JP2007071745A - 照明用光学素子の検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 照明用光学素子Wを保持する保持手段2と、検査のための光を発する光源部6と、光源部6から発せられた光を、保持手段2に保持された照明用光学素子Wに照射するための光ガイド部7と、保持手段2に保持された照明用光学素子Wを透過した光が投影される投影部13と、投影部13に投影された光を撮像する撮像手段16と、撮像手段16により得られた投影像から映像信号を生成する映像信号生成手段と、を備え、前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて前記投影像の明部と暗部との周波数を解析する周波数解析手段、または、前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて前記投影像の明部と暗部とのテクスチャを解析するテクスチャ解析手段の少なくともいずれか一方を備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
ここで、対象物に照射する照明光としては、なるべく明暗差の少ない均一な光が求められる。しかし、ファイバ束によって光を案内するような構成にすると、照明光に明暗差が生じてしまう。すなわち、ファイバ束による照明光において、ファイバにより案内された光が明部を形成するとともに、ファイバ束に内蔵されるファイバ同士の間の隙間や、ファイバの折れによる光の損失などにより、暗部が生じてしまうので、ファイバ束の出射端側では、照明光に明暗差が生じてしまう。そこで、これら明暗をぼかして、全体として均一な光を得るために、照明用光学素子を設けて、ファイバ束に案内された光を拡散照射するのが一般的である。
その検査装置は、光源部から発せられた検査用の光を、ファイバ束によって案内して、検査対象である照明用光学素子を介して、投影板に投影させるようになっているのが一般的である。そして、その投影板に投影された投影像を目視検査していた。
また、特許文献1に記載の方法では、赤外線発光素子やレンズの通常の配光特性を測定することはできるものの、ファイバ束からの光を均一にするような拡散性などの検査を行うことはできない。
本発明に係る照明用光学素子の検査装置は、照明光を照射するための照明用光学素子の検査装置であって、前記照明用光学素子を保持する保持手段と、検査のための光を発する光源部と、この光源部から発せられた光を、前記保持手段に保持された照明用光学素子に照射するための光ガイド部と、前記保持手段に保持された照明用光学素子を透過した光が投影される投影部と、この投影部に投影された光を撮像する撮像手段と、この撮像手段により得られた投影像から映像信号を生成する映像信号生成手段と、を備え、前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて前記投影像の明部と暗部との周波数を解析する周波数解析手段、または、前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて前記投影像の明部と暗部とのテクスチャを解析するテクスチャ解析手段の少なくともいずれか一方を備えることを特徴とする。
これにより、照明用光学素子の拡散性などの光学特性を容易に求めることができる。
これにより、迅速かつ確実に検査を行うことができる。
これにより、迅速かつ確実に検査を行うことができる。
これにより、照明用光学素子の光学特性を多角的に検査することができる。
以下、本発明の第1の実施形態における照明用光学素子の検査装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態としての検査装置1を示したものである。
この検査装置1は、検査対象としてのワーク(照明用光学素子)Wを保持する保持部(保持手段)2と、ワークWに光を照射するための光源装置3とを備えている。
光源装置3には、検査用の光を発する電球(光源部)6が設けられている。
保持部2には、ワークWが設置される凹部8と、この凹部8と繋がる開口部11とが形成されている。
これら光源装置3と保持部2と間には、複数の光ファイバ(光ガイドケーブル)を有し、これら複数の光ファイバが束ねられたファイバ束(光ガイド部)7が設けられている。すなわち、ファイバ束7の一端は、光源装置3に取り付けられ、他端は、保持部2の開口部11に嵌合された状態で、固定具12によって固定されている。
このような構成のもと、保持部2にワークWを設置した状態で、光源装置3を駆動すると、電球6からの光がファイバ束7に案内されて、ワークWに照射されるようになっている。
撮像レンズ17は、投影板13を透過した透過光を撮像素子18に結像させるためのものである。撮像素子18は、結像した透過光を電気信号に変換するようになっている。
