JP2000019061A

JP2000019061A - 光学部材検査装置及びホルダ

Info

Publication number: JP2000019061A
Application number: JP10187955A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sugiura; 正之杉浦; Kiyoshi Yamamoto; 山本　　清; Taichi Nakanishi; 太一中西; Takashi Higashihara; 隆東原; Satoshi Nakamura; 中村　　聡
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】検査対象光学部材の種類を示す情報を自動的
に識別し、識別結果に応じて画像処理を行うことができ
る光学部材検査装置を、提供する。【解決手段】ホルダ２３の本体部には、中心軸Ｏと平行
な貫通孔２３０ｅが穿たれている。この貫通孔２３０ｅ
内には、透明部材からなる指標部材２４３が填め込まれ
ている。この指標部材２４３の表面には、指標Ｉが描か
れている。この指標Ｉの中心軸Ｏからの距離は、このホ
ルダ２３によって保持可能な検査対象光学部材２７の種
類に対して、予め対応付けられている。この指標部材２
４３を撮像した撮像装置１から出力された画像データが
入力された制御装置６は、この画像データから指標の位
置を検出して、検出した指標と中心軸Ｏとの間の距離を
算出する。そして、制御装置６は、算出した距離に予め
対応付けられた種類を読み出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材の不良要因を検出するための光学部材検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レンズ，プリズム等の光学部材は、入射
した光束が規則正しく屈折したり、平行に進行したり、
一点又は線状に収束したり発散するように設計されてい
る。しかしながら、光学部材の形成時において糸くず等
が光学部材内に混入してしまっていたり（いわゆる「ケ
バ」）、成形後の人的取り扱いによって光学部材の表面
上にキズ等が生じていると、入射した光束が乱れてしま
うので、所望の性能を得ることができなくなる。

【０００３】そのため、光学部材の不良要因を検出して
自動的に良否判定を行うための光学部材検査装置が、従
来、種々提案されている。例えば、本出願人は、特願平
９−５０７６０号において、検査対象光学部材をその光
軸を中心に回転させつつこの光軸上に配置された結像光
学系及びラインセンサを用いてこの検査対象光学部材を
撮像し、１回転にわたる撮像によって得られた画像デー
タに基づいて検査対象光学部材の良否判定を行う光学部
材検査装置を、提案した。

【０００４】この種の光学部材検査装置において、検査
対象光学部材の種類毎に検査結果の統計処理を行うため
には、検査対象光学部材の種類（レンズの面形状，レン
ズ径，等の区別）が画像処理装置に入力されなければな
らない。また、個々の検査対象光学部材毎に、画像デー
タに基づく良否判定を行うためには、検査対象光学部材
の径が画像処理装置に入力されなければならない。従来
の光学部材検査装置では、これら検査対象光学部材の種
類を示す情報は、マニュアルにて画像処理装置に入力さ
れていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検査対
象光学部材の種類を変更する毎に、これらの識別情報を
マニュアルにて画像処理装置に入力することは、大変に
手間の掛かる作業であった。また、入力間違えを完全に
防ぐことは不可能であるので、統計処理結果や良否判定
結果には、完全な信頼を置くことができなかった。

【０００６】そこで、本発明は、検査対象光学部材の種
類を示す情報を自動的に識別し、識別結果に応じて画像
処理を行うことができる光学部材検査装置，及び、この
ような光学部材検査装置に用いられるホルダを提供する
ことを、課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の構成を採用した。

【０００８】即ち、請求項１記載の発明は、光学部材を
撮像することによって得られた画像データに基づいて前
記光学部材の検査を行う光学部材検査装置において、前
記光学部材を保持する保持部を有しているとともにこの
保持部によって保持可能な光学部材の種類に対応付けら
れた識別情報を化体した識別部を有しているホルダと、
このホルダに保持されている光学部材を撮像して画像デ
ータを出力する撮像装置と、前記識別部から前記識別情
報を読み取る識別情報読取手段と、この識別情報読取手
段によって読み取られた前記識別情報に基づいて前記画
像データを処理する画像処理手段とを、備えたことを特
徴とする。

【０００９】このように構成されると、ホルダの識別部
には、このホルダの保持部によって保持可能な光学部材
の種類に対応付けられた識別情報が化体しているので、
識別情報読取手段が読み取った識別情報は、撮像装置に
よって撮像された光学部材の種類に対応することにな
る。従って、この識別情報に基づいて画像データを処理
する画像処理手段は、検査対象の光学部材の種類に応じ
た画像データの処理を行うことができる。

