JP2007071637A - 部品の形状計測方法及び部品の形状計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品を組立した後の製品の検査項目の観点で部品の形状計測ができる部品の形状計測方法を提供する。
【解決手段】
検査装置１０は、部品形状を撮像するＣＣＤカメラ４０と、製品検査において基準となる基準点と、ＣＣＤカメラ４０により得られた部品形状の幾何学的関係に基づき前記基準点の代わりとなる仮想点を算出する画像処理部５０ａを備える。又、画像処理部５０ａは製品検査と同項目の検査に関し、仮想点を基準として部品形状に基づいて測定を行う。外部装置７０は、測定結果の適否判定を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は、製品を構成する部品の形状計測方法及び部品の形状計測装置に関するものである。

従来より、白内障患者の水晶体を摘出した後、眼内に挿入移植して視力補正するために眼内レンズが用いられている。この眼内レンズ１００は、図９に示すようにレンズ本体となる光学部１１０と、該光学部１１０の互いに１８０°反対側の部位から突出するように設けられた一対の支持部材（以下では、説明の便宜上、単に支持部１２０という。）とから構成されている。光学部１１０は、図９に示すように平面視略円形状に形成されている。前記眼内レンズ１００は、光学部１１０と支持部１２０とを別々に製造し、後に両者を組み付けることにより製造される。このように、眼内レンズ１００を製造する場合は、光学部１１０と支持部１２０とを別々に製造することから、部品単位毎に、部品検査を行う必要がある。

ところで、上記の部品検査のうち、従来、支持部の検査は、投影機などを用いて支持部を拡大し、該拡大した像と、ポジフィルム上に記録された基準となる支持部の像とを検査員が照らし合わせて、支持部の形状を１本ずつ確認することにより行われている。このように従来の支持部の検査は、全て人が目視にて確認する官能的な検査で行っている。しかし、官能的な検査は、人為的誤差があるとともに、検査に時間を要する問題がある。

人為的誤差をなくすためには、官能的な検査ではなく、部品形状の定量的計測が行える計測装置があると好ましいが、現状では提案されていない。このように部品形状を検査する場合、目視による官能検査ではなく部品形状に関して定量的な計測を行うことができる部品形状の計測装置の出現が望まれている。又、部品形状の計測は、部品を組立てした後の製品の検査項目の観点から、計測することができる項目を含むことが好ましい。

この発明の目的は、上記の従来の課題を解決するためになされたものであり、部品を組立した後の製品の検査項目の観点で部品の形状計測ができる部品の形状計測方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、部品形状を撮像し、該部品形状と、製品検査において基準となる基準点との幾何学的関係に基づき前記基準点の代わりとなる仮想点を算出し、前記製品検査と同項目の検査を、該仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行うことを特徴とする部品の形状計測方法を要旨とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、前記製品検査は、光学部と該光学部に取着された部品としての支持部とを含む眼内レンズの検査であり、前記部品形状が支持部の形状であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２において、前記支持部は、前記光学部に取着される取付端を有する直線部と、前記直線部と一体形成されるとともに自由端を備える曲線部を有し、前記眼内レンズの検査において基準となる基準点は、前記光学部の中心（以下、光学部中心という）とし、前記幾何学的関係が、前記直線部の特定部位と、前記光学部中心との関係であり、該幾何学的関係に基づいて、前記仮想点としての仮想光学部中心を算出することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３において、前記幾何学的関係に基づく仮想点の算出は、（１）前記直線部上において、該直線部と平行に基準直線を算出し、（２）前記基準直線と前記直線部の取付端端面とが交わる部分を特定部位としての第１交点とし、第１交点と前記光学部中心までの、前記基準直線に沿った方向成分の距離を半径とする第１円を算出し、（３）前記第１円と前記基準直線との交点の中で、前記光学部中心に近い側の第２交点を算出し、（４）第１円上の第２交点を通る接線を算出し、（５）前記第２交点を中心として、前記第１交点から光学部中心までの、前記基準直線に沿った方向成分とは直交する方向成分の距離を半径とする第２円を算出し、（６）第２円と前記接線とが交わる交点中、前記接線の前記光学部中心に近い側の交点を仮想点とすることにより、行うことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４において、前記仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行う、眼内レンズの検査と同項目の検査は、前記仮想点から、前記支持部のうち最遠の距離を有する最遠点を検出し、該最遠点と仮想点との距離を計測することにより、眼内レンズの１／２全長に相当する距離を計測するものであることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項３乃至等請求項５のうちいずれか１項において、前記仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行う、眼内レンズの検査と同項目の検査、前記支持部の表裏の判定、及び、前記支持部の形状に関する特徴の検査を組み合わせて行ない、前記支持部が前記光学部に取り付けられた状態を想定し、眼内レンズの検査項目のうち、少なくとも１つの検査項目が前記支持部のみで行えることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６において、前記支持部の形状に関する特徴は、該支持部の径、該支持部の曲線部の曲率半径、及び前記自由端から前記直線部までの、該直線部に沿った方向と直交する方向成分距離である支持部円弧幅のうち少なくとも１つであることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６において、前記支持部の重心と、該支持部の直線部側の端部の位置とを支持部の形状に基づいて算出し、前記支持部の重心と、前記支持部の端部を除く所定部位に属する点と、該支持部の直線部側の端部の位置関係に基づいて、前記支持部の表裏の判定を行うことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項６において、前記支持部の重心と、前記支持部の曲線部の曲率半径中心とを、前記支持部の形状に基づいて算出し、該曲率半径中心と、前記支持部の両端のそれぞれの距離を比較して、該支持部の直線部側の端部を決定し、前記重心を通る角度測定基準線と、前記支持部の端部を除く所定部位に属する点と前記重心を共に通る第１直線とがなす第１角度と、前記重心を通る角度測定基準線と、前記支持部の前記直線部側の端部と前記重心を共に通る第２直線とがなす第２角度とを算出し、前記第１角度と第２角度との差分に基づいて、前記支持部の表裏の判定を行うことを特徴とする。

