(57)【要約】【課題】微小な円筒形部品においても円筒形部品の傾きを容易かつ正確に測定する。【解決手段】円形挿入穴１０１および段付部１０２を有する円筒形部品１００の傾き測定方法において、照明部より撮像部へ拡散光を発し、撮像部のピント位置と円形挿入穴の撮像部側の端部１０１ａとを合わせ、当該端部における円形挿入穴の内外のコントラストが所定値以上となるように円筒形部品と照明部との相対位置を調整して円筒形部品の第一画像を撮像し、ピント位置と段付部の撮像部側の端部１０２ａとを合わせ、当該端部における段付部の内部空間の内外のコントラストが所定値以上となるように相対位置を調整して円筒形部品の第二画像を撮像し、第一画像における円形挿入穴の第一中心座標および第二画像における段付部の内部空間の第二中心座標を算出し、第一中心座標および第二中心座標に基づき円筒形部品の傾きを検出する。【選択図】    図２
2012163448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形挿入穴および前記円形挿入穴の内部に設けられる段付部を有する円筒形部品の傾きを測定する傾き測定方法であって、
照明部により撮像部へ向けて拡散光を発し、
前記照明部と前記撮像部との間で前記撮像部の光軸上に前記円筒形部品を配置し、
前記撮像部のピント位置と前記円形挿入穴の前記撮像部側の端部とを合わせ、前記円形挿入穴の前記撮像部側の前記端部における前記円形挿入穴の内外のコントラストが所定値以上となるように前記円筒形部品と前記照明部との相対位置を調整して、前記撮像部により前記円筒形部品の第一画像を撮像し、
前記撮像部のピント位置と前記段付部の前記撮像部側の端部とを合わせ、前記段付部の前記撮像部側の前記端部における前記段付部の内部空間の内外のコントラストが所定値以上となるように前記円筒形部品と前記照明部との相対位置を調整して、前記撮像部により前記円筒形部品の第二画像を撮像し、
前記第一画像における前記円形挿入穴の第一中心座標を算出し、
前記第二画像における前記段付部の前記内部空間の第二中心座標を算出し、
前記第一中心座標および前記第二中心座標に基づき、前記円筒形部品の傾きを検出する
ことを特徴とする傾き測定方法。
【請求項２】
円形挿入穴および前記円形挿入穴の内部に設けられる段付部を有する円筒形部品の傾きを測定する傾き測定装置であって、
前記円筒形部品を撮像する撮像部と、
前記撮像部へ向けて拡散光を発する照明部と、
前記照明部と前記撮像部との間で前記撮像部の光軸上に前記円筒形部品を支持する支持部と、
前記円筒形部品と前記照明部との相対位置を調整する調整部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づき、内部空間の中心座標を算出する中心座標算出部と、
前記中心座標に基づき前記円筒形部品の傾きを検出する傾き検出部と、
を備え、
前記調整部は、前記円形挿入穴の前記撮像部側の端部における前記円形挿入穴の内外のコントラストが所定値以上となる相対位置である第一相対位置と、前記段付部の前記撮像部側の端部における前記段付部の内部空間の内外のコントラストが所定値以上となる第二相対位置と、に前記円筒形部品と前記照明部との前記相対位置をそれぞれ調整し、
前記撮像部は、前記円筒形部品と前記照明部との前記相対位置を前記第一相対位置に調整した状態で、前記撮像部のピント位置と前記円形挿入穴の前記撮像部側の前記端部とを合わせて前記円筒形部品の第一画像を撮像し、前記円筒形部品と前記照明部との前記相対位置を前記第二相対位置に調整した状態で、前記撮像部の前記ピント位置と前記段付部の前記撮像部側の前記端部とを合わせて前記円筒形部品の第二画像を撮像し、
前記中心座標算出部は、前記第一画像における前記円形挿入穴の第一中心座標と、前記第二画像における前記段付部の前記内部空間の第二中心座標と、を算出し、
前記傾き検出部は、前記第一中心座標および前記第二中心座標に基づき、前記円筒形部品の傾きを検出する
