(57)【要約】【課題】迅速かつ正確に光学部品の異常を検出することが可能な光学部品の検査装置を提供する。【解決手段】撮影部は異常検出部が検出すべき異常が、撮像素子の複数の画素で検出されるように構成されているとともに、焦点面を光軸方向に所定量移動するごとに被検査領域を撮影し、異常検出部が検出した異常の領域内での最大輝度値を記録し、所定範囲内で撮影した内、対応する異常の領域の最大輝度値が最大となる焦点面の位置から、異常の検査対象物の光軸方向の位置を検出することを特徴とする光学部品の検査装置。【選択図】図１
2016001153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の被検査領域の撮影画像を取得する撮像素子を有する撮影部と、
前記撮像部の焦点面を前記検査対象物の光軸方向に所定範囲で移動させる駆動部と、
前記被検査領域に照明光を照射する照明部と、
前記撮影画像のうち、視野内で像と認識できる輝度差がある部分を異常と検出する異常検出部とを備え、
前記撮影部は前記異常検出部が検出すべき異常が、前記撮像素子の複数の画素で検出されるように構成されているとともに、前記焦点面を光軸方向に所定量移動するごとに前記被検査領域を撮影し、
前記異常検出部が検出した異常の領域内での最大輝度値を記録し、前記所定範囲内で撮影した内、対応する異常の領域の最大輝度値が最大となる焦点面の位置から、前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置を検出することを特徴とする光学部品の検査装置。
【請求項２】
前記撮像部は、撮影画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子に撮影画像を結像するレンズとを備えており、
前記レンズの被写界深度が、前記検査対象物の厚さよりも浅い請求項１に記載の光学部品の検査装置。
【請求項３】
前記レンズの撮像倍率は、前記異常検出部が検出すべき異常を前記撮像素子の画素を２×２で並べた形状よりも大きく結像する位置に配置されている請求項２に記載の光学部品の検査装置。
【請求項４】
前記所定量が、前記レンズ被写界深度以下である請求項２又は請求項３に記載の光学部品の検査装置。
【請求項５】
前記照明部は、前記撮影部が均一な輝度に撮影できるように前記検査対象物に照明光を照射するように配置されており、前記異常検出部は、前記撮影画像の周囲に比べて輝度の差がある部分を異常と判断する請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学部品の検査装置。
【請求項６】
前記異常検出部は、前記焦点面の位置毎に前記最大輝度値を並べたとき、前記最大輝度値の変曲点となる位置を前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置と判断する請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学部品の検査装置。
【請求項７】
前記異常検出部が検出した異常の領域内での最大輝度値の代わりに最低輝度値を記録し、前記所定範囲内で撮影した内、対応する異常の領域の最低輝度値が最低となる焦点面の位置から、前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置を検出する請求項１から請求項５のいずれかに記載の光学部品の検査装置。
【請求項８】
前記異常検出部が検出した異常の領域内での最大輝度値に加え最低輝度値を記録し、前記所定範囲内で撮影した内、対応する異常の領域の最低輝度値が最低となる焦点面の位置から、前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置を検出する請求項１から請求項６のいずれかに記載の光学部品の検査装置。
【請求項９】
前記異常検出部は、前記焦点面の位置毎に前記最低輝度値を並べたとき、前記最低輝度値の変曲点となる位置を前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置と判断する請求項７又は請求項８に記載の光学部品の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ等の光学部品の異常を検査する検査装置及びその検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォン等の携帯端末には、カメラが備えられている。このようなカメラは、複数のレンズを光軸方向に並べたレンズユニットを備えている。前記レンズユニットは、傷、変形等の欠陥や塵、埃等の異物（以下、まとめて異常と称する）が存在すると光学性能が低下し、前記カメラの性能も低下する。そのため、外観検査装置で、前記レンズユニットに異常があるか否かを検査している。
【０００３】
前記外観検査装置は、固体撮像素子と、対物レンズとを備えた撮像部で前記レンズユニットを撮影し、撮影画像に基づいて異常の検出を行っている。前記外観検査装置では、前記対物レンズに被写界深度が深いレンズを用い、前記レンズユニットの光軸方向全体を一度の撮影で検査できる構成を有しているものもある。
【０００４】
