Bereich der ErfindungField of the invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme zum Prüfen
von Objekten. Die vorliegende Erfindung betrifft spezieller ein
System zum Prüfen von optischen Medien oder Linsen.The
The present invention relates generally to systems for testing
of objects. The present invention more particularly relates to
System for testing optical media or lenses.
Hintergrundbackground
Frühe
Techniken zum Prüfen von Linsen beruhten typischerweise
darauf, dass ein menschlicher Prüfer die Linsen visuell
auf Fehler untersuchte (nachfolgend Linsenfehler genannt), gewöhnlich
indem die Linsen auf einen Bildschirm vergrößert
oder projiziert wurden und ein menschlicher Prüfer dann
visuell nach Linsenfehlern suchte. Die arbeitsintensive und subjektive
Natur von Prüfungen, die von Menschen durchgeführt
wurden, weckte das Interesse an einer Automatisierung des Prüfprozesses.
Es wurden zahlreiche Verfahren untersucht, zunächst einmal
solche, bei denen ein Bild einer Linse erfasst und das Bild dann
elektronisch auf Linsenfehler beurteilt wird. Diese Verfahren nutzen üblicherweise
die Tatsache, dass Licht unter bestimmten Umständen, wenn
eine Linsenunregelmäßigkeit auftritt, auf eine
Weise gestreut wird, die qualitativ beurteilt werden kann. Diese
Verfahren funktionieren im Allgemeinen dadurch, dass ein Lichtstrahl
vor und/oder nach dem Passieren durch eine Linse manipuliert wird,
um optische Informationen zu extrahieren, die nachfolgend zum Beurteilen
von Mängeln analysiert werden.morning
Lens inspection techniques are typically based
insist that a human examiner visually inspect the lenses
examined for defects (hereinafter called lens defects), usually
by enlarging the lenses onto a screen
or were projected and then a human examiner
Visually searched for lens flaws. The labor-intensive and subjective
Nature of exams performed by humans
were aroused the interest in automating the testing process.
Numerous methods have been studied, first of all
those in which an image of a lens captures and then the image
is assessed electronically for lens aberration. These methods usually use
the fact that light in certain circumstances, though
a lens irregularity occurs on one
Is scattered, which can be assessed qualitatively. These
Procedures generally work by having a light beam
manipulated before and / or after passing through a lens,
to extract visual information, which is subsequently used for judging
be analyzed by defects.
US-Patent Nr. 5,500,732 von
Ebel et al. sowie US-Patent Nr.
6,134,342 von Doke et al. beschreiben ein herkömmliches
System und ein Verfahren zum Prüfen von Linsen. In dem
herkömmlichen System und Verfahren gemäß Beschreibung
von Ebel und Duke werden Linsen mit einem Halter wie z. B. einer
Curvette transportiert. Das herkömmliche System und Verfahren
eignen sich jedoch nur zum Prüfen von trockenen Linsen und
können nicht zum Prüfen von Brillengläsern
oder Kontaktlinsen verwendet werden, die in einem Medium wie Kochsalzlösung
transportiert werden. Die meisten Kontaktlinsen auf dem Markt werden
in Kochsalzlösung eingepackt. Dies macht den Erhalt von
scharfen Bildern von Kontaktlinsen in Kochsalzlösung beim
Prüfen derselben technisch schwierig. U.S. Patent No. 5,500,732 by Ebel et al. such as U.S. Patent No. 6,134,342 Doke et al. describe a conventional system and method for testing lenses. In the conventional system and method as described by Ebel and Duke, lenses are provided with a holder such as a holder. B. a curvette transported. However, the conventional system and method are only suitable for testing dry lenses and can not be used to inspect ophthalmic lenses or contact lenses that are transported in a medium such as saline. Most contact lenses on the market are packed in saline. This makes it difficult to obtain sharp images of contact lenses in saline while testing them.
Mit
zunehmendem Bedarf an der Erfassung von kleineren Fehlern wird es
notwendig, Bilder mit höherer Auflösung zu verwenden,
um solche Fehler zu erfassen. Das US-Patent
Nr. 6,301,005 von Epstein et al. beschreibt ein herkömmliches
System und Verfahren zum Prüfen von Hochauflösungslinsen.
Eine solche Prüfung von Hochauflösungslinsen erfordert
Kameras, die kostspielig und verfügbarkeitsabhängig
sind. Es ist daher schwierig, scharfe Bilder der Linsen zu erhalten,
ohne die oben genannten Kameras zu benutzen.As the need for detecting smaller errors increases, it becomes necessary to use higher resolution images to detect such errors. The U.S. Patent No. 6,301,005 by Epstein et al. describes a conventional system and method for inspecting high resolution lenses. Such high-resolution lens inspection requires cameras that are costly and availability-dependent. It is therefore difficult to obtain sharp images of the lenses without using the above-mentioned cameras.