ことを特徴とする傾き測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒形部品の傾きを測定する傾き測定方法および傾き測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒形部品の寸法を測定するためのシステムが知られている。例えば、特許文献１に記載の測定システムにおいては、円筒形部品の円形挿入穴の全体を撮像した画像に基づき円筒形部品の内径と内径中心を算出し、円筒形部品の外形の複数箇所を撮像した複数の画像に基づき円筒形部品の外径と外径中心を算出する。
【０００３】
また、円筒形部品である鏡枠にレンズを挿入して鏡枠ユニットを組み立てるときには、レンズが円筒形部品の円形挿入穴にひっかかるのを防止するために、円筒形部品の傾きを測定し、補正するシステムが必要である。
特許文献２には、円筒形部品の円形挿入穴に挿入される距離センサを用いて円筒形部品の傾きを測定する方法が開示されている。具体的には、円形挿入穴に距離センサを挿入して、円形挿入穴の内部の２箇所において円形挿入穴の中心と距離センサの軸とのずれ量を測定し、測定されたずれ量に基づき円筒形部品の傾きを測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７４４３３号公報
【特許文献２】特開昭６１−７９５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の傾き測定方法では、円筒形部品の傾きを測定するために、円形挿入穴にプローブ（距離センサ）を挿入する必要がある。しかしながら、プローブの径は１ｍｍ程度であるため、円形挿入穴が１ｍｍ以下であるような微小な円筒形部品の場合は、プローブが円形挿入穴に挿入できず、円筒形部品の傾きを測定することができなかった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、微小な円筒形部品においても円筒形部品の傾きを容易かつ正確に測定することができる傾き測定方法および傾き測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の傾き測定方法は、円形挿入穴および前記円形挿入穴の内部に設けられる段付部を有する円筒形部品の傾きを測定する測定方法であって、照明部により撮像部へ向けて拡散光を発し、前記照明部と前記撮像部との間で前記撮像部の光軸上に前記円筒形部品を配置し、前記撮像部のピント位置と前記円形挿入穴の前記撮像部側の端部とを合わせ、前記円形挿入穴の前記撮像部側の前記端部における前記円形挿入穴の内外のコントラストが所定値以上となるように前記円筒形部品と前記照明部との相対位置を調整して、前記撮像部により前記円筒形部品の第一画像を撮像し、前記撮像部のピント位置と前記段付部の前記撮像部側の端部とを合わせ、前記段付部の前記撮像部側の前記端部における前記段付部の内部空間の内外のコントラストが所定値以上となるように前記円筒形部品と前記照明部との相対位置を調整して、前記撮像部により前記円筒形部品の第二画像を撮像し、前記第一画像における前記円形挿入穴の第一中心座標を算出し、前記第二画像における前記段付部の前記内部空間の第二中心座標を算出し、前記第一中心座標および前記第二中心座標に基づき、前記円筒形部品の傾きを検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の傾き測定装置は、円形挿入穴および前記円形挿入穴の内部に設けられる段付部を有する円筒形部品の傾きを測定する測定装置であって、前記円筒形部品を撮像する撮像部と、前記撮像部へ向けて拡散光を発する照明部と、前記照明部と前記撮像部との間で前記撮像部の光軸上に前記円筒形部品を支持する支持部と、前記円筒形部品と前記照明部との相対位置を調整する調整部と、前記撮像部により撮像された画像に基づき、内部空間の中心座標を算出する中心座標算出部と、前記中心座標に基づき前記円筒形部品の傾きを検出する傾き検出部と、を備え、前記調整部は、前記円形挿入穴の前記撮像部側の端部における前記円形挿入穴の内外のコントラストが所定値以上となる相対位置である第一相対位置と、前記段付部の前記撮像部側の端部における前記段付部の内部空間の内外のコントラストが所定値以上となる第二相対位置と、に前記円筒形部品と前記照明部との前記相対位