JPH1123414A - 光透過球面形状体の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査物の外観検査装置において、被検査物
の透過光と、被検査物を透過しない直接光とが電子撮像
装置に入射され画像に照りが生じ、被検査物の外形及び
欠陥部分が照りにより相殺され、判別が困難であった。 【解決手段】 本発明は、被検査物の外周外側の下方向
から円形状の照明光を投射し、前記被検査物内の透過光
により被検査物の欠陥部分で乱反射させて欠陥部分を強
調させ、さらに、前記透過光と直接光をマスク手段で遮
閉し、電子撮像装置で撮像した被検査物と被検査物周辺
の画像とのコントラストを改善し、被検査物の外形認識
と欠陥部分の認識及び識別を安易に行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光透過率の優れた
部材を用い、球面形状に形成したレンズ等の異物、傷、
破損及び汚れ等の損傷及び汚染の欠陥部分を電子カメラ
などの撮像装置を用いて、自動的に検査判定する光透過
球面形状体の外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種レンズの異物付着、傷、破損
及び汚れ等の欠陥部分の検査判定には、作業員による目
視検査または光学プロジェクターにより拡大投影して欠
陥の有無判定を行っている。

【０００３】また、作業員による検査判定に変わって、
撮像管、及びＣＣＤ素子等の光電変換手段を用いた電子
撮像装置を用いた検査装置による外観検査方法も採用さ
れている。例えば、特開昭６３ー４８４３１号公報、特
開平４ー３０５１４４号公報、特開平４ー３２１１８６
号公報及び特開平７ー１９０８８４号公報等にその検査
方法が開示されている。これら公報に開示されている検
査方法は、被検査物であるコンタクトレンズを透過また
は反射した光が被検査物に欠陥がある場合には、その欠
陥部分で光の乱反射が生ずることを利用し、前記被検査
物を透過または反射した照明光を撮像装置で撮像して映
像信号化し、その映像信号を２値化処理して被検査物の
外観の欠陥部分を検出することを基本としている。しか
しながら、被検査物に投射する照明光を生成する光源の
発光体は、フィラメント等の形状と構造にもよるが一般
的には、一点の発光体から発光し、発光体からの直接光
または光源内の反射面で反射された光が被検査物に投射
されている。この被検査物に投射される光源からの照明
光は、光源から被検査物との配置距離により、被検査物
の外周外側にも投射される。一方、照明光を受けた被検
査物を撮像する撮像装置は、被検査物のみを撮像画面上
に投影せず、被検査物の外形判定も行う必要性から被検
査物の外周外側部分も投影させている。つまり、撮像装
置には、被検査物を透過または反射した照明光と、被検
査物を透過せず光源から直接投射された照明光が入射さ
れることになる。しかし、前記光源は撮像装置から見た
場合、一点から発光し、かつ、被検査物は光透過率の優
れた材質のため、前記光源からの照明光が直接入射され
たことになる。

【０００４】このため、前記光源から撮像装置の光電変
換素子に入射された被検査物を透過した光と被検査物を
透過しない光の光量はほぼ等しく、被検査物の外形認識
が困難となったり、また、画面全体が異常に光り輝くよ
うな画像（以下、照りのある画像という）となり被検査
部の欠陥部分が前記照りにより相殺され、欠陥部分の判
別が困難となる現象が生ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンタクトレン
ズなどの外観検査装置において、撮像装置にコンタクト
レンズを透過した透過光と、コンタクトレンズを透過し
ない直接光とが入射され、その透過光と直接光の光量も
ほぼ等しく、光源からの照明光が直接入射され、画像全
体に照りのある状態となる。このため、コンタクトレン
ズの外形形状の判別がしにくく、かつ、コンタクトレン
ズの欠陥部分が照りのある画像により相殺され、欠陥部
分の判別が困難となり、前記撮像装置で撮像した画像を
用いて２値化画像処理による欠陥分析の効率が低下する
課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】コンタクトレンズなどの
被検査物に照明光を投射し、その被検査物を透過した照
明光を電子撮像装置で撮像した映像を用いる被検査物の
外観検査装置において、光透過率の優れた透明部材で形
成され、前記被検査物を収納固定する被検査物収納固定
手段と、前記被検査物収納固定手段に収納固定された被
検査物に円形状の照明光を投射する円形光源手段と、前
記円形光源手段から投射され、前記被検査物収納固定手
段に収納固定された被検査物を透過した照明光を透過さ
せる円形状の開口を有したマスク手段と、前記マスク手
段を透過した照明光を撮像する電子撮像手段とを具備
し、前記マスク手段で前記被検査物の外周外側を透過す
る不要照明光を遮閉し、前記マスク手段の開口を透過し
た前記被検査物の透過照明光のみを前記電子撮像手段で
撮像し、その電子撮像手段で撮像した映像を用いて被検
査物の外観検査判定することを特徴とした光透過球面形
状体の外観検査装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る
光透過球面体形状体の外観検査装置の構成を示すブロッ
ク図である。なお、被検査物としコンタクトレンズの外
観検査を例として説明する。

