JPH1019724A - Optical member inspection apparatus and optical member inspection method - Google Patents
Optical member inspection apparatus and optical member inspection methodInfo
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- JPH1019724A JPH1019724A JP8172714A JP17271496A JPH1019724A JP H1019724 A JPH1019724 A JP H1019724A JP 8172714 A JP8172714 A JP 8172714A JP 17271496 A JP17271496 A JP 17271496A JP H1019724 A JPH1019724 A JP H1019724A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工痕に起因する情報を除去して光学的欠陥
に起因する情報を抽出することができる光学部材検査装
置及び光学部材検査方法を提供する。
【解決手段】ナイフエッジ6aは、検査対象光学部材A
の焦点位置に配置されている。そのため、ナイフエッジ
6aから発散されつつ検査対象光学部材Aに入射した照
明光は、この検査対象光学部材Aによって平行光にされ
て撮像装置7に入射する。ナイフエッジ6aの各回転位
置において撮像素子7によって撮像された各画像データ
は、画像処理部14により、夫々微分処理された後に一
つの画像データとして合成される。この画像データから
は、高周波成分のみを除去した抽出対象画像データと低
周波成分のみを残した画像データが生成される。後者の
画像データは、高輝度方向に若干量シフトされて、閾値
データとされる。抽出対象画像データを構成する各画素
のうち、対応する閾値データの画素よりも大きい輝度値
を有するものは、光学的欠陥を示すものとして抽出され
る。
(57) [Problem] To provide an optical member inspection apparatus and an optical member inspection method capable of extracting information caused by an optical defect by removing information caused by a processing mark. Kind Code: A1 An optical member to be inspected is a knife edge.
Is located at the focal position. Therefore, the illumination light diverging from the knife edge 6a and entering the inspection target optical member A is converted into parallel light by the inspection target optical member A and is incident on the imaging device 7. Each image data imaged by the image sensor 7 at each rotation position of the knife edge 6a is subjected to differential processing by the image processing unit 14 and then combined as one image data. From this image data, extraction target image data from which only high-frequency components have been removed and image data from which only low-frequency components have been left are generated. The latter image data is slightly shifted in the high-luminance direction to become threshold data. Among the pixels constituting the extraction target image data, those having a luminance value larger than the pixel of the corresponding threshold data are extracted as indicating an optical defect.
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材の屈折率異常等の光学的欠陥を検出するための光学部
材検査装置及び光学部材検査方法に関し、特に、非球面
レンズを検査する場合であっても光学的欠陥の判定を行
うための閾値を有効に設定することができる光学部材検
査装置及び光学部材検査方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical member inspection apparatus and an optical member inspection method for detecting an optical defect such as an abnormal refractive index of an optical member such as a lens. The present invention relates to an optical member inspection apparatus and an optical member inspection method that can effectively set a threshold value for determining an optical defect.
【0002】[0002]
【従来の技術】レンズ等の光学部材は、入射した光束が
規則正しく屈折して、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、光学部材の成形異常により屈折力(屈折率)が不
規則に変化していたり、成形後の人的取り扱いによって
光学部材の表面上にゴミ,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。特に、樹脂を金型に注入して成形する事
によって作成されるレンズやプリズム等の光学部材で
は、上述した表面上のゴミ,キズ等の他、成形異常によ
ってヒケ(樹脂が金型表面から離間して生じる陥没),
ジェッティング(光学部材内において樹脂密度が部分的
に変化している箇所),フローマーク(樹脂の収縮に伴
って光学部材表面に生じるW字状の皺)が生じ易いの
で、このような欠陥を効率良く検出することが必要とな
っている。2. Description of the Related Art An optical member such as a lens is designed such that an incident light beam is refracted regularly and travels in parallel, or converges or diverges at one point or linearly. However, if the refractive power (refractive index) is irregularly changed due to abnormal molding of the optical member, or if dust or scratches are generated on the surface of the optical member due to human handling after molding, the incident light flux may be reduced. The desired performance cannot be obtained because of the disturbance. In particular, in optical members such as lenses and prisms formed by injecting a resin into a mold and molding, in addition to the above-mentioned dust and scratches on the surface, sinking (resin is separated from the mold surface) due to molding abnormality. Depression caused by
Jetting (where the resin density is partially changed in the optical member) and flow marks (W-shaped wrinkles generated on the optical member surface due to resin shrinkage) are likely to occur. There is a need for efficient detection.
【0003】そのため、本発明者は、セットされた光学
部材の光学的欠陥を自動的に検出することができる光学
部材検査装置を、特願平7−229242号として出願
した。この光学部材検査装置は、光学部材の焦点位置に
おいて回転自在に配置されたナイフエッジと、ナイフエ
ッジの背後に配置されて照明光を発散するための拡散板
と、光学部材を透過した光を撮像するための撮像装置と
により、構成される。このような構成の光学部材検査装
置によると、光学部材表面又は内部における屈折力(屈
折率)異常箇所が、撮像された画像中において明暗濃度
の急激な変化部位として表れる。また、光学部材の表面
に生じたキズや微細なごみ等は、それ自体が撮像装置に
よって撮像されるので、同様に、明暗濃度の変化部位と
して表れる。そして、これらの明暗濃度の急激な変化部
位が抽出されて、その形状又は面積が数値化されて、合
否判断に用いられるのである。For this reason, the present inventor has filed an application for an optical member inspection apparatus capable of automatically detecting an optical defect of an optical member set as Japanese Patent Application No. 7-229242. The optical member inspection apparatus captures light transmitted through the optical member, a knife edge rotatably disposed at a focal position of the optical member, a diffuser disposed behind the knife edge to emit illuminating light. And an imaging device for performing the operation. According to the optical member inspection apparatus having such a configuration, an abnormal portion of refractive power (refractive index) on the surface or inside of the optical member appears as a rapidly changing portion of the light and dark density in a captured image. In addition, flaws, fine dust, and the like generated on the surface of the optical member are themselves imaged by the imaging device, and similarly appear as a portion where the light and dark density changes. Then, these suddenly changing portions of the light and dark densities are extracted, and their shapes or areas are quantified and used for pass / fail judgment.
【0004】ところで、ガラス成形の光学部材の表面に
は、加工時において、ダイヤモンドバイト等による切削
の跡が生じてしまうことが避けられない。また、樹脂成
形の光学部材の表面にも、成形型の作成の際にこの成形
型の表面に刻まれた切削の痕が転写されてしまうことが
避けられない。このような加工痕はレンズの性能には影
響しない程度の微少な凸凹であるが、上述した光学部材
検査装置は、これら加工痕をもヒケやキズ等の光学的欠
陥要因と一緒に抽出してしまうので、正確な検査ができ
なかった。[0004] Incidentally, it is inevitable that traces of cutting by a diamond tool or the like are formed on the surface of an optical member formed of glass during processing. In addition, it is inevitable that the trace of the cutting engraved on the surface of the molding die during the production of the molding die is transferred to the surface of the resin molded optical member. Although such processing marks are minute irregularities that do not affect the performance of the lens, the above-described optical member inspection apparatus extracts these processing marks together with the optical defect factors such as sink marks and scratches. As a result, accurate inspection could not be performed.
【0005】この場合、検査対象光学部材が球面レンズ
であれば、上述した光学部材検査装置は、ナイフエッジ
の位置を検査対象光学部材の焦点位置から意図的に外す
ことによって、光学的欠陥の抽出感度を落とし、これら
加工痕が光学的欠陥要因として抽出されるのを防止する
ことができる。In this case, if the optical member to be inspected is a spherical lens, the above-described optical member inspection apparatus intentionally removes the position of the knife edge from the focal position of the optical member to be inspected, thereby extracting an optical defect. It is possible to reduce the sensitivity and prevent these processing traces from being extracted as an optical defect factor.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検査対
象光学部材が非球面レンズである場合には、レンズの各
部分に対応する焦点位置がその光軸上に沿って一定範囲
にわたって分布しているので、検査対象光学部材の全体
に対する抽出感度を均等に落とすことはできなかった。
即ち、焦点位置の分布範囲内においては、ナイフエッジ
が何処に配置されようと、検査対象光学部材の何れかの
一部分に対応する焦点位置には合致してしまうので、そ
の一部分における加工痕が抽出されてしまうからであ
る。また、ナイフエッジが焦点位置の分布範囲外に配置
されると、そこから最も遠い焦点位置に対応する部分に
対しては抽出感度が低くなり過ぎてしまうので、本来抽
出すべき光学的欠陥要因を抽出し損なってしまうからで
ある。However, when the optical member to be inspected is an aspherical lens, the focal position corresponding to each part of the lens is distributed over a certain range along the optical axis. However, the extraction sensitivity for the entire optical member to be inspected cannot be reduced uniformly.
That is, within the distribution range of the focal position, no matter where the knife edge is located, it matches the focal position corresponding to any part of the optical member to be inspected. It is because it is done. Further, if the knife edge is located outside the distribution range of the focal position, the extraction sensitivity becomes too low for the portion corresponding to the focal position farthest therefrom. This is because extraction fails.
【0007】このように、ナイフエッジの配置位置を調
整するだけでは、あらゆる種類の光学部材に関してその
加工痕の抽出を防止しつつその光学的欠陥のみを抽出す
ることはできなかった。[0007] As described above, it is not possible to extract only the optical defect while preventing the extraction of the processing trace of all kinds of optical members by merely adjusting the arrangement position of the knife edge.
【0008】そこで、本発明の課題は、以上の問題に鑑
み、検査対象光学部材を撮像することによって得られた
画像に対して画像処理を施すことにより、加工痕に起因
する情報を除去して光学的欠陥に起因する情報のみを抽
出して、この情報に基づいた正確な良否判定を行うこと
ができる光学部材検査装置及び光学部材検査方法を、提
供することである。In view of the above problems, an object of the present invention is to perform image processing on an image obtained by imaging an optical member to be inspected, thereby removing information caused by processing marks. An object of the present invention is to provide an optical member inspection apparatus and an optical member inspection method capable of extracting only information due to an optical defect and performing an accurate quality judgment based on the information.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】各請求項記載の発明は、
上記課題を解決するためになされたものである。請求項
1記載の発明は、光学部材の光学的欠陥を検出する光学
部材検査装置であって、照明光によって照明される拡散
板と、前記光学部材を含む光学系の焦点位置に配置され
るとともに、前記拡散板によって拡散された光を部分的
に透過させるように前記拡散板に接している遮光手段
と、前記光学系を透過した光を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段によって撮像された画像に基づいて、その画
像中の輝度変化量分布を示す輝度変化量分布データを算
出する輝度変化量分布データ算出手段と、この輝度変化
量分布データ算出手段によって算出された輝度変化量分
布データに対して高周波成分を除去する平滑化を行う第
1の平滑化手段と、前記輝度変化量分布データ算出手段
によって算出された輝度変化量分布データに対して低周
波成分を抽出する平滑化を行う第2の平滑化手段と、前
記第1の平滑化手段によって平滑化された輝度変化量分
布データと前記第2の平滑化手段によって平滑化された
輝度変化量分布データとを比較し、前者が後者よりも所
定量以上上回っている部位のみを抽出する抽出手段とを
備えたことを特徴とする。The invention described in each claim is
It has been made to solve the above problems. The invention according to claim 1 is an optical member inspection device for detecting an optical defect of an optical member, wherein the optical member inspection device is disposed at a focal position of a diffusion plate illuminated by illumination light and an optical system including the optical member. A light-shielding unit that is in contact with the diffusion plate so as to partially transmit light diffused by the diffusion plate; an imaging unit that captures light transmitted through the optical system; and an image captured by the imaging unit. A luminance change amount distribution data calculating means for calculating luminance change amount distribution data indicating a luminance change amount distribution in the image, and a luminance change amount distribution data calculated by the luminance change amount distribution data calculating means. First smoothing means for performing smoothing for removing high-frequency components, and extracting low-frequency components from the luminance variation distribution data calculated by the luminance variation distribution data calculating means. Second smoothing means for performing smoothing, and luminance change amount distribution data smoothed by the first smoothing means and luminance change amount distribution data smoothed by the second smoothing means. And extracting means for extracting only a part in which the former exceeds the latter by a predetermined amount or more.
【0010】光学部材とは、正レンズ及び負レンズ,球
面レンズ及び非球面レンズ,ガラス成形レンズ及び樹脂
成形レンズを含む。光学部材の光学的欠陥とは、屈折率
や屈折力の部分的異常や光学部材の表面の欠陥を言う。
屈折率や屈折力の異常としては、樹脂成形の光学部材に
おけるヒケやジェッティングやフローマーク,ガラスか
らなる光学部材における面加工の不良,等が例示され
る。また、光学部材の表面の欠陥としては、表面のキズ
や汚れやゴミ,等が列挙される。但し、加工痕のように
光学的性能に影響を及ぼさない微細な凸凹は、ここで言
う光学的欠陥からは除外される。The optical member includes a positive lens and a negative lens, a spherical lens and an aspherical lens, a glass molded lens and a resin molded lens. The optical defect of the optical member refers to a partial abnormality of the refractive index or the refractive power or a defect on the surface of the optical member.
