(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸レンズを撮像する撮像部を用いて前記凸レンズの周縁の形状を検出させるためのエッジ検出方法であって、
出射開口が形成され、該出射開口が前記凸レンズの焦点位置よりも前記凸レンズから離れた位置に配置されたマスクの前記出射開口を通じて前記撮像部へ向けて拡散光を発し、
前記撮像部の光学系の被写界深度内に前記凸レンズが位置するように、前記撮像部を配置することにより、
前記撮像部の撮像面に、
前記拡散光のうち、前記凸レンズを透過して前記撮像部へ入射する第一拡散光によって前記凸レンズの周縁の形状の内側に形成される前記出射開口の内側の明部および前記マスクで遮光された暗部からなる前記マスクの像と、
前記拡散光のうち、前記凸レンズの外部を通って前記撮像部へ入射する第二拡散光によって形成される明部の像と、
を、投影させた状態で、前記撮像部による撮像を行い、
前記第二拡散光による明部と前記マスクの像による暗部との境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出する
ことを特徴とするエッジ検出方法。
【請求項２】
前記マスクの像を前記撮像面に投影させた後に、前記第二拡散光による明部と前記マスクの像による暗部とのコントラストを算出し、前記コントラストが最大となるように前記拡散光の光源と前記凸レンズとの距離を調整し、前記コントラストが最大となったときに前記境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出することを特徴とする請求項１に記載のエッジ検出方法。
【請求項３】
前記光源と前記凸レンズとの距離を調整する工程において、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）をこの順に繰り返し、前記コントラストが最大となる距離における前記境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出することを特徴とする請求項２に記載のエッジ検出方法。
（ａ）前記マスクの像を前記撮像面に投影させる。
（ｂ）前記コントラストを算出する。
（ｃ）前記光源と前記凸レンズとの距離を前記（ａ）における距離とは異なる距離に変化させる。
【請求項４】
凸レンズの周縁の形状を検出するエッジ検出装置であって、
前記凸レンズを撮像するための光学系を有し、前記凸レンズを撮像する撮像部と、
出射開口が形成され、該出射開口が前記凸レンズの焦点位置よりも前記凸レンズから離れた位置に移動可能に配置されたマスクを有し前記出射開口を通じて前記撮像部へ向けて拡散光を発する照明部と、
前記照明部と前記撮像部との間で前記撮像部の前記光学系の光軸上において、前記光学系の被写界深度内に、前記凸レンズを保持する保持部と、
前記撮像部で撮像した画像を解析する画像解析部と、
を備え、
前記画像は、
前記マスクの前記出射開口が前記凸レンズの焦点位置よりも前記凸レンズから離れた位置に配置された状態で、前記保持部に保持された前記凸レンズを前記照明部によって照明して、前記撮像部による撮像を行うことにより、
前記拡散光のうち、前記凸レンズを透過して前記撮像部へ入射する第一拡散光によって前記凸レンズの周縁の形状の内側に形成される前記出射開口の内側の明部および前記マスクで遮光された暗部からなる前記マスクの像と、
前記拡散光のうち、前記凸レンズの外部を通って前記撮像部へ入射する第二拡散光によって形成される明部の像と、
を含む画像であり、
前記画像解析部は、
前記画像における前記第二拡散光による明部と前記マスクの像による暗部との境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出する
エッジ検出装置。
【請求項５】
前記照明部を前記撮像部の光軸方向に移動させる駆動ステージをさらに備える請求項４に記載のエッジ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの周縁の形状を検出する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光透過性が高い透明フィルムやガラスなど（以下、「透明体」という。）に対して、透明体の周縁（エッジ）の位置や形状などを検出するための装置が知られている。
