JPH1062354A - 透明板の欠陥検査装置及び欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射角や入射位置を正確にコントロールする
ことなく透明板１の表裏及び内部に存在する欠陥を観察
することが可能な欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 透明板１の一方の面に対して斜め方向か
ら照明光を照射する照明装置２と、照明光の照射により
透明板１の内部及び表面の欠陥によって生じる散乱光に
ついて照明光を入射した側と同一の面から観察する撮像
装置３と、照明光が照射される透明板表面の領域すなわ
ち照明照射領域６と撮像装置３により観察される透明板
表面の領域すなわち検査領域７とを両領域が互いに重複
しないように設定する領域設定装置と、を具備すること
により、撮像装置３には透明板の内部から放射された光
のみ入射されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス板やプラス
チック板などの透明板の表面あるいは内部に存在する欠
陥を効率よく検出し、良品か不良品かを判定する透明板
の欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤカメラ、フラットパネルな
どの撮像装置の解像度が向上するのに伴い、撮像素子が
微細化されてきており、この撮像素子を保護するために
設けられるガラスやプラスチックなどを素材とする保護
用透明板の微小欠陥が撮像装置の性能を大きく左右する
ようになってきた。撮像素子が微細化されるに伴い、透
明板の検査の基準値も次第に小さくなってきており、従
来人間が目視で行っていた検査では対応が難しくなって
きた。このため、拡大鏡や顕微鏡などにＣＣＤカメラ等
の撮像装置を取り付けて、透明板の検査対象領域を拡大
しながら検査しなければならない状況となってきた。

【０００３】従来、ＣＣＤカメラを利用した透明板の欠
陥検査においては、透明板の表面に白色光やレーザービ
ーム等を照射し、透明板の表面に欠陥が存在した場合に
発生する散乱光をＣＣＤカメラでとらえ、得られた撮影
画像に対して所定の処理を施すことにより、欠陥の有無
を検査するようにしていた。撮像装置の撮像素子が従来
ほど微細化される以前は、欠陥と判定される傷、ゴミな
ど表面欠陥は比較的大きいものに限定してよく、この場
合均一照明を透明板の表面に照射することにより十分な
散乱光が得られ、この散乱光を撮影することにより欠陥
を検出することができた。しかし、欠陥が小さくなれば
なるほど欠陥による散乱光の量も少なくなるので、撮像
素子の微細化に対応するために微小欠陥についても検出
しようとした場合、少ない散乱光により検出が困難とな
っていた。

【０００４】そこで、これらの問題点を解決するものと
して、特開平５−８７７３９号では、レンズなどの透明
体の端面から光を入射させて、透明体内部、および表面
の欠陥を同時に観察する方法が提示されている。そして
この方法によれば、透明体表面および内部の複数箇所の
欠陥を一度に検出できるという面で有効であるとされて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平５−８
７７３９号の方法では、入射光を端面に正確に入射させ
る必要があり、この場合投光器と透明体であるレンズの
相対的な位置合わせが必要となり、入射光の入射角や入
射位置を正確にコントロールしなければならないという
問題が生ずる。また、透明体がごく一般のガラス板やプ
ラスチック板の場合は、その端面は一般に鏡面仕上げさ
れていないので、実質的に光を端面から入射させること
ができないという問題もある。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたものであり、入射角や入射位置を正確に
コントロールすることなく、比較的簡単な設備と方法に
より、ガラス板やプラスチック板などの透明板の表およ
び裏の表面に存在する傷などの欠陥、表面に付着したゴ
ミなど欠陥、さらに透明板内部に存在する気泡、割れな
どの欠陥を同時に観察することができるような、透明板
の欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる発明では、透明板の一方の面に
対して斜め方向から照明光を照射する照明装置と、照明
光の照射により透明板の内部及び表面の欠陥によって生
じる散乱光について照明光を入射した側と同一の面から
観察する撮像装置と、を具備することにより、透明板の
内部及び表面の欠陥を光学的に検出する透明板の欠陥検
査において、照明光が照射される透明板表面の領域すな
わち照明照射領域と撮像装置により観察される透明板表
面の領域すなわち検査領域とを両領域が互いに重複しな
いように設定する領域設定装置を具備することにより、
撮像装置には透明板の内部から放射された光のみ入射さ
れるようにしたことを特徴とする透明板の欠陥検査装置
を提供した。

