JPH10246706A - Optical member inspecting apparatus - Google Patents
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- JPH10246706A JPH10246706A JP9050760A JP5076097A JPH10246706A JP H10246706 A JPH10246706 A JP H10246706A JP 9050760 A JP9050760 A JP 9050760A JP 5076097 A JP5076097 A JP 5076097A JP H10246706 A JPH10246706 A JP H10246706A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材の形状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 an abnormal shape of an optical member such as a lens.
【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たりゴミが付着していると、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。2. Description of the Related Art An optical member such as a lens or a prism is used to refract an incident light beam regularly or to travel in parallel.
It is designed to converge or diverge at one point or linearly. However, when forming the optical member, lint or the like is mixed into the optical member (so-called “burr”), scratches or the like are generated on the surface of the optical member due to human handling after molding, and dust is generated. If it is attached, the incident light beam will be disturbed, so that desired performance cannot be obtained.
【0003】そのため、従来より、これら光学的な欠陥
を検出するために、蛍光灯やスライドプロジェクタ用光
源等を用いた人間の目による官能検査が行われていた。
蛍光灯やスライドプロジェクタ用光源を用いた官能検査
とは、蛍光灯やスライドプロジェクタ用光源から発せら
れた光を光学部材に当てるとともに光路外から光学部材
の表面を観察し、光の反射,透過,屈折等を考慮しつ
つ、欠陥部分の輝度を背景の明るさと比較して認識する
というものである。[0003] Therefore, in order to detect these optical defects, a sensory inspection by human eyes using a fluorescent lamp, a light source for a slide projector, or the like has been conventionally performed.
A sensory test using a fluorescent lamp or a light source for a slide projector is a method in which light emitted from a fluorescent lamp or a light source for a slide projector is applied to an optical member, and the surface of the optical member is observed from outside the optical path. This is to recognize the luminance of the defective part by comparing it with the luminance of the background, taking into account refraction and the like.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
人間の目による官能検査では、良品と不良品との客観的
な判定基準がない。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。However, in the sensory inspection by human eyes, there is no objective criterion for determining a good product or a defective product. Therefore, when the inspection is performed by a plurality of persons, the judgment criteria of the quality vary for each person to be inspected. In other words, good products were discarded as defective products, causing waste. Also, even when the same person performs the inspection, the criterion tends to be stricter as the user becomes accustomed,
A good product was often determined to be defective.
【0005】そこで、本発明は、以上の問題に鑑み、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を課題とす
る。[0005] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical member inspection apparatus capable of performing a pass / fail judgment of a good product and a defective product according to an objective standard.
【0006】[0006]
【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、検査対象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、撮像レンズと、この撮
像レンズに関して前記検査対象光学部材と略共役な位置
に配置された撮像素子と、前記検査対象光学部材を透過
して前記撮像レンズに入射した後に前記撮像素子に入射
する光の光路の外側から前記検査対象光学部材における
前記光が透過する箇所を照明する照明手段と、前記撮像
素子によって撮像された画像中の前記光学部材の光学的
欠陥を示す部位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 for detecting an optical defect of an inspection target optical member, wherein an imaging lens and an imaging device arranged at a position substantially conjugate with the inspection target optical member with respect to the imaging lens. An element, and an illumination unit that illuminates a portion of the inspection target optical member where the light is transmitted from outside an optical path of light incident on the imaging device after passing through the inspection target optical member and entering the imaging lens, Numerical means for quantifying a portion indicating an optical defect of the optical member in the image captured by the image sensor, and whether or not the numerical value quantified by the numerical means exceeds a predetermined determination reference value And determining means for determining
【0007】このように構成された光学部材検査装置に
よると、照明手段は、前記検査対象光学部材を透過して
前記撮像レンズに入射した後に前記撮像素子に入射する
光の光路の外側に位置している。従って、この照明手段
から検査対象光学部材へ入射した照明光は、この検査対
象光学部材に光学的欠陥が無い限り、撮像レンズに入射
した後に撮像素子に入射することはない。そのため、撮
像素子によって撮像される画像は、全体的に暗い。これ
に対して、検査対象光学部材における撮像対象領域に光
学的欠陥がある場合には、照明手段からこの撮像対象領
域に入射した照明光が、この光学的欠陥によって拡散す
る。そして、拡散光の一部が撮像レンズに入射すると、
この拡散光が撮像素子上に収束するので、光学的欠陥の
明るい像が撮像素子によって撮像される。従って、撮像
素子によって撮像される画像中に光学的欠陥に対応した
明部が表れるのである。According to the optical member inspection apparatus thus configured, the illuminating means is located outside the optical path of light incident on the imaging device after passing through the inspection target optical member and entering the imaging lens. ing. Therefore, the illumination light that has entered the inspection target optical member from the illumination means does not enter the imaging device after entering the imaging lens unless the inspection target optical member has an optical defect. Therefore, an image captured by the imaging device is entirely dark. On the other hand, when there is an optical defect in the imaging target region of the inspection target optical member, illumination light that has entered the imaging target region from the illumination unit is diffused by the optical defect. When a part of the diffused light enters the imaging lens,
Since the diffused light converges on the image sensor, a bright image of an optical defect is captured by the image sensor. Therefore, a bright portion corresponding to an optical defect appears in an image captured by the image sensor.
【0008】本発明における検査対象光学部材は、レン
ズ,プリズム,平行平面板等の透明な光学部材を含む。
従って、検査対象光学部材は、ガラスからなるものも樹
脂成形によるものも含む。光学部材の光学的欠陥とは、
光学部材の表面の欠陥や光学部材内部の欠陥を言う。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。また、光学部材の内部の欠陥とし
ては、光学部材内部のケバやクラック等が列挙される。The optical member to be inspected in the present invention includes a transparent optical member such as a lens, a prism, and a plane-parallel plate.
Therefore, the optical member to be inspected includes those made of glass and those made of resin molding. Optical defects of optical members
It refers to a defect on the surface of the optical member or a defect inside the optical member. Defects on the surface of the optical member include surface scratches, dirt, dust, and the like. In addition, as the defect inside the optical member, burrs and cracks inside the optical member are listed.
【0009】撮像素子は、エリアセンサであっても良い
し、ラインセンサであっても良い。数値化手段は、画像
中における光学部材の光学的欠陥を示す明所の面積を算
出しても良いし、幅を算出しても良いし、輝度を算出し
ても良いし、これらを掛け合わせた値を算出しても良
い。The image pickup device may be an area sensor or a line sensor. The digitizing means may calculate the area of a bright place indicating an optical defect of the optical member in the image, may calculate the width, may calculate the luminance, or multiplies these. The calculated value may be calculated.
【0010】判定手段は、数値化手段によって数値化さ
れる数値が複数種類ある場合には、その全てを判定基準
値と比較しても良いし光学部材の種類に応じて定まる一
部の種類の数値のみを比較しても良い。When there are a plurality of types of numerical values to be digitized by the numerical value converting means, all of the numerical values may be compared with a reference value, or some types of numerical values determined according to the type of the optical member. Only numerical values may be compared.
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1の照明手
段が、前記検査対象光学部材を挟んで前記撮像レンズと
は反対側の位置に配置されてこの検査対象光学部材に向
けて照明光を拡散する拡散板と、前記検査対象光学部材
を透過して前記撮像レンズに入射した後に前記撮像素子
に入射する光の光路を前記検査対象光学部材と前記拡散
板との間で遮る遮光手段とを有することで、特定したも
のである。According to a second aspect of the present invention, the illuminating means of the first aspect is disposed at a position opposite to the imaging lens with respect to the optical member to be inspected, and illumination light is directed toward the optical member to be inspected. A diffusion plate, and a light shielding unit that blocks an optical path of light incident on the image sensor after passing through the inspection target optical member and entering the imaging lens, between the inspection target optical member and the diffusion plate. Has been specified.
【0012】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、検査対象光学部材を透過した光
が直接撮像素子に入射するのを防止するためのものであ
るので、撮像素子に入射する光束の周縁光線によって囲
まれる範囲を遮光しさえすれば、拡散板と検査対象光学
部材との間のどこに配置されても良い。また、その平面
形状は、少なくとも上述の周縁光束によって囲まれる範
囲を遮光し得る形状であれば良い。従って、遮光手段の
平面形状は、撮像素子がラインセンサである場合には幅
狭な帯状の形状となり、撮像素子がエリアセンサである
場合にはエリアセンサと略同型の矩形形状となる。従っ
て、エリアセンサの場合には、エリアセンサの面積を大
きくして解像度を高くすればするほど遮光手段の幅が広
くなるのに対し、ラインセンサの場合には、ラインセン
サの長さを長くして解像度を高くしても遮光手段の幅に
は変わりがない。遮光手段の幅が狭いと云う事は、検査
対象光学部材の欠陥個所に当たる照明光の入射角が小さ
くなると云う事なので、欠陥個所にて拡散した照明光が
撮像レンズに入射する可能性が高くなるのである。The diffusion plate may be a translucent member illuminated from behind or a reflective member illuminated from the front side. The light-shielding means is for preventing light transmitted through the optical member to be inspected from directly entering the image sensor, so long as it shields the area surrounded by the marginal rays of the light beam incident on the image sensor, It may be arranged anywhere between the diffusion plate and the optical member to be inspected. The planar shape may be any shape as long as it can shield at least the area surrounded by the peripheral light beam. Therefore, the planar shape of the light shielding means is a narrow band shape when the image sensor is a line sensor, and a rectangular shape substantially the same as the area sensor when the image sensor is an area sensor. Therefore, in the case of an area sensor, the width of the light blocking means increases as the area of the area sensor increases and the resolution increases, whereas in the case of a line sensor, the length of the line sensor increases. Even if the resolution is increased, the width of the light shielding means does not change. The narrow width of the light-shielding means means that the incident angle of the illumination light hitting the defect portion of the optical member to be inspected becomes small, so that the possibility that the illumination light diffused at the defect portion enters the imaging lens increases. It is.
【0013】この遮光手段は、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。The light-shielding means may be a light-shielding pattern directly printed on the surface of the diffusion plate, or a plate-shaped opaque member which is appropriately cut out and adhered to the diffusion plate. A light shielding pattern may be printed on the surface of a transparent member separate from the plate.
【0014】請求項3記載の発明は、請求項2の撮像素
子が前記撮像レンズの光軸に直交する一定方向にその走
査方向が延びたラインセンサであり、遮光手段が前記一
定方向に広がりを有していることで、特定したものであ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided the image sensor according to the second aspect, wherein the image sensor is a line sensor whose scanning direction extends in a certain direction orthogonal to the optical axis of the imaging lens, and the light shielding means expands in the certain direction. By having, it is specified.
【0015】請求項4記載の発明は、請求項3の撮影レ
ンズの倍率は前記検査対象光学部材の全幅が前記ライン
センサによって撮像される様に調整されていることで、
特定したものである。According to a fourth aspect of the present invention, the magnification of the photographing lens of the third aspect is adjusted such that the entire width of the optical member to be inspected is imaged by the line sensor.
It is specified.
【0016】請求項5記載の発明は、請求項3の遮光手
段が帯状の形状を有していることで、特定したものであ
る。このように構成されれば、検査対象光学部材の撮影
対象部位が遮光手段の両側から照らされるので、欠陥箇
所にて拡散された照明光が撮像レンズに入射する可能性
がより高くなる。According to a fifth aspect of the present invention, the light-shielding means of the third aspect has a band shape. With this configuration, the imaging target portion of the inspection target optical member is illuminated from both sides of the light shielding unit, so that there is a higher possibility that the illumination light diffused at the defect location will enter the imaging lens.
【0017】請求項6記載の発明は、請求項4におい
て、検査対象光学部材を前記ラインセンサの走査方向と
直交する方向へ移動させる移動手段を更に備えるととも
に、ラインセンサが前記検査対象光学部材をその各位置
で撮像して1ラインづつの画像データを出力すること
で、特定したものである。このように構成されれば、上
述した理由によってラインセンサが撮像素子として採用
された場合であっても、検査対象光学部材の全域にわた
って検査を行うことが可能になる。According to a sixth aspect of the present invention, in accordance with the fourth aspect, the apparatus further comprises a moving means for moving the optical member to be inspected in a direction orthogonal to a scanning direction of the line sensor, and the line sensor moves the optical member to be inspected. It is specified by imaging at each position and outputting image data for each line. With such a configuration, even when the line sensor is employed as the image sensor for the above-described reason, the inspection can be performed over the entire area of the inspection target optical member.
【0018】請求項7記載の発明は、請求項3におい
て、検査対象光学部材における前記撮像手段によって撮
像される部位を前記一定方向における前記遮光手段の側
方から照明する補助照明装置を更に備えることで、特定
したものである。このように構成されれば、遮光板の長
手方向の長さが検査対象光学部材の幅よりも長い場合で
も、検査対象光学部材の撮影対象部位を遮光板の長手方
向から照明することができるので、欠陥に方向性がある
場合でも、欠陥個所にて照明光を拡散させて撮像レンズ
に入射させることができる。According to a seventh aspect of the present invention, in the third aspect, an auxiliary illumination device for illuminating a part of the optical member to be inspected, which is imaged by the imaging means, from a side of the light shielding means in the predetermined direction. Is the one identified. With this configuration, even when the length of the light-shielding plate in the longitudinal direction is longer than the width of the inspection-target optical member, the imaging target portion of the inspection-target optical member can be illuminated from the longitudinal direction of the light-shielding plate. Even when the defect has directionality, the illumination light can be diffused at the defect location and incident on the imaging lens.
【0019】請求項8記載の発明は、請求項6の数値化
手段が、前記ラインセンサから出力された1ラインづつ
の画像データに基づいて検査対象光学部材全体に対応す
る画像データを再構成するとともに、この画像データ中
においてその輝度が所定の閾値を上回っている画素の数
を測定することで、特定したものである。According to an eighth aspect of the present invention, the digitizing means of the sixth aspect reconstructs image data corresponding to the entire optical member to be inspected based on the image data for each line output from the line sensor. At the same time, the image data is specified by measuring the number of pixels whose luminance exceeds a predetermined threshold value.
【0020】請求項9記載の発明は、請求項3の検査対
象光学部材を前記撮像レンズの光軸を中心に回転させる
回転手段を更に備えるとともに、撮影レンズの倍率が前
記検査対象光学部材の直径方向における全域が前記ライ
ンセンサによって撮像される様に調整されており、前記
ラインセンサが前記検査対象光学部材をその各位置で撮
像して1ラインづつの画像信号を出力することで、特定
したものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is further provided a rotating means for rotating the optical member to be inspected according to the third aspect around the optical axis of the imaging lens, and the magnification of the taking lens is the diameter of the optical member to be inspected. The whole area in the direction is adjusted to be imaged by the line sensor, and the line sensor specifies the image by inspecting the optical member to be inspected at each position and outputting an image signal for each line. It is.
【0021】請求項10記載の発明は、請求項3の検査
対象光学部材を前記撮像レンズの光軸からオフセットし
た回転軸を中心に回転させる回転手段を更に備えるとと
もに、撮影レンズの倍率が前記検査対象光学部材の前記
回転軸から外縁までの領域が前記ラインセンサによって
撮像される様に調整されており、前記ラインセンサが前
記検査対象光学部材をその各位置で撮像して1ラインづ
つの画像データを出力することで、特定したものであ
る。According to a tenth aspect of the present invention, there is further provided a rotating means for rotating the optical member to be inspected of the third aspect about a rotation axis which is offset from an optical axis of the imaging lens, and the magnification of the photographing lens is adjusted by the inspection. The region from the rotation axis to the outer edge of the target optical member is adjusted so as to be imaged by the line sensor. The line sensor images the inspection target optical member at each of its positions, and image data for each line is obtained. Is output.
【0022】請求項11記載の発明は、請求項6又は1
0の数値化手段が、前記ラインセンサから出力された1
ラインづつの画像データのうちその輝度が所定の閾値を
上回っている箇所の長さを測定することで、特定したも
のである。The invention according to claim 11 is the invention according to claim 6 or 1.
The digitizing means of 0 outputs 1 output from the line sensor.
It is specified by measuring the length of a portion of the image data for each line where the luminance exceeds a predetermined threshold.
【0023】請求項12記載の発明は、請求項9又は1
0の数値化手段が、前記ラインセンサから出力された1
ラインづつの画像データに基づいて検査対象光学部材全
体に対応する極座標系の画像データを再構成し、この極
座標系の画像データを直交座標系の画像に変換し、この
直交座標系の画像データ中においてその輝度が所定の閾
値を上回っている画素の数を測定することで、特定した
ものである。According to a twelfth aspect of the present invention, a ninth or a first aspect is provided.
The digitizing means of 0 outputs 1 output from the line sensor.
The image data of the polar coordinate system corresponding to the entire optical member to be inspected is reconstructed based on the image data of each line, and the image data of the polar coordinate system is converted into an image of the rectangular coordinate system. Is determined by measuring the number of pixels whose luminance exceeds a predetermined threshold.
【0024】請求項13記載の発明は、請求項9又は1
0の回転手段が検査対象光学部材の光軸を中心にこの検
査対象光学部材を回転させることで、特定したものであ
る。このように構成されれば、例えばレンズのように光
軸を中心として径方向に屈折力を有する光学部材を検査
する場合でも、遮光板による陰が撮像素子の撮像面上で
移動しないので、撮像素子を固定したまま撮像を行うこ
とができる。According to a thirteenth aspect, the present invention provides a ninth or first aspect.
The rotation means 0 is specified by rotating the inspection target optical member about the optical axis of the inspection target optical member. With this configuration, even when inspecting an optical member having a refractive power in the radial direction about the optical axis such as a lens, for example, the shadow due to the light shielding plate does not move on the imaging surface of the imaging device. Imaging can be performed with the element fixed.
【0025】請求項14記載の発明は、請求項13の遮
光手段が前記検査対象光学部材の光軸と交わる部位から
端部に向かうにつれて拡がる帯状の形状を有しているこ
とで特定したものである。このようにすれば、光学部材
の光軸近傍の位置においては、検査対象光学部材の欠陥
個所に当たる照明光の入射角が小さくなる故に欠陥個所
にて拡散した照明光が撮像レンズに入射する可能性が高
くなり、光学部材の周縁近傍の位置においては、検査対
象光学部材の欠陥個所に当たる照明光の入射角が大きく
なる故に欠陥個所にて拡散した照明光が撮像レンズに入
射する可能性が低くなる。即ち、欠陥検出感度を光軸近
傍にて高くし且つ周縁近傍にて低くすることができるの
である。According to a fourteenth aspect of the present invention, the light-shielding means of the thirteenth aspect has a band-like shape that expands from a portion intersecting the optical axis of the inspection target optical member toward the end. is there. With this configuration, at a position near the optical axis of the optical member, the incidence angle of the illumination light hitting the defect of the inspection target optical member becomes small, so that the illumination light diffused at the defect may enter the imaging lens. At the position near the peripheral edge of the optical member, the incidence angle of the illumination light hitting the defect portion of the inspection target optical member increases, so that the possibility that the illumination light diffused at the defect portion enters the imaging lens decreases. . That is, the defect detection sensitivity can be increased near the optical axis and reduced near the periphery.
【0026】[0026]
【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.
