欠陥検出装置及び方法
【課題】確実に欠陥を検出する。
【解決手段】固体撮像装置のカバーガラスの表面にピントを合わせて撮像し、表面画像を得る。同様に、カバーガラスの裏面にピントを合わせて撮像し、裏面画像を得る。表面画像と裏面画像を合成して合成画像６０を作成する。動的閾値法を用いて、合成画像６０の各画素ごとに第１閾値Ｔｈ１を設定する。輝度値が第１閾値Ｔｈ１を超える画像を欠陥候補画像６１，６２，６３として特定する。欠陥候補画像６１，６２，６３の最高輝度値ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３に所定の比率を掛け合わせて、第２閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２，Ｔｈ２３を設定する。輝度値が第２閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２，Ｔｈ２３未満の画像をボケ画像４３，５１，５２として欠陥候補画像６１，６２，６３から除去する。これにより、合成画像６０には、ブツ欠陥画像４１、許容欠陥画像４２、ヨゴレ欠陥画像５３のみが残り、欠陥を確実に検出することができる。
【解決手段】固体撮像装置のカバーガラスの表面にピントを合わせて撮像し、表面画像を得る。同様に、カバーガラスの裏面にピントを合わせて撮像し、裏面画像を得る。表面画像と裏面画像を合成して合成画像６０を作成する。動的閾値法を用いて、合成画像６０の各画素ごとに第１閾値Ｔｈ１を設定する。輝度値が第１閾値Ｔｈ１を超える画像を欠陥候補画像６１，６２，６３として特定する。欠陥候補画像６１，６２，６３の最高輝度値ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３に所定の比率を掛け合わせて、第２閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２，Ｔｈ２３を設定する。輝度値が第２閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２，Ｔｈ２３未満の画像をボケ画像４３，５１，５２として欠陥候補画像６１，６２，６３から除去する。これにより、合成画像６０には、ブツ欠陥画像４１、許容欠陥画像４２、ヨゴレ欠陥画像５３のみが残り、欠陥を確実に検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置のカバーガラスなどの透明体の欠陥を検出する欠陥検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの電子式カメラには、被写体光を電気信号に光電変換する固体撮像装置が搭載されている。この固体撮像装置のうちパッケージ型の固体撮像装置は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子と、この固体撮像素子を収納するパッケージと、固体撮像素子の撮像面を覆うようにしてパッケージに取り付けられるカバーガラスとを備えている。
【０００３】
カバーガラスに汚れ、傷、異物などの欠陥があると、これら欠陥により被写体光が散乱等し、固体撮像素子の撮像面に確実に入射しなくなる。そのため、固体撮像装置を電子式カメラに組み込む前には、カバーガラスの欠陥検査が行われている。カバーガラスなどの透明体の欠陥検査としては、カバーガラスに光を当てた状態でカメラにより撮像し、その撮像した画像に基づいて欠陥を検出する方法が一般的に行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３９４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、カメラの撮像によりカバーガラスの欠陥検査を行う場合には、そのカメラの撮影条件によっては被写界深度が浅くなることがある。被写界深度が浅くなると、カバーガラスの表面または裏面の一方にしかピントが合わなくなることがある。このような場合には、まず、カメラの焦点距離を調整し、カバーガラスの表面にピントを合わせて撮像する。次に、同様にして、カバーガラスの裏面にピントを合わせて撮像する。そして、カバーガラスの表面の画像（以下「表面画像」とする）と裏面の画像（以下「裏面画像」とする）に基づいて、カバーガラスの欠陥を検出する。
【０００５】
しかしながら、カバーガラスの表面及び裏面のそれぞれについてピントを合わせ撮像をした場合には、次のような問題が起こりうる。例えば、欠陥検査では欠陥と見なされない微細な傷など（以下「許容欠陥」という）がカバーガラスの表面にある場合には、カバーガラスの裏面にピントを合わせて撮像を行うと、その許容欠陥がボケ画像として裏面画像に写り込むようになる。この許容欠陥のボケ画像が欠陥と判定されると、本来良品と判定されるべきカバーガラスが不良品とみなされることがある。結果として、過剰な検査が行われることとなり、生産性を低下させていた。
【０００６】
本発明は、過剰に検査することなく、確実に欠陥を検出することができる欠陥検出装置及び方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、透明板の少なくとも表裏面を検査面として欠陥を検出する欠陥検出装置において、各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成する合成手段と、一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去する除去手段と、前記除去手段により前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記除去手段は、前記合成画像から、前記欠陥の画像及び前記ボケ画像を含む欠陥候補画像を特定する欠陥候補画像特定部と、前記欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するボケ画像除去部とを有することが好ましい。
【０００９】
前記欠陥候補画像特定部は、動的閾値法を用いて前記合成画像の各画素ごとに第１閾値を設定し、前記合成画像のうち、輝度値が前記第１閾値を超える画像を前記欠陥候補画像として特定することが好ましい。
【００１０】
前記ボケ画像除去部は、前記欠陥候補画像の最大輝度値を検出し、前記最大輝度値に所定の比率を掛け合わせて第２閾値を設定し、前記欠陥候補画像から、輝度値が前記第２閾値未満の画像を前記ボケ画像として除去することが好ましい。
【００１１】
前記除去手段は、前記欠陥候補画像の画素のうち最大輝度値を有する最大輝度画素を検出する最大輝度画素検出部と、前記欠陥候補画像から、前記最大輝度画素を中心とする一定領域内の画像を第１欠陥候補画像として分割するとともに、前記欠陥候補画像から、前記第１欠陥候補画像以外の画像を第２欠陥候補画像として分割する画像分割部とを有し、前記ボケ画像除去部は、前記第１欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するとともに、前記第２欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去することが好ましい。前記欠陥には、ブツ欠陥、キズ欠陥、ヨゴレ欠陥が含まれることが好ましい。
【００１２】
