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【発明の名称】 光学部材検査装置
【発明者】 【氏名】杉浦 正之

【氏名】山本 清

【氏名】中西 太一
【要約】 【課題】キズ及びクラックの方向如何に拘わらず、検査対象光学部材の表面上のキズ及びクラックを検出することができる光学部材検査装置を、提供する。

【解決手段】撮像装置３は、検査対象光学部材１４を、線状に撮像する。拡散透過板２及び遮光板９は、検査対象光学部材１４における撮像対象領域を、撮像装置３の撮像光軸外から照明する。検査対象光学部材１４を保持するホルダ１９は、回転部保持台８に対して、回転自在に取り付けられている。回転用モータ１７は、このホルダ１９を回転駆動する。回転部保持台８は、レール７に沿って直進移動するスライダ１３上に固定されている。直進用モータ１２は、このスライダ１３を直進駆動する。制御装置６は、回転部保持台８を直進移動させつつ撮像装置３によって撮像を行った後に、ホルダ１９を９０°回転させ、その後再度、回転部保持台８を直進移動させつつ撮像装置３によって撮像を行う。制御装置６は、以上の行程の結果得られた画像データに基づいて、検査対象光学部材１４の良否判定を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項１】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、前記検査対象光学部材保持用のホルダと、前記撮像レンズに関して、前記ホルダに保持された検査対象光学部材に対して略共役となる位置に配置されたラインセンサと、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ラインセンサ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、前記撮像レンズ，ラインセンサ及び照明手段に対して相対的に、前記撮像レンズの光軸に略直交する面内で前記ホルダを所定角度回転させる回転機構と、前記撮像レンズ，ラインセンサ及び照明手段に対して相対的に、前記撮像レンズの光軸の方向及び前記ラインセンサの走査方向に夫々直交する方向へ前記ホルダを直進移動させる直進移動機構と、前記回転機構に対して前記ホルダの相対回転を行わせるとともに、この相対回転の前後において、夫々、前記回転機構に対して前記ホルダの相対直進移動を行わせることによって前記ラインセンサから前記検査対象光学部材全体に対応する画像データを出力させる制御手段と、前記ホルダの相対回転前において前記ラインセンサから出力された前記検査対象光学部材全体に対応する画像データ，及び、前記ホルダの相対回転後において前記ラインセンサから出力された前記検査対象光学部材全体に対応する画像データに基づいて、前記検査対象光学部材の良否判定を行う良否判定手段とを備えることを特徴とする光学部材検査装置。
【請求項２】直進移動部材を更に備えるとともに、前記回転機構は、前記ホルダを前記直進移動部材に対して回転させる機構として構成され、前記直進移動機構は、前記直進移動部材を前記撮像レンズの光軸に直交する方向へ直進移動させる機構として構成されることを特徴とする請求項１記載の光学部材検査装置。
【請求項３】前記所定角度は９０°であることを特徴とする請求項１記載の光学部材検査装置。
【請求項４】前記良否判定手段は、前記両画像データを合成した上で、前記良否判定を行うことを特徴とする請求項１記載の光学部材検査装置。
【請求項５】前記照明手段は、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ラインセンサ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部材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。
【請求項６】前記遮光部材は、前記ラインセンサと平行に配置された帯状の形状を有していることを特徴とする請求項５記載の光学部材検査装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部材の不良要因を検出するための光学部材検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レンズ，プリズム等の光学部材は、入射した光束が規則正しく屈折したり、平行に進行したり、一点又は線状に収束したり発散するように設計されている。しかしながら、光学部材の形成時において糸くず等が光学部材内に混入してしまっていたり（いわゆる「ケバ」）、成形後の人的取り扱いによって光学部材の表面上にキズ等が生じていると、入射した光束が乱れてしまうので、所望の性能を得ることができなくなる。