Examples of abnormalities in the refractive index and the refractive power include sink marks, jetting, and flow marks in resin-molded optical members, and poor surface processing in optical members made of glass. The surface defects of the optical member include surface scratches, dirt, dust, and the like. However, fine irregularities that do not affect optical performance, such as processing marks, are excluded from the optical defects referred to herein.
【0011】拡散板は、背後から照明される透光部材で
あっても良いし、表面側から照明される反射部材であっ
ても良い。遮光手段は、拡散板の表面に直接印刷された
遮光パターンであっても良いし、板状の不透明部材を適
宜切り出して拡散板に貼り付けたものであっても良い
し、拡散板とは別個の透明部材表面上に遮光パターンを
印刷したものであっても良い。この遮光手段における光
を部分的に透過させる部分と遮光させる部分との境界線
は、直線状であっても良いし、曲線状であっても良い。
また、境界線は一本のみであっても良いし、縞状に複数
本あっても良い。さらに、境界線は、複数の方向を向い
ていても良い。この遮光手段は、境界線が複数の方向を
向いている場合には固定されていても良いが、境界線が
一本のみの場合又は境界線が全て同じ方向を向いている
場合にはこの境界線に接する回転軸を中心に回転するこ
とが望ましい。なお、遮光手段が回転する際、拡散板が
一体に回転しても良いし、拡散板が固定された状態で遮
光手段のみが回転しても良い。The diffusion plate may be a translucent member illuminated from behind or a reflective member illuminated from the front side. The light-shielding means may be a light-shielding pattern directly printed on the surface of the diffusion plate, a plate-shaped opaque member may be appropriately cut out and attached to the diffusion plate, or may be separate from the diffusion plate. The light shielding pattern may be printed on the surface of the transparent member. The boundary line between the part that partially transmits light and the part that shields the light in the light shielding means may be a straight line or a curved line.
In addition, only one boundary line may be provided, or a plurality of stripe lines may be provided. Further, the boundaries may be oriented in multiple directions. This light-shielding means may be fixed when the boundary line is directed to a plurality of directions, but when only one boundary line is present or when all the boundary lines are directed to the same direction, It is desirable to rotate about a rotation axis that is tangent to the line. When the light shielding means rotates, the diffusion plate may rotate integrally, or only the light shielding means may rotate with the diffusion plate fixed.
【0012】「光学部材を含む光学系」とは、正レンズ
である光学部材そのもの,若しくは、負レンズである光
学部材を含む正レンズ群のことである。この光学系の全
体としての焦点位置が遮光手段の位置に一致するよう
に、各部材が配置される。The “optical system including an optical member” refers to the optical member itself as a positive lens or a positive lens group including an optical member as a negative lens. Each member is arranged such that the focal position of the entire optical system coincides with the position of the light shielding means.
【0013】輝度変化量分布データは、撮像手段によっ
て撮像された画像に対して微分処理を施すことによって
算出されても良いし、所定距離だけ離れた画素同士の差
分に基づいて算出されても良い。[0013] The luminance variation distribution data may be calculated by differentiating the image captured by the imaging means, or may be calculated based on the difference between pixels separated by a predetermined distance. .
【0014】第1平滑化手段による平滑化において除去
される高周波成分の周波数は、光学部材の表面に生じた
加工痕に起因する成分の周波数以下且つ光学的欠陥に起
因する成分の周波数よりも高く設定される。また、第2
平滑化手段による平滑化において抽出される低周波成分
の周波数は、光学部材の表面の形状に起因する成分の周
波数以上且つ光学的欠陥に起因する成分の周波数よりも
低く設定される。これら各平滑化手段は、平滑化のため
の演算を実行するプロセッサであっても良いが、フィル
タ回路として構成されても良い。The frequency of the high-frequency component removed in the smoothing by the first smoothing means is equal to or lower than the frequency of a component caused by a processing mark formed on the surface of the optical member and higher than the frequency of a component caused by an optical defect. Is set. Also, the second
The frequency of the low frequency component extracted in the smoothing by the smoothing means is set to be equal to or higher than the frequency of the component caused by the shape of the surface of the optical member and lower than the frequency of the component caused by the optical defect. Each of these smoothing units may be a processor that executes an operation for smoothing, or may be configured as a filter circuit.
【0015】抽出手段は、前記第1の平滑化手段によっ
て平滑化された輝度変化量分布データと前記第2の平滑
化手段によって平滑化された輝度変化量分布データとを
直接比較して前者が後者よりも所定量上回っている部分
を探しても良いが、前記第2の平滑化手段によって平滑
化された輝度変化量分布データを予めこの所定量だけシ
フトした後に、このようにシフトされた輝度変化量分布
データと前記第1の平滑化手段によって平滑化された輝
度変化量分布データとをと比較しても良い。The extracting means directly compares the luminance variation distribution data smoothed by the first smoothing means with the luminance variation distribution data smoothed by the second smoothing means, and determines whether the former is the latter. A portion that exceeds the latter by a predetermined amount may be searched for. However, the luminance change amount distribution data smoothed by the second smoothing means is shifted in advance by this predetermined amount, and then the luminance thus shifted is shifted. The change amount distribution data may be compared with the luminance change amount distribution data smoothed by the first smoothing means.
【0016】請求項2記載の発明は、請求項1の遮光部
材が、直線状の境界線によって夫々分けられた前記光を
部分的に透過させる部分と前記光を部分的に遮光する部
分とからなることで、特定したものである。According to a second aspect of the present invention, the light-shielding member of the first aspect includes a portion that partially transmits the light and a portion that partially shields the light, each of which is divided by a linear boundary line. That is what we have identified.
【0017】請求項3記載の発明は、請求項2におい
て、前記遮光手段を前記拡散板との接触面の面内におい
て前記直線状の境界線に接する回転軸を中心に回転させ
る回転手段を更に備えたことで、特定したものである。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, there is further provided a rotating means for rotating the light shielding means about a rotation axis in contact with the linear boundary in a plane of a contact surface with the diffusion plate. By having prepared, it is specified.
【0018】請求項4記載の発明は、請求項3の光学部
材を含む光学系の光軸が、前記遮光部材の回転軸と一致
していることで、特定したものである。請求項5記載の
発明は、請求項4の撮像手段が、前記回転手段により回
転させられた前記遮光部材の各回転位置において前記撮
像を行うとともに、前記遮光手段が一回転する間に前記
撮像手段によって撮像された各画像に基づいて前記輝度
変化量分布データ算出手段が夫々算出した複数の輝度変
化量分布データを、前記各平滑化に先立って相互に合成
する合成手段を更に備えたことで、特定したものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, the optical axis of the optical system including the optical member according to the third aspect is specified by being coincident with the rotation axis of the light shielding member. According to a fifth aspect of the present invention, the imaging means of the fourth aspect performs the imaging at each rotation position of the light shielding member rotated by the rotating means, and the imaging means during one rotation of the light shielding means. A plurality of brightness change amount distribution data respectively calculated by the brightness change amount distribution data calculating means based on each image captured by the image forming apparatus, further comprising a synthesizing means for synthesizing each other prior to each of the smoothing, It is specified.
【0019】請求項6記載の発明は、請求項1又は5記
載の輝度変化量分布データ算出手段が、前記撮像装置に
よって撮像された画像を多数の画素に分け、隣接する各
画素の輝度同士を順次比較して微分処理し、この微分処
理の結果得られたデータを前記輝度変化量分布データと
することで、特定したものである。According to a sixth aspect of the present invention, the luminance variation distribution data calculating means according to the first or fifth aspect divides an image taken by the image pickup device into a number of pixels and compares the luminance of each adjacent pixel with each other. The differential processing is performed by successive comparison, and the data obtained as a result of the differential processing is specified as the luminance variation distribution data.
【0020】請求項7記載の発明は、請求項1の抽出手
段が、前記第2の平滑化手段によって平滑化された輝度
変化量分布データ全体を、輝度変化量が大きいことを示
す方へシフトさせるシフト手段と、このシフト手段によ
ってシフトされた輝度変化量分布データと前記第2の平
滑化手段によって平滑化された輝度変化量分布データと
を比較する比較手段とを有することで、特定したもので
ある。According to a seventh aspect of the present invention, the extracting means of the first aspect shifts the entire luminance variation distribution data smoothed by the second smoothing means to a direction indicating that the luminance variation is large. And a comparing means for comparing the luminance variation distribution data shifted by the shifting means with the luminance variation distribution data smoothed by the second smoothing means. It is.
【0021】請求項8記載の発明は、請求項1の数値化
手段が、前記光学部材の前記抽出手段によって抽出され
た部位の面積を計って前記数値とすることで、特定した
ものである。According to an eighth aspect of the present invention, the numerical means of the first aspect specifies the area by extracting the area of the part of the optical member extracted by the extracting means and defining the numerical value as the numerical value.
【0022】請求項9記載の発明は、請求項1におい
て、前記抽出手段によって抽出された部位を数値化する
数値化手段と、この数値化手段によって数値化された数
値が所定の判定基準値を超えたか否かを判定する判定手
段とを更に備えたことで、特定したものである。According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect, a numerical value digitizing means for digitizing the part extracted by the extracting means, and a numerical value digitized by the numerical value digitizing means determines a predetermined judgment reference value. The determination is further provided by a determination means for determining whether or not the value has been exceeded.
【0023】請求項10記載の発明は、光学部材の光学
的欠陥を検出する光学部材検査方法であって、拡散板か
ら発散され、遮光手段によってその一部が遮光され、そ
の焦点位置が前記遮光手段の位置と略一致するように配
置された前記光学部材を含む光学系を透過した光を撮像
し、この撮像によって得られた画像に基づいて、その画
像中の輝度変化量分布を示す輝度変化量分布データを算
出し、算出された輝度変化量分布データに対して高周波
ノイズを除去する第1の平滑化を行い、前記算出された
輝度変化量分布データに対して低周波成分を抽出する第
2の平滑化を行い、前記第1の平滑化がなされた輝度変
化量分布データと前記第2の平滑化がなされた輝度変化
量分布データとを比較し、前者が後者よりも所定量以上
上回っている部位のみを抽出することで、特定したもの
である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical member inspection method for detecting an optical defect of an optical member, wherein the light is diverged from a diffusion plate, a part of the light is shielded by light shielding means, and a focal position of the light is adjusted. The image pickup device picks up light transmitted through an optical system including the optical member disposed so as to substantially coincide with the position of the means, and, based on an image obtained by the image pickup, shows a luminance change amount distribution in the image. Calculating the amount distribution data, performing first smoothing for removing high frequency noise on the calculated luminance change amount distribution data, and extracting a low frequency component from the calculated luminance change amount distribution data. 2, and compares the first smoothed luminance change amount distribution data with the second smoothed luminance change amount distribution data, and finds that the former exceeds the latter by a predetermined amount or more than the latter. Part By extracting the body, are those identified.
【0024】請求項11記載の発明は、請求項10にお
いて、前記抽出された部位を数値化し、数値化された数
値が所定の判定基準値を超えたか否かを判定すること
で、特定したものである。According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the extracted portion is specified by digitizing and determining whether or not the digitized numerical value exceeds a predetermined determination reference value. It is.
【0025】請求項12記載の発明は、請求項1におけ
る第1の平滑化手段が、前記輝度変化量分布データ算出
手段によって算出された輝度変化量分布データから、光
学部材表面の加工痕に対応する空間周波数以上の高周波
成分を除去し、第2の平滑化手段が、前記輝度変化量分
布データ算出手段によって算出された輝度変化量分布デ
ータから、光学部材の表面形状に対応する空間周波数以
下の低周波成分のみを抽出することで、特定したもので
ある。According to a twelfth aspect of the present invention, the first smoothing means according to the first aspect is adapted to correspond to processing marks on the surface of the optical member from the luminance variation distribution data calculated by the luminance variation distribution data calculating means. The second smoothing means removes high-frequency components equal to or higher than the spatial frequency corresponding to the surface shape of the optical member from the luminance change distribution data calculated by the luminance change distribution data calculating means. It is specified by extracting only low frequency components.
【0026】[0026]
【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全体構成>図1は、本発明による
光学部材検査装置の実施の形態を示す概略構成図であ
る。図1に示すように、光学部材検査装置を構成する照
明ユニット4と撮像装置7とは、同一の装置光軸l上
に、互いに向き合って配置されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Overall Configuration of Optical Member Inspection Apparatus> FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an optical member inspection apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the illumination unit 4 and the imaging device 7 that constitute the optical member inspection device are arranged on the same device optical axis l so as to face each other.
【0027】この撮像手段としての撮像装置7は、全体
として正レンズ系である撮像レンズ8と、この撮像レン
ズ8によって収束された光による像を撮像するCCDエ
リアセンサからなる撮像素子9とから、構成されてい
る。この撮像素子9によって撮像された画像は、表示装
置10及び画像処理部14に入力される。An image pickup device 7 as an image pickup means includes an image pickup lens 8 which is a positive lens system as a whole, and an image pickup device 9 comprising a CCD area sensor for picking up an image formed by light converged by the image pickup lens 8. It is configured. The image captured by the imaging device 9 is input to the display device 10 and the image processing unit 14.
