(57)【要約】  【課題】小径でかつ曲率半径の小さな小径部材の表面の傷や欠陥等の発見を、一度ピント調整を行うことによって容易に行える、使い勝手に優れた光学部材検査装置を提供すること。  【解決手段】光学部材検査装置１の検査台２は、前後又は左右方向に移動させるＸテーブル２７を有する第１ステージ２１及びＹテーブル２９を有する第２ステージ２２と、対物レンズ４１ａ、…の観察光軸に一致して配置される鉛直方向の軸を中心に回転する回転テーブル３１を有する第３ステージ２３と、観察光軸上に回動中心が配置される半径寸法を所定寸法で形成した凹面曲部３５ａ上を摺動移動して、傾きを変化させる曲動テーブル３６を有する第５ステージ２５と、鉛直方向に移動するＺテーブル３４を有する第４ステージ２４とを具備している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象部材が配置されるテーブルを有するステージを含む、複数の電動で駆動されるステージを備える検査台と、この検査台の所定ステージに配置された検査対象部材に対向する対物レンズを備えた顕微鏡と、前記ステージに配置された検査対象部材を照明する照明光を発生させる照明装置と、前記ステージに配置されて前記照明装置で発生された照明光で照明された検査対象部材を前記対物レンズを通して撮像する固体撮像素子を備えたカメラ装置と、前記検査台の電動駆動されるステージの動作制御を行う制御部及び、前記カメラ装置で撮像した検査対象部材の光学像を光電変換して得られる電気信号を元に検査対象部材の画像を構築する画像処理部を有する制御装置とを具備する光学部材検査装置であって、
前記検査台は、
少なくとも、鉛直軸に対して直交する第１軸方向又は、この鉛直方向に対して直交する第１軸に対して直交する第２軸方向の一方に移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材を前後又は左右方向に移動させる第１移動部と、
前記対物レンズの観察光軸に一致して配置される鉛直方向軸を中心に回転して、前記テーブルに配置された検査対象部材を回転移動させる第２移動部と、
前記テーブルより上方であって前記観察光軸上に回動中心が配置される半径寸法を所定寸法で形成した凹曲面上を摺動移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材の傾き状態を変化させるように揺動させる第３移動部と、
鉛直方向に移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材の所定位置を前記回動中心に一致させるように上下方向に移動させる第４移動部と、
を具備することを特徴とする光学部材検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の曲率半径の曲面上の一箇所に焦点を合わせた後、焦点位置調整を行うことなく、ステージを移動させて曲面の位置を変化させることによって、外表面の観察を行える光学部材検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡の細長の挿入部を体腔内や管路内に挿入して、体腔内や管路内の被写体像を表示装置の画面上に内視鏡画像を表示させて観察の行える内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡装置で使用される内視鏡においては挿入部のさらなる細径化が望まれている。
【０００３】
内視鏡の挿入部に、被写体像を撮像する固体撮像素子を備えた撮像ユニットを内蔵した電子内視鏡では、挿入部を細径化するために前記撮像ユニットの小型化が求められている。
【０００４】
これら小型の撮像ユニットを構成する固体撮像素子であるＣＣＤの受光面前面側には平板状のカバーガラス或いは平凸形状のフィールドレンズが配設されている。このフィールドレンズ等の表面に傷や欠陥等があると、その傷の場所や大きさ等によっては、内視鏡画像の画質に悪影響を及ぼす。このため、レンズ表面を目視によって、全数検査していた。
【０００５】
直径の比較的大きな一般のレンズを検査する場合には、やとい等の筒状検査治具にレンズを設置し、その状態で、検査者が目視によってレンズ表面の検査を行う検査方法が確立されていた。そして、この検査の場合、レンズ表面の傷等の発見を比較的容易に行うことができた。
【０００６】
これに対して前記フィールドレンズでは直径寸法が３ｍｍ以下である。このため、従来の筒状検査治具にこの小径レンズを設置することは不可能である。そのため、新たな筒状検査治具を形成し、この治具に１つずつ小径レンズを設置して検査することも考えられるが、小径レンズを所定状態に設置する作業が煩雑で、検査に相当の時間がかかることが予想される。
【０００７】
このため、複数のフィールドレンズをパレット上に、例えば縦横１０個ずつ配列させ、検査担当者による官能検査を行っていた。そのとき、まず、第１検査工程においてスクリーニングを行う。このスクリーニングでは、パレットに配列されているフィールドレンズを一括して検査する。この検査で、レンズ表面に「傷があるのでは？」と判定したものをパレットから排除して、第２検査工程で詳細な再検査を行う。一方、「レンズ表面に傷が全くない」と判定されたものは合格品として保管された後次工程に廻される。
