JPH09504095A

JPH09504095A - 光学構成要素の検査装置

Info

Publication number: JPH09504095A
Application number: JP7505887A
Authority: JP
Inventors: シェルドンエルエプスタイン; リチャードジーゴア
Original assignee: ウェズリージェッセンコーポレイション
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: US6301005B1; DE69428381T2; DE69416680T2; ES2127935T3; CA2167675A1; EP0711409A1; EP0711409B1; DE69428381D1; US20010035949A1; CA2167675C; DE69416680D1; EP0882970A1; US6614516B2; JP3471804B2; AU7473894A; ES2165119T3; EP0882970B1; EP0882969A1; WO1995004264A1

Abstract

(57)【要約】光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する装置が提供される。本発明の装置においては、光は、光学構成要素を通って、イメージセンサー装置の検出器に到達する前に収束される、さらに、試験中、光学構成要素を適当な位置に保持し配置する新規なキユベットが提供される。キユベットは、光学構成要素を適当な位置に保持するのに重力を利用するため凹状湾曲内面を備えた底部分を有している。

Description

【発明の詳細な説明】光学構成要素の検査装置発明の分野本発明は光学構成要素の検査装置に関するものである。検査すべき光学構成要素にはコンタクトレンズ、眼鏡レンズ、眼内レンズなどのような眼用光学構成要素を含み得る。発明の背景本発明の主目的は、コンタクトレンズを検査する装置を提供することにある。本発明より前には、コンタクトレンズのような光学構成要素は光学的コンパレーターのような投影型装置を用いてマニアルでしばしば検査されてきた。人の介在が必要であるマニアル検査装置は、余りにも遅く、検査員が偏った判断をしがちでありしかも検査員によって検査結果が異なるため、高速製造には不向きである。自動検査に対する主な障害は、コンタクトレンズのような光学構成要素の高コントラスト像を作ることができず、カット、エッジ、傷、裂け目及びかけ目のような特徴を容易に検出し測定できないことにある。特に、全光学構成要素の高コントラスト像を得ることは困難であった。この明細書で用語“特徴”は、レンズ及びレンズ境界のある一定の形状的特性のような有益な特徴と、傷、裂け目及びかけ目のような有害な特徴の両方を含むものとする。コンタクトレンズ及び眼鏡レンズのような光学構成要素の高コントラスト像を得ることの主な困難さは、それら光学構成要素が透明である点である。さらに、塩水のような流体に浸したままでなければならい“ヒドロゲル”と呼ばれる水和コンタクトレンズのようなある光学構成要素の場合には、高コントラスト像の形成はさらに複雑となる。すなわち、光学構成要素と溶液との屈折率が近いため、それらの境界はほとんど見えない。従って、光学構成要素の像は低コントラストのものとなる。ヒドロゲルを検査する際の別の困難さは、検査中にヒドロゲルを一定位置に保つことができず、小さな特徴の大きさよりおおきく動くことにある。従って、全ヒドロゲルの高コントラスト像を形成して像形成装置により一秒の何分の一かで像を捕らえることができるようにすることが重要である。本発明で解決すべき別の問題は、人を介在せずに光学構成要素を検査に適した位置に保持する問題にある。実際、自動化装置においては、実際に自動化検査中に光学構成要素を照射するのに用いられる光学系の一部である位置決め装置を設けることは重大となり得る。発明の概要本発明の新規の検査装置は、光学構成要素の透明性にもかかわらず、光学構成要素を通して光を収束することにより光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成するという驚くべき発見に基づいている。特に、本発明の検査装置は、（Ａ）光学構成要素の像を感知する、検出器を備えたイメージセンサー装置；及び（Ｂ）光学構成要素を通る光を、イメージセンサー装置の検出器に達する前に収束する装置を有している。光を収束する装置は“収束光”を供給するのに用いられる。“収束光”は、光線の方向がそれらの通路に像を形成するような方向である光である。収束光は、収束光の光線の通路に沿った試験中の光学構成要素における所与点が実質的に単一の幾何学的光線と交差し、イメージセンサー装置で感知した像に対して試験中の光学構成要素と交差する光線の実質的に一対一の写像が行われる点で分散光と区別される。好ましくは、収束光は試験すべき光学構成要素を通って伝送され、実質的にイメージセンサー装置の入射瞳で収束するようにされる。また、光はイメージセンサー装置の入射瞳を実質的に満たすのが好ましくし、しかも好ましくは光は実質的にイメージセンサー装置の入射瞳を過剰に満たさない。さらに好ましくは、光は入射瞳を実質的に満たす前に試験中の光学構成要素を完全に照射するのが好ましい。好ましい実施例においては、光を収束する装置は、イルミネータ（任意の光源）及びコリメート孔構造体を備えたコリメート光源から成り得る。別の実施例においては、光を収束する装置は、イルミネータ（任意の光源）及びコリメートレンズを備えた屈折コリメート光源から成り得る。また収束光を伝送する装置はイルミネータ（任意の光源）及び光学ミラーを備えた反射コリメート光源から成り得る。