JPH09166518A

JPH09166518A - 光学部材検査装置

Info

Publication number: JPH09166518A
Application number: JP18255796A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kida; 敦木田; Masato Hara; 正人原; Masayuki Sugiura; 正之杉浦; Toshihiro Nakayama; 利宏中山
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1997-06-24

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光学部材全体の複屈折状態を示すデータを出
力することができる光学部材検査装置を提供する。【解決手段】ライトガイドケーブル１から出射された白
色光は、拡散板２にて拡散され照明側偏光フィルタ３に
入射し、ある一定方向の直線偏光光のみを透過し、光学
部材Ａに入射する。光学部材Ａ内の複屈折を生じている
箇所を透過した直線偏光光は、その振動方向が旋光され
る。レンズ側偏光フィルタ４は、照明側偏光フィルタ３
によって透過される直線偏光の方向に直交する方向の直
線偏光のみを透過する。光学部材Ａ内の複屈折を生じて
いる箇所を透過した光のみが撮像装置５によって撮像さ
れる。偏光フィルタ回転制御部７は、偏光フィルタ３及
び４を、それら相互の回転位相差を一定に保ちつつ、回
転駆動する。画像処理部６は、このようにして回転され
た偏光フィルタ３，４の各回転位置において撮像された
画像を合成する。

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、光学部材の複屈折状態の異常を検出するため
の光学部材検査装置に関する。

【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や外力により複
屈折が生じていると、所望の性能を得ることができなく
なる。特に、樹脂を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、ゲート近傍におけ
る高分子の配向歪みによって、複屈折が生じてしまうこ
とがある。従って、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。

【０００３】そのため、従来より、このような複屈折状
態の異常を検出するために、歪計を用いた人間の目によ
る官能検査が行われていた。この歪計は、偏光格子が交
差して設けられて構成されたものであり、各偏光格子の
間に配置された被検査物（光学部材）の複屈折状態の乱
れに応じた偏光的な光線透過を、観察するという装置で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、歪計に
よって直接観察される映像は、その時々における偏光格
子方向に従った方向に偏光している異常光のみによって
形成された映像である。従って、歪計によると、瞬間的
には被検査物の一部のみの状態しか観察できない。な
お、このような歪計において被検査物全体の複屈折分布
を把握するためには、歪計上にて被検査物を回転させ
て、各方向における異常光の状態を見ながら全体の複屈
折状態を推測するといった手順を踏まなければならな
い。従って、歪計によって被検査物全体の複屈折状態を
把握することは、事実上非常に困難である。

【０００５】また、歪計による検査は、観察された映像
に基づいて検査者が良品であるか不良品であるかの判定
を行う官能検査であるので、良品と不良品との客観的な
判定基準を定めることができない。従って、複数の人間
によって検査を行う場合、検査する人毎に良否の判定基
準がばらついてしまうので、検査する人によっては、良
品の中に不良品を含めてしまって製品全体の品質を落と
してしまったり、良品を不良品として破棄して無駄を生
じさせてしまっていた。また、同一人が検査する場合で
あっても、慣れが生じるにつれて判定基準が厳しくなる
傾向があり、良品を不良品と判定してしまうことが多々
あった。

【０００６】そこで、本発明の第１の課題は、被検査物
たる光学部材全体の複屈折状態を示すデータを出力する
ことができる光学部材検査装置を提供することである。
また、本発明の第２の課題は、客観的基準に従って良品
と不良品との合否判定を行うことができる光学部材検査
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１の課題を解決するためになされたものであり、
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、照明光を照射する照明光照射手段と、前記照明光
の光路中において前記光学部材の前後に夫々位置する一
組の偏光子と、この一組の偏光子を前記光路に交わる面
内において相互の回転位相差を一定に保ちつつ回転させ
る偏光子回転手段と、この偏光子回転手段によって回転
させられた前記一組の偏光子の複数の回転位置におい
て、前記光学系及び前記一組の偏光子を透過した光を撮
像する撮像手段と、前記一組の偏光子が１８０°回転す
る間に前記撮像手段によって撮像された画像を合成する
合成手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】光学部材とは、凸レンズ及び凹レンズ，プ
リズム，平行平面板等、光を透過させる透明な光学部材
であり、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、複屈折を生
じないように設計された光学部材に複屈折が生じている
こと，所定の条件に従った複屈折を生じるように設計さ
れた光学部材の複屈折の状態が乱れていること，光学部
材の表面に欠陥が生じていること，等が、例示される。
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。

