JP2015045554A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像レンズを保持する鏡筒の外観を有効に検査できる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】拡散シート１１ｂを介することで拡散光が鏡筒ＭＴの側面に入射するようになるから、鏡筒ＭＴの側面に付着したゴミ、或いは生じたキズなどが明瞭に撮像される。よって、判断部１４は撮像部１２からの画像信号を入力して、検査対象である鏡筒ＭＴにゴミやキズが存在するか否かを判断することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばレンズユニットの外観を検査するのに好適な検査装置及び検査方法に関する。

近年、ＣＣＤ型イメージセンサ或いはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末が普及しつつある。特に最近では、これらの撮像装置に使用される固体撮像素子の更なる小型化が進み、ＶＧＡのイメージフォーマット（有効画素数６４０×４８０）のセンサでは、１／１０インチサイズ（画素ピッチ２．２μｍ）や１／１２インチサイズ（画素ピッチ１．７５μｍ）の固体撮像素子が製品化されている。

ここで、固体撮像素子とともに撮像装置に組み付ける一般的なレンズユニットは、複数枚の撮像レンズと、撮像レンズを保持する鏡筒とからなる。しかるに、レンズユニットにゴミが付着していた場合，組み付け時に、かかるゴミが固体撮像素子の撮像面に落下して付着する恐れがあり、それにより撮像性能を低下させる恐れがある。特に、固体撮像素子の小型化が推進され画素ピッチが小さくなると、撮像面に付着したゴミが微小であっても高い撮像性能を確保する上での障害となる恐れがある。そこで、レンズユニットの組み付け前にゴミの有無を検査したいという要請がある。又、レンズユニットのキズなどの外観不具合を、検査したいという要請もある。

レンズユニットの検査としては、従来から顕微鏡を介して作業者が目視することにより、ゴミやキズを検出することが行われている。しかしながら、作業者の目視に頼る検査では工数がかかるとともに、大量の検査を効率的に行えないという問題がある。

これに対し特許文献１には、液晶パネルに入射する光の方向を変えて、液晶パネルの外観を自動的に検査する技術が開示されている。このような自動検査技術を流用して、レンズユニットを検査することも考えられる。

特開２００６−１１３２８８号公報

しかしながら、レンズユニットの側面は円筒状であり、平面状である液晶パネルとは検査対象が異なるため、単にレンズユニットの側面に入射する光の方向を変えるのみでは、ゴミやキズを有効に検出することはできない。

本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、撮像レンズを保持する鏡筒の外観を有効に検査できる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の検査装置は、撮像レンズを内部に保持した円筒状の鏡筒の側面を検査する検査装置であって、
前記鏡筒の周囲を覆うように配置され、拡散光を前記鏡筒の側面に向かって照射する光源と、
前記鏡筒の側面を撮像する撮像部と、
前記撮像部からの画像信号に基づいて、前記鏡筒の側面に付着した異物及び／又はキズの有無を判定する判定手段と、
前記鏡筒と前記撮像部とを相対回動させる駆動部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光源から出射された拡散光が、鏡筒の側面の広範囲にわたって種々の角度で入射するので、鏡筒の側面にゴミが付着していたり、或いはキズが生じていたりした場合、かかるゴミやキズで反射した光により、鏡筒の側面との識別が可能になるから、鏡筒の側面を撮像した撮像部からの画像信号を処理することで、ゴミやキズの有無を機械的に判別できる。これにより、作業者の目視に頼ることなく、低コストでありながら安定した検査を効率的に行うことができる。又、駆動部により鏡筒と撮像部とを相対回動させることで、鏡筒の側面全周を検査できる。

請求項２に記載の検査装置は、請求項１に記載の発明において、前記鏡筒の側面には凹凸が形成されていることを特徴とする。

例えば鏡筒を撮像装置に組み込む際に、筐体に取り付けた固体撮像素子との間隔を調整する為に、筐体に対する鏡筒の光軸方向位置を変更する必要がある場合がある。そのため、鏡筒の側面に凹凸としてのねじ部を設けて、光軸方向位置調整可能に筐体に螺合させることが行われる。又、鏡筒を金型による射出成形で形成した場合、鏡筒の側面にパーティングラインが生じることが多い。このようなねじ部やパーティングライン等の凹凸が鏡筒の側面に形成されていると、従来の検査装置に設けた撮像部の撮像により得られた画像では、ねじ部やパーティングラインの影にゴミやキズが隠れてしまって、機械的に検出を行えない恐れがある。本発明によれば、光源から出射された拡散光が、鏡筒の側面の広範囲にわたって種々の角度で入射するとともに、駆動部により鏡筒と撮像部とを相対回動させるので、ゴミやキズに入射する拡散光の方向が変わることで、鏡筒の側面に凹凸を設けた場合でも、ゴミやキズの存在を有効に認識できる。

