(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部に光学部材を保持するホルダであって、
その内面の半径が２箇所の接触点においてのみ前記光学部材の側面に当接するためにそれ以外の部分よりも小径となっているとともに前記各接触点と対向する部位が切り欠かれている筒状部材からなる枠部材と、
前記各接触点に対向した平面状の保持面を有するとともに、リンク機構を介して前記筒状部材の切り欠き内部に収容された位置から前記各接触点に向けて平行移動可能に取り付けられているとともに、前記保持面が前記光学部材の側面に当接してこの光学部材を前記各接触点に押圧する様にバネによって付勢されている可動部材と
を備えたことを特徴とするホルダ。
【請求項２】
前記リンク機構は、平行四辺型に配置されたリンク部材から構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のホルダ。
【請求項３】
前記各接触点及び前記可動部材における前記保持面には、夫々、高摩擦部材が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載のホルダ。
【請求項４】
光学部材に対して一方の面側から照明光を照射するとともに、他方の面側から撮影することによって、検査に用いる画像データを得る光学部材検査装置において、
その内面の半径が２箇所の接触点においてのみ前記光学部材の側面に当接するためにそれ以外の部分よりも小径となっているとともに前記各接触点と対向する部位が切り欠かれている筒状部材からなる枠部材と、前記各接触点に対向した平面状の保持面を有するとともに、リンク機構を介して前記筒状部材の切り欠き内部に収容された位置から前記各接触点に向けて平行移動可能に取り付けられているとともに、前記保持面が前記光学部材の側面に当接してこの光学部材を前記各接触点に押圧する様にバネによって付勢されている可動部材とから構成されているホルダを
備えたことを特徴とする光学部材検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、レンズ等の光学部材の不良要因を検出するための光学部材検査装置及びこの光学部材検査装置に光学部材を装着するためのホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ，プリズム等の光学部材は、入射した光束が規則正しく屈折したり、平行に進行したり、一点又は線状に収束したり発散するように設計されている。しかしながら、光学部材の形成時において糸くず等が光学部材内に混入してしまっていたり（いわゆる「ケバ」）、成形後の人的取り扱いによって光学部材の表面上にキズ等が生じていると、入射した光束が乱れてしまうので、所望の性能を得ることができなくなる。
【０００３】
そのため、光学部材の不良要因を検出して自動的に良否判定を行うための光学部材検査装置が、従来、種々提案されている。例えば、本出願人は、特願平９−５０７６０号において、検査対象光学部材をその光軸を中心に回転させつつこの光軸上に配置された結像光学系及びラインセンサを用いてこの検査対象光学部材を撮像し、極座標系による画像データを生成する光学部材検査装置を、提案した。
【０００４】
これらの光学部材検査装置には、照明光が透過可能に検査対象光学部材を保持するために、この検査対象光学部材の端面の周縁を保持するホルダが備えられている。図９は、従来用いられた典型的なホルダの形状を示すものである。この図９に示されるように、従来のホルダは、筒状部材１００の上端面１０１における開口内縁に、光学部材であるレンズの周縁をはめ込むために一段低くなった段差部１０２が形成された形状を、有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような形状を有する従来のホルダによってレンズの凸面を保持する場合，即ち、レンズの凸面を下方に向けて段差部１０２にはめ込む場合には、当該凸面における外縁の内側が、段差部１０２の縁に接触することによって傷付けられてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は、従来のホルダにおけるかかる問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、検査対象光学部材をその表面に接触することなく簡単な操作にて保持することができるホルダを、提供することである。また、本発明は、このようなホルダを備える光学部材検査装置の提供をも、課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
