(57)【要約】 【課題】眼鏡レンズの形状によらず、欠陥を確実に検出することができ、さらに、形状がなだらかな欠陥であっても、検出することができる眼鏡レンズの欠陥検出方法を提供すること。【解決手段】眼鏡レンズの表面を結露させた後、三次元測定装置により眼鏡レンズの表面形状を測定する。表面が結露した状態が維持された眼鏡レンズに対し、レーザ光を照射する（光照射工程、処理Ｓ1-3）。次に、撮像手段により、眼鏡レンズでの拡散反射光を撮像し、検出する（検出工程処理Ｓ1-4）。検出した光に基づき、眼鏡レンズの表面形状を算出する（表面形状算出工程、処理Ｓ1-5）。次に、算出した眼鏡レンズの表面形状に基づいて、測定点における法線法方向を取得し、この法線方向から検出光を照射する。この検出光は眼鏡レンズで正反射し、この反射光を検出することで、眼鏡レンズＬの欠陥を検出する。【選択図】 図１
2005249489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡レンズの表面及び内部のうち少なくとも何れか一方の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記眼鏡レンズ表面を結露させる結露工程と、
前記眼鏡レンズ表面が結露した状態で、眼鏡レンズの表面形状を測定するための測定光を照射する測定光照射工程と、
前記眼鏡レンズ表面で拡散反射した前記測定光の反射光を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した光に基づいて、前記眼鏡レンズの表面形状を算出する表面形状算出工程と、
算出された眼鏡レンズの表面形状に基づいて、眼鏡レンズ表面上の測定点における法線方向を取得する法線方向取得工程と、
前記法線上に照明手段を設置し、前記眼鏡レンズに対して法線方向から、眼鏡レンズの欠陥を検出するための検出光を照射する検出光照射工程と、
眼鏡レンズで正反射した前記検出光の反射光を検出し、画像を生成する画像生成工程と、
前記生成された画像に基づいて、眼鏡レンズの表面及び内部のうち少なくとも何れか一方の欠陥を検出する欠陥検出工程とを有することを特徴とする眼鏡レンズの欠陥検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の眼鏡レンズの欠陥検出方法において、
前記検出光照射工程で使用する前記照明手段は、同軸落射照明であり、
前記画像生成工程では、撮像素子を有する撮像装置により、前記検出光の反射光を検出し、画像を生成することを特徴とする眼鏡レンズの欠陥検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の眼鏡レンズの欠陥検出方法において、
眼鏡レンズの表面及び内部の欠陥検出を行うものであり、
前記検出光照射工程で使用する前記照明手段は、前記検出光としての紫外線と可視光線とを切り替えて、照射するものであることを特徴とする眼鏡レンズの欠陥検出方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の眼鏡レンズの欠陥検出方法において、
前記測定光照射工程では、測定光としてスリット状の光を照射し、
前記検出工程では、スリット状の光の照射方向と異なる方向から反射光を検出し、
前記表面形状算出工程では、眼鏡レンズ表面に応じた反射光の変形に基づき、三角測量の原理を用いて、眼鏡レンズの表面形状を算出することを特徴とする眼鏡レンズの欠陥検出方法。
【請求項５】
請求項１から３の何れかに記載の眼鏡レンズの欠陥検出方法において、
前記光照射工程では、測定光として位相の異なる縞状の光を照射し、
前記検出工程では、前記眼鏡レンズの各位相における反射光を撮像し、
前記表面形状算出工程では、撮像された反射光に基づき、三角測量の原理を用いて眼鏡レンズの表面形状を算出することを特徴とする眼鏡レンズの欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡レンズの欠陥検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、眼鏡レンズの表面や、内部の欠陥の検出は、作業者の目視により行われている。しかしながら、目視では、作業者の習熟度により評価にばらつきが生じやすいという問題がある。
そこで、このような問題を解決するために、眼鏡レンズの表面、内部の欠陥の検出を行う欠陥検出装置が提案されている。
この欠陥検出装置は、眼鏡レンズの光軸と直交する方向、すなわち、眼鏡レンズの周縁部端面から光を入射させるものである。例えば、眼鏡レンズ内部に異物や、気泡等の欠陥がある場合には、入射光が乱反射し、眼鏡レンズの光軸方向へ散乱する。これを眼鏡レンズの光軸方向から観察すると、欠陥部分が輝点となり、欠陥を検出することができるのである（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８９００号公報（第３〜５頁、図１，２）