Darüber
hinaus werden Linsenkennwerte wie Stärke und Dicke der
Linse typischerweise nach dem Untersuchen der Linsen auf Fehler
bestimmt. Herkömmlicherweise sind Prüfstationen
an der Linsenproduktionslinie installiert, wobei jede Prüfstation
unabhängig den entsprechenden Linsenkennwert misst und
bestimmt. Die zum Übertragen der Linsen von einer Prüfstation
zur anderen verbrauchte Zeit wirkt sich jedoch nachteilig auf den
Wirkungsgrad des Linsenproduktionsprozesses aus und senkt dadurch
die Linsenproduktivität insgesamt. Darüber hinaus
entstehen durch die Notwendigkeit für einen menschlichen
Eingriff bei der Übertragung von Linsen von einer Prüfstation
zur anderen potentiell Möglichkeiten für menschlich
bedingte Fehler.About that
In addition, lens characteristics such as thickness and thickness of the
Lens typically after examining the lenses for errors
certainly. Conventionally, test stations
installed on the lens production line, with each test station
independently measures the corresponding lens characteristic value and
certainly. To transfer the lenses from a test station
on the other time consumed, however, adversely affects the
Efficiency of the lens production process and thereby lowers
the lens productivity overall. Furthermore
arise due to the need for a human
Intervention in the transmission of lenses from a test station
on the other hand, potentially human opportunities
conditional errors.
Demgemäß besteht
Bedarf an einem System zum Lösen der obigen Probleme von
existierenden Linsenprüfsystemen, indem die Notwendigkeit
minimiert wird, die Linsen physisch zwischen Prüfstationen
zu übertragen, um dadurch den Gesamtwirkungsgrad für
die Linsenproduktion zu verbessern.Accordingly, there is
Need for a system for solving the above problems of
existing lens inspection systems by the need
is minimized, the lenses physically between testing stations
to thereby transfer the overall efficiency for
to improve the lens production.
ZusammenfassungSummary
Die
vorliegenden Ausgestaltungen der hierin offenbarten Erfindung stellen
ein Hochauflösungsobjektprüfsystem zum Durchführen
von Objektprüfungen bereit.The
present embodiments of the invention disclosed herein
a high resolution object inspection system for performing
ready for object checks.
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Objektprüfsystem zum
Prüfen eines Objekts offenbart, das eine erste Station,
eine zweite Station und eine dritte Station umfasst. In der ersten
Station wird ein erstes Bild des Objekts erfasst, so dass das erste
Bild bearbeitet werden kann, um die An- oder Abwesenheit von wenigstens
einem Fehler auf dem Objekt zu ermitteln. In der zweiten Station
wird wenigstens ein zweites Bild erfasst, wobei das wenigstens eine
zweite Bild eine vergrößerte Ansicht von wenigstens
einem Teil des Objekts ist. Das wenigstens eine zweite Bild kann
bearbeitet werden, um die Qualität des wenigstens einen Fehlers
zu bestimmen, und die Qualität des wenigstens einen Fehlers
kann akzeptabel oder unakzeptabel sein. Die dritte Station bestimmt
optische Eigenschaften wie z. B. die Stärke und Dicke des
Objekts, nachdem entweder das Fehlen von wenigstens einem Fehler
oder die Qualität von wenigstens einem Fehler anhand von wenigstens
einem zweiten Bild als akzeptabel festgestellt wurde.According to a first aspect of the invention, there is disclosed an object inspection system for inspecting an object comprising a first station, a second station and a third station. In the first station, a first image of the object is captured so that the first image can be processed to determine the presence or absence of at least one error on the object. At least one second image is captured in the second station, wherein the at least one second image is an enlarged view of at least a portion of the object. The at least one second image may be edited to improve the quality of the at least one Defining errors and the quality of the at least one error may be acceptable or unacceptable. The third station determines optical properties such. The strength and thickness of the object after either the absence of at least one error or the quality of at least one error from at least one second image has been found to be acceptable.