【０００８】透明板表面から放射された光の中には、欠
陥の検出の際に必要な散乱光などの透明板内部から放射
された光の他に、照明光が透明板表面にて直接反射され
た光すなわち直接反射光があり、一般的には後者の光量
が大きく、前者が後者に埋もれた状態となり、その結果
欠陥の検出が困難となってしまう。そこで請求項１にか
かる発明では、照明照射領域に対応する検査領域を自動
的に算出する領域設定装置を設けるようにした。この領
域設定装置により算出された照明照射領域及び検査領域
の位置に基づいて照明装置の照射角度及び撮像装置の撮
影角度を調整するようにすることにより、検査領域の撮
影画像について直接反射光をほとんど含まないようにす
ることができる。なお、請求項１に記載の「透明板の内
部から放射された光」とは、照明装置から照射され透明
板表面から透明板内に入射した光が、透明板内での伝搬
の過程で、あるいは欠陥による透明板内での散乱によ
り、再度透明板表面から透明板外に放射された光を指
す。

【０００９】請求項２にかかる発明では、請求項１に記
載の構成に加えて、検査領域を撮影した撮像装置より得
られた撮影画像に対して小ウィンドウを設定し、この小
ウィンドウを使用して検査領域内を走査し、走査の過程
において小ウィンドウにより規定される検査領域内の各
小ウィンドウ領域毎に、小ウィンドウ領域の画像濃度の
標準偏差を算出し、この標準偏差が予め設定された判定
基準よりも大きい場合には透明板に欠陥があるものと判
定する画像処理装置と、を具備したことを特徴とする透
明板の欠陥検査装置を提供した。

【００１０】請求項２に記載の構成としたことにより、
検査領域内の複数個の小ウィンドウ領域の画像濃度の標
準偏差を算出し、この標準偏差が予め設定された判定基
準よりも大きい場合には透明板に欠陥があるものと判定
するようにしたので、欠陥の検出が小ウィンドウ領域の
単位で行われるようになる。また、判定基準の選定によ
り、欠陥の基準を容易に設定できる。

【００１１】請求項３にかかる発明では、請求項１また
は２に記載の構成に加えて、領域設定装置からの指令に
基づき、照明装置の照射角度を変更可能にする照明装置
回転機構、及び撮像装置の撮影角度を変更可能にする撮
像装置回転機構と、を具備したことを特徴とする透明板
の欠陥検査装置を提供した。この構成としたことによ
り、領域設定装置からの指令に基づき照明装置及び撮像
装置の角度が自動的に変更されるように、照明装置及び
撮像装置に接続されたそれぞれの回転機構に対して領域
設定装置から指令が出されるようになる。

【００１２】請求項４にかかる発明では、請求項１乃至
３のいずれかにかかる発明において、照明光が照明照射
領域以外には照射されないよう照明ビームを絞り込むた
めに、照明光は照明装置よりスリット状に照射されるよ
うにした。これにより、照明光が透明板表面にて直接反
射された光が撮像装置に入射される割合が低くなる。

【００１３】請求項５にかかる発明では、請求項１乃至
４のいずれかにかかる発明において、照明装置及び撮像
装置には透明板に対して相対的に移動可能にされた移動
機構が具備されるようにした。これにより、照明装置及
び撮像装置と透明板とは相対的に移動されることにな
り、透明板の全面の検査が可能となる。

【００１４】請求項６にかかる発明では、請求項５にか
かる発明において、照明装置及び撮像装置の移動機構
は、油圧または空圧を使用した直動アクチュエータに位
置検出器を付加したものとした。これにより、特に高い
位置決め精度が要求されない場合は直動アクチュエータ
の使用により安価なシステムが構成できる。

【００１５】請求項７にかかる発明では、請求項５にか
かる発明において、照明装置及び撮像装置の移動機構
は、エンコーダー付きのサーボモータとボールねじとを
組み合わせたものとした。これにより、特に高い位置決
め精度が要求される使用形態に対応できる。

【００１６】請求項８にかかる発明では、請求項１乃至
４のいずれかにかかる発明において、透明板を２軸制御
可能なスライドテーブル上に載置することにより、透明
板を照明装置及び撮像装置に対して相対的に移動可能に
するようにした。これにより、照明装置及び撮像装置と
透明板とは相対的に移動されることになり、透明板の全
面の検査が可能となる。

【００１７】請求項９にかかる発明では、請求項８にか
かる発明において、透明板が載置されたスライドテーブ
ルの移動機構は、油圧または空圧を使用した直動アクチ
ュエータに位置検出器を付加したものとした。これによ
り、特に高い位置決め精度が要求されない場合は直動ア
クチュエータの使用により安価なシステムが構成でき
る。