【0028】表示装置10は、この光学部材検査装置の
初期調整時(即ち、後述する照明ユニット4の位置調整
時)に用いられる画像表示装置である。画像処理部14
は、検査対象光学部材Aが良品であるか不良品であるか
の判定を行うプロセッサであり、第1乃至第4のメモリ
14a〜14dを内蔵している。そして、画像処理部1
4は、撮像素子9から入力された画像データに対して所
定の画像処理を行い、検査対象光学部材Aの光学的欠陥
の程度を数値化するとともに、この数値を一定の判定基
準値(許容値)と比較し、この数値が判定基準値内に収
まっているか超えているかの判定を行う。即ち、この画
像処理部14は、第1の平滑化手段,第2の平滑化手
段,抽出手段(シフト手段,比較手段),数値化手段,
判定手段,及び合成手段に相当する。この画像処理部1
4は、また、上述した判定処理を行うのに伴い、ナイフ
エッジ回転制御部15に対してモータ13の回転指示を
行う。The display device 10 is an image display device used at the time of initial adjustment of the optical member inspection device (that is, at the time of adjusting the position of the illumination unit 4 described later). Image processing unit 14
Is a processor that determines whether the inspection target optical member A is a good product or a defective product, and includes first to fourth memories 14a to 14d. And the image processing unit 1
4 performs predetermined image processing on the image data input from the image sensor 9, quantifies the degree of the optical defect of the inspection target optical member A, and sets this numerical value to a predetermined determination reference value (allowable value). ) To determine whether this numerical value falls within or exceeds the determination reference value. That is, the image processing unit 14 includes a first smoothing unit, a second smoothing unit, an extracting unit (shifting unit, comparing unit), a digitizing unit,
It corresponds to the judgment means and the synthesis means. This image processing unit 1
4 also instructs the knife edge rotation control unit 15 to rotate the motor 13 in conjunction with performing the above-described determination processing.
【0029】ナイフエッジ回転制御部15は、画像処理
部14からの回転指示に従い、モータ13を回転させ
る。一方、照明ユニット4は、全体として、装置光軸l
上を撮像装置7に向けて進退移動することができる。こ
の照明ユニット4の内部には、その中心を装置光軸lと
同軸にした円盤状の拡散板5が、装置光軸lに直交する
面内において装置光軸lを中心に回転自在に保持されて
いる。この拡散板5の撮像装置7側の面には、遮光手段
としての遮光板6が一体に貼り付けられている。この遮
光板6は、斜視図である図2に示すように、不透明部材
からなる半円形の板であり、拡散板5の中心を通る径方
向の直線を弦(ナイフエッジ)6aとするとともに、拡
散板5と同一半径の円弧を有している。このような構成
を備えた結果、拡散板5によって拡散された光は、この
遮光板6により部分的に遮光されるとともに、遮光板6
に覆われていない部分により部分的に透過される。The knife edge rotation control unit 15 rotates the motor 13 in accordance with a rotation instruction from the image processing unit 14. On the other hand, the illumination unit 4 as a whole
It can move forward and backward toward the imaging device 7. Inside the illumination unit 4, a disk-shaped diffuser plate 5 whose center is coaxial with the device optical axis 1 is held rotatably about the device optical axis 1 in a plane orthogonal to the device optical axis l. ing. A light shielding plate 6 as light shielding means is integrally attached to a surface of the diffusion plate 5 on the side of the imaging device 7. As shown in FIG. 2 which is a perspective view, the light shielding plate 6 is a semicircular plate made of an opaque member, and a radial straight line passing through the center of the diffusion plate 5 is defined as a chord (knife edge) 6a. It has an arc of the same radius as the diffusion plate 5. As a result of such a configuration, the light diffused by the diffusion plate 5 is partially shielded by the light shielding plate 6 and
Partially transmitted by the portion not covered by the
【0030】拡散板5の周縁部には、この拡散板5と同
軸の環状ギア11が固着されている。この環状ギア11
は、ピニオンギア12と噛合しており、このピニオンギ
ア12は、照明ユニット4内に固定されているモータ1
3の回転軸に取り付けられている。従って、モータ13
がナイフエッジ回転制御部15によって回転駆動される
と、遮光板6及び拡散板5は、両ギア12,11を介し
て回転駆動を受け、図2に示すように、装置光軸lに直
交する面内(即ち、拡散板5と遮光板6との接触面の面
内)において回転駆動される。なお、この場合の回転方
向は、図2に示すように、撮像装置7側から見て時計方
向である。この回転の結果、遮光板6のナイフエッジ
(弦)6aも、装置光軸lを中心に回転することにな
る。即ち、これら画像処理部14,ナイフエッジ回転制
御部15,モータ13,及びギア11,12により、回
転手段が構成される。An annular gear 11 coaxial with the diffusion plate 5 is fixed to the periphery of the diffusion plate 5. This annular gear 11
Are engaged with a pinion gear 12, and the pinion gear 12 is connected to the motor 1 fixed in the lighting unit 4.
3 is attached to the rotating shaft. Therefore, the motor 13
Is rotated by the knife edge rotation control unit 15, the light shielding plate 6 and the diffusion plate 5 are rotationally driven via both gears 12 and 11, and are orthogonal to the apparatus optical axis l as shown in FIG. It is rotationally driven in the plane (that is, in the plane of the contact surface between the diffusion plate 5 and the light shielding plate 6). The rotation direction in this case is clockwise as viewed from the imaging device 7 side, as shown in FIG. As a result of this rotation, the knife edge (chord) 6a of the light shielding plate 6 also rotates about the device optical axis l. That is, the image processing unit 14, the knife edge rotation control unit 15, the motor 13, and the gears 11 and 12 constitute a rotation unit.
【0031】拡散板5の裏面側において、照明ユニット
4には、光ファイバー束3の先端3aが固着されてい
る。この光ファイバー束3の基端3bには、照明ランプ
1と集光レンズ2とからなる光源装置が配置されてい
る。そして、照明ランプ1から出射された照明光が、集
光レンズ2によって集光されて、その基端3bからこの
光ファイバー束3内に入射される。この照明光は、光フ
ァイバー束3内を伝送され、その先端3aから拡散板5
に向けて照射される。即ち、遮光板6のナイフエッジ6
aが背後から照明されるのである。なお、光ファイバー
束3の長さは、照明ユニット4の移動可能距離よりも十
分長くとってある。従って、照明ユニット4が移動して
も、この光ファイバー束3が追従して、常に遮光板6の
ナイフエッジ6aを照明することができる。On the back surface side of the diffusion plate 5, the front end 3a of the optical fiber bundle 3 is fixed to the illumination unit 4. At the base end 3b of the optical fiber bundle 3, a light source device including an illumination lamp 1 and a condenser lens 2 is arranged. Then, the illumination light emitted from the illumination lamp 1 is condensed by the condenser lens 2 and enters the optical fiber bundle 3 from the base end 3b. This illumination light is transmitted through the optical fiber bundle 3, and the diffuser 5
Irradiated toward That is, the knife edge 6 of the light shielding plate 6
a is illuminated from behind. Note that the length of the optical fiber bundle 3 is set sufficiently longer than the movable distance of the illumination unit 4. Therefore, even if the illumination unit 4 moves, the optical fiber bundle 3 follows and can always illuminate the knife edge 6a of the light shielding plate 6.
【0032】検査対象光学部材Aは、装置光軸lと同軸
に、撮像装置7と照明ユニット4との間に配置される。
具体的に説明すると、図1に示すように検査対象光学部
材Aが正レンズである場合には、その焦点位置が遮光板
6のナイフエッジ6aの装置光軸l上の位置と一致する
位置に、検査対象光学部材A(光学部材を含む光学系)
が配置される。また、検査対象光学部材Aが負レンズで
ある場合には、検査対象光学部材Aと照明ユニット4と
の間に、この検査対象光学部材Aよりも絶対値において
大きい正のパワーを有する補正レンズが配置される。こ
の検査対象光学部材(負レンズ)A及び補正レンズ(正
レンズ)からなるレンズ群(光学部材を含む光学系)
は、全体として正のパワーを持つレンズ群であり、その
合成焦点位置が遮光板6のナイフエッジ6aの装置光軸
l上の位置と一致するように、その検査対象光学部材
(負レンズ)A及び補正レンズ(正レンズ)が夫々配置
される。 <光学的欠陥表示の原理>以上のように検査対象光学部
材A(及び補正レンズ)が配置されると、拡散板5から
発散して検査対象光学部材Aを透過した照明光は、この
検査対象光学部材Aが良品である限り、平行光となる。
従って、撮像装置7側から見ると、遮光板6のナイフエ
ッジ6aが無限遠上に位置しているのと等価になる。The optical member A to be inspected is disposed between the imaging device 7 and the illumination unit 4 coaxially with the optical axis l of the device.
More specifically, when the optical member A to be inspected is a positive lens as shown in FIG. 1, the focal position of the optical member A coincides with the position of the knife edge 6a of the light shielding plate 6 on the device optical axis l. , Inspection target optical member A (optical system including optical member)
Is arranged. When the inspection target optical member A is a negative lens, a correction lens having a larger positive power than the inspection target optical member A in absolute value is provided between the inspection target optical member A and the illumination unit 4. Be placed. A lens group (an optical system including an optical member) including the inspection target optical member (negative lens) A and the correction lens (positive lens)
Is a lens group having a positive power as a whole, and the optical member (negative lens) A to be inspected has its composite focal point position coincident with the position of the knife edge 6a of the light shielding plate 6 on the device optical axis l. And a correction lens (positive lens). <Principle of Optical Defect Display> When the inspection target optical member A (and the correction lens) is arranged as described above, the illumination light diverging from the diffusion plate 5 and passing through the inspection target optical member A is As long as the optical member A is a good product, the light becomes parallel light.
Therefore, when viewed from the imaging device 7 side, this is equivalent to the knife edge 6a of the light shielding plate 6 being located at infinity.
【0033】ところで、仮に、検査対象光学部材Aの焦
点位置(又は、検査対象光学部材Aと補正レンズとから
なる光学系の合成焦点位置,以下同様とする)がナイフ
エッジ6aの装置光軸l上の位置よりも撮像装置7側に
ずれると、検査対象光学部材Aと撮像装置7の撮像レン
ズ8との間の空間に、ナイフエッジ6aの倒立像(実
像)が形成される。このナイフエッジ6aの倒立像(実
像)は、撮像レンズ8によってリレーされ、撮像レンズ
8の撮像素子9側の空間に、ナイフエッジ6aの正立像
(実像)が形成される。逆に、検査対象光学部材Aの焦
点位置がナイフエッジ6aの装置光軸l上の位置よりも
光ファイバー束3側にずれると、遮光板6の光ファイバ
ー束3側の空間に、ナイフエッジ6aの正立像(虚像)
が形成される。このナイフエッジ6aの正立像(虚像)
は、撮像レンズ8によってリレーされ、撮像レンズ8の
撮像素子9側の空間に、ナイフエッジ6aの倒立像(実
像)が形成される。即ち、検査対象光学部材Aの焦点位
置とは、この位置に存在する物体(ナイフエッジ6a)
の像が、撮像レンズ8の撮像素子9側の空間において正
立像として結像されるか倒立像として結像されるかの境
界点であり、光学的に不安定な状態となる位置である。By the way, if the focal position of the optical member A to be inspected (or the combined focal position of the optical system composed of the optical member A to be inspected and the correction lens, hereinafter the same), the optical axis l of the knife edge 6a If it is shifted to the imaging device 7 side from the upper position, an inverted image (real image) of the knife edge 6a is formed in the space between the inspection target optical member A and the imaging lens 8 of the imaging device 7. The inverted image (real image) of the knife edge 6a is relayed by the imaging lens 8, and an upright image (real image) of the knife edge 6a is formed in a space on the imaging element 9 side of the imaging lens 8. Conversely, when the focal position of the inspection target optical member A is shifted toward the optical fiber bundle 3 from the position of the knife edge 6a on the apparatus optical axis l, the space of the light shielding plate 6 on the side of the optical fiber bundle 3 causes the knife edge 6a to move forward. Standing image (virtual image)
Is formed. An upright image (virtual image) of this knife edge 6a
Is relayed by the imaging lens 8, and an inverted image (real image) of the knife edge 6a is formed in the space on the imaging element 9 side of the imaging lens 8. That is, the focal position of the inspection target optical member A is the object (knife edge 6a) existing at this position.
Is a boundary point between an image formed as an erect image and an image formed as an inverted image in the space on the image sensor 9 side of the image pickup lens 8, and is a position where it is in an optically unstable state.
【0034】なお、検査対象光学部材Aと撮像レンズ8
との間隔は、検査対象光学部材Aの焦点位置がナイフエ
ッジ6aの装置光軸l上の位置よりも撮像装置7側に僅
かにずれただけであってもそれらの間(正確には、両者
の焦点位置同士の間)にナイフエッジ6aの倒立像(実
像)が形成されるように、可能な限り長くとってある。
また、撮像素子9は、撮像レンズ8によって正立像が形
成されても倒立像が形成されてもこれらの像をある程度
明瞭に撮像できるように、正立像の形成位置(平均位
置)と倒立像の形成位置(平均位置)との中間点に配置
される。この位置とは、撮像レンズ8に関して検査対象
光学部材Aの表面と光学的に等価な位置である。The optical member A to be inspected and the imaging lens 8
Can be determined even if the focal position of the optical member A to be inspected is slightly shifted toward the imaging device 7 from the position of the knife edge 6a on the optical axis l of the device (to be exact, both positions). Are set as long as possible so that an inverted image (real image) of the knife edge 6a is formed between the focal positions of the knife edge 6a.