前記レンズユニットにおいて、撮像素子側の表面の異物は撮像素子に落下、付着する可能性がある。一方、撮像素子側の表面以外の異物は撮像素子に落下、付着することはない。そのため、前記レンズユニットの撮像素子側の表面の異常の検査規格はその他の位置の検査規格よりも厳しく設定されていることが多い。例えば、前記レンズユニットの検査において、不良品と判断される撮像素子側の表面の異常とその他の位置の異常とでは、大きさが異なり、前記その他の位置の異常は前記表面の異常よりも大きくても許容される。
【０００５】
前記外観検査装置では、一度の撮影で検査を行うため、異常が前記レンズユニットの光軸方向のどの位置にあるか検出することは難しい。そこで、最も厳しい撮像素子側の表面の検査規格を採用して異常の検出を行い、異常が検出されると、作業者の目視による再検査によって、異常がどの部分に発生しているのか、異常が発生している部分においてその異常は許容範囲内であるのか否かを再検査している。このような方法で検査を行う場合、最も厳しい検査規格で検査を行うため、再検査で良品になる可能性も高い。そのため、前記外観検査装置で不良品とされるレンズユニットの数が増え、目視による再検査の数も増えるため、検査に手間と時間がかかる。
【０００６】
そこで、特開２００７−１６３３１５号公報に記載の欠陥の形状及び位置の計測方法では、レンズのＺ軸延長線上で、前記カメラの焦点面がＸＹ平面と平行となるようにカメラを配置し、可動機構によりカメラをＺ方向に稼働する。これにより、焦点面をＺ方向に変化させており、各Ｚ方向の位置で前記カメラと前記レンズの相対的なＸＹの位置を変化させて撮影し、レンズの検査を行うものが開示されている。そして、レンズのカメラと反対側から照明光を照射し、異常があるとコントラストが低い部分として撮影され、撮影したが画像をある階調で二値化処理を行うことで、欠陥があるかないかを把握している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６３３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２００７−１６３３１５号公報に記載の発明では、欠陥のＺ方向の位置を、欠陥を検出したときの可動機構の位置としており、可動機構の動作の誤差とレンズの被写界深度の深さを組み合わせた分の誤差が生じる。例えば、レンズユニットの複数枚のレンズが薄く、また、近接して配置されている場合、特開２００７−１６３３１５号公報の方法では、欠陥の位置（例えば、内部か表面か）を正確に判断できない場合がある。
【０００９】
そこで本発明は、正確に光学部品の異常の光軸方向の位置を検出することが可能な光学部品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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、検査対象物の被検査領域の撮影画像を取得する撮像素子を有する撮影部と、前記撮像部の焦点面を光軸方向に所定範囲で移動させる駆動部と、前記被検査領域に照明光を照射する照明部と、前記撮影画像のうち、視野内で像と認識できる輝度差を有する部分を異常と検出する異常検出部とを備え、前記撮影部は前記異常検出部が検出すべき異常が、前記撮像素子の複数の画素で検出されるように構成されているとともに、所定量移動するごとに前記被検査領域を撮影し、前記異常検出部が検出した異常の領域内での最大輝度値を記録し、前記所定範囲内で撮影した内、対応する異常の領域の最大輝度値が最大となる焦点面の位置から、前記検査対象物の異常の光軸方向の位置を検出する光学部品の検査装置を提供する。
【００１１】
上記構成において、前記撮像部が、撮影画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子に撮影画像を結像するレンズとを備えており、前記レンズの被写界深度が、前記検査対象物の厚さよりも浅いものであってもよい。
【００１２】
上記構成において、前記レンズの撮影倍率は、前記異常検出部が検出すべき異常を前記撮像素子の画素を２×２で並べた形状よりも大きく結像するものでもよい。この構成によると、前記異常が、少なくとも一つの画素の全体を占めるため、最大輝度値を正確に検出することが可能である。
【００１３】
上記構成において、前記所定量が、前記レンズ被写界深度以下であってもよい。
【００１４】
上記構成において、前記異常検出部が、前記焦点面の位置毎に前記最大輝度値を並べたとき、前記最大輝度値の変曲点となる位置を前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置と判断するようにしてもよい。
【００１５】
上記構成において、前記照明部は前記撮影部が均一な輝度に撮影できるように前記検査対象物に照明光を照射するように配置されており、前記異常検出部は、前記撮影画像の視野内で像と認識できる輝度差を有する部分を異常と判断するようにしてもよい。
【００１６】
上記構成において、前記異常検出部は、前記異常検出部が検出した異常の領域内での最低輝度値を記録し、前記焦点面の位置毎に前記最低輝度値を並べたとき、前記最低輝度値の変曲点となる位置を前記異常の前記検査対象物の光軸方向の位置と判断するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、正確に光学部品の異常の光軸方向の位置を検出することが可能な光学部品の検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる本発明にかかる光学部品の検査装置の一例の概略配置図である。