【０００３】そのため、光学部材の不良要因を検出して自動的に良否判定を行うための光学部材検査装置が、従来、種々提案されている。例えば、本出願人は、特願平９−５０７６０号において、撮像レンズとラインセンサとからなる撮像装置を用いて検査対象光学部材を撮像し、この撮像によって得られた画像データに基づいて検査対象光学部材の良否判定を行う光学部材検査装置を、提案した。この光学部材検査装置は、ラインセンサと撮像レンズとからなる撮像装置と、検査対象光学部材における撮像装置とは逆の面側に配置されたラインセンサと平行な帯状の遮光部材と、遮光部材の両脇から照明光を検査対象光学部材に照射する拡散板とから、構成される。そして、拡散板から照射された照射光によって不良要因から拡散光を生じさせ、この拡散光による不良要因の像を撮像装置によって撮像するとともに、検査対象光学部材を撮像光学系の光軸に直交する面内で走査し、検査対象光学部材全体に相当する画像データを得る。この走査は、ラインセンサに直交する方向，又は、検査対象光学部材の光軸を中心に回転する方向に、なされる。そして、この走査がなされる間に得られた画像データに基づいて、上述した良否判定がなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不良要因が線状に延びたキズ又はクラックである場合、これらが入射光に対する指向性を有する故に、検査が不正確になるという問題があった。即ち、キズ又はクラックとラインセンサとが互いに直交する方向を向いている場合には、遮光板の両脇からキズに照明光を照射しても、図８に示すように、撮像レンズの方へ向かう拡散光が生じ難いために、これらのキズ又はクラックの像がラインセンサ上に形成されない。そのため、これらのキズ又はクラックが不良要因として検出されないのである。
【０００５】上述した特願平９−５０７６０号では、この問題を解決するために、遮光部材の長軸方向における両端から検査対象光学を照明する補助光源を追加して、ラインセンサの方向に対して直交する方向のキズ又はクラックからも拡散光が生じるようにしているが、照明光の入射角が大きくなってしまうので、効率良く拡散光を撮像レンズに入射させることができない。
【０００６】そこで、本発明は、キズ又はクラックの方向如何に拘わらず、検査対象光学部材の表面上のキズ又はクラックを検出する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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
【０００８】即ち、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、前記検査対象光学部材保持用のホルダと、前記撮像レンズに関して前記ホルダに保持された検査対象光学部材に対して略共役となる位置に配置されたラインセンサと、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ラインセンサ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、前記撮像レンズ，ラインセンサ及び照明手段に対して相対的に前記撮像レンズの光軸に略直交する面内で前記ホルダを所定角度回転させる回転機構と、前記撮像レンズの光軸の方向及び前記ラインセンサの走査方向に夫々直交する方向へ前記ホルダを直進移動させる直進移動機構と、前記回転機構に対して前記ホルダの相対回転を行わせるとともにこの相対回転の前後において夫々前記回転機構に対して前記ホルダの相対直進移動を行わせることによって前記ラインセンサから前記検査対象光学部材全体に対応する画像データを出力させる制御手段と、前記ホルダの相対回転前において前記ラインセンサから出力された前記検査対象光学部材全体に対応する画像データ，及び、前記ホルダの相対回転後において前記ラインセンサから出力された前記検査対象光学部材全体に対応する画像データに基づいて前記検査対象光学部材の良否判定を行う良否判定手段とを、備えることを特徴とする。
【０００９】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、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ラインセンサ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ラインセンサに入射することはない。そのため、ラインセンサ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、この拡散光がラインセンサ上に収束するので、光学的欠陥の明るい像がラインセンサによって撮像される。従って、ラインセンサ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。