【0027】[0027]
【実施形態1】本発明の第1の実施形態は、平行平面板
のように光軸を有さない光学部材の検査に適した光学部
材検査装置の構成例を示すものである。 <光学部材検査装置の構成>本第1実施形態の概略構成
を、正面図である図1,及び、部分側面図である図2に
示す。この図1に示すように、光学部材検査装置を構成
する照明ランプ1,拡散板2,及び撮像装置3は、同一
の光軸l上に配置されている。Embodiment 1 A first embodiment of the present invention shows a configuration example of an optical member inspection apparatus suitable for inspecting an optical member having no optical axis such as a plane-parallel plate. <Configuration of Optical Member Inspection Apparatus> The schematic configuration of the first embodiment is shown in FIG. 1 which is a front view and FIG. 2 which is a partial side view. As shown in FIG. 1, the illumination lamp 1, the diffusion plate 2, and the imaging device 3 that constitute the optical member inspection device are arranged on the same optical axis l.
【0028】この撮像装置3は、正レンズ系である撮像
レンズ4と、この撮像レンズ4によって収束された光に
よる像を撮像するCCDラインセンサからなる撮像素子
5とから、構成されている。図1において、撮像素子5
は、紙面に直交する方向にそのピクセル列を向かせるよ
うに設置されている。また、撮像素子5のピクセル列
は、その真中において、撮像レンズ4の光軸lと垂直に
交わっている。なお、撮像レンズ4は、撮像装置3内に
おいて撮像素子5に対して進退自在(ピント調節可能)
であり、撮像装置3自体も、光軸l方向に進退調整し得
る様に光学部材検査装置の図示せぬフレームに取り付け
られている。The image pickup device 3 includes an image pickup lens 4 as a positive lens system, and an image pickup device 5 composed of a CCD line sensor for picking up an image with light converged by the image pickup lens 4. In FIG. 1, an image sensor 5
Are arranged so that the pixel rows are oriented in a direction orthogonal to the paper surface. The pixel array of the image sensor 5 intersects the optical axis l of the image pickup lens 4 perpendicularly in the middle. Note that the imaging lens 4 is movable forward and backward with respect to the imaging device 5 in the imaging device 3 (focus adjustment is possible).
The imaging device 3 itself is also mounted on a frame (not shown) of the optical member inspection device so that the imaging device 3 can be advanced and retracted in the direction of the optical axis l.
【0029】この撮像素子5は、所定時間(各ピクセル
に電荷が適度に蓄積する程度の時間)毎にライン状に画
像を撮像し、ピクセルの並び順に各ピクセルを自己走査
して各ピクセルに蓄積した電荷を出力する。このように
して撮像素子5から出力された電荷は、所定の増幅処理
やA/D変換処理を受けた後に、1ライン分の輝度信号
からなる画像データとして、画像処理装置6に入力され
る。The image pickup device 5 picks up an image in a line at predetermined time intervals (a period in which electric charges are appropriately accumulated in each pixel), and scans each pixel in the order in which the pixels are arranged to store the image in each pixel. The output charge is output. The charges output from the image sensor 5 in this way are subjected to predetermined amplification processing and A / D conversion processing, and then input to the image processing device 6 as image data composed of luminance signals for one line.
【0030】画像処理装置6は、検査対象光学部材9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、撮像素子5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9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。即ち、この画
像処理装置6は、数値化手段,及び判定手段に相当す
る。この画像処理装置6は、また、上述した判定処理を
行うのに伴い、撮像素子5からの画像データが入力され
るのと同期して、検査対象光学部材9を移動させる制御
信号をスライドテーブル7に対して出力する。この画像
処理装置6内には、上述の画像処理を行うに際して画像
データを蓄積するための画像メモリ6aが、内蔵されて
いる。The image processing device 6 is a processor that determines whether the optical member 9 to be inspected is a non-defective product or a non-defective product, and performs predetermined image processing on image data input from the image sensor 5. The numerical value of the degree of the optical defect of the optical member 9 to be inspected is quantified, and the numerical value is compared with a predetermined criterion value (allowable value) to determine whether the numerical value is within the criterion value or exceeds the criterion value. I do. That is, the image processing device 6 corresponds to a digitizing unit and a determining unit. The image processing apparatus 6 also transmits a control signal for moving the inspection target optical member 9 in synchronization with the input of image data from the image sensor 5 in accordance with the above-described determination processing. Output to The image processing device 6 includes an image memory 6a for storing image data when performing the above-described image processing.
【0031】スライドテーブル7は、スライドレール7
a,スライダ7b,駆動モータ7e,ブーム7c,及
び、ホルダ7dから構成されている。このスライドレー
ル7aは、撮像素子5のピクセル列の方向及び撮像レン
ズ4の光軸lの方向に対して夫々直交する方向を向く様
に、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。また、スライダ7bは、このスライドレール7a
上をスライドする。駆動モータ7eは、スライダ7bを
スライドレール7aに対して一定速度でスライド移動さ
せる。また、ブーム7cは、スライダ7b上にその基端
が固定されているとともに、その先端にホルダ7dが固
着されている。ホルダ7dは、検査対象光学部材9を着
脱自在に保持する。そして、画像処理装置6から上述の
制御信号が出力されると、駆動モータ7eがこの制御信
号に従って回転し、スライダ7bをスライドレール7a
に沿ってスライド駆動する。その結果、検査対象光学部
材9が、撮像素子5のピクセル列の方向と撮像レンズ4
の光軸lの方向とに夫々直交する方向へ、等速移動され
る。即ち、このスライドテーブル7が、検査対象光学部
材9を撮像素子5の走査方向と直交する方向へ移動させ
る移動手段を構成しているのである。The slide table 7 includes a slide rail 7
a, a slider 7b, a drive motor 7e, a boom 7c, and a holder 7d. The slide rail 7a is fixed to a frame (not shown) of the optical member inspection device so as to face a direction orthogonal to the direction of the pixel row of the image sensor 5 and the direction of the optical axis l of the imaging lens 4, respectively. . The slider 7b is provided with a slide rail 7a.
Slide up. The drive motor 7e slides the slider 7b at a constant speed with respect to the slide rail 7a. The boom 7c has a proximal end fixed on the slider 7b and a holder 7d fixed to the distal end. The holder 7d holds the inspection target optical member 9 detachably. When the above-described control signal is output from the image processing device 6, the drive motor 7e rotates according to the control signal, and moves the slider 7b to the slide rail 7a.
To slide along. As a result, the inspection target optical member 9 is moved in the direction of the pixel row of the imaging device 5 and the imaging lens 4.
Are moved at a constant speed in a direction orthogonal to the direction of the optical axis l. That is, the slide table 7 constitutes a moving unit for moving the inspection target optical member 9 in a direction orthogonal to the scanning direction of the image sensor 5.
【0032】この検査対象光学部材9は、図3に示すよ
うな平面矩形の平行平面透明板である。この検査対象光
学部材9は、その短辺が撮像素子9のピクセル列と平行
となり且つ幅方向(撮像素子9のピクセル列と平行な方
向)の中点において撮像レンズ4の光軸lと直交するよ
うに、スライダ7によって保持・移動される。なお、図
3は、撮像レンズ4の位置から見た検査対象光学部材9
等の位置関係を示す平面図である。この図3において
は、検査対象光学部材9のスライドテーブル7による移
動方向は、左右方向となる。The inspection target optical member 9 is a plane-parallel transparent transparent plate having a rectangular shape as shown in FIG. The short side of the inspection target optical member 9 is parallel to the pixel row of the imaging element 9 and is orthogonal to the optical axis l of the imaging lens 4 at the midpoint in the width direction (the direction parallel to the pixel row of the imaging element 9). Thus, the slider 7 is held and moved by the slider 7. FIG. 3 shows the inspection target optical member 9 viewed from the position of the imaging lens 4.
It is a top view which shows the positional relationship of etc. In FIG. 3, the moving direction of the optical member 9 to be inspected by the slide table 7 is the left-right direction.
【0033】この検査対象光学部材9は、撮像レンズ4
に関してその表面(撮像レンズ4に対向する面)が撮像
素子5の撮像面と共役となるように配置されている。従
って、撮像素子5は、検査対象光学部材9の表面の画像
(1ライン分)を撮像することができるのである。図3
においては、撮像素子5によって撮像され得る一ライン
分の撮像対象領域が、二点鎖線によって示されている。
なお、撮像レンズ4の倍率(即ち、撮像装置3自体の位
置,及び撮像レンズ4の撮像素子5に対する位置)は、
検査対象光学部材9の表面を全幅(撮像素子9のピクセ
ル列の方向における幅)にわたって撮像素子5の撮像面
に結像し得るように、調整されている。The optical member 9 to be inspected includes the imaging lens 4
Are arranged such that the surface thereof (the surface facing the imaging lens 4) is conjugate with the imaging surface of the imaging element 5. Therefore, the imaging device 5 can capture an image (for one line) of the surface of the inspection target optical member 9. FIG.
In, an imaging target area for one line that can be imaged by the imaging element 5 is indicated by a two-dot chain line.
The magnification of the imaging lens 4 (that is, the position of the imaging device 3 itself and the position of the imaging lens 4 with respect to the imaging element 5)
The surface of the inspection target optical member 9 is adjusted so that an image can be formed on the imaging surface of the imaging element 5 over the entire width (the width in the pixel row direction of the imaging element 9).
【0034】一方、照明ランプ1は、照明光(白色光)
を発光する白熱ランプであり、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。この照明ランプ1と検
査対象光学部材9との間に配置されている拡散板2は、
図3に示すように、検査対象光学部材9よりも幅広な矩
形形状を有しており、その表面は粗面として加工されて
いる。従って、この拡散板2は、照明ランプ1から出射
された照明光をその裏面全面で受けて、拡散しつつ透過
させることができる。なお、この拡散板2は、その中心
において撮像レンズ4の光軸lと直交するとともに、そ
の外縁が撮像素子9のピクセル列と平行になる様に、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。On the other hand, the illumination lamp 1 emits illumination light (white light).
Which is fixed to a frame (not shown) of the optical member inspection apparatus. The diffusion plate 2 disposed between the illumination lamp 1 and the optical member 9 to be inspected includes
As shown in FIG. 3, it has a rectangular shape wider than the optical member 9 to be inspected, and its surface is processed as a rough surface. Therefore, the diffuser plate 2 can receive the illumination light emitted from the illumination lamp 1 on the entire back surface thereof, and diffuse and transmit the illumination light. The diffusion plate 2 is fixed to a frame (not shown) of the optical member inspection device so that the center of the diffusion plate 2 is orthogonal to the optical axis l of the imaging lens 4 and its outer edge is parallel to the pixel row of the imaging device 9. Have been.
【0035】この拡散板2の表面上には、帯状の形状を
有する遮光手段としての遮光板8が、その長手方向を撮
像素子5のピクセル列の方向(撮像レンズ4の光軸に直
交する一定方向)と平行な方向に向けて、貼り付けられ
ている。この遮光板8の中心は撮像レンズ4の光軸lと
一致している。また、遮光板8の長手方向における全長
は検査対象光学部材9の幅(撮像素子5のピクセル列の
方向における幅)よりも長い。そして、図3に示すよう
に、撮像装置3の位置から見ると、遮光板8の両端は、
検査対象光学部材9の外縁よりも外側にはみ出してい
る。また、遮光板8の幅は、図1に示すように、撮像素
子5の各ピクセルに入射する光の周縁光線m,mの間隔
よりも広い。従って、撮像素子5の各ピクセルに入射し
得る方向からの全ての光がこの遮光板8によって遮られ
るので、撮像素子5によって撮像される検査対象光学部
材9の背景は、常に暗くなっている。即ち、これら照明
ランプ1,拡散板2,及び遮光板8が、検査対象光学部
材9を透過して撮像レンズ4に入射した後に撮像素子5
に入射する光の光路の外側から、検査対象光学部材9に
おける前記光が透過する箇所を照明する照明手段に、該
当する。On the surface of the diffusion plate 2, a light-shielding plate 8 as a light-shielding means having a belt-like shape is provided. Direction) in a direction parallel to the direction. The center of the light shielding plate 8 coincides with the optical axis l of the imaging lens 4. The total length of the light shielding plate 8 in the longitudinal direction is longer than the width of the inspection target optical member 9 (the width in the pixel row direction of the imaging device 5). Then, as shown in FIG. 3, when viewed from the position of the imaging device 3, both ends of the light shielding plate 8 are
It protrudes outside the outer edge of the optical member 9 to be inspected. Further, as shown in FIG. 1, the width of the light shielding plate 8 is wider than the interval between the marginal rays m, m of the light incident on each pixel of the image sensor 5. Therefore, all the light from the direction that can enter each pixel of the image sensor 5 is blocked by the light shielding plate 8, and the background of the inspection target optical member 9 imaged by the image sensor 5 is always dark. That is, after the illumination lamp 1, the diffusion plate 2, and the light shielding plate 8 pass through the optical member 9 to be inspected and enter the imaging lens 4, the imaging device 5
Corresponds to an illuminating unit that illuminates a portion of the optical member 9 to be inspected through which the light passes from outside the optical path of the light incident on the optical member 9.
【0036】この遮光板8の長手方向における両端の側
方には、夫々、図2及び図3に示すように、補助照明装
置10,10が取り付けられている。この補助照明装置
10は、光ファイバー束11と、この光ファイバー束1
1の出射端に取り付けられた発散規制枠12と、この発
散規制枠12の出射端に取り付けられたコリメータレン
ズ13とから、構成されている。この発散規制枠12
は、光ファイバー束11の出射端から所定の開口数に依
って発散する光の広がりを、遮光板8の長手方向と平行
な方向のみに制限する部材である。また、コリメータレ
ンズ13は、発散規制枠12内において所定幅(検査対
象光学部材9の幅×2-1/2)まで拡がった光を平行光に
するレンズである。このコリメータレンズ13の光軸
は、撮像レンズ4の光軸lと検査対象光学部材9との交
点において、撮像レンズ4の光軸lに対して45度で交
わっている。従って、各補助照明装置10から出射され
た光(補助照明光)は、検査対象光学部材9の表面にお
ける撮像素子5によって撮像され得る部位を、全域に亘
って均等な照度及び角度で照明することができる。 <光学的欠陥検出の原理>次に、以上のように構成され
る光学部材検査装置において、検査対象光学部材9の光
学的な欠陥が撮像素子5によって撮像される原理を、以
下に説明する。As shown in FIGS. 2 and 3, auxiliary lighting devices 10, 10 are attached to both sides of the light-shielding plate 8 in the longitudinal direction. The auxiliary lighting device 10 includes an optical fiber bundle 11 and the optical fiber bundle 1.
The divergence restricting frame 12 is attached to the exit end of the divergence control unit 1 and a collimator lens 13 attached to the exit end of the divergence restricting frame 12. This divergence control frame 12
Is a member that limits the spread of light diverging from the emission end of the optical fiber bundle 11 according to a predetermined numerical aperture only in a direction parallel to the longitudinal direction of the light shielding plate 8. The collimator lens 13 is a lens that converts light that has spread to a predetermined width (width of the optical member 9 to be inspected × 2 −1/2 ) in the divergence control frame 12 into parallel light. The optical axis of the collimator lens 13 intersects the optical axis 1 of the imaging lens 4 at 45 degrees at the intersection of the optical axis 1 of the imaging lens 4 and the optical member 9 to be inspected. Therefore, the light (auxiliary illumination light) emitted from each auxiliary illumination device 10 illuminates a portion of the surface of the inspection target optical member 9 which can be imaged by the imaging element 5 with uniform illuminance and angle over the entire area. Can be. <Principle of Optical Defect Detection> Next, the principle in which an optical defect of the inspection target optical member 9 is imaged by the imaging element 5 in the optical member inspection apparatus configured as described above will be described below.
【0037】撮像素子5のピクセル列の受光面は殆ど幅
の無い線であるとみなせるので、図1の面内において
は、撮像レンズ4に入射して撮像素子5の各ピクセルに
入射し得る光は、撮像レンズ4の光軸lに沿った光線を
主光線とする光束であり且つ図1に示される周縁光線
m,m間を通る光のみである。この周縁光線m,mを逆
方向に辿ると、検査対象光学部材9の表面において交差
した後に、拡散板2に向かって拡がっている。そして、
拡散板2上において、この周縁光線m,mの間が遮光板
8によって遮られている。従って、図4に示すように、
検査対象光学部材9における撮像素子5による撮像対象
領域(撮像レンズ4に関して撮像素子5のピクセル列の
受光面と共役な部位及び光軸方向におけるその近傍)に
光学的欠陥がないとすると、撮像素子5の各ピクセルに
入射する光はない。即ち、拡散板2の表面における遮光
板8の側方箇所から拡散した光nは、検査対象光学部材
9における撮像対象領域を透過するが、周縁光線m,m
の外側を通るので、撮像レンズ4には入射しない。ま
た、拡散板2の表面における遮光板8の側方箇所から拡
散して検査対象光学部材9における撮像対象領域以外の
箇所を透過した光は、撮像レンズ4に入射し得るが、撮
像素子5の各ピクセル上には収束されない。そのため、
撮像素子5から出力される画像データは、検査対象光学
部材9の外縁に対応する明部(側面での拡散光に因る)
を除き、全域において暗くなっている。Since the light receiving surface of the pixel array of the image sensor 5 can be regarded as a line having almost no width, the light that can enter the image pickup lens 4 and enter each pixel of the image sensor 5 within the plane of FIG. Is a light beam having a light ray along the optical axis l of the imaging lens 4 as a principal ray, and is only light passing between the marginal rays m, m shown in FIG. When the marginal rays m, m are traced in the opposite direction, they intersect at the surface of the optical member 9 to be inspected and then spread toward the diffusion plate 2. And
On the diffusion plate 2, the space between the marginal rays m, m is shielded by the light shielding plate 8. Therefore, as shown in FIG.
Assuming that there is no optical defect in the region to be imaged by the image sensor 5 in the optical member 9 to be inspected (a portion conjugate with the light receiving surface of the pixel array of the image sensor 5 and its vicinity in the optical axis direction). No light is incident on each of the five pixels. That is, the light n diffused from the side of the light shielding plate 8 on the surface of the diffusion plate 2 passes through the imaging target area in the inspection target optical member 9, but the marginal rays m, m
, Does not enter the imaging lens 4. Further, light diffused from a side portion of the light shielding plate 8 on the surface of the diffusion plate 2 and transmitted through a portion other than the imaging target region in the inspection target optical member 9 can enter the imaging lens 4. It does not converge on each pixel. for that reason,
The image data output from the image sensor 5 is a bright portion corresponding to the outer edge of the optical member 9 to be inspected (due to the diffused light on the side surface).
All areas are dark except for.
【0038】これに対して、図3に示すように、検査対
象光学部材9表面における撮像対象領域内にキズC及び
ゴミDがある場合、図5に示すように、拡散板2の表面
における遮光板8の側方箇所から拡散した光nがこれら
キズC及びゴミDに当たると、この光nがこれらキズC
及びゴミDによって拡散される。この拡散光n’は、周
縁光線m,mの交点を中心として発散するので、その一
部は、撮像レンズ4を介して撮像素子5の各ピクセルに
入射する。従って、キズC及びゴミDの像(周囲よりも
明るい像)が撮像素子5の撮像面に形成される。なお、
検査対象光学部材9の外縁A,Bにおいても、同様な拡
散が生じるので、これら外縁A,Bの像が(周囲よりも
明るい像)が撮像素子5の撮像面に形成される。図6
は、図3に示す位置にて撮像が行われた時に撮像素子5
から出力される画像データの輝度分布を示すグラフであ
る。なお、図6においては、一回の撮像によって各ピク
セルに蓄積された電荷を、一走査分の周期内で順次自己
走査によって読み出している様子が示されている。On the other hand, as shown in FIG. 3, when there is a flaw C and a dust D in the imaging target area on the surface of the optical member 9 to be inspected, as shown in FIG. When the light n diffused from the side portion of the plate 8 hits the scratches C and the dust D, the light n
And dust D. Since the diffused light n ′ diverges around the intersection of the marginal rays m, m, a part of the light is incident on each pixel of the image sensor 5 via the image pickup lens 4. Therefore, images of the flaw C and the dust D (images brighter than the surroundings) are formed on the imaging surface of the imaging element 5. In addition,
Similar diffusion occurs also at the outer edges A and B of the inspection target optical member 9, so that images of these outer edges A and B (images brighter than the surroundings) are formed on the imaging surface of the imaging element 5. FIG.