【００１８】請求項１０にかかる発明では、請求項８に
かかる発明において、透明板が載置されたスライドテー
ブルの移動機構は、エンコーダー付きのサーボモータと
ボールねじとを組み合わせたものとした。これにより、
特に高い位置決め精度が要求される使用形態に対応でき
る。

【００１９】請求項１１にかかる発明では、透明板の一
方の面に対して斜め方向から照明光を照射する照明装置
と、照明光の照射により透明板の内部及び表面の欠陥に
よって生じる散乱光について照明光を入射した側と同一
の面から観察する撮像装置と、を具備することにより、
透明板の内部及び表面の欠陥を光学的に検出する透明板
の欠陥検査において、照明光が照射される透明板表面の
領域すなわち照明照射領域と撮像装置により観察される
透明板表面の領域すなわち検査領域とを両領域が互いに
重複しないように設定し、検査領域を撮影した撮像装置
より得られた撮影画像に対して小ウィンドウを設定し、
この小ウィンドウを使用して検査領域内を走査し、この
走査の過程において小ウィンドウにより規定される検査
領域内の各小ウィンドウ領域毎に、小ウィンドウ領域の
画像濃度の標準偏差を算出し、この標準偏差が予め設定
された判定基準よりも大きい場合には透明板に欠陥があ
るものと判定するようにしたことを特徴とする透明板の
欠陥検査方法を提供した。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
における欠陥検査装置の概略を示す図であり、（ａ）は
検査対象である透明板１を上から見た図、（ｂ）は透明
板１を側面から見た図をそれぞれ示している。

【００２１】ガラス板やプラスチック板などの透明板に
対して、透明板１の左上方に設置された照明装置２より
透明板表面４に対して斜めに照明光を照射する。照明光
としては、レーザー光のように特に高指向性のものは使
用する必要はなく、ごく一般的な白色光で十分である
が、照明光が透明板表面４の照明照射領域６以外には照
射されないよう照明ビームを絞り込むために、照明光は
照明装置２よりスリット状に照射されるようにすること
が望ましい。

【００２２】透明板表面４に照射された照明光の大部分
は透明板表面４で反射されるが（以下これを「直接反射
光」と記す）、一部は透明板表面４にて屈折して透明板
内部に入射される（以下これを「入射光」と記す）。こ
の入射光はそのまま透明板内を進み、透明板の反対側の
表面すなわち透明板裏面５に到達し、ここで反射して再
び透明板内を進む光（以下これを「伝搬光」と記す）と
そのまま透過して透明板１の外に出る光（以下これを
「透過光」と記す）とに分離される。さらに、透明板表
面４に向かった伝搬光は、透明板表面４にて再び反射し
て伝搬光として透明板内を進む光とそのまま透過して透
明板１の外に出る光（以下これを「内部反射光」と記
す）とに分離される。すなわち本実施形態において、直
接反射光とは透明板表面４に照射された照明光のうち透
明板表面４における直接の反射光を指し、内部反射光と
は伝搬光が透明板表面４にて透過した光を指す。また、
透過光とは透明板裏面５を透過した光すべてを指す。こ
こで、伝搬光に注目すると、この伝搬光は図１（ｂ）に
示すように透明板表面４及び透明板裏面５にて反射ある
いは透過を繰り返し、透明板内を進むにつれて透過によ
り次第に減衰しながら透明板内を右方向に進んでいくこ
とになる。

【００２３】さて、透明板表面４、透明板裏面５、ある
いは透明板内部に欠陥が存在する場合、この欠陥により
伝搬光が散乱され、伝搬光の進行方向に変化が生じる。
図２は欠陥の種類による伝搬光の散乱状況を模式的に示
したものであり、（ａ）は透明板内部に気泡などの欠陥
がある場合、（ｂ）は透明板表面４に付着ゴミなどの欠
陥がある場合、（ｃ）は透明板表面４に傷がある場合を
それぞれ示している。図２（ａ）及び（ｃ）に示すよう
に、透明板内部に気泡などの欠陥がある場合、及び透明
板表面４に傷がある場合では、これらの欠陥により伝搬
光が散乱され、散乱光が透明板１の外部に放射される。
また、図２（ｂ）に示すように、透明板表面４に付着ゴ
ミなどの欠陥がある場合では、付着ゴミの存在する部分
においては内部反射光が放射されないことになる。さら
に、図示してはいないが、透明板裏面５に付着ゴミや傷
がある場合でも散乱光が透明板表面４より放射される。
したがって、透明板表面４から放射される散乱光及び内
部反射光を観察することにより、透明板表面４、透明板
裏面５、あるいは透明板内部の欠陥の有無を検査できる
ことになる。そこで、透明板表面４から放射される散乱
光及び内部反射光を観察するために、図１（ｂ）に示す
ように、透明板１の右上方に撮像装置３を設置するよう
にした。撮像装置としては２次元画像を撮影可能なＣＣ
Ｄカメラを用いることにした。

