３実施形態では、は、赤色の波長を有するインコヒーレント光と、緑色の波長を有するインコヒーレント光と、青色の波長を有するインコヒーレント光とをそれぞれ照射するように構成されている。例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２照射部が、赤色の波長を含む光と、青色の波長を含む光と、緑色の波長を含む光と、を含むインコヒーレントな光である白色光を照射するように構成されていてもよい。また、その際、イメージセンサを、カラーフィルタを備えてカラー画像を取得できるように構成してもよいし、単色センサを備えて、赤色と緑色と青色とのそれぞれの波長を透過するバンドパスフィルタを切り換えながら用いるように構成してもよい。
また、上記第１〜第７実施形態では、レーザ光は７８５ｎｍの波長を有する光（近赤外光）を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、６３３ｎｍの波長を有する可視光を含むように構成するようにしてもよい。
［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（項目１）
検査対象の測定領域を変位させる変位部と、
前記測定領域にレーザ光を照射する第１照射部と、
前記測定領域にインコヒーレントな光であるインコヒーレント光を照射する第２照射部と、
前記第１照射部および前記第２照射部による照射を制御する制御部と、
前記測定領域において反射された前記レーザ光をレーザ干渉法により干渉させる干渉部と、
干渉された前記レーザ光と、前記測定領域において反射された前記インコヒーレント光と、を撮像する撮像部と、を備え、
前記撮像部によって撮像された前記干渉されたレーザ光の強度パターンに基づいて、前記測定領域における前記検査対象の変位を示す画像である表層検査用画像を生成するとともに、前記撮像部によって撮像された前記インコヒーレント光の強度パターンに基づいて、前記測定領域の外表面の画像である外観検査用画像を生成するように構成されている、欠陥検査装置。
（項目２）
前記干渉部は、前記レーザ光および前記インコヒーレント光の光路上に配置された共通の光学部材を含む、項目１に記載の欠陥検査装置。
（項目３）
前記第２照射部は、前記第１照射部によって照射される前記レーザ光の波長と等しい波長を有する光を含む前記インコヒーレント光を照射するように構成されている、項目１または２に記載の欠陥検査装置。
（項目４）
前記レーザ干渉法は、前記測定領域の互いに異なる２点において反射された前記レーザ光を干渉させる方法であり、
前記レーザ光の光路の一部と前記インコヒーレント光の光路の一部とが共通となるように構成されている、項目１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目５）
前記互いに異なる２点において反射された前記レーザ光が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を遮断する遮断部をさらに備え、
前記制御部は、前記２つの光路のうち、いずれか一方の光路を前記遮断部に遮断させた状態で、他方の光路を用いて前記第２照射部に前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるように構成されている、項目４に記載の欠陥検査装置。
（項目６）
前記レーザ光が通過する光路上に配置されている反射鏡部材をさらに備え、
前記制御部は、前記反射鏡部材の位置を変更させることによって、前記互いに異なる２点において反射された前記レーザ光が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を変更させた状態で、前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるように構成されている、項目４に記載の欠陥検査装置。
（項目７）
前記撮像部は、前記互いに異なる２点において反射された前記インコヒーレント光を撮像するように構成されており、
前記制御部は、前記互いに異なる２点において反射された前記インコヒーレント光の強度パターンに基づいて生成されたブレのある外観検査用画像に対して前記ブレを減少させる画像処理を行うように構成されている、項目４に記載の欠陥検査装置。
（項目８）
前記干渉部は、前記互いに異なる２点において反射された前記レーザ光および前記インコヒーレント光が共通して通過する互いに異なる２つの光路上の一方に、所定の波長を有する光を透過させる第１光学フィルタを含むとともに、前記互いに異なる２つの光路上の他方に、所定の波長を有する光を透過させる第２光学フィルタを含むように構成されており、
前記第１光学フィルタは、前記レーザ光を透過させるとともに前記インコヒーレント光を減衰させるように構成されており、
前記第２光学フィルタは、前記レーザ光および前記インコヒーレント光を透過させるように構成されている、項目４に記載の欠陥検査装置。
（項目９）
前記制御部は、前記第１照射部に前記レーザ光を照射させることにより、前記撮像部に前記レーザ光を撮像させるタイミングと、前記第２照射部に前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている、項目１〜８のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目１０）
前記制御部は、前記変位部の動作を停止させた状態で、前記第２照射部に前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるように構成されている、項目９に記載の欠陥検査装置。
（項目１１）