制御手段は、直進移動機構に対してホルダの相対直進移動を指示することにより、検査対象光学部材に対して撮像レンズの光軸を横切らせ、その間にラインセンサから出力された検査対象光学部材全体に対応する画像データを獲得する。制御手段は、次に、回転機構に対してホルダの相対回転を指示することにより、検査対象光学部材を所定角度回転させる。この回転後、制御手段は、再度、直進移動機構に対してホルダの相対直進移動を指示することにより、検査対象光学部材に対して撮像レンズの光軸を横切らせ、その間にラインセンサから出力された検査対象光学部材全体に対応する画像データを獲得する。このようにして得られた各画像データは、ラインセンサを夫々異なる方向に向けた状態で検査対象光学部材を撮像することによって得られたものであり、各撮像時における検査対象光学部材のキズ又はクラックの方向とラインセンサの方向とがなす角度は、互いに異なっている。従って、何れか一方の画像データにおいては消えてしまっているキズ又はクラックも、他方の画像データにおいては明るく映り込んでいる。そこで、良否判定手段は、両画像データに基づいて、検査対象光学部材の良否判定を正確に行うことができるのである。
【００１０】回転機構は、ラインセンサ，撮像レンズ及び照明手段を固定した状態でホルダを回転させても良いし、ホルダを固定した状態でラインセンサ，撮像レンズ及び照明手段を回転させても良い。直進移動機構は、ラインセンサ，撮像レンズ及び照明手段を固定した状態でホルダを直進移動させても良いし、ホルダを固定した状態でラインセンサ，撮像レンズ及び照明手段を直進移動させても良い。回転機構と直進移動機構とが、ともに、ラインセンサ，撮像レンズ及び照明手段を固定する場合には、直進移動機構によって直進移動される直進移動部材を設け、この直進移動部材にホルダを設けて回転機構によって回転させれば良い。
【００１１】回転機構が相対回転させる角度は、０度及び１８０度を除く如何なる角度でも良いが、９０度に近いほどより望ましく、９０度が最も望ましい。
【００１２】また、請求項２記載の光学部材検査装置は、請求項１において、直進移動部材を更に備えるとともに、回転機構が、前記ホルダを前記直進移動部材に対して回転させる機構として構成され、直進移動機構が、前記直進移動部材を前記撮像レンズの光軸に直交する方向へ直進移動させる機構として構成されることで、特定したものである。
【００１３】また、請求項３記載の光学部材検査装置は、請求項１の所定角度が９０°であることで、特定したものである。
【００１４】また、請求項４記載の光学部材検査装置は、請求項１の良否判定手段が、前記両画像データを合成した上で前記良否判定を行うことで、特定したものである。
【００１５】また、請求項５記載の光学部材検査装置は、請求項１の照明手段が、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、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ラインセンサ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部材とを、有することを特徴とする。
【００１６】また、請求項６記載の光学部材検査装置は、請求項５の遮光部材が、前記ラインセンサと平行に配置された帯状の形状を有していることで、特定したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
＜光学部材検査装置の構成＞本実施形態による光学部材検査装置の概略構成を、図１の正面断面図に示す。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，被検物走査ユニットＭ，及び撮像装置３は、同一の光軸ｌ上に配置されている。
【００１８】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ラインセンサ５（ＣＣＤラインセンサ）とから、構成されている。図１において、ラインセンサ５は、左右方向にその画素列を向かせるように設置されている。また、ラインセンサ５の画素列は、その中央において、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内においてラインセンサ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。
【００１９】ラインセンサ５は、所定時間（各画素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、画素の並び順に各画素を自己走査して各画素に蓄積した電荷を出力する。このようにしてラインセンサ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、図３に示す制御装置６に入力される。
