外観検査装置
【課題】物品の外観に生じた様々な欠陥を漏れなく、精度良く検査することができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】外観検査装置１０には、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の４種の照明が、ＣＣＤエリアセンサ２３と検査するレンズ１６との位置関係を変えずに、それぞれ切り替え可能に設けられる。外観検査装置１０は、４種の照明を切り替えてレンズ１６を撮影し、各々画像を用いて、レンズ１６の表面や内部に生じた欠陥を漏れなく検出し、レンズ１６の良，不良，再検査の何れかに分類する。再検査に分類されたレンズ１６の４種類の画像は、容易に精度良く比較され、レンズ１６の欠陥の有無や程度が精度良く検査される。
【解決手段】外観検査装置１０には、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の４種の照明が、ＣＣＤエリアセンサ２３と検査するレンズ１６との位置関係を変えずに、それぞれ切り替え可能に設けられる。外観検査装置１０は、４種の照明を切り替えてレンズ１６を撮影し、各々画像を用いて、レンズ１６の表面や内部に生じた欠陥を漏れなく検出し、レンズ１６の良，不良，再検査の何れかに分類する。再検査に分類されたレンズ１６の４種類の画像は、容易に精度良く比較され、レンズ１６の欠陥の有無や程度が精度良く検査される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品の欠陥の有無を検査する外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機器に用いられる電子デバイスや、レンズ，撮像素子といった光学デバイスは多少のキズやヨゴレなどの欠陥であったとしても、その性能に甚大な影響を与えてしまうことが多い。しかし、こうした欠陥は、製造時の様々な要因から、完全に取り除くことは現実的には略不可能である。そこで、実際には出荷前に入念に外観や性能の検査を行い、一定の基準を満たすものだけが商品として出荷される。
【０００３】
このような外観などの検査は、自動化されている部分もあるとはいえ、各種欠陥の定量的な評価は難しく、未だ目視検査に頼らざるを得ない検査項目も多い。目視検査は、検査の熟練度合いや体調などに大きく左右され、必ずしも安定した精度の検査であるとは言えない。また、目視検査の検査速度は必ずしも速いとは言えず、本来ならば全ての製品を正確に検査することが最も好ましいが、実際には目視検査は一部の製品を抜き取り検査することも多い。
【０００４】
近年では、こうした目視検査の問題点を鑑みて、目視検査する分量を低減し、外観などの検査を正確、かつ、効率的に行う外観検査装置が提案されている。例えば、検査する物品を撮像して得られた画像内の最高輝度に基づいて、物品を良品，不良品，判定不能品の何れかに判定し、この判定結果に基づいて必要に応じて再検査を行う外観検査装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、暗視野に照明しながらレンズを撮像して得られた画像に基づいてレンズの外観を検査する装置が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２６４８５６号公報
【特許文献２】特開２００２−９０２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の外観検査装置のように物品を撮像して得られた画像内の最高輝度を使用して欠陥を検出すると、ヨゴレなどの低輝度の欠陥を正しく判別することができないという問題がある。
【０００７】
また、こうした低輝度の欠陥を検出しようとして、カメラの位置、照明の方向、照明光の強度などを調節すれば、もともと高輝度の欠陥は必要以上に強調され、本来良品であるはずのものまで不良品とされてしまう、いわゆる過剰検出が多く生じてしまう。すなわち、多種多様な欠陥がランダムに生じる物品については、必ずしも正確で効率的な検査が行えるとは言えないという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献１，２に記載の検査装置のように、物品に対するカメラの位置や、照明の方向、照明光の強度，波長などを工夫するために、検査ラインに沿って複数のカメラや照明を設ければ、１セットのカメラや照明では検出されない欠陥も、他のセットの撮影で適切な撮影条件となれば検出されることもある。しかし、検査する物品を検査ライン上などで移動させると、各カメラや各照明に対する物品の位置は、それぞれ異なってしまう。したがって、このように複数のカメラや照明のセットを用いて別個に撮影された画像は、それぞれに様々な欠陥を写しだした画像であるにもかかわらず、検査する物品の撮影角度などが検査するレンズを撮影するたびにそれぞれ異なるから、これらの画像を相互に精度良く比較することが困難であるという問題がある。
【０００９】
現実的な物品は立体的な形状であり、ここに生じる欠陥の特徴も様々である。したがって、多数のカメラ，照明のそれぞれで撮影した画像を相互に精度良く比較できない場合、こうした欠陥を漏れなく検出するためには、コスト的に非現実的な多数のカメラ及び照明が必要となってしまう。すなわち、現実的には、種々の欠陥を精度良く検出することはできないという問題がある。
【００１０】
一方、自動的な検査では判断の難しいものを再検査と判定し、これを目視検査で再度検査するといったように、自動的な検査と目視検査とを併用する外観検査装置の場合、新製品の製造の初期段階のように製品の品質が安定しない状況下では、大量の再検査品が発生してしまう。したがって、こうした目視検査を併用する外観検査装置を導入しても必ずしも製造が効率化されるとは限らないという問題がある。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、現実的な形状の物品にランダムに生じる多種多様な欠陥を漏れなく、かつ、精度良く検査することができる外観検査装置を提供することを目的とする。また、効率良く外観などの検査を行うことのできる外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の外観検査装置は、外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように、前記被検体を各々異なる方向から一様に照明する複数の照明手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記第２照明手段又は前記第４照明手段で前記被検体を照明するときに、前記撮像手段に対向する位置に前記第１照明手段が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の外観検査装置は、外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段と、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段と、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段と、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段とを備え、前記第１照明手段、前記第２照明手段、前記第３照明手段、及び前記第４照明手段は、前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように設けられていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記第２照明手段又は前記第４照明手段で前記被検体を照明するときに、前記撮像手段に対向する位置に前記第１照明手段が配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記第１照明手段は、前記第３照明手段からの光を遮る遮光板を前記第１照明手段の前面に配置して切り替えられる照明であることを特徴とする。
【００２１】
また、前記第１照明手段は、前記第３照明手段の発光面の一部を選択的に消光して切り替えられる照明であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、現実的な形状の物品にランダムに生じる多種多様な欠陥を漏れなく検査することができる。また、本発明によれば、効率よく外観検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に示すように、外観検査装置１０は、検査トレイ１５に並べて配置されたレンズ１６の表面や内部に生じた欠陥を検査する外観検査装置である。
【００２４】
外観検査装置１０で検査するレンズ１６は、例えば、ガラス材料を金型で加熱及び加圧して成形され、反射防止コーティングが施されたレンズであり、外観検査装置１０を用いない場合には、例えば実体顕微鏡を用いた外観目視検査が行われるレンズ１６である。
【００２５】
検査トレイ１５には、レンズ１６を配置する座繰り穴１７が格子状に並べて設けられている。また、これらの座繰り穴１７の中央には、座繰り穴１７と比較して小さな径の貫通孔１８がそれぞれ設けられている。また、貫通孔１８は、下方から照射される照明光を効率よくレンズ１６に導くために、下方に向かうほど直径が大きくなるように設けられている。
【００２６】
さらに、検査トレイ１５は、レンズ１６の製造量に応じて同様のものが複数用意されているが、検査トレイ１５には各々を識別するためのＩＤ１９（図２参照）が付与されている。このＩＤ１９は例えばバーコードであり、検査位置に移動されたときに読み取られ、貫通孔１８に配置したレンズ１６の管理番号などとともに管理される。
【００２７】
外観検査装置１０は、ＸＹステージ２１、ＩＤスキャナ２２、ＣＣＤエリアセンサ２３、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９などから構成される。
【００２８】
ＸＹステージ２１は、セットされた検査トレイ１５ごとレンズ１６を移動させ、検査を実行するレンズ１６をＣＣＤエリアセンサ２３の直下の検査位置に正確に移動させる。このＸＹステージ２１には、レンズ１６が配置された検査トレイ１５がセットされる中空ステージが設けられている。この中空ステージは水平に移動自在に設けられているとともに、中空な枠状に形成されている。したがって、セットされた検査トレイ１５の中央部分は下方に露出されており、検査トレイ１５に配置されたレンズ１６は、下方からであっても照明される。また、ＸＹステージ２１は、検査トレイ１５が交換されるごとに、検査トレイ１５をＩＤスキャン位置へ移動させる。
【００２９】
ＣＣＤエリアセンサ２３は、下方に向けて配置されており、ＸＹステージ２１によって検査位置に移動されたレンズ１６、すなわちＣＣＤエリアセンサ２３に正対して配置されたレンズ１６を様々な照明条件下で撮影する。ＣＣＤエリアセンサ２３によって撮影されたレンズ１６の画像は、検査トレイ１５のＩＤ１９（図２参照）やレンズ１６が配置されている検査トレイ１５内の座標とともに管理される。
【００３０】
透過型暗視野照明２６（第１照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３の反対側に配置され、レンズ１６に対して一様に照明光を照射する平面状の発光面３１を備える。この発光面３１は全面が発光するわけではなく、発光面３１の中央部分には無発光部３２が設けられている。透過型暗視野照明２６から照射される照明光は無発光部３２を除いた発光面３１の全体から一様に照射される。また、透過型暗視野照明２６からの照明光がレンズ１６を透過した後にＣＣＤエリアセンサ２３には入射しないように、無発光部３２の大きさや形状が定められる。なお、透過型暗視野照明２６は、多数配列されたＬＥＤ上に拡散板を設けた構成となっており、無発光部３２の大きさや形状などは容易に変更される。
【００３１】
また、透過型暗視野照明２６は、１軸ステージ３３上に設けられており、レンズ１６に照明光を照射する使用位置と、この使用位置から退避された不使用位置との間で自在に移動される。この透過型暗視野照明２６を移動させる１軸ステージ３３は、ＸＹステージ２１やＣＣＤエリアセンサ２３の固定設備などとは独立して設けられており、ＣＣＤエリアセンサ２３と検査位置にあるレンズ１６との相対的な位置関係を変えることなく、透過型暗視野照明２６を使用位置と不使用位置とに自在に移動させる。
【００３２】
反射型暗視野照明２７（第２照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３と同じ側に配置される。この反射型暗視野照明２７は、検査位置にあるレンズ１６の周囲を上方から取り囲むようにして設けられた円筒状の照明であり、内面側が発光面となってレンズに対して一様に照明光を照射する。この反射型暗視野照明２７照射される照明光は、後述する反射型明視野照明２９と比較して、検査トレイ１５の表面に近い角度からレンズ１６に照射される。すなわち、照明光がレンズ１６の正常な表面に反射されてＣＣＤエリアセンサ２３に入射する量が少なくなるように、反射型暗視野照明２７の照明角度は調節されている。
【００３３】
透過型明視野照明２８（第３照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３の反対側に配置され、レンズ１６に対して一様に照明光を照射する平面状の発光面３４を備える。前述の透過型暗視野照明２６の発光面とは異なり、この透過型明視野照明２８の発光面３４は全面が一様に発光する。また透過型明視野照明２８の発光面３４の大きさは、少なくとも前述の透過型暗視野照明２６の無発光部３２の大きさよりも大きい。すなわち、透過型明視野照明２８から照射される照明光は、レンズ１６を透過してＣＣＤエリアセンサ２３へ入射する。