請求項１０の発明は、部品形状を撮像する撮像手段と、製品検査において基準となる基準点と、前記撮像手段により得られた前記部品形状の幾何学的関係に基づき前記基準点の代わりとなる仮想点を算出する算出手段と、製品検査と同項目の検査に関し、該仮想点を基準として前記部品形状に基づいて測定を行う測定手段と、前記測定手段の測定結果の適否判定を行う検査手段を備えたことを特徴とする部品の形状測定装置を要旨とするものである。

請求項１１の発明は、請求項１０において、前記部品を複数個載置可能な検査用パレットと、前記検査用パレットを照射可能な照明手段と、前記撮像手段を前記検査用パレット上において３次元的に移動可能に支持するステージ手段とを備え、前記検査用パレット上の複数の部品を前記撮像手段にて順次撮像可能に前記ステージ手段を駆動制御するステージ制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、製品検査において基準となる基準点と、部品形状との幾何学的関係に基づき前記基準点の代わりとなる仮想点を算出し、前記製品検査と同項目に関し、該仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行うことにより、部品形状の計測で製品の不良判別を可能にできる。このため、従来の部品単体だけで部品の不良を判別する方法よりも、有意に製品不良判別を行うことができる。

請求項２の発明によれば、支持部の形状に基づき算出した仮想点を基準として眼内レンズの検査と同項目の検査を、前記支持部の形状に基づいて行うようにした。このことにより、支持部の形状の計測で眼内レンズの不良判別を可能にし、従来の部品単体だけで支持部の不良を判別する方法よりも、有意に眼内レンズの不良判別を行うことができる。

請求項３の発明によれば、眼内レンズの検査において基準となる基準点を光学部中心とし、直線部の特定部位と、光学部中心との幾何学的関係に基づいて、前記仮想点として仮想光学部中心を算出することにより、請求項２の効果を容易に実現することができる。

請求項４の発明によれば、上記（１）〜（６）の順序で仮想点の算出を行うことにより、請求項３の効果を容易に実現することができる。
請求項５の発明によれば、支持部の形状計測に基づいて、眼内レンズの１／２全長に相当する距離が計測されることにより、眼内レンズの全長計測と同項目が検査できるため、眼内レンズの不良判別を可能にし、従来の部品単体だけで支持部の不良を判別する方法よりも、有意に眼内レンズの不良判別を行うことができる。

請求項６の発明によれば、眼内レンズの検査項目のうち、少なくとも１つの検査項目を支持部単体で行うことができる。
請求項７の発明によれば、支持部径、支持部の曲線部の曲率半径、及び支持部円弧幅のうち少なくともいずれか１つの支持部の形状に関する特徴を得ることができる。

請求項８及び請求項９の発明によれば、支持部の表裏判定を容易に実現することができる。
請求項１０の測定装置によれば、請求項１の効果の他、部品形状の測定は、部品形状の画像により簡単に行うことができ、このため、目視検査を行う必要がなくなる。このため、人為的な誤差をなくすることができ、しかも、検査に時間を要することがなく、精度の高い定量的な検査もできる。

請求項１１の形状計測装置によれば、撮像手段にて順次撮像するため、撮像された部品の形状測定を順次行い、検査を行うことができる。

以下、本発明の部品の形状測定装置を眼内レンズの支持部の検査装置１０に具体化した実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
図１に示すように検査装置１０は、検査用パレット２０、ステージ手段としてのＸ−Ｙ−Ｚステージ３０、撮像手段としてのＣＣＤカメラ４０，コントローラ５０、モニタ６０、及び外部装置７０等を備えている。検査用パレット２０は、枠体２２を介して、テーブル等の台８０に載置されている。検査用パレット２０は透明のソーダガラスから四角平板状に形成された透明体からなり、内部には、図２（ａ）に示すように試料を設置するための指標となる升目２０ａが本実施形態では、１０×１０個となるようにレーザ加工にて形成されている。なお、升目２０ａの個数は限定されるものではなく、検査に必要に応じた個数でよい。升目２０ａは、検査用パレット２０の厚さ方向において、やや上部寄りに配置されている。１個の升目２０ａの広さは、支持部１２０が載置した際に十分入る程度とされている。又、検査用パレット２０の周縁は、保護カバー２４にて覆われることにより保護されている。升目２０ａを形成するために形成された互いに直交する２つの直線群のうち、一方の直線群が後述するＸ−Ｙ−Ｚステージ３０で説明するＸ方向に沿うように、他方の直線群がＹ方向に沿うように、検査用パレット２０が配置されている。

枠体２２内において、検査用パレット２０と対向する位置には、光源となる照明装置２６が配置されており、検査用パレット２０の裏面全体に対して裏面側（図１において、下面側）から照明可能である。照明装置２６は、バックライト型青色ＬＥＤ照明装置で構成されているが、発光形式はＬＥＤに限定するものではない。照明装置２６は、照明手段に相当する。

ＣＣＤカメラ４０を支持するＸ−Ｙ−Ｚステージ３０は、検査用パレット２０の上方に位置するように図示しない支持装置にて支持されている。Ｘ−Ｙ−Ｚステージ３０は、Ｘ軸モータ３０ａ、Ｙ軸モータ３０ｂ、Ｚ軸モータ（図示しない）を備えており、前記各モータをそれぞれ駆動制御することにより、ＣＣＤカメラ４０を、図１において左右方向（Ｘ方向）、図面に直交するＹ方向、及び図１において上下方向（Ｚ方向）の３次元的に移動可能である。ＣＣＤカメラ４０は、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ３０にて互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向へ移動することにより、検査用パレット２０上に配置される複数の試料（すなわち、部品）をそれぞれ撮像可能である。

