JP2000292307A - 光透過体の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光透過体の欠陥や肉厚計測において、計測結
果の信頼性が高く、大量生産に対応した連続計測判定装
置が求められている。 【解決手段】 コンタクトレンズ１０に円形状の照明光
を投射する円形光源１２と、前記レンズ１０を透過した
円形光源１２からの照明光を撮像する電子カメラ１５て
撮像した画像の中、レンズ１０とそのレンズの欠陥部分
を強調させる照明光マスク１４と反射板１６とからな
り、電子カメラ１５で撮像した画像信号を２値化し、そ
の２値化された画像データからレンズ１０の被検査対象
範囲の特定と欠陥の検出を行い、かつ、検査進行状況を
表示する光透過体の外観検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光透過率の優れた
部材を用い、球面または平面を含む非球面、あるいは前
記球面と前記非球面とを組み合わせた非球面の形状に形
成されたレンズ等の肉厚や輪郭の損傷及び表面の損傷並
びに汚れ等を電子カメラを用いて撮像した画像から自動
的に検査判定する光透過体の外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種レンズの外観、異物付着、
傷、破損及び汚れ等の欠陥部分の検査判定には、作業員
による目視検査または光学プロジェクターにより拡大投
影して欠陥の有無判定を行っている。

【０００３】また、作業員による検査判定に変わって、
撮像管、及びＣＣＤ素子等の光電変換手段を用いた電子
撮像装置を用いた検査装置による外観検査方法も採用さ
れている。例えば、特開昭６３ー４８４３１号公報、特
開平４ー３０５１４４号公報、特開平４ー３２１１８６
号公報及び特開平７ー１９０８８４号公報等にその検査
方法が開示されている。これら公報に開示されている検
査方法は、被検査物であるコンタクトレンズを透過また
は反射した光が被検査物に欠陥がある場合には、その欠
陥部分で光の乱反射が生ずることを利用し、前記被検査
物を透過または反射した照明光を撮像装置で撮像して映
像信号化し、その映像信号を２値化処理して被検査物の
外観の欠陥部分を検出することを基本としている。

【０００４】しかしながら、これら従来の技術は、被検
査物の傷や破損及び汚染の検査装置であり、被検査体の
外形寸法を計測検査するものではない。

【０００５】一方、コンタクトレンズは、製作加工過程
でレンズ内面（凹面）と外面（凸面）の中心がずれて加
工されると、レンズの外周付近の輪郭部分の厚みが不均
一となる。

【０００６】このレンズ輪郭部分について、図７を用い
て説明する。この図７は、コンタクトレンズの断面を示
しており、図中の符号５１は、コンタクトレンズであ
る。このコンタクトレンズ５１の外面（以下、凸面とい
う）５３と内面（以下、凹面という）５４のそれぞれの
幾何学中心５２が一致する場合、図中実線で示すコンタ
クトレンズ５１の外周付近の厚みＴ１、Ｔ２は等しくな
る（Ｔ１＝Ｔ２）。仮に、コンタクトレンズ５１の凸面
５３又は凹面５４の幾何学中心５２が相対的にずれて加
工されると、例えば、図示のように凹面５４の幾何学中
心５２’のようにずれると、図中点線で示す凹面５４’
となり、外周付近の厚みＴ３、Ｔ４は異なる（Ｔ３≠Ｔ
４）。

【０００７】また、乱視や老視用のレンズの場合は、前
記幾何学中心を意図的にずらせて加工するが、レンズ外
周部付近の輪郭部分は、均一の厚みを有するように加工
される。

【０００８】このコンタクトレンズの輪郭部分の肉厚計
測検査としては、投影機等の光学測定装置を用いて、作
業員がコンタクトレンズ１個毎にコンタクトレンズの輪
郭部の投影寸法を測定し、その測定結果から良品不良品
の選別を行っている。このため、測定値のばらつきをな
くするために、慎重な測定が求められ、大量生産する際
の作業効率の低下要因となっており、この大量生産され
るコンタクトレンズの肉厚計測の信頼性向上と、計測及
び計測結果の判定を迅速に行う装置が求められている。

【０００９】また、コンタクトレンズの外周輪郭損傷や
レンズ表面の破損及び汚れ等の欠陥検査については、顕
微鏡等を用いた官能的な検査に代わって、前述した文献
に開示されているように、個々の損傷や汚れの検査判定
装置が存在するが、コンタクトレンズの検査判定を一連
の作業として連続して行い、大量生産に適した検査装置
は開示されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンタクトレン
ズの外観検査装置は、検査項目毎の検査装置は存在する
が、複数の検査項目を一連の作業として継続検査判定す
ることができないため、大量生産の検査作業効率が低下
する課題があった。