Is an image sensor 5 when an image is taken at the position shown in FIG.
5 is a graph showing a luminance distribution of image data output from the image data. FIG. 6 shows a state in which the electric charges accumulated in each pixel by one imaging are sequentially read out by self-scanning within a cycle of one scanning.
【0039】なお、キズやクラックは、光を拡散させる
方向に指向性を有している。即ち、キズやクラックの方
向に対して平行な方向から入射した光については拡散す
ることなくそのまま透過し、これと直交する方向から入
射した光については拡散する。従って、図7に示す様
に、遮光板8の長手方向と平行にキズ又はクラックKが
形成されている場合には、拡散板2の表面における遮光
板8の側方箇所から拡散した光nがキズ又はクラックK
に対して直交する様に入射するので、上述したようにし
て拡散が生じ、この拡散の一部が撮像レンズ4に入射
し、このキズ又はクラックKの像が撮像素子5によって
撮像される。これに対して、図8に示す様に、遮光板8
の長手方向と直交する方向に沿ってキズ又はクラックK
が形成されている場合には、遮光板8の長手方向と直交
する方向の縦断面である図9に示すように、拡散板2の
表面における遮光板8の側方箇所から拡散した光nがキ
ズ又はクラックKに対して平行に入射するので、入射し
た光nは拡散されることなくそのまま透過する。そし
て、この光nは周縁光線m,mの外側を進むので、撮像
レンズ4には入射しない。そのため、キズ又はクラック
Kの像は撮像素子5によって撮像されない。The scratches and cracks have directivity in the direction in which light is diffused. That is, light incident from a direction parallel to the direction of the scratch or crack is transmitted as it is without being diffused, and light incident from a direction perpendicular to the direction is diffused. Therefore, as shown in FIG. 7, when the scratches or cracks K are formed parallel to the longitudinal direction of the light shielding plate 8, the light n diffused from the side of the light shielding plate 8 on the surface of the diffusion plate 2. Scratch or crack K
, The diffusion occurs as described above, and a part of the diffusion enters the imaging lens 4, and an image of the flaw or crack K is captured by the imaging element 5. On the other hand, as shown in FIG.
Along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the
Is formed, as shown in FIG. 9 which is a vertical cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the light shielding plate 8, light n diffused from a side portion of the light shielding plate 8 on the surface of the diffusion plate 2 is formed. Since the light is incident parallel to the flaw or crack K, the incident light n is transmitted without being diffused. Since the light n travels outside the marginal rays m, m, it does not enter the imaging lens 4. Therefore, the image of the scratch or the crack K is not captured by the image sensor 5.
【0040】このような問題を解消するために、本実施
形態においては、補助照明装置10,10が取り付けら
れているのである。この補助照明装置10は、遮光板8
の長手方向における側方から、検査対象光学部材9の表
面における撮像素子5によって撮像され得る部位を照明
する。従って、図10のように、キズ又はクラックKが
遮光板8の長手方向に対して直交する方向に沿って形成
されている場合でも、補助照明装置10は、このキズ又
はクラックKに対して直交方向から照明光を照射するこ
とができる。その結果、図10に示すように、このキズ
又はクラックKにて拡散が生じ、拡散光の一部が撮影レ
ンズ4に入射し、このキズ又はクラックKの像が撮像素
子5によって撮像される。 <光学的欠陥判定の方式>上述したように、撮像素子5
による撮像(電荷蓄積及び走査)は、スライドテーブル
7による検査対象光学部材9の移動と同期して、この検
査対象光学部材9が単位距離だけ移動する毎に行われ
る。そして、撮像素子5による撮像(電荷蓄積及び走
査)がなされる毎に、図6に示すような画像データが、
画像処理装置6に入力されて画像メモリ6aに書き込ま
れる。図11は、遮光板8,撮像素子5による撮像対象
領域(二点鎖線にて表示),及び検査対象光学部材9の
相対位置と画像メモリ6aに書き込まれた画像データと
の関係を示す。この図11に示すように、(a)の状態
から(d)の状態へ向けて検査対象光学部材9が撮像素
子5による撮像対象領域(二点鎖線にて表示)を通り抜
けるにつれて、画像メモリ6aの各行には、撮像素子5
によって撮像された各走査毎の画像データが、先頭行か
ら順に書き込まれる。In order to solve such a problem, in this embodiment, the auxiliary lighting devices 10, 10 are attached. This auxiliary lighting device 10 includes a light shielding plate 8
A portion of the surface of the inspection target optical member 9 which can be imaged by the image sensor 5 is illuminated from the side in the longitudinal direction of the optical member 9. Therefore, even when the flaw or crack K is formed along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the light shielding plate 8 as shown in FIG. 10, the auxiliary lighting device 10 is orthogonal to the flaw or crack K. Illumination light can be emitted from any direction. As a result, as shown in FIG. 10, diffusion occurs at the flaw or crack K, a part of the diffused light enters the imaging lens 4, and an image of the flaw or crack K is captured by the image sensor 5. <Method of Determining Optical Defect> As described above, the image pickup device 5
(Charge accumulation and scanning) is performed every time the inspection target optical member 9 moves by a unit distance in synchronization with the movement of the inspection target optical member 9 by the slide table 7. Then, every time imaging (charge accumulation and scanning) is performed by the imaging element 5, image data as shown in FIG.
The data is input to the image processing device 6 and written to the image memory 6a. FIG. 11 shows the relationship between the light-shielding plate 8, the region to be imaged by the image sensor 5 (indicated by a two-dot chain line), the relative position of the optical member 9 to be inspected, and the image data written in the image memory 6a. As shown in FIG. 11, as the optical member 9 to be inspected passes through the region to be imaged by the image sensor 5 (indicated by a two-dot chain line) from the state of (a) to the state of (d), the image memory 6a Each row of the image sensor 5
The image data for each scan captured by the above is sequentially written from the top row.
【0041】本実施形態においては、画像処理装置6
は、撮像素子5による撮像が全て完了した後において、
画像メモリ6aに格納されている検査対象光学部材9の
全面に対応する画像データ(図11(d))に基づい
て、良否判定を行う。具体的には、画像処理装置6は、
画像メモリ6aに格納されている画像データの各ピクセ
ルの輝度を所定の閾値と比較し、所定の閾値よりも明る
いピクセルの値を“1”とするとともにそれ以外のピク
セルの値を“0”とする二値化処理を行う。そして、二
値化処理後において“1”の値を有するピクセルの総数
が所定の判定基準値を超えている場合に、検査対象光学
部材9が不良品であると判断するのである。 <制御処理>次に、検査対象光学部材9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装置6が実
行する制御処理の内容を、図12のフローチャートを用
いて説明する。この制御処理開始の前提として、スライ
ドテーブル7のスライダ7bは、図1示すスライドレー
ル7aの最右側端に位置しており、検査対象対象光学部
材9は、図11(a)に示す様に撮像レンズ4の光軸l
から外れた位置に在るものとする。In this embodiment, the image processing device 6
Indicates that after all imaging by the imaging element 5 is completed,
The pass / fail judgment is made based on the image data (FIG. 11D) corresponding to the entire surface of the inspection target optical member 9 stored in the image memory 6a. Specifically, the image processing device 6
The luminance of each pixel of the image data stored in the image memory 6a is compared with a predetermined threshold, and the value of a pixel brighter than the predetermined threshold is set to “1”, and the values of other pixels are set to “0”. Perform a binarization process. Then, if the total number of pixels having a value of “1” after the binarization processing exceeds a predetermined determination reference value, it is determined that the inspection target optical member 9 is defective. <Control Processing> Next, the contents of the control processing executed by the image processing device 6 to determine whether the optical member 9 to be inspected is a non-defective product or a defective product will be described with reference to the flowchart of FIG. . As a precondition for starting this control processing, the slider 7b of the slide table 7 is located at the rightmost end of the slide rail 7a shown in FIG. 1, and the inspection target optical member 9 is imaged as shown in FIG. Optical axis l of lens 4
At a position deviated from the
【0042】図12の制御処理は、画像処理装置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。スタート後最初のS01では、画像処
理装置6は、スライドテーブル7の駆動モータ7eに対
する駆動信号の出力を開始し、検査対象光学部材9の等
速移動を開始させる。The control process shown in FIG. 12 is started when an unshown inspection start button connected to the image processing device 6 is pressed. In the first step S01 after the start, the image processing apparatus 6 starts outputting a drive signal to the drive motor 7e of the slide table 7, and starts moving the optical member 9 to be inspected at a constant speed.
【0043】次のS02では、画像処理装置6は、撮像
素子5から出力された一走査分の画像データを入力し、
画像メモリ6aに書き込む。次のS03では、画像処理
装置6は、S02での画像データの書き込みによって画
像メモリ6a内で検査対象光学部材9全体に対応する画
像データが合成されたかどうかをチェックする。そし
て、未だ検査対象光学部材9全体に対応する画像データ
が合成されていない場合には、処理をS02に戻し、新
たな撮像によって撮像素子5から出力された画像データ
を入力する。In the next S02, the image processing device 6 inputs the image data for one scan output from the image pickup device 5,
Write to the image memory 6a. In the next S03, the image processing device 6 checks whether or not the image data corresponding to the entire inspection target optical member 9 has been synthesized in the image memory 6a by writing the image data in S02. If the image data corresponding to the entire inspection target optical member 9 has not been synthesized yet, the process returns to S02, and the image data output from the image sensor 5 by the new imaging is input.
【0044】これに対して、検査対象光学部材9全体に
対応する画像データが合成された場合には、S04にお
いて、画像処理装置6は、画像メモリ6a内に書き込ま
れている検査対象光学部材9全体に対応する画像データ
に対して、二値化処理を行う。即ち、画像メモリ6aに
格納されている画像データの全ピクセルの輝度を、所定
の閾値と比較する。そして、当該所定の閾値よりも輝度
が高いピクセルの値を“1”に置き換えるとともに、当
該所定の閾値よりも輝度が低いピクセルの値を“0”に
置き換える。On the other hand, when the image data corresponding to the whole optical member 9 to be inspected is synthesized, in step S04, the image processing device 6 causes the optical member 9 to be inspected written in the image memory 6a. A binarization process is performed on the image data corresponding to the whole. That is, the brightness of all pixels of the image data stored in the image memory 6a is compared with a predetermined threshold. Then, the value of a pixel whose luminance is higher than the predetermined threshold is replaced with “1”, and the value of a pixel whose luminance is lower than the predetermined threshold is replaced with “0”.
【0045】次のS05では、画像処理装置6は、画像
メモリ6a内における“1”の値を有するピクセル(ド
ット)の総数を計測し、“1”の値を有するピクセル
(ドット)の数が所定の判定基準値よりも多いかどうか
をチェックする。そして、“1”の値を有するピクセル
(ドット)の数が所定の判定基準値よりも多い場合に
は、S06において、当該検査対象光学部材9が不良品
であると判定して、その旨を外部出力(画像表示,音声
出力)する。これに対して、“1”の値を有するピクセ
ル(ドット)の数が所定の判定基準値以下である場合に
は、S07において、当該検査対象光学部材9が良品で
あると判定して、その旨を外部出力(画像表示,音声出
力)する。以上の後に、画像処理装置6は、この制御処
理を終了する。In the next S05, the image processing device 6 measures the total number of pixels (dots) having a value of "1" in the image memory 6a, and determines the number of pixels (dots) having a value of "1". It is checked whether it is larger than a predetermined judgment reference value. If the number of pixels (dots) having a value of “1” is larger than the predetermined determination reference value, in S06, it is determined that the inspection target optical member 9 is defective, and that fact is determined. External output (image display, audio output). On the other hand, when the number of pixels (dots) having the value of “1” is equal to or smaller than the predetermined determination reference value, in S07, the inspection target optical member 9 is determined to be non-defective, and To the outside (image display, audio output). After the above, the image processing device 6 ends the control processing.
【0046】なお、S05での判定の代わりに、“1”
の値を有するピクセルの集合からなる領域の直径が所定
値以上あるかどうかによって判定を行っても良いし、
“1”の値を有するピクセルの集合からなる領域に該当
する二値化前画像における輝度値の総和が所定値以上あ
るかどうかによって判定を行っても良い。 <実施形態の作用>以上のように構成された本第1実施
形態によると、検査対象光学部材9を透過して撮像レン
ズ4に入射するとともに撮像素子5の各ピクセルに入射
し得る様な光は、遮光板8によって、予め拡散板2上に
て遮られている。従って、撮像素子5による撮像対象領
域内において検査対象光学部材9に光学欠陥が生じてい
なければ、撮像素子5によって撮像される画像データ
は、全体的に暗い。これに対して、撮像素子5による撮
像対象領域内において検査対象光学部材9に光学欠陥が
生じている場合には、遮光板8の側方からこの領域内に
入射した光が光学的欠陥によって拡散され、その拡散光
の一部が撮像レンズ4に入射する。この結果、撮像素子
5によって撮像される画像データは、光学欠陥の明るい
像が暗黒の背景上に強調されたものとなる。Note that "1" is used instead of the determination in S05.
It may be determined whether the diameter of the region consisting of a set of pixels having the value of is equal to or more than a predetermined value,
The determination may be made based on whether or not the sum of the luminance values in the pre-binarization image corresponding to the region including the set of pixels having the value “1” is equal to or greater than a predetermined value. <Operation of Embodiment> According to the first embodiment configured as described above, light that can pass through the inspection target optical member 9 and enter the imaging lens 4 and can enter each pixel of the imaging element 5. Are shielded on the diffusion plate 2 by the light shielding plate 8 in advance. Therefore, if no optical defect occurs in the inspection target optical member 9 in the imaging target region of the imaging element 5, the image data captured by the imaging element 5 is entirely dark. On the other hand, when an optical defect has occurred in the inspection target optical member 9 in the region to be imaged by the image sensor 5, light incident into this region from the side of the light shielding plate 8 is diffused by the optical defect. Then, a part of the diffused light enters the imaging lens 4. As a result, the image data picked up by the image pickup device 5 has a bright image of an optical defect emphasized on a dark background.
【0047】なお、本実施形態においては、撮像素子5
をラインセンサにしている。そのため、撮像素子5全体
をあまり大きくすることなく、解像度(ピクセル列方向
に並んだピクセルの総数)を高くすることができる。し
かも、エリアセンサの場合と異なり、ピクセル数を増や
して解像度を高くしても、ラインセンサの幅(ピクセル
列に直交する方向における幅)は変わらない。従って、
遮光板8の側方を通って検査対象光学部材9における撮
像対象領域内に入射する光の入射角を、小さくすること
ができる。その結果、拡散の程度が僅かであっても、拡
散光が撮像レンズ4に入射する。つまり、光学的欠陥の
検出感度をエリアセンサの場合よりも高くすることがで
きる。In this embodiment, the image pickup device 5
Is a line sensor. Therefore, the resolution (the total number of pixels arranged in the pixel column direction) can be increased without making the entire image sensor 5 too large. Moreover, unlike the area sensor, even if the number of pixels is increased to increase the resolution, the width of the line sensor (the width in the direction orthogonal to the pixel row) does not change. Therefore,
The incident angle of light that enters the imaging target region of the inspection target optical member 9 through the side of the light shielding plate 8 can be reduced. As a result, even if the degree of diffusion is slight, the diffused light enters the imaging lens 4. That is, the detection sensitivity of the optical defect can be made higher than that of the area sensor.
【0048】そして、撮像素子5によって撮像された画
像データにおける所定の判定基準値よりも輝度が高いピ
クセル(ドット)の数が測定され、測定されたピクセル
(ドット)数が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。Then, the number of pixels (dots) whose luminance is higher than a predetermined judgment reference value in the image data picked up by the image pickup device 5 is measured, and the measured number of pixels (dots) is determined to be a fixed judgment reference value. They are compared, and a determination as to whether the product is good or defective is made objectively according to the result of the comparison.
【0049】[0049]
【実施形態2】本発明の第2の実施形態は、第1実施形
態に比して、画像処理装置6内に画像メモリ6aがない
とともに、この画像処理装置6による制御処理が図13
に示すフローチャートに従ってなされることを特徴とす
る。この図13のフローチャートに従った制御処理は、
撮像素子5から入力される一ラインづつの画像データに
対して、直接二値化処理及び判定処理を実行するもので
ある。[Second Embodiment] The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the image processing device 6 has no image memory 6a, and the control processing by the image processing device 6 is performed as shown in FIG.
Is performed according to the flowchart shown in FIG. The control processing according to the flowchart of FIG.
The binarization process and the determination process are directly performed on the image data for each line input from the image sensor 5.
【0050】この図13のフローチャートに従った制御
処理は、画像処理装置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。スタート
後最初のS11では、画像処理装置6は、スライドテー
ブル7の駆動モータ7eに対する駆動信号の出力を開始
し、検査対象光学部材9の等速移動を開始させる。The control process according to the flowchart of FIG. 13 is started when an unillustrated inspection start button connected to the image processing device 6 is pressed. In the first step S11 after the start, the image processing device 6 starts outputting a drive signal to the drive motor 7e of the slide table 7, and starts the uniform movement of the optical member 9 to be inspected.
【0051】画像処理装置6は、次に、S12乃至S1
6のループ処理に入る。このループ処理に入って最初の
S12では、画像処理装置6は、撮像素子5から出力さ
れた一走査分の画像データを入力する。Next, the image processing device 6 executes S12 to S1
The processing enters the loop processing of No. 6. In the first step S12 after entering the loop processing, the image processing device 6 inputs the image data for one scan output from the image sensor 5.
【0052】次のS13では、画像処理装置6は、S1
2にて入力した一走査分の画像データに対して、二値化
処理を行う。即ち、一走査分の画像データの輝度を所定
の閾値と比較し、当該所定の閾値よりも輝度が高い部分
を論理値“1”とするとともに当該所定の閾値よりも輝
度が低い部分を論理値“0”とすることにより、画像デ
ータを矩形出力に変換する。In the next step S13, the image processing device 6 executes the processing in the step S1.
A binarization process is performed on the image data for one scan input in step 2. That is, the luminance of the image data for one scan is compared with a predetermined threshold, a portion having a luminance higher than the predetermined threshold is set to a logical value “1”, and a portion having a luminance lower than the predetermined threshold is set to a logical value. By setting it to “0”, the image data is converted into a rectangular output.
【0053】次のS14では、画像処理装置6は、S1
3にて変換された矩形出力の幅(論理値“1”の部分の
長さ)Tを測定する。次のS15では、画像処理装置6
は、S14にて測定された幅Tが所定の判定基準値より
も大きいか否かをチェックする。そして、S14にて測
定された幅Tが所定の判定基準値以下であると判定した
場合には、画像処理装置6は、処理をS16に進める。In the next S14, the image processing device 6 sets the S1
3. Measure the width (length of the portion of the logical value "1") T of the rectangular output converted in step 3. In the next S15, the image processing device 6
Checks whether the width T measured in S14 is larger than a predetermined reference value. Then, when it is determined that the width T measured in S14 is equal to or smaller than the predetermined determination reference value, the image processing device 6 advances the processing to S16.
