(57)【要約】      （修正有）【課題】プラスチック成形技術で大量生産されるレンズのような光学的コンポーネントを評価するための光学的検査システムを提供する。【解決手段】レンズテストシステムは、光のテストパターンを発生するテストパターンソース１２を有する。レンズ２８は、光のテストパターンを反射するレンズ面を有する。デジタルカメラシステム３４は、反射された光のテストパターンの画像をキャプチャーする。コンピューティング装置は、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を評価するために画像処理動作を遂行する。テストパターンは、スポットの長方形アレイ又は他の構成のテスト素子のような、テスト素子の既知のパターンを含む。画像処理動作中に、コンピューティング装置は、スポット又は他のテスト素子の反射形態を分析し、レンズの曲率半径、フラットな領域、ピット、又は隆起の有無、支持構造体におけるレンズの変位、及び他のレンズ性能データを測定し、所定の基準と比較する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
レンズ表面を有するレンズをテストするためのレンズテストシステムにおいて、
光のテストパターンを発生するように構成されたテストパターンソースと、
前記レンズ表面から反射されたテストパターンの画像をキャプチャーするように構成されたカメラシステムと、
前記反射されたテストパターンの前記キャプチャーされた画像を処理することにより前記レンズを評価するように構成されたコンピューティング装置と、
を備えたレンズテストシステム。
【請求項２】
前記テストパターンソースは、
光源と、
不透明マスクであって、光がこの不透明マスクを通過してテストパターンを形成できるようにする開口のパターンを含む不透明マスクと、
を備えた請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項３】
前記光源と前記不透明マスクとの間に拡散板を更に備えた、請求項２に記載のレンズテストシステム。
【請求項４】
前記不透明マスクの開口は、スポットのアレイを形成するように構成される、請求項３に記載のレンズテストシステム。
【請求項５】
前記テストパターンソースは、暗い背景を伴う複数の照明テスト素子を発生するように構成されたテストパターンソースである、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項６】
前記テストパターンソースは、光スポットのアレイを発生するように構成されたテストパターンソースである、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項７】
前記テストパターンソースは、十字のアレイを発生するように構成されたテストパターンソースである、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項８】
前記テストパターンソースは、光スポットを有するテストパターンを発生するように構成されたテストパターンソースであり、その光スポットは、テストパターンの第１部分において第１の密度を有し、そしてテストパターンの第２部分において第２の密度を有し、前記第２の密度は、前記第１の密度とは異なる、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項９】
前記テストパターンソースは、テスト素子の円形パターンを発生するように構成されたテストパターンソースである、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１０】
前記テストパターンソースは、複数の照明リングを発生するように構成されたテストパターンソースである、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１１】
前記テストパターンソースは、レンズの表面を覆うに充分な大きさのテストパターンを発生するように構成されたテストパターンソースである、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１２】
前記コンピューティング装置は、キャプチャーされた画像においてスポットをカウントするように構成されたコンピューティング装置である、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１３】
前記コンピューティング装置は、レンズの曲率半径値を決定するように構成されたコンピューティング装置である、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１４】
前記コンピューティング装置は、スポット対スポット距離を測定するように構成されたコンピューティング装置である、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１５】
前記コンピューティング装置は、線の曲率を測定するように構成されたコンピューティング装置である、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１６】
前記コンピューティング装置は、キャプチャーされた画像を処理して、レンズ表面の平坦部分、突起、及びくぼみを識別するように構成されたコンピューティング装置である、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１７】
前記テストパターンは、テスト素子のアレイを含み、そして前記コンピューティング装置は、キャプチャーされた画像を処理して、前記アレイにおけるテスト素子を個々に分析するように構成されたコンピューティング装置である、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１８】
前記処理されたキャプチャー画像を使用してレンズが所定の基準を満足するかどうか決定する手段を更に備えた、請求項１に記載のレンズテストシステム。
【請求項１９】
レンズ表面を有するレンズを評価するレンズテストシステムであって、
前記レンズ表面から反射するスポットのアレイを発生するように構成されたテストパターンソースと、
前記反射されたスポットのアレイの画像をキャプチャーするように構成されたカメラシステムと、
前記反射されたスポットのアレイの前記キャプチャーされた画像を処理することにより前記レンズを評価するように構成されたコンピューティング装置と、
を備え、前記反射されたスポットのアレイの前記キャプチャーされた画像を処理することによって前記レンズを評価することは、前記反射されたスポットのアレイにおいてスポットをカウントすることを含むレンズテストシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、光学的検査に関するもので、より詳細には、レンズのような光学的コンポーネントを評価するための光学的検査システムに関する。
【０００２】
本出願は、２０１２年５月１日に出願されたプロビジョナル特許出願第６１／６４０，８７２号、及び２０１２年８月２９日に出願されたノン・プロビジョナル特許出願第１３／５９７，７０４号の利益を主張するものであり、これらは、参考としてここにそのまま援用される。
【背景技術】
【０００３】
セルラー電話、コンピュータ、及び他の装置のような電子装置は、多くの場合、レンズを使用する電気的コンポーネントが設けられている。例えば、接近センサモジュール及びカメラモジュールは、レンズを含んでいる。
【０００４】
