(57)【要約】【課題】漏れなく、定量的に検査することができる赤外カットフィルタの検査装置を提供する。【解決手段】赤外カットフィルタ１０が遮断すべき波長の赤外光を、照明部１３から赤外カットフィルタ１０の検査部分に照射する。そして、欠陥によって赤外カットフィルタ１０を透過した赤外光で、撮影部１６は赤外カットフィルタ１０の欠陥を撮影する。このとき得られるデジタルな画像をもとに、評価部８１は赤外カットフィルタ１０の検査部分に欠陥があるか否かを評価し、欠陥がある場合には、その欠陥の位置、大きさ、形状などの欠陥の状態をＨＤＤ８２に記録する。また、赤外カットフィルタ１０の全面を検査が完了すると、記録した欠陥の状態をもとに、評価部８１は、検査した赤外カットフィルタ１０の良否を評価する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を遮断する赤外カットフィルタに赤外光を照射して前記赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を記録し、前記記録に基づいて赤外カットフィルタの品質を評価することを特徴とする赤外カットフィルタの検査方法。
【請求項２】
前記赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像手段で撮影・記録することを特徴とする請求項１記載の赤外カットフィルタの検査方法。
【請求項３】
前記赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を感光材料に露光して記録することを特徴とする請求項１記載の赤外カットフィルタの検査方法。
【請求項４】
赤外光を遮断する赤外カットフィルタの光学特性を検査する赤外カットフィルタの検査装置において、
赤外光を放射する光源装置と、
前記光源装置から放射された赤外光の光路内に検査対象となる赤外カットフィルタを位置決めして支持するサンプル支持台と、
前記光源から放射され前記サンプル支持台で支持された赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像して記録する撮像手段と、
前記撮像手段で記録した情報に基づいて前記赤外カットフィルタの品質を評価する評価手段と
を備えることを特徴とする赤外カットフィルタの検査装置。
【請求項５】
前記光源装置が赤外光の波長を変更する波長変更手段を有することを特徴とする請求項４記載の赤外カットフィルタの検査装置。
【請求項６】
前記光源装置と前記サンプル支持台との間に、光源装置から放射され前記赤外カットフィルタに照射される赤外光の光量を調節し、且つフォーカスを調節する調節機能を有する光学系を備えることを特徴とする請求項４又は５記載の赤外カットフィルタの検査装置。
【請求項７】
前記サンプル支持台が、支持した赤外カットフィルタを赤外光の光束内で移動させるサンプル移動手段を有することを特徴とする請求項４乃至６何れかに記載の赤外カットフィルタの検査装置。
【請求項８】
前記撮像手段は、赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像して記録する際に、前記サンプル移動手段から得られる移動情報をも記録し、
前記評価手段は、前記撮像手段による記録及び前記移動情報に基づいて、前記赤外カットフィルタ上の赤外光透過欠陥部の位置情報を識別すること
を特徴とする請求項７記載の赤外カットフィルタの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料の欠陥を検査する検査装置に関し、さらに詳しくは、赤外光を遮断するフィルタの欠陥を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年普及しているデジタルカメラなどの撮影装置には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）といった撮像素子が用いられている。周知のように、これらの撮像素子は、可視光だけでなく赤外光領域まで感度があり、赤外光による撮影に特化した撮影装置もある。
【０００３】
このように、積極的に赤外光を利用する撮影を行う例としては、例えば、画像の赤外光成分を分光してカラー印刷物の品質検査を行う方法（特許文献１参照）や、赤外光で撮影した画像でトンネルの内壁の欠陥を検査する装置（特許文献２参照）などが知られている。
【０００４】
一方で、赤外光を用いる検査などの目的ではなく、一般的な可視光による撮影を行う場合、赤外光を遮断するフィルタ（以下、赤外カットフィルタ）を用いないで撮影を行うと、意図した色彩の画像を取得することができないので、赤外カットフィルタを用いて撮影を行うことが一般的である。
【０００５】
赤外カットフィルタが撮像素子とは十分に離れた位置にある光学系に実装される場合、赤外カットフィルタに微小な欠陥があるとしても、取得する画像の画質にそれほど影響を与えない。しかし、撮影装置の小型化にともない、赤外カットフィルタは、撮像素子と一体に、すなわち撮像素子と程近い位置に設けられることが一般的となり、赤外カットフィルタの欠陥は微小であったとしても取得画像の画質を著しく劣化させることが問題となっている。
【０００６】
このことから、赤外カットフィルタを対象とする品質の検査は、撮像素子に実装する以前に行われる顕微鏡による目視検査、撮像素子に実装後の顕微鏡による目視検査、及び、赤外カットフィルタを実装した撮像素子によって実際に撮像された画像の検査が行われている。
【特許文献１】特開平９−１１４４５号公報
