JP3477370B2 - 光学部材検査装置及びホルダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材の不良要因を検出するための光学部材検査装置及びこ
の光学部材検査装置に光学部材を装着するためのホルダ
に関する。

【０００２】

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

【０００３】そのため、光学部材の不良要因を検出して
自動的に良否判定を行うための光学部材検査装置が、従
来、種々提案されている。例えば、本出願人は、特願平
９−５０７６０号において、検査対象光学部材をその光
軸を中心に回転させつつこの光軸上に配置された結像光
学系及びラインセンサを用いてこの検査対象光学部材を
撮像し、極座標系による画像データを生成する光学部材
検査装置を、提案した。

【０００４】これらの光学部材検査装置には、照明光が
透過可能に検査対象光学部材を保持するために、この検
査対象光学部材の端面の周縁を保持するホルダが備えら
れている。図５は、従来用いられた典型的なホルダの形
状を示すものである。この図５に示されるように、従来
のホルダは、筒状部材１００の上端面１０１における開
口内縁に、光学部材であるレンズの周縁をはめ込むため
に一段低くなった段差部１０２が形成された形状を有し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光学部材検査装置を量
産ライン中で使用する場合には、光学部材を保持するホ
ルダは、量産ラインを流れる光学部材を正確に且つ素早
くセット可能である必要がある。

【０００６】しかしながら、図５に示す従来のホルダに
よると、セットに際しての検査対象光学部材の降下路の
目安となるものが、円形の段差部１０２の他にない。そ
のため、オペレータは、検査対象光学部材をホルダにセ
ットしようとする際に、検査対象光学部材の進入路の位
置が解らないために、ついうっかり検査対象光学部材を
筒状部材１００の上端面１０１にぶつけてしまい、検査
対象光学部材をキズ付けてしてしまう可能性があった。
そうでなければ、オペレータは、検査対象光学部材をキ
ズ付けてしまうのを避けるべく、慎重に作業を行って長
時間を費やしてしまっていた。

【０００７】さらに、検査対象光学部材の側面（レンズ
の場合にはコバ）の厚さが薄い場合には、この側面（コ
バ）が完全に段差部１０２内に入り込んでしまうことが
あった。その結果、特に、検査対象光学部材をホルダか
ら取り外そうとする際には、作業者の指で検査対象光学
部材をつまみ上げることができないので、治具等によっ
て光学部材を傷付けてしまったり、作業時間を徒に浪費
してしまうことがあった。

【０００８】本発明は、従来のホルダにおけるかかる問
題に鑑みてなされたものであり、その課題は、検査対象
光学部材をホルダの端面にぶつけずにセットするための
降下路の目安を備えるとともに、検査対象光学部材の側
面の厚さ如何に拘わらず、オペレータが指で検査対象光
学部材を素早く且つ正確に着脱できるように構成したホ
ルダを、提供することである。また、本発明は、このよ
うなホルダを備える光学部材検査装置の提供をも、課題
としている。

【０００９】

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

【００１０】 即ち、請求項１記載の発明は、光学部材
の外縁を保持するホルダであって、空間を囲む枠形状を
有するベース部と、前記ベース部における前記空間が開
口する面上に、前記空間を取り囲むように互いに離間し
て設けられた複数の光学部材保持部とを備えるととも
に、前記各光学部材保持部は、夫々、前記光学部材の外
縁が載置される受け面と、この受け面に載置された光学
部材の側面に当接してその移動を規制する規制壁面とを
有し、前記ベース部における前記光学部材保持部が設け
られていない部分の内縁よりも内側に前記規制壁面があ
ることを特徴とする。