【0054】このS16では、画像処理装置6は、検査
対象光学部材9全体に対応する画像データを入力し終わ
ったかどうかをチェックする。そして、未だ検査対象光
学部材全体に対応する画像データを入力し終わってない
場合には、画像処理装置6は、処理をS12に戻し、新
たな撮像によって撮像素子5から出力された画像データ
を入力する。In step S16, the image processing device 6 checks whether the input of the image data corresponding to the entire inspection target optical member 9 has been completed. If the image data corresponding to the entire optical member to be inspected has not been input yet, the image processing device 6 returns the process to S12, and inputs the image data output from the image sensor 5 by the new imaging. I do.
【0055】以上のループ処理を繰り返した結果、S1
4にて測定された幅Tが所定の判定基準値を超えたとS
15にて判定した場合には、画像処理装置6は、S18
において、当該検査対象光学部材9が不良品であると判
定して、その旨を外部出力(画像表示,音声出力)す
る。この場合には、以後における画像データの入力は打
ち切られ、この時点でこの制御処理は終了する。As a result of repeating the above loop processing, S1
If the width T measured at 4 exceeds a predetermined criterion value, S
If it is determined in S15, the image processing device 6 determines in S18
In step (1), it is determined that the inspection target optical member 9 is defective, and that fact is externally output (image display, audio output). In this case, the input of the image data thereafter is terminated, and the control processing ends at this point.
【0056】これに対して、幅Tが所定の判定基準値を
超えたと判定することなく検査対象光学部材9全体に対
応する画像データを入力し終えたとS16にて判定した
場合には、画像処理装置6は、S17において、当該検
査対象光学部材9が良品であると判定して、その旨を外
部出力(画像表示,音声出力)する。そして、その後、
この制御処理を終了する。On the other hand, if it is determined in S16 that the input of the image data corresponding to the entire inspection target optical member 9 has been completed without determining that the width T has exceeded the predetermined determination reference value, the image processing is performed. In S17, the device 6 determines that the inspection target optical member 9 is a non-defective product, and outputs the fact to the outside (image display, sound output). And then
This control processing ends.
【0057】本第2実施形態におけるその他の構成及び
作用は、第1実施形態のものと同じなので、その説明を
省略する。The other constructions and operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
【0058】[0058]
【実施形態3】本発明の第3の実施形態は、円形レンズ
のように光軸を中心にパワーを有する光学部材の検査に
適した構成例を示すものである。このような光学部材
は、第1実施形態の構成によって検査するのには適して
いない。図33は、このような光学部材としての凹レン
ズ14aを第1実施形態のスライドテーブル7に装着し
てスライド移動させた時に撮像装置3の位置から見た状
態を示すものである。この図33に示すように、凹レン
ズ14aを遮光板8に対して図中右側から左側に向けて
移動させると、凹レンズ14a及び遮光板8の見え方
は、同図(a)〜(c)に示すように変化する。同様
に、図34は、凸レンズ14bを第1実施形態のスライ
ドテーブル7に装着してスライド移動させた時に撮像装
置3の位置から見た状態を示すものである。この図34
に示すように、凸レンズ14bを遮光板8に対して図中
右側から左側に向けて移動させると、凸レンズ14b及
び遮光板8の見え方は、同図(a)〜(c)に示すよう
に変化する。このように、検査対象光学部材14a,1
4bの光軸が遮光板8の中心からずれている時には、検
査対象光学部材14a,14bを透過して見える遮光板
8の位置は、実際の位置よりもずれて見える。その結
果、検査対象光学部材14a,14bに光学的欠陥がな
いとしても、拡散板2における遮光板8の側方位置から
発散した光が撮像レンズ4に入射してしまい、撮像素子
5によって撮像される画像データが明るくなってしま
う。そのため、光学的欠陥の明るい像があまり強調され
なくなるとともに、光学的欠陥ではない部分が光学的欠
陥であると判定されてしまうおそれがあるのである。そ
のため、本第3実施形態では、検査対象光学部材14の
光軸と遮光板の中心とを常に一致させるために、その光
軸を中心として検査対象光学部材14を回転させる構成
としたのである。 <光学部材検査装置の構成>本第3実施形態の概略構成
を、図14の一部断面側面図に示す。この図14に示す
ように、光学部材検査装置を構成する照明ランプ1,拡
散板20,及び撮像装置3は、同一の光軸l上に配置さ
れている。Third Embodiment A third embodiment of the present invention shows a configuration example suitable for inspection of an optical member having a power centered on the optical axis, such as a circular lens. Such an optical member is not suitable for inspection by the configuration of the first embodiment. FIG. 33 shows a state where the concave lens 14a as such an optical member is mounted on the slide table 7 of the first embodiment and slid and viewed from the position of the imaging device 3. As shown in FIG. 33, when the concave lens 14a is moved from the right side to the left side in the drawing with respect to the light shielding plate 8, the appearance of the concave lens 14a and the light shielding plate 8 becomes as shown in FIGS. Changes as shown. Similarly, FIG. 34 shows a state where the convex lens 14b is mounted on the slide table 7 of the first embodiment and slid and viewed from the position of the imaging device 3. FIG. 34
As shown in (a), when the convex lens 14b is moved from the right side to the left side in the drawing with respect to the light shielding plate 8, the appearance of the convex lens 14b and the light shielding plate 8 becomes as shown in FIGS. Change. Thus, the inspection target optical members 14a, 1
When the optical axis of 4b is deviated from the center of the light-shielding plate 8, the position of the light-shielding plate 8 seen through the inspection target optical members 14a and 14b appears to be shifted from the actual position. As a result, even if there is no optical defect in the inspection target optical members 14a and 14b, light diverging from the side position of the light shielding plate 8 in the diffusion plate 2 enters the imaging lens 4 and is imaged by the imaging element 5. Image data becomes brighter. Therefore, a bright image of an optical defect is not emphasized much, and a portion that is not an optical defect may be determined to be an optical defect. Therefore, in the third embodiment, in order to always make the optical axis of the optical member 14 to be inspected coincide with the center of the light shielding plate, the optical member 14 to be inspected is rotated about the optical axis. <Configuration of Optical Member Inspection Apparatus> A schematic configuration of the third embodiment is shown in a partial cross-sectional side view of FIG. As shown in FIG. 14, the illumination lamp 1, the diffusion plate 20, and the imaging device 3 that constitute the optical member inspection device are arranged on the same optical axis l.
【0059】この撮像装置3の構成は、第1実施形態の
ものと同じなので、その説明を省略する。画像処理装置
21は、検査対象光学部材14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、撮像素子5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14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。即ち、この画像処理装置21は、
数値化手段,及び判定手段に相当する。この画像処理装
置21は、また、上述した判定処理を行うのに伴い、撮
像素子5からの画像データが入力されるのと同期して、
検査対象光学部材14を回転させるための制御信号を駆
動モータ18に対して出力する。この画像処理装置21
内には、上述の画像処理を行うに際して画像データを格
納するための第1画像メモリ21a及び第2画像メモリ
21bが、内蔵されている。The configuration of the image pickup device 3 is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. The image processing device 21 is a processor that determines whether the inspection target optical member 14 is a non-defective product or a defective product, performs predetermined image processing on image data input from the imaging element 5,
The degree of the optical defect of the inspection target optical member 14 is quantified, and this numerical value is compared with a predetermined criterion value (allowable value) to determine whether the numerical value is within the criterion value or exceeds the criterion value. Do. That is, the image processing device 21
It corresponds to a digitizing means and a judging means. The image processing apparatus 21 performs the above-described determination processing, and synchronizes with input of image data from the image sensor 5,
A control signal for rotating the inspection target optical member 14 is output to the drive motor 18. This image processing device 21
A first image memory 21a and a second image memory 21b for storing image data when performing the above-described image processing are built therein.
【0060】この駆動モータ18の駆動軸にはピニオン
ギア17が取り付けられており、このピニオンギア17
は、撮像レンズ4の光軸lを中心とした環状のホルダ1
5の周縁に取り付けられた環状ギア16に噛合してい
る。この環状のホルダ15は、円形レンズである検査対
象光学部材14の周縁を全周にわたって保持する。従っ
て、検査対象光学部材14の周縁の中心と光軸とが一致
している限り、検査対象光学部材14の光軸は、撮像レ
ンズ4の光軸lに対して同軸となる。そして、画像処理
装置21から上述の制御信号が出力されると、駆動モー
タ18がこの制御信号に従って回転する。すると、両ギ
ヤ17,16を介してホルダ15が回転駆動を受け、ホ
ルダ15に保持されている検査対象光学部材14が、光
軸lに直交する面内において、等速度で回転駆動され
る。即ち、これら駆動モータ18,両ギヤ17,16,
及びホルダ15が、検査対象光学部材14を撮像レンズ
4の光軸lを中心に回転させる回転手段を構成してい
る。なお、検査対象光学部材14の回転方向は、図15
に示すように、撮像装置3側から見て反時計方向であ
る。この図15は、検査対象光学部材14等を撮像装置
3側から見た平面図である。A pinion gear 17 is mounted on the drive shaft of the drive motor 18.
Is an annular holder 1 around the optical axis l of the imaging lens 4
5 meshes with an annular gear 16 attached to the periphery. The annular holder 15 holds the peripheral edge of the inspection target optical member 14 which is a circular lens over the entire circumference. Therefore, as long as the center of the peripheral edge of the inspection target optical member 14 and the optical axis match, the optical axis of the inspection target optical member 14 is coaxial with the optical axis 1 of the imaging lens 4. When the above-described control signal is output from the image processing device 21, the drive motor 18 rotates according to the control signal. Then, the holder 15 is rotationally driven via the gears 17 and 16, and the inspection target optical member 14 held by the holder 15 is rotationally driven at a constant speed in a plane orthogonal to the optical axis l. That is, these drive motors 18, both gears 17, 16,
The holder 15 constitutes a rotation unit for rotating the inspection target optical member 14 about the optical axis 1 of the imaging lens 4. The rotation direction of the inspection target optical member 14 is the same as that in FIG.
As seen from the side of the imaging device 3, it is counterclockwise. FIG. 15 is a plan view of the inspection target optical member 14 and the like as viewed from the imaging device 3 side.
【0061】検査対象光学部材14は、撮像レンズ4に
関してその表面(撮像レンズ4に対向する面)が撮像素
子5の撮像面と共役となるように配置されている。従っ
て、撮像素子5は、検査対象光学部材14の表面の画像
(1ライン分)を撮像することができるのである。図1
5においては、撮像素子5によって撮像され得る一ライ
ン分の撮像対象領域が、二点鎖線によって示されてい
る。なお、撮像レンズ4の倍率(即ち、撮像装置3自体
の位置,及び撮像レンズ4の撮像素子5に対する位置)
は、検査対象光学部材14の直径方向における全域を撮
像素子5の撮像面に結像し得るように、調整されてい
る。The inspection target optical member 14 is arranged such that the surface of the imaging lens 4 (the surface facing the imaging lens 4) is conjugate with the imaging surface of the imaging device 5. Therefore, the imaging device 5 can capture an image (for one line) of the surface of the inspection target optical member 14. FIG.
In 5, an imaging target area for one line that can be imaged by the imaging element 5 is indicated by a two-dot chain line. The magnification of the imaging lens 4 (that is, the position of the imaging device 3 itself and the position of the imaging lens 4 with respect to the imaging element 5)
Is adjusted so that the entire area in the diameter direction of the inspection target optical member 14 can be imaged on the imaging surface of the imaging element 5.
【0062】一方、照明ランプ1は、照明光(白色光)
を発光する白熱ランプであり、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。この照明ランプ1と検
査対象光学部材14との間に配置されている拡散板20
は、図15に示すように、検査対象光学部材14よりも
大径な円盤形状を有しており、その表面は粗面として加
工されている。従って、この拡散板20は、照明ランプ
1から出射された照明光をその裏面全面で受けて、拡散
しつつ透過させることができる。なお、この拡散板20
は、その中心において撮像レンズ4の光軸lと直交する
様に、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。On the other hand, the illumination lamp 1 emits illumination light (white light).
Which is fixed to a frame (not shown) of the optical member inspection apparatus. Diffusion plate 20 arranged between illumination lamp 1 and optical member 14 to be inspected
Has a disk shape larger in diameter than the optical member 14 to be inspected, as shown in FIG. 15, and its surface is processed as a rough surface. Therefore, the diffuser plate 20 can receive the illumination light emitted from the illumination lamp 1 on the entire rear surface thereof, and diffuse and transmit the illumination light. Note that this diffusion plate 20
Is fixed to a frame (not shown) of the optical member inspection device so that its center is perpendicular to the optical axis l of the imaging lens 4.
【0063】この拡散板20の表面上には、帯状の形状
を有する遮光手段としての遮光板19が、その長手方向
を撮像素子5のピクセル列の方向(撮像レンズ4の光軸
lに直交する一定方向)と平行な方向に向けて、貼り付
けられている。この遮光板19の中心は撮像レンズ4の
光軸lと一致している。また、遮光板19の長手方向に
おける全長は検査対象光学部材14の直径よりも長い。
そして、図15に示すように、撮像装置3の位置から見
ると、遮光板19の両端は、検査対象光学部材14の外
縁よりも外側にはみ出している。また、遮光板19の幅
は、撮像素子5のピクセル列の方向に直交する方向にお
ける光学部材検査装置の断面図である図16に示すよう
に、撮像素子5の各ピクセルに入射する光の周縁光線
m,mの間隔よりも広い。従って、撮像素子5の各ピク
セルに入射し得る方向からの光は全てこの遮光板19に
よって遮られるので、撮像素子5によって撮像される検
査対象光学部材14の背景は、常に暗くなっている。On the surface of the diffusion plate 20, a light-shielding plate 19 as a light-shielding means having a belt-like shape is arranged so that its longitudinal direction is perpendicular to the direction of the pixel row of the image pickup device 5 (the optical axis l of the image pickup lens 4). (Constant direction). The center of the light shielding plate 19 coincides with the optical axis l of the imaging lens 4. The total length of the light shielding plate 19 in the longitudinal direction is longer than the diameter of the optical member 14 to be inspected.
Then, as shown in FIG. 15, when viewed from the position of the imaging device 3, both ends of the light shielding plate 19 protrude outside the outer edge of the inspection target optical member 14. Further, as shown in FIG. 16 which is a cross-sectional view of the optical member inspection device in a direction orthogonal to the direction of the pixel rows of the image sensor 5, the width of the light-shielding plate 19 It is wider than the interval between the light beams m and m. Therefore, all the light from the direction that can enter each pixel of the image sensor 5 is blocked by the light shielding plate 19, and the background of the inspection target optical member 14 imaged by the image sensor 5 is always dark.
【0064】この遮光板8の長手方向における両端の側
方には、夫々、図14及び図15に示すように、補助照
明装置10,10が取り付けられている。この補助照明
装置10の構成は、第1実施形態のものと同じなので、
その説明を省略する。 <光学的欠陥検出の原理>以上のように構成される光学
部材検査装置において、図16の面内では、撮像レンズ
4に入射して撮像素子5の各ピクセルに入射し得る光
は、撮像レンズ4の光軸lに沿った光線を主光線とする
光束であり且つ図16に示される周縁光線m,m間を通
る光のみである。この周縁光線m,mを逆方向に辿る
と、検査対象光学部材14の表面において交差した後
に、拡散板20に向かって拡がっている。そして、拡散
板20上において、この周縁光線m,mの間が遮光板1
9によって遮られている。従って、図16に示すよう
に、検査対象光学部材14における撮像素子5による撮
像対象領域(撮像レンズ4に関して撮像素子5のピクセ
ル列の受光面と共役な部位及び光軸方向におけるその近
傍)に光学的欠陥がないとすると、撮像素子5の各ピク
セルに入射する光はない。即ち、拡散板20の表面にお
ける遮光板19の側方箇所から拡散した光nは、検査対
象光学部材14における撮像対象領域を透過するが、周
縁光線m,mの外側を通るので、撮像レンズ4には入射
しない。また、拡散板2の表面における遮光板8の側方
箇所から拡散して検査対象光学部材14における撮像対
象領域以外の箇所を透過した光は、撮像レンズ4に入射
し得るが、撮像素子5の各ピクセル上には収束されな
い。そのため、撮像素子5から出力される画像データ
は、検査対象光学部材14の外縁に対応する明部(側面
での拡散光に因る)を除き、全域において暗くなってい
る。As shown in FIGS. 14 and 15, auxiliary lighting devices 10 are mounted on both sides of the light-shielding plate 8 in the longitudinal direction, respectively. Since the configuration of the auxiliary lighting device 10 is the same as that of the first embodiment,
The description is omitted. <Principle of Optical Defect Detection> In the optical member inspection apparatus configured as described above, light that can enter the imaging lens 4 and enter each pixel of the imaging element 5 in the plane of FIG. 4 is a light beam having a light ray along the optical axis 1 as a principal ray and only light passing between the marginal rays m, m shown in FIG. When these marginal rays m, m are traced in the opposite direction, they intersect at the surface of the inspection target optical member 14 and then spread toward the diffusion plate 20. Then, on the diffusion plate 20, a space between the marginal rays m, m
9 interrupted. Therefore, as shown in FIG. 16, an optical image is formed in an area to be imaged by the image sensor 5 in the inspection target optical member 14 (a part conjugate with the light receiving surface of the pixel array of the image sensor 5 with respect to the imaging lens 4 and its vicinity in the optical axis direction). If there is no target defect, no light is incident on each pixel of the image sensor 5. That is, the light n diffused from the side of the light shielding plate 19 on the surface of the diffusion plate 20 passes through the imaging target area in the inspection target optical member 14 but passes outside the marginal rays m, m. Does not enter. Further, light diffused from a side portion of the light shielding plate 8 on the surface of the diffusion plate 2 and transmitted through a portion of the inspection target optical member 14 other than the imaging target region can enter the imaging lens 4. It does not converge on each pixel. For this reason, the image data output from the image sensor 5 is dark over the entire area except for a bright portion (due to diffused light on the side surface) corresponding to the outer edge of the inspection target optical member 14.
【0065】これに対して、図15に示すように、検査
対象光学部材14表面における撮像対象領域内にキズC
及びゴミDがある場合、図17に示すように、拡散板2
0の表面における遮光板19の側方箇所から拡散した光
nがこれらキズC及びゴミDに当たると、この光nがこ
れらキズC及びゴミDによって拡散される。この拡散光
n’は、周縁光線m,mの交点を中心として発散するの
で、その一部は、撮像レンズ4を介して撮像素子5の各
画素上に入射する。従って、キズC及びゴミDの像(周
囲よりも明るい像)が撮像素子5の撮像面に形成され
る。なお、検査対象光学部材14の外周A,Bにおいて
も、同様な拡散が生じるので、これら外周A,Bの像が
(周囲よりも明るい像)が撮像素子5の撮像面に形成さ
れる。図18は、図15に示す位置にて撮像が行われた
時に撮像素子5から出力される画像データの輝度分布を
示すグラフである。なお、図18においては、一回の撮
像によって各ピクセルに蓄積された電荷を、一走査分の
周期内で順次自己走査によって読み出している様子が示
されている。On the other hand, as shown in FIG. 15, the defect C
And dust D, as shown in FIG.