【００３４】
反射型明視野照明２９（第４照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３と同じ側に配置され、レンズ１６の上方から一様に照明光を照射する。この反射型明視野照明２９から照射される照明光は、前述の反射型暗視野照明２７と比較して、検査トレイ１５の表面に正対する方向から照射される。すなわち、レンズ１６の正常な表面に反射された照明光の大部分がＣＣＤエリアセンサ２３へと入射するように、反射型明視野照明２９の照明角度は調節されている。
【００３５】
マスク板３６は、透過型暗視野照明２６及び透過型明視野照明２８と、ＸＹステージ２１との間に設けられる。また、マスク板３６には、ＣＣＤエリアセンサ２３の正面に、検査する対象のレンズ１６だけが露出される開口が設けられており、透過型暗視野照明２６や透過型明視野照明２８から発せられる光は、この開口を通して検査するレンズ１６に照射される。また、マスク板３６とＸＹステージとの距離や、マスク板３６の開口の大きさは、いわゆるケラレが生じない大きさに定められる。一方、マスク板３６は、検査するレンズ１６の周囲に配列された他のレンズ１６に照射される透過型暗視野照明２６や透過型明視野照明２８からの光を遮る。さらに、マスク板３６の表面は反射防止処理が施されており、透過型暗視野照明２６や透過型明視野照明２８からの光が乱雑な反射を繰り返して、検査するレンズ１６に入射することを防ぐ。
【００３６】
マスク板３７は、反射型暗視野照明２７とＸＹステージ２１との間に設けられる。また、マスク板３７には、ＣＣＤエリアセンサ２３の正面に、検査する対象のレンズ１６だけが露出される開口が設けられており、反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９から発せられる光は、この開口を通して検査するレンズ１６に照射される。また、マスク板３７とＸＹステージとの距離や、マスク板３７の開口の大きさは、いわゆるケラレが生じない大きさに定められる。一方、マスク板３７は、検査するレンズ１６の周囲に配列された他のレンズ１６に照射される反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９からの光を遮る。さらに、マスク板３７の表面は反射防止処理が施されており、反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９からの光が乱雑な反射を繰り返して、検査するレンズ１６に入射することを防ぐ。
【００３７】
図２に示すように、外観検査装置１０は、制御部４１、基本画像処理部４２、リファレンス画像作成部４３、差分画像作成部４４、評価部４６、ＲＡＭ４７、ＲＯＭ４８、データ通信部４９などから構成される。
【００３８】
制御部４１は、データバス５１を介して外観検査装置１０の各部を統括的に制御する。また、制御部４１はＲＯＭ４８に記憶された制御プログラムを読み出し、これにしたがってこのような外観検査装置１０の各部の制御を行う。例えば、制御部４１は、前述のＸＹステージ２１、ＩＤスキャナ２２、１軸ステージ３３、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９、ＣＣＤエリアセンサ２３を、外観検査装置１０の制御プログラムにしたがって、それぞれに対応するドライバを用いて制御する。また、例えば、制御部４１は、ＸＹステージ２１を移動させた量などから検査するレンズ１６の検査トレイ１５内での位置を特定し、これをＲＡＭ４７に記憶する。
【００３９】
ＩＤスキャナ２２は、ＩＤスキャン位置に移動された検査トレイ１５のＩＤ１９を読み取り、サーバ７６（後述）に構築されたデータベースに登録する。データベースに登録されたＩＤ１９は、各々のレンズ１６の検査に用いる画像や検査結果とともに管理される。
【００４０】
ＣＣＤエリアセンサ２３は、ズームレンズ，フォーカスレンズ，絞りなどからなる撮像レンズと、この撮像レンズの背後に配置されたＣＣＤなどから構成される。ＣＣＤエリアセンサ２３は、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９のうち何れか１つによって照明された状態で、検査位置にあるレンズ１６を撮像する。このとき、検査対象のレンズ１６からの光は、撮像レンズによってＣＣＤの受光面に結像され、ＣＣＤの各画素の受光量に比例したアナログの撮像信号へと光電変換される。
【００４１】
なお、撮像レンズのズームやフォーカス、絞りの開口面積、ＣＣＤの電子シャッタ速度などは、検査するレンズ１６の形状などに応じて予め定められ、同種のレンズ１６を撮像する際には同じ条件で撮像が行われる。
【００４２】
基本画像処理部４２は、ＣＣＤエリアセンサ２３から出力されるアナログの撮像信号からノイズを除去するとともに、信号を増幅し、アナログの撮像信号をデジタルな画像データへと変換する。こうしてＣＣＤエリアセンサ２３から得られたデジタルな画像データは、元画像としてＲＡＭ４７に一時的に記憶される。
【００４３】
以下では透過型暗視野照明２６によって照明されたレンズ１６の元画像を第１元画像５６と称する。同様に、反射型暗視野照明２７によって照明されたレンズ１６の元画像を第２元画像５７、透過型明視野照明２８によって照明されたレンズ１６の元画像を第３元画像５８、反射型明視野照明２９によって照明されたレンズ１６の元画像を第４元画像５９とそれぞれ称する。
【００４４】
リファレンス画像作成部４３は、外観検査装置１０又は目視検査によって良品と判定されたレンズ（以下、良品レンズ）を撮像して得られた元画像に基づいて良品の基準となるリファレンス画像を作成する。例えば、複数の良品レンズを透過型暗視野照明２６によって照明し、それぞれの第１元画像が得られると、リファレンス画像作成部４３は、これらの第１元画像５６の各画素ごとの輝度を平均する。そして、良品レンズの第１元画像の平均輝度を各画素の輝度とした第１平均輝度画像を作成する。また、同時に、リファレンス画像作成部４３は、良品レンズの第１元画像５６から各々の画素ごとに標準偏差を算出し、この標準偏差を各画素の輝度データとした第１標準偏差画像を作成する。さらに、リファレンス画像作成部４３は、得られた第１平均輝度画像と第１標準偏差画像とから、透過型暗視野照明２６で照明しながら撮影する場合の良品の基準として用いる第１リファレンス画像６１を作成し、ＲＡＭ４７に記憶する。この第１リファレンス画像６１は、例えば、検査するレンズの形状などの特性に応じて予め定められた数をαとするとき、第１平均輝度画像に第１標準偏差画像のα倍を対応する画素ごとに加算してつくられる。
【００４５】
同様に、リファレンス画像作成部４３は、複数の良品レンズの第３元画像５８を用いて、第３平均輝度画像と第３標準偏差画像とを作成し、これらに基づいて透過型明視野照明２８で照明しながら撮影する場合の良品の基準として用いる第３リファレンス画像６３をつくり、ＲＡＭ４７に記憶する。
【００４６】
一方、検査するレンズ１６の第２元画像５７が取得されると、リファレンス画像作成部４３は、第２元画像５７のある画素（注目画素と称する）に対して、この注目画素の輝度データと、注目画素の周囲にある所定範囲の画素の輝度データとを平均し、局所平均輝度データを算出する。この局所平均輝度データは第２元画像５７の全ての画素について算出される。そして、リファレンス画像作成部４３は、この局所平均輝度データを各画素の輝度データとする第２局所平均画像を、第２リファレンス画像６２としてＲＡＭ４７に一時的に記憶する。
【００４７】
同様に、リファレンス画像作成部４３は、検査するレンズ１６の第４画像５９が取得されると、この第４元画像５９から、第４局所平均画像を作成し、これを第４リファレンス画像６４として、ＲＡＭ４７に一時的に記憶する。
【００４８】
なお、第１リファレンス画像６１及び第３リファレンス画像６３は、レンズの検査が開始される際に１度行われ、以降の検査には同じリファレンス画像６１，６３が用いられる。一方、第２リファレンス画像６２及び第４リファレンス画像６４は、検査するレンズ１６のそれぞれについて作成される。
【００４９】
差分画像作成部４４は、ＲＡＭ４７から検査するレンズ１６の第１元画像５６と第１リファレンス画像６１とを読み出し、各画素についてこれらの差を算出して、各画素がこの差と同じ値の第１差分画像６６を作成し、ＲＡＭ４７に記憶する。同様にして、差分画像作成部４４は、第２元画像５７から第２リファレンス画像６２を差し引いて第２差分画像６７を、第３元画像５８から第３リファレンス画像６３を差し引いて第３差分画像６８を、第４元画像５９から第４リファレンス画像６４を差し引いて第４差分画像６９を、それぞれ作成し、ＲＡＭ４７に記憶する。
【００５０】
上述のように差分画像作成部４４が第１差分画像６６を作成する際には、第１元画像５６に写されたレンズの中心と第１リファレンス画像６１のレンズの中心とは一般に一致しない。しかし、レンズ１６を撮影すると、レンズ１６の表面の形状に応じて、元画像に写されたレンズ１６の内部に照明が写り込む。また、リファレンス画像に写されたレンズの内部にも同様にして照明が写り込む。差分画像作成部４４は、このような、レンズ１６の表面の形状に応じた照明の写りこみを利用して、元画像及びリファレンス画像にそれぞれ写されたレンズの中心を算出し、これを中心として第１差分画像６６を作成する。一方、透過型明視野照明２８で照明した場合の第３元画像５８及び第３リファレンス画像６３の場合には、全体が明るく写されるため、こうした照明の写りこみを利用したレンズの中心位置の算出，同定はしない。しかし、このようにレンズの全体が明るく写しだされる場合には、レンズの表面の形状に応じた輝度分布がある。したがって、第３差分画像６８を作製する際に、差分画像作成部４４は、レンズ１６の表面の形状に応じた輝度分布に基づいて、第３元画像５８に写しだされたレンズ１６の中心を算出する。
【００５１】
評価部４６は、差分画像の各画素ごとに予め定められた閾値と比較して、レンズ１６の良否を評価する。例えば、評価部４６は、第１差分画像の各画素の値を、予め定められた基準値と比較し、この基準値を超える画素の総数を計数し、欠陥面積Ｓ１とする。ここで用いられる基準値は、予め定められ、ＲＡＭ４７に記憶されている。そして、評価部４６は、こうして得られた欠陥面積を、予め設定されており、ＲＡＭ４７に記憶された第１閾値と比較する。ここで用いる第１閾値は、上限値Ｕ１と下限値Ｌ１とからなる。
【００５２】
すなわち、第１閾値７１は、範囲を定める閾値の組み合わせであり、検査開始前に予め定められている。この第１閾値７１の値は、レンズ１６の不良品率など、検査の結果などに応じて定められ、上限値Ｕ１，下限値Ｌ１のそれぞれについて別個に独立して定められる。こうした閾値の調節は、以下の第２〜第４閾値にも共通であり、第１〜第４閾値はそれぞれ独立に、かつ、各々の閾値の上限値，下限値についてそれぞれ独立に決定される。
【００５３】
欠陥面積Ｓ１が第１閾値の下限値よりも小さい場合（Ｓ１＜Ｌ１）に、評価部４６はレンズ１６を良と判定する。一方、欠陥面積が第１閾値の上限値よりも大きい場合（Ｓ１＞Ｕ１）に、評価部４６はレンズ１６を不良と判定する。そして、欠陥面積Ｓ１が第１閾値７１の下限値Ｌ１以上の大きさで、上限値Ｕ１以下の大きさの場合（Ｌ１≦Ｓ１≦Ｕ１）に、評価部４６はレンズ１６を要再検査と判定する。こうして、第１差分画像６６と第１閾値７１との比較から得られたレンズ１６の判定は、第１判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５４】
同様にして、評価部４６は、第２差分画像の欠陥面積Ｓ２を計数し、これを第２閾値７２（上限値Ｕ２，下限値Ｌ２）と比較することで、レンズ１６を良，不良，要再検査の何れかに判定する。第２差分画像６７と第２閾値７２との比較に基づいて得られたレンズ１６の判定結果は、第２判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５５】
また同様に、評価部４６は、第３差分画像の欠陥面積Ｓ３を計数し、これを第３閾値７３（上限値Ｕ３，下限値Ｌ３）と比較することで、レンズ１６を良，不良，要再検査の何れかに判定する。第３差分画像６８と第３閾値７３との比較に基づいて得られたレンズ１６の判定結果は、第３判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５６】
さらに同様にして、評価部４６は、第４差分画像の欠陥面積Ｓ４を計数し、これを第４閾値７４（上限値Ｕ４，下限値Ｌ４）と比較することで、レンズ１６を良，不良，再検査の何れかに判定する。第４差分画像６９と第４閾値７４との比較に基づいて得られたレンズ１６の判定結果は、第４判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５７】
そして、評価部４６は、上述の第１〜第４判定結果に基づいてレンズ１６の最終的な評価を決定する。すなわち、第１〜第４判定結果の中に不良判定が含まれている場合には、評価部４６はレンズ１６を不良品と評価する。一方、レンズ１６が不良品でない場合において、第１〜第４判定結果の中に要再検査が含まれている場合には、評価部４６はレンズ１６を要再検査品と評価する。そして、不良品及び要再検査品でない場合に、評価部４６はレンズ１６を良品と評価する。
【００５８】
