JP3231592B2 - Optical member inspection device - Google Patents

Optical member inspection device

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JP3231592B2
JP3231592B2 JP25795395A JP25795395A JP3231592B2 JP 3231592 B2 JP3231592 B2 JP 3231592B2 JP 25795395 A JP25795395 A JP 25795395A JP 25795395 A JP25795395 A JP 25795395A JP 3231592 B2 JP3231592 B2 JP 3231592B2
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light
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正之 杉浦
正人 原
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旭光学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材の屈折率異常等の光学的欠陥を検出するための光学部
材検査装置に関し、特に、検査対象としてセットされる
光学部材の芯出しを自動的に行うことができる光学部材
検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical member inspection apparatus for detecting an optical defect such as a refractive index abnormality of an optical member such as a lens, and more particularly, to a centering of an optical member set as an inspection object. The present invention relates to an optical member inspection device that can be automatically performed.

【0002】[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て、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、光学部材の成形異常により屈折力が
不規則に変化していたり、形成後の人的取り扱いによっ
て光学部材の表面上にゴミ,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。特に、樹脂を金型に注入して射出成形
する事によって作成されるレンズやプリズム等の光学部
材では、成形異常によってヒケ(樹脂が金型表面から離
間して生じる陥没),ジェッティング(光学部材内にお
いて樹脂密度が部分的に変化している箇所),フローマ
ーク(樹脂の収縮に伴って光学部材表面に生じるW字状
の皺)が生じ易いので、このような欠陥を効率良く検出
することが必要となっている。
2. Description of the Related Art Optical members such as lenses and prisms are designed such that an incident light beam is regularly refracted and travels in parallel, or converges or diverges at one point or linearly. However, if the refractive power is irregularly changed due to abnormal molding of the optical member, or if dust or scratches are generated on the surface of the optical member due to human handling after the formation, the incident light beam is disturbed. Desired performance cannot be obtained. In particular, in an optical member such as a lens or a prism formed by injecting a resin into a mold and performing injection molding, sinking (a depression generated when the resin is separated from the surface of the mold) and jetting (optical member) due to molding abnormality. In this case, it is easy to generate a flow mark (a portion where the resin density is partially changed) and a flow mark (a W-shaped wrinkle generated on the surface of the optical member due to the shrinkage of the resin). Is needed.

【0003】そのため、本発明者は、セットされた光学
部材の光学的欠陥を自動的に検出することができる光学
部材検査装置を、特願平7−229242号として出願
した。この光学部材検査装置は、光学部材の焦点位置に
おいて回転自在に配置されたナイフエッジと、ナイフエ
ッジの背後に配置されて照明光を発散するための拡散板
と、光学部材を透過した光を撮像するための撮像装置と
により、構成される。このような構成の光学部材検査装
置によると、光学部材表面又は内部における屈折力(屈
折力)異常箇所が、明暗濃度の急激な変化部位として観
察されるのである。
For this reason, the present inventor has filed an application for an optical member inspection apparatus capable of automatically detecting an optical defect of an optical member set as Japanese Patent Application No. 7-229242. The optical member inspection apparatus captures light transmitted through the optical member, a knife edge rotatably disposed at a focal position of the optical member, a diffuser disposed behind the knife edge to emit illuminating light. And an imaging device for performing the operation. According to the optical member inspection apparatus having such a configuration, a portion having an abnormal refractive power (refractive power) on the surface or inside of the optical member is observed as a portion where the light and dark density changes rapidly.

【0004】このような光学部材検査装置によって上述
した「屈折力(屈折力)異常箇所が明暗濃度の急激な変
化部位として観察される」という効果を十分に得るに
は、ナイフエッジの縁の回転中心と検査対象光学部材の
光軸とが合致していなければならない。
[0004] In order to sufficiently obtain the above-described effect that the above-described optical member inspecting apparatus is capable of observing an abnormal refractive power (refractive power) portion as a portion where the light and dark density changes rapidly, it is necessary to rotate the edge of the knife edge. The center must coincide with the optical axis of the optical member to be inspected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学部
材の光軸をナイフエッジの縁の回転中心に合わせる作業
(以下、「光学部材の芯出し」という)を作業者が手動
で行うには長時間を要し、また、作業者の熟練の程度に
依り芯出し精度にバラツキが生じてしまう。このように
芯出し精度にバラツキが生じると、測定結果として得ら
れた測定画像における明暗濃淡の程度もばらついてしま
うので、測定画像に基づく欠陥度合いの検知も不可能に
なってしまう。
However, it takes a long time for an operator to manually adjust the optical axis of the optical member to the center of rotation of the edge of the knife edge (hereinafter referred to as "centering of the optical member"). And the centering accuracy varies depending on the skill of the operator. If the alignment accuracy varies as described above, the degree of light and shade in the measurement image obtained as a measurement result also varies, so that it becomes impossible to detect the degree of defect based on the measurement image.

【0006】本発明は、以上の問題意識に基づいてなさ
れたものであり、検査対象である光学部材の芯出しを自
動的に行うことができる光学部材検査装置を提供するこ
とを課題とする。
[0006] The present invention has been made based on the above awareness of problems, and it is an object of the present invention to provide an optical member inspection apparatus capable of automatically centering an optical member to be inspected.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】各請求項記載の発明は、
上記課題を解決するためになされたものである。請求項
1記載の発明は、光学部材の光学的欠陥を検出する光学
部材検査装置であって、照明光によって照明される拡散
板と、前記光学部材を含む光学系の焦点位置に配置さ
れ、前記拡散板によって拡散された光を部分的に透過さ
せ且つ部分的に遮光するように前記拡散板に接している
遮光手段と、前記遮光手段における前記光を部分的に透
過させる部分と部分的に遮光する部分との境界線に接す
る回転軸を中心にこの遮光手段を回転させる回転手段
と、前記光学系を透過した光を撮像する撮像手段と、前
記撮像手段によって撮像された画像中における前記光学
部材の像の中心を特定する像中心特定手段と、前記撮像
手段によって撮像された画像中における前記回転軸の位
置を特定する回転軸位置特定手段と、前記画像中におけ
る前記光学部材の像の中心と前記回転軸の位置とが一致
するように、前記光学系の光軸を移動させる移動手段と
を備えたことを特徴とする。
The invention described in each claim is
It has been made to solve the above problems. The invention according to claim 1 is an optical member inspection apparatus that detects an optical defect of an optical member, wherein the diffuser plate is illuminated by illumination light, and the optical member inspection device is disposed at a focal position of an optical system including the optical member, A light-shielding unit that is in contact with the diffusion plate so as to partially transmit and partially shield light diffused by the diffusion plate, and partially shields a part of the light-shielding unit that partially transmits the light. Rotating means for rotating the light shielding means about a rotation axis which is in contact with a boundary line with a part to be imaged, image capturing means for capturing light transmitted through the optical system, and the optical member in an image captured by the image capturing means Image center specifying means for specifying the center of the image, rotation axis position specifying means for specifying the position of the rotation axis in an image captured by the imaging means, and the optical member in the image As the position of the center and the rotational axis of the image coincides, characterized in that a moving means for moving the optical axis of the optical system.

【0008】光学部材とは、凸レンズ及び凹レンズ,プ
リズム,凹面鏡及び凸面鏡,並びに、平行平面板を含
む。また、ガラスからなる光学部材及び樹脂成形による
光学部材を含む。光学部材の光学的欠陥とは、屈折率や
屈折力の部分的異常や光学部材の表面の欠陥等を言う。
屈折率や屈折力の異常としては、樹脂成形の光学部材に
おけるヒケやジェッティングやフローマーク,ガラスか
らなる光学部材における面加工の不良,等が例示され
る。また、光学部材の表面の欠陥としては、表面のキズ
や汚れやゴミ,等が列挙される。
The optical member includes a convex lens and a concave lens, a prism, a concave mirror and a convex mirror, and a plane-parallel plate. Further, it includes an optical member made of glass and an optical member formed by resin molding. The optical defect of the optical member refers to a partial abnormality of the refractive index or the refractive power, a defect on the surface of the optical member, or the like.
Examples of abnormalities in the refractive index and the refractive power include sink marks, jetting, and flow marks in resin-molded optical members, and poor surface processing in optical members made of glass. The surface defects of the optical member include surface scratches, dirt, dust, and the like.

【0009】拡散板は、背後から照明される透光部材で
あっても良いし、表面側から照明される反射部材であっ
ても良い。遮光手段は、拡散板の表面に直接印刷された
遮光パターンであっても良いし、板状の不透明部材を適
宜切り出して拡散板に貼り付けたものであっても良い
し、拡散板とは別個の透明部材表面上に遮光パターンを
印刷したものであっても良い。この遮光手段における光
を部分的に透過させる部分と遮光させる部分との境界線
は、直線状であることが望ましい。また、境界線は、遮
光手段の回転軸と接している限り、一本のみであっても
良いし縞状に複数本あっても良い。
The diffusion plate may be a translucent member illuminated from behind or a reflective member illuminated from the front side. The light-shielding means may be a light-shielding pattern directly printed on the surface of the diffusion plate, a plate-shaped opaque member may be appropriately cut out and attached to the diffusion plate, or may be separate from the diffusion plate. The light shielding pattern may be printed on the surface of the transparent member. It is desirable that a boundary line between a portion that partially transmits light and a portion that blocks light in the light shielding unit is linear. In addition, as long as the boundary line is in contact with the rotation axis of the light shielding means, only one boundary line or a plurality of stripe lines may be provided.

【0010】「光学部材を含む光学系」とは、凸レンズ
である光学部材そのもの,若しくは、凹レンズである光
学部材を含む正レンズ群のことである。この光学系の全
体としての焦点位置が遮光手段の位置に一致するよう
に、各部材が調整される。
The "optical system including an optical member" is an optical member itself which is a convex lens or a positive lens group including an optical member which is a concave lens. Each member is adjusted such that the focal position of the entire optical system coincides with the position of the light shielding means.

【0011】回転手段は、拡散板と一体に遮光手段を回
転させても良いし、拡散板が固定された状態で遮光手段
のみを回転させても良い。撮像手段は、固体撮像素子に
よって撮像するものであっても撮像管によって撮像する
ものであっても良い。
The rotating means may rotate the light shielding means integrally with the diffusion plate, or may rotate only the light shielding means with the diffusion plate fixed. The imaging means may be one that captures an image using a solid-state imaging device or one that captures an image using an imaging tube.

【0012】像中心特定手段は、光学部材の正面形状が
回転対称な形状である場合には、光学部材の像と同じ形
状の図形の重心位置を像の中心として特定しても良い
し、光学部材の正面形状が回転対称な形状でない場合に
は、光学部材の像のフィレ径の中心を像の中心として特
定しても良い。
When the front shape of the optical member is rotationally symmetric, the image center specifying means may specify the center of gravity of a figure having the same shape as the image of the optical member as the center of the image. If the front shape of the member is not rotationally symmetric, the center of the fillet diameter of the image of the optical member may be specified as the center of the image.

【0013】回転軸位置特定手段は、回転手段によって
遮光手段の境界線を回転させながら、この境界線の像を
撮像手段によって撮像し、その回転中心を特定する。こ
の場合、少なくとも二つの回転位置において境界線の像
を撮像し、その交点を回転軸の位置として特定しても良
い。
[0013] The rotation axis position specifying means, while rotating the boundary line of the light shielding means by the rotation means, captures an image of the boundary line by the imaging means and specifies the center of rotation. In this case, an image of the boundary line may be captured at at least two rotation positions, and the intersection may be specified as the position of the rotation axis.