【００１１】また、コンタクトレンズの外周輪郭損傷
や、レンズ表面の損傷や汚れ等の外観検査において、照
明方法により、欠陥の検出精度が変動するため、微細な
欠陥を検出することが困難であり、前記外観検査の精度
を向上させるためには、欠陥検出に用いる電子カメラの
撮像素子の画素の精細化によって実現可能であるが、画
素が精細化されると、電子カメラで撮像した映像データ
を処理するコンピュータ機器の処理速度が著しく低下し
て、大量生産する際の作業効率低下の要因となってい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、光透過率の優
れた部材で球面または平面を含む非球面、あるいは球面
と非球面とを組み合わせた非球面の形状に形成された被
検査物に照明光を投射し、その被検査物を透過した照明
光を電子撮像装置で撮像した映像を用いて、被検査物の
外観検査を行う光透過体の外観検査装置において、円形
状の光源と、この光源からの直接光、または前記直接光
を反射板で反射させた反射光とからなる照明光を前記被
検査物に投射する円形光源手段と、前記円形光源手段か
ら投射され、前記被検査物を透過した照明光の中、前記
被検査物の外周の外側を通過する照明光を遮光するマス
クを有する被検査物透過光強調手段と、前記被検査物透
過光強調手段で被検査物を強調した透過光を撮像する電
子カメラ手段と、前記電子カメラ手段で撮像した画像信
号を２値化し、その２値化された画像データから被検査
物の輪郭と表面部分の画像データを抽出し、かつ、その
被検査物の輪郭と表面部分部分の画像データから算出し
た面積値と、基準面積データとを比較する画像データ処
理手段とを具備し、前記画像データ処理手段で比較され
た被検査物の輪郭と表面部分の面積と基準面積との相違
により、被検査物の輪郭部分の損傷検出と肉厚計測の判
定と、及び表面部分の損傷及び汚れ検出判定を行うこと
を特徴とする光透過体の外観検査装置である。

【００１３】また、本発明は、光透過率の優れた部材で
球面または平面を含む非球面、あるいは球面と非球面と
を組み合わせた非球面の形状に形成された被検査物に照
明光を投射し、その被検査物を透過した照明光を電子撮
像装置で撮像した映像を用いて、被検査物の外観検査を
行う光透過体の外観検査装置において、前記被検査物に
照明光を投射する円形光源と、この円形光源からの照明
光が透過した前記被検査物を撮像する電子カメラとを有
した前記被検査物の輪郭損傷計測と、表面損傷と汚れ計
測と、及び輪郭肉厚計測の各工程からなる検査工程手段
と、前記検査工程手段の各電子カメラで撮像した画像を
２値化データに変換し、前記各工程毎に計測に必要な画
像データを生成し、かつ、その生成されたデータから各
工程毎の計測値を算出する画像データ処理手段と、前記
画像データ処理手段で算出した計測値データと基準値デ
ータと比較する比較手段とを具備し、前記比較手段の比
較結果により、被検査物の輪郭部分の損傷、表面部分の
損傷と汚れ、及び輪郭部分の肉厚寸法等を判定すること
を特徴とする光透過体の外観検査装置である。

【００１４】これにより、被検査物の外周輪郭部と表
面、並びに、被検査物の外周輪郭部の肉厚等の結果検出
が一連の作業として連続して実施でき、かつ、微細欠陥
検出を可能とする被検査物強調照明が得られ、検査処理
速度が向上した光透過体の外観検査装置が提供できる。

【００１５】前記光透過体の外観検査装置の前記画像デ
ータ処理手段において、被検査物の輪郭部分の画像デー
タから、所定の角度間隔で前記輪郭部分の幅寸法を求
め、その求められた幅寸法の最大値、最小値、及び最大
値と最小値の差データを算出し、それら最大値、最小
値、及び最大値と最小値の差データを基準データと比較
する算出比較手段を具備し、前記被検査物の輪郭部分の
肉厚寸法を計測判定することを特徴とする。

【００１６】前記光透過体の外観検査装置の前記検査工
程手段の被検査物の輪郭損傷計測において、前記画像デ
ータ処理手段は、前記電子カメラで撮像した画像の取り
込み処理と、２値化データ処理と、２値化データのラベ
ル番号付与及びそのラベル番号毎のデータ処理と、被検
査物の計測該当部分のラベル番号データの抽出処理と、
その抽出されたラベル番号データから面積値を算出し、
基準値と比較する選択比較処理と、及びこの選択比較処
理の結果の表示処理とからなり、前記各処理の進行に応
じて表示手段に表示することを特徴とする。

【００１７】前記光透過体の外観検査装置の前記検査工
程手段の被検査物の表面損傷及び汚れ計測において、前
記画像データ処理手段は、前記電子カメラて撮像した画
像の取り込み処理と、２値化データ処理と、２値化デー
タのラベル番号付与及びそのラベル番号毎のデータ処理
と、被検査物の計測該当部分のラベル番号データの抽出
処理と、その抽出されたラベル番号データから面積値を
算出し、基準値と比較する選択比較処理と、及びこの選
択比較処理の結果の表示処理とからなり、前記各処理の
進行に応じて表示手段に表示することを特徴とする。

【００１８】前記光透過体の外観検査装置の前記検査工
程手段の被検査物の輪郭肉厚計測において、前記画像デ
ータ処理手段は、前記電子カメラで撮像した画像の取り
込み処理と、２値化データ処理と、２値化データのラベ
ル番号付与及びそのラベル番号毎のデータ処理と、被検
査物の計測該当部分のラベル番号データの抽出処理と、
その抽出されたラベル番号データから所定の角度毎に算
出した幅データから特定のデータを選択し基準値と比較
する選択比較処理と、及びその選択比較処理の結果の表
示処理とからなり、前記各処理の進行に応じて表示手段
に表示することを特徴とする。

【００１９】また、前記光透過体の外観検査装置は、前
記被検査物の凹面側に前記円形光源手段を配置し、前記
被検査物の凸面側に前記円形光源手段からの照明光の所
定の範囲を遮光するマスクを配置し、前記被検査物を透
過し、前記マスクから出射された透過光を撮像する位置
に前記電子カメラ手段を配置し、前記被検査物の輪郭損
傷計測することを特徴とする。

【００２０】さらに、前記光透過体の外観検査装置は、
前記被検査物の凸面側に前記円形光源手段を配置し、前
記被検査物の凹面側に前記円形光源手段からの照明光の
所定の範囲を遮光するマスクを配置し、前記被検査物を
透過し、前記マスクから出射された透過光を撮像する位
置に前記電子カメラ手段を配置し、前記被検査物の表面
損傷及び汚れ計測することを特徴とする。