【０００９】照明光照射手段は、白色ランプ等の発光部
を有していても良いし、外光を案内するものであっても
良い。この照明光照射手段から照射される光は、あらゆ
る方向に偏光した偏光光を重畳したものであることが望
ましい。但し、一方向に振動する直線偏光光を照射する
ものとしても良い。この場合には、この直線偏光光を円
偏光又は楕円偏光に変換する旋光素子（λ／４板等）
を、照明光照射手段の照射端に配置すれば良い。

【００１０】偏光子としては、シートポラライザー，ニ
コルプリズム，等の偏光子を用いることができる。光学
部材の前，即ち照明光の入射側に配置される偏光子と光
学部材の後，即ち照明光の出射側に配置される偏光子と
は、それらを透過する直線偏光の偏光方向が互いに直交
していても良いし、互いに平行になっていても良い。

【００１１】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。請求項２記載の発明は、請求項１における一組
の偏光子の前記相互の回転位相差が、各々の偏光子によ
って透過される光の偏光方向が互いに直交するように設
定されていることで、特定したものである。この場合、
光学部材中の複屈折を生じている箇所を透過した光が撮
像手段によって撮像されることになる。このように構成
すると、複屈折が生じている場合だけ、光が光学部材及
び各偏光子を透過することになる。従って、複屈折を生
じているか否かを判定する場合の判定しきい値の設定が
容易になる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１における
一組の偏光子の前記相互の回転位相差が、各々の偏光子
によって透過される光の偏光方向が互いに平行になるよ
うに設定されていることで、特定したものである。この
場合、光学部材中の複屈折を生じている箇所を透過した
光は、撮像手段への入射が偏光子によって阻止されるこ
とになる。このようにすると、光学部材の表面欠陥が生
じている箇所を透過した光も、撮像手段へ入射すること
なく拡散されてしまうので、異常箇所として画像データ
中に現れることになる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１の撮像手
段によって撮像された画像内における濃淡変化が大きい
部位を強調する強調手段を更に備えたことで、特定した
ものである。このようにすることで、光学的欠陥を生じ
ている箇所を明確に示すことができる。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項４の強調手
段が、前記画像を多数の画素に分け、隣接する各画素の
輝度同士を比較して微分処理し、この微分処理の結果得
られた画像を前記強調がなされた画像とすることで、特
定したものである。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１，４，又
は５の撮像手段によって撮像された画像中に現れる像の
形状を数値化する数値化手段と、この数値化手段によっ
て数値化された数値が所定の判定基準値を超えたか否か
を判定する判定手段とを、更に備えたことで、特定した
ものである。このようにしたことで、光学的欠陥を客観
的基準に従って評価できるので、上述の第２の課題が解
決されるのである。

【００１６】請求項７記載の発明は、請求項６の数値化
手段が、前記画像中に表れる閉曲線の円度を算出するこ
とで、特定したものである。

【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。

【００１８】

【実施形態１】＜光学部材検査装置の光学構成＞図１は、本発明による
光学部材検査装置の実施の形態を示す光学構成図であ
る。図１に示すように、この光学部材検査装置は、共通
の光軸ｌ上において光の進行方向に沿って順番に配置さ
れたライトガイドケーブル１，拡散板２，照明側偏光フ
ィルタ３，レンズ側偏光フィルタ４，及び撮像装置５、
並びに、撮像装置５に接続された画像処理部６，及びこ
の画像処理部６に接続された偏光フィルタ回転制御部７
から構成されている。

【００１９】被検査物たる光学部材Ａは、光軸ｌと同軸
に、両偏光フィルタ３，４の間に配置される。この光学
部材Ａは、正又は負レンズ，並行平面板，等、光を透過
する光学部材である。