また、評価部４６によるレンズ１６の評価は、検査トレイ１５のＩＤ１９、検査トレイ１５内での位置、評価する際に用いた第１〜第４差分画像などとともに関連付けられて、サーバ７６のデータベースに登録される。
【００５９】
ＲＡＭ４７は、作業用のメモリであり、検査トレイ１５のＩＤ，検査するレンズ１６の検査トレイ１５内での位置，元画像，リファレンス画像，差分画像，閾値，基準値などが記憶される。また、ＲＯＭ４８は、外観検査装置１０の各種設定や、制御プログラム、各種ドライバなどが記憶されるメモリである。
【００６０】
データ通信部４９は、外観検査装置１０の外部に設けられたサーバ７６と外観検査装置１０とをＬＡＮなどで接続する。したがって、データ通信部４９を介して、レンズ１６の評価は検査トレイ１５のＩＤ、検査トレイ１５内でのレンズ１６の位置、評価に用いられた第１〜第４元画像などとともにサーバ７６に構築されたデータベースに登録される。
【００６１】
以下、上述のように構成される外観検査装置１０の作用を説明する。図３に示すように、検査するレンズ１６が配置された検査トレイ１５が外観検査装置１０にセットされると、ＸＹステージ２１によって検査トレイ１５はＩＤスキャン位置に移動され、ＩＤスキャナ２２によって検査トレイ１５のＩＤが読み取られる。そして、検査するレンズ１６がＣＣＤエリアセンサ２３の直下に移動され、レンズ１６の検査が開始される。
【００６２】
まず、透過型暗視野照明２６が検査するレンズ１６の直下に移動され、この透過型暗視野照明２６によって照明された状態で検査するレンズ１６の画像（第１元画像）が取得される。この第１元画像と第１リファレンス画像６１とから第１差分画像６６がつくられる。そして、この第１差分画像６６に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第１判定結果）。
【００６３】
こうして第１判定結果が得られると、外観検査装置１０は反射型暗視野照明２７に照明を切り替え、レンズ１６の画像（第２元画像）が取得される。この第２元画像と第２リファレンス画像６２とから第２差分画像６７がつくられる。そして、第２差分画像６７に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第２判定結果）。
【００６４】
さらに、第２判定結果が得られると、外観検査装置１０は、透過型明視野照明２８に照明を切り替える。すなわち、１軸ステージ３３が駆動され、透過型暗視野照明２６はレンズ１６の直下から退避し、透過型明視野照明２８がレンズ１６の直下に移動される。そして、外観検査装置１０は、透過型明視野照明２８でレンズ１６を照明しながら、レンズ１６の画像（第３元画像）が取得される。この第３元画像と第３リファレンス画像６３とから第３差分画像６８がつくられる。そして、第３差分画像６８に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第３判定結果）。
【００６５】
第３判定結果が得られると、外観検査装置１０は、反射型明視野照明２９に照明を切り替え、第４元画像を取得する。そして、第４元画像と第４リファレンス画像６４とから第４差分画像６９がつくられる。そして、第４差分画像に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第４判定結果）。なお、反射型明視野照明２９で照明しながらレンズ１６を撮影する場合、ＣＣＤエリアセンサ２３に正対する位置には透過型暗視野照明２６が配置される。
【００６６】
こうして第１〜第４判定結果が揃うと、これらの判定結果に基づいて外観検査装置１０はレンズ１６の評価を決定する。このとき、第１〜第４判定結果の中に一つでも不良判定が含まれていれば、レンズ１６は不良品であると評価される。また、第１〜第４判定結果の中に不良判定が含まれておらず、要再検査判定が含まれている場合には、レンズ１６は要再検査品であると評価される。一方、第１〜第４判定結果の中に、不良判定及び要再検査判定がともに含まれていない場合に、すなわち、第１〜第４判定結果が全て良判定の場合に、レンズ１６は良品と評価される。このレンズ１６の評価は、検査トレイ１５のＩＤや検査トレイ内での位置、検査に用いた差分画像などとともに、検査を管理するサーバ７６に記憶される。
【００６７】
このように１個のレンズ１６の評価が定まると、ＸＹステージ２１が移動され、他のレンズに対して上述と同様の検査が行われる。
【００６８】
また、外観検査装置１０によって検査されたレンズ１６のうち、再検査品と評価されたレンズ１６は、別途、目視検査による再検査が実施され、最終的に良品又は不良品の何れかに分類される。ここで行われる再検査工程では、外観検査装置１０で得られ、外観検査装置１０による評価とともにサーバ７６に登録されている第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９が用いられる。第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９は、ＣＣＤエリアセンサ２３と検査したレンズ１６の位置関係は同じ状態で、照明の条件を変更して得られた画像であるから、各種欠陥は、すべての画像の同じ位置に同じ角度で写されている。したがって、これら第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を別途用意されたディスプレイに並べて表示することで、欠陥の有無、程度、さらには各欠陥の種類が判断される。
【００６９】
また、上述のように、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９をそれぞれ用いて、検査するレンズ１６の画像を得る場合、各々の照明ごとに精度良く評価することができる欠陥の種類が異なる。例えば、図４に示すように、出荷直前のレンズ１６には、キズ８１、ブツ８２、ヨゴレ８３、カケ８５、コート抜け９１、アワ９２などの様々な欠陥が生じているおそれがある。当然ながら、こうした様々な欠陥は、発生原因や特徴がそれぞれ異なる。
【００７０】
キズ８１はレンズ１６の表面に生じた線状の傷であり、ブツ８２はレンズ１６の表面に生じる点状の傷である。ヨゴレ８３は、レンズ１６の表面に範囲に広がって付着した汚れである。また、カケ８５はレンズ１６の周縁部などが欠け落ちてしまったできた形状の欠陥である。コート抜け９１は反射防止コーティングの欠陥であり、コーティング層にあいた穴である。また、アワ９２は、成形時に混入した気泡などが主原因でレンズ１６内部や表面に生じ、他の正常部分と屈折率が異なる欠陥である。
【００７１】
こうした欠陥が生じたレンズ１６を、透過型暗視野照明２６で照明して撮影し、検査する場合には、キズ８１、ブツ８２が精度良く評価される。例えば、図５に示すように、第１元画像５６には、キズ８１、ブツ８２、ヨゴレ８３、アワ９２が、視覚的にも容易に認められる。一方、カケ８５、コート抜け９１は、位置や角度、欠陥の程度などによっては認識され難いこともある。このことから、第１差分画像６６の欠陥面積Ｓ１と比較される第１閾値７１は、キズ８１、ブツ８２を検出するために最適な値が選ばれる。なお、ヨゴレ８３は反射型暗視野照明２７による第２元画像５７でさらに明確に認識されるから、後述するように第２差分画像６７に基づいて評価される。また、アワ９２についても、第１元画像５６で精度良く認識されるが、これと同等以上に精度良く第２元画像５６で認識されるから、第２差分画像６７に基づいて評価される。
【００７２】
なお、第１元画像５６には、レンズ１６の表面の形状に応じて生じた照明の写り込み９６があるが、第１差分画像６６においてはこの照明の写り込み９６は欠陥と比較して十分に輝度が小さい。したがって、自動的に行われる欠陥の検査には大きな影響は与えず、また、この照明の写り込み９６の上にある欠陥であっても略正確に評価される。このことは、他の差分画像であっても同様である。
【００７３】
また、レンズ１６を反射型暗視野照明２７で照明して撮影し、検査する場合には、ヨゴレ８３、アワ９２が精度良く評価される。例えば、図６に示すように、第２元画像５７には、キズ８１、ブツ８２、ヨゴレ８３、アワ９２が視覚的にも容易に認められる。特に、ヨゴレ８３は、この第２差分画像６７によって略確実に検出される。一方、コート抜け９１については、これらが生じた位置や角度、欠陥の程度などによっては認識され難いこともある。また、キズ８１、ブツ８２については、透過型暗視野照明２６による第１元画像５６の方がより明確に認識される。これらのことから、第２差分画像６７の欠陥面積Ｓ２と比較される第２閾値７２は、ヨゴレ８３、アワ９２を評価するために最適な値が選ばれる。
【００７４】
また、レンズ１６を透過型明視野照明２８で照明して撮影し、検査する場合には、カケ８５が精度良く評価される。例えば、図７に示すように、第３元画像５８には、カケ８５、アワ９２が視覚的にも容易に認められる。一方、キズ８１、ブツ８２、コート抜け９１については、これらが生じた位置や角度、欠陥の程度などによっては認識され難いこともある。さらに、ヨゴレ８３は、第３元画像５８では殆ど認識されない。これらのことから、第３差分画像６８の欠陥面積Ｓ３と比較される第３閾値７３は、カケ８５を評価するために最適な値が選ばれる。
【００７５】
また、レンズ１６を反射型明視野照明２９で照明して撮影し、検査する場合には、コート抜け９１が精度良く評価される。例えば、図８に示すように、第４元画像５９には、コート抜け９１が視覚的にも容易に認められる。一方、キズ８１、ブツ８２は、これらが生じた位置や角度、欠陥の程度などによっては、認識されがたいこともある。さらに、ヨゴレ８３、アワ９２は、第４差分画像では殆ど認識されない。これらのことから、第４差分画像６９の欠陥面積Ｓ４と比較される第４閾値７４は、コート抜け９１を精度良く評価するために最適な値が選ばれる。
【００７６】
以上のように、外観検査装置１０は、１個のＣＣＤエリアセンサ２３に対して透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の４種の照明を設けており、これらをそれぞれ用いてレンズ１６を撮影し、検査する。したがって、検査ライン上にカメラや照明を複数設けた外観検査装置と比較して、外観検査装置１０は小型化が実現される。また、カメラや照明が最小限の個数であるから、低コストに外観検査装置１０を提供することができる。
【００７７】
また、上述のように、外観検査装置１０は、４種の照明条件でそれぞれ撮影した画像に基づいて検査を行うから、レンズ１６の表面などに生じた欠陥を、その位置、大きさ、角度など個々の特徴によらず、漏れなく検査することができる。
【００７８】
さらに、各照明条件での画像からレンズ１６の欠陥をそれぞれ判断し、これらを総合して最終的なレンズ１６の評価を決定するから、評価の基準が何れかの欠陥の評価に傾倒することなく、レンズ１６の欠陥に生じる様々な欠陥の何れをも十分に考慮して、レンズ１６の良否を正しく評価することができる。
【００７９】
さらに、各照明条件に基づいて検査する欠陥の種類を割り当てているから、レンズ１６に生じる欠陥の特徴に応じて容易に閾値を設定することができる。また、各照明条件で検出される欠陥の特徴に応じて設定される閾値を用いて評価を行うから、正確に漏れなく欠陥を検査することができ、検査の安定性，信頼性が向上する。
【００８０】
また、上述のように、各種照明条件でのレンズ１６の評価は、欠陥面積と照明条件に応じた閾値との比較によって行われ、用いられる閾値は上限値と下限値とからなり、範囲を指定する閾値である。したがって、欠陥を過剰評価してレンズ１６を不良としてしまう過剰検査や欠陥を過小して評価レンズ１６を良品としてしまう誤検査といったように、単一の値からなる閾値で評価する場合に閾値周辺の判断の難しい範囲で生じる弊害は防がれ、安定した信頼性の高い検査を行うことができる。
【００８１】
さらに、閾値の上限値と下限値は、不良品の数や特徴などに応じてそれぞれ設定することができるから、新製品の生産初期などで製品の品質が安定しない場合などにも、検査精度を確保しながらも、不必要に再検査にまわされる製品の数を減らし、検査効率を向上させることができる。
【００８２】
また、上述のように、外観検査装置１０は、元画像とリファレンス画像との差である差分画像に基づいて欠陥を評価するから、レンズ１６の表面の形状に応じて照明が写りこんだ部分にある欠陥であっても、正確に評価することができる。
【００８３】
一方、自動的な判断の難しい要再検査のレンズに対しては、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を用いて再検査を行うことで、顕微鏡による目視検査と比較して、容易に欠陥の有無、程度、種類が判別され、再検査自体が迅速に行われる。また、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を用いて再検査を行うと、欠陥の有無や、程度，種類などの特徴も一目瞭然となり、検査員の個々の観察技術や体調などが再検査に与える影響は極めて少なくなるから、検査品質が安定する。
【００８４】
さらに、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を用いて再検査を行うと、再検査によってレンズ１６が不良品と評価された場合に、将来的に多数生じるおそれのある不良の原因は容易に特定される。このように増加するおそれのある不良の原因を、一括管理，分析することで、不良多発ロットの特定、不良の原因となった生産工程の特定など、不良の原因を究明し、レンズ１６の不良を未然に防ぎ、生産効率を向上させることができる。
【００８５】