さらに別の実施例においては、光を収束する装置は、イルミネータ（任意の光源）及び収束レンズを備えた屈折収束光源、またはイルミネータ（任意の光源）及び光学ミラーを備えた反射収束光源から成り得る。さらにまた、光を収束する装置は、イルミネータ（任意の光源）及び発散レンズを備えた屈折発散光源、またはイルミネータ（任意の光源）及び光学ミラーを備えた反射発散光源から成り得る。また本発明は、検査中、光学構成要素を適当な位置に保持し配置する新規の容器またはキユベットを提供する。本発明のキユベットは、光学構成要素を適当な位置に保持するのに重力を利用する凹状湾曲内面を備えた底部を有している。本発明の検査装置を使用する場合、キユベットの底部は透明材料から成る。本発明はさらに、検査すべき光学構成要素を通ってイメージセンサー装置に光を収束してイメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する装置を用いた光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する新規の方法を提供する。好ましい実施例では収束光はコリメート光である。本発明はまた、検査すべき光学構成要素を通ってイメージセンサー装置の検出器に到達する前に光を収束してイメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する装置を用いた光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する新規の方法を提供する。以下本発明について詳細に説明する。しかしながら、ここに記載する実施例は単に例示のためだけであり、別の実施例は当業者に明らかとなろう。図面の説明第１図は、コリメート孔構造体を使用した好ましい実施例における検査装置の形態を示す本発明の検査装置の概略図であり、この図面もその他の図面も一定の縮尺で示されてない。第２図は、第１図に概略的に示す好ましい実施例における収束光の通路を示す本発明の検査装置の線図である。第3a図は第１図において使用したコリメート孔構造体（12）の頂面図であり、第3b図は側面図であり、これらの図面は一定の縮尺で示されてなく、また第3a図における孔の数及び寸法は概略的な例示目的のためだけある。第４図は、第3a図に示すコリメート孔構造体（12）の孔（８）の幾つかの断面図である。第５図は、幾つかの特殊な測定値を示す本発明のキュベットの好ましい実施例の断面図であり、このキュベットの三次元斜視図は垂直軸Ｖのまわりで図面を回転させることにより形成され得る。第６図は、光を収束する装置が屈折コリメート光源から成る実施例を示す本発明の検査装置の線図である。第７図は、光を収束する装置が屈折収束光源から成る実施例を示す本発明の検査装置の線図である。第８図は、光を収束する装置が屈折発散光源から成る実施例を示す本発明の検査装置の線図である。第９図は、光を収束する装置が反射コリメート光源から成る実施例を示す本発明の検査装置の線図である。第10図は、光を収束する装置が反射収束光源から成る実施例を示す本発明の検査装置の線図である。第11図は、光を収束する装置が反射発散光源から成る実施例を示す本発明の検査装置の線図である。発明の詳細な説明本発明の検査装置の好ましい実施例においては、光を収束する装置は、コリメート光を伝達する光源を包含する。特定の好ましい実施例では、光源はイルミネータ及び多数の平行孔を備えた部材、好ましくは以下に詳細に説明するコリメート孔構造体を有している。特に、第１図及び第２図を参照すると、STOCKER & YA LEモデル13蛍光イルミネータのようなイルミネータ（10）は、光をコリメートする手段、本実施例ではコリメート孔構造体（12）に光を供給する。第１図を参照すると、以下に詳細に説明するスペース部材（14）はコリメート孔構造体(12)上に検査容器すなわち“キュベット”（16）を支持している。キュベット（16）には、光学構成要素、本実施例ではコンタクトレンズ（20）の水和を維持する塩水（18）が入っている。キュベット（16）は、塩水（18）及びコンタクトレンズ（20）を入れる他に、コンタクトレンズ（20）を介してコリメート孔構造体(12) によってコリメートされた別の収束光に対して工夫されている。そしてその光は光学構成要素の像を感知するイメージセンサー装置に到達する。イメージセンサー装置は入射瞳（21第２図）及び検出器（27第２図）を備えている。好ましくは、イメージセンサー装置の検出器はCCD アレイ（27第２図）である。好ましい実施例では、イメージセンサー装置はカメラ、好ましくはビデオカメラ（22）を備え、このカメラとしては、カメラレンズ（24第１図）に結合されたSONY XC77RR 電荷結合素子（CCD）ビデオカメラを挙げることができ、カメラレンズは好ましくは、入射瞳（21第２図）を備えたNIKON 60mm MICRO-NIKKOR レンズである。この実施例では、光学的特徴は、“暗”視野に相対した“明”視野に投影される。そして像は電子像形成装置（26第1図）に伝達される。入射瞳レンズ（例えば本発明のイメージセンサー装置のレンズ）の入射瞳は、レンズの対物側から現れるので開口絞りの像であると理解される。NIKON 60mm MICRO-N IKKORレンズでは、開口絞りはf数を制御する調整可能なアイリスである。ここで、NIKON 60mm MICRO-NIKKOR レンズの入射瞳はこのレンズのアイリスの像である。入射瞳に入らない光線はイメージセンサー装置の像平面に達しない。従って、できるだけ明るくて一様な像を形成するために、入射瞳を満たす寸法に対し大きすぎや小さすぎないようにするのが好ましい。第２図を参照すると、本発明に従って収束した光の形態であるコリメート光（28）は好ましくは、イメージセンサー装置（22）のほぼ入射瞳（21）で収束する。