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Objektprüfverfahren
offenbart, das die Erfassung eines ersten Bildes eines Objekts durch
eine erste Station beinhaltet. Das erste Bild kann bearbeitet werden, um
die An- oder Abwesenheit von wenigstens einem Fehler auf dem Objekt
zu ermitteln. Das Verfahren beinhaltet auch das Erfassen von wenigstens
einem zweiten Bild durch eine zweite Station, wobei das wenigstens eine
zweite Bild eine vergrößerte Ansicht von wenigstens
einem Teil des Objekts ist. Das wenigstens eine zweite Bild kann
bearbeitet werden, um die Qualität des wenigstens einen
Fehlers festzustellen und um festzustellen, ob die Qualität
des wenigstens einen Fehlers akzeptabel oder unakzeptabel ist. Schließlich
beinhaltet das Verfahren das Ermitteln von optischen Eigenschaften
wie z. B. der Stärke und Dicke des Objekts durch eine dritte
Station, wenn das Fehlen von wenigstens einem Fehler oder die Qualität
von wenigstens einem Fehler anhand des wenigstens zweiten Bildes
als akzeptabel festgestellt wurde.According to one
second aspect of the invention is an object inspection method
discloses capturing a first image of an object
includes a first station. The first image can be edited to
the presence or absence of at least one error on the object
to investigate. The method also includes detecting at least
a second image through a second station, the at least one
second image is an enlarged view of at least
is part of the object. The at least one second picture can
be edited to the quality of at least one
Determine errors and determine if the quality
the at least one error is acceptable or unacceptable. After all
The method includes determining optical properties
such as B. the thickness and thickness of the object by a third
Station, if the lack of at least one error or quality
of at least one error based on the at least second image
was found to be acceptable.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausgestaltungen
der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart.
Dabei zeigt:refinements
The invention will be disclosed below with reference to the drawings.
Showing:
1 ein
System zum Prüfen von Hochauflösungslinsen gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung; 1 a system for inspecting high resolution lenses according to an embodiment of the invention;
2 ein
Linsenfehlerprüfsubsystem des Systems zum Prüfen
von Hochauflösungslinsen von 1, wobei
das Linsenfehlerprüfsubsystem eine Full-FOV-(Volles Sichtfeld)-Station
und eine Magnified-FOV-(Vergrößertes Sichtfeld)-Station
umfasst; 2 a lens defect inspection subsystem of the high-resolution lens inspection system of 1 wherein the lens defect inspection subsystem comprises a full FOV (full field of view) station and a Magnified FOV (enlarged field of view) station;
3 ein
Bild einer Linse, das von der Full-FOV-Station von 2 gemacht
wurde, vergrößert durch die Magnified-FOV-Station
von 2 zum Erzeugen eines vergrößerten
Bildes, wobei das vergrößerte Bild in Referenzbildteile
unterteilt ist; 3 a picture of a lens taken from the full FOV station of 2 made larger by the Magnified FOV station of 2 for generating an enlarged image, wherein the enlarged image is divided into reference image parts;
4 ein
Foto einer Linse, die durch die Full-FOV-Station von 2 erfasst
wurde; 4 a photo of a lens passing through the full FOV station of 2 was recorded;
5 ein
Foto eines Teils der von der Magnified-FOV-Station von 2 erfassten
Linse, wobei der die Fehler enthaltende Teil der Linse anhand des
Fotos von 4 identifiziert wird; 5 a photo of part of the Magnified FOV station of 2 detected lens, wherein the error-containing part of the lens based on the photograph of 4 is identified;
6 ein
Linsenkennwert-Messsubsystem des Systems zum Prüfen von
Hochauflösungslinsen von 1, wobei
das Linsenkennwert-Messsubsystem eine Linsenstärkenmessstation
und eine Linsendickenmessstation umfasst; und 6 a lens characteristic measurement subsystem of the high-resolution lens inspection system of FIG 1 wherein the lens characteristic measurement subsystem comprises a lens power measurement station and a lens thickness measurement station; and
7 ein
Fließschema, das einen Linsenprüfvorgang illustriert,
der von dem System zum Prüfen von Hochauflösungslinsen
von 1 durchgeführt wird. 7 FIG. 4 is a flowchart illustrating a lens inspection process performed by the system for inspecting high resolution lenses of FIG 1 is carried out.
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Es
wird nachfolgend ein System zum Prüfen von Hochauflösungslinsen
zum Durchführen von Objektprüfungen zum Lösen
der oben genannten Probleme beschrieben.It
hereinafter, a system for inspecting high-definition lenses will be described
for performing object checks for release
described the above problems.
Der
Kürze und Deutlichkeit halber wird die Beschreibung der
Erfindung nachfolgend auf die Prüfung von Linsen begrenzt.