【０００８】
第２検査工程ではレンズ表面に「傷があるのでは？」と判定されたレンズの傷の大きさ及び位置等を実体顕微鏡を通して１つずつ詳細に検査する。この際、検査者は、小径レンズを１つずつピンセットで摘まみ、ピンセットで摘んだレンズを検査用の照明光に対して角度を変化させるようにかざして傷の大きさ等を判断して合否を判定していた。そして、不合格と判定されたレンズについて不良品として廃棄していた。なお、前記フィールドレンズは、芯取り、研磨、反射防止コートであるＡＲコートを施したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記第２検査工程における実体顕微鏡による目視検査は熟練を要する技術で、検査者を養成するまでに時間がかかるので、検査者を確保することが難しかった。また、目視による官能検査であるため、検査者毎に判定基準が異なる。このため、品質にばらつきが生じるという不具合があった。また、同じ検査者が同じレンズを異なった日に検査した場合でも、前回の検査結果と同じ検査結果を得られないこともわかっており、安定した品質の維持が難しかった。
【００１０】
このため、市販の汎用測定器を検査工程に導入することも考えられるが、この測定器は高額であり、使い勝手も煩雑である。また、測定器の維持管理に時間及びコストがかかる等の不具合が考えられるので、汎用測定器の導入に至らないのが現状であった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小径でかつ曲率半径の小さな小径部材の表面の傷や欠陥等の発見を、一度ピント調整を行うことによって容易に行える、使い勝手に優れた光学部材検査装置を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光学部材検査装置は、検査対象部材が配置されるテーブルを有するステージを含む、複数の電動で駆動されるステージを備える検査台と、この検査台の所定ステージに配置された検査対象部材に対向する対物レンズを備えた顕微鏡と、前記ステージに配置された検査対象部材を照明する照明光を発生させる照明装置と、前記ステージに配置されて前記照明装置で発生された照明光で照明された検査対象部材を前記対物レンズを通して撮像する固体撮像素子を備えたカメラ装置と、前記検査台の電動駆動されるステージの動作制御を行う制御部及び、前記カメラ装置で撮像した検査対象部材の光学像を光電変換して得られる電気信号を元に検査対象部材の画像を構築する画像処理部を有する制御装置とを具備する光学部材検査装置であって、
前記検査台は、少なくとも、鉛直軸に対して直交する第１軸方向又は、この鉛直方向に対して直交する第１軸に対して直交する第２軸方向の一方に移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材を前後又は左右方向に移動させる第１移動部と、前記対物レンズの観察光軸に一致して配置される鉛直方向軸を中心に回転して、前記テーブルに配置された検査対象部材を回転移動させる第２移動部と、前記テーブルより上方であって前記観察光軸上に回動中心が配置される半径寸法を所定寸法で形成した凹曲面上を摺動移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材の傾き状態を変化させるように揺動させる第３移動部と、鉛直方向に移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材の所定位置を前記回動中心に一致させるように上下方向に移動させる第４移動部とを具備している。
【００１３】
この構成によれば、検査対象部材が例えば曲率半径Ａの曲面を有する平凸レンズであった場合、この平凸レンズの平面をテーブル面に向けて配置させた後、まず、第４移動部によってステージを移動させて平凸レンズの曲率中心の高さ位置を、例えば半径Ｂの凹曲面の中心である回動中心の位置に一致させる。そして、顕微鏡に備えられている図示しないピント調整機構を使用して平凸レンズの例えば外周部の一部にピントを合わせる。次いで、第１移動部によってステージを移動させて平凸レンズの中心が対物レンズの観察光軸上に位置するように調整する。
【００１４】
すると、曲面で形成された平凸レンズ表面と観察中心とが交差している点から凹曲面までの距離はＡ＋Ｂである。この状態から、例えば、第３移動部を動作させて平凸レンズの傾きを変化させた場合、観察光軸に交差していた平凸レンズの表面位置は変化するが、観察光軸に交差する平凸レンズ表面から凹曲面までの距離はＡ＋Ｂで変化しない。また、この状態で、例えば、第２移動部を動作させて平凸レンズを回転させると、観察光軸に交差していた平凸レンズの表面位置は変化するが、観察光軸に交差する平凸レンズ表面から凹曲面までの距離はＡ＋Ｂのままで変化しない。
【００１５】