【0014】移動手段は、光学部材の像の中心と回転軸
の位置との間の距離を求め、この距離に基づいて光学部
材を移動させても良い。この場合、求められた距離に一
定定数を掛けることによって移動量を算出する。なお、
光学部材の像の中心と回転軸の位置との間のズレがあら
ゆる方向に生じうるという状況下では、ズレの方向を考
慮する必要がある。そのため、光学部材が移動する面内
での直交する2方向における移動量の成分を夫々算出し
て、算出された各方向の移動量の成分に基づいて光学部
材を移動させても良い。
The moving means may determine the distance between the center of the image of the optical member and the position of the rotation axis, and move the optical member based on this distance. In this case, the movement amount is calculated by multiplying the obtained distance by a constant. In addition,
In a situation where a shift between the center of the image of the optical member and the position of the rotation axis can occur in any direction, it is necessary to consider the direction of the shift. Therefore, the components of the movement amounts in the two orthogonal directions in the plane in which the optical member moves may be calculated respectively, and the optical member may be moved based on the calculated components of the movement amounts in each direction.

【0015】請求項2による光学部材検査装置は、請求
項1の光学系が凸レンズであることで特定したものであ
る。請求項3による光学部材検査装置は、請求項1の光
学系が凹レンズである前記光学部材と凸レンズである補
正レンズとからなり、全体として正レンズ系であること
で特定したものである。
An optical member inspection apparatus according to a second aspect is characterized in that the optical system according to the first aspect is a convex lens. According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical member inspection apparatus, wherein the optical system according to the first aspect includes the optical member that is a concave lens and the correction lens that is a convex lens.

【0016】請求項4による光学部材検査装置は、請求
項1の像中心特定手段が、前記画像中における前記光学
部材の外縁を抽出し、この外縁を有する図形の重心位置
を前記光学部材の像の中心として特定することで、特定
したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the image center identifying means extracts the outer edge of the optical member in the image and determines the position of the center of gravity of the figure having the outer edge in the image of the optical member. Is specified by specifying it as the center of the

【0017】請求項5による光学部材検査装置は、請求
項1の像中心特定手段が、前記画像中における前記光学
部材の外形を抽出し、この外縁を有する図形のフィレ径
の中心を前記光学部材の像の中心として特定すること
で、特定したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical member inspection apparatus, wherein the image center specifying means extracts the outer shape of the optical member in the image and sets the center of the fillet diameter of the figure having the outer edge to the optical member. Is specified by specifying it as the center of the image.

【0018】請求項6による光学部材検査装置は、請求
項1の回転軸位置特定手段が、複数の回転位置における
前記境界線の像の交点を前記回転軸の位置として特定す
ることで、特定したものである。
In the optical member inspection apparatus according to the sixth aspect, the rotation axis position specifying means of the first aspect specifies the intersection of the image of the boundary line at a plurality of rotation positions as the position of the rotation axis. Things.

【0019】請求項7による光学部材検査装置は、請求
項1の移動手段が、前記画像中における前記光学部材の
像の中心と回転軸の位置とのズレ量を算出し、このズレ
量に対応する前記光学部材の移動量を算出し、この移動
量に従って前記光学部材を移動させることで、特定した
ものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the moving means of the first aspect calculates a shift amount between the center of the image of the optical member in the image and the position of the rotation axis, and corresponds to the shift amount. The movement amount of the optical member to be calculated is calculated, and the optical member is moved according to the movement amount, thereby specifying the optical member.

【0020】請求項8による光学部材検査装置は、請求
項7の移動手段が、前記回転軸に直交する面内における
直交する2方向成分に分けて前記移動量を算出すること
で、特定したものである。
According to an eighth aspect of the present invention, the optical member inspection apparatus is characterized in that the moving means of the seventh aspect calculates the moving amount by dividing the moving amount into two orthogonal components in a plane orthogonal to the rotation axis. It is.

【0021】[0021]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】[0022]

【実施形態1】 <光学部材検査装置の全体構成>図1及び図2は、本発
明による光学部材検査装置の第1の実施の形態を示す光
学構成図である。図1及び図2に示すように、光学部材
検査装置を構成する照明ユニット4と撮像装置7とは、
同一の光軸(以下、「装置光軸」という)l上に、互い
に向き合って配置されている。
First Embodiment <Overall Configuration of Optical Member Inspection Apparatus> FIGS. 1 and 2 are optical configuration diagrams showing a first embodiment of an optical member inspection apparatus according to the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the illumination unit 4 and the imaging device 7 that constitute the optical member inspection device are
They are arranged facing each other on the same optical axis (hereinafter referred to as “device optical axis”) l.

【0023】この撮像手段としての撮像装置7は、全体
として正レンズ系である撮像レンズ8と、この撮像レン
ズ8によって収束された光による像を撮像するCCDエ
リアセンサからなる撮像素子9とから、構成されてい
る。この撮像素子9によって撮像された画像データは、
表示装置10及び画像処理部14に入力される。
An image pickup device 7 as an image pickup means includes an image pickup lens 8 which is a positive lens system as a whole, and an image pickup device 9 comprising a CCD area sensor for picking up an image formed by light converged by the image pickup lens 8. It is configured. The image data captured by the image sensor 9 is
It is input to the display device 10 and the image processing unit 14.

【0024】表示装置10は、この光学部材検査装置の
初期調整時(即ち、後述する照明ユニット4の位置調整
時)に用いられる画像モニタ装置である。画像処理部1
4は、検査対象光学部材が良品であるか不良品であるか
の判定処理を行うプロセッサであり、撮像素子9から入
力された画像データに対して所定の画像処理を行い、検
査対象光学部材の光学的欠陥の程度を数値化するととも
に、この数値を一定の判定基準値(許容値)と比較し、
この数値が判定基準値内に収まっているか超えているか
の判定を行う。この判定処理を行うために、画像処理部
14は、第1のメモリ14a及び第2のメモリ14bを
有している。また、この画像処理部14は、この判定処
理を行うのに伴って、ナイフエッジ回転制御部15に対
してモータ13の回転指示を行う。
The display device 10 is an image monitor device used at the time of initial adjustment of the optical member inspection device (ie, at the time of adjusting the position of the illumination unit 4 described later). Image processing unit 1
Reference numeral 4 denotes a processor that performs a process of determining whether the inspection target optical member is a good product or a defective product, performs predetermined image processing on image data input from the imaging element 9, and performs processing of the inspection target optical member. Quantify the degree of optical defects and compare this number to a certain criterion value (tolerance)
It is determined whether this numerical value falls within or exceeds the determination reference value. In order to perform this determination process, the image processing unit 14 has a first memory 14a and a second memory 14b. In addition, the image processing unit 14 instructs the knife edge rotation control unit 15 to rotate the motor 13 along with performing this determination process.

【0025】この画像処理装置14は、さらに、X−Y
移動ステージ制御部17を制御して、検査対象の光学部
材A,Bの芯出しを行う。この芯出しを行う際にも、画
像処理装置14は、ナイフエッジ回転制御部15に対し
てモータ13の回転指示を行い、撮像装置7の撮像素子
9によって撮像された画像データに対して所定の画像処
理を行う。そして、画像処理装置14は、像中心特定手
段,回転軸位置特定手段,及び移動手段として、検査対
象光学部材A,Bの光軸位置を検出し、データ格納部1
6を参照してこの光軸位置を装置光軸lに合わせるため
の移動量を算出する。そして、X−Y移動ステージ制御
部17に対して動作指示を行うのである。
The image processing apparatus 14 further includes an XY
By controlling the moving stage control unit 17, the optical members A and B to be inspected are centered. Also when performing the centering, the image processing device 14 instructs the knife edge rotation control unit 15 to rotate the motor 13 and performs predetermined rotation on the image data captured by the imaging device 9 of the imaging device 7. Perform image processing. Then, the image processing device 14 detects the optical axis position of the inspection target optical members A and B as an image center specifying unit, a rotation axis position specifying unit, and a moving unit, and stores the data in the data storage unit 1.
With reference to 6, a movement amount for adjusting the optical axis position to the apparatus optical axis l is calculated. Then, an operation instruction is issued to the XY moving stage control unit 17.

【0026】このX−Y移動ステージ制御部17は、検
査対象の光学部材A,Bを装置光軸lに直交する面内に
て移動させて芯出しを行うために、X−Y移動ステージ
18に対して駆動パルスを出力する。
The XY moving stage control section 17 moves the optical members A and B to be inspected in a plane perpendicular to the optical axis l of the apparatus to perform centering. And outputs a driving pulse to.

【0027】このX−Y移動ステージ18は、装置内の
固定部に対してY方向(図1及び図2の紙面内において
装置光軸lに直交する方向)にスライドするYステージ
18a,及び、このYステージ18aに対してX方向
(図1及び図2の紙面に直交する方向)にスライドする
Xステージ18bから構成されている。このYステージ
18aには、X−Y移動ステージ制御部17からの駆動
パルスを受けてこのYステージ18aをY方向にスライ
ド駆動するためのY方向用パルスモータ20が取り付け
られている。同様に、Xステージ18bには、X−Y移
動ステージ制御部17からの駆動パルスを受けてこのX
ステージ18bをX方向にスライド駆動するためのX方
向用パルスモータ21が取り付けられている。さらに、
Xステージ18bの上面(図面上の上側面)には、検査
対象の光学部材A,Bから一体に伸びているランナ19
の先端を保持するための保持部22が設けられている。
以上の構成により、X−Y移動ステージ18は、X−Y
移動ステージ制御部17からの駆動パルスを受けて、検
査対象の光学部材A,Bを装置光軸lに直交する面内で
移動させ、その光軸を装置光軸lに合致させることがで
きるのである。即ち、これら画像処理部14,X−Y移
動ステージ制御部17,X−Y移動ステージ18,保持
部22が、移動手段を構成する。
The XY moving stage 18 is a Y stage 18a that slides in a Y direction (a direction perpendicular to the optical axis 1 in the plane of FIG. 1 and FIG. 2) with respect to a fixed portion in the apparatus, and An X stage 18b is slid with respect to the Y stage 18a in the X direction (a direction perpendicular to the plane of FIG. 1 and FIG. 2). The Y stage 18a is provided with a Y direction pulse motor 20 for receiving a driving pulse from the XY moving stage control unit 17 and slidingly driving the Y stage 18a in the Y direction. Similarly, the X stage 18b receives a drive pulse from the XY moving stage control unit 17 and
An X-direction pulse motor 21 for slidingly driving the stage 18b in the X-direction is attached. further,
A runner 19 extending integrally from the optical members A and B to be inspected is provided on the upper surface (upper surface in the drawing) of the X stage 18b.
Is provided with a holding portion 22 for holding the front end of the head.
With the above configuration, the XY moving stage 18 is
Since the optical members A and B to be inspected are moved in a plane orthogonal to the optical axis l of the device in response to the drive pulse from the moving stage control unit 17, the optical axes can be matched with the optical axis l of the device. is there. That is, the image processing unit 14, the XY moving stage control unit 17, the XY moving stage 18, and the holding unit 22 constitute a moving unit.