たとえば、特許文献１には、透明体のエッジ位置を検出するエッジ検出装置が記載されている。特許文献１に記載のエッジ検出装置は、投光レンズにより平行光とされた単色光を測定光として用い、この測定光をラインセンサへ向けて照射するようになっている。このエッジ検出装置の使用時には、位置を検出する対象となる透明体を投光レンズとラインセンサとの間に配置し、透明体の周縁における測定光のフレネル回折の光量分布をラインセンサによって検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８５６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のエッジ検出装置では、透明体の周縁に測定光を照射することによって生じるフレネル回折の光量分布を検出しているので、ラインセンサに対して垂直に入射する単色光を測定光として用いる必要があった。このため、測定光を発する光源の構成が複雑となるおそれがあり、また、光源とラインセンサとの位置調整が複雑となるおそれもある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、凸レンズの周縁の形状を簡易な構成で精度良く検出することができるエッジ検出方法およびエッジ検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のエッジ検出方法は、凸レンズを撮像する撮像部を用いて前記凸レンズの周縁の形状を検出させるためのエッジ検出方法であって、出射開口が形成され、該出射開口が前記凸レンズの焦点位置よりも前記凸レンズから離れる方向の位置に配置されたマスクの前記出射開口を通じて前記撮像部へ向けて拡散光を発し、前記撮像部の光学系の被写界深度内に前記凸レンズが位置するように、前記撮像部を配置することにより、前記撮像部の撮像面に、前記拡散光のうち、前記凸レンズを透過して前記撮像部へ入射する第一拡散光によって前記凸レンズの周縁の形状の内側に形成される前記出射開口の内側の明部および前記マスクで遮光された暗部からなる前記マスクの像と、前記拡散光のうち、前記凸レンズの外部を通って前記撮像部へ入射する第二拡散光によって形成される明部の像と、を、投影させた状態で、前記撮像部による撮像を行い、前記第二拡散光による明部と前記マスクの像による暗部との境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出することを特徴とするエッジ検出方法である。
【０００７】
また、前記マスクの像を前記撮像面に投影させた後に、前記第二拡散光による明部と前記マスクの像による暗部とのコントラストを算出し、前記コントラストが最大となるように前記拡散光の光源と前記凸レンズとの距離を前記光源を移動させて調整し、前記コントラストが最大となったときに前記境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出することが好ましい。
【０００８】
また、前記光源と前記凸レンズとの距離を調整する工程において、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）をこの順に繰り返し、前記コントラストが最大となる距離における前記境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出することが好ましい。
（ａ）前記マスクの像を前記撮像面に投影させる。
（ｂ）前記コントラストを算出する。
（ｃ）前記光源と前記凸レンズとの距離を前記（ａ）における距離とは異なる距離に変化させる。
【０００９】
本発明のエッジ検出装置は、凸レンズの周縁の形状を検出するエッジ検出装置であって、前記凸レンズを撮像するための光学系を有し、前記凸レンズを撮像する撮像部と、出射開口が形成され、該出射開口が前記凸レンズの焦点位置よりも前記凸レンズから離れる方向の位置に移動可能に配置されたマスクを有し前記出射開口を通じて前記撮像部へ向けて拡散光を発する照明部と、前記照明部と前記撮像部との間で前記撮像部の前記光学系の光軸上において、前記光学系の被写界深度内に、前記凸レンズを保持する保持部と、前記撮像部で撮像した画像を解析する画像解析部と、を備え、前記画像は、前記マスクの前記出射開口が前記凸レンズの焦点位置よりも前記凸レンズから離れた位置に配置された状態で、前記保持部に保持された前記凸レンズを前記照明部によって照明して、前記撮像部による撮像を行うことにより、前記拡散光のうち、前記凸レンズを透過して前記撮像部へ入射する第一拡散光によって前記凸レンズの周縁の形状の内側に形成される前記出射開口の内側の明部および前記マスクで遮光された暗部からなる前記マスクの像と、前記拡散光のうち、前記凸レンズの外部を通って前記撮像部へ入射する第二拡散光によって形成される明部の像と、を含む画像であり、前記画像解析部は、前記画像における前記第二拡散光による明部と前記マスクの像による暗部との境界の形状に基づいて前記凸レンズの周縁の形状を検出するエッジ検出装置である。