【特許文献２】特開２００４−１１７１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、顕微鏡による目視検査は、検査員によって行われるから見落としなどもあり、欠陥を全て発見する事は困難であり、欠陥を発見してもそれを定量的に評価することは難しく、検査品質に問題がある。
【０００８】
さらに、撮像素子に実装後に行われる目視検査では、目視検査が故の問題点に加え、撮像素子を構成する他の部品などと競合し、赤外カットフィルタの欠陥自体を発見する事が困難である。
【０００９】
また、検査すべき赤外カットフィルタが実装された撮像素子の画像を用いる検査は、可視光によって撮影された画像を用いるから、たとえ画像から欠陥を発見したとしても、それが赤外カットフィルタの欠陥であるのか、あるいは撮像素子の他の部品の欠陥であるのか見分けることは困難である。
【００１０】
さらに、撮像素子に実装後の検査では、撮像素子の他の部品が良品であったとしても、赤外カットフィルタの欠陥に起因する画質の劣化が認められると、撮像素子自体を不良品として扱わねばならず、費用の多大な損失になるという問題もある。
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、赤外カットフィルタを正確で漏れなく検査でき、また、定量的に検査することができる赤外カットフィルタ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】
本発明の検査方法は、赤外光を遮断する赤外カットフィルタに赤外光を照射して前記赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を記録し、前記記録に基づいて赤外カットフィルタの品質を評価することを特徴とする。
【００１３】
また、前記赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像手段で撮影・記録することを特徴とする。
【００１４】
また、前記赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を感光材料に露光して記録することを特徴とする。
【００１５】
本発明の検査装置は、赤外光を遮断する赤外カットフィルタの光学特性を検査する赤外カットフィルタの検査装置であり、赤外光を放射する光源装置と、前記光源装置から放射された赤外光の光路内に検査対象となる赤外カットフィルタを位置決めして支持するサンプル支持台と、前記光源から放射され前記サンプル支持台で支持された赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像して記録する撮像手段と、前記撮像手段で記録した情報に基づいて前記赤外カットフィルタの品質を評価する評価手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、前記光源装置が赤外光の波長を変更する波長変更手段を有することを特徴とする。
【００１７】
また、前記光源装置と前記サンプル支持台との間に、光源装置から放射され前記赤外カットフィルタに照射される赤外光の光量を調節し、且つフォーカスを調節する調節機能を有する光学系を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、前記サンプル支持台が、支持した赤外カットフィルタを赤外光の光束内で移動させるサンプル移動手段を有することを特徴とする。
【００１９】
また、前記撮像手段は、赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像して記録する際に、前記サンプル移動手段から得られる移動情報をも記録し、前記評価手段は、前記撮像手段による記録及び前記移動情報に基づいて、前記赤外カットフィルタ上の赤外光透過欠陥部の位置情報を識別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の検査方法によれば、赤外カットフィルタに赤外光を照射し、赤外カットフィルタを透過した赤外光を記録するから、赤外カットフィルタ上の赤外光を透過する欠陥を直接的に記録することができ、この記録に基づいて赤外カットフィルタの品質を評価するから、赤外カットフィルタ上の欠陥を漏れなく、正確に捉え、赤外カットフィルタの品質を適切に評価することができる。
【００２１】
また、赤外カットフィルタを透過した赤外光を撮像手段によって撮像し、記録するから、前記欠陥を定量的に評価することができる。
【００２２】
また、感光材料を用いて前記欠陥を記録するから、安価に赤外カットフィルタの品質を評価することができる。
【００２３】
本発明の検査装置によれば、サンプル支持台によって位置決めされた検査対象の赤外カットフィルタに赤外光を照射し、この赤外カットフィルタを透過した赤外光を撮像手段によって撮像し、記録し、この記録した情報に基づいて赤外カットフィルタの品質を評価するから、赤外カットフィルタ上の赤外光を透過する欠陥を、漏れなく正確に捉えることができ、定量的に赤外カットフィルタの品質を評価することができる。
【００２４】
また、光源装置に赤外光の波長を変更する波長変更手段を設けるから、検査対象の赤外カットフィルタの特性に応じて適切な波長の赤外光を照射することができる。
【００２５】
また、赤外カットフィルタに照射する赤外光の光量やフォーカスを調節する光学系を備えるから、検査対象の赤外カットフィルタに適切に赤外光を照射することができる。
【００２６】
さらに、サンプル支持台が、支持する赤外カットフィルタを赤外光の光束内で移動させるサンプル移動手段を有するから、赤外カットフィルタを検査に、すなわち撮影に適切な位置へ精度良く移動させることができる。
【００２７】