【００２１】さらにまた前記光透過体の外観検査装置
は、前記被検査物の凹面側に前記円形光源手段を配置
し、前記円形光源手段からの照明光を反射する反射板を
前記被検査物と対向して、前記円形光源手段の後方に配
置し、かつ、前記被検査物の凸面側には前記円形光源手
段からの直接光及び前記反射板からの反射光を撮像する
位置に前記電子カメラ手段を配置し、前記被検査物の肉
厚計測することを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る
光透過体の外観検査装置の一実施形態の構成を示すブロ
ック図である。

【００２３】この光透過体の外観検査装置は、光透過体
としてコンタクトレンズの外観検査を例に説明する。こ
の外観検査装置は、３つの検査工程から成り、Ｘ工程は
コンタクトレンズの輪郭部分の損傷を検査し、Ｙ工程は
コンタクトレンズの表面部分の損傷と汚れを検査し、Ｚ
工程はコンタクトレンズの輪郭部分の肉厚を検査するよ
うになっている。

【００２４】前記Ｘ工程の輪郭損傷検査は、コンタクト
レンズ１０の凹面を図中下方にして光学シャーレ等の透
明な平板（以下、シャーレという）１１に載置されてい
る。このシャーレ１１に載置されたコンタクトレンズ１
０の凹面側の図中下方から照明光を投射する円形光源１
２が設置されている。この円形光源１２は、円形状のラ
ンプ又は光ファイバーの束を円形状に形成された、いわ
ゆるリングライトと称する光源で、円形のランプ又は光
ファイバー全体が発光し、円形状の照明光を投射するよ
うになっている。前記円形光源１２から投射された照明
光は、前記コンタクトレンズ１０の透過光とコンタクト
レンズ１０の外周の外側の通過光とに分かれる。このコ
ンタクトレンズ１０の透過光と外側の通過光は、中央部
に円形開口１４を設けたマスク１３に投射される。この
マスク１３の円形開口１４は、前記コンタクトレンズ１
０の直径よりも若干大きめの直径を有して形成されてい
る。前記マスク１３の図中上方には、前記マスク１３の
円形開口１４を透過した透過光を撮像する電子カメラ１
５が配置されている。前記電子カメラ１５は、コンピュ
ータ機器１７に接続されている。

【００２５】これにより、前記円形光源１２から投射さ
れた照明光は、前記コンタクトレンズ１０の透過光で検
査に不要な透過光と、コンタクトレンズ１０の周辺外側
の通過光を前記マスク１３で遮光すると共に、前記コン
タクトレンズ１０と直交する平行透過光のみを前記電子
カメラ１５に投射するようにしている。これにより、前
記電子カメラ１５で撮像生成した映像信号の前記コンタ
クトレンズ１０の外周付近の輪郭部分と背景部分との境
界が強調され、この映像信号を基にコンピュータ機器１
７で後述する映像処理と損傷検出処理により、レンズ輪
郭部分の損傷を検出するようになっている。

【００２６】次に、前記Ｙ工程の表面損傷汚れ検査は、
前記コンタクトレンズ１０と同じようにコンタクトレン
ズ１０’の凹面を図中下方にして前記シャーレ１１と類
似のシャーレ１１’に載置されている。このシャーレ１
１’に載置されたコンタクトレンズ１０’の凸面側の図
中上方には、前記円形光源１２と類似の円形光源１２’
が配置されている。前記コンタクトレンズ１０’の凹面
側の図中下方には、前記マスク１３と類似のマスク１
３’が配置され、このマスク１３’の円形開口１４’を
透過した透過光を撮影する前記電子カメラ１５と類似の
電子カメラ１５’が配置され、この電子カメラ１５’は
コンピュータ機器１７に接続されている。

【００２７】これにより、前記電子カメラ１５’で撮像
生成した映像信号の前記コンタクトレンズ１０の外周付
近の輪郭部分と背景部分との境界が強調され、この映像
信号を基にコンピュータ機器１７で後述する映像処理と
損傷検出処理により、レンズ表面の損傷や汚れを検出す
るようになっている。

【００２８】次に、前記Ｚ工程の輪郭肉厚検査は、前記
コンタクトレンズ１０と同じようにコンタクトレンズ１
０”の凹面を図中下方にして前記シャーレ１１と類似の
シャーレ１１”に載置されている。このシャーレ１１”
に載置されたコンタクトレンズ１０”の凹面側の図中下
方には、前記円形光源１２と類似の円形光源１２”が配
置されている。この円形光源１２”の図中下方には、反
射板１６が配置され、前記円形光源１２”から投射され
た照明光を反射させて、前記コンタクトレンズ１０”に
反射光を投射するようになっている。前記コンタクトレ
ンズ１０”の凸面側の図中上方には、前記電子カメラ１
５と類似の電子カメラ１５”が配置され、この電子カメ
ラ１５”はコンピュータ機器１７に接続されている。

【００２９】これにより、前記コンタクトレンズ１０”
に対して、前記円形光源１２”の直接光と、前記反射板
１６からの反射光が投射されることにより、前記コンタ
クトレンズ１０”と直交する平行光が前記電子カメラ１
５”に入射され、前記電子カメラ１５”で撮像生成した
映像信号を基にコンピュータ機器１７で後述する映像処
理と肉厚計測処理により、レンズ輪郭部分の肉厚を検出
するようになっている。