【特許文献２】特開平１１−３５２０１４号公報（第５〜１０頁、図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような方法では、眼鏡レンズの周縁部端面から光を入射させるため、周縁部端面が所定以上の面積を有していることが必須条件となる。例えば、内面累進多焦点レンズのような端面が非常に薄い、あるいは端面の厚みが不均一な眼鏡レンズの場合には、光を入射させることができず、欠陥の検出を行うことができないという問題がある。
また、特許文献２に示すように、光源からの光を効率的に眼鏡レンズの周縁部端面に入射させるには、眼鏡レンズの周縁部の形状に沿った光の射出口を有する光ガイド部（光源からの光を眼鏡レンズの周縁部端面に導くガイド部）を備える構成とする必要がある。しかしながら、このような光ガイド部は、円形形状の眼鏡レンズに応じた形状となっていることが多く、眼鏡レンズが非円形の場合には、光ガイド部と、眼鏡レンズとの間に隙間が生じ、眼鏡レンズの端面から、眼鏡レンズ内部に光を入射させることが困難となる可能性がある。
さらに、眼鏡レンズの周縁部端面から光を入射させる方法では、眼鏡レンズの欠陥のうち、ハードコート膜或いは反射防止膜等を成膜する成膜工程で生じる欠陥、例えば、眼鏡レンズの粉等が付着したまま成膜された結果生じる欠陥は、欠陥自体の形状がなだらかで、眼鏡レンズの周縁部端面方向から入射した光では、乱反射が生じないため、検出することが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、眼鏡レンズの形状によらず、欠陥を確実に検出することができ、さらに、形状がなだらかな欠陥であっても、検出することができる眼鏡レンズの欠陥検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の眼鏡レンズの検査方法は、眼鏡レンズの表面及び内部のうち少なくとも何れか一方の欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記眼鏡レンズ表面を結露させる結露工程と、前記眼鏡レンズ表面が結露した状態で、眼鏡レンズの表面形状を測定するための測定光を照射する測定光照射工程と、前記眼鏡レンズ表面で拡散反射した前記測定光の反射光を検出する検出工程と、前記検出工程で検出した光に基づいて、前記眼鏡レンズの表面形状を算出する表面形状算出工程と、算出された眼鏡レンズの表面形状に基づいて、眼鏡レンズ表面上の測定点における法線方向を取得する法線方向取得工程と、前記法線上に照明手段を設置し、前記眼鏡レンズに対して法線方向から、眼鏡レンズの欠陥を検出するための検出光を照射する検出光照射工程と、眼鏡レンズで正反射した前記検出光の反射光を検出し、画像を生成する画像生成工程と、前記生成された画像に基づいて、眼鏡レンズの表面及び内部のうち少なくとも何れか一方の欠陥を検出する欠陥検出工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、眼鏡レンズの欠陥とは、眼鏡レンズ表面の傷、眼鏡レンズ表面または内部に存在する異物、気泡等をいう。また、本発明では、眼鏡レンズ表面の欠陥、眼鏡レンズ内部の欠陥の双方を検出してもよく、また、何れか一方のみを検出してもよい。
結露工程において、眼鏡レンズの表面を結露させているため、眼鏡レンズ表面が曇った状態となる。そして、この表面が曇った状態の眼鏡レンズに対し、測定光照射工程で、測定光を照射することで、測定光が眼鏡レンズ表面で拡散反射することとなる。この拡散反射光を検出し、この反射光に基づいて、眼鏡レンズの表面形状を算出することができる。
従来は、眼鏡レンズのように表面が鏡面である透明体をそのまま測定しようとした場合には、測定光が拡散反射しないため、正確に表面形状を測定することが困難であったが、本発明のように、眼鏡レンズの表面を結露させることで、眼鏡レンズの表面形状を正確に把握することができる。
法線方向取得工程では、表面形状算出工程で正確に把握した表面形状に基づいて測定点における法線方向を求めているので、検出光照射工程において、法線方向から正確に検出光を照射することができる。この検出光は、眼鏡レンズの欠陥のない部分では、正反射することとなるが、欠陥部分では、反射光が散乱して、正反射しない。これにより、検出工程では、画像生成工程で生成した画像に基づいて、眼鏡レンズの表面及び内部のうち少なくとも何れか一方の欠陥を正確かつ確実に検出することができる。
また、このような本発明では、眼鏡レンズの測定点における法線方向から検出光を照射して、欠陥を検出することができるので、内面累進多焦点レンズのような端面が非常に薄い眼鏡レンズであっても、欠陥検出が可能となる。また、眼鏡レンズの測定点における法線方向から検出光を照射しているため、眼鏡レンズの外形形状が非円形であっても、容易に検出光を入射させることができる。このように本発明では、眼鏡レンズの形状によらず、欠陥を確実に検出することができる。