本発明の欠陥検出方法は、各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像し、撮像により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成し、一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去し、前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各検査面の画像を合成した合成画像からボケ画像を除去することで、過剰に検査することなく、確実に欠陥を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１実施形態］
図１に示すように、欠陥検出装置１０は、固体撮像装置１１のカバーガラス１１ａにできた欠陥を検出する。カバーガラス１１ａ上の欠陥としては、ブツ欠陥、キズ欠陥、ヨゴレ欠陥などがある。なお、欠陥検出の対象を固体撮像装置のカバーガラスとしたが、これに限る必要はない。例えば、ＤＶＤレコーダの反射ミラーガラスなどの透明体にできた欠陥も検出することができる。
【００１５】
欠陥検出装置１０は、検査ステージ１３、カメラ１４、ＸＹシフト機構１５、システムコントローラ１６を備えている。検査ステージ１３は、治具１８と、ベース１９とを備えており、治具１８はベース１９上でＸＹ方向に移動可能とされる。この治具１８の上面には、複数のクランプ２０がＸＹ方向でマトリックス状に設けられている。クランプ２０は一対のピン２０ａ，２０ｂを備えており、これらピン２０ａ，２０ｂは、カバーガラス１１ａが上向きで水平になるように、固体撮像装置１１を保持する。また、治具１８の左右上方には光源２２が設けられており、これら光源２２からの光がカバーガラス１１ａに対して照射される。
【００１６】
カメラ１４はＣＣＤエリアカメラから構成され、このカメラ１４の光軸Ｌは検査対象位置にあるカバーガラス１１ａの中心に合わせられている。カメラ１４の撮像光学系にはフォーカスレンズ１４ａが含まれており、このフォーカスレンズ１４ａはレンズモータ２３の駆動により光軸Ｌ方向に移動する。レンズモータ２３は、ドライバ（図示省略）を介して、システムコントローラ１６内のレンズコントローラ３２により駆動制御される。また、フォーカスレンズ１４ａの背後には撮像素子１４ｂが設けられており、この撮像素子１４ｂは、撮像光学系からの光を光電変換して撮像信号を生成する。また、カメラ１４の被写界深度は浅く設定されており、カバーガラス１１ａの表面または裏面のいずれか一方にのみピントが合うように設定されている。被写界深度を十分浅く設定することで、真の欠陥とそれ以外の欠陥を区別することが容易となる。
【００１７】
カメラ１４によるカバーガラス１１ａの撮像は、以下のように行われる。まず、フォーカスレンズ１４ａを移動させ、カバーガラス１１ａの表面にピントを合わせた状態で、撮像を行う。この撮像により得られる信号（以下「表面撮像信号」という）は、システムコントローラ１６内の画像処理部３１に送信される。また、カバーガラス１１ａの表面の撮像が完了すると、フォーカスレンズ１４ａを移動させて、カバーガラス１１ａの裏面にピントを合わせる。そして、カバーガラス１１ａの裏面にピントを合わせた状態で、撮像を行う。この撮像により得られる信号（以下「裏面撮像信号」という）は、画像処理部３１に送信される。
【００１８】
なお、図示は省略するが、カメラの撮像光学系には、フォーカスレンズの他に、絞りやズームレンズなどが含まれている。撮像光学系のレンズとしては、テレセントリックレンズやＣＣＴＶレンズなどが挙げられるが、フォーカスレンズの移動等により撮像画像の周辺部に歪みが生ずることを避けるために、テレセントリックレンズを使用することが好ましい。また、カバーガラスの表面を撮像した後に、カバーガラスの裏面を撮像したが、反対に、カバーガラスの裏面を撮像してから表面を撮像してもよい。また、表面撮像信号及び裏面撮像信号を画像処理部に直接送信したが、一旦ＲＡＭなどのメモリに記憶させてから、画像処理部に送ってもよい。
【００１９】
ＸＹシフト機構１５は、ドライバ（図示省略）を介して、システムコントローラ１６内のシフトコントローラ３４により駆動制御される。このシフトコントローラ３４の駆動制御により、ＸＹシフト機構１５は、治具１８をＸ方向またはＹ方向に所定の移動量で移動させる。ここで、ＸＹシフト機構１５による治具１８の移動量は、その治具１８上の隣接するクランプ２０間の距離に対応している。
【００２０】
システムコントローラ１６は、画像処理部３１、レンズコントローラ３２、判定部３３、シフトコントローラ３４、ＣＰＵ３５、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ＬＣＤ３８を備えている。
【００２１】
画像処理部３１は、カメラ１４から送信される表面撮像信号及び裏面撮像信号に対して、微分処理などの強調処理などを施す。そして、表面撮像信号に基づいて表面画像を作成するとともに、裏面撮像信号に基づいて裏面画像を作成する。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、表面画像４０には、ブツ欠陥を示すブツ欠陥画像４１と、後述の欠陥判定では欠陥と判定されない欠陥（以下「許容欠陥」という）を示す許容欠陥画像４２と、カバーガラス１１ａの裏面にあるヨゴレ欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像４３とが記録されている。図２（Ｂ）は、表面画像４０におけるライン２Ｂ上の画素の輝度値を示している。また、図３（Ａ）に示すように、裏面画像５０には、カバーガラス１１ａの表面にあるブツ欠陥及び許容欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像５１，５２と、ヨゴレ欠陥を示すヨゴレ欠陥画像５３とが記録されている。図３（Ｂ）は、裏面画像５０におけるライン３Ｂ上の画素の輝度値を示している。
【００２３】
画像処理部３１では、表面画像４０と裏面画像５０とを合成して合成画像を作成する。合成画像の作成は、表面画像及び裏面画像の同一画素単位で輝度値を足し算するか、又は同一画素単位の輝度値を一定の比率で調整した後に足し算することにより、行われる。図４（Ａ）に示すように、合成画像６０には、ブツ欠陥画像４１とそのボケ画像５１とが重ね合わされた画像６１と、許容欠陥画像４２とそのボケ画像５２とが重ね合わされた画像６２と、ヨゴレ欠陥画像５３とそのボケ画像４３とが重ね合わされた画像６３とが記録されている。図４（Ｂ）は、合成画像６０におけるライン４Ｂ上の画素の輝度値を示している。なお、合成画像の作成の際には、表面画像及び裏面画像の位置、大きさを補正した上で、合成することが好ましい。
【００２４】
合成画像６０が作成されると、この合成画像６０から、欠陥画像が含まれると予測される欠陥候補画像を特定する。まず、合成画像６０の輝度値のばらつきが算出される。次に、合成画像６０の輝度値のばらつきに応じて、合成画像６０の各画素ごとに閾値を設定する。この各画素ごとに設定した閾値を、以下の説明において、第１閾値Ｔｈ１とする。そして、合成画像６０から、輝度値が第１閾値Ｔｈ１を超える画像６１，６２，６３を欠陥候補画像として特定する。
【００２５】
ここで、各画素ごとに閾値を設定する方法は動的閾値法と呼ばれ、この動的閾値法は、照明ムラなどのより地合い部分の輝度値が変動している場合や、地合い部分の輝度値との差が小さい欠陥画像、例えば、ヨゴレ欠陥画像などを検出する場合等に有効な閾値設定法である。
