(57)【要約】【課題】被検光学部品の表面によって反射された検査光を受光して被検光学部品の表面を撮像する検査装置でありながら、ゴースト像の発生を効果的に抑制することにより検査精度を高くできる被検光学部品検査装置を提供する。【解決手段】回転対称形状をなす被検光学部品Ｌの表面に検査光Ｒを照射する検査用光源２４、３３と、被検光学部品によって反射された検査光を受光して被検光学部品の表面を撮像する撮像手段３６と、被検光学部品の中心軸Ａの延長方向に配設した該撮像手段から該被検光学部品を見たときに、該被検光学部品の一部と該撮像手段の間に位置する部分遮光手段３１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転対称形状をなす被検光学部品の表面に検査光を照射する検査用光源と、
上記被検光学部品によって反射された上記検査光を受光して該被検光学部品の表面を撮像する撮像手段と、
を備える検査装置において、
上記被検光学部品の中心軸の延長方向に配設した該撮像手段から該被検光学部品を見たときに、該被検光学部品の一部と該撮像手段の間に位置する部分遮光手段を備えることを特徴とする被検光学部品検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の被検光学部品検査装置において、
上記部分遮光手段と上記被検光学部品を、上記中心軸回りに相対回転させる回転駆動手段と、
上記撮像手段から該中心軸方向に上記被検光学部品を見たときに、該中心軸から上記被検光学部品の外周縁部にまで跨る上記部分遮光手段と、
上記部分遮光手段と上記被検光学部品が所定角度だけ相対回転する毎に撮像動作を行う上記撮像手段と、
上記部分遮光手段と上記被検光学部品が一周相対回転する間に上記撮像手段が撮像した撮像データを合成して、上記被検光学部品全体の撮像データを生成する画像処理手段と、
画像処理手段が生成した画像を表示する表示手段と、
を備える被検光学部品検査装置。
【請求項３】
請求項２記載の被検光学部品検査装置において、
上記部分遮光手段が、該撮像手段から上記被検光学部品を見たときに上記中心軸を中心とする中心角α°の扇形形状をなす部分を有し、
上記撮像手段が、上記部分遮光手段が上記中心軸回りに上記α°より小さいβ°回転する毎に撮像動作を行う被検光学部品検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転対称形状をなす被検光学部品の表面によって反射された検査光を受光（撮像）することにより、該被検光学部品の表面に付着したゴミや該表面におけるコート膜の抜け等を検査可能な被検光学部品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０〜図１２はこの種の検査装置の従来技術を示している。
この検査装置１００は図１０に示すように、大きな構成要素として被検体収納装置１０１と撮像装置１１０とを具備している。
被検体収納装置１０１は、ドーム装置１０２と同軸落射照明装置１０７からなるものである。ドーム装置１０２の内部には略半球形状のドーム型収納空間１０３が形成してあり、ドーム装置１０２の上面の中央部にはドーム型収納空間１０３の頂上部と連通する上部開口１０４が形成してある。ドーム型収納空間１０３の頂上部及び底部を除く内面は拡散板１０５によって覆ってある。また図示は省略してあるが、ドーム型収納空間１０３の内部には検査光Ｒを発射可能な光源が配設してある。ドーム装置１０２の上面中央部に固定してある同軸落射照明装置１０７の下面には上部開口１０４と対向する拡散板１０８が設けてあり、同軸落射照明装置１０７の内部空間にはハーフミラー１０９が傾斜した状態で固定してある。さらに同軸落射照明装置１０７の内側面には図示を省略した光源が設けてあり、該光源が発射した検査光Ｒはハーフミラー１０９によって下向きに反射され、拡散板１０８を透過してドーム型収納空間１０３の内部に照射される。
同軸落射照明装置１０７の直上に配設した撮像装置１１０の内部には撮像素子が設けてあり、撮像装置１１０は図示を省略した画像処理手段を介してモニタ（表示手段）と接続している。
【０００３】
この検査装置１００を利用した検査要領は以下の通りである。
まずはドーム型収納空間１０３の底板の中央部に、表面に回折輪帯を有すると共に回転対称形状をなす被検レンズＬ（被検光学部品）を載せ、被検レンズＬの光軸を撮像装置１１０の上記撮像素子（撮像面）上に位置させる。
そしてドーム装置１０２の内部に設けた上記光源と同軸落射照明装置１０７の内部に設けた上記光源を発光させると、検査光Ｒはドーム装置１０２の内部空間において拡散板１０５及び拡散板１０８によって様々な方向に反射され、その一部が被検レンズＬの表面（底面を除く）に照射される。すると検査光Ｒの一部（図１１の検査光Ｒ１）が被検レンズＬの外側からゴミＸに当たりゴミＸによって上向きに反射され、上部開口１０４、拡散板１０８、ハーフミラー１０９、及び同軸落射照明装置１０７の上面開口を通った後に撮像装置１１０の上記撮像素子によって撮像（受光）される。