又、ＣＣＤカメラ４０は、コントローラ５０からの撮像開始の信号を受けて、前記試料を撮像し、その画像データ（なお、説明の便宜上、画像データを単に画像ということもある。）をコントローラ５０に出力する。コントローラ５０は、パーソナルコンピュータ等のＣＰＵからなり、図示しない記憶装置に格納した画像処理プログラムに基づいて、画像処理部５０ａを制御する。画像処理部５０ａは、前記コントローラ５０の制御を受け、前記画像データを入力すると、該画像データに基づいて画像処理を行う。又、コントローラ５０は、照明装置２６のオンオフ制御が可能であり、ＣＣＤカメラ４０に撮像開始の信号を出力する前に、照明装置２６に対して照明のオン信号を出力し、ＣＣＤカメラ４０の撮像終了後に、照明装置２６に対してオフ信号を出力する。

外部装置７０は、パーソナルコンピュータ等のＣＰＵからなる。外部装置７０は、Ｘ−Ｙ−Ｚステージ３０のＸ，Ｙ，Ｚ方向への駆動制御を行うために、Ｘ軸モータドライバ７１、Ｙ軸モータドライバ７２、Ｚ軸モータドライバ７３を備えており、各ドライバーを介して、前記Ｘ軸モータ３０ａ、Ｙ軸モータ３０ｂ、Ｚ軸モータ（図示しない）を制御する。このＸ−Ｙ−Ｚステージ３０のＸ，Ｙ，Ｚ方向への駆動制御により、ＣＣＤカメラ４０によって、検査用パレット２０上に配置された複数の支持部１２０を個別に撮像することが可能である。又、外部装置７０は、コントローラ５０との間で、各種のデータ通信が可能である。外部装置７０は、ステージ制御手段に相当する。

さて、本実施形態の検査装置１０の作用を説明する前に、製品である眼内レンズの製品検査項目と、部品である支持部について説明する。
図９に示すように、眼内レンズ１００の全長Ｌは、光学部中心Ｏを通る線に沿って計測される、一対の支持部１２０を含めた長径である。この光学部中心Ｏは、基準点に相当するものである。又、支持部径Ａは、支持部１２０の幅である。この全長Ｌと、支持部径Ａが、本実施形態において、製品の検査項目に該当する。ここで、眼内レンズ１００の全長Ｌの１／２が１／２全長となる。

又、支持部１２０は、図９に示すように、曲線部１２２と、該曲線部１２２に一体に形成された直線部１２４とを備えている。図３においては、支持部１２０の光学部１１０に対して組み付けする前の支持部１２０単体を示している。図３に示す支持部１２０の直線部１２４の取付端１２４ａは、光学部１１０に対して、埋め込みされる部分となる。図３において、Ａは、図９で説明した支持部径、λは、図４の後述するＳ５００の仮想１／２全長λ算出において、算出された仮想光学部中心Ｏｖから、支持部１２０単体の最遠点までの距離とし、仮想１／２全長と定義する。すなわち、仮想１／２全長は製品の１／２全長に相当する長さである。Ｒｋは、該曲線部１２２の曲率半径である。なお、曲率半径は、曲率半径中心Ｏｋから、曲線部１２２の外周又は内周のいずれのものであってもよい。本実施形態では、曲率半径中心Ｏｋから曲線部１２２の内周までを曲率半径として検出する。又、曲線部１２２のことを説明の便宜上、支持部円弧ということがある。図中、Ｏｋは曲率半径中心を示す。又、Ｄは支持部円弧幅であり、該曲線部１２２の自由端１２２ａから直線部１２４までの、直線部１２４に沿った方向と直交する方向成分距離である。

さて、上記のように構成された検査装置１０の作用について説明する。
前記支持部１２０の形状検査を行う場合、検査員は、検査装置１０の検査用パレット２０上に、複数個の支持部１２０を升目２０ａ内にそれぞれ位置するように載置する。すなわち、支持部１２０は、升目２０ａを横切らないように載置されることが望ましい。

そして、コントローラ５０からの制御により、照明装置２６にて検査用パレット２０を照明した状態で、ＣＣＤカメラ４０にて、検査用パレット２０を撮像する。そして、この場合、画像処理部５０ａは、まず、撮像して得られた画像に基づいて升目２０ａの位置を検出し、次に１つの升目２０ａの内部のみを計測対象とするマスク領域（すなわち、計測処理対象領域）を設定する。そして、画像処理部５０ａは、該マスク領域内において、下記で説明するフローチャートの順序に従って処理を行う。

図４は、ＣＣＤカメラ４０から入力した画像データに基づいて画像処理部５０ａが行う画像処理のフローチャートであり、撮像された支持部１２０毎に行われる。図４に示すように、Ｓ１００の表裏判別、Ｓ２００の支持部円弧の曲率半径Ｃの算出、Ｓ３００の支持部円弧幅Ｄの算出、Ｓ４００の支持部径Ａの算出、Ｓ５００の仮想１／２全長λの算出の各処理が画像処理部５０ａにより行われる。

（表裏判別）
表裏判別処理を図５及び、図６を参照して説明する。図５はＳ１００の表裏判別処理であるサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。図６（ａ）〜（ｇ）は、画像データの処理を説明するためのものである。各図において、図示されているのは、支持部１２０の画像であるが、説明の便宜上、この画像において、支持部１２０及び支持部１２０の各構成に対応する部分には、支持部１２０及び各構成に付した符号と同じ符号を付す。なお、ＣＣＤカメラ４０から入力した画像データは、コントローラ５０が備える外部記憶装置や、メモリ等の内部記憶装置（ともに図示しない）に一旦格納される。

画像処理部５０ａは、Ｓ１０２において、図６（ａ）に示すように入力した画像データを２値化し（図６（ｂ）参照）、Ｓ１０４において、２値化画像に基づいて、支持部１２０の重心Ｏｇと、主軸角θ１を算出する。主軸角θ１は、重心Ｏｇから図６（ｃ）において左方（反Ｘ方向）へ延びた直線ｍ１と、重心Ｏｇから図６（ｃ）において、支持部１２０の両端面のうち一方の端面の内周側エッジを通過する直線ｍ２間の角度である。画像処理部５０ａは、前記直線ｍ１，ｍ２を生成することによって主軸角θ１を算出する。