【００２０】照明光照射手段としてのライトガイドケー
ブル１は、図示せぬ基端から入射された光を導光して、
その先端から発散しつつ出射する光ファイバ束である。
このライトガイドケーブル１によって導光される光は、
被検物たる光学部材Ａの使用目的に依り、あらゆる種類
の光を用いることができる。例えば、自然光，白色光，
赤外光，紫外光，特定波長の可視光，等に、切り換えら
れる。但し、その光は、あらゆる方向の直線偏光光や楕
円偏光光を重畳した光であることが望ましい。

【００２１】拡散板２は、ライトガイドケーブル１の先
端から出射された光をその入射側面にて受けて、あらゆ
る方向に拡散しつつ出射する。そして、その一部が照明
側偏光フィルタ３に入射されるのである。

【００２２】照明側偏光フィルタ（照明光の光路中にお
いて光学部材Ａの前に位置する偏光子）３は、特定の直
線偏光成分のみを透過させるフィルタであり、偏光フィ
ルタ回転制御部７によって光軸ｌを中心に回転駆動され
る。従って、拡散板２によって拡散された光に含まれる
各成分のうち、この照明側偏光フィルタ３の回転位置如
何によって定まる特定の方向の直線偏光成分のみが、こ
の照明側偏光フィルタ３を透過する。

【００２３】同様に、レンズ側偏光フィルタ（照明光の
光路中において光学部材Ａの後に位置する偏光子）４
も、特定の直線偏光成分のみを透過させるフィルタであ
り、偏光フィルタ回転制御部７によって、光軸ｌを中心
にこの光軸に直交する面内で回転駆動される。このと
き、照明側偏光フィルタ３とレンズ側偏光フィルタ４と
は、相互の回転位相差を一定に保ちながら、同期して回
転する。具体的には、照明側偏光フィルタ３が透過する
直線偏光方向とレンズ側偏光フィルタ４が透過する直線
偏光方向とが互いに直交する回転位相差，又は、それら
が互いに平行になる回転位相差を保ちつつ、両フィルタ
３，４が回転するのである。

【００２４】照明側偏光フィルタ３が透過する直線偏光
方向とレンズ側偏光フィルタ４が透過する直線偏光方向
とが互いに直交するように各偏光フィルタ３，４がセッ
トされている場合には、両偏光フィルタ３，４に挟まれ
た光学部材Ａに複屈折が生じていない限り、通常、レン
ズ側偏光フィルタ４を透過する光はあり得ない。しかし
ながら、光学部材Ａの一部に複屈折が生じている場合に
は、その部分を透過した光の一部が異常光となる。この
異常光は、入射光の振動方向に対して直交する方向に振
動するように旋光するので、レンズ側偏光フィルタ４を
透過するのである。なお、被検査物としての光学部材Ａ
がレンズである場合、光軸ｌから周辺に偏倚した箇所に
おいては、入射光に対してレンズの面方向が傾くので、
この面に対するＰ偏光成分とＳ偏光成分との透過率の相
違によって、偏光主軸（直線偏光の振動方向）の回転と
いう現象が生じる。この偏光主軸の回転が生じるのは、
レンズの中心から入射光の振動方向及びこれに直交する
方向に伸びる十字線状部位以外の箇所である。このよう
にして偏光主軸が回転すると、レンズ側偏光フィルタ４
によって透過される方向の偏光成分が生じるので、仮令
複屈折が生じていなくても、透過光の一部がレンズ側偏
光フィルタ４を透過する。

【００２５】これに対して、照明側偏光フィルタ３が透
過する直線偏光方向とレンズ側偏光フィルタ４が透過す
る直線偏光方向とが互いに平行になるように各偏光フィ
ルタ３，４がセットされている場合には、両偏光フィル
タ３，４に挟まれた光学部材Ａに複屈折が生じていない
限り、通常、全ての光がレンズ側偏光フィルタ４を透過
する。しかしながら、光学部材Ａの一部に複屈折の異常
が生じている場合には、その部分を透過した光のうちの
一部が異常光となり、レンズ側偏光フィルタ４での透過
が阻止される。従って、この複屈折の異常が生じている
部分を透過する光の光量が低下する。なお、被検査物と
しての光学部材Ａがレンズである場合には、上述したの
と同様に、レンズの中心から直線偏光の振動方向及びこ
れに直交する方向に伸びる十字線状部位以外の箇所を透
過した光の一部は、複屈折が生じていない場合であって
も、偏光主軸の回転に起因してレンズ側偏光フィルタ４
を透過する。

