(57)【要約】【課題】被検レンズが曲率半径の小さい形状であっても、１回の撮像によって被検レンズの全体について異物の検出を可能とする手段を提供する。【解決手段】本発明に係るレンズ異物検出装置１０は、被検レンズＬを挟んで光軸方向一方側に配置され、平行でコヒーレントなレーザ光束を被検レンズＬに照射するレーザ照射機構１２と、被検レンズＬを挟んで光軸方向他方側に配置され、被検レンズＬを透過したレーザ光束を受光して被検レンズＬの画像１５を取得する撮像機構１３と、被検レンズＬの画像中における干渉縞１７の存否に基づいて、被検レンズＬにおける異物１６の付着の有無を判定する制御部１４１と、を備えるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である被検レンズに付着した異物を検出するレンズ異物検出装置であって、
前記被検レンズを挟んで光軸方向一方側に配置され、平行でコヒーレントなレーザ光束を前記被検レンズに照射するレーザ照射機構と、
前記被検レンズを挟んで光軸方向他方側に配置され、前記被検レンズを透過したレーザ光束を受光して前記被検レンズの画像を取得する撮像機構と、
前記被検レンズの画像中における干渉縞の存否に基づいて、前記被検レンズにおける異物の付着の有無を判定する異物判定部と、
を備えることを特徴とするレンズ異物検出装置。
【請求項２】
前記レーザ照射機構が、
レーザ光束を発する光源と、
前記光源を前記被検レンズに対して近接または離間するように移動させる光源駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ異物検出装置。
【請求項３】
前記撮像機構が、
前記被検レンズの画像を取得するカメラと、
該カメラを前記被検レンズに対して近接または離間するように移動させるカメラ駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ異物検出装置。
【請求項４】
検査対象である被検レンズに付着した異物を検出するレンズ異物検出方法であって、
平行でコヒーレントなレーザ光束を前記被検レンズに照射する工程と、
前記被検レンズを透過したレーザ光束を受光して前記被検レンズの画像を取得する工程と、
前記被検レンズの画像中における干渉縞の存否に基づいて、前記被検レンズにおける異物の付着の有無を判定する工程と、
を備えることを特徴とするレンズ異物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの清浄度を検査するためにレンズに付着した異物を検出するレンズ異物検出装置及びレンズ異物検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズの清浄度を検査する手段として、レンズに付着した異物を検出することが可能なレンズ異物検出装置が従来用いられている。図５は、従来例に係るレンズ異物検出装置５０の構成を示す模式図である。レンズ異物検出装置は、検査対象である被検レンズＬを保持するレンズ保持機構５１と、その下方に設けられたバックシート５２と、被検レンズＬの上方に設けられた光照射機構５３と、更にその上方に設けられた撮像機構５４と、この撮像機構５４と電気的に接続されたパーソナルコンピュータ５５とを備えるものである。
【０００３】
ここで光照射機構５３は、図５に示すように、レンズ保持機構５１の上方に設けられて複数のＬＥＤランプ（不図示）を有する第一ランプユニット５３１及び第二ランプユニット５３２と、これらの調光を行う照明コントローラ５３３とを有している。
【０００４】
このように構成されるレンズ異物検出装置によれば、第一ランプユニット５３１及び第二ランプユニット５３２から被検レンズＬに対して光が照射され、この光は被検レンズＬで反射される。そして撮像機構５４が、カメラレンズを介してこの反射光を受光することにより、被検レンズＬの表面の画像を取得する。そして、この画像に基づいて、パーソナルコンピュータ５５に設けられた異物判定部が、被検レンズＬにおける異物の付着の有無を判定するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８８１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のレンズ異物検出装置では、被検レンズＬが曲率半径の小さい形状である場合、撮像機構５４の被写体深度の関係から、撮像機構５４による１回の撮像では被検レンズＬに付着した異物を検出することができないという問題がある。
