JP3435260B2 - Optical member inspection device - Google Patents

Optical member inspection device

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JP3435260B2
JP3435260B2 JP18984495A JP18984495A JP3435260B2 JP 3435260 B2 JP3435260 B2 JP 3435260B2 JP 18984495 A JP18984495 A JP 18984495A JP 18984495 A JP18984495 A JP 18984495A JP 3435260 B2 JP3435260 B2 JP 3435260B2
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defect
inspected
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light
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正之 杉浦
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、主としてプラスチッ
ク製の透明な光学部材を検査する装置に関し、特に画像
処理技術を用いた装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting a transparent optical member mainly made of plastic, and more particularly to an apparatus using an image processing technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、カメラの撮影レンズ系やファイン
ダーには、軽量化、低コスト化を図るため、プラスチッ
ク製の光学部材が多く利用される傾向がある。
2. Description of the Related Art Recently, in order to reduce the weight and cost of a photographing lens system and a finder of a camera, an optical member made of plastic is often used.

【0003】プラスチック製の光学部材には、射出成形
の際に型に残って炭化したプラスチック等のゴミが内部
に入り込む可能性があると共に、ガラス製の光学部材と
比較して材質が柔らかいためにキズが付きやすく、製品
として組み立てる前の検査が重要となる。
The plastic optical member has a possibility that dust such as plastic which remains in the mold and carbonized during the injection molding may enter the inside, and the material is softer than the glass optical member. It is easily scratched and it is important to inspect it before assembling it as a product.

【0004】従来、レンズ、プリズム等の光学部材の検
査は、熟練者が光学部材を強い光で照明しながら行う目
視検査に依存していた。
Conventionally, inspection of optical members such as lenses and prisms has relied on visual inspection performed by a skilled person while illuminating the optical members with strong light.

【0005】検査は、対象の光学部材が製品として使用
するに足る性能を満たしているか否か、すなわち良品と
して利用できるか不良品として廃棄されるかを判断する
ことを目的とする。
The purpose of the inspection is to determine whether or not the target optical member has sufficient performance to be used as a product, that is, whether it can be used as a good product or is discarded as a defective product.

【0006】ゴミが混入した場合にはそのゴミの大き
さ、光軸方向の深さ、光軸からの距離等の要素が判断材
料となる。一方、キズが付いた場合には、キズの大き
さ、いずれの面にキズが付いているか、ゴミの光軸から
の距離等の要素が判断材料となる。
When dust is mixed in, factors such as the size of the dust, the depth in the direction of the optical axis, and the distance from the optical axis are the factors for judgment. On the other hand, in the case of scratches, factors such as the size of the scratches, which surface has the scratches, and the distance from the optical axis of the dust are factors to be judged.

【0007】良品、不良品の判断に際して、ゴミが混入
した場合とキズが付いた場合とでは判断基準が異なり、
例えば同じ大きさでもゴミであれば許容されるがキズで
あれば許容されないといった場合があるため、検査者は
発生している不良がゴミであるかキズであるかの性状判
定を行いつつ、それぞれの不良の程度から良品、不良品
を判別する必要がある。
[0007] When judging whether the product is a good product or a defective product, the judgment criteria are different depending on whether dust is mixed or scratched.
For example, there is a case where dust with the same size is allowed but scratches are not allowed. Therefore, the inspector makes a property determination whether the generated defect is dust or scratches. It is necessary to discriminate the non-defective product from the defective product based on the degree of the defect.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の検査方法では、良否判別の多くを検査者の主観
的な判断に負っているため、検査者が違う場合はもとよ
り、同一の検査者であっても体調等の違いにより判別基
準が変化する可能性があり、判断の均一性を保つことが
困難である。
However, in the above-mentioned conventional inspection method, much of the quality judgment depends on the subjective judgment of the inspector. Even if there is, the discrimination standard may change due to the difference in physical condition, etc., and it is difficult to maintain the uniformity of the determination.

【0009】[0009]

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、客観的な基準に基づいて光
学部材の良否を判断することができる光学部材検査装置
の提供を目的とし、さらに、被検物の状態に応じて欠陥
の抽出に最適な照明光が得られるような装置の提供を目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide an optical member inspection apparatus capable of judging the quality of an optical member based on an objective standard. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an apparatus capable of obtaining the optimum illumination light for extracting a defect according to the state of an object to be inspected.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる光学部
材検査装置は、上記の目的を達成させるため、光源から
の光束を拡散透過率が低い中心領域と拡散透過率が高い
周辺領域とを有する拡散手段により拡散させて被検物に
入射させ、被検物を透過した光束が達する位置に設けら
れた撮影手段により被検物を撮影して被検物の欠陥を検
査するよう構成すると共に、拡散手段を、撮影手段の光
軸方向に移動可能に構成するとともに、該拡散手段の中
心領域は、該中心領域から垂直に射出した光束の範囲が
被検物にほぼ一致するよう設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical member inspection apparatus according to the present invention has a central region having a low diffuse transmittance and a peripheral region having a high diffuse transmittance for a light beam from a light source. While being diffused by the diffusing means and incident on the test object, the test object is photographed by the imaging means provided at the position where the light flux transmitted through the test object reaches and the defect of the test object is inspected. The diffusing means is configured to be movable in the optical axis direction of the imaging means, and the central area of the diffusing means is set so that the range of the light beam vertically emitted from the central area substantially matches the test object. Characterize.

【0011】拡散手段の拡散透過率に上記のような分布
を持たせることにより、被検物には中心領域から射出し
た光と、周辺領域からの光軸に対して斜めに射出した光
とが入射するが、被検物の像は主として低輝度の中心領
域からの光により形成され、斜めに入射した周辺領域か
らの光は結像には関与しない。
By making the diffuse transmittance of the diffusing means have the above distribution, the light emitted from the central region and the light emitted obliquely with respect to the optical axis from the peripheral region are incident on the test object. Although incident, the image of the object to be inspected is formed mainly by light from the central region of low luminance, and light obliquely incident from the peripheral region does not participate in image formation.

