JPH10267856A - 光学部材検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 少ない処理ステップ数と処理時間で座標変換
を行うことができる光学部材検査装置を提供する。 【解決手段】撮像素子５はラインセンサである。撮像レ
ンズ４は、撮像素子５の画素列の中央を通る光軸を有し
た正レンズ系である。この撮像レンズ４に関して撮像素
子５と共役な位置には、この撮像レンズ４の光軸ｌを中
心として回転自在に、検査対象光学部材１４が配置され
ている。撮像素子５は、検査対象光学部材１４が所定角
度回転する毎に撮像を行う。この撮像素子５の各撮像に
よって得られた画像データは、制御装置６内において、
極座標データとして蓄積されていく。制御装置６は、極
座標データの各ピクセルの輝度値を、変換テーブルから
読み出したアドレスに対応する直交座標データのピクセ
ルに書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学部
材の形状異常等の光学的欠陥を検出するための光学部材
検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズ，プリズム等の光学部材は、入射
した光束が規則正しく屈折したり、平行に進行したり、
一点又は線状に収束したり発散するように設計されてい
る。しかしながら、光学部材の形成時において糸くず等
が光学部材内に混入してしまっていたり（いわゆる「ケ
バ」）、成形後の人的取り扱いによって光学部材の表面
上にキズ等が生じていたりゴミが付着していると、入射
した光束が乱れてしまうので、所望の性能を得ることが
できなくなる。

【０００３】そのため、本出願人は、先に特願平９−５
０７６０号において、検査対象光学部材をその光軸を中
心に回転させる回転機構及びラインセンサを用いて検査
対象光学部材全体を撮像する光学部材検査装置を、提案
した。図３１は、この光学部材検査装置の主要部を示す
概略図である。図３１（ａ）に示す光学部材検査装置の
ラインセンサ１００は、検査対象光学部材１０２が所定
角度回転する毎に、撮像レンズ１０１によって形成され
た検査対象光学部材１０２の像を、その直径方向に沿っ
てライン状に撮像する。このようにラインセンサ１００
を採用したのは、検査対象光学部材１０２を照明する照
明光がラインセンサ１００に直接入射しないようにする
ためである。

【０００４】そして、撮像の都度ラインセンサ１００か
ら出力される画像データは、画像メモリ１０３の先頭行
から順に、行単位に書き込まれる。従って、この画像メ
モリ１０３内における画像データの座標系は、横軸
（行）を直径方向とし且つ縦軸を初期位置からの回転角
度とした極座標系となる。そのため、図３１（ｂ）に示
すように、画像メモリ１０３内の画像データ上において
は、検査対象光学部材１０２の回転中心近傍に形成され
た光学的欠陥は見かけ上面積が大きく写り込み、回転中
心から離れる程面積が小さく写り込む。

【０００５】このように、画像メモリ１０３内の画像デ
ータ上の光学的欠陥を示す領域の面積は、光学的欠陥の
実際の面積とは正比例関係にないので、画像データ上の
光学的欠陥を示す領域の面積が一定の閾値を超えたか否
かに基づいては、この検査対象光学部材１０２が不良品
であるか良品であるかの判定はできない。

【０００６】そのため、特願平９−５０７６０号におい
ては、直交座標系による画像データを格納するための第
２の画像メモリを用意するとともに、極座標系による画
像データを構成する全ての輝度値について、順番に所定
の座標変換演算を実行し、第２の画像メモリにおける算
出された直交座標値に最も近い位置にあるピクセルに、
その輝度値を書き込むようにしていた。そして、全ての
輝度値についてこのような座標変換処理を実行した後に
おいて、第２の画像メモリ中の画像データに含まれる光
学的欠陥を示す領域の面積が一定の閾値を超えたか否か
に基づいて、この検査対象光学部材１０２が不良品であ
るか良品であるかを判定していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな座標変換法によると、以下の問題があった。即ち、
図３２に示すように、検査対象光学部材１０２の中心近
傍においては、極座標系による画像データにおける複数
個の輝度値が直交座標系による画像データにおける同一
の輝度値（画像メモリにおける同一のピクセル）に対応
するケースが、頻繁に生じる。このようなケースにおい
ても、上述した座標変換法によると、極座標系による画
像データにおける各輝度値毎に逐一座標変換演算が実行
され、第２の画像メモリ中の同一ピクセルに各輝度値が
次々と上書きされることとなる。

【０００８】このように、上述の座標変換法によると、
直交座標系による画像データにおける各ピクセルに対応
する輝度値を得るために、複数回の演算実行及び書き込
みが必要になっていた。これが、従来における第１の問
題点である。

【０００９】また、ラインセンサ１００と検査対象光学
部材１０２との相対回転速度に比較してラインセンサ１
００の撮像周期が長すぎると、図３３に示すように、ラ
インセンサ１００による個々の撮像毎に撮像される検査
対象光学部材１０２の面積が広くなって、極座標系によ
る画像データの行数が少なくなってしまう。その結果、
図３４に示すように、座標変換後における直交座標系に
よる画像データ中に輝度値の欠落が生じ得る。このよう
な輝度値の欠落が生じると、その後の良否判定が不正確
になってしまう。これが従来における第２の問題点であ
る。

【００１０】さらに、上述の座標変換法によると、画像
メモリ中の同一のピクセルに複数個の輝度値が上書きさ
れる場合、最後に上書きされた輝度値がそのピクセルの
輝度値として確定してしまう。その結果、それ以前に書
き込まれた輝度値に関して算出された直交座標値の方が
最後に書き込まれた輝度値に関して算出された直交座標
値よりも当該ピクセルの中心に近い場合であっても、た
またま処理順が先であったという理由のみに依りその輝
度値が消去されてしまうという不合理が生じていた。こ
のようにして当該ピクセルの周辺に対応する輝度値が当
該ピクセルに書き込まれてしまうと、その後の良否判定
が不正確になってしまう。これが従来における第３の問
題点である。

【００１１】本発明の第１の課題は、上記第１の問題点
に鑑み、少ない処理ステップ数と処理時間で座標変換を
行うことができるできる光学部材検査装置を、提供する
ことである。

【００１２】本発明の第２の課題は、上記第２の問題点
に鑑み、座標変換後の画像データに輝度値の欠落を生じ
ることなく座標変換を行うことができる光学部材検査装
置を、提供することである。

【００１３】本発明の第３の課題は、上記第３の問題点
に鑑み、座標変換演算によって算出される直交座標値が
画像メモリ中のピクセルの中心に最も近くなる輝度値を
当該ピクセルに書き込むことができる光学部材検査装置
を、提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１の課題を解決するためになされたものであり、
検査対象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、撮像レンズと、この撮像レンズによって
形成された検査対象光学部材の像を繰り返し撮像するた
めに複数の画素を一方向に並べてなるラインセンサと、
前記検査対象光学部材の像と前記ラインセンサとを相対
回転させる回転手段と、前記ラインセンサから出力され
た前記各画素に対応する輝度値からなる画像データを入
力する入力手段と、直交座標によってその位置が特定さ
れる複数のピクセルをマトリックス状に並べてなる画像
メモリと、この画像メモリの各ピクセルを特定する個々
の直交座標値に対して、前記検査対象光学部材の像及び
前記ラインセンサの相対角度と前記画素の位置との組み
合わせを一つのみ対応させた変換テーブルと、前記入力
手段によって入力された各輝度値を出力した時における
前記検査対象光学部材の像及び前記ラインセンサの相対
角度を特定する角度特定手段と、前記入力手段によって
入力された各輝度値に対応する画素の位置を特定する画
素位置特定手段と、前記角度特定手段によって特定され
た相対角度及び前記画素位置特定手段によって特定され
た画素の位置に基づいて前記変換テーブルを検索して対
応する直交座標値を読み出す検索手段と、前記入力手段
によって入力された各輝度値を前記検索手段によって読
み出された直交座標値に対応する前記画像メモリ中のピ
クセルへ書き込む書込手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１５】このように構成されると、回転手段によっ
て検査対象光学部材の像とラインセンサとが相対回転し
ている間に、ラインセンサは、繰り返しこの検査対象光
学部材の像を撮像する。入力手段は、ラインセンサが検
査対象光学部材を撮像することによってこのラインセン
サから出力された画像データ（ラインセンサの各画素に
対応する輝度値からなる画像データ）を入力する。この
入力手段が画像データを構成する各輝度値を入力する
と、角度特定手段は、その輝度値がラインセンサから出
力された際における検査対象光学部材の像及びラインセ
ンサの相対角度を特定し、画素位置特定手段は、その輝
度値に対応する画素のラインセンサ内における位置を特
定する。このようにして相対角度及び画素位置の特定が
なされると、検索手段は、これら相対角度及び画素位置
に基づいて変換テーブルを検索して、対応する直交座標
値を読み出す。書込手段は、直交座標値が読み出される
と、入力手段によって入力された各輝度値を、読み出さ
れた直交座標値に対応する画像メモリ中のピクセルへ書
き込む。ここで、変換テーブルは、画像メモリの各ピク
セルを特定する個々の直交座標値に対して、前記検査対
象光学部材の像及び前記ラインセンサの相対角度と画素
の位置との組み合わせを一つのみ対応させている。従っ
て、相対角度と画素の位置との複数個の組み合わせに基
づいて、同一の直交座標値が読み出されることはない。
その結果、画像メモリ中の同一のピクセルに対して複数
個の輝度値が上書きされる事が防止されるので、処理ス
テップ数及び処理時間の短縮が図られる。

【００１６】請求項２記載の発明は、上記第１の課題を
解決するためになされたものであり、検査対象光学部材
の光学的欠陥を検出する光学部材検査装置であって、撮
像レンズと、この撮像レンズによって形成された検査対
象光学部材の像を繰り返し撮像するために複数の画素を
一方向に並べてなるラインセンサと、前記検査対象光学
部材の像と前記ラインセンサとを相対回転させる回転手
段と、前記ラインセンサから出力された前記各画素に対
応する輝度値からなる画像データを入力する入力手段
と、直交座標によってその位置が特定される複数のピク
セルをマトリックス状に並べてなる画像メモリと、この
画像メモリの各ピクセルを特定する個々の直交座標値に
対して、前記検査対象光学部材の像及び前記ラインセン
サの相対角度と前記画素の位置との組み合わせを一つの
み対応させた変換テーブルと、この変換テーブルから相
対角度と前記画素の位置との組み合せ，及びこの組み合
わせに対応する前記直交座標値を夫々一つ取り出す取出
手段と、前記入力手段から入力された画像データから前
記取出手段によって取り出された相対角度と前記画素の
位置との組み合せに対応する輝度値を読み出す読出手段
と、この読出手段によって読み出された輝度値を前記取
出手段によって取り出された前記直交座標値に対応する
前記画像メモリ中のピクセルへ書き込む書込手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１７】このように構成されると、回転手段によっ
て検査対象光学部材の像とラインセンサとが相対回転し
ている間に、ラインセンサは、繰り返しこの検査対象光
学部材の像を撮像する。入力手段は、ラインセンサが検
査対象光学部材を撮像することによってこのラインセン
サから出力された画像データ（ラインセンサの各画素に
対応する輝度値からなる画像データ）を入力する。一
方、取出手段は、変換テーブルから相対角度と前記画素
の位置との組み合せ，及びこの組み合わせに対応する直
交座標値を夫々一つ取り出す。そして、読出手段は、入
力手段から入力された画像データから取出手段によって
取り出された相対角度と画素の位置との組み合せに対応
する輝度値を読み出し、書込手段は、この読出手段によ
って読み出された輝度値を、取出手段によって取り出さ
れた直交座標値に対応する画像メモリ中のピクセルへ書
き込む。ここで、変換テーブルは、画像メモリの各ピク
セルを特定する個々の直交座標値に対して、前記検査対
象光学部材の像及び前記ラインセンサの相対角度と画素
の位置との組み合わせを一つのみ対応させている。従っ
て、相対角度と画像の位置との複数個の組み合わせに基
づいて、同一の直交座標値が読み出されることはない。
その結果、画像メモリ中の同一のピクセルに対して複数
個の輝度値が上書きされる事が防止されるので、処理ス
テップ数及び処理時間の短縮が図られる。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
おいて、画像メモリに書き込まれた前記検査対象光学部
材全体に対応する画像データの図形的特徴量を測定する
図形的特徴量測定手段と、この図形的特徴量が所定の判
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。