【００３０】なお、前記コンタクトレンズ１０，１
０’，１０”と、円形光源手段１２，１２’，１２”
と、マスク１３，１３’の円形開口１４，１４’及び電
子カメラ１５，１５’，１５”の中心点は同一線上に配
置されるようになっている。

【００３１】次に、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ工程の電子カメラ１
５，１５’，１５”で撮影した映像信号の処理につい
て、図２を用いて説明する。なお、コンタクトレンズ１
０，１０’，１０”は、類似のコンタクトレンズであ
り、また、電子カメラ１５，１５’，１５”は、類似の
電子カメラのため、コンタクトレンズ１０と電子カメラ
１５と称して説明する。

【００３２】図２（ａ）は、前記電子カメラ１５が撮像
した原画像である。この画像の図中、符号Ａは、前記コ
ンタクトレンズ１０を透過した照明光と、コンタクトレ
ンズ１０の外周外側を通過した照明光の画像、または前
記マスク１３で遮光された部分の画像で、画像の背景で
ある（以下、背景画像Ａという）。符号Ｂは、コンタク
トレンズ１０と前記マスク１３の開口１４を透過した照
明光の画像、または、全コンタクトレンズ１０の透過光
の画像で、すなわち、コンタクトレンズ１０の画像であ
る（以下、コンタクトレンズ画像Ｂという）。符号Ｃ
は、コンタクトレンズ１０の凹面と凸面で照明光か反射
して生じる円形照明１２の虚像の画像である（以下、虚
像画像Ｃという）。符号Ｄは、前記Ｚ工程における円形
光源１２”からの前記照明光の投射範囲外の画像である
（以下、照明光外画像Ｄという）。符号Ｅは、前記コン
タクトレンズ表面に記述されているレンズの向き等を示
すロゴマークの画像である（以下、ロゴマーク画像Ｅと
言う）。前記虚像画像Ｃは、前記コンタクトレンズ１０
の曲率厚み等によって生じる複数のリング形状の画像と
して現れ、前記コンタクトレンズ画像Ｂの外周縁と虚像
画像Ｃの外周縁との間がコンタクトレンズ１０の輪郭部
となる。この電子カメラ１５の撮影原画像は、明暗反転
されて、コンタクトレンズ画像Ｂと虚像画像Ｃを用い
て、欠陥検出を行う。前記ＸとＹ工程においては、前記
背景画像Ａと照明外画像Ｄは、前記マスク１３でコンタ
クトレンズ１０の外周近傍を透過する光を遮光してお
り、最も暗い画像となり、コンタクトレンズ１０の周縁
は照明光の乱反射により最も明るい画像となる。前記コ
ンタクトレンズ画像Ｂは、前記虚像画像Ｃよりも暗い画
像となる。また、前記Ｚ工程においては、コンタクトレ
ンズ１０の周縁は、逆に最も暗い画像となる。次に、背
景画像Ａの部分は前記コンタクトレンズ１０の周縁の次
に明るい画像となり、前記コンタクトレンズ画像Ｂは、
前記虚像画像Ｃの影響で背景画像Ａよりも暗い画像とな
る。前記電子カメラ１５で撮影生成した図２（ａ）の原
画像信号は、前記コンピュータ機器１７に転送され、図
２（ｂ）に示すように、画素毎の２値化画像データに変
換される。この２値化画像データから、前記各検査工程
において、必要な画像データ部分を抽出するために、検
査に必要な画像部分のラベリングを図２（ｃ）に示すよ
うに行う。すなわち、背景画像Ａ、コンタクトレンズ画
像Ｂ、及びレンズ表面のロゴマーク画像Ｅを除いた虚像
画像Ｃを抽出してラベリングを行う。このラベリングの
基で、前記Ｘ工程では、ラベルＢのコンタクトレンズ画
像Ｂを用いて輪郭部の損傷を検出し、前記Ｙ工程では、
ラベルＣの虚像画像Ｃを用いて表面部の損傷や汚れを検
出する。この損傷や汚れ検出は、損傷がある場合には、
その損傷部分の透過光が乱反射して、損傷のない部分と
の透過光の輝度が増加し、また、汚れ検出は、汚れ部分
の透過光は減衰されて、汚れのない部分との透過光の輝
度が低下することで判別される。

【００３３】さらに、前記Ｚ工程の輪郭部分の肉厚計測
は、図２（ｄ）に示すように、ラベルＢの中心点から時
計の３時方向を０度として、時計回りに１度づつ、３６
０個の前記コンタクトレンズ１０の輪郭部幅寸法を算出
する。この輪郭部幅寸法は、前記背景画像Ａの内周縁と
前記表面画像Ｃの最初の外周縁、つまり、ラベルＢの外
周縁と内周縁の幅寸法ｔに相当するため、前記ラベルＢ
のデータから１度毎の画像数の計測して求める。

【００３４】次に、前記コンピュータ機器１７における
映像信号処理と、損傷や汚れ検出の処理動作について、
図３〜図５を用いて説明する。

【００３５】最初の前記Ｘ工程の輪郭損傷検査の動作に
ついて、図３を用いて説明する。

【００３６】前記電子カメラ１５で撮影生成した原画像
をステップＳ１で取り込み、ステップＳ２で明暗を反転
させる。この明暗反転は、前記電子カメラ１５に内蔵さ
れた電子処理手段で行うか、また、前記コンピュータ機
器１７で行うか、いずれにおいても明暗反転可能であ
る。