【０００８】
即ち、請求項１記載の発明は、その内部に光学部材を保持するホルダであって、その内面の半径が２箇所の接触点においてのみ前記光学部材の側面に当接するためにそれ以外の部分よりも小径となっているとともに前記各接触点と対向する部位が切り欠かれている筒状部材からなる枠部材と、前記各接触点に対向した平面状の保持面を有するとともに、リンク機構を介して前記筒状部材の切り欠き内部に収容された位置から前記各接触点に向けて平行移動可能に取り付けられているとともに、前記保持面が前記光学部材の側面に当接してこの光学部材を前記各接触点に押圧する様にバネによって付勢されている可動部材とを、備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成されると、枠部材における少なくとも２箇所の接触点，及び、これら各接触点に向けて付勢された可動部材が光学部材の側面に圧接して、この光学部材を挟み込んで保持する。従って、光学部材の表面にはホルダのいかなる部材も当接しないので、ホルダによって光学部材の表面に傷が付くことがない。
【００１０】
枠部材における少なくとも２箇所の接触点は、光学部材の側面に対して面接触する１連の面内の点として構成されても良いし、夫々光学部材の側面に対して点接触する点として構成されても良い。後者の場合、接触点の数は３箇所以上であっても良いが、２箇所であれば、保持可能な光学部材の径に幅を持たせることができる。可動部材は、バネやゴム等の弾性部材からなる付勢手段と一体に構成されていても良いし、これら付勢手段とは別部材として構成されていても良い。また、可動部材の移動軌跡は、直線状でも良いし、円弧状でも良い。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１のリンク機構が、平行四辺型に配置されたリンク部材から構成されていることで、特定したものである。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１の各接触点及び前記可動部材における前記光学部材と接触する箇所には、夫々、高摩擦部材が取り付けられていることで、特定したものである。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、光学部材に対して一方の面側から照明光を照射するとともに、他方の面側から撮影することによって、検査に用いる画像データを得る光学部材検査装置において、その内面の半径が２箇所の接触点においてのみ前記光学部材の側面に当接するためにそれ以外の部分よりも小径となっているとともに前記各接触点と対向する部位が切り欠かれている筒状部材からなる枠部材と、前記各接触点に対向した平面状の保持面を有するとともに、リンク機構を介して前記筒状部材の切り欠き内部に収容された位置から前記各接触点に向けて平行移動可能に取り付けられているとともに、前記保持面が前記光学部材の側面に当接してこの光学部材を前記各接触点に押圧する様にバネによって付勢されている可動部材とから構成されているホルダを、備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
＜光学部材検査装置の構成＞
本発明の実施の形態である光学部材検査装置の概略構成を、図１の部分断面図に示す。この図１に示すように、光学部材検査装置は、上方から、撮像装置１，光学部材保持部２，拡散板保持部３，及び、光源４を重ねて、構成されている。これらのうち、撮像装置１，拡散板保持部３，及び光源４は、互いに同軸に配置されている。また、光学部材保持部２は、その中心軸Ｏがこれら各部１，３，４の中心を通る線（撮影光軸ｌ）から若干オフセットするように、配置されている。