それらのコンポーネントのためのコンパクトなレンズは、プラスチック成形技術のような技術を使用して大量に製造される。製造上のバラツキのために、全てのレンズが完全に形成されるのではない。あるレンズは、平坦なエリアや他の不完全さを含むことがある。これらの不完全さは、従来の視覚検査技術を使用して検出することが困難又は不可能である。その結果、欠陥のレンズが電気的コンポーネントにアッセンブルされる危険性が生じる。注意を払わないと、レンズの問題が検出される前にコンポーネントが出来上った電子装置に完全にアッセンブルされるか又は使用されてしまい、無駄や製造上の非効率性を招くことになる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故、レンズを評価する改良された方法を提供できることが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
レンズテストシステムは、光のテストパターンを発生するテストパターンソースを有する。レンズは、テストパターンを反射するレンズ面を有する。デジタルカメラシステムは、反射されたテストパターンの画像をキャプチャーする。コンピューティング装置は、反射されたテストパターンのキャプチャー画像に対して画像処理動作を遂行して、レンズを評価する。
【０００７】
テストパターンは、スポット又は他のテスト素子の長方形アレイのような、テスト素子の既知のパターンを含む。例えば、テストパターンは、格子を形成する一連の平行線又は十字線を含む。円形スポット、長方形スポット、十字、又は他の形状のテスト素子が使用される。テスト素子は、長方形アレイ、線、円、又は他の適当なパターンに配列される。テストパターンは、リング状のテスト素子のような円形特徴を含む。リング状テスト素子は、同心的形態で互いにネスト構成にされる。又、リング状素子は、円形アレイパターンで配列されてもよい。
【０００８】
画像処理動作中に、コンピューティング装置は、テストパターンにおけるスポット又は他のテスト素子の反射されたものを分析して、曲率半径のようなレンズの特性を測定する。画像処理動作は、レンズがフラット領域、ピット又は隆起のような欠陥を含むかどうか明らかにする。支持構造体内の望ましい位置からのずれのようなレンズの配置上の問題も検出される。テストパターンにおけるスポットが予想とは異なる間隔であるとき、キャプチャー画像においてカウントされたスポットの数が予想値に一致しないとき、反射された線又はスポットが予想とは異なる曲率を有するとき、及び反射された素子の形状が予想の形状とは食い違うときに、レンズの欠陥を検出することができる。欠陥が検出されると、コンピューティング装置は、オペレータに通知し、データログにエントリを生成し、又は製造装置を調整することにより矯正アクションを自動的にとることができる。満足なレンズは、電子装置に使用するためにコンポーネントに合体される。欠陥レンズは、破棄又は再加工される。
【０００９】
テストシステムは、プラスチックレンズ、ガラスレンズ、ナノレンズ（例えば、ライトフィールドカメラの画像センサに直接載せられる顕微鏡レンズの視野に使用される形式のレンズ）、ナノ球体、他の光学的構造体又は他の当該構造体を含む構造体をテストするのに使用される。
【００１０】
本考案の更に別の特徴、その性質及び種々の効果は、添付図面及び好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の一実施形態による例示的レンズ検査システムの図である。
【図２】本考案の一実施形態によりリング状のテストパターンソースを使用してレンズが照明されるレンズ検査システムの断面図である。
【図３】例示的レンズ検査システムの上面図で、本考案の一実施形態により光源及びカメラが供試レンズに対して配置されるシステム内の潜在的な位置を示す図である。
【図４】本考案の一実施形態による円の長方形アレイを有する例示的レンズテストパターンである。
【図５】本考案の一実施形態により満足なレンズの表面から反射される例示的レンズテストパターンである。
【図６】本考案の一実施形態により不完全なレンズの表面から反射される例示的レンズテストパターンである。
【図７】本考案の一実施形態による方形の長方形アレイを有する例示的レンズテストパターンである。
【図８】本考案の一実施形態による十字の長方形アレイを有する例示的レンズテストパターンである。
【図９】本考案の一実施形態により平行レンズから形成される例示的レンズテストパターンである。
【図１０】本考案の一実施形態による線の格子を有する例示的レンズテストパターンである。
【図１１】本考案の一実施形態による光の同心リングを有する例示的レンズテストパターンである。
【図１２】本考案の一実施形態によるリングのアレイを有する例示的レンズテストパターンである。
【図１３】本考案の一実施形態による照明型リング状テスト素子の円形アレイを有する例示的レンズテストパターンである。
【図１４】本考案の一実施形態によりレンズをテストするときに特に関心のあるエリアにテスト素子を集中させるように不均一な密度で分布されたテスト素子を有する例示的レンズテストパターンである。
【図１５】本考案の一実施形態により良品レンズからの反射が均一間隔スポットの長方形アレイパターンを検査システムに与えるように最適なレンズの曲率に適合させるためにレンズテストパターンをどのように構成するか示す図である。
【図１６】本考案の一実施形態により供試レンズの露出面を部分的に覆うためにレンズテストパターンにおける円形光スポット又は他のテスト素子のアレイをどのように構成するか示す図である。
【図１７】本考案の一実施形態によりレンズの全露出面を覆うエリア及び付加的な周囲エリアを照明するためにレンズテストパターンにおける円形光スポット又は他のテスト素子のアレイをどのように構成するか示す図である。
【図１８】本考案の一実施形態により曲率半径で特徴付けられる例示的レンズの断面側面図である。
【図１９】本考案の一実施形態により光学的検査システムで検出される不完全さをもつ例示的レンズの断面側面図である。
【図２０】本考案の一実施形態によりレンズがその望ましい位置からずれたかどうかを光学的検査システムでどのように検出するか示す例示的レンズの断面側面図である。
【図２１】本考案の一実施形態により光学的検査システムを使用してレンズのようなコンポーネントを評価するのに伴う例示的ステップのフローチャートである。
【図２２】本考案の一実施形態によりテストパターンを発生するのに使用されるディスプレイを有する例示的テストシステムの図である。
【図２３】本考案の一実施形態により図２２に示す形式のテストシステムを使用することに伴う例示的ステップのフローチャートである。
【図２４】本考案の一実施形態によりテスト中にレンズ面に光を指向する上で助けとなる補助的光学コンポーネントを含むテストパターン発生装置を有する例示的レンズ検査システムの図である。
【図２５】本考案の一実施形態による起点をもつ支持構造体における例示的レンズの上面図である。
【図２６】本考案の一実施形態によりテストシステムを使用して起点に関する情報を含むキャプチャー画像データを処理することに伴う例示的ステップのフローチャートである。
【図２７】本考案の一実施形態により、レンズが欠陥を含むかどうか決定するために、レンズの前面及び後面にテスト光をどのように当てるか示すと共に、前面反射、背面反射及び透過光を収集する上でカメラシステム又は他の検出器をどのように使用するかを示す例示的テストシステムの図である。
【図２８】本考案の一実施形態により光ファイバ構造体を使用してテストパターンジェネレータが形成された例示的テストシステムの一部分の斜視図である。
【図２９】本考案の一実施形態によりレンズのシートを検査するために検査システムをどのように使用するか示す図である。
【図３０】本考案の一実施形態によりレンズ検査動作中に３つの異なる色の光をカメラシステムによりどのようにキャプチャーするか示す例示的レンズの断面側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