Further, the image pickup element 9 and the image formation position (average position) of the upright image and the upright image are formed so that these images can be captured to some extent clearly even if an upright image is formed or an inverted image is formed by the imaging lens 8. It is arranged at an intermediate point with the formation position (average position). This position is a position optically equivalent to the surface of the inspection target optical member A with respect to the imaging lens 8.
【0035】従って、撮像素子9上には、常に、検査対
象光学部材Aの外縁の実像(倒立像)αが結像されると
ともに、この検査対象光学部材の外縁の実像αの周囲に
は、検査対象光学部材Aを通さずに直接見えるナイフエ
ッジ6aの実像(倒立像)がややぼけて結像される(図
4(a)〜(e)参照)。Therefore, a real image (inverted image) α of the outer edge of the optical member A to be inspected is always formed on the image sensor 9, and the real image α of the outer edge of the optical member to be inspected is The real image (inverted image) of the knife edge 6a that is directly visible without passing through the inspection target optical member A is slightly blurred (see FIGS. 4A to 4E).
【0036】そして、この検査対象光学部材Aの外縁の
実像αの内側には、検査対象光学部材Aの焦点位置(負
レンズである検査対象光学部材Aと補正レンズとからな
る光学系の合成焦点位置,以下同様とする)がナイフエ
ッジ6aの装置光軸l上での位置よりも撮像装置7側に
ずれている場合には、ナイフエッジ6aの実像(正立
像)が、ややぼけて結像される(図4(d),(e)参
照)。このナイフエッジ6aの実像(正立像)は、焦点
位置のずれ量が少なくなる程ぼけ量が大きくなり(図4
(d)参照)、ずれ量が大きくなる程ぼけ量が少なくな
って明確になる(図4(e)参照)。Further, inside the real image α of the outer edge of the optical member A to be inspected, the focal position of the optical member A to be inspected (the combined focal point of the optical system composed of the optical member A to be inspected as a negative lens and the correction lens). When the position of the knife edge 6a is shifted to the imaging device 7 side from the position of the knife edge 6a on the device optical axis 1, the real image (erect image) of the knife edge 6a is slightly blurred and formed. (See FIGS. 4D and 4E). The real image (erect image) of the knife edge 6a has a larger blur amount as the shift amount of the focal position decreases (FIG. 4).
(See (d)), and the larger the shift amount, the smaller the blur amount and the more clear (see FIG. 4E).
【0037】これとは逆に、検査対象光学部材Aの焦点
位置がナイフエッジ6aの装置光軸l上での位置よりも
光ファイバー束3側にずれている場合には、検査対象光
学部材Aの外縁の実像αの内側には、ナイフエッジ6a
の実像(倒立像)が、ややぼけて結像される(図4
(b),(a)参照)。ナイフエッジ6aの実像(倒立
像)は、焦点位置のずれ量が少なくなる程ぼけ量が大き
くなり(図4(b)参照)、ずれ量が大きくなる程ぼけ
量が少なくなって明確になる(図4(a)参照)。On the contrary, when the focus position of the optical member A to be inspected is shifted toward the optical fiber bundle 3 from the position of the knife edge 6a on the optical axis 1 of the apparatus, the optical member A to be inspected is Inside the real image α of the outer edge, a knife edge 6a
The real image (inverted image) is slightly blurred (FIG. 4).
(See (b) and (a)). The real image (inverted image) of the knife edge 6a becomes larger as the shift amount of the focal position decreases (see FIG. 4B), and becomes clearer as the shift amount increases, as the blur amount decreases. FIG. 4 (a)).
【0038】また、検査対象光学部材Aの焦点位置がナ
イフエッジ6aの装置光軸l上での位置と一致すると、
検査対象光学部材Aの外縁の実像αの内側におけるぼけ
量が最大となり、全体に均一な明度で光線が照射される
ようになる(図4(c)参照)。When the focal position of the optical member A to be inspected coincides with the position of the knife edge 6a on the optical axis l of the apparatus,
The amount of blur inside the real image α of the outer edge of the inspection target optical member A is maximized, and light rays are irradiated with uniform brightness as a whole (see FIG. 4C).
【0039】表示装置10及び画像処理部14に入力さ
れる画像データ中において、検査対象光学部材Aの外縁
αの内側部分は、検査対象光学部材Aの焦点位置が拡散
板5の表面の位置と一致した時には、検査対象光学部材
Aに光学的欠陥がない限り、ナイフエッジ6aの黒色部
分(照明光が遮られている部分)と白色部分(照明光が
透過する部分)とが完全に混合して、均一濃度の灰色の
平面として表示される(球面レンズの場合)。なお、検
査対象光学部材Aとして非球面レンズを検査する場合に
は、焦点位置が一点のみではなく緩やかに変化している
ので、穏やかに(低い空間周波数で)輝度が変化してい
る画像となる。In the image data input to the display device 10 and the image processing unit 14, the inner portion of the outer edge α of the optical member A to be inspected is such that the focal position of the optical member A to be inspected is the same as the position of the surface of the diffuser plate 5. When they match, the black part (the part where the illumination light is blocked) and the white part (the part where the illumination light is transmitted) of the knife edge 6a are completely mixed unless the optical member A to be inspected has an optical defect. Is displayed as a gray plane with uniform density (for a spherical lens). When an aspherical lens is inspected as the optical member A to be inspected, since the focal position changes not only at one point but gently, an image in which the luminance changes gently (at a low spatial frequency) is obtained. .
【0040】これに対して、検査対象光学部材A内に屈
折率異常が生じている部分や表面の形状欠陥によって屈
折力異常が生じている部分がある場合には、その異常部
分のみ、正常な部分の焦点距離と異なる焦点距離を有す
ることと等価になっている。従って、図5に示すよう
に、その異常部分にだけ、ナイフエッジの像γが現れ
る。この異常部分の屈折率(屈折力)異常の程度(焦点
距離のずれ量)は、ナイフエッジの像γの現れ方に反映
される。即ち、ナイフエッジの像の濃淡が明確に現れれ
ば現れるほど、屈折率(屈折力)異常の程度(焦点距離
のずれ量)が大きくなる。On the other hand, when there is a portion in the optical member A to be inspected having an abnormal refractive index or a portion having an abnormal refractive power due to a surface shape defect, only the abnormal portion is normal. This is equivalent to having a focal length different from the focal length of the part. Therefore, as shown in FIG. 5, the knife edge image γ appears only in the abnormal portion. The degree of the refractive index (refractive power) abnormality (focal length shift amount) of the abnormal portion is reflected in the appearance of the knife edge image γ. That is, the more clearly the shading of the image of the knife edge appears, the greater the degree of the refractive index (refractive power) abnormality (deviation of the focal length) becomes.
【0041】一方、検査対象光学部材Aの表面にゴミが
付着していたりキズがついている場合には、これらゴミ
やキズは、照明ユニット4からの照明光を拡散させる。
このようにしてゴミ又はキズによって拡散された照明光
のうち、撮像装置7の撮像レンズ8に入射した光は、こ
の撮像レンズ8によって収束されて、これらゴミ又はキ
ズの像を撮像素子9上に結ぶ。On the other hand, if dust adheres or is scratched on the surface of the optical member A to be inspected, the dust or scratch diffuses the illumination light from the illumination unit 4.
Of the illumination light diffused by dust or scratches in this manner, light incident on the imaging lens 8 of the imaging device 7 is converged by the imaging lens 8 and an image of these dusts or scratches is placed on the image sensor 9. tie.
【0042】このようにして撮像装置7によって撮像さ
れた画像データは、一旦画像処理部14の第1メモリ1
4aに格納された後に、微分処理によって輝度変化量の
分布を示す画像データ(輝度変化量分布データ)に変換
されて、第2メモリ14bへ移される。そして、ナイフ
エッジ6aが一回転するまでに、22.5度回転する毎
に上述の撮像及び微分処理が行われ、その微分結果であ
る画像データが順次第2メモリ14b内に蓄積されて合
成される。The image data picked up by the image pickup device 7 is temporarily stored in the first memory 1 of the image processing unit 14.
After the image data is stored in the memory 4a, the image data is converted into image data (luminance change amount distribution data) indicating the distribution of the luminance change amount by a differentiation process, and is transferred to the second memory 14b. The above-described imaging and differentiation processing is performed every time the knife edge 6a rotates by 22.5 degrees until the knife edge 6a rotates once, and the image data as the differentiation result is sequentially accumulated in the second memory 14b and synthesized. You.
【0043】このように、ナイフエッジ6aを若干量づ
つ回転させて得られた微分後の画像データを蓄積するよ
うにしたのは、次の理由による。即ち、直線状のナイフ
エッジ6aを光路に挿入すると、ナイフエッジ6aの方
向と平行な方向における屈折力(屈折率)異常成分は最
も良く画像データ中に表れるが、ナイフエッジ6aの方
向と直交する方向における屈折力(屈折率)異常成分は
あまり良く表れない。そのため、ナイフエッジ6a自体
を装置光軸lに直交する面内で回転させて、あらゆる方
向における異常成分を全て検出して、同一の画像上に合
成しているのである。また、この結果、次の効果も得ら
れる。即ち、ナイフエッジ6aを停止させた場合の画像
では、図5に示すように、屈折力(屈折率)異常部分の
縁(図5中央の円弧部分)の他にナイフエッジ6aの縁
(図5中央の左右に延びる白黒の境界線)も、濃淡が急
激に変化している箇所として映し出される。このナイフ
エッジ6aの縁は、本来検出が求められている屈折力
(屈折率)異常部分の縁自体ではないので、検出されな
いことが望ましい。そこで、ナイフエッジ6aを回転さ
せると、屈折力(屈折率)異常部分の縁の位置が不動で
あるのに対して、ナイフエッジ6aの縁は回転する。従
って、画像合成処理をすると、屈折力(屈折率)異常部
分の縁が益々強調されるのに対して、ナイフエッジ6a
の縁は屈折力(屈折率)異常部分の閉領域(縁によって
囲まれている部分)内において面状に平均化されるの
で、境界線としては認識されなくなるのである。The reason for accumulating the differentiated image data obtained by slightly rotating the knife edge 6a in this manner is as follows. That is, when the linear knife edge 6a is inserted into the optical path, the refractive power (refractive index) abnormal component in the direction parallel to the direction of the knife edge 6a appears best in the image data, but is orthogonal to the direction of the knife edge 6a. Abnormal component of refractive power (refractive index) in the direction does not appear very well. Therefore, the knife edge 6a itself is rotated in a plane orthogonal to the optical axis l of the apparatus, and all abnormal components in all directions are detected and synthesized on the same image. As a result, the following effects can be obtained. That is, in the image in the case where the knife edge 6a is stopped, as shown in FIG. 5, in addition to the edge of the refractive power (refractive index) abnormal portion (the arc portion at the center in FIG. 5), the edge of the knife edge 6a (FIG. 5). A black-and-white boundary line extending to the left and right of the center) is also displayed as a portion where the shading changes rapidly. Since the edge of the knife edge 6a is not the edge itself of a portion having an abnormal refractive power (refractive index) which is originally required to be detected, it is desirable that the edge is not detected. Therefore, when the knife edge 6a is rotated, the edge of the knife edge 6a rotates while the position of the edge of the portion having an abnormal refractive power (refractive index) does not move. Therefore, when the image synthesis processing is performed, the edge of the abnormal portion of the refractive power (refractive index) is more and more emphasized, whereas the knife edge 6a
Are averaged in a planar manner in a closed region (portion surrounded by the edge) of a portion having an abnormal refractive power (refractive index), so that the edge is not recognized as a boundary line.
【0044】ナイフエッジ6aの一回転後において第2
メモリ14bに格納されている画像データ例を、図6に
示す。この図6の例は、非球面レンズである検査対象光
学部材Aを撮像して得られた画像データであるので、そ
の表面における面パワー(焦点距離)が変化している部
分(中央部分δ,及び径方向における中間部分ε)が、
輝度の高い環状に表されている。但し、この輝度の高い
環状部分よりも細かいピッチで線状に表れている円形縞
ηは、検査対象光学部材A表面に表れた加工痕であると
考えられる。従って、図6の画像データが得られた場合
には、中央部分δと径方向における中間部分εとの間に
表れている粒状の領域θのみが、光学的欠陥要因(薄い
ジェッティング)であるとして抽出される。そして、抽
出された領域θの面積が所定の判定基準値と比較され
て、合否判定がなされるのである。After one rotation of the knife edge 6a, the second
FIG. 6 shows an example of image data stored in the memory 14b. Since the example of FIG. 6 is image data obtained by imaging the optical member A to be inspected, which is an aspherical lens, the portion where the surface power (focal length) on the surface changes (the central portion δ, And the radially intermediate portion ε)
It is represented in a ring with high brightness. However, the circular stripes η appearing linearly at a finer pitch than the high-luminance annular portion are considered to be processing marks appearing on the surface of the optical member A to be inspected. Therefore, when the image data of FIG. 6 is obtained, only the granular region θ appearing between the central portion δ and the radially intermediate portion ε is a factor of optical defect (thin jetting). Is extracted as Then, the area of the extracted region θ is compared with a predetermined determination reference value, and a pass / fail determination is made.
