レンズ欠陥検査装置
【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。
【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。
【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)。
【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)。
【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。
【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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2009−229326(P2009−229326A)
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−76939(P2008−76939)
【出願日】平成20年3月25日(2008.3.25)
【出願人】(399003020)ディスク・テック株式会社 (6)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年3月25日(2008.3.25)
【出願人】(399003020)ディスク・テック株式会社 (6)
【Fターム(参考)】
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