置をそれぞれ調整し、前記撮像部は、前記円筒形部品と前記照明部との前記相対位置を前記第一相対位置に調整した状態で、前記撮像部のピント位置と前記円形挿入穴の前記撮像部側の前記端部とを合わせて前記円筒形部品の第一画像を撮像し、前記円筒形部品と前記照明部との前記相対位置を前記第二相対位置に調整した状態で、前記撮像部の前記ピント位置と前記段付部の前記撮像部側の前記端部とを合わせて前記円筒形部品の第二画像を撮像し、前記中心座標算出部は、前記第一画像における前記円形挿入穴の第一中心座標と、前記第二画像における前記段付部の前記内部空間の第二中心座標と、を算出し、前記傾き検出部は、前記第一中心座標および前記第二中心座標に基づき、前記円筒形部品の傾きを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本実施形態の傾き測定装置および傾き測定方法によれば、微小な円筒形部品においても円筒形部品の傾きを容易かつ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の鏡枠ユニット組立装置を示す斜視図である。
【図２】同鏡枠ユニット組立装置の組立て対象である鏡枠の断面図である。
【図３】同鏡枠ユニット組立装置において用いられる傾き測定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】同鏡枠ユニット組立装置の拡散照明の機能を説明するための図である。
【図５】同鏡枠ユニット組立装置のＺ軸カメラのピント位置と拡散照明の相対位置と、Ｚ軸カメラにより撮像される画像との関係を示す図である。
【図６】同鏡枠ユニット組立装置のＺ軸カメラのピント位置と拡散照明の相対位置と、Ｚ軸カメラにより撮像される画像との関係を示す図である。
【図７】同鏡枠ユニット組立装置のＺ軸カメラのピント位置と拡散照明の相対位置と、Ｚ軸カメラにより撮像される画像との関係を示す図である。
【図８】同鏡枠ユニット組立装置のＺ軸カメラのピント位置と拡散照明の相対位置と、Ｚ軸カメラにより撮像される画像との関係を示す図である。
【図９】同鏡枠ユニット組立装置の動作の手順を示すフローチャートである。
【図１０】同鏡枠ユニット組立装置の動作の手順（鏡枠傾き調整工程Ｓ３およびレンズ傾き調整およびレンズ中心位置算出工程）を示すフローチャートである。
【図１１】同鏡枠ユニット組立装置のＺ軸カメラ、拡散照明、および鏡枠の位置関係を説明するための図である。
【図１２】同鏡枠ユニット組立装置の動作の手順（レンズ傾き調整およびレンズ中心位置算出工程）を示すフローチャートである。
【図１３】同鏡枠ユニット組立装置の動作の手順（レンズ挿入工程）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態の傾き測定装置および傾き測定方法を用いた鏡枠ユニット組立装置について説明する。図１は、鏡枠ユニット組立装置１を示す斜視図である。なお、以下本明細書では、図１にＸＹＺで示すように座標軸を定め、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交する。
【００１２】
鏡枠ユニット組立装置１は、円筒形部品である鏡枠１００にレンズ２００を挿入して鏡枠ユニットを組み立てるための装置であり、鏡枠１００の傾きを測定するための傾き測定装置を含んでいる。図２は、傾き測定対象である鏡枠１００の断面図である。図２に示されるように、鏡枠１００は、円形挿入穴１０１と、円形挿入穴１０１の内部に設けられ、上面１０２ａを有する段付部１０２とを備える。なお、以下本明細書では、鏡枠１００の上面１００Ａと同じ高さの端を円形挿入穴１０１の上端１０１ａと、鏡枠１００の下面１００Ｂと同じ高さの端を円形挿入穴１０１の下端１０１ｂと称する。
【００１３】
図１に示されるように、鏡枠ユニット組立装置１は、Ｘ軸カメラ２と、Ｙ軸カメラ３と、Ｚ軸カメラ４（撮像部）と、チャック５（支持部）と、拡散照明６（照明部）と、拡散照明移動用ステージ７と、レンズ用照明８と、移動部９と、パレット１０と、グリッパ１１と、画像処理部１２と、を備える。また、鏡枠ユニット組立装置１は図示されない制御部を備える。制御部は鏡枠ユニット組立装置１が備える各部を制御して、鏡枠ユニット組立装置１の動作制御を行なう。