【図２】図１に示す光学部品の検査装置のブロック図である。
【図３】図１に示す光学部品の検査装置に用いられる撮像部の概略図である。
【図４】撮像部に用いられる撮像素子を模式的に示した図である。
【図５Ａ】異常が結像された状態の一例を示す図である。
【図５Ｂ】異常が結像された状態の他の例を示す図である。
【図６】本発明にかかる光学部品の検査装置の検査動作を示すフローチャートである。
【図７】異常の像の最大輝度値とピント位置との関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態にかかる光学部品の検査装置の動作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】
【００１９】
本発明にかかる光学部品の検査装置について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は本発明にかかる本発明にかかる光学部品の検査装置の一例の概略配置図であり、図２は図１に示す光学部品の検査装置のブロック図である。検査装置Ａは、携帯電話等に備えられるカメラに用いられるレンズユニットＬｔを検査対象物とし、レンズユニットＬｔの傷、異物の有無を検査する装置である。図１及び図２に示すように検査装置Ａは、筐体１と、撮像部２と、駆動部３と、照明部４と、異常検出部５と、制御部６と、記憶部７とを備えている。
【００２１】
図１に示すように、筐体１は、直方体形状の基台１０と、基台１０に突設された支柱１１と、支柱１１に取り付けられた検査ステージ１２とを備えている。基台１０の底面には、不図示のレベル調整部が備えられており、基台１０（の上面）が水平となるように調整することができるようになっている。
【００２２】
支柱１１は、基台１０の上面から垂直に立設している。そのため、基台１０の上面を水平となるように調整することで、支柱１１は鉛直となる。支柱１１は、レンズユニットＬｔを保持するための検査ステージ１２と、照明部４を保持する照明保持部１１１を備えている。また、支柱１１には、撮像部２を光軸方向に、すなわち、レンズユニットＬｔに向けて接近／離間させる駆動部３が設けられている。
【００２３】
検査ステージ１２は、検査対象物であるレンズユニットＬｔの検査を行うとき、レンズユニットＬｔを保持するための保持台である。検査ステージ１２は支柱１１に固定されている。検査ステージ１２は、基台１０と平行となるように支柱１１に固定されており、基台１０と平行になるように配置することで、検査ステージ２を水平とすることができる。検査ステージ２は図示を省略しているが、検査対象物（レンズユニットＬｔ）を保持／解放できる保持部を備えている。
【００２４】
保持部としては、ばね等を用いて検査対象物の側部をつかんで保持するものであってもよいし、空気を吸引することで、検査対象物を検査ステージ２に保持するようになっていてもよい。また、検査対象物を直接保持するようになっていてもよいし、検査対象物が組み付けられた光学装置や治具に取り付けられた検査対象物を保持するようにしてもよい。
【００２５】
駆動部３は、支柱１１にしっかり固定されているとともに、撮像部２を支柱に沿って摺動可能に支持している。駆動部３は、制御部６と接続されており制御部６からの指示に従って、撮像部２を検査ステージ１２上のレンズユニットＬｔに対して接近又は離間させ、撮像部２とレンズユニットＬｔとの相対位置を検査に最適な位置となるように調整する。そして、検査を行うとき（撮像を行うとき）は、固定機構で固定し、相対位置がずれるのを抑制し、撮像の精度の低下を抑制している。
【００２６】
なお、本実施形態では、駆動部３が支柱１１にしっかり固定されているものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、駆動部３で撮像部２をしっかり固定子、駆動部３が撮像部２ごと支柱部１１に対して摺動可能となっていてもよい。
【００２７】
また、駆動部３が撮像部２を摺動する構成としているが、撮像部２とレンズユニットＬｔの相対位置が変化すればよく、検査ステージ１２が接近／離間するようになっていてもよい。また、撮像部２及び検査ステージ１２の両方が移動するようになっていてもよい。
【００２８】
照明部４は、撮像部２でレンズユニットＬｔを撮像したとき、被検査部が均一な輝度に撮影されるように配置されている。図１に示すように、照明部４は、下面から照明光をレンズユニットＬｔに向けて照射する円環状のステー４０を備えている。そして、ステー４０が照明保持部１１１に保持されている。
【００２９】
照明部４は、円環状のステー４０から照明光をレンズユニットＬｔに照射するように、複数個のＬＥＤ（不図示）が並んで配置されている。そして、ＬＥＤの光を拡散させ均一化させるような光拡散部材も備えている。照明部４は制御部６に接続されており、制御部６からの指示に従って、レンズユニットＬｔに照明光を照射する。
【００３０】
なお、照明部４の構成はこれに限定されるものではない。例えば、光源としてはＬＥＤ以外にも、放電によって発光するもの、レーザ発光素子等を利用してもよい。また、間接照明を利用する構成であってもよい。レンズ部の撮像画像が均一な輝度になるような構造の照明部を広く採用することができる。
【００３１】
図１に示すように、撮像部２は円環状のステー４０の中央部分の貫通孔を介して検査対象物であるレンズユニットＬｔを撮影するようになっている。なお、光学部品の検査装置Ａでは、ステー４０の円環の中心がレンズユニットＬｔ及び撮像部２の光軸と重なるように配置されている。