画像を表示させる表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記測定領域のうち内部に発生している不良部位の位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された前記表層検査用画像を、前記表示部に表示させる制御を行うとともに、前記測定領域のうち外表面に発生している不良部位の位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された前記外観検査用画像を、前記表示部に表示させる制御を行うように構成されている、項目１〜１０のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目１２）
前記制御部は、前記測定領域のうち内部に発生している不良部位の位置であると判別された位置を強調して示す画像を、前記外観検査用画像に重畳させて、前記表示部に表示させる制御を行うように構成されている、項目１１に記載の欠陥検査装置。
（項目１３）
前記制御部は、前記表層検査用画像と前記外観検査用画像とを、前記表示部に並べて表示させる制御を行うように構成されている、項目１１または１２に記載の欠陥検査装置。
（項目１４）
前記制御部は、前記干渉されたレーザ光と、前記測定領域において反射された前記インコヒーレント光とを、共通の前記撮像部によって撮像させるように構成されている、項目１〜１３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目１５）
前記干渉部は、前記レーザ光および前記インコヒーレント光の光路上に配置された共通の光学部材を含み、
前記光学部材は、所定の波長を有する光を透過させる光学フィルタを有し、
前記干渉されたレーザ光と、前記測定領域において反射された前記インコヒーレント光とが、共通の前記光学フィルタを通過可能な波長を有するとともに、前記共通の撮像部によって撮像されるように構成されている、項目１４に記載の欠陥検査装置。
（項目１６）
前記撮像部は、前記レーザ光を撮像する第１撮像部と、前記第１撮像部とは別個に設けられ、前記インコヒーレント光を撮像する第２撮像部と、を含むように構成されている、項目１〜１３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目１７）
前記インコヒーレント光は、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを含むように構成されている、項目１〜１６のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
（項目１８）
前記第２照射部は、前記第１照射部によって照射された前記レーザ光のコヒーレンスを低下させることによって、前記インコヒーレント光を照射するように構成されている、項目１〜１７のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
１ 振動子（変位部）
２ 第１照射部
３、２０３、６０３、７０３ 第２照射部
４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４ スペックル・シェアリング干渉計（干渉部）
５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５ 制御部
６ 信号発生部
７ 表示部
４５、２４５ バンドパスフィルタ（光学フィルタ）
４６、２４６ イメージセンサ（撮像部）
４７ シャッタ（遮断部）
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 欠陥検査装置
３４５ａ、６４５ａ 第１バンドパスフィルタ（第１光学フィルタ）
３４５ｂ、６４５ｂ 第２バンドパスフィルタ（第２光学フィルタ）
４４３ｂ 第２反射鏡（反射鏡部材）
３４６ａ 第１イメージセンサ（第１撮像部）
３４６ｂ 第２イメージセンサ（第２撮像部）

Claims (18)

  1. 検査対象の測定領域を変位させる変位部と、
    前記測定領域にレーザ光を照射する第１照射部と、
    前記測定領域にインコヒーレントな光であるインコヒーレント光を照射する第２照射部と、
    前記第１照射部および前記第２照射部による照射を制御する制御部と、
    前記測定領域において反射された前記レーザ光をレーザ干渉法により干渉させる干渉部と、
    干渉された前記レーザ光と、前記測定領域において反射された前記インコヒーレント光と、を撮像する撮像部と、を備え、
    前記撮像部によって撮像された前記干渉されたレーザ光の強度パターンに基づいて、前記測定領域における前記検査対象の変位を示す画像である表層検査用画像を生成するとともに、前記撮像部によって撮像された前記インコヒーレント光の強度パターンに基づいて、前記測定領域の外表面の画像である外観検査用画像を生成するように構成されている、欠陥検査装置。
  2. 前記干渉部は、前記レーザ光および前記インコヒーレント光の光路上に配置された共通の光学部材を含む、請求項１に記載の欠陥検査装置。
  3. 前記第２照射部は、前記第１照射部によって照射される前記レーザ光の波長と等しい波長を有する光を含む前記インコヒーレント光を照射するように構成されている、請求項１または２に記載の欠陥検査装置。
  4. 前記レーザ干渉法は、前記測定領域の互いに異なる２点において反射された前記レーザ光を干渉させる方法であり、
    前記レーザ光の光路の一部と前記インコヒーレント光の光路の一部とが共通となるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  5. 前記互いに異なる２点において反射された前記レーザ光が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を遮断する遮断部をさらに備え、
