(57)【要約】【課題】小型ＣＣＤカメラ等に使用される光学レンズの光学的欠陥の有無や光学性能の検査を短時間に正確に行うことができ、また、検査コストも低減させることのできる光学レンズの検査装置を提供する。【解決手段】レーザー光を発生するレーザー光源２と、レーザー光のビーム直径を検査対象レンズ６の有効直径以上に拡大して前記検査対象レンズに照射する光学系３〜５と、前記検査対象レンズの光学的欠陥によって散乱された散乱光を検出する散乱光検出器８と、前記検査対象レンズの光軸上に配置され、前記検査対象レンズを透過したレーザー光を検出する透過光検出器７とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を発生するレーザー光源（２）と、
レーザー光のビーム直径を検査対象レンズ（６）の有効直径以上に拡大して前記検査対象レンズ（６）に照射する光学系（３〜５）と、
前記検査対象レンズ（６）の光学的欠陥によって散乱された散乱光を検出する散乱光検出器（８）と、
前記検査対象レンズ（６）の光軸（６ｃ）上に配置され、前記検査対象レンズ（６）を透過したレーザー光を検出する透過光検出器（７）とを有する光学レンズの検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載した光学レンズの検査装置であって、
前記散乱光検出器（８）は、前記検査対象レンズの光軸（６ｃ）から離れた位置に配置されたものである光学レンズの検査装置。
【請求項３】
請求項１，２のいずれか１項に記載した光学レンズの検査装置であって、
前記散乱光検出器（７２）および前記透過光検出器（７２）は、前記検査対象レンズ（６）の光軸（６ｃ）を中心として回転可能な回転板（７１）に配置されたものである光学レンズの検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載した光学レンズの検査装置であって、
前記散乱光検出器（７２）および前記透過光検出器（７２）は、前記回転板（７１）の中心から外周に向かって複数列に配置されたものである光学レンズの検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載した光学レンズの検査装置であって、
前記散乱光検出器（７２）および前記透過光検出器（７２）は、前記回転板（７１）の中心から外周に向かって湾曲して配置されたものである光学レンズの検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載した光学レンズの検査装置であって、
前記検査対象レンズ（６）に照射されるレーザー光を透過させ、前記検査対象レンズ（６）の光学性能を検査するための検査パターンを備えたパターン板（５１）を有する光学レンズの検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載した光学レンズの検査装置であって、
前記検査パターンに照射するレーザー光を拡散させる拡散手段を有する光学レンズの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチック等からなり、小型ＣＣＤカメラ等に使用される光学レンズの光学的欠陥の有無や光学性能を検査するための光学レンズの検査装置に関し、特に、これらの検査を短時間に実行することができ、低コストで提供することのできる光学レンズの検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型ＣＣＤカメラの普及の拡大は目覚しく、例えば、携帯電話装置に付属される小型ＣＣＤカメラの数は増加の一途をたどっている。また、携帯電話装置に付属される小型ＣＣＤカメラの解像度等の光学性能もより高度のものが求められている。小型ＣＣＤカメラ用の光学レンズは、低コスト化のために光学プラスチックを射出成形して製造することが多い。このように製造したレンズには、レンズ内部の材料の不均一や異物や気泡の混入によりレンズ内部に光学的欠陥が生じることがあり、また、レンズ表面への異物の接着や傷等による光学的欠陥が生じることもある。
【０００３】
このようなレンズの光学的欠陥は小型ＣＣＤカメラの性能を著しく損なうことになるので、光学的欠陥を有するレンズを選別して取り除く必要がある。従来は、このようなレンズの選別作業を作業者が目視によって行っていた。例えば、下記の特許文献１のようなものがある。特許文献１には、プレス成形後のレンズの表面にブラスト処理を施し、透過光や反射光を一様な状態として、作業者が目視によってレンズ内部の欠陥を検査するようにした透明成形品の検査方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２９６２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような、従来の作業者の目視によるレンズの検査は、人間の視覚に頼っているため検査精度にばらつきが出やすいという問題点がある。複数の作業者の間で検査レベルに差が生じたり、同じ作業者であってもその日の体調や疲労度合いによって検査レベルに差が出る可能性がある。また、作業者の目視による検査は、レンズ背面より強い照明を当てての目視検査を長時間行うことになるため、作業者の視覚の疲労も大きく、作業環境としても好ましいものではなかった。このため、検査作業を長時間継続した後では、検査ミス等も生じやすかった。