撮像装置１１０によって撮像されたデータは上記画像処理手段によって画像処理され、上記モニタには平面的に見た被検レンズＬの全体像が表示される（図１２参照）。このときモニタにはゴミＸの観察像ＸＩが表示されるので、検査者は目視により観察像ＸＩ（ゴミＸ）の存在を確認できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４１７７３７号公報
【特許文献２】特開２００７−５７３１５号公報
【特許文献３】特開２００８−９６２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記要領によって検査を行うと、検査光Ｒの一部（図１１の検査光Ｒ２）はゴミＸを通って一旦被検レンズＬの内部に入り、被検レンズＬの内部によって反射された後に被検レンズＬの上部を通り抜けて上方に向かう。するとこの検査光Ｒ２が撮像装置１１０（撮像素子）によって撮像されるので、図１２に示すようにモニタに映し出された被検レンズＬにはゴミＸのゴースト像ＸＧが表示されてしまう。このようにモニタにゴースト像ＸＧが表示されてしまうと、モニタを見た検査者が被検レンズＬの表面の状態を正確に認識するのが難しくなり検査精度が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、被検光学部品の表面によって反射された検査光を受光して被検光学部品の表面を撮像する検査装置でありながら、ゴースト像の発生を効果的に抑制することにより検査精度を高くできる被検光学部品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】
【０００７】
本発明の被検光学部品検査装置は、回転対称形状をなす被検光学部品の表面に検査光を照射する検査用光源と、上記被検光学部品によって反射された上記検査光を受光して該被検光学部品の表面を撮像する撮像手段と、を備える検査装置において、上記被検光学部品の中心軸の延長方向に配設した該撮像手段から該被検光学部品を見たときに、該被検光学部品の一部と該撮像手段の間に位置する部分遮光手段を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記部分遮光手段と上記被検光学部品を、上記中心軸回りに相対回転させる回転駆動手段と、上記撮像手段から該中心軸方向に上記被検光学部品を見たときに、該中心軸から上記被検光学部品の外周縁部にまで跨る上記部分遮光手段と、上記部分遮光手段と上記被検光学部品が所定角度だけ相対回転する毎に撮像動作を行う上記撮像手段と、上記部分遮光手段と上記被検光学部品が一周相対回転する間に上記撮像手段が撮像した撮像データを合成して、上記被検光学部品全体の撮像データを生成する画像処理手段と、画像処理手段が生成した画像を表示する表示手段と、を備えていてもよい。
【０００９】
さらに、上記部分遮光手段が、該撮像手段から上記被検光学部品を見たときに上記中心軸を中心とする中心角α°の扇形形状をなす部分を有し、上記撮像手段が、上記部分遮光手段が上記中心軸回りに上記α°より小さいβ°回転する毎に撮像動作を行ってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検査光の一部が被検光学部品の表面に付着したゴミやコート膜の抜け部を通って被検光学部品の内部に入り、被検光学部品の内部によって反射された後に被検光学部品の外部に向かったとしても、この検査光は部分遮光手段によって遮光される可能性が高いので、この検査光が撮像手段によって撮像されるおそれは小さい。そのためゴースト像の発生を抑制できるので、検査精度を高くすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の検査装置全体の模式図である。
【図２】ドーム装置内部の要部の平面図である。
【図３】被検レンズと断面を示した部分遮光手段の拡大側面図である。
【図４】（ａ）は初期位置に位置する部分遮光手段と被検レンズの平面図であり、（ｂ）は１８０°回転した部分遮光手段と被検レンズの平面図である。
【図５】（ａ）は部分遮光手段が初期位置に位置するときの被検レンズの撮像データのイメージ図であり、（ｂ）は部分遮光手段が１８０°回転したときの被検レンズの撮像データのイメージ図である。
【図６】モニタに表示された、画像処理手段が図５（ａ）（ｂ）の両データから合成して生成した被検レンズを表す図である。