さらに、本発明では、眼鏡レンズの測定点における法線方向から検出光を照射しているので、レンズの粉等が付着したまま成膜された結果生じる欠陥に代表される、形状がなだらかな欠陥であっても、検出光の反射光を散乱させることができ、確実に検出することができる。
【０００８】
また、本発明では、前記検出光照射工程で使用する前記照明手段は、同軸落射照明であり、前記画像生成工程では、撮像素子を有する撮像装置により、前記検出光の反射光を検出し、画像を生成することが好ましい。
このような本発明によれば、測定点に対し、垂直に検出光を照射し、その反射光が検出光と同軸で戻る同軸落射照明を使用することで、画像生成工程において眼鏡レンズで正反射した光束を検出することができる。
【０００９】
また、本発明では、眼鏡レンズの表面及び内部の欠陥検出を行うものであり、前記検出光照射工程で使用する前記照明手段は、前記検出光としての紫外線と可視光線とを切り替えて、射出するものであることが好ましい。
一般にプラスチック製の眼鏡レンズは、４００ｎｍ近辺から、短波長側の光を吸収する。検出光照射手段で、検出光として紫外線を照射することで、検出光が眼鏡レンズを透過しなくなるため、眼鏡レンズの表面の欠陥の検出を行うことができる。
また、検出光照射手段で可視光線を照射することで、検出光が眼鏡レンズ内部まで透過し、眼鏡レンズ内部の欠陥の検出を行うことができる。
このような本発明によれば、眼鏡レンズの表面及び内部の欠陥を確実に検出することができる。
【００１０】
また、本発明では、前記測定光照射工程では、測定光としてスリット状の光を照射し、前記検出工程では、スリット状の光の照射方向と異なる方向から反射光を検出し、前記表面形状算出工程では、眼鏡レンズ表面に応じた反射光の変形に基づき、三角測量の原理を用いて、眼鏡レンズの表面形状を算出することが好ましい。
このような本発明によれば、いわゆる光切断法により、表面形状を算出しているため、比較的広範囲を高速に計測することができる。例えば、光プローブ等を眼鏡レンズ表面に対して走査し、光源からの可干渉光を眼鏡レンズと参照面とに照射して、眼鏡レンズからの戻り光と、参照面からの反射光とを干渉させて三次元形状を測定する方法があるが、このような方法では、眼鏡レンズの表面形状を狭い範囲で、測定することとなるので、測定に時間を要する。これに対し、本発明では、光切断法により、表面形状を算出するため、眼鏡レンズの表面形状を比較的広い面積で測定することができるので、測定時間を大幅に短縮することができる。
【００１１】
さらに、本発明は、前記光照射工程では、測定光として位相の異なる縞状の光を照射し、前記検出工程では、前記眼鏡レンズの各位相における反射光を撮像し、前記表面形状算出工程では、撮像された反射光に基づき、三角測量の原理を用いて眼鏡レンズの表面形状を算出するものであってもよい。
このような本発明によれば、いわゆるパターン投影法により、表面形状を算出しているため、比較的広範囲を高速で測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態の眼鏡レンズの欠陥検出方法のフローチャートが示されている。欠陥検出方法は、眼鏡レンズＬの表面形状を測定する表面形状測定工程（処理Ｓ１）と、検査工程（処理Ｓ２）とを有する。
ここで、眼鏡レンズＬは、プラスチック製の透明な眼鏡レンズであり、表面（物体側の面及び眼球側の面）が鏡面のレンズである。また、この眼鏡レンズＬは内面累進多焦点レンズであり、周縁部端面が非常に薄いものとなっている。
【００１３】
［1.表面形状測定工程］
まず、表面形状測定工程（処理Ｓ１）について説明する。この表面形状測定工程（処理Ｓ１）は、眼鏡レンズＬの位置出し工程（処理Ｓ1-1）、眼鏡レンズＬの表面を結露させる結露工程（処理Ｓ1-2）、測定光照射工程（処理Ｓ1-3）、検出工程（処理Ｓ1-4）、表面形状算出工程（処理Ｓ1-5）を有する。
まず、はじめに、眼鏡レンズＬを設置台５（図３参照）上の基準位置に設置するための位置出し工程を実施する（処理Ｓ1-1）。後段の検査工程では、設定された測定点において、欠陥の検出を行うため、眼鏡レンズＬの位置出しを行う必要がある。
眼鏡レンズＬには、図２に示すように、一対の隠しマークＬ１が形成されている。この隠しマークＬ１は、眼鏡レンズＬの成形型に付されたマークを転写させることで得られる。一対の隠しマークＬ１は、眼鏡レンズＬの光学的基準位置Ｌ２を挟んで等距離、例えば、１７ｍｍの位置にそれぞれ形成されている。この隠しマークＬ１に基づいて、眼鏡レンズＬの位置出しを行う。
【００１４】
位置出し工程では、図３に示す位置合わせ装置３を使用する。位置合わせ装置３は、眼鏡レンズＬを挟んで対向配置される照射部３１と、投写像表示部３２とを備えている。また、照射部３１と眼鏡レンズＬとの間には、投影式位置表示部３３が設置されている。