【００２４】ところで、透明板表面４から放射される光
の中には、前述のように、散乱光や内部反射光以外に直
接反射光があり、一般的にはこれら３者の中で直接反射
光の光量が最も大きい。したがって、撮像装置３により
透明板表面の照明照射領域６から放射される光を直接観
察するようにすると、欠陥の検査に必要な散乱光及び内
部反射光よりも直接反射光が強く観察されることになる
ので、散乱光及び内部反射光が直接反射光に埋もれた状
態となり、その結果欠陥の検出が困難となってしまう。
そこで、撮像装置３が観察する透明板表面の検査領域７
は、照明照射領域６の右方でありかつ照明照射領域６と
は重複しない位置に設定することにする。具体的には、
照明照射領域６に対応する検査領域７を自動的に算出す
る図示しない領域設定装置を設け、この領域設定装置に
より算出された照明照射領域６及び検査領域７の位置に
基づいて照明装置２の照射角度及び撮像装置３の撮影角
度を調整するようにする。

【００２５】さらに、領域設定装置により算出された照
明照射領域６及び検査領域７の位置より、照明装置２の
照射角度及び撮像装置３の撮影角度を算出し、算出され
た照明装置２の照射角度及び撮像装置３の撮影角度に基
づき、照明装置２の照射角度を変更可能にされた図示し
ない照明装置回転機構、及び撮像装置３の撮影角度を変
更可能にされた図示しない撮像装置回転機構に対して、
照明装置２の照射角度及び撮像装置３の撮影角度の変更
指令をそれぞれ出力するようにしてもよい。これによ
り、照明装置２の照射角度の変更に伴う照明照射領域６
の変化に対応する検査領域７が自動的に算出され、この
検査領域７を撮影するための撮像装置３の撮影角度が自
動的に変更されるようになる。

【００２６】伝搬光は透明板内を進むにしたがいその一
部が透明板表面４及び透明板裏面５より外部へ放射され
ることにより減衰するので、伝搬光の一部が透明板表面
４より放射される光としての内部反射光も右方へ行くに
したがい減少することになる。したがってＣＣＤカメラ
３には検査領域７の右方にいくにしたがって一様に暗く
なっていく画像が観察されることになる。前述の図２に
示されるような欠陥が存在する場合、これをＣＣＤカメ
ラ３により観察すると、欠陥が存在する部分あるいはそ
の近傍において、散乱光により撮影画像が周囲より明る
くなる（輝点として観測される）か、あるいは逆に暗く
なる（暗点として観測される）ことになり、検査領域７
の右方に行くにしたがって一様に暗くなっていくとい
う、欠陥が存在しない場合の撮影画像とは明らかに異な
った画像が得られることになる。

【００２７】図３は、ＣＣＤカメラ３でとらえられた撮
影画像の一例を示したものである。図において、左側の
ハッチングのかかった領域は照射光が透明板表面４で直
接反射される領域すなわち照明照射領域６であり、右側
の破線で囲まれた領域は検査すべき領域すなわち検査領
域７を表している。なお、図中、検査領域７には欠陥の
サンプルを併せて示してある。以下、この撮影画像に基
づいて欠陥の有無を判定する方法について説明する。

【００２８】まず、撮影画像中の検査領域７に対して小
ウィンドウと呼ばれる微小領域を設定する。例えば、撮
影画像中の検査領域７の解像度が５００×５００画素で
ある場合に、１０×１０画素の小ウィンドウを微小領域
として想定する。この小ウィンドウを検査領域７の左上
から右下まで順次走査しながら、この小ウィンドウの走
査により規定される小ウィンドウ領域内の各画素の明る
さの度合いすなわち濃度値の標準偏差を計算する。それ
ぞれの小ウィンドウ領域の標準偏差は式（１）を用いて
算出する。

【００２９】

【数１】

【００３０】式（１）において、Ｇ（ｘ，ｙ）は小ウィ
ンドウ領域内部の座標（ｘ，ｙ）における濃度値であ
る。よく知られているように標準偏差はばらつきの大き
さを定量的に表すものであるから、式（１）は小ウィン
ドウ領域内の各画素の濃度値のばらつきを表しているこ
とになる。小ウィンドウの走査は小ウィンドウの大きさ
分すなわち１０画素ずつシフトすればよいので、走査が
終了した時点で算出された標準偏差の数は、小ウィンド
ウの走査により規定される小ウィンドウ領域の数と同じ
く２５００個となる。