【図７】（ａ）は部分遮光手段が初期位置に位置するときの被検レンズの撮像データのイメージ図であり、（ｂ）は部分遮光手段が１２０°回転したときの被検レンズの撮像データのイメージ図であり、（ｃ）は部分遮光手段が２４０°回転したときの被検レンズの撮像データのイメージ図である。
【図８】画像処理手段が図７（ａ）（ｂ）（ｃ）の各データから合成して生成した被検レンズの撮像データのイメージ図である。
【図９】モニタに表示された被検レンズを表す図である。
【図１０】従来例の検査装置全体の模式図である。
【図１１】被検レンズの側面図である。
【図１２】モニタに表示された被検レンズを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図６を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように検査装置１０は大きな構成要素として被検体収納装置１１、撮像装置３５、制御手段３７、画像処理手段３８、及び、モニタ４０を具備している。
被検体収納装置１１は、内部に略半球形状のドーム型収納空間１３が形成されたドーム装置１２を有している。ドーム装置１２の上面の中央部には、上下方向（図１の上下方向）に延びる円柱形状をなしドーム型収納空間１３の頂上部と連通する上部開口１４が形成してある。ドーム型収納空間１３の頂上部（上部開口１４）を除く内面全体には拡散板（反射板）１５が設けてある。ドーム装置１２（ドーム型収納空間１３）の底部には、中央部に円形孔が形成された環状底板１６が固定してある。環状底板１６の上面には該円形孔の周囲を囲む環状支持板３２が固定してあり、環状支持板３２の上面には周方向に沿って複数の第２光源（検査用光源）３３が設けてある。
被検体収納装置１１は、ドーム装置１２の上面中央部に固定した同軸落射照明装置２０を有している。同軸落射照明装置２０は中空箱体からなるケース２１を有しており、ケース２１の上下両面は開口している。同軸落射照明装置２０の下面開口部には上部開口１４と対向する拡散板（反射板）２２が設けてあり、同軸落射照明装置２０の内部には上下の開口の間に傾斜状態で固定したハーフミラー２３が設けてある。さらにケース２１の側壁の内面にはハーフミラー２３と水平方向に対向する第１光源（検査用光源）２４が固定してある。
【００１３】
ドーム装置１２（ドーム型収納空間１３）の底部には、環状底板１６の内周孔（円形孔）より小径の円形板２７が、環状底板１６と同一平面上に位置しかつ該内周孔との間に環状隙間をする態様で着脱可能に設けてある。円形板２７の下面の中心点から下方に延びる回転支持軸には、円形板２７と同心をなしかつ環状底板１６の内周孔（円形孔）より大径の円形形状である回転板２８が該回転支持軸回りに回転可能として支持してある。さらに回転板２８の下方にはモータ（回転駆動手段）２９が配設してあり、モータ２９の上下方向に延びる回転駆動軸が回転板２８の下面の中心点に固定してある。
また回転板２８の上面の外周縁近傍からは支持片３０が上向きに延びている。支持片３０の上端は円形板２７の上面より上方に位置しており、支持片３０の上端には遮光性材料からなる部分遮光手段３１の下端面が固定してある。図示するように部分遮光手段３１は、円形板２７の中心点を中心としかつドーム型収納空間１３より小径の球体の四半球体（半球を半分にした形状）である。さらに図示は省略してあるが、円形板２７の上面の中心部には後述する被検レンズ（被検光学部品）Ｌを着脱可能に保持（固定）するホルダが設けてある。
【００１４】
同軸落射照明装置２０（の上面開口）の直上に位置する撮像装置３５のケースの下面は開口しており、該ケースの内部には該開口の直上に位置する撮像素子（撮像手段）３６が設けてある。図１に示すようにモータ２９と撮像素子３６は制御手段３７を介して互いに（電気的に）接続している。
さらに撮像素子３６は画像処理手段３８と（電気的に）接続しており、画像処理手段３８はモニタ（表示手段）４０と（電気的に）接続している。
【００１５】
続いて検査装置１０を利用した被検レンズＬの検査要領について説明する。
まずは円形板２７をドーム装置１２の底部から取り外し、円形板２７の上記ホルダに被検レンズＬを固定し、円形板２７の上記中心点上に被検レンズＬの中心軸（光軸）Ａを位置させる。この被検レンズＬは透光性の樹脂材やガラス材からなる自身の中心軸Ａを中心とする回転対称形状であり、被検レンズＬの表面（底面を除く部分）には回折輪帯が形成してある。さらに部分遮光手段３１の径は被検レンズＬの径より大きいので、図４に示すように平面視において部分遮光手段３１は中心軸Ａから被検レンズＬの外周縁部の外側まで延びている（中心軸Ａから被検レンズＬの外周縁部に跨っている）。