照射部３１は、眼鏡レンズＬに向けて照明光を照射するものである。
投影式位置表示部３３には、一対の位置合わせマーク３３１が付されている。
投写像表示部３２は、照射部３１により照射された眼鏡レンズＬの隠しマークＬ１の像及び投影式位置表示部３３の位置合わせマーク３３１の像を表示するもので、投写像表示部３２は半透明のスクリーンになっており、その投写像をカメラ３４によって撮影し、モニタ等で観察することが可能である。
【００１５】
このような位置合わせ装置３では、照明光を眼鏡レンズＬに向けて照射し、眼鏡レンズＬの隠しマークＬ１及び投影式位置表示部３３の位置合わせマーク３３１を投写像表示部３２に投影し、その投写像をカメラ３４によって撮影し、図示しないモニタ等で観察しながら、隠しマークＬ１と位置合わせマーク３３１が所定の位置関係になるように、眼鏡レンズＬを回転、移動させて、位置合わせをおこなう。
このような位置合わせ装置３を用い、眼鏡レンズＬを設置台５上の基準位置に設置する。
【００１６】
次に、設置台５上の基準位置に設置された眼鏡レンズＬの表面を結露させる結露工程（処理Ｓ1-2）を行う。
図４には、結露工程（処理Ｓ1-2）を実施するための結露装置１が示されている。
結露装置１は、三次元測定装置２（図５参照）で三次元形状が測定される眼鏡レンズＬの表面を結露させる装置である。この結露装置１は、内部にペルチェ素子１１が設置された中空の本体部１２と、この本体部１２に接続された配管１３，１４と、本体部１２内部の空気を循環させるファン１５，１６とを有する。
【００１７】
本体部１２内部には、本体部１２内部を２つに分割する仕切り壁１２１が設置されており、この仕切り壁１２１にペルチェ素子１１がはめ込まれている。ペルチェ素子１１は具体的な図示は省略するが、ｐ型半導体とｎ型半導体とを、金属片（電極）で接合して構成した接合対を複数有しており、これら複数の接合対は電気的に直列に接続され、ｎ型半導体からｐ型半導体へ、またはｐ型半導体からｎ型半導体へと直流電流が流れる。
ここで、ｎ型半導体からｐ型半導体へ直流電流を流すと、ペルチェ素子１１の一方の面が熱を吸収する吸熱部分となり、他方の面が熱を発生する発熱部分となる。
従って、本体部１２の仕切り壁１２１により分割された空間において、ペルチェ素子１１の一方の面が露出する側が冷却室１２２となり、ペルチェ素子１１の他方の面が露出する部分が加温室１２３となる。
【００１８】
冷却室１２２には、前述した配管１３が接続されており、この配管１３から冷却された空気が排出される。この配管１３の排出口部分に眼鏡レンズＬを設置しておくことで、眼鏡レンズＬが冷却されることとなる。
加温室１２３には、内部に液体、例えば、水を噴霧するためのノズル１７が接続されている。このノズル１７から水が加温室１２３内部に噴霧されると、水は、加温室１２３内の温度により、気体となって存在する。従って、加温室１２３内部は、高温多湿の状態となっている。
また、加温室１２３には、配管１４が接続されており、加温室１２３内部の空気がこの配管１４から排出される。この配管１４の排出口部分には、眼鏡レンズＬが設置できるようになっている。
【００１９】
結露工程（処理Ｓ1-2）は、以上のような結露装置１を用いて次のように行われる。
予め、ペルチェ素子１１を駆動しておき、結露装置１の冷却室１２２を冷却するとともに、加温室１２３を加温する。また、加温室１２３内にノズル１７から水を噴霧しておく。
次に、眼鏡レンズＬの表面と、配管１３の排出口とが向かい合うように設置台５を設置する。そして、配管１３から冷却室１２２内の冷却された空気を排出し、眼鏡レンズＬを冷却する。
次に、眼鏡レンズＬが充分に冷却されたら、設置台５を移動させ、配管１４の排出口と、眼鏡レンズＬの表面とが向かい合うように設置する。
そして、配管１４から加温室１２３内の高温多湿の空気を排出する。これにより、眼鏡レンズＬの表面が結露することとなる。なお、結露により、眼鏡レンズＬ表面に付着する水滴の大きさは、例えば、１０μｍ程度である。
【００２０】
以上のようにして結露工程（処理Ｓ1-2）が終了したら、測定光照射工程（処理Ｓ1-3）、検出工程（処理Ｓ1-4）、表面形状算出工程（処理Ｓ1-5）を実施する。
図５を参照して、測定光照射工程（処理Ｓ1-3）、検出工程（処理Ｓ1-4）、表面形状算出工程（処理Ｓ1-5）を実施するための三次元測定装置２について説明する。
この三次元測定装置２は、被測定物である眼鏡レンズＬの表面形状を光切断法に基づいて、測定するためのものである。三次元測定装置２は、眼鏡レンズＬに対して、測定光であるレーザ光を照射するレーザ光発信装置２２と、眼鏡レンズＬでの拡散反射光を撮像する撮像手段２３と、制御装置２４とを有する。
【００２１】
レーザ光発信装置２２は、図示しないが、連続発振のレーザ光を発生するものであり、レーザ光として紫外線を射出するレーザ光源と、第一のシリンドリカルレンズと、第二のシリンドリカルレンズとを有する。このようなレーザ光発信装置２２では、レーザ光源から放射された光を第一のシリンドリカルレンズに通して拡散させた後に、第二のシリンドリカルレンズに通すことによってスリット状（直線状）のレーザ光が射出されることとなる。