【0012】そして、被検物に光を吸収する黒ゴミのよ
うな欠陥が存在すると、この欠陥に相当する部分は撮影
手段に到達する光量が減少するため、撮影画像内で周囲
の部品領域より低輝度の領域として現れる。一方、被検
物に光を散乱させるキズのような欠陥が存在すると、こ
の欠陥に相当する部分では中心領域からの低輝度の光は
散乱して減衰するものの、周辺領域からの高輝度の光が
散乱されて撮影手段に到達するため結果的に像面上での
欠陥部分の光量は増加し、撮影画像内で周囲の部品領域
より高輝度の領域として現れる。
When a defect such as black dust that absorbs light is present on the object to be inspected, the amount of light reaching the photographing means decreases in the portion corresponding to this defect, so that it is better than the surrounding parts area in the photographed image. Appears as a low brightness area. On the other hand, if there is a defect such as a scratch that scatters light on the test object, the low-brightness light from the central region is scattered and attenuated at the portion corresponding to this defect, but the high-brightness light from the peripheral region is present. Are scattered and reach the photographing means, and as a result, the light amount of the defective portion on the image plane increases, and appears in the photographed image as a region having higher brightness than the surrounding component region.

【0013】したがって、一回の撮影で吸収性欠陥と散
乱性欠陥との性状の異なる欠陥を欠陥がない部分のベー
ス輝度より輝度が低い領域、高い領域として同時に検出
できる。
Therefore, it is possible to detect defects having different properties, that is, absorptive defects and scattering defects, at the same time as a region having a lower luminance and a region having a higher luminance than the base luminance of a portion having no defect, by one photographing.

【0014】また、この発明では、移動手段により拡散
手段を光軸方向に移動させることにより、吸収性の欠陥
と散乱性の欠陥とに対する抽出力のバランスを調整する
ことが可能である。欠陥に対する抽出力は、欠陥領域の
輝度とベース輝度との差が大きいほど高く、小さいほど
低くなる。
Further, according to the present invention, by moving the diffusing means in the optical axis direction by the moving means, it is possible to adjust the balance of the extraction force with respect to the absorbing defect and the scattering defect. The extraction power for defects is higher as the difference between the luminance of the defect area and the base luminance is larger, and is smaller as the difference is smaller.

【0015】そして、上述したこの発明の構成では、周
辺領域から被検物に入射する光束の入射角度が大きいほ
ど欠陥による散乱光の強度が相対的に大きくなるため、
この入射角度を大きくすれば散乱性の欠陥に対する抽出
力が高くなり、小さくすれば散乱性の欠陥に対する抽出
力が低くなる。
Further, in the above-described structure of the present invention, the intensity of scattered light due to a defect becomes relatively large as the incident angle of the light beam entering the object to be inspected from the peripheral region becomes relatively large.
If this incident angle is made large, the extraction force for scattering defects will become high, and if it is made small, the extraction force for scattering defects will become low.

【0016】また、被検物に入射する全光量のうち周辺
領域から入射する高輝度の成分の占める割合が大きいほ
ど欠陥による散乱光の強度が相対的に大きくなるため、
この割合を大きくすれば散乱性の欠陥に対する抽出力が
高くなり、小さくすれば散乱性の欠陥に対する抽出力が
低くなる。
Further, the intensity of scattered light due to a defect becomes relatively large as the proportion of the high-brightness component incident from the peripheral region in the total amount of light incident on the test object becomes relatively large.
If this ratio is increased, the extraction power for scattering defects is increased, and if it is decreased, the extraction power for scattering defects is decreased.

【0017】なお、散乱は吸収性欠陥のエッジ部分にお
いても生じるため、散乱光の強度が強い場合には吸収性
欠陥の輝度が上昇してベース輝度との差が小さくなり、
吸収性欠陥に対する抽出力は低くなる。反対に、散乱光
の強度が弱い場合には、吸収性欠陥に対する抽出力は高
くなる。すなわち、吸収性の欠陥に対する抽出力は、散
乱性の欠陥に対する抽出力と負の相関を有している。
Since scattering also occurs at the edge portion of the absorptive defect, the intensity of the absorptive defect increases and the difference from the base intensity decreases when the intensity of scattered light is high.
The extraction power for absorbing defects is low. On the contrary, when the intensity of scattered light is weak, the extraction power for absorbing defects is high. That is, the extraction force for absorbing defects has a negative correlation with the extraction force for scattering defects.

【0018】拡散手段が、撮影手段の光軸とほぼ垂直に
配置された一様な拡散透過率を有する第1の拡散板と、
これと同様に中心領域を規定するよう第1の拡散板の中
央部に配置された第2の拡散板とから構成される場合、
移動手段は、少なくとも第2の拡散板を光軸方向に移動
させる。移動手段は、2つの拡散板を同時に移動させて
もよいし、光源をも含めたユニットとして一体に移動さ
せてもよい。
A first diffusing plate having a uniform diffusive transmittance, wherein the diffusing means is arranged substantially perpendicular to the optical axis of the photographing means;
Similarly, in the case of being composed of a second diffusion plate arranged in the central portion of the first diffusion plate so as to define the central region,
The moving means moves at least the second diffusion plate in the optical axis direction. The moving means may move the two diffusion plates at the same time, or may move them as a unit including the light source.

【0019】移動手段が拡散手段のみを一体として移動
させる場合には、被検物と拡散手段との距離が小さくな
ると周辺領域からの光束の被検物への入射角度が大きく
なり、散乱性欠陥に対する抽出力が高くなると共に、吸
収性欠陥に対する抽出力が低くなる。反対に、距離が大
きくなると入射角度が小さくなり、散乱性の欠陥に対す
る抽出力が低くなると共に、吸収性の欠陥に対する抽出
力が高くなる。
When the moving means moves only the diffusing means as a unit, when the distance between the test object and the diffusing means becomes small, the incident angle of the light flux from the peripheral region to the test object becomes large, and the scattering defect. The extraction power for the absorptive defects is low and the extraction power for the absorptive defect is low. On the contrary, when the distance is large, the incident angle is small, the extraction power for the scattering defects is low, and the extraction power for the absorbing defects is high.