また、赤外カットフィルタを透過してきた赤外光を撮像し、記録するとともに、サンプル移動手段から得られる移動情報を記録するから、これらの情報に基づいて、赤外光透過欠陥部、すなわち赤外カットフィルタ上の赤外光を透過する欠陥部分の位置を識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に示すように、赤外カットフィルタの検査装置５（以下、検査装置）は、検査すべき赤外カットフィルタ１０に赤外光を照射する照明部１３（光源装置）と、赤外カットフィルタ１０を支持する支持台１４（サンプル支持台）と、照明部１３から照射される赤外光によって赤外カットフィルタ１０を撮影する撮影部１６（撮影手段）とから構成される。
【００２９】
照明部１３は、赤外光源２１、反射鏡２２、バンドパスフィルタ２３（波長変更手段）、照明レンズ２４（光学系）、拡散板２６などから構成される。
【００３０】
赤外光源２１は、波長が７００ｎｍから２０００ｎｍ程度の赤外光を発することができる光源であり、例えば、ＬＥＤなどからなる。反射鏡２２は、その内壁が赤外光を良く反射するように作られており、赤外光源２１から発せられた赤外光を効率良くバンドパスフィルタ２３へと導く。
【００３１】
バンドパスフィルタ２３は、特定の波長の光を選択的に透過する光学的フィルタであり、赤外光源２１から発せられる赤外光のうち、検査する赤外カットフィルタ１０によって遮断されるべき波長の赤外光を選択的に透過させる。また、このバンドパスフィルタ２３は照明部１３に透過させる波長の異なる他のバンドパスフィルタと交換可能に設けられており、検査する赤外カットフィルタ１０の特性や検査項目などに応じて、必要な波長の赤外光を赤外カットフィルタ１０に照射するために、適宜交換して用いられる。
【００３２】
照明レンズ２４は、照明レンズ鏡胴２７内に設けられ、赤外カットフィルタ１０の検査する部分に効率よく赤外光を導く。また、この照明レンズ２４によって、赤外カットフィルタ１０に照射する赤外光の出力や照射範囲などを自在に調節することができる。この照明レンズ２４によって集光された赤外光は、拡散板２６によって拡散されて検査する赤外カットフィルタ１０に照射される。
【００３３】
照明レンズ２４は、集光用レンズ３１、照明絞り３２、照射レンズ３３などから構成される。集光用レンズ３１及び照射レンズ３３は、コンデンサレンズなどから構成され、それぞれ光軸Ｌ１に沿って移動自在に設けられており、検査する赤外カットフィルタ１０に照射する赤外光の範囲などを調節し、また、赤外カットフィルタ１０の検査する領域に均一な赤外光が照射されるように調節し、実施する検査に最適な赤外光を赤外カットフィルタ１０に照射する。照明絞り３２は、絞り開口面積を変化させることによって、赤外カットフィルタ１０の検査位置に照射する赤外光の光量を調節する。
【００３４】
支持台１４は、照明部１３と撮影部１６との間で、検査する赤外カットフィルタ１０を支持し、また、赤外カットフィルタ１０を支持する位置を自在に移動させることで、赤外カットフィルタ１０の検査する位置を移動させる。この支持台１４は、外枠３６、中枠３７、支持板３８などから構成される。
【００３５】
外枠３６は、ロの字形状の枠であり、その内側に中枠３７を移動自在に支持する。この外枠３６の一辺には、中枠３７の短辺に設けられた歯３９と係合するように、外枠歯車４１が設けられており、図示しないモータなどによって外枠歯車４１を回転させることによって、中枠３７の短辺に平行な方向に自在に中枠３７を移動させることができる。また、外枠３６の一辺には、支持板３８に備えられたネジ軸４６を通す略直方体形状の貫通孔４２が設けられており、中枠３７及び支持板３８の独立な移動を妨げない。
【００３６】
中枠３７は、長方形状の枠であり、その内側に支持板３８を移動自在に支持する。この中枠３７の短辺には、前述したように、外枠歯車４１と係合する歯３９が設けられており、外枠歯車４１の回転に応じて中枠３７は移動することができる。また、中枠３７の一辺には、支持板３８に設けられたネジ軸４６を通す貫通孔が設けられている。さらに、リング状歯車４３と中枠歯車４４とを備える。リング状歯車４３の内壁はネジ軸４６と係合し、外壁は中枠歯車４４と係合する。したがって、中枠歯車４４を図示しないモータなどを介して回転させることによって支持板３８を中枠３７の長手方向に自在に移動させることができる。
【００３７】
支持板３８は、その中央部に検査する赤外カットフィルタ１０を支持する開口４５を備える。また、支持板３８の中枠３７に常時接触する辺には、車輪４７が設けられている。この車輪４７が中枠３７の内壁に設けられた溝４８に係合しつつ自在に移動することによって、中枠３７の内側を中枠３７の長辺に沿って支持板３８は移動することができる。
【００３８】
撮影部１６は、支持台１４を挟むように、照明部１３と対向する位置に設けられ、照明部１３から照射される赤外光によって検査する赤外カットフィルタ１０を撮影する。この撮影部１６は、撮影レンズ鏡胴４９内に設けられた撮影レンズ５１や、撮影レンズ５１を通過した赤外光によって撮像するＣＣＤ５２などを備える。
【００３９】
撮影レンズ５１は、例えば、ズームレンズ５３、撮影絞り５４、フォーカスレンズ５６などから構成される。撮影絞り５４は、絞り開口面積を変化させて撮影光量を調節する。ズームレンズ５３及びフォーカスレンズ５６は、光軸Ｌ１に沿って移動自在に設けられており、ズームレンズ５３は、撮影画像を変倍、すなわち撮影範囲を変化させる。フォーカスレンズ５６は、ズームレンズ５３の移動などにともなって光軸Ｌ１に沿って移動し撮影画像のピントを調節する。
【００４０】
このようにズームレンズ５３、撮影絞り５４、フォーカスレンズ５６を駆動する事で、撮影レンズ５１は、赤外カットフィルタ１０を検査する際に撮影される画像を、検査に最適な画像となるように調節する。
【００４１】