電子装置のコンポーネントを検査するのに使用される形式の光学的検査システムが図１に示されている。図１に示すように、光学的検査システム１０は、照明型テストパターンソース１２のような照明型テストパターンソースを備えている。そのテストパターンソース１２は、光源１４のような光源と、拡散板１６のような光学的拡散板と、マスク１８のようなパターン化された不透明マスクとを備えている。光源１４は、ランプ、１つ以上の発光ダイオード、又は他の光源である。又、光源１４は、赤外光線、可視光線、又は紫外光線を発生するように構成される。
【００１３】
光源１４によって発生された光は、光拡散板１６を使用して拡散される。光拡散板１６は、艶消しガラス、半透明プラスチック、又は他の適当な光拡散構造体から形成される。
【００１４】
パターン化された不透明マスク１８は、不透明マスク基板２２のような不透明基板を含む。基板２２には、開口２０が形成される。光は、開口２０により形成されたパターンを通過する。この光は、供試構造体２４のようなシステム１０の供試構造体をテストするための照明型テストパターンとして働く。
【００１５】
供試構造体２４は、光学的構造体又は他の構造体を含む。例えば、供試構造体２４は、支持構造体２４にマウントされたレンズ２８のようなレンズを含む。支持構造体２４は、レンズ２８のテスト中に使用するためのテスト器具であるか、又はレンズ２８を使用すべきコンポーネントの一部分であるハウジング又は他の構造体である。レンズ２８は、必要に応じて、直径が５ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、又は３ｍｍを越えるものである（一例として）。レンズ２８は、成形プラスチック、ガラス、又は他の透明材料で形成される。
【００１６】
レンズ２８は、可視光を通過する（且つ赤外線及び／又は紫外線を通過又は遮る）可視光線レンズ、赤外線を通過するが赤外線及び／又は紫外線（ＵＶ）を通過又は遮る赤外線（ＩＲ）レンズ、或いはＵＶ光を通過するが、可視光線及び／又は赤外線の通過は許すか又は可視光線及び／又は赤外線を遮る紫外線レンズである（一例として）。
【００１７】
図１に示すように、光テストパターンに関連した光３２（例えば、図１のレンズテストパターンジェネレータ１２のようなレンズテストパターンジェネレータにより発生されるレンズテストパターン光）は、レンズ２８の露出面３０で反射し、カメラシステム３４を使用して検出される。カメラシステム３４は、レンズ３６のようなレンズと、センサ３８のようなデジタル画像センサとを備えている。レンズ３６を使用して、カメラシステム３４は、レンズ２８の表面３０を見るか、さもなければ、システム１０によりテストされている構造体の表面から反射される光の画像をキャプチャーする。カメラシステム３４は、図１に示すように、供試構造体２４の片側に配置されるか、又は例示的カメラシステム３４’により示すように、供試構造体２４の真上に配置される。
【００１８】
コンピューティング装置４０は、カメラシステム３４からのキャプチャー画像に対してデジタル画像分析を遂行して、レンズ２８又は他の供試構造体に欠陥があるかどうか決定するのに使用される。コンピューティング装置４０は、１つ以上のコンピュータ、ネットワークコンピュータ、コンピュータ又はコンピュータネットワークにおける画像処理基板、画像処理集積回路、及び／又はキャプチャーしたデジタル画像データを分析する他の装置を含む。必要に応じて、画像検査動作を手動で行うこともできる（例えば、ユーザがカメラシステム３４からのキャプチャー画像をモニタで見ることができるようにするか、又はユーザが表面３０を直接見ることのできる顕微鏡を準備することにより）。
【００１９】
供試構造体２４は、検査されるべき表面をもつ任意の構造体である。一例として、供試構造体２４は、完全に又は部分的にアッセンブルされた電子装置コンポーネントであり、例えば、赤外線光源を含む接近センサ、赤外線光源からの赤外線が外部物体を照明するように通過する赤外線レンズ、赤外線検出器、及び外部物体から反射した赤外線が通過する赤外線レンズである。この形式のコンポーネントの赤外線レンズは、検査されるべき表面３０のような表面を有する。このレンズは、可視光線波長よりも赤外線波長において大きい透過率を示す（一例として）。これは、レンズ２８に入る可視光線が、カメラシステム３４へ反射されるよりも、レンズ２８を形成するバルク材料によって吸収され、それにより、レンズ２８の表面３０の検査を潜在的に妨げることのある供試構造体２４内からの望ましからぬ反射を減少することを保証する上で助けとなる。供試構造体２４が他の光学的特性を伴うレンズを含む構成では、光源１４により発生される光の波長を適宜に選択することができる。例えば、レンズ２８が可視光線を透過する構成では、光源１４は、紫外線テストパターン又は赤外線テストパターンのような帯域外テストパターンを発生するように構成される。
【００２０】
図２の例示的構成に示すように、テストパターンソース１２は、リング状構成である。この形式の構成では、開口４２のような開口がテストパターンソース１２の中央に形成される。テストパターンソース１２は、下方に向けられている。カメラシステム３４は、供試構造体２４の上で開口４２と整列される。リング状のテストパターンソース２８からの光３２は、レンズ２８の表面３０を照明し、開口４２を通過した後に、カメラシステム３４により像形成される。コンピューティング装置４０は、カメラシステム３４により検出された反射光（光３２）を分析する。
【００２１】
システム１０の別の例示的構成が図３に示されている。図３は、システム１０の上面図で、テストパターンソース１２がレンズ２８の周りの角度的に分散された種々の位置にどのように配置されるかを示している（即ち、テストパターンソース１２は、カメラシステム３４に直接向かい合って配置される必要はない）。図３に示したように、レンズ２８を照明するときにテストパターンソース１２に対して使用される例示的位置は、位置１２−１、１２−２（カメラシステム３４に直接向かい合い且つレンズ２８のＸ−Ｙ平面の上に次元Ｚにおいて紙面から垂直に持ち上げられ、図１に示すように、光がレンズ２８の表面３０から反射されるようにする）、及び１２−３を含む。位置１２−２、並びに必要に応じて、位置１２−１及び１２−３のような位置では、テストパターンソース１２は、次元Ｚにおいてレンズ２８より若干上に配置されて、光３２がカメラシステム３４に向かって反射して、カメラシステム３４がレンズ２８の表面３０におけるテストパターンの画像をキャプチャーできることを保証する上で助けとなるようにする。
【００２２】
テストパターンソース１２のパターン化マスク１８により発生される光のパターンは、光のスポット又は他の照明されたテスト素子のアレイを形成するか、或いは他の適当なパターンを有する。図４は、スポットのアレイに基づく例示的テストパターンの図である。図４に示すように、テストパターン４４は、円形スポット５０のようなテスト素子が長方形アレイ（即ち、スポット５０の行４６及び列４８を含むアレイ）に配列されたものを含む。スポット５０のようなテスト素子が示されているが、パターン４４の背景領域５２は暗いものである。
【００２３】
レンズ２８のテスト中に、テストパターンソース１２は、図４のテストパターン４４の光をレンズ２８の表面３０に指向する。テストパターンソース１２が図４のテストパターン４４を使用してレンズ２８の表面３０を照明する間に、カメラシステム３４は、表面３０から反射するテストパターンの画像を、コンピューティング装置４０により分析するためにキャプチャーする。
【００２４】