【0045】なお、図6に示されている横軸は、撮像装
置7によって撮像されるフィールドの中心位置を通って
X方向(水平方向)に伸びるX方向中心軸を示し、縦軸
は、フィールドの中心位置を通ってY方向(垂直方向)
に伸びるY方向中心軸を示す。 <加工痕除去及び光学的欠陥要因抽出の原理>次に、上
述のような微分処理及び合成処理がなされた画像データ
(図6参照)に基づいて加工痕のみを除去して光学的欠
陥要因のみを抽出するための原理を説明する。The horizontal axis shown in FIG. 6 indicates the X-direction central axis extending in the X direction (horizontal direction) through the center position of the field imaged by the imaging device 7, and the vertical axis indicates the field. Through the center position of the Y direction (vertical direction)
Shows the central axis in the Y direction extending in FIG. <Principle of processing trace removal and extraction of optical defect factor> Next, based on the image data (see FIG. 6) on which the above-described differential processing and synthesis processing have been performed, only the processing trace is removed and only the optical defect factor is removed. The principle for extracting is described.
【0046】図8のは、図6の画像データ中における
X方向中心軸上の輝度分布を示す。同様に、図9の
は、図6の画像データ中におけるY方向中心軸上の輝度
分布を示す。これら各グラフから明らかなように、光学
的欠陥要因として抽出をする必要がない非球面レンズ故
の高輝度部分δ,εは、全体としての空間周波数が低
い。また、光学的欠陥要因として抽出すべきジェティン
グ等に起因する粒状の高輝度部分θは、上記高輝度部分
δ,εよりも空間周波数が高い。また、光学的欠陥要因
として抽出をする必要がない加工痕によるノイズ(以
下、「引き目ノイズ」という)ηは、光学的欠陥要因に
対応する上記高輝度部分θよりも空間周波数が更に高
く、他の要因による高周波ノイズと同程度となっている
(なお、この引き目ノイズηは、X方向よりもY方向に
おいて大きく強調される(振幅が大きくなる)傾向があ
る。)。そして、Y方向においては、引き目ノイズηの
振幅は、ジェティング等に起因する上記粒状の高輝度部
分θの振幅と同程度になる場合もある。FIG. 8 shows a luminance distribution on the central axis in the X direction in the image data of FIG. Similarly, FIG. 9 shows a luminance distribution on the center axis in the Y direction in the image data of FIG. As is clear from these graphs, the high luminance portions δ and ε due to the aspherical lens which need not be extracted as an optical defect factor have a low spatial frequency as a whole. The granular high-luminance portion θ due to jetting or the like to be extracted as an optical defect factor has a higher spatial frequency than the high-luminance portions δ and ε. In addition, noise due to processing marks that do not need to be extracted as an optical defect factor (hereinafter referred to as “drawing noise”) η has a higher spatial frequency than the high luminance portion θ corresponding to the optical defect factor, It is about the same as high-frequency noise due to other factors (note that the pull noise η tends to be emphasized (amplitude increases) more in the Y direction than in the X direction. In the Y direction, the amplitude of the eye-catching noise η may be substantially equal to the amplitude of the granular high-luminance portion θ due to jetting or the like.
【0047】ここで、非球面故の高輝度部分δ,εを光
学的欠陥要因として抽出することなくジェティング等に
起因する粒状高輝度部分θのみを抽出するためには、以
下の手法によって行う。Here, in order to extract only the granular high-luminance portion θ due to jetting or the like without extracting the high-luminance portions δ and ε due to the aspheric surface as factors of optical defects, the following method is used. .
【0048】即ち、先ず、図6の輝度データに対して、
ジェティング等に起因する粒状高輝度部分θの空間周波
数よりも低い空間周波数のみを残すように平滑化を行
う。この平滑化は、コンボリューションサイズ24の移
動平均法によって行われる。That is, first, for the luminance data of FIG.
Smoothing is performed so that only a spatial frequency lower than the spatial frequency of the granular high-luminance portion θ due to jetting or the like is left. This smoothing is performed by the moving average method of convolution size 2 4.
【0049】この移動平均法による平滑化の概略を、以
下に説明する。図7は、画像データを構成する各画素か
らなるデータマトリックス(m×n)を表す。このデー
タマトリックス上において、最初に、縦k個×横k個の
画素からなる領域の輝度平均を算出して、この算出結果
を当該領域の左上隅に位置する画素aの新たな輝度と
し、次に、領域を画素一個分右にずらして新たに輝度平
均を算出して、これを画素aに隣接する画素bの新たな
輝度とするのである。上述したコンボリューションサイ
ズとは、輝度平均算出対象の領域を構成する縦横の画素
数kのことである。従って、図7のデータマトリックス
に対してコンボリューションサイズ24の平滑化を、行
う場合には、先ず、P1〜32・1〜32の256画素の輝度
平均を算出して、画素P11の新たな輝度とし、次に、P
1〜32・2〜33の256画素の輝度平均を算出して、画素
P12の新たな輝度とし、以後、同様の演算を輝度平均算
出対象領域がPmnに達するまで繰り返す。そして、最後
に、画像の中心位置を調整するための補正を行う。この
ような平滑化を行うと、元の画像データから高周波成分
が除去されて輝度分布が平滑化される。そして、この時
除去される高周波成分の周波数の下限値は、コンボリュ
ーションサイズが大きくなる程低くなる。即ち、上述の
コンボリューションサイズ24の場合には、非球面故の
高輝度部分δ,εの空間周波数よりも高い成分が除去さ
れるのである。The outline of smoothing by the moving average method will be described below. FIG. 7 shows a data matrix (m × n) including pixels constituting image data. On this data matrix, first, the average of the luminance of an area consisting of k pixels by k pixels is calculated, and the calculation result is used as the new luminance of the pixel a located at the upper left corner of the area. Then, the area is shifted to the right by one pixel, a new luminance average is calculated, and this is set as the new luminance of the pixel b adjacent to the pixel a. The above-mentioned convolution size is the number k of vertical and horizontal pixels constituting a region to be calculated with the average luminance. Accordingly, the smoothing convolution size 2 4 to the data matrix of Fig. 7, when performing, first, calculates the average luminance of 256 pixels P 1 ~ 32 · 1 ~ 32 , the pixel P 11 New brightness, then P
And calculates the average luminance of 256 pixels 1-32, 2 to 33 as a new brightness of the pixel P 12, thereafter, repeats the same operation until the average luminance calculation target region reaches P mn. Finally, correction for adjusting the center position of the image is performed. When such smoothing is performed, high-frequency components are removed from the original image data, and the luminance distribution is smoothed. Then, the lower limit of the frequency of the high-frequency component removed at this time becomes lower as the convolution size increases. That is, in the case of the above-mentioned convolution size 2 4, the high-intensity part of the aspherical late [delta], is the high component is removed than the spatial frequency of the epsilon.
【0050】図6の輝度データに対してコンボリューシ
ョンサイズ24の平滑化を行った場合におけるX方向中
心軸上の輝度分布を図8のに示し、Y方向中心軸上の
輝度分布を図9のに示す。次に、この平滑化によって
得られた画像データ全体を高輝度ノイズ成分の振幅分よ
りも大きく高輝度方向にシフトすることによって、閾値
データを生成する。この閾値データにおけるX方向中心
軸上の輝度分布を図8のに示し、Y方向中心軸上の輝
度分布を図9のに示す。そして、図6の画像データを
構成する各画素毎に、閾値データ中の対応する位置の画
素よりも輝度が大きいか小さいかを比較し(動的2値
化)、その輝度が閾値データの対応箇所よりも大きい画
素のみを抽出する。これによって、非球面故の低周波成
分に影響されることなく、光学的欠陥要因を抽出するこ
とができるのである(なお、図6の輝度データに対して
それ以上大きなコンボリューションサイズにて平滑化が
行われると、非球面故の高輝度部分δ,εさえもが除去
されてしまうので、動的2値化ができなくなってしま
う。)。[0050] The brightness distribution of the X-direction central axis in case of performing the smoothing convolution size 2 4 for the luminance data of FIG. 6 shows in FIG. 8, FIG luminance distribution on the Y-direction central axis 9 Shown in Next, threshold data is generated by shifting the entire image data obtained by the smoothing in the high-luminance direction more than the amplitude of the high-luminance noise component. FIG. 8 shows a luminance distribution on the central axis in the X direction in this threshold data, and FIG. 9 shows a luminance distribution on the central axis in the Y direction. Then, for each pixel constituting the image data in FIG. 6, whether the luminance is higher or lower than that of the pixel at the corresponding position in the threshold data is compared (dynamic binarization), and the luminance corresponds to the threshold data. Only pixels larger than the location are extracted. As a result, the optical defect factor can be extracted without being affected by the low-frequency component due to the aspherical surface. (Note that the luminance data in FIG. 6 is smoothed with a larger convolution size. Is performed, even the high luminance portions δ and ε due to the aspherical surface are removed, so that dynamic binarization cannot be performed.)
【0051】しかしながら、このような抽出手法による
と、上述したように、ジェッティング等に起因する高輝
度部分θと同振幅の引き目ノイズηが生じた場合には、
引き目ノイズηから区別してジェティング等に起因する
高輝度部分θのみを抽出することはできない。なお、引
き目ノイズηの抽出を避けるために、閾値データを更に
高輝度方向にシフトしてしまうと、ジェティング等に起
因する高輝度部分θ自体が抽出できなくなってしまう。However, according to such an extraction method, as described above, when the eye-catching noise η having the same amplitude as the high-luminance portion θ due to jetting or the like occurs,
It is not possible to extract only the high-luminance portion θ due to jetting or the like in distinction from the eye noise η. If the threshold data is further shifted in the high-luminance direction in order to avoid extraction of the eye noise η, the high-luminance portion θ itself due to jetting or the like cannot be extracted.
【0052】そのため、引き目ノイズη等の高周波ノイ
ズを有効に除去することが必要となる。ここで、着目す
べき事は、加工痕の画像は、光学的欠陥を示す画像より
も空間周波数が高いという特性である。そこで、この特
性を利用して、微分処理及び合成処理がなされた画像デ
ータ(図6参照)そのものに対して、コンボリューショ
ンサイズ24よりも小さいコンボリューションサイズに
て平滑化を行う。Therefore, it is necessary to effectively remove high-frequency noise such as the eye noise η. Here, it should be noted that the image of the processing mark has a higher spatial frequency than the image indicating the optical defect. Therefore, by utilizing this characteristic, the image data differentiation processing and synthesis processing is performed on the (see FIG. 6) itself, performs smoothing by small convolution size than convolution size 2 4.
【0053】図10は、X方向中心軸上における図6の
輝度データの輝度分布,及び、これに対してコンボリ
ューションサイズ21の平滑化がなされた場合における
輝度分布を、座標位置x150〜x380の範囲で示
すグラフである。同様に、図11は、X方向中心軸上に
おける図6の輝度データの輝度分布,及び、これに対
してコンボリューションサイズ22の平滑化がなされた
場合における輝度分布を、座標位置x150〜x38
0の範囲で示すグラフである。同様に、図12は、X方
向中心軸上における図6の輝度データの輝度分布,及
び、これに対してコンボリューションサイズ23の平滑
化がなされた場合における輝度分布を、座標位置x1
50〜x380の範囲で示すグラフである。また、図1
3は、Y方向中心軸上における図6の輝度データの輝度
分布,及び、これに対してコンボリューションサイズ
21の平滑化がなされた場合における輝度分布を、座
標位置y100〜x330の範囲で示すグラフである。
同様に、図14は、Y方向中心軸上における図6の輝度
データの輝度分布,及び、これに対してコンボリュー
ションサイズ22の平滑化がなされた場合における輝度
分布を、座標位置y100〜x330の範囲で示すグ
ラフである。同様に、図15は、Y方向中心軸上におけ
る図6の輝度データの輝度分布,及び、これに対して
コンボリューションサイズ23の平滑化がなされた場合
における輝度分布を、座標位置y100〜x330の
範囲で示すグラフである。これらの各グラフから明らか
なように、コンボリューションサイズが22までであれ
ば、平滑化がなされても、光学的欠陥に起因する高輝度
部分θの振幅は殆ど影響を受けない。但し、コンボリュ
ーションサイズ21の平滑化がなされた場合には、引き
目ノイズηの振幅は半分程度にしか平滑化されない。一
方、コンボリューションサイズ22の平滑化がなされた
場合には、光学的欠陥に起因する高輝度部分θの振幅が
殆ど影響を受けないのに対して、引き目ノイズηはほぼ
完全に除去される。即ち、コンボリューションサイズ2
2の平滑化によると、光学的欠陥に起因する高輝度部分
θの空間周波数よりも高い周波数成分を除去することが
できるのである。[0053] Figure 10 is a luminance distribution of the luminance data of Figure 6 in the X-direction central axis, and a luminance distribution in a case where this smoothing convolution size 2 1 is made to a coordinate position x150~x380 It is a graph shown in the range of. Similarly, FIG. 11, the luminance distribution of the luminance data of Figure 6 in the X-direction central axis, and a luminance distribution in a case where this smoothing convolution size 2 2 has been made to a coordinate position x150~x38
It is a graph shown in the range of 0. Similarly, FIG. 12, the luminance distribution of the luminance data of Figure 6 in the X-direction central axis, and a luminance distribution in a case where this smoothing convolution size 2 3 is made to the coordinate position x1
It is a graph shown in the range of 50-x380. FIG.