【００２６】このようにしてレンズ側偏光フィルタ４を
透過した光は、撮像装置５によって撮像される。この撮
像手段としての撮像装置５は、正レンズ群である図示せ
ぬ撮像レンズと、この図示せぬ撮像レンズによって結像
された映像を撮像する撮像素子（ＣＣＤエリアセンサ）
とから、構成されている。これら図示せぬ撮像レンズ及
び撮像素子は、撮像レンズに関して光学部材Ａの表面の
位置と撮像素子の位置とが光学的に等価となるように、
夫々位置決めされている。

【００２７】なお、特に、照明側偏光フィルタ３が透過
する直線偏光方向とレンズ側偏光フィルタ４が透過する
直線偏光方向とが互いに平行になるようにセットされて
いる場合には、光学部材Ａの表面にキズが付いていたり
ゴミが付着していたりしていると、その部分を透過する
光も減衰することになる。この点、撮像装置５内での撮
像レンズ及び撮像素子が上記したように位置決めされて
いるので、そのキズやゴミの影が撮像素子上に結像され
る。

【００２８】この撮像装置５によって撮像された画像デ
ータは、画像処理部６に入力される。合成手段，強調手
段，数値化手段，及び判定手段としての画像処理部６
は、被検査物たる光学部材Ａが良品であるか不良品であ
るかの判定を行うプロセッサであり、撮像装置７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、被
検査物たる光学部材Ａ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。この画像処理部６は、この判定処
理を行うため、内部に、第１メモリ６ａ，第２メモリ６
ｂ，及び第３メモリ６ｃを有している。また、画像処理
部６は、この判定処理を行うのに伴い、偏光フィルタ回
転制御部７に対して各偏光フィルタ３，４の回転指示を
行う。

【００２９】偏光子回転手段としての偏光フィルタ回転
制御部７は、画像処理部６からの回転指示に従い、両偏
光フィルタ３，４を、それらの相互の回転位相差を一定
に保ちつつ、一定角度（例えば２２．５度）づつ回転さ
せる。＜画像処理＞次に、被検査物たる光学部材Ａが良品であ
るか不良品であるかの判定を行うために画像処理部６に
おいて実行される画像処理の内容を、図２のフローチャ
ートを用いて説明する。

【００３０】この画像処理は、画像処理部６に接続され
た図示せぬ検査開始ボタンが押下されることによりスタ
ートする。そして、Ｓ０１乃至Ｓ０５のループ処理が実
行される。

【００３１】このループ処理に入って最初のＳ０１で
は、撮像装置５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６ａに書き込む。

【００３２】次のＳ０２では、第１メモリ６ａ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
（強調手段に対応）。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、被検査物たる光学部材Ａ
の周囲の輪郭，被検査物たる光学部材Ａの複屈折が生じ
ている部分の輪郭，偏光主軸の回転に起因してレンズ側
偏光フィルタ４を透過した光束又はレンズ側偏光フィル
タ４の透過を阻止された光束の輪郭，及び、光学部材Ａ
の表面のゴミ，キズ等の像の輪郭だけが、濃度の高い画
像となる。

【００３３】次のＳ０３では、画像合成処理を実行する
（合成手段に対応）。即ち、Ｓ０２において得られた各
微分値を、第２メモリ６ｂに書き込む。この際、前回の
ループ処理でのＳ０３の結果として前回の画像の微分値
が第２メモリ６ｂに書き込まれている場合には、第２メ
モリ６ｂ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Ｓ０２において得られた各微分値
を加算した後に、第２メモリ６ｂに上書きする。