図４のテストパターン４４が、欠陥のないレンズから反射するときには、カメラシステム３４によりキャプチャーされる表面３０の画像が、図５のキャプチャーパターン５４に示されたように見える。円形スポット５０のような個々のテスト素子は、表面３０上に個々に均一に分布されているように見える。行及び列５８及び６０が分析され、そして隣接行及び隣接列間の間隔は、滑らかであり且つ規則的である。
【００２５】
対照的に、欠陥のあるレンズから反射されたテストパターンは、乱れ(artifact)を含む。例えば、図４のテストパターン４４が、欠陥を含むレンズから反射されると、カメラシステム３４は、図６の画像のような画像をキャプチャーする。図６のキャプチャーパターン６２において、元のテストパターンの光スポットが非均一に反射されて、間隔６６のような欠陥を表わす行対行（列対列）の間隔、スポット６８のような強度低下（又は欠落）スポット、スポット６４のような汚れた及び合併したスポット、及びレンズ表面３０の表面不完全性により歪んだテストパターン特性を生じる。コンピューティング装置４０による画像分析中に、テストパターンのキャプチャー画像において検出される不規則性が分析されて、レンズ不完全さの性質を識別する。例えば、各不完全さの形式が識別され、各不完全さの激しさが定量化され、各不完全さの位置が識別され、不完全さの数が定量化され、等々である。
【００２６】
図４の例示的テストパターンに使用される円形スポットの長方形アレイは、単なる例示に過ぎない。一般的に、テストパターンソース１２は、適当なテストパターン光を発生することができる。図７は、テストパターン４４が長方形（例えば、方形）スポット５０を長方形アレイに含む例を示す。図７のスポット５０及びここに述べる他の例示的テストパターンは、各々、同じ強度を有してもよいし、又は異なる強度（例えば、異なる既知の強度）を有してもよい。
【００２７】
小さなピット又は隆起のような局部的不完全さを識別する上で助けとなるように、付加的な構造を伴うテストパターンでテスト素子を与えるのが望ましい。例えば、図８に示すように、テストパターン４４は、十字の形状を有するテスト素子５０を含む。検査動作中に、反射される各十字の形状がコンピューティング装置４０により分析される。キャプチャー画像における充分な形状で且つ適切に位置された十字は、レンズ表面３０の適切に形成された局部領域を表わす。キャプチャー画像における不充分な形状で且つ不適切に位置する十字は、個々の表面欠陥の位置を識別するのに使用される。
【００２８】
図９の例において、テスト素子５０は、平行線の形状である。図１０は、水平線及び垂直線の両方を有するテストパターンの一例である。図１０に示すように、図１０のテストパターン４４は、垂直線５０Ｖが水平線５０Ｈに重畳し且つそれに垂直に延びて、格子線を形成するものである。
【００２９】
図１１の例では、テストパターン４４は、リングの形状をもつテスト素子を含む。図１１に示したように、リング５０は、異なる直径を有していて、各リングが次のリング内にネスト状に入れられて、１組の同心リングを形成する。必要に応じて、図１１のテストパターン４４におけるリングは、互いに横方向にずらされてもよい（即ち、リング５０は、同心的である必要がなく、互い重畳されてもよい）。
【００３０】
図１２は、テストパターン４４がリング状のテスト素子５０の長方形アレイをどのように含むか示している。長方形アレイは、適当な行及び列数のテスト素子を有する。３又は４行及び３又は４列のテスト素子をもつ構成を使用することは、単なる例示に過ぎない。一例として、テストパターン４４は、１つ、２つ、３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、４０以上、８０以上、又は１６０以上のテスト素子５０が、長方形アレイ、擬似ランダムパターン、円形パターン、螺旋パターン、円又は楕円輪郭をもつパターン、まっすぐな縁をもつパターン、まっすぐな縁及びカーブした縁の組み合わせを有するパターン、或いは他の適当なパターンに編成されたものを含む。図１３は、テストパターン４４が、円形に編成された１組のリング状のテスト素子５０を含む例示的構成を示している。
【００３１】
レンズ表面３０（又は他の供試構造体）のある部分は、他の部分より関心が高いことがある。例えば、レンズ表面３０の中央部分は、他の部分よりレンズ２８の性能に影響を及ぼす。レンズ２８の最も関心のあるエリアを正確に評価できるように保証するため、テストパターン４４には、そのパターン４４のある部分の方が他の部分より高密度でスポット又は他のテストパターン素子が設けられる。一例として、テストパターン４４は、図１４に示す形式のレイアウトを有する。図１４に示すように、テストパターン４４の中央部分には、テストパターン４４の周囲部分より高い密度でスポット５０が設けられる。一般的に、テストパターン４４におけるスポット５０の密度は、パターン４４内の横方向位置の関数として、パターン４４の中心からの半径方向距離の関数として、パターン４４内の角度位置の関数として、及び／又はパターン４４内の位置の別の関数として、変化し得る。スポット５０がテストパターン４４を横切って非均一に分布される図１４の構成は、単なる例示に過ぎない。
【００３２】
コンピューティング装置４０は、パターン認識アルゴリズムを使用して、レンズ２８の表面上のパターン４４を評価する。パターン認識動作を容易にし、及び／又はレンズが満足なものであるかどうかテストシステムのオペレータが手動で確認するのを容易にするために、レンズ２８の表面３０に現れるパターン４４の形態が規則的で且つ認識可能なパターンを有するようにパターン４４を事前に歪めることが望ましい。この形式の構成の例が図１５に示されている。図１５に示したように、テストパターンソースのマスク１８は、テストパターンに発生される光スポットが、カメラシステム３４を使用して見たときに、レンズ２８の表面３０にスポット５６の長方形アレイの見掛けを有するように構成された開口２０のパターンを不透明マスク層２２に含む。必要に応じて、他の形式のパターン歪むが使用されてもよい。例えば、パターン４４は、レンズ表面３０上に平行線のパターンが見えるように、又はまっすぐな垂直線をもつ格子がレンズ表面３０から反射されるように、又はスポットの円形アレイがレンズ表面３０上に発生されるように、或いは他の望ましいパターンがレンズ表面３０上に発生されるように、構成される。テストパターンソース１２のパターン４４をこのように構成することにより、レンズ表面３０上のテストパターンの画像を取得して分析するプロセスを簡単化することができる。例えば、スポットカウントアルゴリズム、行間隔測定アルゴリズム、列間隔測定アルゴリズム、及び他のテストパターン分析アルゴリズムを具現化するコンピューティング装置４０の能力を向上させることができる。必要に応じて、スポットの反射形態全部が同じ強度を有するか、又は他の規則的な強度パターンを有するようにスポット５０を事前に構成することもできる。
【００３３】
図１６に示したように、テストパターン４４のサイズは、テストパターン４４がテスト表面の表面エリアの副組しか照明しないように構成することができる。図１６の例では、テストパターン４４は、円形スポットの４ｘ４アレイを含み、これは、レンズ表面３０上の対応スポットの４ｘ４アレイを導く。スポット５６のアレイの巾及び高さは、レンズ３０の表面エリアの中央部分内に適合するように構成されている。この形式の構成は、スポットが表面３０に完全に到着しないか、さもなければ、検出が困難である場合に、レンズ表面３０の周囲部分上のスポットを評価するときに生じる複雑さを回避するのに有用である。
【００３４】
必要に応じて、テストパターン４４は、スポット５０がレンズ表面３０を完全に覆うことを保証するために特大サイズにされる。例えば、図１７に示すように、パターン４４は、表面３０がスポット５６で完全に覆われるように構成される。スポット５６’のようなスポットは、一般的に、レンズエリア３０の外側に到着し、それ故、カメラシステム３４により像形成されない。スポット５６及び５６’により覆われるエリアはレンズエリア３０を覆うのに必要なものより大きいので、レンズ表面３０に現れるスポットの数を減少することなくレンズ２８の不整列を許容することができる。
