專利名稱：用于檢查光學設備的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
這個發(fā)明總體上涉及檢查光學設備或介質(zhì)，如眼透鏡。更具體而言，本發(fā)明涉及用于自動地檢查光學設備的這種系統(tǒng)以及涉及完好適用在這種系統(tǒng)中的技術和程序。
在過去的幾年里，已經(jīng)成功地開發(fā)出用于檢查眼透鏡，尤其是接觸透鏡的自動化技術。這種技術被公開于例如于2001年12月29日提交的U.S.專利5,500,732和U.S.專利申請序號09/751,875。
總體上，在這些技術中，可為紫外光、可見光、或激光的輻射被導引通過透鏡以在象素陣列上形成圖象。表示陣列象素上輻射強度的數(shù)字數(shù)據(jù)值被產(chǎn)生，且使用計算機來處理這些數(shù)據(jù)值以確定透鏡是否具有任何不可接受的瑕疵或缺陷。具有這樣瑕疵或缺陷的任何透鏡于是被加以識別且被拒絕。
許多這些技術在確保具有不可接受的瑕疵或缺陷的任何透鏡被拒絕時是非常高效的。與此同時，這些技術有時拒絕可接受的透鏡，即被稱為誤拒絕的結果。其原因之一是許多程序不能夠區(qū)分某些類型的透鏡缺陷和可能出現(xiàn)在象素陣列上但并不是透鏡缺陷的其它特點。
當檢查系統(tǒng)探測出象素陣列上的一個特點、但不能夠確定那個特點是透鏡缺陷還是另一個難區(qū)分的但卻可接受的特點時，所述透鏡被拒絕。例如，對于幾個檢查技術，當透鏡被浸入在液體溶液中的同時被加以檢查，并且區(qū)分透鏡中的孔(其是不可接受的)和那種液體溶液中的泡(其并不是透鏡的缺陷)是非常困難的。結果是，由于液體溶液中泡的緣故可接受的透鏡可被加以拒絕。
作為另一實例，對于現(xiàn)有技術的自動化透鏡檢查系統(tǒng)，區(qū)分具有撕裂或孔的模制接觸透鏡與簡單地已經(jīng)略微地從模段中被拔出的模制接觸透鏡是非常困難的。進而詳細描述，通過在兩個塑料模段之間模制一適宜的聚合體，接觸透鏡可例如如U.S.專利5,540,410所公開的那樣被制作。在聚合體部分硬化之后，模段之一被從另一模段中拔出以提供對透鏡的接近。
在這個過程中，當透鏡被制作時，在透鏡中可產(chǎn)生孔或撕裂。同樣，當模段被拔分離時，透鏡可變成剝離，即透鏡的邊緣可從透鏡所停留在的模段中略微拔出。對于自動化的檢查系統(tǒng)，區(qū)分剛剛略微從模段中拔出的透鏡(其并不是透鏡的缺陷)與具有孔或被撕裂的透鏡(其為透鏡缺陷)是非常困難的。由此，可接受的透鏡可被拒絕。
附圖的詳細說明

圖1是總體上示例可被用在本發(fā)明實踐中的透鏡檢查系統(tǒng)的方框圖。
圖2示出圖1所示檢查系統(tǒng)的照明及成像子系統(tǒng)的部分。
圖3示出可被用來照明圖1和2系統(tǒng)中透鏡的光譜帶。
圖4示出在圖1和2系統(tǒng)中所生成、且利用第一光譜掩蔽技術的透鏡圖象。
圖5是用于分析利用第一光譜掩蔽技術而生成的透鏡圖象的優(yōu)選程序流程圖。
分別類似于圖1和2的圖6和7示出也可被用于這個發(fā)明實踐中的第二透鏡檢查系統(tǒng)。
圖8示例可被用來提供第二光譜掩蔽技術的濾光器元件，其可被用來照明圖6和7的檢查系統(tǒng)中的透鏡。
圖9示出利用第二光譜掩蔽技術而生成的透鏡圖象。
本發(fā)明的目的這個發(fā)明的目的是改善用于檢查光學設備的系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是降低自動化透鏡檢查系統(tǒng)中誤拒絕的百分比。
本發(fā)明另外一個目的是提供一種用于檢查光學設備的自動化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)能夠更準確地識別某些特點。本發(fā)明的另一個目的是提供一種自動化的透鏡檢查系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有改善的區(qū)分透鏡中孔與透鏡所浸入的流體溶液中泡的能力。
這個發(fā)明的另一目的是以這樣的方式照明被浸入在液體中的透鏡，以為了便利于區(qū)分透鏡中的孔與流體中的泡。本發(fā)明的另外一個目的是提供一種圖象分析技術，所述技術可以區(qū)分眼透鏡中孔的圖象與透鏡所浸入溶液中泡的圖象。這個發(fā)明的另一個目的是以這樣的方式照明透鏡，以便于并不示出透鏡的剝離，而示出透鏡的孔和撕裂。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種被稱為光譜掩蔽的照明技術，其利用處于不同的分開波長帶中的光來照明物體。另外，所述物體可被由分開的波長帶和附加帶所組成的光照明；然而，成像系統(tǒng)僅對分開的波長帶敏感，或并不需要的光的波長在成像系統(tǒng)之前被濾掉。這個發(fā)明的另外目的是提供光譜掩蔽技術，所述光譜掩蔽技術可被用來使透鏡檢查系統(tǒng)能夠更精確地識別某些特點。
本發(fā)明的另一目的是利用不同的波長帶照明光學設備的不同部分。本發(fā)明的另外目的是以這樣的方式照明模制接觸透鏡的中央部分，以便于示出在透鏡的那個部分是存在孔還是撕裂，而不需要照明透鏡的外面部分。
利用在此所公開的檢查和分析程序可以獲得這些和其它的目的?？傮w上，這些程序采用或利用被稱為光譜掩蔽的獨特照明技術，其中利用多個波長帶對光學設備進行照明。對于一個光譜掩蔽技術，利用可為連續(xù)光譜一部分的兩個分開的帶對整個光學設備進行照明；以及在另一光譜掩蔽技術中，利用不同的帶對光學設備的不同區(qū)域進行照明。前者技術可被用來區(qū)別溶液中的泡與光學設備中的孔，其尤其完美地適用于分析溶液內(nèi)處于組件中的透鏡；然而，所述技術還可被用來發(fā)現(xiàn)在模段中的透鏡內(nèi)的孔。這個發(fā)明有益于檢查非常厚的透鏡，例如厚度太厚以致于單獨利用uv檢查程序無法加以分析的-6透鏡或更高透鏡。利用不同帶在光學設備的不同區(qū)域照明設備的光譜掩蔽技術尤其完美地適合于分析模段中的接觸透鏡，且可被用來避免僅僅因為可接受的透鏡被剝離而對其加以拒絕。
更具體而言，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于對光學設備如眼透鏡進行成像的方法和系統(tǒng)。在利用這個程序而形成的圖象中，泡和孔的圖象具有可辯識的差別。鑒于物體具有變化的光譜吸收水平，這個方法是所述物體的多光譜成像/檢查方法，所述方法包括至少一個照明源，所述照明源包括至少被物體部分吸收、優(yōu)選地大部分被吸收的波長以及至少被部分透射、優(yōu)選地被大部分透射的波長，以產(chǎn)生部分半透明的圖象。