【００３４】次のＳ０４では、処理を開始した後に両偏
光フィルタ３，４が１８０°回転したか否かをチェック
する。そして、未だ１８０°回転していない場合には、
Ｓ０５において、偏光フィルタ回転制御部７に対して両
偏光フィルタ３，４を２２．５度回転させる命令をす
る。この回転命令を受けると、偏光フィルタ回転制御部
７は、両偏光フィルタ３，４を、それら相互間の回転位
相差保ちつつ撮像装置５側から見て時計方向に回転させ
る。この回転後の画像データが撮像装置５から入力され
た場合には、処理をＳ０１に戻し、この新たな画像デー
タに対する処理を実行する。

【００３５】このように両偏光フィルタ３，４を若干量
づつ回転させて（Ｓ０５）得られた画像データを累積す
る（Ｓ０３）ようにしたのは、次の理由による。即ち、
第１に、ある時点々々において撮像される画像は、従来
の歪計の場合と同じく、ある一定方向に振動している異
常光の透過位置（又は、阻止位置）を示すものでしかな
く、全ての異常光の透過位置（又は、阻止位置）を示し
ているものではない。そのため、両偏光フィルタを光軸
ｌに直交する面内で回転させ、あらゆる方向における異
常光を全て検出し、同一の画像上に合成するようにし
た。このようにすることにより、異常光の偏光方向如何
を問わず、複屈折を生じている箇所を明確にすることが
できるのである。

【００３６】第２に、ある時点々々において撮像される
画像には、偏光主軸の回転による透過光束の位置（透過
阻止される光束の位置）も示されている。しかし、この
偏光主軸の回転による透過光束の位置（透過阻止される
光束の位置）は、本来検出しようとしている複屈折の発
生箇所とは、無関係である。そして、この偏光主軸の回
転によって透過される（透過阻止される）直線偏光の方
向は、偏光フィルタ３，４による光の透過方向に対応し
ている。従って、両偏光フィルタ３，４を回転させる
と、複屈折によって生じた透過光束の位置（透過阻止さ
れる光束の位置）が一定のままであるのに対し、偏光主
軸の回転によって生じた透過光束の位置（透過阻止され
る光の位置）は、両偏光フィルタ３，４の回転に伴って
回転する。そこで、各回転位置において撮像された画像
を同一の画像上に合成することにより、偏光主軸の回転
によって生じた透過光の輪郭（透過阻止される光の輪
郭）を略平均化して目立たなくさせることができ、複屈
折によって生じた透過光の輪郭（透過阻止される光の輪
郭）を益々際立たせることができる。

【００３７】以上のようにループ処理を繰り返した結果
両偏光フィルタ３，４が１８０°回転すると（即ち、両
偏光フィルタ３，４の２２．５度づつの回転を８回繰り
返すと）、Ｓ０４からこのループ処理を抜けて、処理は
Ｓ０６に進む。

【００３８】Ｓ０６では、良否判定処理を実行する。図
３は、このＳ０６において実行される良否判定処理サブ
ルーチンを示すフローチャートである。このサブルーチ
ンに入って最初のＳ１１では、検査対象領域抽出処理を
実行する。

【００３９】図４は、このＳ１１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Ｓ３１
では、二値化処理を行う。この二値化処理とは、第２メ
モリ６ｂ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、光学部材Ａの外縁が途切れるこ
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。

【００４０】次のＳ３２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、Ｓ３１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２５５
とし、それ以外の全画素の数値を０とする。

【００４１】次のＳ３３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、Ｓ１２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。

【００４２】次のＳ３４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、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、Ｓ３３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、画面中心を取り
囲んでい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Ｓ３４の処理
の結果得られた画像における白い画素［２５５］の領域
は、検査対象光学部材の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。

【００４３】次のＳ３５では、マスク画像ＮＯＴ（反
転）が実行される。これは、マスク画像を構成する各画
素の数値を反転するための処理である。具体的には、２
値処理されたマスク画像を構成する各画素の数値（８ピ
ットパラレルのデジタル値）のうち、白い画素［２５
５］を黒い画素［０］に、黒い画素［０］を白い画素
［２５５］に変換するための処理である。

【００４４】次のＳ３６では、第２メモリ（６ｂ）に書
き込まれている各画素の数値（８ピットパラレルのデジ
タル値）から、Ｓ３５での反転処理の結果得られた反転
マスク画像の各画素の数値（８ピットパラレルのデジタ
ル値）を減算する。この減算の結果、反転マスク画像の
画素の数値が０であれば、画像データの画素の数値がそ
のまま残り、また、反転マスク画像の画素の数値が２５
５であれば、画像データの数値が０となる。なお、減算
の結果、画素の数値が０以下になる場合でも、画素の数
値を０とする。