【００２６】
次に、欠陥候補画像６１，６２，６３からボケ画像４３，５１，５２を除去する。まず、欠陥候補画像６１の輝度値から、最高輝度値ＭＬ１を検出する。次に、この最高輝度値ＭＬ１に予め設定されている比率を掛け合わせて、欠陥候補画像６１についての第２閾値Ｔｈ２１を設定する。次に、輝度値が第２閾値Ｔｈ２１未満の画像を欠陥候補画像６１から除去する。これにより、欠陥候補画像６１からボケ画像５１が除去され、ブツ欠陥画像４１のみが残る。
【００２７】
例えば、欠陥候補画像６１において、ブツ欠陥画像４１の輝度値（正確には輝度に対応する２５６階調表現のレベル値）が「２５５」で、ボケ画像５１の輝度値が「１２０」である場合には、欠陥候補画像６１の最高輝度値ＭＬ１である「２５５」に予め設定されている比率０．８を掛け合わせた「２０４」が、欠陥候補画像６１の第２閾値Ｔｈ２１となる。そして、輝度値が第２閾値Ｔｈ２１未満、すなわち輝度値が「２０４」未満であるボケ画像５１が欠陥候補画像６１から除去される。
【００２８】
欠陥候補画像６２についても、欠陥候補画像６１と同様に、その欠陥候補画像６２の最大輝度値ＭＬ２から第２閾値Ｔｈ２２を設定する。そして、欠陥候補画像６２からボケ画像５２を除去し、許容欠陥画像４２のみを残す。また、欠陥候補画像６３についても、欠陥候補画像６１，６２と同様に、最大輝度値ＭＬ３から第２閾値Ｔｈ２３を設定する。そして、欠陥候補画像６３からボケ画像４３を除去し、ヨゴレ画像５３のみを残す。以上により、ボケ画像４３，５１，５２が除去された合成画像６０は、判定部３３に送信される。
【００２９】
判定部３３は、画像処理部３１からの合成画像６０に基づいて、欠陥判定を行う。まず、合成画像６０に対して二値化処理が施される。次に、欠陥画像の面積、すなわちブツ欠陥画像４１、許容欠陥画像４２、及びヨゴレ欠陥画像５３の面積が算出される。そして、各欠陥画像ごとに、その欠陥画像の面積と予め設定された基準面積と比較する。比較した結果、欠陥画像の面積が基準面積を超えている場合には、その欠陥画像は欠陥であると判定される。判定部３３の判定結果は、治具１８上における固体撮像装置１１の位置と対応付けられて、ＲＡＭ３６に記憶される。
【００３０】
ここで、基準面積が、許容欠陥画像４２の面積以上その許容欠陥のボケ画像５２の面積以下に設定されている場合には、従来のように、表面画像４０及び裏面画像５０のそれぞれについて欠陥判定を行うと、カバーガラス１１ａの表面の許容欠陥画像４２は欠陥と判定されないのに対し、その裏面の許容欠陥のボケ画像５２は欠陥と判定されてしまう。そのため、本来良品と判定されるべきカバーガラス１１ａが不良品と判定されていた。これに対し、本発明では、表面画像４０と裏面画像５０を合成して合成画像６０を作成し、その合成画像６０からボケ画像を除去した画像に基づいて欠陥判定を行うことで、基準面積を超える欠陥、すなわち許容欠陥以外の見逃すことができない欠陥のみを確実に検出することができる。
【００３１】
次に、本発明の欠陥検出装置の作用について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、検査対象であるカバーガラス１１ａを上向きにして、固体撮像装置１１をクランプ２０に保持する。次に、ＸＹシフト機構１５により治具１８を所定の移動量だけＸ方向またはＹ方向に移動させ、カメラ１４の光軸Ｌをカバーガラス１１ａの中心に合わせる。
【００３２】
次に、フォーカスレンズ１４ａを移動させて、カバーガラス１１ａの表面にピントを合わせ、この状態で撮像を行う。この撮像により得られる表面撮像信号は、画像処理部３１に送信される。また、カバーガラス１１ａの表面の撮像が完了すると、カバーガラス１１ａの裏面にピントを合わせ、この状態で撮像を行う。この撮像により得られる裏面撮像信号は、画像処理部３１に送信される。
【００３３】
画像処理部３１では、表面画像信号及び裏面画像信号に対して、微分処理などの強調処理を施す。そして、表面撮像信号に基づいて表面画像４０を作成するとともに、裏面撮像信号に基づいて裏面画像５０を作成する。そして、表面画像４０と裏面画像５０とを合成して合成画像６０を作成する。
【００３４】
合成画像６０が作成されると、動的閾値法を用いて、合成画像６０の各画素ごとに第１閾値Ｔｈ１を設定する。そして、合成画像６０から、輝度値が第１閾値Ｔｈ１を超える画像６１，６２，６３を欠陥候補画像として特定する。
【００３５】
次に、欠陥候補画像６１，６２，６３からボケ画像４３，５１，５２を除去する。まず、欠陥候補画像６１の最高輝度値ＭＬ１を検出する。この最高輝度値ＭＬ１に予め設定されている比率を掛け合わせて、欠陥候補画像６１についての第２閾値Ｔｈ２１を設定する。そして、合成画像６０から、輝度値が第２閾値Ｔｈ２１未満の画像を除去する。これにより、欠陥候補画像６１からボケ画像５１が除去され、ブツ欠陥画像４１のみが残る。
【００３６】
欠陥候補画像６２についても、欠陥候補画像６１と同様に、その欠陥候補画像６２の輝度値ＭＬ２から第２閾値Ｔｈ２２を設定する。そして、欠陥候補画像６２からボケ画像５２を除去し、許容欠陥画像４２のみを残す。また、欠陥候補画像６３についても、欠陥候補画像６１，６２と同様に、その欠陥候補画像６３の最大輝度値ＭＬ３から第２閾値Ｔｈ２３を設定する。そして、欠陥候補画像６３からボケ画像４３を除去し、ヨゴレ欠陥画像５３のみを残す。以上により、ボケ画像４３，５１，５２が除去された合成画像６０は、判定部３３に送信される。
【００３７】
判定部３３では、二値化処理が施された合成画像６０に基づいて、欠陥判定が行われる。欠陥画像の面積、すなわちブツ欠陥画像４１、許容欠陥画像４２、及びヨゴレ欠陥画像５３の面積が基準面積を超えている場合には、その欠陥画像は欠陥であると判定される。判定部３３の判定結果は、治具１８上における固体撮像装置１１の位置と対応付けられて、ＲＡＭ３６に記憶される。
【００３８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態では、一つの欠陥候補画像中に二種類以上の欠陥画像及びその欠陥のボケ画像が重なり合っている場合の欠陥判定について説明する。なお、画像処理部の処理以外については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
画像処理部３１では、第１実施形態の画像処理部３１と同様に、カメラ１４からの表面撮像信号及び裏面撮像信号に基づいて、表面画像及び裏面画像を生成する。図６（Ａ）に示すように、表面画像７０には、ブツ欠陥を示すブツ欠陥画像７１と、カバーガラス１１ａの裏面にあるヨゴレ欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像７２とが記録されている。この表面画像７０では、ブツ欠陥画像７１とボケ画像７２とが重なり合って記録されている。また、図６（Ｂ）に示すように、裏面画像７５には、ヨゴレ欠陥を示すヨゴレ欠陥画像７６と、カバーガラス１１ａの表面にあるブツ欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像７７とが記録されている。この裏面画像７５では、ヨゴレ欠陥画像７６とボケ画像７７とが一部重なり合っている。
【００４０】