【００１０】
また、前記照明部を前記撮像部の光軸方向に移動させる駆動ステージをさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエッジ検出方法およびエッジ検出装置によれば、凸レンズの周縁の形状を簡易な構成で精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態のエッジ検出装置を示す斜視図である。
【図２】同エッジ検出装置の光路図である。
【図３】同エッジ検出装置のブロック図である。
【図４】同エッジ検出装置を用いたエッジ検出方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】同エッジ検出装置の使用時における取得画像の一例を示す模式図である。
【図６】同エッジ検出装置の使用時における取得画像の一例を示す模式図である。
【図７】同エッジ検出装置の使用時における取得画像の一例を示す模式図である。
【図８】同エッジ検出装置の動作を説明するための図である。
【図９】同エッジ検出装置および同エッジ検出方法の変形例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態のエッジ検出装置およびエッジ検出方法について説明する。
まず、本実施形態のエッジ検出装置１の構成について説明する。図１は、エッジ検出装置１を示す斜視図である。図２は、エッジ検出装置１の光路図である。図３は、エッジ検出装置１のブロック図である。
【００１４】
エッジ検出装置１は、凸レンズ１００の周縁の形状を検出するための装置であり、凸レンズ１００を被組立体に取り付ける組立装置（不図示）に組み込まれて使用される。図１に示すように、エッジ検出装置１は、撮像部２と、照明部７と、保持部１５と、画像解析部１６とを備える。
撮像部２は、凸レンズ１００を撮像するためのものであり、撮像光学系３と、撮像素子４と、信号処理部５と、画像記憶部６とを備える。
【００１５】
図２に示すように、撮像光学系３は、被写体となる凸レンズ１００の像を撮像素子４の撮像面４ａに投影させるための光学系であり、たとえばテレセントリックレンズと絞りとを有している。
撮像素子４は、光が入射することによって電荷が蓄積される複数の電荷結合素子（ＣＣＤ：  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を有するエリアイメージセンサである。
信号処理部５は、撮像素子４の各ＣＣＤに蓄積された電荷に基づいて画像データを生成するものである。信号処理部５は、撮像素子４に蓄積された電荷を読み出すとともに増幅し、各ＣＣＤに蓄積された電荷の量に応じた明度情報を算出し、図示しない画像エンコーダによって画像データを構成して画像記憶部６へ出力するようになっている。本実施形態では、画像データはモノクロあるいはグレースケールのデータとしてエンコードされる。
【００１６】
画像記憶部６は、揮発メモリや書き換え可能な不揮発メモリ、あるいは磁気ディスク装置などによって構成されており、信号処理部５から出力された画像データを記憶するようになっている。画像記憶部６は、図３に示すように後述する画像解析部１６に電気的に接続されており、記憶された画像データを、画像解析部１６によって読み出すことができるようになっている。
【００１７】
図１および図２に示すように、照明部７は、拡散照明光源８と、マスク１１と、駆動ステージ１２とを有する。
拡散照明光源８は、白熱電球や蛍光灯、あるいはＬＥＤなどからなる光源９と、表面をフロスト加工したガラス板や乳白色の樹脂板などからなる拡散板１０とを有する。
【００１８】
マスク１１は、遮光性を有する板状部材であり、その表面には出射開口１１ａが形成されている。出射開口１１ａの形状は、凸レンズ１００の周縁の形状と異なる形状であることが好ましく、たとえば凸レンズ１００の周縁が円形に形成されている場合には、出射開口１１ａの形状は、正方形や多角形などとすることができる。
