(57)【要約】【課題】検出対象の表面・裏面の双方について微小異物の検出が可能で、かつ検出精度の高い異物検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本実施形態のものは、画像解析の対象である検出エリアＦとして、受光像Ｚに対して縦方向から重なる第一の検出エリアＦ１と、受光像Ｚに対して横方向から重なる第二の検出エリアＦ２の二つのエリア設定している。これにより、ガラス基板Ｗの表面、裏面のいずれの面側に微小異物があっても、それを高精度に検出することが可能となる。【選択図】図４−Ｂ
2008032654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台上に置かれた平板状の対象物に向けて照射された光の回折現象によって生ずる回折縞を利用して、対象物に付着する微小異物を検出する異物検出装置であって、
前記対象物の両側において光軸が前記対象物の検出面に沿うように対向配置されるレーザ照射手段、並びに前記レーザ照射手段から照射された光を受光して画像データを出力する二次元撮像手段からなる画像データ取得手段を備え、前記レーザ照射手段の光軸と直交する直交方向に、前記画像データ取得手段或いは前記対象物の少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させつつ検出を行なうものにおいて、
前記二次元撮像手段の撮像面の特定エリアに対応する画像データを対象に検出処理を行なって、相対移動中における回折縞の変化を検出する変化検出手段と、
前記回折縞の変化に基づいて前記微小異物の有無を検出する異物検出手段と、を備えた構成であるとともに、
前記レーザ照射手段によって前記対象物の検出面に向けた照射されたレーザ光が、前記二次元撮像手段の撮像面に入光して形成される像を受光像と定義し、また、前記直交方向を横方向と定義したときに、
前記特定エリアには、前記受光像に対して縦方向に重なる第一の検出エリアが少なくとも含まれていることを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記特定エリアは、
前記第一の検出エリアと、
前記受光像に対して横方向に重なる第二の検出エリアとの、両エリアであることを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記受光像の中心部分を受光中心スポットと定義したときに、
前記受光像に対して縦方向から重なる第一の検出エリアの軸線が、前記受光スポットの中心に重なる設定としてあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記異物検出手段は、
前記第一の検出エリアにおいて回折縞に変化が見られた場合には、対象物の裏面に異物が付着していると判定し、
前記第二の検出エリアにおいて回折縞に変化が見られた場合には、対象物の上面に異物が付着していると判定することを特徴とする請求項２又は、請求項３に記載の異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な異物検出装置が提案されているが、近年では、平板状をなす、特に大きな基板上の微小な異物を検出したい、という要請がある。
というのも、ＬＣＤパネルなどの生産において、平板状のガラス基板上に異物があると、生産上の品質確保の問題や設備装置破損の危険性があり、生産に先立って異物を検出する必要がある。そして、近年では、大型テレビに代表されるようにパネルの大型化が進められているから、検出対象となる基板のサイズが非常に大型化している、という事情があるためである。また、大きな基板上の微小な異物を検出したい、という要請は、金属板に一定の層厚で塗装をしたり、コーティングをする場合などにもある。
一方、基板上の異物を検出する装置として、特許文献１に記載されたものがある。このものは、半導体レーザ素子、ポリゴンミラー、光ファイバ束、光電変換素子から構成され、半導体レーザ素子から出射された光をポリゴンミラーによって基板上に光走査させている。そして、基板上の異物にあたって生じる乱反射光を光ファイバ束で捕捉し、これを光電素子で光電変換するものである。
