JP3734512B2 - コンタクトレンズ外観検査方法および外観検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を撮像装置を用いて検査するコンタクトレンズ外観検査方法および外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の外観を検査するには、コンタクトレンズを容器に入れないで一つ一つ光学プロジェクタ装置を用いて拡大投影し、オペレータがその投影画面を確認することによって行っていた。
【０００３】
また、特開昭６３−４８４３１「レンズ検査装置」のように、撮像したレンズ像を中心部と輪郭部に分け、各部分にて二値化信号時間を計測し、その二値化信号値が基準範囲内か否かにより、合否判定を行う技術が開示されている。
【０００４】
さらに、特開平２−２５７００７「コンタクトレンズ外周欠け検査装置」のように、コンタクトレンズの外周部を撮像装置によって撮像し、その２値画像において外周部の座標位置を検出し、その座標位置により最小２乗法２次近似を行うことにより、本来欠けが無ければ僅差であるべき上記検出手段により検出した座標位置間における差異と、近似２次曲線の２次係数の値と、撮像される外周の巾とにより、コンタクトレンズの外周欠けを検出する技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特開平４−３０５１４４「コンタクトレンズ外周欠け検査装置」のように、コンタクトレンズの画像を電気信号に変換するコンタクトレンズ検出手段と、その電気信号を映像信号に変換してコンタクトレンズの外周部分のみを抽出する画像処理手段と、その抽出部分に演算処理を施して外周欠けを検索しコンタクトレンズの外周欠けを判断する演算処理判定手段と、コンタクトレンズをそのコンタクトレンズ検出手段が検出できる位置まで移動する移動手段により、コンタクトレンズの外周欠けを検出する技術が開示されている。
【０００６】
さらに、特開平４−３２１１８６「光学部品、特に目に関する光学部品を検査するためのプロセスおよび装置、および透明被検体を照明する装置」のように、被検査部品の画像を生成し、撮像された被検査部品にあるキズを、２次元高コントラスト像を生成し、可視化された傷の画像領域を定め、１以上のしきい値と比較する、画像解析により検出して光学部品を検査する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコンタクトレンズの外観を検査する装置においては、コンタクトレンズを容器に入れないで一つ一つ光学プロジェクタ装置やＣＣＤ撮像装置を用いて検査していたため、検査が終了してコンタクトレンズを容器に入れるまでの間で、汚れやキズが付きやすく取扱いに相当の注意を払わなくてはならないという問題がある。特に、ソフトコンタクトレンズにおいては、汚れやキズが付きやすいため、容器に入れた状態での外観検査が望まれていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、容器に保存液およびコンタクトレンズを入れた状態でコンタクトレンズの外観検査を行うことが可能なコンタクトレンズ外観検査方法および外観検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、同心円上の所定位置にマーク、文字が刻印され、かつ保存液中に浸された状態のコンタクトレンズの外観を検査する方法であって、コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成するマスク画像作成工程と、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする外観検査領域決定工程と、前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対して、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含むコンタクトレンズの欠陥を検出する外観検査工程とから成り、前記外観検査工程おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われることを特徴としている。
【００１０】
また、前記マスク画像作成工程と外観検査領域決定工程との間に、前記容器に保存液が注入された状態でコンタクトレンズを容器に挿入した後、容器に超音波を当てることにより、被検査対象に生じた気泡を脱気する脱気工程を設けたことを特徴としている。
【００１１】
さらに、前記容器の所定位置に位置検出用の位置マークを少なくても２点以上設け、前記外観検査領域決定工程は、前記マスク画像を作成するときと、前記被検査対象画像を得るときに、前記位置マークの座標を求め、これら両座標の差分に基づき、前記被検査対象画像または前記マスク画像を拡大、縮小、回転移動、並行移動して前記被検査対象画像と前記マスク画像とを重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とすることを特徴としている。
【００１３】
さらに、前記外観検査工程は、前記撮像装置によって得られた画素毎の輝度情報を基に、コンタクトレンズの外周を抽出し、前記抽出された外周の中心からの距離を一定角度毎に求め、これらの距離の平均を異なったデータ数毎に移動平均法によって複数種求め、これら複数種の平均値の差分からコンタクトレンズの外周欠損を検出することを特徴としている。
【００１４】
さらに、前記マスク画像作成工程は、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域の周囲を少なくても１画素分膨脹させるマスク画像膨脹工程を設けたことを特徴としている。
【００１５】
さらに、前記外観検査工程は、前記外観検査領域決定工程により、前記被検査対象画像と前記マスク画像を差し引くことによって切断されたコンタクトレンズの外周の周囲を少なくても１画素以上膨脹させることによって接続することを特徴としている。
【００１６】
さらに、同心円上の所定位置にマーク、文字が刻印され、かつ保存液中に浸された状態のコンタクトレンズの外観を検査する装置であって、コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成するマスク画像作成手段と、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ねて、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする外観検査領域決定手段と、前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対し、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含む欠陥を検出する外観検査手段とを備え、前記外観検査手段おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われることを特徴としている。
【００１７】
さらに、前記容器のコンタクトレンズ挿入部の底部をレンズ状の球面にしたことを特徴としている。
【００１８】
さらに、前記撮像装置による撮像動作は、黒色欠陥を検出する明視野照明と、白色欠陥、コンタクトレンズに刻印されたロゴマークおよび文字を検出する暗視野照明とによって実行することを特徴としている。
【００１９】
【作用】
上記構成によれば、マスク画像作成工程は、コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成し、外観検査領域決定工程は、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする。そして、外観検査工程は、前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対して、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含む欠陥を検出する。そして、前記外観検査工程おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われる。
【００２０】
また、前記外観検査領域決定工程は、前記容器に保存液が注入された状態でコンタクトレンズを容器に挿入した後、容器に超音波を当てることにより、被検査対象に生じた気泡を脱気し、その後、コンタクトレンズの外観検査を行う。
【００２１】
さらに、前記外観検査領域決定工程は、前記マスク画像を作成するときと、前記被検査対象画像を得るときに、予め容器に設けられた位置マークの座標を求め、これら両座標の差分に基づき、前記被検査対象画像または前記マスク画像を拡大、縮小、回転移動、並行移動して前記被検査対象画像と前記マスク画像とを重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする。
【００２３】
さらに、前記外観検査工程は、前記撮像装置によって得られた画素毎の輝度情報を基に、コンタクトレンズの外周を抽出し、前記抽出された外周の中心からの距離を一定角度毎に求め、これらの距離の平均を異なったデータ数毎に移動平均法によって複数種求め、これら複数種の平均値の差分からコンタクトレンズの外周欠損を検出する。
【００２４】
さらに、前記外観検査工程は、前記外観検査領域決定工程により、前記被検査対象画像と前記マスク画像を差し引くことによって切断されたコンタクトレンズの外周の周囲を少なくても１画素以上膨脹させることによって接続する。
【００２５】
さらに、容器のコンタクトレンズ挿入部の底部をレンズ状の球面にし、照明光を集光させる。
【００２６】
【実施例】
図１は、本発明に係るコンタクトレンズ外観検査装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、コンタクトレンズ外観検査装置１は、容器ストック部３、容器搬入部５、容器移動テーブル部７、容器検査部９、コンタクトレンズ装填部１１、押込・脱気部１３、コンタクトレンズ検査部１５、払出し部１７、容器搬送ライン１９、アルミシール部２１、蓋閉じ部２３、ラベル貼り部２５、ラベル検査部２７、バーコードリード部２９および判定部３１を備え、図２に示すように底部が球面状に成形されたコンタクトレンズ挿入部３３ａと蓋部３３ｂとから成る容器３３および図３に示すようにロゴマーク、数字および英数字が刻印されたコンタクトレンズの外観を検査する。
【００２８】
容器搬入部５は、容器３３を複数ストックしている容器ストック部３から容器３３を取り出して容器移動テーブル部７に蓋部３３ｂを開いた状態で載置する。
【００２９】
容器移動テーブル部７は、９０度の角度間隔で載置される容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａに対応する部分に窓が開けられた円板状のテーブルとそれを動かすテーブル動作部（図示せず）から成り、前記テーブルをテーブル動作部により９０度ずつ回転させることによって容器３３を容器検査部９、コンタクトレンズ装填部１１、押込・脱気部１３、コンタクトレンズ検査部１５に移動させる。
【００３０】
