欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法
【課題】小型の装置構成で、高精度に、被検体（ワーク）の欠陥検査を行うことを可能にする。
【解決手段】複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイ１１と、該レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の縮小像（個眼像）の集合である複眼像を撮像する撮像素子１４とを備える撮像装置１０を使用する。処理装置２０は、該撮像装置１０により被写体を撮影して得られる複眼像を処理して被検体の欠陥を判定する。ここで、処理装置２０は、撮像装置１０により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ部２１、分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正部２２、歪み補正された複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定部２３からなる。
【解決手段】複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイ１１と、該レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の縮小像（個眼像）の集合である複眼像を撮像する撮像素子１４とを備える撮像装置１０を使用する。処理装置２０は、該撮像装置１０により被写体を撮影して得られる複眼像を処理して被検体の欠陥を判定する。ここで、処理装置２０は、撮像装置１０により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ部２１、分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正部２２、歪み補正された複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定部２３からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体表面の傷、変形、打痕などの欠陥の有無を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークなどの被検体を照明して、該被検体からの反射光をカメラで撮影し、その撮影像を画像処理することで、被検体表面の欠陥を判別する検査手法が知られている。さらには欠陥判別精度を高めるために、被検体を複数のカメラで複数の撮影位置から撮影したり、複数の光源を用いて、被検体と撮影位置を固定したまま、被検体を照明する位置を切り替えて撮影することも知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等）。
【０００３】
被検体を複数のカメラで複数の撮影位置から撮影することで、被検体と撮影位置の相対位置関係が変わるため、得られる撮影像が異なる。この複数の撮影像について欠陥判別の画像処理を行うことにより、欠陥判別精度を向上させることができる。また、複数の光源を用い、被検体と撮影位置を固定したまま、被検体の照明位置を変更させても、同様の効果が期待される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のカメラで一つの被検体の欠陥検査を行うことは有効であるが、以下のような問題がある。ここでは、二つのカメラ（ステレオカメラ）を用いるとする。
【０００５】
被検体の検査対象となる欠陥（キズ、カケ、バリ等）は幅広いサイズのものに限らず、人間の眼で判断できない数μｍから数ｍｍのものも存在する。一方、ステレオカメラは、一般にカメラ単体のサイズが大きく、数ｃｍ以上にはなる。このため、数ｍｍ程度以下の欠陥をステレオカメラで観察しようとすると、二つのカメラを傾ける配置にするか、二つのカメラを平行に設置し、かつ、被検体までの距離を長くとって、望遠カメラのような状態で撮影する必要がある。しかしながら、被検体までの距離を長くすることは、小さい欠陥を接写に近い状態で撮影したいと云う顧客の要望を満たさないため、二つのカメラを傾ける配置を援用することとなる。この場合、図１６に示すように、二つのカメラＡ，Ｂの光軸は平行にならない。
【０００６】
光軸が平行でない二つのカメラで撮影された画像を用いて被検体の欠陥検査を行う場合、該撮影された２枚の画像を光軸が平行な画像に補正する必要がある。このため、光軸が平行でない画像をバッファなどへ一旦保存したり、該画像の平行化に要する処理時間が問題とする。特に欠陥検査ではタクトタイムが最重要課題となっているので、光軸が平行でない画像の平行化に時間を取られることは非常に重要な問題である。
【０００７】
また、一般にレンズの特性として近距離領域では被写界深度が狭い。そのため、光軸が平行でない場合、左右のカメラの画像のボケ具合が大きく変化し、ボケ具合いが異なる画像を用いて欠陥検査を行うことになり、精度が低下する。
【０００８】
二つのカメラの光軸が平行でない場合、画像のボケ具合が異なる例を図１７を用いて説明する。図１７は、被検体としてのワーク１ａとワーク１ｂが描画され、欠陥検査の撮影タイミングにズレが起こった時の様子を表しているとする。この時、カメラＡからワーク１ａとワーク１ｂまでの距離は、両者とも等距離であるが、カメラＢからワーク１ａとワーク１ｂまでの距離は異なる。図１７において、ａがカメラＢからワーク１ａまでの距離、ｂがカメラＢからワーク１ｂまでの距離を示している。この距離の違いにより、カメラＢで撮影されるワーク１ａ、ワーク１ｂの画像のボケ具合は大きく異なり、欠陥検査の精度に大きく影響を及ぼす。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑みなされたもので、ステレオカメラなどに比べて、小型の装置構成で、高精度に、被検体の欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法を提供することにある。
【００１０】
具体的には、本発明は、数ｍｍ程度以下のキズやバリなどの検査に最適な欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、該レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の縮小像（個眼像）の集合である複眼像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置を使用する。処理装置は、該撮像装置により被写体を撮影して得られる複眼像を処理して被検体の欠陥を判定する。
【００１２】
詳しくは、処理装置は、撮像装置により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ手段と、前記複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定手段とを有する。該処理装置は、画像キャプチャ手段で分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正手段を更に有することでもよい。
【００１３】
欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて欠陥判定を行う個眼像欠陥判定手段と、個眼像欠陥判定手段での複数の個眼像それぞれの欠陥判定結果をもとに被検体の欠陥を判定する統合判定手段とからなる。個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、欠陥あり、欠陥なし、判定不能のいずれかに判定し、統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には判定不能の個眼像をもとに被検体の欠陥を判定する。
【００１４】
一実施形態では、個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求めて、前記差分値を評価値とし、各画素あるいは各小領域のすべての評価値が第１の閾値以下の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの評価値でも第２の閾値（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）以上の場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には判定不能と判定する。統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥があれば被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がなければ被検体を欠陥なしと判定する。
【００１５】
別の実施形態では、個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求め、前記差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とし、前記評価値を予め定めた０〜Ｎの複数の段階のいずれかの欠陥度合いに分類し、各画素あるいは各小領域のすべての欠陥度合いが段階０の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの欠陥度合いでも段階Ｎの場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には当該個眼像は判定不能と判定する。統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥がある場合、それらの欠陥度合いを加算して、加算結果が段階Ｎ以上の場合に被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がないか、欠陥があっても前記加算結果が段階Ｎ以下の場合には被検体を欠陥なしと判定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のレンズがアレイ配列されたレンズアレイを備えた撮像手段を利用することで、小型の装置構成で、高精度に、被検体の欠陥検査を行うことが可能になる。具体的には、一つの撮像手段により、複数の撮像手段で撮影した画像を得ることと同等の画像を得ることができる。また、複数の個眼像ごとに別々に欠陥判定を行い、その判定結果を統合して被検体の欠陥を判定することで、より高精度に被検体の欠陥を判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の欠陥検査装置の一実施形態の全体構成図である。
【図２】図１の撮像装置を被写体方向から見た模式図である。
【図３】歪み補正の概念を説明する図である。
【図４】個眼像間の撮像位置のずれ量（視差）の算出法を説明する図である。
【図５】図１の視差データ記憶部の視差テーブルの一例を示す図である。
【図６】図１の欠陥判定部の詳細ブロック図である。
【図７】図６の個眼像欠陥判定部の処理フローチャートである。
【図８】個眼像欠陥判定部での判定結果の具体例を示す図である。
【図９】図６の統合判定部の全体的処理フローチャートである。
【図１０】図９の視差考慮判定処理の詳細フローチャートである。
【図１１】図６の個眼像欠陥判定部の別の処理フローチャートである。
【図１２】像高と評価値の補正係数との関係を示すグラフである。
【図１３】個眼像欠陥判定部での判定結果の別の具体例を示す図である。
【図１４】図６の統合判定部の別の全体的処理フローチャートである。
【図１５】図１４の視差考慮判定処理の詳細フローチャートである。
【図１６】従来の二つのカメラで被検体を撮影する例を示す図である。
【図１７】従来の二つのカメラの光軸が平行でない場合に画像のボケ具合が異なる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１、図２に本発明の欠陥検査装置の一実施形態（実施例１）の全体構成図を示す。図１は、矢印方向に被検体があるものとし、被検体を撮像する撮像装置の断面模式図及び撮像装置により撮像された画像から被検体の欠陥を判定処理する処理装置の全体ブロック図を示したものである。図２は、図１の撮像装置を被検体方向から見たときの平面模式図であり、図１と共通する部分には共通の符号が付されている。図１及び図２において、１０が撮像装置、２０が処理装置、３０が出力装置である。また、１は欠陥検査対象の被検体（ワーク）、２は該被検体１を載せる載置台、３は被検体１を照明するための照明具（光源）である。照明具３で被検体１を照明することで、より被検体表面の傷や変形、打痕位置を目立たせることができる。
【００２０】
まず、撮像装置１０について説明する。撮像装置１０は、レンズアレイ１１、遮光壁１２、開口アレイ１３、撮像素子１４、基板１５、筐体１６などからなる。
【００２１】
レンズアレイ１１は、被検体側の面と像側の面の二面からなり、面内に複数のレンズがアレイ状に配列されている。図１では、被写体側、像側の両方の面にレンズが設けられた両面レンズアレイが示されている。ここでは、１１ａが被写体側の面に設けられたレンズで、１１ｂが像側の面に設けられたレンズであり、１１ａと１１ｂがセット（以下、レンズセット）になって被写体の像を像面上で結像させる。本実施形態では、図２に示すように、レンズアレイ１１は６組のレンズセット１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６から構成されている。各レンズセットは等間隔に配列され、光軸は平行で、焦点距離は等しい。
【００２２】
このレンズアレイ１１の像側と撮像素子１４の間に、遮光壁１２が設けられている。該遮光壁１２は、レンズアレイ１１の隣接するレンズセット間での光線のクロストーク（混線）を防止するための遮光用の隔壁で、金属や樹脂等の撮像光に対して不透明な材料からなり、図２に示すように、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６に対応して矩形の穴が明けられており、穴と穴の間の壁が混線防止のための隔壁として作用する。該遮光壁１２の一端は、レンズアレイ１１の像側の面に固着されている。なお、本実施例では、該遮光壁１２がレンズアレイ１１の熱膨張に応じて可動するように、各辺に切断されている（図２の１２ａ〜１２ｑ）。
【００２３】
一方、レンズアレイ１１の被写体側には、開口アレイ１３が設けられている。該開口アレイ１３は、板状部材に、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６に対応した円形の穴（開口部）が設けられた構成をとり、レンズの絞りとして作用する。該開口アレイ１４は、レンズアレイ１１の被写体側の面の平面部の４隅に設けられた各突起部１１ｃを介してレンズアレイ１１に固着されている。
【００２４】
撮像素子１４は、例えばＣＭＯＳセンサからなり、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６を通った光を受光し、それぞれ被写体（ワーク）の光学像を電気信号の画像データに変換して出力する。該撮像素子１４は、基板１５上に実装される。基板１５上には、撮像素子１４の制御部（コントローラ）なども実装されているが、図１では省略してある。なお、後述の処理装置２０の一部又は全部の機能も基板１５上に実装することでもよい。