【特許文献１】特開平６−２５８２３０号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構造のものは、異物にあたって生ずる乱反射光を光ファイバで捕捉しているが、異物が微小であると、乱反射光も必然に微小となる。そのため、乱反射光を受光して得られる信号も、レベルの小さな信号になる。この場合、検出結果にノイズの影響が大きく現れるので、高精度に検出するのが難しい。また、近年では、検出対象となる基板の表面の微小異物のみならず、基板裏面（測定台と基板との間に挟まれた異物）の微小異物を検出したいという要請がある。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、検出対象の表面・裏面の双方について微小異物の検出が可能で、かつ検出精度の高い異物検出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】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、載置台上に置かれた平板状の対象物に向けて照射された光の回折現象によって生ずる回折縞を利用して、対象物に付着する微小異物を検出する異物検出装置であって、前記対象物の両側において光軸が前記対象物の検出面に沿うように対向配置されるレーザ照射手段、並びに前記レーザ照射手段から照射された光を受光して画像データを出力する二次元撮像手段からなる画像データ取得手段を備え、前記レーザ照射手段の光軸と直交する直交方向に、前記画像データ取得手段或いは前記対象物の少なくともいずれか一方を他方に対して相対移動させつつ検出を行なうものにおいて、前記二次元撮像手段の撮像面の特定エリアに対応する画像データを対象に検出処理を行なって、相対移動中における回折縞の変化を検出する変化検出手段と、前記回折縞の変化に基づいて前記微小異物の有無を検出する異物検出手段と、を備えた構成であるとともに、前記レーザ照射手段によって前記対象物の検出面に向けた照射されたレーザ光が、前記二次元撮像手段の撮像面に入光して形成される像を受光像と定義し、また、前記直交方向を横方向と定義したときに、前記特定エリアには、前記受光像に対して縦方向に重なる第一の検出エリアが少なくとも含まれているところに特徴を有する。
【０００５】
尚、ここでいう回折縞の変化を検出するとは、二次元撮像手段の画像データに、異物に起因する回折縞が出現したときに、それを検出するという意味である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記特定エリアは、前記第一の検出エリアと、前記受光像に対して横方向に重なる第二の検出エリアとの、両エリアであるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のものにおいて、前記受光像の中心部分を受光中心スポットと定義したときに、前記受光像に対して縦方向から重なる第一の検出エリアの軸線が、前記受光スポットの中心に重なる設定としてあるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のものにおいて、前記異物検出手段は、前記第一の検出エリアにおいて回折縞に変化が見られた場合には、対象物の裏面に異物が付着していると判定し、前記第二の検出エリアにおいて回折縞に変化が見られた場合には、対象物の上面に異物が付着していると判定するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
＜請求項１の発明＞
請求項１の発明によれば、計測が開始されると、まず、画像データ取得手段或いは対象物の少なくともいずれか一方を、他方に対して相対移動させるスキャン動作が行なわれる。そして、スキャン動作中、二次元撮像手段からは画像データが出力され、これが変化検出手段に取り込まれる。すると、変化検出手段では、入力された画像データに基づいて、スキャン動作中における回折縞の変化を検出する処理が行なわれる。