【００３２】
異常検出部５は、撮像部２で取得した（撮像した）レンズユニットＬｔの被検査領域の撮像画像に異常があるか否か判断するための回路である。上述しているように、撮像部２では、被検査領域を均一の輝度に撮像する構成であるため、撮像画像において、異常の像は他の部分（異常のない部分）に対して、輝度の差があらわれる。そのため、異常検出部５は撮像画像の輝度の差が表れている部分を異常として検出している。
【００３３】
具体的に説明すると、撮像部２が、観察範囲（被検査領域）内が均一な輝度となるように撮像しているとき、観察範囲内に光を散乱させるモノ・構造があれば、その部分は、散乱光によって周辺の輝度よりも明るい像として認識される。また、観察範囲に光を吸収するモノ・構造があれば、その部分は周辺の輝度よりも暗い像として認識される。
【００３４】
例えば、撮像画像の輝度を階調（０〜２５５）で表しているとする。このとき、一様に輝度レベル１００〜１１０の観察範囲内において、輝度レベル１５０〜２００の部分（明るい部分）がある場合、異常検出部５は、輝度レベル１５０〜２００の部分を明るい像として認識する。なお、この明るい部分は、照明光の当て方や散乱物体・構造によって異なるが、異常検出部５は、周辺の輝度レベルに対して＋５以上の差があれば像（明るい像）と認識することができる。
【００３５】
一様に輝度レベル１００〜１１０の観察範囲内で、輝度レベル３０〜５０の部分がある場合、異常検出部５は輝度レベル３０〜５０の部分を暗い像として認識される。なお、この暗い部分も、照明光の当て方や吸収物体・構造によって異なるが、異常検出部５は、異常検出部５は、周辺の輝度レベルに対して−５以上の差があれば像（暗い像）と認識することができる。ここで、輝度レベルがゆるやかに変化していて像と認識できないレベルの変化であれば均一としている。例えば、平均輝度レベルが１００の背景の中で、±４以内で輝度レベルが連続的に変化している場合、均一とすることができる。
【００３６】
制御部６は、光学部品の検査装置Ａの制御を行う回路である。制御部６は、ＭＰＵやＣＰＵ等の演算処理部を備えた回路であり、複数の処理を行うことが可能な構成となっている。また、必要に応じ、処理プログラムを動作させて処理を行う構成を有していてもよい。
【００３７】
記憶部７は、制御部６と接続されている。記憶部７は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリや、ハードディスク、光ディスク等の物理記憶装置を含む構成となっている。記憶部７は、制御部６で処理された各種データや投影映像Ｐｉ等の映像データを記憶している。また、記憶部７は、異常検出部５で検出した異常の位置と、そのときの駆動部３（撮像部２）の位置（詳細は後述する）の情報を記憶するようになっている。なお、異常の有無及び異常の位置の情報は異常検出部５から取得し、そのときの駆動部３の位置は制御部６から取得する。
【００３８】
次に撮像部２の詳細について新たな図面を参照して説明する。図３は図１に示す光学部品の検査装置に用いられる撮像部の概略図である。図３に示すように、本実施形態において、検査対象物であるレンズユニットＬｔは２枚のレンズＬｓ１、Ｌｓ２を光軸方向に配置され、ハウジングＨｇで保持した構成を有している。また、図３に示すレンズユニットＬｔでは、上側のレンズＬｓ１の上面（レンズユニットＬｔの外部）に異常Ｎｔ１が存在し、レンズＬｓ２の表面Ｉ（レンズユニットＬｔの内部）に異常Ｎｔ２が存在している。
【００３９】
図３に示すように、撮像部２は、レンズユニットＬｔを撮影する装置である。図３に示すように、撮像部２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子２１と、撮像素子２１に像を結像させる結像レンズ２２とを備えている。
【００４０】
光学部品の検査装置Ａでは、レンズユニットＬｔの開口部分Ｏｐ（有効範囲）を被検査領域として、被検査領域の異常を検査する。撮像部２では、被検査領域全体を被写体とするとともに、被検査領域の像が撮像素子２１の所定の範囲に入るように、そして、そのとき、ピントが合うように固定されている。つまり、撮像部２ではピントが合う位置（ピント位置Ｐ１とする）から結像レンズまでの距離が固定になっている。
【００４１】
撮像部２の詳細について新たな図面を参照して説明する。図４は撮像部に用いられる撮像素子を模式的に示した図である。図４に示すように、撮像素子２１は、複数個の受光センサ２１１が２次元配列されている。受光センサ２１１は入射した光を電気信号に変換するものであり、受光センサ２１１が撮像画像の画素となる。各領域のセンサで受光した光の量は階調（ここでは、０〜２５５）として数値化される。
【００４２】
すなわち、結像レンズ２２で撮像素子２１に結像した像の光の強弱（明るさ）が、各受光センサ２１１を通じて数値化され、すべての受光センサ２１１で検出された情報をまとめたものが画像データ（撮像画像）となっている。この画像データは、異常検出部５に送られる。
【００４３】
例えば、図４に示すように、レンズユニットＬｔに異常Ｎｔ１があるとすると、本実施形態の光学部品の検査装置Ａの照明部４から照射された光に散乱し撮像素子２１に異常の像Ｐｔ１が結像する。本実施形態の光学部品の検査装置ＡはレンズユニットＬｔを均一の輝度の像として撮像する構成であるため、撮像画像には、異常の像Ｐｔ１が明るい（高輝度な）像としてあらわれる。つまり、異常の像Ｐｔ１が結像している以外の受光センサ２１１では同じ階調（例えば４０）が数値化される。一方、異常の像Ｐｔ１が結像している部分の受光センサ２１１では階調が４０と異なる階調（例えば、３０、５０等）に数値化される。