【0028】また、画像処理部14に接続されたナイフ
エッジ回転制御部15は、画像処理部14からの回転指
示に従い、検査時には遮光部材6が22.5度づつ回転
し、芯出し時には90度づつ回転するように、モータ1
3を回転させる。
A knife edge rotation control unit 15 connected to the image processing unit 14 rotates the light shielding member 6 by 22.5 degrees at the time of inspection and 90 degrees at the time of centering according to a rotation instruction from the image processing unit 14. Motor 1 so that it rotates
Rotate 3

【0029】一方、照明ユニット4は、全体として、装
置光軸l上を撮像装置7に向けて進退移動することがで
きる。この照明ユニット4の内部には、その中心を装置
光軸lと同軸にした円盤状の拡散板5が、装置光軸lに
直交する面内において装置光軸lを中心に回転自在に保
持されている。この拡散板5の撮像装置7側の面には、
遮光手段としての遮光板6が一体に貼り付けられてい
る。この遮光板6は、上面図である図3に示すように、
不透明部材からなる半円形の板であり、拡散板5の中心
を通り且つ装置光軸lと接する径方向の直線を弦(ナイ
フエッジ)6aとするとともに、拡散板5と同一半径の
円弧を有している。このような構成を備えた結果、拡散
板5によって拡散された光は、この遮光板6により部分
的に遮光されるとともに、遮光板6に覆われていない部
分により部分的に透過される。即ち、ナイフエッジ6a
が、遮光手段における光を部分的に透過させる部分と部
分的に遮光する部分との境界線に、該当する。
On the other hand, the illumination unit 4 can move forward and backward on the apparatus optical axis 1 toward the image pickup apparatus 7 as a whole. Inside the illumination unit 4, a disk-shaped diffuser plate 5 whose center is coaxial with the device optical axis 1 is held rotatably about the device optical axis 1 in a plane orthogonal to the device optical axis l. ing. On the surface of the diffusion plate 5 on the imaging device 7 side,
A light shielding plate 6 as light shielding means is integrally attached. As shown in FIG. 3, which is a top view,
It is a semicircular plate made of an opaque member. A radial straight line passing through the center of the diffusion plate 5 and in contact with the apparatus optical axis l is defined as a chord (knife edge) 6a, and has an arc having the same radius as the diffusion plate 5. are doing. As a result of having such a configuration, the light diffused by the diffusion plate 5 is partially shielded by the light shielding plate 6 and partially transmitted by a portion not covered by the light shielding plate 6. That is, the knife edge 6a
Corresponds to a boundary line between a part that partially transmits light and a part that partially blocks light in the light shielding unit.

【0030】拡散板5の周縁部には、この拡散板5と同
軸の環状ギア11が固着されている。この環状ギア11
は、ピニオンギア12と噛合しており、このピニオンギ
ア12は、照明ユニット4内に固定されているモータ1
3の回転軸に取り付けられている。従って、モータ13
がナイフエッジ回転制御部15によって回転駆動される
と、遮光板6及び拡散板5は、両ギア12,11を介し
て回転駆動を受け、図4に示すように、装置光軸lに直
交する面内において回転駆動される。なお、この場合の
回転方向は、図3に示すように、撮像装置7側から見て
時計方向である。この回転の結果、遮光板6のナイフエ
ッジ(弦)6aも、装置光軸lを中心に回転することに
なる。即ち、これら画像処理部14,ナイフエッジ回転
制御部15,モータ13,及びギア11,12により、
回転手段が構成される。
An annular gear 11 coaxial with the diffusion plate 5 is fixed to the periphery of the diffusion plate 5. This annular gear 11
Are engaged with a pinion gear 12, and the pinion gear 12 is connected to the motor 1 fixed in the lighting unit 4.
3 is attached to the rotating shaft. Therefore, the motor 13
When is rotated by the knife edge rotation control unit 15, the light shielding plate 6 and the diffusion plate 5 are rotationally driven via both gears 12 and 11, and are orthogonal to the apparatus optical axis l as shown in FIG. It is rotationally driven in the plane. Note that the rotation direction in this case is clockwise as viewed from the imaging device 7, as shown in FIG. As a result of this rotation, the knife edge (chord) 6a of the light shielding plate 6 also rotates about the device optical axis l. That is, the image processing unit 14, the knife edge rotation control unit 15, the motor 13, and the gears 11 and 12
A rotating means is configured.

【0031】拡散板5の裏面側において、照明ユニット
4には、光ファイバー束3の先端3aが固着されてい
る。この光ファイバー束3の基端3bには、白色ランプ
1と集光レンズ2とからなる光源装置が配置されてい
る。そして、白色ランプ1から出射された白色光が、集
光レンズ2によって集光されて、その基端3bからこの
光ファイバー束3内に入射される。この白色光は、光フ
ァイバー束3内を伝送され、その先端3aから拡散板5
に向けて照射される。即ち、遮光板6のナイフエッジ6
aが背後から照明されるのである。なお、光ファイバー
束3の長さは、照明ユニット4の移動可能距離よりも十
分長くとってある。従って、照明ユニット4が移動して
も、この光ファイバー束3が追従して、常に遮光板6の
ナイフエッジ6aを照明することができる。
On the back surface side of the diffusion plate 5, the front end 3a of the optical fiber bundle 3 is fixed to the illumination unit 4. A light source device including a white lamp 1 and a condenser lens 2 is arranged at a base end 3 b of the optical fiber bundle 3. Then, the white light emitted from the white lamp 1 is condensed by the condensing lens 2 and enters the optical fiber bundle 3 from the base end 3b. This white light is transmitted through the optical fiber bundle 3, and the diffuser 5
Irradiated toward That is, the knife edge 6 of the light shielding plate 6
a is illuminated from behind. Note that the length of the optical fiber bundle 3 is set sufficiently longer than the movable distance of the illumination unit 4. Therefore, even if the illumination unit 4 moves, the optical fiber bundle 3 follows and can always illuminate the knife edge 6a of the light shielding plate 6.

【0032】検査対象の光学部材A,Bは、その周面か
ら一体に伸びたランナ19の先端が保持部22に保持さ
れて、撮像装置7と照明ユニット4との間に配置され
る。具体的に説明すると、図1に示すように検査対象光
学部材が凸レンズAである場合には、凸レンズAの焦点
位置が拡散板5の表面と一致する位置に、凸レンズAが
配置される。また、図2に示すように検査対象光学部材
が凹レンズBである場合には、凹レンズBと照明ユニッ
ト4との間に、この凹レンズBのパワー(絶対値)より
も大きいパワー(絶対値)を有する凸レンズである補正
レンズCを配置する。この凹レンズB及び補正レンズC
からなるレンズ群は全体的に正レンズ群であり、その合
成焦点位置が拡散板5の表面と一致するように、これら
凹レンズB及び補正レンズCが配置されている。即ち、
検査対象光学部材を含む光学系の焦点位置を遮光手段の
位置と一致させているのである。 <光学欠陥表示の原理>以上のように被検査光学部材
A,B(及び補正レンズC)を配置すると、検査対象光
学部材から出射される光は、この検査対象光学部材A,
Bが良品である限り、平行光となる。従って、撮像装置
7側から見ると、遮光板6のナイフエッジ6aが無限遠
上に位置しているのと等価になる。
The optical members A and B to be inspected are disposed between the imaging device 7 and the illumination unit 4 with the tip of the runner 19 extending integrally from the peripheral surface thereof being held by the holding portion 22. More specifically, when the optical member to be inspected is a convex lens A as shown in FIG. 1, the convex lens A is arranged at a position where the focal position of the convex lens A coincides with the surface of the diffusion plate 5. When the optical member to be inspected is a concave lens B as shown in FIG. 2, a power (absolute value) larger than the power (absolute value) of the concave lens B is applied between the concave lens B and the illumination unit 4. A correction lens C, which is a convex lens, is disposed. The concave lens B and the correction lens C
Is a positive lens group as a whole, and these concave lens B and correction lens C are arranged so that the combined focal position of the lens group coincides with the surface of the diffusion plate 5. That is,
The focal position of the optical system including the optical member to be inspected is matched with the position of the light shielding means. <Principle of Optical Defect Display> When the inspected optical members A and B (and the correction lens C) are arranged as described above, light emitted from the inspected optical member A
As long as B is a good product, it becomes a parallel light. Therefore, when viewed from the imaging device 7 side, this is equivalent to the knife edge 6a of the light shielding plate 6 being located at infinity.

【0033】ところで、仮に、検査対象光学部材Aの焦
点位置(検査対象光学部材Bと補正レンズCとからなる
光学系の合成焦点位置)がナイフエッジ6aの位置より
も撮像装置7側にずれると、検査対象光学部材A(検査
対象光学部材B)と撮像装置7の撮像レンズ8との間の
空間に、ナイフエッジ6aの倒立像(実像)が形成され
る。このナイフエッジ6aの倒立像(実像)は撮像レン
ズ8によってリレーされ、撮像レンズ8の撮像素子9側
の空間に、ナイフエッジ6aの正立像(実像)が形成さ
れる。逆に、検査対象光学部材Aの焦点位置(検査対象
光学部材Bと補正レンズCとからなるレンズ群の合成焦
点位置)がナイフエッジ6aの位置よりも光ファイバー
束3側にずれると、遮光板6の光ファイバー束8側の空
間に、ナイフエッジ6aの正立像(虚像)が形成され
る。このナイフエッジ6aの正立像(虚像)は撮像レン
ズ8によってリレーされ、撮像レンズ8の撮像素子9側
の空間に、ナイフエッジ6aの倒立像(実像)が形成さ
れる。即ち、検査対象光学部材Aの焦点位置(検査対象
光学部材Bと補正レンズCとからなる光学系の合成焦点
位置)とは、この位置に存在する物体(ナイフエッジ6
a)の像が、撮像レンズ8の撮像素子9側の空間におい
て正立像として結像されるか倒立像として結像されるか
の境界点であり、光学的に不安定な状態となる位置であ
る。
Incidentally, if the focal position of the optical member A to be inspected (combined focal position of the optical system including the optical member B to be inspected and the correction lens C) is shifted toward the imaging device 7 from the position of the knife edge 6a. An inverted image (real image) of the knife edge 6a is formed in a space between the inspection target optical member A (the inspection target optical member B) and the imaging lens 8 of the imaging device 7. The inverted image (real image) of the knife edge 6a is relayed by the imaging lens 8, and an upright image (real image) of the knife edge 6a is formed in a space on the imaging element 9 side of the imaging lens 8. Conversely, when the focal position of the optical member A to be inspected (the combined focal position of the lens group including the optical member B to be inspected and the correction lens C) is shifted toward the optical fiber bundle 3 from the position of the knife edge 6a, the light shielding plate 6 An erect image (virtual image) of the knife edge 6a is formed in the space on the optical fiber bundle 8 side. The upright image (virtual image) of the knife edge 6a is relayed by the imaging lens 8, and an inverted image (real image) of the knife edge 6a is formed in a space on the imaging element 9 side of the imaging lens 8. That is, the focal position of the inspection target optical member A (the composite focal position of the optical system including the inspection target optical member B and the correction lens C) is the object (knife edge 6) existing at this position.
The image a) is a boundary point where the image is formed as an erect image or an inverted image in the space on the imaging element 9 side of the imaging lens 8, and at a position where it is in an optically unstable state. is there.

【0034】なお、検査対象光学部材と撮像レンズ8と
の間隔は、検査対象光学部材Aの焦点位置(検査対象光
学部材Bと補正レンズCとからなる光学系の合成焦点位
置)がナイフエッジ6aの位置よりも撮像装置7側に僅
かにずれただけであってもそれらの間(正確には、両者
の焦点位置同士の間)にナイフエッジ6aの倒立像(実
像)が形成されるように、可能な限り長くとってある。
また、撮像素子9は、撮像レンズ8によって正立像が形
成されても倒立像が形成されてもこれらの像をある程度
明瞭に撮像できるように、正立像の形成位置(平均位
置)と倒立像の形成位置(平均位置)との中間点に配置
される。この位置とは、撮像レンズ8に関して検査対象
光学部材A,Bの表面と光学的に等価な位置である。
The distance between the optical member to be inspected and the imaging lens 8 is such that the focal position of the optical member A to be inspected (the combined focal position of the optical system including the optical member B to be inspected and the correction lens C) is the knife edge 6a. Even if it is slightly shifted to the image pickup device 7 side from the position, the inverted image (real image) of the knife edge 6a is formed between them (more precisely, between the two focal positions). , As long as possible.
Further, the image pickup element 9 and the image formation position (average position) of the upright image and the upright image are formed so that these images can be captured to some extent clearly even if an upright image is formed or an inverted image is formed by the imaging lens 8. It is arranged at an intermediate point with the formation position (average position). This position is a position optically equivalent to the surface of the inspection target optical members A and B with respect to the imaging lens 8.