【０００７】
すなわち、被検レンズＬが曲率半径の小さい形状である場合、カメラレンズの倍率を被検レンズＬの側に対して高めるほど、被検レンズＬにはカメラレンズの被写界深度から外れて焦点が合わなくなる箇所が増加する。従って、被検レンズＬの全体について付着した異物を検出するためには、被検レンズＬの場所によって焦点を合わせ直すことにより、複数回の撮像動作を行う必要がある。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、被検レンズが曲率半径の小さい形状であっても、１回の撮像によって被検レンズの全体について異物の検出を可能とする手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係るレンズ異物検出装置は、検査対象である被検レンズに付着した異物を検出するレンズ異物検出装置であって、前記被検レンズを挟んで光軸方向一方側に配置され、平行でコヒーレントなレーザ光束を前記被検レンズに照射するレーザ照射機構と、前記被検レンズを挟んで光軸方向他方側に配置され、前記被検レンズを透過したレーザ光束を受光して前記被検レンズの画像を取得する撮像機構と、前記被検レンズの画像中における干渉縞の存否に基づいて、前記被検レンズにおける異物の付着の有無を判定する異物判定部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るレンズ異物検出装置は、前記レーザ照射機構が、レーザ光束を発する光源と、前記光源を前記被検レンズに対して近接または離間するように移動させる光源駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るレンズ異物検出装置は、前記撮像機構が、前記被検レンズの画像を取得するカメラと、該カメラを前記被検レンズに対して近接または離間するように移動させるカメラ駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るレンズ異物検出方法は、検査対象である被検レンズに付着した異物を検出するレンズ異物検出方法であって、平行でコヒーレントなレーザ光束を前記被検レンズに照射する工程と、前記被検レンズを透過したレーザ光束を受光して前記被検レンズの画像を取得する工程と、前記被検レンズの画像中における干渉縞の存否に基づいて、前記被検レンズにおける異物の付着の有無を判定する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るレンズ異物検出装置及びレンズ異物検出方法によれば、被検レンズが曲率半径の小さい形状であっても、１回の撮像によって被検レンズに付着した異物を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るレンズ異物検出装置の構成を示す模式図である。
【図２】パーソナルコンピュータの表示部に表示される被検レンズの画像を示す模式図である。
【図３】レーザ光束を照射しない状態でＣＣＤカメラにて取得した被検レンズの画像を示す模式図である。
【図４】ＣＣＤカメラにて実際に取得した被検レンズの画像データであって、（ａ）及び（ｂ）はレーザ光束を照射しない状態で取得した画像であって、（ｃ）はレーザ光束を照射した状態で取得した画像である。
【図５】従来例に係るレンズ異物検出装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の実施形態に係るレンズ異物検出装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るレンズ異物検出装置１０の構成を示す模式図である。
【００１６】
レンズ異物検出装置１０は、図１に示すように、検査対象である被検レンズＬを保持するレンズ保持機構１１と、この被検レンズＬの光軸方向下方に配置されたレーザ照射機構１２と、被検レンズＬの光軸方向上方に配置された撮像機構１３と、撮像機構１３に対して電気的に接続されたパーソナルコンピュータ１４と、を備えるものである。
【００１７】
レンズ保持機構１１は、固定設置されて被検レンズＬを移動不能に保持するものである。このレンズ保持機構１１は、図１に示すように、被検レンズＬを、その表面Ｌａを上方にすなわち撮像機構１３の側に向けるとともに、その裏面Ｌｂを下方にすなわちレーザ照射機構１２の側に向けた状態で保持している。