【００３１】小ウィンドウによる検査領域７の走査が終
了した後、算出された標準偏差を予め設定された合否判
定基準と比較する。前述のように、欠陥は輝点または暗
点として観察されるが、これは画像中では欠陥部分の画
素濃度が輝点の場合はその周囲よりも明るく（濃度値が
高く）、暗点の場合はその周囲よりも暗く（濃度値が低
く）なって表れる。したがって、欠陥が存在する場合は
この部分において小ウィンドウ領域内の標準偏差が欠陥
が存在しない箇所よりも大きくなるので、算出された各
小ウィンドウ領域の標準偏差を合否判定基準と比較し、
この比較において標準偏差が合否判定基準を上回った小
ウィンドウ領域については、この小ウィンドウ領域の近
傍に欠陥が存在するものと判定する。

【００３２】ここで小ウィンドウの大きさについて述べ
る。小ウィンドウを極度に大きく設定すると、例えば本
実施形態において３０×３０画素に設定すると、仮にあ
る小ウィンドウ領域内に微小欠陥が存在したとしても、
その微小欠陥の影響を受ける画素数がせいぜい１０画素
程度であれば、この画素数は小ウィンドウ全体の画素数
９００と比して極度に小さいので、この小ウィンドウ領
域の標準偏差は欠陥が存在しない場合とほとんど変わら
ないことになり、その結果微小欠陥が検出できないとい
うことになる。一方、小ウィンドウを極度に小さく設定
すると、例えば本実施形態において５×５画素に設定す
ると、標準偏差の算出に必要な母集団としての小ウィン
ドウ領域内の画素数は２５個しかなく、その結果正確な
標準偏差が算出されないばかりでなく、小ウィンドウの
走査数の増大により走査に要する時間が長くなり、さら
に、判定に要する時間も長くなってしまう。したがっ
て、欠陥として認識する傷等の大きさのレベルに応じて
小ウィンドウの大きさを選定することが必要となる。

【００３３】また、照明装置２から照射される照明光の
照射角度について述べると、照射角度が大きい場合すな
わち照射角度が透明板表面４に対して垂直に近い場合
は、伝搬光が透明板表面４に対して垂直に近い角度で透
明板内を伝搬するので、欠陥の検出精度は高くなるが、
欠陥を検出できる範囲すなわち検査領域７は小さくなっ
てしまう。一方、照射角度が小さい場合すなわち照射角
度が透明板表面４に対して水平に近い場合は、伝搬光が
透明板表面４に対して水平に近い角度で透明板内を伝搬
するので、欠陥を検出できる範囲すなわち検査領域７は
大きくなるが、欠陥の検出精度は低くなる。したがっ
て、照明装置２から照射される照明光の照射角度につい
ては、要求する欠陥の検出精度によって適切に選択する
必要がある。

【００３４】次に、検査領域内の任意の断面Ａ−Ａ′に
おける欠陥としての線傷及び丸傷の判定方法について説
明する。図３に示すように、検査領域内には略横方向に
走る線傷２本、及び丸傷数点が存在している。検査領域
内の縦方向に設定した断面Ａ−Ａ′上における欠陥の有
無を検出する場合において、まず断面Ａ−Ａ′上に存在
する小ウィンドウ領域を全て選定し、これら複数の小ウ
ィンドウ領域の標準偏差を抽出する。図４はこのとき抽
出された断面Ａ−Ａ′上の標準偏差をプロットした図で
あり、横軸は断面Ａ−Ａ′上の小ウィンドウ領域の位
置、縦軸は標準偏差を示している。図４に示すように、
線傷または丸傷が存在する小ウィンドウ領域はその周囲
と比して標準偏差が高くなる。これを予め設定した合否
判定基準と比較し、この比較において標準偏差が合否判
定基準を上回った場合は傷等の欠陥が存在するものと判
定する。