【0035】従って、撮像素子9上には、常に、検査対
象光学部材の外縁の実像(倒立像)αが結像されるとと
もに、この検査対象光学部材の外縁の実像αの周囲に
は、検査対象光学部材を通さずに直接見えるナイフエッ
ジ6aの実像(倒立像)がややぼけて結像される(図5
(a)〜(e)参照)。
Therefore, a real image (inverted image) α of the outer edge of the optical member to be inspected is always formed on the image pickup device 9 and an inspection image is formed around the real image α of the outer edge of the optical member to be inspected. The real image (inverted image) of the knife edge 6a directly seen without passing through the target optical member is slightly blurred (FIG. 5).
(See (a) to (e)).

【0036】そして、この検査対象光学部材A,Bの外
縁の実像αの内側には、検査対象光学部材Aの焦点位置
(検査対象光学部材Bと補正レンズCとからなる光学系
の合成焦点位置)がナイフエッジ6aの位置よりも撮像
装置7側にずれている場合には、ナイフエッジ6aの実
像(正立像)が、ややぼけて結像される(図5(d),
図5(e)参照)。このナイフエッジ6aの実像(正立
像)は、焦点位置のずれ量が少なくなる程ぼけ量が大き
くなり(図5(d)参照)、ずれ量が大きくなる程ぼけ
量が少なくなって明確になる(図5(e)参照)。
The focal position of the optical member A to be inspected (the combined focal position of the optical system composed of the optical member B to be inspected and the correction lens C) is located inside the real image α of the outer edges of the optical members A and B to be inspected. ) Is shifted toward the imaging device 7 from the position of the knife edge 6a, the real image (erect image) of the knife edge 6a is formed with a slight blur (FIG. 5D,
FIG. 5E). The actual image (erect image) of the knife edge 6a becomes larger as the shift amount of the focal position decreases (see FIG. 5D), and becomes clearer as the shift amount increases. (See FIG. 5 (e)).

【0037】これとは逆に、検査対象光学部材Aの焦点
位置(検査対象光学部材Bと補正レンズCとからなる光
学系の合成焦点位置)がナイフエッジ6aの位置よりも
光ファイバー束3側にずれている場合には、検査対象光
学部材の外縁の実像αの内側には、ナイフエッジ6aの
実像(倒立像)が、ややぼけて結像される(図5
(b),図5(a)参照)。ナイフエッジ6aの実像
(倒立像)は、焦点位置のずれ量が少なくなる程ぼけ量
が大きくなり(図5(b)参照)、ずれ量が大きくなる
程ぼけ量が少なくなって明確になる(図5(a)参
照)。
On the contrary, the focal position of the optical member A to be inspected (the combined focal position of the optical system including the optical member B to be inspected and the correction lens C) is closer to the optical fiber bundle 3 than the position of the knife edge 6a. In the case of deviation, the real image (inverted image) of the knife edge 6a is slightly blurred inside the real image α of the outer edge of the inspection target optical member (FIG. 5).
(B) and FIG. 5 (a)). The real image (inverted image) of the knife edge 6a becomes larger as the shift amount of the focal position decreases (see FIG. 5B), and becomes clearer as the shift amount increases, as the blur amount decreases. FIG. 5 (a)).

【0038】また、検査対象光学部材Aの焦点位置(検
査対象光学部材Bと補正レンズCとからなる光学系の合
成焦点位置)がナイフエッジ6aの位置と一致すると、
検査対象光学部材の外縁の実像αの内側におけるぼけ量
が最大となり、全体に均一な明度で光線が照射されるよ
うになる(図5(c)参照)。
When the focal position of the optical member A to be inspected (combined focal position of the optical system including the optical member B to be inspected and the correction lens C) coincides with the position of the knife edge 6a,
The amount of blur inside the real image α of the outer edge of the optical member to be inspected is maximized, and light rays are emitted with uniform brightness throughout (see FIG. 5C).

【0039】表示装置10及び画像処理部14に入力さ
れる画像データ中において、検査対象光学部材の外縁α
の内側部分は、検査対象光学部材Aの焦点位置(検査対
象光学部材Bと補正レンズCとからなるレンズ群の合成
焦点位置)が拡散板5の表面の位置と一致した時には、
検査対象光学部材A,Bに光学的欠陥がない限り、ナイ
フエッジ6aの黒色部分(白色光が遮られている部分)
と白色部分(白色光が透過する部分)とが完全に混合し
て、均一濃度の灰色の平面として表示される(球面レン
ズの場合)。なお、検査対象光学部材A,Bとして非球
面レンズを検査する場合には、焦点位置が一点のみでは
なく緩やかに変化しているので、輝度変化が非常に穏や
かな画像となる。
In the image data input to the display device 10 and the image processing unit 14, the outer edge α of the optical member to be inspected is
When the focal position of the optical member A to be inspected (combined focal position of the lens group including the optical member B to be inspected and the correction lens C) coincides with the position on the surface of the diffusion plate 5,
Unless the optical members A and B to be inspected have optical defects, the black portion of the knife edge 6a (the portion where white light is blocked)
And a white portion (a portion through which white light is transmitted) are completely mixed and displayed as a gray plane having a uniform density (in the case of a spherical lens). When an aspherical lens is inspected as the optical members A and B to be inspected, since the focal position changes not only at one point but slowly, an image having a very gentle luminance change is obtained.

【0040】これに対して、検査対象光学部材A,B内
に屈折率異常が生じている部分やその表面の形状欠陥に
よって屈折力異常が生じている部分がある場合には、そ
の異常部分のみ、正常な部分の焦点距離と異なる焦点距
離を有することと等価になっている。従って、図6に示
すように、その異常部分にだけ、ナイフエッジの像γが
現れる。この異常部分の屈折率(屈折力)異常の程度
(焦点距離のずれ量)は、ナイフエッジの像γの現れ方
に反映される。即ち、ナイフエッジの像の濃淡が明確に
現れれば現れるほど、屈折率(屈折力)異常の程度(焦
点距離のずれ量)が大きくなる。
On the other hand, if there is a portion in the optical members A and B to be inspected having an abnormal refractive index or a portion having an abnormal refractive power due to a shape defect on its surface, only the abnormal portion is detected. , Has a focal length different from that of the normal part. Therefore, as shown in FIG. 6, an image γ of the knife edge appears only in the abnormal portion. The degree of the refractive index (refractive power) abnormality (focal length shift amount) of the abnormal portion is reflected in the appearance of the knife edge image γ. That is, the more clearly the shading of the image of the knife edge appears, the greater the degree of the refractive index (refractive power) abnormality (deviation of the focal length) becomes.

【0041】なお、検査対象光学部材Aの表面にゴミや
汚れが付着していたり、キズがついている場合には、画
像データ中における検査対象光学部材の外縁αの内側部
分に、これらゴミ,汚れ,又はキズの像が撮像レンズ8
によって形成される。即ち、ゴミや汚れによって光が遮
断されている場合には周囲より暗い影が形成され、キズ
によって光線の発散が生じている場合には輝点が形成さ
れる。 <自動芯出しの原理>次に、自動芯出しの原理を説明す
る。
When dust or dirt is attached to the surface of the optical member A to be inspected or is scratched, the dust or dirt is attached to the inner portion of the outer edge α of the optical member to be inspected in the image data. Or the image of the flaw is taken by the imaging lens 8
Formed by That is, when light is blocked by dust or dirt, a shadow darker than the surroundings is formed, and when light diverges due to scratches, a bright spot is formed. <Principle of Automatic Centering> Next, the principle of automatic centering will be described.

【0042】本実施形態においては、検査対象光学部材
としてのレンズは、その正面(入射面側又は出射面側)
から見てその中心位置に光軸が位置するように、その周
面が加工されていることを前提としている。ここで、
「中心位置」とは、検査対象光学部材の正面形状におけ
るフィレ径の中心位置という意味である。即ち、検査対
象光学部材の正面形状をX−Y座標上に配置した場合
に、X方向の最大幅の中心とY方向の最大幅の中心とが
交わった位置が、ここでいう「中心位置」である。
In the present embodiment, the lens as the optical member to be inspected has its front surface (incident side or exit side).
It is assumed that the peripheral surface is processed so that the optical axis is located at the center position as viewed from the side. here,
The “center position” means the center position of the fillet diameter in the front shape of the inspection target optical member. That is, when the front shape of the optical member to be inspected is arranged on the XY coordinate, the position where the center of the maximum width in the X direction and the center of the maximum width in the Y direction intersect is referred to as the “center position”. It is.

【0043】従って、検査対象光学部材A,Bの正面形
状が光軸位置を中心とした回転対称形状である場合に
は、検査対象光学部材の正面形状における重心位置が中
心位置となる。従って、X−Y移動テーブル18を駆動
して、この重心位置がナイフエッジ6aの回転中心に重
なるように移動させれば、検査対象光学部材A,Bの光
軸がナイフエッジ6aの回転中心(装置光軸l)と一致
するようになる。
Therefore, when the front shapes of the optical members A and B to be inspected are rotationally symmetrical with respect to the optical axis position, the center of gravity in the front shape of the optical member to be inspected is the center position. Therefore, if the XY moving table 18 is driven and moved so that the position of the center of gravity is overlapped with the center of rotation of the knife edge 6a, the optical axes of the optical members A and B to be inspected become the center of rotation of the knife edge 6a ( It coincides with the device optical axis l).

【0044】なお、例えば、図6に示すような正面形状
が矩形のレンズであっても、例えば、このレンズを光学
機器に組み付ける都合でその一部が切り欠かれている場
合がある。このような場合には、このレンズの正面形状
における重心位置は、光軸位置と一致している中心位置
からずれてしまうことになる。従って、その場合には、
撮像された検査対象光学部材の画像を座標上にマッピン
グし、フィレ径の中心位置を求める。そして、X−Y移
動テーブル18を駆動して、このフィレ径の中心位置が
ナイフエッジ6aの回転中心に重なるように移動させれ
ば、検査対象光学部材A,Bの光軸がナイフエッジ6a
の回転中心(装置光軸l)と一致するようになる。 <準備処理>次に、自動芯出しを行うのに必要な基礎デ
ータ(画像データ中においてナイフエッジ6aの回転中
心を示す座標中心位置,及び、画像データを構成する画
素1ドット当たりに対応する物体側での長さ)を得るた
めに画像処理部14にて実行される準備処理(回転軸位
置特定手段に対応)を、図7のフローチャートに示す。
なお、この準備処理が実行される前提として、装置光軸
l上から検査対象光学部材A,B及びホルダ22が外さ
れているものとする。
For example, even if the front shape is a rectangular lens as shown in FIG. 6, for example, a part of the lens may be partially cut off for the sake of assembling the optical device. In such a case, the position of the center of gravity in the front shape of the lens will be shifted from the center position that matches the optical axis position. Therefore, in that case,
The captured image of the optical member to be inspected is mapped on coordinates to determine the center position of the fillet diameter. Then, by driving the XY moving table 18 to move the center position of the fillet diameter so as to overlap the rotation center of the knife edge 6a, the optical axes of the optical members A and B to be inspected are moved to the knife edge 6a.
(The optical axis l of the device). <Preparation Processing> Next, basic data necessary for performing automatic centering (a coordinate center position indicating the rotation center of the knife edge 6a in the image data, and an object corresponding to one dot of a pixel constituting the image data) The preparation processing (corresponding to the rotation axis position specifying means) executed by the image processing unit 14 to obtain the length on the side is shown in the flowchart of FIG.
Note that it is assumed that the inspection target optical members A and B and the holder 22 have been removed from the optical axis l of the apparatus as a prerequisite for performing this preparation processing.