【００２５】
筐体１６は、レンズアレイ１１の被写体側の面の端部を固着して、レンズアレイ１１、遮光壁１２、開口アレイ１３を一体に保持している。該筐体１６に、基板１５が、撮像素子１４の受光面がレンズアレイ１１と対向するように固着される。図１では、エイリアジング防止のための光学的ローパスフィルタやセンサ保護用のカバーガラスを設けていないが、必要に応じて設けてもよい。
【００２６】
以上、撮像装置１０の構成例を説明したが、レンズアレイ１１は、単一のレンズが複数配列される構成でもよく、勿論、レンズセットやレンズは６個である必要はない。さらに、複数のレンズアレイを重畳して設けて、より高い光学性能を有する撮像装置も考えられる。
【００２７】
次に、処理装置２０について説明する。処理装置２０は、画像キャプチャ部２１、画像補正部２２、欠陥判定部２３、正常データ記憶部２４、視差データ記憶部２５などからなる。ここで、画像キャプチャ部２１と画像補正部２２と欠陥判定部２３の実体はＣＰＵであり、また、正常データ記憶部２４と視差データ記憶部２５は不揮発性メモリ（ＲＯＭ等）で構成される。処理装置２０は、他に処理途中等の画像データを保持するメモリ（ＲＡＭ等）を有するが、図１では省略してある。
【００２８】
撮像装置１０で被検体１を撮影することにより、撮像素子１４において、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６で結像された該被検体１の６つの光学像（個眼像）の集合である複眼像の画像データが取得される。画像キャプチャ部２１は、撮像素子１４からの複眼像データを入力してキャプチャし、６つの個眼像データ（以下、単に個眼像と云う）Ｉ１〜Ｉ６に分離する。ここで、個眼像Ｉ１〜Ｉ６は、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６でそれぞれ結像された被検体の光学像に対応している。撮像素子１４で取得された各個眼像の周辺は、遮光壁１２で黒くなっているため、それ境に個眼像を容易に分離することができる。
【００２９】
画像補正部２２は、画像キャプチャ部２２で分離された個眼像それぞれに対して、レンズの工作精度、組み付け精度によるカメラ固有の内部パラメータ、外部パラメータなど、あらかじめ算出しておいた歪み補正処理パラメータを用いて歪み補正を行う。歪み補正には、例えば、Zhangの手法（“A flexible new technique for camera calibration”．IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，22(11):1330-1334，2000）を用いることができる。
【００３０】
図３は歪み補正の概念図を示したものである。ここで、図３の（ａ）は、図１、図２に示した撮像装置１０であり、（ｃ）は該撮像装置１０で撮影された歪みあり画像、（ｄ）は歪み補正処理された歪みなし画像とする。画像に歪み補正を施すことは、撮影画像をピンホールカメラで得られるような、物体からの入射角をθ、焦点距離をＦとしたときの撮像位置がＦ＊tan（θ）となるような画像に変換することである。すなわち、図１、図２の撮像装置で撮影された画像（図３の（ｃ））を歪み補正して得られる画像（図３の（ｄ））は、撮像装置１０を６つのピンホールカメラのアレイからなる撮像装置（仮想撮像装置）を想定して、撮影された画像と考えることができる。図３の（ｂ）と（ｄ）は、これを示したものである。
【００３１】
欠陥判定部２３は、画像補正部２２で歪み補正された個眼像Ｉ１〜Ｉ６を入力して被検体（ワーク）１の欠陥を判定する。以後、歪み補正された個眼像Ｉ１〜Ｉ６は、図３の（ｂ）と（ｄ）のように、実際の撮像装置１０の代わりにピンホールカメラのアレイからなる仮想撮像装置１０’で撮影された画像とする。
【００３２】
ここでは、仮想撮像装置１０’の６つのピンホールカメラは、説明の簡略化のために、すべて焦点距離がＦ、６本の光軸は平行、画像中心はそれぞれ（ｘ１，ｙ１），（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１），（ｘ１＋２ｄｘ，ｙ１），（ｘ１，ｙ１＋ｄｙ），（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１＋ｄｙ），（ｘ１＋２ｄｘ，ｙ１＋ｄｙ）で表現できるものとする（図３の（ｄ））。
【００３３】
欠陥判定部２３の説明の前に、個眼像間のずれ量（視差）について説明する。仮想撮像装置から距離Ｄの位置にある物体を撮影したときの物体の撮像位置のずれ量は、図４により、次のように算出される。図４において、カメラ１とカメラ２は焦点距離Ｆのピンホールカメラで、撮像面を同一平面とする。また、焦点間の距離（画像中心間の距離）はｄｘとし、焦点から距離Ｄにある物体を撮影したときの、カメラ１とカメラ２での撮像位置をそれぞれＶ１とＶ２とする。このとき、カメラ１の焦点位置と、物体から撮像面に垂直に下ろした線との交点Ｏまでの距離をＰとすると、
ＯＶ１＝（Ｆ＋Ｄ）＊Ｐ／Ｄ
ＯＶ２＝（Ｆ＋Ｄ）＊（Ｐ＋ｄｘ）／Ｄ
となる。よって、カメラ１とカメラ２で距離Ｄの物体を撮影したときの撮像位置のずれ量（視差）は、
ＯＶ２−ＯＶ１＝Ｆ／Ｄ＊ｄｘ＋ｄｘ
となる。ゆえに、カメラ１とカメラ２で物体を撮影したときの個眼領域での画素ずれ量は、Ｆ／Ｄ＊ｄｘとなる。
【００３４】
以上により、図３（ｄ）に示したように、個眼像Ｉ１の画像中心を（ｘ１，ｙ１）、個眼像Ｉ２の画像中心を（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１）とした場合、撮像装置から距離Ｄにある物体は、個画像Ｉ１，Ｉ２の間で（Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，０）ずれた位置に撮像することが分かる。また、個眼像Ｉ１の画像中心を（ｘ１，ｙ１）、個眼像Ｉ５の画像中心を（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１＋ｄｙ）とすると、個眼像Ｉ１，Ｉ５の間で（Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，Ｆ／Ｄ＊ｄｙ）ずれた位置に撮像することになる。つまり、撮像装置１０から距離Ｄの平面形状の載置台２に平面状の被検体１を置くと、個眼像Ｉ１を基準とした場合、各個眼像Ｉ１〜Ｉ６には、図５の１行に表わされるようなずれ量（視差）が生じる（ただし、個画像は歪みなし、ワークの厚さに無視でると仮定）。同様に、個眼像Ｉ２〜Ｉ６をそれぞれ基準とした場合、各個眼像Ｉ１〜Ｉ６には、図５の２行から６行に表わされるようなずれ量が生じる。
【００３５】
以下、欠陥判定部２３について詳述する。図６は欠陥判定部２３の構成例を示すブロック図である。欠陥判定部２３は個眼像欠陥判定部２３１と統合判定部２３２からなる。個眼像欠陥判定部２３１は、画像補正部２２で歪み補正された６個の個眼像Ｉ１〜Ｉ６それぞれに対して、正常データ記憶部２４の正常個眼像Ｉ０１〜Ｉ０６と比較して、欠陥有、欠陥無、判定不能の３種類を判定する。正常データ記憶部２４には、正常な対象物（正常ワーク）を撮像装置１０であらかじめ撮影して、そのときに取得された６個の個眼像をそれぞれ歪み補正したものが、正常個眼像Ｉ０１〜Ｉ０６として記憶されている。統合判定部２３２は、個眼像欠陥判定部２３１での６個の個眼像Ｉ１〜Ｉ６それぞれの判定結果をもとに、総合的に被検体の欠陥判定を行う。その際、判定不能と判定された場合、視差データ記憶部２５のテーブルを参照し、個眼像間の視差を考慮して被検体の最終的な欠陥有無を判定する。視差データ記憶部２５には、撮像装置と被検体との距離に基づき、あらかじめ算出しておいた各個眼像での被検体の撮像位置のずれ量がテーブル化して記憶されている。ここでは、図５に示した表（視差テーブル）が記憶されているとする。
【００３６】
欠陥判定部２３の判定結果は、出力装置３０に送出される。出力装置３０は、音声出力装置、表示装置、プリンタ等の一つあるいは複数の総称である。出力装置３０が音声出力装置の場合には、欠陥判定部２３の判定結果が欠陥有の場合、例えばビープ音などを鳴らすようにする。
【００３７】
はじめに、本実施例における個眼像欠陥判別部２３１の処理について詳述する。図７は個眼像欠陥判定部２３１の本実施例の処理フローチャートを示したものである。ここで、ｉは個眼像Ｉ１〜Ｉ６の番号を表わす。
【００３８】
まず、ｉ＝１として（ステップ１００１）、６個の個眼像のうち、１番目の個眼像Ｉ１を選択し（ステップ１００２）、該個眼像Ｉ１について次のようにして欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。即ち、正常データ記憶部２４から個眼像Ｉ１に対応する正常個眼像Ｉ０１を読み込み、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１とのテンプレートマッチングを行って評価値を求める（ステップ１００３）。テンプレートの大きさは適宜選択する。例えば、画素サイズのテンプレートを用意してもよいし、それより大きめのｍ×ｍの画素サイズ（小領域）のテンプレートを用意してもよい。画素サイズのテンプレートの場合、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素値の差分の絶対値を評価値とする。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合、個画像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各小領域内の画素値の差分の総和や２乗和などを評価値とする。個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素あるいは各小領域ごとのテンプレートマッチングを行って、すべての評価値が閾値ＴＨ１以下ならば、個眼像Ｉ１を欠陥なしと設定する（ステップ１００４，１００５）。一つの評価値でも閾値ＴＨ１以上のものがあった場合、それらの評価値が一つでも閾値ＴＨ２以上か判定する（ステップ１００６）。ここで、ＴＨ１，ＴＨ２はＴＨ１＜ＴＨ２とする。そして、一つでも評価値が閾値ＴＨ２以上だったならば、個眼像Ｉ１を欠陥ありと設定する（ステップ１００７）。また、それ以外の場合には、個眼像Ｉ１を判定不能と設定し、該当するすべての評価値の座標値を記憶する（ステップ１００８）。座標値は、画素サイズのテンプレートの場合には、当該画素の座標とし、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合には、例えば、当該小領域の４隅の座標とする。
【００３９】
つまり、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１を各画素あるいは小領域ごとに比較して評価値を求め、閾値としてＴＨ１とそれより大きいＴＨ２を用いて、すべての評価値がＴＨ１以下ならば、個眼像Ｉ１は欠陥なしとし、一つでも評価値がＴＨ２以上ならば、個眼像Ｉ１は欠陥ありとし、それ以外ならば（少なくとも一つ以上の評価値がＴＨ１以上で、それらがすべてＴＨ２以下）、個眼像Ｉ１は判定不能とする。そして、判定不能の場合、その評価値の座標値を記憶する。以後、個眼像中の判定不能と判定された画素あるいは小領域の部分を仮欠陥位置と称す。
【００４０】
その後、ｉが６になったか判定し（ステップ１００９）、６までこない場合、ｉをプラス１して（ステップ１０１０）、ステップ１００２に戻り、以下、ｉ＝６になるまで、ステップ１００２〜１００８の処理を繰り返す。すなわち、上記個眼像Ｉ１と同様に、個眼像Ｉ２〜Ｉ６について、それぞれ欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。そして、個眼像Ｉ１〜Ｉ６の判定結果を統合判定部２３２に送る（ステップ１０１１）。
【００４１】
図８に、個眼像欠陥判定部２３１における判定結果の一例を示す。図８（ａ）は、個眼像Ｉ１〜Ｉ６について、これら個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしと判定された被検体（ワーク１）の例である。図８（ｂ）は、個眼像Ｉ１，Ｉ３が欠陥ありと判定され、残りの個眼像Ｉ２，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６が欠陥なしと判定された被検体（ワーク２）の例である。また、図８（ｃ）は、欠陥ありと判定された個眼像は一つもなく、個眼像Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５が欠陥なしと判定され、個眼像Ｉ１，Ｉ６が判定不能と判定された被検体（ワーク３）の例である。図８（ｃ）で、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）で判定不能と判定され、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）で判定不能と判定されたことを表している。すなわち、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）が仮欠陥位置を表し、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）が仮欠陥位置を表している。これは、画素サイズのテンプレートを用いた場合であるが、ｍ×ｍ画素サイズでのテンプレートを用いた場合には、例えば、判定不能と判定された小領域の四隅の座標が記憶される。すなわち、この小領域が仮欠陥位置を表わす。
【００４２】
なお、図８において、欠陥あり及び欠陥なしは、その個眼像の番号の代りに、個数（欠陥ありの個数、欠陥なしの個数）を設定することでもよい。例えば、図８（ｂ）の場合、欠陥なしは４個、欠陥ありは２個と設定する。
【００４３】
次に、本実施例における統合判定部２３２の処理について詳述する。図９は統合判定部２３２の本実施例の全体的処理フローチャートを示したものである。まず、個眼像欠陥判定部２３１の判定結果について、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしか判定し（ステップ２００１）、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしならば、当該被検体１は欠陥なしと判断して（ステップ２００２）、処理を終了とする、図８の（ａ）はこのケースである。個眼像Ｉ１〜Ｉ６がすべて欠陥なしと判定されなかった場合には、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のうち、１個でも欠陥ありの個眼像があるか判定し（ステップ２００３）、あれば、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ２００４）、処理を終了とする。図８の（ｂ）は、このケースである。
【００４４】