検査用PC21は、図2に示すように、撮像装置16から出力された電気信号が入力される映像信号生成部(映像信号生成手段)22を備えている。映像信号生成部22からの出力は、画像メモリ部23に入力されるようになっている。また、検査用PC21は、各種画像解析を行う画像解析部(FFT(高速フーリエ変換)による周波数解析手段、テクスチャ解析手段、及び光量測定手段)26を備えている。画像解析部26は、各種演算を行う演算部(FFT演算部、テクスチャ演算部、及び光量演算部)27と、演算部27の演算結果に応じて各種制御を行う制御部(FFT用判定部、テクスチャ用判定部、及び光量用判定部)28とを備えている。本実施形態における演算部27は、画像メモリ部23に記憶されたデータに基づいて、FFT演算やテクスチャを算出するための演算、及び光量を算出するための演算を行うようになっている。
また、検査用PC21は、画像解析部26の解析結果を表示する表示部31を備えている。
なお、保持部2、投影板13及び撮像装置16は、ワークWに応じて位置調整可能になっている。
まず、検査用PC21に必要な情報を入力する。すなわち、ワークWの特性に応じて、画像マスク、光量測定、FFT解析またはテクスチャ解析などを行うか否かなどを、あらかじめ設定・入力する。
画像マスクは、後述する中心位置座標を元にした相対位置座標において、必要に応じて設定する。なお、画像マスクは、絶対位置座標での設定であってもよい。
また、光量測定、FFT解析またはテクスチャ解析などを行う場合には、ワークWの特性に応じた光量基準値、FFT基準値またはテクスチャ基準値をあらかじめ設定・入力する。
透過光像が取り込まれると(ステップS1)、制御部28の制御のもと、画像メモリ部23に記憶された映像データに基づいて、演算部27によって、演算が行われる。すなわち、映像データの二値化後の面積重心、または光量ピーク中心を求め、これら光量ピーク中心などから撮像素子18の使用領域の中心位置を算出する(ステップS2)。
それから、制御部28によって、上述のように光量測定を行う設定がなされているか否かが判断される(ステップS3)。そして、設定がなされている場合(ステップS3;YES)、画像メモリ部23に記憶された映像データに基づいて、図4に示す光量測定用の画像が作成され(ステップS4)、その画像が光量用画像データとして画像メモリ部23に記憶される。このとき、元の映像データは残したままとする。なお、図4に示す符号Lは光像を示すものであり、俵積みしたファイバ束による光像のうちで、ファイバによる光像が明部として、ファイバ同士の間の隙間が暗部として示され、その中で符号Cは画像上における光像Lの光量の中心位置を示すものである。
そして、制御部28の判定結果が、表示部31に表示される。例えば、演算部27の演算結果が、合否ごとに色を変えて、数値で表示される。
そして、その判定結果が、上記と同様にして、合否ごとに色を変えて演算部27の演算結果の数値として表示部31に表示される。
そして、その判定結果が、上記と同様にして、合否ごとに色を変えて演算部27の演算結果の数値として表示部31に表示される。
さらに、テクスチャ解析終了後、またはステップS13においてテクスチャ解析の設定がなされていない場合(ステップS13;NO)に、一連の処理が終了し、ワークWの拡散性能が解析される。
また、投影板13に投影された光の光量をも迅速かつ容易に測定することができる。ここで、一般的に、照明用光学素子は、拡散性が良くなればなるほど光を通し難くなる。そのため、照明用光学素子には、拡散性と透過性とのバランスが求められる。本実施形態における検査装置1によれば、FFT解析やテクスチャ解析によって、拡散性を調べるだけでなく、光量測定によって光の透過性能をも調べることができ、ワークWの光学特性を多角的に検査することができる。
また、ワークWと撮像レンズ17とが同軸上に配されているため、より高精度な検査を行うことができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態を示したものである。
図5において、図1から図4に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第1の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点についてのみ説明する。
これにより、保持部2と撮像装置16とを近接させることができ、検査装置1の小型化を図ることができる。また、投影板13として、半透明部材を使用しなくてもよいため、廉価な投影板を使用することができ、コストを抑制することができる。
また、FFT解析処理の後、テクスチャ解析処理を行っているが、これに限ることはなく、それら処理の順番は適宜変更可能である。さらに、FFT解析処理とテクスチャ解析処理とを並列に行うようにしてもよい。