したがって、検査対象部材の曲率中心を観察光軸上に配置させるとともに、この曲率中心を凹曲面の高さ位置に一致させた状態で、曲面上の一部にピント合わせを行った後、第２移動部又は第３移動部を適宜動作させて、検査対象部材の観察光軸に対する検査姿勢を変化させて、この検査対象部材の曲面の観察を行える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小径でかつ曲率半径の小さな小径部材の表面の傷や欠陥等の発見を、一度ピント調整を行うことによって容易に行える、使い勝手に優れた光学部材検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１ないし図５は本発明の一実施形態に係り、図１は光学部材検査装置の構成を説明する斜視図、図２は光学部材検査装置の構成を説明するブロック図、図３は検査台の構成を説明する図、図４は検査台に検査対象部材を配置された状態と、検査対象部材を検査位置に配置させた状態とを説明する図、図５は検査台の作用を説明する図である。
【００１８】
なお、図４（ａ）は検査台に検査対象部材を配置した状態を示す図、図４（ｂ）は検査台の検査対象部材を検査位置に移動させた状態を示す図、図５（ａ）は検査位置に移動された状態の検査対象部材を、曲動テーブルの回動中心を中心にして移動させた状態における、検査対象部材の位置変化と観察状態との関係を説明する図、図５（ｂ）は曲動テーブルの回動中心を中心にしてさらに移動させた状態における、検査対象部材の位置変化と観察状態との関係を説明する図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように本実施形態の光学部材検査装置（以下、検査装置と略記する）１は、検査対象部材である例えば内視鏡の撮像装置を構成する芯取り、研磨、反射防止コートであるＡＲコートを施したフィールドレンズと呼ばれる、平凸レンズ（以下、レンズと略記する）が配置されるテーブルを備えるステージ２１を含む、電動で動作可能な複数のステージ２１、…、２５を備える検査台２と、この検査台２の前記ステージ２１のテーブルに配置されたレンズ２０の観察を行うための複数の対物レンズ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…等を備えた顕微鏡３と、前記ステージ２１に配置されたレンズ２０を照明する検査用照明光を供給する照明装置４と、前記顕微鏡３に配置されて前記ステージ２１に配置されたレンズ２０の検査対象面である曲面２０ａを撮像する例えば固体撮像素子であるＣＣＤ５ａを内蔵したＣＣＤカメラ（以下、カメラと略記する）５と、前記検査台２を構成する各ステージ２１、…、２５の動作制御を制御プログラムに基づいて行うステージ制御部６１や、前記カメラ５で撮像したレンズ２０の曲面２０ａの光電変換して得られた電気信号を基に被検レンズ表面画像データを生成する画像処理部６２、この被検レンズ表面画像データから傷や欠陥部を判断して制御プログラムに基づいてレンズの合否判定等を行う演算部６３等の制御部６０を備える制御装置を兼ねるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）６と、このＰＣ６で画像処理して生成された被検レンズ表面画像等が表示される表示装置である例えば液晶モニタ(以下、モニタと略記する)７とで主に構成されている。
【００２０】
なお、符号８は電装ボックスであり、前記ＰＣ６及び前記モニタ７等に電力を供給する。符号９はキーボードであり、例えば平凸レンズのレンズデータの入力或いは各種検査情報の入力等を行う。符号１０はマウスであり、前記モニタ７の画面上に表示される画面に設けられているボタン等を操作して、後述するレンズ検査モードの指示等を行う。符号１１は手動操作用スイッチボックス（以下、スイッチボックスと略記する）であり、吸引の開始或いは停止を指示する吸引用スイッチや、検査の開始或いは停止を指示する検査用スイッチや、前記照明装置４のＯＮ／ＯＦＦを切り替える照明スイッチ等が設けられている。符号１２は架台であり、前述したモニタ７、顕微鏡３、検査台２等が載置される。
【００２１】
図１、図２及び図３を参照して前記検査台２、前記顕微鏡３、前記照明装置４、前記カメラ５及び前記ＰＣ６について説明する。  
まず、検査台２について説明する。
【００２２】
前記検査台２を構成する前記複数のステージ２１、…、２５は、前記顕微鏡３に備えられている例えば対物レンズ４１ａ側から順に、第１ステージであるＸステージ２１、第２ステージであるＹステージ２２、第３ステージである回転ステージ２３、第４ステージであるＺステージ２４及び第５ステージである傾斜ステージ２５である。
【００２３】
前記Ｘステージ２１は、第１ステージ本体であるＸステージ本体２６と、このＸステージ本体２６に対して摺動自在に配置される第１テーブルであるＸテーブル２７とを備えている。前記Ｘステージ本体２６は固定部材であり、前記Ｘテーブル２７は移動部材である。このＸテーブル２７の移動方向は、鉛直方向に対して直交する第１軸である図３中に示すＸ方向である左右方向に摺動自在に配置される。このＸテーブル２７には検査される検査対象部材である前記レンズ２０を吸引によって固定配置させるための吸着孔（図３の符号２７ｂ参照）が所定位置に形成されている。そして、前記Ｘステージ本体２６には、第１移動部を構成する前記Ｘテーブル２７と、このＸテーブル２７を進退移動させるＸ方向用モータ２７ａとを備えたＸ方向移動機構が設けられている。