【００１０】識別情報によって対応付けられる光学部材
の種類は、例えば、光学部材の径の相違や、光学部材の
面形状の相違等によって区別されるものである。また、
この識別情報は、磁気情報であっても良い。この場合、
識別部は、磁気記録媒体となる。また、識別情報は、デ
ジタルデータやアナログ電気信号等の電子情報であって
も良い。この場合、識別部は、メモリデバイスや、二値
化された電位が与えられた電気接点等となる。また、識
別情報は、機械的な形状であっても良い。この場合、識
別部は、形状センサや機械スイッチとなる。また、識別
情報は、視覚的な形状であっても良い。この場合、識別
部は、撮像装置及び画像処理装置となる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１の識別情
報が、前記光学部材の種類に対応付けられた形状として
前記識別部に化体されており、前記撮像装置が、前記ホ
ルダに保持されている光学部材とともに前記識別部を撮
像し、前記識別情報読取手段が、前記撮像装置から出力
された画像データに基づいて、前記識別部の形状を検出
し、検出した形状から前記識別情報を読み出すことで、
特定したものである。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２の識別部
が、前記光学部材の種類に対応付けられた位置に指標が
描かれた部材からなることで、特定したものである。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項２の識別部
が、前記光学部材の種類に対応付けられた位置に指標が
描かれた透明部材からなることで、特定したものであ
る。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項２の識別部
が、前記光学部材の種類に対応付けられた数値をコード
化した指標が描かれた部材からなることで、特定したも
のである。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項２の識別部
が、前記光学部材の種類に対応付けられた数値をコード
化した指標が描かれた透明部材からなることで、特定し
たものである。

【００１６】請求項７記載の発明は、光学部材を撮像す
ることによって得られた画像データに基づいて前記光学
部材の検査を行う光学部材検査装置に前記光学部材をセ
ットするためのホルダであって、前記光学部材を保持す
る保持部を有しているとともにこの保持部によって保持
可能な光学部材の種類に対応付けられた識別情報を化体
した識別部を有していることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。

【００１８】

【実施形態１】＜光学部材検査装置の構成＞本発明の第
１実施形態による光学部材検査装置の概略構成を、図１
の部分断面図に示す。この図１に示すように、光学部材
検査装置は、上方から、撮像装置１，光学部材保持部
２，拡散板保持部３，及び、光源４を重ねて、構成され
ている。これらのうち、撮像装置１，拡散板保持部３，
及び光源４は、互いに同軸に配置されている。また、光
学部材保持部２は、その中心軸Ｏがこれら各部１，３，
４の中心を通る線（撮影光軸ｌ）から若干オフセットす
るように、配置されている。

【００１９】上記光源４は、図示せぬ光源ランプから発
光された照明光を伝送するライトガイドファイバ４１
と、このライトガイドファイバ４１の先端を図の左右方
向に並べて配置する配光部４２とから、構成される。

【００２０】拡散板保持部３は、光学部材検査装置の図
示せぬフレームに固定されているとともに円形の開口３
１ａが穿たれた保持板３１と、この開口３１ａに填め込
まれた平面円形の拡散透過板３２と、その長辺を図１の
左右方向に向けて拡散透過板３２の表面に貼り付けられ
た短冊状の遮光板３３とから、構成されている。この拡
散透過板３２は、その下面全域にて光源４からの照明光
を受けて、その上面全域から拡散光として出射する。ま
た、遮光板３３は、その長手方向を拡散透過板３２の直
径方向と一致させた位置関係で、拡散板３２の表面上に
貼り付けられている。従って、この遮光板３３の中心は
撮像装置１の撮像光軸ｌと一致している。また、図６に
示すように、撮像装置１の位置から見ると、遮光板３３
は、検査対象光学部材２７の半径に完全に重なってい
る。また、遮光板３３の幅は、撮像素子１２の画素列の
方向に直交する方向における光学部材検査装置の断面図
である図８に示すように、撮像素子１２の各画素に入射
する光の周縁光線ｍ，ｍの間隔よりも広い。

【００２１】光学部材保持部２は、光学部材検査装置の
図示せぬフレームに固定されているとともに円筒状の鏡
筒部２０ａが一体に形成された回転テーブル支持台２０
と、ベアリング２１を介して鏡筒部２０ａに対して回転
自在に被せられた円板状の回転テーブル２２と、この回
転テーブル２２の中心において鏡筒部２０ａと同軸に穿
たれた貫通孔２２ａに対して着脱自在に填め込まれた円
環状のホルダ２３と、回転テーブル２２の周囲に填めら
れたリング状の被駆動ギヤ２４と、この被駆動ギヤ２４
に噛合する駆動ギヤ２５を回転駆動するモータ２６とか
ら、構成されている。上述した回転テーブル２２の貫通
孔２２ａは、その光源側（下側）半分がホルダ２３の外
径よりも若干小径であり、その撮像装置側（上側）半分
がホルダ２３の外径と略同径となっている。これによっ
て構成される段差部に、ホルダ２３が係止される。ま
た、この貫通孔２２ａの上端側における大内径部分の一
部には、後で詳細に説明するホルダ２３のキー２３１に
係合するキー溝２２ｂが、切り欠かれている。従って、
ホルダ２３は、回転テーブル２２に対して相対回転不能
となっている。また、ホルダ２３の内部には、検査対象
光学部材２７が、同軸に保持される。その結果、モータ
２６が駆動ギヤ２５を回転させると、ホルダ２３及び検
査対象光学部材２７が、その中心軸Ｏを中心として回転
する。