これは入射瞳を“介して”の光の収束と記載され得る。照射が収束ビームでない従来の像形成装置と違って、イメージセンサー装置の開口絞りは、光源が入射瞳を通して適当に収束されない場合には、視野を著しく制限する視野絞りとしても機能し得る。本発明においては、適切な収束は、光源で使用した光学系及び内部に溶液の入ったキュベットの光学特性の結合した効果により達成される。本発明に従って収束光が使用される時には、像の点と物体からの光線との間に唯一の写像が存在して像の点と物体からの光線とが実質的に一対一に対応するようにするのが好ましいが、そうである必要はない。この関係は像のコントラストを高める。光のコリメート装置特殊な好ましい実施例においては、光をコリメートする装置は、平らな表面に数千個の平行な小孔を備えた不透明材料の円盤を有する。好ましい材料としては光を吸収する暗色ガラスであるが、黒色ガラスが非常に好ましい。暗色ガラスでは、それぞれの孔の内壁は暗色であり、従って光を吸収し、出ていく光線を分散させる内部反射を低減する。好ましい実施例においては、それぞれの孔の内壁は黒色であり、また各孔の直径は、（孔が非円形であってもよい最適な円を仮定して）厚さ１〜２mmの円盤においては好ましくは10〜30μmである。孔のアスペクト比（孔の長さと直径との比）は好ましくは30：１又はそれより大きい。光をコリメートする装置は、好ましい実施例では、直径ほぼ20mm、厚さ２mmの黒色不透明ガラスのコリメート孔構造体（12）第３図から成っている。さらに好ましい実施例では、直径ほぼ20μmの600,000個の平行な孔を、円盤の面に垂直に貫通させて配列することが見込まれる。不透明なガラスの光学密度は少なくとも 65Db/mmである。孔の開口面積は面の表面面積の60％であるとされる。このような構造体はしばしば“コリメート孔構造体”と呼ばれる。本発明において使用する好ましいコリメート孔構造体は、カリフォルニア州キャンベルPartNo.781-000 9のCollimated Holes，Inc.で製造されたものである。第３図及び第４図を参照すると、好ましいコリメート孔構造体（12）の孔（８）は黒色の内壁（９第４図）を備え、そして不透明な光吸収材料、例えば黒色不透明ガラスから成っている。カメラ本発明で使用する好ましいビデオカメラ（22）は個々のセンサーの２／３インチCCD アレイ（27）を備えており、各センサーは光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。CCDアレイ（27）は個々のセンサーの493個の水平列を備えている。各水平列には768個のセンサーが配列されている。従ってアレイ全体では378,264個のセンサーが含まれており、これはこの実施例では光をコリメートするのに用いられる孔の数のほぼ63％に相当する。カメラは毎秒30個のフレームすなわち像を発生する。従ってこの実施例では、光をコリメートする装置は、イメージセンサー装置がアレイにおける個々のセンサーを備えているより多数の孔を備えている。カメラは光学構成要素の像を写すビデオモニタ又は、電子像形成装置（26第１図）に接続され、電子像形成装置はカメラ（22）から受けた像電気信号を自動的に分析することができる。本発明に従って光を収束する装置を用いずにビデオカメラを用いてコンタクトレンズの像を形成すると、カット、エッジ、傷、裂け目及びかけ目のような特徴を検出したり測定することは非常に困難であるか不可能である。光を収束する装置、例えばコリメート光構造体（12）を用いることにより、光学構成要素の像のコントラストの強い部分は光学構成要素における特徴に対応する。従って像におけるコントラストの強い領域と光学構成要素における特徴が１：１の対応で現れることになる。電子像形成装置本発明の好ましい実施例はさらにイメージセンサー装置を有し、このイメージセンサー装置は，カメラ（22）から受けた像信号を分析する電子像形成装置（26 第１図）と結合され、この電子像形成装置は、光学構成要素に現れる所与特徴に対応する“像特性”を像信号から検出する装置を有している。例えば、８ビット電子像形成装置（例えばEPIX Model 10像形成ボードを含むものような）が用いられる場合には、この明細書で使用する用語“像特性”は像における各グレイレベルに割り当てられる０〜255の範囲の値を構成するすることができる。光を収束する装置（例えばコリメート光構造体（12））なしでは、特徴によって生じるグレイレベルの差は通常約10グレイレベルの範囲内であった。像を横切っての光の変動がほぼ同じ大きさであり得るので、特徴を正確に検出し測定することは不可能であった。本発明に従って光を収束する装置を用いた場合には、20グレイレベル以上の差をもつ特徴の高コントラスト像が容易に得られる。これにより特徴を正確に検出し測定することができるようになる。イルミネータ本発明における好ましいイルミネータとしてはSTOCKER & YALEモデル13蛍光イルミネータを選択した。その理由としては蛍光イルミネータはフリッカーのないイルミネータとして毎秒30個のフレームのフレーム速度でカメラ（22）に現れる 20Khzのバラストを含んでおり、従って像におけるビデオ“ハム”バーの発生を防止するからである。またその光は、熱含有量が低く、検査すべきコンタクトレンズに対する損傷を防止できる。本発明において使用されるべき光は必ずしも可視光スペクトルの範囲内の光である必要はなく、他の形態の光線、例えば赤外光も含まれ得る。キュベット本発明は、検査中光学構成要素を適当に保持する容器すなわちキュベット(16) を提供する。第５図を参照すると、本発明のキュベット（16）は底部分（30）を有し、この底部分（30）は、重力を利用して光学構成要素をキュベットの中央に保持する凹状内面（31）を備えている。