【００４４】
異常を検出する方法についてさらに説明する。図５Ａは異常が結像された状態の一例を示す図であり、図５Ｂは異常が結像された状態の他の例を示す図である。なお、図５Ａ、図５Ｂでは、異常の像Ｐｔの部分を明確にするためハッチングを施している。
【００４５】
撮像素子２１で異常の像Ｐｔ１を検出する場合、撮像素子２１に結像した異常の像Ｐｔ１の大きさが同じであっても、結像される位置によって、受光センサ２１１での検出結果に差が出る場合がある。例えば、図５Ａ、図５Ｂに示す異常の像Ｐｔ１１、Ｐｔ１２は、いずれも、２×２画素の長方形状である。そして、図５Ａに示す異常の像Ｐｔ１１は、四辺の縁がすべて受光センサ２１１の境界と重なるように結像しており、図５Ｂに示す異常の像Ｐｔ１２は、縁が受光センサ２１１上の各領域の中央部分を通過するように結像している。
【００４６】
図５Ａに示す異常の像Ｐｔ１１は、４個の受光センサ２１１ａ〜２１１ｄの上に結像している。異常の像Ｐｔ１１が均一な輝度（ここでは、階調２００とする）であるとすると、受光センサ２１１ａ〜２１１ｄに対応する画素それぞれが、階調２００となる。
【００４７】
そして、撮像素子２１から異常検出部５に送られる撮像画像では、４個の受光センサ２１１ａ〜２１１ｄそれぞれに対応する画素の階調は周辺の階調と異なる。そのため、異常検出部５は受光センサ２１１ａ〜２１１ｄに対応する２×２の画素の大きさの異常の像Ｐｔ１１が検出されていると認識する。そして、撮像画像から異常の像Ｐｔ１１の輝度の検出は、検出した階調の総和の値で認識する場合もある。この場合、少ない画素に大きな階調のデータを検出した場合と、多くの画素に小さな階調のデータを検出した場合とで同じになる場合がある。そこで、異常の像の大きさを考慮するため、階調の総和を画素数で割った平均値を利用する。図５Ａに示す異常の像Ｐｔ１１が撮像された撮像画像では４個の画素で階調２００であるため、平均値も階調２００になる。
【００４８】
一方、図５Ｂに示す異常の像Ｐｔ１２は、９個の受光センサ２１１ａ〜２１１ｉの上に結像している。そして、このように異常の像Ｐｔ１が結像すると受光センサ２１１ａ〜２１１ｉで像（階調）が検出される。異常の像Ｐｔ１２の階調が図５Ａと同じであるとすると、異常の像Ｐｔ１２の四隅が結像した受光センサ２１１ａ、２１１ｅ、２１１ｇ及び２１１ｉでは、全体の１／４の部分に像が結像しているため階調５０の数値化データが検出される。同様に、異常の像Ｐｔ１２の四辺の中央部分が結像した受光センサ２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｆ及び２１１ｈでは、全体の１／２の部分に像が結像しているため階調１００の数値化データが検出される。そして、異常の像Ｐｔ１２の中央部分が結像した受光センサ２１１ｄでは全面に像が結像しているため、階調２００となる。
【００４９】
そして、撮像素子２１から異常検出部５に送られる撮像画像では、９個の受光センサ２１１ａ〜２１１ｉそれぞれに対応する画素で階調は周辺の階調と異なる。そのため、異常検出部５は受光センサ２１１ａ〜２１１ｉに対応する３×３の画素の大きさの異常が検出されていると認識する。そして、各画素の階調の総和が８００で画素数が９であるため、平均値が８９．９となる。
【００５０】
このように、同じ大きさ及び輝度の異常の像が撮像素子２１に結像した場合でも、結像する受光センサ２１１との相対位置関係によって、異常検出部５が検出する異常の像の大きさ及び輝度に大きく変化してしまう。
【００５１】
そこで、異常検出部５は、撮像部２から送られてきた撮像画像の異常の像を検出すると、異常の像に対応する画素の輝度（階調）を取得する。そして、取得した異常の像に対応する画素の輝度（階調）のうち最大値のものを最大輝度値としてその異常の像の輝度を代表する輝度値とする。
【００５２】
例えば、図５Ａに示す異常の像Ｐｔ１１では、全ての画素で階調２００であるため、異常の像の最大輝度値は階調２００となる。一方、図５Ｂに示す異常の像Ｐｔ１２でも、異常の像Ｐｔ１２を検出している最大輝度値は、すべての異常の像を占めている２１１ｄの２００となり同じ値になる。
【００５３】
異常の像に対応する画素のうち、最大の輝度（階調）を取得することで、異常の像と受光センサとの位置にかかわらず、異常の位置を評価する輝度を正確に取得することが可能である。
【００５４】
異常検出部５が最大輝度値を正確に検出するためには、異常の像が結像される受光センサの少なくとも一つが、受光面全面で異常の像を検出できることが好ましい。このことから、レンズユニットＬｔでは、異常の大きさで不良品であるか否か判断するものであり、不良品であると判断する異常の像が、受光センサ２１１を２×２で配列した形状よりも大きいことが好ましい。
【００５５】
また、検査対象物であるレンズユニットＬｔでは、構成するレンズに一定の大きさ以上の欠陥、異物等の異常が存在している場合、そのレンズユニットＬｔは不良品として取り扱われる。光学部品の検出装置Ａでは、撮像部２でレンズユニットＬｔの開口部分Ｏｐを撮像し、異常検出部５で異常の有無を検出している。
【００５６】