なお、上述の外観検査装置１０の各部、例えば、各照明の発光面や、ＣＣＤエリアセンサ２３、検査トレイ１５などは反射防止処理を施されていることが好ましい。透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の発光面にそれぞれ反射防止処理を施しておくことで、各照明からの光が乱雑に反射され、レンズ１６の外観に生じた欠陥以外に反射，散乱された不要な光がＣＣＤエリアセンサ２３に入射して検査の精度が劣化してしまうことを防ぐことができる。また、同様の理由から、例えば、外観検査装置１０のマスク板３６には、反射防止処理を施された開口を開閉するシャッタなどを設けても良い。また、反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９で検査するレンズ１６を撮影する場合に、透過型暗視野照明２６を検査するレンズ１６の直下に移動させても良い。すなわち、透過型暗視野照明２６の無発光部３２で上述の不要な光によって検査の精度が劣化することを防ぐことができる。
【００８６】
なお、上述の実施形態では、外観検査装置１０は透過型暗視野照明２６と透過型明視野照明２８とを１軸ステージ３３を駆動して切り替えるが、これに限らず、透過型暗視野照明２６と透過型明視野照明２８とで共通の発光面を用いてもよい。例えば、図９（Ａ）に示すように、全面が一様に発光，消光する照明パネル１０６の前面に、無発光部３２と同じ形状を持つ遮光板１０８を回動させることで、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに切り替わる。すなわち、遮光板１０８を発光面１０７から退避させたときには、照明パネル１０６は透過型明視野照明２８となり、一方、遮光板１０８を発光面１０７上に移動させたときには、照明パネル１０６は透過型暗視野照明２６となる。また、例えば、図９（Ｂ）に示すように、照明パネル１０６の前面に、遮光板１０８を水平に移動させることで、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに切り替えても良い。
【００８７】
また、例えば、図１０に示すように、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに共通に用いられる照明パネルとして、画像などを表示する、いわゆる液晶パネル１１６を好適に用いることができる。液晶パネル１１６は、発光面１１６の全面を消光した状態（図１０（Ａ））と、発光面１１６の全面を発光させた状態（図１０（Ｂ））と、発光面１１６の中央部分が無発光部１１７となるように部分的に発光させた状態（図１０（Ｃ））とを自在に切り替えられる。このとき、全面が消光した状態（図１０（Ａ））は、液晶パネル１１６の不使用状態である。また、全面を発光させた状態（図１０（Ｂ））は、液晶パネル１１６は、透過型明視野照明として機能する。さらに、部分的に発光させた状態（図１０（Ｃ））は、透過型暗視野照明として機能する。
【００８８】
さらに液晶パネル１１６を透過型暗視野照明として用いる場合、無発光部１１７の位置や大きさは、検査するレンズ１６の大きさなどによって自在に変更される。例えば、図１１（Ａ）に示すように、検査するレンズ１６の大きさや曲面の形状、検査するレンズ１６と液晶パネル１１６との距離などに応じて最適な無発光部１１７の大きさや形状が定められる。一方、図１１（Ｂ）に示すように、例えば、レンズ１６と比較して直径の大きなレンズ１１８の外観を検査する場合であっても、液晶パネル１１６はこのレンズ１１８の大きさ、曲面の形状、レンズ１１８と液晶パネル１１６との距離などに応じて、無発光部１１９の大きさが変更される。
【００８９】
このように、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに共通の発光面を用いると、実質的に照明パネルを１個減らすことができるから、外観検査装置１０は小型化され、さらには、低コストに外観検査装置１０を提供することができる。
【００９０】
また、液晶パネル１１６を透過型暗視野照明及び透過型明視野照明として用いる場合には、大きさや表面の形状など検査するレンズの特徴に応じて、容易に、自在に無発光部の大きさや形状を変更することができる。
【００９１】
なお、液晶パネル１１６は、発光面１１６の一部分を選択的に消光することができれば良いので、ＬＥＤパネル、ＦＥＤパネル、ＳＥＤパネル、ＣＲＴなどであっても良い。
【００９２】
なお、上述の実施形態では、外観検査装置１０は、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の全てを備えるが、これに限らない。例えば、さらに外観検査装置１０を低コストに提供しようとする場合、透過型暗視野照明２６を設けず、反射型暗視野照明２７で代用しても良いが、多数の欠陥を第２差分画像から検出することになるので、第２閾値の設定が難しくなり、検査精度の劣化は免れない。また、例えば、外観検査装置１０は予め反射防止コーティングが施されたレンズ１６を検査するから、主としてコート抜け９１を検出するための反射型明視野照明２９を設けている。しかし、反射防止コーティングが施されていない状態のレンズ１６や、反射防止コーティングが必要でない物品を検査する外観検査装置に本発明を適用する場合には、必ずしも反射型明視野照明２９は必要ではない。したがって、このような物を検査する際には、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８の３種の照明を備えていれば良い。すなわち、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９は、それぞれに正確に検査することができる欠陥の特徴が異なるから、検査する物品に生じる欠陥の特徴に応じて、外観検査装置１０に設ける照明の数を減らしても良い。
【００９３】
なお、上述の実施形態では、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の順序でレンズ１６を撮影し、検査するが、これに限らない。すなわち、撮影，検査に用いる照明の順序は任意に選択することができる。
【００９４】
また、上述の実施形態では、各照明条件での撮影と同時にレンズの良否の判断を行うが、これに限らず、４種の照明条件下での撮影を全て終えた後に各々の画像についてレンズの良否を判断しても良い。
【００９５】
さらに、上述の実施形態では、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９をデータベースに登録するが、これに限らず、レンズの評価が良品である場合などに差分画像をもデータベースに登録し、これをリファレンス画像を作成する際に使用しても良い。すなわち、上述の実施形態で示すリファレンス画像の作成方法は一例であって、これに限定されず、他の方法で作成したリファレンス画像に基づいて上述の実施形態と同様の検査を行っても良い。また、同様に、第１〜第４差分画像をデータベースに登録し、これを再検査に用いても良い。
【００９６】
また、上述の実施形態では、自動的なレンズの評価を行う際に、欠陥面積として定義した値に基づいてレンズの評価を行うが、これに限らず、他の値に基づいてレンズの評価を行っても良い。例えば、欠陥の大きさや長さ、周囲の長さ、縦横比などの各欠陥の形状の特徴や、１つのレンズに対して検出された欠陥の総数などに基づいてレンズの評価を行っても良い。また、検査の精度をさらに向上させるためには、こうした各種基準を組み合わせてレンズの評価を行うことが好ましい。
【００９７】
なお、上述の実施形態では、レンズ１６を検査する外観検査装置１０を例に説明するが、検査対象の物品はレンズに限られず、光をある程度透過する透明な物品であれば特に好ましく、不透明な物品であっても良い。
【００９８】
なお、上述の実施形態では、検査トレイ１５のＩＤ１９としてバーコードを用いる例を示すが、このバーコードは１次元バーコードでも良く、また、２次元バーコードでも良い。さらに、ＩＤ１９はバーコードにも限らず、ＩＣチップなどを用いてもよい。
【００９９】
なお、上述の実施形態では、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の何れにも液晶パネルを好適に用いることができる。また、これに限らず、他の照明パネルやディスプレイを用いても良い。例えば、ＬＥＤを配列してなるＬＥＤ照明パネルは点灯，消灯を高速に繰り返すことができることから、外観検査装置１０に用いる照明としては特に好ましい。さらに、ＣＲＴ，ＦＥＴ，ＳＥＤなどの電子の放出を利用するディスプレイを照明として用いてもよい。すなわち、検査するレンズ１６に一様に光を照射できるものであれば動作原理などは任意のものを用いることができ、照明の形態は限定されない。
【０１００】
また、上述の実施形態では、レンズ１６の外観検査を行う例を示すが、検査するレンズ１６の形状は限定されず、レンズ１６の外観を検査する場合であっても、面の凹凸の組み合わせはメニスカスレンズ、両凸、両凹の何れのレンズであっても良く、また、形状が球面であるか、非球面であるかも問わない。また、大きさも任意のものを用いることができ、フレネルレンズなど特殊なレンズであっても良い。さらに、検査するレンズの材質もガラスに限らず周知の樹脂材料などであっても良く、また、レンズの製造方法も上述の実施形態に限らず、各種成型、あるいは研磨などにより製造しても良い。
【０１０１】
なお、上述の実施形態では、レンズ１６の外観検査の結果はサーバ７６に構築されたデータベースに登録されるが、これに限らず、外観検査装置１０自体に記憶しても良い。また、プリンタなどで紙面に出力しても良い。さらには、検査結果表示装置などに出力しても良い。
【０１０２】
なお、上述の実施形態では、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９がそれぞれ照射する光は、白色光が好適に用いられるが、これに限らず、特定の波長域の略単色の光であっても良い。さらには、ＣＣＤエリアセンサ２３が感度のある波長域であれば、赤外光などを用いてもよい。また、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９のそれぞれを異なる色の照明としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】外観検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】外観検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】外観検査装置の作用を示すフローチャートである。
【図４】レンズに生じる欠陥を示す説明図である。
【図５】第１差分画像の様子を示す説明図である。
【図６】第２差分画像の様子を示す説明図である。
【図７】第３差分画像の様子を示す説明図である。
【図８】第４差分画像の様子を示す説明図である。
【図９】遮光板によって照明パネルを透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに切り替える様子を示す説明図である。
【図１０】液晶パネルを透過型暗視野照明及び透過型明視野照明として用いる例を示す説明図である。
【図１１】液晶パネルを透過型暗視野照明として用いる場合に、無発光部の大きさが変化する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 外観検査装置
１５ 検査トレイ
１６ レンズ
２６ 透過型暗視野照明（第１照明手段）
２７ 反射型暗視野照明（第２照明手段）
２８ 透過型明視野照明（第３照明手段）
２９ 反射型明視野照明（第４照明手段）
２３ ＣＣＤエリアセンサ
３６，３７ マスク板
４６ 評価部
４４ 差分画像作成部
４３ リファレンス画像作成部
４９ データ通信部
７６ サーバ
５６，５７，５８，５９ 元画像
６１，６２，６３，６４ リファレンス画像
６６，６７，６８，６９ 差分画像 ７１，７２，７３，７４ 閾値
１０６ 照明パネル
１０８ 遮光板
１１６ 液晶パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品の欠陥の有無を検査する外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機器に用いられる電子デバイスや、レンズ，撮像素子といった光学デバイスは多少のキズやヨゴレなどの欠陥であったとしても、その性能に甚大な影響を与えてしまうことが多い。しかし、こうした欠陥は、製造時の様々な要因から、完全に取り除くことは現実的には略不可能である。そこで、実際には出荷前に入念に外観や性能の検査を行い、一定の基準を満たすものだけが商品として出荷される。
【０００３】
このような外観などの検査は、自動化されている部分もあるとはいえ、各種欠陥の定量的な評価は難しく、未だ目視検査に頼らざるを得ない検査項目も多い。目視検査は、検査の熟練度合いや体調などに大きく左右され、必ずしも安定した精度の検査であるとは言えない。また、目視検査の検査速度は必ずしも速いとは言えず、本来ならば全ての製品を正確に検査することが最も好ましいが、実際には目視検査は一部の製品を抜き取り検査することも多い。
【０００４】
近年では、こうした目視検査の問題点を鑑みて、目視検査する分量を低減し、外観などの検査を正確、かつ、効率的に行う外観検査装置が提案されている。例えば、検査する物品を撮像して得られた画像内の最高輝度に基づいて、物品を良品，不良品，判定不能品の何れかに判定し、この判定結果に基づいて必要に応じて再検査を行う外観検査装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、暗視野に照明しながらレンズを撮像して得られた画像に基づいてレンズの外観を検査する装置が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２６４８５６号公報