對于所優(yōu)選的實施例，所述技術依賴于透鏡中紫外線抑制劑的紫外線吸收質(zhì)量，以產(chǎn)生所希望的半透明/陰影效應。這個效應是通過將處于適當比率和強度的經(jīng)濾光的紫外線和可見光的特定帶穿過透鏡而實現(xiàn)。光譜帶以這樣的方式被加以選擇，以便于紫外線部分被透鏡吸收，而可見光部分被允許穿過光學設備。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一程序來區(qū)分光學設備內(nèi)的孔與液體溶液中的泡。在這個程序中，所述設備的圖像被形成，并且所形成的圖象可包括不是孔就是泡的特點。將孔的圖象與泡的圖象相區(qū)分的特征被加以識別。根據(jù)預先確定的程序，表示所形成圖象的數(shù)據(jù)值集合被加以處理，以搜索那個區(qū)分特征，并且如果已經(jīng)找到它，則所述特征被用來將所述特點不是歸類為光學設備內(nèi)的孔就是液體溶液中的泡。下述被詳細說明的所述程序的優(yōu)選實施例利用三個主要元素以將泡區(qū)分于孔對稱性、壁厚、以及強度和強度率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供光譜掩蔽技術，其可被用來避免僅僅因為可接受的模制接觸透鏡被剝離而對其加以拒絕。尤其是，這個技術有效地消除、或基本上降低了由于沒有能力區(qū)分被剝離的透鏡與具有孔或撕裂的透鏡所造成的誤否決。在下面還被加以詳細說明的優(yōu)選應用中，透鏡的外部區(qū)域被以這樣的方式加以照明，以便于不示出透鏡的任何剝離，而以示出在透鏡那個部分內(nèi)的孔或撕裂的波長來照明透鏡的中央?yún)^(qū)域。
從參考所附的規(guī)定且示出本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖而進行的下述詳細說明的考慮來看，本發(fā)明進一步的益處及優(yōu)點將變得顯而易見。
本發(fā)明的詳細說明本發(fā)明包括一種檢查光學設備的方法，其包括(a)利用光照明光學設備及環(huán)境背景，其中所述光包括第一波長帶和第二波長帶，其中所述第一波長帶和所述第二波長帶是不同的波長，以及其中所述第一波長帶具有第一強度且所述第二波長帶具有第二強度；(b)將所述光透射通過所述光學設備，其中大多數(shù)所述第一波長帶被所述光學設備吸收且大多數(shù)所述第二波長帶被透射通過所述光學設備，以及在感光性象素陣列上捕捉所述透鏡透射光；(c)將所述光透射通過所述環(huán)境背景，其中大多數(shù)所述第一波長帶和所述第二波長帶被透射，以及在感光性象素陣列上捕捉所述背景透射光；(d)讀取從步驟(b)和(c)所產(chǎn)生的象素并且比較所述讀數(shù)的灰度標度值，其中從所述背景透射光以及從所述透鏡透射光所產(chǎn)生象素的灰度標度值之間的差異是一個足以區(qū)分所述光學設備內(nèi)孔與所述背景內(nèi)泡的值。
在此所使用的術語“光學設備”包括但不局限于硬接觸透鏡、軟接觸透鏡、可浸透氣的剛性接觸透鏡、內(nèi)接目鏡、顯微鏡透鏡、相機透鏡以及眼鏡用透鏡。在這個發(fā)明中被加以檢查的光學設備可包含或可不包含視覺校正。優(yōu)選的光學設備是具有或不具有視覺校正的軟接觸透鏡。軟透鏡可由傳統(tǒng)的水凝膠制成且通常由包括但不局限于羥乙基丙烯酸羥(HEMA)、乙烯基吡咯烷酮、丙三醇丙烯酸脂、甲基丙烯酸酸及酸性脂的單體；或硅酮水凝膠而制備。軟接觸透鏡的實例包括但不局限于如同按照U.S.專利號5,998,498、US專利申請?zhí)?9/532,943、于2000年8月30日提交的US專利申請?zhí)?9/532,943的部分繼續(xù)申請、于2001年9月20日提交的U.S.專利序號09/957,299、U.S.專利號6,087,415、U.S.專利號5,760,100、U.S.專利號5,776,999、U.S.專利號5,789,461、U.S.專利號5,849,811、U.S.專利號5,965,631、于2001年9月10日提交的題為“BiomedicalDevices Containing Internal Wetting Agents”U.S.專利申請?zhí)?0/318,536以及于2002年9月6日提交的相同題目的其非臨時副本而制備的etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、polymacon、acquafilcon A、balafilcon A、lotrafilcon A以及硅酮水凝膠。這些專利以及在這個申請中所公開的所有其它專利在此被全部引入作為參考。
除了軟接觸透鏡的單體混合物以外，所述透鏡還包含其它材料。沒有局限地，其它材料在這點上優(yōu)選地包括一種或更多種紫外線(UV)吸收添加劑。這些可以被包括在單體混合物內(nèi)，由此提供所帶來的具有特定吸收特性的光學設備。僅作為實例，這種類型的UV吸收劑包括NORBLOCK(從JANSSEN在市場上可購買到)。雖然這種吸收劑的數(shù)量還取決于所探尋的最終吸收性能的種類可以變化，但是典型地是這種吸收劑以這樣的數(shù)量而存在，即每百個等分單體中大約有1個等分吸收劑。其它的吸收性材料包括色調(diào)(tint)，其顏色可以由本領域中的那些普通技術人員進行關聯(lián)，以獲取對其它特定波長的吸收，例如黃光將被具有藍色調(diào)的透鏡吸收。
如在此所使用的那樣，術語“環(huán)境背景”是指在檢查期間透射光且物理上支撐光學設備的任何物體。如果所述光學設備是軟接觸透鏡，則環(huán)境背景的實例包括但不局限于透鏡的封裝或用來制備透鏡的模子。用來制備光學設備，尤其是軟接觸透鏡的大部分處理為濕法處理，其中填充溶液、去離子水及其它溶液在貫穿整個處理步驟中被使用。典型地當檢查軟接觸透鏡時，透鏡被浸入或漂浮在液體中。因此為了本發(fā)明的目的，如果光學設備在被浸入或漂浮在液體之際被加以檢查，則術語環(huán)境背景包括這種液體。有關透鏡的模子，它們由耐用的塑料如包括但不局限于下述材料所構造成聚烯烴，如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯，以及上述聚丙烯和聚乙烯的共聚物；聚苯乙烯；聚-4-甲基戊烯；聚縮醛樹脂；polyacrylether；聚芳醚；磺基(sulfones)；尼龍6；尼龍66；尼龍11；熱塑性聚酯；以及各種氟化材料如氟化的乙烯丙烯共聚物及乙烯氟乙烯共聚物。透鏡的模子經(jīng)常為包含對應的凹及凸體部分(分別為前曲線和后曲線)的兩部分結構。如果透鏡在模子內(nèi)被加以檢查，則優(yōu)選地模子被分開成其所述部分并且透鏡在前曲線內(nèi)被加以檢查。