【0045】この図7のフローチャートは画像処理部1
4に接続された図示せぬ準備開始ボタンが押下されたと
きにスタートし、最初のS001では、ナイフエッジ回
転制御部15に対して原点復帰命令を発行する。ナイフ
エッジ回転制御部15は、この原点復帰命令を受ける
と、モータ13を駆動して、ナイフエッジ6aの回転位
置を原点に復帰させる。この原点とは、図3に示した0
°の回転位置であり、図1及び図2に示すように、紙面
に直交する方向(X方向)にそのナイフエッジ6aを向
けた状態で遮光板6自体が図の左側に位置する回転位置
である。
The flow chart of FIG.
The process is started when a preparation start button (not shown) connected to No. 4 is pressed, and an origin return command is issued to the knife edge rotation control unit 15 in the first step S001. Upon receiving the origin return command, the knife edge rotation control unit 15 drives the motor 13 to return the rotational position of the knife edge 6a to the origin. This origin is defined as 0 shown in FIG.
1 and 2, as shown in FIGS. 1 and 2, the light shielding plate 6 itself is located on the left side of the drawing with its knife edge 6a oriented in a direction (X direction) perpendicular to the paper surface. is there.

【0046】次のS002では、撮像素子9から入力さ
れた画像データを構成する各画素(ピクセル)の輝度を
256階調の数値情報に変換し、夫々第1メモリ14a
に書き込む。
In the next step S002, the luminance of each pixel constituting the image data input from the image pickup device 9 is converted into numerical information of 256 gradations, and each of them is converted into the first memory 14a.
Write to.

【0047】次のS003では、メモリ14aに書き込
まれた各数値情報を順番に走査して、微分処理を行う。
即ち、画像中における左上の画素から右下の画素に向け
て順番に各画素の数値をチェックする。そして、チェッ
ク対象画素の数値とこれの左隣の画素の数値及び上側に
隣接する画素の数値とを比較し、それら数値の差の絶対
値を、このチェック対象画素の微分値[0〜255]と
する。このように得られた微分値に変換された画像デー
タでは、ナイフエッジ6aの縁だけが濃度の高い線とし
て表れた画像となる。
In the next step S003, the numerical information written in the memory 14a is sequentially scanned to perform a differentiation process.
That is, the numerical value of each pixel is checked in order from the upper left pixel to the lower right pixel in the image. Then, the numerical value of the check target pixel is compared with the numerical value of the pixel on the left side thereof and the numerical value of the pixel adjacent on the upper side, and the absolute value of the difference between these numerical values is calculated as the differential value [0 to 255] of the check target pixel. And In the image data converted into the differential value obtained in this way, only the edge of the knife edge 6a is an image that appears as a line with high density.

【0048】次のS004では、画像合成処理を実行す
る。即ち、S003にて得られた各微分値を、第2メモ
リ14bに書き込む。この際、前回のループ処理でのS
004の結果として前回の画像の微分値が第2メモリ1
4bに書き込まれている場合には、第2メモリ14bに
既に書き込まれている各微分値を取り出し、今回のルー
プ処理でのS003において得られた各微分値を加算し
た後に、第2メモリ14bに上書きする。
In the next S004, an image synthesizing process is executed. That is, each differential value obtained in S003 is written in the second memory 14b. At this time, S in the previous loop processing
As a result of 004, the differential value of the previous image is stored in the second memory 1
4b, the respective differential values already written in the second memory 14b are taken out, and after adding the respective differential values obtained in S003 in the current loop processing, the respective differential values are stored in the second memory 14b. Overwrite.

【0049】次のS005では、処理を開始した後にナ
イフエッジ6aが一回転したか否かをチェックする。そ
して、未だ一回転していない場合には、S006におい
て、ナイフエッジ回転制御部15に対してナイフエッジ
6aを90度回転させる命令をする。この命令を受けた
ナイフエッジ回転制御部15は、ナイフエッジ6aを時
計方向に90度回転させる。この回転後の画像データが
撮像素子9から入力された場合には、処理をS002に
戻し、この新たな画像データに対する処理を実行する。
In the next step S005, it is checked whether or not the knife edge 6a has made one rotation after starting the processing. If it has not yet been rotated once, in S006, a command is issued to the knife edge rotation control unit 15 to rotate the knife edge 6a by 90 degrees. Upon receiving this instruction, the knife edge rotation control unit 15 rotates the knife edge 6a 90 degrees clockwise. If the rotated image data is input from the image sensor 9, the process returns to S002, and the process for the new image data is executed.

【0050】以上のようにループ処理を繰り返した結果
ナイフエッジが1回転すると(即ち、ナイフエッジ6a
の90度づつの回転を4回繰り返すと)、S006から
このループ処理を抜けて、処理はS007に進む。この
時点において第2メモリ14bに書き込まれた画像デー
タを図8に示す。図8において、引用記号“x”によっ
て示される線は、原点及び180度回転した回転位置に
あるナイフエッジ6aに対応するものであり、引用記号
“y”によって示される線は、原点から90度及び27
0度回転したナイフエッジ6aに対応するものである。
When the knife edge makes one rotation as a result of repeating the loop processing as described above (that is, the knife edge 6a
Is repeated four times), the process exits this loop process from S006, and the process proceeds to S007. FIG. 8 shows the image data written in the second memory 14b at this time. In FIG. 8, the line indicated by the reference sign “x” corresponds to the knife edge 6 a at the rotation position rotated by 180 degrees from the origin, and the line indicated by the reference sign “y” is 90 degrees from the origin. And 27
This corresponds to the knife edge 6a rotated by 0 degrees.

【0051】S007では、第2メモリ14b内に書き
込まれている画像データの中心座標を求める。即ち、図
8に示す画像データにおける線“x”と線“y”との交
点“0”がナイフエッジ6aの回転中心であることか
ら、この交点“0”に対応する画像データ中の位置(画
素)を「中心座標」として定義する。また、線“x”を
x座標として定義するとともに、線“y”をy座標とし
て定義する。
In S007, the center coordinates of the image data written in the second memory 14b are obtained. That is, since the intersection “0” between the line “x” and the line “y” in the image data shown in FIG. 8 is the center of rotation of the knife edge 6a, the position in the image data corresponding to this intersection “0” ( Pixel) is defined as “center coordinates”. Further, the line “x” is defined as an x coordinate, and the line “y” is defined as a y coordinate.

【0052】次のS008では、X−Y移動ステージ1
8に基準物(既知の直径を有する良品のレンズ)をセッ
トして装置光軸l中に配置した上で、撮像装置7によっ
て撮像を行う。
In the next S008, the XY moving stage 1
A reference object (a non-defective lens having a known diameter) is set at 8 and placed in the optical axis l of the apparatus.

【0053】次のS009では、X−Y移動ステージ1
8にセットされた基準物の直径(既知値),及び、画像
データ中においてこの基準物の直径に対応する画素の数
に基づき、画素1ドット当たりの長さ(光学部材A,B
が配置される位置において光軸lに直交する面内での長
さ)を算出する。
In the next S009, the XY moving stage 1
Based on the diameter (known value) of the reference object set to 8 and the number of pixels corresponding to the diameter of this reference object in the image data, the length per pixel (optical members A and B)
Is calculated at a position where is disposed in a plane perpendicular to the optical axis l).

【0054】次のS010では、S007にて求めた画
像データ中における座標中心位置を示す情報,及び、S
009にて求めた1ドット当たりの長さを示す情報を、
データ格納部16に格納する。以上により、この準備処
理が終了する。 <検査処理>次に、自動芯出し及び光学部材検査のため
に画像処理部14において実行される制御処理の内容
を、図9乃至図11のフローチャートを用いて説明す
る。なお、この処理を実行する前提として、X−Y移動
ステージ18には検査対象光学部材A,Bがセットされ
ているものとする。
In the next S010, information indicating the coordinate center position in the image data obtained in S007, and
Information indicating the length per dot obtained in 009 is
The data is stored in the data storage unit 16. Thus, the preparation processing ends. <Inspection Processing> Next, the contents of the control processing executed in the image processing section 14 for automatic centering and optical member inspection will be described with reference to the flowcharts of FIGS. It is assumed that the optical members A and B to be inspected are set on the XY moving stage 18 as a premise for executing this processing.

【0055】図9に示す制御処理のメインルーチンは、
当該光学部材検査装置に電源を投入することにより、ス
タートする。そして、スタート後最初のS101におい
て自動芯出し処理を実行するかどうかを判定する。この
判定は、画像処理部14に接続された図示せぬ自動芯出
し開始ボタンが押下されたか否かによって行われる。そ
して、図示せぬ自動芯出し開始ボタンが押下された場合
には、S102において自動芯出処理を実行する。
The main routine of the control process shown in FIG.
The operation is started by turning on the power to the optical member inspection apparatus. Then, in the first step S101 after the start, it is determined whether or not to execute the automatic centering processing. This determination is made based on whether or not an automatic centering start button (not shown) connected to the image processing unit 14 has been pressed. Then, when an automatic centering start button (not shown) is pressed, an automatic centering process is executed in S102.

【0056】図10は、S102にて実行される自動芯
出処理サブルーチンを示すフローチャートである。この
サブルーチンに入って最初に実行されるS201乃至S
205のループ処理では、図7におけるS002乃至S
006のループ処理と全く同じ処理が実行される。この
場合、S202では、X−Y移動ステージ18にセット
された光学部材A,Bの外縁の像α及びその光学的欠陥
を有する部分の像が抽出される。
FIG. 10 is a flowchart showing an automatic centering processing subroutine executed in S102. S201 to S executed first after entering this subroutine
In the loop processing of 205, S002 to S in FIG.
The same processing as the loop processing of 006 is executed. In this case, in S202, the image α of the outer edge of the optical members A and B set on the XY moving stage 18 and the image of the portion having the optical defect are extracted.

【0057】ナイフエッジ6aが一回転した時点で、S
204からループ処理を抜けて実行されるS206で
は、二値化処理を行う。この二値化処理とは、第2メモ
リ内の画像データの各画素に対応する数値情報が所定の
閾値を超えていればその数値情報を255(白)に置き
換え、超えていなければ0(黒)に置き換える処理であ
る。この閾値は、検査対象光学部材の外縁αが途切れる
ことなく白(255)の閉曲線として残し得るような値
に、設定されている。この二値化処理の結果得られる画
像データを図12(a)に示す。図12(a)における
δはランナ19と光学部材との境に形成される樹脂注入
のためのゲートの像であり、εはゲート上の模様の像で
あり、ηはジェッティング等の屈折率異常部分であり、
σは光学部材表面に付着したゴミの像である。なお、図
12では、描画の都合上、白/黒を反転して描いてい
る。
When the knife edge 6a makes one rotation, S
In S206, which is executed after exiting the loop process from 204, a binarization process is performed. This binarization process means that if the numerical information corresponding to each pixel of the image data in the second memory exceeds a predetermined threshold, the numerical information is replaced with 255 (white), and if not, 0 (black) ). This threshold value is set to a value such that the outer edge α of the inspection target optical member can be left as a white (255) closed curve without interruption. FIG. 12A shows image data obtained as a result of this binarization processing. In FIG. 12A, δ is an image of a gate for resin injection formed at the boundary between the runner 19 and the optical member, ε is an image of a pattern on the gate, and η is a refractive index such as jetting. Abnormal part,
σ is an image of dust adhering to the optical member surface. In FIG. 12, for convenience of drawing, white / black are reversed.