そして、撮像部２はピント位置Ｐ１までの距離が固定であるとともに、撮像素子２１に結像する像の大きさ（倍率）は、検出対象とする異常の大きさ、結像レンズ２１と撮像素子２２の位置（距離）によって決められる。そこで、撮像部２は、ピント位置Ｐ１又は被写界深度内に不良品であると判断する大きさの異常があるとき、撮像素子２１に受光センサ２１１を２×２で配列した形状よりも大きく結像するように、結像レンズ２１及び撮像素子２２の構成を決定している。
【００５７】
次に、本発明にかかる光学部品の検査装置の動作について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる光学部品の検査装置の検査動作を示すフローチャートであり、図７は異常の像の最大輝度値とピント位置（焦点面の位置）との関係を示すグラフである。なお、光学部品の検査装置の動作は、図３も参照して説明する。
【００５８】
図３に示すように、レンズユニットＬｔは、複数枚のレンズＬｓ１、Ｌｓ２を光軸方向に並べた構成を有しており、例えば、レンズＬｓ１と、レンズＬｓ２の表面に異常があるものとする。
【００５９】
制御部６は、撮像部２のピント位置Ｐ１がレンズユニットＬｔの最も手前の部分よりもさらに手前となる基準位置ａ０として決定する（ステップＳ１０１）。そして、制御部６は駆動部３に指示を送り、ピント位置Ｐ１が基準位置ａ０と重なるように撮像部２を移動させる（ステップＳ１０２）。なお、基準位置ａ０としては、撮像部２に近いレンズＬｓ１の上面としてもよいが、レンズユニットＬｔの形状によっては、この位置がレンズＬｓ１の他の部分よりも奥になる場合があるためである。
【００６０】
制御部６は、撮像部２に指示を送り、レンズユニットＬｔの開口部分Ｏｐを被検査領域として撮像する（ステップＳ１０３）。そして、撮像された撮像画像は、撮像部２から異常検出部５に送られ、異常検出部５で撮像画像に現れる異常の検出を行う（ステップＳ１０４）。なお、異常検出部５による異常の検出は上述のとおりであり、複数の画素にまたがり、他の部分よりも輝度が高い（階調が大きい）像を異常と検出する。
【００６１】
制御部６は異常検出部５が異常を検出したか否か判断する（ステップＳ１０５）。異常検出部５が異常を検出した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓの場合）、制御部６は異常検出部５から最大輝度値の情報を取得し（ステップＳ１０６）、現在のピント位置、撮像素子２１上での位置（例えば、ＸＹ方向の位置）と最大輝度値とを関連付けて記憶部７に記憶する（ステップＳ１０７）。なお、現在のピント位置は撮像部２の位置に基づいて検出することが可能である。
【００６２】
現在のピント位置で異常がないと判断した場合（ステップＳ１０５でＮｏの場合）、現在のピント位置が検査を行う範囲で基準位置よりももっとも遠い位置（図３では、位置ａ６）であるか否か判断する（ステップＳ１０８）。現在のピント位置がもっとも遠い位置でない場合（ステップＳ１０８でＮｏの場合）、制御部６は駆動部３に撮像部２を移動させるように指示を送る（ステップＳ１０２に戻る）。なお、撮像部２を移動させるとき、駆動部３は所定量で移動させるものとする。図３において、駆動部３は、撮像部２を所定量移動させることで次の位置に移動する。例えば、現在のピント位置Ｐ１が基準位置ａ０であれば、撮像部２を所定量移動することで位置ａ１に移動する。
【００６３】
現在のピント位置Ｐ１が最も遠い位置（ここではａ６）である場合（ステップＳ１０８でＹｅｓの場合）、制御部６は記憶部７に最大輝度値が記憶されているか否か確認する（ステップＳ１０９）。最大輝度値が記憶されているか否か確認することで、レンズユニットＬｔに異常があったか否か判断することができる。最大輝度値が記憶されていない場合（ステップＳ１０９でＮｏの場合）、制御部６はレンズユニットＬｔには異常がないと判断する（ステップＳ１１０）。
【００６４】
光学部品の検査装置Ａでは、撮像部２のピント位置Ｐ１を移動させ、その移動位置（基準位置ａ０〜位置ａ６）でそれぞれ最大輝度値を検出している。異常がピント位置Ｐ１と重なる位置で、又は被写界深度内にある位置で、異常に最もピントがあった状態となるので、最大輝度値が最大となる。逆に、異常がピント位置Ｐ１及び被写界深度から外れると、撮像画像における異常の像はピントが合わないため、最大輝度値も低下する。
【００６５】
例えば、図３に示すように、レンズユニットＬｔのレンズＬｓ１の表面（位置ａ１上）に、異常Ｎｔ２はレンズＬｓ２の内面（位置ａ４上）に位置しているとする。このとき、最大輝度値とピント位置Ｐ１の位置との関係を図示すると図７に示すようになる。図７は横軸がピント位置Ｐ１の基準位置からの距離、縦軸が最大輝度値のグラフである。なお、位置ａ０〜ａ６は撮像時のピント位置Ｐ１を示すものであるが、実際には基準位置ａ０を０とし、基準位置ａ０からの物理的距離を用いている。
【００６６】
このとき、撮像部２のピント位置Ｐ１を移動したときの、異常Ｎｔ１の像の最大輝度値は菱型でプロットし、異常Ｎｔ２の像の最大輝度値は円でプロットしている。図７のグラフを見ると、異常Ｎｔ１のプロットは位置ａ１で変曲点（極大値）となっている。同様に、異常Ｎｔ２のプロットは位置ａ４で変曲点（極大値）となっている。最大輝度値はピント位置Ｐ１が異常のある位置と重なったとき、最大輝度値が最大になる。
【００６７】