【０００８】コンタクトレンズ１０は、光透過率の優れ
た透明部材で形成された被検査物固定手段、例えばシャ
ーレ１１内の所定位置に収納載置されている。このシャ
ーレ１１内のコンタクトレンズ１０に図中下方から照明
光を投射する円形光源手段１２が設置されている。この
円形光源手段１２は、円形状のランプまたは光ファイバ
ーの束を円形状に形成された、いわゆるリングライトと
称する光源で、円形のランプまたは光ファイバー全体が
発光して、円形状の照明光を投射する光源を用いる。前
記コンタクトレンズ１０及びシャーレ１１の図中上方に
は、中央部に円形の開口を有するマスク手段１３が設置
されている。このマスク手段１３は、光を透過させない
板状の部材を用い、図２に示すように中央部に直径φが
１４ｍｍの開口１４が設けられている。さらに、そのマ
スク手段１３の図中上方には、電子撮像装置１５が配置
されている。なお、前記コンタクトレンズ１０の中心
点、前記円形光源手段１２の中心点、前記マスク手段１
３の開口１４の中心点及び前記電子撮像装置１５の撮像
面の中心点は同一線上に配置されように設定する。

【０００９】このような構成の外観検査装置の動作につ
いて、図３を用いて説明する。なお、この図は、コンタ
クトレンズ１０、光源１２及びマスク手段１３の断面を
示し、図１及び図２と同一部分は、同一符号を付してあ
る。

【００１０】一般にコンタクトレンズ１０は、円形状
で、眼球の角膜に最も近似した球面形状を有した中央部
（ベースカーブ）と、その中央部の周辺縁には、コンタ
クトレンズ１０の装着中、角膜上を瞬目（まばたき）に
よって自由に移動し、涙液の角膜上の循環を確保する非
球面上のへベル部で構成され、その全体径φは１０ｍｍ
前後である。光源手段１２は、前記したように円形状で
あり、コンタクトレンズ１０の外円周の下方向から照明
光が投射される。前記光源手段１２から投射された照明
光は、前記コンタクトレンズ１０の透過光と、前記コン
タクトレンズ１０を透過しない照明光に分かれる。前記
コンタクトレンズ１０の透過光と透過しない照明光は、
前記マスク手段１３に投射される。前記マスク手段１３
に投射された照明光のうち、前記マスク手段１３の開口
１４を透過する照明光と前記開口１４の周辺で遮閉され
る照明光とに分離される。つまり、前記円形光源手段１
２の光源の直径ａ、前記コンタクトレンズ１０と前記円
形光源手段１２との設置距離ｂ、及び前記コンタクトレ
ンズ１０と前記マスク手段１３との設置距離ｃと、中心
線との角度θ及び前記マスク手段１３の開口１４の開口
径φとの関係から得られる角度θ１の範囲の照明光が前
記マスク手段１３の開口１４から出射される。つまり、
前記開口１４から出射される照明光は、前記コンタクト
レンズ１０の透過光と前記コンタクトレンズ１０を透過
せず、コンタクトレンズ１０の外周外側付近を透過した
直接光となる。

【００１１】一方、電子撮像装置１５は、前記マスク手
段１３の開口１４を中心として、その開口１４の周辺部
の特定範囲を含めた撮像範囲で、かつ前記円形光源手段
１２から照明光が直接入射されない位置に取付設定す
る。これにより、図４に示すように、電子撮像装置１５
には、前記マスク手段１３の開口１４の周辺の特定範囲
と、その開口１４の開口径φ内のコンタクトレンズ１０
の画像光が撮像範囲として入射される。つまり、電子撮
像装置１５には光源１２からの直接照明光は入射され
ず、撮像画面に照りのある画像が生じなくすることがで
きる。

【００１２】すなわち、コンタクトレンズ１０には、そ
の円周の外側方向から照明光が入射されるために、傷及
び破損がある場合には、その部分で照明光が乱反射し
て、傷及び破損のない部分に比して明るくなったり、ま
たは輝きの多い画像となり、さらに汚れが付着している
場合には、その汚れ部分で照明光が吸収されて、汚れの
ない部分よりも暗くなったり、または輝きの少ない画像
となる。また、コンタクトレンズ１０の外周縁には、前
記ベベル部と称される中央部と異なる非球面部分が形成
されており、このベベル部の屈折率と球面の屈折率の相
違により、前記コンタクトレンズ１０の外周縁の認識は
可能であり、さらに、前記マスク手段１３で前記コンタ
クトレンズ１０の外周外側を通過する照明光を遮閉され
ているために、不要な照明光による前記コンタクトレン
ズ１０の外周縁の画像を打ち消すこともなく、前記マス
ク手段１３の開口１４を透過した画像とそれ以外の画像
とのコントラスト比を大きい撮像画面を得ることができ
る。