【００２４】
前記Ｙステージ２２は、第２ステージ本体であるＹステージ本体２８と、このＹステージ本体２８に対して摺動自在に配置される第２テーブルであるＹテーブル２９とを備えている。前記Ｙステージ本体２８は固定部材であり、前記Ｙテーブル２９は移動部材である。このＹテーブル２９は、前記第１軸に対して直交する第２軸である図３中に示すＹ方向である前後方向に対して摺動自在に配置される。
【００２５】
このＹテーブル２９には前記Ｘステージ本体２６が一体的に固定される。このＸステージ本体２６を前記Ｙテーブル２９に固定をする際、このＹテーブル２９の移動方向と、前記Ｘステージ本体２６に対して摺動するＸテーブル２７の移動方向とが直交するように位置関係を設定する。そして、前記Ｙステージ本体２８には、第１移動部を構成する前記Ｙテーブル２９と、このＹテーブル２９を進退移動させるＹ方向用モータ２９ａとを備えたＹ方向移動機構が設けられている。
【００２６】
前記回転ステージ２３は、第３ステージ本体である回転ステージ本体３０と、この回転ステージ本体３０の鉛直な軸に対して回転自在に配置される第３テーブルである回転テーブル３１とを備えている。前記回転ステージ本体３０は固定部材であり、前記回転テーブル３１は移動部材である。
【００２７】
この回転テーブル３１には前記Ｙステージ本体２８が一体的に固定される。この固定状態で前記回転テーブル３１を回転させることによって、前記Ｙステージ２２及びＸステージ２１が回転される。そして、前記回転ステージ本体３０には第２移動部を構成する前記回転テーブル３１と、この回転テーブル３１を回転させる回転用モータ３１ａとを備えた回転機構が設けられている。
【００２８】
前記Ｚステージ２４は、第４ステージ本体であるＺステージ本体３２と、このＺステージ本体３２に鉛直状態に固設される摺動支持部材である摺動ブロック３３と、この摺動ブロック３３に対して図３中のＺ方向である上下方向に摺動自在に配置される第４テーブルであるＺテーブル３４とを備えている。前記Ｚステージ本体３２及び摺動ブロック３３は固定部材であり、前記Ｚテーブル３４は移動部材である。
【００２９】
このＺテーブル３４には前記回転ステージ本体３０が一体的に固定される。この固定状態で前記Ｚテーブル３４を上下動させることによって、前記回転ステージ２３、Ｙステージ２２及びＸステージ２１が上下動して、前記第５ステージとの間隔が変化する。そして、前記Ｚステージ本体３２には、第４移動部を構成する前記Ｚテーブル３４と、このＺテーブル３４を上下動させる高さ調整機構であるＺ方向用モータ３４ａとを備えたＺ方向移動機構が設けられている。
【００３０】
前記傾斜ステージ２５は、第５ステージ本体である曲動ブロック３５と、この曲動ブロック３５に対して図３中矢印Ｗ方向に揺動自在に配置される曲動テーブル３６とを備える。前記曲動ブロック３５は固定部材であり、前記曲動テーブル３６は移動部材である。前記曲動ブロック３５には所定半径(図中にはＲと記載)の円弧状の凹面曲部３５ａが形成されている。一方、前記曲動テーブル３６には前記曲動ブロック３５の凹面曲部３５ａに対して摺動する曲面凸部３６ｂが形成されている。
【００３１】
前記曲動テーブル３６の平面上にはくさび形状の取り付け部材３７を介して前記Ｚステージ本体３２が一体的に固定されている。この固定状態で前記曲動テーブル３６を前記凹面曲部３５ａに沿わせて摺動移動させることによって、前記Ｚステージ２４、回転ステージ２３、Ｙステージ２２及びＸステージ２１が傾いた状態に変化する。そして、前記曲動ブロック３５には、第３移動部を構成する前記曲動テーブル３６と、この曲動テーブル３６を前記凹面曲部３５ａ上で摺動移動させる移動用モータ３６ａとを備えた移動機構が設けられている。
【００３２】
そして、前記ステージ２１、…、２５を組み合わせて構成される検査台２においては、図３に示すように対物光学系の二点鎖線で示す観察光軸と前記回転ステージ２３を構成する回転テーブル３１の回転軸とが一致されると共に、前記傾斜ステージ２５を構成する曲動ブロック３５の凹面曲部３５ａの中心、言い換えれば前記曲動テーブル３６を揺動させる際の回動中心Ｃ２が観察光軸上に位置されている。
【００３３】
次に、顕微鏡３について説明する。  
前記顕微鏡３は、前記対物レンズ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…と、鏡筒４２と、顕微鏡筐体４３とで主に構成されている。前記対物レンズ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…はそれぞれ倍率等が異なったものである。前記鏡筒４２には前記対物レンズ４１ａ、４１ｂ、…が複数種類取り付けられる回転板４４が配設されている。この回転板４４は、前記顕微鏡筐体４３に設けられた対物レンズ切替モータ４４ａを備えた対物レンズ切替機構によって回転されるようになっている。したがって、前記対物レンズ切替機構によって前記回転板４４が回転されることによって、観察光軸上に観察に最適な対物レンズを切替配置させることが可能である。
【００３４】