Dies schließt jedoch nicht verschiedene Ausgestaltungen
der Erfindung aus anderen Anwendungsbereichen ähnlicher
Natur oder aus Anwendungsbereichen zum Prüfen anderer Objekttypen
aus. Die fundamentalen erfinderischen Grundsätze der Ausgestaltung
der Erfindung sind all den verschiedenen Ausgestaltungen gemeinsam.Of the
For brevity and clarity, the description of the
Invention limited to the examination of lenses.
However, this does not exclude different embodiments
of the invention from other applications similar
Nature or applications to check other types of objects
out. The fundamental inventive principles of design
the invention are common to all the different configurations.
Ausgestaltungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend gemäß den 1 bis 7 der
Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Elemente mit gleichen
Bezugsziffern nummeriert sind.Exemplary embodiments of the invention are described below in accordance with FIGS 1 to 7 of the drawings, in which like elements are numbered with like reference numerals.
1 zeigt
ein System 100 zum Prüfen von Hochauflösungsobjekten
nach einer Ausgestaltung der Erfindung. Das Hochauflösungsobjektprüfsystem 100 ist
zum Prüfen von Objekten wie Linsen oder anderen hergestellten
Produkten geeignet, um Fehler auf den Objekten zu erkennen. Die
nachfolgende Beschreibung der Ausgestaltungen der Erfindung ist
auf die Prüfung von Linsen anwendbar, aber nicht darauf
begrenzt. 1 shows a system 100 for testing high-resolution objects according to an embodiment of the invention. The high-resolution object inspection system 100 is suitable for inspecting objects such as lenses or other manufactured products to detect defects on the objects. The following description The embodiments of the invention are applicable to the inspection of lenses, but are not limited thereto.
Das
Hochauflösungsobjektprüfsystem 100 umfasst
drei Subsysteme: ein Linsenfehler-Prüfsubsystem 102,
ein Linsenplatzierungssubsystem 130 und ein Linsenkennwert-Messsubsystem 150.
Das Linsenfehler-Prüfsubsystem 102 dient zum Beurteilen
und Erkennen von Fehlern auf Linsen wie z. B. Abbildungsfehler. Das
Linsenfehler-Prüfsubsystem 102 umfasst zwei Prüfstationen:
eine Full-FOV-(Volles Sichtfeld)-Station 104 und eine Magnified-FOV-(Vergrößertes
Sichtfeld)-Station 106.The high-resolution object inspection system 100 includes three subsystems: a lens defect testing subsystem 102 , a lens placement subsystem 130 and a lens characteristic measurement subsystem 150 , The lens defect testing subsystem 102 is used to assess and detect errors on lenses such. B. aberrations. The lens defect testing subsystem 102 includes two test stations: a full FOV station 104 and a magnified FOV (enlarged field of view) station 106 ,
In
der Full-FOV-Station 104 wird ein Bild einer Linse erfasst
und elektronisch beurteilt, um eventuelle Fehler auf der Linse zu
erkennen. Danach werden, unabhängig davon, ob die Full-FOV-Station 104 Fehler
erkennt, Hochauflösungsbilder von verschiedenen Teilen
der Linse mit der Magnified-FOV-Station 106 zum weiteren
Prüfen der Linse erfasst. Die mehreren Hochauflösungsbilder
der Linse werden vorzugsweise mit einem Gerät erfasst,
das zwei Spiegelgalvanometer zum Fokussieren verschiedener Teile
der Linse umfasst, damit die Hochauflösungsbilder erfasst
werden können. Die Spiegelgalvanometer sind vorzugsweise
geschwindigkeitsvariable Spiegelgalvanometer. Wenn keine Fehler
erfasst werden, wird die Linse zum Linsenplatzierungssubsystem 130 übertragen.
Wenn jedoch Fehler erfasst werden, dann bestimmen die Ernsthaftigkeit
und Komplexität der Fehler, ob die Linse akzeptiert oder
zurückgewiesen wird. Wird die Linse akzeptiert, so wird
die Linse zum Linsenplatzierungssubsystem 130 übertragen.In the full FOV station 104 An image of a lens is captured and electronically evaluated to detect any errors on the lens. After that, regardless of whether the full FOV station 104 Error detects high-resolution images of different parts of the lens with the Magnified FOV station 106 detected for further testing of the lens. The plurality of high resolution images of the lens are preferably captured by a device comprising two mirror galvanometers for focusing different portions of the lens to capture the high resolution images. The mirror galvanometers are preferably variable-speed mirror galvanometers. If no errors are detected, the lens becomes the lens placement subsystem 130 transfer. However, when errors are detected, the severity and complexity of the errors determine whether the lens is accepted or rejected. When the lens is accepted, the lens becomes the lens placement subsystem 130 transfer.