次いでこの円形板２７をドーム装置１２の底部に取り付ける。すると円形板２７と環状底板１６が同一平面上に位置し、環状底板１６の内周孔と円形板２７の外周縁の間に平面視円形をなす環状溝３４が形成される（図１、図２参照）。さらに被検レンズＬの中心軸Ａ上に拡散板２２、ハーフミラー２３、ケース２１の上面開口、及び、撮像素子３６（撮像面）が並ぶ。
この状態で図示を省略した検査装置１０のメインスイッチをＯＮにした上でスタートスイッチを押すと第１光源２４及び第２光源３３が発光する。各第２光源３３から発射された検査光Ｒは、ドーム型収納空間１３内において拡散板１５や拡散板２２によって様々な方向に反射される。一方、第１光源２４から発射された検査光Ｒは、一部がハーフミラー２３を透過し、残りの光はハーフミラー２３によって下向きに反射され、拡散板２２を通ってドーム型収納空間１３側に向かう。さらにスタートスイッチを押すとモータ２９が回転を開始し、回転板２８が図２の反時計方向に一定速度で１回転する。
【００１６】
第１光源２４及び第２光源３３から発射された検査光Ｒは被検レンズＬの表面（底面を除く）によって様々な方向に反射されるが、被検レンズＬのうち部分遮光手段３１によって覆われていない左半部と部分遮光手段３１によって覆われている右半部（部分遮光手段３１の直下に位置する部分）とでは、それらによって反射された検査光Ｒの帰趨が異なる。即ち、被検レンズＬのうち部分遮光手段３１によって覆われていない左半部によって上方に反射された検査光Ｒの多くはそのまま上部開口１４側に向かい、拡散板２２、ハーフミラー２３、及び、ケース２１の上部開口を通って撮像素子３６の撮像面によって受光（撮像）される。その一方で、部分遮光手段３１によって覆われている右半部（部分遮光手段３１の直下に位置する部分）には検査光Ｒが殆ど照射されず、しかも当該部分によって上方に反射された検査光Ｒの多くは、その直上に位置する部分遮光手段３１によって上部開口１４側に向かうのが遮られる（部分遮光手段３１によって別の方向に反射される）。
【００１７】
またスタートスイッチを押すと撮像装置３５の撮像素子３６が撮像動作を２回行う。撮像素子３６の撮像動作のタイミングとモータ２９の回転動作は制御手段３７によって互いに同期させられている。即ち撮像素子３６は、モータ２９が回転を始めた時（部分遮光手段３１が図４（ａ）の初期位置に位置する時）と、部分遮光手段３１が初期位置から１８０°回転した図４（ｂ）の位置に位置する時に撮像動作を行う。
図５（ａ）は部分遮光手段３１が初期位置に位置するときの撮像データのイメージ図である。上述したように被検レンズＬのうち部分遮光手段３１によって覆われていない左半部によって上方に反射された検査光Ｒの多くはそのまま上部開口１４を通って撮像素子３６に向かう一方で、部分遮光手段３１によって覆われている右半部によって上方に反射された検査光Ｒの多くは部分遮光手段３１によって遮られる可能性が高いので、部分遮光手段３１が初期位置に位置するときに撮像された撮像データのイメージ図は図５（ａ）に表したように被検レンズＬの左半分のみのイメージ図となる。本実施形態の被検レンズＬの左半部の表面にはゴミＸが付着しており、このゴミＸによって反射された検査光Ｒも撮像素子３６によって受光（撮像）されるので、図５（ａ）に示すように撮像データにはゴミＸの観察像ＸＩも含まれることになる。
図５（ｂ）は部分遮光手段３１が初期位置から１８０°回転したときの撮像データのイメージ図である。この場合の撮像データのイメージ図は図５（ａ）とは逆に、被検レンズＬの右半分のみのイメージ図となる。被検レンズＬの右半部にはゴミＸは付着していないので、図５（ｂ）に示すように撮像データのイメージにゴミＸの観察像ＸＩは含まれていない。
図５（ａ）（ｂ）にそれぞれ表した２つのイメージ図の基となるデータは、画像処理手段３８によって合成されることにより被検レンズＬ全体を表した一つの完成データに生成され、モニタ４０には平面的に見た被検レンズＬの全体像が表示される（図６参照）。このとき被検レンズＬの左半部にゴミＸの観察像ＸＩが表示されるが、その一方で（被検レンズＬの右半部に）ゴミＸのゴースト像は表示されないので、検査者は目視により観察像ＸＩ（ゴミＸ）の存在を正確に確認できる。なお、被検レンズＬの表面に施したコート膜の一部に抜け（孔）がある場合には、この抜け部分がモニタ４０に正確に表示されるので、検査者は目視により当該抜けの観察像を正確に確認できる。さらに被検レンズＬ表面のヒケや傷もの観察像も正確に確認することが可能である。
【００１８】
以上本実施形態を利用して本発明を説明したが、本発明は様々な変形を施しながら実施可能である。
例えば図７〜図９に示す変形例の態様で実施してもよい。