照明部７は、マスク１１の出射開口１１ａを通じて撮像部２へ向けて拡散光を発するようにその向きが設定されている。また、照明部７は、マスク１１の板厚方向が撮像部２の光軸Ｏと平行となるように配置されており、マスク１１に形成された出射開口１１ａの略中央を撮像部２の光軸Ｏが通るように位置決めされている。
【００１９】
図１および図３に示すように、駆動ステージ１２は、照明部７を撮像部２の光軸Ｏ方向に移動させるものである。駆動ステージ１２は、照明部７を光軸Ｏ方向に進退移動させるためのモータ１３と、光軸Ｏ方向における照明部７の位置を検出するためのリニアエンコーダ１４とを有している。駆動ステージ１２のモータ１３およびリニアエンコーダ１４は、後述する画像解析部１６と電気的に接続されている。駆動ステージ１２は、後述する画像解析部１６からの駆動信号に基づいてモータ１３が駆動されることにより光軸Ｏ方向に進退可能である。また、リニアエンコーダ１４が発する位置信号が画像解析部１６に入力されることにより、その位置を画像解析部１６が検出できるようになっている。なお、駆動ステージ１２は、リニアエンコーダ１４によって位置信号を出力できる範囲内で自在に進退できるようになっている。駆動ステージ１２は、撮像部２から離れる方向に向かって移動したときにリニアエンコーダ１４の検出範囲の限界に達したら、それ以上離れる方向へは移動できず。この位置が照明部７の制限位置となっている。
【００２０】
図１に示すように、保持部１５は、照明部７と撮像部２との間に配置されており、凸レンズ１００を撮像光学系３の被写界深度内において保持するためのメカチャック１５ａ，１５ｂを有する。メカチャック１５ａ，１５ｂは、凸レンズ１００の周縁において対向する二箇所に爪を接触させて凸レンズ１００を把持し、凸レンズ１００の光軸が撮像部２の光軸Ｏと平行となるように凸レンズ１００の向きを定めて凸レンズ１００を保持するようになっている。本実施形態では、保持部１５は、図示しない保持部制御部によって、保持部制御部が規定する座標系に従ってその位置および動作が制御されている。これにより、保持部１５は、エッジ検出の対象となる凸レンズ１００を図示しないレンズ置き場から１つ取り出し、撮像部２の光軸Ｏ上に保持するようになっている。また、保持部１５は、凸レンズ１００に対するエッジ検出が終了したら、エッジ検出の結果に基づいて凸レンズ１００を被組立体に組み付けるようになっている。
【００２１】
画像解析部１６は、画像記憶部６に記憶された画像データを読み出し、画像データにおいて明度が不連続に変化している部分を境界として特定する。さらに、画像解析部１６は、画像データにおいて境界が凸レンズ１００の周縁の形状と同形状となっている部分を凸レンズ１００の周縁（エッジ）として検出する。たとえば凸レンズ１００の周縁が円形となっている場合には画像解析部１６は境界のうち円形の部分を凸レンズ１００の周縁として認識する。
さらに、画像解析部１６は、画像データにおける境界のうち円形の部分を凸レンズ１００の周縁として認識したあと、この円の中心位置を検出し、凸レンズ１００の光軸として認識する。
【００２２】
画像解析部１６には、精度良くエッジ検出をするために必要な最低限のコントラストを示す閾値Ｃ０が予め記憶されている。画像解析部１６は、画像データにおける凸レンズ１００の内側と外側とのそれぞれの明度からコントラストを算出して閾値Ｃ０と比較し、算出されたコントラストが閾値Ｃ０以上であれば有効データであると判定する。また、コントラストが閾値Ｃ０以下であれば、無効データであると判定し、上述の駆動ステージ１２へ駆動信号を出力して駆動ステージ１２を移動させることができるようになっている。さらに、画像解析部１６は、駆動ステージ１２のリニアエンコーダ１４が発する位置信号が入力され、位置信号に基づいて、駆動ステージ１２の初期位置からの移動量を検出するようになっている。
【００２３】
次に、エッジ検出装置１の動作について、画像解析部１６における制御動作を中心に詳述する。図４は、エッジ検出装置１を用いた本発明のエッジ検出方法を説明するためのフローチャートである。図５ないし図７は、エッジ検出装置１の使用時における取得画像の一例を示す模式図である。図８は、エッジ検出装置１の動作を説明するための図である。
【００２４】