【００３５】
デジタル画像処理を使用すると、コンピューティング装置４０は、テストパターンソース１２からのテストパターンで照明したときにレンズ２８の表面３０に現れる光のパターンを評価することができる。コンピューティング装置４０での画像分析は、レンズ２８のサイズ、形状及び位置の情報を収集するのに使用される。
【００３６】
図１８に示すように、レンズ１８の表面３０は、曲率半径Ｒ（或いはより複雑な方程式記述、又は一連の座標で示される表面のような他の曲率メトリック）により特徴付けられる。コンピューティング装置４０での画像処理動作中に、キャプチャーされたテストパターンデータを分析して、供試レンズに対するＲの値（又は他の曲率データ）を確かめることができる。Ｒの値（又は他の表面形状データ）が望ましい値とは異なる（例えば、距離のずれ、勾配のずれ、又は他のメトリックに関して）場合には、適当なアクションをとることができる。
【００３７】
図１９の例のレンズ２８は、３つの不完全さ、即ちくぼみ（ピット）７０、フラットなエリア７２及び突起（隆起）７４を含む。コンピューティング装置４０での画像処理動作中に、カメラシステム３４からの画像データを評価して、ピット７０の位置及びエリア、フラット領域７２の位置及びエリア、そして隆起７４の位置及びエリアを決定することができる。必要に応じて、くぼみ、フラットエリア及び突起のような表面欠陥に関する他の情報（例えば、くぼみの曲率、くぼみの形状、くぼみの深さ、突起の曲率、突起の形状、突起の高さ、等）が収集される。
【００３８】
図２０は、レンズ２０がその望ましい位置（位置７６）から次元Ｘ、Ｙ及び／又はＺにおいてどのようにずれた位置を有するか、或いはレンズが公称水平軸３１（即ち、Ｘ−Ｙ平面）に対して非ゼロの角度Ａに傾斜した位置（位置２７ＴＬとして示す）を有することを示している。コンピューティング装置４０は、カメラシステム３４からのキャプチャー画像データに対して画像分析動作を遂行して、それらの横方向のずれ及び角度方向のずれ（即ち、非ゼロのレンズ傾斜）の大きさを決定する。レンズ２８及び表面３０が半径方向に非対称的である状況では、回転角度ずれ情報を収集することができる。レンズ２８が公称対称的である状況では（即ち、レンズ２８をその中心の周りで回転対象にすることが望まれるときには）、キャプチャーされた画像データに対する画像分析動作を使用して、レンズの対称度合いを評価する（例えば、レンズ２８が希望より非対称的であるかどうか決定する）ことができる。
【００３９】
必要に応じて、コンピューティング装置４０を使用してレンズ２０の他のレンズパラメータを測定して、カメラシステム３４からの画像データに対して画像分析を遂行することができる。更に、テストパターン４４におけるスポット５０又は他の光パターンを供試構造体２４に投影することにより、他の形式の構造体を評価することができる。このようにして評価される他の形式の構造体は、例えば、他の光学的構造体（例えば、カメラのウインドウ、センサのウインドウ、状態インジケータライトのウインドウ、光学ポートのカバー、カバーガラス層のようなディスプレイカバー層、又はディスプレイのプラスチック層）、装置のハウジング構造（例えば、平面後部ガラスハウジング面）、装置コンポーネント（例えば、ボタン部材）、トラックパッド又はマウスのガラス部分、プラスチック構造体、セラミック構造体、ガラスプレート又は他のガラス構造体、或いは他の装置構造体を含む。
【００４０】
図１、２又は３のテストシステム１０のようなシステムを使用して、レンズ２８のような供試構造体を評価するのに含まれる例示的動作が図２１に示されている。ステップ７８において、レンズ２８は、テストパターン４４のようなテストパターン光で照明される。テストパターン４４は、スポット５０のようなスポット或いは他のテスト素子（例えば、線、円、リング、十字、方形、等）のアレイを含む。スポット５０又は他のテスト素子は、均一間隔のアレイ（例えば、長方形アレイ又は均一間隔の円形パターン）で編成されるか、レンズ２８の表面に像形成されるときに規則的な形状を発生するように事前に歪まされるか、非均一な密度で分布されるか（例えば、適切なレンズ機能にとって比較的重要な表面３０の部分が、適切なレンズ機能にとって比較的重要でない表面３０の部分より高いスポット密度を有するように）、望ましい強度分布をもつように構成されるか、さもなければ、パターン４４内に分布される。必要に応じて、テストパターン４４を構成する光は、帯域外波長を有してもよい（例えば、レンズ２８が赤外線を透過するときには可視光線、或いはレンズ２８が可視光線を透過するときには紫外線又は赤外線のように、レンズ２８の透過帯域に存在しない波長）。これは、望ましからぬ散乱光を減少する上で助けとなる。
【００４１】
ステップ８０において、テストパターンソース１２がパターン４４のためのテスト光を発生そしてこのテスト光がレンズ２８の表面３０に当たる間に、カメラシステム３４は、表面３０からの反射光をキャプチャーし、表面３０から反射したときに現れるテストパターン４４の画像をキャプチャーする。カメラシステム３４からのキャプチャー画像データは、コンピューティング装置４０の記憶装置に記憶される。又、コンピューティング装置４０の記憶装置は、オペレーティングシステムコード及び画像分析プログラムのコードを記憶するのにも使用される。画像分析プログラムコードがコンピューティング装置４０の処理回路を使用して実行されるときには、コンピューティング装置４０は、カメラシステム３４からのキャプチャーデジタル画像データを分析してレンズ２８を評価する。パターン認識動作、空間的周波数測定、強度測定、波長測定（スペクトルデータ）、及び他の測定が行われる。
【００４２】
評価されるパラメータは、例えば、テストパターンにおけるスポット対スポット間隔（例えば、各スポット５０間の見掛け上の距離）、レンズ２８の曲率（例えば、表面３０の曲率半径）、反射したパターン４４の合計強度、各反射スポット５０の個々の強度、図１９の領域７２のようなフラットな領域の平坦さ、くぼみ７０に関連した形状、位置及び他のパラメータ、突起７４に関連した形状、位置及び他のパラメータ、レンズ表面３０の特定の部分に入るスポット５０の数、表面３０における個々のスポットの合計数、レンズ表面３０の各領域における単位面積当たりのスポット数（スポット密度）、線、十字、リング及び他のテスト素子間の間隔、反射された線の直線性、及びテストパターン４４における円形テスト素子の同心性を含む。ステップ８２の動作中に、測定されたテストパターンパラメータが処理されて、レンズデータを発生する。一例として、スポット間の間隔は、レンズ２８の曲率半径値を計算するのに使用される。別の例として、カウントされたスポットの数は、フラットなエリア、ピット又は隆起のような表面欠陥があるかどうか識別するのに使用され、それ故、表面３０の不完全度に対応する欠陥カウント又は他のメトリックへと変換される。レンズ性能を確認する際に、必要に応じて、複数のパラメータを合成することができる。例えば、カウントされたスポットの数及び個々のスポット強度の統計学的特性を一緒に分析して、いずれかのスポットが合併された（フラットなエリア或いはくぼみエリア、等の欠陥を表わす）かどうか決定することができる。
【００４３】