符号４５は、ピント調整テーブルである。このピント調整テーブル４５上には前記検査台２が載置される。この検査台２は、前記ピント調整テーブル４５に設けられたピント調整モータ４５ａを備えたピント調整機構によって上下動されるようになっている。つまり、前記ピント調整機構によって前記ピント調整テーブル４５に載置されている検査台２を上下方向に移動させることによって、例えばＸテーブル２７に配置されているレンズ２０の曲面２０ａ上にピントを合わせることができるようになっている。
【００３５】
次いで、照明装置４について説明する。  
前記照明装置４は、前記Ｘステージ２１のＸテーブル２７に配置された前記レンズ２０を観察するための照明光等を発する。具体的に、前記照明装置４から照明される照明光は、検査対象部材が前記レンズ２０のように光を透過する部材の場合には、観察範囲を黒くさせて、斜めから散乱する照明光がこの黒く見える観察範囲内に漏れ込むようにした暗視野照明を使用する。この暗視野照明下では、前記レンズ２０の表面に例えば傷があった場合、前記散乱光が傷に反射して、その傷の部分が白く見える。このことによって、前記レンズ２０表面の傷の有無の判断を行える。
【００３６】
これに対して、前記検査対象部材が例えば金属球のように光を反射させる部材の場合には、例えばハロゲン光源からの照明光を対物レンズの中央から真下に向けて前記金属球を均一に照明する明視野照明を使用する。  
つまり、前記照明装置４においては、暗視野照明と明視野照明とを切り替えて、検査を行えるようになっている。
【００３７】
次に、カメラ５について説明する。  
前記カメラ５は前記対物レンズ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、…を通して検査対象部材を撮影する。このカメラ５は、前記顕微鏡３の鏡筒４２の所定位置に取り付けられる。具体的には、前記カメラ５に内蔵されているＣＣＤ５ａの中心と、前記顕微鏡３の観察光学系の観察光軸とが一致するように取り付けられる。このことによって、このカメラ５でとらえた観察画像をモニタ７の表示画面上に表示させたとき、観察画面の中心と観察画像の中心とが一致するようになっている。
【００３８】
そして、本実施形態の検査装置１においては、例えば１日のうち、朝、夕の２回、カメラ位置が所定位置に取り付けられているか否かの確認を行う。そして、万一、前記ＣＣＤ５ａの中心と、顕微鏡３の観察光軸とが位置ずれしていた場合には、カメラ５側を移動させて調整を行う。
【００３９】
最後に、ＰＣ６について説明する。  
前記ＰＣ６の図示しないＣＰＵには、自動で検査をおこなための制御プログラムや、個別に各装置を動作させる動作プログラム等が備えられている。そして、上述した検査台２、顕微鏡３、照明装置４及びカメラ５は、前記制御プログラムの基で、前記ステージ２１、…、２５を左右方向や上下方向、或いは回転、揺動させる制御や、前記顕微鏡３の対物レンズ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…を切り替える制御や、前記照明装置４から出射される照明光を暗視野照明又は明視野照明に切り替える制御や、前記カメラ５に備えられているＣＣＤ５ａの駆動制御や、このＣＣＤ５ａから伝送される電気信号から画像データを生成する処理や、この画像データを基に検査対象物の表面の傷の大きさ、位置を判断して検査対象部材が合格品であるか否かを定量的に判定する処理等が行われるようになっている。
【００４０】
前記ＰＣ６の制御部６０には前記ステージ制御部６１、前記画像処理部６２及び前記演算処理部６３の他に、対物レンズ制御部６４、ピント調整部６５及び照明光制御部６６等が備えられている。
【００４１】
前記ステージ制御部６１は前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前記Ｘテーブル２７を進退移動させるＸ方向移動機構のＸ方向用モータ２７ａの駆動制御、前記Ｙテーブル２９を進退移動させるＹ方向移動機構のＹ方向用モータ２９ａの駆動制御、前記回転テーブル３１を回転させる回転機構の回転用モータ３１ａの駆動制御、前記Ｚテーブル３４を上下動させるＺ方向移動機構のＺ方向用モータ３４ａの駆動制御及び前記曲動テーブル３６を回動中心に対して揺動させる移動機構の移動用モータ３６ａの駆動制御等を適宜行う。
【００４２】
前記画像処理部６２は、前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前記ＣＣＤ５ａを駆動させる駆動信号を出力するとともに、このＣＣＤ５ａの図示しない撮像面に結像して光電変換されて伝送された電気信号から画像データを生成する画像処理や、この画像処理して得られた画像データを前記演算処理部６３及び前記モニタ７に出力する処理等を行う。
【００４３】
前記演算処理部６３は前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前記レンズデータを基にＸテーブル２７に配置されているレンズ２０の配置位置を変化させる駆動制御や、前記画像処理部６２から出力された画像データを基に各種演算処理を行って、照明状態を判断したり、検査対象部材が所定の検査位置に配置されているか否かを判定したり、前記検査対象部材の検査対象面にピントが合っているか否かを判定したり、或いは検査対象物の表面の傷の大きさ、位置等を演算処理して、検査対象部材が合格品であるか否かを定量的に判定して、各部６１、６４、６５に制御信号を出力する。