【００１８】
上記光源４は、図示せぬ光源ランプから発光された照明光を伝送するライトガイドファイバ４１と、このライトガイドファイバ４１の先端を図の左右方向に並べて配置する配光部４２とから、構成される。
【００１９】
拡散板保持部３は、光学部材検査装置の図示せぬフレームに固定されているとともに円形の開口３１ａが穿たれた保持板３１と、この開口３１ａに填め込まれた平面円形の拡散透過板３２と、その長辺を図１の左右方向に向けて拡散透過板３２の表面に貼り付けられた短冊状の遮光板３３とから、構成されている。この拡散透過板３２は、照明光をその全域から出射させ、遮光板３３は、この照明光の一部を遮蔽する。
【００２０】
光学部材保持部２は、光学部材検査装置の図示せぬフレームに固定されているとともに円筒状の鏡筒部２０ａが一体に形成された回転テーブル支持台２０と、ベアリング２１を介して鏡筒部２０ａに対して回転自在に被せられた円板状の回転テーブル２２と、この回転テーブル２２の中心において鏡筒部２０ａと同軸に穿たれた貫通孔２２ａに対して着脱自在に填め込まれた円環状のホルダ２３と、回転テーブル２２の周囲に填められたリング状の被駆動ギヤ２４と、この被駆動ギヤ２４に噛合する駆動ギヤ２５を回転駆動するモータ２６とから、構成されている。上述した回転テーブル２２の貫通孔２２ａは、その光源側（下側）半分がホルダ２３の外径よりも若干小径であり、その撮像装置側（上側）半分がホルダ２３の外径と略同径となっている。これによって構成される段差部に、ホルダ２３が係止される。また、この貫通孔２２ａの上端側における大内径部分の一部には、後で詳細に説明するホルダ２３のキー２３１に係合するキー溝２２ｂが、切り欠かれている。従って、ホルダ２３は、回転テーブル２２に対して相対回転不能となっている。また、ホルダ２３の内部には、検査対象光学部材２７が、同軸に保持される。その結果、モータ２６が駆動ギヤ２５を回転させると、ホルダ２３及び検査対象光学部材２７が、その中心軸Ｏを中心として回転する。
【００２１】
撮像装置１は、その光軸ｌを中心軸Ｏと平行にオフセットして配置された対物レンズ１１と、この対物レンズ１１に関して検査対象光学部材２７の表面と共役な位置に配置されたラインセンサ１２とから、構成されている。このラインセンサ１２は、検査対象光学部材２７の半径方向と平行，且つ、遮光板３３の長辺と平行（図１の左右方向）に、配置されている。従って、ラインセンサ１２は、検査対象光学部材２７を、その半径方向における全域にわたって撮像することができる。但し、上述した遮光板３３は、拡散板３２からの出射光（照明光）が、検査対象光学部材２７におけるラインセンサ１２による撮像対象範囲（対物レンズ１１に関してラインセンサ１２の撮像面と共役な範囲）を透過して直接ラインセンサ１２に入射しないように、その大きさ及び位置が調整されている。従って、検査対象光学部材２７に形状欠陥（表面のキズ又はゴミ，内部のケバ）がない限り、ラインセンサ１２によって撮像される画像（ラインセンサ１２の各画素の輝度値）は、その全域にわたって暗くなっている。これに対して、検査対象光学部材２７におけるラインセンサ１２による撮像対象範囲に形状欠陥がある場合には、その形状欠陥によって散乱した光が対物レンズ１１を介してラインセンサ１２に入射するので、このラインセンサ１２の撮像面上に、この形状欠陥の像が形成される。この像を撮像したラインセンサ１２からの画像データは、撮像装置１内の図示せぬＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されて、図示せぬ画像処理装置へ出力される。
【００２２】