【００１１】このように構成されると、光学部材を摘ん
だオペレータの指を互いに隣接する各光学部材保持部同
士の間に侵入させれば、光学部材の側面は、各光学部材
保持部の規制壁面に対して、ある程度一致する。従っ
て、そのままの状態で、光学部材を受け面に向けて降下
させてゆくと、光学部材は、各光学部材保持部の上端面
にぶつかることなく、各光学部材保持部の規制壁面が囲
む空間内にはまりこんで、その受け面上に載置される。
また、光学部材をホルダから取り外す場合には、互いに
隣接する各光学部材保持部同士の間にオペレータの指を
侵入させれば、光学部材の側面を摘むことができる。従
って、光学部材の側面の厚さ如何に拘わらず、光学部材
のホルダへの着脱時にこの光学部材がキズ付く可能性
が、低減される。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１の各光学
部材保持部に、夫々、前記規制壁面における前記受け面
から離れた側の縁から連続して、前記受け面から離れる
につれて互いに離反するように傾斜した斜面が形成され
ていることで、特定したものである。

【００１３】このように構成されると、光学部材を摘ん
だオペレータの指を互いに隣接する各光学部材保持部同
士の間に侵入させた時に、光学部材の側面が各光学部材
保持部の規制壁面からずれた場合でも、光学部材の外縁
が各光学部材保持部の斜面に接触することにより、この
光学部材は、この斜面によってガイドされ、各光学部材
保持部の規制壁面が囲む空間内にはまりこんで、その受
け面上に載置される。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の各
光学部材保持部における前記規制壁面が、共通の中心線
を持った円柱面として形成されており、前記各光学部材
保持部における前記受け面の縁が、前記中心線上に曲率
中心を有する円弧状に形成されており、前記各光学部材
保持部における前記斜面が、前記中心線上に頂点を有す
るテーパ面として形成されていることで、特定したもの
である。

【００１５】 請求項４記載の発明は、請求項３のベー
ス部が、前記中心線を中心とした円環状に形成されてお
り、前記ベース部における前記光学部材保持部が設けら
れていない部分の内径よりも前記規制壁面の内径が小さ
いことで、特定したものである。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１記載のホ
ルダに保持された光学部材を、その一方の面側から照明
するとともに、他方の面側から撮影することによって画
像データを生成し、この画像データに基づいて前記光学
部材の良否判定を行うことを特徴とする光学部材検査装
置である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。 ＜光学部材検査装置の構成＞本発明の実施の形態である
光学部材検査装置の概略構成を、図１の部分断面図に示
す。この図１に示すように、光学部材検査装置は、上方
から、撮像装置１，光学部材保持部２，拡散板保持部
３，及び、光源４を重ねて、構成されている。これらの
うち、光学部材保持部２，拡散板保持部３，及び光源４
は、互いに同軸に配置されている。また、撮像装置１
は、その撮影光軸がこれら各部２，３，４の中心を通る
線から若干オフセットするように、配置されている。

【００１８】上記光源４は、図示せぬ光源ランプから発
光された照明光を伝送するライトガイドファイバ４１
と、このライトガイドファイバ４１の先端を図の左右方
向に並べて配置する配光部４２とから、構成される。

【００１９】拡散板保持部３は、光学部材検査装置の図
示せぬフレームに固定されているとともに円形の開口３
１ａが穿たれた保持板３１と、この開口３１ａに填め込
まれた平面円形の拡散透過板３２と、その長辺を図１の
左右方向に向けて拡散透過板３２の表面に貼り付けられ
た短冊状の遮光板３３とから、構成されている。この拡
散透過板３２は、照明光をその全域から出射させ、遮光
板３３は、この照明光の一部を遮蔽する。

【００２０】光学部材保持部２は、光学部材検査装置の
図示せぬフレームに対して拡散透過板３２の中心軸を回
転軸Ｏとして回転駆動される様に設けられた円環状の回
転板２１と、この回転板２１の中心に形成された貫通孔
２１ａに着脱自在に填め込まれた環状のホルダ２２とか
ら、構成されている。このホルダ２２は、その内部空間
に検査対象光学部材（この例においてはレンズ）２３を
保持するために、後述する構成を有している。また、こ
のホルダ２２が填め込まれる貫通孔２１ａは、その光源
側（下側）半分がホルダ２２の外径よりも若干小径であ
り、その撮像装置側（上側）半分がホルダ２２の外径と
略同径となっている。これによって構成される段差部
に、ホルダ２２が係止されるのである。