【００４４】
前記対物レンズ制御部６４は前記レンズデータを踏まえ、ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、複数の対物レンズ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…の中から、検査に最適な対物レンズを選択して、観察光軸上に配置されるように回転板４４を動作させる制御信号を出力する。
【００４５】
前記ピント調整部６５は前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前記検査台２が載置されているピント調整テーブル４５を上下方向に移動させる制御を行う。そして、前記演算処理部６３の演算結果の基、前記検査台２のＸテーブル２７上に配置されている検査対象部材の検査対象面に対してピントが合焦するように移動配置させる制御信号を出力する。なお、ピント調整は、図１の符号４６に示す手動ピント調整ノブを使用しても行える。
【００４６】
前記照明光制御部６６は前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、照明光量を最適な状態に維持するための制御信号や、検査対象部材を照明する照明光を暗視野照明又は明視野照明に切り替える制御信号を出力する。
【００４７】
ここで、図４（ａ）ないし図５（ｂ）を参照して上述のように構成した前記検査装置１における前記検査台２の作用を説明する。  
なお、図中に示す検査対象部材は、曲率半径がｒの曲面２０ｂを有する例えば不透明なテストピース２０Ａである。  
図４（ａ）に示すようにテストピース２０ＡをＸテーブル２７上に配置する。このとき、前記テストピース２０Ａの一部が前記対物レンズ４１ａの観察範囲から外れていたり、このテストピース２０Ａの曲面２０ｂに対して焦点が合っていない状態である。
【００４８】
そこで、まず、前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前記Ｚテーブル３４を移動させるとともに、前記Ｘテーブル２７及び前記Ｙテーブル２９を移動させて、前記テストピース２０Ａの曲率中心Ｃ１を前記曲動テーブル３６の回動中心Ｃ２に位置させるとともに、前記テストピース２０Ａの曲率中心Ｃ１を観察光軸上に一致させる。
【００４９】
このことによって、図４（ｂ）に示すように前記テストピース２０Ａの曲率中心Ｃ１が観察光軸に一致した状態で、かつ、前記テストピース２０Ａの曲率中心Ｃ１と前記曲動テーブル３６の回動中心Ｃ２とが一致した状態（図中ではＣと記載する）になる。
【００５０】
次に、前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前述の状態を保持して、前記ピント調整テーブル４５が上下動される。この上下動によって、前記図４（ｂ）に示すように前記テストピース２０Ａの曲面２０ｂの例えば頂点上に焦点が合焦した状態になる。そして、この合焦状態を得たところで、前記Ｘテーブル２７、前記Ｙテーブル２９、前記Ｚテーブル３４及び前記ピント調整テーブル４５をロック状態にする。
【００５１】
次いで、前記テーブル２７、２９、３４、４５をロックした状態で、前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、図５（ａ）に示すように曲動テーブル３６だけを回動中心Ｃ２が位置する中心Ｃを中心にして、前記曲動ブロック３５の凹面曲部３５ａに対して例えば矢印Ｐ方向に摺動移動させる。
【００５２】
すると、前記Ｘテーブル２７上に配置されているテストピース２０Ａの傾き角がθ１に変化する。このとき、焦点の合焦している位置には、前記テストピース２０Ａの曲面頂点に変わって、曲面中途部が位置する。そして、さらに、図５（ｂ）に示すように曲動テーブル３６を前記中心Ｃを中心にしてさらに矢印Ｐ方向に摺動移動させると、前記Ｘテーブル２７上に配置されているテストピース２０Ａの傾き角がさらに傾き角θ２に変化する。このとき、焦点の合焦している位置には、前記テストピース２０Ａの曲面中途部に変わって、前記曲面２０ｂと側周面とが交差するコバ近傍が位置する。ここで、さらに、前記曲動テーブル３６を所定量だけ摺動移動させることによって、図示は省略するが、さらにテストピース２０Ａが傾いた状態に変化して、焦点の合焦している位置に前記テストピース２０Ａのコバ部分が配置される。
【００５３】
つまり、前記曲動テーブル３６が、回動中心Ｃ２が位置する中心Ｃを中心にして、曲動ブロック３５の凹面曲部３５ａ上を摺動移動することによって、前記曲動ブロック３５の凹面曲部３５ａの表面から焦点の合焦しているテストピース２０Ａの曲面２０ｂまでの距離は、常に一定（Ｒ＋ｒ）である。このため、前記曲動テーブル３６を摺動移動させている状態のとき、常に、観察光軸上に位置する合焦位置にテストピース２０Ａの曲面２０ｂの一部が配置された状態になる。
【００５４】