【００２２】撮像装置１は、その光軸ｌを中心軸Ｏと平
行にオフセットして配置された撮像レンズ１１と、この
撮像レンズ１１に関して検査対象光学部材２７の表面と
共役な位置に配置されたラインセンサ１２とから、構成
されている。このラインセンサ１２は、検査対象光学部
材２７の半径方向と平行，且つ、遮光板３３の長辺と平
行（図１の左右方向）に、配置されている。従って、ラ
インセンサ１２は、図６において２点鎖線によって示す
ように、検査対象光学部材２７を、その半径方向におけ
る全域にわたって撮像することができるばかりか、その
外縁の外側における若干の幅の領域をも撮像することが
できる。この撮像によってラインセンサ１２から出力さ
れた画像データは、撮像装置１内の図示せぬＡ／Ｄ変換
器によってデジタル信号に変換されて、図７に示す制御
装置６に入力される。

【００２３】次に、上述したホルダ２３の具体的な構成
を、図２乃至図５を用いて説明する。図２は、撮像装置
１の位置から見たホルダ２３の平面図であり、図３は、
ホルダの側面図である。また、図４は、図２に示す状態
からカバー２３２のみを取り外して保持機構を示す分解
平面図である。さらに、図５は、図４におけるＶ−Ｖ線
に沿った縦断面図である。

【００２４】これら各図に示されるように、ホルダ２３
は、全体として略円筒形状を有しており、その大部分を
占める本体部２３０と、この本体部２３０を一部切り欠
くことによって形成された空間に構築された保持機構Ｍ
と、この保持機構Ｍを覆うカバー２３２とから、大略構
成されている。上述したキー２３１は、その長軸を中心
軸Ｏの方向と平行に向けた角柱形状を有し、本体部２３
０の外周面における一箇所にねじ止め固定されている。
以下の説明においては、このキー２３１の中心及び中心
軸Ｏを通る直径を、「Ｘ経線」と定義し、このＸ経線に
直交する直径を、「Ｙ経線」と定義する。

【００２５】この本体部２３０の外周面は略円柱面とし
て形成されている。この外周面の径は、何れのレンズ種
及びレンズ径の検査対象光学部材２７に用いられるホル
ダ２３についても、同一である。この本体部２３０の内
部は、図５に示されるように、中心軸Ｏの方向に沿っ
て、撮影装置１寄りに位置する小内径部２３０ａと拡散
透過板保持部３寄りに位置する大内径部２３０ｂとに区
分される。

【００２６】この大内径部２３０ｂの形状は、回転対称
な円筒形状であり、その内周面は、検査対象光学部材２
７よりも十分に大径な円柱面となっている。

【００２７】また、小内径部２３０ａの厚さは、検査対
象光学部材２７の厚さよりも十分厚く、図２の例におい
ては、検査対象光学部材２７の厚さの約２倍となってい
る。但し、小内径部２３０ａの平面形状は、その周方向
に沿って変化している。即ち、小内径部２３０ａの内径
は、Ｙ経線を境としてキー２３１から離れた部分におい
ては、検査対象光学部材２７よりも若干大径な一定径と
なっているが、Ｙ経線よりもキー２３１側の部分では漸
次変化している。具体的には、小内径部２３０ａの内径
は、Ｘ経線に対して中心線Ｏを中心に＋／−３０度ずれ
た位置（最小径位置α，β）において、最も縮小し、検
査対象光学部材２７の外径とほぼ同じになっている。そ
して、これら二箇所の最小径位置α，βにおいて、小内
径部２３０ａの内面には夫々高摩擦部材としてのシリコ
ンラバー２３３が埋め込まれており、検査対象光学部材
２７の側面（コバ）に対して高摩擦状態で線接触する。
なお、これら各最小径位置α，βの近傍において、小内
径部２３０ａの内面は、ほぼ平面状となっている。

【００２８】また、小内径部２３０ａは、Ｙ経線と平行
にキー２３１とは逆方向にずれた線Ｙ₁を境に、それよ
りもキー２３１から離れた部分が、Ｘ経線上におけるキ
ー２３１との対称位置に形成された支持柱部２３０ｃを
残して、全て切り欠かれている。この切り欠きによって
形成された凹部（以下、「機構収容部Ｓ」という）に、
上述した保持機構Ｍが構築される。以下、この保持機構
Ｍの具体的構成を説明する。

【００２９】いま、図４に示すように、機構収容部Ｓ及
び検査対象光学部材２７を通ってＸ経線に直交する線Ｙ
₂を想定する。機構収容部Ｓの底面上において、Ｘ経線
に対して線対称となる当該線Ｙ₂上の二位置には、夫
々、ネジ穴（図示略）が形成されている。これら各ネジ
穴には、相互に同一のサイズ及び形状を有する２枚の長
板状のリンクアーム２３４，２３４の一端が、夫々、ネ
ジ２３５，２３５によって、中心軸Ｏに直交する面内で
回動自在に取り付けられている。これら両リンクアーム
２３４，２３４の他端には、各ネジ２３５，２３５間距
離と同じ長さを有する長板状の平行移動板２３６の各端
部が、夫々、ネジ２３７，２３７によって、回動自在に
取り付けられている。これにより、平行移動板２３６
は、Ｙ経線に対して平行な姿勢を保ちつつ、中心軸Ｏに
対して接近及び離反する。