好ましくは、凹状内面（31）の凹曲面は、光学構成要素を配置するために、置かれた光学構成要素にかかる重力が最大となるような曲率半径をもっている。（光学構成要素は第５図には示されてない。）凹状内面（31）の曲率半径は好ましくは、キュベット（16）の凹状内面（31）に密着するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に等しいかまたはそれより大きい。基本的には、凹状内面（31）の曲率半径は、検査中の光学構成要素との中心接触を維持するのに十分なように浅くしながらキュベットの調心性が最大となるようにできるだけ急峻に選ばれる。これにより、ヒドロゲルのような光学構成要素（20第１図）が光学構成要素の像を固めるのに通常必要な時間である１/30秒間に動くことのできる距離は最大となる。信頼できる特徴検出を行うために非常に望ましいことは、ヒドロゲルが１フレーム時間内（すなわち１/30 秒）に動くことのできる距離を、検出されなければならない最少寸法の特徴より短い距離に制限することである。本発明のキュベットが本発明の新規な検査装置に用いられる場合には、キュベットの底部分（30）は、光学的に透明なポリカーボネート又はポリスチレン樹脂のような透明な材料で作られ、そしてこのような状況のもとでは、底部分の内面の曲率半径は第２の目的をもっている。すなわち、この凹状内面（31）の凹曲面はキュベットの底部分（30）の外表面（32）の表面幾何学形状と組合って光学的なパワーを提供する。特に、外表面（32）の表面幾何学形状は、好ましくは凸状であり、収束した光がイメージセンサー装置の入射瞳を実質的に満たし、従って実質的に入射瞳において収束するように選択される。ここで注意されるべき点としては、本発明のキュベットによってもたらされる光学パワーすなわちイメージセンサーの入射瞳を実質的に満たすように光を収束させるパワーは、光源がコリメート光、収束光、発散光のどれを伝達するかに関係なく、本発明の装置の実施例において使用できる。キュベットの底部分（30）を形成するのに使用した透明材料も、ガラスまたはポリメチルメタクリレートのようなアクリル樹脂材料で作ることができる。水和コンタクトレンズを検査するようなある特定の状況のもとでは、溶液、特に塩水にレンズを浸した状態に保つのが望ましい。そのような状況下では、本発明のキュベットは溶液を収容できるように構成され得る。第５図を参照すると、これは、“水密”キュベットを提供することにより行われ、キュベットの底部分（30）の側壁（33）は上方へ十分な高さまでのび、液体が漏れたり零れたりせずにキュベット内に収容されるようにしている。本発明の検査装置を構成する際には、キュベット（16）をコリメート孔構造体（12）から分離して構成するのが望ましい。キュベット（16）をコリメート孔構造体（12）から分離することにより、コリメート孔構造体（12）をカメラのレンズの視野深度にもってくることなしに、カメラ（24）のレンズの焦点を光学構成要素（20）上に合焦させることができる。キュベット（16）とコリメート孔構造体（12）との間隔を所望の値にするため、第１図に示す中空円筒状スペーサ部材（14）がこれら二つの構成要素の間に挿置され得る。好ましくは、このスペーサ部材（14）は好ましくは、高さほぼ２インチ（5.13cm）、内径ほぼ1.25インチ(3 .2cm)、外径ほぼ２インチ（5.13cm）であり、また好ましくは、スペーサ部材は内部反射を最少にするため暗灰色樹脂材料で作られる。上記及び第５図に示す寸法はより好ましい寸法である。満足な結果は、これらの好ましい値からの変動が ±50％程度、一層好ましくは±25％以下である場合に得られると思われる。第５において半径Ｒ★、すなわちキュベットの底部分の外表面（32）の曲率半径に関して、この寸法は、底部分（30）がポリメチルメタクリレートである場合には好ましくは26.0mmであり、または底部分（30）がポリカーボネートである場合には好ましくは22.3mmである。Ｒ★★、すなわち底部分の内表面（31）の曲率半径は好ましくは12.5mmである。本発明の装置のこの実施例の好ましい配列に関して、イメージセンサー装置はコリメート光構造体（12）、透明なキュベット（16）及び検査すべき光学構成要素（20）のそれぞれの光軸と同軸となるようにこれらの構成要素と光学的に整列される（第２図の光軸（29）参照）。屈折コリメート光源の使用本発明の別の実施例においては、光を収束する装置は屈折コリメート光源から成り、この屈折コリメート光源はイルミネータ（任意の光源）及びコリメートレンズから成っている。第６図に示すこの実施例はSTOCKER & YALEモデル13蛍光イルミネータのようなイルミネータ（40）を有し、このイルミネータ（40）はピンホール（41）に光を伝送する。コリメートレンズ（42）は光をコリメートするのに用いられる。ピンホール（41）はコリメートレンズ（42）に対する物体として考えられ、コリメートレンズ（42）はピンホールの像を無限遠で収束させる。本発明に従って構成した特定の実施例では、ピンホールの直径は500ミクロンであり、またコリメートレンズ（42）は、焦点距離200mの色消しダブレット（マサチューセッツ州ホリストンのEaling Electro-Optics製のＰ／N23-9765）であった。当然、当業者には認められるように、イメージセンサー装置で満足な高コントラスト像を得るのに必要であるイルミネータの照射、イメージセンサー装置の感度及びコリメートの度合に関連して直径及び焦点距離を変えることができる。この好ましい実施例で使用した特定のピンホールはニュージャージ州バーリントンのEdmund Scientific Corp製のModel No.39729であった。