【００１４】
Ｘ軸カメラ２、Ｙ軸カメラ３、およびＺ軸カメラ４は、鏡枠１００およびレンズ２００をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向からそれぞれ撮像する。
チャック５は、鏡枠１００を把持するためのものである。
拡散照明６は、Ｚ軸カメラ４により鏡枠１００を撮像する際にＺ軸カメラ４の光軸上に配置され、Ｚ軸カメラ４へ向けて拡散光を発する。拡散照明６の詳細については後述する。
拡散照明移動用ステージ７上には拡散照明６が載置される。拡散照明移動用ステージ７は、拡散照明６をＺ軸方向に沿ってＺ軸カメラ４に対して相対移動させることが可能である。
レンズ用照明８は、Ｚ軸カメラ４によりレンズ２００を撮像する際に使用される。
【００１５】
移動部９は、Ｙ軸ステージ９１と、Ｙ軸ステージ９１上に載置されるＺ軸ステージ９２と、Ｚ軸ステージ９２上に載置されるＸＹ軸ステージ９３と、ＸＹ軸ステージ９３上に載置されるゴニオステージ９４とを備える。ゴニオステージ９４上には、チャック５、拡散照明移動用ステージ７、およびレンズ用照明８が載置される。これにより、Ｙ軸ステージ９１はＹ軸方向に沿って、Ｚ軸ステージ９２はＺ軸に沿って、ＸＹ軸ステージ９３はＸＹ軸に沿って、チャック５、拡散照明移動用ステージ７、およびレンズ用照明８をＺ軸カメラ４に対して相対移動させることが可能である。また、ゴニオステージ９４は、チャック５、拡散照明移動用ステージ７、およびレンズ用照明８を回動させることが可能である。
【００１６】
パレット１０は、組立て前の鏡枠１００とレンズ２００、および、組立て後の鏡枠ユニットを載せるために用いられる。
グリッパ１１は、鏡枠１００およびレンズ２００を把持および搬送するためのものであり、図示しない多関節ロボットにより操作される。
【００１７】
画像処理部１２は、Ｘ軸カメラ２、Ｙ軸カメラ３、およびＺ軸カメラ４に接続され、Ｘ軸カメラ２、Ｙ軸カメラ３、およびＺ軸カメラ４により撮像された画像の処理を行う。画像処理部１２は、図３に示すように、中心座標算出部１３と、傾き検出部１４とを備える。中心座標算出部１３および傾き検出部１４の詳細については後述する。
【００１８】
次に、拡散照明６について以下に詳述する。
拡散照明６からは拡散光が出射される。図４に示されるように、拡散照明６から出射されて鏡枠１００の円形挿入穴１０１を通過する拡散光は、拡散照明６と鏡枠１００との距離が近いほど平行度が低く（角度バラツキが大きく）、距離が遠いほど平行度が高い（角度バラツキが小さい）。
【００１９】
拡散照明６と鏡枠１００との距離が近い場合、円形挿入穴１０１の上端１０１ａ（すなわち、円形挿入穴１０１のＺ軸カメラ４側の端部）における円形挿入穴１０１のエッジを通過してＺ軸カメラ４の撮像素子で検出される光が比較的多くなる。したがって、図５（ａ）に示すように、Ｚ軸カメラ４のピント位置を円形挿入穴１０１の上端１０１ａに合わせ、かつ、拡散照明６と鏡枠１００との距離を小さくした場合、図５（ｂ）に示すように、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１の内外のコントラストが高い画像が得られる。図５（ｂ）に示す画像では、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１のエッジを装置にて正確に検出可能である。一方、図６（ａ）に示すように、Ｚ軸カメラ４のピント位置を円形挿入穴１０１の上端１０１ａに合わせ、かつ、拡散照明６と鏡枠１００との距離を大きくした場合には、段付部１０２のデフォーカス像の影響が出てしまい、図６（ｂ）に示すように、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１の内外のコントラストが低い画像となる。なお、図６（ｂ）において、点線は円形挿入穴１０１の実際のエッジを示し、斜線部は輪郭がぼやける部分を示す。この場合、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１のエッジを装置にて正確に検出することは困難である。