容器検査部９は、容器移動テーブル部７に載置された容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａに所定量の保存液を注入した後、コンタクトレンズ挿入部３３ａの外観を容器検査ステージ３５によって検査する。容器検査ステージ３５は、図４に示すように０〜２５５の階調で画素毎の輝度情報を得るＣＣＤカメラ３７と、レンズ３９と、ストロボ光源４１と、ストロボ光源電源部４３と、ストロボ光源４１を拡散させる乳白色の拡散板４５と、ストロボ光源４１を明視野照明、暗視野照明用に変換する明視野／暗視野切換え部４７とから成る。
【００３１】
コンタクトレンズ装填部１１は、コンタクトレンズ挿入部３３ａ一杯に入れられた保存液の液上に浮くようにコンタクトレンズを載置する。
【００３２】
押込・脱気部１３は、コンタクトレンズ装填部１１によって液上に浮かせて載置されたコンタクトレンズをコンタクトレンズ挿入部３３ａの底部に押し込むとともに、そのときに生じた気泡を図５に示すように超音波脱気装置４９によって脱気する。
【００３３】
コンタクトレンズ検査部１５は、コンタクトレンズ挿入部３３ａに入れられたコンタクトレンズの外観をコンタクトレンズ検査ステージ５５によって検査する。
【００３４】
コンタクトレンズ検査ステージ５５は、図４に示す容器検査ステージ３５と同じ構成となっている。
【００３５】
払出し部１７は、検査済みの容器３３およびその容器３３に入れられたコンタクトレンズをアルミシール部２１に払出す。
【００３６】
容器搬送ライン１９は、容器３３およびその容器３３に入れられたコンタクトレンズをアルミシール部２１から蓋閉じ部２３、ラベル貼り部２５、ラベル検査部２７、バーコードリード部２９および、判定部３１に順次搬送する。
【００３７】
アルミシール部２１は、アルミニウム箔によってコンタクトレンズ挿入部３３ａをシールする。
【００３８】
蓋閉じ部は２３は、容器３３の蓋部３３ｂをコンタクトレンズ挿入部３３ａ側の所定位置に重ねることにより閉める。
【００３９】
ラベル貼り部２５は、容器３３に入れられたコンタクトレンズの規格、ロット番号等とそれらをバーコードにしたものとを印字したラベルを容器３３の表面に貼り付ける。
【００４０】
ラベル検査部２７は、容器３３にラベルが貼り付けられているか否かと、容器３３に貼り付けられているラベルの位置が許容範囲内にあるか否かと、ラベルに印字されたコンタクトレンズの規格、ロット番号等の位置が許容範囲にあるか否かをラベル検査ステージ５７によって検査する。ラベル検査ステージ５７は、図６に示すように、０〜２５５の階調で画素毎の輝度情報を得るＣＣＤカメラ５９と、レンズ６１と、照明光を発生するランプハウス６３と、照明電源６５とから成る。
【００４１】
バーコードリード部２９は、容器搬送ライン１９上を搬送される容器３３のバーコードを読み取り、その容器３３に入れられているコンタクトレンズの製造番号等を判別する。
【００４２】
判定部３１は、外観検査結果と、バーコードリード部２９の読み取り結果に基づき、容器３３にいれられたコンタクトレンズを良品と、不良品に分類する。
【００４３】
また、図７に示すように、容器検査部９、コンタクトレンズ検査部１５およびラベル検査部２５は、これら３つの動作を制御する検査制御部７１と、後述する〈明視野照明、暗視野照明による容器検査〉、〈明視野照明によるコンタクトレンズ検査〉および〈暗視野照明によるコンタクトレンズ検査〉時にＣＣＤカメラ３７、３７、５９によって得られた画素毎の輝度情報に対し、二値化やアフィン変換等の画像処理を行う高速画像処理部７３と、画像を表示する表示モニタ部７５と、二値化しきい値の設定や画像の表示命令を検査制御部７１に対して出力するコンソールターミナル部７７とを備えている。
【００４４】
次に、コンタクトレンズ外観検査装置１の全体動作を説明する。
【００４５】
オペレータが外観検査動作を開始させると容器搬入部５では、容器ストック部３から容器３３を取り出して容器移動テーブル部７の容器検査部９に載置する。
【００４６】
容器検査部９では、載置された容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａ一杯に保存液を注入する。その後、容器外観ステージ３５を用いて容器３３の外観を検査する。ここで、容器３３に外観不良があった場合は、その旨（例えば製造番号等）を判定部３１に送信する。その後、容器移動テーブル部７によって、テーブルが９０度回転され、容器３３がコンタクトレンズ装填部１１に移動される。
【００４７】
コンタクトレンズ装填部１１では、容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａ一杯に入れられた保存液の液上に浮くようにコンタクトレンズを載置する。その後、容器移動テーブル部７によって、テーブルが９０度回転され、容器３３が押込・脱気部１３に移動される。
【００４８】
押込・脱気部１３では、液上に浮かせて載置されたコンタクトレンズをコンタクトレンズ挿入部３３ａの底部に押し込むとともに、そのときに生じた気泡を超音波脱気装置４９によって脱気する。その後、容器移動テーブル部７によって、テーブルが９０度回転され、容器３３がコンタクトレンズ検査部１５に移動される。
【００４９】
コンタクトレンズ検査部１５では、コンタクトレンズ挿入部３３ａに入れられたコンタクトレンズの外観をコンタクトレンズ検査ステージ５５によって検査する。ここで、容器３３に外観不良があった場合は、その旨を判定部３１に送信する。その後、検査済みの容器３３およびその容器３３に入れられたコンタクトレンズが払出し部１７によってアルミシール部２１に払出される。
【００５０】
アルミシール部２１では、アルミニウム箔によってコンタクトレンズ挿入部３３ａをシールする。その後、シールされた容器３３は容器搬送ライン１９により、蓋閉じ部２３に搬送される。
【００５１】
蓋閉じ部２３では、容器３３の蓋部３３ｂをコンタクトレンズ挿入部３３ａ側の所定位置に重ねることにより閉める。その後、蓋部３３ｂを閉めた容器３３は容器搬送ライン１９により、ラベル貼り部２５に搬送される。
【００５２】
ラベル貼り部２５では、容器３３に入れられたコンタクトレンズの規格、ロット番号等とそれらをバーコードにしたものとを印字したラベルを容器３３の表面に貼り付ける。その後、容器３３は容器搬送ライン１９により、ラベル検査部２７に搬送される。
【００５３】
ラベル検査部２７では、ラベル貼り付け有無と、ラベルの貼り付け位置が許容範囲内にあるか否かと、印字位置が許容範囲内にあるか否かを検査する。ここで、ラベルに不良があった場合は、その旨を判定部３１に送信する。その後、容器３３は容器搬送ライン１９により、バーコードリード部２９に搬送される。
【００５４】
バーコードリード部２９では、容器３３に付されたバーコードが読取られる。そして、読み取り結果を判定部３１に送信する。その後、容器３３は容器搬送ライン１９により、判定部３１に搬送される。
【００５５】
判定部３１では、容器検査部９、コンタクトレンズ検査部１５およびラベル検査部２７の検査結果と、バーコードリード部２９の読み取り結果に基づき、容器３３に入れられたコンタクトレンズが良品と不良品に分けられる。そして、容器搬送ライン１９を介してコンタクトレンズ外観権装置１外に払出される。
【００５６】
次に、容器３３およびコンタクトレンズの外観検査動作を説明する。
【００５７】
容器３３およびコンタクトレンズの外観検査は、黒色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い明視野照明と、白色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い暗視野照明とを用い、ＣＣＤカメラ３７により容器３３に保存液を注入した状態で撮像し、位置マークの重心を求めるとともに、容器３３の欠陥部分をコンタクトレンズの欠陥として検出しないようにマスクする明視野マスクパターンと暗視野マスクパターンを作成し、さらに、容器３３の外観を検査する。そして、容器３３に保存液とコンタクトレンズを入れた状態で明視野照明を用い、ＣＣＤカメラ３７により撮像して位置マークの重心を求めるとともに、明視野マスクパターンにより容器３３の黒色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクしてコンタクトレンズの黒色の汚れ、キズ等の欠陥を検出する。また、照明を暗視野照明に切換え、ＣＣＤカメラ３７により撮像し、明視野マスクパターンによって容器３３の白色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクし、コンタクトレンズの外周欠損と、コンタクトレンズに刻印されたロゴマーク、数字および英数字の範囲と、白色の汚れ、キズ等の欠陥を検出している。
【００５８】
〈明視野照明、暗視野照明による容器検査〉
明視野照明、暗視野照明による容器３３の外観検査動作を図８の流れ図を用いて説明する。
【００５９】
《位置マーク検出動作》
まず、図２に示す容器３３の位置マークを明視野照明を用いて検出する動作を説明する。
【００６０】
コンタクトレンズの外観検査動作が開始されると検査制御部７１は、明視野／暗視野切換え部４７に対し、照明を明視野照明にする命令を出力して照明を明視野照明にする。そして容器３３に保存液を注入し、ＣＣＤカメラ３７によりコンタクトレンズ挿入部３３ａを撮像させて容器原画像を得る（ステップＳＴ１）。このとき、明視野照明の輝度にばらつきが生じる場合があるので、所定中心部分の平均輝度を求めておく。
【００６１】
そして、容器原画像に対して平均化フィルターを所定回通して画像全体をぼかした容器平均化画像を得る（ステップＳＴ３）。この容器平均化画像から容器原画像を引くことによって容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出した容器輪郭抽出画像を得る（ステップＳＴ５，ＳＴ７）。
【００６２】
得られた容器輪郭抽出画像と予め記憶されている位置マーク検出用の位置合せマスクを論理加算し、その後、前記中心部分の平均輝度に基づいて求められたしきい値にて二値化を行ってマーク切出し画像を得る（ステップＳＴ９，ＳＴ１１）。ここで、位置マークおよびコンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭部分の輝度は「２５５」となり、その他の部分の輝度は「０」となる。
【００６３】
そして、マーク切出し画像中の輝度が「２５５」の部分（位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭）を図８のステップＳＴ１３に示すように画面上部から順番に番号を付していくことによってラベリングしていく（ステップＳＴ１３）。
【００６４】
そして、図９に示すように輝度が「２５５」の部分の外接長方形のｘ方向の最大値ｘmax 、ｘ方向の最小値ｘmin 、ｙ方向の最大値ｙmax 、ｙ方向の最小値ｙmin を求め、それを基に、外接長方形のｘ方向の幅Ｗｘとｙ方向の幅Ｗｙを得るとともに、前記輝度が「２５５」の部分の面積（画素数）を求めて図１０に示すように、前記番号に対応させてテーブル化する（ステップＳＴ１５）。
【００６５】
そして、前記テーブル化によって得られた幅Ｗｘ、幅Ｗｙおよび面積が、位置マークに対応づけて予め設定された所定の範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にあるものを位置マークとして検出する。
【００６６】
その後、位置マークの幅Ｗｘと幅Ｗｙに基づき、位置マークの重心座標を算出し、それを記憶しておく（ステップＳＴ１７）。
【００６７】
《明視野マスクパターン、暗視野マスクパターン作成動作》