なお、直線ｍ１は、画像処理プログラムに基づいて予め設定されたＸＹ直交座標のＸ軸に平行な直線（なお、この直線は図６（ｄ）では図示していない）に平行な直線であって、重心Ｏｇを通る直線として算出される。図６（ｂ）、（ｃ）では、２値化画像を示すために支持部１２０の画像にはハッチングを付している。

次に、画像処理部５０ａは、Ｓ１０６において、Ｓ１０２，Ｓ１０４で使用した２値化画像ではなく、２値化する前の支持部１２０の画像データを前記メモリ等の記憶装置（図示しない）から読み出して、支持部の位置検出を行う。すなわち、直線ｍ２に対して垂直方向で支持部１２０の位置を検出する。ここで、検出した支持部１２０の内周のエッジ部位を点Ｐ１とする（図６（ｄ）参照）。この点Ｐ１を有する支持部１２０の部位は所定部位に相当する。

次のＳ１０８では、画像処理部５０ａは、点Ｐ１を基に支持部円弧の曲率半径Ｒｋ及び曲率半径中心Ｏｋを算出する。具体的には、画像処理部５０ａは図６（ｅ）に示すように点Ｐ１から等距離に位置する支持部１２０内周のエッジ部位を点Ｐ２、点Ｐ３として算出する。次に、画像処理部５０ａは、点Ｐ１，点Ｐ２，点Ｐ３を共に通過する曲線の曲率半径Ｒｋを算出する。なお、３つの点を通過する曲線の曲率半径の求め方は公知であるので、説明を省略する。

Ｓ１１０では、画像処理部５０ａは支持部１２０両端外周のエッジ部位である端点Ｔ１，端点Ｔ２を検出する（図６（ｆ）参照）。すなわち、画像処理部５０ａは端点Ｔ１及び端点Ｔ２の位置を算出する。Ｓ１１２では、画像処理部５０ａは、端点Ｔ１，端点Ｔ２と曲率半径中心Ｏｋの距離Ｋ１、距離Ｋ２を算出する（図６（ｆ）参照）。

Ｓ１１４では、画像処理部５０ａは、距離Ｋ１＜曲率半径Ｒｋであって、距離Ｋ２＜曲率半径Ｒｋであるか否かを判定する。画像処理部５０ａは、距離Ｋ１＜曲率半径Ｒｋであって、距離Ｋ２＜曲率半径Ｒｋである場合は、支持部１２０が形状異常であると判定して、コントローラ５０にその結果を出力し、このフローチャートを抜け出す。コントローラ５０は、画像処理部５０ａの判定結果に基づいてモニタ６０に形状異常である旨を表示する。一方、画像処理部５０ａは、距離Ｋ１＜曲率半径Ｒｋであって、距離Ｋ２＜曲率半径Ｒｋの判定条件を満足していない場合には、Ｓ１１６に移行する。

Ｓ１１６では、画像処理部５０ａは、距離Ｋ１＞距離Ｋ２か否かを判定する。画像処理部５０ａは、距離Ｋ１＞距離Ｋ２である場合には、Ｓ１３４において、直線部１２４の端部（すなわち、取付端１２４ａ）の端点が、端点Ｔ１であると判定し、Ｓ１２０に移行する。一方、距離Ｋ１＞距離Ｋ２でない場合には、Ｓ１１８において、直線部１２４の端部（すなわち、取付端１２４ａ）の端点が、端点Ｔ２であると判定し、Ｓ１２０に移行する。

Ｓ１２０では、画像処理部５０ａは角度α１の算出を行う。ここで角度α１は、重心Ｏｇから図６（ｇ）において右方（Ｘ方向）へ延びた直線ｍ３と、重心Ｏｇから点Ｐ１を通る直線ｍ４間の角度であって、直線ｍ３から反時計回り方向に測定した角度である。なお、この角度α１は０〜３６０°表記で計算される。なお、直線ｍ３は、画像処理プログラムに基づいて予め設定されたＸＹ直交座標のＸ軸に平行な直線（この直線は図６（ｇ）では図示していない）に平行な直線であって、重心Ｏｇを通る直線として算出される。直線ｍ３は角度測定基準線に相当する。直線ｍ４は第１直線に相当する。角度α１は第１角度に相当する。

次に、Ｓ１２２では、画像処理部５０ａは、角度α２の算出を行う。ここで、角度α２は、直線ｍ３を基準とし、Ｓ１３４又はＳ１１８において、直線部１２４の端点として設定された直線部端点（すなわち、Ｔ１又はＴ２）と、重心Ｏｇを通る直線ｍ５間の角度であって、直線ｍ３から反時計回り方向に測定した角度である。なお、本実施形態では、説明の便宜上、図６（ｇ）では、直線部１２４の端点は端点Ｔ２で示されている。なお、この角度α２は０〜３６０°表記で計算される。直線ｍ５は第２直線に相当する。角度α２は第２角度に相当する。

次のＳ１２４では、画像処理部５０ａは、角度α１と、角度α２の差である角度α３を算出する。Ｓ１２６では、画像処理部５０ａは、角度α３が、１８０°を超えているか否かを判定し、角度α３が１８０°を超えていると判定した場合には、Ｓ１３６において、角度α３から３６０°を減算した値を、新たな角度α３とし、Ｓ１２８に移行する。又、Ｓ１２６において、画像処理部５０ａは、角度α３が１８０°以下と判定した場合には、Ｓ１２８に移行する。

Ｓ１２８では、画像処理部５０ａは、角度α３が、−１８０°未満であるか否かを判定し、角度α３が、−１８０°未満であると判定した場合には、Ｓ１３８において、角度α３に対して３６０°を加算した値を、新たな角度α３とし、Ｓ１３０に移行する。又、Ｓ１２８において、画像処理部５０ａは、角度α３が−１８０°以上と判定した場合には、Ｓ１３０に移行する。