【００２１】撮像装置１は、その光軸ｌを回転軸Ｏと平
行にオフセットして配置された対物レンズ１１と、この
対物レンズ１１に関して検査対象光学部材２３の表面と
共役な位置に配置されたラインセンサ１２とから、構成
されている。このラインセンサ１２は、検査対象光学部
材２３の半径方向と平行，且つ、遮光板３３の長辺と平
行（図１の左右方向）に、配置されている。従って、ラ
インセンサ１２は、検査対象光学部材２３を、その半径
方向における全域にわたって撮像することができる。但
し、上述した遮光板３３は、拡散板３２からの出射光
（照明光）が、検査対象光学部材２３におけるラインセ
ンサ１２による撮像対象範囲（対物レンズ１１に関して
ラインセンサ１２の撮像面と共役な範囲）を透過して直
接ラインセンサ１２に入射しないように、その大きさ及
び位置が調整されている。従って、検査対象光学部材２
３に形状欠陥（表面のキズ又はゴミ，内部のケバ）がな
い限り、ラインセンサ１２によって撮像される画像（ラ
インセンサ１２の各画素の輝度値）は、その全域にわた
って暗くなっている。これに対して、検査対象光学部材
２３におけるラインセンサ１２による撮像対象範囲に形
状欠陥がある場合には、その形状欠陥によって散乱した
光が対物レンズ１１を介してラインセンサ１２に入射す
るので、このラインセンサ１２の撮像面上に、この形状
欠陥の像が形成される。この像を撮像したラインセンサ
１２からの画像データは、撮像装置１内の図示せぬＡ／
Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されて、図示せぬ
画像処理装置へ出力される。

【００２２】次に、上述したホルダ２２の具体的な構成
を、図２乃至図４を用いて説明する。図２は、図１と同
じ切断面を示すホルダ２２の拡大断面図であり、図３
は、ホルダ２２の平面図であり、図４は、ホルダ２２の
底面図である。

【００２３】図２に示すように、このホルダ２２は、ベ
ース部材２２１，受け部材２２２，及び駒２２３を、光
源側（下側）から順に重ねてネジ止めすることによっ
て、構成されている。

【００２４】このベース部材（ベース部）２２１は、図
３及び図４に示すように、厚さ５ｍｍの縦断面矩形の概
略リング形状を有している。また、このベース部材２２
１の内面における６０度づつ離間した計６箇所には、突
起部２２１ａが夫々一体形成されている。各突起部２２
１ａは、ベース部材２２１の中心Ｏに向けて台形状に５
ｍｍ程度突出しているとともに、図２に示すように、撮
像装置側（上方）に平行且つ平面状に３ｍｍ程度突出し
ている。なお、このベース部材２２１の外径は、１１０
ｍｍとなっている。

【００２５】以上のように構成されるベース部材２２１
の各突起部２２１ａ上には、夫々、拡散透明部材からな
る受け部材２２２が載置されている。各受け部材２２２
は、突起部２２１ａよりも若干幅広な板形状を有してお
り、その中心線Ｏ側の縁は、この中心線Ｏ上に曲率中心
を有するとともにこのホルダ２２によって保持される検
査対象光学部材（レンズ）２３の外縁（図３において二
点鎖線にて示す）よりも若干量（１ｍｍ）小径な円弧状
に、形成されている。ここでは、検査対象光学部材２３
としては、外径８０ｍｍの円形レンズを想定しているの
で、各受け部材２２２の中心線Ｏ側の縁の曲率半径は、
３９ｍｍとなっている。また、受け部材２２２の周方向
における幅は、突起部２２１ａの幅よりも若干広いが、
その中心線Ｏ側近傍において、中心線Ｏに向けて狭まっ
ている。