仮に、対象物上に微小異物があるなどしてレーザ照射手段から照射されたレーザ光の進行が妨げられると、光の回折が起こり、撮像面上に微小異物に起因する回折縞が出現する。そのため、画像データに基づいて検出を行なったときに、変化検出手段により回折縞の変化（異物に起因する回折縞の出現）が検出される。そして、変化検出手段により回折縞の変化が検出されると、異物検出手段により「微小異物有り」と判定される。このように、スキャン移動中の回折縞の変化に基づいて微小異物の有無を判定することとした。回折縞は周期的に繰り返される光の濃淡であり、ノイズ成分と混同されることが少ないので、微小異物の検出に関し、信頼性の高い検出結果が得られる。
【００１０】
また、請求項１の発明によれば、画像データから回折縞の変化を検出する処理（画像解析処理）を、撮像面上の全領域を対象とせず、特定エリアに限定させている。仮に、上述の画像解析処理を撮像面上の全エリアを対象として行なうと、エリアの大きさに応じて処理の対象となるデータ数が多くなるので、回折縞の変化を検出するのに時間がかかる。この点、特定のエリアに限定して処理を行なう請求項１の構成であれば、処理の対象となるデータ数が少なくて済むので、回折縞の変化を高速で行なうことが可能となる。
【００１１】
加えて、本実施形態のものは、特定エリアとして、受光像に対して縦方向から重なる第一の検出エリアが少なくとも含まれいる。これにより、対象物の裏面に微小異物があっても、それを高精度に検出することが可能となる。
【００１２】
というのも、出願人の知見によれば、微小異物が対象物の裏面にある場合には、受光像に対して縦方向に重なる領域の画像データに、回折縞の影響が顕著に表れる傾向を示す。従って、この傾向を予め見込んで、受光像に対して縦方向から重なる第一の検出エリアを検出の対象としておけば、対象物の裏面に微小異物があっても、それを高精度に検出することが可能となる。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、特定エリアとして、受光像に対して縦方向から重なる第一の検出エリアと、受光像に対して横方向から重なる第二の検出エリアの二つのエリア設定している。これにより、対象物の表面（検出面）、裏面のいずれの面側に微小異物があっても、それを高精度に検出することが可能となる。
【００１４】
というのも、出願人の知見によれば、微小異物が対象物の表面にある場合と裏面にある場合とでは、微小異物に起因して生ずる回折縞の形状が異なるなどの理由により、同じ撮像面上であっても、回折縞を検出し易いエリアがそれぞれ異なる。すなわち、微小異物が対象物の表面にある場合には、受光像に対して横方向に重なる領域の画像データに回折縞の影響が顕著に表れる傾向を示す。一方、微小異物が対象物の裏面にある場合には、受光像に対して縦方向に重なる領域の画像データに、回折縞の影響が顕著に表れる傾向を示す。従って、これらの傾向を予め見込んで、受光像に対して縦方向から重なる第一の検出エリアと、受光像に対して横方向から重なる第二の検出エリアの両エリアを検出の対象としておけば、対象物の表面、裏面のいずれの面側に微小異物があっても、それを高精度に検出することが可能となる。
【００１５】
＜請求項３の発明＞
撮像手段から出力される画像データというのは、撮像面を構成する各画素の受光レベルに応じた電気信号であり、信号のレベルがあまりに小さいと、信号として検出できないという事情がある。この点、請求項２の発明によれば、第一の検出エリアを、軸線が受光スポットの中心に重なるように設定した。受光スポットの中心は受光レベルが高く、電気信号として信号のレベルが高いものが出力されるので、上述のように信号として検出することが出来ない、という事態が起き難い。
【００１６】
＜請求項４の発明＞
請求項４の発明によれば、異物が付着方向、すなわち対象物の表面側に付着しているか、裏面側に付着しているのかについても判別するので、商品性が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施形態を図１ないし図１１を参照して説明する。