このように、画像処理部５０ａは、Ｓ１２４で算出した、角度α３が、既に−１８０°≦α３≦１８０°となっている場合には、Ｓ１２６，Ｓ１２８の判定を「ＮＯ」として、Ｓ１３０に移行する。又、角度α３が、１８０°を超えている場合や、逆に−１８０°よりも小さい場合には、Ｓ１３６やＳ１３８の処理により、−１８０°≦α３≦１８０°にして、Ｓ１３０に移行するのである。

Ｓ１３０では、画像処理部５０ａは、角度α３が０°よりも大きいか否かを判定し、角度α３が０°よりも大きいと判定した場合には、Ｓ１４０において、支持部１２０は、表であると判定し、その判定結果をコントローラ５０に出力して、このフローチャートを終了する。又、Ｓ１３０で、画像処理部５０ａは、角度α３が０°以下であると判定した場合には、Ｓ１３２において、支持部１２０が裏であると判定し、その判定結果をコントローラ５０に出力して、このフローチャートを終了する。このようにして、角度α１から、角度α２の差である角度α３の大きさに応じて、支持部１２０の表裏が決定される。そして、コントローラ５０は、画像処理部５０ａが判定した判定結果に基づいて、モニタ６０にその支持部１２０の判定結果を出力する。

次に、再び、図４のフローチャートに戻り、Ｓ２００では、画像処理部５０ａは、支持部円弧の曲率半径Ｃ及び曲率半径中心Ｏｃの算出を行う。具体的には、画像処理部５０ａは前記算出した端点Ｔ１の近傍の内周側のエッジの部位である点Ｐ４と，前記点Ｐ２，及び点Ｐ３の３つの点に基づいて、曲率半径Ｃ及び曲率半径中心Ｏｃの算出を行う（図６（ｈ）参照）。３つの点を通過する曲線の曲率半径の求め方は公知であるので、説明を省略する。

なお、Ｓ１０８において、曲率半径Ｒｋを別途算出している理由は下記の通りである。Ｓ１０８で求めた曲率半径Ｒｋは、表裏判別を行うために使用するためのものであって、算出した曲率半径Ｒｋはそれほど精度が要求されておらず、表裏判別には支障がないためである。Ｓ２００で算出する曲率半径Ｃは、より測定精度を上げるために、点Ｐ１の代わりに、点Ｐ４を使用して、３つの点の間隔を大きくしている。このように３つの点の間隔を大きくすると、間隔が小さい場合よりも、円弧の形状をより正しく算出でき、かつ測定精度を向上することができる。

次に、Ｓ３００では、画像処理部５０ａは、支持部円弧幅Ｄの算出を行う。この支持部円弧幅Ｄは、支持部１２０の形状を示す画像に基づいて、曲線部１２２における自由端１２２ａ外周のエッジ部位から直線部１２４外周のエッジ部位までの、直線部１２４に沿った方向と直交する方向成分距離を測定することにより、得られる。

Ｓ４００では、画像処理部５０ａは、支持部径Ａの算出を行う、支持部径は、支持部１２０の形状を示す画像に基づいて、算出される。
次に仮想１／２全長λの算出を、図７及び図８を参照して説明する。まず、Ｓ５０２において、画像処理部５０ａは、支持部１２０の画像データに基づき、直線部１２４に対して垂直方向の箇所で、両端のエッジの検出を行い、続いて、両エッジ間の中点Ｕ１を算出する（図８（ａ）参照）。なお、画像処理部５０ａの直線部１２４の検知は、前述したＳ１３４、又は，Ｓ１１８において、直線部１２４の端点が設定された結果に基づいて、行われている。

Ｓ５０４においては、中点Ｕ１と同様に、画像処理部５０ａは、支持部１２０の画像データに基づき、直線部１２４に対して垂直方向の箇所で、両端のエッジの検出を行い、続いて、両エッジ間の中点Ｕ２を算出する（図８（ａ）参照）。続く、Ｓ５０６においては、画像処理部５０ａは、中点Ｕ１，Ｕ２を通過する或いは、最も近い直線ｎを算出する（図８（ａ）参照）。直線ｎは、基準直線に相当する。

次に、Ｓ５０８では、画像処理部５０ａは、直線ｎと支持部１２０の直線部１２４側の端面との交点Ｃ１を算出する（図８（ｂ）参照）。交点Ｃ１は、特定部位及び第１交点に相当する。Ｓ５１０では、画像処理部５０ａは、交点Ｃ１を中心として、交点Ｃ１から光学部中心Ｏ（すなわち、実光学部中心）までのＹ成分距離を半径とする円Ｅ１を算出する（図８（ｃ）参照）。円Ｅ１は、第１円に相当する。なお、交点Ｃ１から光学部中心ＯまでのＹ成分距離Ｌｙは、設定値として予め記憶装置（図示しない）に格納されている。又、後述するＸ成分距離Ｌｘも同様に設定値として予め記憶装置（図示しない）に格納されている。

なお、Ｙ成分距離Ｌｙとは、前記ＸＹ直交座標において、支持部１２０の直線部１２４をＹ軸に平行に配置した場合の、交点Ｃ１から光学部中心Ｏまでの距離のうち、Ｙ軸に投射された成分である。又、Ｘ成分距離Ｌｘとは、ＸＹ直交座標において、支持部１２０の直線部１２４をＹ軸に平行に配置した場合の、交点Ｃ１から光学部中心Ｏまでの距離のうち、Ｘ軸に投射された成分である。

次に、Ｓ５１２では、画像処理部５０ａは、円Ｅ１と直線ｎで光学部中心に近い側の交点Ｃ２を算出する（図８（ｃ）参照）。交点Ｃ２は第２交点に相当する。続いて、Ｓ５１４では、画像処理部５０ａは、円Ｅ１上の交点Ｃ２を通る接線ＴＬを算出する（図８（ｃ）参照）。続く、Ｓ５１６では、画像処理部５０ａは、交点Ｃ２を中心として、交点Ｃ１から光学部中心ＯまでＸ成分距離Ｌｘを半径とする円Ｅ２を算出する（図８（ｄ）参照）。