次に、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥をコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥と判定しないようにその部分をコンタクトレンズの検査対象から除外するマスクパターン作成動作を説明する。まず、明視野照明を用いた明視野照明マスクパターンの作成動作を説明する。
【００６８】
前記輪郭抽出画像に対し、前記中心部分の平均輝度に基づいて求められたしきい値にて二値化を行い、欠陥検出二値画像を得る（ステップＳＴ１９）。
【００６９】
そして、コンタクトレンズ画像とマスクパターンの合わせ誤差を考慮し、欠陥検出二値画像中の輝度が「２５５」となっている部分の周囲１画素分を「０」から「２５５」に空間フィルタを用いて変換する。これにより、容器３３の欠陥部分が１画素分膨脹され、明視野マスクパターンが形成され、記憶される（ステップＳＴ２１）。この明視野マスクパターンは、容器＋コンタクトレンズ画像との位置合せ精度に対応させ、前記膨脹させる処理の回数を増やすことによってマスク部分の面積を広くすることも可能である。
【００７０】
また、この明視野マスクパターンの作成動作と同様に、暗視野照明を用いて、暗視野マスクパターンを作成して記憶しておく。ここで、暗視野照明の場合は位置マーク検出は行わず、明視野照明で求めたもので代用する。なお、暗視野照明の場合、明視野照明のときとは逆に容器原画像から容器平均化画像を引くことによって容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出した容器輪郭抽出画像を得る。そして所定のしきい値にて二値化を行い、欠陥検出二値画像を得る。ここで、暗視野照明の場合では明視野照明のときとは逆に容器原画像から容器平均化画像を引いているので、暗視野照明の場合の欠陥検出二値画像も明視野照明の場合の欠陥検出二値画像と同様に、欠陥部分の輝度は「２５５」となり、その他の部分の輝度は「０」となる。
【００７１】
《容器の良否判定動作》
次に、容器３３の良否判定動作を説明する。
【００７２】
予め、容器３３の中心部分のみを検査するように図１１に示すような容器良否判定マスクを記憶させておく。
【００７３】
そして、前記明視野照明での輪郭抽出画像と前記容器良否判定マスクを加算して容器３３の中心部分のみの画像を得、その画像を二値化する（ステップＳＴ２３，ＳＴ２５）。この画像中で汚れ、キズ等の欠陥によって輝度が「２５５」となっている部分の画素数を求める。同様に暗視野照明でも汚れ、キズ等の欠陥によって輝度が「２５５」となっている部分の画素数を求める。そしてこれらの画素数が所定数以上になっている場合は、不良と判定する（ステップＳＴ２７）。
【００７４】
〈明視野照明によるコンタクトレンズ検査〉
次に、明視野照明によるコンタクトレンズの外観検査動作を図１２の流れ図を用いて説明する。
【００７５】
《位置マーク検出動作》
まず、位置マーク検出動作を説明する。
【００７６】
検査制御部７１は、明視野／暗視野切換え部４７に対し、照明を明視野照明にする命令を出力して照明を明視野照明にする。そしてＣＣＤカメラ３７により容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａを撮像させてコンタクトレンズ原画像を得る（ステップＳＴ３１）。このとき、明視野照明の輝度にばらつきが生じる場合があるので、所定中心部分の平均輝度を求めておく。
【００７７】
そして、検査制御部７１は、コンタクトレンズ原画像に対して平均化フィルターを所定回通して画像全体をぼかしたコンタクトレンズ平均化画像を得る（ステップＳＴ３３）。このコンタクトレンズ平均化画像からコンタクトレンズ原画像を引くことによってコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出したコンタクトレンズ輪郭抽出画像を得る（ステップＳＴ３５，ＳＴ３７）。
【００７８】
その後、容器３３の位置マーク検出用の位置合せマスクを加算した後、二値化を行ってマーク切出し画像を得る（ステップＳＴ３９，ＳＴ４１）。そして、マーク切出し画像に対し、図１２のステップＳＴ４３に示すようにラベリングし、それを基にテーブル化して（ステップＳＴ４３，ＳＴ４５）前記位置マーク検出動作と同様に位置マークの重心座標を求める（ステップＳＴ４７）。
【００７９】
《コンタクトレンズ欠陥検出動作》
次に、明視野照明によるコンタクトレンズ欠陥検出動作を説明する。
【００８０】
まず、記憶してある明視野マスクパターンとその位置マークの重心座標を読み出し（ステップＳＴ４９）、読み出された重心座標と前記コンタクトレンズ原画像から求めた重心座標とを合わせるため、明視野マスクパターンに対し、拡大、縮小、回転移動、並行移動処理をアフィン変換によって行う（ステップＳＴ５１）。
【００８１】
そして、この拡大、縮小、回転移動、並行移動処理された明視野マスクパターンと前記輪郭抽出画像との差を取り差画像を得（ステップＳＴ５３，ＳＴ５５）、この差画像を二値化して二値画像を得る（ステップＳＴ５７）。これによって容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分が検査対象から除外される。
【００８２】
このとき、明視野マスクパターンのマスク部分は輝度が「２５５」となり、また、輪郭抽出画像も容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分は輝度が約「２５５」となる。このため、両者の差を取った値に対し、例えば「２０」以下は「０」にする二値化を行うと容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分の輝度は「０」となり、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分は、検査対象から除外されることになる。
【００８３】
そして、差画像を二値化して二値画像を得、それを基に図１２のステップＳＴ５９に示すようにラベリングし、その後、テーブル化を行う（ステップＳＴ５９，ＳＴ６１）。そして、容器３３の良否判定と同様にこのテーブルに基づき明視野照明におけるコンタクトレンズの良否判定を行う（ステップＳＴ６３）。
【００８４】
なお、ロゴマーク、数字および英数字は明視野照明の場合検出されないので、ロゴマーク、数字および英数字の範囲は検査対象から除外する必要がないが、ロゴマーク、数字および英数字が明視野照明でも検出される場合は、後述するロゴマーク、数字および英数字の範囲を検査対象から削除する処理を同様に行う。
【００８５】
〈暗視野照明によるコンタクトレンズ検査〉
次に、暗視野照明によるコンタクトレンズの外観検査動作を図１３の流れ図を用いて説明する。
【００８６】
《コンタクトレンズ外周欠損検出動作》
まず、暗視野照明によるコンタクトレンズ外周欠損検出動作を説明する。
【００８７】
検査制御部７１は、明視野／暗視野切換え部４７に対し、照明を暗視野照明にする命令を出力して照明を暗視野照明にする。そしてＣＣＤカメラ３７により容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａを撮像させてコンタクトレンズ原画像を得る（ステップＳＴ７１）。そして、コンタクトレンズ原画像に対して平均化フィルターを所定回通して画像全体をぼかしたコンタクトレンズ平均化画像を得る（ステップＳＴ７３）。
【００８８】
その後、コンタクトレンズ原画像から前記コンタクトレンズ平均化画像を引くことによってコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出したコンタクトレンズ輪郭抽出画像を得る（ステップＳＴ７５，ＳＴ７７）。
【００８９】
そして、記憶してある暗視野マスクパターンとその位置マークの重心座標を読み出し（ステップＳＴ７９）、読み出された重心座標と前記コンタクトレンズ原画像から求めた重心座標とを合わせるため、暗視野マスクパターンに対し、拡大、縮小、回転移動、並行移動処理をアフィン変換によって行う（ステップＳＴ８１）。
【００９０】
そして、この拡大、縮小、回転移動、並行移動処理された暗視野マスクパターンと前記輪郭抽出画像の差を取り差画像を得（ステップＳＴ８３，ＳＴ８５）、この差画像を二値化して二値画像を得る（ステップＳＴ８７）。これによって、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分が検査対象から除外される。
【００９１】
このとき、前記二値化した画像は、拡大、縮小、回転移動、並行移動処理された暗視野マスクパターンと前記輪郭抽出画像の差を取っているため、コンタクトレンズの輪郭部分に暗視野マスクパターンのマスク部分が重なる場合は、コンタクトレンズの輪郭が切断されてしまう。そのため、前記二値画像を明視野マスクパターン、暗視野マスクパターンを作成する時と同様に膨脹処理を行い、切断された輪郭を接続する（ステップＳＴ８９）。
【００９２】
しかし、膨脹処理を行うと、輪郭がｘ方向、ｙ方向ともに膨脹されてしまうので、この輪郭部分が膨脹した画像と輪郭抽出画像との和を取り、輪郭の繋がった輪郭接続画像を得る（ステップＳＴ９１，ＳＴ９３）。
【００９３】
そして、この輪郭接続画像を二値化して二値画像を得（ステップＳＴ９５）、それを基に図１３のステップＳＴ９９に示すようにラベリングし、その後、テーブル化を行う（ステップＳＴ９７，ＳＴ９９）。
【００９４】
このとき、前記二値画像にはコンタクトレンズの輪郭部分も含まれているので、コンタクトレンズの輪郭部分に対応する外接長方形は、キズ等の外接長方形に比べて大きく、また一定となる。このため、外接長方形の大きさに基づいてコンタクトレンズの輪郭のみを抽出したコンタクトレンズ輪郭画像を得ることができる（ステップＳＴ１０１）。そして抽出された輪郭から、角度０．７５度毎に４８０ポイントの半径ｒを求める。
【００９５】
そして、外周欠損を強調するため、その半径ｒの値を３値、９値、２７値、８１値、２４３値ずつ移動平均法を用いて平均化する。
【００９６】
例えば、角度θに対する半径ｒの値が図１４のように得られたとする。これを３値ずつ平均化したときを図１５に、９値ずつ平均化したときを図１６に、２７値ずつ平均化したときを図１７に、８１値ずつ平均化したときを図１８に、２４３値ずつ平均化したときを図１９に示す。
【００９７】
このとき、狭い範囲で欠損している場合、３値ずつ平均化した値と９値ずつ平均化した値の差分および３値ずつ平均化した値と２７値ずつ平均化した値の差分を取ることによってさらに欠損が強調され、また、図１４右側に示すような範囲で欠損している場合、９値ずつ平均化した値と２７値ずつ平均化した値の差分および９値ずつ平均化した値と８１値ずつ平均化した値の差分を取ることによって欠損が強調される。また、広い範囲で欠損している場合、２７値ずつ平均化した値と８１値ずつ平均化した値の差分および２７値ずつ平均化した値と２４３値ずつ平均化した値の差分、８１値ずつ平均化した値と２４３値ずつ平均化した値の差分を取ることによって欠損が強調される。
【００９８】
これらの欠損が強調されたものが所定の値以上となっている場合、不良と判定する（ステップＳＴ１０３）。
【００９９】
《ロゴマーク、数字および英数字検出と、コンタクトレンズ欠陥検出動作》
次に、暗視野照明を用いてコンタクトレンズのロゴマーク、数字および英数字の検出と、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を検査するときの動作を説明する。
【０１００】