ステップ８４のデータ分析動作に続いて、コンピューティング装置４０は、収集したテストパターンデータ（生のデータ及び／又は分析されたデータ）をレンズ評価基準と比較し、適当なアクションがとられる。所定の基準を満足しない特性をレンズが示すとの決定に応答してとられるアクションは、例えば、レンズを破棄すること（例えば、出来上ったコンポーネント又は装置にレンズをアッセンブルする前又は後にレンズを破棄すること）、一部競合するアッセンブリを再加工すること、レンズを修理すること、オペレータに通知すること、データログへのエントリを行うこと、後続部品が希望の評価基準を満足することを保証するためにプラスチック成形装置及び他の製造装置を調整すること、等々を含む。
【００４４】
ステップ８４の動作中に遂行される例示的な比較の一例として、カメラシステム３４により検出されたスポットの数が予想スポット数と比較される。カメラシステム３４を使用してコンピューティング装置４０により測定されるスポットの数が望ましい量からずれる場合には（例えば、測定されたスポットの数が予想より少ない場合には）、レンズ２８が不完全さ（例えば、スポットを合併させる表面欠陥）を含むという結論になる。別の例として、テスト素子の線又はスポットの行／列が波打つか、さもなければ、その予想位置から所定量以上ずれる場合には、表面３０が適切な形状を有していないという結論になり、適当なアクションがとられる。回転位置、直線的なずれ、非対称性、平坦さ、曲率半径、スポット対スポット間隔、スポット形状（又は他のテスト素子形状）、及び他の不完全さに関連した欠陥も、予想されるテストパターン特性を、カメラシステム３４を使用して測定されたものと比較することにより識別することができる。
【００４５】
図２２は、テストパターンを発生するのに使用されるディスプレイを有する例示的テストシステムの図である。図２２に示すように、システム１０は、テストパターンジェネレータ１２として働くディスプレイピクセル１０２のアレイを伴うコンピュータモニタ又は他のディスプレイを備えている。ディスプレイピクセル１０２は、液晶ディスプレイピクセル、プラズマディスプレイピクセル、発光ダイオードディスプレイピクセル（例えば、有機発光ダイオードディスプレイピクセル）、陰極線管ディスプレイピクセル、又は他の適当なディスプレイピクセルである。ディスプレイピクセル１０２は、適当な当該波長のテストパターン（例えば、赤外線テストパターン、赤い光、緑の光、青の光、又は他の可視光線のテストパターン、紫外線テストパターン、等）を発生するように構成される。
【００４６】
テストパターンでのテスト中に、システム１０のコンピューティング装置４０又はオペレータは、レンズ表面３０の更なる試験のために欠陥又は当該エリアを検出する。オペレータの入力又はコンピューティング装置４０による分析に基づいて、テストパターンジェネレータ１２のディスプレイピクセル１０２のアレイにより表示されるテストパターンがコンピューティング装置４０により更新される。コンピューティング装置４０は、経路８６を経てテストパターンジェネレータ１２と通信する。このようにテストパターンを変更することは、システム１０が欠陥を正確に識別する上で助けとなる。例えば、システム１０は、最初に、広い間隔のスポットのアレイをもつテストパターンを使用する。広い間隔のスポットアレイでのテストで、潜在的不完全さの局部領域が明らかになった場合には、コンピューティング装置４０は、当該局部エリアをテストするための微細ピッチパターンを発生するようにディスプレイ１２に指令する。システム１０は、局部エリアに欠陥がないことを保証するために、微細ピッチパターンを使用してキャプチャーした画像データを分析することができる。
【００４７】
図２２に示された形式のテストシステムを使用することに伴う例示的ステップのフローチャートが図２３に示されている。
【００４８】
ステップ８８において、図２２のディスプレイ１２のようなディスプレイベースのテストパターンジェネレータは、レンズ２８の表面３０をテストするためのテストパターンを投影する。
【００４９】
ステップ９０において、コンピューティング装置４０は、カメラシステム３４を使用して、テストパターンの画像をキャプチャーする。
【００５０】
ステップ９２において、コンピューティング装置４０は、キャプチャーした画像を分析する。ステップ９４の動作中に、コンピューティング装置４０は、キャプチャーした画像データを評価基準（予想曲率半径、予想スポット数、予想反射線形状、等）と比較して、付加的なテストデータが必要かどうか決定する。より多くのデータをキャプチャーすべきである場合には、使用すべきテストパターンを更新することができる。例えば、コンピューティング装置４０は、より微細ピッチのスポットが（全体的に及び／又は局部的に）使用されるようにテストパターンを更新する（自動的に、又はより詳細なテストが望まれるとの決定に応答して）。次いで、処理は、線９８で示すように、ステップ８８の動作へループバックする。
【００５１】
ステップ９４において充分なレンズデータがキャプチャーされたとのコンピューティング装置４０による決定に応答して、コンピューティング装置４０は、ステップ１００において、取得したレンズデータと所定の評価基準との比較に基づいて適当なアクションをとる（例えば、欠陥の場合にはレンズを破棄するか又は再加工し、欠陥でない場合にはレンズを製品へ合体し、等々）。
【００５２】
ある構成では（例えば、カメラシステム３４が表面３０に比較的接近して配置される構成では）、光３２をレンズ２８の表面３０に直接指向するという挑戦がなされる。光３２を表面３０に指向する上で役立つように、テストパターンジェネレータ１２は、必要に応じて、光３２をレンズ２８に指向する上で助けとなるようにミラー又は収束レンズを含むことができる。図２４は、テストパターン光３２−１を発生するためのメイン部分１２Ａを含むと共に、ミラー及び／又はレンズシステムのような補助的な光学的コンポーネント（コンポーネント１２Ｂ）を含むテストパターン発生装置１２を有する例示的レンズ検査システムの図である。補助的な光学システム１２Ｂは、光３２−１をレンズ２８に再指向するのに使用される（例えば、再指向された光３２−２を参照）。光３２−２は、表面３０から反射されて、反射光３２−３としてカメラシステム３４へ通される。
【００５３】
必要に応じて、図２５の起点１０４のような整列マークが供試構造体に合体される（例えば、レンズハウジングの一部分、テストコンポーネントを一時的に保持する構造体の一部分、等として）。図２５の例では、起点１０４は、支持構造体２６（例えば、レンズ２８の一時的又は出来上ったレンズハウジング構造体）に合体される。コンピューティング装置４０は、起点１０４に関するキャプチャー情報に対してカメラシステム３４を使用して、レンズ２８に対する支持構造体２６の位置を決定する（例えば、レンズのずれ情報を発生するために）。
【００５４】
図２６は、テストシステムを使用して起点に関する情報を含むキャプチャー画像データを処理することに伴う例示的ステップのフローチャートである。
【００５５】
ステップ１０６において、テストパターンジェネレータ１２は、レンズ２８の表面３０をテストするためにテストパターンを投影する。
【００５６】
ステップ１０８において、コンピューティング装置４０は、カメラシステム３４を使用して、レンズ表面３０から反射したテストパターンの画像をキャプチャーすると共に、カメラシステム３４を使用して、起点１０４の画像又は構造体２６の位置に関する他の情報をキャプチャーする。
【００５７】
ステップ１１０において、コンピューティング装置４０は、キャプチャーされた画像データを分析する。ステップ１１０の動作中に、コンピューティング装置４０は、キャプチャーされた画像データを評価基準（予想される曲率半径のようなレンズ特性、予想されるスポット数、予想される反射線形状、並びに次元Ｘ、Ｙ及びＺにおけるレンズ２８の中心から起点１０４、ひいては、構造体２６までのずれのようなずれ特性）と比較することができる。
【００５８】