一方、ステップ２００３で、欠陥ありの個眼像が１個も存在しないと判定されたならば、視差考慮判定処理へ進む（ステップ２００５）。すなわち、欠陥なしの個画像が５以下で、しかも、欠陥ありの個眼像が０の場合、欠陥なしの個眼像以外は全て判定不能の個眼像である。視差考慮判定処理では、この判定不能の個眼像に着目し最終的にワークの欠陥有無を判断する。図８の（ｃ）は、このケースである。本実施例では、判定不能の個眼像の仮欠陥位置（判定不能と判定された座標あるいは小領域）について、視差データ記憶部２５の視差テーブルを参照して視差補正を行った後、判定不能の個眼像間の仮欠陥位置を比較し、仮欠陥位置が一致すれば、当該被検体は欠陥ありとし、一致しなければ欠陥なしとする。これを判定不能の個眼像のすべての組み合わせについて実施し、途中で欠陥ありが見つかったなら、その時点で処理を終了とする。なお、判定不能の個眼像が１個だけの場合は欠陥なしとする。
【００４５】
図１０に、本実施例における視差考慮判定処理の詳細フローチャートを示す。ここでは、画素サイズのテンプレートマッチングを想定する。すなわち、図８（ｃ）に示すように、判定不能の個眼像の仮欠陥位置はそれぞれ一つの座標値で表わされるとする。また、視差データ記憶部２５の視差テーブルは図５とする。
【００４６】
まず、判定不能の個眼像が２個以上あるか判定する（ステップ３００１）、判定不能の個眼像が１個のみだったなら、当該被検体は欠陥なしと判断して（ステップ３０１４）、処理を終了とする。すなわち、当該個眼像中の仮欠陥位置はノイズとみなす。
【００４７】
判定不能の個眼像が２個以上（Ｎ個とする）の場合、これらの判定不能の個眼像を番号順に昇順にソートする（ステップ３００２）。そして、Ｌ＝１，Ｍ＝Ｌ＋１（＝２）と初期設定する（ステップ３００３，３００４）。ここで、Ｌ及びＭはソート番号（１〜Ｎ）を表す。次に、ソートしたＮ個の判定不能の個眼像の中から、Ｌ番目の個眼像Ｉｉと、Ｍ番目の個眼像Ｉｊを選択する（ステップ３００５，３００６）。ここで、ｉ，ｊは判定不能の個眼像の実際の番号（１〜６）を表す。具体的には、ｉは図５の縦方向の個眼像番号を表し、ｊは図５の横方向の個眼像番号を表す。
【００４８】
次に、視差データ記憶部２５の視差テーブル（図５）を参照して、Ｍ番目の個眼像Ｉｊにおける各仮欠陥位置の座標について、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの座標とのずれ量（視差分）を補正する（ステップ３００７）。すなわち、個眼像Ｉｉの視点に個眼像Ｉｊの視点を合わせる（視差補正）。例えば、個眼像ＩｉがＩ１、個眼像ＩｊがＩ２の場合、図５より、個眼像Ｉｊの仮欠陥位置の座標（Ｘｊ，Ｙｊ）を、Ｘｊ’＝Ｘｊ−Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，Ｙｊ’＝Ｙｊと補正する。これを個眼像Ｉｊの全ての仮欠陥位置の座標について実施する。
【００４９】
次に、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの全ての仮欠陥位置の座標とＭ番目の個眼像Ｉｊのすべての仮欠陥位置の視差補正後の座標とを比較して、仮欠陥位置が同一のものがあるか判定する（ステップ３００８）。そして、該個眼像ＩｉとＩｊの間で仮欠陥位置が同一のものがあれば、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ３０１２）、処理を終了とする。
【００５０】
例えば、図８（ｃ）の例の場合、ステップ３００５，ステップ３００６で個眼像Ｉ１，Ｉ６が選択される。そして、ステップ３００７にて、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の座標（１１０，１６０）を視差補正した結果、（１００，１５０）になったとする。ステップ３００８で、個眼像Ｉ１の仮欠陥位置の座標（１００，１５０），（１０１，１５０）と、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の視差補正後の座標（１００，１５０）とを比較すると、座標（１００，１５０）が同一であるため、当該被検体（ワーク３）は最終的に欠陥ありと判断される。
【００５１】
図１０に戻り、Ｌ番目の個眼像ＩｉとＭ番目の個眼像Ｉｊとの間で仮欠陥位置が同一のものがなかった場合には、ＭがＮまで来たか判定し（ステップ３０１０）、まだ来ない場合には、Ｍ＝Ｍ＋１として（ステップ３０１１）、ステップ３００６に戻る。そして、ＭがＮまで来たなら、ＬがＮ−１まで来たか判定し（ステップ３０１２）、まだ来ない場合には、次にＬ＝Ｌ＋１として（ステップ３０１３）、ステップ３００４に戻る。その後、処理を繰り返して、ＬがＮ−１まで来たなら、当該被検体には欠陥なしと判断する（ステップ３０１４）。すなわち、Ｎ個の判定不能の個眼像の間で、仮欠陥位置が同一のものがなかった場合、該仮欠陥位置はノイズとみなして、当該被検体は欠陥なしとする。
【００５２】
なお、実際には、視差補正を行っても、カメラの組み付け状態などによって、個眼像間の座標を画素レベルで一致される構成を実現することは困難である。このため、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかは、適宜設定した許容範囲内で一致すれば、仮欠陥位置は、同一であるとすることが望ましい。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートマッングの場合には、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかの判定は、小領域同士の比較となる。この場合も、適宜設定した許容範囲内で小領域が一致すれば、仮欠陥位置（領域）は同一であるとすればよい。
【実施例２】
【００５３】
図１に示したように、撮像装置には、被検体側と像側の両方あるいは片方に複数のレンズが配列された簡単な構成のレンズアレイを使用している。このような撮像装置で被検体（ワーク）を撮像した場合、各個眼像は、画像中心に比べて画像周辺に行くほど画像のボケ具合が大きくなる。これは、正常ワークを撮像した場合も同様である。このため、個眼像と正常個眼像を各画素あるいは小領域ごとに比較し、その差分の絶対値を評価値とした場合、欠陥が画像中心近くにある場合には、評価値は大きな値を示すため、確実に欠陥ありと判定されるが、欠陥が画像周辺にある場合には、評価値は小さな値を示し（ボケた画像同士を比較するため）、欠陥ありと判定されないケースがでてくる。
【００５４】
本実施例２は、上述のように、複数のレンズがアレイ配列されてなる簡単な構成のレンズアレイを使用した撮像装置では、画像中心に比べ画像周辺に行くほど画像のボケ具合が大きくなり、画像周辺に行くにしたがって判定精度が低下することに鑑み、該画像周辺での判定精度の向上を図るようにしたものである。
【００５５】
本実施例の欠陥検査装置の全体構成は、図１及び図２と同じである。また、処理装置２０内の欠陥判定部２３も、図６に示したように個眼像欠陥判定部２３１と総合判定部２３２からなるが、その処理が先の実施例１と多少相違する。以下、本実施例における個眼像欠陥判定部２３１と総合判定部２３２の処理について説明する。
【００５６】
はじめに、本実施例における個眼像欠陥判別部２３１の処理について詳述する。図１１は個眼像欠陥判定部２３１の本実施例の処理フローチャートを示したものである。ここでも、ｉは個眼像Ｉ１〜Ｉ６の番号を表わす。
【００５７】
まず、ｉ＝１として（ステップ４００１）、６個の個眼像のうち、１番目の個眼像Ｉ１を選択する（ステップ４００２）。そして、正常データ記憶部２４から個眼像Ｉ１に対応する正常個眼像Ｉ０１を読み込み、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１とのテンプレートマッチングを行って両者の差分値を求める（ステップ４００３）。本実施例でも、テンプレートの大きさは適宜選択する。例えば、画素サイズのテンプレートを用意してもよいし、それより大きめのｍ×ｍの画素サイズ（小領域）のテンプレートを用意してもよい。画素サイズのテンプレートの場合、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素値の差分の絶対値を求める。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合、個画像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各小領域内の画素値の差分の総和や２乗和などを求める。このようにして、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素あるいは各領域ごとの差分値を求める。
【００５８】
次に、差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とする（ステップ４００４）。これは次のようにして行う。画像（個眼像）の像高位置に応じて図１２に示すような係数を定めておき、個眼像Ｉ１の各画素あるいは各小領域ごとの差分値について、当該差分値の像高位置に応じた係数を乗じた値を評価値とする。すなわち、画像中心に比べて画像周辺に行くほど、見掛上、差分値を高くする。これにより、画像中心に比べて画像周辺に行くほど画像のボケ具合が大きくなることに起因して、キズ等の存在が画像周辺で実際よりも小さく評価されることが補正される。
【００５９】
なお、図１２では、簡単に像高と係数が正比例するとしたが、実際にはレンズ設計時の画像ボケ量に応じて係数を設定すればよい。また、像高に対応する係数は、テーブル（ＬＵＴ）などとして予め不揮発性メモリに保持しておけばよい。
【００６０】
次に、評価値について欠陥度合いを分類する（ステップ４００５）。ここでは、０〜１００の１０１段階に欠陥度合いを設定するとする。ここで、段階０は欠陥なし、段階１〜９９は判定不能、段階１００は欠陥ありを表わす。個眼像Ｉ１の各画素あるいは各小領域ごとの評価値（差分値に係数を乗じた値）について、その値に応じて、欠陥度合いを０〜１００のいずれかの段階（レベル）に分類する。欠陥度合いの各段階に対応する評価値の範囲は、テーブル（ＬＵＴ）などとしてあらかじめ不揮発性メモリに保持しておく。
【００６１】
その後、個眼像Ｉ１について、欠陥度合いを基に欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。すなわち、個眼像Ｉ１の各画素あるいは各小領域ごとの欠陥度合いについて、その全ての欠陥度合いが段階０ならば、個眼像Ｉ１を欠陥なしと設定する（ステップ４００６，４００７）。段階１００の欠陥度合いのものがあった場合、個眼像Ｉ１を欠陥ありと設定する（ステップ４００８，４００９）。また、それ以外の場合（段階０以外のものは、すべて段階１〜９９のいずれか）には、個眼像Ｉ１を判定不能と設定し、段階１〜９９内のすべての評価値の欠陥度合いの座標値と該欠陥度合いを記憶する（ステップ１０１０）。座標値は、画素サイズのテンプレートの場合には、当該画素の座標とし、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合には、例えば、当該小領域の４隅の座標とする。以後、この判定不能と判定された場合の、当該個眼像中の欠陥度合いが１〜９９段階を示す画素あるいは小領域の部分を仮欠陥位置と称す。
【００６２】
その後、ｉが６になったか判定し（ステップ４０１１）、６までこない場合、ｉをプラス１して（ステップ４０１２）、ステップ４００２に戻り、以下、ｉ＝６になるまで、ステップ４００２〜４０１２の処理を繰り返す。すなわち、上記個眼像Ｉ１と同様に、個眼像Ｉ２〜Ｉ６について、それぞれ欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。そして、個眼像Ｉ１〜Ｉ６の判定結果を統合判定部２３２に送る（ステップ４０１３）。
【００６３】
なお、評価値（差分値に係数を乗じた値）を用いて、先の実施例１と同様に個眼像の欠陥あり、欠陥なし、判定不能を判定することも可能であるが、欠陥度合いを導入して、上述のように、例えば、段階０は欠陥なし、段階１００は欠陥あり、その間の段階１〜９９は判定不能と設定したのは、曖昧な部分は出来るだけ判定不能とするためである。また、判定不能の場合、対応する座標値と一緒に欠陥度合いを保持するようにしたのは、後の統合判定部２３２での視差考慮判定処理に該欠陥度合いを利用するためである。
【００６４】
図１３に、本実施例の個眼像欠陥判定部２３１における判定結果の一例を示す。図１３（ａ）は、個眼像Ｉ１〜Ｉ６について、これら個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしと判定された被検体（ワーク１）の例である。図１３（ｂ）は、個眼像Ｉ１，Ｉ３が欠陥ありと判定され、残りの個眼像Ｉ２，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６が欠陥なしと判定された被検体（ワーク２）の例である。また、図１３（ｃ）は、欠陥ありと判定された個眼像は一つもなく、個眼像Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５が欠陥なしと判定され、個眼像Ｉ１，Ｉ６が判定不能と判定された被検体（ワーク３）の例である。図１３（ｃ）で、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）で判定不能と判定されて、欠陥度合いはそれぞれ段階３０，４０であることを表し、また、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）で判定不能と判定されて、欠陥度合いは段階５０であることを表している。すなわち、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）が仮欠陥位置を表し、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）が仮欠陥位置を表している。これは、画素サイズのテンプレートを用いた場合であるが、ｍ×ｍ画素サイズでのテンプレートを用いた場合には、例えば、判定不能と判定された小領域の四隅の座標と欠陥度合いが記憶される。この場合、この小領域が仮欠陥位置となる。
【００６５】
本実施例でも、図１３において、欠陥あり及び欠陥なしは、その個眼像の番号の代りに、個数（欠陥ありの個数、欠陥なしの個数）を設定することでもよい。例えば、図１３（ｂ）の場合、欠陥なしは４個、欠陥ありは２個と設定する。
【００６６】
次に、本実施例における統合判定部２３２の処理について詳述する。図１４は統合判定部２３２の全体的処理フローチャートを示したものである。これは、先の図９と同じである。すなわち、個眼像欠陥判定部２３１の判定結果について、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしか判定し（ステップ５００１）、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしならば、当該被検体１は欠陥なしと判断して（ステップ５００２）、処理を終了とする、図１３の（ａ）はこのケースである。個眼像Ｉ１〜Ｉ６がすべて欠陥なしと判定されなかった場合には、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のうち、１個でも欠陥ありの個眼像があるか判定し（ステップ５００３）、あれば、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ５００４）、処理を終了とする。図１３の（ｂ）は、このケースである。