請求項３に記載の検査装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光源は、前記鏡筒の周囲を囲う拡散シートと、前記拡散シートの外側に配置された発光部とを有し、前記発光部から出射された光は、前記拡散シートを透過して前記鏡筒の側面に照射されることを特徴とする。

拡散シートで鏡筒の周囲を囲うことにより、鏡筒の側面のほぼ全周にわたって拡散光を照射させることが可能となる。又、拡散シートの外側に発光部を配置する構成とできるため、発光部の配置の自由度が広がり、簡素且つ低コストな検査装置を提供できる。

請求項４に記載の検査装置は、請求項３に記載の発明において、前記拡散シートは、前記撮像部と前記鏡筒の側面との間で途切れていることを特徴とする。

拡散シートの途切れた部分を通して、撮像部が鏡筒の側面を撮像することができる。

請求項５に記載の検査装置は、請求項３又は４に記載の発明において、前記撮像部の光学系の周囲に配置されたドーム部と発光部とを有する光源をさらに有し、当該発光部から出射された光は、前記ドーム部の内側で反射されて前記鏡筒の側面に照射されることを特徴とする。

これにより、撮像部の撮像を妨げることなく、より十分な光量の光を鏡筒に照射することができる。

請求項６に記載の検査方法は、撮像レンズを内部に保持した円筒状の鏡筒の側面を検査する検査方法であって、
前記鏡筒の周囲から拡散光を照射しながら前記鏡筒の側面を撮像して画像信号を出力する工程と、
前記画像信号に基づいて、前記鏡筒の側面に付着した異物及び／又はキズの有無を判定する判定工程と、
前記鏡筒を相対回動させた後、再度前記鏡筒の側面を撮像する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光源から出射された拡散光が、鏡筒の側面の広範囲にわたって種々の角度で入射するので、鏡筒の側面にゴミが付着していたり、或いはキズが生じていたりした場合、かかるゴミやキズで反射した光により、鏡筒の側面との識別が可能になるから、鏡筒の側面を撮像した撮像部からの画像信号を処理することで、ゴミやキズの有無を機械的に判別できる。これにより、作業者の目視に頼ることなく、低コストでありながら安定した検査を効率的に行うことができる。又、鏡筒と撮像部とを相対的に回転させることで、鏡筒の側面全周を検査できる。

請求項７に記載の検査方法は、請求項６に記載の発明において、前記鏡筒の側面には凹凸が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、光源から出射された拡散光が、鏡筒の側面の広範囲にわたって種々の角度で入射するとともに、鏡筒と撮像部とを相対回動させるので、ゴミやキズに入射する拡散光の方向が変わることで、鏡筒の側面に凹凸を設けた場合でも、ゴミやキズの存在を有効に認識できる。

請求項８に記載の検査方法は、請求項６又は７に記載の発明において、前記鏡筒の回転前後における撮像により得られた前記鏡筒の側面画像の一部が重複するようになっていることを特徴とする。

異なる方向から撮像した鏡筒の画像の重複部に基づいて、鏡筒の側面をダブルチェックできるので、ゴミやキズを見逃す恐れを抑制できる。

本発明によれば、撮像レンズを保持する鏡筒の外観を有効に検査できる検査装置及び検査方法を提供することができる。

本実施の形態にかかる検査装置１０の全体を示す斜視図である。 本実施の形態にかかる検査装置１０の断面をとって示す図である。 検査対象である鏡筒ＭＴの断面図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、比較例における検査装置で撮像した鏡筒ＭＴの側面画像の例であり、図４（ｃ）は、本実施の形態における検査装置１０で撮像した鏡筒ＭＴの側面画像の例である。 鏡筒ＭＴの撮像範囲と撮像順を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる検査装置１０の全体を示す斜視図であり、図２は検査装置１０の断面をとって示す図である。図において、検査装置１０は、光源１１と、撮像部１２と、駆動部１３と、判断部１４とからなる。

光源１１は、発光部１１ａと、拡散シート１１ｂと、ドーム部１１ｃと、ドーム部内に配置された発光部１１ｈとからなる。発光部１１ａは、拡散シート１１ｂの両側に配置されており、ケース１１ｄと、ケース１１ｄに取り付けられた基板１１ｅと、基板１１ｅ上に列状に配置された複数のＬＥＤ１１ｆとからなる。拡散シート１１ｂは、例えば株式会社きもと製の商品名レフホワイトやライトアップなどを用いることが出来る。拡散シート１１ｂは、検査対象となる円筒状の鏡筒ＭＴの周囲において、等距離で離間するようにチューブ状に丸めて配置されているが、撮像部１２に対向する位置が開放している（途切れている）。