【００４５】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３の良否判定処理サブルーチンに処理が戻
る。図３においてＳ１１の次に実行されるＳ１２では、
Ｓ１１によって抽出された画像データを構成する各画素
の数値を閾値と比較し、二値化（２５５：白，又は、
０：黒）する。即ち、閾値を１２７と設定し、数値０〜
１２７を数値０に置き換えるとともに、数値１２８〜２
５５を数値２５５に置き換える。なお、閾値を２５５と
設定し、数値２５５を数値２５５のままにしておくとと
もに、それ以外の数値を数値０に置き換えるようにして
も良い。

【００４６】次のＳ１３では、抽出を行うべき抽出物，
即ち、白い画素［２５５］からなる環状に閉じた図形
が、Ｓ１２によって二値化された画像中に含まれるか否
かを、チェックする。そして、抽出を行うべき抽出物が
画像中に含まれている場合には、Ｓ１４〜Ｓ１７のルー
プ処理を実行する。

【００４７】このループ処理に入って最初のＳ１４で
は、最も外側に存在する抽出物を一つ抜き出す。即ち、
この抽出物を処理対象図形として着目し、その背景であ
る黒い画素［０］の領域を画像処理の対象から外す。な
お、抽出物を抜き出す順番としては、外側からでなくて
も、内側からであっても良い。

【００４８】次のＳ１５では、穴埋め処理を実行する。
即ち、Ｓ１４にて抜き出した抽出物によって囲まれた数
値０の閉領域を「穴」とみなし、この閉領域に含まれる
全ての画素の数値を２５５に置き換えるのである。

【００４９】次のＳ１６では、Ｓ１５での穴埋め処理に
よって得られた数値２５５の画素からなる領域の面積及
び周囲長を求め、求めた面積及び周囲長に基づいて円度
を算出する。即ち、先ず、画像データ全体をスキャンし
て、数値２５５の画素の数を数え、これを「面積」とす
る。次に、各画素の形状が正方形であるとの前提に立
ち、数値２５５を有する各画素の各辺のうち、数値０の
画素と隣接している辺のみに着目する。そして、二つの
辺が同方向に連続している場合には長さ１とし、二つの
辺が直角に曲がっている場合には長さ２^1/2とし、この
長さの総計を計数し、これを「周囲長」とする。このよ
うに求められた「面積」及び「周囲長」の値に対して下
記式（１）を施して、「円度」を求めるのである。

【００５０】円度＝４π（面積）／（周囲長）² ……（１）このように、求められた「円度」の値は、第３メモリ６
ｃ内に格納されたデータ列の末端に繋がれる。

【００５１】次のＳ１７では、今回のループ処理におい
て処理対象とした抽出物を、第２メモリ６ｂ内の画像デ
ータから消去する。即ち、この抽出物に対応する画素の
数値を、２５５から０に置き換えるのである。

【００５２】以上のループ処理を繰り返した結果、抽出
すべき抽出物がなくなった場合には、Ｓ１３からこのル
ープ処理を抜けて、処理をＳ１８〜Ｓ２０のループ処理
に進める。このループ処理において最初のＳ１８では、
第３メモリ６ｃに格納されたデータ列内に「円度」を示
すデータがあるかどうかをチェックする。そして、「円
度」を示すデータがある場合には、処理をＳ１９に進め
る。

【００５３】Ｓ１９では、データ列の先頭から「円度」
を示すデータを一つ取り出して、これが許容範囲内であ
るかどうかをチェックする。即ち、上記式（１）から明
らかなように、「円度」の値は、抽出物の形状が真円で
あれば１であり、抽出物の形状が真円から乱れる程小さ
くなる。従って、判定閾値を例えば０．９と設定し、
「円度」の値がこの判定閾値以上であれば許容範囲内で
あると判定し、この判定閾値よりも小さければ許容範囲
外であると判定するのである。そして、許容範囲外であ
るとした場合には、Ｓ２１において、ＮＧ（不良品）で
ある場合の処理（図示せぬ表示装置により不良品である
旨の表示を行う等）を行い、このサブルーチンを終了し
て図２のメインルーチンに処理を戻す。