在此使用的術語“第一波長帶”是指在光譜的紫外區(qū)域內(nèi)由光學設備所吸收的波長的光。所述光不需要完全被光學設備吸收，僅是大多數(shù)所述第一波長帶必須被吸收。優(yōu)選地是所述第一波長帶的大約51％至大約100％被吸收；更優(yōu)選地，大約80％至大約100％、甚至更優(yōu)選地大約90％至大約99％、且最優(yōu)選地大約99％被吸收。
有關所述第一波長帶的波長，這是由光學設備的組成及其光吸收特性所決定的。例如，如果光學設備吸收具有約340nm至360nm波長光的大約98％至99％，則所述第一波長帶將為從340nm至大約360nm。
在此所使用的術語“第二波長帶”是指在光譜可見光區(qū)域內(nèi)由光學設備所透射的波長的光。所述光不需要完全被光學設備透射，僅是大多數(shù)所述第二波長帶必須被透射。優(yōu)選地是所述第二波長帶的大約51％至大約100％被透射；更優(yōu)選地，大約80％至大約100％、甚至更優(yōu)選地大約90％至大約99％、且最優(yōu)選地大約98至大約99％被透射。
這個第二波長帶的波長由光學設備的透射特性來決定，其中使用對應于適當?shù)墓馔干渎拾俜直鹊牟ㄩL。例如，光學設備透射了大于98％的處于約385-405波長的入射光，則第二波長帶所優(yōu)選的波長是大約385nm至大約405nm。
利用所述第一波長帶和所述第二波長帶光學設備可由兩個分開的光源進行照明，其中一個光具有所述的第一波長且另一光源具有所述的第二波長。然而，通過使用包含一波長范圍的一個光源并且使用一個或更多個濾光器以發(fā)射所希望的第一和第二波長的光，也可以取得相同的結果。
在此使用的“第一強度”是第一波長帶的，且“第二強度”是所述第二波長帶的。平均第一強度帶與平均第二強度帶的比率被加以調(diào)節(jié)，以便于平均第一強度與平均第二強度的比率在約1∶1至2∶1之間，且更優(yōu)選地為約1.5∶1。
在此使用的術語“感光性象素陣列”具有其公用的工業(yè)定義。在此使用的術語“灰度標度值”是指圖象或它們對應的象素讀數(shù)的亮度標度，其中所述數(shù)字越高則圖象越亮(或越白)，以及所述數(shù)字越低則圖象越暗(或越黑)。正如在這個發(fā)明中所使用的那樣，白色環(huán)境背景的灰度標度值為約255且黑色圖象的灰度標度值為約0。光學設備無缺陷區(qū)域(沒有孔、撕裂或碎片)的灰度標度值與環(huán)境背景的灰度標度值之間的差異為約120至約180，優(yōu)選地為約130-160，最優(yōu)選地為約140。在環(huán)境背景與光學設備無缺陷區(qū)域的灰度標度值之間具有上述提到差異的圖象(或對應的象素讀數(shù))具有半透明/陰影外觀，所述外觀區(qū)分光學設備內(nèi)的孔與環(huán)境溶液中泡的外觀。
在此使用的“孔”是指光學設備內(nèi)其中組成光學設備的材料缺少的區(qū)域。在此使用的“泡”是具有包圍或相反弄濕光學設備的流體介質(zhì)的氣體小體。
此外本發(fā)明包括一種檢查光學設備的方法，其包括(a)利用光照明光學設備及環(huán)境背景，其中所述光包括第一波長帶和第二波長帶，其中所述第一波長帶和所述第二波長帶是不同的波長，以及其中所述第一波長帶具有第一強度且所述第二波長帶具有第二強度；(b)將所述光透射通過所述光學設備，其中大多數(shù)所述第一波長帶被所述光學設備吸收以及大多數(shù)所述第二波長帶被透射通過所述光學設備，以及在感光性象素陣列上捕捉所述透鏡透射光；(c)將所述光透射通過所述環(huán)境背景，其中大多數(shù)所述第一波長帶和所述第二波長帶被透射，以及在感光性象素陣列上捕捉所述背景透射光；(d)產(chǎn)生所述光學設備和所述環(huán)境背景的圖象，其中通過步驟(b)和(c)所產(chǎn)生圖象的灰度標度值之間的差異是足以區(qū)分所述光學設備內(nèi)孔與所述環(huán)境背景內(nèi)泡的值。在此使用的術語光學設備、環(huán)境背景、第一波長帶、第二波長帶、第一強度、第二強度、感光性象素陣列、灰度標度值、孔及泡全部都具有其上述提到的含義及所優(yōu)選的范圍。
在此使用的術語“圖象”是指人類可讀取的或機器可讀取的所述光學設備和所述環(huán)境背景的光學對應物。所述圖象可被投影在圖象平面、計算機屏幕或其它觀看設備上。此外所述圖像可被放大，或相反被聚焦以改善閱讀器觀看所述圖象的能力。本發(fā)明由下述附圖進一步詳細地加以示例。
圖1示例出用于檢查接觸透鏡的檢查系統(tǒng)10。系統(tǒng)10通常包括運輸子系統(tǒng)12、照明子系統(tǒng)14、成像子系統(tǒng)16和處理子系統(tǒng)20。圖1還示出拒絕機構22、拒絕控制器24、和其每個用于支撐一個或更多個透鏡組件的多個透鏡載體或托盤30。優(yōu)選地，成像子系統(tǒng)16包括相機32；以及處理子系統(tǒng)20包括圖象處理器裝置34、操作員界面裝置36、和管理計算機40；以及更具體地，處理器裝置34包括多個處理器和存儲器板42，以及界面裝置36包括監(jiān)視器44和主機46。
通常，提供運輸子系統(tǒng)12以沿著預先確定的路徑移動許多眼透鏡且進入圖1中參考號為50的透鏡檢查位置。提供照明子系統(tǒng)14以產(chǎn)生包括由至少被部分吸收的一個或更多個帶及至少被部分透射的一個或更多個不同帶組成的光的光束，并且將那個光束導引通過透鏡且移動通過透鏡檢查位置。成像子系統(tǒng)16產(chǎn)生表示被透射過每個被檢查透鏡的光束或其部分的信號集合，并且隨后將這些信號傳遞到處理子系統(tǒng)20。
處理子系統(tǒng)20接收來自成像子系統(tǒng)16的那些信號且根據(jù)預先確定的程序處理那些信號。通過使用這個程序，處理子系統(tǒng)20產(chǎn)生指明每個被檢查的透鏡是否適合于用戶使用的信號。如果經(jīng)發(fā)現(xiàn)透鏡是不可接受的，則信號被傳遞到控制器24，所述控制器24隨后操縱機構22以將不可接受的透鏡從可接受的透鏡流中撤除?？杀挥迷谙到y(tǒng)10中的具體設備或元件在上述提到的U.S.專利5,500,732和U.S.專利申請序號09/751,875中被公開且被加以詳細說明，所述兩個專利在此被全部引入作為參考。