【特許文献２】特開２００２−９０２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の外観検査装置のように物品を撮像して得られた画像内の最高輝度を使用して欠陥を検出すると、ヨゴレなどの低輝度の欠陥を正しく判別することができないという問題がある。
【０００７】
また、こうした低輝度の欠陥を検出しようとして、カメラの位置、照明の方向、照明光の強度などを調節すれば、もともと高輝度の欠陥は必要以上に強調され、本来良品であるはずのものまで不良品とされてしまう、いわゆる過剰検出が多く生じてしまう。すなわち、多種多様な欠陥がランダムに生じる物品については、必ずしも正確で効率的な検査が行えるとは言えないという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献１，２に記載の検査装置のように、物品に対するカメラの位置や、照明の方向、照明光の強度，波長などを工夫するために、検査ラインに沿って複数のカメラや照明を設ければ、１セットのカメラや照明では検出されない欠陥も、他のセットの撮影で適切な撮影条件となれば検出されることもある。しかし、検査する物品を検査ライン上などで移動させると、各カメラや各照明に対する物品の位置は、それぞれ異なってしまう。したがって、このように複数のカメラや照明のセットを用いて別個に撮影された画像は、それぞれに様々な欠陥を写しだした画像であるにもかかわらず、検査する物品の撮影角度などが検査するレンズを撮影するたびにそれぞれ異なるから、これらの画像を相互に精度良く比較することが困難であるという問題がある。
【０００９】
現実的な物品は立体的な形状であり、ここに生じる欠陥の特徴も様々である。したがって、多数のカメラ，照明のそれぞれで撮影した画像を相互に精度良く比較できない場合、こうした欠陥を漏れなく検出するためには、コスト的に非現実的な多数のカメラ及び照明が必要となってしまう。すなわち、現実的には、種々の欠陥を精度良く検出することはできないという問題がある。
【００１０】
一方、自動的な検査では判断の難しいものを再検査と判定し、これを目視検査で再度検査するといったように、自動的な検査と目視検査とを併用する外観検査装置の場合、新製品の製造の初期段階のように製品の品質が安定しない状況下では、大量の再検査品が発生してしまう。したがって、こうした目視検査を併用する外観検査装置を導入しても必ずしも製造が効率化されるとは限らないという問題がある。
【００１１】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、現実的な形状の物品にランダムに生じる多種多様な欠陥を漏れなく、かつ、精度良く検査することができる外観検査装置を提供することを目的とする。また、効率良く外観などの検査を行うことのできる外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の外観検査装置は、外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように、前記被検体を各々異なる方向から一様に照明する複数の照明手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
前記第２照明手段又は前記第４照明手段で前記被検体を照明するときに、前記撮像手段に対向する位置に前記第１照明手段が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の外観検査装置は、外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段と、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段と、前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段と、前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段とを備え、前記第１照明手段、前記第２照明手段、前記第３照明手段、及び前記第４照明手段は、前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように設けられていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記第２照明手段又は前記第４照明手段で前記被検体を照明するときに、前記撮像手段に対向する位置に前記第１照明手段が配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記第１照明手段は、前記第３照明手段からの光を遮る遮光板を前記第１照明手段の前面に配置して切り替えられる照明であることを特徴とする。
【００２１】
また、前記第１照明手段は、前記第３照明手段の発光面の一部を選択的に消光して切り替えられる照明であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、現実的な形状の物品にランダムに生じる多種多様な欠陥を漏れなく検査することができる。また、本発明によれば、効率よく外観検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に示すように、外観検査装置１０は、検査トレイ１５に並べて配置されたレンズ１６の表面や内部に生じた欠陥を検査する外観検査装置である。
【００２４】
外観検査装置１０で検査するレンズ１６は、例えば、ガラス材料を金型で加熱及び加圧して成形され、反射防止コーティングが施されたレンズであり、外観検査装置１０を用いない場合には、例えば実体顕微鏡を用いた外観目視検査が行われるレンズ１６である。
【００２５】
検査トレイ１５には、レンズ１６を配置する座繰り穴１７が格子状に並べて設けられている。また、これらの座繰り穴１７の中央には、座繰り穴１７と比較して小さな径の貫通孔１８がそれぞれ設けられている。また、貫通孔１８は、下方から照射される照明光を効率よくレンズ１６に導くために、下方に向かうほど直径が大きくなるように設けられている。
【００２６】
さらに、検査トレイ１５は、レンズ１６の製造量に応じて同様のものが複数用意されているが、検査トレイ１５には各々を識別するためのＩＤ１９（図２参照）が付与されている。このＩＤ１９は例えばバーコードであり、検査位置に移動されたときに読み取られ、貫通孔１８に配置したレンズ１６の管理番号などとともに管理される。
【００２７】
外観検査装置１０は、ＸＹステージ２１、ＩＤスキャナ２２、ＣＣＤエリアセンサ２３、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９などから構成される。
【００２８】
ＸＹステージ２１は、セットされた検査トレイ１５ごとレンズ１６を移動させ、検査を実行するレンズ１６をＣＣＤエリアセンサ２３の直下の検査位置に正確に移動させる。このＸＹステージ２１には、レンズ１６が配置された検査トレイ１５がセットされる中空ステージが設けられている。この中空ステージは水平に移動自在に設けられているとともに、中空な枠状に形成されている。したがって、セットされた検査トレイ１５の中央部分は下方に露出されており、検査トレイ１５に配置されたレンズ１６は、下方からであっても照明される。また、ＸＹステージ２１は、検査トレイ１５が交換されるごとに、検査トレイ１５をＩＤスキャン位置へ移動させる。
【００２９】
ＣＣＤエリアセンサ２３は、下方に向けて配置されており、ＸＹステージ２１によって検査位置に移動されたレンズ１６、すなわちＣＣＤエリアセンサ２３に正対して配置されたレンズ１６を様々な照明条件下で撮影する。ＣＣＤエリアセンサ２３によって撮影されたレンズ１６の画像は、検査トレイ１５のＩＤ１９（図２参照）やレンズ１６が配置されている検査トレイ１５内の座標とともに管理される。
【００３０】
透過型暗視野照明２６（第１照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３の反対側に配置され、レンズ１６に対して一様に照明光を照射する平面状の発光面３１を備える。この発光面３１は全面が発光するわけではなく、発光面３１の中央部分には無発光部３２が設けられている。透過型暗視野照明２６から照射される照明光は無発光部３２を除いた発光面３１の全体から一様に照射される。また、透過型暗視野照明２６からの照明光がレンズ１６を透過した後にＣＣＤエリアセンサ２３には入射しないように、無発光部３２の大きさや形状が定められる。なお、透過型暗視野照明２６は、多数配列されたＬＥＤ上に拡散板を設けた構成となっており、無発光部３２の大きさや形状などは容易に変更される。
【００３１】
また、透過型暗視野照明２６は、１軸ステージ３３上に設けられており、レンズ１６に照明光を照射する使用位置と、この使用位置から退避された不使用位置との間で自在に移動される。この透過型暗視野照明２６を移動させる１軸ステージ３３は、ＸＹステージ２１やＣＣＤエリアセンサ２３の固定設備などとは独立して設けられており、ＣＣＤエリアセンサ２３と検査位置にあるレンズ１６との相対的な位置関係を変えることなく、透過型暗視野照明２６を使用位置と不使用位置とに自在に移動させる。
【００３２】
反射型暗視野照明２７（第２照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３と同じ側に配置される。この反射型暗視野照明２７は、検査位置にあるレンズ１６の周囲を上方から取り囲むようにして設けられた円筒状の照明であり、内面側が発光面となってレンズに対して一様に照明光を照射する。この反射型暗視野照明２７照射される照明光は、後述する反射型明視野照明２９と比較して、検査トレイ１５の表面に近い角度からレンズ１６に照射される。すなわち、照明光がレンズ１６の正常な表面に反射されてＣＣＤエリアセンサ２３に入射する量が少なくなるように、反射型暗視野照明２７の照明角度は調節されている。
【００３３】
透過型明視野照明２８（第３照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３の反対側に配置され、レンズ１６に対して一様に照明光を照射する平面状の発光面３４を備える。前述の透過型暗視野照明２６の発光面とは異なり、この透過型明視野照明２８の発光面３４は全面が一様に発光する。また透過型明視野照明２８の発光面３４の大きさは、少なくとも前述の透過型暗視野照明２６の無発光部３２の大きさよりも大きい。すなわち、透過型明視野照明２８から照射される照明光は、レンズ１６を透過してＣＣＤエリアセンサ２３へ入射する。
【００３４】
反射型明視野照明２９（第４照明手段）は、検査位置にあるレンズ１６に対してＣＣＤエリアセンサ２３と同じ側に配置され、レンズ１６の上方から一様に照明光を照射する。この反射型明視野照明２９から照射される照明光は、前述の反射型暗視野照明２７と比較して、検査トレイ１５の表面に正対する方向から照射される。すなわち、レンズ１６の正常な表面に反射された照明光の大部分がＣＣＤエリアセンサ２３へと入射するように、反射型明視野照明２９の照明角度は調節されている。
【００３５】
マスク板３６は、透過型暗視野照明２６及び透過型明視野照明２８と、ＸＹステージ２１との間に設けられる。また、マスク板３６には、ＣＣＤエリアセンサ２３の正面に、検査する対象のレンズ１６だけが露出される開口が設けられており、透過型暗視野照明２６や透過型明視野照明２８から発せられる光は、この開口を通して検査するレンズ１６に照射される。また、マスク板３６とＸＹステージとの距離や、マスク板３６の開口の大きさは、いわゆるケラレが生じない大きさに定められる。一方、マスク板３６は、検査するレンズ１６の周囲に配列された他のレンズ１６に照射される透過型暗視野照明２６や透過型明視野照明２８からの光を遮る。さらに、マスク板３６の表面は反射防止処理が施されており、透過型暗視野照明２６や透過型明視野照明２８からの光が乱雑な反射を繰り返して、検査するレンズ１６に入射することを防ぐ。
【００３６】
マスク板３７は、反射型暗視野照明２７とＸＹステージ２１との間に設けられる。また、マスク板３７には、ＣＣＤエリアセンサ２３の正面に、検査する対象のレンズ１６だけが露出される開口が設けられており、反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９から発せられる光は、この開口を通して検査するレンズ１６に照射される。また、マスク板３７とＸＹステージとの距離や、マスク板３７の開口の大きさは、いわゆるケラレが生じない大きさに定められる。一方、マスク板３７は、検査するレンズ１６の周囲に配列された他のレンズ１６に照射される反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９からの光を遮る。さらに、マスク板３７の表面は反射防止処理が施されており、反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９からの光が乱雑な反射を繰り返して、検査するレンズ１６に入射することを防ぐ。
【００３７】
図２に示すように、外観検査装置１０は、制御部４１、基本画像処理部４２、リファレンス画像作成部４３、差分画像作成部４４、評価部４６、ＲＡＭ４７、ＲＯＭ４８、データ通信部４９などから構成される。
【００３８】