3, the luminance distribution of the luminance data of Figure 6 on the Y-direction central axis, and a luminance distribution in a case where this smoothing convolution size 2 1 is made to show a range of coordinate positions y100~x330 It is a graph.
Similarly, FIG. 14, the luminance distribution of the luminance data of Figure 6 on the Y-direction central axis, and a luminance distribution in a case where this smoothing convolution size 2 2 has been made to a coordinate position y100~x330 It is a graph shown in the range of. Similarly, FIG. 15, the luminance distribution of the luminance data of Figure 6 on the Y-direction central axis, and a luminance distribution in a case where this smoothing convolution size 2 3 is made to a coordinate position y100~x330 It is a graph shown in the range of. These As is apparent from the respective graphs, if up to convolution size 2 2, even if the smoothing is performed, the amplitude of the high-intensity part θ due to the optical defects are hardly affected. However, if the smoothing convolution size 2 1 has been performed, the amplitude of the kerf noise η is not smoothed only about half. On the other hand, if the smoothing convolution size 2 2 is made, whereas the amplitude of the high luminance portion θ due to the optical defects are hardly affected, kerf noise η is almost completely removed You. That is, convolution size 2
According to the smoothing of 2 , it is possible to remove a frequency component higher than the spatial frequency of the high luminance portion θ due to an optical defect.
【0054】従って、X方向中心軸上の輝度分布を示す
図16及びY方向中心軸上の輝度分布を示す図17に示
されるように、微分処理及び合成処理がなされた画像デ
ータに対して、先ず、コンボリューションサイズ22
にて平滑化を行って引き目ノイズη等の高周波ノイズを
除去した抽出対象画像データを生成するとともに、コ
ンボリューションサイズ24にて平滑化を行って非球面
故の成分のみを残した画像データを生成する。次に、
この画像データを、平滑化によって振幅がなまった分
よりも多少余裕を含めた量(輝度30)だけ高輝度側
(輝度変化量が大きいことを示す側)へシフトさせて、
閾値データを生成する。そして、抽出対象画像データ
を構成する各画素の輝度について、閾値データ中に
おける同位置の画素の輝度と比較をし、それよりも大き
い場合に限って抽出を行う。その結果、光学的欠陥に起
因する高輝度部分θのみが抽出されるのである。 <画像処理>次に、検査対象光学部材が良品であるか不
良品であるかの判定を行うために画像処理部14におい
て実行される画像処理の内容を、図3のフローチャート
を用いて説明する。Therefore, as shown in FIG. 16 showing the luminance distribution on the central axis in the X direction and FIG. 17 showing the luminance distribution on the central axis in the Y direction, First, convolution size 2 2
The image data left to generate a extraction target image data obtained by removing high-frequency noise such as kerf noise η performs smoothing, only a component of the aspherical late performs smoothing by convolution size 2 4 at Generate next,
This image data is shifted to the high luminance side (the side indicating that the luminance change amount is large) by an amount (luminance 30) including a margin more than the amplitude reduced by the smoothing,
Generate threshold data. Then, the luminance of each pixel constituting the extraction target image data is compared with the luminance of the pixel at the same position in the threshold data, and extraction is performed only when the luminance is higher than that. As a result, only the high-luminance portion θ caused by the optical defect is extracted. <Image Processing> Next, the contents of the image processing executed by the image processing unit 14 to determine whether the inspection target optical member is a non-defective product or a defective product will be described with reference to the flowchart of FIG. .
【0055】この画像処理は、画像処理部14に接続さ
れた図示せぬ検査開始ボタンを押下されることによりス
タートする。そして、S01乃至S05のループ処理が
実行される。This image processing is started by pressing an inspection start button (not shown) connected to the image processing section 14. Then, loop processing of S01 to S05 is executed.
【0056】このループ処理に入って最初のS01で
は、画像処理14は、撮像素子9から入力された画像デ
ータを構成する各画素(ピクセル)の輝度を256階調
の数値情報に変換し、夫々第1メモリ14aに書き込
む。In the first step S01 after entering this loop processing, the image processing 14 converts the luminance of each pixel (pixel) constituting the image data input from the image pickup device 9 into numerical information of 256 gradations. Write to the first memory 14a.
【0057】次のS02では、画像処理部14は、第1
メモリ14aに書き込まれた各数値情報を順番に走査し
て、微分処理を行う(輝度分布データ算出手段に相
当)。即ち、画像中における左上の画素から右下の画素
に向けて順番に各画素の数値をチェックする。そして、
チェック対象画素の数値とこれの左隣の画素の数値及び
上側に隣接する画素の数値とを比較し、それら数値の差
の絶対値を、このチェック対象画素の微分値[0〜25
5]とする。このようにして微分値に変換された画像デ
ータ(画像中の輝度変化量分布を示す輝度変化量分布デ
ータ)においては、検査対象光学部材Aの光学的欠陥が
ある部分及び加工痕の輪郭,焦点距離が変化している部
分,及びナイフエッジ6aの縁だけが濃度の高い画像と
なる。In the next S02, the image processing section 14 sets the first
The numerical information written in the memory 14a is sequentially scanned to perform a differentiation process (corresponding to a luminance distribution data calculation unit). That is, the numerical value of each pixel is checked in order from the upper left pixel to the lower right pixel in the image. And
The numerical value of the pixel to be checked is compared with the numerical value of the pixel on the left and the numerical value of the pixel adjacent on the upper side, and the absolute value of the difference between the numerical values is calculated as the differential value [0-25
5]. In the image data (brightness change amount distribution data indicating the brightness change amount distribution in the image) converted into the differential value in this manner, the portion where the optical member A to be inspected has an optical defect, the contour of the processing mark, and the focus Only the portion where the distance is changed and the edge of the knife edge 6a form an image with high density.
【0058】次のS03では、画像処理部14は、画像
合成処理を実行する(合成手段に相当)。即ち、S02
において得られた各微分値を、第2メモリ14bに書き
込む。この際、前回のループ処理でのS03の結果とし
て、前回の画像データに対する微分値が第2メモリ14
bに書き込まれている場合には、画像処理部14は、第
2メモリ14bに既に書き込まれている各微分値を取り
出し、今回のループ処理でのS02において得られた各
微分値を加算した後に、第2メモリ14bに上書きす
る。In the next step S03, the image processing section 14 executes an image synthesizing process (corresponding to synthesizing means). That is, S02
Are written in the second memory 14b. At this time, as a result of S03 in the previous loop processing, the differential value with respect to the previous image data is stored in the second memory 14
b, the image processing unit 14 takes out each differential value already written in the second memory 14b, and after adding each differential value obtained in S02 in the current loop processing, Overwrites the second memory 14b.
【0059】次のS04では、画像処理部14は、処理
を開始した後に入力された画像データの数が16画像に
達したか否かをチェックする。そして、未だ入力された
画像データの数が16画像に達していない場合には、S
05において、ナイフエッジ回転制御部15に対してナ
イフエッジ6aを22.5度回転させる命令をする(回
転手段に相当)。この回転後の画像データが撮像素子9
から入力された場合には、処理をS01に戻し、この新
たな画像データに対する処理を実行する。In the next S04, the image processing section 14 checks whether or not the number of image data input after starting the processing has reached 16 images. If the number of input image data has not reached 16 images, S
At 05, a command to rotate the knife edge 6a by 22.5 degrees is given to the knife edge rotation control unit 15 (corresponding to a rotating means). The image data after the rotation is stored in the image sensor 9
, The process returns to S01, and the process for the new image data is executed.
【0060】以上のようにループ処理を繰り返した結
果、入力された画像データの数が16画像に達すると、
S04からこのループ処理を抜けて、処理はS06に進
む。S06では、画像処理部14は、その時点において
第2メモリ14bに格納されている画像データ(微分
処理及び合成処理がなされた画像データ)を読み出し、
この読み出した画像データに対してコンボリューション
サイズ22の平滑化を行う(高周波成分を除去する第1
の平滑化,第1の平滑化手段に相当)。As a result of repeating the loop processing as described above, when the number of input image data reaches 16 images,
The process exits from the loop process from S04 and proceeds to S06. In S06, the image processing unit 14 reads out the image data (image data on which the differentiation process and the synthesis process have been performed) stored in the second memory 14b at that time,
Smoothing convolution size 2 2 against the readout image data (first removing the high frequency component
, Which corresponds to the first smoothing means).
【0061】次のS07では、画像処理部14は、S0
6の平滑化の結果得られた抽出対象画像データを第3
メモリ14cに格納する。次のS08では、画像処理部
14は、その時点において第2メモリ14bに格納され
ている画像データ(微分処理及び合成処理がなされた
画像データ)を読み出し、この読み出した画像データに
対してコンボリューションサイズ24の平滑化を行う
(低周波成分を抽出する第2の平滑化,第2の平滑化手
段に相当)。In the next S07, the image processing unit 14
The extraction target image data obtained as a result of
It is stored in the memory 14c. In the next S08, the image processing unit 14 reads out the image data (image data on which the differentiation processing and the synthesis processing have been performed) stored in the second memory 14b at that time, and performs convolution on the read out image data. smoothing of size 2 4 (second smoothing for extracting a low frequency component, corresponding to the second smoothing unit).
【0062】次のS09では、画像処理部14は、S0
8の平滑化の結果得られた画像データを第4メモリ1
4cに格納する。次のS10では、画像処理部14は、
S09の結果第4メモリ14cに格納されている画像デ
ータの全画素の値を、夫々[+30]だけ増加させ
る。これにより閾値データが生成される(輝度変化量
分布データ全体を輝度変化量が大きいことを示す側へシ
フトさせるシフト手段に相当)。In the next step S09, the image processing unit 14
8 is stored in the fourth memory 1
4c. In the next S10, the image processing unit 14
As a result of S09, the values of all pixels of the image data stored in the fourth memory 14c are each increased by [+30]. As a result, threshold data is generated (corresponding to a shift means for shifting the entire luminance variation distribution data to the side indicating that the luminance variation is large).
【0063】次のS11では、画像処理部14は、画像
間演算を実行する。即ち、第3メモリ14cに格納され
ている抽出対象画像データを構成する各画素の値か
ら、第4メモリ14dに格納されている閾値データ中
の対応する(即ち、同じ位置に存する)画素の値を減算
する(シフト手段によってシフトされた輝度変化量分布
データと第2の平滑化手段によって平滑化された輝度変
化量分布データとを比較する比較手段に相当)。In the next step S11, the image processing section 14 executes an inter-image operation. That is, the value of the corresponding pixel (that is, located at the same position) in the threshold data stored in the fourth memory 14d is calculated from the value of each pixel constituting the extraction target image data stored in the third memory 14c. (Corresponding to comparison means for comparing the luminance change amount distribution data shifted by the shift means with the luminance change amount distribution data smoothed by the second smoothing means).
【0064】次のS12では、画像処理部14は、検査
対象領域抽出処理を実行する。図18は、このS12に
おいて実行される検査対象領域抽出処理サブルーチンの
内容を示すフローチャートである。このサブルーチンに
入って最初のS21では、画像処理部14は、二値化処
理を行う。この二値化処理とは、第3メモリ14c内の
画像データの各画素に対応する数値情報が所定の閾値を
超えていればその数値情報を255(白)に置き換え、
超えていなければ0(黒)に置き換える処理である。こ
の閾値は、検査対象レンズAの外縁αが途切れることな
く白(255)の閉曲線として残し得るような値に、設
定されている。In the next step S12, the image processing section 14 executes an inspection target area extraction process. FIG. 18 is a flowchart showing the contents of the inspection target area extraction processing subroutine executed in S12. In the first step S21 after entering this subroutine, the image processing section 14 performs a binarization process. This binarization processing means that if the numerical information corresponding to each pixel of the image data in the third memory 14c exceeds a predetermined threshold, the numerical information is replaced with 255 (white),
If it does not exceed, the process is replaced with 0 (black). This threshold value is set to a value such that the outer edge α of the inspection target lens A can be left as a white (255) closed curve without interruption.
【0065】次のS22では、画像処理部14は、閉領
域抽出処理を実行する。この閉領域抽出処理とは、閉じ
た白線によって囲まれている領域のみを抽出する処理で
ある。具体的には、S21により二値化された画像デー
タを構成する黒い画素[0]のうち、白い画素[25
5]によって取り囲まれているものを閉領域内の画素と
みなす。そして、この閉領域内のものと見なされた全画
素の数値を255とし、それ以外の全画素の数値を0と
する。In the next S22, the image processing section 14 executes a closed area extraction process. This closed region extraction process is a process of extracting only a region surrounded by a closed white line. Specifically, of the black pixels [0] constituting the image data binarized in S21, the white pixels [25]
5] are regarded as pixels in the closed area. Then, the numerical values of all pixels regarded as being within this closed area are set to 255, and the numerical values of all other pixels are set to 0.