本実施形態は、本発明に係る異物検出装置を、ガラス基板（本発明の対象物に相当）上の微小異物（例えば、ガラス片）を検出する微小異物検出装置Ｓに適用したものである。
【００１８】
図１における符号１０はワーク載置台、符号Ｗは検査対象のガラス基板である。ワーク載置台１０には、同載置台１０の長手方向（同図のＢ方向）に延びるスライダ２０が設けられている。このスライダ２０の両端部には、Ｌ字状の治具２１、２５が固定されており、これが載置台１０の端面部１０Ａに若干の隙間を持って嵌めあわされている。
【００１９】
これにより、図示しない駆動装置を駆動させると、治具２１、２５と載置台１０の嵌合部分が摺動面となって、図１に示す矢印Ａ方向（横方向）にスライダ２０が進退するようになっている。
【００２０】
微小異物検出装置Ｓは画像データ取得手段Ｄ、並びにコントローラ５０から構成される。画像データ取得手段Ｄは、投光ユニット（本発明の「レーザ照射手段」に相当）３０と、これと対をなす受光カメラ（本発明の「二次元撮像手段」に相当）４０とからなり、全体がスライダ２０ととともに載置台１０上を進退する。
【００２１】
投光ユニット３０は、図２に示すように、ケーシング３１内にレーザ光源３５、並びにコリメートレンズ３４を収容してなる。ケーシング３１の前面（図２における右側の面）には、円形のレーザ出射口３２が開口しており、そこより、レーザ光、すなわちレーザ光源３５から出射されコリメートレンズ３４で平行光とされた光が出射されるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、投光ユニット３０は、レーザ出射口３２の中心位置（光軸Ｌ）が上下方向においてガラス基板Ｗの表面（検出面）Ｗ１とほぼ同じ高さとなるように位置調整されている。換言すれば、レーザ出射口３２の下半分がガラス基板Ｗの端面Ｗａに対向し、それ以外の部分がガラス基板Ｗの表面Ｗ１側に露出される配置としてある。係る配置とすることで、投光ユニット３０から出射されたレーザ光のうちの、中心部分の光が、ガラス基板Ｗ上の異物に対して照射されることとなる。
【００２３】
係る投光ユニット３０は、図１における左側の治具２１の側面に固定される。一方、受光カメラ４０は図１における右側の治具２５の側面において投光ユニット３０と対向する位置に固定されている。受光カメラ４０は撮像面４１Ａに撮像素子（以下、画素ともいう）を行列状に配した受光部４１を備える。受光部４１からは、レーザ光が撮像面４１Ａ上に入光して出来る受光画像のデータ（以下、画像データと呼ぶ）が電気信号として出力されるようになっている。
【００２４】
そして、受光カメラ４０と次述するコントローラ５０との間が信号線を通じて接続されており、受光カメラ４０から出力される電気信号がコントローラ５０側に取り込まれるようになっている。また、同図に示す符号７０はモニタである。
【００２５】
次に、図３を参照して、コントローラ５０の電気的構成について説明する。
コントローラ５０は、ＣＰＵ５１、制御回路５３、フレームメモリ５５、ＲＡＭ５６、ＲＯＭ５７並びに、出力回路５８より構成される。ＣＰＵ５１は受光カメラ４０で撮影された画像データの画像解析を行なって、ガラス基板Ｗに付着する異物を検出する。
【００２６】
フレームメモリ５５は、受光カメラ４０で撮像された画像データ（電気信号）を記憶するためのものであり、制御回路５３はＣＰＵ５１からの指令に基づいてフレームメモリ５５に画像データを記憶させたり、或いはフレームメモリ５５から画像データの読み出しを行なうものである。
【００２７】
ＲＯＭ５７には、画像データを解析するための各種プログラムが格納されており、これがＲＡＭ５６上の所定領域に読み出されてＣＰＵ５１により実行される。また、ＲＡＭ５６にはプログラムが読み出される領域の他に、ＣＰＵ５１が処理を行なう際に、データを一時記憶しておくための領域が設けられている。
【００２８】
ここで、投光ユニット３０から照射されたレーザ光が受光カメラ４０の撮像面４１Ａに入光して出来る受光画像と、画像解析の対象となる検出エリアＦ１、Ｆ２について説明する。