【００１９】請求項４記載の発明は、請求項２の入力手
段が、前記ラインセンサが前記検査対象光学部材の像を
繰り返し撮像することによってこのラインセンサから出
力された画像データを各撮像毎に行単位で順番に格納す
る一時格納メモリを有するとともに、前記読出手段が、
前記取出手段によって取り出された相対角度に対応する
行，及び前記取出手段によって取り出された前記画素の
位置に対応する列によって特定されるピクセルから前記
輝度値を読み出すことで、特定したものである。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項４の書込手
段が、前記検査対象光学部材全体に対応する画像データ
の前記一時格納メモリへの格納が完了した後に、この一
時格納メモリに格納された画像データを構成する各輝度
値を、前記画像メモリに書き込むことで、特定したもの
である。

【００２１】請求項６記載の発明は、請求項１のライン
センサが、その画素の列を前記撮像レンズの光軸と直交
させた状態で固定されており、前記回転手段が、前記検
査対象光学部材を前記撮像レンズの光軸を中心に回転さ
せ、前記角度特定手段が、前記回転手段によって回転さ
れた検査対象光学部材の回転角を検知するエンコーダを
有することで、特定したものである。

【００２２】請求項７記載の発明は、請求項１の画素位
置特定手段が、前記ラインセンサから順番に出力される
各輝度値をカウントするカウンタを有することで、特定
したものである。

【００２３】請求項８記載の発明は、請求項１又は２の
変換テーブルが、前記検査対象光学部材の像に相似した
画像データが前記画像メモリ内に書き込まれるように、
各直交座標値に対して前記相対角度と前記画素の位置と
の組み合わせを対応させたことで、特定したものであ
る。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項８の変換テ
ーブルが、前記相対角度と前記画素の位置との組み合わ
せに対して所定の極座標−直交座標変換演算を施して算
出された値に最も近い直交座標値を、当該組み合わせに
対応させていることで、特定したものである。

【００２５】請求項１０記載の発明は、上記第１の課題
に加えて上記第３の課題を解決するためになされたもの
であり、請求項９の変換テーブルが、前記極座標−直交
座標変換演算の結果が前記直交座標値に最も近くなる前
記相対角度と前記画素の位置との組み合わせのみに対し
て、前記直交座標値を対応させていることで、特定した
ものである。

【００２６】請求項１１記載の発明は、請求項８乃至１
０の何れかにおける変換テーブルが、前記相対角度と前
記画素の位置との組み合わせのうち、前記画像メモリの
各ピクセルを特定する個々の直交座標値に対応しないも
のについては、スタック値を対応させていることで、特
定したものである。

【００２７】請求項１２記載の発明は、請求項８又は１
１の変換テーブルが、前記相対角度と前記画素の位置と
の全ての組み合わせを何れかの前記直交座標値に対応さ
せるとともに、各直交座標値に対応する前記相対角度と
前記画素の位置との組み合わせが複数ある場合には、一
つの有効な組み合わせ以外の全ての組み合わせに対して
無効を示すフラグを付しており、前記書込手段が、前記
角度特定手段によって特定された相対角度及び前記画素
位置特定手段によって特定された画素の位置の組み合わ
せについて、前記変換テーブル内において無効を示すフ
ラグが付されていない場合に限り、前記検索手段によっ
て読み出された直交座標値に対応する前記画像メモリ中
のピクセルへ、前記入力手段によって入力された輝度値
を書き込むことで、特定したものである。

【００２８】請求項１３記載の発明は、上記第１の課題
に加えて上記第２の課題を解決するためになされたもの
であり、請求項９の変換テーブルが、前記相対角度と前
記画素の位置との何れの組み合わせにも対応していない
直交座標値については、前記極座標−直交座標変換演算
の結果が当該直交座標値に最も近くなる前記相対角度と
前記画素の位置との組み合わせを対応させたことで、特
定したものである。

【００２９】請求項１４記載の発明は、上記第１の課題
に加えて上記第２の課題を解決するためになされたもの
であり、請求項９の変換テーブルが、前記相対角度と前
記画素の位置との何れの組み合わせにも対応していない
直交座標値については、何れの直交座標値にも対応して
いない前記相対角度と前記画素の位置との組み合わせの
うち、前記極座標−直交座標変換演算の結果が当該直交
座標値に最も近くなる組み合わせを対応させたことで、
特定したものである。

【００３０】請求項１５記載の発明は、請求項２のライ
ンセンサが、その画素の列を前記撮像レンズの光軸と直
交させた状態で固定されており、前記回転手段が、前記
検査対象光学部材を前記撮像レンズの光軸を中心に回転
させることで、特定したものである。

【００３１】請求項１６記載の発明は、請求項９の変換
テーブルが、前記入力手段によって入力された各輝度値
を出力した時における前記検査対象光学部材の像及び前
記ラインセンサの相対角度以外の角度については、当該
角度と前記画素の位置との組み合わせに対して前記所定
の極座標−直交座標変換演算を施し、その演算の結果得
られた値に最も近い直交座標値を、当該角度よりも大き
く且つ最も近い前記相対角度に対応させたことで、特定
したものである。

【００３２】

【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。

【００３３】

【実施形態１】 ＜光学部材検査装置の構成＞本第１実施形態による光学
部材検査装置の概略構成を、図１の側面断面図に示す。
この図１に示すように、光学部材検査装置を構成する照
明ランプ１，拡散板２，及び撮像装置３は、同一の光軸
ｌ上に配置されている。

【００３４】この撮像装置３は、正レンズ系である撮像
レンズ４と、この撮像レンズ４によって収束された光に
よる像を撮像する撮像素子（複数の画素を一方向に並べ
てなるＣＣＤラインセンサ）５とから、構成されてい
る。図１において、撮像素子５は、左右にその画素列を
向かせるように設置されている。また、撮像素子５の画
素列は、その中央において、撮像レンズ４の光軸ｌと垂
直に交わっている。なお、撮像レンズ４は、撮像装置３
内において撮像素子５に対して進退自在（ピント調節可
能）であり、撮像装置３自体も、光軸ｌ方向に進退調整
し得る様に光学部材検査装置の図示せぬフレームに取り
付けられている。

【００３５】撮像素子５は、所定時間（各画素に電荷が
適度に蓄積する程度の時間）毎にライン状に画像を繰り
返し撮像し、画素の並び順に各画素を自己走査して、各
画素に蓄積した電荷を出力する。このようにして撮像素
子５から出力された一連の電荷は、所定の増幅処理やＡ
／Ｄ変換処理によって輝度値情報に変換される。そし
て、１ライン分の画素に対する輝度値情報からなる画像
データとして、制御装置６に入力される。

【００３６】検査対象光学部材１４は、撮像装置３側か
ら見た平面図である図２に示す様に円形のレンズ（負レ
ンズ）であり、光学部材検査装置の図示せぬフレームに
取り付けられたホルダ１５によって、撮像レンズ４に関
してその表面（撮像レンズ４に対向する面）が撮像素子
５の撮像面と共役となるように、保持されている。この
ホルダ１５は、撮像レンズ４の光軸ｌを中心とした環状
の形状を有しており、検査対象光学部材１４の周縁をそ
の全周に亘って保持する。従って、検査対象光学部材１
４の周縁の中心と光軸とが一致している限り、検査対象
光学部材１４の光軸は、撮像レンズ４の光軸ｌに対して
同軸となる。

【００３７】また、ホルダ１５は、撮像レンズ４の光軸
ｌを中心として、光軸ｌに直交する面内で回転可能とな
っている。そして、このホルダ１５の周縁には、環状ギ
ア１６が形成されている。この環状ギア１６は、駆動モ
ータ８の駆動軸に取り付けられたピニオンギア７に噛合
している。従って、駆動モータ８がその駆動軸を回転さ
せると、両ギア７，１６を介してホルダ１５が回転駆動
を受け、ホルダ１５に保持されている検査対象光学部材
１４が、光軸ｌに直交する面内において撮像装置３側か
ら見て反時計方向へ回転駆動される。従って、これらホ
ルダ１５，両ギア１６，７，及び駆動モータ８は、検査
対象光学部材１４の像と撮像素子５とを相対回転させる
回転手段を構成する。

【００３８】このホルダ１５の下面（拡散板２側の面）
には、光軸ｌを中心とした放射状の白黒縞からなるコー
ドパターンが印刷されており、光学部材検査装置の図示
せぬフレームには、このコードパターンを読むための反
射型光センサを有する読取装置１０が固定されている。
これらコードパターン及び読取装置１０は、インクリメ
ンタル方式のエンコーダを構成し、制御装置６に対し
て、検査対象光学部材１４の回転量に対応した数のパル
スを入力する。

【００３９】なお、撮像レンズ４の倍率（即ち、撮像装
置３自体の位置，及び撮像レンズ４の撮像素子５に対す
る位置）は、検査対象光学部材１４の直径方向における
全幅を撮像素子５の撮像面に結像し得るように、調整さ
れている。従って、撮像素子５は、検査対象光学部材１
４の表面の画像（直径方向の全域にわたる１ライン分の
画像）を撮像することができるのである。図２において
は、撮像素子５によって撮像され得る一ライン分の撮像
対象領域が、二点鎖線によって示されている。

【００４０】照明ランプ１は、照明光（白色光）を発光
する白熱ランプであり、光学部材検査装置の図示せぬフ
レームに固定されている。この照明ランプ１と検査対象
光学部材１４との間に配置されている拡散板２は、図２
に示すように、検査対象光学部材１４よりも大径な円盤
形状を有しており、その表面は粗面として加工されてい
る。従って、この拡散板２は、照明ランプ１から出射さ
れた照明光をその裏面全面で受けて、検査対象光学部材
１４に向けて拡散することができる。なお、この拡散板
２は、その中心において撮像レンズ４の光軸ｌと直交す
る様に、光学部材検査装置の図示せぬフレームに固定さ
れている。

【００４１】この拡散板２の表面上（検査対象光学部材
１４側）には、帯状の形状を有する遮光板９が、その長
手方向を撮像素子５の画素列の方向と平行な方向に向け
て、貼り付けられている。この遮光板９の中心は撮像レ
ンズ４の光軸ｌと一致している。また、遮光板９の長手
方向における全長は検査対象光学部材１４の直径よりも
長い。そして、図２に示すように、撮像装置３の位置か
ら見ると、遮光板９の両端は、検査対象光学部材１４の
外縁よりも外側にはみ出している。また、遮光板９の幅
は、撮像素子５の画素列の方向に直交する方向における
光学部材検査装置の断面図である図４に示すように、撮
像素子５の各画素に入射する光の周縁光線ｍ，ｍの間隔
よりも広い。

【００４２】制御装置６は、撮像装置３から入力された
画像データに基づいて検査対象光学部材１４が良品であ
るか不良品であるかの判定を行う装置である。図３は、
この制御装置６の内部回路構成を示すブロック図であ
る。図３に示す様に、制御装置６は、バスＢを介して相
互に接続されたＣＰＵ６０，フレームメモリ６１，ホス
トメモリ６２，及び回転角検出回路６３から、構成され
ている。