この変形例は、撮像素子３６の撮像タイミングと画像処理手段３８による画像処理方法を変えたものである。即ち図７に示すように、〈１〉部分遮光手段３１が上記初期位置に位置する時、〈２〉初期位置から１２０°回転した時、〈３〉初期位置から２４０°回転した時、の３つのタイミングで撮像素子３６が撮像動作を行う。図７の（ａ）は〈１〉のタイミングで撮像したときの撮像データのイメージ図であり、（ｂ）は〈２〉のタイミングで撮像したときの撮像データのイメージ図であり、（ｃ）は〈３〉のタイミングで撮像したときの撮像データのイメージ図である。
この３つの撮像データを単純に合成すると、その合成データのイメージ図は図８に示すようになる。即ち、この場合は合成された３つの撮像データが互いに重複する（図８に示した中心角６０°の３つの扇形部分Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が重複部分）。そこで画像処理手段３８は各重複部分において重なったデータの一方を選択し他方を削除することにより一つの完成データを生成し、この完成データをモニタ４０に表示する（図９参照）。
このように３つのデータ同士に重複する部分を持たせれば、仮に撮像素子３６の撮像タイミングが所定のタイミングから僅かにずれたとしても、最終的には被検レンズＬ全体を表した完全な観察像をモニタ４０に表示できるというメリットが得られる。
なお撮像素子３６の撮像タイミング（撮像回数）は各撮像データ同士に重複部分が生じるタイミングであれば、この変形例とは異なるタイミングであってもよい。即ち、部分遮光手段３１は平面視において中心角α°（αは任意の数字）の扇形となるため、撮像素子３６は部分遮光手段３１が初期位置からα°より小さいβ°（βは任意の数字）だけ回転する毎に撮像すればよい（撮像回数は３６０／βとなる）。
【００１９】
また部分遮光手段３１を１回転より多く回転させて、その間に撮像素子３６で複数回撮像を行い、各撮像データを画像処理手段３８で画像処理（各撮像データの合成及び重複部分の処理）を行ってもよい。
また部分遮光手段３１は回転させずにモータ２９によって被検レンズＬを回転させてもよい。
さらに部分遮光手段３１の形状は上記形状には限定されない。例えば、半球体の一部を１８０°とは異なる中心角（３６０°より小さい）で切り取った形状（平面視では扇形形状）としてもよい。また、このような形状（平面視では扇形形状）に他の形状を付加することにより、全体としては平面視では扇形形状をなさない形状としてもよい。但し、部分遮光手段３１の形状をどのように変更する場合であっても、部分遮光手段３１は平面視において中心軸Ａから被検レンズＬの外周縁部にまで跨がる形状にするのが好ましい。
【００２０】
またモータ２９を省略して部分遮光手段３１と被検レンズＬを相対回転不能（固定）としてもよい。この場合は、例えば撮像素子３６が１回撮像する毎に手動で被検レンズＬを部分遮光手段３１に対して相対回転させて、その位置で撮像素子３６を用いて撮像を行い、各撮像データを合成（画像処理）した後にモニタ４０に表示する。
さらに被検レンズＬ以外の被検光学部品であってもよく、さらに表面に回折輪帯を有しないものにも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１０    検査装置
１１    被検体収納装置
１２  ドーム装置
１３  ドーム型収納空間
１４  上部開口
１５  拡散板
１６    環状底板
２０    同軸落射照明装置
２１    ケース
２２    拡散板
２３    ハーフミラー
２４    第１光源（検査用光源）
２７    円形板
２８    回転板
２９    モータ（回転駆動手段）
３０    支持片
３１    部分遮光手段
３２    環状支持板
３３    第２光源（検査用光源）
３４    環状溝
３５    撮像装置
３６    撮像素子（撮像手段）
３７    制御手段
３８    画像処理手段
４０    モニタ（表示手段）
１００  検査装置
１０１  被検体収納装置
１０２  ドーム装置
１０３  ドーム型収納空間
１０４  上部開口
１０５  拡散板
１０７  同軸落射照明装置
１０８  拡散板
１０９  ハーフミラー
１１０  撮像装置
Ａ      中心軸
Ｒ  Ｒ１  Ｒ２  検査光
Ｌ      被検レンズ（被検光学部品）
Ｘ      ゴミ
ＸＧ    ゴースト像
ＸＩ    ゴミの観察像
【図１】
2012163344.tif 000003
【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】
2012163344.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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