画像処理部３１では、表面画像７０と裏面画像７５とを合成して合成画像８０を作成する。図７に示すように、合成画像８０には、ブツ欠陥画像７１と、そのブツ欠陥のボケ画像７７と、ヨゴレ欠陥画像７６と、そのヨゴレ欠陥のボケ画像７２とが互いに重なり合った画像８２が記録されている。
【００４１】
合成画像８０が作成されると、動的閾値法を用いて、合成画像８０の各画素ごとに第１閾値を設定する。そして、合成画像８０から、輝度値が第１閾値を超える画像８２を欠陥候補画像として特定する。次に、図８に示すように、欠陥候補画像８２の画素の中から、最大輝度値を有する画素８４（以下「最大輝度画素」という）を検出する。次に、図９に示すように、欠陥候補画像８２は、最大輝度画素８４を中心とする一定領域内の画像８６（以下「第１欠陥候補画像」という）と、第１欠陥候補画像８６以外の画像８７（以下「第２欠陥候補画像」という）とに分割される。なお、図８及び図９では、図が複雑になるのを避けるために、欠陥画像及びボケ画像の図示を省略している。
【００４２】
次に、第１及び第２欠陥候補画像８６，８７からボケ画像を除去する。まず、第１欠陥候補画像８６の最高輝度値に予め設定されている比率を掛け合わせて、第１欠陥候補画像８６についての第２閾値を設定する。次に、第１欠陥候補画像８６から、輝度値が第２閾値未満の画像を除去する。これにより、第１欠陥候補画像８６からボケ画像７７が除去され、ブツ欠陥画像７１のみが残る。また、第２欠陥候補画像８７についても、第１欠陥候補画像８６と同様に、その第２欠陥候補画像８７の最大輝度値から第２閾値を設定する。これにより、第２欠陥候補画像８７からボケ画像７２が除去され、ヨゴレ欠陥画像７６のみが残る。図１０に示す、ボケ画像７２，７７が除去された合成画像８０は、判定部３３に送信される。
【００４３】
上記第１及び第２実施形態のように、カバーガラスの片方側から撮像を行うことで、カバーガラスの両面側から撮像を行った場合と比較して、以下のような利点がある。例えば、カメラなどの検査機の設置が容易になるため、短時間で欠陥検査を行うことができる。また、１セットのカメラで検査を行うことができるため、検査機にかかるコストを低く抑えることができる。また、パッケージ型の固体撮像装置のカバーガラスのように、一方向からしか検査できないものに対しても、欠陥検査が可能である。
【００４４】
なお、上記第１及び第２実施形態では、カバーガラスの表面画像と裏面画像の二枚の画像を合成したが、合成する画像の枚数はこれに限る必要はない。例えば、カバーガラスに貼り合わせ面やその他の中間層があり、これらも検査する必要がある場合には、それら中間層等にピントを合わせて撮像し、この中間層の画像を表面画像及び裏面画像と一緒に画像合成してもよい。また、カバーガラスの表面と裏面とが平行でない場合には、カメラの焦点距離を変えながら複数枚の画像を取得し、それら複数枚の画像を合成して合成画像を作成してもよい。
【００４５】
上記第１及び第２実施形態で示したカバーガラスの表面画像及び裏面画像に記録されている欠陥画像及びその欠陥のボケ画像は一例であり、これら欠陥画像及びボケ画像に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態の欠陥検出装置を示す概略図である。
【図２】（Ａ）はカバーガラスの表面画像を示す説明図であり、（Ｂ）はその表面画像におけるライン２Ｂ上の画素の輝度値を示すグラフである。
【図３】（Ａ）はカバーガラスの裏面画像を示す説明図であり、（Ｂ）はその裏面画像におけるライン３Ｂ上の画素の輝度値を示すグラフである。
【図４】（Ａ）はカバーガラスの表面画像と裏面画像とを合成した合成画像を示す説明図であり、（Ｂ）はその合成画像におけるライン４Ｂ上の画素の輝度値を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の欠陥検出装置の処理方法を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）は第２実施形態におけるカバーガラスの表面画像を示す説明図であり、（Ｂ）は第２実施形態におけるカバーガラスの裏面画像を示す説明図である。
【図７】第２実施形態におけるカバーガラスの表面画像と裏面画像とを合成した合成画像を示す説明図である。
【図８】第２実施形態におけるカバーガラスの合成画像を示す説明図である。
【図９】第２実施形態におけるカバーガラスの合成画像を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態におけるカバーガラスの合成画像からボケ画像を除去した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 欠陥検出装置
１１ 固体撮像装置
１１ａ （固体撮像装置の）カバーガラス
１４ カメラ
１６ システムコントローラ
３１ 画像処理部
３３ 判定部
４０，７０ 表面画像
４１，７１ ブツ欠陥画像
４２ 許容欠陥画像
４３，５１，５２，７２，７７ ボケ画像
５０，７５ 裏面画像
５３，７６ ヨゴレ欠陥画像
６０，８０ 合成画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置のカバーガラスなどの透明体の欠陥を検出する欠陥検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの電子式カメラには、被写体光を電気信号に光電変換する固体撮像装置が搭載されている。この固体撮像装置のうちパッケージ型の固体撮像装置は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子と、この固体撮像素子を収納するパッケージと、固体撮像素子の撮像面を覆うようにしてパッケージに取り付けられるカバーガラスとを備えている。
【０００３】
カバーガラスに汚れ、傷、異物などの欠陥があると、これら欠陥により被写体光が散乱等し、固体撮像素子の撮像面に確実に入射しなくなる。そのため、固体撮像装置を電子式カメラに組み込む前には、カバーガラスの欠陥検査が行われている。カバーガラスなどの透明体の欠陥検査としては、カバーガラスに光を当てた状態でカメラにより撮像し、その撮像した画像に基づいて欠陥を検出する方法が一般的に行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３９４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、カメラの撮像によりカバーガラスの欠陥検査を行う場合には、そのカメラの撮影条件によっては被写界深度が浅くなることがある。被写界深度が浅くなると、カバーガラスの表面または裏面の一方にしかピントが合わなくなることがある。このような場合には、まず、カメラの焦点距離を調整し、カバーガラスの表面にピントを合わせて撮像する。次に、同様にして、カバーガラスの裏面にピントを合わせて撮像する。そして、カバーガラスの表面の画像（以下「表面画像」とする）と裏面の画像（以下「裏面画像」とする）に基づいて、カバーガラスの欠陥を検出する。
【０００５】
しかしながら、カバーガラスの表面及び裏面のそれぞれについてピントを合わせ撮像をした場合には、次のような問題が起こりうる。例えば、欠陥検査では欠陥と見なされない微細な傷など（以下「許容欠陥」という）がカバーガラスの表面にある場合には、カバーガラスの裏面にピントを合わせて撮像を行うと、その許容欠陥がボケ画像として裏面画像に写り込むようになる。この許容欠陥のボケ画像が欠陥と判定されると、本来良品と判定されるべきカバーガラスが不良品とみなされることがある。結果として、過剰な検査が行われることとなり、生産性を低下させていた。