    前記制御部は、前記２つの光路のうち、いずれか一方の光路を前記遮断部に遮断させた状態で、他方の光路を用いて前記第２照射部に前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるように構成されている、請求項４に記載の欠陥検査装置。
  6. 前記レーザ光が通過する光路上に配置されている反射鏡部材をさらに備え、
    前記制御部は、前記反射鏡部材の位置を変更させることによって、前記互いに異なる２点において反射された前記レーザ光が通過する互いに異なる２つの光路のうち、いずれか一方の光路を変更させた状態で、前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるように構成されている、請求項４に記載の欠陥検査装置。
  7. 前記撮像部は、前記互いに異なる２点において反射された前記インコヒーレント光を撮像するように構成されており、
    前記制御部は、前記互いに異なる２点において反射された前記インコヒーレント光の強度パターンに基づいて生成されたブレのある外観検査用画像に対して前記ブレを減少させる画像処理を行うように構成されている、請求項４に記載の欠陥検査装置。
  8. 前記干渉部は、前記互いに異なる２点において反射された前記レーザ光および前記インコヒーレント光が共通して通過する互いに異なる２つの光路上の一方に、所定の波長を有する光を透過させる第１光学フィルタを含むとともに、前記互いに異なる２つの光路上の他方に、所定の波長を有する光を透過させる第２光学フィルタを含むように構成されており、
    前記第１光学フィルタは、前記レーザ光を透過させるとともに前記インコヒーレント光を減衰させるように構成されており、
    前記第２光学フィルタは、前記レーザ光および前記インコヒーレント光を透過させるように構成されている、請求項４に記載の欠陥検査装置。
  9. 前記制御部は、前記第１照射部に前記レーザ光を照射させることにより、前記撮像部に前記レーザ光を撮像させるタイミングと、前記第２照射部に前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるタイミングと、を互いに異ならせるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  10. 前記制御部は、前記変位部の動作を停止させた状態で、前記第２照射部に前記インコヒーレント光を照射させることにより、前記撮像部に前記インコヒーレント光を撮像させるように構成されている、請求項９に記載の欠陥検査装置。
  11. 画像を表示させる表示部をさらに備え、
    前記制御部は、前記測定領域のうち内部に発生している不良部位の位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された前記表層検査用画像を、前記表示部に表示させる制御を行うとともに、前記測定領域のうち外表面に発生している不良部位の位置であると判別された位置を視覚的に認識可能なように構成された前記外観検査用画像を、前記表示部に表示させる制御を行うように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  12. 前記制御部は、前記測定領域のうち内部に発生している不良部位の位置であると判別された位置を強調して示す画像を、前記外観検査用画像に重畳させて、前記表示部に表示させる制御を行うように構成されている、請求項１１に記載の欠陥検査装置。
  13. 前記制御部は、前記表層検査用画像と前記外観検査用画像とを、前記表示部に並べて表示させる制御を行うように構成されている、請求項１１または１２に記載の欠陥検査装置。
  14. 前記制御部は、前記干渉されたレーザ光と、前記測定領域において反射された前記インコヒーレント光とを、共通の前記撮像部によって撮像させるように構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  15. 前記干渉部は、前記レーザ光および前記インコヒーレント光の光路上に配置された共通の光学部材を含み、
    前記光学部材は、所定の波長を有する光を透過させる光学フィルタを有し、
    前記干渉されたレーザ光と、前記測定領域において反射された前記インコヒーレント光とが、共通の前記光学フィルタを通過可能な波長を有するとともに、前記共通の撮像部によって撮像されるように構成されている、請求項１４に記載の欠陥検査装置。
  16. 前記撮像部は、前記レーザ光を撮像する第１撮像部と、前記第１撮像部とは別個に設けられ、前記インコヒーレント光を撮像する第２撮像部と、を含むように構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  17. 前記インコヒーレント光は、赤色の波長を有する光と、緑色の波長を有する光と、青色の波長を有する光とを含むように構成されている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  18. 前記第２照射部は、前記第１照射部によって照射された前記レーザ光のコヒーレンスを低下させることによって、前記インコヒーレント光を照射するように構成されている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
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