【００２０】
また、拡散照明６と鏡枠１００との距離が遠い場合、段付部１０２の上面１０２ａ（すなわち、段付部１０２のＺ軸カメラ４側の端部）における穴のエッジを通過してＺ軸カメラ４の撮像素子で検出される光が比較的多くなる。したがって、図７（ａ）に示すように、Ｚ軸カメラ４のピント位置を段付部１０２の上面１０２ａに合わせ、かつ、拡散照明６と鏡枠１００との距離を大きくした場合、図７（ｂ）に示すように、段付部１０２の上面１０２ａにおける穴（内部空間）の内外のコントラストが高い画像が得られる。図７（ｂ）に示す画像では、段付部１０２の上面１０２ａにおける穴（すなわち、段付部１０２の上面１０２ａにおける円形挿入穴１０１の断面形状）のエッジを装置にて正確に検出可能である。一方、図８（ａ）に示すように、Ｚ軸カメラ４のピント位置を段付部１０２の上面１０２ａに合わせ、かつ、拡散照明６と鏡枠１００との距離を小さくした場合には、図８（ｂ）に示すように、円形挿入穴１０１のデフォーカス像の影響が出てしまい、上面１０２ａにおける穴の内外のコントラストが低い画像となる。なお、図８（ｂ）において、点線は段付部１０２の上面１０２ａにおける穴の実際のエッジを示し、斜線部は輪郭がぼやける部分を示す。この場合、上面１０２ａにおける穴のエッジを装置にて正確に検出することは困難である。
【００２１】
したがって、拡散照明６を用いた場合、図５（ａ）および図７（ａ）のように鏡枠１００、Ｚ軸カメラ４のピント位置、および拡散照明６の相対位置を適切に設定することにより、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１のエッジを装置にて正確に検出可能な画像と、上面１０２ａにおける穴のエッジを装置にて正確に検出可能な画像との双方を撮像することが可能である。すなわち、鏡枠１００の軸線方向における２点において穴の正確な形状を自動取得することができる。
【００２２】
一方、平行光を発する平行照明の場合には、鏡枠１００と平行照明との距離に依存することなく、段付部１０２の上面１０２ａにおける穴のエッジを通過してＺ軸カメラ４の撮像素子で検出される光が多く、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１のエッジを通過してＺ軸カメラ４の撮像素子で検出される光が少ない。したがって、平行照明を用いて撮像された画像では、上面１０２ａにおける穴のエッジは自動検出可能であるが、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１のエッジを正確に自動検出することはできない。
【００２３】
次に、本実施形態の傾き測定装置について説明する。図３は、鏡枠ユニット組立装置１において用いられる傾き測定装置の機能構成を示すブロック図である。図３に示されるように、傾き測定装置は、Ｚ軸カメラ４と、チャック５と、拡散照明６と、拡散照明移動用ステージ７と、移動部９のＺ軸ステージ９２と、中心座標算出部１３と、傾き検出部１４と、により構成される。
Ｚ軸カメラ４は傾き測定装置における撮像部として、チャック５は傾き測定装置における支持部として、拡散照明６は傾き測定装置における照明部として、拡散照明移動用ステージ７およびＺ軸ステージ９２は傾き測定装置における調整部として機能する。中心座標算出部１３は、Ｚ軸カメラ４により撮像された画像に基づき、当該画像における穴の中心座標を算出する。傾き検出部１４は、中心座標算出部１３により算出された中心座標に基づき、鏡枠１００の傾きを検出する。
【００２４】
次に、鏡枠ユニット組立装置１の動作について、図９〜１３を参照して詳述する。図９は、鏡枠ユニット組立装置１を用いた鏡枠ユニット組立方法を説明するためのフローチャートである。
鏡枠ユニット組立方法は、鏡枠１００をパレット１０からチャック５まで搬送する工程（鏡枠搬送工程）Ｓ１と、鏡枠１００の傾きを測定する工程（鏡枠傾き測定工程）Ｓ２と、鏡枠１００の傾きを調整する工程（鏡枠傾き調整工程）Ｓ３と、レンズ２００の傾きを調整し、レンズ２００の周縁の中心位置を算出する工程（レンズ傾き調整およびレンズ中心位置算出工程）Ｓ４と、レンズ２００を鏡枠１００に挿入する工程（レンズ挿入工程）Ｓ５と、レンズ２００が挿入された鏡枠１００をチャック５からパレット１０まで搬送する工程（鏡枠回収工程）Ｓ６と、を有する。このうち、鏡枠傾き測定工程Ｓ２が、本発明の傾き測定方法に対応する。