好ましくは、上述のキュベットはこの実施例に関して用いられ、コリメート光は試験中の光学構成要素を通過する前にキュベットによって収束される。第６図を参照すると、イメージセンサー装置と光学構成要素との距離が光学構成要素を所望の倍率に拡大するように調整され場合に、キュベット（46）の焦点距離がイメージセンサー装置（52）のほぼ入射瞳（51）において光を収束するのに適当となるようにキュベットの曲率半径を選定しなければならない。好ましくは、イルミネータ（40）、ピンホール（41）、コリメートレンズ（42）、キュベット（46 ）、溶液（48）、入射瞳（51）、カメラ（52）及びCCD（53）は光軸（49）に沿って光学的に整列される。屈折収束光源の使用第７図にはコリメート光を使用しない代りの実施例を示す。この実施例では収束レンズ（62）が使用される。イルミネータ（60）からの光は、収束レンズとピンホール（61）との距離を、収束レンズの焦点距離より大きくなるように調整することによって収束レンズ（62）を通して収束するようにされる。そして光は、キュベット（66）の表面及び溶液（68）を通してさらに収束されて、イメージセンサー装置（カメラ64）のほぼ入射瞳（65）で収束するようにされている。像の高コントラスト特性は、コリメート光を用いた装置の場合と同等である。好ましくは、イルミネータ（60）、ピンホール（61）、収束レンズ（62）、キュベット（66）、溶液（68）、入射瞳（65）、カメラ（64）及びCCD（63）は光軸（69）に沿って光学的に整列される。屈折発散光源の使用別の実施例においては、光の収束は、イルミネータ（任意の光源）及び発散レンズから成る発散光源からの光の屈折により行われる。特に、第８図に示すように、イルミネータ（70）からの光は、ピンホール（71）と発散レンズ（72）の距離が発散レンズ（72）の一つの焦点距離より短くなるようにすることによって発散レンズ（72）を通して発散するようにされる。そして光は、キュベット（76）の表面及び溶液（78）を通してさらに収束されて、イメージセンサー装置（カメラ74）のほぼ入射瞳（75）で収束するようにされている。こうして上記の高コントラスト像と同様に高コントラスト像が得られる。好ましくは、イルミネータ（ 70）、ピンホール（71）、発散レンズ（72）、キュベット（76）、溶液（78）、入射瞳（75）、カメラ（74）及びCCD（73）は光軸（79）に沿って光学的に整列される。反射コリメート光源の使用イルミネータからの光がイメージセンサー装置の入射瞳で実質的に収束されなければならないこと及び試験される光学構成要素の像がイメージセンサー装置で収束されなければならないことが判れば、これは上述のように屈折光学系またはコリメート孔構造体だけでなく反射光学系を用いた光源によって達成できる。この実施例は、第９図に示すように反射コリメート光源を有している。すなわち、第９図には、コリメータとして軸のずれたパラボラミラー（87）が用いられる点を除いて第６図と同様な装置を示す。このミラーは光軸（89）と整列され、ピンホール（81）はミラーの焦点に軸をずらして配置されている。ピンホールはイルミネータ（80）からの光を受ける。好ましくは、パラボラミラー（ 87）、キュベット（86）、溶液（88）、入射瞳（85）、カメラ（84）及びCCD（8 3）は光軸（89）に沿って光学的に整列される。反射収束光源の使用第10図は、ピンホール（91）が軸のずれたパラボラミラー（97）から一焦点距離以上離れている点を除いて第９図と同様である。従って光源は第７図の場合のように収束型である。ピンホール（91）はイルミネータ（90）からの光を受ける。好ましくは、パラボラミラー（97）、キュベット（96）、溶液（98）、入射瞳（95）、カメラ（94）及びCCD（93）は光軸（99）に沿って光学的に整列される。反射発散光源の使用第11図は、ピンホール（101）が軸のずれたパラボラミラー（107）から一焦点距離以内にある点を除いて第９図と同様である。従って光源は第８図の場合のように発散型である。ピンホール（101）はイルミネータ（100）からの光を受ける。好ましくは、パラボラミラー（107）、キュベット（106）、溶液（108）、入射瞳（105）、カメラ（104）及びCCD（103）は光軸（109）に沿って光学的列に整列される。当業者には明らかなように、本発明の精神及び範囲からはずれることなしに、本発明の多くの変更及び変形がなされ得る。上記の特定の実施例は単に例示のためだけであり、本発明はそれに限定されるものではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年６月２０日【補正内容】請求の範囲１．Ａ）光学構成要素の像を感知する、検出器（27）を備えたイメージセンサー装置（22）；及びＢ）光学構成要素（20）を通る光を、イメージセンサー装置の検出器に達する前に収束する収束装置（12）を有している光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する装置において、光の収束装置が光学構成要素全体を通過する光を収束して、光学構成要素全体の特徴の高コントラスト像を形成することを特徴とする装置。２．イメージセンサー装置が入射瞳（21）を備え、光がイメージセンサー装置のほぼ入射瞳で収束する請求の範囲１に記載の装置。３．光が入射瞳をほぼ満す請求の範囲２に記載の装置。４．光が入射瞳を実質的過剰に満たさない請求の範囲３に記載の装置。５．収束装置が反射型かまたは屈折型である請求の範囲１に記載の装置。６．光の収束装置が、コリメートレンズ（42）を備えた屈折コリメート光源を有している請求の範囲１に記載の装置。７．光の収束装置が、収束レンズ（62）を備えた屈折収束光源を有している請求の範囲１に記載の装置。８．