【００４３】入力手段の一部をなすフレームメモリ６１
は、撮像装置３から入力された一ライン分の画像データ
が書き込まれるバッファである。ホストメモリ６２は、
全極座標データ格納領域６２ａ，直交座標データ格納領
域６２ｂ及び変換テーブル格納領域６２ｃを含んでい
る。この全極座標データ格納領域６２ａは、入力手段の
一部として、フレームメモリ６１に書き込まれた各一ラ
イン分の画像データが先頭行から行単位で書き込まれる
一時格納メモリ（撮像素子５から出力された画像データ
を各撮像毎に行単位で順番に格納する一時格納メモリ）
としての領域である。この全極座標データ格納領域６２
ａに書き込まれた画像データを、以下、「極座標デー
タ」という。直交座標データ格納領域６２ｂは、極座標
データを座標変換（極座標−直交座標変換）して得られ
た直交座標系による画像データ（以下、「直交座標デー
タ」という）が書き込まれる画像メモリ（直交座標によ
ってその位置が特定される複数のピクセルをマトリック
ス状に並べてなる画像メモリ）としての領域である。変
換テーブル格納領域６２ｃは、全極座標データ格納領域
６２ａ内の各画素の座標位置（ｍ，ｋ）を直交座標デー
タ格納領域６２ｂ内の画素の座標位置（ｘ，ｙ）に対応
付けた変換テーブル（直交座標値に対して検査対象光学
部材１４の像及び撮像素子５との相対角度と画素の位置
との組み合わせを一つのみ対応させた変換テーブル）を
格納する領域であり、上述の座標変換の際にＣＰＵ６０
によって参照される。これら極座標データ，直交座標デ
ータ，及び変換テーブルについては、後で詳しく説明す
る。

【００４４】回転角検出回路６３は、読取装置１０から
入力されてくるパルスに基づいて検査対象光学部材１４
の回転量（初期状態からの回転量）及び角度位置を検出
してＣＰＵ６０に通知する回路である。

【００４５】ＣＰＵ６０は、制御装置６全体の制御を行
うプロセッサであり、入力手段の一部，取出手段，読出
手段，書込手段，図形的特徴量測定手段，及び判定手段
に、相当する。即ち、ＣＰＵ６０は、回転角検出回路６
３からの通知によって検査対象光学部材１４の位置を常
時認識しつつ、フレームメモリ６１に書き込まれた画像
データを定期的にホストメモリ６２の全極座標データ格
納領域６２ａに書き写すとともに、変換テーブル格納領
域６２ｃ内の変換テーブルを参照して、全極座標データ
格納領域６２ａに格納された極座標データの各ピクセル
の輝度値情報を直交座標データ格納領域６２ｂ内の対応
するピクセルに書き込む。そして、この書き込み完了後
において直交座標データ格納領域６２ｂに格納されてい
る直交座標データ中の光学的欠陥に相当する領域の図形
的特徴量を測定するとともに、この図形的特徴量を一定
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。 ＜光学的欠陥検出の原理＞以上のように構成される光学
部材検査装置において、図４の面内では、撮像レンズ４
に入射して撮像素子５の各画素に入射し得る光は、撮像
レンズ４の光軸ｌに沿った光線を主光線とする光束であ
り且つ図４に示される周縁光線ｍ，ｍ間を通る光のみで
ある。この周縁光線ｍ，ｍを逆方向に辿ると、検査対象
光学部材１４の表面において交差した後に、拡散板２に
向かって拡がっている。そして、拡散板２上において、
この周縁光線ｍ，ｍの間が遮光板９によって遮られてい
る。従って、図４に示すように、検査対象光学部材１４
における撮像素子５による撮像対象領域（撮像レンズ４
に関して撮像素子５の画素列の受光面と共役な部位及び
光軸方向におけるその近傍）に光学的欠陥がないとする
と、撮像素子５の各画素に入射する光はない。即ち、拡
散板２の表面における遮光板９の側方箇所から拡散した
光ｎは、検査対象光学部材１４における撮像対象領域を
透過するが、周縁光線ｍ，ｍの外側を通るので、撮像レ
ンズ４には入射しない。また、拡散板２の表面における
遮光板９の側方箇所から拡散して検査対象光学部材１４
における撮像対象領域以外の箇所を透過した光は、撮像
レンズ４に入射し得るが、撮像素子５の各画素上には収
束されない。そのため、撮像装置３から出力される画像
データは、検査対象光学部材１４の外縁に対応する明部
（側面での拡散光に因る）を除き、全域において暗くな
っている。

【００４６】これに対して、図２に示すように、検査対
象光学部材１４表面における撮像対象領域内にキズＣ及
びゴミＤがある場合、図５に示すように、拡散板２の表
面における遮光板９の側方箇所から拡散した光ｎがこれ
らキズＣ及びゴミＤに当たると、この光がこれらキズＣ
及びゴミＤによって拡散される。この拡散光ｎ’は、周
縁光線ｍ，ｍの交点を中心として発散するので、その一
部は、撮像レンズ４を介して撮像素子５の画素上に入射
する。従って、キズＣ及びゴミＤの像（周囲よりも明る
い像）が撮像素子５の撮像面に形成される。なお、検査
対象光学部材１４の外周Ａ，Ｂにおいても、同様な拡散
が生じるので、これら外周Ａ，Ｂの像が（周囲よりも明
るい像）が撮像素子５の撮像面に形成される。図６は、
図２に示す位置にて撮像が行われた時に撮像装置３から
出力される画像データを構成する各輝度値の分布を示す
グラフである。なお、図６においては、一回の撮像によ
って各画素に蓄積された電荷を、一走査分の周期内で順
次自己走査によって読み出している様子が示されてい
る。 ＜光学的欠陥判定の方式＞撮像素子５による撮像（電荷
蓄積及び走査）は、駆動モータ８による検査対象光学部
材１４の回転と同期して、この検査対象光学部材１４が
所定角度だけ回転する毎に行われる。そして、撮像素子
５による撮像（電荷蓄積及び走査）がなされる毎に、図
６に示すような画像データが、制御装置６のフレームメ
モリ６１に書き込まれて、ホストメモリ６２の全極座標
データ格納領域６２ａに取り込まれる。図７乃至図１１
は、遮光板９，撮像素子５による撮像対象領域（二点鎖
線にて表示），及び検査対象光学部材１４の相対位置と
全極座標データ格納領域６２ａに取り込まれた画像デー
タとの関係を示す。具体的には、図７は、初期状態を示
し（この時点で撮像される検査対象光学部材１４の外縁
上の点を、夫々“Ａ”，“Ｂ”とする）、図８は、初期
状態から検査対象光学部材１４が反時計方向に４５度回
転した状態を示し、図９は、検査対象光学部材１４が初
期状態から反時計方向に９０度回転した状態を示し、図
１０は、検査対象光学部材１４が初期状態から反時計方
向に１３５度回転した状態を示し、図１１は、検査対象
光学部材１４が初期状態から反時計方向に１８０度回転
した終了状態を示す。これら各図に示すように、検査対
象光学部材１４が回転するにつれて、全極座標データ格
納領域６２ａの各行には、撮像装置３によって撮像され
た各一ライン分の画像データが、先頭行から順に書き込
まれる。

【００４７】図１１に示す時点でホストメモリ６２の全
極座標データ格納領域６２ａに格納されている画像デー
タ（極座標データ）の横軸は、検査対象光学部材１４の
中心（光軸）Ｏから直径方向への距離を示し、縦軸は、
点Ａ，Ｂ間を結ぶ直径を基準とした検査対象光学部材１
４の回転角を示す。制御装置６のＣＰＵ６０は、上述し
たように、この極座標データを、直交座標系による画像
データ（直交座標データ）へ変換する。図１２は、この
ような極座標データから直交座標データへの座標変換方
法を示す図であり、検査対象光学部材１４の表面上に定
義されたローカル座標系と撮像素子５の画素列の方向を
基準（縦軸）とした絶対座標系との関係を示すものであ
る。図１２において、検査対象光学部材１４の表面上に
定義されたローカル座標系は、検査対象光学部材１４の
光軸Ｏを原点０とし、検査対象光学部材１４外縁上にお
ける点Ａと点Ｂとを結ぶ線をＹ軸とする。また、原点０
を通ってＹ軸と直交する線をＸ軸とする。また、絶対座
標系の縦軸上の各点の値は、撮像素子５の各画素の走査
の順番に対応するので、撮像素子５の解像度（座標数）
をｎとすると０〜ｎ−１の値をとる。そして、ｎ／２の
点において、絶対座標系の縦軸はローカル座標の原点０
と交差することとなる。

【００４８】検査対象光学部材１４が回転すると、ロー
カル座標系は、原点０を中心として絶対座標系の縦軸に
対して反時計方向に回転する。このとき、撮像開始時か
らの撮像の回数（走査回数）をｋとし、撮像の一周期
（一走査）の間に検査対象光学部材１４が回転する角度
をθとすると、撮像素子５中ｍ（但し、０≦ｍ≦n/2）
番目の座標Ｐのローカル座標系における極座標はＰ（n/
2−ｍ，ｋθ）となり、ｍ’（但し、n/2＜ｍ’≦ｎ−
１）番目の座標Ｐ’のローカル座標系における極座標は
Ｐ’（ｍ’−n/2，180＋ｋθ）となる。これら極座標
Ｐ，Ｐ’を直交座標によって表すと、Ｐ（Ｘｐ，Ｙ
ｐ），Ｐ’（Ｘｐ’，Ｙｐ’）となる。ここで、 Ｘｐ＝（n/2−ｍ）sin kθ …（１） Ｙｐ＝（n/2−ｍ）cos kθ …（２） Ｘｐ'＝（ｍ'−n/2）sin（180＋ｋθ） …（３） Ｙｐ'＝（ｍ'−n/2）cos（180＋ｋθ） …（４） と表される。従って、これら式（１）〜（４）を用いる
ことにより、極座標系を直交座標系に変換することがで
きるのである。

【００４９】いま、図１３（ａ）に示すように、撮像素
子５の画素数（解像度）ｎが２０４８個であり、検査対
象光学部材１４が半回転（１８０度）する間に３６００
回の撮像がなされるとする（即ち、θ＝１８０／３６０
０＝０．０５）。この場合、極座標データ中の０〜１０
２４列目の座標に対しては上記式（１），（２）が適用
され、１０２５〜２０４７列目の座標に対しては上記式
（３），（４）が適用される。但し、図１３（ｂ）に示
すように、直交座標データの原点（０，０）は、中心で
はなくて左下に位置するので、原点位置をずらすための
補正がなされねばならない。具体的には、この直交座標
データの座標数が２０４８×２０４８個であることか
ら、上記各式（１）〜（４）によって求められた値に、
一律に１０２４が加算されなければならない。即ち、極
座標データ中のｍ＝０〜１０２４列目の座標に対しては
下記記式（１'），（２'）が適用され、ｍ’＝１０２５
〜２０４７列目の座標に対しては下記記式（３'），
（４'）が適用される。 Ｘｐ＝（1024−ｍ）sin kθ＋1024 …（１'） Ｙｐ＝（1024−ｍ）cos kθ＋1024 …（２'） Ｘｐ'＝（ｍ'−1024）sin （180＋ｋθ）＋1024 …（３'） Ｙｐ'＝（ｍ'−1024）cos （180＋ｋθ）＋1024 …（４'） しかしながら、これら各式（１'）〜（４'）を極座標デ
ータ中の全ての点に対して実行したとしても、極座標デ
ータ中の何れの座標にも対応しない座標が直交座標デー
タ中に生じる可能性がある。そのために、本実施形態に
おいては、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、極座
標データを構成する各一ライン分の画像データ（輝度値
情報列）を擬似的にｐ倍して、極座標データ中の一ライ
ン分の画像データの総数を（180／θ）×ｐ本とする。
そして、本来のθの値をｐ分割した値θ’（＝θ／
ｐ），及び、増加された極座標データの各行（一ライン
分の画像データ）の行番号を示すｋ'を用いて、上述の
式（１'）〜（４'）（即ち、所定の極座標−直交座標変
換演算）を実行する。即ち、下記式（１"）〜（４"）を
用いることにより、極座標系を直交座標系に変換するの
である。 Ｘｐ＝（n/2−ｍ）sin k'θ'＋ｎ／２ ＝（1024−ｍ）sin k'θ'＋1024 …（１"） Ｙｐ＝（n/2−ｍ）cos k'θ'＋ｎ／２ ＝（1024−ｍ）cos k'θ'＋1024 …（２"） Ｘｐ'＝（ｍ'−n/2）sin（180＋ k'θ'）＋ｎ／２ ＝（ｍ'−1024）sin（180＋ k'θ'）＋1024 …（３"） Ｙｐ'＝（ｍ'−n/2）cos（180＋ｋ'θ'）＋ｎ／２ ＝（ｍ'−1024）cos（180＋ｋ'θ'）＋1024 …（４"） 但し、これら各式（１"）〜（４"）によって規定される
極座標データ中の全画素の座標に対する直交座標系にお
ける座標の関係は、予め計算され、変換テーブルとして
まとめられる。図１５は、このようにしてまとめられた
変換テーブルの構造を部分的に示した表である。図１５
に示すように、この変換テーブルは、上記式（１"）〜
（４"）によって規定された関係にある極座標値（ｍ，
ｋ'）及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）の組み合わせを極座
標データ中における並び順通りに列挙した形式を、有し
ている。但し、ここに書き込まれる直交座標値（Ｘ_m，
Ｙ_{k '}）の値は、小数点以下を四捨五入した値となってい
る。この四捨五入により、ｍ及びｋの組み合わせに対し
て極座標−直交座標変換演算を施して算出された値に最
も近い直交座標値（Ｘ，Ｙ）が、当該ｍ及びｋの組み合
わせに対応される。