次に、Ｓ５１８では、画像処理部５０ａは、円Ｅ２と、接線ＴＬの２つの交点のうち、光学部中心Ｏに近い側の交点を仮想光学部中心Ｏｖとして算出する。仮想光学部中心Ｏｖは仮想点に相当する。このように仮想点を算出する画像処理部５０ａは、算出手段に相当する。続く、Ｓ５２０では、画像処理部５０ａは、仮想光学部中心Ｏｖを基準に支持部１２０外周側のエッジ検出を行うようにして走査し、その最遠の距離となる最遠点Ｐｔを検出する（図８（ｅ）参照）。なお、図３及び図８（ｄ），（ｅ）において、１１０Ｖは、仮想光学部を示している。次に、Ｓ５２２では、画像処理部５０ａは、仮想光学部中心Ｏｖと最遠点Ｐｔの距離を算出し、その結果を仮想１／２全長λとする。すなわち、仮想１／２全長λの算出により製品である眼内レンズ１００の全長Ｌの１／２に相当する距離として計測されたことになる。このように仮想１／２全長λを測定する画像処理部５０ａは、測定手段に相当する。

このようにして、Ｓ５０２〜Ｓ５２２の処理が終了すると、画像処理部５０ａはこのフローチャートを一旦終了し、前述のように算出した、支持部円弧の曲率半径Ｃ、支持部円弧幅Ｄ、支持部径Ａ、及び仮想１／２全長λの算出結果（すなわち、計測結果）を、コントローラ５０に出力する。コントローラ５０は、外部装置７０にその結果を出力する。

外部装置７０は、画像処理部５０ａから、算出結果の入力を受けて、それらの算出結果の適否判定、すなわち、検査を行う。この適否判定は、外部装置７０が備える図示しない記憶装置に格納され、予め設定された判定値と比較することにより行われる。すなわち、支持部円弧の曲率半径Ｃ、支持部円弧幅Ｄ、支持部径Ａ、及び仮想１／２全長λに対して、それぞれ基準となる判定値が用意されている。

支持部円弧の曲率半径Ｃについては、Ｃｓ１＜Ｃ＜Ｃｓ２を満足すれば、外部装置７０により適と判定され、そうでなければ、不適判定がなされる。ここでＣｓ１，Ｃｓ２は、支持部円弧の曲率半径Ｃ用の判定値である。又、支持部円弧幅Ｄについては、Ｄｓ１＜Ｄ＜Ｄｓ２を満足すれば、外部装置７０により適と判定され、そうでなければ、不適判定がなされる。ここでＤｓ１，Ｄｓ２は、支持部円弧幅用の判定値である。又、支持部径Ａについては、Ａｓ１＜Ａ＜Ａｓ２を満足すれば、外部装置７０により適と判定され、そうでなければ、不適判定がなされる。ここでＡｓ１，Ａｓ２は、支持部径Ａ用の判定値である。又、仮想１／２全長λについては、λｓ１＜λ＜λｓ２を満足すれば、適と判定され、そうでなければ、外部装置７０により不適判定がなされる。ここでλｓ１，λｓ２は、仮想１／２全長λ用の判定値であり、１／２全長に基づいて予め設定された値である。このように、外部装置７０、検査手段に相当する。この適不適判定の結果、すなわち検査結果は、外部装置７０からコントローラ５０に出力されて、コントローラ５０により、モニタ６０に表示されることにより、検査員に知らせる。

さて、上記のように構成された検査装置１０の効果を述べる。
（１） 本実施形態では、光学部中心Ｏの代わりとなる仮想光学部中心Ｏｖを算出し、製品検査と同項目である全長測定に関し、仮想光学部中心Ｏｖを基準として支持部１２０の部品形状に基づいて仮想１／２全長λ測定を行い、該測定結果の適否判定を行うようにしている。このため、部品である支持部１２０の形状計測を行うことによって、部品を組み付けする前に、製品検査と同項目の検査が行える。この結果、支持部１２０の部品形状の計測で眼内レンズ１００の不良判別を可能にし、従来の部品単体だけで支持部の不良を判別する方法よりも、有意に眼内レンズの不良判別を行うことができる効果がある。

（２） 本実施形態では、支持部１２０の直線部１２４の特定部位である点（すなわち、交点Ｃ１）と、光学部中心Ｏとの幾何学的関係に基づいて、仮想光学部中心Ｏｖ（仮想点）を算出するようにしている。この結果、上記（１）の効果を容易に実現することができる。

（３） 本実施形態では、交点Ｃ１と、光学部中心Ｏとの幾何学的関係に基づく仮想光学部中心Ｏｖ（仮想点）の算出は、まず、直線部１２４上において、該直線部１２４と平行に直線ｎ（基準直線）を算出している。次に、直線ｎと直線部１２４の取付端１２４ａ端面とが交わる部分である端点を交点Ｃ１とし、続いて、交点Ｃ１と光学部中心Ｏまでの、直線ｎに沿った方向成分のＹ成分距離Ｌｙを半径とする円Ｅ１を算出するようにしている。更に、円Ｅ１と直線ｎとの交点の中で、光学部中心Ｏに近い側の交点Ｃ２を算出し、円Ｅ１上の交点Ｃ２を通る接線ＴＬを算出するようにしている。更に、交点Ｃ２を中心として、交点Ｃ１から光学部中心Ｏまでの、直線ｎに沿った方向成分とは直交するＸ成分距離Ｌｘを半径とする円Ｅ２を算出し、円Ｅ２と接線ＴＬが交わる交点の中で、光学部中心Ｏに近い側の交点を仮想光学部中心Ｏｖとするようにしている。

この結果、上記の順序で仮想光学部中心Ｏｖの算出を行うことにより、（２）の効果を容易に実現することができる。
（４） 本実施形態では、仮想光学部中心Ｏｖを基準として支持部１２０の形状に基づいて行う、眼内レンズの検査と同項目の検査となる仮想１／２全長λの検査では、仮想光学部中心Ｏｖから、支持部１２０のうち最遠の距離を有する最遠点Ｐｔを検出し、最遠点Ｐｔと仮想光学部中心Ｏｖとの距離を計測するようにしている。