【0066】次のS23では、画像処理部14は、穴埋
め処理を実行する。この穴埋め処理とは、白い画素[2
55]の中に残された黒い画素[0]を消去するための
処理である。具体的には、S21によって得られた画像
データを構成する黒い画素[0]のうち、白い画素[2
55]によって取り囲まれているものの数値を255と
する。In the next step S23, the image processing section 14 executes a filling process. This filling process is performed by using a white pixel [2
55] is a process for erasing the black pixel [0] left in [55]. Specifically, of the black pixels [0] constituting the image data obtained in S21, white pixels [2]
55] is 255.
【0067】次のS24では、画像処理部14は、領域
選択処理を実行する。この領域選択処理とは、本来必要
とされる領域のみを有効とするとともに、ゲートの一部
等に基づいて抽出されたそれ以外の閉領域を削除するた
めの処理である。具体的には、画像処理部14は、S2
3によって得られた画像データに含まれる各閉領域のう
ち、画面中央に位置する閉領域はそのままとし、それ以
外の全閉領域を構成する全画素の数値を0とする。この
領域選択処理の結果得られる画像データのことを、以下
「マスク画像」という。In the next step S24, the image processing section 14 executes an area selecting process. The region selection process is a process for validating only a region originally required and deleting other closed regions extracted based on a part of a gate or the like. Specifically, the image processing unit 14
Among the closed regions included in the image data obtained in step 3, the closed region located at the center of the screen is left as it is, and the numerical values of all the pixels constituting the other closed regions are set to 0. The image data obtained as a result of this area selection processing is hereinafter referred to as a “mask image”.
【0068】次のS25では、画像処理部41は、抽出
演算処理を実行する。即ち、マスク画像の輝度を反転さ
せ(輝度[255]の画素を輝度[0]とし、輝度
[0]の画素を輝度[255]とする。)、第3メモリ
14c内の画像データの各画素の値(輝度)から、反転
後のマスク画像中の対応する画素の値(輝度)を減算す
る。この抽出演算処理の結果、第3メモリ14c中の画
像データのうち、元のマスク画像中の白い画素[25
5]の領域に対応する部分のみがそのまま残され、他の
部分の画素の数値が全て[0]となる。In the next step S25, the image processing section 41 executes an extraction operation. That is, the brightness of the mask image is inverted (pixels of brightness [255] are brightness [0], and pixels of brightness [0] are brightness [255]), and each pixel of the image data in the third memory 14c. Is subtracted from the value (luminance) of the corresponding pixel in the mask image after the inversion. As a result of this extraction operation, white pixels [25] in the original mask image in the image data in the third memory 14c
Only the part corresponding to the area of [5] is left as it is, and the numerical values of the pixels of the other parts are all [0].
【0069】以上により、良品又は不良品の判定に用い
られる画像データが得られるので、このサブルーチンを
終了して、図3のメインルーチンに処理が戻される。次
のS13では、画像処理部14は、S12での検査対象
領域抽出処理結果に基づいて、動的2値化処理を行う。
即ち、画像演算結果が正の極性をとる場合には、その画
素の値を255に置き換え、画像演算結果が0又は負の
極性をとる場合には、その画素の値を0に置き換える。As described above, image data used for determining a good or defective product is obtained. This subroutine ends, and the process returns to the main routine of FIG. In the next S13, the image processing unit 14 performs a dynamic binarization process based on the inspection target region extraction process result in S12.
That is, if the image calculation result has a positive polarity, the pixel value is replaced with 255, and if the image calculation result has a zero or negative polarity, the pixel value is replaced with 0.
【0070】次のS14では、画像処理部14は、合否
判定処理を実行する。即ち、S13での2値化の結果得
られた画素から構成される画像の図形的特徴量(白い部
分[輝度値が255である部分]の面積,最大幅,重
心,フィレ径,等)を算出する。例えば、白い[輝度値
が255である]画素の数を数えて面積量とする(抽出
手段によって抽出された部位を数値化する数値化手段に
相当)。そして、算出された各図形的特徴量を、予め設
定されている各合否判定基準値と比較し、対応する合否
判定基準値を超過している図形的特徴量が一つでもあれ
ば不合格(不良品)と判定、全ての図形的特徴量が夫々
に対応する合否判定基準値内に収まっていれば合格(良
品)と判定する(数値化手段によって数値化された数値
が所定の判定基準値を超えたか否かを判定する判定手段
に相当)。なお、判定に用いられる図形的特徴量のうち
どれを合否判定に用いるかは、検査対象光学部材の種類
に依って定まる。この合否判定処理が完了すると、この
画像処理を終了する。In the next step S14, the image processing section 14 executes a pass / fail determination process. That is, the graphic feature amounts (the area, the maximum width, the center of gravity, the fillet diameter, etc., of the white portion [the portion where the luminance value is 255]) of the image composed of the pixels obtained as a result of the binarization in S13 are determined calculate. For example, the number of white pixels [having a luminance value of 255] is counted and defined as an area amount (corresponding to a digitizing unit for digitizing a part extracted by the extracting unit). Then, each of the calculated graphic feature values is compared with each of the preset pass / fail judgment reference values, and if at least one of the graphic feature values exceeds the corresponding pass / fail judgment reference value, it is rejected ( (Defective), and if all of the graphical feature values fall within the corresponding pass / fail judgment reference values, pass (non-defective) is judged (the numerical value digitized by the digitizing means is a predetermined judgment reference value). ). Which of the graphic feature amounts used for the determination is used for the pass / fail determination depends on the type of the optical member to be inspected. Upon completion of the pass / fail determination processing, the image processing ends.
【0071】なお、上述の画像処理におけるS03で実
行される画像合成処理としては、MAX演算を行っても
良い。上述の加算処理においては合成対象画像データ間
の対応する画素の数値(輝度)同士を加算するのに対
し、MAX演算では、合成対象画像データ間の対応する
画素の数値(輝度)のうち、大きい方の値を演算結果と
して採用する。このようなMAX演算では、合成される
各画像データの輝度が高い場合でも、合成された画像の
輝度が飽和することがない。よって、このような場合で
も正確な検査ができるという利点を生じる。 <光学部材検査装置による検査手順>本実施形態による
光学部材検査装置によって光学部材Aを検査する時に
は、検査者は、検査対象光学部材Aを、図示せぬホルダ
に固着して光軸lと同軸に配置する。なお、検査対象光
学部材Aが負レンズである場合には、検査対象光学部材
Aと照明ユニット4との間に、補正レンズを挿入する。As the image synthesizing process executed in S03 in the above-described image processing, a MAX operation may be performed. In the above-described addition processing, the numerical values (luminances) of the corresponding pixels between the image data to be combined are added to each other. In the MAX operation, the numerical values (luminances) of the corresponding pixels between the image data to be combined are larger. This value is adopted as the calculation result. In such a MAX operation, even when the luminance of each image data to be synthesized is high, the luminance of the synthesized image is not saturated. Therefore, there is an advantage that accurate inspection can be performed even in such a case. <Inspection Procedure by Optical Member Inspection Apparatus> When inspecting the optical member A by the optical member inspection apparatus according to the present embodiment, the inspector fixes the optical member A to be inspected to a holder (not shown) and To place. When the inspection target optical member A is a negative lens, a correction lens is inserted between the inspection target optical member A and the illumination unit 4.
【0072】検査者は、次に、照明ランプ1を点灯し
て、遮光板6のナイフエッジ6aを照明させる。する
と、表示装置10上に、撮像素子9によって撮像された
映像が映し出される。Next, the inspector turns on the illumination lamp 1 to illuminate the knife edge 6 a of the light shielding plate 6. Then, an image captured by the image sensor 9 is displayed on the display device 10.
【0073】検査者は、表示装置10に映し出される映
像を見ながら、照明ユニット4を移動させる。そして、
図4(a)又は(b)のように、検査対象光学部材Aの
外縁αの内側において、検査対象光学部材Aの外縁αの
外側に見えるナイフエッジβと同じ方向にナイフエッジ
γが見える時には、照明ユニット4が検査対象光学部材
Aに近過ぎる場合であるので、照明ユニット4を検査対
象光学部材Aから遠ざける。逆に、図4(d)又は
(e)のように、検査対象光学部材Aの外縁αの内側に
おいて、検査対象光学部材Aの外縁αの外側に見えるナ
イフエッジβと逆の方向にナイフエッジγが見える時に
は、照明ユニット4が検査対象光学部材Aから遠すぎる
場合であるので、照明ユニット4を検査対象光学部材A
に近付ける。このような照明ユニット4の進退調整を行
った結果、図4(c)のように、ナイフエッジγが検査
対象光学部材Aの外縁α内の大部分において消えた時に
は、照明ユニット4が適正位置にある場合であるので、
調整を停止する。The examiner moves the lighting unit 4 while watching the image displayed on the display device 10. And
As shown in FIG. 4A or 4B, when the knife edge γ is seen inside the outer edge α of the inspection target optical member A in the same direction as the knife edge β seen outside the outer edge α of the inspection target optical member A. Since the illumination unit 4 is too close to the optical member A to be inspected, the illumination unit 4 is moved away from the optical member A to be inspected. Conversely, as shown in FIG. 4D or FIG. 4E, the knife edge in the direction opposite to the knife edge β that is visible outside the outer edge α of the inspection target optical member A inside the outer edge α of the inspection target optical member A. When γ is visible, the illumination unit 4 is too far from the optical member A to be inspected.
Approach. When the knife edge γ disappears in most of the outer edge α of the inspection target optical member A as shown in FIG. Because it is in
Stop adjustment.
【0074】次に、検査者は、図示せぬ検査開始ボタン
を押下して、図3の画像処理を開始させる。すると、ナ
イフエッジ回転制御部15によってナイフエッジ6aが
22.5度づつ回転駆動されるとともに(S05)、各
回転位置において検査対象光学素子Aを通過した光によ
って形成される画像が、撮像装置7によって撮像される
(S01)。画像処理部14は、撮像した各画像の濃淡
変化箇所を微分処理によって強調し(S02)、一回転
分にわたって加算する(S03,S04)。その結果、
検査対象光学部材のいかなる方向における欠陥成分(屈
折率[屈折力]異常,表面欠陥)に関しても、それらが
一つの画像データにまとめ上げられる。Next, the examiner presses an inspection start button (not shown) to start the image processing of FIG. Then, the knife edge 6a is rotationally driven by 22.5 degrees by the knife edge rotation control unit 15 (S05), and an image formed by light passing through the inspection target optical element A at each rotation position is captured by the imaging device 7. (S01). The image processing unit 14 emphasizes the density change portion of each captured image by differential processing (S02), and adds over one rotation (S03, S04). as a result,
Regarding defect components (refractive index [refractive power] abnormality, surface defect) in any direction of the inspection target optical member, they are collected into one image data.
【0075】画像処理部14は、この画像データに対し
てコンボリューションサイズ22の平滑化を行って、引
き目ノイズ等の高周波ノイズを除去して抽出対象画像デ
ータを生成するとともに(S06)、コンボリューショ
ンサイズ24の平滑化を行った後に高輝度方向にシフト
させて、検査対象光学部材の面形状(球面又は非球面)
に起因する成分のみを反映させた閾値データを作成する
(S08,S10)。[0075] The image processing unit 14, the image data by performing a smoothing convolution size 2 2 against, and generates an extraction target image data to remove high frequency noise such as kerf noise (S06), After smoothing the convolution size 2 4 , it is shifted in the direction of high luminance, and the surface shape (spherical or aspherical surface) of the optical member to be inspected
The threshold data reflecting only the component caused by the above is created (S08, S10).
【0076】そして、画像処理部14は、抽出対象画像
データから閾値データを減算するとともに(S11)、
減算結果として得られた画像データから検査対象光学部
材の画像に対応する部分のみを抽出し(S12)、動的
二値化処理を実行することにより(S13)、光学的欠
陥が生じている部分のみを抽出する。そして、光学的欠
陥部分の面積や最大幅等が数値化され、一定の判断基準
値と比較され、この比較結果に応じて良品であるか不良
品であるかの判定が客観的になされるのである(S1
4)。Then, the image processing unit 14 subtracts the threshold data from the image data to be extracted (S11).
Only a portion corresponding to the image of the optical member to be inspected is extracted from the image data obtained as a result of the subtraction (S12), and a dynamic binarization process is performed (S13), whereby a portion where an optical defect occurs is obtained. Extract only Then, the area and the maximum width of the optically defective portion are quantified and compared with a predetermined criterion value, and it is objectively determined whether the product is good or defective according to the comparison result. Yes (S1
4).