したがって、前記テストピース２０Ａの曲率中心Ｃ１を観察光軸に一致させた状態で、かつ、前記テストピース２０Ａの曲率中心Ｃ１を前記曲動テーブル３６の回動中心Ｃ２に一致させた状態にして、顕微鏡３の焦点を前記テストピース２０Ａの例えばコバの位置に合焦させた状態にして、前記曲動テーブル３６又は前記回転テーブル３１を動作させたときについて説明する。
【００５５】
まず、前記曲動テーブル３６だけを中心Ｃを中心にして摺動移動させたとき、前記顕微鏡３の焦点を調整する操作を行うことなく、前記テストピース２０Ａの一方のコバから頂点を通過して他方のコバに至るまでの観察を行える。次に、前記回転テーブル３１だけを回転軸Ｃ３を中心に回転移動させることによって、前記顕微鏡３の焦点を調整する操作を行うことなく、前記テストピース２０Ａのコバ全周に渡る観察を行える。
【００５６】
よって、上述した状態で、前記ＰＣ６に備えられている制御プログラムに基づいて、前記曲動テーブル３６と前記回転テーブル３１とを適宜移動させることによって、前記顕微鏡の焦点を調整する操作を行うことなく、前記テストピース２０Ａの曲面２０ｂの外表面全面の観察を行える。  
このように、検査装置を構成する検査台を、移動動作可能なＸテーブル、Ｙテーブル、Ｚテーブル、回転テーブル及び曲動テーブルで構成することによって、予め、曲率半径、厚み、直径等の加工データを入手することが可能な検査対象部材を検査するとき、検査台のテーブルに配置された検査対象部材の曲率中心を曲動テーブルの回動中心に一致させると共に、検査対象部材の中心を顕微鏡の観察光軸上に配置させ、この状態で検査台を上下動させて、顕微鏡の焦点を検査対象部材の表面に合焦させることによって、この後、検査台を構成する回転テーブル及び曲動テーブルを適宜移動させることによって、顕微鏡の焦点調整を行うことなく、テーブルに配置された検査対象部材の表面を全面に渡って観察することができる。
【００５７】
また、検査台を構成するＸテーブル、Ｙテーブル、Ｚテーブル、回転テーブル及び曲動テーブルを１つの軸に対して進退させる駆動モータで構成したことによって、検査装置の構成を単純化することができる。  
このことによって、パラレルリンクと呼ばれる複数の軸を有する複雑な機構で構成する場合に比べて、検査装置が安価になるとともに、メンテナンス性が大幅に向上する。
【００５８】
なお、本実施形態においては検査対象部材を曲率半径ｒの平凸形状のテストピースとしているが、検査対象部材は上述したとおり、例えば内視鏡の撮像装置を構成する芯取り、研磨、反射防止コートであるＡＲコートを施したフィールドレンズと呼ばれる、平凸レンズや金属球のように光を反射するボール部材などである。そして、レンズにおいては、平凸レンズに限定されるものではなく、平凹レンズや、両面が曲面の凸レンズ或いは凹レンズや、両面が平面の平面ガラスや、球状のレンズ等であってもよい。また、検査対象部材が非球面部材の場合であっても、予め、加工データを入手することが可能であれば、その加工データを元に各ステージを移動させて検査を行うことが可能である。
【００５９】
また、本実施形態においてはステージの動作を５軸にしているが、検査装置のステージの動作は５軸に限定されるものでなく、曲面上をトレースすることが可能な機構であればよい。
【００６０】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００６１】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００６２】
（１）検査対象部材が配置されるテーブルを有するステージを含む、複数の電動で駆動されるステージを備える検査台と、この検査台の所定ステージに配置された検査対象部材に対向する対物レンズを備えた顕微鏡と、前記ステージに配置された検査対象部材を照明する照明光を発生させる照明装置と、前記ステージに配置されて前記照明装置で発生された照明光で照明された検査対象部材を前記対物レンズを通して撮像する固体撮像素子を備えたカメラ装置と、前記検査台の電動駆動されるステージの動作制御を行う制御部及び、前記カメラ装置で撮像した検査対象部材の光学像を光電変換して得られる電気信号を元に検査対象部材の画像を構築する画像処理部を有する制御装置とを具備する光学部材検査装置であって、
前記検査台は、
少なくとも、鉛直軸に対して直交する第１軸方向又は、この鉛直方向に対して直交する第１軸に対して直交する第２軸方向の一方に移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材を前後又は左右方向に移動させる第１移動部と、
前記対物レンズの観察光軸に一致して配置される鉛直方向軸を中心に回転して、前記テーブルに配置された検査対象部材を回転移動させる第２移動部と、
前記テーブルより上方であって前記観察光軸上に回動中心が配置される半径寸法を所定寸法で形成した凹曲面上を摺動移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材の傾き状態を変化させるように揺動させる第３移動部と、
鉛直方向に移動して、前記テーブルに配置された検査対象部材の所定位置を前記回動中心に一致させるように上下方向に移動させる第４移動部と、
を具備する光学部材検査装置。
【００６３】