When the light n diffused from the side of the light shielding plate 19 on the surface of the light 0 hits the flaws C and the dust D, the light n is diffused by the flaws C and the dust D. Since the diffused light n ′ diverges around the intersection of the marginal rays m, m, a part of the light is incident on each pixel of the image sensor 5 via the image pickup lens 4. Therefore, images of the flaw C and the dust D (images brighter than the surroundings) are formed on the imaging surface of the imaging element 5. Since the same diffusion occurs in the outer circumferences A and B of the inspection target optical member 14, images of the outer circumferences A and B (images brighter than the surroundings) are formed on the imaging surface of the imaging element 5. FIG. 18 is a graph showing a luminance distribution of image data output from the image sensor 5 when an image is taken at the position shown in FIG. Note that FIG. 18 shows a state in which charges accumulated in each pixel by one image pickup are sequentially read out by self-scanning within one scanning cycle.
【0066】なお、遮光板19の短手方向と平行に形成
されたキズ又はクラックKは、図19に示すように、補
助照明装置10,10により、遮光板19の長手方向に
おける側方から照明される。従って、遮光板8の短手方
向に対して平行に形成されているキズ又はクラックK
も、補助照明装置10からの照明光によって拡散を生
じ、この拡散の一部を撮影レンズ4に入射させ、このキ
ズ又はクラックKの像が撮像素子5によって撮像され
る。 <光学的欠陥判定の方式>上述したように、撮像素子5
による撮像(電荷蓄積及び走査)は、駆動モータ18に
よる検査対象光学部材14の回転と同期して、この検査
対象光学部材14が単位角度だけ回転する毎に行われ
る。そして、撮像素子5による撮像(電荷蓄積及び走
査)がなされる毎に、図18に示すような画像データ
が、画像処理装置21に入力されて第1画像メモリ21
aに書き込まれる。図20乃至図24は、遮光板19,
撮像素子5による撮像対象領域(二点鎖線にて表示),
及び検査対象光学部材14の相対位置と第1画像メモリ
21aに書き込まれた画像データとの関係を示す。具体
的には、図20は、初期状態を示し(この時点で撮像さ
れる検査対象光学部材14の外縁上の点を、夫々
“A”,“B”とする)、図21は、初期状態から反時
計方向に45度回転した状態を示し、図22は、検査対
象光学部材14が初期状態から反時計方向に90度回転
した状態を示し、図23は、検査対象光学部材14が初
期状態から反時計方向に135度回転した状態を示し、
図24は、検査対象光学部材14が初期状態から反時計
方向に180度回転した終了態を示す。これら各図に示
すように、検査対象光学部材14が回転するにつれて、
第1画像メモリ21aの各行には、撮像素子5によって
撮像された各走査毎の画像データが、先頭行から順に書
き込まれる。The flaws or cracks K formed in parallel with the short direction of the light shielding plate 19 are illuminated from the side in the longitudinal direction of the light shielding plate 19 by the auxiliary lighting devices 10 as shown in FIG. Is done. Therefore, the scratches or cracks K formed parallel to the short direction of the light shielding plate 8
Also, diffusion occurs due to the illumination light from the auxiliary lighting device 10, a part of the diffusion is made to enter the imaging lens 4, and an image of the flaw or crack K is captured by the imaging element 5. <Method of Determining Optical Defect> As described above, the image pickup device 5
(Charge accumulation and scanning) are performed every time the inspection target optical member 14 rotates by a unit angle in synchronization with the rotation of the inspection target optical member 14 by the drive motor 18. Each time an image is taken (charge accumulation and scanning) by the image sensor 5, image data as shown in FIG.
is written to a. 20 to 24 show the light shielding plate 19,
A region to be imaged by the image sensor 5 (indicated by a two-dot chain line),
7 shows a relationship between the relative position of the inspection target optical member 14 and the image data written in the first image memory 21a. Specifically, FIG. 20 shows an initial state (points on the outer edge of the inspection target optical member 14 imaged at this time are “A” and “B”, respectively), and FIG. 21 shows an initial state. 22 shows a state where the optical member 14 to be inspected is rotated 90 degrees counterclockwise from the initial state, and FIG. 23 shows a state where the optical member 14 to be inspected is in the initial state. Shows a state rotated 135 degrees counterclockwise from
FIG. 24 shows an end state in which the inspection target optical member 14 has been rotated 180 degrees counterclockwise from the initial state. As shown in each of these drawings, as the inspection target optical member 14 rotates,
In each row of the first image memory 21a, image data of each scan captured by the image sensor 5 is written in order from the first row.
【0067】図24(b)に示す時点で第1画像メモリ
21aに書き込まれている画像データの縦軸は、点A,
B間を結ぶ直径を基準とした検査対象光学部材14の回
転角を示し、横軸は、検査対象光学部材14の中心(光
軸)Oから直径方向への距離を示す。即ち、第1画像メ
モリ21aに書き込まれる画像データの座標系は、極座
標系である。この極座標系においては、検査対象光学部
材14の中心Oに近い欠陥程面積が大きく写り込み、外
縁に近い欠陥程面積が小さく写り込む。従って、第1画
像メモリ21aに書き込まれている画像データそのもの
に基づいて、検査対象光学部材14が良品であるか否か
の客観的判定はできない。そのため、本実施の形態にお
ける画像処理装置21は、第1画像メモリ21aに書き
込まれている極座標系による画像データを直交座標系に
よる画像データに変換して、第2画像メモリ21bに書
き込む。The vertical axis of the image data written in the first image memory 21a at the time shown in FIG.
The rotation angle of the optical member 14 to be inspected with reference to the diameter connecting B is shown, and the horizontal axis represents the distance from the center (optical axis) O of the optical member 14 to be inspected in the diameter direction. That is, the coordinate system of the image data written in the first image memory 21a is a polar coordinate system. In this polar coordinate system, a defect closer to the center O of the inspection target optical member 14 has a larger area, and a defect closer to the outer edge has a smaller area. Therefore, it is not possible to objectively determine whether or not the inspection target optical member 14 is non-defective based on the image data itself written in the first image memory 21a. Therefore, the image processing apparatus 21 in the present embodiment converts the image data in the polar coordinate system written in the first image memory 21a into image data in the rectangular coordinate system, and writes the image data in the second image memory 21b.
【0068】図25は、このような極座標系から直交座
標系への座標変換方法を示す図であり、検査対象光学部
材14の表面上に定義されたローカル座標系と撮像素子
5のピクセル列の方向を基準(縦軸)とした絶対座標系
との関係を示すものである。図25において、検査対象
光学部材14の表面上に定義されたローカル座標系は、
検査対象光学部材14の光軸Oを原点0とし、検査対象
光学部材14外縁上における点Aと点Bとを結ぶ線をY
軸とする。また、Y軸と直交し且つ原点0を通る線をX
軸とする。また、絶対座標系の縦軸上の各点の値は、撮
像素子5の各ピクセルの走査の順番に対応するので、撮
像素子5の解像度(ピクセル数)をnとすると0〜n−
1の値をとる。そして、n/2の点において、絶対座標
系の縦軸はローカル座標の原点0と交差することとな
る。FIG. 25 is a diagram showing a method of converting coordinates from such a polar coordinate system to a rectangular coordinate system. The local coordinate system defined on the surface of the optical member 14 to be inspected and the pixel row of the image sensor 5 are shown. It shows the relationship with the absolute coordinate system using the direction as a reference (vertical axis). In FIG. 25, the local coordinate system defined on the surface of the inspection target optical member 14 is:
The optical axis O of the inspection target optical member 14 is defined as the origin 0, and a line connecting the point A and the point B on the outer edge of the inspection target optical member 14 is represented by Y.
Axis. A line perpendicular to the Y axis and passing through the origin 0 is defined as X
Axis. Also, since the value of each point on the vertical axis of the absolute coordinate system corresponds to the order of scanning of each pixel of the image sensor 5, if the resolution (the number of pixels) of the image sensor 5 is n, 0 to n−
Takes a value of 1. Then, at the point of n / 2, the vertical axis of the absolute coordinate system intersects the origin 0 of the local coordinates.
【0069】検査対象光学部材14が回転すると、ロー
カル座標系は、原点0を中心として絶対座標系の縦軸に
対して反時計方向に回転する。このとき、撮像開始時か
らの撮像の回数(走査回数)をkとし、撮像の一周期
(一走査)の間に検査対象光学部材14が回転する角度
をθとすると、撮像素子5中m(但し、0≦m≦n/2)
番目のピクセルPのローカル座標系における極座標はP
(n/2−m,kθ)となり、m’(但し、n/2<m’≦n
−1)番目のピクセルP’のローカル座標系における極
座標はP’(m’−n/2,π+kθ)となる。これら極
座標P,P’を直交座標によって表すと、P(Px,P
y),P’(P’x,P’y)となる。ここで、 Px=(n/2−m)sin kθ …(1) Py=(n/2−m)cos kθ …(2) Px’=(m’−n/2)sin(180+ kθ)=−(m’−n/2)sin kθ…(3) Py’=(m’−n/2)cos(180+kθ)=−(m’−n/2)cos kθ…(4) と表される。従って、これら式(1)〜(4)を用いる
ことにより、極座標系を直交座標系に変換することがで
きるのである。When the optical member 14 to be inspected rotates, the local coordinate system rotates counterclockwise around the origin 0 with respect to the vertical axis of the absolute coordinate system. At this time, assuming that the number of times of imaging (the number of scans) from the start of imaging is k, and the angle at which the inspection target optical member 14 rotates during one period of imaging (one scan) is θ, m (m However, 0 ≦ m ≦ n / 2)
The polar coordinate of the pixel P in the local coordinate system is P
(N / 2−m, kθ), and m ′ (where n / 2 <m ′ ≦ n
-1) The polar coordinate of the pixel P ′ in the local coordinate system is P ′ (m′−n / 2, π + kθ). When these polar coordinates P and P ′ are represented by rectangular coordinates, P (Px, P
y), P '(P'x, P'y). Here, Px = (n / 2−m) sin kθ (1) Py = (n / 2−m) cos kθ (2) Px ′ = (m′−n / 2) sin (180 + kθ) = − (M′−n / 2) sin kθ (3) Py ′ = (m′−n / 2) cos (180 + kθ) = − (m′−n / 2) cos kθ (4) . Therefore, by using these equations (1) to (4), the polar coordinate system can be converted to the rectangular coordinate system.
【0070】いま、図26(a)に示すように、撮像素
子5のピクセル数(解像度)nが2048個であり、検
査対象光学部材14が半回転(180度)する間に20
48回の撮像がなされるとする(即ち、θ=180/204
8)。この場合、画像処理装置21は、第1画像メモリ
21a中の0〜1024列目のピクセルに対しては上記
式(1),(2)を適用し、1025〜2047列目の
ピクセルに対しては上記式(3),(4)を適用する。
但し、図26(b)に示すように、第2画像メモリ21
bの原点(0,0)は、中心ではなくて左上に位置する
ので、原点位置をずらすための補正がなされねばならな
い。具体的には、この第2画像メモリ21bのピクセル
数が2048×2048個であることから、画像処理装
置21は、上記式(1),(3)によって求められたX
座標値に対して一律に1024を加算し、上記式
(2),(4)によって求められたY座標値の極性を反
転した後に一律に1024を加算する補正を施さなけれ
ばならない。Now, as shown in FIG. 26 (a), the number of pixels (resolution) n of the image sensor 5 is 2048, and the number of pixels becomes 20 during the half rotation (180 degrees) of the optical member 14 to be inspected.
Assume that 48 images are taken (that is, θ = 180/204).
8). In this case, the image processing device 21 applies the above equations (1) and (2) to the pixels in the 0th to 1024th columns in the first image memory 21a, and Applies the above equations (3) and (4).
However, as shown in FIG. 26B, the second image memory 21
Since the origin (0, 0) of b is located not at the center but at the upper left, correction must be made to shift the origin position. More specifically, since the number of pixels in the second image memory 21b is 2048 × 2048, the image processing device 21 calculates X
1024 must be uniformly added to the coordinate values, and a correction must be made to uniformly add 1024 after inverting the polarity of the Y coordinate value obtained by the above equations (2) and (4).
【0071】以上をまとめると、画像処理装置21は、
図26(a)に示す第1画像メモリ21a中のk行目,
m列目(m=0〜1024)のピクセルに対しては、下
記式(1’),(2’)を実行する。 Px=1024+(1024−m)sin kθ …(1’) Py=1024−(1024−m)cos kθ …(2’) そして、求められたPx,Pyの値に基づき、図26
(b)に示す第2画像メモリ21b中のPy行目,Px
列目のピクセルを変換後のピクセルとして特定する。そ
して、第1画像メモリ21a中のk行目,m列目のピク
セルに書き込まれていたデータを、第2画像メモリ21
b中のPy行目,Px列目のピクセルに書き移す。To summarize the above, the image processing apparatus 21
The k-th row in the first image memory 21a shown in FIG.
The following equations (1 ′) and (2 ′) are executed for the pixels in the m-th column (m = 0 to 1024). Px = 1024 + (1024-m) sin kθ (1 ′) Py = 1024- (1024-m) cos kθ (2 ′) Then, based on the obtained values of Px and Py, FIG.
Py line, Px in the second image memory 21b shown in FIG.
Identify the pixels in the column as converted pixels. Then, the data written to the pixels in the k-th row and the m-th column in the first image memory 21 a is
The data is transferred to the pixels in the Py row and Px column in b.
【0072】一方、画像処理装置21は、図26(a)
に示す第1画像メモリ21a中のk行目,m’列目
(m’=1025〜2047)のピクセルに対しては、
下記式(3’),(4’)を実行する。 Px’=1024−(m’−1024)sin kθ …(3’) Py’=1024+(m’−1024)cos kθ …(4’) そして、求められたPx’,Py’の値に基づき、図2
6(b)に示す第2画像メモリ21b中のPx’行目,
Py’列目のピクセルを変換後のピクセルとして特定す
る。そして、第1画像メモリ21a中のk行目,m列目
のピクセルに書き込まれていたデータを、第2画像メモ
リ21b中のPx’行目,Py’列目のピクセルに書き
移す。On the other hand, the image processing device 21 is configured as shown in FIG.
For the pixel at the k-th row and m'-th column (m '= 1024 to 2047) in the first image memory 21a shown in FIG.
The following equations (3 ′) and (4 ′) are executed. Px ′ = 1024− (m′−1024) sin kθ (3 ′) Py ′ = 1024 + (m′−1024) cos kθ (4 ′) Then, based on the obtained values of Px ′ and Py ′, FIG.
6 (b), the line Px ′ in the second image memory 21b,
The pixel in the Py ′ column is specified as a pixel after conversion. Then, the data written to the pixels in the k-th row and m-th column in the first image memory 21a is transferred to the pixels in the Px'-th row and Py 'column in the second image memory 21b.
【0073】このような書き移し完了後において第2画
像メモリ21bに格納されている画像データは、検査対
象光学部材14をエリアセンサによって撮像して得た画
像データと略等価であり、光学的欠陥の位置如何に拘わ
らず、画像データ中の光学的欠陥の面積は実際の光学的
欠陥の面積と正比例関係にある。そこで、画像処理装置
21は、この第2画像メモリ21bに格納されている画
像データに基づいて、良否判定を行うのである。具体的
には、画像処理装置21は、第2画像メモリ21bに格
納されている画像データの各ピクセルの輝度を所定の閾
値と比較し、所定の閾値よりも明るいピクセルの値を
“1”とするとともにそれ以外のピクセルの値を“0”
とする二値化処理を行う。そして、二値化処理後におい
て“1”の値を有するピクセルの総数が所定の判定基準
値を超えている場合に、検査対象光学部材14が不良品
であると判断するのである。 <制御処理>次に、検査対象光学部材14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装置21
が実行する制御処理の内容を、図27のフローチャート
を用いて説明する。After the completion of the transfer, the image data stored in the second image memory 21b is substantially equivalent to the image data obtained by imaging the optical member 14 to be inspected by the area sensor. Irrespective of the position, the area of the optical defect in the image data is directly proportional to the area of the actual optical defect. Therefore, the image processing device 21 makes a pass / fail determination based on the image data stored in the second image memory 21b. Specifically, the image processing device 21 compares the luminance of each pixel of the image data stored in the second image memory 21b with a predetermined threshold, and sets the value of a pixel brighter than the predetermined threshold to “1”. And set the value of other pixels to “0”
Is performed. Then, if the total number of pixels having a value of “1” after the binarization processing exceeds a predetermined determination reference value, it is determined that the inspection target optical member 14 is defective. <Control Processing> Next, the image processing apparatus 21 is used to determine whether the inspection target optical member 14 is a good product or a defective product.
Will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0074】図27の制御処理は、画像処理装置21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。スタート後最初のS21では、画像
処理装置21は、駆動モータ18に対する駆動信号の出
力を開始し、検査対象光学部材14の等速回転を開始さ
せる。The control process shown in FIG. 27 starts when an inspection start button (not shown) connected to the image processing apparatus 21 is pressed. In the first step S21 after the start, the image processing apparatus 21 starts outputting a drive signal to the drive motor 18 and starts the rotation of the inspection target optical member 14 at a constant speed.
【0075】次のS22では、画像処理装置21は、撮
像素子5から出力された一走査分の画像データを入力
し、第1画像メモリ21aに書き込む。次のS23で
は、画像処理装置21は、S22での画像データの書き
込みによって第1画像メモリ21a内で検査対象光学部
材9全体に対応する極座標系による画像データが合成さ
れたかどうかをチェックする。そして、未だ検査対象光
学部材9全体に対応する極座標系による画像データが合
成されていない場合には、処理をS22に戻し、新たな
撮像によって撮像素子5から出力された画像データを入
力する。In the next step S22, the image processing device 21 inputs the image data for one scan output from the image pickup device 5, and writes it in the first image memory 21a. In the next step S23, the image processing apparatus 21 checks whether or not the image data in the polar coordinate system corresponding to the entire inspection target optical member 9 has been combined in the first image memory 21a by writing the image data in S22. If the image data in the polar coordinate system corresponding to the entire inspection target optical member 9 has not been synthesized yet, the process returns to S22, and the image data output from the image sensor 5 by the new imaging is input.
【0076】これに対して、検査対象光学部材9全体に
対応する極座標系による画像データが合成された場合に
は、画像処理装置21は、S24において、第1画像メ
モリ21a内に書き込まれている極座標系による画像デ
ータに対して上記式(1’)〜(4’)を用いた座標変
換を行い、直交座標系に変換された画像データを第2画
像メモリ21bに書き込む。On the other hand, when the image data in the polar coordinate system corresponding to the whole optical member 9 to be inspected is synthesized, the image processing apparatus 21 writes the image data in the first image memory 21a in S24. The image data in the polar coordinate system is subjected to coordinate conversion using the above equations (1 ′) to (4 ′), and the image data converted to the rectangular coordinate system is written in the second image memory 21b.
【0077】次のS25では、画像処理装置21は、第
2画像メモリ21b内に書き込まれている直交座標系に
よる検査対象光学部材9全体の画像に対して、二値化処
理を行う。即ち、第2画像メモリ21bに格納されてい
る画像データの全ピクセルの輝度を、所定の閾値と比較
する。そして、当該所定の閾値よりも輝度が高いピクセ
ルの値を“1”に置き換えるとともに、当該所定の閾値
よりも輝度が低いピクセルの値を“0”に置き換える。In the next step S25, the image processing device 21 performs a binarization process on the image of the entire optical member 9 to be inspected in the rectangular coordinate system written in the second image memory 21b. That is, the brightness of all pixels of the image data stored in the second image memory 21b is compared with a predetermined threshold. Then, the value of a pixel whose luminance is higher than the predetermined threshold is replaced with “1”, and the value of a pixel whose luminance is lower than the predetermined threshold is replaced with “0”.