ステップ１１２において、コンピューティング装置４０は、キャプチャーされたレンズ及び起点情報を評価基準と比較する（例えば、レンズ２８の表面３０が不完全さを含むかどうか決定し、及び／又はレンズ２８が起点１０４に対して許容量以上ずれているかどうか決定するために）。この比較に応答して、ステップ１１４において適当なアクションがとられる（例えば、製造プロセスを調整し、欠陥コンポーネントを再加工し、欠陥のあるレンズアッセンブリを破棄し、テストに合格した部品を更なる使用のために受け容れ、等）。
【００５９】
図２７に示すように、システム１０は、レンズ２８の前面及び後面をテストし且つレンズ２８の内部レンズ欠陥をテストするための装置を備えている。システム１０は、例えば、テストパターンジェネレータ１２Ａ、テストパターンジェネレータ１２Ｂ及びテストパターンジェネレータ１２Ｃのようなテスト光発生装置を備えている（一例として）。カメラ装置３４は、レンズ２８から反射され及び／又はレンズ２８を透過した光を収集するためのカメラシステム３４Ａ、３４Ｂ、及び３４Ｃのような１つ以上のカメラシステムを備えている。
【００６０】
レンズ２８の表面から光が散乱する場合にテスト測定を容易にするために、テストパターンジェネレータ装置１２は、レンズ２８を弱く透過する光の波長（即ち、レンズ２８により吸収される光の帯域外波長）を使用する。光がレンズ２８を透過する場合のテスト測定を容易にするために、テストパターンジェネレータ装置１２は、光の帯域内波長（即ち、レンズ２８を良く透過する波長）を使用する。
【００６１】
光の反射は、レンズ表面の露出面から及び／又はレンズ表面の内面から生じる。レンズ２８を特徴付ける際に、レンズ表面反射測定値及びレンズ透過測定値の合成がなされる。例えば、装置１２Ａは、レンズ上面３０Ｔ及び／又はレンズ下面３０Ｂを検査するためにカメラシステム３４Ａによりキャプチャーされるテストパターンを発生する。装置１２Ｃは、レンズ２８のレンズ下面３０Ｂ及び／又はレンズ上面３０Ｔを検査するためにカメラシステム３４Ｃによりキャプチャーされるテストパターンを発生する。装置１２Ｂは、カメラシステム３４Ｂによりキャプチャーされるテストパターン（例えば、テスト光）を発生する。レンズ２８を通過しそしてカメラシステム３４Ｃのような検出器によってキャプチャーされる装置１２Ｂからの光（及び／又はソース１２Ａ及び１２Ｂのような他のソースからの光）は、レンズ透過性能の分析に使用される（例えば、レンズ２８におけるレンズ空所又は他のバルク欠陥の存在をモニタするために）。バルク欠陥は、カメラシステム３４Ａ及び３４Ｃを使用して検出されてもよい（例えば、レンズ２８の中間部に焦点を合わせることにより）。
【００６２】
図２７のカメラシステム３２からのキャプチャー画像データに対する画像分析を容易にするために、分析される光の波長がフィルタリングされる（例えば、テストパターンジェネレータ装置１２による光透過の際及び／又はカメラシステム３２を使用した光検出の際に）。例えば、赤外線は透過するが、可視光線は弱く透過するだけであるレンズについて考える。この状況では、カメラシステム３２を使用してレンズ表面からの青みがかった可視光線をキャプチャーすることにより表面欠陥を分析することができる。この波長の光は、レンズ２８により吸収される傾向があり、レンズ２８のバルク材料を通して進行する光の反射が抑制される。バルク欠陥は、長い波長の光（例えば、緑の波長又はそれより長い可視波長の可視光線、赤外線、等）をキャプチャーするためにカメラシステム３２（例えば、ソース１２Ａ及び／又は１２Ｂのようなソースにより放射される光をキャプチャーするためのカメラシステム３４Ｃ）を使用することにより検出される。というのは、この光は、レンズ２８を容易に透過するからである。デジタル画像処理技術は、キャプチャーされた波長間を弁別するのに使用される。又、ソース１２及びカメラシステム３４は、異なる波長の光を弁別するのに光学的フィルタリング又は他のフィルタリングスキームも使用する。
【００６３】
必要に応じて、欠陥の検出を助けるためにレンズ２８に一時的なコーティングが追加されてもよい。一例として、一時的な光吸収又は反射コーティングが表面３０Ｔ及び３０Ｂのような１つ以上のレンズ表面に追加される。コーティングは、水溶性材料又はアルコールに溶ける材料から形成される（一例として）。コーティングの存在は、内部レンズ反射を表面レンズ反射から分離する上で助けとなる。レンズ２８は、必要に応じて、表面レンズ反射からの内部レンズ反射の分離を容易にする永久的なコーティングを有してもよい。レンズ２８の内部が過剰に多くの空所（例えば、気泡）を有するとの決定に応答して、更なる分析が停止され、レンズが破棄又は再加工される。
【００６４】
必要に応じて、図２７のレンズ表面３０Ｂのようなレンズの後面は、前面カメラシステムで画像をキャプチャーすることにより検査される。例えば、レンズ表面３０Ｂの内部へ供給される光は、カメラシステム３４Ａのような前面カメラシステムを使用してキャプチャーされる。この形式の構成では、テストパターン４４は、キャプチャーされた画像データにおいて観察されるスポット又は他のテスト素子のパターンが、欠陥検出を容易にするために、規則的な長方形アレイ形状又は他の既知の形状を有するように、事前に構成される。
【００６５】
一般的に、カメラシステム３２は、所与のレンズの前面又は後面に焦点を合わせるか、又はレンズの中間部（バルク部分）に焦点を合わせる。カメラシステム３２Ａは、例えば、欠陥について前面３０Ｔを検査するために前面３０Ｔに焦点を合わせ、欠陥について後面３０Ｂを検査するために後面３０Ｂに焦点を合わせ、及び／又はバルク欠陥（例えば、空所）についてレンズ２８を検査するために表面３０Ｔと３０Ｂとの間のレンズ２８の中間部に焦点を合わせる。
【００６６】
図２８は、光ファイバ構造体を使用してテストパターンジェネレータが形成された例示的テストシステムの一部分の斜視図である。図２８に示すように、テストパターンソース１２は、ファイバ１１６のような１つ以上の光ファイバを含む。ファイバ１１６は、ファイバ束として編成されるか、又は１つ以上の個々のファイバを使用して具現化される。ファイバ構造体１１６は、コンパクトなレンズに接近して配置するのに適した鉛筆状ソースを形成するように使用される。
【００６７】
図２９に示すように、レンズ２８は、支持シート２６のような支持構造体にマウントされる（例えば、射出成形動作に続いて）。テストシステム１０は、ポジショニング装置１１８（例えば、ロボット検査装置のポジショナー）のようなコンピュータ制御のポジショニング装置を備えている。コンピューティング装置４０は、ポジショナー１１８を使用してテストパターンソース１２及び／又はカメラシステム３４のようなシステムコンポーネントの位置を制御するのに使用される。これは、システム１０が、図２９の例におけるレンズ２８’のようなシート２６上の個々のレンズを検査できるようにする。システム１０は、シート２６上の各レンズを通して歩進して、レンズのバッチをテストする。シート２６は、一時的な支持構造体である。システム１０を使用するテストに続いて、検査に合格したレンズは、レンズハウジングにアッセンブルされる。起点１０４は、レンズ２８’のようなレンズの周りに配列される（例えば、シート２６の一部分として）。
【００６８】
図３０は、レンズ検査動作中に異なる色の光をカメラシステムによりどのようにキャプチャーするか示す例示的レンズの断面側面図である。テストパターンソース１２は、白色光を放射する（一例として）。ソース１２からの白色光は、レンズ２８の上面３０Ｔから反射し、そしてカメラシステム３４により白色反射光３２Ｗとしてキャプチャーされる。レンズ２８のバルク材料は、青い光を吸収する傾向があり、空所又は他のバルク欠陥から反射される光３２Ｇのような光が、緑がかった色になるようにする。レンズ２８の下面３０Ｂの内部からの表面反射は、同様の色にされてもよいし、又はコーティング１２０のようなコーティング（例えば、一時的コーティング）を使用して異なる色にされてもよい。一例として、コーティング１２０は、テストパターンソース１２からの反射光に赤い色を与えて、反射光３２Ｒが赤になるように構成されてもよい。