【０００６】
本発明は、過剰に検査することなく、確実に欠陥を検出することができる欠陥検出装置及び方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、透明板の少なくとも表裏面を検査面として欠陥を検出する欠陥検出装置において、各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成する合成手段と、一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去する除去手段と、前記除去手段により前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記除去手段は、前記合成画像から、前記欠陥の画像及び前記ボケ画像を含む欠陥候補画像を特定する欠陥候補画像特定部と、前記欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するボケ画像除去部とを有することが好ましい。
【０００９】
前記欠陥候補画像特定部は、動的閾値法を用いて前記合成画像の各画素ごとに第１閾値を設定し、前記合成画像のうち、輝度値が前記第１閾値を超える画像を前記欠陥候補画像として特定することが好ましい。
【００１０】
前記ボケ画像除去部は、前記欠陥候補画像の最大輝度値を検出し、前記最大輝度値に所定の比率を掛け合わせて第２閾値を設定し、前記欠陥候補画像から、輝度値が前記第２閾値未満の画像を前記ボケ画像として除去することが好ましい。
【００１１】
前記除去手段は、前記欠陥候補画像の画素のうち最大輝度値を有する最大輝度画素を検出する最大輝度画素検出部と、前記欠陥候補画像から、前記最大輝度画素を中心とする一定領域内の画像を第１欠陥候補画像として分割するとともに、前記欠陥候補画像から、前記第１欠陥候補画像以外の画像を第２欠陥候補画像として分割する画像分割部とを有し、前記ボケ画像除去部は、前記第１欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するとともに、前記第２欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去することが好ましい。前記欠陥には、ブツ欠陥、キズ欠陥、ヨゴレ欠陥が含まれることが好ましい。
【００１２】
本発明の欠陥検出方法は、各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像し、撮像により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成し、一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去し、前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各検査面の画像を合成した合成画像からボケ画像を除去することで、過剰に検査することなく、確実に欠陥を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１実施形態］
図１に示すように、欠陥検出装置１０は、固体撮像装置１１のカバーガラス１１ａにできた欠陥を検出する。カバーガラス１１ａ上の欠陥としては、ブツ欠陥、キズ欠陥、ヨゴレ欠陥などがある。なお、欠陥検出の対象を固体撮像装置のカバーガラスとしたが、これに限る必要はない。例えば、ＤＶＤレコーダの反射ミラーガラスなどの透明体にできた欠陥も検出することができる。
【００１５】
欠陥検出装置１０は、検査ステージ１３、カメラ１４、ＸＹシフト機構１５、システムコントローラ１６を備えている。検査ステージ１３は、治具１８と、ベース１９とを備えており、治具１８はベース１９上でＸＹ方向に移動可能とされる。この治具１８の上面には、複数のクランプ２０がＸＹ方向でマトリックス状に設けられている。クランプ２０は一対のピン２０ａ，２０ｂを備えており、これらピン２０ａ，２０ｂは、カバーガラス１１ａが上向きで水平になるように、固体撮像装置１１を保持する。また、治具１８の左右上方には光源２２が設けられており、これら光源２２からの光がカバーガラス１１ａに対して照射される。
【００１６】
カメラ１４はＣＣＤエリアカメラから構成され、このカメラ１４の光軸Ｌは検査対象位置にあるカバーガラス１１ａの中心に合わせられている。カメラ１４の撮像光学系にはフォーカスレンズ１４ａが含まれており、このフォーカスレンズ１４ａはレンズモータ２３の駆動により光軸Ｌ方向に移動する。レンズモータ２３は、ドライバ（図示省略）を介して、システムコントローラ１６内のレンズコントローラ３２により駆動制御される。また、フォーカスレンズ１４ａの背後には撮像素子１４ｂが設けられており、この撮像素子１４ｂは、撮像光学系からの光を光電変換して撮像信号を生成する。また、カメラ１４の被写界深度は浅く設定されており、カバーガラス１１ａの表面または裏面のいずれか一方にのみピントが合うように設定されている。被写界深度を十分浅く設定することで、真の欠陥とそれ以外の欠陥を区別することが容易となる。
【００１７】
カメラ１４によるカバーガラス１１ａの撮像は、以下のように行われる。まず、フォーカスレンズ１４ａを移動させ、カバーガラス１１ａの表面にピントを合わせた状態で、撮像を行う。この撮像により得られる信号（以下「表面撮像信号」という）は、システムコントローラ１６内の画像処理部３１に送信される。また、カバーガラス１１ａの表面の撮像が完了すると、フォーカスレンズ１４ａを移動させて、カバーガラス１１ａの裏面にピントを合わせる。そして、カバーガラス１１ａの裏面にピントを合わせた状態で、撮像を行う。この撮像により得られる信号（以下「裏面撮像信号」という）は、画像処理部３１に送信される。
【００１８】
なお、図示は省略するが、カメラの撮像光学系には、フォーカスレンズの他に、絞りやズームレンズなどが含まれている。撮像光学系のレンズとしては、テレセントリックレンズやＣＣＴＶレンズなどが挙げられるが、フォーカスレンズの移動等により撮像画像の周辺部に歪みが生ずることを避けるために、テレセントリックレンズを使用することが好ましい。また、カバーガラスの表面を撮像した後に、カバーガラスの裏面を撮像したが、反対に、カバーガラスの裏面を撮像してから表面を撮像してもよい。また、表面撮像信号及び裏面撮像信号を画像処理部に直接送信したが、一旦ＲＡＭなどのメモリに記憶させてから、画像処理部に送ってもよい。
【００１９】
ＸＹシフト機構１５は、ドライバ（図示省略）を介して、システムコントローラ１６内のシフトコントローラ３４により駆動制御される。このシフトコントローラ３４の駆動制御により、ＸＹシフト機構１５は、治具１８をＸ方向またはＹ方向に所定の移動量で移動させる。ここで、ＸＹシフト機構１５による治具１８の移動量は、その治具１８上の隣接するクランプ２０間の距離に対応している。
【００２０】
システムコントローラ１６は、画像処理部３１、レンズコントローラ３２、判定部３３、シフトコントローラ３４、ＣＰＵ３５、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ＬＣＤ３８を備えている。