図２に示すように、制御部６１は、操作部６２の操作に応じて、システムバス６４を介して検査装置５の各部を統括的に制御する。
【００４２】
赤外光源２１は、照明ドライバ６６によって電源のオン、オフを切り替えられ、また、発する赤外光の輝度、強度などを制御される。照明ドライバ６６は、システムバス６４を介して制御部６１によって制御される。
【００４３】
照明レンズ２４を構成する集光用レンズ３１、照明絞り３２、及び照射レンズ３３は、複数のモータから構成される照明レンズモータ６３によってそれぞれ駆動され、前述のように、集光用レンズ３１及び照射レンズ３３は、光軸Ｌ１に沿って移動され、照明絞り３２は開口面積を調節される。また、照明レンズモータ６３は、システムバス６４を介して制御部６１によって制御される。
【００４４】
同様にして、撮影レンズ５１を構成するズームレンズ５３、フォーカスレンズ５６、及び撮影絞り５４は、複数のモータから構成される撮影レンズモータ６７によってそれぞれ駆動され、前述のように、ズームレンズ５３及びフォーカスレンズ５６は、光軸Ｌ１に沿ってそれぞれ移動され、撮影絞り５４は開口面積を調節される。また、撮影レンズモータ６７は、システムバス６４を介して制御部６１によって制御される。
【００４５】
ＣＣＤ５２は、制御部６１によって制御されるＣＣＤドライバ６８によって駆動され、アナログの撮像信号を、アナログ信号処理部６９に出力する。
【００４６】
アナログ信号処理部６９は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）７１、増幅器（ＡＭＰ）７２、Ａ／Ｄ変換機（Ａ／Ｄ）７３から構成される。アナログ信号処理部６９に入力されたアナログの撮像信号は、ＣＤＳ７１によってノイズが除去された後に、ＡＭＰ７２で増幅される。そして、Ａ／Ｄ７３によってデジタルな画像データに変換される。Ａ／Ｄ７３から出力される赤外カットフィルタ１０のデジタルな画像データは、ＣＣＤ５２の各セルの蓄積電荷量に正確に対応した画像データとして、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)７４へ入力される。
【００４７】
ＤＳＰ７４は、Ａ／Ｄ７３から取得したデジタルな画像データをＲＡＭ７６に一時的に記録して、各種の画像処理を施す。このＤＳＰ７４は、入力された画像データをバッファリングしてＲＡＭ７６へ記録する画像入力コントローラ、γ補正処理などの各種画質補正処理を施す画質補正処理回路、圧縮伸張処理回路、電子シャッタのシャッタ速度と撮影絞り５４とが撮影に適切か否かを検出するＡＥ検出回路、撮影レンズ５１の焦点調節が撮影に最適か否かを検出するＡＦ検出回路などから構成される。
【００４８】
ＲＡＭ７６は、作業用メモリであり、前述のような画像データ、制御部６１によって実行される検査装置５の制御用プログラム、後述する評価部８１によって使用される検査プログラムなどが読み込まれる。
【００４９】
ＲＯＭ７７は、前述の制御用プログラム、検査プログラム、検査装置５の設定情報などを記録する。モニタ７８は、撮影した画像データ、検査装置５の設定情報、後述する評価部８１による評価結果など必要な情報を操作部６２の操作に応じて表示する。
【００５０】
支持台移動部７９（サンプル移動手段）は、中枠歯車４４を図示しないモータなどによって回転させることで支持板３８を中枠３７の長手方向に移動させるとともに、外枠歯車４１を図示しないモータなどによって回転させることで支持板３８を中枠３７ごと中枠３７の短辺方向に移動させる。このようにして、支持台移動部７９は、赤外カットフィルタ１０の検査する部分、すなわち、撮影する部分を自在に変化させる。また、支持台移動部７９は、赤外カットフィルタ１０の検査部分の位置を識別する移動情報をＲＡＭ７６又はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）８２に記録する。
【００５１】
評価部８１（評価手段）は、検査プログラムにしたがって、撮影された画像データをもとに、画素毎の輝度などを用いてパターンを認識する周知のパターン認識技術によって、赤外カットフィルタ１０の撮影された部分に欠陥があるか否かを評価する。また、撮影に用いた画像データ、評価結果をＨＤＤ８２に記録する。さらに、評価の結果として、赤外カットフィルタ１０に欠陥が発見された場合には、赤外カットフィルタ１０内での欠陥の位置、発見した欠陥の大きさ、欠陥の形状、欠陥の個数、欠陥による画像データの画質劣化の度合いなど、発見した欠陥の状態をＨＤＤ８２に記録する。また、評価部８１は、発見した欠陥の状態から、赤外カットフィルタ１０の良否をも評価する。
【００５２】
図３に示すように、検査装置５で検査する赤外カットフィルタ１０は、ガラスや樹脂などからなる基材８３の表面に、特定の波長の光、すなわち遮断すべき赤外光を反射する反射層８４や、遮断すべき赤外光を吸収する吸収層８６などを積層して作製される。
【００５３】
反射層８４は、いわゆるダイクロイックミラーであって、例えば、積層した複数の誘電体からなる。また、吸収層８６は、いわゆるカラーフィルタであって、例えば、赤外光を吸収する物質を混入したガラスなどからなる。
【００５４】
赤外カットフィルタ１０に赤外光８７が入射すると、吸収層８６で吸収される。また、吸収層８６で全ての赤外光が完全に吸収されるわけではなく、赤外光８８のように、吸収層８６を透過する赤外光もある。このような、吸収層８６を透過した赤外光８８は反射層８４によって反射され、吸収層８６に吸収されるか、あるいは赤外カットフィルタ１０の前面に透過する。このように、反射層８４と吸収層８６が赤外光を遮断するフィルタとして機能する。
【００５５】