まず、図１に示すエッジ検出装置１を立ち上げると、撮像部２、照明部７、保持部１５、および画像解析部１６に駆動電力が供給される。すると、照明部７の光源９（図２参照）は発光し、マスク１１の出射開口１１ａを通じて撮像部２へ向けて拡散光が発せられる（図４に示すステップＳ１０１）。
ステップＳ１０１が終了したら、ステップＳ１０２へ進む。
【００２５】
ステップＳ１０２は、凸レンズ１００をエッジ検出装置１にセットし、凸レンズ１００および照明部７を初期位置に位置決めするステップである。
ステップＳ１０２では、図１に示す保持部１５のメカチャック１５ａ，１５ｂにより、出射開口１１ａと撮像部２との間に凸レンズ１００が配置される。保持部１５は、撮像部２の光軸Ｏ方向における凸レンズ１００の位置を調整し、撮像光学系３の被写界深度内で凸レンズ１００を保持する。
また、駆動ステージ１２は、凸レンズ１００の設計上の焦点位置に照明部７の拡散板１０が位置するように照明部７を移動させる。拡散板１０が焦点位置に到達したら、位置信号が０（初期位置）となるようにリニアエンコーダ１４（図３参照）をリセットする。
これでステップＳ１０２は終了し、ステップＳ１０３へ進む。
【００２６】
ステップＳ１０３は、マスク１１の像を撮像面４ａに投影させ、マスク１１の像を撮像するステップである。
ステップＳ１０３では、撮像部２が凸レンズ１００を撮像し、画像データが画像記憶部６に記憶される。このとき、撮像素子４の撮像面４ａに投影される像は、図２に示すように、出射開口１１ａから出射された拡散光が凸レンズ１００を透過して撮像部２へ入射した第一拡散光Ｌ１と、出射開口１１ａから出射された拡散光が凸レンズ１００の外部を通って撮像部２へ入射した第二拡散光Ｌ２とによって形成される像である。
【００２７】
撮像面４ａに投影される像の形状は、凸レンズ１００と照明部７との距離によって変化する。すなわち、照明部７と凸レンズ１００との距離が遠くなるにしたがって、撮像面４ａに投影される像においてはマスク１１の出射開口１１ａの輪郭形状が漸次小さくなる。たとえば、図５に示すように、凸レンズ１００の周縁の内側に出射開口１１ａの輪郭形状がある像において、出射開口１１ａの輪郭の内側は第一拡散光Ｌ１による明部ＢＲ１であり、凸レンズ１００の周縁より外側は第二拡散光Ｌ２による明部ＢＲ２である。また、凸レンズ１００の周縁の内側且つ出射開口１１ａの輪郭の外側はマスク１１による暗部ＤＲである。このように、凸レンズ１００の周縁の内側に出射開口１１ａの輪郭形状が写った像は、撮像面４ａにマスク１１の像が投影された像である。
【００２８】
図６に示すように、凸レンズ１００と照明部７とが極端に近い場合には、出射開口１１ａの輪郭が凸レンズ１００の周縁よりも外側に位置するので、上記暗部ＤＲはなく、略一様に明るい像となる。また、図７に示すように、凸レンズ１００と照明部７とが極端に離れている場合には、第一拡散光Ｌ１および第二拡散光Ｌ２による明部ＢＲ２が暗く、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが低い。また、出射開口１１ａの輪郭の一部が凸レンズ１００の周縁と重なる場合には、凸レンズ１００の周縁が連続した円形とならない。これらの画像は、何れもエッジ検出が好適に行えない画像である。
【００２９】
なお、エッジ検出装置１において精度良くエッジ検出を行うためには、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが高く、且つ、凸レンズ１００の周縁の像が第一拡散光Ｌ１による明部ＢＲ１によって分断されないような位置において撮像された画像データを用いることが好ましい。
これでステップＳ１０３は終了し、ステップＳ１０４へ進む。
【００３０】
ステップＳ１０４は、画像データにおける明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストを算出するステップである。
ステップＳ１０４では、画像解析部１６は、画像記憶部６に記憶された画像データを読み出し、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストの値Ｃ１を算出する。明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストの算出手法としては、たとえば、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとにおいてそれぞれ複数点における明度を検出し、明部ＢＲ２の平均明度と暗部ＤＲの平均明度とを用いて算出する手法を採用することができる。