まず、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分が除外された前記二値画像とコンタクトレンズ輪郭画像との差を取り、コンタクトレンズの輪郭を除去した輪郭除去画像を得る（ステップＳＴ１０５，ＳＴ１０７）。
【０１０１】
このとき、ロゴマーク、数字および英数字の刻印される位置は予め決められているので、その部分のみの輝度を抽出する図２０に示すようなドーナツ型のロゴマーク、英数字検出マスクを予め設けておく。
【０１０２】
そして、前記暗視野マスクパターンにより、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥とコンタクトレンズの輪郭を検査対象から除外した画像とこのロゴマーク、英数字検出マスクとの論理和を取る。そして、所定角度毎に複数のセクターに分割し、輝度が「２５５」となっている画素数を前記セクター毎に加算する（ステップＳＴ１０９）。
【０１０３】
この各セクターの位置（角度θ）に対する前記加算された画素数を表すと図２１に示すようになり、図２２に示すロゴマークから最後の数字までの角度θa と、英数字の角度θb を知ることができる（図２１は、角度θa の部分のみ示す）。また、ロゴマークは、その画素数が所定の値となるのでロゴマークが刻印されているか否かおよびロゴマークが刻印されている位置を知ることができる。（ステップＳＴ１１１）。
【０１０４】
その後、前記コンタクトレンズ輪郭除去画像に対してラベリングし、テーブル化を行う（ステップＳＴ１１３，ＳＴ１１５）。このとき、図２２に示すように中心から欠陥までの最小距離Ｒmin 、最大距離Ｒmax 、基準点から欠陥までの最小角度θmin 、最大角度θmax 、さらに、欠陥の平均輝度とをテーブルに加える。
【０１０５】
ここで、前記輪郭除去画像は、ロゴマーク、数字および英数字も含まれている。そのため、前記ロゴマークから最後の数字（図２２では５）までの角度θa と英数字の角度θb 内に存在するものは、ロゴマーク、数字または英数字と判断して欠陥の対象から除外する。
【０１０６】
そして、汚れ、キズ等の欠陥の面積、幅Ｗｘ、幅Ｗｙ、平均濃度が所定の値以上の場合は、不良と判定する（ステップＳＴ１１７）。
【０１０７】
なお、容器良否判定、明視野照明でのコンタクトレンズ良否判定および暗視野照明でのコンタクトレンズ良否判定の結果、不良と判定された場合は、その画像を記憶しておくことによって、コンタクトレンズ外観検査後に不良画像を見ることもできる。
【０１０８】
このように、本実施例では、照明光として黒色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い明視野照明と、白色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い暗視野照明とを用い、ＣＣＤカメラ３７により容器３３に保存液を注入した状態で撮像し、位置マークの重心を求めるとともに、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥部分をコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥として検出しないようにマスクする明視野マスクパターンと暗視野マスクパターンを作成し、さらに、容器３３の外観を検査する。そして、容器３３に保存液とコンタクトレンズを入れた状態で明視野照明を用い、ＣＣＤカメラ３７により撮像して位置マークの重心を求めるとともに、明視野マスクパターンにより容器３３の黒色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクしてコンタクトレンズの黒色の汚れ、キズ等の欠陥を検出する。また、照明を暗視野照明に切換え、ＣＣＤカメラ３７により撮像し、暗視野マスクパターンによって容器３３の白色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクし、コンタクトレンズの外周欠損と、コンタクトレンズに刻印されたロゴマーク、数字および英数字の範囲と、白色の汚れ、キズ等の欠陥を検出している。
【０１０９】
したがって、容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａに保存液とコンタクトレンズを入れた状態で、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を検出することが可能となる。
【０１１０】
なお、本実施例のコンタクトレンズ外観検査装置１では、特にコンタクトレンズの種類は限定していないが、コンタクトレンズの種類（ソフトコンタクトレンズ、ハードコンタクトレンズ）に係わらず容器にコンタクトレンズをいれた状態での外観検査が可能である。
【０１１１】
また、本発明のコンタクトレンズの外観検査方法および外観検査装置は、コンタクトレンズのみならず、眼内レンズ等の眼用レンズにも適用できるものである。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像装置により容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液を注入した状態で撮像し、位置マークの座標を求めるとともに、容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成する。そして、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とし、この外観検査領域に対して汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を検出している。
【０１１３】
そのため、容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液およびコンタクトレンズ入れた状態でコンタクトレンズの外観検査を行うことが可能となり、外観検査の工程で汚れ、キズ等を付けることがなく、かつ、迅速に外観検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンタクトレンズ外観検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】容器の形状を示す説明図である。
【図３】コンタクトレンズの外観構成を示す説明図である。
【図４】容器検査ステージの構成を示す説明図である。
【図５】超音波脱気装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ラベル検査ステージの構成を示す説明図である。
【図７】容器検査部、コンタクトレンズ検査部およびラベル検査部の動作を制御する動作制御構成を示す説明図である。
【図８】明視野照明による容器検査動作を示す流れ図である。
【図９】外接長方形を示す説明図である。
【図１０】外接長方形を基にテーブル化したときの例を示す説明図である。
【図１１】容器良否判定マスクを示す説明図である。
【図１２】明視野照明によるコンタクトレンズ検査動作を示す流れ図である。
【図１３】暗視野照明によるコンタクトレンズ検査動作を示す流れ図である。
【図１４】抽出されたコンタクトレンズの輪郭から得られた角度θに対する半径ｒの値の例を示す説明図である。
【図１５】図１４に示す半径ｒの値を３値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１６】図１４に示す半径ｒの値を９値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１７】図１４に示す半径ｒの値を２７値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１８】図１４に示す半径ｒの値を８１値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１９】図１４に示す半径ｒの値を２４３値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図２０】ロゴマーク、数字検出マスクを示す説明図である。
【図２１】所定角度毎に複数に分割されたセクターの位置（角度θ）に対する前記セクター毎に加算された所定輝度の画素数を示す説明図である。
【図２２】コンタクトレンズ中心から欠陥までの最小距離および最大距離と基準点から汚れ、キズまでの最大角度および最小角度を示す説明図である。
【符号の説明】
１ コンタクトレンズ外観検査装置
３ 容器ストック部
５ 容器搬入部
７ 容器移動テーブル部
９ 容器検査部
１１ コンタクトレンズ装填部
１３ 押込・脱気部
１５ コンタクトレンズ検査部
１７ 払出し部
１９ 容器搬送ライン
２１ アルミシール部
２３ 蓋閉じ部
２５ ラベル貼り部
２７ ラベル検査部
２９ バーコードリード部
３１ 判定部
３３ 容器
３５ 容器検査ステージ
３７，５９ ＣＣＤカメラ
３９，６１ レンズ
４１ ストロボ光源
４３ ストロボ光源電源
４５ 拡散板
４７ 明視野／暗視野切換え部
４９ 超音波脱気装置
５５ コンタクトレンズ検査ステージ
５７ ラベル検査ステージ
７１ 検査制御部
７３ 高速画像処理部
７５ 表示モニタ部
７７ コンソールターミナル部
【産業上の利用分野】
本発明は、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を撮像装置を用いて検査するコンタクトレンズ外観検査方法および外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の外観を検査するには、コンタクトレンズを容器に入れないで一つ一つ光学プロジェクタ装置を用いて拡大投影し、オペレータがその投影画面を確認することによって行っていた。
【０００３】
また、特開昭６３−４８４３１「レンズ検査装置」のように、撮像したレンズ像を中心部と輪郭部に分け、各部分にて二値化信号時間を計測し、その二値化信号値が基準範囲内か否かにより、合否判定を行う技術が開示されている。
【０００４】
さらに、特開平２−２５７００７「コンタクトレンズ外周欠け検査装置」のように、コンタクトレンズの外周部を撮像装置によって撮像し、その２値画像において外周部の座標位置を検出し、その座標位置により最小２乗法２次近似を行うことにより、本来欠けが無ければ僅差であるべき上記検出手段により検出した座標位置間における差異と、近似２次曲線の２次係数の値と、撮像される外周の巾とにより、コンタクトレンズの外周欠けを検出する技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特開平４−３０５１４４「コンタクトレンズ外周欠け検査装置」のように、コンタクトレンズの画像を電気信号に変換するコンタクトレンズ検出手段と、その電気信号を映像信号に変換してコンタクトレンズの外周部分のみを抽出する画像処理手段と、その抽出部分に演算処理を施して外周欠けを検索しコンタクトレンズの外周欠けを判断する演算処理判定手段と、コンタクトレンズをそのコンタクトレンズ検出手段が検出できる位置まで移動する移動手段により、コンタクトレンズの外周欠けを検出する技術が開示されている。
【０００６】