【0020】移動手段が拡散手段と光源とを一体に移動
させる場合には、光源と被検レンズとの距離の変化によ
り全体光量が変化するが、この変化は欠陥領域の輝度と
ベース輝度とを共にシフトさせるため、これらの輝度差
により決定される散乱性、吸収性の欠陥に対する抽出力
は上記と同様に距離に応じて変化する。
When the moving means moves the diffusing means and the light source integrally, the total amount of light changes due to the change in the distance between the light source and the lens to be inspected. Since they are shifted together, the extraction power for the scattering and absorptive defects, which is determined by the brightness difference, changes according to the distance as in the above.

【0021】さらに、移動手段が第2の拡散板のみを移
動させる場合には、周辺領域からの光束の入射角度は変
化せず、周辺領域からの光束の光量と中央領域からの光
束の光量とのバランスが変化する。第2の拡散板が被検
物に近づくと、中央領域からの光束の割合が大きくなる
ために吸収性の欠陥に対する抽出力が高くなり、離れる
と周辺領域からの光束の割合が大きくなって散乱性の欠
陥に対する抽出力が高くなる。
Further, when the moving means moves only the second diffusion plate, the incident angle of the light beam from the peripheral region does not change, and the light amount of the light beam from the peripheral region and the light amount of the light beam from the central region are not changed. Balance changes. When the second diffuser plate approaches the object to be inspected, the ratio of the light flux from the central region increases, so the extraction power for the absorptive defect increases, and when the second diffuser plate moves away, the ratio of the light flux from the peripheral region increases and scatters. The ability to extract sexual defects is increased.

【0022】従来の一般的な光学測定装置では、上記の
抽出力の調整のような被検物の状態変化への対処は、一
般にフィルタを選択的に光路に挿入することにより、あ
るいは、撮像後の画像変換処理により行なわれる。ただ
し、フィルターを用いる手法では調整が段階的となり、
連続的な調整は不可能である。また、画像変換処理を用
いる手法では、処理が複雑で画像処理装置にかかる負荷
が高くなり、設定に時間がかかるという問題がある。
In the conventional general optical measuring apparatus, a measure against the change in the state of the object to be inspected, such as the adjustment of the extraction force, is generally performed by selectively inserting a filter into the optical path or after the imaging. Is performed by the image conversion processing of. However, in the method using a filter, the adjustment becomes gradual,
Continuous adjustment is not possible. Further, the method using the image conversion process has a problem that the process is complicated, the load on the image processing apparatus is high, and the setting takes time.

【0023】これに対してこの発明の装置では、拡散透
過率が異なる2つの領域を有する拡散手段を用いたこと
により、この拡散手段を移動させるのみで抽出力の調整
が可能となり、画像処理装置側の設定を変更することな
く、抽出力のバランスを連続的に調整できる。
On the other hand, in the apparatus of the present invention, since the diffusing means having the two regions having different diffusive transmissivities is used, the extraction force can be adjusted only by moving the diffusing means, and the image processing apparatus. The balance of extraction force can be continuously adjusted without changing the setting on the side.

【0024】なお、拡散手段の中心領域は、この中心領
域から垂直に射出した光束の範囲が被検物にほぼ一致す
るよう設定することが望ましい。これにより、撮影画像
において部品領域の像は低輝度の中心領域からの光束に
より形成され、背景領域の像は高輝度の周辺領域からの
光束により形成されるため、部品領域と背景領域とを輝
度の異なる領域として明確に区別することができる。し
たがって、部品領域を背景領域から分離する際の境界の
判別が容易となる。
It is desirable that the central area of the diffusing means is set so that the range of the light beam vertically emitted from the central area substantially coincides with the object to be inspected. Accordingly, in the captured image, the image of the component area is formed by the light flux from the low-brightness central area, and the image of the background area is formed by the light flux from the high-brightness peripheral area. Can be clearly distinguished as different areas of. Therefore, the boundary can be easily discriminated when the component area is separated from the background area.

【0025】さらに、拡散手段の中心領域と周辺領域と
は、共に被検物の平面形状と相似形とすることが望まし
い。上記のように中心領域から垂直に射出した光束の範
囲を被検物にほぼ一致させるためには、中心領域を被検
物と相似形にする必要がある。また、周辺領域について
は、被検物と相似形にすることにより、周辺領域から被
検物に斜めに入射する光の強度分布を一様にすることが
でき、欠陥の方向性によらずに検出精度を均一にするこ
とができる。
Further, it is desirable that both the central region and the peripheral region of the diffusing means are similar to the planar shape of the object to be inspected. As described above, in order to make the range of the light beam vertically emitted from the central region substantially coincide with the test object, it is necessary to make the central region similar to the test object. In addition, by making the peripheral region similar to the inspection object, the intensity distribution of the light obliquely incident on the inspection object from the peripheral region can be made uniform, regardless of the defect directionality. The detection accuracy can be made uniform.

【0026】[0026]

【実施例】以下、この発明にかかる光学部材検査装置の
実施例を説明する。実施例の装置は、プラスチック製の
光学部材を検査対象とする。まず、図1にしたがってこ
の発明にかかる光学部材検査装置の光学系の原理につい
て説明する。
Embodiments of the optical member inspection apparatus according to the present invention will be described below. The apparatus of the embodiment targets a plastic optical member for inspection. First, the principle of the optical system of the optical member inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0027】装置の光学系は、光源10と、この光源1
0から発した光束を拡散させる第1、第2の拡散板2
1,22から構成される拡散手段20と、拡散手段20
を透過して被検物である正レンズ1を透過した光束、お
よび被検レンズ1の周囲を通過した光束を取り込んで撮
影する撮影手段としてのCCDカメラ30とを備える。
The optical system of the apparatus comprises a light source 10 and this light source 1.
First and second diffuser plates 2 for diffusing the light flux emitted from 0
Diffusion means 20 composed of 1, 22 and diffusion means 20
And a CCD camera 30 as a photographing means for taking in and photographing the light flux which has passed through the positive lens 1 as the test object and the light flux which has passed through the periphery of the test lens 1.