次に、上述したホルダ２３の具体的な構成を、図２乃至図８を用いて説明する。図２は、図１と同じ切断面を示すホルダ２３の拡大断面図であり、図３は、同じ方向から見たホルダ２３の側面図である。また、図４及び図５は、夫々、ホルダ２３の平面図及び底面図である。また、図６は、図４に示す状態からカバー２３２のみを取り外して保持機構を示す分解平面図である。さらに、図７及び図８は、夫々、光学部材着脱時におけるホルダ２３の状態を示す分解平面図及び側面図である。
【００２３】
これら各図に示されるように、ホルダ２３は、全体として略円筒形状を有しており、その大部分を占める枠部材としての本体部２３０と、この本体部２３０を一部切り欠くことによって形成された空間に構築された保持機構Ｍと、この保持機構Ｍを覆うカバー２３２とから、大略構成されている。上述したキー２３１は、その長軸を中心軸Ｏの方向と平行に向けた角柱形状を有し、本体部２３０の外周面における一箇所にねじ止め固定されている。以下の説明においては、このキー２３１の中心及び中心軸Ｏを通る直径を、「Ｘ経線」と定義し、このＸ経線に直交する直径を、「Ｙ経線」と定義する。
【００２４】
この本体部２３０の外周面は略円柱面として形成されているが、本体部２３０の内部は、図２に示されるように、中心軸Ｏの方向に沿って、撮影装置１寄りに位置する小内径部２３０ａと拡散板保持部３寄りに位置する大内径部２３０ｂとに区分される。
【００２５】
この大内径部２３０ｂの形状は、回転対称な円筒形状であり、その内周面は、検査対象光学部材２７よりも十分に大径な円柱面となっている。
【００２６】
また、小内径部２３０ａの厚さは、検査対象光学部材２７の厚さよりも十分厚く、図２の例においては、検査対象光学部材２７の厚さの約２倍となっている。但し、小内径部２３０ａの平面形状は、その周方向に沿って変化している。即ち、小内径部２３０ａの内径は、Ｙ経線を境としてキー２３１から離れた部分においては、検査対象光学部材２７よりも若干大径な一定径となっているが、Ｙ経線よりもキー２３１側の部分では漸次変化している。具体的には、小内径部２３０ａの内径は、Ｘ経線に対して中心線Ｏを中心に＋／−３０度ずれた位置（最小径位置α，β）において、最も縮小し、検査対象光学部材２７の外径とほぼ同じになっている。そして、これら二箇所の最小径位置α，βにおいて、小内径部２３０ａの内面には夫々高摩擦部材としてのシリコンラバー２３３が埋め込まれており、検査対象光学部材２７の側面（コバ）に対して高摩擦状態で線接触する。即ち、これら最小径位置α，βが、接触点として機能する。なお、これら各最小径位置α，βの近傍において、小内径部２３０ａの内面は、ほぼ平面状となっている。
【００２７】
また、小内径部２３０ａは、Ｙ経線と平行にキー２３１とは逆方向にずれた線Ｙ１を境に、それよりもキー２３１から離れた部分が、Ｘ経線上におけるキー２３１との対称位置に形成された支持柱部２３０ｃを残して、全て切り欠かれている。即ち、検査対象光学部材２７を保持する空間を挟んで各最小径位置α，βと対向する部位が、切り欠かれている。この切り欠きによって形成された凹部（以下、「機構収容部Ｓ」という）に、上述した保持機構Ｍが構築される。以下、この保持機構Ｍの具体的構成を説明する。
【００２８】
いま、図６に示すように、機構収容部Ｓ及び検査対象光学部材２７を通ってＸ経線に直交する線Ｙ２を想定する。機構収容部Ｓの底面上において、Ｘ経線に対して線対称となる当該線Ｙ２上の二位置には、夫々、ネジ穴（図示略）が形成されている。これら各ネジ穴には、相互に同一のサイズ及び形状を有する２枚の長板状のリンクアーム２３４，２３４の一端が、夫々、ネジ２３５，２３５によって、中心軸Ｏに直交する面内で回動自在に取り付けられている。これら両リンクアーム２３４，２３４の他端には、各ネジ２３５，２３５間距離と同じ長さを有する長板状の平行移動板２３６の各端部が、夫々、ネジ２３７，２３７によって、回動自在に取り付けられている。これにより、平行移動板２３６は、Ｙ経線に対して平行な姿勢を保ちつつ、中心軸Ｏに対して接近及び離反する。即ち、これら両リンクアーム２３４，２３４及び平行移動板２３６が、平行四辺形型に配置されたリンク部材であり、リンク機構を構成する。
【００２９】