本実施形態のレーザ光は、光芒が円形であり、光軸Ｌがガラス基板Ｗの表面Ｗ１に沿うように照射される。そのため、レーザ光の下側はガラス基板の端面Ｗａで遮られ（図２参照）、残りの部分だけが直進して受光カメラ４０の撮像面４１Ａに入光する。そのため、受光カメラ４０の撮像面４１Ａには図４−Ａに示すような山型（レーザ光の下半分がカットされたような形状）の受光像Ｚが現れ、当該受光像Ｚに対応する画素からは信号レベルの高い電気信号が出力される。
【００２９】
次に、画像解析の対象となる検出エリアＦであるが、これは、図４−Ｂに示すように、軸線Ｇ１が縦に延び受光像Ｚに対して縦に重なる第一の検出エリアＦ１と、軸線Ｇ２が横に延び受光像Ｚに対して横に重なる第二の検出エリアＦ２の２つの検出エリアが設定されている。このように、検出エリアＦの指定を行なうのは、受光カメラ４０の全画素を対象に画像解析処理を行なうと解析の対象となるデータ数が多くなり処理に時間がかかるからである。
【００３０】
また、検出エリアＦとして、縦方向の第一の検出エリアＦ１と、横方向の第二の検出エリアＦ２の２つのエリアを設けているのは、図５−Ａに示すようにガラス基板Ｗの表面Ｗ１に異物が付着している場合と、図７−Ａに示すようにガラス基板Ｗの裏面Ｗ２に異物が付着している場合の双方の場合について、異物検出を可能とするためである。
【００３１】
具体的に説明すると、本実施形態では、受光カメラ４０の画像データ上に出来る回折縞に着目して、異物の有無を判別している。回折縞はレーザ光の回折現象によって出来、レーザ光の進行を妨げる障害物（例えば、本実施形態では、ガラス基板Ｗの端面Ｗａなどが障害物になる）があれば、そこで、レーザ光は回折を起こす。そのため、受光カメラ４０の画像データ中には異物の有無に拘わらず、種々の回折縞が元から混在した状態にあり、ガラス基板Ｗに異物が付着していると、種々の回折縞が混在している画像データ中に、異物に起因する回折縞が、更に出現することとなる。本実施形態のものは、この異物に起因する回折縞の出現を画像解析によって検出することで、異物の有無を判定するようにしている。
【００３２】
ここで、回折縞の縞模様であるが、それは障害物の形状に倣う傾向がある。すなわち、異物がガラス基板Ｗの表面Ｗ１にある場合（図５−Ａ）であれば、異物によってレーザ光の進行が妨げられるので、異物そのものが障害物になり、この場合には、異物の形状に倣った縞模様の回折縞が現れる。例えば、異物が球状であれば、受光カメラ４０の撮像面４１Ａ上に、図５−Ｂに示すような同心円状の縞模様の回折縞が現れる。
【００３３】
これに対して、異物がガラス基板Ｗの下面にある場合（図７−Ａ）であれば、異物に乗り上げて湾曲したガラス基板Ｗによってレーザ光の進行が妨げられるので、湾曲したガラス基板Ｗが障害物となる。その結果、回折縞の模様はガラス基板Ｗの表面Ｗ１に倣った模様、すなわち図７−Ｂに示すように、横方向に緩やな湾曲をなす曲線が、縦方向に重なる縞模様となる。
【００３４】
出願人の知見によれば、図５−Ｂに示すような回折縞に対しては、第二の検出エリアＦ２を対象に画像解析を行うと回折縞の出現を高精度に検出出来る傾向にあり、また、図７−Ｂに示すような回折縞に対しては、第一の検出エリアＦ１を対象に画像解析を行うと回折縞の出現を高精度に検出出来る傾向にある。
【００３５】
このような傾向を示す理由としては、以下の事が考えられる。まず、検出エリアＦは前提として回折縞に直交するように設定する必要がある。
【００３６】
図５−Ｂの場合であれば、回折縞は同心円状をなすので、検出エリア１、検出エリア２の双方とも軸線Ｇ１、Ｇ２が回折縞に直交する。しかし、実際には、画像データ取得手段Ｄをスライドさせつつ計測を行うので、光軸の中心が異物の中心から外れている場合もあり、このときには、図６のように、回折縞の位置が受光像Ｚに対して横ズレすることがある。このとき、縦方向の検出エリアＦ１では、横ずれの影響を受けてしまうので回折縞の検出精度が低下するが、横方向の検出エリアＦ２では横ずれに拘わらず、軸線Ｇ２が回折縞に直交する状態となるので、回折縞を高精度に検出できる。
【００３７】