さらに、特開平４−３２１１８６「光学部品、特に目に関する光学部品を検査するためのプロセスおよび装置、および透明被検体を照明する装置」のように、被検査部品の画像を生成し、撮像された被検査部品にあるキズを、２次元高コントラスト像を生成し、可視化された傷の画像領域を定め、１以上のしきい値と比較する、画像解析により検出して光学部品を検査する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコンタクトレンズの外観を検査する装置においては、コンタクトレンズを容器に入れないで一つ一つ光学プロジェクタ装置やＣＣＤ撮像装置を用いて検査していたため、検査が終了してコンタクトレンズを容器に入れるまでの間で、汚れやキズが付きやすく取扱いに相当の注意を払わなくてはならないという問題がある。特に、ソフトコンタクトレンズにおいては、汚れやキズが付きやすいため、容器に入れた状態での外観検査が望まれていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、容器に保存液およびコンタクトレンズを入れた状態でコンタクトレンズの外観検査を行うことが可能なコンタクトレンズ外観検査方法および外観検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、同心円上の所定位置にマーク、文字が刻印され、かつ保存液中に浸された状態のコンタクトレンズの外観を検査する方法であって、コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成するマスク画像作成工程と、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする外観検査領域決定工程と、前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対して、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含むコンタクトレンズの欠陥を検出する外観検査工程とから成り、前記外観検査工程おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われることを特徴としている。
【００１０】
また、前記マスク画像作成工程と外観検査領域決定工程との間に、前記容器に保存液が注入された状態でコンタクトレンズを容器に挿入した後、容器に超音波を当てることにより、被検査対象に生じた気泡を脱気する脱気工程を設けたことを特徴としている。
【００１１】
さらに、前記容器の所定位置に位置検出用の位置マークを少なくても２点以上設け、前記外観検査領域決定工程は、前記マスク画像を作成するときと、前記被検査対象画像を得るときに、前記位置マークの座標を求め、これら両座標の差分に基づき、前記被検査対象画像または前記マスク画像を拡大、縮小、回転移動、並行移動して前記被検査対象画像と前記マスク画像とを重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とすることを特徴としている。
【００１３】
さらに、前記外観検査工程は、前記撮像装置によって得られた画素毎の輝度情報を基に、コンタクトレンズの外周を抽出し、前記抽出された外周の中心からの距離を一定角度毎に求め、これらの距離の平均を異なったデータ数毎に移動平均法によって複数種求め、これら複数種の平均値の差分からコンタクトレンズの外周欠損を検出することを特徴としている。
【００１４】
さらに、前記マスク画像作成工程は、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域の周囲を少なくても１画素分膨脹させるマスク画像膨脹工程を設けたことを特徴としている。
【００１５】
さらに、前記外観検査工程は、前記外観検査領域決定工程により、前記被検査対象画像と前記マスク画像を差し引くことによって切断されたコンタクトレンズの外周の周囲を少なくても１画素以上膨脹させることによって接続することを特徴としている。
【００１６】
さらに、同心円上の所定位置にマーク、文字が刻印され、かつ保存液中に浸された状態のコンタクトレンズの外観を検査する装置であって、コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成するマスク画像作成手段と、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ねて、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする外観検査領域決定手段と、前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対し、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含む欠陥を検出する外観検査手段とを備え、前記外観検査手段おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われることを特徴としている。
【００１７】
さらに、前記容器のコンタクトレンズ挿入部の底部をレンズ状の球面にしたことを特徴としている。
【００１８】
さらに、前記撮像装置による撮像動作は、黒色欠陥を検出する明視野照明と、白色欠陥、コンタクトレンズに刻印されたロゴマークおよび文字を検出する暗視野照明とによって実行することを特徴としている。
【００１９】
【作用】
上記構成によれば、マスク画像作成工程は、コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成し、外観検査領域決定工程は、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする。そして、外観検査工程は、前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対して、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含む欠陥を検出する。そして、前記外観検査工程おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われる。
【００２０】
また、前記外観検査領域決定工程は、前記容器に保存液が注入された状態でコンタクトレンズを容器に挿入した後、容器に超音波を当てることにより、被検査対象に生じた気泡を脱気し、その後、コンタクトレンズの外観検査を行う。
【００２１】
さらに、前記外観検査領域決定工程は、前記マスク画像を作成するときと、前記被検査対象画像を得るときに、予め容器に設けられた位置マークの座標を求め、これら両座標の差分に基づき、前記被検査対象画像または前記マスク画像を拡大、縮小、回転移動、並行移動して前記被検査対象画像と前記マスク画像とを重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする。
【００２３】
さらに、前記外観検査工程は、前記撮像装置によって得られた画素毎の輝度情報を基に、コンタクトレンズの外周を抽出し、前記抽出された外周の中心からの距離を一定角度毎に求め、これらの距離の平均を異なったデータ数毎に移動平均法によって複数種求め、これら複数種の平均値の差分からコンタクトレンズの外周欠損を検出する。
【００２４】
さらに、前記外観検査工程は、前記外観検査領域決定工程により、前記被検査対象画像と前記マスク画像を差し引くことによって切断されたコンタクトレンズの外周の周囲を少なくても１画素以上膨脹させることによって接続する。
【００２５】
さらに、容器のコンタクトレンズ挿入部の底部をレンズ状の球面にし、照明光を集光させる。
【００２６】
【実施例】
図１は、本発明に係るコンタクトレンズ外観検査装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、コンタクトレンズ外観検査装置１は、容器ストック部３、容器搬入部５、容器移動テーブル部７、容器検査部９、コンタクトレンズ装填部１１、押込・脱気部１３、コンタクトレンズ検査部１５、払出し部１７、容器搬送ライン１９、アルミシール部２１、蓋閉じ部２３、ラベル貼り部２５、ラベル検査部２７、バーコードリード部２９および判定部３１を備え、図２に示すように底部が球面状に成形されたコンタクトレンズ挿入部３３ａと蓋部３３ｂとから成る容器３３および図３に示すようにロゴマーク、数字および英数字が刻印されたコンタクトレンズの外観を検査する。
【００２８】
容器搬入部５は、容器３３を複数ストックしている容器ストック部３から容器３３を取り出して容器移動テーブル部７に蓋部３３ｂを開いた状態で載置する。
【００２９】
容器移動テーブル部７は、９０度の角度間隔で載置される容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａに対応する部分に窓が開けられた円板状のテーブルとそれを動かすテーブル動作部（図示せず）から成り、前記テーブルをテーブル動作部により９０度ずつ回転させることによって容器３３を容器検査部９、コンタクトレンズ装填部１１、押込・脱気部１３、コンタクトレンズ検査部１５に移動させる。
【００３０】
容器検査部９は、容器移動テーブル部７に載置された容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａに所定量の保存液を注入した後、コンタクトレンズ挿入部３３ａの外観を容器検査ステージ３５によって検査する。容器検査ステージ３５は、図４に示すように０〜２５５の階調で画素毎の輝度情報を得るＣＣＤカメラ３７と、レンズ３９と、ストロボ光源４１と、ストロボ光源電源部４３と、ストロボ光源４１を拡散させる乳白色の拡散板４５と、ストロボ光源４１を明視野照明、暗視野照明用に変換する明視野／暗視野切換え部４７とから成る。
【００３１】
コンタクトレンズ装填部１１は、コンタクトレンズ挿入部３３ａ一杯に入れられた保存液の液上に浮くようにコンタクトレンズを載置する。
【００３２】
押込・脱気部１３は、コンタクトレンズ装填部１１によって液上に浮かせて載置されたコンタクトレンズをコンタクトレンズ挿入部３３ａの底部に押し込むとともに、そのときに生じた気泡を図５に示すように超音波脱気装置４９によって脱気する。
【００３３】
コンタクトレンズ検査部１５は、コンタクトレンズ挿入部３３ａに入れられたコンタクトレンズの外観をコンタクトレンズ検査ステージ５５によって検査する。
【００３４】
コンタクトレンズ検査ステージ５５は、図４に示す容器検査ステージ３５と同じ構成となっている。
【００３５】
払出し部１７は、検査済みの容器３３およびその容器３３に入れられたコンタクトレンズをアルミシール部２１に払出す。
【００３６】
容器搬送ライン１９は、容器３３およびその容器３３に入れられたコンタクトレンズをアルミシール部２１から蓋閉じ部２３、ラベル貼り部２５、ラベル検査部２７、バーコードリード部２９および、判定部３１に順次搬送する。
【００３７】
アルミシール部２１は、アルミニウム箔によってコンタクトレンズ挿入部３３ａをシールする。
【００３８】
蓋閉じ部は２３は、容器３３の蓋部３３ｂをコンタクトレンズ挿入部３３ａ側の所定位置に重ねることにより閉める。
【００３９】
ラベル貼り部２５は、容器３３に入れられたコンタクトレンズの規格、ロット番号等とそれらをバーコードにしたものとを印字したラベルを容器３３の表面に貼り付ける。
【００４０】
ラベル検査部２７は、容器３３にラベルが貼り付けられているか否かと、容器３３に貼り付けられているラベルの位置が許容範囲内にあるか否かと、ラベルに印字されたコンタクトレンズの規格、ロット番号等の位置が許容範囲にあるか否かをラベル検査ステージ５７によって検査する。ラベル検査ステージ５７は、図６に示すように、０〜２５５の階調で画素毎の輝度情報を得るＣＣＤカメラ５９と、レンズ６１と、照明光を発生するランプハウス６３と、照明電源６５とから成る。
