(57)【要約】【課題】透光部及び遮光部が所定のパターンに設定可能な液晶パネルと面照明との効果的な使用により、レンズの外観上の欠陥を撮像手段に精度良く撮像できて、検査の自動化等を図ることが可能なレンズ欠陥検査装置を提供する。【解決手段】検査対象レンズの製造時に発生する傷、割れ、異物、気泡等の欠陥を検査するレンズ欠陥検査装置であって、面照明と、該面照明と検査対象レンズとの間に配置されて透光部と遮光部が所定のパターンで設定可能な液晶パネルと、該液晶パネルから照射された光により検査対象レンズを撮像する撮像手段と、面照明、液晶パネル及び撮像手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。前記液晶パネルのパターンは、該液晶パネルの略全域に透光部と遮光部が形成可能な複数のパターンで形成される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象レンズの製造時に発生する傷、割れ、異物、気泡等の欠陥を検査するレンズ欠陥検査装置であって、
面照明と、該面照明と検査対象レンズとの間に配置されて透光部と遮光部が所定のパターンで設定可能な液晶パネルと、該液晶パネルから照射された光により検査対象レンズを撮像する撮像手段と、前記面照明、液晶パネル及び撮像手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするレンズ欠陥検査装置。
【請求項２】
前記液晶パネルのパターンは、該液晶パネルの略全域に透光部と遮光部が形成可能な複数のパターンからなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ欠陥検査装置。
【請求項３】
前記面照明は、複数本の高周波蛍光管を併設状態で配置することにより形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ欠陥検査装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記撮像手段で得られた画像データに基づいて欠陥度を算出して検査対象レンズの良否を判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラレンズやメガネレンズ等の各種レンズの外観上の欠陥を自動的に検査するためのレンズ欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば樹脂製レンズの製造時に発生する、レンズ表面の傷や割れ、レンズ内部の異物や気泡等の外観上の欠陥を検査する場合、図１１に示すような検査装置が使用されている。この検査装置１０１は、単一の光源１０２から照射される光がレンズ１０３により平行光とされ、この平行光が集光レンズ１０４で集光されて検査対象レンズＷを透過し、この検査対象レンズＷを透過した光により該レンズＷの欠陥が結像レンズ１０５で結像されてその画像が結像スクリーン１０６に映し出される。そして、この結像スクリーン１０６に写し出された画像を検査員が目視で観察することにより、検査対象レンズＷの欠陥が検査されるようになっている。なお、この種の検査装置に関する公報としては、例えば特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００２−５８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような検査装置１０１においては、検査対象レンズＷの凹凸等の形態（曲率）に応じて屈折率が異なるため、個々の検査対象レンズＷに応じて集光レンズ１０４や結像レンズ１０５等を所定の曲率に設定したり、その位置を図の矢印ロ、ハの如く一々手動で動かして所定に設定する必要があり、この調整が面倒となる。また、検査時の各種レンズの設定や調整を検査員の経験と勘に頼っているため、検査効率や検査精度の面でも劣り、特に少量多品種のレンズの検査には好ましくなく、レンズのコストアップを招いているのが実情である。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、透光部及び遮光部が所定のパターンに設定可能な液晶パネルと面照明との効果的な使用により、レンズの外観上の欠陥を撮像手段に精度良く撮像できて、検査の自動化等を図ることが可能なレンズ欠陥検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、検査対象レンズの製造時に発生する傷、割れ、異物、気泡等の欠陥を検査するレンズ欠陥検査装置であって、面照明と、該面照明と検査対象レンズとの間に配置されて透光部と遮光部が所定のパターンで設定可能な液晶パネルと、該液晶パネルから照射された光により検査対象レンズを撮像する撮像手段と、前記面照明、液晶パネル及び撮像手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記液晶パネルのパターンが、該液晶パネルの略全域に透光部と遮光部が形成可能な複数のパターンからなることを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記面照明が、複数本の高周波蛍光管を併設状態で配置することにより形成されていることを特徴とする。