このことを利用して、最大輝度値が記憶されている場合（ステップＳ１０９でＹｅｓの場合）、制御部６は記憶部７に記憶されている最大輝度値を比較して最大になる値を検出し、その位置を異常がある位置と判断する（ステップＳ１１１）。
【００６８】
本発明にかかる光学部品の検査装置Ａは、上述のような手順で光学部品の異常の厚さ方向の位置を確認している。これにより、光学部品に異常があるか否か、また、異常がある場合、厚さ方向のどこにあるかを正確に検出することが可能である。
【００６９】
そして、光学部品の検査装置Ａは、上述のような検査を行った後、検査を行ったレンズユニットＬｔに異常があるか否か、異常がある場合その異常がどの部分に有るかを知らせる報知部を備えていてもよい。また、レンズユニットＬｔの異常があると判断された位置の異常を再度確認し、その異常の位置、大きさの情報を検出して提示する（例えば、不図示の表示部に表示する）ようにしてもよい。
【００７０】
このようにすることで、レンズユニットＬｔ（光学部品）に異常があるか否か、異常がある場合、その異常の位置を確実かつ正確に取得することが可能である。また、レンズユニットＬｔでは、異常のある位置で許容される異常の大きさが異なる場合がある。
【００７１】
そこで、光学部品の検査装置ＡはレンズユニットＬｔの検査を行い、異常があるとの検査結果が出ると、その異常がある位置とされている位置に再度、ピント位置を重ね、異常の大きさを確認して、その異常が許容されるものか否か確認するようにしてもよい。このようにすることで、一定以上の大きさであるが、位置によって許容される異常が含まれるレンズユニットＬｔを適合品と判断することが可能である。これにより、不良品でないものを不良品として判断し、検査者の目視等による再検査で許容範囲内の異常であり不良品ではないと判断されるレンズユニットＬｔの発生を抑制することができる。
【００７２】
本実施形態では、駆動部３が撮像部２を所定の移動量での移動、撮像を繰り返すものとしている。この所定の移動量としては、一定の移動量としてもよい。一定の移動量とする場は、結像レンズ２２の被写界深度以下であれば、光軸方向に抜けなく撮影できるので、好ましい。しかしながら、このような移動量とすると移動回数が多くなる場合もあるため、検査対象物であるレンズユニットＬｔの構造に合わせて決めてもよく、この場合、必ずしも一定の移動量でなくてもよい。例えば、図３に示すように、レンズユニットＬｔの構成（レンズＬｓ１、レンズＬｓ２の配置）が予めわかっており、また、異常が発生する（発生しやすい）位置がわかっている場合、異常が発生する（発生しやすい）位置にピント位置Ｐ１が重なるように撮像部２を移動させるようにしてもよい。
【００７３】
また、駆動部３が撮像部２を一定の移動量ずつ移動させ、移動後に撮像を行うような構成となっている場合、異常がピント位置Ｐ１と重なったり被写界深度内に入ったりしないこともある。このような場合に備えて、図７に示すように、基準位置から撮像時のピント位置までの距離との関係を示す近似曲線を作成して異常の位置を決定するようにしてもよい。
【００７４】
図７には、上述のプロットとともに、異常Ｎｔ１の像の最大輝度値の近似曲線Ｆｔ１と、異常Ｎｔ２の像の最大輝度値の近似曲線Ｆｔ２を表示している。なお、位置ａ０〜ａ６は撮像時のピント位置（焦点面）Ｐ１を示すものであるが、実際には基準位置ａ０を０とし、基準位置ａ０からの物理的距離を用いてグラフ及び近似曲線を作成している。
【００７５】
このように近似曲線（近似演算式）を作成し、変曲点の位置を割り出すことで、撮像時に異常がピント位置Ｐ１と重ならなかったり、被写界深度内に配置されなかったりした場合でも、異常の光軸方向の位置を正確に検出することが可能である。なお、このように異常の位置を検出した後、異常がある位置にピント位置Ｐ１を重ね、撮像を行って、異常を確認するようにしてもよい。このようにすることで、異常であるか否かを正確に判断することが可能である。
【００７６】
このような近似演算を用いることで、レンズユニットＬｔの光軸方向の長さに対して撮影箇所が少ないときなどで、ピント位置Ｐ１又は被写界深度内に異常が入らない場合でも、異常の光軸方向の正確な位置を検出することが可能である。
【００７７】
なお、上述の最大輝度値の最大となる値を検出する場合において、ある閾値に満たないものは、比較対象から外すようにしてもよい。また、上述では詳しく説明していないが、異常の、光軸と直交する面内の位置及び大きさは、撮像画像から検出することが可能である。
【００７８】
（第２実施形態）
図８は本実施形態にかかる光学部品の検査装置の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態の光学部品の検査装置の構成は、光学部品の検査装置Ａと同じである。図８に示すフローチャートは最大輝度値の検出（ステップＳ１０６）の後に異常の大きさの検出（ステップＳ２０１）、異常の大きさが規格に合致しているか否かの判断（ステップＳ２０２）を備えている以外は、図６に示すフローチャートと同じである。そして、新たなステップＳ２０１、２０２と関連しないステップＳ１０１〜Ｓ１０６、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１１までは同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００７９】