【００３５】しかし、断面Ａ−Ａ′上の複数の小ウィン
ドウ領域のうち、いずれか一つでもその標準偏差が合否
判定基準を上回った場合、傷等の欠陥が存在するという
ように判定するようにすると、実際には欠陥として認識
する必要がないような非常に微小な傷までも欠陥として
認識されてしまう可能性がある。また、検査装置にノイ
ズが混入した場合、実際には欠陥が存在していないにも
関わらず、一部の小ウィンドウ領域の標準偏差が合否判
定基準を上回るような状態が発生し、これにより欠陥が
存在するものと判定されてしまう可能性もある。これに
対処するために、断面Ａ−Ａ′上の複数の小ウィンドウ
領域のうち、標準偏差が合否判定基準を上回る小ウィン
ドウ領域が複数個以上連続して存在する場合のみ欠陥が
存在するものと判定するようにする。これによりノイズ
の混入による誤評価はほとんど回避され、また合否判定
基準を上回る小ウィンドウ領域が連続して存在する個数
を選定することにより、欠陥と判定する傷の大きさを任
意に設定することもできるようになる。

【００３６】以上の処理では図１に示した透明板１の一
部分の欠陥の検査について示したが、照明装置２及びＣ
ＣＤカメラ３と透明板１とを相対的に移動させるための
図示しない移動機構を、照明装置２及びＣＣＤカメラ
３、または透明板１のいずれか一方に付加することによ
り、透明板全体の欠陥の検査が可能となる。例えば、透
明板１を２軸制御可能なスライドテーブル等に載置し、
一方、照明装置２及びＣＣＤカメラ３は固定設置とする
ような実施形態が、構成、制御とも最もシンプルなもの
となる。また、本実施形態では特に高い位置決め精度が
要求されるわけではないので、移動機構としては、油圧
または空圧を使用した直動アクチュエータに位置検出器
を付加した機構で十分であるが、エンコーダー付きのサ
ーボモータとボールねじとを組み合わせた機構とすれ
ば、より高い位置決め精度が確保できる。なお、エンコ
ーダーによりサーボモータの回転位置を検出する代わり
に、ボールねじにより直線移動されるテーブル等の移動
部材の位置をリニアスケール等により直接計測するよう
にしてもよい。

【００３７】以上、検査領域内の任意の断面Ａ−Ａ′に
おける一次元的な欠陥の判定方法について説明したが、
これを二次元的な判定に拡張して考えてもよい。具体的
には、標準偏差が合否判定基準を上回る小ウィンドウ領
域を黒画素とし、一方、標準偏差が合否判定基準を下回
る小ウィンドウ領域を白画素とする２値化処理を施し、
黒画素の集団が占める領域すなわち黒画素が連続して存
在する領域の面積が、予め設定された基準面積以上の場
合のみ欠陥が存在するものと判定するようにする。この
場合、判定値としての基準面積の大きさの選定により、
欠陥と判定する傷の大きさを任意に規定することができ
る。

【００３８】なお、上記の実施形態では撮像装置として
ＣＣＤカメラを使用し、このＣＣＤカメラにより被検査
物である透明板表面の２次元画像を得るようにしていた
が、この構成に限定する必要はない。例えば、１次元画
像を得ることができるラインセンサカメラを使用し、こ
のラインセンサカメラか透明板のいずれかが有する移動
機能により両者を相対的に移動させ、結果的に透明板表
面の２次元画像を得るようにしてもよい。特に、コンベ
ア上を移動してくる長尺物としての透明板について、そ
の欠陥の有無を検査するような実施形態の場合は、固定
して設置されたラインセンサカメラにより、効率的に２
次元画像を得ることが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば、透明板
の一方の面に対して斜め方向から照明光を照射する照明
装置と、照明光の照射により透明板の内部及び表面の欠
陥によって生じる散乱光について照明光を入射した側と
同一の面から観察する撮像装置と、を具備することによ
り、透明板の内部及び表面の欠陥を光学的に検出する透
明板の欠陥検査において、照明光が照射される透明板表
面の領域すなわち照明照射領域と撮像装置により観察さ
れる透明板表面の領域すなわち検査領域とを両領域が互
いに重複しないように設定する領域設定装置を設けるよ
うにしたので、この領域設定装置により算出された照明
照射領域及び検査領域の位置に基づいて照明装置の照射
角度及び撮像装置の撮影角度を調整するようにすること
により、検査領域の撮影画像について直接反射光をほと
んど含まないようにすることができるようになった。こ
れにより、欠陥の検出の際に必要な散乱光などの透明板
内部から放射された光のみが撮像装置に入射されること
になり、透明板の欠陥の検出が確実に行えるようになっ
た。

【００４０】請求項２または１１にかかる発明によれ
ば、検査領域内の複数個の小ウィンドウ領域の画像濃度
の標準偏差を算出し、この標準偏差が予め設定された判
定基準よりも大きい場合には透明板に欠陥があるものと
判定するようにした。そのため、欠陥の検出が小ウィン
ドウ領域の単位で行われるようになり、また、判定基準
の選定により、欠陥の基準を容易に設定できるようにな
った。