一方で、赤外カットフィルタ１０に入射する可視光８９は、前述の赤外光８７や赤外光８８のように吸収層８６や反射層８４の影響を受けずに、吸収層８６及び反射層８４を透過する。さらに、基材８３は可視光８９を透過する素材からなるので、可視光８９は基材８３をも透過し、結果として、赤外カットフィルタ１０の背面へ透過する。
【００５６】
このような赤外カットフィルタ１０の欠陥は、赤外光を透過してしまう部分であり、例えば、ピンホール欠陥が知られている。ピンホール欠陥は、例えば次のようにして発生する。反射層８４や吸収層８６などを基材８３に積層する際に、基材８３に微小な異物などが付着していると、後にこの微小な異物とともに、異物上に積層された反射層８４や吸収層８６が剥がれ落ち、結果として、赤外光を透過してしまう微細な穴、すなわちピンホール欠陥となる。
【００５７】
上述のような赤外カットフィルタ１０のうち、ＣＣＤなどの撮像素子のパッケージに内蔵され、撮像素子と一体化して製造される場合には、例えば、図４に示すように、シリコンなどの半導体からなるウェハ９１上にイメージセンサ９２や入出力電極９３が複数個同時に作製された後に、スペーサ９４を介して赤外カットフィルタ１０が接着される。そして、ダイシングされて、個々の撮像素子となる。
【００５８】
したがって、赤外カットフィルタ１０を作製する場合、赤外カットフィルタ１０全面が完全に欠陥のない状態が望ましいが、撮像に影響の出ないダイシングされる部分や、スペーサ９４上などに欠陥があったとしても、完成する撮像素子の性能に影響を与える事はない。
【００５９】
以下、上記のように構成される検査装置５の作用について説明する。図５に示すように、検査装置５で赤外カットフィルタ１０を検査するには、検査する赤外カットフィルタ１０を支持台１４に設置し、赤外カットフィルタ１０の検査位置、すなわち、撮影する位置を設定する。
【００６０】
そして、赤外カットフィルタ１０に赤外光を照射し、照射する赤外光や撮影の条件を検査に最適となるように調節し、撮影を実行する。このとき得られる画像データをもとにして、検査装置５は、撮影した部分にピンホール欠陥などの欠陥があるか否かを評価することで検査する。この評価の結果、撮影した部分に欠陥が発見されなければ、異なる部分を撮影し、検査する赤外カットフィルタ１０の全面を検査するまで上述の検査を繰り返す。
【００６１】
一方、得られた画像データをもとにして、検査装置５が欠陥の有無を評価した結果、欠陥が発見された場合には、欠陥の位置、大きさ、形状などの欠陥の状態を定量的に決定又は推定し、撮影した画像データとともに、欠陥の状態をＨＤＤ８２に記録する。
【００６２】
そして、前述の欠陥の有無の評価や発見された欠陥の状態から、検査装置５は赤外カットフィルタ１０の良否を定量的に評価する。
【００６３】
検査装置５は、上述の検査、すなわち欠陥の有無の評価、欠陥の状態の決定及び推定、赤外カットフィルタ１０の良否の評価を、例えば、次のように行う。
【００６４】
検査装置５において、赤外カットフィルタ１０に照射される赤外光は、バンドパスフィルタ２３によって、赤外カットフィルタ１０が遮断する波長の赤外光だけに調節されているから、検査する部分に欠陥などがなければ、赤外カットフィルタ１０を透過する赤外光はない。したがって、赤外カットフィルタ１０にバンドパスフィルタ２３を通過した赤外光を照射し、赤外カットフィルタ１０を透過した赤外光で赤外カットフィルタ１０の撮影を行うと、欠陥がなければ何も写らない画像が得られる。しかし、前述したようなピンホール欠陥などの赤外光を透過する欠陥があると、欠陥を透過した赤外光によって、欠陥の形状などの状態が克明に写し出された画像が得られる。
【００６５】
例えば、図６（Ａ）に示すように、欠陥を含まない検査部分１０５ａを撮影すると、撮影した画像には何も写し出されないから、欠陥の像のパターンは認識されない。したがって、この検査部分１０５ａを撮影した画像をもとに赤外カットフィルタ１０の検査部分１０５ａは、欠陥が無いと評価される。
【００６６】
一方、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、欠陥１１１ｂを含む検査部分１０５ｂを撮影すると、欠陥１１１ｂを透過した赤外光によって、欠陥１１１ｂの状態が写し出された画像１１３ｂが得られる。
【００６７】
また、同様に、図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示すように、欠陥１１１ｃの一部を含む検査部分１０５ｃを撮影すると、欠陥１１１ｃの一部分を透過した赤外光によって、欠陥１１１ｃの状態が写し出された画像１１３ｃが得られる。
【００６８】
図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、検査装置５は、赤外カットフィルタ１０を撮影した画像に写し出された欠陥の像を、周知のパターン認識技術によって認識し、これを欠陥と評価する。
【００６９】
また、同時に、検査装置５は、認識したパターン、すなわち欠陥の像から、欠陥の状態を定量的に決定又は推定する。例えば、図６（Ｂ）に示すように、画像１１３ｂの欠陥１１１ｂを認識した場合、検査装置５は、認識したパターンの画素の座標から欠陥１１１ｂを囲む長方形の領域１１６を決定し、これをもとに欠陥１１１ｂの位置ｍを決定する。そして、支持台１４によって高精度に管理され、既知である赤外カットフィルタ１０内での検査部分１０５ｂの中心位置Ｍと、画像１１３ｂ内での欠陥１１１ｂの位置ｍとから、欠陥１１１ｂの赤外カットフィルタ１０内での位置を決定する。
【００７０】
また、検査装置５は、欠陥１１１ｂの大きさを算出した領域１１６の大きさから推定し、さらに、欠陥１１１ｂの形状を画像１１３ｂから認識した欠陥のパターンの形状から推定する。
【００７１】