【0028】光源10および被検レンズ1は、CCDカ
メラ30の光軸上に配置されている。CCDカメラ30
は、撮影レンズ31とCCDセンサ32とから構成さ
れ、被検レンズ1の厚さ方向の中心付近をピント面Pと
するよう調整されている。すなわち、ピント面PとCC
Dセンサ32の受像面とは撮影レンズ31を介して光学
的に共役であり、ピント面P上の被検レンズ1の像は、
CCDセンサ上の符号Oで示す範囲に形成される。
The light source 10 and the lens 1 to be inspected are arranged on the optical axis of the CCD camera 30. CCD camera 30
Is composed of a taking lens 31 and a CCD sensor 32, and is adjusted so that the vicinity of the center in the thickness direction of the lens 1 to be inspected is a focus plane P. That is, the focus plane P and CC
The image receiving surface of the D sensor 32 is optically conjugate with the image pickup lens 31, and the image of the lens 1 under test on the focus plane P is
It is formed in the range indicated by the symbol O on the CCD sensor.

【0029】光源10と拡散手段20とは、照明ユニッ
ト120として一体に構成されており、移動手段60に
よって撮影手段の光軸方向Xに沿って移動可能とされて
いる。
The light source 10 and the diffusing means 20 are integrally configured as a lighting unit 120, and can be moved by the moving means 60 along the optical axis direction X of the photographing means.

【0030】CCDカメラ30の画像出力は、被検レン
ズの欠陥を判定する判定手段を備える画像処理装置40
において処理され、測定された被検レンズ1の情報が表
示手段であるモニタディスプレイ50に表示される。
The image output of the CCD camera 30 is provided with an image processing device 40 having a judging means for judging the defect of the lens to be inspected.
The information of the lens 1 to be inspected, which has been processed and measured in 1, is displayed on the monitor display 50 which is a display means.

【0031】第1、第2の拡散板21,22は、共に被
検レンズ1の平面形状とほぼ相似形状であり、第2の拡
散板22の方が第1の拡散板21より面積が小さい。こ
れらの拡散板21,22は、光軸がそれぞれの中心を通
るように、光軸に対して垂直に設けられている。また、
これらの拡散板は、同一、あるいは互いに異なる拡散透
過率を有しており、したがって拡散手段20を全体とし
て考えると、第1、第2の拡散板が重なる中心領域は拡
散透過率が低く、重ならない周辺領域は拡散透過率が相
対的に高くなる。
The first and second diffusing plates 21 and 22 are substantially similar to the planar shape of the lens 1 to be tested, and the second diffusing plate 22 has a smaller area than the first diffusing plate 21. . These diffuser plates 21 and 22 are provided perpendicular to the optical axis so that the optical axis passes through the respective centers. Also,
These diffusers have the same or different diffuse transmittances. Therefore, considering the diffuser 20 as a whole, the central region where the first and second diffusers overlap has a low diffuse transmittance, and The diffused transmittance is relatively high in the peripheral region that does not become.

【0032】第2の拡散板22のサイズは、第2の拡散
板22から垂直に射出する光の範囲が被検レンズ1にほ
ぼ一致するよう定められている。これにより、中心領域
からの垂直射出成分は全て被検レンズ1に入射し、第1
の拡散板21を垂直に透過して第2の拡散板22を通ら
ない成分、すなわち周辺領域からの垂直射出成分は被検
レンズ1に入射しない。また、第1拡散板21の平面形
状を被検物の形状と相似に形成するのは、周辺領域から
の斜射出成分を被検物にあらゆる方向から均一に入射さ
せるためである。
The size of the second diffusing plate 22 is determined so that the range of the light vertically emitted from the second diffusing plate 22 substantially coincides with the lens 1 to be inspected. As a result, all the vertical emission components from the central region enter the lens 1 under test, and
The component that vertically passes through the diffusion plate 21 and does not pass through the second diffusion plate 22, that is, the vertical emission component from the peripheral region does not enter the lens 1 to be inspected. Further, the planar shape of the first diffusion plate 21 is formed to be similar to the shape of the object to be inspected so that the oblique emission component from the peripheral region is uniformly incident on the object from all directions.

【0033】被検物に入射する中心領域からの光束と周
辺領域からの光束との割合は、移動手段60による照明
ユニット120の光軸方向Xへの移動により変化する。
以下、図2(A)に示すように照明ユニット120が被検
物に接近する方向に移動した場合と、図2(B)に示すよ
うに離間する方向に移動した場合とを比較して説明す
る。
The ratio of the light flux from the central region and the light flux from the peripheral region incident on the object to be inspected changes as the moving unit 60 moves the illumination unit 120 in the optical axis direction X.
Hereinafter, description will be made by comparing the case where the illumination unit 120 moves in the direction approaching the object as shown in FIG. 2A and the case where the lighting unit 120 moves in the direction away from the object as shown in FIG. 2B. To do.

【0034】拡散手段20が一体に移動する場合、拡散
手段20と被検レンズ1との距離が短いほど周辺領域か
ら被検レンズ1に入射する光束の入射角度が大きくな
り、欠陥による散乱光の強度が相対的に大きくなる。例
えば、図2(A)の場合に第1の拡散板21の一点から出
て被検レンズ1の中心に入射する光線の入射角度をθ
1、図2(B)の場合の入射角度をθ2とすると、θ1>θ2
となる。
When the diffusing means 20 moves integrally, the shorter the distance between the diffusing means 20 and the lens 1 to be inspected, the larger the incident angle of the light beam entering the lens 1 to be inspected from the peripheral region, and the scattering light caused by the defect Strength becomes relatively large. For example, in the case of FIG. 2 (A), the incident angle of the light beam that emerges from one point of the first diffusion plate 21 and is incident on the center of the lens 1 under test is θ.
1. If the incident angle in the case of FIG. 2B is θ2, θ1> θ2
Becomes

【0035】したがって、入射角度の大きい図2(A)で
は散乱性の欠陥に対する抽出力が相対的に高くなると共
に、吸収性の欠陥に対する抽出力が相対的に低くなり、
入射角度が小さい図2(B)の配置では散乱性の欠陥に対
する抽出力が相対的に低くなると共に、吸収性の欠陥に
対する抽出力が相対的に高くなる。
Therefore, in FIG. 2A where the incident angle is large, the extraction force for the scattering defects becomes relatively high and the extraction force for the absorbing defects becomes relatively low.
In the arrangement of FIG. 2B where the incident angle is small, the extraction force for the scattering defect is relatively low and the extraction force for the absorbing defect is relatively high.