光の収束装置が、発散レンズ（72）を備えた屈折発散光源を有している請求の範囲１に記載の装置。９．光の収束装置が、光学ミラー（87）を備えた反射コリメート光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 10．光の収束装置が、光学ミラー（97）を備えた反射収束光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 11．光の収束装置が、光学ミラーを備えた反射発散光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 12．光の収束装置が、コリメート光を伝送する光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 13．コリメート光の伝送が、多数の平行孔（８）を備えた部材を利用して行われる請求の範囲12に記載の装置。 14．多数の平行孔（８）が、暗色の内壁（９）によって形成される請求の範囲13 に記載の装置。 15．多数の平行孔（８）が、不透明な材料から成る内壁（９）によって形成される請求の範囲13に記載の装置。 16．多数の平行孔（８）が、光吸収性材料から成る内壁（９）によって形成される請求の範囲13に記載の装置。 17．内壁（９）が、黒色不透明ガラスから成る内壁によって形成される請求の範囲16に記載の装置。 18．多数の平行孔（８）が、30：１またはそれより大きいアスペクト比をもつ請求の範囲13に記載の装置。 19．多数の平行孔（８）の直径が10〜30μmの範囲である請求の範囲13に記載の装置。 20．多数の平行孔（８）が、高さ１〜２mmの範囲、直径10〜30μmの範囲の円筒形である請求の範囲13に記載の装置。 21．イメージセンサー装置（22）が、光の収束装置（12）及び光学構成要素のぞれぞれの軸線（49）とほぼ同軸となるように光の収束装置及び光学構成要素と光学的に整列される請求の範囲１に記載の装置。 22．イメージセンサー装置（22）が、像信号を発生するビデオカメラ（22）を備えている請求の範囲１に記載の装置。 23．ビデオカメラ（22）が、個々のセンサーのアレイを含むイメージセンサー（ 27）を有し、各個々のセンサーが光エネルギーを電気エネルギーに変換できる請求の範囲22に記載の装置。 24．光をコリメートする装置（12）が、内壁（９）で形成された平行孔（８）をもつ部材を有し、平行孔の数がイメージセンサー装置における個々のセンサーの数より多い請求の範囲23に記載の装置。 25．さらにビデオカメラ（22）から受けた像信号を分析する電子像形成装置（26 ）を有し、上記電子像形成装置が、光学構成要素に現れる特徴に相応したビデオカメラからの信号における像特性を検出する装置を備えている請求の範囲22に記載の装置。 26．光学構成要素（20）が、透明材料から成る底部分を備えたキュベット（16）内に収容される請求の範囲１に記載の装置。 27．キュベット（16）の底部分が樹脂製である請求の範囲26に記載の装置。 28．キュベット（16）の底部分が凹状内面（31）を備えている請求の範囲26に記載の装置。 29．キュベットの底部分の凹状内面（31）が、底部分の凹状内面に密接するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に少なくとも等しい曲率半径をもつ請求の範囲28に記載の装置。 30．キュベットの底部分が更に、底部分の凹状内面（31）に隣接した凸状外面（ 32）を備え、収束された光の像がイメージセンサー装置の入射瞳をほぼ満たすようにこの凸状外面の幾何学形状を選択した請求の範囲28に記載の装置。 31．光学構成要素（20）が、キュベットに入れた流体に浸される請求の範囲30に記載の装置。 32．検査すべき光学構成要素（20）がコンタクトレンズである請求の範囲１〜４、12、21〜23または26〜31のいずれか一項に記載の装置。 33．検査すべき光学構成要素（20）がコンタクトレンズである請求の範囲13〜20 または24〜25のいずれか一項に記載の装置。 34．凹状湾曲内面（31）を備えた底部分を有し、凹状湾曲内面が、底部分の凹状内面に密接するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に等しいまたはそれより大きい曲率半径をもつことを特徴とする光学構成要素を適当な位置に保持し配置するキユベット（16）。 35．凹状内面（31）を備えた底部分を有し、底部分か透明材料から成ることを特徴とする光学構成要素を適当な位置に保持し配置するキユベット（16）。 36．底部分が樹脂材料から成る請求の範囲35に記載のキユベット（16）。 37．底部分の凹状内面（31）が、底部分の凹状内面に密接するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に等しいまたはそれより大きい曲率半径をもつ請求の範囲35に記載のキユベット。 38．流体を収容できる請求の範囲37に記載のキユベット。 39．光学構成要素（20）がコンタクトレンズである請求の範囲34〜38のいずれか一項に記載のキユベット。 40．光学構成要素（20）を通って検出器を備えたイメージセンサー装置（22）に向って収束光を伝送し、イメージセンサー装置の検出器に到達する前に光を収束して光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する方法において、光学構成要素全体を通って収束光を伝送し、それにより光学構成要素全体の特徴の高コントラスト像を形成することを特徴とする方法。 41．イメージセンサー装置（22）が入射瞳（21）を備え、光がイメージセンサー装置のほぼ入射瞳で収束する請求の範囲40に記載の方法。 42．