【００２０】被検物走査ユニットＭは、撮像レンズ４に関してラインセンサ５の撮像面と共役な位置に検査対象光学部材１４を保持しつつ、この検査対象光学部材１４を撮像レンズ４の光軸に直交する方向へ直線状に相対移動させるとともに、この検査対象光学部材１４を９０度回転させる装置である。以下、この被検物走査ユニットＭの具体的構成を、図１及び撮像装置３の位置から見た平面図である図２を用いて説明する。
【００２１】これら各図に示されるように、被検物走査ユニットＭは、光学部材検査装置の図示せぬフレームにおける下部に固定されたレール７と、このレール７に沿ってスライド駆動される回転部保持台８と、この回転部保持台８上にて回転自在に取り付けられたホルダ１９とを、主要構成として構成されている。
【００２２】これらのうち、レール７は、ラインセンサ５の画素列の方向及び光軸ｌの方向に対して夫々直交する方向にその長軸を向けており、断面Ｕ字型の形状を有している。このレール７の両端部は、支持板１０，１０によって閉じられている。これら両支持板１０，１０の中心同士の間には、ボールネジ１１が、回転自在に掛け渡されている。そして、一方の支持板１０の外側面には、このボールネジ１１を回転駆動する直進用モータ１２が取り付けられている。
【００２３】このレール７の上面には、スライダ１３がスライド自在に填められている。このスライダ１３の下面（レール７に対向した面）には、ボールネジ１１に螺合したボールナット２０が固定されている。従って、直進用モータ１２がボールネジ１１を正／逆回転させることにより、スライダ１３がレール７上を往／復移動する。なお、このスライダ１３の移動可能距離は、検査対象光学部材１４の直径よりも長い。これらレール７，両支持板１０，１０，ボールネジ１１，直進用モータ１２及びスライダ１３が、撮像レンズ４の光軸の方向及びラインセンサ５の走査方向に夫々直交する方向へホルダ１９を直進移動させる直進移動機構に、相当する。
【００２４】直進移動部材として機能する上述の回転部保持台８は、縦断面が逆Ｌ字型の形状を有しており、スライダ１３の上面上に、その基端が垂直に固着されている。従って、回転部保持台８の上面は、光軸ｌに対して垂直となっている。この回転部保持台８の先端部は、光軸ｌを横断している。そして、光軸ｌと一致し得る中心線を中心とした円形の貫通孔８ａが、当該先端部に穿たれている。この貫通孔８ａの撮像装置３側の縁は、筒状に突出した筒状縁部８ｂを構成している。上述のホルダ１９は、この筒状縁部８ｂに嵌合することによって、回転自在となっている。即ち、ホルダ１９は、貫通孔８ａと同じ内径の略筒状形状を有しており、その下端開口が、筒状縁部８ｂの外径よりも僅かに大径に形成され、この大径部１９ａが、回転部保持台８の筒状縁部８ｂに嵌合しているのである。
【００２５】なお、ホルダ１９の内面における軸方向中央には、環状の内方フランジ１９ｂが突出形成されている。この内方フランジ１９ｂの内径は、検査対象光学部材１４の外径よりも小径となっているので、この内方フランジ１９ｂが検査対象光学部材１４の外縁を保持することができる。また、ホルダの外面には、環状ギヤ１５が填められている。
【００２６】一方、回転部保持台８の上面には、ステー１６を介して、回転用モータ１７が固定されている。この回転用モータ１７の駆動軸は、光軸ｌと平行を向いており、この駆動軸の先端には、環状ギヤ１５に噛合するピニオンギヤ１８が取り付けられている。従って、この回転モータ１７がピニオンギヤ１８を回転駆動することにより、ホルダ１９及びこれに保持された検査対象光学部材１４が、光軸ｌを中心に回転する。但し、このホルダ１９の回転角度は、図示せぬリミッタによって９０度の範囲に制限されている。これら回転用モータ１７，ピニオンギヤ１８及び環状ギヤ１５が、撮像レンズ４の光軸ｌに略直交する面内でホルダ１９を所定角度回転させる回転機構に、相当する。
【００２７】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。
【００２８】光軸ｌ上において被検物走査ユニットＭと照明ランプ１との間には、図２に示すように、検査対象光学部材１４の直径の２倍よりも十分に長い長辺と検査対象光学部材１４の直径よりも十分に長い短辺とを有する矩形の拡散透過板２が、その長辺をレール７の軸に対して平行に向けた状態で、固定されている。この拡散透過板２の表面（検査対象光学部材１４側の面）は粗面として加工されているので、この拡散透過板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、検査対象光学部材１４に向けて拡散させることができる。