さらに、請求項４に記載の発明は、前記制御手段が、前記撮像手段で得られた画像データに基づいて欠陥度を算出して検査対象レンズの良否を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、面照明と検査対象レンズとの間に透光部と遮光部が所定のパターンで設定可能な液晶パネルが配置され、面照明から照射される光が所定パターンで検査対象レンズに照射されて検査対象レンズが撮像手段で撮像されるため、液晶パネルのパターンを所望に設定することにより、レンズの欠陥部分の明暗等をはっきりさせつつ撮像手段で欠陥を明瞭に撮像でき、各種レンズの検査精度の向上や検査の自動化が図れて、コスト安価なレンズを得ることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、液晶パネルのパターンが、液晶パネルの略全域に透光部と遮光部が形成可能な複数のパターンからなるため、液晶パネルの全域から検査対象レンズに所望の光（照明）を照射できて、検査対象レンズの欠陥をより精度良く検査することができる。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、面照明が複数本の高周波蛍光管を併設状態で配置することにより形成されているため、液晶パネルから検査対象レンズに照射される光に十分な光量を得ることができて、検査対象レンズの欠陥をより一層高精度に検査することができる。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、制御手段が撮像手段で得られた画像データに基づいて欠陥度を算出して検査対象レンズの良否を判定するため、例えば良否の判断となる基準値を予め記憶させることにより、算出した欠陥度と基準値とを比較することで、検査対象レンズの良否を自動的に判断できて、検査効率の一層の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１０は、本発明に係るレンズ欠陥検査装置の一実施形態を示し、図１がその正面図、図２が側面図、図３が概略構成図、図４が制御手段のブロック図、図５が面照明の斜視図、図６が液晶パネルの分解斜視図、図７が動作の一例を示すフローチャート、図８〜図１０が液晶パネルのパターン説明図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、レンズ欠陥検査装置１（以下、検査装置１という）は、コラム２と、このコラム２上にＸＹＺ方向に移動可能に配置されると共に、内部の所定位置に面照明４及び液晶パネル５が配置されて検査対象レンズＷ（以下、ワークＷという）がセットされるテーブル３と、このテーブル３の上方でＺ方向に移動可能に配置された撮像手段６等を備えている。また、テーブル３の上方の所定位置には、テーブル３上のワークＷをセットしたり検査済みのワークＷを取り出すためのワーク交換ロボット７（図１参照）が例えばＸＹＺ方向に移動可能に配置されている。
【００１３】
この検査装置１は、図３に示すように、前記面照明４にインバータ９が接続されると共に前記液晶パネル５に液晶駆動部１０が接続され、また、前記撮像手段６にカメラ移動部１１が接続されて、これらが制御手段８に接続されている。また、撮像手段６のＣＣＤからなる撮像部６ａも制御手段８に接続され、この制御手段８にはディスプレイ１２等が接続されている。そして、面照明４で照射される光が液晶パネル５の後述する透光部２７ａを透過してワークＷに照射され、このワークＷを透過した透過光が図の矢印イ方向に移動可能な撮像手段６の撮像部６ａで撮像されるようになっている。
【００１４】
前記制御手段８は、図４に示すように、バスライン１３を介して接続されたタイマ等を有するＣＰＵ１４、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６、入力インターフェース１７（入力Ｉ／Ｆ）、出力インターフェース１８（出力Ｉ／Ｆ）、ハードディスク１９（ＨＤ）、入力Ｉ／Ｆ１７に接続されたキーボード２０及びマウス２１、出力Ｉ／Ｆ１８に接続されたスピーカ２２等で構成されている。
【００１５】