【００３７】前記コンピュータ機器１７に取り込んだ明
暗反転原画像は、ステップＳ３で２値化変換する。すな
わち、前記電子カメラ１５の撮影画像は、アナログ信号
であり、このアナログ信号では、前記コンピュータ機器
１５で処理できないために、デジタルデータに変換する
必要がある。このアナログ信号からデジタルデータに変
換された画像が図２（ｂ）の２値化画像となる。この２
値化画像から各画像領域にステップＳ４でラベル番号を
付す処理を行う。つまり、背景画像Ａの領域をラベル
Ａ、コンタクトレンズ画像Ｂの領域をラベルＢ、虚像画
像Ｃの領域をラベルＣ、照明光外画像Ｄの領域をラベル
Ｄ、及びロゴ画像Ｅの領域をラベルＥとラベル番号を付
す。このラベル番号が付された各領域毎にステップＳ５
で面積を算出する。この面積算出には、各領域の２値化
された画素数から長さ、幅、周囲長等をカウントし、そ
れらカウントデータから面積算出式に基づき算出する。
前記ステップＳ５で算出された各ラベル番号毎の面積
は、大きい順に並べられ、前記面積の２番目に大きいラ
ベル番号の図２（ｃ）の画像信号を記憶する。つまり、
前記電子カメラ１５で撮像された画像の全画像面積の
中、背景画像ＡのラベルＡの面積が最も大きく、次に前
記コンタクトレンズ画像ＢのラベルＢの面積が２番目に
大きく、次に前記虚像画像ＣのラベルＣの順になる。こ
の時、照明光外画像Ｄとロゴ画像Ｅは、マスク処理され
て検査対象データから除去する。

【００３８】前記虚像画像Ｃは、図２の図中には１重の
円で表示しているが、複数の干渉縞が生じその縞の幅は
狭い、よって、前記コンタクトレンズ１０の外周縁の輪
郭損傷検査に必要なデータは、前記虚像画像Ｃの外周縁
と、前記コンタクトレンズ画像Ｂの外周縁との間のデー
タから面積値を求め記憶する。

【００３９】前記ステップＳ５で記憶したラベルＢから
求めた画像データと面積値は、前記コンタクトレンズ１
０の外周縁の輪郭部データとなる。この輪郭部データを
ステップＳ６に転送し、事前に記憶されているコンタク
トレンズ輪郭部基準値データＤ１と比較する。この輪郭
部基準値データＤ１は、コンタクトレンズ１０の設計値
と製造加工の誤差を加味して算出された所定面積データ
である。このステップＳ６での比較結果、前記輪郭部基
準値データＤ１より、前記ラベルＢの面積が基準値の範
囲外場合には、そのコンタクトレンズ１０は不良品との
１次判定する。一般には、大量生産の効率を考慮する
と、この１次判定時に、ステップＳ１０へ移行して、図
示されていない表示手段であるモニター機器等に不良品
表示を行うと共に、検査工程から不良品処理工程へと転
送される。

【００４０】前記ステップＳ６で比較判定の結果、基準
値の範囲内の場合のラベルＢのデータは、ステップＳ７
へ転送される。このステップＳ７では、前記コンタクト
レンズ画像ＢであるラベルＢの２値化データから損傷部
分を検出する。このステップＳ７は、損傷部部で透過光
が乱反射するために輝度が高くなることから、データ内
の画素の輝度により損傷の存在と大きさが検出され、そ
の損傷部分検出の結果をステップＳ８に転送され、損傷
の有無確認が行われ、損傷が検出されていないことが確
認されたコンタクトレンズ１０はステップＳ９の良品と
判定され、損傷が検出されたことが確認されたコンタク
トレンズ１０はステップＳ１０の不良品と判定される。

【００４１】次に、前記Ｙ工程の表面損傷と汚れ検査に
ついて、図４を用いて説明する。なお、図４のステップ
Ｓ１１〜Ｓ１５は、図３のステップＳ１〜Ｓ５と同じ処
理動作のため説明は省略する。

【００４２】ステップＳ１５でラベリングされた各画像
領域から、表面の損傷汚れの検出に必要なコンタクトレ
ンズ１０の虚像画像ＣのラベルＣの面積値データと事前
に記憶されているコンタクトレンズ表面部基準値データ
Ｄ１１と比較する。この基準値データＤ１１は、コンタ
クトレンズ１０の設計値と製造加工の誤差を加味して算
出された所定面積データである。このステップＳ１６で
の比較結果、前記表面部基準値データＤ１の基準値範囲
外の場合には、そのコンタクトレンズ１０は不良品との
１次判定され、ステップＳ２２へ移行され、検査工程か
ら不良品処理工程へと転送される。

【００４３】前記ステップＳ１６で比較判定の結果、基
準値範囲内の場合ラベルＣのデータは、ステップＳ１７
へ転送される。このステップＳ１７では、前記虚像画像
ＣであるラベルＣの２値化データから損傷部分を検出す
る。このステップＳ１７での損傷部分検出の結果をステ
ップＳ１８に転送され、損傷の有無確認が行われ、損傷
が検出確認されたコンタクトレンズ１０は不良品と判定
されてステップＳ２３へ移行される。このステップＳ１
８で損傷が存在しないことが確認されると、ステップＳ
１９に移行して、汚れ検出を行う。このステップＳ１９
の汚れ検出の結果は、ステップＳ２０で確認されて、汚
れがないことが確認されると、ステップＳ２１の良品と
判定確認され、汚れが検出確認されると、ステップＳ２
２の不良品と判定される。

【００４４】なお、前記ステップＳ１７及びＳ１９の損
傷検出及び汚れ検出は、前記ラベルＣ内に損傷がある
と、ラベルＣの全体平均輝度に比して、損傷部分で透過
光が乱反射するために、輝度値が高くなり、また、汚れ
があると、その汚れ部分で透過光が吸収されて、平均輝
度値よりも低い輝度値が示されることから判別が可能と
なる。