【００１８】
レーザ照射機構１２は、被検レンズＬに対してレーザ光束を照射するためのものである。このレーザ照射機構１２は、図１に示すように、平行でコヒーレントなレーザ光束を発する半導体レーザ１２１（光源）と、半導体レーザ１２１に対して電気的に接続されてその出力を調整可能なレーザドライバ１２２と、半導体レーザ１２１を被検レンズＬに対して近接または離間するように移動可能に支持するレーザ駆動手段１２３（光源駆動手段）とを有している。尚、本明細書において「コヒーレント」とは、２つの波の振幅位相に一定の関係があって干渉縞を形成し得ることを意味する。
【００１９】
撮像機構１３は、図１に示すように、被検レンズＬの画像を取得するＣＣＤカメラ１３１と、このＣＣＤカメラ１３１を被検レンズＬに対して近接または離間するように移動可能に支持するカメラ駆動手段１３２とを有している。ここで、ＣＣＤカメラ１３１は、レーザ光束を透過可能なガラス１３１ａと、受光したレーザ光束を電気信号に変換する電荷結合素子１３１ｂ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）とを備えるものである。
【００２０】
パーソナルコンピュータ１４は、図１に示すように、ＣＣＤカメラ１３１の感度を調整するとともに、ＣＣＤカメラ１３１から入力された画像に基づいて被検レンズＬへの異物の付着の有無を判定する制御部１４１（異物判定部）と、ＣＣＤカメラ１３１から入力された画像を表示する表示部１４２とを有している。
【００２１】
次に、本実施形態に係るレンズ異物検出装置１０を使用して被検レンズＬの清浄度を検査する手順、及びその作用効果について説明する。レンズ異物検出装置１０の使用者は、図１に示すように、まず被検レンズＬをレンズ保持機構１１にセットする。次に使用者は、レーザ駆動手段１２３を操作して、半導体レーザ１２１を被検レンズＬのいわゆる後焦点位置Ｆ１へと移動させるとともに、カメラ駆動手段１３２を操作して、ＣＣＤカメラ１３１を被検レンズＬのいわゆる前焦点位置へと移動させる。そして使用者は、パーソナルコンピュータ１４の表示部１４２を目視しながら、被検レンズＬの画像中に干渉縞が発生するように、レーザドライバ１２２を操作することで半導体レーザ１２１の出力を調整するとともに、パーソナルコンピュータ１４を操作することでＣＣＤカメラ１３１の感度を調整する。
【００２２】
尚、半導体レーザ１２１及びＣＣＤカメラ１３１の位置は、後焦点位置Ｆ１及び前焦点位置Ｆ２にそれぞれ限定されず、被検レンズＬの撮像範囲等に応じて、後焦点位置Ｆ１及び前焦点位置Ｆ２を基準として適宜調整すればよい。特に、前焦点位置Ｆ２は、取得画像が所望の画像になる様に可変されるものである。
【００２３】
ここで、図２は、パーソナルコンピュータ１４の表示部１４２に表示される被検レンズＬの画像１５を示す模式図である。被検レンズＬに異物が付着している場合、図２（ａ）に示すように、画像１５中には光回折パターンにより異物１６を中心とした干渉縞１７が発生する。そして、パーソナルコンピュータ１４の制御部１４１が、画像処理を行って干渉縞１７を検出することにより、被検レンズＬに付着した異物１６の個数や大きさを判定する。
【００２４】
ところで、図３は、レーザ光束を照射しない状態でＣＣＤカメラ１３１にて取得した被検レンズＬの画像１８を示す模式図である。図１において被検レンズＬの表面Ｌａを上方から撮像した場合、図３（ａ）に示すように、取得した画像１８中には表面Ｌａの位置Ｘに付着した異物１６が表示される。また、図１において被検レンズＬの裏面Ｌｂを上方から撮像した場合、図３（ｂ）に示すように、取得した画像１８中には裏面Ｌｂの位置Ｙに付着した異物１６が表示される。この図３を図２（ａ）と比較すると、図２（ａ）では表面Ｌａの位置Ｘと裏面Ｌｂの位置Ｙに対応する位置に、それぞれ干渉縞１７が発生している。このことから、被検レンズＬにレーザ光束を照射して撮像することにより、被検レンズＬの表面Ｌａに付着した異物１６と裏面Ｌｂに付着した異物１６の両方を検出できることが分かる。
【００２５】
一方、被検レンズＬに異物１６が付着してない場合、図２（ｂ）に示すように、画像１８中に干渉縞１７は発生しない。これにより、パーソナルコンピュータ１４の制御部１４１が、被検レンズＬは清浄な状態であると判定する。
【００２６】