撮像部１２は、固体撮像素子１２ａ及び不図示の画像処理回路を設けた筐体部１２ｂと、筐体部１２ｂに取り付けられ、光学系である検査レンズ１２ｃを保持するレンズ鏡胴１２ｄとからなる。レンズ鏡胴１２ｄの先端に、ドーム部１１ｃが取り付けられている。内周面が放物曲面状の反射面であるドーム部１１ｃは、拡散シート１１ｂに近い側が最も大径で開放しており、その内周に沿って環状の基板１１ｇを配置している。基板１１ｇの裏面（拡散シート１１ｂから遠い側）には、発光部としての複数のＬＥＤ１１ｈが周方向に並べて配置されている。

図１に示すように、駆動部１３は、検査対象である鏡筒ＭＴを保持するテーブル１３ａと、テーブル１３ａを回転させるアクチュエータ１３ｂとからなる。

判断部１４は、例えばＰＣからなり、撮像部１２からの画像信号を入力して、検査対象である鏡筒ＭＴにゴミやキズが存在するか否かを判断することができる。

図３は、検査対象である鏡筒ＭＴの断面図である。円筒状の鏡筒ＭＴの内部には、物体側から順に配置された、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２，第３レンズＬ３，第４レンズＬ４、第５レンズＬ５からなる撮像レンズＬＳが設けられている。隣接するレンズ同士の間には、遮光部材ＡＰ１〜ＡＰ４が配置されている。撮像レンズＬＳは、接着剤ＢＤを用いて鏡筒ＭＴに接着されている。かかる接着剤ＢＤの小片が、鏡筒ＭＴの外周に付着したまま、次工程に搬送されたとき、固体撮像素子（不図示）の撮像面に落下すると、撮像性能を低下させる恐れがある。又、レンズ組み付け時等にキズを生じさせると、鏡筒ＭＴの撮像装置への組み付けを阻害する恐れもある。

ここで、鏡筒ＭＴの外周には、不図示の撮像装置に組み付けられたとき、撮像レンズＬＳと固体撮像素子（不図示）との間隔を調整するために、撮像装置の筐体等に螺合される雄ねじＭＴａが形成されている。尚、図３に示す鏡筒ＭＴは、検査対象の一例である。また、内部に組み込まれるレンズ枚数や形状はこれに限るものでない

次に、本実施の形態にかかる検査装置１０を用いた検査方法について説明する。ここで、予め鏡筒ＭＴの上面にマーキングをしておき、マーキング方向が撮像部１２を向くようにして、鏡筒ＭＴを駆動部１３のテーブル１３ａに載置する。

図１，２において、ＬＥＤ１１ｆ、１１ｈを点灯させる。ケース１１ｄ内のＬＥＤ１１ｆが点灯すると、その出射光は、拡散シート１１ｂの外周面に入射する。図２に示すように、拡散シート１１ｂを透過した光は拡散され、鏡筒ＭＴの側面に照射される。一方、ＬＥＤ１１ｈから出射された光は、ドーム部１１ｃの内周面で反射され、その反射光は撮像レンズＬＳ方向に進行して、ドーム部１１ｃから出射し、拡散シート１１ｂの途切れた部位Ａから鏡筒ＭＴの側面に入射する。以上のように照明された鏡筒ＭＴの側面は、検査レンズ１２ｃを介して、固体撮像素子１２ａの撮像面に結像され、ここから出力された画像信号が、判断部１４に入力されることとなる。これにより判断部１４は、鏡筒ＭＴの側面画像を取得して、画像処理を行うことでゴミやキズの有無を判定する。

図４（ａ）、（ｂ）は、比較例における検査装置で撮像した鏡筒ＭＴの側面画像の例であって、いずれも拡散シートを設けておらず、鏡筒ＭＴを直接照明している。図４（ａ）の検査装置では、図１，２に示すドーム部１１ｃ側のみから光を出射しているが、鏡筒ＭＴの正面からのみ強く光が反射するので、それ以外の箇所が暗くなって，ゴミやキズの判別が困難である。