【００３０】平行移動板２３６の中央には、機構収容部
Ｓの深さとほぼ同じ厚さを有する可動部材としての可動
ブロック２３８が、固定されている。この可動ブロック
２３８の中心軸Ｏ側に向いた側面（以下、「可動保持面
２３８ａ」という）は、平行移動板２３６の側縁及び中
心軸Ｏに対して平行に、この平行移動板２３６の側縁よ
りも中心軸Ｏ側に突出している。この可動保持面２３８
ａにも、検査対象光学部材２７の側面（コバ）に対して
高摩擦状態で線接触する高摩擦部材としてのシリコンラ
バー２３９が埋め込まれている。なお、可動ブロック２
３８の平面形状は、その外側縁における両端が夫々斜め
に面取りされた形状となっている。そして、この可動ブ
ロック２３８は、平行移動板２３６と一体に、機構収容
部Ｓの底面上を摺動し、最小径位置α，βに向けて移動
する。

【００３１】機構収容部Ｓの底面における一方のネジ２
３５の近傍には、ストッパピン２４４が植設されてい
る。このストッパピン２４４は、検査対象光学部材２７
が無い状態において、検査対象光学部材２７の外縁（図
４において二点鎖線によって図示）を大きく超えて可動
保持面２３８ａが最小径位置α，βに接近しようとした
ときに、可動ブロック２３８の側面に当接することによ
って、その移動を阻止する。

【００３２】また、機構収容部Ｓの底面上において、各
ネジ２３５の位置からＸ経線と平行に中心軸Ｏ側に等距
離だけずれた位置には、夫々、固定バネ掛けピン２４０
が植設されている。一方、各リンクアーム２３４，２３
４の中央にも、夫々、可動バネ掛けピン２４１が植設さ
れている。そして、各固定バネ掛けピン２４０と各可動
バネ掛けピン２４１との間には、夫々、引張バネ２４
２，２４２が掛け渡されている。従って、これら各引張
バネ２４２，２４２により、可動ブロック２３８は、常
時最小径位置α，βに接近する方向に、付勢されてい
る。但し、固定バネ掛けピン２４０，ネジ２３５，及び
可動バネ掛けピン２４１が一直線状に並ぶ死点において
は、可動ブロック２３８には付勢力が加わらずに安定す
る。なお、この死点においては、上述のストッパピン２
４４に一方のリンクアーム２３４が当接するので、この
死点を超えて両リンクアーム２３４，２３４が図４の反
時計方向へ回転することが、防止される。

【００３３】小内径部２３０ａにおける切り欠きの縁
（線Ｙ₁）からＹ経線側へ寄った一定幅の領域は、上述
したカバー２３２の取付代２３０ｄ，２３０ｄとして、
このカバー２３２の厚さ分だけ、その表面が凹んでい
る。上述したカバー２３２は、図２に示すように、これ
ら両取付代２３０ｄ，２３０ｄの間に掛け渡されてお
り、その中間部にて支持柱部２３０ｃに固定されてい
る。このカバー２３２は、大内径部２３０ｂと同じ幅及
び同じ径を有する円弧状の板である。このカバー２３２
は、可動ブロック２３８の移動を許容するために、その
移動範囲が切り欠かれている。但し、上述した死点を超
えて各リンクアーム２３４，２３４が逆方向（図４にお
ける反時計方向）に回転したと仮定した場合における可
動ブロック２３８の移動範囲には、切り欠きは形成され
ていない。

【００３４】以上の様に構成されるホルダ２３に検査対
象光学部材２７をセットするには、オペレータは、各リ
ンクアーム２３４，２３４を図２及び図４の反時計方向
に回転させて、上記死点にて安定させる。そして、保持
部である小内径部２３０ａの内面と可動ブロック２３８
との間に、検査対象光学部材２７を挿入した状態で、各
リンクアーム２３４，２３４を図２及び図４の時計方向
に回転させる。すると、各引張バネ２４２，２４２の弾
性により、各最小径部α，βと可動接触面２３８ａとが
検査対象光学部材２７の側面に当接して、この検査対象
光学部材２７を保持する。

【００３５】以上の様に構成されるホルダ２３の本体部
２３０における最小径位置βと外周面との間には、その
長軸をホルダ２３全体の径に直交させた長円型の開口を
有する貫通孔２３０ｅが、中心軸Ｏと平行に穿たれてい
る。この貫通孔２３０ｅ内には、この貫通孔２３０ｅと
同じ幅と長さを有する六角柱型の指標部材２４３がはめ
込まれている。この指標部材２４３は、透明部材（アク
リル）から形成されており、その表面には、ホルダ２３
の中心軸Ｏを曲率中心とした円弧型の指標Ｉが描かれて
いる。この指標Ｉは、図５に示すように、断面が６０度
のＶ字溝の内面を黒色塗料によって墨入れすることによ
って、描かれている。この指標Ｉの曲率半径，即ち中心
軸Ｏからの距離は、そのホルダ２３によって保持可能な
光学部材２７の種類（即ち、レンズ種及びレンズ径）に
対応付けられて、予め定まっている。即ち、この指標Ｉ
を含む指標部材２４３が、ホルダ２３によって保持可能
な検査対象光学部材２７の種類に対応付けられた識別情
報を形状（即ち、中心軸Ｏから指標Ｉまでの距離）とし
て化体した識別部として機能する。撮像装置１の位置か
ら見ると、この指標部材２４３は、拡散透過板３２にお
ける遮光板３３の端部よりも外側の領域に重なって見え
る。従って、撮像装置１の撮像素子１２は、この指標部
材２４３上の指標Ｉを撮像することができるのである。