制御部４１は、データバス５１を介して外観検査装置１０の各部を統括的に制御する。また、制御部４１はＲＯＭ４８に記憶された制御プログラムを読み出し、これにしたがってこのような外観検査装置１０の各部の制御を行う。例えば、制御部４１は、前述のＸＹステージ２１、ＩＤスキャナ２２、１軸ステージ３３、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９、ＣＣＤエリアセンサ２３を、外観検査装置１０の制御プログラムにしたがって、それぞれに対応するドライバを用いて制御する。また、例えば、制御部４１は、ＸＹステージ２１を移動させた量などから検査するレンズ１６の検査トレイ１５内での位置を特定し、これをＲＡＭ４７に記憶する。
【００３９】
ＩＤスキャナ２２は、ＩＤスキャン位置に移動された検査トレイ１５のＩＤ１９を読み取り、サーバ７６（後述）に構築されたデータベースに登録する。データベースに登録されたＩＤ１９は、各々のレンズ１６の検査に用いる画像や検査結果とともに管理される。
【００４０】
ＣＣＤエリアセンサ２３は、ズームレンズ，フォーカスレンズ，絞りなどからなる撮像レンズと、この撮像レンズの背後に配置されたＣＣＤなどから構成される。ＣＣＤエリアセンサ２３は、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９のうち何れか１つによって照明された状態で、検査位置にあるレンズ１６を撮像する。このとき、検査対象のレンズ１６からの光は、撮像レンズによってＣＣＤの受光面に結像され、ＣＣＤの各画素の受光量に比例したアナログの撮像信号へと光電変換される。
【００４１】
なお、撮像レンズのズームやフォーカス、絞りの開口面積、ＣＣＤの電子シャッタ速度などは、検査するレンズ１６の形状などに応じて予め定められ、同種のレンズ１６を撮像する際には同じ条件で撮像が行われる。
【００４２】
基本画像処理部４２は、ＣＣＤエリアセンサ２３から出力されるアナログの撮像信号からノイズを除去するとともに、信号を増幅し、アナログの撮像信号をデジタルな画像データへと変換する。こうしてＣＣＤエリアセンサ２３から得られたデジタルな画像データは、元画像としてＲＡＭ４７に一時的に記憶される。
【００４３】
以下では透過型暗視野照明２６によって照明されたレンズ１６の元画像を第１元画像５６と称する。同様に、反射型暗視野照明２７によって照明されたレンズ１６の元画像を第２元画像５７、透過型明視野照明２８によって照明されたレンズ１６の元画像を第３元画像５８、反射型明視野照明２９によって照明されたレンズ１６の元画像を第４元画像５９とそれぞれ称する。
【００４４】
リファレンス画像作成部４３は、外観検査装置１０又は目視検査によって良品と判定されたレンズ（以下、良品レンズ）を撮像して得られた元画像に基づいて良品の基準となるリファレンス画像を作成する。例えば、複数の良品レンズを透過型暗視野照明２６によって照明し、それぞれの第１元画像が得られると、リファレンス画像作成部４３は、これらの第１元画像５６の各画素ごとの輝度を平均する。そして、良品レンズの第１元画像の平均輝度を各画素の輝度とした第１平均輝度画像を作成する。また、同時に、リファレンス画像作成部４３は、良品レンズの第１元画像５６から各々の画素ごとに標準偏差を算出し、この標準偏差を各画素の輝度データとした第１標準偏差画像を作成する。さらに、リファレンス画像作成部４３は、得られた第１平均輝度画像と第１標準偏差画像とから、透過型暗視野照明２６で照明しながら撮影する場合の良品の基準として用いる第１リファレンス画像６１を作成し、ＲＡＭ４７に記憶する。この第１リファレンス画像６１は、例えば、検査するレンズの形状などの特性に応じて予め定められた数をαとするとき、第１平均輝度画像に第１標準偏差画像のα倍を対応する画素ごとに加算してつくられる。
【００４５】
同様に、リファレンス画像作成部４３は、複数の良品レンズの第３元画像５８を用いて、第３平均輝度画像と第３標準偏差画像とを作成し、これらに基づいて透過型明視野照明２８で照明しながら撮影する場合の良品の基準として用いる第３リファレンス画像６３をつくり、ＲＡＭ４７に記憶する。
【００４６】
一方、検査するレンズ１６の第２元画像５７が取得されると、リファレンス画像作成部４３は、第２元画像５７のある画素（注目画素と称する）に対して、この注目画素の輝度データと、注目画素の周囲にある所定範囲の画素の輝度データとを平均し、局所平均輝度データを算出する。この局所平均輝度データは第２元画像５７の全ての画素について算出される。そして、リファレンス画像作成部４３は、この局所平均輝度データを各画素の輝度データとする第２局所平均画像を、第２リファレンス画像６２としてＲＡＭ４７に一時的に記憶する。
【００４７】
同様に、リファレンス画像作成部４３は、検査するレンズ１６の第４画像５９が取得されると、この第４元画像５９から、第４局所平均画像を作成し、これを第４リファレンス画像６４として、ＲＡＭ４７に一時的に記憶する。
【００４８】
なお、第１リファレンス画像６１及び第３リファレンス画像６３は、レンズの検査が開始される際に１度行われ、以降の検査には同じリファレンス画像６１，６３が用いられる。一方、第２リファレンス画像６２及び第４リファレンス画像６４は、検査するレンズ１６のそれぞれについて作成される。
【００４９】
差分画像作成部４４は、ＲＡＭ４７から検査するレンズ１６の第１元画像５６と第１リファレンス画像６１とを読み出し、各画素についてこれらの差を算出して、各画素がこの差と同じ値の第１差分画像６６を作成し、ＲＡＭ４７に記憶する。同様にして、差分画像作成部４４は、第２元画像５７から第２リファレンス画像６２を差し引いて第２差分画像６７を、第３元画像５８から第３リファレンス画像６３を差し引いて第３差分画像６８を、第４元画像５９から第４リファレンス画像６４を差し引いて第４差分画像６９を、それぞれ作成し、ＲＡＭ４７に記憶する。
【００５０】
上述のように差分画像作成部４４が第１差分画像６６を作成する際には、第１元画像５６に写されたレンズの中心と第１リファレンス画像６１のレンズの中心とは一般に一致しない。しかし、レンズ１６を撮影すると、レンズ１６の表面の形状に応じて、元画像に写されたレンズ１６の内部に照明が写り込む。また、リファレンス画像に写されたレンズの内部にも同様にして照明が写り込む。差分画像作成部４４は、このような、レンズ１６の表面の形状に応じた照明の写りこみを利用して、元画像及びリファレンス画像にそれぞれ写されたレンズの中心を算出し、これを中心として第１差分画像６６を作成する。一方、透過型明視野照明２８で照明した場合の第３元画像５８及び第３リファレンス画像６３の場合には、全体が明るく写されるため、こうした照明の写りこみを利用したレンズの中心位置の算出，同定はしない。しかし、このようにレンズの全体が明るく写しだされる場合には、レンズの表面の形状に応じた輝度分布がある。したがって、第３差分画像６８を作製する際に、差分画像作成部４４は、レンズ１６の表面の形状に応じた輝度分布に基づいて、第３元画像５８に写しだされたレンズ１６の中心を算出する。
【００５１】
評価部４６は、差分画像の各画素ごとに予め定められた閾値と比較して、レンズ１６の良否を評価する。例えば、評価部４６は、第１差分画像の各画素の値を、予め定められた基準値と比較し、この基準値を超える画素の総数を計数し、欠陥面積Ｓ１とする。ここで用いられる基準値は、予め定められ、ＲＡＭ４７に記憶されている。そして、評価部４６は、こうして得られた欠陥面積を、予め設定されており、ＲＡＭ４７に記憶された第１閾値と比較する。ここで用いる第１閾値は、上限値Ｕ１と下限値Ｌ１とからなる。
【００５２】
すなわち、第１閾値７１は、範囲を定める閾値の組み合わせであり、検査開始前に予め定められている。この第１閾値７１の値は、レンズ１６の不良品率など、検査の結果などに応じて定められ、上限値Ｕ１，下限値Ｌ１のそれぞれについて別個に独立して定められる。こうした閾値の調節は、以下の第２〜第４閾値にも共通であり、第１〜第４閾値はそれぞれ独立に、かつ、各々の閾値の上限値，下限値についてそれぞれ独立に決定される。
【００５３】
欠陥面積Ｓ１が第１閾値の下限値よりも小さい場合（Ｓ１＜Ｌ１）に、評価部４６はレンズ１６を良と判定する。一方、欠陥面積が第１閾値の上限値よりも大きい場合（Ｓ１＞Ｕ１）に、評価部４６はレンズ１６を不良と判定する。そして、欠陥面積Ｓ１が第１閾値７１の下限値Ｌ１以上の大きさで、上限値Ｕ１以下の大きさの場合（Ｌ１≦Ｓ１≦Ｕ１）に、評価部４６はレンズ１６を要再検査と判定する。こうして、第１差分画像６６と第１閾値７１との比較から得られたレンズ１６の判定は、第１判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５４】
同様にして、評価部４６は、第２差分画像の欠陥面積Ｓ２を計数し、これを第２閾値７２（上限値Ｕ２，下限値Ｌ２）と比較することで、レンズ１６を良，不良，要再検査の何れかに判定する。第２差分画像６７と第２閾値７２との比較に基づいて得られたレンズ１６の判定結果は、第２判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５５】
また同様に、評価部４６は、第３差分画像の欠陥面積Ｓ３を計数し、これを第３閾値７３（上限値Ｕ３，下限値Ｌ３）と比較することで、レンズ１６を良，不良，要再検査の何れかに判定する。第３差分画像６８と第３閾値７３との比較に基づいて得られたレンズ１６の判定結果は、第３判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５６】
さらに同様にして、評価部４６は、第４差分画像の欠陥面積Ｓ４を計数し、これを第４閾値７４（上限値Ｕ４，下限値Ｌ４）と比較することで、レンズ１６を良，不良，再検査の何れかに判定する。第４差分画像６９と第４閾値７４との比較に基づいて得られたレンズ１６の判定結果は、第４判定結果としてＲＡＭ４７に記憶される。
【００５７】
そして、評価部４６は、上述の第１〜第４判定結果に基づいてレンズ１６の最終的な評価を決定する。すなわち、第１〜第４判定結果の中に不良判定が含まれている場合には、評価部４６はレンズ１６を不良品と評価する。一方、レンズ１６が不良品でない場合において、第１〜第４判定結果の中に要再検査が含まれている場合には、評価部４６はレンズ１６を要再検査品と評価する。そして、不良品及び要再検査品でない場合に、評価部４６はレンズ１６を良品と評価する。
【００５８】
また、評価部４６によるレンズ１６の評価は、検査トレイ１５のＩＤ１９、検査トレイ１５内での位置、評価する際に用いた第１〜第４差分画像などとともに関連付けられて、サーバ７６のデータベースに登録される。
【００５９】
ＲＡＭ４７は、作業用のメモリであり、検査トレイ１５のＩＤ，検査するレンズ１６の検査トレイ１５内での位置，元画像，リファレンス画像，差分画像，閾値，基準値などが記憶される。また、ＲＯＭ４８は、外観検査装置１０の各種設定や、制御プログラム、各種ドライバなどが記憶されるメモリである。
【００６０】
データ通信部４９は、外観検査装置１０の外部に設けられたサーバ７６と外観検査装置１０とをＬＡＮなどで接続する。したがって、データ通信部４９を介して、レンズ１６の評価は検査トレイ１５のＩＤ、検査トレイ１５内でのレンズ１６の位置、評価に用いられた第１〜第４元画像などとともにサーバ７６に構築されたデータベースに登録される。
【００６１】
以下、上述のように構成される外観検査装置１０の作用を説明する。図３に示すように、検査するレンズ１６が配置された検査トレイ１５が外観検査装置１０にセットされると、ＸＹステージ２１によって検査トレイ１５はＩＤスキャン位置に移動され、ＩＤスキャナ２２によって検査トレイ１５のＩＤが読み取られる。そして、検査するレンズ１６がＣＣＤエリアセンサ２３の直下に移動され、レンズ１６の検査が開始される。
【００６２】
まず、透過型暗視野照明２６が検査するレンズ１６の直下に移動され、この透過型暗視野照明２６によって照明された状態で検査するレンズ１６の画像（第１元画像）が取得される。この第１元画像と第１リファレンス画像６１とから第１差分画像６６がつくられる。そして、この第１差分画像６６に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第１判定結果）。
【００６３】
こうして第１判定結果が得られると、外観検査装置１０は反射型暗視野照明２７に照明を切り替え、レンズ１６の画像（第２元画像）が取得される。この第２元画像と第２リファレンス画像６２とから第２差分画像６７がつくられる。そして、第２差分画像６７に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第２判定結果）。
【００６４】
さらに、第２判定結果が得られると、外観検査装置１０は、透過型明視野照明２８に照明を切り替える。すなわち、１軸ステージ３３が駆動され、透過型暗視野照明２６はレンズ１６の直下から退避し、透過型明視野照明２８がレンズ１６の直下に移動される。そして、外観検査装置１０は、透過型明視野照明２８でレンズ１６を照明しながら、レンズ１６の画像（第３元画像）が取得される。この第３元画像と第３リファレンス画像６３とから第３差分画像６８がつくられる。そして、第３差分画像６８に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第３判定結果）。
【００６５】
第３判定結果が得られると、外観検査装置１０は、反射型明視野照明２９に照明を切り替え、第４元画像を取得する。そして、第４元画像と第４リファレンス画像６４とから第４差分画像６９がつくられる。そして、第４差分画像に基づいて、レンズ１６の良否が、良，不良，要再検査の何れかに判定される（第４判定結果）。なお、反射型明視野照明２９で照明しながらレンズ１６を撮影する場合、ＣＣＤエリアセンサ２３に正対する位置には透過型暗視野照明２６が配置される。