【００６９】
この形式のスキームを使用すると、カメラシステム３４は、表面３０Ｔからの反射（白く見える）と、レンズ２８のバルク材料からの反射（緑に見える）と、後面３０Ｂの内側からの反射（赤く見える）との間を弁別することができる。光源１２からの放射光に対して異なる光スペクトルを使用し、レンズ２８を形成するのに異なるバルク材料を使用し、及び／又はレンズ２８の１つ以上の面に異なるスペクトル特性をもつコーティングを形成することにより、色の他の組み合わせを形成することができる。図３０の例は、単なる例示に過ぎない。
【００７０】
一実施形態によれば、レンズ表面を有するレンズを評価する方法において、テストパターンソースで、レンズ表面から反射する光のテストパターンを発生する段階と、カメラシステムで、その反射されたテストパターンの画像をキャプチャーする段階と、コンピューティング装置で、前記反射されたテストパターンの前記キャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する段階と、を備えた方法が提供される。
【００７１】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、暗い背景を伴う複数の照明テスト素子を発生することを含む。
【００７２】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、光スポットのアレイを発生することを含む。
【００７３】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、光の同心リングを発生することを含む。
【００７４】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、十字のアレイを発生することを含む。
【００７５】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、光スポットを有するテストパターンを発生することを含み、その光スポットは、テストパターンの第１部分において第１の密度を有し、そしてテストパターンの第２部分において第２の密度を有し、第２の密度は、第１の密度とは異なる。
【００７６】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、テスト素子の円形パターンを発生することを含む。
【００７７】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、複数の照明リングを発生することを含む。
【００７８】
別の実施形態によれば、テストパターンを発生する前記段階は、レンズの表面を覆うに充分な大きさのテストパターンを発生することを含む。
【００７９】
別の実施形態によれば、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、キャプチャーされた画像においてスポットをカウントすることを含む。
【００８０】
反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、レンズの曲率半径値を決定することを含む。
【００８１】
別の実施形態によれば、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、スポット対スポット距離を測定すること含む。
【００８２】
別の実施形態によれば、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、線の曲率を測定することを含む。
【００８３】
別の実施形態によれば、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、キャプチャーされた画像を処理して、レンズ表面の平坦部分を識別することを含む。
【００８４】
別の実施形態によれば、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、キャプチャーされた画像を処理して、レンズ表面の突起を識別することを含む。
【００８５】
別の実施形態によれば、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、キャプチャーされた画像を処理して、レンズ表面のくぼみを識別することを含む。
【００８６】
テストパターンは、テスト素子のアレイを含み、そして反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価する前記段階は、キャプチャーされた画像を処理して、アレイにおけるテスト素子を個々に分析することを含む。
【００８７】
別の実施形態によれば、前記方法は、処理されたキャプチャー画像を使用してレンズが所定の基準を満足するかどうか決定する段階を更に備えている。
【００８８】
一実施形態によれば、レンズ表面を有するレンズをテストするためのレンズテストシステムにおいて、光のテストパターンを発生するように構成されたテストパターンソースと、レンズ表面から反射されたテストパターンの画像をキャプチャーするように構成されたカメラシステムと、反射されたテストパターンのキャプチャーされた画像を処理することによりレンズを評価するように構成されたコンピューティング装置と、を備えたレンズテストシステムが提供される。
【００８９】
別の実施形態によれば、テストパターンソースは、光源と、不透明マスクであって、光がこの不透明マスクを通過してテストパターンを形成できるようにする開口のパターンを含む不透明マスクとを備えている。
【００９０】
別の実施形態によれば、レンズテストシステムは、更に、光源と不透明マスクとの間に拡散板を備えている。
【００９１】
別の実施形態によれば、不透明マスクの開口は、スポットのアレイを形成するように構成される。
【００９２】
一実施形態によれば、レンズ表面を有するレンズを評価する方法において、テストパターンソースで、レンズ表面から反射するスポットのアレイを発生する段階と、カメラシステムで、その反射されたスポットのアレイの画像をキャプチャーする段階と、コンピューティング装置で、前記反射されたスポットのアレイの前記キャプチャーされた画像を処理することによってレンズを評価する段階と、を備えた方法が提供される。
【００９３】
別の実施形態によれば、レンズを評価する段階は、前記反射されたスポットのアレイにおいてスポットをカウントすることにより前記反射されたスポットのアレイの前記キャプチャーされた画像を処理することを含む。
【００９４】
以上の説明は、本考案の原理を単に例示するものであり、当業者であれば、本考案の精神及び範囲から逸脱せずに種々の変更がなされ得るであろう。
【符号の説明】
【００９５】
１０：光学的検査システム
１２：テストパターンソース
１４：光源
１６：拡散板
１８：パターン化された不透明マスク
２０：開口
２２：不透明マスク基板
２４：供試構造体
２８：レンズ
３０：露出表面
３２：光テストパターン
３４：カメラシステム
３６：レンズ
３８：センサ
４０：コンピューティング装置
４２：開口
４４：テストパターン
４６：行
４８：列
５０：スポット
５２：背景領域
５４：キャプチャーされたパターン
５８：行
６０：列
６２：キャプチャーされたパターン
６４、６８：スポット
６６：間隔
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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