【００２１】
画像処理部３１は、カメラ１４から送信される表面撮像信号及び裏面撮像信号に対して、微分処理などの強調処理などを施す。そして、表面撮像信号に基づいて表面画像を作成するとともに、裏面撮像信号に基づいて裏面画像を作成する。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、表面画像４０には、ブツ欠陥を示すブツ欠陥画像４１と、後述の欠陥判定では欠陥と判定されない欠陥（以下「許容欠陥」という）を示す許容欠陥画像４２と、カバーガラス１１ａの裏面にあるヨゴレ欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像４３とが記録されている。図２（Ｂ）は、表面画像４０におけるライン２Ｂ上の画素の輝度値を示している。また、図３（Ａ）に示すように、裏面画像５０には、カバーガラス１１ａの表面にあるブツ欠陥及び許容欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像５１，５２と、ヨゴレ欠陥を示すヨゴレ欠陥画像５３とが記録されている。図３（Ｂ）は、裏面画像５０におけるライン３Ｂ上の画素の輝度値を示している。
【００２３】
画像処理部３１では、表面画像４０と裏面画像５０とを合成して合成画像を作成する。合成画像の作成は、表面画像及び裏面画像の同一画素単位で輝度値を足し算するか、又は同一画素単位の輝度値を一定の比率で調整した後に足し算することにより、行われる。図４（Ａ）に示すように、合成画像６０には、ブツ欠陥画像４１とそのボケ画像５１とが重ね合わされた画像６１と、許容欠陥画像４２とそのボケ画像５２とが重ね合わされた画像６２と、ヨゴレ欠陥画像５３とそのボケ画像４３とが重ね合わされた画像６３とが記録されている。図４（Ｂ）は、合成画像６０におけるライン４Ｂ上の画素の輝度値を示している。なお、合成画像の作成の際には、表面画像及び裏面画像の位置、大きさを補正した上で、合成することが好ましい。
【００２４】
合成画像６０が作成されると、この合成画像６０から、欠陥画像が含まれると予測される欠陥候補画像を特定する。まず、合成画像６０の輝度値のばらつきが算出される。次に、合成画像６０の輝度値のばらつきに応じて、合成画像６０の各画素ごとに閾値を設定する。この各画素ごとに設定した閾値を、以下の説明において、第１閾値Ｔｈ１とする。そして、合成画像６０から、輝度値が第１閾値Ｔｈ１を超える画像６１，６２，６３を欠陥候補画像として特定する。
【００２５】
ここで、各画素ごとに閾値を設定する方法は動的閾値法と呼ばれ、この動的閾値法は、照明ムラなどのより地合い部分の輝度値が変動している場合や、地合い部分の輝度値との差が小さい欠陥画像、例えば、ヨゴレ欠陥画像などを検出する場合等に有効な閾値設定法である。
【００２６】
次に、欠陥候補画像６１，６２，６３からボケ画像４３，５１，５２を除去する。まず、欠陥候補画像６１の輝度値から、最高輝度値ＭＬ１を検出する。次に、この最高輝度値ＭＬ１に予め設定されている比率を掛け合わせて、欠陥候補画像６１についての第２閾値Ｔｈ２１を設定する。次に、輝度値が第２閾値Ｔｈ２１未満の画像を欠陥候補画像６１から除去する。これにより、欠陥候補画像６１からボケ画像５１が除去され、ブツ欠陥画像４１のみが残る。
【００２７】
例えば、欠陥候補画像６１において、ブツ欠陥画像４１の輝度値（正確には輝度に対応する２５６階調表現のレベル値）が「２５５」で、ボケ画像５１の輝度値が「１２０」である場合には、欠陥候補画像６１の最高輝度値ＭＬ１である「２５５」に予め設定されている比率０．８を掛け合わせた「２０４」が、欠陥候補画像６１の第２閾値Ｔｈ２１となる。そして、輝度値が第２閾値Ｔｈ２１未満、すなわち輝度値が「２０４」未満であるボケ画像５１が欠陥候補画像６１から除去される。
【００２８】
欠陥候補画像６２についても、欠陥候補画像６１と同様に、その欠陥候補画像６２の最大輝度値ＭＬ２から第２閾値Ｔｈ２２を設定する。そして、欠陥候補画像６２からボケ画像５２を除去し、許容欠陥画像４２のみを残す。また、欠陥候補画像６３についても、欠陥候補画像６１，６２と同様に、最大輝度値ＭＬ３から第２閾値Ｔｈ２３を設定する。そして、欠陥候補画像６３からボケ画像４３を除去し、ヨゴレ画像５３のみを残す。以上により、ボケ画像４３，５１，５２が除去された合成画像６０は、判定部３３に送信される。
【００２９】
判定部３３は、画像処理部３１からの合成画像６０に基づいて、欠陥判定を行う。まず、合成画像６０に対して二値化処理が施される。次に、欠陥画像の面積、すなわちブツ欠陥画像４１、許容欠陥画像４２、及びヨゴレ欠陥画像５３の面積が算出される。そして、各欠陥画像ごとに、その欠陥画像の面積と予め設定された基準面積と比較する。比較した結果、欠陥画像の面積が基準面積を超えている場合には、その欠陥画像は欠陥であると判定される。判定部３３の判定結果は、治具１８上における固体撮像装置１１の位置と対応付けられて、ＲＡＭ３６に記憶される。
【００３０】
ここで、基準面積が、許容欠陥画像４２の面積以上その許容欠陥のボケ画像５２の面積以下に設定されている場合には、従来のように、表面画像４０及び裏面画像５０のそれぞれについて欠陥判定を行うと、カバーガラス１１ａの表面の許容欠陥画像４２は欠陥と判定されないのに対し、その裏面の許容欠陥のボケ画像５２は欠陥と判定されてしまう。そのため、本来良品と判定されるべきカバーガラス１１ａが不良品と判定されていた。これに対し、本発明では、表面画像４０と裏面画像５０を合成して合成画像６０を作成し、その合成画像６０からボケ画像を除去した画像に基づいて欠陥判定を行うことで、基準面積を超える欠陥、すなわち許容欠陥以外の見逃すことができない欠陥のみを確実に検出することができる。
【００３１】
次に、本発明の欠陥検出装置の作用について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、検査対象であるカバーガラス１１ａを上向きにして、固体撮像装置１１をクランプ２０に保持する。次に、ＸＹシフト機構１５により治具１８を所定の移動量だけＸ方向またはＹ方向に移動させ、カメラ１４の光軸Ｌをカバーガラス１１ａの中心に合わせる。
【００３２】
次に、フォーカスレンズ１４ａを移動させて、カバーガラス１１ａの表面にピントを合わせ、この状態で撮像を行う。この撮像により得られる表面撮像信号は、画像処理部３１に送信される。また、カバーガラス１１ａの表面の撮像が完了すると、カバーガラス１１ａの裏面にピントを合わせ、この状態で撮像を行う。この撮像により得られる裏面撮像信号は、画像処理部３１に送信される。
【００３３】
画像処理部３１では、表面画像信号及び裏面画像信号に対して、微分処理などの強調処理を施す。そして、表面撮像信号に基づいて表面画像４０を作成するとともに、裏面撮像信号に基づいて裏面画像５０を作成する。そして、表面画像４０と裏面画像５０とを合成して合成画像６０を作成する。
【００３４】
合成画像６０が作成されると、動的閾値法を用いて、合成画像６０の各画素ごとに第１閾値Ｔｈ１を設定する。そして、合成画像６０から、輝度値が第１閾値Ｔｈ１を超える画像６１，６２，６３を欠陥候補画像として特定する。
【００３５】