Das
Objektprüfsystem 100 bestimmt vorzugsweise die
Ernsthaftigkeit und Komplexität der erfassten Fehler. Alternativ
kann ein menschlicher Prüfer alarmiert werden, die Linse
zu prüfen, wenn das Hochauflösungsobjektprüfsystem 100 nicht
beurteilen kann, ob die Linse zurückzuweisen oder zu akzeptieren
ist. Die Full-FOV-Station 104 umfasst ein erstes Detektionsmittel 108 und
eine erste Beleuchtungsquelle 110. Die Magnified-FOV-Station 106 umfasst
separat ein zweites Detektionsmittel 112, ein Spiegelgalvanometer 114 und eine
zweite Beleuchtungsquelle 116. Die erste und die zweite
Beleuchtungsquelle 110/116 sind beispielsweise Laserstrahlungsquellen.The object inspection system 100 preferably determines the severity and complexity of the detected errors. Alternatively, a human examiner can be alerted to examine the lens when using the high-resolution object inspection system 100 can not judge whether the lens is to be rejected or accepted. The full FOV station 104 comprises a first detection means 108 and a first illumination source 110 , The Magnified FOV station 106 includes separately a second detection means 112 , a mirror galvanometer 114 and a second illumination source 116 , The first and the second illumination source 110 / 116 are for example laser radiation sources.
Das
Linsenplatzierungssubsystem 130 dient zum Übertragen
der Linse vom Linsenfehler-Prüfsubsystem 102 zum
Linsenkennwert-Messsubsystem 150. Wie in 1 gezeigt,
umfasst das Linsenplatzierungssubsystem 130 eine untere
Aufnahmeeinheit 132, eine obere Aufnahmeeinheit 134,
eine Curvette 136 und Stellmotoren 138. Die untere
Aufnahmeeinheit 132 nimmt die Linse auf und dreht sie um
180°, bevor sie die Linse zum Linsenkennwert-Messsubsystem 150 überträgt.
Infolge dieses Vorgangs ist die Linse der oberen Aufnahmeeinheit 134 zugewandt.
Die untere Aufnahmeeinheit 132 überträgt
dann die Linse zur oberen Aufnahmeeinheit 134 und setzt
zurück, damit die obere Aufnahmeeinheit 134 die
Linse in der Curvette 136 platzieren kann. Alternativ wird
die Linse von der unteren Aufnahmeeinheit 132 aufgenommen,
ohne sie zu drehen. Außerdem verschieben und positionieren
die Stellmotoren 138 die untere Aufnahmeeinheit 132 und
die obere Aufnahmeeinheit 134 entlang einer Ebene parallel
zur optischen Achse der Linse.The lens placement subsystem 130 serves to transmit the lens from the lens defect inspection subsystem 102 to the lens characteristic measurement subsystem 150 , As in 1 shown includes the lens placement subsystem 130 a lower receiving unit 132 , an upper receiving unit 134 , a curvette 136 and servomotors 138 , The lower receiving unit 132 picks up the lens and rotates it 180 ° before inserting the lens into the lens characteristic measurement subsystem 150 transfers. As a result of this process, the lens of the upper recording unit 134 facing. The lower receiving unit 132 then transmits the lens to the upper recording unit 134 and set back so that the upper intake unit 134 the lens in the curvette 136 can place. Alternatively, the lens is removed from the lower receiving unit 132 recorded without turning them. In addition, the actuators shift and position 138 the lower receiving unit 132 and the upper receiving unit 134 along a plane parallel to the optical axis of the lens.
Im
Linsenkennwert-Messsubsystem 150 werden die Stärke
und die Dicke der Linse ermittelt. Die Linsenstärke bestimmt
im Wesentlichen die Brennweite einer Linse. Die Linse wird zunächst
von der Curvette 136 auf einen Linsenhalter 152 übertragen.
Der Linsenhalter 152 wird von einem Stellmotor 154 betätigt
und ist lotrecht zur optischen Achse der Linse beweglich. Die Messung
der Linsendicke erfolgt mit einem dritten Detektionsmittel 156 und
einer dritten Beleuchtungsquelle 158. Die Messung der Linsenstärke
erfolgt unabhängig mit einem vierten Detektionsmittel 160 und
einem vierten Beleuchtungsmittel 162. Das vierte Detektionsmittel 160 ist
entlang einer Ebene parallel zur optischen Achse der Linse beweglich
und wird von einem Stellmotor 164 angetrieben.In the lens characteristic measurement subsystem 150 The thickness and thickness of the lens are determined. The lens power essentially determines the focal length of a lens. The lens is first from the curvette 136 on a lens holder 152 transfer. The lens holder 152 is powered by a servomotor 154 operated and is perpendicular to the optical axis of the lens movable. The measurement of the lens thickness is carried out with a third detection means 156 and a third illumination source 158 , The measurement of the lens power takes place independently with a fourth detection means 160 and a fourth illumination means 162 , The fourth detection means 160 is movable along a plane parallel to the optical axis of the lens and is driven by a servomotor 164 driven.