また、図７−Ｂの場合であれば、回折縞は縦方向に重なる縞模様であるため、横方向の検出エリアＦ２では、ほとんど回折縞を検出することが出来ない。一方、縦方向の検出エリアＦ２は、上述のような横ずれがあったとしても、常に、軸線Ｇ１が回折縞に直交する状態となるので、回折縞を高精度に検出できる。
【００３８】
また、本実施形態のものは、図４−Ｂに示すように、各検出エリアＦ１、Ｆ２をいずれも、受光像Ｚの受光中心スポットＣに重なるように設定してある。受光中心スポットＣというのは、受光像Ｚの中心（具体的には、最も受光量のレベルが高いところ）であり、受光中心スポットＣの付近は受光量が高いレベルで安定している。このように、受光量が高く安定した領域を検出エリアＦとして設定しておくことで、安定した検出が可能となる。
【００３９】
仮に、受光量が低い領域を対象に検出エリアＦを設定してしまうと、レーザの出力状況によっては、指定した検出エリアＦの各画素の受光レベルが、受光カメラ４０で信号として検出可能なレベルを下回ることもあり、これでは、安定した検出を行なうことが出来なくなる。この点、上述のように、受光量が高く安定した領域をエリアとして予め指定しておけば、係る事態を未然に回避することが可能となる。
【００４０】
尚、上述した両検出エリアの設定は、異物検出に先立って、試験的に投光・受光を行なわせ、それから得られる受光分布に従って両検出エリアＦ１、Ｆ２を決定してもよいし、上述のような試験的な投光・受光は一切行なわず、受光カメラ４０のうちの特定の領域を固定的に検出エリアとして設定しておいてもよい。
【００４１】
次に、具体的な検出動作について説明する。
検出の開始時点では、図８に示す初期位置にスライダ２０がセットされる。そして、検出が開始されると、投光ユニット３０によってレーザ光の照射が開始される。
【００４２】
続いて、駆動装置の駆動が開始されて、スライダ２０は図８の下方に向けてゆっくりと水平移動してゆく。これにより、投光ユニット３０と受光カメラ４０から構成される画像データ取得手段Ｄがスライダ２０とともに、一体的に移動する。
【００４３】
スライダ２０の移動中、受光カメラ４０では、所定の間隔で撮影が繰り返し行なわれる。そして、撮影が行なわれるたびに、制御回路５３によって受光カメラ４０から画像データが読み出され、これが、フレームメモリ５５に記憶されるようになっている。かくして、フレームメモリ５５には、検出開始後、各時点ｔ１、ｔ２・・・・・の画像データが保持される。
【００４４】
そして、上述した処理と並行して、保持された画像データの画像解析処理がＣＰＵ５１で行なわれる。
【００４５】
画像解析処理は、二つの段階より構成されている。第一段階では、検出エリアＦの画像データを対象にＦＦＴ（離散フーリエ変換）を行なって、パワースペクトル分布を算出する処理が行われる。そして、第二段階では、第一段階で取得されたパワースペクトル分布の時間的な変化を検出し、これに基づいて異物検出を行なう処理がＣＰＵ５１によって行われる。尚、これら画像解析処理は各検出エリアＦ１、Ｆ２それぞれ独立して行われ、異物の判定についても別々に行われるが、処理の内容は同じである。
【００４６】
＜第一段階＞
ＣＰＵ５１は検出エリアＦ内の画像データを対象として、下記の（１）、（２）式に従って公知のＦＦＴを行なう。
【００４７】
2008032654.tif 000003
2008032654.tif 000004
（２）式
ｕ・・・・・・空間周波数
ｆ（ｎ）・・・画像データ（画素の光量）
Ｆ（ｕ）・・・スペクトル
Ｇ（ｕ）・・・パワースペクトル
【００４８】
図９には、ＦＦＴの結果として得られた、ある時点（例えば、ｔ１時点）のパワースペクトル分布の一例が示されている。パワースペクトル分布というのは、検出エリアＦ内に、如何なる空間周波数の成分が、どの割合で含まれているのを示すものである。この例であれば、検出エリアＦ中に、空間周波周１の成分が最も多く含まれ、次いで空間周波数２の成分、次いで空間周波数３の成分が多く含まれていたこととなる。
【００４９】
ＣＰＵ５１は、各時点ｔ１、ｔ２・・・・の画像データを対象に、上述した第一段階の処理を繰り返し行なう。これにより、所定数（例えば、１０個）のパワースペクトル分布が得られると、第二段階に移行する。