この結果、前記実施形態では、支持部１２０に形状計測に基づいて、眼内レンズの仮想１／２全長λが計測されることにより、眼内レンズの全長Ｌの計測と実質的に同項目として検査できるため、眼内レンズの不良判別を可能にし、従来の部品単体だけで支持部の不良を判別する方法よりも、有意に眼内レンズの不良判別を行うことができる。

（５） 本実施形態では、支持部１２０の表裏の判定を行うようにした。この結果、支持部１２０の表裏判定が行われるため、支持部１２０を光学部１１０に対して取付する際のミスを回避できる。又、測定時の基準点を算出する際には、表裏判定は不可欠である。

（６） 本実施形態では、支持部１２０の形状に関する特徴の検査を行うようにしたため、支持部１２０の形状に関する特徴も得ることができる。
（７） 本実施形態では、仮想光学部中心Ｏｖを基準として眼内レンズの検査と同項目の検査、及び支持部１２０の形状に関する特徴の検査を組み合わせて行なった。そして、支持部１２０が光学部１１０に取り付けられた状態を想定し、眼内レンズ１００の検査項目のうち、支持部径Ａと、全長Ｌの検査項目に相当する仮想１／２全長λを支持部１２０単体で行えるようにした。この結果、眼内レンズ１００の検査項目のうち、少なくとも１つの検査項目が前記支持部のみで行うことができる。

（８） 本実施形態では、支持部１２０の径（支持部径Ａ）、支持部径Ａの曲線部１２２の曲率半径Ｃ、及び自由端１２２ａから直線部１２４までの、直線部１２４に沿った方向と直交する方向成分距離である支持部円弧幅Ｄについて得ることができる。又、曲率半径の算出において、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４の検出部位は、支持部円弧の外周エッジ、内周エッジのどちらでも良い。これは、検出精度に影響しないためである。

（９） 本実施形態では、支持部１２０の重心Ｏｇと、支持部１２０の直線部１２４側の端点Ｔ２の位置とを支持部１２０の形状に基づいて算出し、支持部１２０の重心Ｏｇと、支持部１２０の所定部位に属する点Ｐ１と、支持部１２０の直線部１２４側の端点Ｔ２の位置関係に基づいて、前記支持部の表裏の判定を行うようにした。この結果、支持部１２０の表裏判定を容易に実現することができる。

（１０） 本実施形態では、さらに、支持部１２０の重心Ｏｇと、支持部１２０の曲線部１２２の曲率半径中心Ｏｋとを、支持部１２０の形状に基づいて算出するようにした。そして、曲率半径中心Ｏｋと、支持部１２０の両端のそれぞれの距離を比較して、支持部１２０の直線部１２４側の端部を決定するようにした。又、重心Ｏｇを通る直線ｍ３（角度測定基準線）と、支持部１２０の所定部位に属する点Ｐ１と重心Ｏｇを共に通る直線ｍ４（第１直線）とがなす角度α１（第１角度）を算出するようした。更に、直線ｍ３と、支持部１２０の直線部１２４側の端部と重心Ｏｇを共に通る直線ｍ５（第２直線）とがなす角度α２（第２角度）とを算出するようにした。そして、角度α１と、角度α２との差分、すなわち、角度α３に基づいて、支持部１２０の表裏の判定を行うようにした。

この結果、支持部１２０の表裏判定を容易に実現することができる。なお、端点の検出部位は、外周エッジ、内周エッジのどちらでも良い。これは、表裏判定に影響しないためである。

（１１） 本実施形態の検査装置１０は、支持部１２０の形状の測定は、支持部１２０の形状の画像により簡単に行うことができ、このため、目視検査を行う必要がなくなる。このため、人為的な誤差をなくすることができ、しかも、検査に時間を要することがなく、精度の高い定量的な検査もできる。

（１２） 本実施形態の検査装置１０は、ＣＣＤカメラ４０を検査用パレット２０上において３次元的に移動可能に支持するＸ−Ｙ−Ｚステージ３０とを備え、検査用パレット２０上の複数の支持部１２０をＣＣＤカメラ４０にて順次撮像可能にＸ−Ｙ−Ｚステージ３０を駆動制御する外部装置７０を備える。この結果、ＣＣＤカメラ４０にて順次撮像できるため、撮像された支持部１２０の形状測定を順次行い、検査を行うことができる。

（１３） 本実施形態では、検査用パレット２０は、透明体から形成され、透明体に升目２０ａが形成されていることにより、支持部１２０を検査用パレットに載置して撮像した際の指標にすることができる。すなわち、画像処理時において、升目２０ａに基づいて該升目を単位としたマスク領域を容易に形成することができる。又、本実施形態では、ＣＣＤカメラ４０をＸ−Ｙ−Ｚステージ３０にて移動する際に、この升目２０ａを指標にして移動させることもでき、各升目２０ａ内にの支持部１２０の連続的な計測も可能となる。

（１４） 本実施形態では、升目２０ａは、検査用パレット２０の内部に設けられているため、検査用パレット２０の表面や裏面に設けられている場合に比較して、升目２０ａの消失や、欠けが発生しない効果がある。

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、下記の通りに構成してもよい。
・ 前記特定部位としては、交点Ｃ１に限定するものではなく、例えば、交点Ｃ１から基準直線上において、所定距離オフセットして配置した点であってもよい。

・ 検査用パレット２０の材質は、好ましくは、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、又は、エポキシ樹脂等の透明、又は半透明の合成樹脂であってもよく、より好ましくはソーダガラスである。

・ ＣＣＤカメラ４０では、イメージセンサである固体撮像デバイスとして、ＣＣＤを使用しているが、撮像手段としてＣＭＯＳを使用してもよく、或いは撮像管等を使用してもよい。

・ 前記実施形態では、支持部のみの検査で、製品検査と同項目の検査である「支持部径Ａ」と、全長Ｌの検査項目に相当する「仮想１／２全長λ」の両方の計測及び検査を行ったが、支持部径Ａの測定検査を省略してもよい。