圖2更詳細地示例出優(yōu)選的照明及成像子系統(tǒng)的部分。在使用中，觸發(fā)傳感器(未示出)檢測出沿著組合件輸送機52移動的載體組合件30，并且向照明子系統(tǒng)發(fā)送一電信號，所述電信號依次激發(fā)氙氣閘門54(光源)。由所述閘門產(chǎn)生的光經(jīng)過散光玻璃56且遷移通過光延伸管60，在此它遇到位于濾光器支架內(nèi)的濾光器62和64的組合。新近經(jīng)過濾的光繼續(xù)其行程通過初級組件70，在此所述光遇到去離子水72中的接觸透鏡。從接觸透鏡出來的光被多元件石英透鏡74接收且在它照射相機CCD陣列76之前被光處理。隨后作為結果的圖象數(shù)據(jù)被處理子系統(tǒng)加以處理。圖2還示出相機透鏡f-光闌調(diào)節(jié)環(huán)80、透鏡延伸管82和透鏡聚焦環(huán)84。
濾光器62和64將未處于第一波長帶或第二波長帶內(nèi)的光的波長去除。優(yōu)選地濾光器之一是在540nm 300 FWHM(在半最大時的全寬，或在50％峰值透射時所測量的濾光器透射帶的寬度)下具有峰值透射的IR濾光器。優(yōu)選地第二濾光器是uv濾光器，其不是在350nm 53FWHM(UG1濾光器)下濾光的UV透射黑玻璃濾光器就是在324nm 112 FWHM(UG11)下濾光的黑玻璃濾光器。在優(yōu)選的實施例中被置于光源和待被檢查的設備之間的濾光器被加以說明并被示出；然而，作為選擇地所述濾光器可被置于待被檢查的設備與相機之間。
參考圖1，在系統(tǒng)10的這個操作中，優(yōu)選地包括鍵盤和視頻終端的主機46被連接到處理器裝置34上，以從視覺上顯示被輸入進入處理器的數(shù)據(jù)或消息。監(jiān)視器44也被連接到處理器裝置34上且被提供用來從存儲于處理器裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生視頻圖象，并且監(jiān)視器44還可被用來顯示檢查結果和總計。
如上所提到，處理子系統(tǒng)20對從象素陣列76接收到的數(shù)據(jù)加以處理，以確定每個透鏡70是否可接受。通常，這是通過下述來實現(xiàn)的，即搜索每個透鏡的圖象以尋找任何缺陷的存在，或更精確地，搜索任何缺陷的圖象。如果發(fā)現(xiàn)缺陷，則所述透鏡被拒絕。
一種類型的缺陷是透鏡內(nèi)的孔，并且現(xiàn)有技術檢查程序典型地搜索這樣的孔。然而，現(xiàn)有技術工藝的主要缺點是其不具有準確地鑒別溶液72中的泡與接觸透鏡70內(nèi)的孔的能力。這種能力缺乏是由于這樣的事實，即這些泡42和孔43當被成像時其具有類似的特征。這一不足是誤拒絕產(chǎn)品的主導原因。
照明子系統(tǒng)14被設計且操縱成在象素陣列76上形成圖象，其中泡和孔具有可鑒別的差異，且處理子系統(tǒng)20被提供有可以識別那些差異且由此區(qū)分透鏡內(nèi)孔與溶液中泡的例行程序。更具體地，鑒于透鏡具有變化的吸收水平，照明子系統(tǒng)提供透鏡的多波長成像方法，所述方法包括由至少被透鏡部分吸收的波長及至少被透鏡部分透射的波長組成的至少一個照明源以產(chǎn)生部分半透明的圖象。
除了接觸透鏡的光譜品質(zhì)以外，這個技術還可向剩余的接觸透鏡組分中添加紫外線抑制劑的數(shù)量，用來調(diào)節(jié)波長帶的吸收率程度以取得所期望的半透明效應。參考圖3，通過將處于適當比率和強度的經(jīng)過濾的紫外線和可見光帶穿過透鏡可以取得所述效應，并且最終結果是帶86和88。光譜帶以如此方式被加以選擇，以便于紫外線光的一部分被透鏡吸收且可見光的一部分被允許穿過透鏡。到達相機且作為形成CCD陣列上圖象的光的一部分的光的uv部分優(yōu)選地包括340-365nm。(光的這個uv部分在穿過濾光器和接觸透鏡之后被加以測量。)到達相機且作為形成CCD陣列上圖象的光的一部分的光的可視部分優(yōu)選地包括385-405nm。(光的這個可視部分在穿過濾光器和接觸透鏡之后被加以測量。)吸收的(紫外光組分)與未吸收的(可見光組分)的比率優(yōu)選地在約1∶1至1.5∶1之間且更優(yōu)選地為1.5∶1。
同樣，所述系統(tǒng)被加以調(diào)節(jié)以便于入射到感光性象素陣列上、包括所述第一波長帶和所述第二波長帶的光的平均強度處于所述陣列感光度的中值范圍。例如，如果感光性象素陣列對應的灰度標度讀數(shù)范圍例如處于0至255，則入射到感光性象素陣列的光的平均強度被調(diào)節(jié)到這個范圍的中間，優(yōu)選為約140。在圖3中，線92(“——”)表示相機/濾光器的透射率，線90(“—-—-—”)表示未存在濾光器時的透鏡吸收數(shù)據(jù)，且包括帶86和88的線94(“----”)表示穿過透鏡和濾光器之后在相機處的凈透射率光譜(net transmittancespectra)。圖4示例利用這個多光譜成像技術在象素陣列上形成的接觸透鏡圖象96。接觸透鏡圖象是部分半透明的圖象，即灰色圖象97。這個圖象清晰地區(qū)分出泡42與孔43。通過對照，亮場檢查系統(tǒng)建立接觸透鏡的亮圖象，其中邊緣和缺陷是暗象素，而暗場檢查系統(tǒng)建立接觸透鏡的暗圖象，其中邊緣和缺陷是亮象素。
圖5示出由處理系統(tǒng)利用計算機程序所執(zhí)行的用來分析象素信息的例行程序或程序100的流程圖。當所述程序用于以上述說明方式所形成的透鏡圖象時，其能夠有效地區(qū)分透鏡內(nèi)的孔與透鏡所浸入的液體中的泡。通常，這個程序利用三個主要元素以將泡區(qū)分于孔對稱性、壁厚、以及強度和強度率。所有的區(qū)分特點可以被用在任何檢查系統(tǒng)，例如在US專利6,154,274；5,995,213；5,943,436；5,828,446；5,814,134；5,812,254；5,805,276；5,748,300；5,745,230；5,717,781；5,675,962；5,649,410；5,640,464；5,568,715；及5,500,732中所公開的亮場和暗場檢查系統(tǒng)中，所述專利在此被全部引用作為參考。然而，利用強度和強度率的第三個區(qū)分特點尤其完好地適用于在此所說明的系統(tǒng)。
泡具有作為對稱性度量的接近1.0的長寬比，其中長寬比被定義成泡的高度除以寬度。泡內(nèi)部還具有對稱的結構。泡的慣性質(zhì)心(類似于質(zhì)量中心的強度中心)幾乎總是在其幾何質(zhì)心的一個或兩個象素的內(nèi)部。慣性質(zhì)心由下述方程式定義列Xi＝(象素強度)*(列的位置)/(總強度計數(shù))排Yi＝(象素強度)*(排的位置)/(總強度計數(shù))幾何質(zhì)心是其中心且由下述方程式定義列Xg＝(列的起始點)+(泡的寬度)/2.0排Yg＝(排的起始點)+(泡的高度)/2.0同樣，泡具有針對其大小的最小壁厚度。這個壁厚度是包括泡邊緣的暗環(huán)?？捉?jīng)常具有非常薄的邊緣，但是泡邊緣的厚度可以隨著透鏡的規(guī)定、孔在透鏡中的位置及孔的深度而變化。在下面被加以詳細說明的優(yōu)選例行程序100中，針對相隔開45o的八個搜索矢量確定泡或孔壁的厚度，從外部到中心進行處理且將象素與根據(jù)局部背景所形成的閾值進行比較。對于每個矢量，基于它們與閾值的比較，暗象素與亮象素被加以計數(shù)。暗象素表示泡或孔壁的厚度且亮象素的計數(shù)被用來確定材料損失量(如果存在的話)。