Darüber
hinaus erzeugen die erste Beleuchtungsquelle 110, die zweite
Beleuchtungsquelle 116 und das vierte Beleuchtungsmittel 162 Gegenlicht,
um die Linse in den jeweiligen Subsystemen des Hochauflösungsobjektprüfsystems 100 zu
beleuchten. Ferner können die erste Beleuchtungsquelle 110,
die zweite Beleuchtungsquelle 116 und das vierte Beleuchtungsmittel 162 vorzugsweise
so bedient werden, dass die Beleuchtung variiert wird, damit Bilder
der Linse unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen erfasst und
geprüft werden können. Das erste Detektionsmittel 108,
das zweite Detektionsmittel 112, das dritte Detektionsmittel 156 und
das vierte Detektionsmittel 160 sind vorzugsweise entweder
ein CMOS-(komplementärer Metalloxidhalbleiter)-Sensor oder
ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD) zur Linsenbilderzeugung.
Typischerweise werden zum Aufnehmen von Bildern der Linsen Digitalkameras
verwendet, die entweder mit einem CMOS- Sensor oder einem CCD ausgestattet
sind. Ferner haben das erste Detektionsmittel 108 und das
zweite Detektionsmittel 112 vorzugsweise ähliche
Pixelauflösungen. Alternativ haben das erste Detektionsmittel 108 und
das zweite Detektionsmittel 112 unterschiedliche Pixelauflösungen.In addition, generate the first illumination source 110 , the second illumination source 116 and the fourth illuminant 162 Backlight to the lens in the respective subsystems of the high resolution object inspection system 100 to illuminate. Furthermore, the first illumination source 110 , the second illumination source 116 and the fourth illuminant 162 preferably be operated so that the illumination is varied so that images of the lens under different lighting conditions can be detected and checked. The first detection means 108 , the second detection means 112 , the third detection agent 156 and the fourth detection means 160 are preferably either a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor or a charge coupled device (CCD) for lens imaging. Typically, digital cameras used with either a CMOS sensor or a CCD are used to capture images of the lenses. Furthermore, the first detection means 108 and the second detection means 112 preferably similar pixel resolutions. Alternatively, have the first detection means 108 and the second detection means 112 different pixel resolutions.
2 zeigt
Details der Full-FOV-Station 104 und der Magnified-FOV-Station 106.
Der Aufbau der Full-FOV-Station 104 beinhaltet eine Linse 200,
die in einem Schutzgehäuse 202 steckt, das auf
einer Auflage 204 positioniert ist. Die Beleuchtung kommt
von der ersten Beleuchtungsquelle 110, so dass das erste
Detektionsmittel 108 ein klares Bild der Linse 200 erfassen
kann. Das Bild wird dann digital verarbeitet und beurteilt, um Fehler
auf der Linse zu erkennen. Wenn Fehler erkannt werden, wird die
Linse 200 zur weiteren Beurteilung zur Magnified-FOV-Station 106 übertragen,
wo Fehler aufweisende Teile der Linse 200 vom zweiten Detektionsmittel 112 vergrößert
werden. Die Vergrößerung erfolgt vorzugsweise
durch Aufnehmen von Hochauflösungsbildern der benötigten
Teile der Linse 200. 2 shows details of the full FOV station 104 and the Magnified FOV station 106 , The structure of the full FOV station 104 includes a lens 200 in a protective housing 202 stuck on a pad 204 is positioned. The lighting comes from the first source of illumination 110 so that the first detection means 108 a clear picture of the lens 200 can capture. The image is then digitally processed and evaluated to detect defects on the lens. If errors are detected, the lens becomes 200 for further evaluation of the Magnified FOV station 106 transmit where faulty parts of the lens 200 from the second detection means 112 be enlarged. The magnification is preferably done by taking high resolution images of the required parts of the lens 200 ,
Darüber
hinaus kann die Full-FOV-Station 104 möglicherweise
keine sehr feinen Fehler auf der Linse erkennen. Unter solchen Bedingungen
ist es weiterhin notwendig, dass die Linse in der Magnified-FOV-Station 106 geprüft
wird, um zu gewährleisten, dass die Linse fehlerfrei ist.