【0077】[0077]
【発明の効果】以上のように構成された本発明の光学部
材検査装置及び光学部材検査方法によれば、検査対象の
光学部材を撮像することによって得られた画像に対して
画像処理を施すことにより、加工痕に起因する情報を除
去して光学的欠陥に起因する情報のみを抽出して、この
情報に基づいた正確な良否判定を行うことができる。According to the optical member inspection apparatus and the optical member inspection method of the present invention configured as described above, image processing is performed on an image obtained by imaging the optical member to be inspected. Accordingly, it is possible to remove the information resulting from the processing traces, extract only the information resulting from the optical defect, and make an accurate pass / fail judgment based on this information.
【図1】 本発明の実施の形態による光学部材検査装置
の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of an optical member inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】 遮光板の回転状態を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing a rotating state of a light shielding plate.
【図3】 図1の画像処理部において実行される画像処
理の内容を示すフローチャートFIG. 3 is a flowchart showing the contents of image processing executed in the image processing unit of FIG. 1;
【図4】 図1におけるナイフエッジユニットの移動調
整時における表示装置上の画像を示す図FIG. 4 is a diagram showing an image on a display device when the movement of the knife edge unit in FIG. 1 is adjusted.
【図5】 ヒケを有する光学部材を検査した場合におけ
る表示装置上の画像を示す図FIG. 5 is a diagram showing an image on a display device when an optical member having a sink is inspected.
【図6】 図1における第2メモリに書き込まれた微分
処理及び合成処理がなされた画像データを示す図FIG. 6 is a view showing image data that has been subjected to differentiation processing and synthesis processing written in a second memory in FIG. 1;
【図7】 移動平均法による平滑化の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of smoothing by a moving average method.
【図8】 図6の画像データ,コンボリューションサイ
ズ24の平滑化によって得られた画像データ,及び閾値
データのX方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ8 is a graph showing the image data of FIG. 6, convolution size 2 4 of the image data obtained by smoothing, and the luminance distribution in the X-direction central axis on the threshold data
【図9】 図6の画像データ,コンボリューションサイ
ズ24の平滑化によって得られた画像データ,及び閾値
データのY方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ9 is a graph showing the image data of FIG. 6, convolution size 2 4 of the image data obtained by smoothing, and the brightness distribution in the Y-direction central axis on the threshold data
【図10】 図6の画像データ,及びコンボリューショ
ンサイズ21の平滑化によって得られた画像データのX
方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ[10] image data of FIG. 6, and the image data obtained by smoothing convolution size 2 1 X
Graph showing luminance distribution on the central axis in the direction
【図11】 図6の画像データ,及びコンボリューショ
ンサイズ22の平滑化によって得られた画像データのX
方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ[11] image data of FIG. 6, and the image data obtained by smoothing convolution size 2 2 X
Graph showing luminance distribution on the central axis in the direction
【図12】 図6の画像データ,及びコンボリューショ
ンサイズ23の平滑化によって得られた画像データのX
方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ[12] image data of FIG. 6, and the image data obtained by smoothing convolution size 2 3 X
Graph showing luminance distribution on the central axis in the direction
【図13】 図6の画像データ,及びコンボリューショ
ンサイズ21の平滑化によって得られた画像データのY
方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ[13] image data of FIG. 6, and the image data obtained by smoothing convolution size 2 1 Y
Graph showing luminance distribution on the central axis in the direction
【図14】 図6の画像データ,及びコンボリューショ
ンサイズ22の平滑化によって得られた画像データのY
方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ[14] image data of FIG. 6, and the image data obtained by smoothing convolution size 2 2 Y
Graph showing luminance distribution on the central axis in the direction
【図15】 図6の画像データ,及びコンボリューショ
ンサイズ23の平滑化によって得られた画像データのY
方向中心軸上における輝度分布を示すグラフ[15] image data of FIG. 6, and the image data obtained by smoothing convolution size 2 3 Y
Graph showing luminance distribution on the central axis in the direction
【図16】 図6の画像データ,抽出対象画像データ,
及び閾値データのX方向中心軸上における輝度分布を示
すグラフFIG. 16 shows the image data of FIG.
Showing the luminance distribution of the threshold data and the threshold data on the central axis in the X direction
【図17】 図6の画像データ,抽出対象画像データ,
及び閾値データのY方向中心軸上における輝度分布を示
すグラフFIG. 17 shows the image data of FIG.
Showing the luminance distribution of the threshold data on the central axis in the Y direction
【図18】 図3のS12にて実行される検査対象領域
抽出処理サブルーチンを示すフローチャートFIG. 18 is a flowchart showing an inspection target area extraction processing subroutine executed in S12 of FIG. 3;
4 照明ユニット 5 拡散板 6 遮光板 7 撮像装置 8 撮像レンズ 9 撮像素子 13 モータ 14 画像処理部 15 ナイフエッジ回転制御部 A 検査対象光学部材 Reference Signs List 4 lighting unit 5 diffusion plate 6 light shielding plate 7 imaging device 8 imaging lens 9 imaging device 13 motor 14 image processing unit 15 knife edge rotation control unit A optical member to be inspected
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 利宏 東京都板橋区前野町2丁目36番9号旭光学 工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshihiro Nakayama 2-36-9 Maenocho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Kogaku Kogyo Co., Ltd.
Claims (12)
検査装置であって、 照明光によって照明される拡散板と、 前記光学部材を含む光学系の焦点位置に配置されるとと
もに、前記拡散板によって拡散された光を部分的に透過
させるように前記拡散板に接している遮光手段と、 前記光学系を透過した光を撮像する撮像手段と、 この撮像手段によって撮像された画像に基づいて、その
画像中の輝度変化量分布を示す輝度変化量分布データを
算出する輝度変化量分布データ算出手段と、 この輝度変化量分布データ算出手段によって算出された
輝度変化量分布データに対して高周波成分を除去する平
滑化を行う第1の平滑化手段と、 前記輝度変化量分布データ算出手段によって算出された
輝度変化量分布データに対して低周波成分のみを抽出す
る平滑化を行う第2の平滑化手段と、 前記第1の平滑化手段によって平滑化された輝度変化量
分布データと前記第2の平滑化手段によって平滑化され
た輝度変化量分布データとを比較し、前者が後者よりも
所定量以上上回っている部位を抽出する抽出手段とを備
えたことを特徴とする光学部材検査装置。1. An optical member inspection apparatus for detecting an optical defect of an optical member, comprising: a diffuser plate illuminated by illumination light; and a diffuser disposed at a focal position of an optical system including the optical member; A light shielding unit in contact with the diffusion plate so as to partially transmit the light diffused by the plate; an imaging unit for imaging light transmitted through the optical system; and A luminance change amount distribution data calculating means for calculating luminance change amount distribution data indicating a luminance change amount distribution in the image; and a high frequency component for the luminance change amount distribution data calculated by the luminance change amount distribution data calculating means. A first smoothing unit for performing smoothing for removing the image data, and extracting only low-frequency components from the luminance change amount distribution data calculated by the luminance change amount distribution data calculation unit. A second smoothing unit for performing smoothing, and a comparison between the brightness variation distribution data smoothed by the first smoothing unit and the brightness variation distribution data smoothed by the second smoothing unit. And an extracting means for extracting a portion in which the former exceeds the latter by a predetermined amount or more.
夫々分けられた前記光を部分的に透過させる部分と前記
光を部分的に遮光する部分とからなることを特徴とする
請求項1記載の光学部材検査装置。2. The light-shielding member according to claim 1, wherein the light-shielding member includes a part partially transmitting the light and a part partially shielding the light, each part being separated by a linear boundary line. An optical member inspection device according to claim 1.
内において前記直線状の境界線に接する回転軸を中心に
回転させる回転手段を更に備えることを特徴とする請求
項2記載の光学部材検査装置。3. The apparatus according to claim 2, further comprising rotating means for rotating said light shielding means about a rotation axis which is in contact with said linear boundary in a plane of a contact surface with said diffusion plate. Optical member inspection device.
遮光部材の回転軸と一致していることを特徴とする請求
項3記載の光学部材検査装置。4. The optical member inspection apparatus according to claim 3, wherein an optical axis of the optical system including the optical member coincides with a rotation axis of the light shielding member.
させられた前記遮光部材の各回転位置において前記撮像
を行うとともに、 前記遮光手段が一回転する間に前記撮像手段によって撮
像された各画像に基づいて前記輝度変化量分布データ算
出手段が夫々算出した複数の輝度変化量分布データを、
前記各平滑化に先立って相互に合成する合成手段を更に
備えたことを特徴する請求項4記載の光学部材検査装
置。5. The image pickup means performs the image pickup at each rotation position of the light shielding member rotated by the rotation means, and each image picked up by the image pickup means while the light shield means makes one rotation. The plurality of brightness change amount distribution data respectively calculated by the brightness change amount distribution data calculation means based on
5. The optical member inspection apparatus according to claim 4, further comprising a synthesizing unit that synthesizes each other before each of the smoothing.
記撮像装置によって撮像された画像を多数の画素に分
け、隣接する各画素の輝度同士を順次比較して微分処理
し、この微分処理の結果得られたデータを前記輝度変化
量分布データとすることを特徴とする請求項1又は5記
載の光学部材検査装置。6. The luminance change amount distribution data calculating means divides an image taken by the imaging device into a number of pixels, sequentially compares the luminance of each adjacent pixel, and performs a differentiation process. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein data obtained as a result is used as the luminance change amount distribution data.
分布データ全体を、輝度変化量が大きいことを示す側へ
シフトさせるシフト手段と、 このシフト手段によってシフトされた輝度変化量分布デ
ータと前記第2の平滑化手段によって平滑化された輝度
変化量分布データとを比較する比較手段とを有すること
を特徴とする請求項1記載の光学部材検査装置。7. A shift means for shifting the entire luminance change amount distribution data smoothed by the second smoothing means to a side indicating that the luminance change amount is large, 7. The shift means 2. The optical member inspection apparatus according to claim 1, further comprising comparison means for comparing the shifted luminance variation distribution data with the luminance variation distribution data smoothed by the second smoothing means.
出手段によって抽出された部位の面積を計って前記数値
とすることを特徴とする請求項1記載の光学部材検査装
置。8. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein said numerical value means measures an area of a portion of said optical member extracted by said extracting means and sets the area as said numerical value.
値化する数値化手段と、 この数値化手段によって数値化された数値が所定の判定
基準値を超えたか否かを判定する判定手段とを更に備え
たことを特徴とする請求項1記載の光学部材検査装置。9. Numerical means for digitizing a part extracted by said extracting means, and judging means for judging whether or not the numerical value digitized by said numerical means has exceeded a predetermined judgment reference value. The optical member inspection device according to claim 1, further comprising:
材検査方法であって、 拡散板から発散され、遮光手段によってその一部が遮光
され、その焦点位置が前記遮光手段の位置と略一致する
ように配置された前記光学部材を含む光学系を透過した
光を撮像し、 この撮像によって得られた画像に基づいて、その画像中
の輝度変化量分布を示す輝度変化量分布データを算出
し、 算出された輝度変化量分布データに対して高周波ノイズ
を除去する第1の平滑化を行い、 前記算出された輝度変化量分布データに対して低周波成
分を抽出する第2の平滑化を行い、 前記第1の平滑化がなされた輝度変化量分布データと前
記第2の平滑化がなされた輝度変化量分布データとを比
較し、前者が後者よりも所定量以上上回っている部位を
抽出することを特徴とする光学部材検査方法。10. An optical member inspection method for detecting an optical defect of an optical member, wherein the optical member is diverged from a diffusion plate, a part of which is shielded by light shielding means, and a focal position of the optical member substantially coincides with the position of the light shielding means. Imaging the light transmitted through the optical system including the optical member disposed so as to calculate luminance variation distribution data indicating the luminance variation distribution in the image based on the image obtained by the imaging. Performing first smoothing for removing high-frequency noise on the calculated luminance variation distribution data, and performing second smoothing for extracting low-frequency components on the calculated luminance variation distribution data Comparing the first smoothed luminance variation distribution data with the second smoothed luminance variation distribution data, and extracts a portion where the former exceeds the latter by a predetermined amount or more. Specially An optical member inspection method according to.
判定することを特徴とする請求項10記載の光学部材検
査方法。11. The optical member inspection method according to claim 10, wherein the extracted part is digitized, and it is determined whether or not the digitized numerical value exceeds a predetermined determination reference value.
量分布データ算出手段によって算出された輝度変化量分
布データから、光学部材表面の加工痕に対応する空間周
波数以上の高周波成分を除去し、 前記第2の平滑化手段は、前記輝度変化量分布データ算
出手段によって算出された輝度変化量分布データから、
光学部材の表面形状に対応する空間周波数以下の低周波
成分のみを抽出することを特徴とする請求項1記載の光
学部材検査装置。12. The first smoothing means removes high-frequency components higher than a spatial frequency corresponding to a processing mark on the surface of an optical member from the luminance change amount distribution data calculated by the luminance change amount distribution data calculating means. The second smoothing unit calculates the luminance change amount distribution data calculated by the luminance change amount distribution data calculation unit,
2. The optical member inspection apparatus according to claim 1, wherein only low frequency components lower than the spatial frequency corresponding to the surface shape of the optical member are extracted.
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|---|---|---|---|
| JP17271496A JP3586339B2 (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Optical member inspection apparatus and optical member inspection method |
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