光学部品では、位置によって許容可能な異常の大きさが異なる場合がある。例えば、レンズユニットＬｔの場合、レンズＬｓ１、レンズＬｓ２のレンズユニットＬｔの撮像素子側の表面に面した位置の異常は、カメラの撮像素子に付着する可能性があるため、許容可能な異常の大きさは小さくなる。一方、撮像素子側の表面に面した以外の異常は、カメラの撮像素子に付着する可能性が低いため、撮像素子側の表面に面した異常よりも許容可能な大きさが大きい。
【００８０】
光学部品の検査装置Ａでは、異常を検出（ステップＳ１０５でＹｅｓ）の後、最大輝度値を検出した（ステップＳ１０６）後、最大輝度値を検出した異常の像の大きさを検出する（ステップＳ２０１）。撮像部２の撮像素子２１及び結像レンズ２２は、位置が固定であり、倍率が固定であるため、制御部６は撮像画像から異常の像の大きさを検出することで、異常の大きさを検出することが可能である。
【００８１】
撮像素子２１に結像する異常の像は、図５Ｂに示すように、受光センサ２１１の一部にだけに像がかかっている場合もある。このような場合、画像の輝度だけで像の大きさを判断すると、実際の大きさよりも大きく検出される。大きく検出されても、不良品を見逃す可能性が低くなるため問題ない。しかしながら、本来、不良品でないものも、不良品として検出する可能性があるため、正確な大きさを検出することが好ましい。そこで、制御部６は、検出した異常の像の輝度（階調）値と最大輝度値とを利用して、異常の像の大きさ、すなわち、異常の大きさを類推するようにしてもよい。
【００８２】
このように、最大輝度値と異常の像を検出している画素の輝度値を基に異常の像の大きさを類推し、それから異常の大きさを検出することで、正確な大きさの異常を検出することが可能である。
【００８３】
レンズユニットＬｔでは、撮像素子側の表面とそれ以外の位置で不良品として認定される異常の大きさが異なる。そのため、光学部品の検査装置Ａでは、記憶部７にレンズユニットＬｔの構成と、レンズユニットＬｔを不良品として認定する異常の大きさを厚み方向の位置によって規格化し、記憶部７に記憶している。そのため、ステップＳ２０１で異常の大きさが検出された後、記憶部７からその撮像位置での異常の大きさの規格値を呼出し、検出した異常の大きさと比較する（ステップＳ２０２）。
【００８４】
検出した異常の大きさが規格上の異常の大きさよりも大きい場合（ステップＳ２０２でＹｅｓの場合）、制御部６は検出した異常がその部分で要検出の異常と判断し、現在の撮像位置（ピント位置Ｐ１）、異常の大きさ、最大輝度値を記憶部に記憶する（ステップＳ２０３）。また、検出した異常の大きさが規格上の異常の大きさよりも小さい場合（ステップＳ２０２でＮｏの場合）、不良品として認識する異常はないと判断し、現在のピント位置Ｐ１の位置が基準位置よりももっとも遠いかどうかの判断を行う（ステップＳ１０８）。
【００８５】
このように、最大輝度値を記憶するときに、その最大輝度値を検出した異常が不良品として認識される規格化値と比較し、許容可能な異常から検出された最大輝度値を比較対象から省くことが可能である。これにより、比較の手順を減らすことができる。
【００８６】
なお、以上示した実施形態では、異常がある面にピントが合うと異常が高輝度であらわれる場合を想定した。そのため、異常の位置を検出するときの最大輝度として、異常の像の最大輝度値を利用していた。本発明は、これに限定されるものではない。例えば、異常が黒いもの（光を吸収するもの）であった場合、ピントが合ったとき低輝度であらわれる。最低輝度値を採用することで位置の検出を行うことができる。このとき、図７に対応する輝度の分布は、下に凸のグラフになり、変曲点は最低輝度値の部分に現れる。このことを利用して、異常の光軸方向の位置を検出するようにしてもよい。
【００８７】
また、以上示した実施形態では、検査対象物として、複数枚のレンズを配置したレンズユニットとしているが、これに限定されるものではない。例えば、１枚のレンズの内部の異常を検出するのに用いてもよいし、その他の光学系の部品、構造物等の異常を検出するのに用いてもよい。
【００８８】
また、異常が被検査領域で複数存在する場合がある。その場合、焦点面の位置を変えながら撮影する際、各異常に対応して、光軸に垂直な平面座標でほぼ同じ位置に異常が現れるので、光軸方向の各位置での撮影における最大輝度値を各異常ごとに記憶し、各異常ごとに最大輝度値が最大となる光軸方向の位置を検知すればよい。
【００８９】
上記構成において、異常検出部５で異常を検知する前に、撮影画像がノイズ成分の少ない平滑化された画像になるように画像処理を行ってもよい。
【００９０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
Ｌｔ  レンズユニット
１  筐体
１０  基台
１１  支柱
１１１  照明保持部
１２  検査ステージ
２  撮像部
２１  撮像素子
２１１  受光センサ
２２  結像レンズ
３  駆動部
４  照明部
４０  ステー
５  異常検出部
６  制御部
７  記憶部
【図１】
2016001153.tif 000003
【図２】
2016001153.tif 000004
【図３】
2016001153.tif 000005
【図４】
2016001153.tif 000006
【図５Ａ】
2016001153.tif 000007
【図５Ｂ】
2016001153.tif 000008
【図６】
2016001153.tif 000009
【図７】
2016001153.tif 000010
【図８】
2016001153.tif 000011