【0036】なお、実施例のように照明ユニット120
が一体に移動する場合には、撮影された画像全体の輝
度、および部品領域のベース輝度は、光源10から被検
レンズ1までの距離が短い図2(A)の場合の方が図2
(B)の場合より高くなる。ただし、この変化は欠陥領域
の輝度とベース輝度とを共にシフトさせるため、これら
の輝度差により決定される散乱性、吸収性の欠陥に対す
る抽出力は上に説明したとおりとなる。
The lighting unit 120 as in the embodiment.
2 moves in an integrated manner, the brightness of the entire captured image and the base brightness of the component area are as shown in FIG. 2A when the distance from the light source 10 to the lens 1 to be inspected is short.
It is higher than in the case of (B). However, since this change shifts both the luminance of the defect area and the base luminance, the extraction power for the scattering and absorptive defects determined by the luminance difference between them is as described above.

【0037】図3(A)(B)は、拡散手段20のうちの第
2の拡散板22のみを光軸方向に移動させた例を示して
いる。この場合には、周辺領域からの光束の入射角度は
変化せず、周辺領域からの光束の光量と中央領域からの
光束の光量とのバランスが変化する。図3(A)に示すよ
うに第2の拡散板が被検レンズ1に近づくと、中央領域
からの光束の割合が大きくなるために吸収性の欠陥に対
する抽出力が高くなり、図3(B)に示すように離れる
と、周辺領域からの光束の割合が大きくなって散乱性の
欠陥に対する抽出力が高くなる。
3A and 3B show an example in which only the second diffusion plate 22 of the diffusion means 20 is moved in the optical axis direction. In this case, the incident angle of the light flux from the peripheral area does not change, and the balance between the light quantity of the light flux from the peripheral area and the light quantity of the light flux from the central area changes. As shown in FIG. 3 (A), when the second diffuser plate approaches the lens 1 to be inspected, the ratio of the light flux from the central region becomes large, so that the extraction power for the absorptive defect becomes high. As shown in (), the ratio of the light flux from the peripheral region increases and the extraction power for scattering defects increases.

【0038】図4は、被検レンズと拡散板21,22と
の平面形状の例を示す。図4(A-1)に示されるように被
検レンズが平面形状が矩形であるファインダー用レンズ
1aである場合には、第1、第2の拡散板21a,22
aの平面形状は図4(A-2)に示す通りの矩形とすること
が望ましい。また、図4(B-1)に示されるように被検レ
ンズが一般的な円形レンズ1bである場合には、各拡散
板21b,22bの平面形状は図4(B-2)に示される通
りの円形とすることが望ましい。なお、図4中の符号R
は、多数個取り金型により成形されたプラスチックレン
ズのランナ、符号Gはゲートを示す。
FIG. 4 shows an example of the planar shape of the lens to be inspected and the diffusion plates 21 and 22. As shown in FIG. 4 (A-1), when the lens to be inspected is the finder lens 1a having a rectangular planar shape, the first and second diffusion plates 21a and 22
The plane shape of a is preferably rectangular as shown in FIG. 4 (A-2). When the lens to be inspected is a general circular lens 1b as shown in FIG. 4 (B-1), the plane shapes of the diffusion plates 21b and 22b are shown in FIG. 4 (B-2). It is desirable to use a round street. In addition, reference symbol R in FIG.
Is a runner of a plastic lens molded by a multi-cavity mold, and a symbol G is a gate.

【0039】上記の構成で撮影された画像には、図5に
示されるように、周辺領域21の輝度の高い成分により
主として形成される高輝度の背景領域Bと、中心領域2
2の輝度の低い成分により主として形成される被検レン
ズの像(部品領域)Sとが含まれる。
As shown in FIG. 5, in the image photographed with the above-described structure, the high-brightness background area B mainly formed by the high-brightness components of the peripheral area 21 and the central area 2 are formed.
The image (component region) S of the lens to be inspected which is mainly formed by the low luminance component 2 is included.

【0040】中心領域22の形状と被検レンズ1の平面
形状とを相似形とすることにより、上記のように画像内
で被検レンズが配置された部品領域と背景領域との輝度
を明瞭に区分することができ、対象領域の分離処理がき
わめて容易となる。
By making the shape of the central region 22 and the planar shape of the lens 1 under test similar, the brightness of the component region where the lens under test is arranged and the background region in the image can be made clear as described above. It can be divided, and the separation process of the target area becomes extremely easy.

【0041】ここで、被検レンズ1の表面または内部に
光を吸収する欠陥、例えば光学部材中に含まれる黒いゴ
ミが存在すると、レンズ像を形成する中心領域からの透
過光の一部が吸収されてCCDセンサ32に光が達しな
いため、図6に示されるように中間輝度の部品領域S内
に部品領域より輝度が低い欠陥像DLが発生する。
Here, if there is a defect that absorbs light on the surface or inside of the lens 1 to be inspected, for example, black dust contained in the optical member, part of the transmitted light from the central region forming the lens image is absorbed. Since the light does not reach the CCD sensor 32, a defect image DL having a brightness lower than that of the component region is generated in the component region S of intermediate luminance as shown in FIG.