これでステップＳ１０４は終了し、ステップＳ１０５へ進む。
【００３１】
ステップＳ１０５は、エッジ検出のために必要なコントラストが得られているか否かを判定するステップである。
ステップＳ１０５では、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストの値Ｃ１と閾値Ｃ０とを比較する。コントラストの値Ｃ１が閾値Ｃ０以下であった場合には、当該画像データはエッジ検出をするのに不適切な無効データであると画像解析部１６が判定してステップＳ１０６へ進む。また、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストの値Ｃ１が閾値Ｃ０以上であった場合には、当該画像データはエッジ検出をするのに適切なコントラストを有する有効データであると画像解析部１６が判定してステップＳ１０８へ進む。
【００３２】
ステップＳ１０６は、現在の照明部７の位置と、照明部７の制限位置とを比較して処理を分岐するステップである。
ステップＳ１０６では、駆動ステージ１２のリニアエンコーダ１４から出力された位置信号に基づいて、現在の照明部７の位置を検出する。現在の照明部７の位置が制限位置よりも初期位置側であればステップＳ１０７へ進み、現在の照明部７の位置が制限位置であればエッジ検出不能であることを図示しない外部機器等へ出力（ステップＳ１０９）して処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ１０７は、光源９と凸レンズ１００との距離を調整するステップである。
ステップＳ１０７では、画像解析部１６は、駆動ステージ１２に対して駆動信号を出力し、図８に示すように、照明部７が凸レンズ１００から遠ざかる方向に、照明部７を一定量だけ移動させる。これにより、照明部７の光源９と凸レンズ１００とは初期位置における距離よりも離れた距離となる。
これでステップＳ１０７は終了し、ステップＳ１０３へ進む。
【００３４】
本実施形態では、コントラストが閾値Ｃ０を超える画像データが得られるまでステップＳ１０３からステップＳ１０７までのステップを繰り返す。ステップＳ１０３からステップＳ１０７までを繰り返すことにより、照明部７は漸次凸レンズ１００から遠ざかり、撮像部２によって撮像される像が変化する。このとき、上述のステップＳ１０５において、画像解析部１６は、コントラストが閾値Ｃ０を超える画像データが得られた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【００３５】
ステップＳ１０８は、凸レンズ１００のエッジ検出を行うステップである。
ステップＳ１０８では、画像解析部１６は、画像データにおける第二拡散光Ｌ２による明部ＢＲ２とマスク１１の像による暗部ＤＲとの境界の形状に基づいて、凸レンズ１００の周縁の形状を検出する。
これでステップＳ１０８は終了し、一連の処理は終了する。
【００３６】
ステップＳ１０８が終了したあとで、本実施形態のエッジ検出装置１は、エッジ検出が行われた画像データに基づいて、画像解析部１６によって凸レンズ１００の中心位置の認識を行う。画像解析部１６は、認識した中心位置を外部の機器等へ出力する。たとえば、画像解析部１６は、凸レンズ１００の中心位置を、保持部１５の座標系内における位置として、保持部１５の動作を制御する保持部制御部へと出力する。これにより、保持部１５は、凸レンズ１００の光軸を被組立体に対して位置決めし、凸レンズ１００を被組立体に取り付けることができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のエッジ検出方法およびエッジ検出装置１によれば、第二拡散光Ｌ２による明部ＢＲ２とマスク１１の像による暗部ＤＲとによって、凸レンズ１００の周縁を境界とする明暗が生じるので、凸レンズ１００の周縁の形状を簡易な構成で精度良く検出することができる。
また、拡散照明光源８から発せられる拡散光を用いているので、照明部７と撮像部２との光軸合わせを厳密に行う必要がない。このため、エッジ検出装置１の構成を簡易なものとすることができる。
【００３８】
次に、本実施形態のエッジ検出装置１およびエッジ検出方法の変形例について説明する。