【００５４】これに対して「円度」が許容範囲内である
とした場合には、Ｓ２０において、処理対象をデータ列
内における次のデータに移動する。即ち、今回のループ
処理におけるＳ１９での処理対象となった「円度」を示
すデータを、第３メモリ６ｃに格納されているデータ列
から削除する。

【００５５】以上のループ処理を繰り返した結果、「円
度」が許容範囲外であるとの判定を受けることなく、デ
ータ列内のデータが無くなった場合には、Ｓ２２におい
て、ＯＫ（良品）である場合の処理（図示せぬ表示装置
により良品である旨の表示を行う等）を行い、このサブ
ルーチンを終了して図２のメインルーチンに処理を戻
す。

【００５６】図２のメインルーチンでは、図３のサブル
ーチンから処理が戻されてＳ０６が完了すると、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を検査する時には、
検査者は、被検査物たる光学部材Ａを、図示せぬホルダ
に固着して光軸ｌと同軸に配置する。

【００５７】次に、検査者は、図示せぬ検査開始ボタン
を押下して、図２の画像処理を開始させる。すると、偏
光フィルタ回転制御部７によって各偏光フィルタ３，４
が２２．５度づつ回転駆動されるとともに（Ｓ０５）、
各回転位置において被検査物たる光学素子Ａ及び両偏光
フィルタ３，４を通過した光によって形成される画像
が、撮像装置５によって撮像される（Ｓ０１）。画像処
理部６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（Ｓ０２）、１８０°回転分にわたって加
算する（Ｓ０３，Ｓ０４）。

【００５８】その結果、被検査物たる光学部材Ａを透過
する（透過を阻止される）いかなる振動方向の異常光に
関しても、それを透過する領域（それの透過が阻止され
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。そして、画像データに含まれる閉曲線の
図形の円度が求められ、一定の判定閾値と比較され、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。

【００５９】次に、本実施形態による光学部材検査装置
によって実際に得られた画像を、以下の２つの実施例と
して示す。

【００６０】

【実施例１】実施例１は、照明側偏光フィルタ３が透過
する直線偏光方向とレンズ側偏光フィルタ４が透過する
直線偏光方向とが互いに直交するように各偏光フィルタ
３，４がセットされている場合における例であり、樹脂
の射出成形によって作成されたレンズを被検査物Ａとし
ている。

【００６１】この場合において、ある一時点で撮像され
る画像は、図５に示す通りである。そして、各偏光フィ
ルタ３，４を１８０°回転させる間に得られた各画像を
微分して合成することによって得られた画像を、図６に
示す。図６において同心円状に表れる縞は、偏光主軸の
回転に起因するものであるので、これが乱れていない部
分では、複屈折異常はないことになる。一方、図６の下
側に表れた縞の屈曲は、光学部材Ａの複屈折状態の異常
に起因するものである。特に、この被検査物Ａは、樹脂
の射出成形によって作成されたレンズであるので、ゲー
ト部分における高分子の配向歪みによる複屈折であると
考えられる。

【００６２】

【実施例２】実施例２は、照明側偏光フィルタ３が透過
する直線偏光方向とレンズ側偏光フィルタ４が透過する
直線偏光方向とが互いに平行になるように各偏光フィル
タ３，４がセットされている場合における例であり、樹
脂の射出成形によって作成されたレンズを被検査物Ａと
している。

【００６３】この場合において、ある一時点で撮像され
る画像は、図７に示す通りである。そして、各偏光フィ
ルタ３，４を１８０°回転させる間に得られた各画像を
微分して合成することによって得られた画像を、図８に
示す。図８において同心円状に表れる縞は、偏光主軸の
回転に起因するものであるので、これが乱れていない部
分では、複屈折異常はないことになる。一方、図８の下
側に表れた縞の屈曲は、光学部材Ａの複屈折状態の異常
に起因するものである。特に、この被検査物Ａは、樹脂
の射出成形によって作成されたレンズであるので、ゲー
ト部分における高分子の配向歪みによる複屈折であると
考えられる。また、図８において所々に表れている白点
は、レンズ表面に付着したゴミやキズによって光量が低
下した部分が微分によって強調されたものである。