【0058】次のS207では、閉領域抽出処理が実行
される。この閉領域抽出処理とは、閉じた白線によって
囲まれている領域のみを抽出する処理である。具体的に
は、S301により二値化された画像データを構成する
黒い画素[0]のうち、白い画素[255]によって取
り囲まれているものを閉領域内の画素とみなす。そし
て、この閉領域内のものと見なされた全画素の数値を2
55とし、それ以外の全画素の数値を0とする。この閉
領域抽出処理の結果得られる画像データを図12(b)
に示す。図12(b)に示すように、この閉領域抽出処
理の結果、端部が開いている線δは消去されるが、閉曲
線である光学部材の外縁α内では白/黒の逆転が生じる
だけなので、内部の閉曲線η及び点σは残ってしまう。
In the next step S207, a closed area extraction process is executed. This closed region extraction process is a process of extracting only a region surrounded by a closed white line. Specifically, among the black pixels [0] constituting the image data binarized in S301, those surrounded by white pixels [255] are regarded as pixels in the closed region. Then, the numerical values of all the pixels considered to be within this closed area are 2
55, and the numerical values of all other pixels are set to 0. The image data obtained as a result of the closed region extraction processing is shown in FIG.
Shown in As shown in FIG. 12B, as a result of the closed region extraction processing, the line δ having an open end is deleted, but only the white / black inversion occurs within the outer edge α of the optical member which is a closed curve. Therefore, the internal closed curve η and the point σ remain.

【0059】次のS208では、穴埋め処理が実行され
る。この穴埋め処理とは、白い画素[255]の中に残
された黒い画素[0]を消去するための処理である。具
体的には、S207によって得られた画像データを構成
する黒い画素[0]のうち、白い画素[255]によっ
て取り囲まれているものの数値を255とする。この穴
埋め処理の結果得られる画像データを図12(c)に示
す。図12(c)に示すように、この穴埋め処理の結
果、光学部材外縁α内の閉曲線η及び点σは消去され、
大小二つの領域α,εのみが残る。
In the next step S208, a filling process is executed. This filling process is a process for erasing black pixels [0] left in white pixels [255]. Specifically, among the black pixels [0] constituting the image data obtained in S207, the numerical value of a pixel surrounded by white pixels [255] is set to 255. FIG. 12C shows image data obtained as a result of the filling processing. As shown in FIG. 12C, as a result of the filling process, the closed curve η and the point σ within the outer edge α of the optical member are deleted,
Only large and small areas α and ε remain.

【0060】次のS209では、領域選択処理が実行さ
れる。この領域選択処理とは、本来必要とされる領域の
みを有効とするとともに、ゲートの一部等に基づいて抽
出されたそれ以外の閉領域を削除するための処理であ
る。具体的には、S208によって得られた画像データ
に含まれる各閉領域のうち、画面中央に位置する閉領域
はそのままとし、それ以外の全閉領域を構成する全画素
の数値を0とする。この領域選択処理の結果得られる画
像データを図12(d)に示す。図12(d)に示すよ
うに、この画像における白い画素[255]の領域は検
査対象光学部材の正面画像の領域に対応しているので、
この画像のことを以下「マスク画像」という。
In the next S209, an area selection process is executed. The region selection process is a process for validating only a region originally required and deleting other closed regions extracted based on a part of a gate or the like. Specifically, of the closed regions included in the image data obtained in S208, the closed region located at the center of the screen is left as it is, and the numerical values of all the pixels forming the other completely closed regions are set to 0. FIG. 12D shows image data obtained as a result of this area selection processing. As shown in FIG. 12D, the area of the white pixel [255] in this image corresponds to the area of the front image of the inspection target optical member.
This image is hereinafter referred to as a “mask image”.

【0061】次のS210では、S209にて選択され
た領域の重心位置(領域の形状が点対称形状でない場合
にはフィレ径の中心位置)を求める(像中心特定手段に
対応)。
In the next step S210, the position of the center of gravity of the region selected in step S209 (the center position of the fillet diameter when the shape of the region is not a point symmetric shape) is obtained (corresponding to the image center specifying means).

【0062】次のS211では、データ格納部16に格
納されている座標中心位置を示す情報を読み出す。そし
て、画像データ上における座標中心位置とS210にて
求めた重心位置(フィレ径の中心位置)とのズレ量を、
x方向のドット数とy方向のドット数とに分けて求め
る。
In the next step S211, information indicating the coordinate center position stored in the data storage unit 16 is read. Then, the deviation amount between the coordinate center position on the image data and the center of gravity position (the center position of the fillet diameter) obtained in S210 is calculated as
It is determined separately for the number of dots in the x direction and the number of dots in the y direction.

【0063】次のS212では、データ格納部16に格
納されている1ドット当たりの長さを示す情報を読み出
す。そして、S211にて求めたx方向のドット数及び
y方向のドット数に読み出した長さを掛けて、x方向の
移動量(ΔX)及びy方向の移動量(ΔY)に変換す
る。
In the next S212, information indicating the length per dot stored in the data storage section 16 is read. Then, the number of dots in the x direction and the number of dots in the y direction obtained in S211 are multiplied by the read length to convert them into a movement amount in the x direction (ΔX) and a movement amount in the y direction (ΔY).

【0064】次のS213では、X−Y移動ステージ制
御部17に対して、検査対象光学部材A,BをX方向に
ΔXだけ移動させるとともにY方向にΔYだけ移動させ
るよう、命令する(移動手段に対応)。この命令に応じ
てX−Y移動ステージ18が駆動されると、X−Y移動
ステージ18にセットされた光学部材A,Bの芯出しが
なされるのである。このステップが完了すると、このサ
ブルーチンが終了して、処理が図9のメインルーチンに
戻される。なお、このサブルーチンが終了する時点で、
第1メモリ14a及び第2メモリ14bに記憶されてい
たデータは、クリアされる。
In the next step S213, the XY movement stage controller 17 is instructed to move the optical members A and B to be inspected by ΔX in the X direction and by ΔY in the Y direction (moving means). Corresponding to). When the XY moving stage 18 is driven according to this command, the optical members A and B set on the XY moving stage 18 are centered. When this step is completed, this subroutine ends and the process returns to the main routine of FIG. At the end of this subroutine,
The data stored in the first memory 14a and the second memory 14b is cleared.

【0065】図9のメインルーチンでは、S102の自
動芯出し処理が完了すると、一旦、処理がS101に戻
される。一方、S101にて図示せぬ自動芯出し開始ボ
タンが押下されていないと判定された場合には、S10
3において、光学部材の検査を実行するか否かをチェッ
クする。このチェックは、画像処理部14に接続された
図示せぬ検査開始ボタンが押下されたか否かによって行
われる。そして、図示せぬ検査開始ボタンが押下された
場合には、S104乃至S107,及びS111のルー
プ処理が実行される。
In the main routine of FIG. 9, once the automatic centering process of S102 is completed, the process is returned to S101 once. On the other hand, if it is determined in S101 that the automatic centering start button (not shown) has not been pressed, the process proceeds to S10
In 3, it is checked whether or not the inspection of the optical member is to be executed. This check is performed based on whether or not a not-shown inspection start button connected to the image processing unit 14 has been pressed. Then, when the inspection start button (not shown) is pressed, the loop processing of S104 to S107 and S111 is executed.

【0066】このループ処理におけるS104乃至S1
07の処理は、図7におけるS002乃至S005の処
理と全く同じ処理である。但し、S111では、ナイフ
エッジ回転制御部15に対してナイフエッジ6aを2
2.5度回転させる命令をする。この場合、S105で
は、ホルダ22にセットされた光学部材A,Bの外縁の
像α及び光学的欠陥を有する部分の像が抽出される。こ
のように、ナイフエッジ6aを若干量づつ回転させて
(S111)得られた画像データを累積する(S10
6)ようにしたのは、次の理由による。即ち、直線状の
ナイフエッジ6aを光路に挿入すると、ナイフエッジ6
aの方向と平行な方向における異常成分は最も良く検出
され得るが、ナイフエッジ6aの方向と直交する方向に
おける異常成分はあまり良く検出されない。そのため、
ナイフエッジ6a自体を装置光軸lに直交する面内で回
転させて、あらゆる方向における異常成分を全て検出し
て、同一の画像上に合成しているのである。また、この
結果、次の効果も得られる。即ち、ナイフエッジ6aを
停止させた場合の画像では、図6に示すように、光学的
欠陥部分の縁(図6中央の円弧部分)の他にナイフエッ
ジ6aの縁(図6中央の左右に延びる白黒の境界線)
も、濃淡が急激に変化している箇所として映し出され
る。このナイフエッジ6aの縁は、本来検出が求められ
ている光学的欠陥部分の縁自体ではないので、検出され
ないことが望ましい。そこで、ナイフエッジ6aを回転
させると、光学的欠陥部分の縁の位置が不動であるのに
対して、ナイフエッジ6aの縁は回転する。従って、画
像合成処理をすると、光学的欠陥部分の縁が益々強調さ
れるのに対して、ナイフエッジ6aの縁は光学的欠陥部
分の閉領域(縁によって囲まれている部分)内において
面状に平均化されるので、境界線としては認識されなく
なるのである。
S104 to S1 in this loop processing
The process of 07 is exactly the same as the processes of S002 to S005 in FIG. However, in S111, the knife edge 6a is
Command to rotate 2.5 degrees. In this case, in S105, an image α of the outer edge of the optical members A and B set on the holder 22 and an image of a portion having an optical defect are extracted. As described above, the knife edge 6a is rotated by a small amount (S111), and the obtained image data is accumulated (S10).
6) The reason is as follows. That is, when the linear knife edge 6a is inserted into the optical path, the knife edge 6a
The abnormal component in the direction parallel to the direction a can be detected best, but the abnormal component in the direction orthogonal to the direction of the knife edge 6a is not so well detected. for that reason,
The knife edge 6a itself is rotated in a plane orthogonal to the optical axis l of the apparatus, and all abnormal components in all directions are detected and synthesized on the same image. As a result, the following effects can be obtained. That is, in the image in the case where the knife edge 6a is stopped, as shown in FIG. 6, in addition to the edge of the optically defective portion (the arc portion in the center of FIG. 6), the edge of the knife edge 6a (the left and right in the center of FIG. 6). Extending black and white border)
Is also projected as a place where the shading changes rapidly. Since the edge of the knife edge 6a is not the edge of the optically defective portion originally required to be detected, it is desirable that the edge is not detected. Thus, when the knife edge 6a is rotated, the edge of the knife edge 6a rotates while the position of the edge of the optically defective portion does not move. Therefore, the edge of the optically defective portion is increasingly emphasized in the image synthesizing process, whereas the edge of the knife edge 6a is planar in the closed region (the portion surrounded by the edge) of the optically defective portion. Are not recognized as a boundary line.