このレーザ光発信装置２２は、眼鏡レンズＬの表面全面にわたってレーザ光を照射できるように矢印Ｒ方向に回動可能となっている。尚、レーザ光の照射方向の制御はこの方法に限られず、例えば、ガルバノミラーで角度を制御しても良い。
【００２２】
撮像手段２３は、結像レンズ２３１と、撮像手段本体２３２とを有している（図６参照）。撮像手段本体２３２は、例えば、ＣＣＤ（Charge CoupＬed Device）を受光素子として備えたＣＣＤカメラである。なお、本実施形態では、撮像手段本体２３２をＣＣＤカメラとしたが、これに限らず、例えば、ＣＭＯＳ（CompＬementary MetaＬ Oxide Semiconductor）センサを受光素子として備えたものであってもよい。
制御装置２４は、レーザ光発信装置２２を駆動する駆動部２４１、撮像手段２３で撮像した反射光から眼鏡レンズＬの表面形状を算出する演算部２４２を有する制御部２４０と、演算結果を記憶する記憶部２４３とを有する。
【００２３】
演算部２４２では、光切断法に基づいて、次のようにして、眼鏡レンズＬの表面形状を算出する。図６を参照して説明する。
光切断法とは、眼鏡レンズＬから拡散反射して得られる反射光を結像レンズ２３１で撮像手段本体２３２に導き、眼鏡レンズＬ表面に応じた反射光の変形に基づき（すなわち、眼鏡レンズＬ表面の凹凸に従って変化する撮像手段本体２３２上の反射光の集光位置を検出し、これに基づいて）、眼鏡レンズＬ表面の３次元形状を測定する方法である。
ここで、レーザ光発信装置２２と、撮像手段２３とを結ぶ基線Ｔの長さ寸法をＴ１とする。レーザ光発信装置２２からレーザ光が角度θで放出され、このレーザ光がＡの位置にある眼鏡レンズＬの表面で反射され、撮像手段２３の結像レンズ２３１のある位置に角度φで入射して結像するものとする。
このとき、次の関係式が成立する。なお、Ｚａは、レーザ光発信装置２２からＡ点までの距離である。
【００２４】
【数１】
2005249489.tif 000003
【００２５】
次に、レーザ光が眼鏡レンズＬの表面のＢ点で反射された場合、撮像手段本体２３２での結像位置が、Ａ点の場合と、Ｘだけずれて結像したとすると、角度ωは式（２）ようになる。なお、Ｙは、結像レンズ２３１と、撮像手段本体２３２との距離である。
【００２６】
【数２】
2005249489.tif 000004
【００２７】
そして、レーザ光発信装置２２からＢ点までの距離Ｚｂは次のような式で示される。
【００２８】
【数３】
2005249489.tif 000005
【００２９】
レーザ光発信装置２２からのレーザ光を眼鏡レンズＬ表面全面を照射するように照射角度θで走査し、各照射角度θ毎に上記の計算を繰り返せば、眼鏡レンズＬの各反射点と基線Ｔとの距離Ｚ、すなわち、眼鏡レンズＬの表面形状が算出される。
【００３０】
以上のような、三次元測定装置２により、次のようにして、眼鏡レンズＬの表面形状の測定を行う。
まず、表面が結露した状態が維持された眼鏡レンズＬに対し、レーザ光発信装置２２から測定光であるレーザ光を照射する（測定光光照射工程、処理Ｓ1-3）。
次に、撮像手段２３により、眼鏡レンズＬでの拡散反射光を撮像し、検出する（検出工程処理Ｓ1-4）。そして、制御装置２４の演算部２４２により、検出した光に基づいて、上述した方法により、眼鏡レンズＬの表面形状を算出する（表面形状算出工程、処理Ｓ1-5）。そして、算出結果を制御装置２４の記憶部２４３に記憶する。このようにして、眼鏡レンズＬの表面の形状を測定することができる。
なお、本実施形態では、表面形状測定工程の後段の眼鏡レンズＬの検査工程で、眼鏡レンズの両面について検査を行うため、眼鏡レンズＬの一方の表面のみならず、他方の表面についても上述した処理Ｓ1-1〜Ｓ1-５を行い、他方の表面形状も把握する。
【００３１】
［２.検査工程］
検査工程は、眼鏡レンズＬの欠陥を検出し、検査基準と照らし合わせ、眼鏡レンズＬの合否判定を行う工程である。ここで、眼鏡レンズＬの欠陥とは、眼鏡レンズ表面の傷、眼鏡レンズ表面または内部に存在する異物、気泡等をいう。
検査工程（処理Ｓ２）は、法線方向取得工程（処理Ｓ2-1）と、紫外線照射工程（検出光照射工程、処理Ｓ2-2）と、第一画像生成工程（処理Ｓ2-3）と、第一検出工程（処理Ｓ2-4）と、可視光線照射工程（検出光照射工程、処理Ｓ2-5）と、第二画像生成工程（処理Ｓ2-6）と、第二検出工程（処理Ｓ2-7）と、合否判定工程（処理Ｓ2-8）とを有する。
なお、検査工程に至る過程で、眼鏡レンズＬの表面の結露は、解消している。結露は時間の経過と共に自然と解消させることも可能であるが、例えば温風の吹きつけや除湿を組み合わせることで、短時間での解消が可能である。
【００３２】