【００１３】前記電子撮像装置１５で撮像した画像は、
図示されていないコンピュータ手段を用いて、２値化し
て欠陥検出及び判定処理を行う。

【００１４】なお、前記円形光源手段１２の直径ａの光
源とマスク手段１３の開口１４の中心点との角度θ（ま
たは、コンタクトレンズ１０の中心点との角度でも良
い）を小さくすることにより、前記コンタクトレンズ１
０の欠陥部分の検出が容易となる。また、前記円形光源
手段１２の直径ａ、前記コンタクトレンズ１０と前記円
形光源手段１２との設置距離ｂ、前記コンタクトレンズ
１０と前記マスク手段１３との設置距離ｃ、及び前記マ
スク手段の１３の開口１４の直径φは、適宜選択設定す
ることが可能である。

【００１５】また、前記した本発明の実施例では、コン
タクトレンズ１０をシャーレ１１内の収納載置したが、
例えばソフトコンタクトレンズの場合には、柔軟な材料
で製作されているために、検査時に形状が変形しないよ
うに液体とともに収納載置してもよく、または、シャー
レに代えてコンタクトレンズ保存容器を用いることもで
きる。さらに、前記円形光源手段１２、マスク手段１３
及び電子撮像装置１５を固定設定し、前記シャーレ１１
を複数回転コンベアに等間隔に取り付け固定し、順次シ
ャーレ内にコンタクトレンズを投入搬送し、外観検査終
了後検査結果に応じて排出する自動検査システムとする
ことも可能である。

【００１６】さらに、被検査物として、コンタクトレン
ズを用いて説明したが、各種用途に用いられるレンズの
外観検査、及び光透過率の優れた部材を用いた各種加工
品の外観検査にも適用できることは明かである。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、前記したように、被検査物の
外周外側の下方向から円形状の照明光を投射することに
より、前記被検査物内の透過光により被検査物の欠陥部
分で乱反射させて欠陥部分を強調させることができる。
さらに、前記被検査物の透過光と前記被検査物を透過し
ない直接光をマスク手段で遮閉することにより、電子撮
像装置で撮像した被検査物の画像と被検査物周辺の画像
との明暗コントラストを明確にすることができる。かつ
照明光が電子撮像装置に直接入射されないために、被検
査物の欠陥部分及び外形部分の打ち消し現象が解消で
き、確実に被検査物の外形認識と欠陥部分の認識及び識
別を可能とした。このため、電子撮像装置で撮像した被
検査物の画像をコンピュータ手段で２値化して被検査物
の結果の判定検査処理が安易にかつ迅速に実施できる効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外観検査装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明に係る外観検査装置のマスク手段の形状
を示す平面図である。

【図３】本発明に係る外観検査装置の動作を説明する平
面図である。

【図４】本発明に係る外観検査装置の電子カメラで撮像
した画像を示す平面図である。

【符号の説明】

１０…コンタクトレンズ １１…シャーレ １２…円形光源手段 １３…マスク手段 １４…開口 １５…電子撮像装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前之園 克美 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 道家 敦宏 愛知県春日井市高森台５丁目１番地10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過率の優れた部材で球面形状に形成
   された被検査物に照明光を投射し、その被検査物を透過
   した照明光を電子撮像装置で撮像した映像を用いて、被
   検査物の外観検査を行う光透過球面形状体の外観検査装
   置において、 前記被検査物に円形状の照明光を投射する円形光源手段
   と、 前記円形光源手段からの照明光のうち、前記被検査物を
   透過した照明光を透過させる円形状の開口を有したマス
   ク手段と、 前記マスク手段を透過した照明光を撮像する電子撮像手
   段と、 を具備し、前記マスク手段で前記被検査物の外周外側を
   透過する不要照明光を遮閉し、かつ前記マスク手段の開
   口を透過した前記被検査物の透過照明光を前記電子撮像
   手段で撮像し、その電子撮像手段で撮像した映像を用い
   て被検査物の外観検査判定することを特徴とした光透過
   球面形状体の外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記円形光源手段からの円形状の照明光
   を前記被検査物の円周方向から投射し、前記照明光が前
   記被検査物を透過する際に、前記被検査物の損傷または
   汚染した欠陥部分で光の散乱を生ぜしめ、かつ、前記被
   検査物の透過照明光を前記電子撮像手段で撮像して映像
   信号化し、その映像信号中の前記欠陥部分の散乱光によ
   る映像信号部分の有無を検知して、被検査物の外観検査
   判定を行うことを特徴とした請求項１に記載した光透過
   球面形状体の外観検査装置。
3. 【請求項３】 前記被検査物収納固定手段に収納固定さ
   れた被検査物に円形状の照明を投射する前記円形光源手
   段の直径は、前記被検査物の直径よりも大きくすること
   を特徴とした請求項１または２に記載した光透過球面形
   状体の外観検査装置。
4. 【請求項４】 前記円形光源手段と前記被検査物の中心
   点を一致させ、前記円形光源手段の円形光源から前記被
   検査物への光の投射角を大きくする位置に前記円形光源
   手段を設けることを特徴とした請求項１、２または３に
   記載した光透過球面形状体の外観検査装置。
5. 【請求項５】 前記被検査物がコンタクトレンズである
   ことを特徴とした請求項１、２、３または４に記載した
   光透過球面形状体の外観検査装置。