【0078】次のS26では、画像処理装置21は、第
2画像メモリ21b内における“1”の値を有するピク
セル(ドット)の総数を計測し、“1”の値を有するピ
クセル(ドット)の数が所定の判定基準値よりも多いか
どうかをチェックする。そして、“1”の値を有するピ
クセル(ドット)の数が所定の判定基準値よりも多い場
合には、S27において、当該検査対象光学部材9が不
良品であると判定して、その旨を外部出力(画像表示,
音声出力)する。これに対して、“1”の値を有するピ
クセル(ドット)の数が所定の判定基準値以下である場
合には、S28において、当該検査対象光学部材9が良
品であると判定して、その旨を外部出力(画像表示,音
声出力)する。以上の後に、画像処理装置21は、この
制御処理を終了する。In the next step S26, the image processing device 21 measures the total number of pixels (dots) having a value of “1” in the second image memory 21b, and determines the number of pixels (dots) having a value of “1”. Check if the number is greater than a predetermined criterion value. If the number of pixels (dots) having a value of “1” is larger than the predetermined determination reference value, in S27, it is determined that the inspection target optical member 9 is defective, and that fact is determined. External output (image display,
Audio output). On the other hand, when the number of pixels (dots) having a value of “1” is equal to or smaller than the predetermined determination reference value, in S28, the inspection target optical member 9 is determined to be non-defective, and To the outside (image display, audio output). After the above, the image processing device 21 ends the control processing.
【0079】なお、S26での判定の代わりに、“1”
の値を有するピクセルの集合からなる領域の直径が所定
値以上あるかどうかによって判定を行っても良いし、
“1”の値を有するピクセルの集合からなる領域に該当
する二値化前画像における輝度値の総和が所定値以上あ
るかどうかによって判定を行っても良い。 <実施形態の作用>以上のように構成された本第3実施
形態によると、検査対象光学部材14を透過して撮像レ
ンズ4に入射するとともに撮像素子5の各ピクセルに入
射し得る様な光は、遮光板19によって、予め遮光板2
0上にて遮られている。従って、撮像素子5による撮像
対象領域内において検査対象光学部材14に光学欠陥が
生じていなければ、撮像素子5によって撮像される画像
データは、全体的に暗い。これに対して、撮像素子5に
よって撮像され得る範囲において検査対象光学部材14
に光学欠陥が生じている場合には、遮光板19の側方か
らこの領域内に入射した光が光学的欠陥によって拡散さ
れ、その拡散光の一部が撮像レンズ4に入射する。この
結果、撮像素子5によって撮像される画像データは、光
学欠陥の明るい像が暗黒の背景上に強調されたものとな
る。Note that "1" is used instead of the determination in S26.
It may be determined whether the diameter of the region consisting of a set of pixels having the value of is equal to or more than a predetermined value,
The determination may be made based on whether or not the sum of the luminance values in the pre-binarization image corresponding to the region including the set of pixels having the value “1” is equal to or greater than a predetermined value. <Operation of the Embodiment> According to the third embodiment configured as described above, light that can pass through the inspection target optical member 14 and enter the imaging lens 4 and can enter each pixel of the imaging element 5. The light shielding plate 19 is used in advance by the light shielding plate 19.
Blocked above zero. Therefore, if no optical defect occurs in the inspection target optical member 14 in the imaging target region of the imaging device 5, the image data captured by the imaging device 5 is entirely dark. On the other hand, the optical member 14 to be inspected is in a range in which the image
In the case where an optical defect has occurred, the light incident on this region from the side of the light shielding plate 19 is diffused by the optical defect, and a part of the diffused light enters the imaging lens 4. As a result, the image data picked up by the image pickup device 5 has a bright image of an optical defect emphasized on a dark background.
【0080】なお、本実施形態においては、光軸を中心
として屈折力を有するレンズを検査対象光学部材14と
しているとともに、この検査対象光学部材14の光軸を
撮像レンズ4の光軸lと一致させ、この光軸を中心に検
査対象光学部材14を回転させている。従って、撮像装
置3の位置から見た場合、検査対象光学部材14を透過
して見える遮光板19の位置は、検査対象光学部材14
が回転しても、この検査対象光学部材14の光軸を中心
とした位置から変化しない。従って、検査対象光学部材
14に光学的欠陥がなければ、撮像素子5によって撮像
される画像データは常に暗黒のままであるし、検査対象
光学部材14に欠陥があれば、撮像素子5によって撮像
される画像データは欠陥の程度に応じて明るくなる。In this embodiment, a lens having a refractive power around the optical axis is used as the inspection target optical member 14, and the optical axis of the inspection target optical member 14 coincides with the optical axis 1 of the imaging lens 4. The inspection target optical member 14 is rotated about the optical axis. Accordingly, when viewed from the position of the imaging device 3, the position of the light-shielding plate 19 that can be seen through the inspection target optical member 14 is different from that of the inspection target optical member 14.
Does not change from a position centered on the optical axis of the optical member 14 to be inspected. Therefore, if there is no optical defect in the inspection target optical member 14, the image data picked up by the imaging element 5 is always dark, and if there is a defect in the inspection target optical member 14, the image data is picked up by the imaging element 5. Image data becomes brighter according to the degree of defect.
【0081】そして、撮像素子5によって撮像された極
座標系による画像データが直交座標系による画像データ
に変換され、変換後の直交座標系による画像データにお
ける所定の判定基準値よりも輝度が高いピクセル(ドッ
ト)の数が測定され、測定されたピクセル(ドット)数
が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。 <実施形態の変形例>上述した拡散光による光学的欠陥
個所の検出は、検査対象光学部材14の表面における撮
像素子5による撮像対象領域に入射する光の向きが一方
向のみであっても成立する。そのため、上述した遮光板
19の代わりに、図28に示すような略半円型の遮光板
19aが用いられても良い。Then, the image data in the polar coordinate system captured by the image pickup device 5 is converted into image data in the rectangular coordinate system, and the pixels having a luminance higher than a predetermined determination reference value in the converted image data in the rectangular coordinate system ( The number of pixels (dots) is measured, and the measured number of pixels (dots) is compared with a predetermined criterion value. According to the comparison result, it is objectively determined whether the product is good or defective. is there. <Modification of Embodiment> The above-described detection of the optical defect portion by the diffused light is established even if the direction of the light incident on the imaging target area of the imaging element 5 on the surface of the inspection target optical member 14 is only one direction. I do. Therefore, instead of the above-described light shielding plate 19, a substantially semicircular light shielding plate 19a as shown in FIG. 28 may be used.
【0082】また、検査対象光学部材14がシリンドリ
カル成分を含む場合(アナモフィクレンズ,シリンドリ
カルレンズ等)には、この検査対象光学部材14の屈折
力は、周方向に依って変わっている。従って、撮像装置
3の位置から見た場合、検査対象光学部材14を透過し
て見える遮光板19は、検査対象光学部材14が回転す
るのに従って、図29又は図30に示すように歪んでし
まう。このような場合には、このような歪みが生じたと
しても検査対象光学部材14を透過して撮像レンズ4に
入射する光を遮ることができる様に、図31に示すよう
な光軸側から外縁側に向けて徐々に幅が拡がった形状の
遮光板19bを採用すれば良い。このような形状の遮光
板19bを採用すれば、光軸l近傍の検出精度が向上す
るとともに、周縁近傍においても、正常箇所を欠陥個所
と誤認するおそれを、少なくとも防ぎ得る。この場合に
も、この遮光板19bの代わりに、図32に示す略半円
型遮光板19cが用いられても良い。When the optical member 14 to be inspected contains a cylindrical component (anamorphic lens, cylindrical lens, etc.), the refractive power of the optical member 14 to be inspected changes depending on the circumferential direction. Therefore, when viewed from the position of the imaging device 3, the light-shielding plate 19 that is visible through the inspection target optical member 14 is distorted as shown in FIG. 29 or 30 as the inspection target optical member 14 rotates. . In such a case, even if such a distortion occurs, the light transmitted from the optical member 14 to be inspected and incident on the imaging lens 4 can be blocked from the optical axis side as shown in FIG. What is necessary is just to employ | adopt the shading board 19b of the shape which the width | variety gradually expanded toward the outer edge side. By employing the light shielding plate 19b having such a shape, the detection accuracy in the vicinity of the optical axis l is improved, and the possibility of erroneously recognizing a normal portion as a defective portion also in the vicinity of the periphery can be at least prevented. Also in this case, a substantially semicircular light shielding plate 19c shown in FIG. 32 may be used instead of the light shielding plate 19b.
【0083】[0083]
【実施形態4】本発明の第4の実施形態は、第3実施形
態に比して、画像処理装置21内に画像メモリ21a,
21bがないとともに、この画像処理装置21による制
御処理が図35に示すフローチャートに従ってなされる
ことを特徴とする。この図35のフローチャートに従っ
た制御処理は、撮像素子5から入力される一ラインづつ
の画像データに対して、直接二値化処理及び判定処理を
実行するものである。Embodiment 4 The fourth embodiment of the present invention differs from the third embodiment in that an image memory 21a,
21b, and the control processing by the image processing apparatus 21 is performed according to a flowchart shown in FIG. The control processing according to the flowchart of FIG. 35 is to directly execute the binarization processing and the determination processing on the image data of each line input from the image sensor 5.
【0084】この図35のフローチャートに従った制御
処理は、画像処理装置21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。スター
ト後最初のS31では、画像処理装置21は、駆動モー
タ18に対する駆動信号の出力を開始し、検査対象光学
部材14の等速回転を開始させる。The control processing according to the flowchart of FIG. 35 is started when an unillustrated inspection start button connected to the image processing apparatus 21 is pressed. In the first step S31 after the start, the image processing apparatus 21 starts outputting a drive signal to the drive motor 18 and starts the rotation of the inspection target optical member 14 at a constant speed.
【0085】画像処理装置21は、次に、S32乃至S
36のループ処理に入る。このループ処理に入って最初
のS32では、画像処理装置21は、撮像素子5から出
力された一走査分の画像データを入力する。Next, the image processing apparatus 21 executes S32 through S
The process enters a loop process of 36. In the first step S32 after entering this loop processing, the image processing device 21 inputs the image data for one scan output from the image sensor 5.
【0086】次のS33では、画像処理装置21は、S
32にて入力した一走査分の画像データに対して、二値
化処理を行う。即ち、一走査分の画像データの輝度を所
定の閾値と比較し、当該所定の閾値よりも輝度が高い部
分を論理値“1”とするとともに当該所定の閾値よりも
輝度が低い部分を論理値“0”とすることにより、画像
データを矩形出力に変換する。In the next S33, the image processing device 21
A binarization process is performed on the image data for one scan input at 32. That is, the luminance of the image data for one scan is compared with a predetermined threshold, a portion having a luminance higher than the predetermined threshold is set to a logical value “1”, and a portion having a luminance lower than the predetermined threshold is set to a logical value. By setting it to “0”, the image data is converted into a rectangular output.
【0087】次のS34では、画像処理装置21は、S
33にて変換された矩形出力の幅(論理値“1”の部分
の長さ)Tを測定する。次のS35では、画像処理装置
21は、S34にて測定された幅Tが所定の判定基準値
よりも大きいか否かをチェックする。そして、S34に
て測定された幅Tが所定の判定基準値以下であると判定
した場合には、画像処理装置21は、処理をS36に進
める。In the next S34, the image processing device 21
At step 33, the width (length of the portion of the logical value "1") T of the rectangular output converted is measured. In the next S35, the image processing device 21 checks whether the width T measured in S34 is larger than a predetermined determination reference value. Then, when it is determined that the width T measured in S34 is equal to or smaller than the predetermined determination reference value, the image processing device 21 advances the processing to S36.
【0088】このS36では、画像処理装置21は、検
査対象光学部材9全体に対応する画像データを入力し終
わったかどうかをチェックする。そして、未だ検査対象
光学部材9全体に対応する画像データを入力し終わって
いない場合には、画像処理装置21は、処理をS32に
戻し、新たな撮像によって撮像素子5から出力された画
像データを入力する。At S36, the image processing device 21 checks whether the input of the image data corresponding to the whole optical member 9 to be inspected is completed. If the image data corresponding to the entire inspection target optical member 9 has not been input yet, the image processing device 21 returns the processing to S32, and outputs the image data output from the image sensor 5 by the new imaging. input.
【0089】以上のループ処理を繰り返した結果、S3
4にて測定された幅Tが所定の判定基準値を超えたとS
35にて判定した場合には、画像処理装置21は、S3
8において、当該検査対象光学部材9が不良品であると
判定して、その旨を外部出力(画像表示,音声出力)す
る。この場合には、以後における画像データの入力は打
ち切られ、この時点でこの制御処理は終了する。As a result of repeating the above loop processing, S3
If the width T measured at 4 exceeds a predetermined criterion value, S
If it is determined in S35, the image processing device 21 determines in S3
In step 8, it is determined that the inspection target optical member 9 is defective, and the fact is output to the outside (image display, sound output). In this case, the input of the image data thereafter is terminated, and the control processing ends at this point.
【0090】これに対して、幅Tが所定の判定基準値を
超えたと判定することなく検査対象光学部材9全体に対
応する画像データを入力したとS36にて判定した場合
には、画像処理装置21は、S37において、当該検査
対象光学部材9が良品であると判定して、その旨を外部
出力(画像表示,音声出力)する。そして、その後、こ
の制御処理を終了する。On the other hand, if it is determined in S36 that the image data corresponding to the whole optical member 9 to be inspected has been input without determining that the width T has exceeded the predetermined determination reference value, the image processing apparatus 21 determines in S37 that the optical member 9 to be inspected is a non-defective product, and outputs the fact to the outside (image display, sound output). Then, thereafter, the control process is terminated.
【0091】本第4実施形態におけるその他の構成及び
作用は、第3実施形態のものと同じなので、その説明を
省略する。The other configurations and operations of the fourth embodiment are the same as those of the third embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.
【0092】[0092]
【実施形態5】本発明の第5の実施形態は、円形レンズ
のように光軸を中心にパワーを有する光学部材の検査に
適した構成例を示すものである。但し、第3実施形態に
おいて撮像素子5が検査対象光学部材14の直径方向の
全域を一度に撮像するのと異なり、本第5実施例におけ
る撮像素子5は、検査対象光学部材14の中心から外縁
までの領域しか一度に撮像しない。これは、照明対象面
積を狭くすることによって均一照度での照明を容易にす
るため,同一ピクセル数の撮像素子5を用いてより狭い
領域を撮像することによって解像度を上げるため,及
び、極座標系による画像データの全ピクセルに対して同
じ計算式を適用可能にすることによって処理を簡単化す
るためである。 <光学部材検査装置の構成>本第5実施形態の概略構成
を、図36の一部断面側面図に示す。この図36に示す
ように、光学部材検査装置を構成する照明ランプ1,拡
散板20,及び撮像装置3は、同一の光軸l上に配置さ
れている。[Fifth Embodiment] A fifth embodiment of the present invention shows a configuration example suitable for inspection of an optical member having power around the optical axis such as a circular lens. However, unlike the imaging device 5 according to the third embodiment in which the imaging device 5 captures the entire area in the diameter direction of the inspection target optical member 14 at one time, the imaging device 5 according to the fifth embodiment is different from the center of the inspection target optical member 14 in the outer edge. Only the region up to is imaged at a time. This is because, in order to facilitate illumination with uniform illuminance by reducing the area to be illuminated, to increase the resolution by imaging a narrower area using the image sensor 5 having the same number of pixels, and to use a polar coordinate system. This is to simplify the processing by making the same calculation formula applicable to all pixels of the image data. <Structure of Optical Member Inspection Apparatus> The schematic structure of the fifth embodiment is shown in a partial sectional side view of FIG. As shown in FIG. 36, the illumination lamp 1, the diffusion plate 20, and the imaging device 3 which constitute the optical member inspection device are arranged on the same optical axis l.
【0093】本第5実施形態においては、図36及び図
37に示すように、検査対象光学部材14の光軸,即
ち、検査対象光学部材14及びホルダ15の中心Oは、
撮像レンズ4の光軸lに対して、平行にオフセットして
いる。具体的には、撮像レンズ4の光軸lは、検査対象
光学部材14における中心Oと外縁との中間点を通って
いる。即ち、本第5実施形態における駆動モータ18,
両ギヤ17,16,及びホルダ15は、検査対象光学部
材14を撮像レンズ4の光軸lからオフセットした回転
軸を中心に回転させる回転手段に相当するのである。そ
して、撮像レンズ4の倍率(即ち、撮像装置3自体の位
置,及び撮像レンズ4の撮像素子5に対する位置)は、
検査対象光学部材14の表面における中心Oから外縁ま
での領域を撮像素子5の撮像面に結像し得るように、調
整されている。In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 36 and 37, the optical axis of the optical member 14 to be inspected, that is, the center O of the optical member 14 to be inspected and the holder 15 is
It is offset parallel to the optical axis 1 of the imaging lens 4. Specifically, the optical axis l of the imaging lens 4 passes through a midpoint between the center O and the outer edge of the inspection target optical member 14. That is, the drive motor 18 according to the fifth embodiment,
The gears 17 and 16 and the holder 15 correspond to a rotation unit that rotates the inspection target optical member 14 about a rotation axis that is offset from the optical axis 1 of the imaging lens 4. The magnification of the imaging lens 4 (that is, the position of the imaging device 3 itself and the position of the imaging lens 4 with respect to the imaging element 5)
It is adjusted so that a region from the center O to the outer edge of the surface of the inspection target optical member 14 can be imaged on the imaging surface of the imaging element 5.
【0094】画像処理装置22は、検査対象光学部材1
4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、撮像素子5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14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。即ち、
この画像処理装置22は、数値化手段,及び判定手段に
相当する。この画像処理装置22は、また、上述した判
定処理を行うのに伴い、撮像装置5からの画像データが
入力されるのと同期して、検査対象光学部材14を回転
させるための制御信号を駆動モータ18に対して出力す
る。この画像処理装置22内には、上述の画像処理を行
うに際して画像データを格納するための第1画像メモリ
22a及び第2画像メモリ22bが、内蔵されている。The image processing device 22 includes the optical member 1 to be inspected.
Reference numeral 4 denotes a processor for determining whether the optical member 14 is a non-defective product or a defective product. At the same time, the numerical value is compared with a predetermined reference value (permissible value), and it is determined whether the numerical value is within the reference value or exceeds the reference value. That is,
The image processing device 22 corresponds to a digitizing unit and a determining unit. The image processing device 22 also drives a control signal for rotating the inspection target optical member 14 in synchronization with input of image data from the imaging device 5 in accordance with the above-described determination process. Output to the motor 18. The image processing device 22 includes a first image memory 22a and a second image memory 22b for storing image data when performing the above-described image processing.