【００３６】制御装置６は、駆動モータ２６に駆動電流
を供給しつつ、撮像装置１から入力された画像データに
基づいて検査対象光学部材２７の種類（即ち、レンズ種
及びレンズ径）を読み取る識別情報読取手段として機能
するとともに、読みとった検査対象光学部材２７の種類
及び上記画像データに基づいて検査対象光学部材２７が
良品であるか不良品であるかの判定を行う画像処理手段
として機能する。

【００３７】図７は、この制御装置６の内部回路構成を
示すブロック図である。図７に示す様に、制御装置６
は、バスＢを介して相互に接続されたＣＰＵ６０，フレ
ームメモリ６１，ホストメモリ６２，及びモータ駆動回
路６３から、構成されている。

【００３８】フレームメモリ６１は、撮像装置１から入
力された画像データが書き込まれるバッファである。

【００３９】ホストメモリ６２は、画像メモリ領域６２
ａ，第１作業メモリ領域６２ｂ，第２作業メモリ領域６
２ｃ，及び、画像処理プログラム格納領域６２ｄを、含
んでいる。このうち、画像メモリ領域６２ａは、フレー
ムメモリ６１に書き込まれた画像データが所定時間毎に
先頭行から行単位で書き込まれる領域である。また、第
１作業メモリ領域６２ｂ及び第２作業メモリ領域６２ｃ
は、ＣＰＵ６０による画像処理が実行される領域であ
る。また、画像処理プログラム格納領域６２ｄは、ＣＰ
Ｕ６０にて実行される画像処理プログラムを格納するコ
ンピュータ可読媒体としての領域である。なお、この画
像処理プログラム格納領域６２ｄは、更に、中心軸Ｏか
ら指標Ｉまでの様々な距離と検査対象光学部材２７の種
類（即ち、レンズ種及びレンズ径）との１対１対応関係
を定義付けたテーブルを格納している。

【００４０】モータ駆動回路６３は、撮像装置１側から
見てホルダ２３及び検査対象光学部材２７が反時計方向
に等速回転する様に駆動モータ２６を駆動させる駆動電
流を、この駆動モータ２６に供給する。

【００４１】ＣＰＵ６０は、制御装置６全体の制御を行
うコンピュータである。即ち、ＣＰＵ６０は、ホストメ
モリ６２の画像処理プログラム格納領域６２ｄに格納さ
れている画像処理プログラムを実行し、フレームメモリ
６１に書き込まれた画像データを定期的にホストメモリ
６２の画像メモリ領域６２ａに書き写すとともに、画像
メモリ領域６２ａ中に検査対象光学部材２７全体に対応
する画像データ（極座標データ）が合成された時点で、
この画像データを直交座標データに変換して第１作業メ
モリ領域６２ｂに書き写す。また、画像データ中に指標
部材２４３を示す明部が存在している場合には、指標を
示す当該明部内の黒線と中心軸Ｏとの距離に対応する種
類（即ち、レンズ種及びレンズ径）を画像処理プログラ
ム格納領域６２ｄ内のテーブルから読み出す。ＣＰＵ６
０は、以上のようにして、第１作業メモリ領域６２ｂ内
に直交座標データを生成して、検査対象光学部材２７の
種類（即ち、レンズ種及びレンズ径）を読み出すと、こ
の画像データに基づいて検査対象光学部材２７の良否判
定及び統計処理を実行する。また、ＣＰＵ６０は、フレ
ームメモリ６１からの画像データ取り込みを行うのと同
期して、モータ駆動回路６３に対して、駆動電流を駆動
モータ２６に供給させる指示を行う。＜検査の原理＞以上のように構成される光学部材検査装
置において、図８の面内では、撮像レンズ１１に入射し
て撮像素子１２の各画素に入射し得る光は、撮像レンズ
１１の光軸ｌに沿った光線を主光線とする光束であり且
つ図８に示される周縁光線ｍ，ｍ間を通る光のみであ
る。この周縁光線ｍ，ｍを逆方向に辿ると、検査対象光
学部材２７の表面において交差した後に、拡散透過板３
２に向かって拡がっている。そして、拡散透過板３２上
において、この周縁光線ｍ，ｍの間が遮光板３３によっ
て遮られている。従って、図８に示すように、検査対象
光学部材２７における撮像素子５による撮像対象領域
（撮像レンズ１１に関して撮像素子１２の画素列の受光
面と共役な部位及び光軸方向におけるその近傍）に不良
要因がないとすると、撮像素子１２の各画素に入射する
光はない。即ち、拡散透過板３２の表面における遮光板
３３の側方箇所から拡散した光ｎは、検査対象光学部材
２７における撮像対象領域を透過するが、周縁光線ｍ，
ｍの外側を通るので、撮像レンズ１１には入射しない。
また、拡散透過板３２の表面における遮光板３３の側方
箇所から拡散して検査対象光学部材２７における撮像対
象領域以外の箇所を透過した光は、撮像レンズ１１に入
射し得るが、撮像素子１２の各画素上には収束されな
い。そのため、撮像装置１から出力される画像データ
は、検査対象光学部材２７に相当する領域の全域におい
て、暗くなっている。但し、検査対象光学部材２７の側
面（コバ）においては、このコバに入射した光が拡散反
射するので、このコバの像（コバ像）が撮像素子１２の
撮像面に形成される。