また、光量測定手段を備えるとしたが、この手段は無くてもよい。ただし、光量測定手段を設けた方が、多角的な検査を行うことができる点で好ましいのは上述の通りである。さらに、光量測定処理、FFT解析処理及びテクスチャ解析処理の順番は、適宜変更可能である。
さらに、投影板13を設けるとしたが、この形状なども適宜変更可能である。例えば、平板形状だけでなく、椀状曲面型であってもよい。
また、ワークWを顕微鏡などに組み込まれる照明用光学素子としたが、顕微鏡に限ることはなく、照明光を発する種々の光学機器に適用することができる。
また、ワークWは、照明用光学素子として用いる単体のレンズに限らず、照明用光学素子として用いる複数個のレンズからなるレンズ群であっても良い。
なお、本発明の技術範囲は上記第1及び第2の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
2 保持部(保持手段)
6 電球(光源部)
7 ファイバ束(光ガイド部)
13 投影板(投影部)
16 撮像装置(撮像手段)
22 映像信号生成部(映像信号生成手段)
26 画像解析部(周波数解析手段、テクスチャ解析手段、光量測定手段)
27 演算部(FFT演算部、テクスチャ演算部)
28 制御部(FFT用判定部、テクスチャ用判定部)
W ワーク(照明用光学素子)
Claims (4)
- 照明光を照射するための照明用光学素子の検査装置であって、
前記照明用光学素子を保持する保持手段と、
検査のための光を発する光源部と、
この光源部から発せられた光を、前記保持手段に保持された照明用光学素子に照射するための光ガイド部と、
前記保持手段に保持された照明用光学素子を透過した光が投影される投影部と、
この投影部に投影された光を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により得られた投影像から映像信号を生成する映像信号生成手段と、を備え、
前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて前記投影像の明部と暗部との周波数を解析する周波数解析手段、または、前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて前記投影像の明部と暗部とのテクスチャを解析するテクスチャ解析手段の少なくともいずれか一方を備えることを特徴とする照明用光学素子の検査装置。 - 前記周波数解析手段が、
前記映像信号生成手段によって生成された映像信号をFFT演算するFFT演算部と、
このFFT演算部による演算結果とあらかじめ設定された基準値とを比較して、前記照明用光学素子の合否の判定を行うFFT用判定部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の照明用光学素子の検査装置。 - 前記テクスチャ解析手段が、
前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて、前記投影像の明部と暗部とのテクスチャを算出するテクスチャ演算部と、
このテクスチャ演算部による演算結果とあらかじめ設定された基準値とを比較して、前記照明用光学素子の合否の判定を行うテクスチャ用判定部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の照明用光学素子の検査装置。 - 前記映像信号生成手段によって生成された映像信号に基づいて、前記投影像の明部と暗部との光量を測定する光量測定手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の照明用光学素子の検査装置。
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JP2000172844A (ja) * | 1998-12-03 | 2000-06-23 | Toshiba Corp | 印刷検査方法および印刷検査装置 |
JP2001349843A (ja) * | 2000-06-12 | 2001-12-21 | Aisan Ind Co Ltd | 丸棒表面欠陥検出方法 |
JP2002328069A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-11-15 | Seiko Epson Corp | 照明光学素子の検査装置、および照明光学素子の検査方法 |
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- 2005-09-08 JP JP2005260236A patent/JP4608399B2/ja active Active
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