そして、この制御手段８の前記入力Ｉ／Ｆ１７には、前記撮像手段６が接続されると共に、前記カメラ移動部１１からのフォーカス位置信号Ｓ１や検査位置に配置した図示しないセンサ等で検知されるレンズ有無信号Ｓ２等の各種信号が入力されるようになっている。また、制御手段８の出力Ｉ／Ｆ１８には、前記ディスプレイ１２が接続されると共に、前記インバータ９、液晶駆動部１０及びカメラ移動部１１がそれぞれ接続されている。
【００１６】
前記面照明４は、図５に示すように、薄い皿状の反射板２４の内面に複数本（図では６本）の高周波蛍光管２５を一定間隔で互いに平行に併設状態で配置することにより形成され、各高周波蛍光管２５は該蛍光管２５を点灯させるための前記インバータ９にそれぞれ接続されている。そして、制御手段８の制御信号によりインバータ９で発生した高周波電圧が高周波蛍光管２５の各電極に印可されることにより、高周波蛍光管２５が点灯して液晶パネル５に所定光量の光（可視光）が照射されるようなっている。なお、面照明４の光量は、後述する液晶パネル５の透光部２７ａを透過してワークＷに十分な光を照射し、ワークＷの画像が良好に得られる程度に設定されている。
【００１７】
前記液晶パネル５は、図６に示すように、対向する一対の電極基板の間に液晶が封入されて外周縁に額縁部５ｂを有する液晶表示部５ａと、この液晶表示部５ａの裏面側に配置された樹脂フレーム５ｃ及び裏フレーム５ｄと、液晶表示部５ａの表面側に配置された表フレーム５ｅと、前記樹脂フレーム５ｃと裏フレーム５ｄ間に配置された光学シートとしての拡散シート５ｆ及び集光シート５ｇ等を有している。また、前記液晶表示部５ａの額縁部５ｂ等には、液晶を駆動させるためのドライバーＩＣが搭載されており、このドライバーＩＣが前記液晶駆動部１０に接続されている。
【００１８】
そして、この液晶パネル５は、制御手段８の制御信号によりドライバーＩＣが所定に動作することにより、液晶表示部５ａに後述する透光部２７ａと遮光部２７ｂの組み合わせからなる所定のパターン２７が表示されるようになっている。なお、この液晶パネル５の構成は、図示した例に限定されず、例えば樹脂フレーム５ｃ、裏フレーム５ｄ、拡散シート５ｆ、集光シート５ｇの全部もしくは一部を削除した構成を採用したり、ドライバーＩＣ用の駆動回路が実装された基板を液晶表示部５ａの近傍に配置する等、適宜の構成を採用することができる。
【００１９】
次に、このように構成された検査装置１の動作の一例を、図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、図７に示すフローチャートは、制御手段８のＲＯＭ１５に記憶されているプログラムに従って自動的に実行される。先ず、検査装置１の電源が投入されるとプログラムがスタート（Ｓ１０１）し、液晶表示部５ａに表示されるパターンｉが設定（Ｓ１０２）される。このパターンｉとは、例えば図８（ａ）〜（ｄ）に示す４つ（ｉ＝４）のパターン２７であり、各パターン２７は面照明４の光を透過する透光部２７ａと、面照明４からの光を遮断する遮光部２７ｂとが、交互に所定の配列で設けられたものである。そして、各パターン２７は、（ａ）と（ｂ）及び（ｃ）と（ｄ）の透光部２７ａと遮光部２７ｂとがそれぞれ逆配置となっている。
【００２０】
ステップＳ１０２で検査に使用する４つのパターン２７が設定されると、検査対象レンズであるワークＷがセットされたか否かが判断（Ｓ１０３）され、この判断Ｓ１０３は「ＹＥＳ」になるまで繰返される。そして、判断Ｓ１０３で「ＹＥＳ」になると、すなわちテーブル３上にワーク交換ロボット７によりワークＷがセットされると、カメラ移動部１１により撮像手段６が所定量移動（上下動）してフォーカス位置に設定（Ｓ１０４）される。
【００２１】
ステップＳ１０４で撮像手段６がフォーカス位置が設定されると、制御手段８の制御信号によりインバータ９が作動して面照明４が点灯（Ｓ１０５）する。また、この点灯状態で、制御手段８の制御信号により液晶駆動部１０が所定に動作して、ステップＳ１０２で設定した４つのパターン２７のうち、図８（ａ）に示す最初のパターン２７が選択設定（Ｓ１０６）され、液晶パネル５の液晶表示部５ａに図８（ａ）に示すパターン２７の透光部２７ａと遮光部２７ｂが形成された状態となる。
【００２２】
そして、この状態でワークＷが撮像手段６により撮像（Ｓ１０７）される。この撮像時に、面照明４の光が液晶パネル５の各透光部２７ａを透過して所定のパターン２７でワークＷに照射されるため、ワークＷに単純な平行光の照射ではなく、斜め方向からの照射も可能となり、ワークＷの傷部分（欠陥部分）の明暗がはっきりした状態となり、この状態でワークＷが撮像される。
【００２３】
ワークＷが撮像されると、その撮像データが例えば制御手段８のＣＰＵ１４で適宜に処理されてＲＡＭ１６等に一時的に記憶（Ｓ１０８）される。このとき、撮像手段６の撮像部６ａに撮像された撮像データは、ＣＰＵ１４により二値化処理等の画像処理がなされ、この処理データ中に例えば予め記憶してある欠陥に関する基準値を超えた部位がある場合に、該部位が欠陥として検出されその個数や大きさ等が欠陥データとしてＲＡＭ１６やＨＤ１９に一時記憶されることになる。