次に、欠陥候補画像６１，６２，６３からボケ画像４３，５１，５２を除去する。まず、欠陥候補画像６１の最高輝度値ＭＬ１を検出する。この最高輝度値ＭＬ１に予め設定されている比率を掛け合わせて、欠陥候補画像６１についての第２閾値Ｔｈ２１を設定する。そして、合成画像６０から、輝度値が第２閾値Ｔｈ２１未満の画像を除去する。これにより、欠陥候補画像６１からボケ画像５１が除去され、ブツ欠陥画像４１のみが残る。
【００３６】
欠陥候補画像６２についても、欠陥候補画像６１と同様に、その欠陥候補画像６２の輝度値ＭＬ２から第２閾値Ｔｈ２２を設定する。そして、欠陥候補画像６２からボケ画像５２を除去し、許容欠陥画像４２のみを残す。また、欠陥候補画像６３についても、欠陥候補画像６１，６２と同様に、その欠陥候補画像６３の最大輝度値ＭＬ３から第２閾値Ｔｈ２３を設定する。そして、欠陥候補画像６３からボケ画像４３を除去し、ヨゴレ欠陥画像５３のみを残す。以上により、ボケ画像４３，５１，５２が除去された合成画像６０は、判定部３３に送信される。
【００３７】
判定部３３では、二値化処理が施された合成画像６０に基づいて、欠陥判定が行われる。欠陥画像の面積、すなわちブツ欠陥画像４１、許容欠陥画像４２、及びヨゴレ欠陥画像５３の面積が基準面積を超えている場合には、その欠陥画像は欠陥であると判定される。判定部３３の判定結果は、治具１８上における固体撮像装置１１の位置と対応付けられて、ＲＡＭ３６に記憶される。
【００３８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態では、一つの欠陥候補画像中に二種類以上の欠陥画像及びその欠陥のボケ画像が重なり合っている場合の欠陥判定について説明する。なお、画像処理部の処理以外については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
画像処理部３１では、第１実施形態の画像処理部３１と同様に、カメラ１４からの表面撮像信号及び裏面撮像信号に基づいて、表面画像及び裏面画像を生成する。図６（Ａ）に示すように、表面画像７０には、ブツ欠陥を示すブツ欠陥画像７１と、カバーガラス１１ａの裏面にあるヨゴレ欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像７２とが記録されている。この表面画像７０では、ブツ欠陥画像７１とボケ画像７２とが重なり合って記録されている。また、図６（Ｂ）に示すように、裏面画像７５には、ヨゴレ欠陥を示すヨゴレ欠陥画像７６と、カバーガラス１１ａの表面にあるブツ欠陥がぼやけて写り込んだボケ画像７７とが記録されている。この裏面画像７５では、ヨゴレ欠陥画像７６とボケ画像７７とが一部重なり合っている。
【００４０】
画像処理部３１では、表面画像７０と裏面画像７５とを合成して合成画像８０を作成する。図７に示すように、合成画像８０には、ブツ欠陥画像７１と、そのブツ欠陥のボケ画像７７と、ヨゴレ欠陥画像７６と、そのヨゴレ欠陥のボケ画像７２とが互いに重なり合った画像８２が記録されている。
【００４１】
合成画像８０が作成されると、動的閾値法を用いて、合成画像８０の各画素ごとに第１閾値を設定する。そして、合成画像８０から、輝度値が第１閾値を超える画像８２を欠陥候補画像として特定する。次に、図８に示すように、欠陥候補画像８２の画素の中から、最大輝度値を有する画素８４（以下「最大輝度画素」という）を検出する。次に、図９に示すように、欠陥候補画像８２は、最大輝度画素８４を中心とする一定領域内の画像８６（以下「第１欠陥候補画像」という）と、第１欠陥候補画像８６以外の画像８７（以下「第２欠陥候補画像」という）とに分割される。なお、図８及び図９では、図が複雑になるのを避けるために、欠陥画像及びボケ画像の図示を省略している。
【００４２】
次に、第１及び第２欠陥候補画像８６，８７からボケ画像を除去する。まず、第１欠陥候補画像８６の最高輝度値に予め設定されている比率を掛け合わせて、第１欠陥候補画像８６についての第２閾値を設定する。次に、第１欠陥候補画像８６から、輝度値が第２閾値未満の画像を除去する。これにより、第１欠陥候補画像８６からボケ画像７７が除去され、ブツ欠陥画像７１のみが残る。また、第２欠陥候補画像８７についても、第１欠陥候補画像８６と同様に、その第２欠陥候補画像８７の最大輝度値から第２閾値を設定する。これにより、第２欠陥候補画像８７からボケ画像７２が除去され、ヨゴレ欠陥画像７６のみが残る。図１０に示す、ボケ画像７２，７７が除去された合成画像８０は、判定部３３に送信される。
【００４３】
上記第１及び第２実施形態のように、カバーガラスの片方側から撮像を行うことで、カバーガラスの両面側から撮像を行った場合と比較して、以下のような利点がある。例えば、カメラなどの検査機の設置が容易になるため、短時間で欠陥検査を行うことができる。また、１セットのカメラで検査を行うことができるため、検査機にかかるコストを低く抑えることができる。また、パッケージ型の固体撮像装置のカバーガラスのように、一方向からしか検査できないものに対しても、欠陥検査が可能である。
【００４４】
なお、上記第１及び第２実施形態では、カバーガラスの表面画像と裏面画像の二枚の画像を合成したが、合成する画像の枚数はこれに限る必要はない。例えば、カバーガラスに貼り合わせ面やその他の中間層があり、これらも検査する必要がある場合には、それら中間層等にピントを合わせて撮像し、この中間層の画像を表面画像及び裏面画像と一緒に画像合成してもよい。また、カバーガラスの表面と裏面とが平行でない場合には、カメラの焦点距離を変えながら複数枚の画像を取得し、それら複数枚の画像を合成して合成画像を作成してもよい。
【００４５】
上記第１及び第２実施形態で示したカバーガラスの表面画像及び裏面画像に記録されている欠陥画像及びその欠陥のボケ画像は一例であり、これら欠陥画像及びボケ画像に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態の欠陥検出装置を示す概略図である。
【図２】（Ａ）はカバーガラスの表面画像を示す説明図であり、（Ｂ）はその表面画像におけるライン２Ｂ上の画素の輝度値を示すグラフである。
【図３】（Ａ）はカバーガラスの裏面画像を示す説明図であり、（Ｂ）はその裏面画像におけるライン３Ｂ上の画素の輝度値を示すグラフである。
【図４】（Ａ）はカバーガラスの表面画像と裏面画像とを合成した合成画像を示す説明図であり、（Ｂ）はその合成画像におけるライン４Ｂ上の画素の輝度値を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の欠陥検出装置の処理方法を示すフローチャートである。
【図６】（Ａ）は第２実施形態におけるカバーガラスの表面画像を示す説明図であり、（Ｂ）は第２実施形態におけるカバーガラスの裏面画像を示す説明図である。
【図７】第２実施形態におけるカバーガラスの表面画像と裏面画像とを合成した合成画像を示す説明図である。
【図８】第２実施形態におけるカバーガラスの合成画像を示す説明図である。
【図９】第２実施形態におけるカバーガラスの合成画像を示す説明図である。
【図１０】第２実施形態におけるカバーガラスの合成画像からボケ画像を除去した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ 欠陥検出装置
１１ 固体撮像装置
１１ａ （固体撮像装置の）カバーガラス
１４ カメラ
１６ システムコントローラ
３１ 画像処理部
３３ 判定部
４０，７０ 表面画像
４１，７１ ブツ欠陥画像
４２ 許容欠陥画像
４３，５１，５２，７２，７７ ボケ画像