光学構成要素（20）を通って検出器（27）を備えたイメージセンサー装置（ 22）に向って収束光を伝送し、イメージセンサー装置の検出器に到達する前に光を収束してイメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の検査方法において、光学構成要素全体を通って収束光を伝送し、それにより光学構成要素全体の特徴の高コントラスト像を形成することを特徴とする方法。 43．イメージセンサー装置（22）が入射瞳（21）を備え、光がイメージセンサー装置のほぼ入射瞳で収束する請求の範囲42に記載の方法。 44．検査すべき光学構成要素（20）を通ってイメージセンサー装置（22）に向ってコリメート光を伝送し、イメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の特徴の高コントラスト像の形成方法において、光学構成要素全体を通ってコリメート光を伝送し、それにより光学構成要素全体の特徴の高コントラスト像を形成することを特徴とする方法。 45．検査すべき光学構成要素（20）を通ってイメージセンサー装置（22）に向ってコリメート光を伝送し、イメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の検査方法において、光学構成要素全体を通ってコリメート光を伝送し、それにより光学構成要素全体を検査することを特徴とする方法。 46．不透明ガラスから成る構造体（12）における多数の平行孔（８）を通して光を伝送し、構造体を離れて検査すべき光学構成要素（20）を通り、そしてイメージセンサー装置（22）に向って光を通し、イメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成ることを特徴とする光学構成要素の検査方法。 47．不透明な構造体（12）が暗色不透明ガラスから成る請求の範囲46に記載の方法。 48．光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲40〜43のいずれか一項に記載の方法。 49．光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲44〜47のいずれか一項に記載の方法。 50．光学構成要素が眼内レンズである請求の範囲１〜４、12、21〜23または25〜 31のいずれか一項に記載の装置。 51．光学構成要素が眼内レンズである請求の範囲13〜20または24のいずれか一項に記載の装置。 52．光学構成要素が液体に浸される請求の範囲48に記載の方法。 53．イメージセンサー装置がカメラ（22）から成る請求の範囲１〜４、12、21〜 23または25〜32のいずれか一項に記載の装置。 54．請求の範囲40〜43のいずれか一項に記載の方法に従って検査された光学構成要素。 55．請求の範囲40〜43のいずれか一項に記載の方法に従って検査されたコンタクトレンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．Ａ）光学構成要素の像を感知する、検出器を備えたイメージセンサー装置；及びＢ）光学構成要素を通る光を、イメージセンサー装置の検出器に達する前に収束する収束装置を有していることを特徴とする、光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する装置。２．イメージセンサー装置が入射瞳を備え、光がイメージセンサー装置のほぼ入射瞳で収束する請求の範囲１に記載の装置。３．光が入射瞳をほぼ満す請求の範囲２に記載の装置。４．光が入射瞳を実質的過剰に満たさない請求の範囲３に記載の装置。５．収束装置が反射型かまたは屈折型である請求の範囲１に記載の装置。６．光の収束装置が、コリメートレンズを備えた屈折コリメート光源を有している請求の範囲１に記載の装置。７．光の収束装置が、収束レンズを備えた屈折収束光源を有している請求の範囲１に記載の装置。８．光の収束装置が、発散レンズを備えた屈折発散光源を有している請求の範囲１に記載の装置。９．光の収束装置が、光学ミラーを備えた反射コリメート光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 10．光の収束装置が、光学ミラーを備えた反射収束光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 11．光の収束装置が、光学ミラーを備えた反射発散光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 12．光の収束装置が、コリメート光を伝送する光源を有している請求の範囲１に記載の装置。 13．コリメート光の伝送が、多数の平行孔を備えた部材を利用して行われる請求の範囲12に記載の装置。 14．多数の平行孔が、暗色の内壁によって形成される請求の範囲13に記載の装置。 15．多数の平行孔が、不透明な材料から成る内壁によって形成される請求の範囲 13に記載の装置。 16．多数の平行孔が、光吸収性材料から成る内壁によって形成される請求の範囲 13に記載の装置。 17．内壁が、黒色不透明ガラスから成る内壁によって形成される請求の範囲16に記載の装置。 18．多数の平行孔が、30：１またはそれより大きいアスペクト比をもつ請求の範囲13に記載の装置。 19．多数の平行孔の直径が10〜30μmの範囲である請求の範囲13に記載の装置。 20．多数の平行孔が、高さ１〜２mmの範囲、直径10〜30μmの範囲の円筒形である請求の範囲13に記載の装置。 21．イメージセンサー装置が、光の収束装置及び光学構成要素のぞれぞれの軸線とほぼ同軸となるように光の収束装置及び光学構成要素と光学的に整列される請求の範囲１に記載の装置。 22．