平行移動板２３６の中央には、機構収容部Ｓの深さとほぼ同じ厚さを有する可動部材としての可動ブロック２３８が、固定されている。この可動ブロック２３８の中心軸Ｏ側に向いた側面（以下、「可動保持面２３８ａ」という）は、平行移動板２３６の側縁及び中心軸Ｏに対して平行に、この平行移動板２３６の側縁よりも中心軸Ｏ側に突出している。この可動保持面２３８ａにも、検査対象光学部材２７の側面（コバ）に対して高摩擦状態で線接触する高摩擦部材としてのシリコンラバー２３９が埋め込まれている。なお、可動ブロック２３８の平面形状は、その外側縁における両端が夫々斜めに面取りされた形状となっている。そして、この可動ブロック２３８は、平行移動板２３６と一体に、機構収容部Ｓの底面上を摺動し、最小径位置α，βに向けて移動する。
【００３０】
機構収容部Ｓの底面における一方のネジ２３５の近傍には、ストッパピン２４４が植設されている。このストッパピン２４４は、検査対象光学部材２７が無い状態において、検査対象光学部材２７の外縁（図６において二点鎖線によって図示）を大きく超えて可動保持面２３８ａが最小径位置α，βに接近しようとしたときに、可動ブロック２３８の側面に当接することによって、その移動を阻止する。
【００３１】
また、機構収容部Ｓの底面上において、各ネジ２３５の位置からＸ経線と平行に中心軸Ｏ側に等距離だけずれた位置には、夫々、固定バネ掛けピン２４０が植設されている。一方、各リンクアーム２３４，２３４の中央にも、夫々、可動バネ掛けピン２４１が植設されている。そして、各固定バネ掛けピン２４０と各可動バネ掛けピン２４１との間には、夫々、引張バネ２４２，２４２が掛け渡されている。従って、これら各引張バネ２４２，２４２により、可動ブロック２３８は、常時最小径位置α，βに接近する方向に、付勢されている。但し、図７に示すように、固定バネ掛けピン２４０，ネジ２３５，及び可動バネ掛けピン２４１が一直線状に並ぶ死点においては、可動ブロック２３８には付勢力が加わらずに安定する。なお、この死点においては、上述のストッパピン２４４に一方のリンクアーム２３４が当接するので、この死点を超えて両リンクアーム２３４，２３４が図４の反時計方向へ回転することが、防止される。
【００３２】
小内径部２３０ａにおける切り欠きの縁（線Ｙ１）からＹ経線側へ寄った一定幅の領域は、上述したカバー２３２の取付代２３０ｄ，２３０ｄとして、このカバー２３２の厚さ分だけ、その表面が凹んでいる。上述したカバー２３２は、図４に示すように、これら両取付代２３０ｄ，２３０ｄの間に掛け渡されており、その中間部にて支持柱部２３０ｃに固定されている。このカバー２３２は、大内径部２３０ｂと同じ幅及び同じ径を有する円弧状の板である。このカバー２３２は、可動ブロック２３８の移動を許容するために、その移動範囲が切り欠かれている。但し、上述した死点を超えて各リンクアーム２３４，２３４が逆方向（図６における反時計方向）に回転したと仮定した場合における可動ブロック２３８の移動範囲には、切り欠きは形成されていない。
【００３３】
なお、本体部２３０における大内径部２３０ｂ側の外縁は一段細径となっており、ここに、円環状のリング部材２４３が填め込まれて、ネジ止め固定されている。
＜実施形態の作用＞
以上のように構成された本実施形態による光学部材検査装置及びホルダ２３を用いて、検査対象光学部材２７としてのメニスカスレンズの凹面を検査する場合について説明する。
【００３４】
最初に、オペレータは、ホルダ２３を、光学部材検査装置の回転テーブル２２から取り外す。この時点では、ホルダ２３には検査対象光学部材２７が装着されていないので、可動ブロック２３８が最も中心軸Ｏ側に突出して、その側面がストッパピン２４４に当接している。
【００３５】
次に、オペレータは、各引張バネ２４２，２４２の弾性に抗して、各リンクアーム２３４、２３４を図４及び図６における反時計方向に回転させて、図７及び図８に示すように、上述した死点において安定させる。この状態では、各最小径部α，βと可動保持面２３８ａとの間隔は、検査対象光学部材２７の直径よりも十分に広くなるので、検査対象光学部材２７の着脱が可能になる。しかる後に、オペレータは、このホルダ２３を上下逆さにして、水平且つ平坦な台上に置く。