【００２９】この拡散透過板２の上面の長辺方向における中央には、帯状の遮光部材である遮光板９が、貼り付けられている。この遮光板９は、図１に示すように、その中心を撮像レンズ４の光軸ｌと一致させた状態で、その長手方向を拡散透過板２の短辺方向に向けている。なお、この遮光板９の幅は、図１の矢印ＩＶ方向から見た状態を示す略図である図４に示すように、ラインセンサ５の各画素に入射する光の周縁光線ｍ，ｍの間隔よりも広い。これら撮像装置１，拡散透過板２及び遮光板９が、照明手段に相当する。
【００３０】上述した両モータ１２，１７は、図３にその内部回路構成が示される制御装置６によって、制御・駆動される。この制御装置６は、各モータ１２，１７に駆動電流を供給しつつ、撮像装置３から入力された画像データに基づいて検査対象光学部材２７が良品であるか不良品であるかの判定を行う装置であり、制御手段及び良否判定手段に相当する。以下、図３を用いて、その内部回路構成を説明する。
【００３１】図３に示す様に、制御装置６は、バスＢを介して相互に接続されたＣＰＵ６０，フレームメモリ６１，ホストメモリ６２，及びモータ駆動回路６３から、構成されている。
【００３２】フレームメモリ６１は、撮像装置３から入力された画像データが書き込まれるバッファである。
【００３３】ホストメモリ６２は、画像メモリ領域６２ａ，作業メモリ領域６２ｂ，及び、画像処理プログラム格納領域６２ｃを、含んでいる。このうち、画像メモリ領域６２ａは、フレームメモリ６１に書き込まれた画像データが所定時間毎に先頭行から行単位で書き込まれる領域である。また、作業メモリ領域６２ｂは、ＣＰＵ６０による画像処理が実行される領域である。また、画像処理プログラム格納領域６２ｃは、ＣＰＵ６０にて実行される画像処理プログラムを格納するコンピュータ可読媒体としての領域である。
【００３４】モータ駆動回路６３は、ＣＰＵ６０からの命令に応じて、各モータ１２，１７を所望速度で所望量駆動させる駆動電流を、これら各モータ１２，１７に供給する。
【００３５】ＣＰＵ６０は、制御装置６全体の制御を行うコンピュータである。即ち、ＣＰＵ６０は、ホストメモリ６２の画像処理プログラム格納領域６２ｄに格納されている画像処理プログラムを実行し、直進用モータ１２を等速回転させつつフレームメモリ６１に書き込まれた画像データを定期的にホストメモリ６２の画像メモリ領域６２ａに書き写すとともに、画像メモリ領域６２ａ中に検査対象光学部材１４全体に対応する画像データが合成された時点で、所定の閾値を用いてこの画像データを二値化するとともに不要部分をマスキングした後に、この画像データを作業メモリ６２ｂに書き加える（制御手段に相当）。ＣＰＵ６０は、このような制御を回転用モータ１７によるホルダ１９の９０度回転の前後において実行し、その結果作業メモリ６２ｂ内に蓄積された画像データに基づいて、検査対象光学部材１４の良否判定を実行する（良否判定手段に相当）。＜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４の面内では、撮像レンズ４に入射してラインセンサ５の各画素に入射し得る光は、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、拡散透過板２に向かって拡がっている。そして、拡散透過板２上において、この周縁光線ｍ，ｍの間が遮光板９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１４におけるラインセンサ５による撮像対象領域（撮像レンズ４に関してラインセンサ５の画素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，図６及び図７においては二点鎖線にて図示）に光学的欠陥がないとすると、ラインセンサ５の各画素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、拡散透過板２の表面における遮光板９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、ラインセンサ５の各画素上には収束されない。そのため、撮像装置３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。
【００３６】これに対して、検査対象光学部材１４表面における撮像対象領域内に不良要因Ｋがある場合、図５に示すように、拡散透過板２の表面における遮光板９の側方箇所から拡散した光ｎがこの不良要因Ｋに当たると、この光ｎがこの不良要因Ｋ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を介してラインセンサ５の画素上に入射する。従って、不良要因Ｋの像（周囲よりも明るい像）が、ラインセンサ５の撮像面に形成される。