（２）前記第１移動部、前記第２移動部、前記第３移動部及び前記第４移動部、の制御を前記制御装置の制御部で行う付記１に記載の光学部材検査装置。
【００６４】
（３）固定部材である第１ステージ本体を備え、この第１ステージ本体の所定方向に対して摺動自在な第１移動部を構成する前記検査対象部材が配置される第１テーブル及びこの第１テーブルを前記第１ステージ本体に対して進退移動させる第１テーブル移動機構を有する第１ステージと、
固定部材である第２ステージ本体を備え、この第２ステージ本体の所定方向に対して摺動自在な前記第１移動部を構成する、この摺動方向に対して直交する方向に前記第１テーブルが摺動するように前記第１ステージ本体が固設される第２テーブル及びこの第２テーブルを前記第２ステージ本体に対して進退移動させる第２テーブル移動機構を有する第２ステージと、
固定部材である第３ステージ本体を備え、この第３ステージ本体に設けられる軸部に対して回転自在な前記第２移動部を構成する、前記第２ステージ本体が固設される第３テーブル及びこの第３テーブルを前記第３ステージ本体に対して回転移動させる第３テーブル回転機構を有する第３ステージと、
固定部材である第４ステージ本体を備え、この第４ステージ本体に対して鉛直方向に対して摺動自在な前記第４移動部を構成する、前記第３ステージ本体が固設される第４テーブル及びこの第４テーブルを前記第４ステージ本体に配設された摺動支持部材に対して上下動させる第４テーブル移動機構を有する第４ステージと、
固定部材であって所定半径の凹部曲面を形成した第５ステージ本体を備え、この第５ステージ本体に形成された凹部曲面に対して摺動自在な凸部曲面を有する前記第３移動部を構成する、前記第４ステージ本体が固設される第５テーブル及びこの第５テーブルを前記第５ステージ本体の凹部曲面に対して摺動させる第５テーブル移動機構を有する第５ステージと、
を備える付記１又は付記２に記載の光学部材検査装置。
【００６５】
この構成によれば、制御装置の制御部から各移動部に制御信号を出力することによって、各ステージの各テーブルを適宜移動させて、第１ステージの第１テーブル上に配置された検査対象部材の対物レンズに対する検査姿勢及び検査位置を適宜変化させて、検査対象部材の外表面所定範囲の検査を自動で行える。
【００６６】
（４）前記顕微鏡は、倍率の異なる複数の対物レンズと、これら対物レンズが配設される回転板と、この回転板を回転させて対物レンズの切替えを行うレンズ切替機構とを備え、
このレンズ切替機構を回転制御する顕微鏡制御部を前記制御装置に設けた付記１に記載の光学部材検査装置。
【００６７】
この構成によれば、制御装置の顕微鏡制御部からの制御信号に基づいて、回転板に配置されている対物レンズの切替えを行える。したがって、例えば検査開始時に、低倍率の観察状態に設定しておくことにより、テーブル上に配置されている検査対象部材を速やかにとらえられる。そして、検査対象部材の位置調整を行った後に、レンズ切替機構を動作させて対物レンズの倍率を切り替えることによって、検査をスムーズに行える。言い換えれば、検査対象部材をステージ上に高精度に配置させることなく検査を開始することができるので、作業者の負担が軽減される。
【００６８】
（５）前記照明装置は、前記検査対象部材を照明する明視野照明と暗視野照明とを備え、
前記検査対象部材を照明する照明状態を、明視野照明による照明状態と、暗視野照明による照明状態とに切替制御する照明制御部を前記制御装置に設けた付記１に記載の光学部材検査装置。
【００６９】
この構成によれば、制御装置の照明制御部からの制御信号に基づいて、検査対象部材に対応する照明状態に切り替えることによって、例えば、検査対象部材が光学レンズ等の光を透過する場合には暗視野照明を使用して検査を行え、検査対象部材がボールベアリング等の光を反射する部材の場合には明視野照明を使用して検査を行える。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】光学部材検査装置の構成を説明する斜視図
【図２】光学部材検査装置の構成を説明するブロック図
【図３】検査台の構成を説明する図
【図４】検査台に検査対象部材を配置された状態と、検査対象部材を検査位置に配置させた状態とを説明する図
【図５】検査台の作用を説明する図
【符号の説明】
【００７１】
１…光学部材検査装置    ２…検査台    ３…顕微鏡    ５…ＣＣＤカメラ
６…パーソナルコンピュータ    ２１…第１ステージ    ２２…第２ステージ
２３…第３ステージ    ２４…第４ステージ    ２５…第５ステージ
２６…Ｘステージ本体    ２７…Ｘテーブル    ２８…Ｙステージ本体
２９…Ｙテーブル    ３０…回転ステージ本体    ３１…回転テーブル
３２…Ｚステージ本体    ３３…摺動ブロック    ３４…Ｚテーブル
３５…曲動ブロック    ３５ａ…凹面曲部    ３６…曲動テーブル
４５…ピント調整テーブル
代理人    弁理士    伊藤  進
【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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