更に、図４（ｂ）の検査装置では、図１，２に示すドーム部１１ｃ側に加え、一対のケース１１ｄ側より光を出射している。この例の場合、鏡筒ＭＴの側面は検査レンズ１２ｃの光軸に直交する側においても照明されるが、２方向からの比較的指向性の強い光が入射するので、その交差部において干渉Ｂ（照度ムラ）が生じて、ゴミやキズの判別が困難になる。

これに対し、本実施の形態の検査装置１０によれば、図４（ｃ）に示すように、拡散シート１１ｂを介することで拡散光を鏡筒ＭＴの側面に照射できるから、鏡筒ＭＴの側面の照度ムラが解消でき、鏡筒ＭＴの側面に付着したゴミ、或いは生じたキズなどからの反射光が、鏡筒ＭＴの側面からの反射光と区別できるようになる。よって、判断部１４は、撮像部１２からの画像信号に基づき取得した鏡筒ＭＴの側面画像から、検査対象である鏡筒ＭＴにゴミやキズが存在するか否かを有効に判断することができるのである。特に、鏡筒ＭＴの周囲に雄ねじ部ＭＴａ等が形成されている場合、直接照明によれば影が生じる恐れがあるが、拡散シート１１ｂを用いることで、影の影響を少なくできるので好ましい。尚、ＬＥＤ１１ｆ、１１ｈの照度を独立して制御できるようになっていると、両者の照度比を変えることで鏡筒ＭＴの側面上での照度ムラを抑制できるのでより好ましい。

更に本実施の形態によれば、図５（ａ）に示すように、一度の撮像により得られた画像信号に基づき、判断部１４が鏡筒ＭＴの正面における１２０度の範囲の側面画像を取得し、かかる画像においてゴミやキズが存在するか否かを判断することができる。その後、図５（ｂ）に示すように、駆動部１３により鏡筒ＭＴを６０度回転させ、２回目の撮像を行う。これにより、１回目の撮像により得られた画像と２回目の撮像により得られた画像は６０度の範囲で重なるので、２方向からの撮像によってゴミやキズのダブルチェックを行えるので、検査の確実性が高まる。

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。例えば駆動部は、鏡筒ＭＴを下方から支持するタイプとしたが、上方より鏡筒ＭＴを吸着保持しつつ回転できるものとしても良い。

１０ 検査装置
１１ 光源
１１ａ 発光部
１１ｂ 拡散シート
１１ｃ ドーム部
１１ｄ ケース
１１ｅ 基板
１１ｆ、１１ｈ ＬＥＤ
１１ｇ 基板
１２ 撮像部
１２ａ 固体撮像素子
１２ｂ 筐体部
１２ｃ 検査レンズ
１２ｄ レンズ鏡胴
１３ 駆動部
１３ａ テーブル
１３ｂ アクチュエータ
１４ 判断部
ＭＴ 鏡筒

Claims (8)

1. 撮像レンズを内部に保持した円筒状の鏡筒の側面を検査する検査装置であって、
   前記鏡筒の周囲を覆うように配置され、拡散光を前記鏡筒の側面に向かって照射する光源と、
   前記鏡筒の側面を撮像する撮像部と、
   前記撮像部からの画像信号に基づいて、前記鏡筒の側面に付着した異物及び／又はキズの有無を判定する判定手段と、
   前記鏡筒と前記撮像部とを相対回動させる駆動部と、を有することを特徴とする検査装置。
2. 前記鏡筒の側面には凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記光源は、前記鏡筒の周囲を囲う拡散シートと、前記拡散シートの外側に配置された発光部とを有し、前記発光部から出射された光は、前記拡散シートを透過して前記鏡筒の側面に照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記拡散シートは、前記撮像部と前記鏡筒の側面との間で途切れていることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
5. 前記撮像部の光学系の周囲に配置されたドーム部と発光部とを有する光源をさらに有し、当該発光部から出射された光は、前記ドーム部の内側で反射されて前記鏡筒の側面に照射されることを特徴とする請求項３又は４に記載の検査装置。
6. 撮像レンズを内部に保持した円筒状の鏡筒の側面を検査する検査方法であって、
   前記鏡筒の周囲から拡散光を照射しながら前記鏡筒の側面を撮像して画像信号を出力する工程と、
   前記画像信号に基づいて、前記鏡筒の側面に付着した異物及び／又はキズの有無を判定する判定工程と、
   前記鏡筒を相対回動させた後、再度前記鏡筒の側面を撮像する工程と、を有することを特徴とする検査方法。
7. 前記鏡筒の側面には凹凸が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の検査方法。
8. 前記鏡筒の回転前後における撮像により得られた前記鏡筒の側面画像の一部が重複するようになっていることを特徴とする請求項６又は７に記載の検査方法。