【００３７】なお、キズやクラックは、入射光に対して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６に示す様に、遮光板９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、拡散透過板２の表面における遮光板９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光ｎ’が生じ、この拡散光ｎ’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の像がラインセンサ５によって撮像される。これに対して、図７に示す様に、遮光板９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９の長手方向と直交する方向に沿った縦断面図である図８に示すように、拡散透過板２の表面における遮光板９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の像はラインセンサ５によって撮像されない。
【００３８】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、回転部保持台８を直進移動させることによって撮像装置３に対して検査対象光学部材１４を走査した後で、ホルダ１９ごと検査対象光学部材１４を９０度回転させて、再度、回転部保持台８を直進移動させることによって撮像装置３に対して検査対象光学部材１４を走査するようにした。その結果、検査対象光学部材１４上に形成された全てのキズ及びクラックＫは、何れか一方の走査において、遮光板９の長手方向に対する角度が４５度以下になる。このように、キズ又はクラックＫの遮光板９の長手方向に対する角度は、最大でも４５度になるが、４５度であれば、ラインセンサ５上にこれらキズ又はクラックＫを形成させるのに十分な拡散光ｎ’を生じさせ得る。
＜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、画像処理プログラム格納領域６２ｃ内の制御プログラムを読み込んだＣＰＵ６０が実行する制御処理の内容を、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】図９の制御処理は、制御装置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、ＣＰＵ６０は、光学部材検査装置全体の初期化を行う。即ち、モータ駆動回路６３に対して、回転部保持台８を初期位置（図２における最も上側の位置，即ち、撮像装置３による撮像対象領域が検査対象光学部材１４の外側となる位置）に戻すとともに、ホルダ１９の回転位置を初期位置に戻すように、指示する。この指示を受けたモータ駆動回路６３は、この指示に従って各モータ１２，１７に駆動電流を供給する。また、ＣＰＵ６０は、制御に用いる変数ｉを初期化して“０”とする。さらに、ＰＣＵ６０は、作業メモリ領域６２ｂ内の記憶内容をクリアする。
【００４０】次のＳ０２では、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６３に対して、図２における下側に向けて回転部保持台８を等速にスライド移動させる様、指示する。この指示を受けたモータ駆動回路６３は、このスライド移動を開始するために、直進用モータ１２を等速回転させる。
【００４１】次のＳ０３では、ＣＰＵ６０は、撮像装置３からフレームメモリ６１に入力された一走査分の画像データを、画像メモリ領域６２ａに書き込む。
【００４２】次のＳ０４では、ＣＰＵ６０は、Ｓ０３での画像データの書き込みによって、画像メモリ領域６２ａ内で検査対象光学部材１４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１４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Ｓ０３に戻し、新たな撮像によって撮像装置３からフレームメモリ６１に入力された画像データを、画像メモリ領域６２ａに書き込む。
【００４３】これに対して、検査対象光学部材１４全体に対応する画像データが合成された場合には、ＣＰＵ６０は、Ｓ０５において、画像メモリ領域６２ａ内に書き込まれている検査対象光学部材１４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、画像メモリ領域６２ａに格納されている画像データの全ピクセルの輝度値を、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画素の輝度値を“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画素の輝度値を“０”に置き換える。