【００２４】
ステップＳ１０８で最初のパターン２６の撮像データが撮像されて記憶されたら、全パターン２７が撮像されたか否かが判断（Ｓ１０９）され、この判断Ｓ１０９で「ＮＯ」の場合は、ステップＳ１０６に戻り、液晶パネル５が次のパターン２７、すなわち図８（ｂ）に示すパターン２７に設定（Ｓ１０６）されて、該パターン２７を使用してワークＷが撮像（Ｓ１０７）されてその撮像データが記憶（Ｓ１０８）される。
【００２５】
この動作が全てのパターン２７、すなわち４つのパターン２７について実行されると、判断Ｓ１０９で「ＹＥＳ」となり、面照明が消灯（Ｓ１１０）した後に、欠陥度が算出（Ｓ１１１）される。この欠陥度とは、欠陥がある場合はステップＳ１０８で記憶した欠陥データに基づいて算出され、欠陥がない場合は欠陥度ゼロとして算出される。なお、欠陥度は、例えばワークＷを正面から見た場合に、中心である位置に向かうに従い欠陥度合いが高くなるように設定、すなわち検出された位置に応じて重み付けがなされている。また、例えば同一位置の欠陥が、複数のパターン２７で検出された場合は、重複してカウントしないようになっている。
【００２６】
そして、ステップＳ１１１で欠陥度が算出されると、この欠陥度と予めワークＷに対応してＲＯＭ１５等に記憶されている基準値とが比較され、欠陥度が所定値内か否かが判断（Ｓ１１２）される。この判断Ｓ１１２で「ＹＥＳ」の場合、すなわち算出した欠陥度が所定値内の場合は、ワークＷが良品と判定（Ｓ１１３）され、判断Ｓ１１２で「ＮＯ」の場合、すなわち算出した欠陥度が所定値を超える場合は、ワークＷが不良品と判定（Ｓ１１４）され、これらのデータはＨＤ１９等に記憶される。
【００２７】
このようにして、所定のワークＷが撮像されて「良品」もしくは「不良品」と判定されたら、ワークＷの対象ロットの検査が終了したか否かが判断（Ｓ１１５）され、この判断Ｓ１１５で「ＮＯ」の場合は、判断Ｓ１０３に戻り、同一ロットの次のワークＷに対して判断Ｓ１０３以降が繰返される。一方、判断Ｓ１１５で「ＹＥＳ」の場合、すなわち対象ロットの全てのワークＷの検査が終了したら、一連のプログラムがエンド（Ｓ１１６）となる。なお、ステップＳ１１３、Ｓ１１４で良品もしくは不良品と判定されたワークＷは、ワーク交換ロボット７等により、良品箱もしくは不良箱に明確に区別されて保管されたり、ディスプレイ１２に判定結果や欠陥箇所（部位）が表示されるようになっている。
【００２８】
つまり、このフローチャートによれば、液晶パネル５の透光部２７ａを４つのパターン２７に設定可能に構成し、各パターン２７におけるワークＷの画像を撮像することにより、ワークＷの欠陥を一定方向のみの光ではなく複数方向からの光で撮像することができて、各欠陥部分の明暗を目立てさせて明瞭にしつつ撮像できることになる。そして、撮像データに基づいて欠陥が検出記憶され、その欠陥度が所定値を超える場合にワークＷが不良品と判定されることになり、また、パターン２７の設定からワークＷのセット及び取り外し、さらにはワークＷの良否の判定までが制御手段８の各部の制御等により自動的に実行されることになる。
【００２９】
なお、以上に例における液晶パネル５に形成されるパターン２７は一例であって、例えば図９及び図１０に示すパターン２７を使用することもできる。すなわち、図９に示すパターン２７は、菱形の透光部２７ａと遮光部２７ｂを交互に設けたものであり、（ａ）に示すパターン２７と、これと位相が異なる（ｂ）示すパターン２７が使用される。また、図１０に示すパターン２７は、斜め方向に所定幅の透光部２７ａと遮光部２７ｂを交互に設けたもので、（ａ）に示すパターン２７と、これと位相が異なる（ｂ）に示すパターン２７等が使用される。
【００３０】
そして、これらのパターン２７は、所定形状の透光部２７ａと遮光部２７ｂを交互に配列することにより形成されると共に、その位相を異ならせることにより、液晶パネル５の液晶表示部５ａの略全域に透光部２７ａと遮光部２７ｂが位置するようになっており、液晶パネル５上への形成も、制御手段８を介して例えば液晶駆動部１０等に予め所定の複数のパターンを記憶させておき、各パターン２７に関する信号を制御手段８で選択することにより、ドライバーＩＣにより液晶表示部５ａが所定のパターン２７で表示されるようになっている。なお、本発明で使用されるパターン２７は４つに限定されず、液晶表示部５ａの略全域に透光部２７ａと遮光部２７ｂが位置する複数の適宜のパターン２７を使用することができる。
【００３１】