【0042】また、被検レンズ1の表面に光を散乱させ
る欠陥、例えば光学部材の表面に白いゴミやキズが存在
すると、この欠陥により光が散乱し、欠陥がなければC
CDセンサ32上のレンズ像の範囲Oに達しない周辺領
域からの高輝度の斜射出成分の一部がレンズ像の範囲に
達し、図7に示されるように中間輝度の部品領域S内に
部品領域より輝度が高い欠陥像DHが発生する。
If there is a defect that scatters light on the surface of the lens 1 to be inspected, for example, if white dust or scratches are present on the surface of the optical member, the light scatters due to this defect, and if there is no defect, C
A part of the high-intensity oblique emission component from the peripheral area which does not reach the range O of the lens image on the CD sensor 32 reaches the range of the lens image, and as shown in FIG. A defect image DH having higher brightness than the area is generated.

【0043】例えば、あるX軸方向の走査線上に吸収性
の欠陥に基づく低輝度像DLと散乱性の欠陥に基づく高
輝度像DHとが存在する場合、この走査線に沿った画素
列の出力は図8(A)に示すとおりとなる。画像処理装置
40は、2つの閾値SH1,SH2を用いて2値化するこ
とにより、図8(B)(C)に示されるように性状の異なる2
種類の欠陥をそれぞれ独立して抽出することができる。
For example, when a low-brightness image DL due to an absorptive defect and a high-brightness image DH due to a scattering defect are present on a certain scanning line in the X-axis direction, the pixel row output along this scanning line is output. Is as shown in FIG. The image processing device 40 binarizes using two threshold values SH1 and SH2, so that two different characteristics are obtained as shown in FIGS.
Each type of defect can be extracted independently.

【0044】レンズの検査をする場合、欠陥の性状、大
きさ、発生位置により良品、不良品を判別する際の判定
基準が相違するため、性状の判定は必要である。実施例
のように一回の検査で欠陥の性状が判断できれば、欠陥
を検出した後にさらにその性状を特性するために検査す
るより検査の手順を簡略化することができる。
When inspecting a lens, it is necessary to determine the properties because the criteria for determining whether the product is a good product or a defective product is different depending on the property, size, and position of the defect. If the property of the defect can be determined by one inspection as in the embodiment, the inspection procedure can be simplified as compared with the case of inspecting the defect to further characterize the property after the defect is detected.

【0045】ここで、照明ユニット120を被検レンズ
1に近づけると、前述のように周辺領域から被検レンズ
1へ入射する光束の入射角度が大きくなるため、図8
(A)に示されるように散乱性の欠陥による高輝度領域DH
の輝度と吸収性の欠陥による低輝度領域DLの輝度とが
共に高くなる。したがって、この場合には、散乱性の欠
陥に対する抽出力が高くなると共に、吸収性の欠陥に対
する検出能力は相対的に低くなる。
Here, when the illumination unit 120 is brought close to the lens 1 to be inspected, the incident angle of the light beam incident on the lens 1 to be inspected from the peripheral region becomes large as described above, so that FIG.
High brightness area DH due to scattering defects as shown in (A)
And the brightness of the low brightness region DL due to the absorptive defect are both high. Therefore, in this case, the extraction power for scattering defects becomes high and the detection capability for absorbing defects becomes relatively low.

【0046】他方、照明ユニット120を被検レンズ1
から遠ざけると、被検レンズ1に入射する全光量が低下
するため、ベース輝度が低くなる。これと同時に、周辺
領域からの光束の被検レンズに対する入射角度が小さく
なるため、図9に示されるように散乱性の欠陥による高
輝度領域の輝度DHと吸収性欠陥による低輝度領域の輝
度DLとが共に低くなる。したがって、この場合には、
吸収性の欠陥に対する検出能力が高くなると共に、散乱
性の欠陥に対する検出能力は相対的に低くなる。
On the other hand, the illumination unit 120 is attached to the lens 1 under test.
When it is moved away from the base lens 1, the total amount of light incident on the lens 1 to be inspected decreases, so that the base luminance decreases. At the same time, since the incident angle of the light flux from the peripheral region on the lens to be inspected becomes small, the luminance DH in the high luminance region due to the scattering defect and the luminance DL in the low luminance region due to the absorbing defect as shown in FIG. And become low together. So in this case,
While the detectability for absorptive defects is high, the detectability for scattering defects is relatively low.

【0047】図10は、照明ユニット120の具体的構
成を示す断面図である。ケーシング121の下側から図
示せぬ光源からの光を伝達する光ファイバー122が導
入されると共に、上側の開口には1枚の板状の拡散手段
20が取り付けられている。拡散手段は、この例では板
状の第1の拡散板21の中央部にシート状の第2の拡散
板を貼り付けることにより構成されている。光ファイバ
ー122の射出端部は、止めネジ123によりケーシン
グ121に固定されている。
FIG. 10 is a sectional view showing a specific structure of the illumination unit 120. An optical fiber 122 for transmitting light from a light source (not shown) is introduced from the lower side of the casing 121, and one plate-shaped diffusing means 20 is attached to the upper opening. In this example, the diffusing means is configured by attaching a sheet-shaped second diffusing plate to the central portion of the plate-shaped first diffusing plate 21. The exit end of the optical fiber 122 is fixed to the casing 121 with a set screw 123.

【0048】照明ユニット120のケーシング121
は、ケーシングの一方側の側面に固定された摺動部材1
24を介して図示せぬ本体に設けられたガイドレール1
10にX方向にスライド可能に取り付けられている。ガ
イドレール110には、スクリューロッド111が取り
付けられ、摺動部材124にはこのスクリューロッド1
11に螺合するネジ孔が形成されている。スクリューロ
ッド111の上端に固定されたハンドル112をノブ1
12aを持って回転させることにより、照明ユニット1
20の光軸方向Xに沿った位置を任意に調整することが
できる。
The casing 121 of the lighting unit 120
Is a sliding member 1 fixed to one side surface of the casing.
Guide rail 1 provided on the main body (not shown) via 24
It is attached to 10 so as to be slidable in the X direction. A screw rod 111 is attached to the guide rail 110, and the screw rod 1 is attached to the sliding member 124.
A screw hole to be screwed with 11 is formed. The handle 112 fixed to the upper end of the screw rod 111 is attached to the knob 1
Lighting unit 1 by holding and rotating 12a
The position of 20 along the optical axis direction X can be arbitrarily adjusted.