【００４４】次のＳ０６では、ＣＰＵ６０は、マスク処理を実行する。このマスク処理を行う理由を、図１０乃至図１２を用いて説明する。いま、検査対象光学部材１４が、円形レンズのように光軸を中心として径方向にパワーを有する光学部材である場合を、想定する。このとき、検査対象光学部材１４の直径方向へ遮光板９を直進移動させると、撮像装置３の位置から検査対象光学部材１４を通して見た遮光板９は、検査対象光学部材１４が凹レンズ１４ａであれば図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように変化し、検査対象光学部材１４が凸レンズ１４ｂであれば図１２（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１４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９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１４に光学的欠陥がないとしても、拡散透過板２における遮光板９の脇から発散した光が撮像レンズ４に入射してしまい、ラインセンサ５によって撮像される画像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。そのため、Ｓ０６では、各回の走査によって得られた画像データ（画像メモリ領域６２ａ中の二値化データ）のうち、検査対象光学部材１４の撮像初期（図１１（ａ）及び図１２（ａ）参照）に得られた領域及び撮像終期（図１１（ｃ）及び図１２（ｃ）参照）に得られた領域を、マスキングする。即ち、図１０に示す０°の方向に走査がなされる場合には、α及びβの領域に含まれる全ての画素の輝度値を“０”に書き換え、図１０に示す９０°の方向に走査がなされる場合には、γ及びδの領域に含まれる全ての画素の輝度値を“０”に書き換える。
【００４５】次のＳ０７では、ＣＰＵ６０は、画像メモリ領域６２ａ内の画像データ（マスキングされた二値化データ）を、作業メモリ領域６２ｂに重畳する。この画像データの重畳は、作業メモリ領域６２ｂ内の各画素の輝度値に、画像データを構成する各画素の輝度値を加算することによって、なされる。
【００４６】次のＳ０８では、ＣＰＵ６０は、変数ｉが“１”に達しているか否かをチェックする。そして、変数ｉが“０”である場合（即ち、ホルダ１９の回転前における０°方向への走査時）である場合には、ＣＰＵ６０は、処理をＳ０９に進める。
【００４７】Ｓ０９では、ＣＰＵ６０は、変数ｉを一つインクリメントする。次のＳ１０では、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６３に対して、ホルダ１９を９０°回転させる様、指示する。この指示を受けたモータ駆動回路６３は、この回転を行うために、回転用駆動モータ１７に駆動電流を供給する。次のＳ１１では、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６３に対して、回転部保持台８を初期位置に復帰させる様、指示する。この指示を受けたモータ駆動回路６３は、直進用モータ１２をＳ０２とは逆方向に回転させる。Ｓ１１終了後、ＣＰＵ６０は、処理をＳ０２に戻し、９０°方向への走査を行わしめる。なお、この９０°方向への走査におけるＳ０７では、ＣＰＵ６０は、画像メモリ領域６２ａに格納されている画像データを−９０°回転させた上で、この画像データを構成する各画素の輝度値を、作業メモリ領域６２ｂ内の対応する画素の輝度値に夫々加算する。この結果、作業メモリ領域６２ｂ内に格納されている画像データは、０°方向への走査によって得られた画像と９０°方向への走査によって得られた画像とを重ね合わせたものとなる。
【００４８】これに対して、変数ｉが“１”に達していると判断した時には（即ち、ホルダ１９の回転後における９０°方向への走査時）、ＣＰＵ６０は、処理をＳ１２に進める。このＳ１２では、ＣＰＵ６０は、作業メモリ領域６２ｂ内における“１”の値を有する画素の総数を計測し、“１”の値を有する画素の総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”の値を有する画素の総数が所定の判定基準値よりも多い場合には、Ｓ１３において、当該検査対象光学部材１４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”の値を有する画素の総数が所定の判定基準値以下である場合には、Ｓ１４において、当該検査対象光学部材１４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、ＣＰＵ６０は、この制御処理を終了する。
【００４９】なお、Ｓ１２での判定の代わりに、“１”の値を有する画素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基づい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基づいて判定を行っても良い。