【００４５】次に、前記Ｚ工程の輪郭肉厚検査につい
て、図５を用いて説明する。なお、図５のステップＳ３
１〜Ｓ３５は、図３のステップＳ１〜Ｓ５と同じ処理動
作のため説明は省略する。

【００４６】ステップＳ３５でラベリングされた各画像
領域から、輪郭肉厚検出に必要なコンタクトレンズ１０
のコントラスト画像ＢのラベルＢの面積データと事前に
記憶されているコンタクトレンズ輪郭部基準値データＤ
３１と比較する。この基準値データＤ３１は、コンタク
トレンズ１０の設計値と製造加工の誤差を加味して算出
された所定面積データである。このステップＳ３６での
比較結果、前記表面部基準値データＤ３１の基準範囲外
の場合には、そのコンタクトレンズ１０は不良品との１
次判定され、ステップＳ４４へ移行され、検査工程から
不良品処理工程へと転送される。

【００４７】前記ステップＳ３６で基準値範囲内と判定
されたラベルＢのデータは、ステップＳ３７へ転送され
る。このステップＳ３７では、前記コンタクトレンズ１
０のコンタクトレンズ画像ＢであるラベルＢの２値化デ
ータから図２（ｄ）に示すように、ラベルの中心点から
時計方向に１度毎の３６０個の輪郭幅寸法を算出する。
この輪郭幅寸法は、前記背景画像ＡのラベルＡと、コン
タクトレンズ画像ＢのラベルＢの境界部分と、前記虚像
画像ＣのラベルＣの最初の外周縁、つまり、ラベルＢの
外周縁と内周縁の幅寸法ｔをラベルＢのデータから算出
する。このステップＳ３７で算出された３６０個の幅デ
ータからステップＳ３８で最大値とその角度及び最小値
とその角度を抽出し、さらに、その最大値と最小値との
差を求める。この抽出された最大値はステップＳ３９
へ、最小値はステップＳ４０へ、及び最大最小値の差
は、ステップＳ４１へ転送される。ステップＳ３９、Ｓ
４０、Ｓ４１では、最大値、最小値及び最大最小値差の
基準データＤ３２から各々最大値基準データ、最小値基
準データ及び最大最小値差基準データを読み出し比較さ
れる。前記ステップＳ３９で最大値基準データ範囲内か
否か、前記ステップＳ４０で最小値基準データ範囲内か
否か、及び、前記ステップＳ４１で最大最小値差の基準
データ範囲内か否か判定する。このステップＳ３９〜Ｓ
４１の判定結果は、ステップＳ４２に転送される。この
ステップＳ４２では、前記３つのステップＳ３９〜Ｓ４
１の判定結果が、全ての基準データ範囲内の場合に、ス
テップＳ４３の良品と判定され、前記ステップＳ３９〜
Ｓ４１の判定の結果、１つでも基準データ範囲外の場合
には、不良品と判定されステップＳ４４の不良品と判定
される。

【００４８】このようにして、Ｘ，ＹおよびＺ工程毎に
前記コンタクトレンズ１０をシャーレ１１に載置した状
態でコンベア等の搬送手段で連続搬送して順次検査する
ことにより、コンタクトレンズ１０の輪郭部の損傷、表
面の損傷や汚れ、及び輪郭部分の肉厚計測が可能とな
り、前記コンタクトレンズの加工時の欠陥検出が速やか
に実施可能となった。

【００４９】このようなコンタクトレンズ１０の一連の
継続外観検査装置を用いると、前記Ｘ〜ＺＹ工程の円形
光源１２〜１２”から発光し、前記コンタクトレンズ１
０〜１０”を透過した照明光により前記電子カメラ１５
〜１５”で撮像した画像は、前記コンタクトレンズ１０
〜１０”の検査対象範囲と、それら検査対象範囲内の損
傷や汚れ等の欠陥画像も強調されるために、前記欠陥の
検出が容易となる。発明者の実験によると、前記電子カ
メラ１５〜１５”の撮影レンズの倍率にもよるが、前記
コンタクトレンズ１０〜１０”に存在する欠陥を約３倍
に拡大した画像が得られ、微細な欠陥も検出可能となっ
た。

【００５０】また、前記各検査工程に用いる円形光源１
２〜１２”は、発明者の数々の実験によると外形直径が
３０〜７０ｍｍ、望ましくは５０ｍｍの円形光源を用い
ると、前記コンタクトレンズ１０〜１０”の最も検査効
率が向上する強調画像と強調欠陥が得られることが判明
した。

【００５１】次に、前記Ｘ〜Ｚの検査工程において、コ
ンタクトレンズ１０の検査処理動作中にコンピュータ機
器１７で生成または判定されたデータは、コンピュータ
機器１７に接続されたモニター１７ａに表示することに
より、現在の検査動作状態や検査結果、及び不良品であ
る欠陥が発見された際の欠陥理由が速やかに把握可能と
なる。

【００５２】このコンピュータ機器１７のモニター１７
ａの各検査工程の進捗状況の表示方法を図６に示す例を
用いて説明する。

【００５３】この図６は、前記コンピュータ機器１７の
モニター１７ａにＸ〜Ｚ工程を同時に表示、かつ、各検
査工程を６つのステップに区分して表示するようにして
いる。