図７に、このような検査工程（処理Ｓ２）を実施するための欠陥検出装置４を示す。この欠陥検出装置４は、照明手段としての光源装置４１、及び撮像手段４２を有する本体部４３と、制御装置４４とを備えている。
光源装置４１は、検出光を射出する光源本体４１１を有する。この光源本体４１１は、図示しないが、検出光としての紫外線を射出する紫外線光源と、検出光としての可視光線を射出する可視光線光源とを有しており、各光源の駆動を切り替えることで、紫外線と可視光線とをそれぞれ照射することができる。さらに、この光源装置４１は、光源本体４１１からの光の射出方向を変更するハーフミラー４１２を有する。
このハーフミラー４１２は、光源本体４１１からの光の光軸を、略９０度折り曲げるものであり、ハーフミラー４１２により折り曲げられた光軸は、後述する撮像手段４２に入射する検出光の反射光の光軸と同軸上となる。すなわち、光源装置４１は、眼鏡レンズＬに垂直に光を照射し、その反射光が検出光と同軸で戻る同軸落射照明である。
なお、本実施形態では、光源装置本体４１１は２つの光源のうち、一方を可視光線光源としたが、この光源については、近赤外線など、眼鏡レンズを透過する光線を照射できるものであればよく、これに限定されない。
【００３３】
撮像手段４２は、光源装置４１の光源本体４１１から射出される光の光軸に対し、直角をなす方向に配置されている。この撮像手段４２は、ＣＣＤ（Charge CoupＬed Device）である撮像素子と、この撮像素子で検出された信号を取りこむ画像取り込み装置と、この取りこんだ画像を処理する処理装置とを含むＣＣＤカメラである。撮像手段４２で処理された画像は、制御装置４４を介してモニタに表示される。
なお、本実施形態では、撮像手段の撮像素子として、ＣＣＤ（Charge CoupＬed Device）を使用したが、これに限らず、ＣＭＯＳセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を使用してもよい。
このような本体部４３は、図７の矢印Ｒ２方向に走査可能に構成されており、制御装置４４により、走査方向が制御される。
制御装置４４は、図８に示すように、種々のプログラムを実行するＣＰＵ等から構成される中央演算処理装置４４１と、データを記憶する記憶部４４２と、キーボード、マウス等のデータの入力を行う入力装置４５、本体部４３及びモニタ等の出力装置４６に接続される入出力制御部４４３とを備える。
【００３４】
記憶部４４２は、三次元測定装置２で測定した眼鏡レンズＬの表面形状及びこの眼鏡レンズＬ表面上の測定点を記憶するものである。眼鏡レンズＬ表面上の測定点は、例えば、眼鏡レンズＬの表面を格子状に５ｍｍ角で区切った各エリア内に位置する点である。
中央演算処理装置４４１は、記憶部４４２に記憶されたデータに基づいて演算を行う部分であり、眼鏡レンズＬの測定点における法線方向を検出する法線方向検出部４４１Ａと、検出した法線方向に前記本体部４３を駆動する駆動制御部４４１Ｂと、撮像手段４２からの画像信号を読み込み、読み込んだ画像信号に基づいて画像処理を実施する画像処理部４４１Ｃとを有する。
なお、格子状に区切った前記エリアのサイズは、検出する異物等の欠陥の大きさと、撮像素子の解像度から適切に設定すればよい。
【００３５】
このような欠陥検出装置４を用いた検査方法について以下に説明する。
まず、法線方向検出部４４１Ａにより、眼鏡レンズＬの表面を格子状に５ｍｍ角で区切った各エリア内における法線方向を算出し、取得する（法線方向取得工程、処理Ｓ2-1）。
なお、ここでは、法線方向検出部４４１Ａにより算出し、取得される法線方向は、各エリアにおける正確な法線方向と完全に一致していなくてもよく、例えば、正確な法線方向から±１０度の範囲内であればよい。
次に、この算出された法線方向に基づいて、本体部４３を駆動し、眼鏡レンズＬの表面上の測定点に対し、法線方向に沿って光を射出できるように配置する。光源装置４１の光源本体４１１からは、検出光として紫外線を射出する（紫外線照射工程、処理Ｓ2-2）。この光源装置４１の光源本体４１１から射出された光は、ハーフミラー４１２により、光路が直交方向に変更され、眼鏡レンズＬに対して、垂直方向に照射される。眼鏡レンズＬでは、検出光が正反射して、同軸上に光が戻り、これが撮像手段４２により撮像される。
【００３６】
そして、撮像手段４２から、画像信号が画像処理部４４１Ｃに送られ、画像処理部４４１Ｃにより処理されて画像が生成される（第一画像生成工程、処理Ｓ2-3）。そして生成された画像がモニタに表示される。モニタに表示される画像は、例えば、図９に示す画像Gとなる。この画像Gを見ながら、作業者は、欠陥を検出する。眼鏡レンズＬの欠陥部分においては、検出光の反射光が正反射せず、散乱するため、欠陥部分が暗部となった明確な画像を生成することができる。この図９においては、黒点が欠陥である。
このようにして、眼鏡レンズＬ表面全面に渡って、検出光を走査し、欠陥の検出を行う（第一検出工程、処理Ｓ2-4）。これにより、眼鏡レンズＬの表面における欠陥を検出することができる。