【００４２】以上に対して、図２に示すように、検査対
象光学部材２７表面における撮像対象領域内にキズＣ及
びゴミＤがある場合、図９に示すように、拡散透過板３
２の表面における遮光板３３の側方箇所から拡散した光
ｎがこれらキズＣ及びゴミＤに当たると、この光がこれ
らキズＣ及びゴミＤによって拡散される。この拡散光
ｎ’は、周縁光線ｍ，ｍの交点を中心として発散するの
で、その一部は、撮像レンズ１１を介して撮像素子１２
の画素上に入射する。従って、キズＣ及びゴミＤの像
（周囲の暗い背景よりも明るい像）が撮像素子１２の撮
像面に形成される。

【００４３】なお、撮像装置１の位置から見ると、検査
対象光学部材２７の外縁とホルダ２３０の内面との間の
空間は、遮光板３３と重なって見える。従って、上述し
た理由により、撮像装置１から出力される画像データ
は、この空間に相当する領域の全域において、暗くなっ
ている。また、ホルダ２３は拡散透過板３２からの光を
遮ぎっているので、撮像装置１から出力される画像デー
タは、このホルダ２３に相当する領域の全域において、
暗くなっている。

【００４４】しかしながら、上述したように、指標部材
２４３は透明部材から構成されており、しかも、図６に
示すように、この指標部材２４３が填め込まれた貫通孔
２３０ｅは、撮像装置１の位置から見ると、拡散透過板
３２における遮光板３３の端の外側の領域と重なってい
る。従って、拡散透過板３２からの拡散光が、この指標
部材２４３を通って撮像レンズ１１に入射し、撮像素子
１２の撮像面上に、指標Ｉを含む指標部材２４３の像
（指標Ｉが黒線として映り込んだ明るい像）を形成す
る。図１０（ａ）及び（ｂ）は、この撮像素子１２の撮
像面上に形成される指標部材２４３の画像例を示す。図
１０（ａ）及び（ｂ）において指標部材２４３の形状が
矩形であるのは、撮像素子１２がラインセンサであるか
らである。

【００４５】撮像素子１２２による撮像（電荷蓄積及び
走査）は、駆動モータ２６による検査対象光学部材２７
の回転と同期して、この検査対象光学部材２７が所定角
度だけ回転する毎に行われる。そして、撮像素子１２に
よる撮像（電荷蓄積及び走査）がなされる毎に、ライン
状の画像データが、制御装置６のフレームメモリ６１に
書き込まれて、ホストメモリ６２の画像メモリ領域６２
ａに取り込まれる。その結果、検査対象光学部材２７が
回転するにつれて、画像メモリ領域６２ａの各行には、
撮像装置１によって撮像された各ライン状画像データ
が、先頭行から順に書き込まれる。

【００４６】検査対象光学部材２７が１回転した時点で
ホストメモリ６２の画像メモリ領域６２ａに格納されて
いる画像データは極座標データであるので、ＣＰＵ６０
は、この画像データに対して座標変換（極座標−直交座
標変換）を施して、第１作業メモリ６２ｂに書き写す。
この作業を行う際に、ＣＰＵ６０は、画像メモリ領域６
２ａに格納されている画像データを所定角度分（所定ラ
イン数分）づつ順番に読み出す。そして、読み出した画
像データを回転角方向に積分し、積分結果を中心軸Ｏ側
から順に判定基準値と比較してゆき、最初に積分結果が
判定基準値を超えた箇所を上記コバ像の位置と認識す
る。そして、この位置よりも中心側の領域に対して座標
変換を行って、第１作業メモリ領域６２ａに書き写す。
なお、図１０（ａ），（ｂ）に示す指標部材２４３の
映像に対応する積分結果は、夫々、同図（ｃ），（ｄ）
に示すように、指標Ｉに相当する部分を除き、最高値近
傍の値となる。そのため、ＣＰＵ６０は、コバ像検出後
も、積分結果を判定基準値と比較しつづけ、再度、積分
結果が判定基準値を超えた領域を検出すると、その領域
が指標部材２４３の画像に相当するものと認識する。Ｃ
ＰＵ６０は、このようにして指標部材２４３の画像に相
当する領域を検出すると、更に、この領域内部において
積分値が判定基準値を下回っている箇所を探して、これ
を指標Ｉに相当するものと認識する。このようにして指
標Ｉを認識すると、ＣＰＵ６０は、中心軸Ｏから指標Ｉ
までの距離Ｄを算出する。この距離Ｄは、ホルダ２３毎
に異なり、図１０（ａ）に示す形状の指標部材２４３を
有するホルダ２３の場合にはＤ１となり、図１０（ｂ）
に示す形状の指標部材２４３を有するホルダ２３の場合
にはＤ２となる。そこで、ＣＰＵ６０は、算出した距離
Ｄに対応する種類（即ち、レンズ種及びレンズ径）を画
像処理プログラム格納領域６２ｄ内のテーブルから読み
出し、以後の画像処理に用いるデータとして記憶する。