上述說明的多光譜成像技術提供了附加的區(qū)分特點泡和孔相對其相應的局部背景的強度。在這個成像技術優(yōu)選實施例中的重要特點是透鏡吸收超過99％的VU光而通過幾乎所有的可見光。由此，接觸透鏡作為灰色物體(較低的灰度標度值)而出現(xiàn)，且透鏡中任何明顯的材料損失將作為白色顯現(xiàn)在被捕捉的圖象中。利用這點，通過將孔的灰度標度值與相鄰象素的灰度標度值相比較，可以輕易地在圖象中檢測到孔。在這個區(qū)分中的一個局限性是泡的發(fā)現(xiàn)，其起到微小透鏡的作用且反射可見光，從而引起泡作為孔而顯現(xiàn)。由于它們比其相鄰象素具有較亮的中心，所以它們看起來是透鏡內(nèi)的孔。鑒于此點，優(yōu)選地，亮象素閾值被線性地加以調(diào)節(jié)，以便于暗與亮閾值的比率被放寬，以允許亮的泡更靠近透鏡的邊緣但是未能使亮泡更靠近于透鏡的中心。
具體參考圖5，優(yōu)選地，在開始程序100之前，圖象數(shù)據(jù)被加以處理以識別潛在的從種屬上被稱為斑(blob)的孔和泡。任何適合的工序可被用來實現(xiàn)這一點，例如，見US專利6,154,274；5,995,213；5,943,436；5,828,446；5,814,134；5,812,254；5,805,276；5,748,300；5,745,230；5,717,781；5,675,962；5,649,410；5,640,464；5,568,715；以及5,500,732。所有這些專利在此被全部引用作為參考。典型地象素接象素的分析被加以執(zhí)行，其比較鄰近象素的強度以首先對透鏡邊緣加以定位且隨后確定在透鏡內(nèi)部透鏡是否具有任何缺陷。在透鏡內(nèi)部的象素與閾值進行比較，且如果象素強度小于閾值，則那個象素可是孔或缺陷。具有低于閾值的強度的鄰近象素被分組到一起且將被稱為斑。在每個斑周圍的矩形區(qū)域被加以限定，其包括具有小于閾值強度值的斑的所有象素。在程序100的步驟102中，斑的總數(shù)量與閾值相比較；且如果那個數(shù)量超出這個閾值，則透鏡被拒絕且例行程序結束。這是在下述前提下進行的，即如果存在許多斑，則非常有可能至少一個斑是孔，或甚至如果所有的斑是泡，則這些泡可能已經(jīng)遮掩或掩蓋了透鏡中的孔。在這些情形下，拒絕這些透鏡較分析所有的斑來講可簡直是更為經(jīng)濟。例如，如圖5所示閾值可為50。
如果斑的總數(shù)量小于閾值，則例行程序繼續(xù)一次一個地分析斑。具體地，在步驟104，將斑之一的大小與表示孔可能將具有的最小大小的最小值進行比較。如果斑不大于這個最小的孔大小，則所述斑不被視為是孔，且例行程序繼續(xù)分析下一個斑。對于優(yōu)選的系統(tǒng)，小于3個象素，47微米的斑不被視為是孔。
相對照，如果斑的大小使其可能是孔，則例行程序進行到步驟106且斑的長寬比被加以計算。如上所提到，這個長寬比簡單地為斑的高度除以其寬度。在步驟110中，這個長寬比與范圍進行比較，且如果所述長寬比在規(guī)定的范圍以外，則所述斑被識別為孔，且例行程序繼續(xù)分析下一個泡。然而，如果長寬比處于所述范圍之內(nèi)，則例行程序轉移到步驟112。長寬比通常被設定在0.8至1.2的范圍內(nèi)。
可注意到在步驟110與長寬比進行比較的范圍并沒有必要一定是永久、固定的范圍，但是可取決于斑的大小從斑到斑而變化。例如，如果斑大于給定大小，則一個值可被用于這個比較，而如果斑小于給定大小，則第二值可被使用。同樣，如果斑小于給定大小，則比較值可作為斑大小的函數(shù)被加以確定。大的斑通常具有較厚的邊緣，所以程序可提供接近于1被定中的更窄長寬比范圍，以通過更多依賴對它們邊緣厚度的分析來優(yōu)化大泡的區(qū)分。
在步驟112和114中，幾個值被加以計算。尤其地，在步驟112中，兩個閾值被加以計算。這些值中的第一值，被稱為孔閾值，其表示用于與斑內(nèi)部象素做比較的背景相對強度；以及被稱為環(huán)閾值的第二值表示用于與斑的邊緣或環(huán)上的象素做比較的背景相對強度。
對于每個被處理的斑，局部背景的估算被加以執(zhí)行，以支持對用于評價斑大小、形狀和特征的閾值的更佳確定。根據(jù)局部背景而確定的閾值包括孔閾值、環(huán)閾值、及碎片閾值?？组撝当挥脕碜R別其中斑內(nèi)部并不是處于飽和水平的、但比局部背景灰度標度亮的部分孔。斑壁閾值被用來評價潛在的泡壁厚度，由于泡圖象作為相當象環(huán)形物的暗圓環(huán)形狀而顯現(xiàn)。泡內(nèi)部其強度通常類似于其局部的背景水平，但是泡斑通常展示出暗環(huán)，其明顯地比局部背景水平暗。碎片的閾值還被單獨地加以確定，其典型地比泡壁強度暗。使用局部背景來設定這些閾值意味著處理將更為適用且每個被處理的斑將被更好地進行表征。
任何適合的程序可被用來確定每個斑的適當局部背景值。優(yōu)選地，這個值可基于在相鄰于斑的限定區(qū)域內(nèi)以及限定斑分析區(qū)域的矩形內(nèi)部的象素的強度值。通過使用這個剛剛被確定的背景值(BgMean)，孔環(huán)及碎片閾值可由下述方程式加以計算holeThrs＝BgMean+(C_smHTFactor*BgSigma)ringThrs＝BgMean+(C_smDTFactor*BgSigma)其中BgMean是在給定區(qū)域內(nèi)象素的平均強度值，BgSigma是這些象素強度值與平均值的標準偏差，且C_smHTFactor及C_smDTFactor是參數(shù)。通過使用被已知為在圖象內(nèi)具有孔和泡的接觸透鏡的圖象，這些參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗由系統(tǒng)的迭代過程導出。