【００４１】
バーコードリード部２９は、容器搬送ライン１９上を搬送される容器３３のバーコードを読み取り、その容器３３に入れられているコンタクトレンズの製造番号等を判別する。
【００４２】
判定部３１は、外観検査結果と、バーコードリード部２９の読み取り結果に基づき、容器３３にいれられたコンタクトレンズを良品と、不良品に分類する。
【００４３】
また、図７に示すように、容器検査部９、コンタクトレンズ検査部１５およびラベル検査部２５は、これら３つの動作を制御する検査制御部７１と、後述する〈明視野照明、暗視野照明による容器検査〉、〈明視野照明によるコンタクトレンズ検査〉および〈暗視野照明によるコンタクトレンズ検査〉時にＣＣＤカメラ３７、３７、５９によって得られた画素毎の輝度情報に対し、二値化やアフィン変換等の画像処理を行う高速画像処理部７３と、画像を表示する表示モニタ部７５と、二値化しきい値の設定や画像の表示命令を検査制御部７１に対して出力するコンソールターミナル部７７とを備えている。
【００４４】
次に、コンタクトレンズ外観検査装置１の全体動作を説明する。
【００４５】
オペレータが外観検査動作を開始させると容器搬入部５では、容器ストック部３から容器３３を取り出して容器移動テーブル部７の容器検査部９に載置する。
【００４６】
容器検査部９では、載置された容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａ一杯に保存液を注入する。その後、容器外観ステージ３５を用いて容器３３の外観を検査する。ここで、容器３３に外観不良があった場合は、その旨（例えば製造番号等）を判定部３１に送信する。その後、容器移動テーブル部７によって、テーブルが９０度回転され、容器３３がコンタクトレンズ装填部１１に移動される。
【００４７】
コンタクトレンズ装填部１１では、容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａ一杯に入れられた保存液の液上に浮くようにコンタクトレンズを載置する。その後、容器移動テーブル部７によって、テーブルが９０度回転され、容器３３が押込・脱気部１３に移動される。
【００４８】
押込・脱気部１３では、液上に浮かせて載置されたコンタクトレンズをコンタクトレンズ挿入部３３ａの底部に押し込むとともに、そのときに生じた気泡を超音波脱気装置４９によって脱気する。その後、容器移動テーブル部７によって、テーブルが９０度回転され、容器３３がコンタクトレンズ検査部１５に移動される。
【００４９】
コンタクトレンズ検査部１５では、コンタクトレンズ挿入部３３ａに入れられたコンタクトレンズの外観をコンタクトレンズ検査ステージ５５によって検査する。ここで、容器３３に外観不良があった場合は、その旨を判定部３１に送信する。その後、検査済みの容器３３およびその容器３３に入れられたコンタクトレンズが払出し部１７によってアルミシール部２１に払出される。
【００５０】
アルミシール部２１では、アルミニウム箔によってコンタクトレンズ挿入部３３ａをシールする。その後、シールされた容器３３は容器搬送ライン１９により、蓋閉じ部２３に搬送される。
【００５１】
蓋閉じ部２３では、容器３３の蓋部３３ｂをコンタクトレンズ挿入部３３ａ側の所定位置に重ねることにより閉める。その後、蓋部３３ｂを閉めた容器３３は容器搬送ライン１９により、ラベル貼り部２５に搬送される。
【００５２】
ラベル貼り部２５では、容器３３に入れられたコンタクトレンズの規格、ロット番号等とそれらをバーコードにしたものとを印字したラベルを容器３３の表面に貼り付ける。その後、容器３３は容器搬送ライン１９により、ラベル検査部２７に搬送される。
【００５３】
ラベル検査部２７では、ラベル貼り付け有無と、ラベルの貼り付け位置が許容範囲内にあるか否かと、印字位置が許容範囲内にあるか否かを検査する。ここで、ラベルに不良があった場合は、その旨を判定部３１に送信する。その後、容器３３は容器搬送ライン１９により、バーコードリード部２９に搬送される。
【００５４】
バーコードリード部２９では、容器３３に付されたバーコードが読取られる。そして、読み取り結果を判定部３１に送信する。その後、容器３３は容器搬送ライン１９により、判定部３１に搬送される。
【００５５】
判定部３１では、容器検査部９、コンタクトレンズ検査部１５およびラベル検査部２７の検査結果と、バーコードリード部２９の読み取り結果に基づき、容器３３に入れられたコンタクトレンズが良品と不良品に分けられる。そして、容器搬送ライン１９を介してコンタクトレンズ外観権装置１外に払出される。
【００５６】
次に、容器３３およびコンタクトレンズの外観検査動作を説明する。
【００５７】
容器３３およびコンタクトレンズの外観検査は、黒色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い明視野照明と、白色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い暗視野照明とを用い、ＣＣＤカメラ３７により容器３３に保存液を注入した状態で撮像し、位置マークの重心を求めるとともに、容器３３の欠陥部分をコンタクトレンズの欠陥として検出しないようにマスクする明視野マスクパターンと暗視野マスクパターンを作成し、さらに、容器３３の外観を検査する。そして、容器３３に保存液とコンタクトレンズを入れた状態で明視野照明を用い、ＣＣＤカメラ３７により撮像して位置マークの重心を求めるとともに、明視野マスクパターンにより容器３３の黒色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクしてコンタクトレンズの黒色の汚れ、キズ等の欠陥を検出する。また、照明を暗視野照明に切換え、ＣＣＤカメラ３７により撮像し、明視野マスクパターンによって容器３３の白色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクし、コンタクトレンズの外周欠損と、コンタクトレンズに刻印されたロゴマーク、数字および英数字の範囲と、白色の汚れ、キズ等の欠陥を検出している。
【００５８】
〈明視野照明、暗視野照明による容器検査〉
明視野照明、暗視野照明による容器３３の外観検査動作を図８の流れ図を用いて説明する。
【００５９】
《位置マーク検出動作》
まず、図２に示す容器３３の位置マークを明視野照明を用いて検出する動作を説明する。
【００６０】
コンタクトレンズの外観検査動作が開始されると検査制御部７１は、明視野／暗視野切換え部４７に対し、照明を明視野照明にする命令を出力して照明を明視野照明にする。そして容器３３に保存液を注入し、ＣＣＤカメラ３７によりコンタクトレンズ挿入部３３ａを撮像させて容器原画像を得る（ステップＳＴ１）。このとき、明視野照明の輝度にばらつきが生じる場合があるので、所定中心部分の平均輝度を求めておく。
【００６１】
そして、容器原画像に対して平均化フィルターを所定回通して画像全体をぼかした容器平均化画像を得る（ステップＳＴ３）。この容器平均化画像から容器原画像を引くことによって容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出した容器輪郭抽出画像を得る（ステップＳＴ５，ＳＴ７）。
【００６２】
得られた容器輪郭抽出画像と予め記憶されている位置マーク検出用の位置合せマスクを論理加算し、その後、前記中心部分の平均輝度に基づいて求められたしきい値にて二値化を行ってマーク切出し画像を得る（ステップＳＴ９，ＳＴ１１）。ここで、位置マークおよびコンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭部分の輝度は「２５５」となり、その他の部分の輝度は「０」となる。
【００６３】
そして、マーク切出し画像中の輝度が「２５５」の部分（位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭）を図８のステップＳＴ１３に示すように画面上部から順番に番号を付していくことによってラベリングしていく（ステップＳＴ１３）。
【００６４】
そして、図９に示すように輝度が「２５５」の部分の外接長方形のｘ方向の最大値ｘmax 、ｘ方向の最小値ｘmin 、ｙ方向の最大値ｙmax 、ｙ方向の最小値ｙmin を求め、それを基に、外接長方形のｘ方向の幅Ｗｘとｙ方向の幅Ｗｙを得るとともに、前記輝度が「２５５」の部分の面積（画素数）を求めて図１０に示すように、前記番号に対応させてテーブル化する（ステップＳＴ１５）。
【００６５】
そして、前記テーブル化によって得られた幅Ｗｘ、幅Ｗｙおよび面積が、位置マークに対応づけて予め設定された所定の範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にあるものを位置マークとして検出する。
【００６６】
その後、位置マークの幅Ｗｘと幅Ｗｙに基づき、位置マークの重心座標を算出し、それを記憶しておく（ステップＳＴ１７）。
【００６７】
《明視野マスクパターン、暗視野マスクパターン作成動作》
次に、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥をコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥と判定しないようにその部分をコンタクトレンズの検査対象から除外するマスクパターン作成動作を説明する。まず、明視野照明を用いた明視野照明マスクパターンの作成動作を説明する。
【００６８】
前記輪郭抽出画像に対し、前記中心部分の平均輝度に基づいて求められたしきい値にて二値化を行い、欠陥検出二値画像を得る（ステップＳＴ１９）。
【００６９】
そして、コンタクトレンズ画像とマスクパターンの合わせ誤差を考慮し、欠陥検出二値画像中の輝度が「２５５」となっている部分の周囲１画素分を「０」から「２５５」に空間フィルタを用いて変換する。これにより、容器３３の欠陥部分が１画素分膨脹され、明視野マスクパターンが形成され、記憶される（ステップＳＴ２１）。この明視野マスクパターンは、容器＋コンタクトレンズ画像との位置合せ精度に対応させ、前記膨脹させる処理の回数を増やすことによってマスク部分の面積を広くすることも可能である。
【００７０】
また、この明視野マスクパターンの作成動作と同様に、暗視野照明を用いて、暗視野マスクパターンを作成して記憶しておく。ここで、暗視野照明の場合は位置マーク検出は行わず、明視野照明で求めたもので代用する。なお、暗視野照明の場合、明視野照明のときとは逆に容器原画像から容器平均化画像を引くことによって容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出した容器輪郭抽出画像を得る。そして所定のしきい値にて二値化を行い、欠陥検出二値画像を得る。ここで、暗視野照明の場合では明視野照明のときとは逆に容器原画像から容器平均化画像を引いているので、暗視野照明の場合の欠陥検出二値画像も明視野照明の場合の欠陥検出二値画像と同様に、欠陥部分の輝度は「２５５」となり、その他の部分の輝度は「０」となる。
【００７１】
《容器の良否判定動作》
次に、容器３３の良否判定動作を説明する。
【００７２】
予め、容器３３の中心部分のみを検査するように図１１に示すような容器良否判定マスクを記憶させておく。
【００７３】