【0049】この例では、図10に示される機械的構
成、すなわちガイドレール110、スクリューロッド1
11、ハンドル112、摺動部材124等により移動手
段が構成されている。
In this example, the mechanical structure shown in FIG. 10, that is, the guide rail 110 and the screw rod 1 is used.
The moving means is constituted by 11, the handle 112, the sliding member 124 and the like.

【0050】続いて、上記の装置を利用した検査の手順
を図11に示したフローチャートにしたがって説明す
る。図11(A)は実際の検査ループ、(B)は抽出力のバラ
ンスを調整する際の調整ループをそれぞれ示す。検査前
の準備として、検査対象となる光学部材に応じた部品に
関する情報をデータテーブルとしてロードする。また、
情報にしたがって部品形状に適した拡散板を選択すると
共に、撮影倍率を設定する。
Next, the inspection procedure using the above apparatus will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 11A shows an actual inspection loop, and FIG. 11B shows an adjustment loop when adjusting the balance of the extraction force. As a preparation before the inspection, information about parts corresponding to the optical member to be inspected is loaded as a data table. Also,
A diffusion plate suitable for the shape of the component is selected according to the information, and the photographing magnification is set.

【0051】検査の際には、CCDカメラから画像を入
力し(ステップA-1)、輝度の分布に基づいて被検レンズ
の像に対応する部品領域を背景領域から分離する(ステ
ップA-2)。
At the time of inspection, an image is input from the CCD camera (step A-1), and the component area corresponding to the image of the lens to be inspected is separated from the background area based on the brightness distribution (step A-2). ).

【0052】分離された部品領域の画像は、動的2値化
処理によりベース輝度より高輝度の散乱性の欠陥と、低
輝度の吸収性の欠陥とに分離され(ステップA-3)、分離
された部品領域内の2値画像から欠陥等の特徴量を抽出
し、抽出された結果に基づいて被検レンズの良否を判定
すると共に結果をモニタディスプレイ50上に表示する
(ステップA-4〜6)。
The image of the separated parts area is separated into a scattering defect having a higher brightness than the base brightness and an absorptive defect having a lower brightness by the dynamic binarization process (step A-3), and the separated parts are separated. A feature amount such as a defect is extracted from the binary image in the extracted component area, the quality of the lens under test is determined based on the extracted result, and the result is displayed on the monitor display 50.
(Steps A-4 to 6).

【0053】続けて検査する部品がある場合には部品を
交換し、ステップ1の部品入力からの処理を繰り返す
(ステップ7,8)。検査部品がなくなると検査を終了す
る。
If there is a part to be continuously inspected, the part is replaced, and the process from the part input in step 1 is repeated.
(Steps 7, 8). The inspection ends when there are no more inspection parts.

【0054】調整ループは、検査中に被検レンズの状態
等の変化により欠陥が正確に抽出されなくなった場合
や、吸収性、あるいは散乱性の欠陥のいずれかに対する
判定規準がより厳しくなった場合等に実行され、被検レ
ンズに入射する中心領域からの光束と周辺領域からの光
束とのバランスを調整することにより、結果的に検査装
置の判定規準を変更する。
The adjustment loop is used when a defect cannot be accurately extracted due to a change in the state of the lens to be inspected during inspection, or when the criterion for judging either an absorptive or a scattering defect becomes stricter. And the like, and adjusts the balance between the light flux from the central region and the light flux from the peripheral region incident on the lens to be inspected, and consequently changes the determination criterion of the inspection device.

【0055】調整ループでは、検査ループと同様に被検
レンズ1を撮影して2値化し、判定された欠陥を表示さ
せる(ステップB-1〜6)。そして、検査者が表示された欠
陥と実際の被検レンズの欠陥とを比較して欠陥が正しく
抽出されているか否かを判断する(ステップB-7)。抽出
が誤っている場合には、照明ユニット120を移動させ
(ステップB-8)、調整がOKとなるまでて繰返し判定を
実行する。
In the adjustment loop, the lens 1 to be inspected is photographed and binarized in the same manner as in the inspection loop, and the determined defect is displayed (steps B-1 to 6). Then, the inspector compares the displayed defect with the actual defect of the lens to be inspected to judge whether or not the defect is correctly extracted (step B-7). If the extraction is incorrect, move the lighting unit 120
(Step B-8), the determination is repeated until the adjustment is OK.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、被検物を撮影した画像に基づいて画像処理の手法に
より被検物の欠陥を検出することができるため、光学部
材の客観的で安定した評価が可能となる。また、光軸に
近い中心領域と周辺領域とで拡散透過率が異なる拡散手
段を用いることにより、一回の撮影で光学部材に含まれ
る性状の異なる2種類の欠陥を同時に検出することがで
きる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect a defect of an object to be inspected by an image processing method based on an image of the object to be inspected. This enables stable evaluation. Further, by using the diffusing means having different diffuse transmittances in the central region near the optical axis and the peripheral region, it is possible to simultaneously detect two types of defects contained in the optical member and having different properties in one shooting.

【0057】さらに、拡散手段を光軸方向に移動させる
ことにより、欠陥による散乱光の相対的な強度を変化さ
せることができ、これにより、吸収性の欠陥と散乱性の
欠陥とに対する抽出力のバランスを調整することができ
る。
Further, by moving the diffusing means in the optical axis direction, it is possible to change the relative intensity of the scattered light due to the defects, whereby the extraction force with respect to the absorptive defect and the scattering property is increased. The balance can be adjusted.