So gibt es Situationen, in denen die Fehler nur von der Magnified-FOV-Station 106,
aber nicht von der Full-FOV-Station 104 erkannt werden
können.In addition, the full FOV station 104 may not detect very fine defects on the lens. Under such conditions, it is still necessary for the lens in the Magnified FOV station 106 is checked to ensure that the lens is error-free. So there are situations where the errors are only from the Magnified FOV station 106 but not from the full FOV station 104 can be recognized.
Um
Bilder eines Teils der Linse 200 selektiv zu erfassen,
ist der Gebrauch des Spiegelgalvanometers 114 in Verbindung
mit dem zweiten Detektionsmittel 112 erforderlich. Das
Spiegelgalvanometer 114 umfasst einen Kippspiegel 206,
der gedreht werden kann, um einen Teil der Linse 200 zu
fokussieren, um dadurch die Aufnahme von Bildern zu erleichtern.
Bemerkenswerterweise ist der Kippspiegel 206 vorzugsweise
um einen Winkel von neunzig Grad in einer Ebene parallel zur optischen
Achse der Linse 200 drehbar. Demzufolge kann die Magnified-FOV-Station 106 Fehler
mit einer Größe von nur 2,5 ☐m auf Linsen
auflösen.To take pictures of part of the lens 200 to selectively detect is the use of the mirror galvanometer 114 in connection with the second detection means 112 required. The mirror galvanometer 114 includes a tilting mirror 206 which can be rotated to a part of the lens 200 to focus, thereby facilitating the recording of images. Remarkably, the tilting mirror 206 preferably at an angle of ninety degrees in a plane parallel to the optical axis of the lens 200 rotatable. As a result, the Magnified FOV station 106 Resolve bugs with a size of only 2.5 ☐m on lenses.
Vor
dem Vergrößern eines Teils einer Linse 302 wird
die Linse 302 in Referenzbildteile 304 wie in 3 gezeigt
unterteilt. Jeder Referenzbildteil 304 wird wie in 3 gezeigt
mit einer Identifikationsnummer versehen, um Identifikation und
Referenzierung zu erleichtern. Die Linse 302 wird dann
von der Magnified-FOV-Station 106 vergrößert
und zusammen mit dem Spiegelgalvanometer 114 wird ein vergrößertes
Bild 306 der Linse 302 erzeugt. Das vergrößerte
Bild 306 enthält vergrößerte
Bilder von Teilen der Linse 302. Je nach der von der Magnified-FOV-Station 106 verwendeten
Kameraauflösung könnte die erzielbare Auflösung des
vergrößerten Bildes 306 das Neunfache
der Auflösung des Referenzbildteils 304 erreichen
oder sogar übersteigen.Before enlarging a part of a lens 302 becomes the lens 302 in reference parts 304 as in 3 divided shown. Each reference image part 304 will be like in 3 shown with an identification number to facilitate identification and referencing. The Lens 302 is then from the Magnified FOV station 106 enlarged and together with the mirror galvanometer 114 becomes an enlarged picture 306 the lens 302 generated. The enlarged picture 306 contains enlarged images of parts of the lens 302 , Depending on the Magnified FOV station 106 The camera resolution used could be the achievable resolution of the enlarged image 306 nine times the resolution of the reference image part 304 reach or even exceed.
Das
vergrößerte Bild 306 ist zwar in 3 als
in neun Segmente unterteilt dargestellt, aber das vergrößerte
Bild 306 kann in jede beliebige Zahl von Segmenten unterteilt
werden, je nach den Spezifikationen der zu prüfenden Fehler.
Die von der Magnified-FOV-Station 106 und der Full-FOV-Station 104 verwendeten Kameraauflösungen
sind vorzugsweise ähnlich. Alternativ sind die von der
Magnified-FOV-Station 106 und der Full-FOV-Station 104 verwendeten
Kameraauflösungen unterschiedlich. So kann anhand der vergrößerten
Bilder der Teile der Linse 302 eine weitere Prüfung
an den Fehler aufweisenden Teilen der Linse 302 durchgeführt werden.The enlarged picture 306 is in 3 shown as divided into nine segments, but the magnified image 306 can be subdivided into any number of segments, depending on the specifications of the defects to be tested. The one from the Magnified FOV station 106 and the full FOV station 104 used camera resolutions are preferably similar. Alternatively, those of the Magnified FOV station 106 and the full FOV station 104 used camera resolutions differently. Thus, based on the enlarged images of the parts of the lens 302 another test on the faulty parts of the lens 302 be performed.