【００５０】
＜第二段階＞
第二段階では、異物の有無を判定する処理が行われる。異物の有無についての判定は、各空間周波数ｕのパワースペクトル値に、時間的な変化が現れているか、否かにより行われる。
【００５１】
例を挙げて説明すると、図１０は、ｔ１〜ｔ１０の各時点のパワースペクトルの分布をまとめたものであるが、この例では、いずれの空間周波数帯においても、パワースペクトルに時間的な変化がない状態となっている。このような場合は、ＣＰＵ５１により「異物なし」と判定される。パワースペクトルに時間的な変化がない場合に、異物なしと判定出来る理由は、ガラス基板Ｗに異物の付着がなければ、受光カメラ４０の受光画像は、検出中、常に同じような画像になるので、いずれの空間周波数についても、パワースペクトルに時間的な変化が現れないからである。
【００５２】
一方、図１１のＣ部に見られるように、特定の空間周波数帯において、パワースペクトルの大きさに時間的な変化が現れている場合には、ＣＰＵ５１により「異物あり」と判定される。具体的には、図１１の例であれば、空間周波数３付近で、パワースペクトルに時間的な変化が見られるので、ＣＰＵ５１は、変化の見られる各空間周波数２〜４について、パワースペクトルの時間的な変化量をそれぞれ算出し、これを予め定められた基準値と比較する処理を行なう。その結果、変化の見られる空間周波数２〜４のうち、いずれか一でも、パワースペクトルの時間的な変化量が基準値を上回っていれば、「異物あり」と判定する。
【００５３】
このように、特定空間周波数のパワースペクトルに時間的な変化が現れたときに、「異物有り」と判定できるのは、先にも述べたように、異物がある場合には、異物に起因して受光カメラ４０の画像中に回折縞が現れるためである。回折縞は特定の空間周波数を持つので、その空間周波数帯域ではパワースペクトルが増加し、その結果、特定周波数のパワースペクトルに時間的な変化が起きる。
【００５４】
そして、本実施形態では、「異物あり」と判定されると、ＣＰＵ５１は出力回路５８を通じて異物検出信号を出力する。尚、ＣＰＵ５１が本発明の「変化検出手段」並びに「異物検出手段」に相当するものであり、上記した第一、第二段階の処理により、本発明の「前記二次元撮像手段の撮像面の特定エリアに対応する画像データを対象に検出処理を行なって、相対移動中における回折縞の変化を検出する」並びに「前記回折縞の変化に基づいて前記微小異物の有無を検出する」が実現されている。
【００５５】
出力回路５８はスライダ２０を駆動させる駆動装置に接続されており、異物検出信号が出力されると、駆動装置がこれを受信してスライダ２０の進退を停止させるようになっている。
また、本実施形態において、ＣＰＵ５１は、異物の付着方向についての判定も行うようになっている。具体的には、検出エリアＦ１を対象に画像解析処理を行なった結果、異物有りと判定された場合には、「異物はガラス基板Ｗの裏面に付着している」と判定して、その旨をモニタ７０上に表示させる。一方、検出エリアＦ２を対象に画像解析処理を行なった結果、異物有りと判定された場合には、「異物はガラス基板Ｗの表面に付着している」と判定して、その旨をモニタ７０上に表示させる。
【００５６】
一方、検出中、パワースペクトルに時間的な変化がなければ、スライダ２０は停止することなく、図８の下方に向けてゆっくりと水平移動を続ける。これにより、ガラス基板Ｗに対するレーザ光による光の走査（スキャン）が行われるとともに、これと並行してＣＰＵ５１により異物の有無について判定処理が繰り返し行われる。
【００５７】
やがて、スライダ２０が終端位置（図８に示す一点鎖線で示す位置）まで達し、レーザ光による光の走査がガラス基板Ｗの全面について行なわれると、異物検出動作が完了する。
【００５８】