そして、上述のように評価した欠陥の有無、及び欠陥の状態から赤外カットフィルタ１０の製品としての良否を評価する。例えば、各検査部分の欠陥の有無の評価の結果、認識された欠陥の個数の総計を算出し、これを予め設定された許容できる欠陥の個数と比較し、赤外カットフィルタ１０の製品としての良否を評価する。
【００７２】
このとき、例えば、図６（Ｂ）に示すように、撮像素子を作製する際にイメージセンサの直上に位置し、撮像素子の性能に影響を及ぼす領域１１７の内側に欠陥１１１ｂが含まれる場合、欠陥１１１ｂを欠陥の個数として計数する。しかし、例えば、図６（Ｃ）に示すように、撮像素子を作製する際に、スペーサ上に位置し、又はダイシングされる部分に位置し、撮像素子の性能に影響を及ぼす領域１１７の外側に欠陥１１１ｃを認識した場合、欠陥１１１ｃは欠陥の個数として計数しない。
【００７３】
また、例えば、推定したそれぞれの欠陥のうち最大の大きさのものを、予め設定された許容できる欠陥の大きさと比較し、赤外カットフィルタ１０の製品としての良否を評価する。
【００７４】
以上のように、本発明の検査装置５は、赤外光を用いて赤外カットフィルタ１０を撮影し、撮影した検査部分の画像から欠陥を認識するから、漏れの無い検査を実施することができるうえ、欠陥の状態を定量的に評価することができる。
【００７５】
さらに、定量的に評価した欠陥の状態から、赤外カットフィルタ１０の良否を定量的に評価できるから、従来の目視検査に比べて品質の良い検査を実施することができる。
【００７６】
また、欠陥を含む赤外カットフィルタ１０を用いて撮像素子を作製する場合、この赤外カットフィルタに欠陥を含む撮像素子で撮影される画像の赤外光による影響を補正する補正データを作製するために、検査時に記録した画像や欠陥の状態を提供することができる。
【００７７】
そして、本発明の検査装置５は、照明レンズ２４を備えるから、効率よく検査に適切な赤外光を検査する赤外カットフィルタ１０へ導くことができ、また、バンドパスフィルタ２３を備えるから、検査する赤外カットフィルタ１０が遮断すべき波長の赤外光を適切に用いることができる。したがって、赤外カットフィルタの欠陥を容易に撮影することができる。さらに、赤外カットフィルタ１０の検査部分は、支持台移動部７９によって精度良く移動されるから、赤外カットフィルタの検査部分の位置、欠陥の位置などを容易に特定することができる。
【００７８】
なお、上述の第１の実施形態では、撮影部１６にＣＣＤ５２を用いて、検査部分のデジタルな画像データを取得するが、これに限らず、赤外光で感光する感光材を用いて本発明の検査装置を構成しても良い。これを第２の実施形態として示す。なお、第１の実施形態と同様の部品などには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
図７に示すように、検査装置２０５は、照明部１３から照射される赤外光によって赤外カットフィルタ１０を撮影する第１の撮影部２１１（撮影手段）と、第１の撮影部２１１によって撮影された画像を、可視光源２１３から照射される可視光によって再度撮影し、デジタルな画像データに変換する第２の撮影部２１４（変換手段）とを備える。
【００８０】
第１の撮影部２１１は、第１の撮影レンズ２１６、感光材ストレージ２１８ａ、現像部２１９とから構成される。第１の撮影レンズ２１６は、照明部１３から照射される赤外光の光軸と同一の光軸Ｌ３となるように、支持台１４を挟んで、照明部１３と対向する位置に配設され、赤外カットフィルタ１０の検査部分を感光材２２１に結像する。
【００８１】
感光材ストレージ２１８ａは、検査する赤外カットフィルタ１０の検査部分からの赤外光を記録する感光材２２１を格納する。感光材２２１は、感光材ストレージ２１８ａからローラ２２２などによって、検査部分の撮影に合わせて自動的に送り出される。現像部２１９は、赤外光によって感光し、赤外カットフィルタ１０の検査部分の画像を記録した感光材２２１を現像し、現像した感光材２２１を第２の撮影部２１４へ送り出す。
【００８２】
第２の撮影部２１４は、現像された感光材２２１に可視光を照射して撮影し、感光材２２１に記録された赤外カットフィルタ１０の像をデジタルな画像データとして検査装置２０５に取り込む。この第２の撮影部２１４は、可視光源２１３、第２の撮影レンズ２１７、ＣＣＤ２２３、感光材ストレージ２１８ｂなどから構成される。
【００８３】
ＣＣＤ２２３は、可視光で撮影する事を前提とした、周知の撮像素子であり、現像された感光材２２１を撮像し、画像データに変換する。可視光源２１３は、例えばハロゲンランプなどから構成され、現像された感光材２２１に可視光を照射する光源であり、ＣＣＤ２２３による撮影に最適な照明をするために、複数のレンズなどからなる図示しない照明レンズを備える。
【００８４】
第２の撮影レンズ２１７は、その光軸が可視光源２１３による照明の光軸と一致する光軸Ｌ４となるように配設される。また、感光材ストレージ２１８ｂは、第２の撮影部２１４で撮影の完了した感光材２２１を格納する。
【００８５】
図８に示すように、第１の撮影レンズ２１６は、ズームレンズ２３１、フォーカスレンズ２３２、撮影絞り２３３、及び図示しないメカニカルシャッタとから構成され、ズームレンズ２３１及びフォーカスレンズ２３２は、光軸Ｌ３に沿って移動自在に設けられている。
【００８６】
ズームレンズ２３１は、撮影画像を変倍、すなわち撮影範囲を変化させ、フォーカスレンズ２３２は、ズームレンズ２３１の移動などにともなって光軸Ｌ３に沿って移動し、撮影画像のピントを調節する。また、メカニカルシャッタは、開閉する時間を調節することによって、感光材２２１の露光時間を機械的に制御する。
【００８７】