【００３６】
次に、オペレータは、凹面を下に向け且つ凸面を上に向けた状態で、検査対象光学部材２７の側面（コバ）を摘んで、この検査対象光学部材２７を小内径部２３０ａの内部に置く。このとき、台の表面には、検査対象光学部材２７の凹面における外縁のみが接し、凹面表面には何も接触しないので、この凹面が傷付くことはない。また、ホルダ２３の上面が台上面に面接触しているとともに、検査対象光学部材２７の凹面の外縁が全周にわたって台上面に接触しているので、ホルダに対して検査対象光学部材を正確に水平に保持させることができる。
【００３７】
次に、オペレータは、各リンクアーム２３４，２３４を図７における時計方向に回転させて、可動ブロック２３８の可動保持面２３８ａを中心軸Ｏ側に突出させる。この突出の過程において、可動ブロック２３８の可動保持面２３８ａは、検査対象光学部材２７の側面に当接し、更に各引張バネ２４２，２４２の復元力に因ってこの検査対象光学部材２７を押して移動させ、その側面を小内径部２３０ａの内面における最小径部α，βに押し付ける。その結果、検査対象光学部材２７は、その側面に接触する最小径部α，βと可動保持面２３８ａとの間に挟まれることによって、ホルダ２３内に保持される。
【００３８】
次に、オペレータは、ホルダ２３を裏返して、光学部材検査装置の回転テーブル２２の貫通孔２２ａ内に填め込む。このとき、上述したように、ホルダ２３のキー２３１を回転テーブル２２のキー溝２２ｂに係合させる。
【００３９】
以上のようにホルダ２３をセットした後で、オペレータは、光源４の配光部４２から照明光を出射させる。この結果、上述したようにして撮像装置１のラインセンサ１２によって撮像がなされ、撮像によって得られた画像データが図示せぬ画像処理装置の画像メモリに蓄積される。このような撮像は、光学部材保持部２の回転盤２１によって検査対象光学部材２７がホルダ２３ごと所定の単位角度づつ回転する毎に、なされる。そして、検査対象光学部材２７が３６０度回転する間に画像メモリに蓄積された画像データに基づいて、図示せぬ画像処理装置は、検査対象光学部材２７の良否判定を行う。
【００４０】
検査終了後、オペレータは、上述したのと全く逆の操作を行うことによって、ホルダ２３から検査対象光学部材２７を取り外す。
【００４１】
このように本実施形態のホルダ２３によると、検査対象光学部材２７の側面をを挟み込むことによってこの検査対象光学部材２７を保持するので、この検査対象光学部材２７の面形状如何に拘わらず、検査対象光学部材２７の表面を傷付けることなく、簡単な操作にて、検査対象光学部材２７の着脱が可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の光学部材検査装置又はホルダによれば、検査対象光学部材を、その表面に接触することなく簡単な操作にて保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態である光学部材検査装置の概略構成を示す断面図
【図２】  図１に示すホルダの拡大縦断面図
【図３】  ホルダの側面図
【図４】  ホルダの平面図
【図５】  ホルダの底面図
【図６】  カバーを外した状態におけるホルダの分解平面図
【図７】  着脱時におけるホルダの分解平面図
【図８】  着脱時におけるホルダの側面図
【図９】  従来のホルダの縦断面図
【符号の説明】
２    光学部材保持部
２３    ホルダ
２７    検査対象光学部材
２３０    本体部
２３０ａ  小内径部
２３０ｂ  大内径部
２３４    リンクアーム
２３６    平行移動板
２３８    可動ブロック
２３８ａ  可動保持面
２３９    ストッパピン
２４０    固定バネ掛けピン
２４１    可動バネ掛けピン
２４２    引張バネ
α，β    最小径部
【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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