【００５０】この変換テーブルは、全ての項目（極座標
値，直交座標値）が書き込まれた後で、先頭行から順
に、各行毎に図１５の左から右へスキャンされる。そし
て、同じ直交座標が重複して表れた場合には、最初に表
れたもの以外には、スタック値が上書きされる。このス
タック値とは、図１３（ｂ）に示す直交座標データの原
点（０，０）を示す直交座標値である。

【００５１】そして、各極座標値（ｍ，ｋ'）のｋ'座標
の値が、ｐによって除算され、その商（小数点以下切り
捨て）が、本来のｋ座標の値として、元のｋ'座標の値
に上書きされる。その結果、図１６に示すように、変換
テーブル中に、同じ極座標値（ｍ，ｋ）が重複して存在
し得ることとなる。このように同一の極座標値（ｍ，
ｋ）に複数の直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）を対応付けられ
るのは、図３３に示すように、βの時点でラインセンサ
から出力される画像データは、θの角度範囲内の全域に
おける輝度情報を反映しているからである。

【００５２】即ち、変換テーブルは、入力手段によって
入力された各輝度値を出力した時における検査対象光学
部材の像及びラインセンサの相対角度以外の角度につい
ては、当該角度と画素の位置との組み合わせに対して所
定の極座標−直交座標変換演算を施し、その演算の結果
得られた値に最も近い直交座標値を、当該角度よりも大
きく且つ最も近い相対角度に対応させている。

【００５３】以上のようにして作成された変換テーブル
が、ホストメモリ６２の変換テーブル格納領域６２ｃに
格納されるのである。 ＜制御処理＞次に、上述した光学的欠陥判定方式に従っ
た良否判定を行うために制御装置６（ＣＰＵ６０）が実
行する制御処理の内容を、図１７及び図１８のフローチ
ャートを用いて説明する。

【００５４】図１７の制御処理は、制御装置６に接続さ
れた図示せぬ検査開始ボタンが押下されることによりス
タートする。スタート後最初のＳ０１では、ＣＰＵ６０
は、撮像工程を実行する。この撮像工程では、ＣＰＵ６
０は、回転角検出回路６３からの通知に基づいて検査対
象光学部材１４の回転量を検知し、この検査対象光学部
材１４が半回転する間に撮像装置３からフレームメモリ
６１に書き込まれた全ての画像データを、順次、ホスト
メモリ６２の全極座標データ格納領域６２ａへ格納する
（撮像素子５から出力された各画素に対応する輝度値か
らなる画像データを入力する入力手段に相当）。

【００５５】次のＳ０２では、ＣＰＵ６０は、座標変換
工程を実行する。図１８は、Ｓ０２にて実行される座標
変換工程サブルーチン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Ｓ１１では、ＣＰＵ６０
は、変換テーブル格納領域６２ｃに格納されている変換
テーブルから、極座標値（ｍ，ｋ）及び直交座標値（Ｘ
_m，Ｙ_k'）の組み合わせを一組取り出す（変換テーブル
から相対角度と画素の位置との組み合わせ，及びこの組
み合わせに対応する直交座標値を、夫々一つ取り出す取
出手段に相当）。

【００５６】次のＳ１２では、ＣＰＵ６０は、全極座標
データ格納領域６２ａ中のＳ１１にて読み出した極座標
（ｍ，ｋ）によって示される位置から、輝度値情報を読
み出す（画像データから、取出手段によって取り出され
た相対角度と画素の位置との組み合わせに対応する輝度
値を読み出す読出手段に相当）。

【００５７】次のＳ１３では、ＣＰＵ６０は、Ｓ１２に
て読み出した輝度値情報を、直交座標データ格納領域６
２ｂ中のＳ１１にて読み出した直交座標値（Ｘ_m，
Ｙ_k'）によって示される位置に、書き込む（入力手段に
よって入力された各輝度値を、検索手段によって読み出
された直交座標値に対応する画像メモリ中のピクセルへ
書き込む書込手段に相当）。

【００５８】次のＳ１４では、ＣＰＵ６０は、変換テー
ブルから極座標値（ｍ，ｋ）及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ
_k'）の全ての組み合わせを参照したかどうかをチェック
する。そして、未だ全ての組み合わせを参照していなけ
れば、処理をＳ１１に戻して、次の組み合わせを読み出
す。

【００５９】これに対して、全ての組み合わせを参照し
終えている場合には、このサブルーチンを終了して、処
理を図１７のメインルーチンに戻す。処理が戻された図
１７のメインルーチンでは、ＣＰＵ６０は、Ｓ０２の後
に実行されるＳ０３において、ラベリング工程を実行す
る。即ち、ＣＰＵ６０は、直交座標データ格納領域６２
ｂ内に格納されている直交座標データから所定閾値以上
の輝度値を有する画素の集合からなる領域を抽出し、抽
出した各領域に対して夫々一意の番号（ラベル）ｉ（ｉ
＝１，２，３，……）を付与する。

【００６０】次のＳ０４では、ＣＰＵ６０は、Ｓ０３に
てラベルｎを付与した各領域に対して、ラベルｎの順番
に、特徴量抽出処理を実行する。具体的には、各領域毎
に、その領域の面積，フィレ径，最大輝度又は平均輝度
等を算出する（図形的特徴量測定手段に相当）。

【００６１】次のＳ０５では、ＣＰＵ６０は、Ｓ０４に
て測定した図形的特徴量に基づいた良否判定工程を実行
する。具体的には、判断基準値を超える面積又はフィレ
径を有する領域が一つでも有るか否か，最大輝度が判断
基準値を超えるか否か，等に基づいて、検査対象光学部
材１４が良品であるか不良品であるかの判定を実行する
（判定手段に相当）。以上の後に、ＣＰＵ６０は、この
制御処理を終了する。 ＜実施形態の作用＞以上のように構成された本実施形態
によると、検査対象光学部材１４を透過して撮像レンズ
４に入射するとともに撮像素子５の各画素に入射し得る
様な光は、遮光板９によって、予め拡散板２上にて遮ら
れている。従って、撮像素子５による撮像対象領域内に
おいて検査対象光学部材１４に光学欠陥が生じていなけ
れば、撮像素子５によって撮像される画像データ中の各
画素の輝度値は、全て黒の値（８ビットグレースケール
における“０”）となっている。

【００６２】これに対して、撮像素子５によって撮像さ
れ得る範囲において検査対象光学部材１４に光学欠陥が
生じている場合には、遮光板９の側方からこの領域内に
入射した光が光学的欠陥によって拡散され、その拡散光
の一部が撮像レンズ４に入射する。この結果、遮光板９
の暗い陰を背景とした光学的欠陥の明るい像が、撮像素
子５の撮像面に形成される。このとき、画像データ中の
光学的欠陥の明るい像を撮像して得られた画素の輝度値
は、その像の明るさ（及び、像と撮像素子５の画素との
重なり具合）に応じた値（８ビットグレースケールにお
ける“１〜２５５”）となっている。

【００６３】そして、検査対象光学部材１４が半回転す
る間に、撮像素子５による撮像が一定周期（検査対象光
学部材１４が０．０５°回転する毎）でなされ、各撮像
によって得られたライン状の画像データが全極座標デー
タ格納領域６２ａに蓄積される（Ｓ０１）。

【００６４】制御装置６のＣＰＵ６０は、図１９に示す
ように、変換テーブルから一つづつ極座標値（ｍ，ｋ）
及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）の組み合わせ読み出し
（Ｓ１１）、全極座標データ格納領域６２ａ内における
当該極座標値（ｍ，ｋ）によって示されるピクセルに書
き込まれている輝度値情報を、直交座標データ格納領域
６２ｂ内における当該直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）によっ
て示されるピクセルに書き込む（Ｓ１２，Ｓ１３）。こ
のような書き込みを、変換テーブル中の極座標値（ｍ，
ｋ）及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）の全組み合わせに関
して実行すると、直交座標データ格納領域６２ｂ内に、
直交座標系による画像データ（直交座標データ）が再現
される。このとき、変換テーブル内には、同一の直交座
標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）は、重複して記載されていないの
で、直交座標データ格納領域６２ｂ内の同一ピクセルに
輝度値情報が複数回に亘って上書きされることはない。
また、直交座標データ格納領域６２ｂ（における検査対
象光学部材１４の周縁）内に対応する全ての直交座標値
（Ｘ_m，Ｙ_k'）が、予め、何れかの極座標値（ｍ，ｋ）
に対応付けられているので、直交座標データにおける輝
度値抜けは、生じない。

【００６５】ＣＰＵ６０は、このようにして得られた直
交座標系による画像データ（直交座標データ）に基づい
て図形的特徴量を算出し（Ｓ０４）、算出した図形的特
徴量を一定の判断基準値と比較することによって、検査
対象光学部材１４の良否判定を行う（Ｓ０５）。

【００６６】このように、本実施形態においては、極座
標データ中の全輝度値情報に対して座標変換処理を行う
場合に比して、処理ステップ数及び処理時間を大幅に減
少させることができるとともに、直交座標データ中の輝
度値抜けを防止できる。

【００６７】

【実施形態２】本発明の第２の実施形態は、上記第１実
施形態に比して、フレームメモリ６１から１ライン分の
画像データをホストメモリ６２に書き写す毎に座標変換
処理を実行する事を、特徴とする。

【００６８】図２０は、本第２実施形態による光学部材
検査装置に用いられる制御装置６の構成を示すブロック
図である。この図２０に示すように、制御装置６のホス
トメモリ６２には、第１実施形態における全極座標デー
タ格納領域６２ａの代わりに、１ライン分の極座標格納
領域６２ｄが設けられている。本第２実施形態による光
学部材検査装置におけるその他の構成は、第１実施形態
のものと同じなので、その説明を省略する。 ＜制御処理＞次に、上述した光学的欠陥判定方式に従っ
た良否判定を行うために制御装置６（ＣＰＵ６０）が実
行する制御処理の内容を、図２１及び図２２のフローチ
ャートを用いて説明する。

【００６９】図２１の制御処理は、制御装置６に接続さ
れた図示せぬ検査開始ボタンが押下されることによりス
タートする。スタート後最初のＳ２１では、ＣＰＵ６０
は、座標変換工程を実行する。図２２は、Ｓ２１にて実
行される座標変換工程サブルーチンを示すフローチャー
トである。

【００７０】このサブルーチンに入って最初のＳ３１で
は、ＣＰＵ６０は、処理対象の画像データを特定するた
めの変数ｙを初期化（ｙ＝０）する。次のＳ３２では、
ＣＰＵ６０は、変換テーブル格納領域６２ｃに格納され
ている変換テーブルの先頭位置（図１６における左上）
から、極座標値（ｍ，ｋ）及び直交座標値（Ｘ_m，
Ｙ_k'）の組み合わせを、一組取り出す（変換テーブルか
ら相対角度と画素の位置との組み合わせ，及びこの組み
合わせに対応する直交座標値を、夫々一つ取り出す取出
手段に相当）。