【００６７】
一方、ステップ５００３で、欠陥ありの個眼像が１個も存在しないと判定されたならば、視差考慮判定処理へ進む（ステップ５００５）。すなわち、欠陥なしの個画像が５以下で、しかも、欠陥ありの個眼像が０の場合、欠陥なしの個眼像以外は全て判定不能の個眼像である。視差考慮判定処理では、この判定不能の個眼像に着目し最終的にワークの欠陥有無を判断する。図１３の（ｃ）は、このケースである。具体的には、判定不能の個眼像の仮欠陥位置（判定不能と判定された座標あるいは小領域）について、視差データ記憶部２５の視差テーブルを参照して視差補正を行った後、判定不能の個眼像間の仮欠陥位置を比較し、仮欠陥位置が一致すれば、両者の欠陥度合いが所定の条件を満たすか判定して、満たす場合に当該被検体は欠陥ありとし、満たさない場合には欠陥なしとする。また、仮欠陥位置が一致しなければ、同様に欠陥なしとする。これを判定不能の個眼像のすべての組み合わせについて実施し、途中で欠陥ありが見つかったなら、その時点で処理を終了とする。なお、判定不能の個眼像が１個だけの場合は欠陥なしとする。
【００６８】
図１５に、本実施例における視差考慮判定処理の詳細フローチャートを示す。ここでも、画素サイズのテンプレートマッチングを想定する。すなわち、図１３（ｃ）に示すように、判定不能の個眼像の仮欠陥位置はそれぞれ一つの座標値で表わされるとする。また、視差データ記憶部２５の視差テーブルは図５とする。
【００６９】
図１５において、ステップ６００９とステップ６０１０の部分が先の図１０と相違し、それ以外は図１０と同じである。
【００７０】
まず、判定不能の個眼像が２個以上あるか判定する（ステップ６００１）、判定不能の個眼像が１個のみだったなら、当該被検体は欠陥なしと判断して（ステップ６０１６）、処理を終了とする。すなわち、当該個眼像中の仮欠陥位置はノイズとみなす。
【００７１】
判定不能の個眼像が２個以上（Ｎ個とする）の場合、これらの判定不能の個眼像を番号順に昇順にソートする（ステップ６００２）。そして、Ｌ＝１，Ｍ＝Ｌ＋１（＝２）と初期設定する（ステップ６００３，６００４）。ここで、Ｌ及びＭはソート番号（１〜Ｎ）を表す。次に、ソートしたＮ個の判定不能の個眼像の中から、Ｌ番目の個眼像Ｉｉと、Ｍ番目の個眼像Ｉｊを選択する（ステップ６００５，６００６）。ここで、ｉ，ｊは判定不能の個眼像の実際の番号（１〜６）を表す。具体的には、ｉは図５の縦方向の個眼像番号を表し、ｊは図５の横方向の個眼像番号を表す。
【００７２】
次に、視差データ記憶部２５の視差テーブル（図５）を参照して、Ｍ番目の個眼像Ｉｊにおける各仮欠陥位置の座標について、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの座標とのずれ量（視差分）を補正する（ステップ６００７）。すなわち、個眼像Ｉｉの視点に個眼像Ｉｊの視点を合わせる（視差補正）。例えば、個眼像ＩｉがＩ１、個眼像ＩｊがＩ２の場合、図５より、個眼像Ｉｊの仮欠陥位置の座標（Ｘｊ，Ｙｊ）を、Ｘｊ’＝Ｘｊ−Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，Ｙｊ’＝Ｙｊと補正する。これを個眼像Ｉｊの全ての仮欠陥位置の座標について実施する。
【００７３】
次に、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの全ての仮欠陥位置の座標とＭ番目の個眼像Ｉｊのすべての仮欠陥位置の視差補正後の座標とを比較して、仮欠陥位置が同一のものがあるか判定する（ステップ６００８）。そして、該個眼像ＩｉとＩｊの間で仮欠陥位置が同一のものがあった場合、両者の欠陥度合いを加算し（ステップ６００９）、その加算値が所定の閾値以上になるか判定して（ステップ６０１０）、所定の閾値以上の場合に、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ６０１１）、処理を終了とする。なお、閾値としては、本実施例では欠陥度合いを０〜１００で評価しているので、１００に設定することが好ましい。
【００７４】
例えば、図１３（ｃ）の例の場合、ステップ６００５，ステップ６００６で個眼像Ｉ１，Ｉ６が選択される。そして、ステップ６００７にて、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の座標（１１０，１６０）を視差補正した結果、（１００，１５０）になったとする。ステップ６００８で、個眼像Ｉ１の仮欠陥位置の座標（１００，１５０），（１０１，１５０）と、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の視差補正後の座標（１００，１５０）とを比較すると、座標（１００，１５０）が同一であると判定される。図１３（ｃ）より、個眼像Ｉ１の当該仮欠陥位置の欠陥度合いは３０、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の欠陥度合いは５０であり、両者の加算値は３０＋５０＝８０となる。すなわち、両者の欠陥度合いを足しても、まだ１００以下であり、この場合は欠陥ありと断定しない方がよい。
【００７５】
図１５に戻り、Ｌ番目の個眼像ＩｉとＭ番目の個眼像Ｉｊとの間で仮欠陥位置が同一のものがなかった場合、また、同一のものがあっても両者の欠陥度合いの加算値が所定の閾値（例えば、１００）未満の場合には、ＭがＮまで来たか判定し（ステップ６０１２）、まだ来ない場合には、Ｍ＝Ｍ＋１として（ステップ６０１３）、ステップ６００６に戻る。そして、ＭがＮまで来たなら、ＬがＮ−１まで来たか判定し（ステップ６０１４）、まだ来ない場合には、次にＬ＝Ｌ＋１として（ステップ６０１５）、ステップ３００４に戻る。その後、処理を繰り返して、ＬがＮ−１まで来たなら、当該被検体には欠陥なしと判断する（ステップ６０１６）。すなわち、Ｎ個の判定不能の個眼像の間で、仮欠陥位置が同一のものがなかった場合、同一のものがあっても両者の欠陥度合いの加算値が所定の閾値未満の場合、該仮欠陥位置はノイズとみなして、当該被検体は欠陥なしとする。
【００７６】
なお、先に述べたように、実際には、視差補正を行っても、カメラの組み付け状態などによって、個眼像間の座標を画素レベルで一致される構成を実現することは困難である。このため、本実施例でも、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかは、適宜設定した許容範囲内で一致すれば、仮欠陥位置は、同一であるとすることが望ましい。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートマッングの場合には、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかの判定は、小領域同士の比較となる。この場合も、適宜設定した許容範囲内で小領域が一致すれば、仮欠陥位置（領域）は同一であるとすればよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 撮像素子
１１ レンズアレイ
１２ 遮光壁
１３ 開口アレイ
１４ 撮像素子
１５ 基板
１６ 筐体
２０ 処理装置
２１ 画像キャプチャ部
２２ 画像補正部
２３ 欠陥補正部
２３１ 個眼像欠陥判定部
２３２ 統合判定部
２４ 正常データ記憶部
２５ 視差データ記憶部
３０ 出力装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開平８−７５６６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４９５６８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体表面の傷、変形、打痕などの欠陥の有無を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークなどの被検体を照明して、該被検体からの反射光をカメラで撮影し、その撮影像を画像処理することで、被検体表面の欠陥を判別する検査手法が知られている。さらには欠陥判別精度を高めるために、被検体を複数のカメラで複数の撮影位置から撮影したり、複数の光源を用いて、被検体と撮影位置を固定したまま、被検体を照明する位置を切り替えて撮影することも知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等）。
【０００３】
被検体を複数のカメラで複数の撮影位置から撮影することで、被検体と撮影位置の相対位置関係が変わるため、得られる撮影像が異なる。この複数の撮影像について欠陥判別の画像処理を行うことにより、欠陥判別精度を向上させることができる。また、複数の光源を用い、被検体と撮影位置を固定したまま、被検体の照明位置を変更させても、同様の効果が期待される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のカメラで一つの被検体の欠陥検査を行うことは有効であるが、以下のような問題がある。ここでは、二つのカメラ（ステレオカメラ）を用いるとする。
【０００５】
被検体の検査対象となる欠陥（キズ、カケ、バリ等）は幅広いサイズのものに限らず、人間の眼で判断できない数μｍから数ｍｍのものも存在する。一方、ステレオカメラは、一般にカメラ単体のサイズが大きく、数ｃｍ以上にはなる。このため、数ｍｍ程度以下の欠陥をステレオカメラで観察しようとすると、二つのカメラを傾ける配置にするか、二つのカメラを平行に設置し、かつ、被検体までの距離を長くとって、望遠カメラのような状態で撮影する必要がある。しかしながら、被検体までの距離を長くすることは、小さい欠陥を接写に近い状態で撮影したいと云う顧客の要望を満たさないため、二つのカメラを傾ける配置を援用することとなる。この場合、図１６に示すように、二つのカメラＡ，Ｂの光軸は平行にならない。
【０００６】
光軸が平行でない二つのカメラで撮影された画像を用いて被検体の欠陥検査を行う場合、該撮影された２枚の画像を光軸が平行な画像に補正する必要がある。このため、光軸が平行でない画像をバッファなどへ一旦保存したり、該画像の平行化に要する処理時間が問題とする。特に欠陥検査ではタクトタイムが最重要課題となっているので、光軸が平行でない画像の平行化に時間を取られることは非常に重要な問題である。
【０００７】
また、一般にレンズの特性として近距離領域では被写界深度が狭い。そのため、光軸が平行でない場合、左右のカメラの画像のボケ具合が大きく変化し、ボケ具合いが異なる画像を用いて欠陥検査を行うことになり、精度が低下する。
【０００８】
二つのカメラの光軸が平行でない場合、画像のボケ具合が異なる例を図１７を用いて説明する。図１７は、被検体としてのワーク１ａとワーク１ｂが描画され、欠陥検査の撮影タイミングにズレが起こった時の様子を表しているとする。この時、カメラＡからワーク１ａとワーク１ｂまでの距離は、両者とも等距離であるが、カメラＢからワーク１ａとワーク１ｂまでの距離は異なる。図１７において、ａがカメラＢからワーク１ａまでの距離、ｂがカメラＢからワーク１ｂまでの距離を示している。この距離の違いにより、カメラＢで撮影されるワーク１ａ、ワーク１ｂの画像のボケ具合は大きく異なり、欠陥検査の精度に大きく影響を及ぼす。
【０００９】
本発明は、叙上の事情に鑑みなされたもので、ステレオカメラなどに比べて、小型の装置構成で、高精度に、被検体の欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法を提供することにある。
【００１０】
具体的には、本発明は、数ｍｍ程度以下のキズやバリなどの検査に最適な欠陥検査装置及び欠陥検査処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、該レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の縮小像（個眼像）の集合である複眼像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置を使用する。処理装置は、該撮像装置により被写体を撮影して得られる複眼像を処理して被検体の欠陥を判定する。
【００１２】
詳しくは、処理装置は、撮像装置により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ手段と、前記複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定手段とを有する。該処理装置は、画像キャプチャ手段で分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正手段を更に有することでもよい。
【００１３】
欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて欠陥判定を行う個眼像欠陥判定手段と、個眼像欠陥判定手段での複数の個眼像それぞれの欠陥判定結果をもとに被検体の欠陥を判定する統合判定手段とからなる。個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、欠陥あり、欠陥なし、判定不能のいずれかに判定し、統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には判定不能の個眼像をもとに被検体の欠陥を判定する。
【００１４】
一実施形態では、個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求めて、前記差分値を評価値とし、各画素あるいは各小領域のすべての評価値が第１の閾値以下の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの評価値でも第２の閾値（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）以上の場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には判定不能と判定する。統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥があれば被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がなければ被検体を欠陥なしと判定する。
【００１５】