そして、前記明視野照明での輪郭抽出画像と前記容器良否判定マスクを加算して容器３３の中心部分のみの画像を得、その画像を二値化する（ステップＳＴ２３，ＳＴ２５）。この画像中で汚れ、キズ等の欠陥によって輝度が「２５５」となっている部分の画素数を求める。同様に暗視野照明でも汚れ、キズ等の欠陥によって輝度が「２５５」となっている部分の画素数を求める。そしてこれらの画素数が所定数以上になっている場合は、不良と判定する（ステップＳＴ２７）。
【００７４】
〈明視野照明によるコンタクトレンズ検査〉
次に、明視野照明によるコンタクトレンズの外観検査動作を図１２の流れ図を用いて説明する。
【００７５】
《位置マーク検出動作》
まず、位置マーク検出動作を説明する。
【００７６】
検査制御部７１は、明視野／暗視野切換え部４７に対し、照明を明視野照明にする命令を出力して照明を明視野照明にする。そしてＣＣＤカメラ３７により容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａを撮像させてコンタクトレンズ原画像を得る（ステップＳＴ３１）。このとき、明視野照明の輝度にばらつきが生じる場合があるので、所定中心部分の平均輝度を求めておく。
【００７７】
そして、検査制御部７１は、コンタクトレンズ原画像に対して平均化フィルターを所定回通して画像全体をぼかしたコンタクトレンズ平均化画像を得る（ステップＳＴ３３）。このコンタクトレンズ平均化画像からコンタクトレンズ原画像を引くことによってコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出したコンタクトレンズ輪郭抽出画像を得る（ステップＳＴ３５，ＳＴ３７）。
【００７８】
その後、容器３３の位置マーク検出用の位置合せマスクを加算した後、二値化を行ってマーク切出し画像を得る（ステップＳＴ３９，ＳＴ４１）。そして、マーク切出し画像に対し、図１２のステップＳＴ４３に示すようにラベリングし、それを基にテーブル化して（ステップＳＴ４３，ＳＴ４５）前記位置マーク検出動作と同様に位置マークの重心座標を求める（ステップＳＴ４７）。
【００７９】
《コンタクトレンズ欠陥検出動作》
次に、明視野照明によるコンタクトレンズ欠陥検出動作を説明する。
【００８０】
まず、記憶してある明視野マスクパターンとその位置マークの重心座標を読み出し（ステップＳＴ４９）、読み出された重心座標と前記コンタクトレンズ原画像から求めた重心座標とを合わせるため、明視野マスクパターンに対し、拡大、縮小、回転移動、並行移動処理をアフィン変換によって行う（ステップＳＴ５１）。
【００８１】
そして、この拡大、縮小、回転移動、並行移動処理された明視野マスクパターンと前記輪郭抽出画像との差を取り差画像を得（ステップＳＴ５３，ＳＴ５５）、この差画像を二値化して二値画像を得る（ステップＳＴ５７）。これによって容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分が検査対象から除外される。
【００８２】
このとき、明視野マスクパターンのマスク部分は輝度が「２５５」となり、また、輪郭抽出画像も容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分は輝度が約「２５５」となる。このため、両者の差を取った値に対し、例えば「２０」以下は「０」にする二値化を行うと容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分の輝度は「０」となり、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分は、検査対象から除外されることになる。
【００８３】
そして、差画像を二値化して二値画像を得、それを基に図１２のステップＳＴ５９に示すようにラベリングし、その後、テーブル化を行う（ステップＳＴ５９，ＳＴ６１）。そして、容器３３の良否判定と同様にこのテーブルに基づき明視野照明におけるコンタクトレンズの良否判定を行う（ステップＳＴ６３）。
【００８４】
なお、ロゴマーク、数字および英数字は明視野照明の場合検出されないので、ロゴマーク、数字および英数字の範囲は検査対象から除外する必要がないが、ロゴマーク、数字および英数字が明視野照明でも検出される場合は、後述するロゴマーク、数字および英数字の範囲を検査対象から削除する処理を同様に行う。
【００８５】
〈暗視野照明によるコンタクトレンズ検査〉
次に、暗視野照明によるコンタクトレンズの外観検査動作を図１３の流れ図を用いて説明する。
【００８６】
《コンタクトレンズ外周欠損検出動作》
まず、暗視野照明によるコンタクトレンズ外周欠損検出動作を説明する。
【００８７】
検査制御部７１は、明視野／暗視野切換え部４７に対し、照明を暗視野照明にする命令を出力して照明を暗視野照明にする。そしてＣＣＤカメラ３７により容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａを撮像させてコンタクトレンズ原画像を得る（ステップＳＴ７１）。そして、コンタクトレンズ原画像に対して平均化フィルターを所定回通して画像全体をぼかしたコンタクトレンズ平均化画像を得る（ステップＳＴ７３）。
【００８８】
その後、コンタクトレンズ原画像から前記コンタクトレンズ平均化画像を引くことによってコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥、位置マーク、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭等を白く抽出したコンタクトレンズ輪郭抽出画像を得る（ステップＳＴ７５，ＳＴ７７）。
【００８９】
そして、記憶してある暗視野マスクパターンとその位置マークの重心座標を読み出し（ステップＳＴ７９）、読み出された重心座標と前記コンタクトレンズ原画像から求めた重心座標とを合わせるため、暗視野マスクパターンに対し、拡大、縮小、回転移動、並行移動処理をアフィン変換によって行う（ステップＳＴ８１）。
【００９０】
そして、この拡大、縮小、回転移動、並行移動処理された暗視野マスクパターンと前記輪郭抽出画像の差を取り差画像を得（ステップＳＴ８３，ＳＴ８５）、この差画像を二値化して二値画像を得る（ステップＳＴ８７）。これによって、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分が検査対象から除外される。
【００９１】
このとき、前記二値化した画像は、拡大、縮小、回転移動、並行移動処理された暗視野マスクパターンと前記輪郭抽出画像の差を取っているため、コンタクトレンズの輪郭部分に暗視野マスクパターンのマスク部分が重なる場合は、コンタクトレンズの輪郭が切断されてしまう。そのため、前記二値画像を明視野マスクパターン、暗視野マスクパターンを作成する時と同様に膨脹処理を行い、切断された輪郭を接続する（ステップＳＴ８９）。
【００９２】
しかし、膨脹処理を行うと、輪郭がｘ方向、ｙ方向ともに膨脹されてしまうので、この輪郭部分が膨脹した画像と輪郭抽出画像との和を取り、輪郭の繋がった輪郭接続画像を得る（ステップＳＴ９１，ＳＴ９３）。
【００９３】
そして、この輪郭接続画像を二値化して二値画像を得（ステップＳＴ９５）、それを基に図１３のステップＳＴ９９に示すようにラベリングし、その後、テーブル化を行う（ステップＳＴ９７，ＳＴ９９）。
【００９４】
このとき、前記二値画像にはコンタクトレンズの輪郭部分も含まれているので、コンタクトレンズの輪郭部分に対応する外接長方形は、キズ等の外接長方形に比べて大きく、また一定となる。このため、外接長方形の大きさに基づいてコンタクトレンズの輪郭のみを抽出したコンタクトレンズ輪郭画像を得ることができる（ステップＳＴ１０１）。そして抽出された輪郭から、角度０．７５度毎に４８０ポイントの半径ｒを求める。
【００９５】
そして、外周欠損を強調するため、その半径ｒの値を３値、９値、２７値、８１値、２４３値ずつ移動平均法を用いて平均化する。
【００９６】
例えば、角度θに対する半径ｒの値が図１４のように得られたとする。これを３値ずつ平均化したときを図１５に、９値ずつ平均化したときを図１６に、２７値ずつ平均化したときを図１７に、８１値ずつ平均化したときを図１８に、２４３値ずつ平均化したときを図１９に示す。
【００９７】
このとき、狭い範囲で欠損している場合、３値ずつ平均化した値と９値ずつ平均化した値の差分および３値ずつ平均化した値と２７値ずつ平均化した値の差分を取ることによってさらに欠損が強調され、また、図１４右側に示すような範囲で欠損している場合、９値ずつ平均化した値と２７値ずつ平均化した値の差分および９値ずつ平均化した値と８１値ずつ平均化した値の差分を取ることによって欠損が強調される。また、広い範囲で欠損している場合、２７値ずつ平均化した値と８１値ずつ平均化した値の差分および２７値ずつ平均化した値と２４３値ずつ平均化した値の差分、８１値ずつ平均化した値と２４３値ずつ平均化した値の差分を取ることによって欠損が強調される。
【００９８】
これらの欠損が強調されたものが所定の値以上となっている場合、不良と判定する（ステップＳＴ１０３）。
【００９９】
《ロゴマーク、数字および英数字検出と、コンタクトレンズ欠陥検出動作》
次に、暗視野照明を用いてコンタクトレンズのロゴマーク、数字および英数字の検出と、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を検査するときの動作を説明する。
【０１００】
まず、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥、コンタクトレンズ挿入部３３ａの輪郭、位置マーク部分が除外された前記二値画像とコンタクトレンズ輪郭画像との差を取り、コンタクトレンズの輪郭を除去した輪郭除去画像を得る（ステップＳＴ１０５，ＳＴ１０７）。
【０１０１】
このとき、ロゴマーク、数字および英数字の刻印される位置は予め決められているので、その部分のみの輝度を抽出する図２０に示すようなドーナツ型のロゴマーク、英数字検出マスクを予め設けておく。
【０１０２】
そして、前記暗視野マスクパターンにより、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥とコンタクトレンズの輪郭を検査対象から除外した画像とこのロゴマーク、英数字検出マスクとの論理和を取る。そして、所定角度毎に複数のセクターに分割し、輝度が「２５５」となっている画素数を前記セクター毎に加算する（ステップＳＴ１０９）。
【０１０３】
この各セクターの位置（角度θ）に対する前記加算された画素数を表すと図２１に示すようになり、図２２に示すロゴマークから最後の数字までの角度θa と、英数字の角度θb を知ることができる（図２１は、角度θa の部分のみ示す）。また、ロゴマークは、その画素数が所定の値となるのでロゴマークが刻印されているか否かおよびロゴマークが刻印されている位置を知ることができる。（ステップＳＴ１１１）。
【０１０４】
その後、前記コンタクトレンズ輪郭除去画像に対してラベリングし、テーブル化を行う（ステップＳＴ１１３，ＳＴ１１５）。このとき、図２２に示すように中心から欠陥までの最小距離Ｒmin 、最大距離Ｒmax 、基準点から欠陥までの最小角度θmin 、最大角度θmax 、さらに、欠陥の平均輝度とをテーブルに加える。
【０１０５】
ここで、前記輪郭除去画像は、ロゴマーク、数字および英数字も含まれている。そのため、前記ロゴマークから最後の数字（図２２では５）までの角度θa と英数字の角度θb 内に存在するものは、ロゴマーク、数字または英数字と判断して欠陥の対象から除外する。
【０１０６】
そして、汚れ、キズ等の欠陥の面積、幅Ｗｘ、幅Ｗｙ、平均濃度が所定の値以上の場合は、不良と判定する（ステップＳＴ１１７）。