【0067】以上のようにループ処理を繰り返した結果
ナイフエッジが1回転すると(即ち、ナイフエッジ6a
の22.5度づつの回転を16回繰り返すと)、S10
7からこのループ処理を抜けて、処理はS108に進
む。
As a result of repeating the loop processing as described above, the knife edge makes one rotation (ie, knife edge 6a).
(When the rotation of 22.5 degrees is repeated 16 times), S10
Then, the process exits from the loop process from S7 and proceeds to S108.

【0068】図11は、このS108において実行され
る検査対象領域抽出処理サブルーチンの内容を示すフロ
ーチャートである。このサブルーチンに入って最初のS
301からS304までの処理は、図10におけるS2
06乃至S209の処理と全く同じ処理である。
FIG. 11 is a flowchart showing the contents of the inspection target area extraction processing subroutine executed in S108. The first S after entering this subroutine
The processing from 301 to S304 is performed in S2 in FIG.
The processing is exactly the same as the processing from 06 to S209.

【0069】S301からS304までの処理によって
「マスク画像」が得られた後に実行されるS305で
は、マスク画像を構成する各画素の値(8ビットパラレ
ルのデジタル値)と第2メモリ14bに書き込まれてい
る各画素の値(8ビットパラレルのデジタル値)とをA
ND演算する。このAND演算処理の結果、第2メモリ
14bに書き込まれた画像データのうち、マスク画像の
白い画素[255]の領域に対応する部分のみがそのま
ま残され、他の部分の画素の数値は全て0となる。
In S305, which is executed after the "mask image" is obtained by the processing from S301 to S304, the values (8-bit parallel digital values) of each pixel constituting the mask image are written to the second memory 14b. And the value of each pixel (8-bit parallel digital value)
Perform ND operation. As a result of the AND operation, only the portion of the image data written in the second memory 14b corresponding to the area of the white pixel [255] of the mask image is left as it is, and the values of the pixels of the other portions are all 0 Becomes

【0070】以上により、良品又は不良品の判定に用い
られる画像データが得られるので、このサブルーチンを
終了して、図9のメインルーチンに処理を戻す。図9に
おいてS108の次に実行されるS109では、S10
8の結果抽出された画像データを構成する各画素の数値
を、引き目ノイズが抽出されないレベルに設定された閾
値と比較し、二値化(255:白,又は、0:黒)す
る。即ち、画像データを構成する各画素の数値が閾値よ
りも大きければ(明るければ)その数値を255に置き
換え、画像データを構成する各画素の数値が閾値よりも
小さければ(暗ければ)数値を0に置き換える。そし
て、二値化後の画像の図形的特徴量(白い部分の面積,
最大幅,重心,フィレ径,等)を算出する。例えば、白
い[255の]画素の数を数えて面積量とする。
As described above, image data used for determining a good or defective product is obtained. Thus, this subroutine is terminated, and the process returns to the main routine of FIG. In S109 executed after S108 in FIG. 9, S10
Numerical values (255: white or 0: black) are compared by comparing the numerical value of each pixel constituting the image data extracted as a result of step 8 with a threshold value set to a level at which the eye noise is not extracted. That is, if the numerical value of each pixel forming the image data is larger than the threshold value (if it is bright), the numerical value is replaced with 255, and if the numerical value of each pixel making up the image data is smaller than the threshold value (if it is dark), the numerical value is changed. Replace with 0. Then, the graphic features of the binarized image (the area of the white part,
Calculate the maximum width, center of gravity, fillet diameter, etc.). For example, the number of white [255] pixels is counted and defined as the area amount.

【0071】次のS110では、合否判定処理を実行す
る。即ち、S109において算出された各図形的特徴量
を、予め設定されている各合否判定基準値と比較する。
そして、対応する合否判定基準値を超過している図形的
特徴量が一つでもあれば不合格(不良品)と判定する
が、全ての図形的特徴量が夫々に対応する合否判定基準
値内に収まっていれば合格(良品)と判定する。なお、
判定に用いられる図形的特徴量のうちどれを合否判定に
用いるかは、検査対象光学部材の種類に依って定まる。
この合否判定処理が完了すると、この画像処理を終了す
る。 <光学部材検査装置による検査手順>本実施形態による
光学部材検査装置によって光学部材A,Bを検査する時
には、予め、光学部材A,BをX−Y移動ステージ18
から外しておく。なお、検査対象光学部材が凹レンズB
である場合には、検査対象光学部材Bと照明ユニット4
との間に、補正レンズCを挿入する。このように、本実
施形態では、凸レンズで構成される補正レンズCを装着
することで、検査対象光学部材が凹レンズBでも検査す
ることができる。
In the next step S110, a pass / fail judgment process is executed. That is, each graphic feature amount calculated in S109 is compared with each preset pass / fail judgment reference value.
If there is at least one graphical feature that exceeds the corresponding pass / fail determination reference value, it is determined to be rejected (defective), but all of the graphical features are within the corresponding pass / fail determination reference value. If it is within the range, it is judged as a pass (good product). In addition,
Which of the graphic feature amounts used for the determination is used for the pass / fail determination depends on the type of the optical member to be inspected.
Upon completion of the pass / fail determination processing, the image processing ends. <Inspection Procedure by Optical Member Inspection Apparatus> When inspecting the optical members A and B by the optical member inspection apparatus according to the present embodiment, the optical members A and B are previously moved to the XY moving stage 18.
Remove from The inspection target optical member is a concave lens B.
, The inspection target optical member B and the illumination unit 4
And the correction lens C is inserted. As described above, in the present embodiment, by mounting the correction lens C composed of a convex lens, it is possible to inspect the optical member to be inspected even with the concave lens B.

【0072】そして、検査者は、図示せぬ準備開始ボタ
ンを押下する。すると、図7に示す準備処理が実行さ
れ、画像データ中における座標中心位置を示す情報,及
び、1ドット当たりの長さを示す情報が、データ格納部
16内に格納される。なお、この画像データ中における
座標中心位置は、撮像装置7の撮像光軸位置とは無関係
に、ナイフエッジ6aの回転中心のみに基づいて求めら
れる。従って、仮令撮像装置7の撮像光軸がナイフエッ
ジ6aの回転中心から外れていたとしても、座標中心位
置を正確に求めることができる。
Then, the examiner presses a preparation start button (not shown). Then, the preparation processing shown in FIG. 7 is executed, and information indicating the coordinate center position in the image data and information indicating the length per dot are stored in the data storage unit 16. Note that the coordinate center position in the image data is obtained based only on the rotation center of the knife edge 6a, regardless of the imaging optical axis position of the imaging device 7. Therefore, even if the imaging optical axis of the provisional imaging device 7 is deviated from the rotation center of the knife edge 6a, the coordinate center position can be accurately obtained.

【0073】次に、検査者は、予め用意された良品の光
学部材A,BをX−Y移動ステージ18にセットし、装
置光軸l中に配置する。検査者は、次に、白色ランプ1
を点灯して、遮光板6のナイフエッジ6aを照明させ
る。すると、表示装置10上に、撮像素子9によって撮
像された映像が映し出される。そして、検査者は、この
ようにセットした光学部材A,Bの芯出を、マニュアル
操作によって行う。
Next, the inspector sets the non-defective optical members A and B prepared in advance on the XY moving stage 18 and arranges them in the optical axis l of the apparatus. The inspector then proceeds to the white lamp 1
Is turned on to illuminate the knife edge 6a of the light shielding plate 6. Then, an image captured by the image sensor 9 is displayed on the display device 10. Then, the inspector manually centers the optical members A and B set as described above.

【0074】検査者は、表示装置10に映し出される映
像を見ながら、照明ユニット4を移動させる。そして、
図5(a)又は(b)のように、検査対象光学部材の外
縁αの内側において、検査対象光学部材の外縁αの外側
に見えるナイフエッジβと同じ方向にナイフエッジγが
見える時には、照明ユニット4が検査対象光学部材に近
過ぎる場合であるので、照明ユニット4を検査対象光学
部材から遠ざける。逆に、図5(d)又は(e)のよう
に、検査対象光学部材の外縁αの内側において、検査対
象光学部材の外縁αの外側に見えるナイフエッジβと逆
の方向にナイフエッジγが見える時には、照明ユニット
4が検査対象光学部材から遠すぎる場合であるので、照
明ユニット4を検査対象光学部材に近付ける。このよう
な照明ユニット4の進退調整を行った結果、図5(c)
のように、ナイフエッジγが検査対象光学部材の外縁α
内の大部分において消えた時には、照明ユニット4が適
正位置にある場合であるので、調整を停止する。このよ
うに、本実施形態では、照明ユニット4が装置光軸l方
向に移動可能となっているので、焦点距離の違う複数種
類の光学部材を検査することができる。
The examiner moves the lighting unit 4 while watching the image displayed on the display device 10. And
As shown in FIG. 5A or 5B, when the knife edge γ is seen inside the outer edge α of the inspection target optical member in the same direction as the knife edge β seen outside the outer edge α of the inspection target optical member, the illumination is performed. Since the unit 4 is too close to the optical member to be inspected, the illumination unit 4 is moved away from the optical member to be inspected. Conversely, as shown in FIG. 5D or 5E, inside the outer edge α of the inspection target optical member, the knife edge γ is formed in a direction opposite to the knife edge β visible outside the outer edge α of the inspection target optical member. When it is visible, the illumination unit 4 is too far from the optical member to be inspected, so the illumination unit 4 is brought closer to the optical member to be inspected. FIG. 5C shows the result of performing the forward / backward adjustment of the lighting unit 4.
Is the outer edge α of the optical member to be inspected.
When most of the lights disappear, it means that the lighting unit 4 is at the proper position, and the adjustment is stopped. As described above, in the present embodiment, since the illumination unit 4 is movable in the direction of the optical axis l of the device, it is possible to inspect a plurality of types of optical members having different focal lengths.

【0075】次に、検査者は、良品の光学部材をホルダ
22から外し、検査対象の光学部材A,Bをホルダ22
にセットする。そして、図示せぬ自動芯出し開始ボタン
を押下する。すると、図10の自動芯出し処理が実行さ
れる(S102)。即ち、ナイフエッジ6aが一回転さ
れ(S204,S205)、微分合成画像が作成される
(S203)。この状態では、光学部材A,Bの芯出し
は行われていないが、ナイフエッジ6aを一回転させる
ことにより、光学部材A,Bの周縁が一周にわたって抽
出される。従って、この微分合成画像に基づいて、検査
対象光学部材A,Bの正面形状を示すマスク画像が抽出
されるのである(S209)。このマスク画像は、装置
光軸lに直交する面内での光学部材A,Bの位置を示
す。従って、このマスク画像の重心(フィレ径の中心)
を求めれば、この光学部材A,Bの光軸位置が求まる
(210)。そして、画像データ中におけるこの光軸位
置と中心座標位置との間のズレに基づいて、このズレ量
を相殺するX方向の移動量ΔX及びY方向の移動量ΔY
が求められる(S212)。そして、これら移動量Δ
Y,ΔXに応じてホルダ22が移動され(S213)、
光学部材A,Bの芯出しが行われるのである。
Next, the inspector removes the non-defective optical member from the holder 22 and places the optical members A and B to be inspected on the holder 22.
Set to. Then, an automatic centering start button (not shown) is pressed. Then, the automatic centering process of FIG. 10 is executed (S102). That is, the knife edge 6a is rotated once (S204, S205), and a differential composite image is created (S203). In this state, the optical members A and B are not centered, but by rotating the knife edge 6a once, the peripheral edges of the optical members A and B are extracted over the entire circumference. Therefore, a mask image indicating the front shape of the inspection target optical members A and B is extracted based on the differential composite image (S209). This mask image shows the positions of the optical members A and B in a plane orthogonal to the device optical axis l. Therefore, the center of gravity of this mask image (the center of the fillet diameter)
Is determined, the optical axis positions of the optical members A and B are determined (210). Then, based on the shift between the optical axis position and the center coordinate position in the image data, the X-direction movement amount ΔX and the Y-direction movement amount ΔY canceling out the difference amount.
Is obtained (S212). Then, these movement amounts Δ
The holder 22 is moved according to Y and ΔX (S213),
The centering of the optical members A and B is performed.