このように本実施形態によれば、微小異物検出装置Ｓは、投光ユニット３０、受光カメラ４０並びにコントローラ５０だけで構成されているから、部品点数が少なく、装置全体がコンパクトにまとめられている。また、異物の検出については、異物によって生じた回折縞に起因するパワースペクトル分布の時間的な変化に基づいて検出を行なっている。従って、ノイズ成分、並びに種々の空間周波数成分が混在する画像データの中から、異物に起因する画像の変化を適格に捉えることが可能となり、信頼性の高い検出結果を得ることが出来る。
【００５９】
加えて、本実施形態のものは、検出エリアＦとして、受光像Ｚに対して縦方向から重なる第一の検出エリアＦ１と、受光像Ｚに対して横方向から重なる第二の検出エリアＦ２の二つのエリア設定している。これにより、対象物の表面（検出面）Ｗ１、裏面Ｗ２のいずれの面側に微小異物があっても、それを高精度に検出することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態のものは、異物の付着方向、すなわちガラス基板Ｗの表面側に異物が付着しているか、裏面側に付着しているのかについても判別するので、このような判別機能を持たない異物検出装置に比べて商品性が高く出来る。
【００６１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６２】
（１）上記実施形態では、微小異物検出装置Ｓをガラス基板Ｗに付着する異物の検出に適用したが、用途はガラス基板等に限定されるものではなく、他の基板（例えば、金属板）に対するものであってもよい。
【００６３】
（２）上記実施形態では、検出エリアＦ１、Ｆ２について、エリアそのものを受光中心スポットＣに重ねた例を示したが（図４−Ｂ）、少なくとも軸線Ｇ１、Ｇ２が受光中心スポットＣに重なっていればよく、必ずしも、エリアそのものを受光中心スポットＣに重ねる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態に適用された微小異物検出装置の概観構成を示す斜視図
【図２】投光ユニットのレーザ光の光軸と、ガラス基板上との関係（上下方向の位置関係）を示す図
【図３】検出装置の電気的構成を示すブロック図
【図４−Ａ】受光カメラの受光画像を示す図
【図４−Ｂ】検出エリアＦ１、Ｆ２と受光像との関係を示す図
【図５−Ａ】ガラス基板の表面に異物がある状態を示す図
【図５−Ｂ】そのときの回折縞を示す図
【図６】検出エリアＦ１の軸線Ｇ１に対して回折縞が横ズレした状態を示す図
【図７−Ａ】ガラス基板の裏面に異物がある状態を示す図
【図７−Ｂ】そのときの回折縞を示す図
【図８】スライダの初期位置、並びに終端位置を示す平面図
【図９】画像データをＦＦＴした結果（パワースペクトル分布）を示す図
【図１０】パワースペクトル分布の時間的な推移を示す図（異物なしの場合）
【図１１】パワースペクトル分布の時間的な推移を示す図（異物有りの場合）
【符号の説明】
【００６５】
Ｓ…微小異物検出装置
Ｄ…画像データ取得手段
３０…投光ユニット（本発明の「レーザ照射手段」に相当）
４０…受光カメラ（本発明の「二次元撮像手段」に相当）
５０…コントローラ
５１…ＣＰＵ（本発明の「変化検出手段」、「異物検出手段」に相当）
Ｆ１…第一の検出エリア
Ｆ２…第二の検出エリア
Ｚ…受光像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
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【図５−Ａ】
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【図５−Ｂ】
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【図６】
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【図７−Ａ】
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【図７−Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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