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

【図1】 この発明の実施例にかかる光学部材検査装置
を示す光学系の概略と処理系のブロックとを含む説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram including an outline of an optical system and a block of a processing system showing an optical member inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置において照明ユニットと被検レン
ズとの距離を調整する例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of adjusting a distance between an illumination unit and a lens to be inspected in the apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置において第2の拡散板と被検レン
ズとの距離を調整する例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of adjusting a distance between a second diffusion plate and a lens to be inspected in the apparatus of FIG.

【図4】 図1の装置における被検物の形状と拡散手段
の形状とを対比して示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing the shape of the object to be inspected and the shape of the diffusing means in the apparatus of FIG.

【図5】 図1の装置により撮影される被検レンズに欠
陥がない場合の画像を示す説明図である。
5 is an explanatory diagram showing an image taken by the apparatus of FIG. 1 when the lens to be inspected has no defect.

【図6】 図1の装置により撮影される被検レンズに吸
収性の欠陥がある場合の画像を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an image when the test lens imaged by the apparatus of FIG. 1 has an absorptive defect.

【図7】 図1の装置により撮影される被検レンズに散
乱性の欠陥がある場合の画像を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an image when the test lens imaged by the apparatus of FIG. 1 has a scattering defect.

【図8】 周辺領域から被検レンズに入射する光束の割
合が比較的大きい場合の画像の1走査線上の輝度分布の
例を示し、(A)が原画像信号、(B)が低輝度成分を2値化
した信号、(C)が高輝度成分を2値化した信号である。
FIG. 8 shows an example of the luminance distribution on one scanning line of an image when the ratio of the light flux incident on the lens to be inspected from the peripheral region is relatively large, where (A) is the original image signal and (B) is the low luminance component. Is a binarized signal, and (C) is a binarized signal of the high-luminance component.

【図9】 周辺領域から被検レンズに入射する光束の割
合が比較的少ない場合の画像の1走査線上の輝度分布を
示す原画像信号の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an original image signal showing a luminance distribution on one scanning line of an image when a ratio of a light flux incident on a lens to be inspected from a peripheral region is relatively small.

【図10】 照明ユニットの具体的構成を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a specific configuration of a lighting unit.

【図11】 (A)は図1の装置の検査処理全体を示すフ
ローチャート、(B)はその調整の手順を示すフローチャ
ートである。
11A is a flowchart showing the entire inspection process of the apparatus of FIG. 1, and FIG. 11B is a flowchart showing the procedure of the adjustment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検レンズ 10 光源 20 拡散手段 21 第1の拡散板 22 第2の拡散板 30 CCDカメラ 31 撮影レンズ 32 CCDセンサ 40 画像処理装置 50 モニタディスプレイ 60 移動手段 1 Lens to be inspected 10 light sources 20 diffusion means 21 First Diffusion Plate 22 Second diffusion plate 30 CCD camera 31 shooting lens 32 CCD sensor 40 Image processing device 50 monitor display 60 means of transportation

───────────────────────────────────────────────────── 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1−314955(JP,A) 特開 平1−141342(JP,A) 特開 平8−201313(JP,A) 特許3231582(JP,B2) 特許3340596(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/958 G01M 11/00 - 11/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Kida 2-36-9 Maenocho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Optical Co., Ltd. (56) Reference JP-A-1-314955 (JP, A) JP 1-141342 (JP, A) JP-A-8-201313 (JP, A) Patent 3231582 (JP, B2) Patent 3340596 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/84-21/958 G01M 11/00-11/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源と、 拡散透過率の高い周辺領域と拡散透過率の低い中心領域
とを有し、前記光源から発した光束を拡散させる拡散手
段と、 該拡散手段を透過して被検物である光学部材を透過した
光束を受光する位置に設けられ、前記被検物を撮影する
撮影手段と、 該撮影手段から出力される画像信号に基づいて前記被検
物の欠陥を判定する判定手段と、 前記拡散手段を前記撮影手段の光軸方向に移動させる移
動手段と、を備え、 前記拡散手段の中心領域は、該中心領域から垂直に射出
した光束の範囲が前記被検物にほぼ一致するよう設定さ
れていることを特徴とする光学部材検査装置。
1. A light source, a diffusing means having a peripheral area having a high diffuse transmittance and a central area having a low diffuse transmittance, and diffusing means for diffusing a light beam emitted from the light source; An image pickup means provided at a position for receiving a light flux transmitted through an optical member, which is an object, and a judgment for judging a defect of the object to be inspected based on an image signal output from the imager. Means, and a moving means for moving the diffusing means in the optical axis direction of the imaging means, wherein a central region of the diffusing means has a range of a light beam emitted perpendicularly from the central region to the object to be examined. An optical member inspection device, which is set to match.
【請求項2】 前記拡散手段は、前記撮影手段の光軸と
ほぼ垂直に配置された一様な拡散透過率を有する第1、
第2の拡散板を備え、 該第2の拡散板は、前記中心領域を規定するよう前記第
1の拡散板の中央部に配置され、 前記移動手段は、少なくとも前記第2の拡散板を前記光
軸方向に移動させることを特徴とする請求項1に記載の
光学部材検査装置。
2. The first diffusing means is arranged substantially perpendicular to the optical axis of the photographing means and has a uniform diffuse transmittance.
A second diffusing plate, the second diffusing plate is disposed in a central portion of the first diffusing plate so as to define the central region, and the moving means includes at least the second diffusing plate. The optical member inspection device according to claim 1, wherein the optical member inspection device is moved in the optical axis direction.
【請求項3】 前記移動手段は、前記光源と前記拡散手
段とを一体に光軸方向に移動させることを特徴とする請
求項2に記載の光学部材検査装置。
3. The optical member inspection apparatus according to claim 2, wherein the moving unit integrally moves the light source and the diffusing unit in the optical axis direction.
【請求項4】 前記拡散手段の各領域は、前記被検物の
平面形状と相似形であることを特徴とする請求項1から
請求項3のいずれかに記載の光学部材検査装置。
4. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein each area of the diffusion means has a shape similar to a planar shape of the object to be inspected.
JP18984495A 1995-03-07 1995-07-03 Optical member inspection device Expired - Fee Related JP3435260B2 (en)

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