【0076】次に、検査者は、図示せぬ検査開始ボタン
を押下して、図9のS104以降による画像処理を開始
させる。すると、ナイフエッジ回転制御部15によって
ナイフエッジ6aが22.5度づつ回転駆動されるとと
もに(S111)、各回転位置において検査対象光学素
子A,Bを通過した光によって形成される画像が、撮像
装置7によって撮像される(S104)。画像処理部1
4は、撮像した各画像の濃淡変化箇所を微分処理によっ
て強調し(S105)、一回転分にわたって加算する
(S107,S111)。その結果、検査対象光学部材
のいかなる方向における欠陥成分(屈折率[屈折力]異
常,表面欠陥)に関しても、それを有している領域が抽
出され、それらが一つの画像データにまとめ上げられ
る。即ち、この画像データでは、欠陥の方向如何に拘わ
らず、欠陥を有している部位が白く浮き上がっている画
像となっている。なお、このように得られた画像データ
には、本来光学部材として機能している部分以外の箇所
についてのデータも含まれているが、S108の検査対
象領域抽出処理によって、その箇所についてのデータは
削除される。そして、異常部分の面積や最大幅等が数値
化され、一定の判断基準値と比較され、この比較結果に
応じて良品であるか不良品であるかの判定が客観的にな
されるのである。
Next, the examiner presses an inspection start button (not shown) to start image processing from S104 onward in FIG. Then, the knife edge 6a is driven to rotate by 22.5 degrees at a time by the knife edge rotation control unit 15 (S111), and an image formed by light passing through the inspection target optical elements A and B at each rotation position is captured. An image is captured by the device 7 (S104). Image processing unit 1
No. 4 emphasizes the density change portion of each captured image by differential processing (S105), and adds over one rotation (S107, S111). As a result, with respect to the defect component (refractive index [refractive power] abnormality, surface defect) in any direction of the inspection target optical member, a region having the defect component is extracted and collected into one image data. That is, this image data is an image in which a portion having a defect is raised in white, regardless of the direction of the defect. The image data obtained in this manner includes data on a portion other than the portion that originally functions as an optical member, but the data on the portion is extracted by the inspection target region extraction processing in S108. Deleted. Then, the area, the maximum width, and the like of the abnormal portion are quantified and compared with a predetermined criterion value. Based on the result of the comparison, it is objectively determined whether the product is good or defective.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上のように構成された本発明の光学部
材検査装置によれば、検査対象である光学部材の芯出し
を自動的に行うことができる。
According to the optical member inspection apparatus of the present invention configured as described above, the optical member to be inspected can be automatically centered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態による光学部材検査
装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical member inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の光学部材検査装置を凹レンズに適用し
た場合における構成図
FIG. 2 is a configuration diagram when the optical member inspection device of FIG. 1 is applied to a concave lens;

【図3】 図1における遮光板の正面図FIG. 3 is a front view of a light shielding plate in FIG. 1;

【図4】 遮光板の回転状態を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a rotating state of a light shielding plate.

【図5】 図1における照明ユニットの移動調整時にお
ける表示装置上の画像を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an image on the display device when the movement of the lighting unit in FIG. 1 is adjusted.

【図6】 ヒケを有する光学部材を検査した場合におけ
る表示装置上の画像を示す図
FIG. 6 is a diagram showing an image on a display device when an optical member having a sink is inspected.

【図7】 図1及び図2の画像処理部において実行され
る準備処理の内容を示すフローチャート
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of a preparation process executed in the image processing unit of FIGS. 1 and 2;

【図8】 図7の結果得られる座標データ中での座標中
心位置の説明図
8 is an explanatory diagram of a coordinate center position in coordinate data obtained as a result of FIG. 7;

【図9】 図1及び図2の画像処理部において実行され
る制御処理の内容を示すフローチャート
FIG. 9 is a flowchart showing the contents of a control process executed in the image processing unit of FIGS. 1 and 2;

【図10】 図9のS102にて実行される自動芯出処
理サブルーチンを示すフローチャート
FIG. 10 is a flowchart showing an automatic centering processing subroutine executed in S102 of FIG. 9;

【図11】 図9のS108にて実行される検査対象領
域抽出処理サブルーチンを示すフローチャート
11 is a flowchart showing an inspection target area extraction processing subroutine executed in S108 of FIG. 9;

【図12】 図11の検査対象領域抽出処理の説明図FIG. 12 is an explanatory diagram of the inspection target area extraction processing in FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 照明ユニット 5 拡散板 6 遮光板 7 撮像装置 8 撮像レンズ 9 撮像素子 13 モータ 14 画像処理部 15 ナイフエッジ回転制御部 16 データ格納部 17 X−Y移動ステージ制御部 18 X−Y移動ステージ A 凸レンズ B 凹レンズ C 補正レンズ Reference Signs List 4 illumination unit 5 diffusion plate 6 light shielding plate 7 imaging device 8 imaging lens 9 imaging device 13 motor 14 image processing unit 15 knife edge rotation control unit 16 data storage unit 17 XY moving stage control unit 18 XY moving stage A convex lens B concave lens C correction lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木田 敦 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 (56)参考文献 特開 平9−72823(JP,A) 特開 平9−61292(JP,A) 特開 平6−174583(JP,A) 特開 平9−96585(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/08 G01N 21/84 - 21/958 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Atsushi Kida 2-36-9 Maenocho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Kogaku Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-9-72823 (JP, A) JP-A-9-61292 (JP, A) JP-A-6-174583 (JP, A) JP-A-9-96585 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 11 / 00-11/08 G01N 21/84-21/958

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光学部材の光学的欠陥を検出する光学部材
検査装置であって、 照明光によって照明される拡散板と、 前記光学部材を含む光学系の焦点位置に配置され、前記
拡散板によって拡散された光を部分的に透過させ且つ部
分的に遮光するように前記拡散板に接している遮光手段
と、 前記遮光手段における前記光を部分的に透過させる部分
と部分的に遮光する部分との境界線に接する回転軸を中
心にこの遮光手段を回転させる回転手段と、 前記光学系を透過した光を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された画像中における前記光
学部材の像の中心を特定する像中心特定手段と、 前記撮像手段によって撮像された画像中における前記回
転軸の位置を特定する回転軸位置特定手段と、 前記画像中における前記光学部材の像の中心と前記回転
軸の位置とが一致するように、前記光学系の光軸を移動
させる移動手段とを備えたことを特徴とする光学部材検
査装置。
1. An optical member inspection apparatus for detecting an optical defect of an optical member, comprising: a diffuser illuminated by illumination light; and a diffuser disposed at a focal position of an optical system including the optical member. A light-shielding unit that is in contact with the diffusion plate so as to partially transmit and partially shield the diffused light; and a part of the light-shielding unit that partially transmits the light and a part that partially shields the light. A rotation unit that rotates the light blocking unit about a rotation axis that is in contact with a boundary line of the image capturing unit; an imaging unit that captures light transmitted through the optical system; and an image of the optical member in an image captured by the imaging unit. Image center specifying means for specifying a center; rotating axis position specifying means for specifying a position of the rotary axis in an image captured by the image capturing means; and an image of the optical member in the image. An optical member inspection apparatus, comprising: moving means for moving an optical axis of the optical system so that a center and a position of the rotation axis coincide with each other.
【請求項2】前記光学系は、凸レンズである前記光学部
材のみからなることを特徴とする請求項1記載の光学部
材検査装置。
2. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein said optical system comprises only said optical member which is a convex lens.
【請求項3】前記光学系は、凹レンズである前記光学部
材と凸レンズである補正レンズとからなり、全体として
正レンズ系であることを特徴とする請求項1記載の光学
部材検査装置。
3. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein said optical system comprises said optical member which is a concave lens and a correction lens which is a convex lens, and is a positive lens system as a whole.
【請求項4】前記像中心特定手段は、前記画像中におけ
る前記光学部材の外縁を抽出し、この外縁を有する図形
の重心位置を、前記光学部材の像の中心として特定する
ことを特徴とする請求項1記載の光学部材検査装置。
4. The image center specifying means extracts an outer edge of the optical member in the image, and specifies a center of gravity of a figure having the outer edge as a center of the image of the optical member. The optical member inspection device according to claim 1.
【請求項5】前記像中心特定手段は、前記画像中におけ
る前記光学部材の外形を抽出し、この外縁を有する図形
のフィレ径の中心を、前記光学部材の像の中心として特
定することを特徴とする請求項1記載の光学部材検査装
置。
5. The image center specifying means extracts an outer shape of the optical member in the image, and specifies a center of a fillet diameter of a figure having an outer edge as a center of an image of the optical member. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein
【請求項6】前記回転軸位置特定手段は、複数の回転位
置における前記境界線の像の交点を、前記回転軸の位置
として特定することを特徴とする請求項1記載の光学部
材検査装置。
6. An optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein said rotation axis position specifying means specifies an intersection of said boundary line images at a plurality of rotation positions as a position of said rotation axis.
【請求項7】前記移動手段は、前記画像中における前記
光学部材の像の中心と回転軸の位置とのズレ量を算出
し、このズレ量に対応する前記光学部材の移動量を算出
し、この移動量に従って前記光学部材を移動させること
を特徴とする請求項1記載の光学部材検査装置。
7. The moving means calculates a shift amount between the center of the image of the optical member in the image and the position of the rotation axis, and calculates a shift amount of the optical member corresponding to the shift amount. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical member is moved according to the amount of movement.
【請求項8】前記移動手段は、前記回転軸に直交する面
内における直交する2方向成分に分けて、前記移動量を
算出することを特徴とする請求項7記載の光学部材検査
装置。
8. The optical member inspection apparatus according to claim 7, wherein the moving means calculates the moving amount by dividing the moving amount into two orthogonal components in a plane orthogonal to the rotation axis.
【請求項9】光学部材の光学的欠陥を検出する光学部材
検査装置であって、 照明光によって照明される拡散板と、 前記光学部材を含む光学系の焦点位置に配置され、前記
拡散板によって拡散された光を部分的に透過させ且つ部
分的に遮光するように前記拡散板に接している遮光手段
と、 前記遮光手段における前記光を部分的に透過させる部分
と部分的に遮光する部分との境界線に接する回転軸を中
心にこの遮光手段を回転させる回転手段と、 前記光学系を透過した光を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された画像中における前記光
学部材の像の中心と前記回転軸の位置とが一致するよう
に、前記光学系の光軸を移動させる移動手段とを備えた
ことを特徴とする光学部材検査装置。
9. An optical member inspection apparatus for detecting an optical defect of an optical member, comprising: a diffusing plate illuminated by illumination light; a diffusing plate disposed at a focal position of an optical system including the optical member; A light-shielding unit that is in contact with the diffusion plate so as to partially transmit and partially shield the diffused light; and a part of the light-shielding unit that partially transmits the light and a part that partially shields the light. A rotation unit that rotates the light blocking unit about a rotation axis that is in contact with a boundary line of the image capturing unit; an imaging unit that captures light transmitted through the optical system; and an image of the optical member in an image captured by the imaging unit. An optical member inspection apparatus, comprising: moving means for moving an optical axis of the optical system so that a center and a position of the rotation axis coincide with each other.
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