【０１０７】
なお、容器良否判定、明視野照明でのコンタクトレンズ良否判定および暗視野照明でのコンタクトレンズ良否判定の結果、不良と判定された場合は、その画像を記憶しておくことによって、コンタクトレンズ外観検査後に不良画像を見ることもできる。
【０１０８】
このように、本実施例では、照明光として黒色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い明視野照明と、白色の汚れ、キズ等の欠陥が検出し易い暗視野照明とを用い、ＣＣＤカメラ３７により容器３３に保存液を注入した状態で撮像し、位置マークの重心を求めるとともに、容器３３の汚れ、キズ等の欠陥部分をコンタクトレンズの汚れ、キズ等の欠陥として検出しないようにマスクする明視野マスクパターンと暗視野マスクパターンを作成し、さらに、容器３３の外観を検査する。そして、容器３３に保存液とコンタクトレンズを入れた状態で明視野照明を用い、ＣＣＤカメラ３７により撮像して位置マークの重心を求めるとともに、明視野マスクパターンにより容器３３の黒色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクしてコンタクトレンズの黒色の汚れ、キズ等の欠陥を検出する。また、照明を暗視野照明に切換え、ＣＣＤカメラ３７により撮像し、暗視野マスクパターンによって容器３３の白色の汚れ、キズ等の欠陥部分を位置マークの重心を基にマスクし、コンタクトレンズの外周欠損と、コンタクトレンズに刻印されたロゴマーク、数字および英数字の範囲と、白色の汚れ、キズ等の欠陥を検出している。
【０１０９】
したがって、容器３３のコンタクトレンズ挿入部３３ａに保存液とコンタクトレンズを入れた状態で、コンタクトレンズの汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を検出することが可能となる。
【０１１０】
なお、本実施例のコンタクトレンズ外観検査装置１では、特にコンタクトレンズの種類は限定していないが、コンタクトレンズの種類（ソフトコンタクトレンズ、ハードコンタクトレンズ）に係わらず容器にコンタクトレンズをいれた状態での外観検査が可能である。
【０１１１】
また、本発明のコンタクトレンズの外観検査方法および外観検査装置は、コンタクトレンズのみならず、眼内レンズ等の眼用レンズにも適用できるものである。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像装置により容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液を注入した状態で撮像し、位置マークの座標を求めるとともに、容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成する。そして、前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とし、この外観検査領域に対して汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損等の欠陥を検出している。
【０１１３】
そのため、容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液およびコンタクトレンズ入れた状態でコンタクトレンズの外観検査を行うことが可能となり、外観検査の工程で汚れ、キズ等を付けることがなく、かつ、迅速に外観検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンタクトレンズ外観検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】容器の形状を示す説明図である。
【図３】コンタクトレンズの外観構成を示す説明図である。
【図４】容器検査ステージの構成を示す説明図である。
【図５】超音波脱気装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ラベル検査ステージの構成を示す説明図である。
【図７】容器検査部、コンタクトレンズ検査部およびラベル検査部の動作を制御する動作制御構成を示す説明図である。
【図８】明視野照明による容器検査動作を示す流れ図である。
【図９】外接長方形を示す説明図である。
【図１０】外接長方形を基にテーブル化したときの例を示す説明図である。
【図１１】容器良否判定マスクを示す説明図である。
【図１２】明視野照明によるコンタクトレンズ検査動作を示す流れ図である。
【図１３】暗視野照明によるコンタクトレンズ検査動作を示す流れ図である。
【図１４】抽出されたコンタクトレンズの輪郭から得られた角度θに対する半径ｒの値の例を示す説明図である。
【図１５】図１４に示す半径ｒの値を３値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１６】図１４に示す半径ｒの値を９値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１７】図１４に示す半径ｒの値を２７値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１８】図１４に示す半径ｒの値を８１値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図１９】図１４に示す半径ｒの値を２４３値ずつ平均化したときの角度θに対する半径ｒの値を示す説明図である。
【図２０】ロゴマーク、数字検出マスクを示す説明図である。
【図２１】所定角度毎に複数に分割されたセクターの位置（角度θ）に対する前記セクター毎に加算された所定輝度の画素数を示す説明図である。
【図２２】コンタクトレンズ中心から欠陥までの最小距離および最大距離と基準点から汚れ、キズまでの最大角度および最小角度を示す説明図である。
【符号の説明】
１ コンタクトレンズ外観検査装置
３ 容器ストック部
５ 容器搬入部
７ 容器移動テーブル部
９ 容器検査部
１１ コンタクトレンズ装填部
１３ 押込・脱気部
１５ コンタクトレンズ検査部
１７ 払出し部
１９ 容器搬送ライン
２１ アルミシール部
２３ 蓋閉じ部
２５ ラベル貼り部
２７ ラベル検査部
２９ バーコードリード部
３１ 判定部
３３ 容器
３５ 容器検査ステージ
３７，５９ ＣＣＤカメラ
３９，６１ レンズ
４１ ストロボ光源
４３ ストロボ光源電源
４５ 拡散板
４７ 明視野／暗視野切換え部
４９ 超音波脱気装置
５５ コンタクトレンズ検査ステージ
５７ ラベル検査ステージ
７１ 検査制御部
７３ 高速画像処理部
７５ 表示モニタ部
７７ コンソールターミナル部
Claims (9)
- 同心円上の所定位置にマーク、文字が刻印され、かつ保存液中に浸された状態のコンタクトレンズの外観を検査する方法であって、
コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成するマスク画像作成工程と、
前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする外観検査領域決定工程と、
前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対して、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含むコンタクトレンズの欠陥を検出する外観検査工程とから成り、
前記外観検査工程おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われることを特徴とするコンタクトレンズ外観検査方法。 - 前記マスク画像作成工程と外観検査領域決定工程との間に、前記容器に保存液が注入された状態でコンタクトレンズを容器に挿入した後、容器に超音波を当てることにより、被検査対象に生じた気泡を脱気する脱気工程を設けたことを特徴とする請求項１記載のコンタクトレンズ外観検査方法。
- 前記容器の所定位置に位置検出用の位置マークを少なくても２点以上設け、
前記外観検査領域決定工程は、前記マスク画像を作成するときと、前記被検査対象画像を得るときに、前記位置マークの座標を求め、これら両座標の差分に基づき、前記被検査対象画像または前記マスク画像を拡大、縮小、回転移動、並行移動して前記被検査対象画像と前記マスク画像とを重ね、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とすることを特徴とする請求項１記載のコンタクトレンズ外観検査方法。 - コンタクトレンズの外周部分の欠損を撮像装置により撮像することによって検出するコンタクトレンズ外観検査方法であって、
前記外観検査工程は、前記撮像装置によって得られた画素毎の輝度情報を基に、コンタクトレンズの外周を抽出し、
前記抽出された外周の中心からの距離を一定角度毎に求め、これらの距離の平均を異なったデータ数毎に移動平均法によって複数種求め、これら複数種の平均値の差分からコンタクトレンズの外周欠損を検出することを特徴とする請求項１記載のコンタクトレンズ外観検査方法。 - 前記マスク画像作成工程は、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域の周囲を少なくても１画素分膨脹させるマスク画像膨脹工程を設けたことを特徴とする請求項１記載のコンタクトレンズ外観検査方法。
- 前記外観検査工程は、前記外観検査領域決定工程により、前記被検査対象画像と前記マスク画像を差し引くことによって切断されたコンタクトレンズの外周の周囲を少なくても１画素以上膨脹させることによって接続することを特徴とする請求項１記載のコンタクトレンズ外観検査方法。
- 同心円上の所定位置にマーク、文字が刻印され、かつ保存液中に浸された状態のコンタクトレンズの外観を検査する装置であって、
コンタクトレンズ挿入用の容器のコンタクトレンズ挿入部分を撮像装置によって撮像し、この撮像動作によって得られた画像に基づき、前記容器上に存在するコンタクトレンズの外観検査には不要な領域を抽出したマスク画像を作成するマスク画像作成手段と、
前記容器のコンタクトレンズ挿入部分に保存液とコンタクトレンズを入れた状態を被検査対象として前記撮像装置により撮像し、この撮像動作によって得られた被検査対象画像に前記マスク画像を重ねて、被検査対象画像からマスク画像を差し引いた領域を外観検査領域とする外観検査領域決定手段と、
前記被検査対象画像からマスク画像を差し引いた外観検査領域に対し、汚れ、異物、キズ、破損、外周欠損の少なくともいずれかを含む欠陥を検出する外観検査手段とを備え、
前記外観検査手段おいて、コンタクトレンズの同心円上の所定位置に刻印されたマーク、文字の位置の検出は、前記撮像装置によって得られる画素毎の輝度情報を、前記同心円の中心点から所定の角度毎に複数の領域に分割し、この領域毎に前記輝度情報を加算し、その加算結果に基づいて行われることを特徴とするコンタクトレンズ外観検査装置。 - 前記容器のコンタクトレンズ挿入部の底部をレンズ状の球面にしたことを特徴とする請求項７記載のコンタクトレンズ外観検査装置。
- 前記撮像装置による撮像動作は、黒色欠陥を検出する明視野照明と、白色欠陥、コンタクトレンズに刻印されたマークおよび文字を検出する暗視野照明とによって実行することを特徴とする請求項７記載のコンタクトレンズ外観検査装置。
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