【０００５】
また、検査結果が客観的な数値として残らないため、光学的欠陥の発生した原因が特定しにくいという問題点もある。特に、レンズの成形型に摩耗や傷が発生して、レンズに光学的欠陥が生じている場合は、早急に製造ラインを停止させ、成形型の交換等を行う必要があるが、作業者の目視検査によりこのような対応を即座に行うのは困難であった。
【０００６】
また、上記のようなレンズは、大量生産を行い製造コストを低減させることが求められるが、作業者の目視検査では検査速度に上限があり、大量生産に対応することが困難である。たとえ、検査のための作業員を増加させて対応しても検査コストの上昇により製造コストが上昇してしまうという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、小型ＣＣＤカメラ等に使用される光学レンズの光学的欠陥の有無や光学性能の検査を短時間に正確に行うことができ、また、検査コストも低減させることのできる光学レンズの検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の光学レンズの検査装置は、レーザー光を発生するレーザー光源と、レーザー光のビーム直径を検査対象レンズの有効直径以上に拡大して前記検査対象レンズに照射する光学系と、前記検査対象レンズの光学的欠陥によって散乱された散乱光を検出する散乱光検出器と、前記検査対象レンズの光軸上に配置され、前記検査対象レンズを透過したレーザー光を検出する透過光検出器とを有するものである。
【０００９】
また、上記の光学レンズの検査装置において、前記散乱光検出器は、前記検査対象レンズの光軸から離れた位置に配置されたものであることが好ましい。
【００１０】
また、上記の光学レンズの検査装置において、前記散乱光検出器および前記透過光検出器は、前記検査対象レンズの光軸を中心として回転可能な回転板に配置することができる。
【００１１】
また、上記の光学レンズの検査装置において、前記散乱光検出器および前記透過光検出器は、前記回転板の中心から外周に向かって複数列に配置されたものであることが好ましい。
【００１２】
また、上記の光学レンズの検査装置において、前記散乱光検出器および前記透過光検出器は、前記回転板の中心から外周に向かって湾曲して配置されたものであることが好ましい。
【００１３】
また、上記の光学レンズの検査装置において、前記検査対象レンズに照射されるレーザー光を透過させ、前記検査対象レンズの光学性能を検査するための検査パターンを備えたパターン板を有することが好ましい。
【００１４】
また、上記の光学レンズの検査装置において、前記検査パターンに照射するレーザー光を拡散させる拡散手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００１６】
レーザー光のビーム直径を拡大して検査対象レンズに照射し、透過光の強度分布と散乱光の強度を測定するようにしたので、検査対象レンズの全面の検査を短時間に行うことができ、検査結果がばらつくこともない。また、許容される光学的欠陥の度合いは任意の値に設定することができる。さらに、検査装置の構成も簡素なものであるため、装置のコストを低減させることができ、検査工程のコストも低減させることができる。また、レンズの成形型に摩耗や傷が発生した場合に、それを検出して迅速に製造ラインを停止させて成形型の交換等を行うことができる。
【００１７】
回転板に光検出器を配置し、回転板を回転させて強度分布を測定するようにしたので、光検出器の数を大幅に減少させることができ、装置のコストも低減させることができる。
【００１８】
回転板に光検出器が複数列に配置されているので、回転板の１回転により複数列の光検出器によって複数回測定することができ、これらの測定値を統計的に処理して測定値の信頼性を向上させることができる。または、回転板の回転量を減少させて短時間に全面の測定値を得ることもでできる。
【００１９】
光検出器が回転板の中心から外周方向に向けて湾曲して配列されているため、半径方向に直線的に配列した場合に比べて、１列当たりの光検出器の数を増加させることができる。すなわち、透過光および散乱光の検出密度を増加させることができ、より詳細な強度分布を測定することができる。
【００２０】
光学性能を検査するための検査パターンを備えたパターン板を設けたので、光学的欠陥の有無を検出するだけでなく、検査対象レンズに必要とされる光学性能を直接測定することができ、光学性能に基づいても良品・不良品の判定を行うことができる。
【００２１】
レーザー光を拡散させる手段を設けたので、検査対象レンズの光学面全面による結像性能を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態としての光学レンズの検査装置１０の全体構成を示す図である。レーザー光源２は、半導体レーザー素子等のレーザー発振器を含み、ビーム状のレーザー光を検査対象レンズ６の方向に照射する。照射されたレーザー光は、レンズ３、中央に光通過孔が形成された遮光板４、および、レンズ５を通過して、ビームの直径が検査対象レンズ６の光学的な有効直径と同等以上の直径まで拡大される。
【００２３】