【００５４】ステップ１は、前記電子カメラ１５〜１
５”で撮影した原画像を取り込み表示する。ステップ２
は、取り込んだ原画像を２値化データに変換して生成さ
れた２値化データ画像を表示する。ステップ３は、２値
化画像データからラベリングとそのラベリング毎の各種
情報データを表示する。ステップ４は、Ｘ工程では、検
査対象であるコンタクトレンズ１０の輪郭部分のラベル
Ｂの２値化データから生成された画像を表示し、Ｙ工程
では、コンタクトレンズ１０の表面部分のラベルＣの２
値化データから生成された画像を表示し、Ｚ工程では、
前記コンタクトレンズ１０の輪郭部分のラベルＢの２値
化データから生成された画像を表示する。ステップ５
は、Ｘ工程では、輪郭部の損傷データを表示し、Ｙ工程
では、コンタクトレンズ１０の表面の損傷と汚れ汚れデ
ータを表示し、Ｚ工程では、コンタクトレンズ１０の輪
郭部分ＢのラベルＢから検出した厚み算出データを表示
する。ステップ６では、各工程の最終検査結果である良
品、不良品の表示を行うように構成する。

【００５５】また、前記各工程の各被検査物のコンタク
トレンズ毎の検出データも前記コンピュータ機器１７の
データ記録媒体に記録することにより、特に、不良品の
原因究明の際に、前記記録媒体に記録されたデータから
原因及び検証の把握が可能となる。

【００５６】つまり、不良不合格品が発生した際に、Ｘ
からＺの工程毎にステップ１からステップ６までの画像
及びデータを前記コンピュータ機器１５のモニター１５
ａに順次表示することにより、コンタクトレンズ１０の
どの部分に欠陥が生じたのか判明され、かつ、その欠陥
が生じた部分からレンズ製造加工の作業工程のどの工程
で欠陥が生じる作業が行われたか速やかに判定可能とな
る。

【００５７】なお、この各工程の検査作業ステップのデ
ータ処理と表示は、前記コンピュータ機器１７とモニタ
ー１７ａで同時処理して、表示する例を用いて説明した
が、前駆Ｘ，Ｙ，Ｚ工程毎にコンピュータ機器とモニタ
ーを個別に設けて、個別のデータ処理と表示を行い、か
つ、各工程間の作業制御用のコンピュータ機器で一連の
継続作業管理することも可能である。

【００５８】以上説明したように、本発明は、コンタク
トレンズの製造加工中に、表面部や輪郭部に損傷や汚れ
が生じた際の欠陥と、レンズ加工中の一方の面の中心が
ずれたことにより生じるレンズ肉厚の相違を自動的にか
つ迅速に判定可能となり、生産効率の向上が可能となっ
た。

【００５９】また、コンタクトレンズの各種欠陥判定
後、欠陥品の欠陥原因追求のため、各検査工程毎に収集
算出したデータを表示することにより、欠陥発生箇所の
特定と、その原因改善の速やかな対策が可能となった。

【００６０】なお、前述した本発明の実施形態では、コ
ンタクトレンズを用いて説明したが、他の光学レンズの
欠陥検査に本発明が用いられることは明らかである。

【００６１】

【発明の効果】本発明により、レンズの製造加工時の損
傷や汚れ、および、レンズの一方の面の中心がずれたこ
とにより生じるレンズ肉厚の相違を自動的連続的に迅速
に判定可能となり、生産効率の向上効果が得られる。

【００６２】また、レンズの各種欠陥判定後、欠陥品の
欠陥原因追求のため、各検査工程毎に収集算出したデー
タを表示することにより、欠陥発生箇所の特定と、その
原因改善の対応が可能となる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外観検査装置の一実施の形態の構
成を示すブロック図。