このように、本実施形態に係るレンズ異物検出装置１０によれば、平行でコヒーレントなレーザ光束を被検レンズＬに対して照射し、異物１６の付着した箇所にて干渉縞１７を発生させることにより、カメラレンズを持たないＣＣＤカメラ１３１を使用した異物１６の検出が可能となる。従って、カメラレンズの被写界深度に影響を受けることなく、曲率半径の小さい被検レンズＬであっても、１回の撮像によって被検レンズＬの全体について異物１６の検出が可能となる。
【００２７】
また、レーザ駆動手段１２３によって半導体レーザ１２１から被検レンズＬまでの距離を適宜調節することにより、被検レンズのうちレーザ照射機構１２側の面及び撮像機構１３側の面の両方に干渉縞を生じさせることにより、被検レンズの両方の面について異物の付着の有無を検出することができる。
【００２８】
さらに、カメラ駆動手段１３２によってＣＣＤカメラ１３１から被検レンズＬまでの距離を適宜調節することにより、撮像機構１３によって被検レンズＬ全体の画像を取得することができる。
【００２９】
これらがあいまって、本実施形態に係るレンズ異物検出装置１０によれば、１回の撮像によって被検レンズＬの表面Ｌａと裏面Ｌｂの両方について異物１６の検出を行うことができる。
【００３０】
また、本実施形態に係るレンズ異物検出装置１０は、図５に示した従来のレンズ異物検出装置５０と比較して構成要素が少なく、またその光源としての半導体レーザ１２１は、図５に示す第一ランプユニット５３１や第二ランプユニット５３２の光源としてのＬＥＤランプと比較して小さいものである。従って、本実施形態に係るレンズ異物検出装置１０によれば、従来のレンズ異物検出装置５０と比較して装置全体としての小型化を図ることができる。
【実施例】
【００３１】
図４は、ＣＣＤカメラ１３１にて実際に取得した被検レンズＬの画像データであって、（ａ）及び（ｂ）はレーザ光束を照射しない状態で取得した画像１９及び画像２０であって、（ｃ）はレーザ光束を照射した状態で取得した画像２１である。図１において被検レンズＬの裏面Ｌｂを上方から撮像した場合、図４（ａ）に示すように、取得した画像１９中には表面Ｌａの位置ｄ,ｅ,ｆに付着した異物がそれぞれ表示される。また、図１において被検レンズＬの裏面Ｌｂを上方から撮像した場合、図４（ｂ）に示すように、取得した画像２０中には裏面Ｌｂの位置ａ,ｂ,ｃに付着した異物がそれぞれ表示される。一方、レーザ光束を照射した場合、図４（ｃ）に示すように、表面Ｌａの位置ｄ,ｅ,ｆに相当する位置、及び裏面Ｌｂの位置ａ,ｂ,ｃに相当する位置に、それぞれ干渉縞が発生している。このことから、被検レンズＬにレーザ光束を照射して撮像することにより、被検レンズＬの表面Ｌａに付着した異物と裏面Ｌｂに付着した異物の両方を検出することができることが分かる。
【００３２】
尚、本実施形態では、レンズ異物検出装置１０を構成するレーザ照射機構１２と撮像機構１３を、被検レンズＬを挟んで光軸方向上方及び光軸方向下方にそれぞれ配置した。しかし、レーザ照射機構１２と撮像機構１３の配置は本実施形態に限定されず、例えば、光軸を水平方向に向けるようにして被検レンズＬを配置する場合には、被検レンズＬを挟んで水平方向一方側にレーザ照射機構１２を、水平方向他方側に撮像機構１３をそれぞれ配置してもよい。
【００３３】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  レンズ異物検出装置
１１  レンズ保持機構
１２  レーザ照射機構
１２１  半導体レーザ（光源）
１２２  レーザドライバ
１２３  レーザ駆動手段（光源駆動手段）
１３  撮像機構
１３１  ＣＣＤカメラ
１３１ａ  ガラス
１３１ｂ  電荷結合素子
１３２  カメラ駆動手段
１４  パーソナルコンピュータ
１４１  制御部（異物判定部）
１４２  表示部
１５  画像
１６  異物
１７  干渉縞
１８  画像
１９  画像
２０  画像
２１  画像
５０  レンズ異物検出装置
５１  レンズ保持機構
５２  バックシート
５３  光照射機構
５３１  第一ランプユニット
５３２  第二ランプユニット
５３３  照明コントローラ
５４  撮像機構
５５  パーソナルコンピュータ
ａ  位置
ｂ  位置
ｃ  位置
ｄ  位置
ｅ  位置
ｆ  位置
Ｆ１  後焦点位置
Ｆ２  前焦点位置
Ｌ  被検レンズ
Ｌａ  表面
Ｌｂ  裏面
Ｘ  位置
Ｙ  位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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