５０，７５ 裏面画像
５３，７６ ヨゴレ欠陥画像
６０，８０ 合成画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明板の少なくとも表裏面を検査面として欠陥を検出する欠陥検出装置において、
各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成する合成手段と、
一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去する除去手段と、
前記除去手段により前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】
前記除去手段は、
前記合成画像から、前記欠陥の画像及び前記ボケ画像を含む欠陥候補画像を特定する欠陥候補画像特定部と、
前記欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するボケ画像除去部とを有することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記欠陥候補画像特定部は、動的閾値法を用いて前記合成画像の各画素ごとに第１閾値を設定し、前記合成画像のうち、輝度値が前記第１閾値を超える画像を前記欠陥候補画像として特定することを特徴とする請求項２記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記ボケ画像除去部は、前記欠陥候補画像の最大輝度値を検出し、前記最大輝度値に所定の比率を掛け合わせて第２閾値を設定し、前記欠陥候補画像から、輝度値が前記第２閾値未満の画像を前記ボケ画像として除去することを特徴とする請求項２または３記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記除去手段は、
前記欠陥候補画像の画素のうち最大輝度値を有する最大輝度画素を検出する最大輝度画素検出部と、
前記欠陥候補画像から、前記最大輝度画素を中心とする一定領域内の画像を第１欠陥候補画像として分割するとともに、前記欠陥候補画像から、前記第１欠陥候補画像以外の画像を第２欠陥候補画像として分割する画像分割部とを有し、
前記ボケ画像除去部は、前記第１欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するとともに、前記第２欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去することを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記欠陥には、ブツ欠陥、キズ欠陥、ヨゴレ欠陥が含まれることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
透明板の少なくとも表裏面を検査面として欠陥を検出する欠陥検出方法において、
各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像し、
撮像により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成し、
一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去し、
前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項１】
透明板の少なくとも表裏面を検査面として欠陥を検出する欠陥検出装置において、
各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成する合成手段と、
一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去する除去手段と、
前記除去手段により前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】
前記除去手段は、
前記合成画像から、前記欠陥の画像及び前記ボケ画像を含む欠陥候補画像を特定する欠陥候補画像特定部と、
前記欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するボケ画像除去部とを有することを特徴とする請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記欠陥候補画像特定部は、動的閾値法を用いて前記合成画像の各画素ごとに第１閾値を設定し、前記合成画像のうち、輝度値が前記第１閾値を超える画像を前記欠陥候補画像として特定することを特徴とする請求項２記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記ボケ画像除去部は、前記欠陥候補画像の最大輝度値を検出し、前記最大輝度値に所定の比率を掛け合わせて第２閾値を設定し、前記欠陥候補画像から、輝度値が前記第２閾値未満の画像を前記ボケ画像として除去することを特徴とする請求項２または３記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記除去手段は、
前記欠陥候補画像の画素のうち最大輝度値を有する最大輝度画素を検出する最大輝度画素検出部と、
前記欠陥候補画像から、前記最大輝度画素を中心とする一定領域内の画像を第１欠陥候補画像として分割するとともに、前記欠陥候補画像から、前記第１欠陥候補画像以外の画像を第２欠陥候補画像として分割する画像分割部とを有し、
前記ボケ画像除去部は、前記第１欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去するとともに、前記第２欠陥候補画像から前記ボケ画像を除去することを特徴とする請求項２ないし４いずれか１項記載の欠陥検出装置。
【請求項６】
前記欠陥には、ブツ欠陥、キズ欠陥、ヨゴレ欠陥が含まれることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の欠陥検出装置。
【請求項７】
透明板の少なくとも表裏面を検査面として欠陥を検出する欠陥検出方法において、
各検査面ごとにピントを合わせて前記各検査面を撮像し、
撮像により得られた前記各検査面の画像を合成して合成画像を作成し、
一方の検査面にある欠陥が他方の検査面にぼやけて写り込んだボケ画像を前記合成画像から除去し、
前記ボケ画像が除去された合成画像に基づいて、前記欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−８５６１７（Ｐ２００９−８５６１７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５２００６（Ｐ２００７−２５２００６）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【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２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【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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