【００４１】請求項３にかかる発明によれば、請求項１
または２にかかる発明において、領域設定装置からの指
令に基づき照明装置及び撮像装置の角度が自動的に変更
されるように、照明装置及び撮像装置に接続されたそれ
ぞれの回転機構に対して領域設定装置から指令が出され
るようにした。そのため、照明装置の照射角度の変更に
伴う照明照射領域の変化に対応する検査領域が自動的に
算出されるようになるとともに、この検査領域を撮影す
るための撮像装置の撮影角度が自動的に変更されるよう
になった。

【００４２】請求項４にかかる発明によれば、請求項１
乃至３のいずれかにかかる発明において、照明光が照明
照射領域以外には照射されないよう照明ビームを絞り込
むために、照明光は前記照明装置よりスリット状に照射
されるようにした。そのため、照明光が透明板表面にて
直接反射された光が撮像装置に入射される割合が低くな
ったので、透明板の欠陥の検出がより確実に行えるよう
になった。

【００４３】請求項５にかかる発明によれば、請求項１
乃至４のいずれかにかかる発明において、照明装置及び
撮像装置には透明板に対して相対的に移動可能にされた
移動機構が具備されるようにした。そのため、照明装置
及び撮像装置と透明板とは相対的に移動されることにな
り、透明板の全面の検査が可能となった。

【００４４】請求項６にかかる発明によれば、請求項５
にかかる発明において、照明装置及び撮像装置の移動機
構は、油圧または空圧を使用した直動アクチュエータに
位置検出器を付加したものとした。そのため、特に高い
位置決め精度が要求されない場合は直動アクチュエータ
の使用により安価なシステムが構成できるものとなっ
た。

【００４５】請求項７にかかる発明によれば、請求項５
にかかる発明において、照明装置及び撮像装置の移動機
構は、エンコーダー付きのサーボモータとボールねじと
を組み合わせたものとした。そのため、特に高い位置決
め精度が要求される使用形態に対応できるものとなっ
た。

【００４６】請求項８にかかる発明によれば、請求項１
乃至４のいずれかにかかる発明において、透明板を２軸
制御可能なスライドテーブル上に載置することにより、
透明板を照明装置及び撮像装置に対して相対的に移動可
能にするようにした。そのため、照明装置及び撮像装置
と透明板とは相対的に移動されることになり、透明板の
全面の検査が可能となった。

【００４７】請求項９にかかる発明によれば、請求項８
にかかる発明において、透明板が載置されたスライドテ
ーブルの移動機構は、油圧または空圧を使用した直動ア
クチュエータに位置検出器を付加したものとした。その
ため、特に高い位置決め精度が要求されない場合は直動
アクチュエータの使用により安価なシステムが構成でき
るものとなった。

【００４８】請求項１０にかかる発明によれば、請求項
８にかかる発明において、透明板が載置されたスライド
テーブルの移動機構は、エンコーダー付きのサーボモー
タとボールねじとを組み合わせたものとした。そのた
め、特に高い位置決め精度が要求される使用形態に対応
できるものとなった。

【００４９】以上、本発明を用いることにより、比較的
簡単な設備と方法により、ガラス板やプラスチック板な
どの透明板の表面及び裏面に存在する傷などの欠陥、表
面に付着したゴミなど欠陥、さらには透明板内部に存在
する気泡、割れなどの欠陥を同時に観察することができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における、欠陥検査装置の
概略を示す図であり、（ａ）は検査対象である透明板を
上から見た図、（ｂ）は透明板を側面から見た図であ
る。

【図２】欠陥の種類による光の散乱状況を模式的に示し
た図であり、（ａ）は透明板内部に気泡などの欠陥があ
る場合、（ｂ）は透明板表面に付着ゴミなどの欠陥があ
る場合、（ｂ）は透明板表面に傷がある場合をそれぞれ
示す。

【図３】本発明の一実施形態における、ＣＣＤカメラな
どの撮像装置でとらえられた画像の一例を示す図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態における、断面Ａ−Ａ′上
の標準偏差をプロットした図である。