【００６６】
こうして第１〜第４判定結果が揃うと、これらの判定結果に基づいて外観検査装置１０はレンズ１６の評価を決定する。このとき、第１〜第４判定結果の中に一つでも不良判定が含まれていれば、レンズ１６は不良品であると評価される。また、第１〜第４判定結果の中に不良判定が含まれておらず、要再検査判定が含まれている場合には、レンズ１６は要再検査品であると評価される。一方、第１〜第４判定結果の中に、不良判定及び要再検査判定がともに含まれていない場合に、すなわち、第１〜第４判定結果が全て良判定の場合に、レンズ１６は良品と評価される。このレンズ１６の評価は、検査トレイ１５のＩＤや検査トレイ内での位置、検査に用いた差分画像などとともに、検査を管理するサーバ７６に記憶される。
【００６７】
このように１個のレンズ１６の評価が定まると、ＸＹステージ２１が移動され、他のレンズに対して上述と同様の検査が行われる。
【００６８】
また、外観検査装置１０によって検査されたレンズ１６のうち、再検査品と評価されたレンズ１６は、別途、目視検査による再検査が実施され、最終的に良品又は不良品の何れかに分類される。ここで行われる再検査工程では、外観検査装置１０で得られ、外観検査装置１０による評価とともにサーバ７６に登録されている第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９が用いられる。第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９は、ＣＣＤエリアセンサ２３と検査したレンズ１６の位置関係は同じ状態で、照明の条件を変更して得られた画像であるから、各種欠陥は、すべての画像の同じ位置に同じ角度で写されている。したがって、これら第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を別途用意されたディスプレイに並べて表示することで、欠陥の有無、程度、さらには各欠陥の種類が判断される。
【００６９】
また、上述のように、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９をそれぞれ用いて、検査するレンズ１６の画像を得る場合、各々の照明ごとに精度良く評価することができる欠陥の種類が異なる。例えば、図４に示すように、出荷直前のレンズ１６には、キズ８１、ブツ８２、ヨゴレ８３、カケ８５、コート抜け９１、アワ９２などの様々な欠陥が生じているおそれがある。当然ながら、こうした様々な欠陥は、発生原因や特徴がそれぞれ異なる。
【００７０】
キズ８１はレンズ１６の表面に生じた線状の傷であり、ブツ８２はレンズ１６の表面に生じる点状の傷である。ヨゴレ８３は、レンズ１６の表面に範囲に広がって付着した汚れである。また、カケ８５はレンズ１６の周縁部などが欠け落ちてしまったできた形状の欠陥である。コート抜け９１は反射防止コーティングの欠陥であり、コーティング層にあいた穴である。また、アワ９２は、成形時に混入した気泡などが主原因でレンズ１６内部や表面に生じ、他の正常部分と屈折率が異なる欠陥である。
【００７１】
こうした欠陥が生じたレンズ１６を、透過型暗視野照明２６で照明して撮影し、検査する場合には、キズ８１、ブツ８２が精度良く評価される。例えば、図５に示すように、第１元画像５６には、キズ８１、ブツ８２、ヨゴレ８３、アワ９２が、視覚的にも容易に認められる。一方、カケ８５、コート抜け９１は、位置や角度、欠陥の程度などによっては認識され難いこともある。このことから、第１差分画像６６の欠陥面積Ｓ１と比較される第１閾値７１は、キズ８１、ブツ８２を検出するために最適な値が選ばれる。なお、ヨゴレ８３は反射型暗視野照明２７による第２元画像５７でさらに明確に認識されるから、後述するように第２差分画像６７に基づいて評価される。また、アワ９２についても、第１元画像５６で精度良く認識されるが、これと同等以上に精度良く第２元画像５６で認識されるから、第２差分画像６７に基づいて評価される。
【００７２】
なお、第１元画像５６には、レンズ１６の表面の形状に応じて生じた照明の写り込み９６があるが、第１差分画像６６においてはこの照明の写り込み９６は欠陥と比較して十分に輝度が小さい。したがって、自動的に行われる欠陥の検査には大きな影響は与えず、また、この照明の写り込み９６の上にある欠陥であっても略正確に評価される。このことは、他の差分画像であっても同様である。
【００７３】
また、レンズ１６を反射型暗視野照明２７で照明して撮影し、検査する場合には、ヨゴレ８３、アワ９２が精度良く評価される。例えば、図６に示すように、第２元画像５７には、キズ８１、ブツ８２、ヨゴレ８３、アワ９２が視覚的にも容易に認められる。特に、ヨゴレ８３は、この第２差分画像６７によって略確実に検出される。一方、コート抜け９１については、これらが生じた位置や角度、欠陥の程度などによっては認識され難いこともある。また、キズ８１、ブツ８２については、透過型暗視野照明２６による第１元画像５６の方がより明確に認識される。これらのことから、第２差分画像６７の欠陥面積Ｓ２と比較される第２閾値７２は、ヨゴレ８３、アワ９２を評価するために最適な値が選ばれる。
【００７４】
また、レンズ１６を透過型明視野照明２８で照明して撮影し、検査する場合には、カケ８５が精度良く評価される。例えば、図７に示すように、第３元画像５８には、カケ８５、アワ９２が視覚的にも容易に認められる。一方、キズ８１、ブツ８２、コート抜け９１については、これらが生じた位置や角度、欠陥の程度などによっては認識され難いこともある。さらに、ヨゴレ８３は、第３元画像５８では殆ど認識されない。これらのことから、第３差分画像６８の欠陥面積Ｓ３と比較される第３閾値７３は、カケ８５を評価するために最適な値が選ばれる。
【００７５】
また、レンズ１６を反射型明視野照明２９で照明して撮影し、検査する場合には、コート抜け９１が精度良く評価される。例えば、図８に示すように、第４元画像５９には、コート抜け９１が視覚的にも容易に認められる。一方、キズ８１、ブツ８２は、これらが生じた位置や角度、欠陥の程度などによっては、認識されがたいこともある。さらに、ヨゴレ８３、アワ９２は、第４差分画像では殆ど認識されない。これらのことから、第４差分画像６９の欠陥面積Ｓ４と比較される第４閾値７４は、コート抜け９１を精度良く評価するために最適な値が選ばれる。
【００７６】
以上のように、外観検査装置１０は、１個のＣＣＤエリアセンサ２３に対して透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の４種の照明を設けており、これらをそれぞれ用いてレンズ１６を撮影し、検査する。したがって、検査ライン上にカメラや照明を複数設けた外観検査装置と比較して、外観検査装置１０は小型化が実現される。また、カメラや照明が最小限の個数であるから、低コストに外観検査装置１０を提供することができる。
【００７７】
また、上述のように、外観検査装置１０は、４種の照明条件でそれぞれ撮影した画像に基づいて検査を行うから、レンズ１６の表面などに生じた欠陥を、その位置、大きさ、角度など個々の特徴によらず、漏れなく検査することができる。
【００７８】
さらに、各照明条件での画像からレンズ１６の欠陥をそれぞれ判断し、これらを総合して最終的なレンズ１６の評価を決定するから、評価の基準が何れかの欠陥の評価に傾倒することなく、レンズ１６の欠陥に生じる様々な欠陥の何れをも十分に考慮して、レンズ１６の良否を正しく評価することができる。
【００７９】
さらに、各照明条件に基づいて検査する欠陥の種類を割り当てているから、レンズ１６に生じる欠陥の特徴に応じて容易に閾値を設定することができる。また、各照明条件で検出される欠陥の特徴に応じて設定される閾値を用いて評価を行うから、正確に漏れなく欠陥を検査することができ、検査の安定性，信頼性が向上する。
【００８０】
また、上述のように、各種照明条件でのレンズ１６の評価は、欠陥面積と照明条件に応じた閾値との比較によって行われ、用いられる閾値は上限値と下限値とからなり、範囲を指定する閾値である。したがって、欠陥を過剰評価してレンズ１６を不良としてしまう過剰検査や欠陥を過小して評価レンズ１６を良品としてしまう誤検査といったように、単一の値からなる閾値で評価する場合に閾値周辺の判断の難しい範囲で生じる弊害は防がれ、安定した信頼性の高い検査を行うことができる。
【００８１】
さらに、閾値の上限値と下限値は、不良品の数や特徴などに応じてそれぞれ設定することができるから、新製品の生産初期などで製品の品質が安定しない場合などにも、検査精度を確保しながらも、不必要に再検査にまわされる製品の数を減らし、検査効率を向上させることができる。
【００８２】
また、上述のように、外観検査装置１０は、元画像とリファレンス画像との差である差分画像に基づいて欠陥を評価するから、レンズ１６の表面の形状に応じて照明が写りこんだ部分にある欠陥であっても、正確に評価することができる。
【００８３】
一方、自動的な判断の難しい要再検査のレンズに対しては、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を用いて再検査を行うことで、顕微鏡による目視検査と比較して、容易に欠陥の有無、程度、種類が判別され、再検査自体が迅速に行われる。また、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を用いて再検査を行うと、欠陥の有無や、程度，種類などの特徴も一目瞭然となり、検査員の個々の観察技術や体調などが再検査に与える影響は極めて少なくなるから、検査品質が安定する。
【００８４】
さらに、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９を用いて再検査を行うと、再検査によってレンズ１６が不良品と評価された場合に、将来的に多数生じるおそれのある不良の原因は容易に特定される。このように増加するおそれのある不良の原因を、一括管理，分析することで、不良多発ロットの特定、不良の原因となった生産工程の特定など、不良の原因を究明し、レンズ１６の不良を未然に防ぎ、生産効率を向上させることができる。
【００８５】
なお、上述の外観検査装置１０の各部、例えば、各照明の発光面や、ＣＣＤエリアセンサ２３、検査トレイ１５などは反射防止処理を施されていることが好ましい。透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の発光面にそれぞれ反射防止処理を施しておくことで、各照明からの光が乱雑に反射され、レンズ１６の外観に生じた欠陥以外に反射，散乱された不要な光がＣＣＤエリアセンサ２３に入射して検査の精度が劣化してしまうことを防ぐことができる。また、同様の理由から、例えば、外観検査装置１０のマスク板３６には、反射防止処理を施された開口を開閉するシャッタなどを設けても良い。また、反射型暗視野照明２７や反射型明視野照明２９で検査するレンズ１６を撮影する場合に、透過型暗視野照明２６を検査するレンズ１６の直下に移動させても良い。すなわち、透過型暗視野照明２６の無発光部３２で上述の不要な光によって検査の精度が劣化することを防ぐことができる。
【００８６】
なお、上述の実施形態では、外観検査装置１０は透過型暗視野照明２６と透過型明視野照明２８とを１軸ステージ３３を駆動して切り替えるが、これに限らず、透過型暗視野照明２６と透過型明視野照明２８とで共通の発光面を用いてもよい。例えば、図９（Ａ）に示すように、全面が一様に発光，消光する照明パネル１０６の前面に、無発光部３２と同じ形状を持つ遮光板１０８を回動させることで、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに切り替わる。すなわち、遮光板１０８を発光面１０７から退避させたときには、照明パネル１０６は透過型明視野照明２８となり、一方、遮光板１０８を発光面１０７上に移動させたときには、照明パネル１０６は透過型暗視野照明２６となる。また、例えば、図９（Ｂ）に示すように、照明パネル１０６の前面に、遮光板１０８を水平に移動させることで、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに切り替えても良い。
【００８７】
また、例えば、図１０に示すように、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに共通に用いられる照明パネルとして、画像などを表示する、いわゆる液晶パネル１１６を好適に用いることができる。液晶パネル１１６は、発光面１１６の全面を消光した状態（図１０（Ａ））と、発光面１１６の全面を発光させた状態（図１０（Ｂ））と、発光面１１６の中央部分が無発光部１１７となるように部分的に発光させた状態（図１０（Ｃ））とを自在に切り替えられる。このとき、全面が消光した状態（図１０（Ａ））は、液晶パネル１１６の不使用状態である。また、全面を発光させた状態（図１０（Ｂ））は、液晶パネル１１６は、透過型明視野照明として機能する。さらに、部分的に発光させた状態（図１０（Ｃ））は、透過型暗視野照明として機能する。
【００８８】
さらに液晶パネル１１６を透過型暗視野照明として用いる場合、無発光部１１７の位置や大きさは、検査するレンズ１６の大きさなどによって自在に変更される。例えば、図１１（Ａ）に示すように、検査するレンズ１６の大きさや曲面の形状、検査するレンズ１６と液晶パネル１１６との距離などに応じて最適な無発光部１１７の大きさや形状が定められる。一方、図１１（Ｂ）に示すように、例えば、レンズ１６と比較して直径の大きなレンズ１１８の外観を検査する場合であっても、液晶パネル１１６はこのレンズ１１８の大きさ、曲面の形状、レンズ１１８と液晶パネル１１６との距離などに応じて、無発光部１１９の大きさが変更される。