別の実施形態では、個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求め、前記差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とし、前記評価値を予め定めた０〜Ｎの複数の段階のいずれかの欠陥度合いに分類し、各画素あるいは各小領域のすべての欠陥度合いが段階０の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの欠陥度合いでも段階Ｎの場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には当該個眼像は判定不能と判定する。統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥がある場合、それらの欠陥度合いを加算して、加算結果が段階Ｎ以上の場合に被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がないか、欠陥があっても前記加算結果が段階Ｎ以下の場合には被検体を欠陥なしと判定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のレンズがアレイ配列されたレンズアレイを備えた撮像手段を利用することで、小型の装置構成で、高精度に、被検体の欠陥検査を行うことが可能になる。具体的には、一つの撮像手段により、複数の撮像手段で撮影した画像を得ることと同等の画像を得ることができる。また、複数の個眼像ごとに別々に欠陥判定を行い、その判定結果を統合して被検体の欠陥を判定することで、より高精度に被検体の欠陥を判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の欠陥検査装置の一実施形態の全体構成図である。
【図２】図１の撮像装置を被写体方向から見た模式図である。
【図３】歪み補正の概念を説明する図である。
【図４】個眼像間の撮像位置のずれ量（視差）の算出法を説明する図である。
【図５】図１の視差データ記憶部の視差テーブルの一例を示す図である。
【図６】図１の欠陥判定部の詳細ブロック図である。
【図７】図６の個眼像欠陥判定部の処理フローチャートである。
【図８】個眼像欠陥判定部での判定結果の具体例を示す図である。
【図９】図６の統合判定部の全体的処理フローチャートである。
【図１０】図９の視差考慮判定処理の詳細フローチャートである。
【図１１】図６の個眼像欠陥判定部の別の処理フローチャートである。
【図１２】像高と評価値の補正係数との関係を示すグラフである。
【図１３】個眼像欠陥判定部での判定結果の別の具体例を示す図である。
【図１４】図６の統合判定部の別の全体的処理フローチャートである。
【図１５】図１４の視差考慮判定処理の詳細フローチャートである。
【図１６】従来の二つのカメラで被検体を撮影する例を示す図である。
【図１７】従来の二つのカメラの光軸が平行でない場合に画像のボケ具合が異なる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１、図２に本発明の欠陥検査装置の一実施形態（実施例１）の全体構成図を示す。図１は、矢印方向に被検体があるものとし、被検体を撮像する撮像装置の断面模式図及び撮像装置により撮像された画像から被検体の欠陥を判定処理する処理装置の全体ブロック図を示したものである。図２は、図１の撮像装置を被検体方向から見たときの平面模式図であり、図１と共通する部分には共通の符号が付されている。図１及び図２において、１０が撮像装置、２０が処理装置、３０が出力装置である。また、１は欠陥検査対象の被検体（ワーク）、２は該被検体１を載せる載置台、３は被検体１を照明するための照明具（光源）である。照明具３で被検体１を照明することで、より被検体表面の傷や変形、打痕位置を目立たせることができる。
【００２０】
まず、撮像装置１０について説明する。撮像装置１０は、レンズアレイ１１、遮光壁１２、開口アレイ１３、撮像素子１４、基板１５、筐体１６などからなる。
【００２１】
レンズアレイ１１は、被検体側の面と像側の面の二面からなり、面内に複数のレンズがアレイ状に配列されている。図１では、被写体側、像側の両方の面にレンズが設けられた両面レンズアレイが示されている。ここでは、１１ａが被写体側の面に設けられたレンズで、１１ｂが像側の面に設けられたレンズであり、１１ａと１１ｂがセット（以下、レンズセット）になって被写体の像を像面上で結像させる。本実施形態では、図２に示すように、レンズアレイ１１は６組のレンズセット１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６から構成されている。各レンズセットは等間隔に配列され、光軸は平行で、焦点距離は等しい。
【００２２】
このレンズアレイ１１の像側と撮像素子１４の間に、遮光壁１２が設けられている。該遮光壁１２は、レンズアレイ１１の隣接するレンズセット間での光線のクロストーク（混線）を防止するための遮光用の隔壁で、金属や樹脂等の撮像光に対して不透明な材料からなり、図２に示すように、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６に対応して矩形の穴が明けられており、穴と穴の間の壁が混線防止のための隔壁として作用する。該遮光壁１２の一端は、レンズアレイ１１の像側の面に固着されている。なお、本実施例では、該遮光壁１２がレンズアレイ１１の熱膨張に応じて可動するように、各辺に切断されている（図２の１２ａ〜１２ｑ）。
【００２３】
一方、レンズアレイ１１の被写体側には、開口アレイ１３が設けられている。該開口アレイ１３は、板状部材に、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６に対応した円形の穴（開口部）が設けられた構成をとり、レンズの絞りとして作用する。該開口アレイ１４は、レンズアレイ１１の被写体側の面の平面部の４隅に設けられた各突起部１１ｃを介してレンズアレイ１１に固着されている。
【００２４】
撮像素子１４は、例えばＣＭＯＳセンサからなり、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６を通った光を受光し、それぞれ被写体（ワーク）の光学像を電気信号の画像データに変換して出力する。該撮像素子１４は、基板１５上に実装される。基板１５上には、撮像素子１４の制御部（コントローラ）なども実装されているが、図１では省略してある。なお、後述の処理装置２０の一部又は全部の機能も基板１５上に実装することでもよい。
【００２５】
筐体１６は、レンズアレイ１１の被写体側の面の端部を固着して、レンズアレイ１１、遮光壁１２、開口アレイ１３を一体に保持している。該筐体１６に、基板１５が、撮像素子１４の受光面がレンズアレイ１１と対向するように固着される。図１では、エイリアジング防止のための光学的ローパスフィルタやセンサ保護用のカバーガラスを設けていないが、必要に応じて設けてもよい。
【００２６】
以上、撮像装置１０の構成例を説明したが、レンズアレイ１１は、単一のレンズが複数配列される構成でもよく、勿論、レンズセットやレンズは６個である必要はない。さらに、複数のレンズアレイを重畳して設けて、より高い光学性能を有する撮像装置も考えられる。
【００２７】
次に、処理装置２０について説明する。処理装置２０は、画像キャプチャ部２１、画像補正部２２、欠陥判定部２３、正常データ記憶部２４、視差データ記憶部２５などからなる。ここで、画像キャプチャ部２１と画像補正部２２と欠陥判定部２３の実体はＣＰＵであり、また、正常データ記憶部２４と視差データ記憶部２５は不揮発性メモリ（ＲＯＭ等）で構成される。処理装置２０は、他に処理途中等の画像データを保持するメモリ（ＲＡＭ等）を有するが、図１では省略してある。
【００２８】
撮像装置１０で被検体１を撮影することにより、撮像素子１４において、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６で結像された該被検体１の６つの光学像（個眼像）の集合である複眼像の画像データが取得される。画像キャプチャ部２１は、撮像素子１４からの複眼像データを入力してキャプチャし、６つの個眼像データ（以下、単に個眼像と云う）Ｉ１〜Ｉ６に分離する。ここで、個眼像Ｉ１〜Ｉ６は、レンズアレイ１１の各レンズセット１１１〜１１６でそれぞれ結像された被検体の光学像に対応している。撮像素子１４で取得された各個眼像の周辺は、遮光壁１２で黒くなっているため、それ境に個眼像を容易に分離することができる。
【００２９】
画像補正部２２は、画像キャプチャ部２２で分離された個眼像それぞれに対して、レンズの工作精度、組み付け精度によるカメラ固有の内部パラメータ、外部パラメータなど、あらかじめ算出しておいた歪み補正処理パラメータを用いて歪み補正を行う。歪み補正には、例えば、Zhangの手法（“A flexible new technique for camera calibration”．IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，22(11):1330-1334，2000）を用いることができる。
【００３０】
図３は歪み補正の概念図を示したものである。ここで、図３の（ａ）は、図１、図２に示した撮像装置１０であり、（ｃ）は該撮像装置１０で撮影された歪みあり画像、（ｄ）は歪み補正処理された歪みなし画像とする。画像に歪み補正を施すことは、撮影画像をピンホールカメラで得られるような、物体からの入射角をθ、焦点距離をＦとしたときの撮像位置がＦ＊tan（θ）となるような画像に変換することである。すなわち、図１、図２の撮像装置で撮影された画像（図３の（ｃ））を歪み補正して得られる画像（図３の（ｄ））は、撮像装置１０を６つのピンホールカメラのアレイからなる撮像装置（仮想撮像装置）を想定して、撮影された画像と考えることができる。図３の（ｂ）と（ｄ）は、これを示したものである。
【００３１】
欠陥判定部２３は、画像補正部２２で歪み補正された個眼像Ｉ１〜Ｉ６を入力して被検体（ワーク）１の欠陥を判定する。以後、歪み補正された個眼像Ｉ１〜Ｉ６は、図３の（ｂ）と（ｄ）のように、実際の撮像装置１０の代わりにピンホールカメラのアレイからなる仮想撮像装置１０’で撮影された画像とする。
【００３２】
ここでは、仮想撮像装置１０’の６つのピンホールカメラは、説明の簡略化のために、すべて焦点距離がＦ、６本の光軸は平行、画像中心はそれぞれ（ｘ１，ｙ１），（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１），（ｘ１＋２ｄｘ，ｙ１），（ｘ１，ｙ１＋ｄｙ），（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１＋ｄｙ），（ｘ１＋２ｄｘ，ｙ１＋ｄｙ）で表現できるものとする（図３の（ｄ））。
【００３３】
欠陥判定部２３の説明の前に、個眼像間のずれ量（視差）について説明する。仮想撮像装置から距離Ｄの位置にある物体を撮影したときの物体の撮像位置のずれ量は、図４により、次のように算出される。図４において、カメラ１とカメラ２は焦点距離Ｆのピンホールカメラで、撮像面を同一平面とする。また、焦点間の距離（画像中心間の距離）はｄｘとし、焦点から距離Ｄにある物体を撮影したときの、カメラ１とカメラ２での撮像位置をそれぞれＶ１とＶ２とする。このとき、カメラ１の焦点位置と、物体から撮像面に垂直に下ろした線との交点Ｏまでの距離をＰとすると、
ＯＶ１＝（Ｆ＋Ｄ）＊Ｐ／Ｄ
ＯＶ２＝（Ｆ＋Ｄ）＊（Ｐ＋ｄｘ）／Ｄ
となる。よって、カメラ１とカメラ２で距離Ｄの物体を撮影したときの撮像位置のずれ量（視差）は、
ＯＶ２−ＯＶ１＝Ｆ／Ｄ＊ｄｘ＋ｄｘ
となる。ゆえに、カメラ１とカメラ２で物体を撮影したときの個眼領域での画素ずれ量は、Ｆ／Ｄ＊ｄｘとなる。
【００３４】
以上により、図３（ｄ）に示したように、個眼像Ｉ１の画像中心を（ｘ１，ｙ１）、個眼像Ｉ２の画像中心を（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１）とした場合、撮像装置から距離Ｄにある物体は、個画像Ｉ１，Ｉ２の間で（Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，０）ずれた位置に撮像することが分かる。また、個眼像Ｉ１の画像中心を（ｘ１，ｙ１）、個眼像Ｉ５の画像中心を（ｘ１＋ｄｘ，ｙ１＋ｄｙ）とすると、個眼像Ｉ１，Ｉ５の間で（Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，Ｆ／Ｄ＊ｄｙ）ずれた位置に撮像することになる。つまり、撮像装置１０から距離Ｄの平面形状の載置台２に平面状の被検体１を置くと、個眼像Ｉ１を基準とした場合、各個眼像Ｉ１〜Ｉ６には、図５の１行に表わされるようなずれ量（視差）が生じる（ただし、個画像は歪みなし、ワークの厚さに無視でると仮定）。同様に、個眼像Ｉ２〜Ｉ６をそれぞれ基準とした場合、各個眼像Ｉ１〜Ｉ６には、図５の２行から６行に表わされるようなずれ量が生じる。
【００３５】
以下、欠陥判定部２３について詳述する。図６は欠陥判定部２３の構成例を示すブロック図である。欠陥判定部２３は個眼像欠陥判定部２３１と統合判定部２３２からなる。個眼像欠陥判定部２３１は、画像補正部２２で歪み補正された６個の個眼像Ｉ１〜Ｉ６それぞれに対して、正常データ記憶部２４の正常個眼像Ｉ０１〜Ｉ０６と比較して、欠陥有、欠陥無、判定不能の３種類を判定する。正常データ記憶部２４には、正常な対象物（正常ワーク）を撮像装置１０であらかじめ撮影して、そのときに取得された６個の個眼像をそれぞれ歪み補正したものが、正常個眼像Ｉ０１〜Ｉ０６として記憶されている。統合判定部２３２は、個眼像欠陥判定部２３１での６個の個眼像Ｉ１〜Ｉ６それぞれの判定結果をもとに、総合的に被検体の欠陥判定を行う。その際、判定不能と判定された場合、視差データ記憶部２５のテーブルを参照し、個眼像間の視差を考慮して被検体の最終的な欠陥有無を判定する。視差データ記憶部２５には、撮像装置と被検体との距離に基づき、あらかじめ算出しておいた各個眼像での被検体の撮像位置のずれ量がテーブル化して記憶されている。ここでは、図５に示した表（視差テーブル）が記憶されているとする。
【００３６】
欠陥判定部２３の判定結果は、出力装置３０に送出される。出力装置３０は、音声出力装置、表示装置、プリンタ等の一つあるいは複数の総称である。出力装置３０が音声出力装置の場合には、欠陥判定部２３の判定結果が欠陥有の場合、例えばビープ音などを鳴らすようにする。
【００３７】
はじめに、本実施例における個眼像欠陥判別部２３１の処理について詳述する。図７は個眼像欠陥判定部２３１の本実施例の処理フローチャートを示したものである。ここで、ｉは個眼像Ｉ１〜Ｉ６の番号を表わす。
【００３８】
まず、ｉ＝１として（ステップ１００１）、６個の個眼像のうち、１番目の個眼像Ｉ１を選択し（ステップ１００２）、該個眼像Ｉ１について次のようにして欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。即ち、正常データ記憶部２４から個眼像Ｉ１に対応する正常個眼像Ｉ０１を読み込み、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１とのテンプレートマッチングを行って評価値を求める（ステップ１００３）。テンプレートの大きさは適宜選択する。例えば、画素サイズのテンプレートを用意してもよいし、それより大きめのｍ×ｍの画素サイズ（小領域）のテンプレートを用意してもよい。画素サイズのテンプレートの場合、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素値の差分の絶対値を評価値とする。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合、個画像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各小領域内の画素値の差分の総和や２乗和などを評価値とする。個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素あるいは各小領域ごとのテンプレートマッチングを行って、すべての評価値が閾値ＴＨ１以下ならば、個眼像Ｉ１を欠陥なしと設定する（ステップ１００４，１００５）。一つの評価値でも閾値ＴＨ１以上のものがあった場合、それらの評価値が一つでも閾値ＴＨ２以上か判定する（ステップ１００６）。ここで、ＴＨ１，ＴＨ２はＴＨ１＜ＴＨ２とする。そして、一つでも評価値が閾値ＴＨ２以上だったならば、個眼像Ｉ１を欠陥ありと設定する（ステップ１００７）。また、それ以外の場合には、個眼像Ｉ１を判定不能と設定し、該当するすべての評価値の座標値を記憶する（ステップ１００８）。座標値は、画素サイズのテンプレートの場合には、当該画素の座標とし、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合には、例えば、当該小領域の４隅の座標とする。