【００３７】
次に、本体部４３の光源装置４１からの検出光を可視光線に変更し、同様の作業を行う。
具体的には、光源装置４１の光源本体４１１から、検出光として可視光線を射出し（可視光線照射工程、処理Ｓ2-5）、その反射光を撮像手段４２で撮像して、画像処理部４４１Ｃで画像を生成する（第二画像生成工程、処理Ｓ2-6）。そして、眼鏡レンズＬ内部の欠陥の検出を行う（第二検出工程、処理Ｓ2-7）。
以上のようにして、検出した欠陥を検査基準と照らし合わせ、眼鏡レンズＬの合否判定を行う（合否判定工程、処理Ｓ2-8）。
【００３８】
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（1）形状測定工程の結露工程において、眼鏡レンズＬの表面を結露させているため、眼鏡レンズＬ表面が曇った状態となる。そして、この表面が曇った状態の眼鏡レンズＬに対し、測定光照射工程で、測定光を照射することで、測定光が眼鏡レンズＬ表面で拡散反射することとなる。この拡散反射光を検出し、この反射光に基づいて、眼鏡レンズＬの表面形状を算出することができる。従来は、眼鏡レンズＬのように表面が鏡面であると透明体をそのまま測定しようとした場合には、測定光が拡散反射しないため、正確に表面形状を測定することが困難であったが、本実施形態のように、眼鏡レンズＬの表面を結露させることで、眼鏡レンズＬの表面形状を正確に把握することができる。
法線方向取得工程では、表面形状算出工程で正確に把握した表面形状に基づいて測定点における法線方向を求めているので、検出光照射工程（紫外線照射工程、可視光線照射工程）において、法線方向から正確に検出光を照射することができる。そして、画像生成工程では、眼鏡レンズＬで正反射した光を検出し、画像を生成しており、眼鏡レンズＬの欠陥部分においては、反射光が散乱して、正反射しないため、欠陥部分が明確な画像を生成することができる。これにより、検出工程（第一検出工程、第二検出工程）で、眼鏡レンズＬの表面及び内部の欠陥を正確に検出することができる。
【００３９】
（２）また、本実施形態では、眼鏡レンズＬの測定点における法線方向から検出光を照射して、欠陥を検出することができるので、内面累進多焦点レンズのような端面が非常に薄い眼鏡レンズであっても、欠陥検出が可能となる。
（３）さらに、眼鏡レンズＬの測定点における法線方向から検出光を照射しているため、眼鏡レンズＬの外形形状が非円形であっても、光を確実に入射させることができる。従って、本実施形態では、眼鏡レンズＬの形状によらず、欠陥を確実に検出することができる。
【００４０】
（４）また、本実施形態では、眼鏡レンズＬの測定点における法線方向から検出光を照射しているので、眼鏡レンズの粉等が付着したまま成膜された際に生じる欠陥に代表される、形状がなだらかな欠陥であっても、検出光の反射光を散乱させることができ、確実に検出することができる。
（５）さらに、欠陥検出装置４の光源装置４１を、測定点に対し垂直に検出光を照射し、その反射光が検出光と同軸で戻る同軸落射照明としているので、眼鏡レンズＬで正反射した光を検出することができる。また、欠陥検出装置４は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサである撮像素子を有する撮像手段４２により、光束を検出し、画像を生成しているため、鮮明な画像を生成することができる。
【００４１】
（６）一般に眼鏡レンズＬは、４００ｎｍ近辺から、短波長側の光を吸収する。検出光照射手段である光源装置４１で、紫外線を照射することで、光が眼鏡レンズＬを透過しなくなるため、眼鏡レンズＬの表面の欠陥の検出を行うことができる。
また、光源装置４１で可視光線を照射することで、光が眼鏡レンズＬ内部まで透過し、眼鏡レンズＬ内部の欠陥の検出を行うことができる。
従って、眼鏡レンズＬの表面と内部の欠陥を別々に検出することができるので、例えば表面に存在する欠陥を選択的に検出することが可能である。
【００４２】
（７）さらに、本実施形態の形状測定工程では、いわゆる光切断法により、眼鏡レンズＬの表面形状を算出しているため、比較的広範囲を高速に計測することができる。例えば、光プローブ等を眼鏡レンズＬ表面に対して走査し、光源からの可干渉光を眼鏡レンズと参照面とに照射して、眼鏡レンズＬからの戻り光と、参照面からの反射光とを干渉させて三次元形状を測定する方法があるが、このような方法では、眼鏡レンズＬの表面形状を狭い範囲で、測定することとなるので、測定に時間を要する。これに対し、本実施形態では、光切断法により、表面形状を算出するため、眼鏡レンズＬの表面形状を比較的広い面積で測定することができるので、測定時間を大幅に短縮することができる。
【００４３】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、表面形状測定工程において、いわゆる光切断法により、眼鏡レンズＬの表面形状を測定していたが、これに限らず、いわゆるパターン投影法により測定してもよい。