このように、上記実施形態の検査装置１にあっては、面照明４とワークＷとの間に透光部１７ａと遮光部１７ｂが所定の４つのパターン２７で設定可能な液晶パネル５が配置され、面照明４から照射される光が各パターン２７を介してワークＷに照射されると共にワークＷを透過した光が撮像手段６で撮像されるため、液晶パネル５のパターン２７の形状を所望に設定することにより、ワークＷの欠陥部分への光の照射方向に変化を持たせることができて、欠陥部分の明暗をはっきりさせつつ撮像手段６で欠陥を明瞭に撮像することができる。
【００３２】
また、液晶パネル５のパターン２７が、液晶表示部５ａの略全域に透光部２７ａと遮光部２７ｂが形成可能な４つのパターン２７からなるため、液晶パネル５の全域からワークＷに所定方向から光（照明）を照射することができる。さらに、面照明４が複数本の高周波蛍光管２５を併設状態で配置することにより形成されているため、液晶パネル５からワークＷに照射される光に十分な光量を得ることができ、これらのことから、各種レンズ（ワークＷ）の検査精度を向上させつつ検査の自動化が図れて、コスト安価なレンズを得ることが可能となる。
【００３３】
また、制御手段８が撮像装置６で得られた画像データに基づいて欠陥度を算出してワークＷの良否を判定するため、例えば良否の判断となる基準値を予め記憶させることにより、算出した欠陥度と基準値とを比較することで、ワークＷの良否を自動的に判断できて、検査効率の向上を図ることができる。
【００３４】
また、制御手段８の制御により、ワークＷのセット及び取り外しから撮像手段６による撮像等の一連の作業がワーク交換ロボット７等により機械的に行われるため、従来の検査装置１０１のようにワークＷの形態に応じて集光レンズ１０４等して一々交換したり各レンズの位置を手動で調整する必要がなくなる。またさらに、撮像した撮像データに基づき制御手段８により欠陥が機械的に検出されて良品か不良品かが判定されるため、従来のような検査員の経験や勘に頼る作業が少なくなり、検査精度を向上させることができ、その結果、少量多品種のワークＷであっても、検査の効率化を図りつつワークＷの製造コストを一層低減させること等が可能となる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、液晶パネル５のバックライトとして機能する面照明４を、液晶パネル５と別体で形成して所定距離隔てて配置したが、本発明はこれに限定されず、液晶パネル５にワークＷに所定の光を照射できる十分な光量が得られる場合は、バックライトが一体化された液晶パネルを使用することもできるし、光源としても、高周波蛍光管２５に限らず、ＬＥＤ等の各種光源を使用することも可能である。また、上記実施形態において、液晶パネル５の所定距離前方に、例えば所定形態のルーバー層を配置して液晶パネル５から照射される光を平行光とすることも可能である。さらに、上記実施形態における、制御手段８の構成図やコラム２に対する面照明４等と撮像手段６の配置位置等も一例であって、例えば画像処理部を撮像手段６に内蔵したり、撮像手段６を下方で面照明４等を上方に配置する等、本発明に係る各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、メガネレンズやカメラレンズへの利用に限らず、他の全てのレンズの外観上の欠陥検査にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るレンズ欠陥検査装置の一実施形態を示す正面図
【図２】同その側面図
【図３】同概略構成図
【図４】同制御手段のブロック図
【図５】同面照明の斜視図
【図６】同液晶パネルの分解斜視図
【図７】同動作の一例を示すフローチャート
【図８】同液晶パネルのパターン説明図
【図９】同他のパターン説明図
【図１０】同さらに他のパターン説明図
【図１１】従来のレンズ欠陥検査装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３８】
１・・・レンズ欠陥検査装置、２・・・コラム、３・・・テーブル、４・・・面照明、５・・・液晶パネル、５ａ・・・液晶表示部、５ｂ・・・額縁部、５ｃ・・・樹脂フレーム、５ｄ・・・裏フレーム、５ｅ・・・表フレーム、５ｆ・・・拡散シート、５ｇ・・・集光シート、６・・・撮像手段、６ａ・・・撮像部、７・・・ワーク交換ロボット、８・・・・制御手段、９・・・インバータ、１０・・・液晶駆動部、１１・・・カメラ移動部、１２・・・ディスプレイ、１２・・・ＣＰＵ、１５・・・ＲＯＭ、１６・・・ＲＡＭ、２４・・・反射板、２５・・・高周波蛍光管、２７・・・パターン、２７ａ・・・透光部、２７ｂ・・・遮光部、Ｗ・・・ワーク（検査対象レンズ）。
【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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