【００３９】
つまり、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１を各画素あるいは小領域ごとに比較して評価値を求め、閾値としてＴＨ１とそれより大きいＴＨ２を用いて、すべての評価値がＴＨ１以下ならば、個眼像Ｉ１は欠陥なしとし、一つでも評価値がＴＨ２以上ならば、個眼像Ｉ１は欠陥ありとし、それ以外ならば（少なくとも一つ以上の評価値がＴＨ１以上で、それらがすべてＴＨ２以下）、個眼像Ｉ１は判定不能とする。そして、判定不能の場合、その評価値の座標値を記憶する。以後、個眼像中の判定不能と判定された画素あるいは小領域の部分を仮欠陥位置と称す。
【００４０】
その後、ｉが６になったか判定し（ステップ１００９）、６までこない場合、ｉをプラス１して（ステップ１０１０）、ステップ１００２に戻り、以下、ｉ＝６になるまで、ステップ１００２〜１００８の処理を繰り返す。すなわち、上記個眼像Ｉ１と同様に、個眼像Ｉ２〜Ｉ６について、それぞれ欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。そして、個眼像Ｉ１〜Ｉ６の判定結果を統合判定部２３２に送る（ステップ１０１１）。
【００４１】
図８に、個眼像欠陥判定部２３１における判定結果の一例を示す。図８（ａ）は、個眼像Ｉ１〜Ｉ６について、これら個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしと判定された被検体（ワーク１）の例である。図８（ｂ）は、個眼像Ｉ１，Ｉ３が欠陥ありと判定され、残りの個眼像Ｉ２，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６が欠陥なしと判定された被検体（ワーク２）の例である。また、図８（ｃ）は、欠陥ありと判定された個眼像は一つもなく、個眼像Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５が欠陥なしと判定され、個眼像Ｉ１，Ｉ６が判定不能と判定された被検体（ワーク３）の例である。図８（ｃ）で、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）で判定不能と判定され、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）で判定不能と判定されたことを表している。すなわち、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）が仮欠陥位置を表し、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）が仮欠陥位置を表している。これは、画素サイズのテンプレートを用いた場合であるが、ｍ×ｍ画素サイズでのテンプレートを用いた場合には、例えば、判定不能と判定された小領域の四隅の座標が記憶される。すなわち、この小領域が仮欠陥位置を表わす。
【００４２】
なお、図８において、欠陥あり及び欠陥なしは、その個眼像の番号の代りに、個数（欠陥ありの個数、欠陥なしの個数）を設定することでもよい。例えば、図８（ｂ）の場合、欠陥なしは４個、欠陥ありは２個と設定する。
【００４３】
次に、本実施例における統合判定部２３２の処理について詳述する。図９は統合判定部２３２の本実施例の全体的処理フローチャートを示したものである。まず、個眼像欠陥判定部２３１の判定結果について、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしか判定し（ステップ２００１）、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしならば、当該被検体１は欠陥なしと判断して（ステップ２００２）、処理を終了とする、図８の（ａ）はこのケースである。個眼像Ｉ１〜Ｉ６がすべて欠陥なしと判定されなかった場合には、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のうち、１個でも欠陥ありの個眼像があるか判定し（ステップ２００３）、あれば、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ２００４）、処理を終了とする。図８の（ｂ）は、このケースである。
【００４４】
一方、ステップ２００３で、欠陥ありの個眼像が１個も存在しないと判定されたならば、視差考慮判定処理へ進む（ステップ２００５）。すなわち、欠陥なしの個画像が５以下で、しかも、欠陥ありの個眼像が０の場合、欠陥なしの個眼像以外は全て判定不能の個眼像である。視差考慮判定処理では、この判定不能の個眼像に着目し最終的にワークの欠陥有無を判断する。図８の（ｃ）は、このケースである。本実施例では、判定不能の個眼像の仮欠陥位置（判定不能と判定された座標あるいは小領域）について、視差データ記憶部２５の視差テーブルを参照して視差補正を行った後、判定不能の個眼像間の仮欠陥位置を比較し、仮欠陥位置が一致すれば、当該被検体は欠陥ありとし、一致しなければ欠陥なしとする。これを判定不能の個眼像のすべての組み合わせについて実施し、途中で欠陥ありが見つかったなら、その時点で処理を終了とする。なお、判定不能の個眼像が１個だけの場合は欠陥なしとする。
【００４５】
図１０に、本実施例における視差考慮判定処理の詳細フローチャートを示す。ここでは、画素サイズのテンプレートマッチングを想定する。すなわち、図８（ｃ）に示すように、判定不能の個眼像の仮欠陥位置はそれぞれ一つの座標値で表わされるとする。また、視差データ記憶部２５の視差テーブルは図５とする。
【００４６】
まず、判定不能の個眼像が２個以上あるか判定する（ステップ３００１）、判定不能の個眼像が１個のみだったなら、当該被検体は欠陥なしと判断して（ステップ３０１４）、処理を終了とする。すなわち、当該個眼像中の仮欠陥位置はノイズとみなす。
【００４７】
判定不能の個眼像が２個以上（Ｎ個とする）の場合、これらの判定不能の個眼像を番号順に昇順にソートする（ステップ３００２）。そして、Ｌ＝１，Ｍ＝Ｌ＋１（＝２）と初期設定する（ステップ３００３，３００４）。ここで、Ｌ及びＭはソート番号（１〜Ｎ）を表す。次に、ソートしたＮ個の判定不能の個眼像の中から、Ｌ番目の個眼像Ｉｉと、Ｍ番目の個眼像Ｉｊを選択する（ステップ３００５，３００６）。ここで、ｉ，ｊは判定不能の個眼像の実際の番号（１〜６）を表す。具体的には、ｉは図５の縦方向の個眼像番号を表し、ｊは図５の横方向の個眼像番号を表す。
【００４８】
次に、視差データ記憶部２５の視差テーブル（図５）を参照して、Ｍ番目の個眼像Ｉｊにおける各仮欠陥位置の座標について、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの座標とのずれ量（視差分）を補正する（ステップ３００７）。すなわち、個眼像Ｉｉの視点に個眼像Ｉｊの視点を合わせる（視差補正）。例えば、個眼像ＩｉがＩ１、個眼像ＩｊがＩ２の場合、図５より、個眼像Ｉｊの仮欠陥位置の座標（Ｘｊ，Ｙｊ）を、Ｘｊ’＝Ｘｊ−Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，Ｙｊ’＝Ｙｊと補正する。これを個眼像Ｉｊの全ての仮欠陥位置の座標について実施する。
【００４９】
次に、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの全ての仮欠陥位置の座標とＭ番目の個眼像Ｉｊのすべての仮欠陥位置の視差補正後の座標とを比較して、仮欠陥位置が同一のものがあるか判定する（ステップ３００８）。そして、該個眼像ＩｉとＩｊの間で仮欠陥位置が同一のものがあれば、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ３０１２）、処理を終了とする。
【００５０】
例えば、図８（ｃ）の例の場合、ステップ３００５，ステップ３００６で個眼像Ｉ１，Ｉ６が選択される。そして、ステップ３００７にて、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の座標（１１０，１６０）を視差補正した結果、（１００，１５０）になったとする。ステップ３００８で、個眼像Ｉ１の仮欠陥位置の座標（１００，１５０），（１０１，１５０）と、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の視差補正後の座標（１００，１５０）とを比較すると、座標（１００，１５０）が同一であるため、当該被検体（ワーク３）は最終的に欠陥ありと判断される。
【００５１】
図１０に戻り、Ｌ番目の個眼像ＩｉとＭ番目の個眼像Ｉｊとの間で仮欠陥位置が同一のものがなかった場合には、ＭがＮまで来たか判定し（ステップ３０１０）、まだ来ない場合には、Ｍ＝Ｍ＋１として（ステップ３０１１）、ステップ３００６に戻る。そして、ＭがＮまで来たなら、ＬがＮ−１まで来たか判定し（ステップ３０１２）、まだ来ない場合には、次にＬ＝Ｌ＋１として（ステップ３０１３）、ステップ３００４に戻る。その後、処理を繰り返して、ＬがＮ−１まで来たなら、当該被検体には欠陥なしと判断する（ステップ３０１４）。すなわち、Ｎ個の判定不能の個眼像の間で、仮欠陥位置が同一のものがなかった場合、該仮欠陥位置はノイズとみなして、当該被検体は欠陥なしとする。
【００５２】
なお、実際には、視差補正を行っても、カメラの組み付け状態などによって、個眼像間の座標を画素レベルで一致される構成を実現することは困難である。このため、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかは、適宜設定した許容範囲内で一致すれば、仮欠陥位置は、同一であるとすることが望ましい。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートマッングの場合には、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかの判定は、小領域同士の比較となる。この場合も、適宜設定した許容範囲内で小領域が一致すれば、仮欠陥位置（領域）は同一であるとすればよい。
【実施例２】
【００５３】
図１に示したように、撮像装置には、被検体側と像側の両方あるいは片方に複数のレンズが配列された簡単な構成のレンズアレイを使用している。このような撮像装置で被検体（ワーク）を撮像した場合、各個眼像は、画像中心に比べて画像周辺に行くほど画像のボケ具合が大きくなる。これは、正常ワークを撮像した場合も同様である。このため、個眼像と正常個眼像を各画素あるいは小領域ごとに比較し、その差分の絶対値を評価値とした場合、欠陥が画像中心近くにある場合には、評価値は大きな値を示すため、確実に欠陥ありと判定されるが、欠陥が画像周辺にある場合には、評価値は小さな値を示し（ボケた画像同士を比較するため）、欠陥ありと判定されないケースがでてくる。
【００５４】
本実施例２は、上述のように、複数のレンズがアレイ配列されてなる簡単な構成のレンズアレイを使用した撮像装置では、画像中心に比べ画像周辺に行くほど画像のボケ具合が大きくなり、画像周辺に行くにしたがって判定精度が低下することに鑑み、該画像周辺での判定精度の向上を図るようにしたものである。
【００５５】
本実施例の欠陥検査装置の全体構成は、図１及び図２と同じである。また、処理装置２０内の欠陥判定部２３も、図６に示したように個眼像欠陥判定部２３１と総合判定部２３２からなるが、その処理が先の実施例１と多少相違する。以下、本実施例における個眼像欠陥判定部２３１と総合判定部２３２の処理について説明する。
【００５６】
はじめに、本実施例における個眼像欠陥判別部２３１の処理について詳述する。図１１は個眼像欠陥判定部２３１の本実施例の処理フローチャートを示したものである。ここでも、ｉは個眼像Ｉ１〜Ｉ６の番号を表わす。
【００５７】
まず、ｉ＝１として（ステップ４００１）、６個の個眼像のうち、１番目の個眼像Ｉ１を選択する（ステップ４００２）。そして、正常データ記憶部２４から個眼像Ｉ１に対応する正常個眼像Ｉ０１を読み込み、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１とのテンプレートマッチングを行って両者の差分値を求める（ステップ４００３）。本実施例でも、テンプレートの大きさは適宜選択する。例えば、画素サイズのテンプレートを用意してもよいし、それより大きめのｍ×ｍの画素サイズ（小領域）のテンプレートを用意してもよい。画素サイズのテンプレートの場合、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素値の差分の絶対値を求める。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合、個画像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各小領域内の画素値の差分の総和や２乗和などを求める。このようにして、個眼像Ｉ１と正常個眼像Ｉ０１の各画素あるいは各領域ごとの差分値を求める。
【００５８】
次に、差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とする（ステップ４００４）。これは次のようにして行う。画像（個眼像）の像高位置に応じて図１２に示すような係数を定めておき、個眼像Ｉ１の各画素あるいは各小領域ごとの差分値について、当該差分値の像高位置に応じた係数を乗じた値を評価値とする。すなわち、画像中心に比べて画像周辺に行くほど、見掛上、差分値を高くする。これにより、画像中心に比べて画像周辺に行くほど画像のボケ具合が大きくなることに起因して、キズ等の存在が画像周辺で実際よりも小さく評価されることが補正される。
【００５９】
なお、図１２では、簡単に像高と係数が正比例するとしたが、実際にはレンズ設計時の画像ボケ量に応じて係数を設定すればよい。また、像高に対応する係数は、テーブル（ＬＵＴ）などとして予め不揮発性メモリに保持しておけばよい。
【００６０】
次に、評価値について欠陥度合いを分類する（ステップ４００５）。ここでは、０〜１００の１０１段階に欠陥度合いを設定するとする。ここで、段階０は欠陥なし、段階１〜９９は判定不能、段階１００は欠陥ありを表わす。個眼像Ｉ１の各画素あるいは各小領域ごとの評価値（差分値に係数を乗じた値）について、その値に応じて、欠陥度合いを０〜１００のいずれかの段階（レベル）に分類する。欠陥度合いの各段階に対応する評価値の範囲は、テーブル（ＬＵＴ）などとしてあらかじめ不揮発性メモリに保持しておく。