【００８９】
このように、透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに共通の発光面を用いると、実質的に照明パネルを１個減らすことができるから、外観検査装置１０は小型化され、さらには、低コストに外観検査装置１０を提供することができる。
【００９０】
また、液晶パネル１１６を透過型暗視野照明及び透過型明視野照明として用いる場合には、大きさや表面の形状など検査するレンズの特徴に応じて、容易に、自在に無発光部の大きさや形状を変更することができる。
【００９１】
なお、液晶パネル１１６は、発光面１１６の一部分を選択的に消光することができれば良いので、ＬＥＤパネル、ＦＥＤパネル、ＳＥＤパネル、ＣＲＴなどであっても良い。
【００９２】
なお、上述の実施形態では、外観検査装置１０は、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の全てを備えるが、これに限らない。例えば、さらに外観検査装置１０を低コストに提供しようとする場合、透過型暗視野照明２６を設けず、反射型暗視野照明２７で代用しても良いが、多数の欠陥を第２差分画像から検出することになるので、第２閾値の設定が難しくなり、検査精度の劣化は免れない。また、例えば、外観検査装置１０は予め反射防止コーティングが施されたレンズ１６を検査するから、主としてコート抜け９１を検出するための反射型明視野照明２９を設けている。しかし、反射防止コーティングが施されていない状態のレンズ１６や、反射防止コーティングが必要でない物品を検査する外観検査装置に本発明を適用する場合には、必ずしも反射型明視野照明２９は必要ではない。したがって、このような物を検査する際には、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８の３種の照明を備えていれば良い。すなわち、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９は、それぞれに正確に検査することができる欠陥の特徴が異なるから、検査する物品に生じる欠陥の特徴に応じて、外観検査装置１０に設ける照明の数を減らしても良い。
【００９３】
なお、上述の実施形態では、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の順序でレンズ１６を撮影し、検査するが、これに限らない。すなわち、撮影，検査に用いる照明の順序は任意に選択することができる。
【００９４】
また、上述の実施形態では、各照明条件での撮影と同時にレンズの良否の判断を行うが、これに限らず、４種の照明条件下での撮影を全て終えた後に各々の画像についてレンズの良否を判断しても良い。
【００９５】
さらに、上述の実施形態では、第１〜第４元画像５６，５７，５８，５９をデータベースに登録するが、これに限らず、レンズの評価が良品である場合などに差分画像をもデータベースに登録し、これをリファレンス画像を作成する際に使用しても良い。すなわち、上述の実施形態で示すリファレンス画像の作成方法は一例であって、これに限定されず、他の方法で作成したリファレンス画像に基づいて上述の実施形態と同様の検査を行っても良い。また、同様に、第１〜第４差分画像をデータベースに登録し、これを再検査に用いても良い。
【００９６】
また、上述の実施形態では、自動的なレンズの評価を行う際に、欠陥面積として定義した値に基づいてレンズの評価を行うが、これに限らず、他の値に基づいてレンズの評価を行っても良い。例えば、欠陥の大きさや長さ、周囲の長さ、縦横比などの各欠陥の形状の特徴や、１つのレンズに対して検出された欠陥の総数などに基づいてレンズの評価を行っても良い。また、検査の精度をさらに向上させるためには、こうした各種基準を組み合わせてレンズの評価を行うことが好ましい。
【００９７】
なお、上述の実施形態では、レンズ１６を検査する外観検査装置１０を例に説明するが、検査対象の物品はレンズに限られず、光をある程度透過する透明な物品であれば特に好ましく、不透明な物品であっても良い。
【００９８】
なお、上述の実施形態では、検査トレイ１５のＩＤ１９としてバーコードを用いる例を示すが、このバーコードは１次元バーコードでも良く、また、２次元バーコードでも良い。さらに、ＩＤ１９はバーコードにも限らず、ＩＣチップなどを用いてもよい。
【００９９】
なお、上述の実施形態では、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９の何れにも液晶パネルを好適に用いることができる。また、これに限らず、他の照明パネルやディスプレイを用いても良い。例えば、ＬＥＤを配列してなるＬＥＤ照明パネルは点灯，消灯を高速に繰り返すことができることから、外観検査装置１０に用いる照明としては特に好ましい。さらに、ＣＲＴ，ＦＥＴ，ＳＥＤなどの電子の放出を利用するディスプレイを照明として用いてもよい。すなわち、検査するレンズ１６に一様に光を照射できるものであれば動作原理などは任意のものを用いることができ、照明の形態は限定されない。
【０１００】
また、上述の実施形態では、レンズ１６の外観検査を行う例を示すが、検査するレンズ１６の形状は限定されず、レンズ１６の外観を検査する場合であっても、面の凹凸の組み合わせはメニスカスレンズ、両凸、両凹の何れのレンズであっても良く、また、形状が球面であるか、非球面であるかも問わない。また、大きさも任意のものを用いることができ、フレネルレンズなど特殊なレンズであっても良い。さらに、検査するレンズの材質もガラスに限らず周知の樹脂材料などであっても良く、また、レンズの製造方法も上述の実施形態に限らず、各種成型、あるいは研磨などにより製造しても良い。
【０１０１】
なお、上述の実施形態では、レンズ１６の外観検査の結果はサーバ７６に構築されたデータベースに登録されるが、これに限らず、外観検査装置１０自体に記憶しても良い。また、プリンタなどで紙面に出力しても良い。さらには、検査結果表示装置などに出力しても良い。
【０１０２】
なお、上述の実施形態では、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９がそれぞれ照射する光は、白色光が好適に用いられるが、これに限らず、特定の波長域の略単色の光であっても良い。さらには、ＣＣＤエリアセンサ２３が感度のある波長域であれば、赤外光などを用いてもよい。また、透過型暗視野照明２６、反射型暗視野照明２７、透過型明視野照明２８、反射型明視野照明２９のそれぞれを異なる色の照明としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】外観検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】外観検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】外観検査装置の作用を示すフローチャートである。
【図４】レンズに生じる欠陥を示す説明図である。
【図５】第１差分画像の様子を示す説明図である。
【図６】第２差分画像の様子を示す説明図である。
【図７】第３差分画像の様子を示す説明図である。
【図８】第４差分画像の様子を示す説明図である。
【図９】遮光板によって照明パネルを透過型暗視野照明と透過型明視野照明とに切り替える様子を示す説明図である。
【図１０】液晶パネルを透過型暗視野照明及び透過型明視野照明として用いる例を示す説明図である。
【図１１】液晶パネルを透過型暗視野照明として用いる場合に、無発光部の大きさが変化する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 外観検査装置
１５ 検査トレイ
１６ レンズ
２６ 透過型暗視野照明（第１照明手段）
２７ 反射型暗視野照明（第２照明手段）
２８ 透過型明視野照明（第３照明手段）
２９ 反射型明視野照明（第４照明手段）
２３ ＣＣＤエリアセンサ
３６，３７ マスク板
４６ 評価部
４４ 差分画像作成部
４３ リファレンス画像作成部
４９ データ通信部
７６ サーバ
５６，５７，５８，５９ 元画像
６１，６２，６３，６４ リファレンス画像
６６，６７，６８，６９ 差分画像 ７１，７２，７３，７４ 閾値
１０６ 照明パネル
１０８ 遮光板
１１６ 液晶パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、
前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように、前記被検体を各々異なる方向から一様に照明する複数の照明手段と
を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段
を備えることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段
を備えることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の外観検査装置。
【請求項６】
外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段と
を備え、
前記第１照明手段、前記第２照明手段、前記第３照明手段、及び前記第４照明手段は、前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように設けられていること
を特徴とする外観検査装置。
【請求項７】
前記第１照明手段は、前記第３照明手段からの光を遮る遮光板を前記第１照明手段の前面に配置して切り替えられる照明であることを特徴とする請求項４乃至６何れかに記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記第１照明手段は、前記第３照明手段の発光面の一部を選択的に消光して切り替えられる照明であることを特徴とする請求項４乃至６何れかに記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記第２照明手段又は前記第４照明手段で前記被検体を照明するときに、前記撮像手段に対向する位置に前記第１照明手段が配置されていることを特徴とする請求項１乃至８何れかに記載の外観検査装置。
【請求項１】
外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、
前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように、前記被検体を各々異なる方向から一様に照明する複数の照明手段と
を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段
を備えることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段
を備えることを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の外観検査装置。
【請求項６】
外観を検査される被検体を撮像する撮像手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第１照明手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射しないように前記被検体を一様に照明する第２照明手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段の反対側に配置され、前記被検体を透過した照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第３照明手段と、
前記被検体に対して前記撮像手段と同じ側に配置され、前記被検体に反射された照明光が前記撮像手段に入射するように前記被検体を一様に照明する第４照明手段と
を備え、
前記第１照明手段、前記第２照明手段、前記第３照明手段、及び前記第４照明手段は、前記被検体と前記撮像手段との相対的な位置を変えずに相互に切り替えられるように設けられていること
を特徴とする外観検査装置。
【請求項７】
前記第１照明手段は、前記第３照明手段からの光を遮る遮光板を前記第１照明手段の前面に配置して切り替えられる照明であることを特徴とする請求項４乃至６何れかに記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記第１照明手段は、前記第３照明手段の発光面の一部を選択的に消光して切り替えられる照明であることを特徴とする請求項４乃至６何れかに記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記第２照明手段又は前記第４照明手段で前記被検体を照明するときに、前記撮像手段に対向する位置に前記第１照明手段が配置されていることを特徴とする請求項１乃至８何れかに記載の外観検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２４９５６８（Ｐ２００８−２４９５６８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９２６４５（Ｐ２００７−９２６４５）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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