【００２５】
鏡枠搬送工程Ｓ１においては、図示しない多関節ロボットを駆動して、グリッパ１１にてパレット１０上の鏡枠１００を把持し、鏡枠１００をパレット１０からチャック５へ移動する。続いて、鏡枠１００をチャック５にて把持し、グリッパ１１による鏡枠１００の把持を解除することにより、鏡枠１００をグリッパ１１からチャック５へ受け渡す。その後、グリッパ１１をチャック５の上方から退避させる。これにより鏡枠搬送工程Ｓ１は終了し、処理は鏡枠傾き検出工程Ｓ２へ進む。
【００２６】
次に、鏡枠傾き検出工程Ｓ２について、図１０および図１１を参照して説明する。鏡枠傾き検出工程Ｓ２においては、拡散照明６がＺ軸カメラ４の光軸上に配置され、拡散照明６によりＺ軸カメラ４へ向けて拡散光が発される。また、チャック５は、拡散照明６とＺ軸カメラ４との間でＺ軸カメラ４の光軸上に鏡枠１００を支持する。なお、拡散光の照射と鏡枠１００の光軸上への移動とは前後してもよい。
【００２７】
まず、図１１（ａ）に示すように、移動部９のＺ軸ステージ９２を駆動してＺ軸カメラ４のピント位置に鏡枠１００の円形挿入穴１０１の上端１０１ａを合わせ、円形挿入穴１０１の上端１０１ａ（すなわち、円形挿入穴１０１のＺ軸カメラ４側の端部）における円形挿入穴１０１の内外のコントラストが所定値以上となるように、拡散照明移動用ステージ７を駆動して拡散照明６を鏡枠１００の下端１０１ｂへ近づける（ステップＳ２１）。なお、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１の内外のコントラストが所定値以上となる場合の円形挿入穴１０１の上端１０１ａと拡散照明６との距離を予め測定しておいてもよい。この場合、ステップＳ２１においては、円形挿入穴１０１の上端１０１ａと拡散照明６との距離が当該測定された値となるように、拡散照明６を移動させる。続いて、Ｚ軸カメラ４により鏡枠１００の第一画像を撮像する（ステップＳ２２）。第一画像は上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１の内外のコントラストが高い画像であるため、第一画像により上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１のエッジを正確に自動検出可能である。
【００２８】
続いて、図１１（ｂ）に示すように、Ｚ軸ステージ９２を駆動してＺ軸カメラ４のピント位置に鏡枠１００の段付部１０２の上面１０２ａを合わせ、段付部１０２の上面１０２ａ（すなわち、段付部１０２のＺ軸カメラ４側の端部）における穴の内外のコントラストが所定値以上となるように、拡散照明移動用ステージ７を駆動して拡散照明６を鏡枠１００から遠ざける（ステップＳ２３）。なお、段付部１０２の上面１０２ａにおける穴の内外のコントラストが所定値以上となる場合の円形挿入穴１０１の上端１０１ａと拡散照明６との距離を予め測定し、円形挿入穴１０１の上端１０１ａと拡散照明６との距離が当該測定された値となるように、拡散照明６を移動させてもよい。続いて、Ｚ軸カメラ４により鏡枠１００の第二画像を撮像する（ステップＳ２４）。第二画像は上面１０２ａにおける穴の内外のコントラストが高い画像であるため、第二画像により段付部１０２の上面１０２ａにおける穴（すなわち、段付部１０２の内部空間）のエッジを正確に自動検出可能である。
【００２９】
その後、第一画像および第二画像のデータは画像処理部１２へ出力される。画像処理部１２の中心座標算出部１３は、第一画像および第二画像のデータに基づき、第一画像における円形挿入穴１０１のエッジおよび第二画像における段付部１０２の内部空間のエッジを検出し、第一画像における円形挿入穴１０１の第一中心座標a(x1,y1)と、第二画像における段付部１０２の内部空間の第二中心座標b(x2,y2)とを算出する（ステップＳ２５）。なお、第一中心座標および第二中心座標は、公知の画像処理にて算出可能である。