【００７１】次のＳ３３では、ＣＰＵ６０は、撮像工程
を実行する。この撮像工程では、ＣＰＵ６０は、回転角
検出回路６３からの通知された検査対象光学部材１４の
回転角に基づき、（前回の撮像からの）回転角が単位角
（θ＝０．０５）に達するのを待って、撮像装置５に対
して撮像指示を通知する。そして、撮像によって撮像装
置５から出力された１ライン分の画像データを、フレー
ムメモリ６１に書き込ませる。

【００７２】次のＳ３４では、ＣＰＵ６０は、Ｓ３３の
結果フレームメモリ６１に書き込まれた１ライン分の画
像データを、ホストメモリ６２の極座標データ格納領域
６２ｄへ書き写す（撮像素子５から出力された各画素に
対応する輝度値からなる画像データを入力する入力手段
に相当）。

【００７３】次のＳ３５では、ＣＰＵ６０は、極座標デ
ータ格納領域６２ｄ中のＳ３２又はＳ３８にて読み出し
た極座標（ｍ）によって示されるピクセルから、輝度値
情報を読み出す（画像データから、取出手段によって取
り出された相対角度と画素の位置との組み合わせに対応
する輝度値を読み出す読出手段に相当）。

【００７４】次のＳ３６では、ＣＰＵ６０は、Ｓ３５に
て読み出した輝度値情報を、直交座標データ格納領域６
２ｂ中のＳ３２又はＳ３８にて読み出した直交座標値
（Ｘ_m，Ｙ_k'）によって示されるピクセルに、書き込む
（入力手段によって入力された各輝度値を、検索手段に
よって読み出された直交座標値に対応する画像メモリ中
のピクセルへ書き込む書込手段に相当）。

【００７５】次のＳ３７では、ＣＰＵ６０は、変換テー
ブルから極座標値（ｍ，ｋ）及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ
_k'）の全ての組み合わせを参照したかどうかをチェック
する。そして、未だ全ての組み合わせを参照していなけ
れば、処理をＳ３８へ進める。

【００７６】Ｓ３８では、ＣＰＵ６０は、変換テーブル
格納領域６２ｃに格納されている変換テーブルにおける
次の位置から、極座標値（ｍ，ｋ）及び直交座標値（Ｘ
_m，Ｙ_k'）の組み合わせを、一組取り出す（変換テーブ
ルから相対角度と画素の位置との組み合わせ，及びこの
組み合わせに対応する直交座標値を、夫々一つ取り出す
取出手段に相当）。

【００７７】ここに、「変換テーブルにおける次の位
置」とは、前回読み出した極座標値（ｍ，ｋ）よりも極
座標値のｍの値が一つだけ大きい位置（図１６における
右隣の位置），若しくは、前回読み出した極座標値
（ｍ，ｋ）のｍの値が最大値ｎ（＝２０４７）である場
合には、極座標値のｍの値が０である次の未読み出しの
位置（図１６における次の行の最左側の位置）である。

【００７８】次のＳ３９では、ＣＰＵ６０は、Ｓ３８に
て読み出した極座標値（ｍ，ｋ）のｋの値を前回読み出
したｋの値と比較し、ｋの値が変化したか否かをチェッ
クする。そして、ｋの値が変化していない場合には、処
理をＳ３５に戻す。

【００７９】これに対して、ｋの値が変化している場合
には、Ｓ４０にて処理対象の画像データを特定するため
の変数ｙをインクリメントした後に、処理をＳ３３に戻
す。以上説明したＳ３３乃至Ｓ４０のループ処理を繰り
返した結果、変換テーブルにおける極座標値（ｍ，ｋ）
及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）の全ての組み合わせを参
照し終えたとＳ３７にて判定した場合には、ＣＰＵ６０
は、このサブルーチンを終了して、処理を図２１のメイ
ンルーチンに戻す。

【００８０】処理が戻された図２１のメインルーチンで
は、ＣＰＵ６０は、Ｓ２１の後に実行されるＳ２２にお
いて、ラベリング工程を実行する。即ち、ＣＰＵ６０
は、直交座標データ格納領域６２ｂ内に格納されている
直交座標データから所定閾値以上の輝度値を有する画素
の集合からなる領域を抽出し、抽出した各領域に対して
夫々一意の番号（ラベル）ｉ（ｉ＝１，２，３，……）
を付与する。

【００８１】次のＳ２３では、ＣＰＵ６０は、Ｓ２２に
てラベルｎを付与した各領域に対して、ラベルｎの順番
に、特徴量抽出処理を実行する。具体的には、各領域毎
に、その領域の面積，フィレ径，最大輝度又は平均輝度
等を算出する（図形的特徴量測定手段に相当）。

【００８２】次のＳ２４では、ＣＰＵ６０は、Ｓ２３に
て測定した図形的特徴量に基づいた良否判定工程を実行
する。具体的には、判断基準値を超える面積又はフィレ
径を有する領域が一つでも有るか否か，最大輝度が判断
基準値を超えるか否か，等に基づいて、検査対象光学部
材１４が良品であるか不良品であるかの判定を実行する
（判定手段に相当）。以上の後に、ＣＰＵ６０は、この
制御処理を終了する。 ＜実施形態の作用＞以上のように構成された本第２実施
形態によると、検査対象光学部材１４が半回転する間
に、撮像素子５による撮像が一定周期（検査対象光学部
材１４が０．０５°回転する毎）でなされ、各撮像によ
って得られた一ライン分の画像データが極座標データ格
納領域６２ｄに格納される（Ｓ３４）。

【００８３】制御装置６のＣＰＵ６０は、極座標データ
格納領域６２ｄに一ライン分の画像データが格納される
と、変換テーブルから順番に一つづつ極座標値（ｍ，
ｋ）及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）の組み合わせ読み出
し（Ｓ３２，Ｓ３８）、極座標データ格納領域６２ｄ内
における当該極座標値（ｍ）によって示されるピクセル
に書き込まれている輝度値情報を、直交座標データ格納
領域６２ｂ内における当該直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）に
よって示されるピクセルに書き込む（Ｓ３５，Ｓ３
６）。このような書き込みを繰り返した結果、変換テー
ブルから読み出した極座標値（ｍ，ｋ）のｋ座標の値が
大きくなると、ＣＰＵ６０は、次の一ライン分の画像デ
ータをフレームメモリ６１から極座標データ格納領域６
２ｄに書き写す（Ｓ４０，Ｓ３３，Ｓ３４）。

【００８４】そして、変換テーブルから極座標値（ｍ，
ｋ）及び直交座標値（Ｘ_m，Ｙ_k'）の全ての組み合せを
読み出され、これらに従った書き込みがなされると、直
交座標データ格納領域６２ｂ内に、直交座標系による画
像データ（直交座標データ）が再現される。

【００８５】本第２実施形態におけるその他の作用は、
第１実施形態とものと同じであるので、その説明を省略
する。

【００８６】

【実施形態３】本発明の第３の実施形態は、上述の第１
実施形態と比較して、制御装置６内において、プログラ
ム処理によって座標変換を行うのではなく、ハードウェ
アによって座標変換を行うことを特徴としている。 ＜光学部材検査装置の構成＞図２３は、本第３実施形態
による制御装置６の構成を示すブロック図である。

【００８７】図２３における極座標データメモリ６５
は、検査対象光学部材１４が半回転する間に撮像装置３
から出力された全ての一ライン分の画像データが先頭行
から行単位に書き込まれて検査対象光学部材１４全体に
相当する極座標データが合成されるメモリであり、第１
実施形態におけるホストメモリ６２の全極座標データ格
納領域６２ａに相当する。なお、本第３実施形態におい
ては、撮像装置３による撮像は、検査対象光学部材が
０．０５度回転する毎に行われるので、極座標データの
行数は３６００行となっている。

【００８８】この極座標データメモリ６５は、検査対象
光学全部材１４の全体に対応する極座標データが合成さ
れた後においては、読み出しパルスが入力される毎に、
その時点で入力されているアドレス（極座標データのｋ
座標を指定するための０〜３５９９［実際には２進数］
の値をとる上位アドレス，及び、極座標データのｍ座標
を指定するための０〜２０４７［実際には２進数］の値
をとる下位アドレス）によって指定されたピクセルに記
載されている輝度値情報を、出力する。

【００８９】直交座標データメモリ６６は、座標変換の
結果としての直交座標データが合成される画像メモリ
（直交座標によってその位置が特定される複数のピクセ
ルをマトリックス状に並べてなる画像メモリ）であり、
第１実施形態における直交座標データ格納領域６２ｂに
相当する。

【００９０】この直交座標データメモリ６６は、書き込
みパルスが入力される毎に、その時点で入力されている
アドレス（直交座標データのＸ座標を指定するための０
〜２０４７［実際には２進数］の値をとる上位アドレ
ス，及び直交座標データのＹ座標を指定するための０〜
２０４７［実際には２進数］の値をとる下位アドレス）
によって指定された位置（ピクセル）に、極座標データ
メモリ６５から出力された輝度値情報を、格納する。

【００９１】制御回路６４は、制御装置６全体の制御を
司る回路であり、所定周期のクロックパルスを生成す
る。そして、このクロックパルスのタイミングに同期し
て、極座標データメモリ６５に読み出しパルス，直交座
標データメモリ６６に書き込みパルスを各々入力すると
ともに、画素カウンタ６８にインクリメントパルスを入
力する。なお、制御回路６４は、これら読み出しパル
ス，書き込みパルス，及びインクリメントパルスを各々
２０４８×３６００個出力した時点で、画像処理部７０
に対して画像変換完了通知を行う。

【００９２】画素カウンタ６８は、入力されたインクリ
メントパルスの数を０〜２０４７のサイクルで計数する
カウンタ（撮像素子から順番に出力される各輝度値をカ
ウントするカウンタ）であり、計数結果としての画素ア
ドレス（極座標データメモリの下位アドレスｍ）を出力
するとともに、２０４８個のインクリメントパルスを計
数する毎に、計数結果をリセットして０とするととも
に、回転角カウンタ６７に対してカウントパルスを入力
する。即ち、この画素カウンタ６８が、入力手段によっ
て入力された各輝度値に対応する画素の位置を特定する
画素位置特定手段に、相当する。

【００９３】回転角カウンタ６７は、入力されたカウン
トパルスの数を０〜３５９９のサイクルで計数するカウ
ンタであり、計数結果としての回転角アドレス（極座標
データメモリの上位アドレスｋ）を出力する。即ち、回
転角カウンタ６７は、入力手段によって入力された各輝
度値を出力した時における検査対象光学部材の像及びラ
インセンサの相対角度を特定する角度特定手段に、相当
する。

【００９４】画素カウンタ６８から出力された画素アド
レス及び回転角カウンタ６７から出力された回転角アド
レスは、夫々下位アドレスｍ及び上位アドレスｋとし
て、変換テーブル６９にも入力される。即ち、これら画
素カウンタ６８及び回転角カウンタ６７が、角度特定手
段によって特定された相対角度及び画素位置特定手段に
よって特定された画素の位置に基づいて変換テーブルを
検索して対応する直交座標値を読み出す検索手段に、相
当する。

【００９５】変換テーブル６９は、ＲＯＭ上に構築され
たテーブル（画像メモリの各ピクセルを特定する個々の
直交座標値に対して、検査対象光学部材の像及びライン
センサの相対角度と前記画素の位置との組み合わせを一
つのみ対応させた変換テーブル）であり、入力されたア
ドレスによって指定されるエントリに、当該入力アドレ
ス（回転角アドレス及び画素アドレス）に対応するデー
タ（直交座標データメモリ６６に対する上位アドレスで
あるＸ座標アドレス，及び、下位アドレスであるＹ座標
アドレス）が書き込まれている形式を有する。以下、こ
の変換テーブルの作成手順を説明する。