【図２】本発明の動作を説明する画像表示の説明図。

【図３】本発明の輪郭部損傷検出の動作を説明するデー
タ処理のフローチャート。

【図４】本発明の表面部損傷汚れ検出の動作を説明する
データ処理のフローチャート。

【図５】本発明の懸隔部肉暑気手即の動作を説明するデ
ータ処理のフローチャート。

【図６】本発明の他の応例用の検査工程毎の検査処理進
行状況表示を説明する説明図。

【図７】従来の問題点を説明するコンタクトレンズの断
面図。

【符号の説明】

１０〜１０”…コンタクトレンズ １１〜１１”…シャーレ １２〜１２”…円形光源 １３〜１３”…マスク １４〜１４’…円形開口 １５〜１５”…電子カメラ １６…反射板 １７…コンピュータ機器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA90 AB01 AB07 AB20 BA20 CA04 CB02 EA11 EB01 ED01 2G086 FF05 FF06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過率の優れた部材で球面または平面
   を含む非球面、あるいは球面と非球面とを組み合わせた
   非球面の形状に形成された被検査物に照明光を投射し、
   その被検査物を透過した照明光を電子撮像装置で撮像し
   た映像を用いて、被検査物の外観検査を行う光透過体の
   外観検査装置において、 円形状の光源と、この光源からの直接光、または前記直
   接光を反射板で反射させた反射光とからなる照明光を前
   記被検査物に投射する円形光源手段と、 前記円形光源手段から投射され、前記被検査物を透過し
   た照明光の中、前記被検査物の外周の外側を通過する照
   明光を遮光するマスクを有する被検査物透過光強調手段
   と、 前記被検査物透過光強調手段で被検査物を強調した透過
   光を撮像する電子カメラ手段と、 前記電子カメラ手段で撮像した画像信号を２値化し、そ
   の２値化された画像データから被検査物の輪郭と表面部
   分の画像データを抽出し、かつ、その被検査物の輪郭と
   表面部分部分の画像データから算出した面積値と、基準
   面積データとを比較する画像データ処理手段と、 を具備し、前記画像データ処理手段で比較された被検査
   物の輪郭と表面部分の面積と基準面積との相違により、
   被検査物の輪郭部分の損傷検出と肉厚計測の判定と、及
   び表面部分の損傷及び汚れ検出判定を行うことを特徴と
   する光透過体の外観検査装置。
2. 【請求項２】 光透過率の優れた部材で球面または平面
   を含む非球面、あるいは球面と非球面とを組み合わせた
   非球面の形状に形成された被検査物に照明光を投射し、
   その被検査物を透過した照明光を電子撮像装置で撮像し
   た映像を用いて、被検査物の外観検査を行う光透過体の
   外観検査装置において、 前記被検査物に照明光を投射する円形光源と、この円形
   光源からの照明光が透過した前記被検査物を撮像する電
   子カメラとを有した前記被検査物の輪郭損傷計測と、表
   面損傷と汚れ計測と、及び輪郭肉厚計測の各工程からな
   る検査工程手段と、 前記検査工程手段の各電子カメラで撮像した画像を２値
   化データに変換し、前記各工程毎に計測に必要な画像デ
   ータを生成し、かつ、その生成されたデータから各工程
   毎の計測値を算出する画像データ処理手段と、 前記画像データ処理手段で算出した計測値データと基準
   値データと比較する比較手段と、 を具備し、前記比較手段の比較結果により、被検査物の
   輪郭部分の損傷、表面部分の損傷と汚れ、及び輪郭部分
   の肉厚寸法等を判定することを特徴とする光透過体の外
   観検査装置。
3. 【請求項３】 前記画像データ処理手段において、被検
   査物の輪郭部分の画像データから、所定の角度間隔で前
   記輪郭部分の幅寸法を求め、その求められた幅寸法の最
   大値、最小値、及び最大値と最小値の差データを算出
   し、それら最大値、最小値、及び最大値と最小値の差デ
   ータを基準データと比較する算出比較手段を具備し、前
   記被検査物の輪郭部分の肉厚寸法を計測判定することを
   特徴とする請求項１及び２に記載の光透過球面形状体の
   外観検査装置。
4. 【請求項４】 前記検査工程手段の被検査物の輪郭損傷
   計測において、前記画像データ処理手段は、前記電子カ
   メラで撮像した画像の取り込み処理と、２値化データ処
   理と、２値化データのラベル番号付与及びそのラベル番
   号毎のデータ処理と、被検査物の計測該当部分のラベル
   番号データの抽出処理と、その抽出されたラベル番号デ
   ータから面積値を算出し、基準値と比較する選択比較処
   理と、及びこの選択比較処理の結果の表示処理とからな
   り、前記各処理の進行に応じて表示手段に表示すること
   を特徴とする請求項２に記載の光透過の外観検査装置。
5. 【請求項５】 前記検査工程手段の被検査物の表面損傷
   及び汚れ計測において、前記画像データ処理手段は、前
   記電子カメラて撮像した画像の取り込み処理と、２値化
   データ処理と、２値化データのラベル番号付与及びその
   ラベル番号毎のデータ処理と、被検査物の計測該当部分
   のラベル番号データの抽出処理と、その抽出されたラベ
   ル番号データから面積値を算出し、基準値と比較する選
   択比較処理と、及びこの選択比較処理の結果の表示処理
   とからなり、前記各処理の進行に応じて表示手段に表示
   することを特徴とする請求項２に記載の光透過体の外観
   検査装置。
6. 【請求項６】 前記検査工程手段の被検査物の輪郭肉厚
   計測において、前記画像データ処理手段は、前記電子カ
   メラで撮像した画像の取り込み処理と、２値化データ処
   理と、２値化データのラベル番号付与及びそのラベル番
   号毎のデータ処理と、被検査物の計測該当部分のラベル
   番号データの抽出処理と、その抽出されたラベル番号デ
   ータから所定の角度毎に算出した幅データから特定のデ
   ータを選択し基準値と比較する選択比較処理と、及びそ
   の選択比較処理の結果の表示処理とからなり、前記各処
   理の進行に応じて表示手段に表示することを特徴とする
   請求項２に記載の光透過体の外観検査装置。
7. 【請求項７】 前記被検査物の凹面側に前記円形光源手
   段を配置し、前記被検査物の凸面側に前記円形光源手段
   からの照明光の所定の範囲を遮光するマスクを配置し、
   前記被検査物を透過し、前記マスクから出射された透過
   光を撮像する位置に前記電子カメラ手段を配置し、前記
   被検査物の輪郭損傷計測することを特徴とする請求項１
   及び２に記載の光透過体の外観検査装置。
8. 【請求項８】 前記被検査物の凸面側に前記円形光源手
   段を配置し、前記被検査物の凹面側に前記円形光源手段
   からの照明光の所定の範囲を遮光するマスクを配置し、
   前記被検査物を透過し、前記マスクから出射された透過
   光を撮像する位置に前記電子カメラ手段を配置し、前記
   被検査物の表面損傷及び汚れ計測することを特徴とする
   請求項１及び２に記載の光透過体の外観検査装置。
9. 【請求項９】 前記被検査物の凹面側に前記円形光源手
   段を配置し、前記円形光源手段からの照明光を反射する
   反射板を前記被検査物と対向して、前記円形光源手段の
   後方に配置し、かつ、前記被検査物の凸面側には前記円
   形光源手段からの直接光及び前記反射板からの反射光を
   撮像する位置に前記電子カメラ手段を配置し、前記被検
   査物の肉厚計測することを特徴とする請求項１及び２に
   記載の光透過体の外観検査装置。