本発明を具体化した一実施形態の検査装置の全体概略図。 （ａ）は検査用パレット２０の平面図、（ｂ）は検査用パレット２０の断面図。 支持部の検査項目の説明図。 画像処理を示すフローチャート。 表裏判別を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｈ）は支持部を表裏判別する場合の説明図。 仮想１／２全長λ算出のフローチャート。 （ａ）〜（ｅ）は支持部の仮想１／２全長λを算出する場合の説明図。 眼内レンズの平面図。

符号の説明

１０…検査装置
２０…検査用パレット
３０…Ｘ−Ｙ−Ｚステージ（ステージ手段）
４０…ＣＣＤカメラ（撮像手段）
５０…コントローラ
５０ａ…画像処理部（算出手段、測定手段）
７０…外部装置（検査手段、ステージ制御手段）
Ｏ…光学部中心（基準点）
Ｏｖ…仮想光学部中心（仮想点）
ｎ…直線（基準直線）
Ｃ１…交点（特定部位、第１交点）
Ｃ２…交点（第２交点）
Ｅ１…円（第１円）

Claims (11)

1. 部品形状を撮像し、
   該部品形状と、製品検査において基準となる基準点との幾何学的関係に基づき前記基準点の代わりとなる仮想点を算出し、
   前記製品検査と同項目の検査を、該仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行うことを特徴とする部品の形状計測方法。
2. 前記製品検査は、光学部と該光学部に取着された部品としての支持部とを含む眼内レンズの検査であり、前記部品形状が支持部の形状であることを特徴とする請求項１に記載の部品の形状計測方法。
3. 前記支持部は、前記光学部に取着される取付端を有する直線部と、前記直線部と一体形成されるとともに自由端を備える曲線部を有し、
   前記眼内レンズの検査において基準となる基準点は、前記光学部の中心（以下、光学部中心という）とし、
   前記幾何学的関係が、前記直線部の特定部位と、前記光学部中心との関係であり、該幾何学的関係に基づいて、前記仮想点としての仮想光学部中心を算出することを特徴とする請求項２に記載の部品の形状計測方法。
4. 前記幾何学的関係に基づく仮想点の算出は、
   （１） 前記直線部上において、該直線部と平行に基準直線を算出し、
   （２） 前記基準直線と前記直線部の取付端端面とが交わる部分を特定部位としての第１交点とし
   、第１交点と前記光学部中心までの、前記基準直線に沿った方向成分の距離を半径とする第１円を算出し、
   （３） 前記第１円と前記基準直線との交点の中で、前記光学部中心に近い側の第２交点を算出し、
   （４） 第１円上の第２交点を通る接線を算出し、
   （５） 前記第２交点を中心として、前記第１交点から光学部中心までの、前記基準直線に沿った方向成分とは直交する方向成分の距離を半径とする第２円を算出し、
   （６） 第２円と前記接線が交わる交点中、前記接線の前記光学部中心に近い側の交点を仮想点とする
   ことにより、行うことを特徴とする請求項３に記載の部品の形状計測方法。
5. 前記仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行う、眼内レンズの検査と同項目の検査は、
   前記仮想点から、前記支持部のうち最遠の距離を有する最遠点を検出し、該最遠点と仮想点との距離を計測することにより、眼内レンズの１／２全長に相当する距離を計測するものであることを特徴とする請求項３又は至請求項４に記載の部品の形状計測方法。
6. 前記仮想点を基準として前記部品形状に基づいて行う、眼内レンズの検査と同項目の検査、前記支持部の表裏の判定、及び、前記支持部の形状に関する特徴の検査を組み合わせて行ない、
   前記支持部が前記光学部に取り付けられた状態を想定し、眼内レンズの検査項目のうち、少なくとも１つの検査項目が前記支持部のみで行えることを特徴とする請求項３乃至等請求項５のうちいずれか１項に記載の部品の形状計測方法。
7. 前記支持部の形状に関する特徴は、該支持部の径、該支持部の曲線部の曲率半径、及び前記自由端から前記直線部までの、該直線部に沿った方向と直交する方向成分距離である支持部円弧幅のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載の部品の形状計測方法。
8. 前記支持部の重心と、該支持部の直線部側の端部の位置とを支持部の形状に基づいて算出し、
   前記支持部の重心と、前記支持部の端部を除く所定部位に属する点と、該支持部の直線部側の端部の位置関係に基づいて、前記支持部の表裏の判定を行うことを特徴とする請求項６に記載の部品の形状計測方法。
9. 前記支持部の重心と、前記支持部の曲線部の曲率半径中心とを、前記支持部の形状に基づいて算出し、
   該曲率半径中心と、前記支持部の両端のそれぞれの距離を比較して、該支持部の直線部側の端部を決定し、
   前記重心を通る角度測定基準線と、前記支持部の端部を除く所定部位に属する点と前記重心を共に通る第１直線とがなす第１角度と、前記重心を通る角度測定基準線と、前記支持部の前記直線部側の端部と前記重心を共に通る第２直線とがなす第２角度とを算出し、
   前記第１角度と第２角度との差分に基づいて、
   前記支持部の表裏の判定を行うことを特徴とする請求項６に記載の部品の形状計測方法。
10. 部品形状を撮像する撮像手段と、
    製品検査において基準となる基準点と、前記撮像手段により得られた前記部品形状の幾何学的関係に基づき前記基準点の代わりとなる仮想点を算出する算出手段と、
    製品検査と同項目の検査に関し、該仮想点を基準として前記部品形状に基づいて測定を行う測定手段と、
    前記測定手段の測定結果の適否判定を行う検査手段を備えたことを特徴とする部品の形状計測装置。
11. 前記部品を複数個載置可能な検査用パレットと、
    前記検査用パレットを照射可能な照明手段と、
    前記撮像手段を前記検査用パレット上において３次元的に移動可能に支持するステージ手段とを備え、
    前記検査用パレット上の複数の部品を前記撮像手段にて順次撮像可能に前記ステージ手段を駆動制御するステージ制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の部品の形状計測装置。

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