【００９６】いま、上記式（１'）〜（４'）においてθ
＝０．０５を代入して、ｍ（０〜１０２４）及びｋ（０
〜３５９９）の全ての組合せについて上記式（１'），
（２'）（即ち、所定の極座標−直交座標変換演算）を
実行するとともに、ｍ'（１０２５〜２０４７）及びｋ
（０〜３５９９）の全ての組合せについて上記式
（３'），（４'）（即ち、所定の極座標−直交座標変換
演算）を実行する。すると、計算結果は、図２４の表に
その一部を示す通りになる。

【００９７】この図２４に示したように、上記各式
（１'）〜（４'）に夫々任意のｍ，ｋ（整数）を代入し
た計算結果は、必ずしも整数とはならない。即ち、直交
座標データの各ピクセルの中心点とは一致しない。従っ
て、Ｘ，Ｙの計算結果の小数点以下第１位を四捨五入し
て、実際の計算結果に最も近い直交座標（Ｘ，Ｙ）を、
極座標データ中の極座標（ｍ，ｋ）に対応する座標とし
て特定する。この四捨五入により、ｍ及びｋの組み合わ
せに対して極座標−直交座標変換演算を施して算出され
た値に最も近い直交座標値（Ｘ，Ｙ）が、当該ｍ及びｋ
の組み合わせに対応される。図２５は、このようにして
得られた極座標値（ｍ，ｋ）及び直交座標値（Ｘ，Ｙ）
の関係をまとめたテーブルである。

【００９８】但し、この図２５に示すＸ及びＹの各組合
せは、必ずしもユニークではなく、同一のＸ及びＹの組
合せがｍ及びｋの複数の組合せに対応している場合があ
る。そのため、同一のＸ及びＹの組合せが複数位置にあ
った場合には、それらＸ及びＹの組合せに対応する四捨
五入前の数値（図２４）を調べる。そして、四捨五入前
の数値との差（Ｘについての差及びＹについての差の合
計）が最も小さくなる位置にあるものを、有効なものと
特定し、それ以外の位置にあるものについてはスタック
値（Ｘ＝０，Ｙ＝０）に書き換える。このスタック値へ
の書換により、極座標−直交座標変換演算の結果が直交
座標値（Ｘ，Ｙ）に最も近くなるｍ及びｋの組み合わせ
のみに対して、当該直交座標（Ｘ，Ｙ）が対応するよう
になる。図２６は、このスタック値への書換がなされた
テーブルを示す（但し、スタック値は横線によって示さ
れている）。

【００９９】この図２６によると、直交座標値（Ｘ＝１
５３６，Ｙ＝１９０８），（Ｘ＝１５３８，Ｙ＝１９０
８），（Ｘ＝１５３２，Ｙ＝１９０１），（Ｘ＝１５３
４，Ｙ＝１９０１）が、欠落している。即ち、これら直
交座標値（Ｘ，Ｙ）は、ｍ及びｋの何れの組み合わせに
も対応していない。この場合には、スタック値への書換
がなされた各直交座標値（Ｘ，Ｙ）の四捨五入前の数値
（図２４）が調べられる。そして、それらのうち、欠落
している各直交座標値（Ｘ，Ｙ）との差（Ｘについての
差及びＹについての差の合計）が最も小さくなるものが
特定され、その位置にその欠落している直交座標値
（Ｘ，Ｙ）が書き込まれる。この書き込みにより、ｍ及
びｋの何れの組み合わせにも対応していない直交座標値
（Ｘ，Ｙ）が、何れの直交座標値にも対応していないｍ
及びｋの組み合わせのうち、極座標−直交座標変換演算
の結果が当該直交座標値（Ｘ，Ｙ）に最も近くなる組み
合わせに、対応することになる。図２７は、この書き込
みがなされたテーブルを示す。この図２７に示す状態に
まで加工されたテーブルが、変換テーブル６９としてＲ
ＯＭに書き込まれるのである。

【０１００】以上の構成を有する変換テーブル６９は、
入力されたアドレスに対応するＹ座標アドレス，及び、
Ｘ座標アドレスを出力して、直交座標データメモリ６６
に入力する。従って、上位アドレス（回転角アドレス）
ｋ＝０，下位アドレス（画素アドレス）ｍ＝０から順番
に、上位アドレス（回転角アドレス）ｋ＝３５９９，下
位アドレス（画素アドレス）ｍ＝２０４７までの全ての
アドレスの組合せがこの変換テーブル６９に入力され、
夫々に対応するデータ（Ｙ座標アドレス，Ｘ座標アドレ
ス）がこの変換テーブル６９から出力されると、直交座
標データメモリ６６内において検査対象光学部材１４全
体に相似した画像データ（直交座標データ）が合成され
ることになる。

【０１０１】このように直交座標データが直交座標デー
タメモリ６６内に合成されると、画像処理部７０には、
制御回路６４から画像変換完了通知が入力される。この
画像変換完了通知を受けた画像処理部７０は、直交座標
データメモリ６６から直交座標データ全体を読み出し、
直交座標データ中の各ピクセルの輝度値を所定の閾値と
比較し、所定の閾値よりも明るいピクセルの値を“１”
とするとともにそれ以外のピクセルの値を“０”とする
二値化処理を行う。そして、二値化処理後において
“１”の値を有する領域のピクセルの総数（面積）が所
定の判定基準値を超えている場合や“１”の値を有する
ピクセルの集合からなる領域のフィレ径が所定の判定基
準値を超えている場合等に、検査対象光学部材１４が不
良品であると判断するのである。即ち、この画像処理部
７０は、画像メモリに書き込まれた検査対象光学部材全
体に対応する画像データの図形的特徴量を測定する図形
的特徴量測定手段，及び、図形的特徴量が所定の判定基
準値を超えたか否かを判定する判定手段に、相当する。

【０１０２】本第３実施形態におけるその他の構成は、
第１実施形態のものと全く同じであるので、その説明を
省略する。 ＜実施形態の作用＞以上のように構成された本第３実施
形態によると、検査対象光学部材１４が半回転する間
に、検査対象光学部材１４が０．０５°回転する毎に撮
像装置３による撮像がなされ、各撮像によって得られた
ライン状の画像データが制御装置６の極座標データメモ
リ６５に蓄積される。

【０１０３】そして、この極座標データメモリ６５中に
おいて極座標データが合成されると、制御回路６４は、
所定の周期でインクリメントパルス，読み出しパルス，
及び書き込みパルスを出力する。

【０１０４】このインクリメントパルスを受信した画素
カウンタ６８は、このインクリメントパルスの数を計数
し、計数結果を画素アドレスｍとして、極座標データメ
モリ６５及び変換テーブル６９に入力する。この時、画
素カウンタ６８の計数結果が２０４７以下である場合に
は、回転角カウンタ６７は、初期値０を回転角アドレス
ｋとして、極座標データメモリ６５及び変換テーブル６
９に入力する。そして、画素カウンタ６８は、２０４８
個のインクリメントパルスが入力される毎に計数結果を
リセットするとともに、カウントパルスを回転角カウン
タ６７に入力する。回転角カウンタ６７は、このカウン
トパルスの数を計数し、計数結果を回転角アドレスｋと
して、極座標データメモリ６５及び変換テーブル６９に
入力する。

【０１０５】極座標データメモリ６５は、読み出しパル
スが入力されると、その時点で入力されているアドレス
（上位アドレスとしての回転角アドレスｋ，下位アドレ
スとしての画素アドレスｍ）によって指定されるピクセ
ルに書き込まれている輝度値を、直交座標データメモリ
６６に対して出力する。

【０１０６】一方、変換テーブル６９は、入力されたア
ドレス（上位アドレスとしての回転角アドレスｋ，下位
アドレスとしての画素アドレスｍ）に対応するデータ
（Ｘ座標アドレス，Ｙ座標アドレス）を出力して、直交
座標データメモリ６６に入力する。

【０１０７】直交座標データメモリ６６は、書き込みパ
ルスが入力されると、その時点で入力されているアドレ
ス（上位アドレスとしてのＸ座標アドレス，下位アドレ
スとしてのＹ座標アドレス）によって指定されるピクセ
ルに、極座標データメモリ６５から入力された輝度値情
報を書き込む。

【０１０８】このとき、変換テーブル６９内には、同一
の直交座標値（Ｘ，Ｙ）は、重複して記載されていない
ので、直交座標データメモリ６６内の同一ピクセルに輝
度値情報が複数回に亘って上書きされることはない。し
かも、直交座標データメモリ６６の各ピクセルに書き込
まれる輝度値情報は、極座標データにおける座標値
（ｍ，ｋ）に対する極座標−直交座標変換演算結果が最
も当該ピクセルの中心に近くなるものの輝度値である。
従って、実際の検査対象光学部材１４の像に近似した直
交座標データを得ることができる。また、直交座標デー
タメモリ６６（における検査対象光学部材１４の周縁）
内に対応する全ての直交座標値（Ｘ，Ｙ）が、予め、何
れかの極座標（ｍ，ｋ）に対応付けられているので、直
交座標データにおける輝度値抜けは、生じない。

【０１０９】極座標データメモリ６５から出力された全
ての輝度値情報が直交座標データメモリ６６に書き込ま
れると、画像処理部７０は、このようにして得られた直
交座標系による画像データ（直交座標データ）に基づい
て図形的特徴量を算出し、算出した図形的特徴量を一定
の判断基準値と比較することによって、検査対象光学部
材１４の良否判定を行う。

【０１１０】本第３実施形態におけるその他の作用は、
第１実施形態のものと同じなので、その説明を省略す
る。

【０１１１】

【実施形態４】本発明の第４の実施形態は、上記第３実
施形態に比して、制御装置６内に極座標データメモリ６
５を有さず、撮像装置３によって１ラインの撮像がなさ
れる毎に順次一画素づつ座標変換を行い、その画素を直
交座標データメモリ６６に書き写すことを、特徴とす
る。 ＜光学部材検査装置の構成＞図２８は、本第４実施形態
による制御装置６及び撮像装置３の回路構成を示すブロ
ック図である。

【０１１２】図２８における直交座標データメモリ６
６，変換テーブル６９，及び画像処理部７０は、上述の
第３実施形態のものと全く同じなので、その説明を省略
する。制御装置６の回転角検出器７１は、読取装置１０
から入力されたパルスを計数し、入力されたパルスの数
が検査対象光学部材１４の回転角０．０５°に対応した
数に達する毎に、その旨を示す角度検出信号を画像入力
制御部７２に通知するとともに、リセット信号を出力画
素カウンタ７３に入力する。また、回転角検出器７１
は、角度検出信号を出力した回数を０〜３５９９のサイ
クルで計数し、計数結果としての回転角アドレスを上位
アドレスｋとして変換テーブル６９に入力する。即ち、
この回転角検出器７１が、入力手段によって入力された
各輝度値を出力した時における検査対象光学部材の像及
びラインセンサの相対角度を特定する角度特定手段に相
当する。

【０１１３】制御装置６の画像入力制御部７２は、入力
手段として、制御装置６全体にわたる画像データの流れ
を司る回路であり、所定周期のクロックパルスを生成す
る。そして、このクロックパルスを所定の周期で分周す
ることにより、バッファメモリ３２に対する駆動パルス
及びＡ／Ｄ変換器３１に対する変換パルスを生成する。
また、画像入力制御部７２は、回転角検出器７１から角
度検出信号が入力される毎に、撮像装置３の撮像素子５
に対して撮像開始信号を入力するとともに、所定時間後
に読み出し開始信号を入力する。また、画像入力制御部
７２は、読み出し開始信号を出力すると、駆動パルス及
び変換パルスと同じタイミングで、書き込みパルスを直
交座標データメモリ６６に入力する。そして、書き込み
パルスを計２０４８×３６００個出力した時点で、画像
処理部７０に対して画像変換完了通知を行う。

【０１１４】撮像装置３の撮像素子５は、画像入力制御
部７２から撮像開始信号が入力されると、撮像（電荷の
蓄積）を開始する。そして、読み出し信号が入力される
と、各画素に蓄積された電荷を、パラレルにバッファメ
モリ３２に転送する。バッファメモリ３２は、一ライン
分（２０４８個）の電荷を保持するメモリであり、撮像
素子５によって転送された電荷を、駆動パルスのタイミ
ングに従って一つづつＡ／Ｄ変換器３１に入力する。ま
た、バッファメモリ３２は、Ａ／Ｄ変換器３１に一つの
画素の電荷を入力する毎に、制御装置６の出力画素カウ
ンタ７３にカウントパルスを入力する。