【００３０】
続いて、傾き検出部１４により、第一中心座標および第二中心座標に基づき、鏡枠１００の傾きが検出される（ステップＳ２６）。具体的には、円形挿入穴１０１の上端１０１ａと段付部１０２の上面１０２ａとの距離をＬとすると、鏡枠１００の傾きθ、傾きθのｘ軸まわりの傾き成分θx、および、傾きθのy軸まわりの傾き成分θyは、それぞれ以下の数１〜数３により算出される。鏡枠１００が傾いていない場合、第一中心座標a(x1,y1)と第二中心座標b(x2,y2)とが等しくなるため、傾きθ、傾き成分θx、および傾き成分θyはいずれも０（ゼロ）となる。
これにより鏡枠傾き検出工程Ｓ２は終了し、処理は鏡枠傾き調整工程Ｓ３へ進む。
【００３１】
【数１】
2012163448.tif 000003
【００３２】
【数２】
2012163448.tif 000004
【００３３】
【数３】
2012163448.tif 000005
【００３４】
次に、鏡枠傾き調整工程Ｓ３について図１０を参照して説明する。
まず、制御部は、ステップＳ２６において検出された傾きθが所定の閾値θth以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。θが閾値θthより大きい場合、ゴニオステージ９４を駆動してステップＳ２６で検出された傾きθをキャンセルする方向に鏡枠１００を回動する（ステップＳ３２）。その後、処理はステップＳ２１に戻り、傾きθが所定の閾値θth以下となるまでステップＳ２１からステップＳ３２までの処理が繰り返される。一方、ステップＳ３１において傾きθが閾値θth以下である場合、鏡枠１００の傾きがレンズ挿入工程Ｓ５の処理を行うのに問題ない範囲であると判断され、鏡枠傾き調整工程Ｓ３は終了する。その後、処理はレンズ傾き調整およびレンズ中心位置算出工程Ｓ４へ進む。
【００３５】
次に、レンズ傾き調整およびレンズ中心位置算出工程Ｓ４について図１２を参照して説明する。
まず、Ｚ軸ステージ９２を駆動して鏡枠１００を下方に退避させ、かつ、Ｙ軸ステージ９１を駆動してレンズ用照明８をＺ軸カメラ４の光軸上に移動させる（ステップＳ４１）。
続いて、多関節ロボットを駆動してパレット１０上に配置されるレンズ２００をグリッパ１１にて把持し、Ｘ軸カメラ２、Ｙ軸カメラ３、およびＺ軸カメラ４のそれぞれのピントが合う位置に移動する（ステップＳ４２）。この状態で、Ｘ軸カメラ２、Ｙ軸カメラ３、Ｚ軸カメラ４によりレンズ２００を撮像する（ステップＳ４３）。
【００３６】
続いて、Ｘ軸カメラ２にて撮像したレンズ２００の画像を用いてレンズ２００のＸ軸まわりの傾きθｃを算出し、多関節ロボットを駆動して傾きθｃをキャンセルするようにグリッパ１１およびレンズ２００をＸ軸まわりに回動させる（ステップＳ４４）。同様に、Ｙ軸カメラ３にて撮像したレンズ２００の画像を用いてレンズ２００のＹ軸まわりの傾きθｄを算出し、多関節ロボットを駆動して傾きθｄをキャンセルするようにグリッパ１１およびレンズ２００をＹ軸まわりに回動させる（ステップＳ４５）。
【００３７】
続いて、Ｚ軸カメラ４にて撮像したレンズ２００の画像を用いて、レンズ２００の周縁の中心座標が算出される（ステップＳ４６）。
これによりレンズ傾き調整およびレンズ中心位置算出工程Ｓ４は終了し、処理はレンズ挿入工程Ｓ５へ進む。
【００３８】
次に、レンズ挿入工程Ｓ５について図１３を参照して説明する。
まず、Ｙ軸ステージ９１を駆動して、チャック５に支持される鏡枠１００を、鏡枠傾き調整工程Ｓ２における位置（すなわち、Ｚ軸カメラ４の光軸上）に戻す（ステップＳ５１）。
【００３９】
続いて、ＸＹ軸ステージ６を駆動して、ステップＳ２２において算出された第一中心座標a(x1,y1)に基づき、鏡枠１００の円形挿入穴１０１の中心が所定の基準位置Ｐに合致するように鏡枠１００を移動する（ステップＳ５２）。また、多関節ロボットを駆動して、ステップＳ４６において算出されたレンズ２００の周縁の中心座標に基づき、レンズ２００の周縁の中心が所定の基準位置Ｐに合致するようにレンズ２００を移動する（ステップＳ５３）。これにより、鏡枠１００の円形挿入穴１０１の中心とレンズ２００の周縁の中心とのＸＹ軸方向における位置が合致する。