ズームレンズ５３、フォーカスレンズ５６、撮影絞り５４、メカニカルシャッタは、複数のモータから構成される第１の撮影レンズモータ２３６によってそれぞれ駆動される。また、第１の撮影レンズモータ２３６は、システムバス６４を介し、制御部６１によって制御される。
【００８８】
制御部６１は、図示しないモータなどによってローラ２２２（図７参照）などを駆動し、感光材２２１を、感光材ストレージ２１８ａから第１の撮影レンズ２１６による撮影位置へ、第１の撮影レンズ２１６による撮影位置から現像部２１９へ、現像部２１９から第２の撮影レンズ２１７による撮影位置へ、第２の撮影レンズ２１７から感光材ストレージ２１８ｂへと順次移動させる。
【００８９】
可視光源２１３は、図示しない可視光源ドライバによって電源のオン、オフを切り替えられ、また発する可視光の輝度、強度などを制御される。可視光源ドライバは、システムバス６４を介して制御部６１によって制御される。
【００９０】
第２の撮影レンズ２１７は、ズームレンズ２３８、フォーカスレンズ２３９、撮影絞り２４１などから構成され、ズームレンズ２３８及びフォーカスレンズ２３９は、光軸Ｌ４に沿って移動自在に設けられている。ズームレンズ２３８、フォーカスレンズ２３９、撮影絞り２４１は、複数のモータから構成される第２の撮影レンズモータ２３７によってそれぞれ駆動される。また、第２の撮影レンズモータ２３７は、システムバス６４を介し、制御部６１によって制御される。
【００９１】
ズームレンズ２３８は、撮影画像を変倍し、現像された感光材２２１に記録された画像の範囲に撮影範囲を一致させる。フォーカスレンズ２３９は、ズームレンズ２３８の移動にともなって光軸Ｌ４に沿って移動し、撮影画像のピントを調節する。撮影絞り２４１は、開口面積を調節することによって、撮影光量を調節する。
【００９２】
ＣＣＤ２２３は、可視光を光電変換し、制御部によって制御されるＣＣＤドライバ２４２によって駆動され、アナログの撮像信号を、アナログ信号処理部６９に出力する。
【００９３】
以下、上記のように構成される検査装置２０５の作用を説明する。図９に示すように、検査装置２０５で赤外カットフィルタ１０を検査するには、検査する赤外カットフィルタ１０を支持台１４に設置し、赤外カットフィルタ１０の検査位置、すなわち撮影する位置を調節する。そして、赤外光を赤外カットフィルタ１０に照射し、照射する赤外光や撮影の条件を検査に最適となるように調節し、検査する部分を撮影し、感光材２２１に記録する。
【００９４】
検査部分の像を記録した感光材２２１は、現像され、第２の撮影部２１４へ送られる。この第２の撮影部２１４では、現像された感光材２２１に可視光を照射し、この照射する可視光や第２の撮影レンズ２１７の撮影条件が検査に最適となるように調節され、撮影が実行される。
【００９５】
ここで、第２の撮影部２１４で撮影された画像は、現像された感光材２２１を撮影した画像であるが、感光材２２１には赤外カットフィルタ１０の検査部分の像が記録されているから、第２の撮影部２１４は赤外カットフィルタ１０の検査部分のデジタルな画像データを取得する。
【００９６】
そして、このデジタルな画像データをもとに、前述のパターン認識技術によって検査部分に欠陥があるか否かを評価する。この評価の結果、撮影した検査部分に欠陥が認識されなければ、支持台１４を移動させ、次の検査部分を上述の手順で撮影し、取得するデジタルな画像データから欠陥の有無を評価することで検査する。
【００９７】
一方、得られたデジタルな画像データをもとに、検査部分に欠陥があるか否かを評価した結果、欠陥が認識された場合には、欠陥の位置、大きさ、形状などの欠陥の状態を定量的に決定又は推定し、撮影した画像データとともに、欠陥の状態をＨＤＤ８２に記録する。
【００９８】
そして、検査する赤外カットフィルタ１０の全面を撮影し、検査が終了すると、記録した欠陥の状態をもとに、赤外カットフィルタ１０の良否を評価する。
【００９９】
以上のように、本発明の検査装置２０５によれば、デジタルな画像データを取得して、そのデータをもとに検査する赤外カットフィルタ１０の欠陥を認識するから、漏れの無い検査を実施でき、また、定量的に評価した欠陥の状態から、赤外カットフィルタ１０の良否をも定量的に評価でき、従来の目視検査に比べて品質の良い検査を実施することができる。
【０１００】
さらには、赤外光で感光する感光材２２１や可視光で撮影するＣＣＤなど、一般に普及している部材を利用する事ができるから、安価に検査装置２０５を構成することができる。
【０１０１】
なお、上記第１の実施形態、及び第２の実施形態は赤外カットフィルタ１０を単独で検査するが、これに限らず、ＣＣＤなどの撮像素子に実装された後に赤外カットフィルタ１０の検査を実施しても良い。これを第３の実施形態として示す。なお、第１の実施形態、第２の実施形態と同様の部品などには、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
図１０に示すように、赤外線遮断フィルタ１０を実装された撮像素子３０１を検査する検査装置３０５は、検査基板３１１を備える。
【０１０３】
検査基板３１１は、撮像素子３０１を設置する撮像素子設置部３１６を備え、撮像素子３０１を支持し、かつ、その入出力電極９３（図４参照）から直接、又は間接的に撮像信号を読み出す。また、検査基板３１１は、検査基板ドライバ３１３が駆動するモータ３１４によって光軸Ｌ５に垂直な面内で自在に移動することができる。
【０１０４】
この検査装置３０５によって既に撮像素子３０１に実装された赤外カットフィルタ１０を検査するには、撮像素子３０１に照明部１３から赤外光を照射し、撮像素子３０１によって撮像される撮像信号から、デジタルな画像データを取得する。そして、取得したデジタルな画像データをもとに、周知のパターン認識技術によって欠陥を認識することで、欠陥の有無を評価する。また、欠陥がある場合には、その欠陥の状態を撮影した画像データとともに記録する。