在步驟114中，斑的每個象素的斑梯度值(在下面被說明為兩維的一階導數(shù))被加以確定。在步驟102之前，即在圖5流程圖中所示的泡處理軟件之前，初始斑分析的一個重要部分是通過計算斑的兩維一階導數(shù)或梯度對斑邊緣的確定。這些梯度被用來跟蹤外部及內(nèi)部的邊緣以形成斑用于隨后的處理。然而，在初始斑分析中這些梯度值被象素色編碼取代，所述象素色編碼被用來將相鄰象素一起縫合進一個鄰接的斑中。作為泡識別過程的一部分，在步驟114中斑邊緣梯度被重新評價。斑梯度的重新評價包括計算每個斑所增加面積大小的兩維一階導數(shù)(在初始斑矩形區(qū)域每一側上的2個附加象素)，以努力增強被初始斑分析可能已經(jīng)忽略的弱邊緣，其中當斑被定位時在步驟102之前進行初始斑分析。在斑梯度被重新計算的同時，梯度的平均值和標準偏差被加以計算。梯度閾值被確定為梯度平均值減去一個梯度標準偏差。在隨后的處理中梯度閾值被利用以確定斑大小、長寬比、對稱性和斑壁(環(huán))厚度，它們被用來將斑歸類為泡或缺陷。在泡識別軟件內(nèi)的步驟102之前所執(zhí)行的初始斑分析中，靜態(tài)梯度閾值被用于斑的分析中。在泡處理軟件中通過計算每個斑的局部梯度閾值，可以執(zhí)行對斑特征的更佳評定。
在步驟112和114之后，在步驟116例行程序確定斑是小還是大。這是通過比較斑的大小與預先確定的參數(shù)而進行的。如果所述大小小于這個恒量，則斑被視為小，并且例行程序繼續(xù)到步驟120；以及如果所述斑大小大于這個恒量，則斑被視為大且例行程序轉移到步驟122。
小于由參數(shù)C_bubMinBlob所規(guī)定的值(例如具有象素面積大于15的斑)且具有在參數(shù)C_smBubRat所規(guī)定范圍內(nèi)長寬比的小斑得到評價，以確定它們是否具有小孔的亮象素特征。同樣，暗象素和全部象素的比率(通過將象素強度與根據(jù)局部背景計算出的孔及環(huán)閾值進行比較(對于每個斑)而被確定)與參數(shù)C_minDPPer進行比較。如果在斑內(nèi)的暗象素與全部象素的比率大于參數(shù)C_minDPPer，則斑是泡或小的部分孔。C_minDPPer是根據(jù)經(jīng)驗針對一給定系統(tǒng)和透鏡而被確定的。對于本系統(tǒng)它具有52的值。
在步驟120中，暗象素與全部象素的比率被加以計算，且隨后在步驟124，這個比率被用來確定斑是孔還是泡。更具體而言，在步驟124中，必須滿足兩個標準以便于斑被識別為泡。第一個標準是暗象素與總象素的比率必須滿足給定的條件。例如，這個條件可是暗象素與總象素的比率大于一被定義值。應該注意到這個被定義值可是其它因子如斑的大小的函數(shù)。在步驟124所應用的第二標準是亮象素的總數(shù)量是否小于給定數(shù)量如2。如果在步驟124所應用的兩個標準均得到滿足，則斑被識別為泡，否則斑被確定為孔。
在步驟120中，任何適合的測試可用來將象素識別為暗或亮的。例如，其強度值小于第一給定值的那些象素可被視為暗的，而其強度值大于第二值的象素可被視為亮的。對于本系統(tǒng)，優(yōu)選地是暗象素是具有強度值小于環(huán)閾值(ringThr)的象素，以及亮象素是具有強度值大于孔閾值(holeThr)的象素。
如果在步驟116中，斑被確定為大斑，則例行程序從步驟116繼續(xù)到步驟122，其中斑的大小與表示泡最大大小的給定值(其為具有11000象素平方(power)缺省值的參數(shù))進行比較。如果斑不小于這個值，則斑被識別為孔。然而，如果斑小于這個大小，則例行程序轉移到步驟126，其中斑的環(huán)或外部邊緣的厚度被加以確定。
較大斑使其壁厚度得到評價，以確定它們是否展示出其相似于環(huán)形的泡特征性特性。在步驟126中沿著靠45°相隔開的八個搜索矢量中的每一個矢量對斑壁厚度加以確定，從斑外部向中心進行處理，且將在矢量上的象素的強度值與根據(jù)每個孔的局部背景計算出的孔和環(huán)閾值進行比較。沿著每個矢量，基于暗象素與亮象素與環(huán)或孔閾值的比較，暗象素與亮象素被加以計數(shù)。暗象素表示斑壁(邊緣或環(huán))的厚度，且亮象素計數(shù)可被用來確定材料的損失量(如果存在的話)。
在步驟130中，延伸通過大于高出最小厚度的給定數(shù)量象素例如大于兩個象素的壁厚度的矢量數(shù)量與給定值(C_bubNEdge)進行比較。如果斑未通過這個測試，則斑被歸類成孔(缺陷)。如果斑具有可接受數(shù)量的測試矢量，則它被進一步處理以確定它是否是泡。
如果斑在步驟130中通過環(huán)矢量測試，則它的象素被與根據(jù)局部背景而確定的附加閾值進行比較且被計數(shù)。同樣幾何平均數(shù)和象素加權平均數(shù)被加以確定。附加的閾值是darkThr＝BgMean-(darkfac*BgSigma)brightThr＝BgMean+(holefac*BgSigma)verybrightThr＝holeThr如上所述參數(shù)darkfac和holefac如前期所說明的那樣根據(jù)經(jīng)驗得以確定。
在步驟132中，計數(shù)由斑內(nèi)部為暗、亮以及非常亮的象素數(shù)量組成。具體地，為了做到這一點，將象素的灰度標度值與剛剛定義的表示暗、亮及非常亮值的三個閾值進行比較。如果象素的灰度標度值小于暗閾值(darkThr)，則象素被視為暗。如果象素的灰度標度值大于亮閾值(brightThr)，則象素被視為亮的；以及如果象素的灰度標度大于非常亮閾值(verybrightThr)，則象素被視為非常亮。利用這個程序，可注意到非常亮的象素也被計數(shù)為亮象素。
在步驟134中，例行程序檢驗確定斑是否具有任何亮的象素。如果沒有，則斑被視為泡；然而如果斑具有任何亮的象素，則例行程序繼續(xù)到步驟136以測試斑是否是具有亮中心的泡，因為泡充當透鏡。在這個步驟中，基于暗和亮象素的數(shù)量、以及幾何中心與以前所說明且可被稱為象素加權平均值的慣性質(zhì)心的比較做出評定，以確定斑是否是泡、孔、碎片或一些其它類型的缺陷。當泡在其中心區(qū)域展示出亮象素時，它們的慣性質(zhì)心典型地非常接近于它們的幾何中心，而孔經(jīng)常將顯現(xiàn)出具有與其幾何中心相比較傾斜的慣性質(zhì)心。碎片通常也是非對稱的且也將未能通過這個測試。
在步驟140中，將慣性質(zhì)心和幾何中心之間的距離與被定義值進行比較，所述被定義值可為常數(shù)或可根據(jù)定義的函數(shù)被加以確定。如果這個距離不小于被定義的值，則斑被視為是非對稱的且因此被視為孔。然而，如果慣性與幾何質(zhì)心之間的距離小于被定義值，則斑被視為是對稱的。斑可是泡且例行程序轉移到步驟142。
在這個步驟142中，例行程序檢驗確定是否暗象素與亮象素的比率指示斑是否是泡。為了做到這點，例行程序比較那個比率與被定義值，所述定義值可是參數(shù)或可根據(jù)定義的函數(shù)而被加以計算。如果暗象素與亮象素的比率小于被定義值，則斑被視為是泡，但是如果這個比率不小于被定義值，則斑被視為是孔。被定義值優(yōu)選地大約為5。