【００２６】以上のように構成される各受け部材２２２
の上には、厚さ７ｍｍの駒２２３が載置されている。各
駒２２３の中心線Ｏ側の縁は、このホルダ２２によって
保持される検査対象光学部材（レンズ）２３の外縁とほ
ぼ同径（若しくは僅かに大径の）円弧状に、形成されて
いる。具体的には、各駒２２３の中心線Ｏ側の端面にお
ける受け部材２２２に接する下縁から高さ３ｍｍまでの
範囲は、この中心線Ｏを曲率中心とした円柱面状の落し
込み部２２３ａとして形成されている。また、各駒２２
３の中心線Ｏ側の端面における残りの範囲は、ホルダ２
２の中心線Ｏ上に頂点を有するとともに中心線Ｏに対し
て母線が４５度で交わるテーパ面状のテーパ部（斜面）
２２３ｂとして形成される。なお、図３に示す平面にお
いて、このテーパ部２２３ｂの径方向幅は、４ｍｍであ
る。また、受け部材２２２の上面における駒２２３より
も中心線Ｏ側に突出した部分は、受け面であり、その突
出幅は、１ｍｍである。

【００２７】以上のように積み重ねられた各受け部材２
２２及び各駒２２３は、この駒２２３の上面からこれら
駒２２３及び受け部材２２２を貫通してホルダ２２の突
起部２２１ａにねじ込まれる２本の固定ネジ２２４，２
２４によって、ネジ止め固定されている。また、夫々の
受け部材２２２及び駒２２３の組は、ベース部材２２１
の内部に形成された検査対象光学部材２３を収容する空
間を取り囲むように、互いに離間してベース部材２２１
に設けられた光学部材保持部を、構成している。

【００２８】なお、ベース部材２２１の外周面における
１箇所には、回転板２１の貫通孔２１ａの縁に形成され
たキー溝（図示略）に係合して、ホルダ２２の回転板２
１に対する相対回転を阻止するための直方体形状のキー
２２４が、ネジ止め固定されている。 ＜実施形態の作用＞以上のように構成された本実施形態
の光学部材検査装置によると、オペレータは、先ず、検
査対象光学部材２３のコバを親指と人差指を用いて（若
しくは、さらに中指を用いて）摘んで、ホルダ２２に載
置する。この際、オペレータは、検査対象光学部材２３
のコバを摘んでいる指を互いに隣接する各駒２２３同士
の間に侵入させる。このようにすると、検査対象光学部
材２３の光軸が自ずからホルダ２２の中心線Ｏに対して
軸合わせされるので、このまま検査対象光学部材２３を
受け部材２２２に向けて降ろしてゆくと、検査対象光学
部材２３は、各駒２２３のテーパ部２２３ｂにぶつかる
ことなく、各駒２２３の落し込み部２２３ａが囲む空間
内に入り込んで、受け部材２２２上に載置される。

【００２９】なお、仮に、検査対象光学部材２３のコバ
を摘んでいる指を各駒２２３同士の間の空間に侵入させ
た際に、検査対象光学部材２３の光軸がホルダの中心線
Ｏからずれていたとしても、検査対象光学部材２３を受
け部材２２２に向けて降ろしてゆく途中で、検査対象光
学部材２３のコバが駒２２３のテーパ部２２３ｂの内面
に接触することにより、その光軸がホルダの中心線Ｏと
同軸となるようにガイドされる。その結果、上述したの
と同様に、検査対象光学部材２３は、各駒２２３の落し
込み部２２３ａが囲む空間内に入り込んで、受け部材２
２２上に載置される。

【００３０】このように、本実施形態のホルダ２２を用
いると、検査対象光学部材２３のホルダ２２へのセット
時において、この検査対象光学部材２３がホルダ２２の
上端面にぶつかって傷付いてしまう可能性が、低減され
る。

【００３１】以上のように検査対象光学部材２３をホル
ダ２２に載置した後で、オペレータは、光源４の配光部
４２から照明光を出射させる。この結果、上述したよう
にして撮像装置１のラインセンサ１２によって撮像がな
され、撮像によって得られた画像データが図示せぬ画像
処理装置の画像メモリに蓄積される。このような撮像
は、光学部材保持部２の回転板２１によって検査対象光
学部材２３がホルダ２２ごと所定の単位角づつ回転する
毎に、なされる。そして、検査対象光学部材２３が３６
０度回転する間に画像メモリに蓄積された画像データに
基づいて、図示せぬ画像処理装置は、検査対象光学部材
２３の良否判定を行う。なお、以上のような撮像が行わ
れる際に、検査対象光学部材２３のコバ及び受け部材２
２２の突出部分は、照明光を散乱するので、これらは画
像データ中に明るい像として映り込んでいる。従って、
これらの明るい像を手がかりに、画像データにおける検
査対象光学部材２３の範囲を認識することが、可能とな
っている。