これらのレンズ３、遮光板４、レンズ５からなる光学系は、レーザー光のビーム直径を拡大するためのものである。このように、レーザー光のビーム直径を拡大することによって、検査対象レンズ６の光学的に有効な全面の検査を同時に行うことができ、検査時間を短縮することができる。
【００２４】
ビーム直径を拡大されたレーザー光は、検査対象レンズ６に照射され、検査対象レンズ６によって収斂されて透過光検出器７に到達する。透過光検出器７の受光表面（図１では左側表面）には光検出素子が密に配列されて配置されており、検査対象レンズ６によって収斂されたレーザー光ビームの強度分布を測定することができる。透過光検出器７は、検査対象レンズ６の光軸６ｃ上に配置されている。
【００２５】
検査対象レンズ６の表面や内部に光学的な欠陥がなければ、透過光検出器７の受光表面上でのレーザー光ビームの強度分布は均一なものとなる。強度分布が不均一になった場合は、検査対象レンズ６に何らかの光学的な欠陥が存在することになる。これを利用して、透過光検出器７に到達したレーザー光ビームの強度分布を測定することにより、検査対象レンズ６表面や内部の光学的欠陥の有無を判別することができる。
【００２６】
また、検査対象レンズ６の表面や内部に光学的な欠陥がある場合には、その光学的欠陥によってレーザー光が散乱され、その散乱光が散乱光検出器８に到達する。検査対象レンズ６に光学的欠陥がなければ散乱光は発生しない。散乱光検出器８の受光表面（図１では左側表面）には光検出素子が配置されており、散乱光の有無およびその強度を測定することができる。この散乱光の強度により、検査対象レンズ６の光学的欠陥の有無を判別することができる。
【００２７】
散乱光検出器８は、検査対象レンズ６の光軸６ｃから外方に所定距離だけ離れた位置に配置されている。すなわち、検査対象レンズ６によって収斂されたレーザー光ビームの通路の外方に散乱光検出器８が配置されている。このため、散乱光検出器８には散乱光のみが入射される。
【００２８】
検査制御部９は、レーザー光源２にレーザー光を発生させるとともに、透過光検出器７および散乱光検出器８の検出値を入力して、透過光の強度分布および散乱光の強度により光学的欠陥の有無を判別する。すなわち、透過光の強度分布の不均一度と、散乱光の強度にそれぞれ上限値を設定しておき、いずれかが上限値を超えた場合には、検査対象レンズ６を不良品と判定する。なお、不良品と判定された検査対象レンズは製品ラインから除去される。
【００２９】
このように、レーザー光のビーム直径を拡大して検査対象レンズに照射し、透過光の強度分布と散乱光の強度を測定することにより、検査対象レンズの全面の検査を短時間に行うことができる。許容される光学的欠陥の度合いは上限値によって設定され、検査結果がばらつくことはない。また、許容される光学的欠陥の度合いは任意の値に設定することができる。さらに、検査装置１０の構成も簡素なものであるため、装置のコストを低減させることができ、検査工程のコストも低減させることができる。
【００３０】
また、検査対象レンズが不良品となった場合に、透過光および散乱光の強度および強度分布を記憶するようにしておき、同様の強度分布パターンによる不良品が連続した場合には成形型の不良として直ちに製造ラインを停止させるようにすることも可能である。これにより、レンズの成形型に摩耗や傷が発生した場合に、迅速に製造ラインを停止させて成形型の交換等を行うことができる。
【００３１】
図２は、本発明の第２の実施の形態としての光学レンズの検査装置１１の全体構成を示す図である。第１の実施の形態と共通の部分には共通の符号を付している。レーザー光源２は、半導体レーザー素子等のレーザー発振器を含み、ビーム状のレーザー光を検査対象レンズ６の方向に照射する。照射されたレーザー光は、レンズ３、遮光板４、レンズ５からなる光学系を通過して、ビームの直径が検査対象レンズ６の光学的な有効直径と同等以上の直径まで拡大される。
【００３２】
ビーム直径を拡大されたレーザー光は、検査対象レンズ６に照射され、検査対象レンズ６によって収斂されて回転板７１上の光検出素子７２（図３参照）に到達する。図３に回転板７１の受光表面（図２では左側表面）の構成を示す。回転板７１の受光表面には光検出素子７２が図示のように中心から外周に向かって放射状に４列配置されている。また、光検出素子７２のそれぞれの列は湾曲して配置されている。この実施の形態では、回転板７１の中心近傍に配置された光検出素子７２が透過光検出器として機能し、それよりも外周方向に配置された光検出素子７２が散乱光検出器として機能する。
【００３３】
回転板７１は、検査対象レンズ６の光軸６ｃを中心として回転可能に設けられている。回転板７１は回転駆動部７３によって回転駆動される。検査制御部９は、レーザー光源２にレーザー光を発生させるとともに、回転駆動部７３を制御して回転板７１を回転させ、光検出素子７２の検出値を入力して、透過光および散乱光の強度および強度分布により光学的欠陥の有無を判別する。
【００３４】
透過光および散乱光の強度および強度分布は、回転板７１を１回転させることにより４列の光検出素子７２によって４回測定することができる。これらの測定値を統計的に処理して測定値の信頼性を向上させることができる。または、回転板７１を１／４回転させて短時間に全面の測定値を得ることもでできる。このように、回転板７１を回転させて強度分布を測定することで、光検出素子７２の数を大幅に減少させることができ、装置のコストも低減させることができる。