【００６４】以上説明したように、本実施形態による光
学部材検査装置では、被検査物たる光学部材Ａ全体にお
ける複屈折の分布が静止画として確認でき、今まで確認
し難かった複屈折の異常を正確に検出できる。また、一
定の判断基準値を用いて良否判定を行うので、安定した
検査を行うことができる。さらに、光学部材Ａの表面の
ゴミ，キズ等に重点をおいて検査するか、あるいは、光
学部材Ａ内部の複屈折の異常に重点をおいて検査するか
を、２枚の偏光フィルタ２，３の回転位相差を切り換え
ることによって簡単に調整することができる。

【００６５】

【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、被検査物たる光学部材全体の複屈
折状態を示すデータを出力することができる。

【００６６】また、撮像手段によって撮像された画像中
に現れる像の形状を数値化する数値化手段と、この数値
化手段によって数値化された数値が所定の判定基準値を
超えたか否かを判定する判定手段とを設ければ、客観的
基準に従って良品と不良品との合否判定を行うことがで
きる。従って、良品として用いる製品の品質を安定させ
ることができるとともに、良品を誤判定により廃棄して
しまうといった無駄を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による光学部材検査装置
の構成図

【図２】図１の画像処理部６において実行される画像
処理の内容を示すフローチャート

【図３】図２のＳ０６において実行される良否判定処
理サブルーチンの内容を示すフローチャート

【図４】図３のＳ１１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

【図５】第１実施例によって得られた微分処理前の画
像

【図６】第１実施例によって得られた合成処理後の画
像

【図７】第２実施例によって得られた微分処理前の画
像

【図８】第２実施例によって得られた合成処理後の画
像

【符号の説明】

１ライトガイドケーブル２拡散板３照明側偏光フィルタ４レンズ側偏光フィルタ５撮像装置６画像処理部７偏光フィルタ回転制御部Ａ光学部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山利宏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

Claims

【特許請求の範囲】

【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、照明光を照射する照明光照射手段と、前記照明光の光路中において前記光学部材の前後に夫々
位置する一組の偏光子と、この一組の偏光子を前記光路に交わる面内において相互
の回転位相差を一定に保ちつつ回転させる偏光子回転手
段と、この偏光子回転手段によって回転させられた前記一組の
偏光子の複数の回転位置において、前記光学系及び前記
一組の偏光子を透過した光を撮像する撮像手段と、前記一組の偏光子が１８０°回転する間に前記撮像手段
によって撮像された画像を合成する合成手段とを備えた
ことを特徴とする光学部材検査装置。
【請求項２】前記一組の偏光子の前記相互の回転位相差
は、各々の偏光子によって透過される光の偏光方向が互
いに直交するように設定されていることを特徴とする請
求項１記載の光学部材検査装置。
【請求項３】前記一組の偏光子の前記相互の回転位相差
は、各々の偏光子によって透過される光の偏光方向が互
いに平行になるように設定されていることを特徴とする
請求項１記載の光学部材検査装置。
【請求項４】前記撮像手段によって撮像された画像内に
おける濃淡変化が大きい部位を強調する強調手段を更に
備えたことを特徴とする請求項１記載の光学部材検査装
置。
【請求項５】前記強調手段は、前記画像を多数の画素に
分け、隣接する各画素の輝度同士を比較して微分処理
し、この微分処理の結果得られた画像を前記強調がなさ
れた画像とすることを特徴とする請求項４記載の光学部
材検査装置。
【請求項６】前記撮像手段によって撮像された画像中に
現れる像の形状を数値化する数値化手段と、この数値化手段によって数値化された数値が所定の判定
基準値を超えたか否かを判定する判定手段とを、更に備
えたことを特徴とする請求項１，４，又は５記載の光学
部材検査装置。
【請求項７】前記数値化手段は、前記画像中に表れる閉
曲線の円度を算出することを特徴とする請求項６記載の
光学部材検査装置。