【００４７】ＣＰＵ６０は、以上のようにして、画像メ
モリ領域６２ａ内の画像データにおける全検査対象領域
を決定して検査対象光学部材２７の種類（即ち、レンズ
種及びレンズ径）を検出すると、この画像データに基づ
いて検査対象光学部材２７の良否判定及び統計処理を実
行する。即ち、上述した座標変換を画像メモリ６２ａ内
の画像データ全体に対して行った結果第１作業メモリ領
域６２ｂに書き込まれた画像データは、直交座標データ
となるので、画像データ中の不良要因を示す領域は、検
査対象光学部材２７における実際の不良要因に対して所
定比率の面積の相似形状を有するようになる。ＣＰＵ６
０は、この第１作業メモリ領域６２ｂ内の画像データを
所定閾値（ノイズとみなし得る程度輝度値よりも若干大
きい値）を用いて二値化した画像データを第２作業メモ
リ６２ｃに書き込み、これをマスク画像とする。そし
て、このマスク画像を用いて第１作業メモリ領域６２ｂ
内の画像データに対してマスキング処理を施し、マスキ
ング処理が施された画像データ中における各明領域（０
を超える輝度値を有する画素からなる領域）の図形的特
徴量を数値化する。具体的には、明領域中の画素数を算
出したり、明領域中の画素値の総和を算出したり、明領
域の最大フィレ径を算出する。そして、これらの図形的
特徴量に対して所定の演算を施す。例えば、上述したよ
うにして記憶した検査対象光学部材２７のレンズ径に基
づいて算出した検査対象光学部材２７の表面積に占める
明領域の面積の比を算出したり、検査対象光学部材２７
における単位面積当たりの輝度値総和を算出する。そし
て、ＣＰＵ６０は、何れかの演算結果を所定の良否判定
基準値と比較し、前者が後者を超えている場合には、検
査対象光学部材２７が不良品であると判定し、前者が後
者以下である場合には、検査対象光学部材２７が良品で
あると判定する。

【００４８】また、ＣＰＵ６０は、上述したようにして
記憶した検査対象光学部材２７のレンズ種に基づいて、
同種の検査対象光学部材２７毎に、上述した各値（明瞭
域の面積，輝度値総和，最大フィレ径，各種演算結果，
等）を分類して、統計処理を行うこともできる。

【００４９】以上説明したように、本実施例の光学部材
検査装置によると、各ホルダ２３の指標部材２４３に
は、そのホルダ２３によって保持可能な検査対象光学部
材２７の種類（即ち、レンズ種及びレンズ径）に予め対
応付けられた位置に、指標Ｉが形成されている。従っ
て、光学部材検査装置の制御装置６は、撮像装置１から
の画像データに基づいてこの指標Ｉの位置を検出するこ
とにより、そのホルダ２３に保持されている検査対象光
学部材２７の種類（即ち、レンズ種及びレンズ径）を認
識することができる。

【００５０】なお、本第１実施形態では、透明なアクリ
ル板から指標部材２４３を形成したが、乳白色のアクリ
ル板から指標部材２４３を形成しても良い。このように
乳白色のアクリル板とすれば、指紋等の汚れが指標Ｉと
間違えられて検出されることもないばかりか、それ自体
が拡散透過板であるので、撮像装置１の位置から見て遮
光板３３と重なって見える場合であっても、その像が撮
像素子１２の撮像面に形成される。

【００５１】

【実施形態２】本発明の第２実施形態は、上述した第１
実施形態と比較して、指標部材２４３の構成のみが異な
り、それ以外の構成が第１実施形態と共通となってい
る。従って、以下の説明においては、この指標部材２４
３の説明のみを行い、その他の説明を省略する。

【００５２】上述した第１実施形態の指標部材２４３に
よると、指標Ｉの中心軸Ｏからの距離のみに基づいて他
との区別がなされていたので、この指標部材２４３に対
応付けることが可能な種類（即ち、レンズ種及びレンズ
径）の数には、撮像装置１の解像度に依って自ずから限
度がある。これに対して、指標部材２４３の幅を広げる
ことも考えられるが、撮像レンズ１１の倍率との関係に
依り、これにも限界がある。本第２実施形態は、指標部
材２４３の幅を広げることなく、指標部材２４３に対応
付けることができる検査対象光学部材２７の種類（即
ち、レンズ種及びレンズ径）の数を増やすことを目的と
している。