【符号の説明】

１ 透明板 ２ 照明装置 ３ ＣＣＤカメラ（撮像装置） ６ 照明照射領域 ７ 検査領域

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明板の一方の面に対して斜め方向から照
   明光を照射する照明装置と、該照明光の照射により透明
   板の内部及び表面の欠陥によって生じる散乱光について
   照明光を入射した側と同一の面から観察する撮像装置
   と、を具備することにより、透明板の内部及び表面の欠
   陥を光学的に検出する透明板の欠陥検査において、 前記照明光が照射される透明板表面の領域すなわち照明
   照射領域と前記撮像装置により観察される透明板表面の
   領域すなわち検査領域とを両領域が互いに重複しないよ
   うに設定する領域設定装置を具備することにより、前記
   撮像装置には透明板の内部から放射された光のみ入射さ
   れるようにしたことを特徴とする透明板の欠陥検査装
   置。
2. 【請求項２】透明板の一方の面に対して斜め方向から照
   明光を照射する照明装置と、該照明光の照射により透明
   板の内部及び表面の欠陥によって生じる散乱光について
   照明光を入射した側と同一の面から観察する撮像装置
   と、を具備することにより、透明板の内部及び表面の欠
   陥を光学的に検出する透明板の欠陥検査において、 前記照明光が照射される透明板表面の領域すなわち照明
   照射領域と前記撮像装置により観察される透明板表面の
   領域すなわち検査領域とを両領域が互いに重複しないよ
   うに設定する領域設定装置と、 前記検査領域を撮影した撮像装置より得られた撮影画像
   に対して小ウィンドウを設定し、該小ウィンドウを使用
   して検査領域内を走査し、走査の過程において小ウィン
   ドウにより規定される検査領域内の各小ウィンドウ領域
   毎に、該小ウィンドウ領域の画像濃度の標準偏差を算出
   し、該標準偏差が予め設定された判定基準よりも大きい
   場合には透明板に欠陥があるものと判定する画像処理装
   置と、を具備したことを特徴とする透明板の欠陥検査装
   置。
3. 【請求項３】前記領域設定装置からの指令に基づき、前
   記照明装置の照射角度を変更可能にする照明装置回転機
   構、及び前記撮像装置の撮影角度を変更可能にする撮像
   装置回転機構を具備したことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の透明板の欠陥検査装置。
4. 【請求項４】前記照明光が前記照明照射領域以外には照
   射されないよう照明ビームを絞り込むために、照明光は
   前記照明装置よりスリット状に照射されるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の透明
   板の欠陥検査装置。
5. 【請求項５】前記照明装置及び撮像装置には前記透明板
   に対して相対的に移動可能にされた移動機構が具備され
   ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
   載の透明板の欠陥検査装置。
6. 【請求項６】前記移動機構は、油圧または空圧を使用し
   た直動アクチュエータに位置検出器を付加した機構であ
   ることを特徴とする請求項５に記載の透明板の欠陥検査
   装置。
7. 【請求項７】前記移動機構は、エンコーダー付きのサー
   ボモータとボールねじとを組み合わせた機構であること
   を特徴とする請求項５に記載の透明板の欠陥検査装置。
8. 【請求項８】前記透明板を２軸制御可能なスライドテー
   ブル上に載置することにより、前記透明板を前記照明装
   置及び撮像装置に対して相対的に移動可能にするように
   したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
   の透明板の欠陥検査装置。
9. 【請求項９】前記スライドテーブルの移動機構は、油圧
   または空圧を使用した直動アクチュエータに位置検出器
   を付加した機構であることを特徴とする請求項８に記載
   の透明板の欠陥検査装置。
10. 【請求項１０】前記スライドテーブルの移動機構は、エ
    ンコーダー付きのサーボモータとボールねじとを組み合
    わせた機構であることを特徴とする請求項８に記載の透
    明板の欠陥検査装置。
11. 【請求項１１】透明板の一方の面に対して斜め方向から
    照明光を照射する照明装置と、該照明光の照射により透
    明板の内部及び表面の欠陥によって生じる散乱光につい
    て照明光を入射した側と同一の面から観察する撮像装置
    と、を具備することにより、透明板の内部及び表面の欠
    陥を光学的に検出する透明板の欠陥検査において、 前記照明光が照射される透明板表面の領域すなわち照明
    照射領域と前記撮像装置により観察される透明板表面の
    領域すなわち検査領域とを両領域が互いに重複しないよ
    うに設定し、 該検査領域を撮影した撮像装置より得られた撮影画像に
    対して小ウィンドウを設定し、 該小ウィンドウを使用して検査領域内を走査し、 走査の過程において小ウィンドウにより規定される検査
    領域内の各小ウィンドウ領域毎に、該小ウィンドウ領域
    の画像濃度の標準偏差を算出し、 該標準偏差が予め設定された判定基準よりも大きい場合
    には透明板に欠陥があるものと判定するようにしたこと
    を特徴とする透明板の欠陥検査方法。