【0095】本第5実施形態におけるその他の構成は第
3実施形態のものと同じであるので、その説明を省略す
る。 <光学的欠陥検出の原理>本第5実施形態において検査
対象光学部材の光学的欠陥が検出される原理は、第3実
施形態のものと同じであるので、その説明を省略する。 <光学的欠陥判定の方式>撮像素子5による撮像(電荷
蓄積及び走査)は、駆動モータ18による検査対象光学
部材14の回転と同期して、この検査対象光学部材14
が単位角度だけ回転する毎に行われる。そして、撮像素
子5による撮像(電荷蓄積及び走査)がなされる毎に、
図38に示すような画像データが、画像処理装置22に
入力されて第1画像メモリ22aに書き込まれる。図3
9乃至図43は、遮光板19,撮像素子5による撮像対
象領域(二点鎖線にて表示),及び検査対象光学部材1
4の相対位置と第1画像メモリ22aに書き込まれた画
像データとの関係を示す。具体的には、図39は、初期
状態を示し(この時点で撮像される検査対象光学部材1
4の外縁上の点を“B”とし、この点“B”から180
度離れた外縁上の点を“A”とする)、図40は、検査
対象光学部材14が初期状態から反時計方向に90度回
転した状態を示し、図41は、検査対象光学部材14が
初期状態から反時計方向に180度回転した状態を示
し、図42は、検査対象光学部材14が初期状態から反
時計方向に270度回転した状態を示し、図43は、検
査対象光学部材14が初期状態から反時計方向に360
度回転した終了態を示す。これら各図に示すように、検
査対象光学部材14が回転するにつれて、第1画像メモ
リ22aの各行には、撮像素子5によって撮像された各
走査毎の画像データが、先頭行から順に書き込まれる。The other configuration of the fifth embodiment is the same as that of the third embodiment, and the description is omitted. <Principle of Optical Defect Detection> In the fifth embodiment, the principle of detecting an optical defect of an optical member to be inspected is the same as that of the third embodiment, and a description thereof will be omitted. <Method of Determining Optical Defect> The image pickup (charge accumulation and scanning) by the image pickup device 5 is synchronized with the rotation of the optical member 14 to be inspected by the drive motor 18 and synchronized with the optical member 14 to be inspected.
Is performed each time the unit rotates by a unit angle. Each time an image is taken (charge accumulation and scanning) by the image sensor 5,
Image data as shown in FIG. 38 is input to the image processing device 22 and written to the first image memory 22a. FIG.
9 to 43 show the light-shielding plate 19, the image-capturing target area (indicated by a two-dot chain line) by the image-capturing element 5, and the optical member 1 to be inspected.
4 shows the relationship between the relative position of No. 4 and the image data written in the first image memory 22a. Specifically, FIG. 39 shows an initial state (the inspection target optical member 1 imaged at this time).
The point on the outer edge of No. 4 is defined as “B”, and 180 ° from this point “B”.
FIG. 40 shows a state where the optical member 14 to be inspected is rotated 90 degrees counterclockwise from the initial state, and FIG. 41 shows a state where the optical member 14 to be inspected is FIG. 42 shows a state where the optical member 14 to be inspected is rotated 270 degrees counterclockwise from the initial state, and FIG. 43 shows a state where the optical member 14 to be inspected is rotated counterclockwise from the initial state. 360 counterclockwise from initial state
Indicates the end state rotated by degrees. As shown in these figures, as the inspection target optical member 14 rotates, image data for each scan captured by the image sensor 5 is written in each row of the first image memory 22a in order from the first row.
【0096】図43(b)に示す時点で第1画像メモリ
22aに書き込まれている画像データの縦軸は、中心
(光軸)Oと点Bとを結ぶ半径を基準とした検査対象光
学部材14の回転角を示し、横軸は、検査対象光学部材
14の中心Oから半径方向への距離を示す。即ち、第1
画像メモリ22aに書き込まれる画像データの座標系
は、極座標系である。この極座標系においては、検査対
象光学部材14の中心Oに近い欠陥程面積が大きく写り
込み、外縁に近い欠陥程小さく写り込む。従って、第1
画像メモリ22aに書き込まれている画像データそのも
のに基づいて、検査対象光学部材14が良品であるか否
かの客観的判定はできない。そのため、本実施の形態に
おける画像処理装置22は、第1画像メモリ22aに書
き込まれている極座標系による画像データを直交座標系
による画像データに変換して、第2画像メモリ22bに
書き込む。The vertical axis of the image data written in the first image memory 22a at the time shown in FIG. 43 (b) is the optical member to be inspected based on the radius connecting the center (optical axis) O and the point B. 14 indicates the rotation angle, and the horizontal axis indicates the distance from the center O of the inspection target optical member 14 in the radial direction. That is, the first
The coordinate system of the image data written in the image memory 22a is a polar coordinate system. In this polar coordinate system, a defect closer to the center O of the inspection target optical member 14 has a larger area, and a defect closer to the outer edge has a smaller area. Therefore, the first
It is not possible to objectively determine whether the inspection target optical member 14 is non-defective based on the image data itself written in the image memory 22a. Therefore, the image processing device 22 in the present embodiment converts the image data in the polar coordinate system written in the first image memory 22a into the image data in the rectangular coordinate system, and writes the image data in the second image memory 22b.
【0097】図44は、このような極座標系から直交座
標系への座標変換方法を示す図であり、検査対象光学部
材14の表面上に定義されたローカル座標系と撮像素子
5のピクセル列の方向を基準(縦軸)とした絶対座標系
との関係を示すものである。図44において、検査対象
光学部材14の表面上に定義されたローカル座標系は、
検査対象光学部材14の中心Oを原点0とし、検査対象
光学部材14表面上における点A,B間を結ぶ線をY軸
とする。また、Y軸と直交し且つ原点0を通る線をX軸
とする。また、絶対座標系の縦軸上の各点の値は、撮像
素子5の各ピクセルの走査の順番に対応するので、撮像
素子5の解像度(ピクセル数)をnとすると0〜n−1
の値をとる。そして、0の点において、絶対座標系の縦
軸はローカル座標の原点0と交差することとなる。FIG. 44 is a diagram showing a coordinate conversion method from such a polar coordinate system to a rectangular coordinate system. The local coordinate system defined on the surface of the inspection target optical member 14 and the pixel row of the image sensor 5 are shown. It shows the relationship with the absolute coordinate system using the direction as a reference (vertical axis). In FIG. 44, the local coordinate system defined on the surface of the inspection target optical member 14 is:
The center O of the inspection target optical member 14 is defined as the origin 0, and the line connecting the points A and B on the surface of the inspection target optical member 14 is defined as the Y axis. Also, a line orthogonal to the Y axis and passing through the origin 0 is defined as the X axis. Also, since the value of each point on the vertical axis of the absolute coordinate system corresponds to the order of scanning of each pixel of the image sensor 5, if the resolution (number of pixels) of the image sensor 5 is n, 0 to n-1
Take the value of At the point 0, the vertical axis of the absolute coordinate system intersects with the origin 0 of the local coordinates.
【0098】検査対象光学部材14が回転すると、ロー
カル座標系は、原点0を中心として絶対座標系の縦軸に
対して反時計方向に回転する。このとき、撮像開始時か
らの撮像の回数(走査回数)をkとし、撮像の一周期
(一走査)の間に検査対象光学部材14が回転する角度
をθとすると、撮像素子5中m番目のピクセルPのロー
カル座標系における極座標はP(m,kθ)となる。こ
こで、 Px=m sin kθ …(5) Py=m cos kθ …(6) と表される。従って、これら式(5),(6)を用いる
ことにより、極座標系を直交座標系に変換することがで
きるのである。When the optical member 14 to be inspected rotates, the local coordinate system rotates counterclockwise around the origin 0 with respect to the vertical axis of the absolute coordinate system. At this time, if the number of times of imaging (the number of scans) from the start of imaging is k, and the angle at which the inspection target optical member 14 rotates during one cycle of imaging (one scan) is θ, the mth The polar coordinate of the pixel P in the local coordinate system is P (m, kθ). Here, Px = m sin kθ (5) Py = m cos kθ (6) Therefore, by using these equations (5) and (6), the polar coordinate system can be converted to the rectangular coordinate system.
【0099】いま、図45(a)に示すように、撮像素
子5のピクセル数(解像度)nが2048個であり、検
査対象光学部材14が一回転(360度)する間に81
92回の撮像がなされるとすると、θ=360/8192とな
る。但し、図45(b)に示すように、第2画像メモリ
22bの原点(0,0)は、中心ではなくて左上に位置
するので、原点位置をずらすための補正がなされねばな
らない。この第2画像メモリ22bのピクセル数は40
96×4096個なので、具体的には、画像処理装置2
2は、上記式(5)によって求められたX座標値に対し
て一律に2048を加算し、上記式(6)によって求め
られたY座標値の極性を反転した後に一律に2048を
加算する補正を施さなければならない。Now, as shown in FIG. 45A, the number of pixels (resolution) n of the image pickup device 5 is 2048, and the number of pixels is 81 during one rotation (360 degrees) of the optical member 14 to be inspected.
If imaging is performed 92 times, θ = 360/8192. However, as shown in FIG. 45 (b), the origin (0,0) of the second image memory 22b is not located at the center but at the upper left, so that a correction for shifting the origin position must be made. The number of pixels of the second image memory 22b is 40
Since the number is 96 × 4096, specifically, the image processing device 2
2 is a correction that uniformly adds 2048 to the X coordinate value obtained by the above equation (5), and uniformly adds 2048 after inverting the polarity of the Y coordinate value obtained by the above equation (6). Must be applied.
【0100】以上をまとめると、画像処理装置22は、
図45(a)に示す第1画像メモリ22a中の各ピクセ
ルに対して、下記式(5’),(6’)を実行する。 Px=2048+msinkθ …(5’) Py=2048−mcoskθ …(6’) そして、求められたPx,Pyの値に基づき、図45
(b)に示す第2画像メモリ22b中のPy行目,Px
列目のピクセルを変換後のピクセルとして特定する。そ
して、第1画像メモリ22aのk行目,m列目のピクセ
ルに書き込まれていたデータを、第2画像メモリ22b
中のPy行目,Px列目のピクセルに書き移す。To summarize the above, the image processing device 22
The following equations (5 ′) and (6 ′) are executed for each pixel in the first image memory 22a shown in FIG. Px = 2048 + msinkθ (5 ′) Py = 2048−mcoskθ (6 ′) Then, based on the obtained values of Px and Py, FIG.
Py line, Px in the second image memory 22b shown in FIG.
Identify the pixels in the column as converted pixels. Then, the data written to the pixels in the k-th row and the m-th column of the first image memory 22a is transferred to the second image memory 22b.
The data is transferred to the pixel in the Py line and the Px column in the middle.
【0101】このような書き移し完了後において第2画
像メモリ22bに格納されている画像データは、検査対
象光学部材14をエリアセンサによって撮像して得た画
像データと略等価であり、光学的欠陥の位置如何に拘わ
らず、画像データ中の光学的欠陥の面積は実際の光学的
欠陥の面積と正比例関係にある。そこで、画像処理装置
22は、この第2画像メモリ22bに格納されている画
像データに基づいて、良否判定を行うのである。具体的
には、画像処理装置22は、第2画像メモリ22bに格
納されている画像データの各ピクセルの輝度を所定の閾
値と比較し、所定の閾値よりも明るいピクセルの値を
“1”とするとともにそれ以外のピクセルの値を“0”
とする二値化処理を行う。そして、二値化処理後におい
て“1”の値を有するピクセルの総数が所定の判定基準
値を超えている場合に、検査対象光学部材14が不良品
であると判断するのである。 <制御処理>本第5実施形態において、検査対象光学部
材14が良品であるか不良品であるかの判定を行うため
に画像処理装置21が実行する制御処理は、第3実施形
態における図27のフローチャートに従って行われる。
但し、この制御処理におけるS24での座標変換に用い
る式は、上述した通り、式(5’)及び(6’)であ
る。 <実施形態の作用>以上のように構成された本第5実施
形態によると、同じピクセル数の撮像素子5を使用した
第3実施形態と比べて、検査対象光学部材14の表面に
おける撮像対象領域の全長が短いので、光学的欠陥個所
をより拡大して撮像することができる。即ち、光軸を中
心に屈折力を有する光学部材を検査する場合において、
解像度を最大にすることができるのである。また、この
ように狭い領域が撮像対象領域になることから、この撮
像対象領域を照明ランプ1及び拡散板20によって同一
照度に照明することも容易になる。従って、光学的欠陥
検出の精度もそれだけ向上する。さらに、第1画像メモ
リ22a内に格納されている極座標系による画像データ
を直交座標系へ座標変換する際には、全てのピクセルに
対して共通の式(5’),(6’)を実行すれば足りる
ので、処理を簡単にすることができる。After the completion of the transfer, the image data stored in the second image memory 22b is substantially equivalent to the image data obtained by imaging the optical member 14 to be inspected by the area sensor. Irrespective of the position, the area of the optical defect in the image data is directly proportional to the area of the actual optical defect. Therefore, the image processing device 22 makes a pass / fail determination based on the image data stored in the second image memory 22b. Specifically, the image processing device 22 compares the luminance of each pixel of the image data stored in the second image memory 22b with a predetermined threshold, and sets the value of a pixel brighter than the predetermined threshold to “1”. And set the value of other pixels to “0”
Is performed. Then, if the total number of pixels having a value of “1” after the binarization processing exceeds a predetermined determination reference value, it is determined that the inspection target optical member 14 is defective. <Control Process> In the fifth embodiment, the control process executed by the image processing apparatus 21 to determine whether the inspection target optical member 14 is a non-defective product or a defective product is the same as the control process shown in FIG. Is performed according to the flowchart of FIG.
However, the expressions used for the coordinate conversion in S24 in this control process are the expressions (5 ′) and (6 ′) as described above. <Operation of Embodiment> According to the fifth embodiment configured as described above, the imaging target area on the surface of the inspection target optical member 14 is different from that of the third embodiment using the imaging element 5 having the same number of pixels. Since the total length of the optical defect is short, it is possible to further enlarge the image of the optical defect and to take an image. That is, when inspecting an optical member having a refractive power around the optical axis,
The resolution can be maximized. Further, since such a narrow area is an imaging target area, it is easy to illuminate the imaging target area with the same illuminance by the illumination lamp 1 and the diffusion plate 20. Therefore, the accuracy of optical defect detection is improved accordingly. Further, when the image data in the polar coordinate system stored in the first image memory 22a is subjected to the coordinate conversion to the rectangular coordinate system, the common equations (5 ′) and (6 ′) are executed for all the pixels. All that is required is that the processing can be simplified.
【0102】本第5実施形態におけるその他の作用は、
第3実施形態と同じであるので、その説明を省略する。 <実施形態の変形例>本第5実施形態における光学的欠
陥個所の検出は、検査対象光学部材14の表面における
撮像素子5による撮像対象領域に入射する光の向きが一
方向のみであっても可能である。そのため、上述した遮
光板19の代わりに、図46に示すような略四分円型の
遮光板19dが用いられても良い。また、検査対象光学
部材14がシリンドリカル成分を含む場合(アナモフィ
クレンズ,シリンドリカルレンズ等)には、この検査対
象光学部材14の屈折力は、周方向に依って変わってい
る。従って、撮像装置3の位置から見た場合、検査対象
光学部材14を透過して見える遮光板19は、検査対象
光学部材14が回転するのに従って、図47又は図48
に示すように歪んでしまう。このような場合には、この
ような歪みが生じたとしても検査対象光学部材14を透
過して撮像レンズ4に入射する光を遮ることができる様
に、図49に示すように検査対象光学部材14の中心O
側から外縁側に向けて徐々に幅が拡がった形状の遮光板
19eを採用すれば良い。このような形状の遮光板19
eを採用すれば、検査対象光学部材の中心O近傍の検出
精度が向上するとともに、外縁近傍においても、正常箇
所を欠陥個所と誤認するおそれを、少なくとも防ぎ得
る。この場合にも、この遮光板19eの代わりに、図5
0に示す略四分円型の遮光板19fが用いられても良
い。The other operation of the fifth embodiment is as follows.
Since the third embodiment is the same as the third embodiment, the description is omitted. <Modification of Embodiment> Detection of an optical defect portion in the fifth embodiment can be performed even if the direction of light incident on the area to be imaged by the imaging device 5 on the surface of the inspection target optical member 14 is only one direction. It is possible. Therefore, instead of the light shielding plate 19 described above, a substantially quadrant light shielding plate 19d as shown in FIG. 46 may be used. When the inspection target optical member 14 includes a cylindrical component (anamorphic lens, cylindrical lens, or the like), the refractive power of the inspection target optical member 14 varies depending on the circumferential direction. Therefore, when viewed from the position of the imaging device 3, the light-shielding plate 19 that can be seen through the optical member 14 to be inspected is moved as shown in FIG.
As shown in the figure. In such a case, as shown in FIG. 49, the optical member to be inspected can be blocked from passing through the optical member to be inspected 14 and entering the imaging lens 4 even if such distortion occurs. 14 center O
What is necessary is just to employ | adopt the light-shielding plate 19e of the shape which the width | variety gradually expanded from the side to the outer edge side. Light shield plate 19 having such a shape
If e is used, the detection accuracy near the center O of the optical member to be inspected is improved, and the possibility of erroneously recognizing a normal portion as a defective portion also near the outer edge can be prevented at least. Also in this case, instead of the light shielding plate 19e, FIG.
0 may be used.
【0103】さらに、本第5実施形態において、図35
に示すフローチャートに従って画像処理装置22による
制御処理が実行されても良い。Further, in the fifth embodiment, FIG.
The control processing by the image processing device 22 may be executed according to the flowchart shown in FIG.
【0104】[0104]
【実施形態6】本発明の第6の実施形態は、上述の第3
実施形態に比して、照明ランプ1の代わりに2基のライ
ン照明装置21,21を備える事を、特徴としている。[Embodiment 6] The sixth embodiment of the present invention is directed to the third embodiment.
As compared with the embodiment, the embodiment is characterized in that two line lighting devices 21 and 21 are provided instead of the lighting lamp 1.
【0105】図51は、この第6実施形態による光学部
材検査装置の概略構成を示す一部断面側面図であり、図
52は、図51の側方から見た光の進行状態を示す図で
ある。FIG. 51 is a partial cross-sectional side view showing a schematic configuration of an optical member inspection apparatus according to the sixth embodiment, and FIG. 52 is a view showing a traveling state of light viewed from the side in FIG. is there.
【0106】各ライン照明装置21は、出射する照明光
が発散するようにレンズの特性が設定されている点を除
き、補助照明装置10と同様の構成を有している。そし
て、各ライン照明装置21は、図51及び図52に示さ
れるように、拡散板20の下方(図52における下方)
において、その照明光出射端の長手方向が遮光板19の
長手方向と平行になる様、光軸lを挟んで対称な位置に
配置されている。更に具体的に述べると、各ライン照明
装置21は、その照明光出射端が光軸l側に傾いて、遮
光板19の長手方向の縁を向いている。従って、図53
に示すように、各ライン照明装置21は、拡散板20に
おける遮光板19の長手方向の縁との接触箇所及びその
側方の領域(点線Eにて図示)を、夫々個別に照明す
る。Each line illuminating device 21 has the same configuration as the auxiliary illuminating device 10 except that the characteristics of the lens are set so that the emitted illuminating light diverges. Then, as shown in FIGS. 51 and 52, each line lighting device 21 is located below the diffusion plate 20 (below in FIG. 52).
, The illumination light emitting end is disposed at a position symmetrical with respect to the optical axis l so that the longitudinal direction of the light emitting end is parallel to the longitudinal direction of the light shielding plate 19. More specifically, each line illumination device 21 has an illumination light emitting end inclined toward the optical axis l and faces the edge of the light shielding plate 19 in the longitudinal direction. Therefore, FIG.
As shown in (1), each line illumination device 21 individually illuminates the contact point of the diffusion plate 20 with the edge of the light-shielding plate 19 in the longitudinal direction and a region on the side thereof (shown by a dotted line E).