【００５３】図１１（ａ）は、本第２実施形態の指標部
材２４３’を撮像装置１によって撮像して得られた画像
を示している。この図１１（ａ）に示されるように、こ
の指標部材２４３’上には、撮像装置１の解像度に応じ
たピッチ（撮像装置１によって位置の識別が可能な最小
の間隔）で、予め複数の指標形成予定位置（実線又は破
線にて図示）が設定されている。これら各指標形成予定
位置を二進数における各ビットを対応付け、二進数にお
ける“０”の値に対応する指標形成予定位置に、第１実
施形態のものと同じ手法によって指標Ｉ（実線にて図
示）を形成する。その結果、指標形成予定位置の数をＫ
とした場合、この指標部材２４３’によって対応付ける
ことができる検査対象光学部材２７の種類（即ち、レン
ズ種及びレンズ径）の数は２^K通りとなる（第１実施例
の指標部材２４３の場合にはＫ通りに限られる）。

【００５４】制御装置６のＣＰＵ６０は、この指標部材
２４３’に対応する領域を画像データの積分結果から検
出すると、指標形成予定位置毎に、画像データの積分結
果が判定基準値以下であるか否かを判断する。そして、
図１１（ｃ）に示すように、画像データの積分結果が判
定基準値以下である指標形成予定位置には“０”を割り
当てるとともに、画像データの積分結果が判定基準値を
超える指標形成予定位置には“１”を割り当てる。この
ようにして、ＣＰＵ６０は、指標部材２４３から二進値
を読み出し、この二進値に対して予め対応付けられてい
た検査対象光学部材２７の種類（即ち、レンズ種及びレ
ンズ径）を、画像処理プログラム領域６２ｄ内のテーブ
ルから読み出す。

【００５５】本第２実施形態におけるその他の動作は、
上述した第１実施形態と全く同じであるので、その説明
を省略する。

【００５６】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の光学部
材検査装置又はホルダによれば、検査対象光学部材の種
類を示す情報を自動的に識別し、識別結果に応じて画像
処理を行うことが、可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による光学部材検査装
置の概略構成を示す側面断面図

【図２】図１のホルダの平面図

【図３】ホルダの側面図

【図４】カバーを外した状態におけるホルダの分解平
面図

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿ったホルダの縦断面図

【図６】図１の検査対象光学部材等を撮像装置の位置
から見た平面図

【図７】図１の制御装置の内部回路構成を示すブロッ
ク図

【図８】検査対象光学部材に不良要因がない場合にお
ける光の進行状態を示す図

【図９】検査対象光学部材に不良要因がある場合にお
ける光の進行状態を示す図

【図１０】指標部材の画像データに対する画像処理を
示すグラフ

【図１１】本発明の第２実施形態による指標部材の画
像データに対する画像処理を示すグラフ

【符号の説明】

１撮像装置２光学部材保持部６制御装置２３ホルダ２７検査対象光学部材６０ＣＰＵ２３０本体部２３０ｅ貫通孔２４３指標部材Ｉ指標

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西太一東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者東原隆東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者中村聡東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2G086 EE08 FF05 FF06 2H044 AF00 AF02 AF05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学部材を撮像することによって得られた
画像データに基づいて前記光学部材の検査を行う光学部
材検査装置において、前記光学部材を保持する保持部を有しているとともにこ
の保持部によって保持可能な光学部材の種類に対応付け
られた識別情報を化体した識別部を有しているホルダ
と、このホルダに保持されている光学部材を撮像して画像デ
ータを出力する撮像装置と、前記識別部から前記識別情報を読み取る識別情報読取手
段と、この識別情報読取手段によって読み取られた前記識別情
報に基づいて前記画像データを処理する画像処理手段と
を備えたことを特徴とする光学部材検査装置。
【請求項２】前記識別情報は、前記光学部材の種類に対
応付けられた形状として前記識別部に化体されており、前記撮像装置は、前記ホルダに保持されている光学部材
とともに前記識別部を撮像し、前記識別情報読取手段は、前記撮像装置から出力された
画像データに基づいて、前記識別部の形状を検出し、検
出した形状から前記識別情報を読み出すことを特徴とす
る請求項１記載の光学部材検査装置。
【請求項３】前記識別部は、前記光学部材の種類に対応
付けられた位置に指標が描かれた部材からなることを特
徴とする請求項２記載の光学部材検査装置。
【請求項４】前記識別部は、前記光学部材の種類に対応
付けられた位置に指標が描かれた透明部材からなること
を特徴とする請求項２記載の光学部材検査装置。
【請求項５】前記識別部は、前記光学部材の種類に対応
付けられた数値をコード化した指標が描かれた部材から
なることを特徴とする請求項２記載の光学部材検査装
置。
【請求項６】前記識別部は、前記光学部材の種類に対応
付けられた数値をコード化した指標が描かれた透明部材
からなることを特徴とする請求項２記載の光学部材検査
装置。
【請求項７】光学部材を撮像することによって得られた
画像データに基づいて前記光学部材の検査を行う光学部
材検査装置に、前記光学部材をセットするためのホルダ
であって、前記光学部材を保持する保持部を有しているとともにこ
の保持部によって保持可能な光学部材の種類に対応付け
られた識別情報を化体した識別部を有していることを特
徴とするホルダ。