＜実施形態の作用＞以上のような構成を有する本実施形態による光学部材検査装の検査を、以下、説明する。
【００５０】オペレータは、先ず、検査対象光学部材１４をホルダ１９にセットして、照明ランプ１を点灯するとともに、撮像装置３に電源を投入する。これにより、撮像装置３は、その撮像対象領域を線状に撮像して得られた画像データを、制御装置６に入力する。但し、この時点では、制御装置６は、図９の処理を実行していないので、制御装置６に入力された画像データが画像メモリ領域６２ａに取り込まれることはない。
【００５１】オペレータは、次に、制御装置６に接続された図示せぬ検査開始ボタンを押下する。すると、ホルダ１９が０°の位置に戻されるとともに、ホルダ１９ごと回転部保持台８が図２における最も上方の初期位置に戻される（Ｓ０１）。このようにして、装置全体が初期化されると、ＣＰＵ６０は、０°方向への走査を実行する。即ち、ホルダ１９を０°の位置に保ったまま、回転保持部８を図２における下方へ等速移動させる（Ｓ０２）。そして、この等速移動の間中、ＣＰＵ６０は、撮像装置３からフレームメモリ６１に入力された画像データを、画像メモリ領域６２ａに書き込む。この結果、画像メモリ領域６２ａ内には、検査対象光学部材１４全体に対応した画像データが合成される（Ｓ０３，Ｓ０４）。この画像データ中においては、同じ形状且つ同じ大きさのキズ又はクラックについて比較した場合、遮光板９の長手方向に対して０°の方向を向いているキズ及びクラックは、最も明るく映り込む。そして、遮光板９の長手方向に対する角度が大きくなるほど、画像データへのキズ及びクラックの映り込みは暗くなり、遮光板９の長手方向に対して９０°の方向を向いているキズ及びクラックは、画像データ中において消えてしまっている。
【００５２】この画像データは、二値化処理された後に（Ｓ０５）、ノイズによって全体的に明るくなっている領域（図１０の領域α及び領域β）がマスクされ（Ｓ０６）、作業メモリ領域６２ｂに書き込まれる（Ｓ０７）。
【００５３】次に、ＣＰＵ６０は、ホルダ１９を９０°の位置に回転させるとともに（Ｓ１０）、ホルダ１９ごと回転部保持台８を初期位置に戻す（Ｓ１１）。その後で、ＣＰＵ６０は、９０°方向への走査を実行する。即ち、ホルダ１９を９０°の位置に保ったまま、回転保持部８を図２における下方へ等速移動させる（Ｓ０２）。そして、この等速移動の間中、ＣＰＵ６０は、撮像装置３からフレームメモリ６１に入力された画像データを、画像メモリ領域６２ａに書き込む。この結果、画像メモリ領域６２ａ内には、検査対象光学部材１４全体に対応した画像データが合成される（Ｓ０３，Ｓ０４）。この画像データ中においては、同じ形状且つ同じ大きさのキズ又はクラックについて比較した場合、遮光板９の長手方向に対して０°の方向を向いているキズ及びクラック（０°方向への走査時において遮光板９の長手方向に対して９０°の方向を向いていたキズ及びクラック）は、最も明るく映り込む。そして、遮光板９の長手方向に対する角度が大きくなるほど、画像データへのキズ及びクラックの映り込みは暗くなり、遮光板９の長手方向に対して９０°の方向を向いているキズ及びクラック（０°方向への走査時において遮光板９の長手方向に対して０°の方向を向いていたキズ及びクラック）は、画像データ中において消えてしまっている。
【００５４】この画像データは、二値化処理された後に（Ｓ０５）、ノイズによって全体的に明るくなっている領域（図１０の領域γ及び領域δ）がマスクされる（Ｓ０６）。そして、この画像データは、−９０°回転されて、作業メモリ領域６２ｂ内に格納されている０°方向の走査による画像データに対して方向合わせされた後に、作業メモリ領域６２ｂ内の画像データに重畳される（Ｓ０７）。
【００５５】この重畳の結果として作業メモリ領域６２ｂ内に保持された画像データ内においては、あらゆる方向のキズ及びクラックが、同じ大きさで映り込んでいる。従って、その後における良否判定では（Ｓ１２）、各キズ及びクラックの像をなす画素の数のみに基づいて、正確に判定を行うことができる。
【００５６】
【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、キズの方向如何に拘わらず、検査対象光学部材の表面上のキズを検出することが可能となる。
【出願人】 【識別番号】００００００５２７
【氏名又は名称】旭光学工業株式会社
【出願日】 平成１０年７月２日（１９９８．７．２）
【代理人】 【識別番号】１０００９８２３５
【弁理士】
【氏名又は名称】金井 英幸
【公開番号】 特開２０００−１９０６０（Ｐ２０００−１９０６０Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願番号】 特願平１０−１８７９５４