利用圖5中所示的例行程序100的優(yōu)選實施例，所有的斑可被分析，盡管一個孔的存在可足以拒絕透鏡。優(yōu)選地是所有的斑被加以分析，因為這可提供用于制作透鏡程序方面的有用信息。
圖6和7示例出具體表達這個發(fā)明另一系統(tǒng)和方法的檢查系統(tǒng)200。如將意識到的那樣，圖6和7分別類似于圖1和2，且圖中相似的參考數(shù)字標識出相同的或相對應的子系統(tǒng)或元件。因此，圖6和7的子系統(tǒng)200包括運輸子系統(tǒng)12、照明子系統(tǒng)14、成像子系統(tǒng)16和處理子系統(tǒng)20。尤其參考圖7，在系統(tǒng)200中，照明子系統(tǒng)包括氙氣閘門54、以及成像子系統(tǒng)包括相機32(相機32包括CCD陣列76)。圖1與圖6中所示系統(tǒng)的差異在于接觸透鏡被示出在半模或前曲線模206內(nèi)進行檢查，而不是在圖1和2所示系統(tǒng)中所說明的最終組件。利用部分被透射且部分被吸收的光的這個系統(tǒng)尤為有用，因為與其它系統(tǒng)，尤其是單獨利用uv光可以用來檢查薄透鏡但是不能夠通過厚透鏡建立圖象的檢查系統(tǒng)相比，它可被用來檢查厚和薄的接觸透鏡。
正如本領域的那些普通技術人員將理解到的，系統(tǒng)200被設計成檢查模制接觸透鏡，所述模制接觸透鏡被模制在兩個模段之間，之后不久一個模段被取走。透鏡被留在剩余的模段206內(nèi)，所述模段攜帶透鏡通過檢查系統(tǒng)。在極大多數(shù)時間中，兩個模段被拔離開而不影響透鏡。然而，在一些情況下當模段被拔離時，透鏡可從剩余模段中被略微地拔離開。這并不是透鏡中的缺陷。然而，典型的現(xiàn)有技術自動化透鏡檢查系統(tǒng)并不能夠有效地區(qū)分已經(jīng)從模段中拔離開的透鏡與具有孔或撕裂缺陷的透鏡。
因此本發(fā)明包括一種檢查光學設備的方法，其包括(a)利用具有第一帶寬的光照明所述光學設備的中心區(qū)域；(b)利用具有第二帶寬的光照明所述光學設備的邊緣；(c)將步驟(a)和(b)中的光透射通過所述光學設備并且在感光性象素陣列上捕捉所述光；(d)讀取根據(jù)步驟(c)產(chǎn)生的象素以檢查所述光學設備。
在此所使用的術語光學設備和感光性象素陣列具有上述提到的含義和優(yōu)選的范圍。術語“中心區(qū)域”是指同心地從所述光學設備的幾何中心延伸到不大于距所述光學設備邊緣約1mm半徑處的所述光學設備區(qū)域。在此所使用的術語“邊緣”是指同性地從所述光學設備的周長延伸且結束于所述中心區(qū)域的所述光學設備區(qū)域。例如如果所述光學設備是具有直徑為12.6mm的接觸透鏡，則中心區(qū)域是從沿著半徑測量時從所述幾何中心延伸5.3mm的面積。這個接觸透鏡的邊緣是沿著這個半徑測量出的6.3mm。
在此所使用的術語“具有第一帶寬的光”是指具有照明光學設備中缺陷如孔、泡、撕裂及碎片的波長的光。優(yōu)選地所述具有第一波帶的光處于可見光范圍(約370nm至約410nm)，然而，所述具有第一帶寬的光可包括處于可見光范圍及紫外區(qū)域的光。例如如在此所定義的所述術語具有第一帶寬的光可具有第一波長帶和第二波長帶。術語“具有第二波長帶的光”是指具有這樣波長的光，即其并不產(chǎn)生因透鏡邊緣從模子載體中略微分離而導致的任何圖象特點。優(yōu)選地是所述具有第二帶寬的光處于光譜的紫外線區(qū)域(約330nm至約367nm)。
本發(fā)明還進一步包括一種檢查光學設備的方法，其包括(a)利用具有第一帶寬的光照明所述光學設備的中心區(qū)域；(b)利用具有第二帶寬的光照明所述光學設備的邊緣；(c)將步驟(a)和(b)中的光透射通過所述光學設備并且在感光性象素陣列上捕捉所述光；(d)產(chǎn)生所述光學設備的圖象。
在此所使用的術語光學設備、感光性象素陣列、圖象、中心區(qū)域、邊緣、具有第一帶寬的光及具有第二帶寬的光具有其上述提到的含義和優(yōu)選的范圍。
本發(fā)明還進一步包括一種用于檢查光學設備的裝置，其包括(a)利用具有第一帶寬的光用于照明所述光學設備中心區(qū)域的裝置；(b)利用具有第二帶寬的光用于照明所述光學設備邊緣的裝置；(c)用于將步驟(a)和(b)中的光透射通過所述光學設備并且在感光性象素陣列上捕捉所述光的裝置；(d)用于讀取根據(jù)步驟(c)產(chǎn)生的象素以檢查所述光學設備的裝置。
在此所使用的術語光學設備、感光性象素陣列、圖象、中心區(qū)域、邊緣、具有第一帶寬的光及具有第二帶寬的光具有其上述提到的含義和優(yōu)選的范圍。
在此所使用的用于照明所述中心區(qū)域的裝置包括但其并不局限于將來自光源的光透射通過第一濾光器元件，其中所述濾光器透射顯示出所述光學設備中孔和撕裂的光。優(yōu)選地所述第一濾光器元件透射處于光譜可見光范圍，更優(yōu)選地處于約370nm至約410nm的光。在此所使用的用于照明所述邊緣的裝置包括但并不局限于將來自光源的光透射通過第二濾光器元件，其中所述濾光器并不產(chǎn)生因透鏡邊緣從模子載體中略微分離而導致的任何圖象特點。優(yōu)選地所述第二濾光器元件透射具有約330nm至約367nm波長的處于紫外線區(qū)域的光。這個發(fā)明參考下述圖及說明被更詳細地加以示例。
在圖6和7所示系統(tǒng)的另一優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)200可以被修改成將位于光源54與透鏡204之間的濾光器設備202互換成圖8中所示的另一濾光器設備220。另外，濾光器設備220可位于透鏡204與相機之間。
借助于濾光器設備220，系統(tǒng)200被設計成避免僅因于透鏡被剝離而被拒絕。通常，這是通過利用這樣的事實來完成，即透鏡中的大多數(shù)孔和撕裂出現(xiàn)在透鏡的中心區(qū)域，而已經(jīng)從模子載體206中被拔離開的透鏡效果顯然是主要出現(xiàn)在透鏡的周長區(qū)域。更具體地，系統(tǒng)200的照明子系統(tǒng)被設計且操作成在象素陣列76上形成圖象，所述圖象有效地示出透鏡中的孔或撕裂而且還不示出因透鏡從模子載體中略微分離而導致的任何效果。
優(yōu)選地這是通過下述完成的，即利用處于顯示出透鏡中孔或撕裂的至少一個帶寬的光照明透鏡206的中心區(qū)域，并且利用處于并不產(chǎn)生因透鏡邊緣從模子載體中略微分離而導致的任何圖象特點的第二帶寬的光照明透鏡的外部區(qū)域。這反過來是通過將處于照明光束路徑中的濾光器設備220定位在光源54和透鏡204之間而實現(xiàn)。