【００６１】
その後、個眼像Ｉ１について、欠陥度合いを基に欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。すなわち、個眼像Ｉ１の各画素あるいは各小領域ごとの欠陥度合いについて、その全ての欠陥度合いが段階０ならば、個眼像Ｉ１を欠陥なしと設定する（ステップ４００６，４００７）。段階１００の欠陥度合いのものがあった場合、個眼像Ｉ１を欠陥ありと設定する（ステップ４００８，４００９）。また、それ以外の場合（段階０以外のものは、すべて段階１〜９９のいずれか）には、個眼像Ｉ１を判定不能と設定し、段階１〜９９内のすべての評価値の欠陥度合いの座標値と該欠陥度合いを記憶する（ステップ１０１０）。座標値は、画素サイズのテンプレートの場合には、当該画素の座標とし、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートの場合には、例えば、当該小領域の４隅の座標とする。以後、この判定不能と判定された場合の、当該個眼像中の欠陥度合いが１〜９９段階を示す画素あるいは小領域の部分を仮欠陥位置と称す。
【００６２】
その後、ｉが６になったか判定し（ステップ４０１１）、６までこない場合、ｉをプラス１して（ステップ４０１２）、ステップ４００２に戻り、以下、ｉ＝６になるまで、ステップ４００２〜４０１２の処理を繰り返す。すなわち、上記個眼像Ｉ１と同様に、個眼像Ｉ２〜Ｉ６について、それぞれ欠陥なし、欠陥あり、判定不能を判定する。そして、個眼像Ｉ１〜Ｉ６の判定結果を統合判定部２３２に送る（ステップ４０１３）。
【００６３】
なお、評価値（差分値に係数を乗じた値）を用いて、先の実施例１と同様に個眼像の欠陥あり、欠陥なし、判定不能を判定することも可能であるが、欠陥度合いを導入して、上述のように、例えば、段階０は欠陥なし、段階１００は欠陥あり、その間の段階１〜９９は判定不能と設定したのは、曖昧な部分は出来るだけ判定不能とするためである。また、判定不能の場合、対応する座標値と一緒に欠陥度合いを保持するようにしたのは、後の統合判定部２３２での視差考慮判定処理に該欠陥度合いを利用するためである。
【００６４】
図１３に、本実施例の個眼像欠陥判定部２３１における判定結果の一例を示す。図１３（ａ）は、個眼像Ｉ１〜Ｉ６について、これら個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしと判定された被検体（ワーク１）の例である。図１３（ｂ）は、個眼像Ｉ１，Ｉ３が欠陥ありと判定され、残りの個眼像Ｉ２，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６が欠陥なしと判定された被検体（ワーク２）の例である。また、図１３（ｃ）は、欠陥ありと判定された個眼像は一つもなく、個眼像Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５が欠陥なしと判定され、個眼像Ｉ１，Ｉ６が判定不能と判定された被検体（ワーク３）の例である。図１３（ｃ）で、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）で判定不能と判定されて、欠陥度合いはそれぞれ段階３０，４０であることを表し、また、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）で判定不能と判定されて、欠陥度合いは段階５０であることを表している。すなわち、個眼像Ｉ１は座標（１００，１５０），（１０１，１５０）が仮欠陥位置を表し、個眼像Ｉ６は座標（１１０，１６０）が仮欠陥位置を表している。これは、画素サイズのテンプレートを用いた場合であるが、ｍ×ｍ画素サイズでのテンプレートを用いた場合には、例えば、判定不能と判定された小領域の四隅の座標と欠陥度合いが記憶される。この場合、この小領域が仮欠陥位置となる。
【００６５】
本実施例でも、図１３において、欠陥あり及び欠陥なしは、その個眼像の番号の代りに、個数（欠陥ありの個数、欠陥なしの個数）を設定することでもよい。例えば、図１３（ｂ）の場合、欠陥なしは４個、欠陥ありは２個と設定する。
【００６６】
次に、本実施例における統合判定部２３２の処理について詳述する。図１４は統合判定部２３２の全体的処理フローチャートを示したものである。これは、先の図９と同じである。すなわち、個眼像欠陥判定部２３１の判定結果について、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしか判定し（ステップ５００１）、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のすべてが欠陥なしならば、当該被検体１は欠陥なしと判断して（ステップ５００２）、処理を終了とする、図１３の（ａ）はこのケースである。個眼像Ｉ１〜Ｉ６がすべて欠陥なしと判定されなかった場合には、個眼像Ｉ１〜Ｉ６のうち、１個でも欠陥ありの個眼像があるか判定し（ステップ５００３）、あれば、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ５００４）、処理を終了とする。図１３の（ｂ）は、このケースである。
【００６７】
一方、ステップ５００３で、欠陥ありの個眼像が１個も存在しないと判定されたならば、視差考慮判定処理へ進む（ステップ５００５）。すなわち、欠陥なしの個画像が５以下で、しかも、欠陥ありの個眼像が０の場合、欠陥なしの個眼像以外は全て判定不能の個眼像である。視差考慮判定処理では、この判定不能の個眼像に着目し最終的にワークの欠陥有無を判断する。図１３の（ｃ）は、このケースである。具体的には、判定不能の個眼像の仮欠陥位置（判定不能と判定された座標あるいは小領域）について、視差データ記憶部２５の視差テーブルを参照して視差補正を行った後、判定不能の個眼像間の仮欠陥位置を比較し、仮欠陥位置が一致すれば、両者の欠陥度合いが所定の条件を満たすか判定して、満たす場合に当該被検体は欠陥ありとし、満たさない場合には欠陥なしとする。また、仮欠陥位置が一致しなければ、同様に欠陥なしとする。これを判定不能の個眼像のすべての組み合わせについて実施し、途中で欠陥ありが見つかったなら、その時点で処理を終了とする。なお、判定不能の個眼像が１個だけの場合は欠陥なしとする。
【００６８】
図１５に、本実施例における視差考慮判定処理の詳細フローチャートを示す。ここでも、画素サイズのテンプレートマッチングを想定する。すなわち、図１３（ｃ）に示すように、判定不能の個眼像の仮欠陥位置はそれぞれ一つの座標値で表わされるとする。また、視差データ記憶部２５の視差テーブルは図５とする。
【００６９】
図１５において、ステップ６００９とステップ６０１０の部分が先の図１０と相違し、それ以外は図１０と同じである。
【００７０】
まず、判定不能の個眼像が２個以上あるか判定する（ステップ６００１）、判定不能の個眼像が１個のみだったなら、当該被検体は欠陥なしと判断して（ステップ６０１６）、処理を終了とする。すなわち、当該個眼像中の仮欠陥位置はノイズとみなす。
【００７１】
判定不能の個眼像が２個以上（Ｎ個とする）の場合、これらの判定不能の個眼像を番号順に昇順にソートする（ステップ６００２）。そして、Ｌ＝１，Ｍ＝Ｌ＋１（＝２）と初期設定する（ステップ６００３，６００４）。ここで、Ｌ及びＭはソート番号（１〜Ｎ）を表す。次に、ソートしたＮ個の判定不能の個眼像の中から、Ｌ番目の個眼像Ｉｉと、Ｍ番目の個眼像Ｉｊを選択する（ステップ６００５，６００６）。ここで、ｉ，ｊは判定不能の個眼像の実際の番号（１〜６）を表す。具体的には、ｉは図５の縦方向の個眼像番号を表し、ｊは図５の横方向の個眼像番号を表す。
【００７２】
次に、視差データ記憶部２５の視差テーブル（図５）を参照して、Ｍ番目の個眼像Ｉｊにおける各仮欠陥位置の座標について、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの座標とのずれ量（視差分）を補正する（ステップ６００７）。すなわち、個眼像Ｉｉの視点に個眼像Ｉｊの視点を合わせる（視差補正）。例えば、個眼像ＩｉがＩ１、個眼像ＩｊがＩ２の場合、図５より、個眼像Ｉｊの仮欠陥位置の座標（Ｘｊ，Ｙｊ）を、Ｘｊ’＝Ｘｊ−Ｆ／Ｄ＊ｄｘ，Ｙｊ’＝Ｙｊと補正する。これを個眼像Ｉｊの全ての仮欠陥位置の座標について実施する。
【００７３】
次に、Ｌ番目の個眼像Ｉｉの全ての仮欠陥位置の座標とＭ番目の個眼像Ｉｊのすべての仮欠陥位置の視差補正後の座標とを比較して、仮欠陥位置が同一のものがあるか判定する（ステップ６００８）。そして、該個眼像ＩｉとＩｊの間で仮欠陥位置が同一のものがあった場合、両者の欠陥度合いを加算し（ステップ６００９）、その加算値が所定の閾値以上になるか判定して（ステップ６０１０）、所定の閾値以上の場合に、当該被検体は欠陥ありと判断して（ステップ６０１１）、処理を終了とする。なお、閾値としては、本実施例では欠陥度合いを０〜１００で評価しているので、１００に設定することが好ましい。
【００７４】
例えば、図１３（ｃ）の例の場合、ステップ６００５，ステップ６００６で個眼像Ｉ１，Ｉ６が選択される。そして、ステップ６００７にて、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の座標（１１０，１６０）を視差補正した結果、（１００，１５０）になったとする。ステップ６００８で、個眼像Ｉ１の仮欠陥位置の座標（１００，１５０），（１０１，１５０）と、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の視差補正後の座標（１００，１５０）とを比較すると、座標（１００，１５０）が同一であると判定される。図１３（ｃ）より、個眼像Ｉ１の当該仮欠陥位置の欠陥度合いは３０、個眼像Ｉ６の仮欠陥位置の欠陥度合いは５０であり、両者の加算値は３０＋５０＝８０となる。すなわち、両者の欠陥度合いを足しても、まだ１００以下であり、この場合は欠陥ありと断定しない方がよい。
【００７５】
図１５に戻り、Ｌ番目の個眼像ＩｉとＭ番目の個眼像Ｉｊとの間で仮欠陥位置が同一のものがなかった場合、また、同一のものがあっても両者の欠陥度合いの加算値が所定の閾値（例えば、１００）未満の場合には、ＭがＮまで来たか判定し（ステップ６０１２）、まだ来ない場合には、Ｍ＝Ｍ＋１として（ステップ６０１３）、ステップ６００６に戻る。そして、ＭがＮまで来たなら、ＬがＮ−１まで来たか判定し（ステップ６０１４）、まだ来ない場合には、次にＬ＝Ｌ＋１として（ステップ６０１５）、ステップ３００４に戻る。その後、処理を繰り返して、ＬがＮ−１まで来たなら、当該被検体には欠陥なしと判断する（ステップ６０１６）。すなわち、Ｎ個の判定不能の個眼像の間で、仮欠陥位置が同一のものがなかった場合、同一のものがあっても両者の欠陥度合いの加算値が所定の閾値未満の場合、該仮欠陥位置はノイズとみなして、当該被検体は欠陥なしとする。
【００７６】
なお、先に述べたように、実際には、視差補正を行っても、カメラの組み付け状態などによって、個眼像間の座標を画素レベルで一致される構成を実現することは困難である。このため、本実施例でも、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかは、適宜設定した許容範囲内で一致すれば、仮欠陥位置は、同一であるとすることが望ましい。また、ｍ×ｍ画素サイズのテンプレートマッングの場合には、判定不能の個眼像間での仮欠陥位置が同一かどうかの判定は、小領域同士の比較となる。この場合も、適宜設定した許容範囲内で小領域が一致すれば、仮欠陥位置（領域）は同一であるとすればよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 撮像素子
１１ レンズアレイ
１２ 遮光壁
１３ 開口アレイ
１４ 撮像素子
１５ 基板
１６ 筐体
２０ 処理装置
２１ 画像キャプチャ部
２２ 画像補正部
２３ 欠陥補正部
２３１ 個眼像欠陥判定部
２３２ 統合判定部
２４ 正常データ記憶部
２５ 視差データ記憶部
３０ 出力装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開平８−７５６６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４９５６８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、前記レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の個眼像の集合である複眼像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置と、
前記撮像装置により被写体を撮影して得られる複眼像を処理して前記被検体の欠陥を判定する処理装置と、
からなることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記処理装置は、前記撮像装置により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ手段と、前記複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記処理装置は、前記画像キャプチャ手段で分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正手段を更に有し、前記欠陥判定手段は、前記歪み補正された複数の個眼像にもとづいて被検体の欠陥を判定することを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて欠陥判定を行う個眼像欠陥判定手段と、前記個眼像欠陥判定手段での複数の個眼像それぞれの欠陥判定結果をもとに被検体の欠陥を判定する統合判定手段とを有することを特徴とする請求項２もしくは３に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、欠陥あり、欠陥なし、判定不能のいずれかに判定し、
前記統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には判定不能の個眼像をもとに被検体の欠陥を判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求めて、前記差分値を評価値とし、各画素あるいは各小領域のすべての評価値が第１の閾値以下の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの評価値でも第２の閾値（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）以上の場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には判定不能と判定し、