例えば、図１０に示すような、三次元測定装置６を使用する。この三次元測定装置６は、プロジェクタ６１と、撮像手段６２と、制御装置６３とを有する。プロジェクタ６１は、光源６１１と、位相格子６１２と、格子駆動装置６１３とを有している。光源６１１は、ハロゲンランプやＬＥＤ(Ｌight emitting diode)等である。光源６１１からは、可視光線が射出されるとしてもよく、また、紫外線が射出されるとしてもよい。
位相格子６１２は、正弦波状の光量分布を持つ縞からなるものであり、正弦波状の濃淡パターンが描かれたフィルムである。
格子駆動装置６１３は、位相格子を駆動するものであり、眼鏡レンズＬに対して投写する光パターンをずらすことができる。
撮像手段６２は、例えば、ＣＣＤ（Charge CoupＬed Device）を備えた受光素子として備えたＣＣＤカメラである。
【００４４】
このような三次元測定装置６では、９０度ずつ位相をずらして、各位相における眼鏡レンズＬから反射光を撮像する。そして、４回の撮影を行って得られた４枚の画像を解析し、画像の各画素と縞の位置および位相との関係を求め、三角測量の原理を用いて眼鏡レンズＬ表面上の各点までの距離を求め、これにより、眼鏡レンズＬの表面形状を把握する。
このような三次元測定装置６を用いて、眼鏡レンズＬの表面形状を測定した場合であっても、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４５】
さらにまた、上述したような位相格子を用いたパターン投影法でなく、光強度が一定の割合で変化する濃度傾斜光を投影して画像を取得し、三次元情報を求める他のパターン投影法により、眼鏡レンズＬの表面形状を測定してもよい。
また、前記実施形態の表面形状測定工程で使用する結露装置は、前述した結露装置１に限らず、眼鏡レンズＬ表面に結露を発生させることができる構造であれば任意である。
例えば、冷却器と、ヒータ等を用いて水を蒸発させる加湿器とを有する構造としてもよい。この場合には、冷却器により、眼鏡レンズＬを冷却した後、加湿器から排出される空気により眼鏡レンズＬを結露させる。
【００４６】
さらに、前記実施形態では、欠陥検出装置４の光源装置４１は、検出光としての紫外線を射出する紫外線光源と、検出光としての可視光線を射出する可視光線光源とを有しており、各光源の駆動を切り替えることで、紫外線と可視光線とをそれぞれ射出することができるとしたが、このような構造に限らず、可視光線光源のみを有するものとしてもよい。このようにすることで、光源装置の構造を簡略化することができる。また、眼鏡レンズＬの表面のみの欠陥を検出すればよい場合には、光源装置を紫外線光源のみを有するものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、眼鏡レンズの欠陥の検出に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態にかかる眼鏡レンズの欠陥検出方法を示すフローチャート。
【図２】本発明の実施形態にかかる眼鏡レンズを示す平面図。
【図３】前記実施形態における位置合わせ装置を示す模式図。
【図４】前記実施形態における結露装置を示す模式図。
【図５】前記実施形態における三次元測定装置を示す模式図。
【図６】光切断法の原理を示す模式図。
【図７】前記実施形態における欠陥検出装置を示す模式図。
【図８】前記欠陥検出装置の制御装置を示すブロック図。
【図９】前記欠陥検出装置で撮像した画像を示す図。
【図１０】三次元測定装置の変形例を示す模式図。
【符号の説明】
【００４９】
１…結露装置、２…三次元測定装置、３…位置合わせ装置、４…欠陥検出装置、６…三次元測定装置、１１…ペルチェ素子、１２…本体部、１３…配管、１４…配管、１５，１６…ファン、１７…ノズル、２２…レーザ光発信装置、２３…撮像手段、２４…制御装置、３１…照射部、３２…投写像表示部、３３…投影式位置表示部、３４…カメラ、４１…光源装置、４２…撮像手段、４３…本体部、４４…制御装置、４５…入力装置、４６…出力装置、６１…プロジェクタ、６２…撮像手段、６３…制御装置、１２１…仕切り壁、１２２…冷却室、１２３…加温室、２３１…結像レンズ、２３２…撮像手段本体、２４０…制御部、２４１…駆動部、２４２…演算部、２４３…記憶部、３３１…マーク、４１２…ハーフミラー、４４１…中央演算処理装置、４４１Ａ…法線方向検出部、４４１Ｃ…画像処理部、４４１Ｂ…駆動制御部、４４２…記憶部、４４３…入出力制御部、６１１…光源、６１２…位相格子、６１３…格子駆動装置、G…画像、Ｌ…眼鏡レンズ
【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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