【００４０】
続いて、Ｚ軸ステージ５を駆動して、円形挿入穴１０１の上端１０１ａをレンズ２００の下面の付近まで移動する。この状態でグリッパ１１によるレンズ２００の把持を解除すると、鏡枠１００およびレンズ２００の傾きが調整され、かつ、鏡枠１００の円形挿入穴１０１の中心とレンズ２００の周縁の中心とのＸＹ軸方向における位置が合致しているため、レンズ２００は鏡枠１００の円形挿入穴１０１にひっかかることなく挿入される（ステップＳ５４）。
これによりレンズ挿入工程Ｓ５は終了し、処理は鏡枠回収工程Ｓ６へ進む。
【００４１】
鏡枠回収工程Ｓ６においては、多関節ロボットを駆動して、グリッパ１１にてレンズ２００が挿入された鏡枠１００をチャック５からパレット１０上まで移動し、パレット１０上に載置する。その後、グリッパ１１をパレット１の上方から退避させる。
これにより、鏡枠回収工程Ｓ６は終了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の鏡枠ユニット組立装置１において用いられる傾き測定装置および傾き測定方法によれば、鏡枠用の照明として拡散照明６を用いたので、円筒形部品である鏡枠１００と拡散照明６との相対位置を適切に設定することにより、上端１０１ａにおける円形挿入穴１０１の内外のコントラストが高い第一画像と、段付部１０２の上面１０２ａにおける穴の内外のコントラストが高い第二画像との双方を得ることが可能である。中心座標算出部１３は、第一画像および第二画像に基づき、第一画像における円形挿入穴１０１の第一中心座標と、第二画像における段付部１０２の内部空間の第二中心座標を算出する。傾き検出部１４は、第一中心座標および第二中心座標に基づき、円筒形部品である鏡枠１００の傾きを検出する。したがって、円形挿入穴１０１にプローブを挿入することなく鏡枠１００の傾きの検出が行われるので、鏡枠１００が微小な場合であっても鏡枠１００の傾きを容易かつ正確に検出することが可能である。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
たとえば、本実施形態においては、Ｚ軸カメラ４のピント位置と拡散照明６との相対位置の調整に拡散照明移動用ステージ７およびＺ軸ステージ９２を用いたが、Ｚ軸カメラ４をＺ軸方向に移動する機構を用いて相対位置を調整してもよい。あるいは、Ｚ軸カメラ４の内部にて光学系を動かすことによりＺ軸カメラ４のピント位置を移動させてもよい。
また、本実施形態においては、本発明の傾き測定装置および傾き測定方法が鏡枠ユニット組立装置において用いられる場合を説明したが、本発明の傾き測定装置および傾き測定方法の用途はこれに限られず、円筒形部材の傾きの測定を必要とするあらゆる装置に適用可能である。
【００４４】
また、本実施形態においては、段付部の上面における内部空間の形状が円形である場合について説明したが、中心座標算出部により内部空間の中心座標を自動的に算出可能であれば、段付部の形状は特に制限されない。
【符号の説明】
【００４５】
１  鏡枠ユニット組立装置    ２  Ｘ軸カメラ    ３  Ｙ軸カメラ    ４  Ｚ軸カメラ（撮像部）    ５  チャック（支持部）    ６  拡散照明（照明部）    ７  拡散照明移動用ステージ（調整部）    ８  レンズ用照明    ９  移動部    １０  パレット    １１  グリッパ    １２  画像処理部    １３  中心座標算出部    １４  傾き検出部    ９１  Ｙ軸ステージ    ９２  Ｚ軸ステージ（調整部）    ９３  ＸＹ軸ステージ    ９４  ゴニオステージ    １００  鏡枠    １０１  円形挿入穴    １０２  段付部    ２００  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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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