前記統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥があれば被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がなければ被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求め、前記差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とし、前記評価値を予め定めた０〜Ｎの複数の段階のいずれかの欠陥度合いに分類し、各画素あるいは各小領域のすべての欠陥度合いが段階０の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの欠陥度合いでも段階Ｎの場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には当該個眼像は判定不能と判定し、
前記統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥がある場合、それらの欠陥度合いを加算して、加算結果が段階Ｎ以上の場合に被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がないか、欠陥があっても前記加算結果が段階Ｎ以下の場合には被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項８】
前記被検体を照明する照明具を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項９】
複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、前記レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の個眼像の集合である複眼像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置により、被検体を撮影して得られる複眼像を処理して前記被検体の欠陥を判定する欠陥検査処理方法であって、
前記撮像装置により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ過程と、前記複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定過程とを有することを特徴とする欠陥検査処理方法。
【請求項１０】
前記画像キャプチャ過程で分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正過程を更に有し、前記欠陥判定過程は、前記歪み補正された複数の個眼像にもとづいて被検体の欠陥を判定することを特徴とする請求項９に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１１】
前記欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて欠陥判定を行う個眼像欠陥判定過程と、前記個眼像欠陥判定過程での複数の個眼像それぞれの欠陥判定結果をもとに被検体の欠陥を判定する統合判定過程とからなることを特徴とする請求項９もしくは１０に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１２】
前記個眼像欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて、欠陥あり、欠陥なし、判定不能のいずれかに判定し、
前記統合判定過程は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には判定不能の個眼像をもとに被検体の欠陥を判定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１３】
前記個眼像欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域毎の差分値を求めて、前記差分値を評価値とし、各画素あるいは各小領域のすべての評価値が第１の閾値以下の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの評価値でも第２の閾値（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）以上の場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には判定不能と判定し、
前記統合判定過程は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つ場合には被検体なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥があれば被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がなければ被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１４】
前記個眼像欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求め、前記差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とし、前記評価値を予め定めた０〜Ｎの複数の段階のいずれかの欠陥度合いに分類し、各画素あるいは各小領域のすべての欠陥度合いが段階０の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの欠陥度合いでも段階Ｎの場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には当該個眼像は判定不能と判定し、
前記統合判定過程は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥がある場合、それらの欠陥度合いを加算して、加算結果が段階Ｎ以上の場合に被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がないか、欠陥があっても前記加算結果が段階Ｎ以下の場合には被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１】
複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、前記レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の個眼像の集合である複眼像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置と、
前記撮像装置により被写体を撮影して得られる複眼像を処理して前記被検体の欠陥を判定する処理装置と、
からなることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記処理装置は、前記撮像装置により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ手段と、前記複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記処理装置は、前記画像キャプチャ手段で分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正手段を更に有し、前記欠陥判定手段は、前記歪み補正された複数の個眼像にもとづいて被検体の欠陥を判定することを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて欠陥判定を行う個眼像欠陥判定手段と、前記個眼像欠陥判定手段での複数の個眼像それぞれの欠陥判定結果をもとに被検体の欠陥を判定する統合判定手段とを有することを特徴とする請求項２もしくは３に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、欠陥あり、欠陥なし、判定不能のいずれかに判定し、
前記統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には判定不能の個眼像をもとに被検体の欠陥を判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求めて、前記差分値を評価値とし、各画素あるいは各小領域のすべての評価値が第１の閾値以下の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの評価値でも第２の閾値（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）以上の場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には判定不能と判定し、
前記統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥があれば被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がなければ被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
前記個眼像欠陥判定手段は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求め、前記差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とし、前記評価値を予め定めた０〜Ｎの複数の段階のいずれかの欠陥度合いに分類し、各画素あるいは各小領域のすべての欠陥度合いが段階０の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの欠陥度合いでも段階Ｎの場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には当該個眼像は判定不能と判定し、
前記統合判定手段は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥がある場合、それらの欠陥度合いを加算して、加算結果が段階Ｎ以上の場合に被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がないか、欠陥があっても前記加算結果が段階Ｎ以下の場合には被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項８】
前記被検体を照明する照明具を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項９】
複数のレンズがアレイ配列されてなるレンズアレイと、前記レンズアレイの複数のレンズのそれぞれにより略結像される被写体の個眼像の集合である複眼像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置により、被検体を撮影して得られる複眼像を処理して前記被検体の欠陥を判定する欠陥検査処理方法であって、
前記撮像装置により得られる複眼像を複数の個眼像に分離する画像キャプチャ過程と、前記複数の個眼像に基づいて被検体の欠陥を判定する欠陥判定過程とを有することを特徴とする欠陥検査処理方法。
【請求項１０】
前記画像キャプチャ過程で分離された複数の個眼像それぞれを歪み補正する画像補正過程を更に有し、前記欠陥判定過程は、前記歪み補正された複数の個眼像にもとづいて被検体の欠陥を判定することを特徴とする請求項９に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１１】
前記欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて欠陥判定を行う個眼像欠陥判定過程と、前記個眼像欠陥判定過程での複数の個眼像それぞれの欠陥判定結果をもとに被検体の欠陥を判定する統合判定過程とからなることを特徴とする請求項９もしくは１０に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１２】
前記個眼像欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて、欠陥あり、欠陥なし、判定不能のいずれかに判定し、
前記統合判定過程は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には判定不能の個眼像をもとに被検体の欠陥を判定する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１３】
前記個眼像欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域毎の差分値を求めて、前記差分値を評価値とし、各画素あるいは各小領域のすべての評価値が第１の閾値以下の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの評価値でも第２の閾値（ただし、第１の閾値＜第２の閾値）以上の場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には判定不能と判定し、
前記統合判定過程は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つ場合には被検体なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥があれば被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がなければ被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の欠陥検査処理方法。
【請求項１４】
前記個眼像欠陥判定過程は、複数の個眼像それぞれについて、当該個眼像と正常個眼像との各画素あるいは各小領域ごとの差分値を求め、前記差分値を当該画素あるいは小領域の像高に応じて補正した値を評価値とし、前記評価値を予め定めた０〜Ｎの複数の段階のいずれかの欠陥度合いに分類し、各画素あるいは各小領域のすべての欠陥度合いが段階０の場合には当該個眼像は欠陥なし、一つの欠陥度合いでも段階Ｎの場合には当該個眼像は欠陥あり、これら以外の場合には当該個眼像は判定不能と判定し、
前記統合判定過程は、複数の個眼像すべてが欠陥なしの場合には被検体を欠陥なしと判定し、複数の個眼像の一つでも欠陥ありの場合には被検体を欠陥ありと判定し、これら以外の場合には、判定不能の個眼像をもとに、判定不能の個眼像が一つの場合には被検体を欠陥なし、判定不能の個眼像が２以上の場合には、各個眼像を視差補正して、同一位置に欠陥がある場合、それらの欠陥度合いを加算して、加算結果が段階Ｎ以上の場合に被検体を欠陥あり、同一位置に欠陥がないか、欠陥があっても前記加算結果が段階Ｎ以下の場合には被検体を欠陥なしと判定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の欠陥検査処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１８５１４９（Ｐ２０１２−１８５１４９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０９８０（Ｐ２０１１−２４０９８０）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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