【０１１５】撮像装置３のＡ／Ｄ変換器３１は、画像入
力制御部７２から入力される変換パルスに従って、撮像
素子５から出力される電荷（アナログ信号）をデジタル
信号である輝度値情報に変換し、直交座標データメモリ
６６に入力する。

【０１１６】制御装置６の出力画素カウンタ７３は、回
転角検出器７１からリセット信号が入力される毎にリセ
ットされるとともに、バッファメモリ３２から入力され
たカウントパルスを計数し、計数結果としての画素アド
レスを下位アドレスｍとして変換テーブル６９に入力す
る。即ち、出力画素カウンタ７３が、入力手段によって
入力された各輝度値に対応する画素の位置を特定する画
素位置特定手段に相当する。

【０１１７】本第４実施形態におけるその他の構成は、
第１実施形態のものと全く同じであるので、その説明を
省略する。 ＜実施形態の作用＞以上のように構成された本第４実施
形態によると、検査対象光学部材１４が０．０５°回転
する毎に、回転角検出器７１は、回転角アドレス（変換
テーブル６９の上位アドレス）ｋをインクリメントする
とともに、出力画素カウンタ７３をリセットし、画像入
力制御部７２に角度検出信号を入力する。角度検出信号
を受信した画像入力制御部７２は、撮像装置３の撮像素
子５に対して撮像を行わせる。

【０１１８】撮像素子５は、画像入力制御部７２から読
出開始信号を受信すると、各画素に蓄積されていた電荷
をバッファメモリ３２へパラレルに出力する。バッファ
メモリ３２は、このように転送された各画素の電荷を順
番に出力する。Ａ／Ｄ変換器３１は、このようにしてバ
ッファメモリ３２から画素毎に出力された電荷を、デジ
タル信号である輝度値情報に変換し、直交座標データメ
モリ６６に入力する。

【０１１９】このとき同時に、出力画素カウンタ７３
は、バッファメモリ３２から電荷が出力された回数を計
数し、計数結果（即ち、直交座標データメモリ６６に入
力されている輝度値情報に対応する画素の番号）を、画
素アドレス（下位アドレス）ｍとして変換テーブル６９
に入力する。すると、変換テーブル６９は、その時点で
入力されているアドレス（上位アドレスとしての回転角
アドレスｋ，下位アドレスとしての画素アドレスｍ）に
対応するデータ（Ｘ座標アドレス，Ｙ座標アドレス）を
出力して、直交座標データメモリ６６に入力する。

【０１２０】直交座標データメモリ６６は、書き込みパ
ルスが入力された時に入力されているアドレス（上位ア
ドレスとしてのＸ座標アドレス，下位アドレスとしての
Ｙ座標アドレス）によって指定されるピクセルに、撮像
装置３から入力された輝度値情報を書き込む。

【０１２１】このとき、変換テーブル６９内には、同一
の直交座標値（Ｘ，Ｙ）は、重複して記載されていない
ので、直交座標データメモリ６６内の同一ピクセルに輝
度値情報が複数回に亘って上書きされることはない。し
かも、直交座標データメモリ６６の各ピクセルに書き込
まれる輝度値情報は、極座標データにおける極座標値
（ｍ，ｋ）に対する極座標−直交座標変換演算結果が最
も当該ピクセルの中心に近くなるものの輝度値である。
従って、実際の検査対象光学部材１４の像に近似した直
交座標データを得ることができる。また、直交座標デー
タメモリ６６（における検査対象光学部材１４の周縁）
内に対応する全ての直交座標値（Ｘ，Ｙ）が、予め、何
れかの極座標値（ｍ，ｋ）に対応付けられているので、
直交座標データにおける輝度値抜けは、生じない。

【０１２２】回転角検出器７１から出力される回転角ア
ドレスが最大値ｋ＝３５９９となり、且つ、出力画素カ
ウンタ７３から出力される画素アドレスが最大値ｍ＝２
０４７となった時点で画像変換完了通知が画像入力制御
部７２から出力されると、画像処理部７０は、直交座標
データメモリ６６内にて合成された直交座標データに基
づいて図形的特徴量を算出し、算出した図形的特徴量を
一定の判断基準値と比較することによって、検査対象光
学部材１４の良否判定を行う。

【０１２３】本第４実施形態におけるその他の作用は、
第１実施形態のものと同じなので、その説明を省略す
る。

【０１２４】

【実施形態５】本発明の第５の実施形態は、上述の第４
実施形態と比較して、変換テーブル中の各直交座標値に
ついて、それが有効であるか無効であるかのフラグを設
定し、有効である事を示すフラグが設定されている直交
座標値に関してのみ座標変換を行うことを、特徴として
いる。 ＜光学部材検査装置の構成＞図２９は、本第５実施形態
による制御装置６の構成を示すブロック図である。

【０１２５】図２９に示すように、本第５実施形態によ
る制御装置６は、変換テーブル７４の構成及び機能，並
びに、画像入力制御部７２から直交座標データメモリ６
６に入力される書き込みパルスの信号路にゲート回路７
５が設けられている点のみ、図２８に示す第４実施形態
の制御装置６と異なる。

【０１２６】変換テーブル７４は、ＲＯＭ上に構築され
ており、入力されたアドレス（上位アドレスとしての回
転角アドレスｋ，及び、下位アドレスとしての画素アド
レスｍ）によって指定されるエントリに、当該入力アド
レスに対応するデータ（直交座標データメモリ６６に対
する上位アドレスであるＸ座標アドレス，下位アドレス
であるＹ座標アドレス，及び、これら両アドレスが有効
であるか（＝１）無効であるか（＝０）を示すデータ有
効フラグビットＦ）が書き込まれている形式を有する。
以下、この変換テーブルの作成手順を説明する。

【０１２７】いま、上述の第３実施形態において説明し
た手順により図２５と同じ表を生成し、生成した表中に
書き込まれているＸ及びＹの組合せをチェックする。そ
して、表中に一箇所のみ記載されているＸ及びＹの組合
せについては、全て有効であると判定し、同じ欄内にデ
ータ有効フラグビットＦ＝１をセットする。また、同一
のＸ及びＹの組合せが複数箇所に記載されている場合に
は、それらＸ及びＹの組合せに対応する四捨五入前の数
値（図２４）を調べる。そして、四捨五入前の数値との
差（Ｘについての差及びＹについての差の合計）が最も
小さくなる位置に記載されているものを、有効な組合せ
と特定し、それが記載されている欄内にデータ有効フラ
グビットＦ＝１を設定する。一方、それ以外の欄には、
データ有効フラグビットＦ＝０（即ち、無効を示すフラ
グ）を設定する。図３０は、このようなデータ有効フラ
グビットＦの設定がなされたテーブルを示す。この図３
０に示す状態にまで加工されたテーブルが、変換テーブ
ル７４としてＲＯＭに書き込まれるのである。

【０１２８】以上の構成を有する変換テーブル７４は、
入力されたアドレスに対応するＹ座標アドレス，及び、
Ｘ座標アドレスを直交座標データメモリ６６に入力する
とともに、入力されたアドレスに対応するデータ有効フ
ラグビットＦをゲート回路７５の制御端子に入力する。

【０１２９】ゲート回路７５は、変換テーブル７４から
データ有効フラグビットＦ＝１が出力されている時，即
ち、有効なＸ座標アドレス及びＹ座標アドレスがこの変
換テーブル７４から出力されている時にのみ、画像入力
制御部７２から出力された書き込みパルスを通過させ
る。一方、ゲート回路７５は、変換テーブル７４からデ
ータ有効フラグビットＦ＝０が出力されている時，即
ち、無効なＸ座標アドレス及びＹ座標アドレスがこの変
換テーブル７４から出力されている時には、画像入力制
御部７２から出力された書き込みパルスを阻止する。

【０１３０】本第５実施形態のその他の構成は、第４実
施形態のものと同じなので、その説明を省略する。 ＜実施形態の作用＞以上のように構成された本第５実施
形態によると、検査対象光学部材１４が０．０５°回転
する毎に、回転角検出器７１は、回転角アドレス（変換
テーブル６９の上位アドレス）ｋをインクリメントする
とともに、出力画素カウンタ７３をリセットし、画像入
力制御部７２に角度検出信号を入力する。角度検出信号
を受信した画像入力制御部７２は、撮像装置３の撮像素
子５に対して撮像を行わせる。

【０１３１】撮像素子５は、画像入力制御部７２から読
出開始信号を受信すると、各画素に蓄積されていた電荷
をバッファメモリ３２へパラレルに出力する。バッファ
メモリ３２は、このように転送された各画素の電荷を順
番に出力する。Ａ／Ｄ変換器３１は、このようにしてバ
ッファメモリ３２から各画素毎に出力された電荷を、デ
ジタル信号である輝度値情報に変換し、直交座標データ
メモリ６６に入力する。

【０１３２】このとき同時に、出力画素カウンタ７３
は、バッファメモリ３２から電荷が出力された回数を計
数し、計数結果（即ち、直交座標データメモリ６６に入
力されている輝度値情報に対応する画素の番号）を、画
素アドレス（下位アドレス）ｍとして変換テーブル６９
に入力する。すると、変換テーブル７４は、その時点で
入力されているアドレス（上位アドレスとしての回転角
アドレスｋ，下位アドレスとしての画素アドレスｍ）に
対応するＸ座標アドレス及びＹ座標アドレスを直交座標
データメモリ６６に入力するとともに、対応するデータ
有効フラグビットＦをゲート回路７５に入力する。

【０１３３】ゲート回路７５は、入力されたデータ有効
フラグビットＦが“０”であれば画像入力制御部７２か
らの書き込みパルスを阻止し、入力されたデータ有効フ
ラグビットＦが“１”であれば書き込みパルスを通過さ
せる。

【０１３４】その結果、直交座標データメモリ６６は、
書き込みパルスがゲート回路７５を介して入力された時
にのみ、入力されているアドレス（上位アドレスとして
のＸ座標アドレス，下位アドレスとしてのＹ座標アドレ
ス）によって指定されるピクセルに、撮像装置３から入
力された輝度値情報を書き込む。一方、書き込みパルス
がゲート回路７５によって阻止されている時には、撮像
装置３のＡ／Ｄ変換器３１から入力された輝度値情報
は、直交座標データメモリ６６には書き込まれずに破棄
される。

【０１３５】ところで、変換テーブル７４内において
は、同一のＸ座標アドレス及びＹ座標アドレスの組合せ
に関して、それが有効であることを示すデータ有効フラ
グビットＦ＝１は、一箇所にしか設定されていない。従
って、直交座標データメモリ６６内の同一ピクセルに輝
度値情報が複数回に亘って上書きされることはない。し
かも、データ有効フラグビットＦ＝１が設定された直交
座標値（Ｘ，Ｙ）に対応する極座標値（ｍ，ｋ）は、そ
れに基づく極座標−直交座標変換演算結果が、最も当該
直交座標値（Ｘ，Ｙ）に近くなるものである。従って、
実際の検査対象光学部材１４の像に近似した直交座標デ
ータを得ることができる。

【０１３６】回転角検出器７１から出力される回転角ア
ドレスが最大値ｋ＝３５９９となり、且つ、出力画素カ
ウンタ７３から出力される画素アドレスが最大値ｍ＝２
０４７となった時点で画像変換完了通知が画像入力制御
部７２から出力されると、画像処理部７０は、直交座標
データメモリ６６内にて合成された直交座標データに基
づいて図形的特徴量を算出し、算出した図形的特徴量を
一定の判断基準値と比較することによって、検査対象光
学部材１４の良否判定を行う。

【０１３７】本第５実施形態におけるその他の作用は、
第１実施形態のものと同じなので、その説明を省略す
る。

【０１３８】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の光学部
材検査装置によれば、少ない処理ステップ数と処理時間
で座標変換を行うことができる。