【００３５】
また、光検出素子７２が、回転板７１の中心から外周方向に向けて湾曲して配列されているため、半径方向に直線的に配列した場合に比べて、１列当たりの光検出素子７２の数を増加させることができる。すなわち、透過光および散乱光の検出密度を増加させることができ、より詳細な強度分布を測定することができる。本実施の形態の基本的な作用および効果に関しては、第１の実施の形態と同様である。
【００３６】
図４は、本発明の第３の実施の形態としての光学レンズの検査装置１２の全体構成を示す図である。第１の実施の形態と共通の部分には共通の符号を付している。レーザー光源２は、半導体レーザー素子等のレーザー発振器を含み、ビーム状のレーザー光を検査対象レンズ６の方向に照射する。照射されたレーザー光は、レンズ３、遮光板４、レンズ５からなる光学系を通過して、ビームの直径が検査対象レンズ６の光学的な有効直径と同等以上の直径まで拡大される。
【００３７】
ビーム直径を拡大されたレーザー光は、パターン板５１に照射される。パターン板５１のレーザー光入射側（図４の左側）表面は粗面化等により光を拡散するように形成されている。パターン板５１の光射出側（図４の右側）表面には、検査対象レンズ６の光学性能を検査するための検査パターンが形成されている。検査パターンとしては、例えば、所定ピッチの多数の平行線や、所定ピッチの格子状に形成された直交する直線群などが使われる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、パターン板５１のレーザー光入射側を拡散表面としたが、レーザー光を拡散させる手段を別に配置してもよく、また、レーザー光を拡散させる手段を設けなくてもよい。ただし、レーザー光を拡散させる手段を配置した場合の方が、検査対象レンズ６の光学面全面による結像性能を評価することができ好ましい。
【００３９】
この検査パターンを透過光検出器７の受光表面に結像させ、結像した検査パターンを検出することにより、検査対象レンズ６の光学性能を検査することができる。透過光検出器７は、検査対象レンズ６の光軸６ｃ上に配置されている。光学性能としては、解像度や結像の変形等が検査できる。また、散乱光検出器８については、第１の実施の形態と同様であり、散乱光の有無およびその強度を測定して、散乱光の強度により検査対象レンズ６の光学的欠陥の有無を判別することができる。散乱光検出器８は、検査対象レンズ６の光軸６ｃから外方に所定距離だけ離れた位置に配置されている。
【００４０】
検査制御部９は、レーザー光源２にレーザー光を発生させるとともに、透過光検出器７および散乱光検出器８の検出値を入力して、透過光の強度分布および散乱光の強度により光学的欠陥の有無と光学性能を判別する。すなわち、良品レンズの場合の透過光の強度分布と、検査中のレンズの強度分布とを比較してその差を計算し、差が一定値以上になれば不良品と判定する。また、散乱光に関しても、散乱光の強度が上限値を超えた場合には、不良品と判定する。
【００４１】
本実施の形態の基本的な作用および効果に関しては、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、それに加えて、光学的欠陥の有無を検出するだけでなく、検査対象レンズに必要とされる光学性能を直接測定することができ、光学性能に基づいても良品・不良品の判定を行うことができる。
【００４２】
また、ここでは第１の実施の形態と、第３の実施の形態とを別々の検査装置としたが、同一の装置でパターン板５１を挿入、取り外し可能に設け、両方の検査を行うことができる。また、第２の実施の形態の検査装置にパターン板５１使用して検査を行うようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明により、小型ＣＣＤカメラ等に使用される光学レンズの光学的欠陥の有無や光学性能の検査を短時間に正確に行うことができ、また、検査コストも低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての光学レンズの検査装置１０の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態としての光学レンズの検査装置１１の全体構成を示す図である。
【図３】回転板７１の受光表面の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態としての光学レンズの検査装置１２の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
２  レーザー光源
３，５  レンズ
４  遮光板
６  検査対象レンズ
７  透過光検出器
８  散乱光検出器
９  検査制御部
１０，１１，１２  検査装置
５１  パターン板
６ｃ  光軸
７１  回転板
７２  光検出素子
７３  回転駆動部
【図１】
2005283459.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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