【０１０５】
そして、このような欠陥の有無、欠陥の状態などから、撮像素子３０１に実装された赤外カットフィルタ１０の良否を評価する。
【０１０６】
このように、本発明の検査装置３０５は、可視光でなく、赤外光を照射して撮像素子３０１から画像を取得し、この画像をもとに検査を行うから、赤外カットフィルタ１０の欠陥を直接的に撮影することができる。したがって、一般に行われているような可視光による撮像素子の検査と比較して、正確で漏れの無い検査を実施することができる。また、赤外光を照射することによって撮像素子３０１により取得される画像は、赤外カットフィルタ１０の欠陥を写し出すデジタルな画像データであるから、この画像データをもとに発見された欠陥を定量的に評価することができる。
【０１０７】
さらに、検査装置３０５による検査で赤外カットフィルタ１０に欠陥が発見され、赤外カットフィルタ１０の欠陥に起因する画質の劣化を補正するデータを作製する際に、検査で得られたデジタルな画像データを用いることができる。したがって、検査装置３０５によって検査を行えば、赤外カットフィルタ１０の欠陥がある場合であっても、画質の劣化を補正するデータを得ることができるから、撮像素子３０１自体を不良品として扱っていた従来と比較して、撮像素子３０１の作製コストを低減することができる。
【０１０８】
なお、上記第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態で用いる照明レンズ２４、上記第１の実施形態で用いる撮影レンズ５１、及び上記第２の実施形態で用いる第１の撮影レンズ２１６は、予め検査装置を調節しておくことで、必ずしも必要ではないが、異なる仕様の赤外カットフィルタの検査や、赤外カットフィルタを検査装置に設置したときに生じる微小な位置ずれなどに対応するために上述のレンズなどを備えることが好ましい。また、照明レンズ２４、撮影レンズ５１、第１の撮影レンズ２１６は、赤外光を集光し照射するために適したレンズなどを用いることが好ましい。
【０１０９】
また、上記第２の実施形態で使用する感光材２２１は、赤外光で感光するネガフィルムやリバーサルフィルムなどであることが好ましい。
【０１１０】
また、上記第１の実施形態、第２の実施形態で使用する支持台１４は、検査に合わせて撮影する位置を変更できれば良く、前述したような機構でなくても良い。
【０１１１】
また、上記第１の実施形態で用いるＣＣＤ５２は、赤外カットフィルタを実装していない撮像素子であれば良く、さらには、ＣＭＯＳなどのＣＣＤ以外の撮像素子であってもよい。また、赤外カットフィルタ１０を検査する波長の赤外光を透過する赤外カットフィルタであれば、赤外カットフィルタを実装している撮像素子であっても良い。
【０１１２】
なお、上記第１の実施形態、第２の実施形態、及び第３の実施形態で使用する赤外光源は７００ｎｍから２０００ｎｍ程度の波長の赤外光を発するが、これに限らず、検査に必要な波長を含む波長域の赤外光を発する赤外光源であれば良い。また、検査に必要な波長の赤外光のみを発する赤外光源であってもよい。このように、検査に必要な波長のみを発する赤外光源を用いる場合、バンドパスフィルタ２３は不要であるが、赤外光源を検査する赤外カットフィルタに応じて交換可能に設置する必要がある。
【０１１３】
さらに、上記第１の実施形態、第２の実施形態、及び第３の実施形態では、照明部１３にバンドパスフィルタ２３を用いるが、これに限らず、光学的なローパスフィルタやハイパスフィルタなどを用いて本発明の検査装置を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の検査装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】赤外カットフィルタの断面図である。
【図４】赤外カットフィルタを内蔵する撮像素子の作製方法を示す斜視図である。
【図５】本発明の検査装置の作用を示すフローチャートである。
【図６】取得した画像をもとに検査をする様子を示す説明図である。
【図７】第２の実施形態の検査装置の構成を示す概略図である。
【図８】第２の実施形態の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態の検査装置の作用を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１５】
５，２０５，３０５  検査装置
１０  赤外カットフィルタ
１３  照明部（光源装置）
１４  支持台（サンプル支持台）
１６，２１１，２１４  撮影部（撮像手段）
２１  赤外光源
２３  バンドパスフィルタ（波長変更手段）
２４  照明レンズ（光学系）
５１，２１６，２１７  撮影レンズ
５２  ＣＣＤ
７９  支持台移動部（サンプル移動手段）
８１  評価部（評価手段）
８２  ＨＤＤ
１０５ａ，１０５ｂ  検査部分
１１１ｂ，１１１ｃ  欠陥
１１３ｂ，１１３ｃ  画像
２１９  現像部
２２１  感光材
３１１  検査基板
３１２  撮像素子
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５  光軸
【図１】
2008032401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008032401.tif 000008
【図７】
2008032401.tif 000009
【図８】
2008032401.tif 000010
【図９】
2008032401.tif 000011
【図１０】
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