【０１３９】また、請求項１３，１４，又は１６の光学
部材検査装置によれば、座標変換後の画像データに輝度
値の欠落を生じることなく座標変換を行うことができ
る。また、請求項１０，１３，又は１４の光学部材検査
装置によれば、座標変換演算によって算出される直交座
標値が画像メモリ中のピクセルの中心に最も近くなる輝
度値を当該ピクセルに書き込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態による光学部材検
査装置の概略構成を示す側面断面図

【図２】 図１の検査対象光学部材等を撮像装置の位置
から見た平面図

【図３】 図１の制御装置の内部回路構成を示すブロッ
ク図

【図４】 検査対象光学部材に光学的欠陥がない場合に
おける光の進行状態を示す図

【図５】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合に
おける光の進行状態を示す図

【図６】 検査対象光学部材に光学的欠陥がある場合に
撮像装置から出力される画像データの輝度分布を示すグ
ラフ

【図７】 遮光板，撮像対象領域及び検査対象光学部材
の相対位置と極座標データ格納領域に格納された極座標
データとの関係を示す図

【図８】 遮光板，撮像対象領域及び検査対象光学部材
の相対位置と極座標データ格納領域に格納された極座標
データとの関係を示す図

【図９】 遮光板，撮像対象領域及び検査対象光学部材
の相対位置と極座標データ格納領域に格納された極座標
データとの関係を示す図

【図１０】 遮光板，撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と極座標データ格納領域に格納された極座
標データとの関係を示す図

【図１１】 遮光板，撮像対象領域及び検査対象光学部
材の相対位置と極座標データ格納領域に格納された極座
標データとの関係を示す図

【図１２】 極座標系から直交座標系への座標変換方法
を示す図

【図１３】 図３の極座標データ格納領域及び直交座標
データ格納領域に格納されている画像データを示すメモ
リマップ

【図１４】 擬似的な画像データの増加による輝度値情
報の穴埋めを示す説明図

【図１５】 変換テーブルの作成手順を示す図

【図１６】 図３の変換テーブルの構造を示す図

【図１７】 図３のＣＰＵにて実行される制御処理を示
すフローチャート

【図１８】 図１７のＳ０２にて実行される座標変換行
程処理サブルーチンを示すフローチャート

【図１９】 本発明の第１実施形態による作用の説明図

【図２０】 本発明の第２の実施の形態における制御装
置の内部回路構成を示すブロック図

【図２１】 図２０のＣＰＵにて実行される制御処理を
示すフローチャート

【図２２】 図２１のＳ２１にて実行される座標変換行
程処理サブルーチンを示すフローチャート

【図２３】 本発明の第３の実施の形態における制御装
置の内部回路構成を示すブロック図

【図２４】 変換テーブルの作成手順を示す図

【図２５】 変換テーブルの作成手順を示す図

【図２６】 変換テーブルの作成手順を示す図

【図２７】 図２３の変換テーブルの構造を示す図

【図２８】 本発明の第４の実施の形態における制御装
置の内部回路構成を示すブロック図

【図２９】 本発明の第５の実施の形態における制御装
置の内部回路構成を示すブロック図

【図３０】 図２９の変換テーブルの構造を示す図

【図３１】 先願の光学部材検査装置の概略図

【図３２】 先願における座標変換の説明図

【図３３】 ラインセンサの撮像周期の説明図

【図３４】 直交座標データにおける輝度値抜け状態を
示す図

【符号の説明】

３ 撮像装置 ４ 撮像レンズ ５ 撮像素子 ６ 制御装置 ８ 駆動モータ １０ 読取装置 １４ 検査対象光学部材 １５ ホルダ ６０ ＣＰＵ ６２ ホストメモリ ６２ａ 全極座標データ格納領域 ６２ｂ 直交座標データ格納領域 ６２ｃ 変換テーブル格納領域 ６２ｄ 極座標データ格納領域 ６３ 回転角検出回路 ６５ 極座標データメモリ ６６ 直交座標データメモリ ６７ 回転角カウンタ ６８ 画素カウンタ ６９ 変換テーブル ７１ 回転角検出器 ７３ 出力画素カウンタ ７４ 変換テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信一 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

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象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、 撮像レンズと、 この撮像レンズによって形成された検査対象光学部材の
   像を繰り返し撮像するために複数の画素を一方向に並べ
   てなるラインセンサと、 前記検査対象光学部材の像と前記ラインセンサとを相対
   回転させる回転手段と、 前記ラインセンサから出力された前記各画素に対応する
   輝度値からなる画像データを入力する入力手段と、 直交座標によってその位置が特定される複数のピクセル
   をマトリックス状に並べてなる画像メモリと、 この画像メモリの各ピクセルを特定する個々の直交座標
   値に対して、前記検査対象光学部材の像及び前記ライン
   センサの相対角度と前記画素の位置との組み合わせを一
   つのみ対応させた変換テーブルと、 前記入力手段によって入力された各輝度値を出力した時
   における前記検査対象光学部材の像及び前記ラインセン
   サの相対角度を特定する角度特定手段と、 前記入力手段によって入力された各輝度値に対応する画
   素の位置を特定する画素位置特定手段と、 前記角度特定手段によって特定された相対角度及び前記
   画素位置特定手段によって特定された画素の位置に基づ
   いて前記変換テーブルを検索して、対応する直交座標値
   を読み出す検索手段と、 前記入力手段によって入力された各輝度値を、前記検索
   手段によって読み出された直交座標値に対応する前記画
   像メモリ中のピクセルへ書き込む書込手段とを備えたこ
   とを特徴とする光学部材検査装置。
2. 【請求項２】検査対象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、 撮像レンズと、 この撮像レンズによって形成された検査対象光学部材の
   像を繰り返し撮像するために複数の画素を一方向に並べ
   てなるラインセンサと、 前記検査対象光学部材の像と前記ラインセンサとを相対
   回転させる回転手段と、 前記ラインセンサから出力された前記各画素に対応する
   輝度値からなる画像データを入力する入力手段と、 直交座標によってその位置が特定される複数のピクセル
   をマトリックス状に並べてなる画像メモリと、 この画像メモリの各ピクセルを特定する個々の直交座標
   値に対して、前記検査対象光学部材の像及び前記ライン
   センサの相対角度と前記画素の位置との組み合わせを一
   つのみ対応させた変換テーブルと、 この変換テーブルから、相対角度と前記画素の位置との
   組み合せ，及びこの組み合わせに対応する前記直交座標
   値を、夫々一つ取り出す取出手段と、 前記入力手段から入力された画像データから、前記取出
   手段によって取り出された相対角度と前記画素の位置と
   の組み合せに対応する輝度値を読み出す読出手段と、 この読出手段によって読み出された輝度値を前記取出手
   段によって取り出された前記直交座標値に対応する前記
   画像メモリ中のピクセルへ書き込む書込手段とを備えた
   ことを特徴とする光学部材検査装置。
3. 【請求項３】前記画像メモリに書き込まれた前記検査対
   象光学部材全体に対応する画像データの図形的特徴量を
   測定する図形的特徴量測定手段と、 前記図形的特徴量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又は２記載の光学部材検査装置。
4. 【請求項４】前記入力手段は、前記ラインセンサが前記
   検査対象光学部材の像を繰り返し撮像することによって
   このラインセンサから出力された画像データを各撮像毎
   に行単位で順番に格納する一時格納メモリを有するとと
   もに、 前記読出手段は、前記取出手段によって取り出された相
   対角度に対応する行，及び前記取出手段によって取り出
   された前記画素の位置に対応する列によって特定される
   ピクセルから前記輝度値を読み出すことを特徴とする請
   求項２記載の光学部材検査装置。
5. 【請求項５】前記書込手段は、前記検査対象光学部材全
   体に対応する画像データの前記一時格納メモリへの格納
   が完了した後に、この一時格納メモリに格納された画像
   データを構成する各輝度値を、前記画像メモリに書き込
   むことを特徴とする請求項４記載の光学部材検査装置。
6. 【請求項６】前記ラインセンサは、その画素の列を前記
   撮像レンズの光軸と直交させた状態で固定されており、 前記回転手段は、前記検査対象光学部材を前記撮像レン
   ズの光軸を中心に回転させ、 前記角度特定手段は、前記回転手段によって回転された
   検査対象光学部材の回転角を検知するエンコーダを有す
   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. 【請求項７】前記画素位置特定手段は、前記ラインセン
   サから順番に出力される各輝度値をカウントするカウン
   タ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。
8. 【請求項８】前記変換テーブルは、前記検査対象光学部
   材の像に相似した画像データが前記画像メモリ内に書き
   込まれるように、各直交座標値に対して前記相対角度と
   前記画素の位置との組み合わせを対応させたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の光学部材検査装置。
9. 【請求項９】前記変換テーブルは、前記相対角度と前記
   画素の位置との組み合わせに対して所定の極座標−直交
   座標変換演算を施して算出された値に最も近い直交座標
   値を、当該組み合わせに対応させていることを特徴とす
   る請求項８記載の光学部材検査装置。
10. 【請求項１０】前記変換テーブルは、前記極座標−直交
    座標変換演算の結果が前記直交座標値に最も近くなる前
    記相対角度と前記画素の位置との組み合わせのみに対し
    て、前記直交座標値を対応させていることを特徴とする
    請求項９記載の光学部材検査装置。
11. 【請求項１１】前記変換テーブルは、前記相対角度と前
    記画素の位置との組み合わせのうち、前記画像メモリの
    各ピクセルを特定する個々の直交座標値に対応しないも
    のについては、スタック値を対応させていることを特徴
    とする請求項８乃至１０の何れかに記載の光学部材検査
    装置。
12. 【請求項１２】前記変換テーブルは、前記相対角度と前
    記画素の位置との全ての組み合わせを何れかの前記直交
    座標値に対応させるとともに、各直交座標値に対応する
    前記相対角度と前記画素の位置との組み合わせが複数あ
    る場合には、一つの有効な組み合わせ以外の全ての組み
    合わせに対して無効を示すフラグを付しており、 前記書込手段は、前記角度特定手段によって特定された
    相対角度及び前記画素位置特定手段によって特定された
    画素の位置の組み合わせについて、前記変換テーブル内
    において無効を示すフラグが付されていない場合に限
    り、前記検索手段によって読み出された直交座標値に対
    応する前記画像メモリ中のピクセルへ、前記入力手段に
    よって入力された輝度値を書き込むことを特徴とする請
    求項８又は１１記載の光学部材検査装置。
13. 【請求項１３】前記変換テーブルは、前記相対角度と前
    記画素の位置との何れの組み合わせにも対応していない
    直交座標値については、前記極座標−直交座標変換演算
    の結果が当該直交座標値に最も近くなる前記相対角度と
    前記画素の位置との組み合わせを対応させたことを特徴
    とする請求項９記載の光学部材検査装置。
14. 【請求項１４】前記変換テーブルは、前記相対角度と前
    記画素の位置との何れの組み合わせにも対応していない
    直交座標値については、何れの直交座標値にも対応して
    いない前記相対角度と前記画素の位置との組み合わせの
    うち、前記極座標−直交座標変換演算の結果が当該直交
    座標値に最も近くなる組み合わせを対応させたことを特
    徴とする請求項９記載の光学部材検査装置。
15. 【請求項１５】前記ラインセンサは、その画素の列を前
    記撮像レンズの光軸と直交させた状態で固定されてお
    り、 前記回転手段は、前記検査対象光学部材を前記撮像レン
    ズの光軸を中心に回転させることを特徴とする請求項２
    記載の光学部材検査装置。
16. 【請求項１６】前記変換テーブルは、前記入力手段によ
    って入力された各輝度値を出力した時における前記検査
    対象光学部材の像及び前記ラインセンサの相対角度以外
    の角度については、当該角度と前記画素の位置との組み
    合わせに対して前記所定の極座標−直交座標変換演算を
    施し、その演算の結果得られた値に最も近い直交座標値
    を、当該角度よりも大きく且つ最も近い前記相対角度に
    対応させたことを特徴とする請求項９記載の光学部材検
    査装置。