濾光器設備220包括支架或支柱構件，以及被牢固地支撐在支柱構件中的第一和第二濾光器元件。特別參考圖8，第一濾光器元件212具有圓形形狀，且第二濾光器元件214具有較大的圓形形狀且被這樣加以定位以便于214與所述第一濾光器元件212同心，這樣所述第二濾光器元件214與所述第一濾光器元件212重疊，并且具有從延伸出濾光器元件212圓周的環(huán)形形狀。作為另一選擇地，圓形的第一濾光器元件與環(huán)形的第二濾光器元件可被用來取得相同的效果。
濾光器設備220被定位在系統(tǒng)200中，以便于穿過透鏡204中央部分的光穿過所述第一濾光器元件212，并且穿過透鏡204外部周長部分的光已經(jīng)穿過所述第二濾光器元件214。此外，優(yōu)選地，穿過所述第一濾光器元件212的任何光絕不穿過外部透鏡區(qū)域，并且同樣地，穿過所述第二濾光器元件214的光絕不穿過中央透鏡區(qū)域。
濾光器元件212和214可透射任何適合的帶寬。例如，所述第二濾光器元件214透射處于光譜紫外線區(qū)域，優(yōu)選地處于約340nm或357nm(+/-10FWHM)的光，以為透鏡周界提供紫外線形式的照明。所述第一濾光器元件212透射大多數(shù)處于可見光區(qū)域的光，但是如圖3所示可以透射處于第一波長帶86和第二波長帶88的光。通過使能夠被透射到透鏡外面部分且最終到達CCD陣列的光的帶寬變窄，透鏡外面部分的圖象是掩蓋剝離假象的較暗圖象。
圖9示例出在系統(tǒng)200的象素陣列76上所形成的透鏡圖象。任何適合的圖象分析算法可被用來分析象素數(shù)據(jù)，以確定透鏡是否可被接受。本發(fā)明這個方面的顯著優(yōu)點在于現(xiàn)存的圖象分析算法可以被用來確定透鏡是否具有孔或撕裂。這是由于這樣的事實，即僅在透鏡邊緣上使用uv光掩蓋了作為剝離而顯現(xiàn)的脫模過程假象。應用于系統(tǒng)200的光譜掩蔽技術消除了，或者至少基本上降低了因透鏡從模子載體中分離而出現(xiàn)在象素陣列76上的特點的可能性。因此，算法可以精確地識別具有孔或撕裂的透鏡，即使所述算法并不能夠有效地區(qū)分上述這樣的透鏡與其邊緣已經(jīng)從模子載體中分離出的透鏡。
正如本領域中的那些普通技術人員將意識到的，系統(tǒng)10、例行程序100和系統(tǒng)200可被用來檢查大量類型及大小的光學透鏡和其它光學設備，以及系統(tǒng)10和200尤其很好地適合于檢查接觸透鏡。此外，取決于系統(tǒng)中待被檢查及/或被組裝物體的吸收/透射特征，通過使用各種光譜的組合，在此所公開的多光譜成像程序還可以被應用到其它物體中。利用這個發(fā)明可以被檢查的其它物體包括柔性焦距透鏡組、相機透鏡、光學濾光器、薄膜以及玻璃。
在此所公開的本發(fā)明的附加方面包括但并不局限于下述內(nèi)容。一種讀取從感光性陣列所產(chǎn)生的象素的方法，通過利用光學設備的對稱性程度、壁厚度及灰度標度值用來評價所述光學設備是否包括孔。一種由機器可讀取的程序存儲設備，有形地將機器可執(zhí)行的指令程序具體化，以執(zhí)行用于處理表示光學設備、區(qū)分所述光學系統(tǒng)被定義特征的圖象數(shù)據(jù)的方法步驟。
雖然很顯然地是在此所公開的本發(fā)明被準確地加以計算以實現(xiàn)上面所闡明的目的，但是將要意識到本領域中的普通技術人員可以設想出眾多修改及具體實施，以及旨在所附加的權利要求涵蓋屬于本發(fā)明真實實質(zhì)及范圍內(nèi)的所有這樣的修改和具體實施。
權利要求
1.一種用于檢查光學設備的裝置，包括(a)利用光用于照明光學設備及環(huán)境背景的裝置，其中所述光包括第一波長帶和第二波長帶，其中所述第一波長帶和所述第二波長帶是不同的波長，以及其中所述第一波長帶具有第一強度且所述第二波長帶具有第二強度；(b)用于將所述光透射通過所述光學設備的裝置，其中大多數(shù)所述第一波長帶被所述光學設備吸收且大多數(shù)所述第二波長帶被透射通過所述光學設備，以及在感光性象素陣列上捕捉所述透鏡透射光；(c)用于將所述光透射通過所述環(huán)境背景的裝置，其中大多數(shù)所述第一波長帶和所述第二波長帶被透射，以及在感光性象素陣列上捕捉所述背景透射光；(d)用于讀取從裝置(b)和(c)所產(chǎn)生的象素并且比較所述讀數(shù)的灰度標度值的裝置，其中從所述背景透射光以及從所述透鏡透射光所產(chǎn)生象素的灰度標度值之間的差異是一個足以區(qū)分所述光學設備內(nèi)孔與所述環(huán)境背景內(nèi)泡的值。
2.一種用于檢查光學設備的裝置，包括(a)利用具有第一帶寬的光用于照明所述光學設備中心區(qū)域的裝置；(b)利用具有第二帶寬的光照明所述光學設備邊緣的裝置；(c)用于將裝置(a)和(b)中的光透射通過所述光學設備并且在感光性象素陣列上捕捉所述光的裝置；(d)用于讀取根據(jù)裝置(c)產(chǎn)生的象素以檢查所述光學設備的裝置。
3.根據(jù)權利要求2的裝置，其中用于照明所述中心區(qū)域的所述裝置包括光源和第一濾光器元件，其中所述元件透射可見光區(qū)域中的光。
4.根據(jù)權利要求2的裝置，其中用于照明所述中心區(qū)域的所述裝置包括光源和第二濾光器元件，其中所述元件透射紫外光區(qū)域中的光。
全文摘要
一種檢查光學設備的方法包括(a)利用光照明所述光學設備及環(huán)境背景，其中所述光包括第一波長帶和第二波長帶，其中所述第一波長帶和所述第二波長帶是不同的波長，以及其中所述第一波長帶具有第一強度且所述第二波長帶具有第二強度；(b)將所述光透射通過所述光學設備，其中大多數(shù)所述第一波長帶被所述光學設備吸收且大多數(shù)所述第二波長帶被透射通過所述光學設備，以及在感光性象素陣列上捕捉所述透鏡透射光；(c)將所述光透射通過所述環(huán)境背景，其中大多數(shù)所述第一波長帶和所述第二波長帶被透射，以及在感光性象素陣列上捕捉所述背景透射光；(d)讀取從步驟(b)和(c)所產(chǎn)生的象素并且比較所述讀數(shù)的灰度標度值，其中從所述背景透射光以及從所述透鏡透射光所產(chǎn)生象素的灰度標度值之間的差異是一個足以區(qū)分所述光學設備內(nèi)孔與所述環(huán)境背景內(nèi)泡的值。
文檔編號G01M11/00GK1896708SQ20061011551
公開日2007年1月17日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權日2002年2月21日
發(fā)明者A·J·迪斯彭扎, M·F·維曼, K·H·吉爾斯, J·埃貝爾 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司