【００３２】検査終了後、検査対象光学部材２３をホル
ダ２２から外す場合には、オペレータは、ホルダ２２に
おける互いに隣接する駒２２３同士の間に指を侵入させ
て、このホルダ２２に保持されている検査対象光学部材
２３の側面を摘む。そして、そのまま、検査対象光学部
材２３を、各駒２２３の落し込み部２２３ａの間から引
き抜く。

【００３３】このように本実施形態のホルダ２２による
と、検査対象光学部材２３の側面の厚さ如何に拘わら
ず、検査対象光学部材２３を傷付けることなく、正確に
且つ素早く、ホルダ２２に対して着脱することが可能で
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の光学部
材検査装置又はホルダによれば、検査対象光学部材の降
下路の目安を備えているので、オペレータは、検査対象
光学部材をホルダにぶつけることなく着脱することが可
能となる。また、検査対象光学部材の側面の厚さ如何に
拘わらず、オペレータが指で検査対象光学部材を素早く
且つ正確に着脱することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態である光学部材検査装置
の概略構成を示す断面図

【図２】 図１のホルダの拡大縦断面図

【図３】 図１のホルダの平面図

【図４】 図１のホルダの底面図

【図５】 従来のホルダの縦断面図

【符号の説明】

２ 光学部材保持部 ２２ ホルダ ２３ 検査対象光学部材 ２２１ ベース部 ２２２ 受け部材 ２２３ 駒 ２２３ａ 落し込み部 ２２３ｂ テーパ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 清 東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 中西 太一 東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光 学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−166904（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−61291（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−159663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−100710（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−167408（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−40834（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01J 1/00 G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 G02B 7/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学部材の外縁を保持するホルダであっ
   て、空間を囲む 枠形状を有するベース部と、前記ベース部に
   おける前記空間が開口する面上に、前記空間を取り囲む
   ように互いに離間して設けられた複数の光学部材保持部
   とを備えるとともに、 前記各光学部材保持部は、夫々、前記光学部材の外縁が
   載置される受け面と、この受け面に載置された光学部材
   の側面に当接してその移動を規制する規制壁面とを有
   し、 前記ベース部における前記光学部材保持部が設けられて
   いない部分の内縁よりも内側に 前記規制壁面があること
   を特徴とするホルダ。
2. 【請求項２】前記各光学部材保持部には、夫々、前記規
   制壁面における前記受け面から離れた側の縁から連続し
   て、前記受け面から離れるにつれて互いに離反するよう
   に傾斜した斜面が形成されていることを特徴とする請求
   項１記載のホルダ。
3. 【請求項３】前記各光学部材保持部における前記規制壁
   面は、共通の中心線を持った円柱面として形成されてお
   り、 前記各光学部材保持部における前記受け面の縁は、前記
   中心線上に曲率中心を有する円弧状に形成されており、 前記各光学部材保持部における前記斜面は、前記中心線
   上に頂点を有するテーパ面として形成されていることを
   特徴とする請求項２記載のホルダ。
4. 【請求項４】前記ベース部は、前記中心線を中心とした
   円環状に形成されており、 前記ベース部における前記光学部材保持部が設けられて
   いない部分の内径よりも前記規 制壁面の内径が小さいこ
   とを特徴とする請求項３記載のホルダ。
5. 【請求項５】請求項１記載のホルダに保持された光学部
   材を、その一方の面側から照明するとともに、他方の面
   側から撮影することによって画像データを生成し、この
   画像データに基づいて前記光学部材の良否判定を行うこ
   とを特徴とする光学部材検査装置。