【0107】本第6実施形態におけるその他の構成及び
作用は、第3実施形態のものと同じなので、その説明を
省略する。The other constructions and operations of the sixth embodiment are the same as those of the third embodiment, and the description is omitted.
【0108】[0108]
【実施形態7】本発明の第7の実施形態は、上述の第6
実施形態に比して、拡散板20及び遮光板19を削除す
るとともに、撮像素子5の各ピクセルに入射する光の周
縁光線m,mの外側に各ライン照明装置21を配置した
ことを、特徴としている。[Embodiment 7] The seventh embodiment of the present invention is the same as the sixth embodiment.
Compared to the embodiment, the diffusion plate 20 and the light shielding plate 19 are omitted, and each line illumination device 21 is arranged outside the marginal rays m, m of the light incident on each pixel of the image sensor 5. And
【0109】図54は、この第7実施形態による光学部
材検査装置における光の進行状態を示す図である。この
図54に示されるように、各ライン照明装置21は、撮
像素子5の各ピクセルに入射する光の周縁光線m,mの
外側から、検査対象光学部材14における撮像素子5に
よる撮像対象領域(撮像レンズ4に入射した後で撮像素
子5に入射する光が透過する領域)へ向く様に、配置さ
れている。従って、図55に示されるように、検査対象
光学部材14における撮像素子による撮像対象領域(点
線Eにて図示)が、これら各ライン照明装置21,21
によって照明されることとなる。FIG. 54 is a view showing a light traveling state in the optical member inspection apparatus according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 54, each line illumination device 21 outputs an image of a region to be imaged by the image sensor 5 on the inspection target optical member 14 from outside the marginal rays m, m of light incident on each pixel of the image sensor 5 ( It is arranged so as to face a region through which light incident on the image sensor 5 after being incident on the imaging lens 4). Therefore, as shown in FIG. 55, the imaging target area (illustrated by the dotted line E) of the optical element 14 to be inspected by the imaging element is indicated by each of the line illumination devices 21 and 21.
Will be illuminated.
【0110】以上の構成により、本実施形態において
も、検査対象光学部材14に光学的欠陥が無い限り、各
ライン照明装置21から出射された照明光が検査対象光
学部材14を透過した後で撮像レンズ4に入射すること
はない。従って、撮像素子5によって撮像される画像の
背景は、常に暗くなる。これに対して、検査対象光学部
材14における撮像素子5による撮像対象領域に光学的
欠陥がある場合には、この光学的欠陥によって照明光が
拡散し、拡散した照明光の一部が撮像レンズ4に入射し
た後で撮像素子5上に収束するので、この光学的欠陥の
像(周囲に比して明るい像)が撮像素子5によって撮像
されることになる。With the above configuration, in this embodiment as well, as long as there is no optical defect in the inspection target optical member 14, imaging after the illumination light emitted from each line illumination device 21 passes through the inspection target optical member 14. It does not enter the lens 4. Therefore, the background of the image captured by the image sensor 5 is always dark. On the other hand, when there is an optical defect in the region to be imaged by the imaging device 5 in the inspection target optical member 14, the illumination light diffuses due to the optical defect, and a part of the diffused illumination light becomes part of the imaging lens 4. Is converged on the image sensor 5 after being incident on the optical element, an image of the optical defect (image brighter than the surroundings) is picked up by the image sensor 5.
【0111】本第7実施形態におけるその他の構成及び
作用は、第3実施形態のものと同じなので、その説明を
省略する。The other configurations and operations of the seventh embodiment are the same as those of the third embodiment, and therefore, the description thereof will be omitted.
【0112】[0112]
【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、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。According to the optical member inspection apparatus of the present invention configured as described above, it is possible to judge whether a non-defective product is acceptable or not according to an objective criterion. Therefore, the quality of products used as non-defective products can be stabilized, and
Waste such as discarding non-defective products due to erroneous determination can be prevented.
【図1】 本発明の第1の実施形態による光学部材検査
装置の概略構成を示す正面図FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration 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の部分側面図FIG. 2 is a partial side view of the optical member inspection apparatus of FIG. 1;
【図3】 図1の検査対象光学部材等を撮像装置の位置
から見た平面図FIG. 3 is a plan view of the inspection target optical member and the like in FIG. 1 viewed from a position of an imaging device.
【図4】 検査対象光学部材に光学的欠陥がない場合に
おける光の進行状態を示す図FIG. 4 is a diagram showing a light traveling state when an optical member to be inspected has no optical defect;
【図5】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合に
おける光の進行状態を示す図FIG. 5 is a diagram showing a traveling state of light when the inspection target optical member has an optical defect.
【図6】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合に
撮像素子から出力される画像データの輝度分布を示すグ
ラフFIG. 6 is a graph showing a luminance distribution of image data output from an image sensor when an optical member to be inspected has an optical defect;
【図7】 遮光板の長手方向と平行にキズ又はクラック
が形成された状態を示す平面図FIG. 7 is a plan view showing a state in which a scratch or a crack is formed in parallel with the longitudinal direction of the light shielding plate.
【図8】 遮光板の長手方向と直交してキズ又はクラッ
クが形成された状態を示す平面図FIG. 8 is a plan view showing a state in which a scratch or a crack is formed perpendicular to the longitudinal direction of the light shielding plate.
【図9】 図8に示すキズ又はクラックを照明光が透過
する状態を示す縦断面図FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a state where illumination light is transmitted through the scratch or crack shown in FIG. 8;
【図10】 図8に示すキズ又はクラックによって補助
照明装置からの照明光が拡散する状態を示す縦断面図FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state in which illumination light from the auxiliary lighting device is diffused by a scratch or a crack shown in FIG. 8;
【図11】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と画像メモリに書き込まれた画像データと
の関係を示す図FIG. 11 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in an image memory.
【図12】 図1の画像処理装置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. 12 is a flowchart showing the contents of control processing executed in the image processing apparatus of FIG. 1;
【図13】 本発明の第2の実施形態において画像処理
装置で実行される制御処理の内容を示すフローチャートFIG. 13 is a flowchart showing the contents of control processing executed by the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention;
【図14】 本発明の第3の実施形態による光学部材検
査装置の概略構成を示す側面図FIG. 14 is a side view showing a schematic configuration of an optical member inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図15】 図14の検査対象光学部材等を撮像装置の
位置から見た平面図FIG. 15 is a plan view of the inspection target optical member and the like in FIG. 14 viewed from the position of the imaging device.
【図16】 検査対象光学部材に光学的欠陥がない場合
における光の進行状態を示す図FIG. 16 is a diagram showing a light traveling state when the inspection target optical member has no optical defect.
【図17】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合
における光の進行状態を示す図FIG. 17 is a diagram showing a light traveling state when an optical member to be inspected has an optical defect;
【図18】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合
に撮像素子から出力される画像データの輝度分布を示す
グラフFIG. 18 is a graph showing a luminance distribution of image data output from an image sensor when an optical member to be inspected has an optical defect;
【図19】 遮光板の長手方向と直交して形成されたキ
ズ又はクラックによって補助照明装置からの照明光が拡
散する状態を示す縦断面図FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a state in which illumination light from the auxiliary illumination device is diffused by a flaw or a crack formed perpendicular to the longitudinal direction of the light shielding plate.
【図20】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 20 is a diagram illustrating a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target region, and an inspection target optical member and image data written in a first image memory.
【図21】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 21 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target area, and an inspection target optical member, and image data written in a first image memory.
【図22】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 22 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図23】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 23 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図24】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 24 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図25】 極座標系から直交座標系への座標変換方法
を示す図FIG. 25 is a diagram showing a coordinate conversion method from a polar coordinate system to a rectangular coordinate system;
【図26】 図14の各画像メモリ内に格納されている
画像データを示すメモリマップ26 is a memory map showing image data stored in each image memory of FIG.
【図27】 図14の画像処理装置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. 27 is a flowchart showing the contents of control processing executed in the image processing apparatus of FIG. 14;
【図28】 遮光板の変形例を示す平面図FIG. 28 is a plan view showing a modification of the light shielding plate.
【図29】 遮光板が歪んで見える状態を示す平面図FIG. 29 is a plan view showing a state in which the light shielding plate looks distorted;
【図30】 遮光板が歪んで見える状態を示す平面図FIG. 30 is a plan view showing a state in which the light shielding plate looks distorted;
【図31】 遮光板の変形例を示す平面図FIG. 31 is a plan view showing a modification of the light shielding plate.
【図32】 遮光板の変形例を示す平面図FIG. 32 is a plan view showing a modification of the light shielding plate.
【図33】 本発明の第1実施形態による光学部材検査
装置によって凹レンズを検査した場合における遮光板の
見え方の説明図FIG. 33 is an explanatory diagram of how a light shielding plate looks when a concave lens is inspected by the optical member inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図34】 本発明の第1実施形態による光学部材検査
装置によって凸レンズを検査した場合における遮光板の
見え方の説明図FIG. 34 is an explanatory diagram of how a light shielding plate looks when a convex lens is inspected by the optical member inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図35】 本発明の第4の実施形態において画像処理
装置で実行される制御処理の内容を示すフローチャートFIG. 35 is a flowchart showing the contents of control processing executed by the image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
【図36】 本発明の第5の実施形態による光学部材検
査装置の概略構成を示す側面図FIG. 36 is a side view showing a schematic configuration of an optical member inspection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図37】 図36の検査対象光学部材等を撮像装置の
位置から見た平面図FIG. 37 is a plan view of the inspection target optical member and the like in FIG. 36 viewed from the position of the imaging device.
【図38】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合
に撮像素子から出力される画像データの輝度分布を示す
グラフFIG. 38 is a graph showing a luminance distribution of image data output from an image sensor when an optical member to be inspected has an optical defect;
【図39】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 39 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図40】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 40 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light-shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図41】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 41 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light shielding plate, an imaging target area, and an inspection target optical member, and image data written in a first image memory.
【図42】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 42 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図43】 遮光板,撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と第1画像メモリに書き込まれた画像デー
タとの関係を示す図FIG. 43 is a diagram showing a relationship between relative positions of a light shielding plate, an imaging target area, and an optical member to be inspected, and image data written in a first image memory.
【図44】 極座標系から直交座標系への座標変換方法
を示す図FIG. 44 is a diagram showing a coordinate conversion method from a polar coordinate system to a rectangular coordinate system.
【図45】 図36の各画像メモリ内に格納されている
画像データを示すメモリマップFIG. 45 is a memory map showing image data stored in each image memory of FIG. 36;
【図46】 遮光板の変形例を示す平面図FIG. 46 is a plan view showing a modification of the light shielding plate.
【図47】 遮光板が歪んで見える状態を示す平面図FIG. 47 is a plan view showing a state in which the light shielding plate looks distorted;
【図48】 遮光板が歪んで見える状態を示す平面図FIG. 48 is a plan view showing a state in which the light shielding plate looks distorted;
【図49】 遮光板の変形例を示す平面図FIG. 49 is a plan view showing a modification of the light shielding plate.
【図50】 遮光板の変形例を示す平面図FIG. 50 is a plan view showing a modification of the light shielding plate.
【図51】 本発明の第6の実施形態による光学部材検
査装置の概略構成を示す側面図FIG. 51 is a side view showing a schematic configuration of an optical member inspection apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
【図52】 検査対象光学部材に光学的欠陥がない場合
における光の進行状態を示す図FIG. 52 is a view showing a light traveling state when the inspection target optical member has no optical defect.
【図53】 図51の拡散板及び遮光板の平面図FIG. 53 is a plan view of the diffusion plate and the light shielding plate of FIG. 51.
【図54】 本発明の第7の実施形態による光学部材検
査装置の主要部を示す正面図FIG. 54 is a front view showing the main part of the optical member inspection apparatus according to the seventh embodiment of the present invention;
【図55】 図54の検査対象光学部材の平面図FIG. 55 is a plan view of the optical member to be inspected in FIG. 54;
1 照明ランプ 2 拡散板 3 撮像装置 4 撮像レンズ 5 撮像素子 6 画像処理装置 7 スライドテーブル 8 遮光板 9 検査対象光学部材 10 補助照明装置 14 検査対象光学部材 15 ホルダ 18 駆動モータ 19 遮光板 20 拡散板 21 画像処理装置 22 画像処理装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 illumination lamp 2 diffusion plate 3 imaging device 4 imaging lens 5 imaging device 6 image processing device 7 slide table 8 light shielding plate 9 inspection target optical member 10 auxiliary lighting device 14 inspection target optical member 15 holder 18 drive motor 19 light shielding plate 20 diffusion plate 21 image processing device 22 image processing device
Claims (14)
光学部材検査装置であって、 撮像レンズと、 この撮像レンズに関して前記検査対象光学部材と略共役
な位置に配置された撮像素子と、 前記検査対象光学部材を透過して前記撮像レンズに入射
した後に前記撮像素子に入射する光の光路の外側から、
前記検査対象光学部材における前記光が透過する箇所を
照明する照明手段と、 前記撮像素子によって撮像された画像中の前記光学部材
の光学的欠陥を示す部位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備えたこ
とを特徴とする光学部材検査装置。An optical member inspection apparatus for detecting an optical defect of an optical member to be inspected, comprising: an imaging lens; an imaging element disposed at a position substantially conjugate with the optical member to be inspected with respect to the imaging lens; From outside the optical path of light that enters the imaging device after passing through the inspection target optical member and entering the imaging lens,
Illuminating means for illuminating a portion of the inspection target optical member through which the light is transmitted; digitizing means for quantifying a portion indicating an optical defect of the optical member in an image taken by the imaging device; An optical member inspection apparatus comprising: a determination unit configured to determine whether a numerical value digitized by the conversion unit exceeds a predetermined determination reference value.
側の位置に配置されてこの検査対象光学部材に向けて照
明光を拡散する拡散板と、 前記検査対象光学部材を透過して前記撮像レンズに入射
した後に前記撮像素子に入射する光の光路を前記検査対
象光学部材と前記拡散板との間で遮る遮光手段とを有す
ることを特徴とする請求項1記載の光学部材検査装置。2. A lighting device, comprising: a diffusing plate disposed at a position opposite to the imaging lens with respect to the inspection target optical member and diffusing illumination light toward the inspection target optical member; A light shielding means for blocking an optical path of light incident on the image pickup element after passing through a target optical member and entering the image pickup lens between the inspection target optical member and the diffusion plate. 2. The optical member inspection device according to 1.
直交する一定方向にその走査方向が延びたラインセンサ
であり、 前記遮光手段は、前記一定方向に広がりを有しているこ
とを特徴とする請求項2記載の光学部材検査装置。3. The image sensor is a line sensor whose scanning direction extends in a certain direction orthogonal to the optical axis of the imaging lens, and the light shielding means has a spread in the certain direction. The optical member inspection device according to claim 2, wherein:
部材の全幅が前記ラインセンサによって撮像される様に
調整されていることを特徴とする請求項3記載の光学部
材検査装置。4. The optical member inspection apparatus according to claim 3, wherein a magnification of the photographing lens is adjusted so that an entire width of the inspection target optical member is imaged by the line sensor.
とを特徴とする請求項3記載の光学部材検査装置。5. An optical member inspection apparatus according to claim 3, wherein said light shielding means has a band shape.
の走査方向と直交する方向へ移動させる移動手段を更に
備えるとともに、 前記ラインセンサは、前記検査対象光学部材をその各位
置で撮像して1ラインづつの画像データを出力すること
を特徴とする請求項4記載の光学部材検査装置。6. A moving means for moving the optical member to be inspected in a direction orthogonal to a scanning direction of the line sensor, wherein the line sensor captures an image of the optical member to be inspected at each position thereof, and The optical member inspection apparatus according to claim 4, wherein image data for each line is output.
段によって撮像される部位を、前記一定方向における前
記遮光手段の側方から照明する補助照明装置を更に備え
ることを特徴とする請求項3記載の光学部材検査装置。7. The apparatus according to claim 3, further comprising an auxiliary lighting device for illuminating a part of the optical member to be imaged by the imaging means from a side of the light shielding means in the predetermined direction. Optical member inspection device.
出力された1ラインづつの画像データに基づいて検査対
象光学部材全体に対応する画像データを再構成するとと
もに、この画像データ中においてその輝度が所定の閾値
を上回っている画素の数を測定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。8. The numerical value converting means reconstructs image data corresponding to the whole optical member to be inspected based on the image data for each line output from the line sensor, and includes the luminance in the image data. 7. The optical member inspection apparatus according to claim 6, wherein the number of pixels that exceeds a predetermined threshold value is measured.
光軸を中心に回転させる回転手段を更に備えるととも
に、 撮影レンズの倍率は前記検査対象光学部材の直径方向に
おける全域が前記ラインセンサによって撮像される様に
調整されており、 前記ラインセンサは、前記検査対象光学部材をその各位
置で撮像して1ラインづつの画像データを出力すること
を特徴とする請求項3記載の光学部材検査装置。9. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a rotation unit configured to rotate the optical member to be inspected about an optical axis of the imaging lens. The optical member inspection apparatus according to claim 3, wherein the line sensor images the optical member to be inspected at each position and outputs image data for each line. .
の光軸からオフセットした回転軸を中心に回転させる回
転手段を更に備えるとともに、 前記撮影レンズの倍率は前記検査対象光学部材の前記回
転軸から外縁までの領域が前記ラインセンサによって撮
像される様に調整されており、 前記ラインセンサは前記検査対象光学部材をその各位置
で撮像して1ラインづつの画像データを出力することを
特徴とする請求項3記載の光学部材検査装置。10. The apparatus according to claim 1, further comprising a rotation unit configured to rotate the inspection target optical member around a rotation axis that is offset from an optical axis of the imaging lens. The region up to the outer edge is adjusted to be imaged by the line sensor, and the line sensor images the optical member to be inspected at each position and outputs image data for each line. The optical member inspection device according to claim 3.
ら出力された1ラインづつの画像データのうちその輝度
が所定の閾値を上回っている箇所の長さを測定すること
を特徴とする請求項6又は10記載の光学部材検査装
置。11. A digital camera according to claim 11, wherein said digitizing means measures the length of a portion of the image data output from said line sensor for each line where the luminance exceeds a predetermined threshold. The optical member inspection device according to 6 or 10.
ら出力された1ラインづつの画像データに基づいて検査
対象光学部材全体に対応する極座標系の画像データを再
構成し、この極座標系の画像データを直交座標系の画像
データに変換し、この直交座標系の画像データ中におい
てその輝度が所定の閾値を上回っている画素の数を測定
することを特徴とする請求項9又は10記載の光学部材
検査装置。12. The digitizing means reconstructs image data of a polar coordinate system corresponding to the whole optical member to be inspected on the basis of image data of each line outputted from the line sensor. 11. The optical system according to claim 9, wherein the data is converted into image data in a rectangular coordinate system, and the number of pixels whose luminance exceeds a predetermined threshold in the image data in the rectangular coordinate system is measured. Member inspection device.
軸を中心にこの検査対象光学部材を回転させることを特
徴とする請求項9又は10記載の光学部材検査装置。13. An optical member inspection apparatus according to claim 9, wherein said rotating means rotates the inspection target optical member about an optical axis of the inspection target optical member.
の光軸に交わる部位から端部に向かうにつれて拡がる帯
状の形状を有していることを特徴とする請求項13記載
の光学部材検査装置。14. An optical member inspection apparatus according to claim 13, wherein said light shielding means has a band-like shape expanding from a portion intersecting the optical axis of said inspection target optical member toward an end. .
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