イメージセンサー装置が、像信号を発生するビデオカメラを備えている請求の範囲１に記載の装置。 23．ビデオカメラが、個々のセンサーのアレイを含むイメージセンサーを有し、各個々のセンサーが光エネルギーを電気エネルギーに変換できる請求の範囲22に記載の装置。 24．光をコリメートする装置が、内壁で形成された平行孔をもつ部材を有し、平行孔の数がイメージセンサー装置における個々のセンサーの数より多い請求の範囲23に記載の装置。 25．さらにビデオカメラから受けた像信号を分析する電子像形成装置を有し、上記電子像形成装置が、光学構成要素に現れる特徴に相応したビデオカメラからの信号における像特性を検出する装置を備えている請求の範囲22に記載の装置。 26．光学構成要素が、透明材料から成る底部分を備えたキュベット内に収容される請求の範囲１に記載の装置。 27．キュベットの底部分が樹脂製である請求の範囲26に記載の装置。 28．キュベットの底部分が凹状内面を備えている請求の範囲26に記載の装置。 29．キュベットの底部分の凹状内面が、底部分の凹状内面に密接するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に少なくとも等しい曲率半径をもつ請求の範囲28に記載の装置。 30．キュベットの底部分が更に、底部分の凹状内面に隣接した凸状外面を備え、収束された光の像がイメージセンサー装置の入射瞳をほぼ満たすようにこの凸状外面の幾何学形状を選択した請求の範囲28に記載の装置。 31．光学構成要素が、キュベットに入れた流体に浸される請求の範囲30に記載の装置。 32．検査すべき光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲１〜４、12、 21〜23または26〜31のいずれか一項に記載の装置。 33．検査すべき光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲13〜20または 24〜25のいずれか一項に記載の装置。 34．凹状湾曲内面を備えた底部分を有し、凹状湾曲内面が、底部分の凹状内面に密接するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に等しいまたはそれより大きい曲率半径をもつことを特徴とする光学構成要素を適当な位置に保持し配置するキユベット。 35．凹状内面を備えた底部分を有し、底部分が透明材料から成ることを特徴とする光学構成要素を適当な位置に保持し配置するキユベット。 36．底部分が樹脂材料から成る請求の範囲35に記載のキユベット。 37．底部分の凹状内面が、底部分の凹状内面に密接するようにされる光学構成要素の特定表面の曲率半径に等しいまたはそれより大きい曲率半径をもつ請求の範囲35に記載のキユベット。 38．流体を収容できる請求の範囲37に記載のキユベット。 39．光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲34〜38のいずれか一項に記載のキユベット。 40．光学構成要素を通って検出器を備えたイメージセンサー装置に向って収束光を伝送し、イメージセンサー装置の検出器に到達する前に光を収束して光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成する方法。 41．イメージセンサー装置が入射瞳を備え、光がイメージセンサー装置のほぼ入射瞳で収束する請求の範囲40に記載の方法。 42．光学構成要素を通って検出器を備えたイメージセンサー装置に向って収束光を伝送し、イメージセンサー装置の検出器に到達する前に光を収束してイメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の検査方法。 43．イメージセンサー装置が入射瞳を備え、光がイメージセンサー装置のほぼ入射瞳で収束する請求の範囲42に記載の方法。 44．検査すべき光学構成要素を通ってイメージセンサー装置に向ってコリメート光を伝送し、イメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の特徴の高コントラスト像の形成方法。 45．検査すべき光学構成要素を通ってイメージセンサー装置に向ってコリメート光を伝送し、イメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の検査方法。 46．不透明ガラスから成る構造体における多数の平行孔を通して光を伝送し、構造体を離れて検査すべき光学構成要素を通り、そしてイメージセンサー装置に向って光を通し、イメージセンサー装置上に光学構成要素の特徴の高コントラスト像を形成することから成る光学構成要素の検査方法。 47．不透明な構造体が暗色不透明ガラスから成る請求の範囲46に記載の方法。 48．光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲40〜43のいずれか一項に記載の方法。 49．光学構成要素がコンタクトレンズである請求の範囲44〜47のいずれか一項に記載の方法。 50．光学構成要素が眼内レンズである請求の範囲１〜４、12、21〜23または25〜 31のいずれか一項に記載の装置。 51．光学構成要素が眼内レンズである請求の範囲13〜20または24のいずれか一項に記載の装置。 52．光学構成要素が液体に浸される請求の範囲48に記載の方法。 53．イメージセンサー装置がカメラから成る請求の範囲１〜４、12、21〜23または25〜32のいずれか一項に記載の装置。 54．請求の範囲40〜43のいずれか一項に記載の方法に従って検査された光学構成要素。 55．請求の範囲40〜43のいずれか一項に記載の方法に従って検査されたコンタクトレンズ。