図１に示すように、本変形例のエッジ検出装置１Ａは、画像解析部１６に代えて画像解析部１６Ａを有する点のみ異なっている。本変形例の画像解析部１６Ａは、上述のエッジ検出装置１の画像解析部１６とは異なる動作をするように構成されている。以下、本変形例のエッジ検出装置１Ａについて、上述のエッジ検出装置１とは異なる点を中心に、図９を参照して説明する。図９は、本変形例のエッジ検出装置１Ａの使用時の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
本変形例のエッジ検出装置１Ａは、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが最大となったときに撮像された画像データにおける明部ＢＲ２と暗部ＤＲとの境界の形状に基づいて、凸レンズ１００の周縁の形状を検出することを特徴としている。
【００４０】
エッジ検出装置１Ａを立ち上げると、撮像部２、照明部７、保持部１５、および画像解析部１６Ａに駆動電力が供給される（図１参照）。すると、照明部７の光源９は発光し、マスク１１の出射開口１１ａを通じて撮像部２へ向けて拡散光が発せられる（図９に示すステップＳ２０１）。
ステップＳ２０１が終了したら、ステップＳ２０２へ進む。
【００４１】
ステップＳ２０２は、凸レンズ１００をエッジ検出装置１Ａにセットし、凸レンズ１００を初期位置に位置決めするステップである。
ステップＳ２０２では、上述のステップＳ１０２と同様に照明部７を移動させ、拡散板１０が凸レンズ１００の焦点位置に到達したら、位置信号が０（初期位置）となるようにリニアエンコーダ１４をリセットする。さらに、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストの比較対照となる記憶値Ｃ２に０を代入する。これにより、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストがない状態が初期の記憶値Ｃ２となる。
これでステップＳ２０２は終了し、ステップＳ２０３へ進む。
【００４２】
ステップＳ２０３は、マスク１１の像を撮像面４ａに投影させ、マスク１１の像を撮像するステップである。ステップＳ２０３では、上述のステップＳ１０３と同様に撮像部２は凸レンズ１００を撮像し、画像データを画像記憶部６に記憶させる。
これでステップＳ２０３は終了し、ステップＳ２０４へ進む。
【００４３】
ステップＳ２０４は、画像データに基づいてエッジ検出を行うステップである。
ステップＳ２０４では、画像解析部１６Ａは画像記憶部６から画像データを読み出し、画像データに基づいてエッジ検出を実行する。エッジ検出が成功した場合には、ステップＳ２０４は終了し、ステップＳ２０５へ進む。
また、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが極端に低い場合などには明部ＢＲ２と暗部ＤＲとの境界が不明瞭となる場合がある。このような場合などにおいて、画像解析部１６Ａがエッジ検出に失敗したときには、ステップＳ２０４を終了してステップＳ２０８へ進む。
【００４４】
ステップＳ２０５は、画像データにおける明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストを算出するステップである。
ステップＳ２０５では、画像解析部１６Ａは、画像データにおける明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストを算出し、コントラストの値Ｃ１を一時記憶する。
これでステップＳ２０５は終了し、ステップＳ２０６へ進む。
【００４５】
ステップＳ２０６は、画像解析部１６Ａにおいて一時記憶されたコントラストの値Ｃ１と上述の記憶値Ｃ２とを比較して処理を分岐させるステップである。
ステップＳ２０６では、コントラストの値Ｃ１が記憶値Ｃ２よりも大きい場合には、ステップＳ２０６は終了しステップＳ２０７へ進む。コントラストの値が記憶値Ｃ２以下である場合には、ステップＳ２０６は終了しステップＳ２０８へ進む。
【００４６】
ステップＳ２０７は、記憶値Ｃ２と記憶位置Ｓとを更新するステップである。
ステップＳ２０７では、画像解析部１６Ａは、ステップＳ２０５で一時記憶されたコントラストの値Ｃ１を記憶値Ｃ２に代入し、リニアエンコーダ１４から出力された位置信号に基づいて照明部７の位置を記憶位置Ｓに代入する。
これでステップＳ２０７は終了し、ステップＳ２０８へ進む。
【００４７】
ステップＳ２０８は、光源９と凸レンズ１００との距離を調整するステップである。
ステップでは、画像解析部１６Ａは、駆動ステージ１２に対して駆動信号を出力し、照明部７が凸レンズ１００から離れる方向へ照明部７を一定量だけ移動させる。これにより、照明部７の光源９と凸レンズ１００とは初期位置における距離よりも離れた距離となる。
これでステップＳ２０８は終了し、ステップＳ２０９へ進む。
【００４８】
ステップＳ２０９は、照明部７の位置と制限位置とを比較して処理を分岐させるステップである。
ステップＳ２０９では、駆動ステージ１２のリニアエンコーダ１４から出力された位置信号と、画像解析部１６Ａに記憶された制限位置とを比較し、照明部７の位置が制限位置よりも初期位置側である場合にはステップＳ２０９は終了してステップＳ２０３へ進む。また、照明部７の位置が制限位置であるときにはステップＳ２０９は終了してステップＳ２１０へ進む。
【００４９】
ステップＳ２１０はコントラストの記憶値Ｃ２が０であるか否かによって処理を分岐させるステップである。
ステップＳ２１０では、記憶値Ｃ２が０以外の値である場合にはステップＳ２１０は終了してステップＳ２１１へ進む。また、ステップＳ２１０では、記憶値Ｃ２が０である場合には、ステップＳ２１０は終了してステップＳ２１２へ進む。
【００５０】
ステップＳ２１１は、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが最も高い照明部７の位置を最適位置Ｐとして決定するステップである。
ステップＳ２１１では、ステップＳ２０３からステップＳ２０９までの繰り返しが終了したあとに記憶されている記憶位置Ｓを最適位置Ｐとする。これにより、コントラストが最も高い条件で撮像することができたときの照明部７の位置を最適位置Ｐとして決定することができる。画像解析部１６Ａは、最適位置Ｐを決定した後、最適位置Ｐを一時記憶する。
これでステップＳ２１１は終了し、一連の工程を終了する。
【００５１】
ステップＳ２１２は、コントラストが０であり明部ＢＲ２と暗部ＤＲとの境界の判定ができないことによってエッジ検出ができないことをエッジ検出装置１の操作者あるいはエッジ検出装置１が組み込まれた組立装置の図示しない制御部などへ通知し、エラー処理を実行させるためのステップである。
ステップＳ２１２においてエッジ検出ができないことを通知したらステップＳ２１２は終了し、一連の工程を終了する。
【００５２】
本変形例では、照明部７の初期位置から制限位置までの全範囲に亘って撮像部２は１枚ずつ画像データを取得し、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが最も高い最適位置Ｐを画像解析部１６Ａが一時記憶している。画像解析部１６Ａは、全ての画像データが取得された後、最適位置Ｐにおいて取得された画像データを読み出してこの画像データに基づいて中心位置を認識する。
【００５３】
本変形例のエッジ検出装置１Ａおよびエッジ検出方法によれば、明部ＢＲ２と暗部ＤＲとのコントラストが最大となる位置関係で撮像された画像データを用いてエッジ検出を行うので、精度良くエッジ検出をすることができる。
なお、本変形例では、コントラストが最大となる位置を画像解析部１６Ａが記憶しているので、コントラストが最大となる位置に照明部７を容易に位置決めすることができる。これにより、同様の構造を有する凸レンズ１００に対してエッジ検出をする場合に、照明部７の位置を最適位置Ｐに直ちに移動させて複数の凸レンズ１００のエッジ検出を効率よく行うこともできる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
たとえば、撮像素子４としてはＣＭＯＳイメージセンサを採用してもよい。
また、撮像素子４としてはリニアイメージセンサを採用しても構わない。
また、本発明のエッジ検出方法は、上述の実施形態で説明したエッジ検出装置１、１Ａのみに適用されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１、１Ａ  エッジ検出装置
２  撮像部
４ａ  撮像面
７  照明部
１１  マスク
１１ａ  出射開口
１２  駆動ステージ
１５  保持部
１６、１６Ａ  画像解析部
ＤＲ  暗部
Ｌ１  第一拡散光
Ｌ２  第二拡散光
１００  凸レンズ
ＢＲ１、ＢＲ２  明部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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