Alternativ
ist es möglich, anstatt ein vergrößertes
Bild 306 der gesamten Linse 302 zu erzeugen, nur die
benötigten Referenzbildteile 304 der Linse 302 zu
vergrößern. Indem nur Bilder der Referenzbildteile 304 der
Linse 302 vergrößert und erfasst werden,
können dann bestimmte Einzelheiten der Fehler an den Teilen der
Linse 302 erhalten werden, die einer weiteren Prüfung
bedürfen.Alternatively, it is possible, rather than a magnified image 306 the entire lens 302 to generate only the required reference image parts 304 the lens 302 to enlarge. By only pictures of the reference picture parts 304 the lens 302 can then be enlarged and captured, then certain details of the errors on the parts of the lens 302 received, which require further examination.
4 zeigt
ein Bild 400 einer Musterlinse, die von der Full-FOV-Station 104 erfasst
wurde, während 5 ein Bild 402 eines
Teils der Musterlinse durch die Magnified-FOV-Station 106 vergrößert
zeigt. An dem Teil der Musterlinse vorhandene Fehler wurden nach
dem digitalen Verarbeiten und Beurteilen des Bildes 400 identifiziert,
um zu ermitteln, ob die Fehler akzeptabel oder unakzeptabel sind. 4 shows a picture 400 a pattern lens coming from the full FOV station 104 was captured while 5 a picture 402 a portion of the pattern lens through the Magnified FOV station 106 shows enlarged. Errors existing on the part of the pattern lens became after digitally processing and judging the image 400 identified to determine if the errors are acceptable or unacceptable.
6 zeigt
das Linsenkennwert-Ermittlungssubsystem 150, das zwei Stationen
zum Messen der Stärke und der Dicke der Linse umfasst.
Eine erste Station zum Messen der Linsenstärke umfasst
das vierte Detektionsmittel 160 und das vierte Beleuchtungsmittel 162.
Die Linsenstärke einer Linse 600 wird mit Hilfe
eines Testbildes 602 gemessen, damit das vierte Detektionsmittel 160,
zusammen mit einer Abbildungslinse 604, ein virtuelles
Bild (nicht dargestellt) des Testbildes 602 erfassen kann.
Gleichungen zum Ermitteln der Linsenstärken und des Vergrößerungsverhältnisses
einer Linse werden ausgedrückt als: 1u + 1v = 1f (1a) M = uv (1b)wobei
u der Abstand zwischen dem virtuellen Bild und der Linse, v der
Abstand zwischen dem Objekt und der Linse, f die Brennweite der
Linse und M das Vergrößerungsverhältnis
der Linse sind. 6 Fig. 10 shows the lens parameter determination subsystem 150 comprising two stations for measuring the thickness and the thickness of the lens. A first station for measuring the lens power comprises the fourth detection means 160 and the fourth illuminant 162 , The lens power of a lens 600 is using a test image 602 measured, hence the fourth detection means 160 , together with an imaging lens 604 , a virtual image (not shown) of the test image 602 can capture. Equations for determining the lens powers and the magnification ratio of a lens are expressed as: 1 u + 1 v = 1 f (1a) M = u v (1b) where u is the distance between the virtual image and the lens, v is the distance between the object and the lens Lens, f is the focal length of the lens and M is the magnification ratio of the lens.
Die
Gleichungen (1a) und (1b) sind jeweils als die Linsenformel (dünne
Linse) und die Vergrößerungsformel bekannt, wie
der Fachperson gut bekannt ist. Somit können durch Justieren
der Position des vierten Detektionsmittels 160, bis ein
virtuelles Bild des Testbildes 602 von dem vierten Detektionsmittel 160 erfasst wird,
sowohl die Brennweite als auch das Vergrößerungsverhältnis
der Linse 600 mit den Gleichungen (1a) und (1b) berechnet
werden.Equations (1a) and (1b) are each known as the lens formula (thin lens) and the magnification formula, as well known to those skilled in the art. Thus, by adjusting the position of the fourth detection means 160 , until a virtual image of the test image 602 from the fourth detection means 160 is detected, both the focal length and the magnification ratio of the lens 600 with equations (1a) and (1b).
Eine
zweite Station zum Ermitteln der Linsendicke umfasst das dritte
Detektionsmittel 156 und die dritte Beleuchtungsquelle 158.
Die dritte Beleuchtungsquelle 158 sendet Strahlen aus,
die in einem Winkel zur Linse 600 gerichtet werden. Die
Strahlen sind vorzugsweise entweder Laserstrahlen oder Lichtstrahlen.
Danach werden die von der Linse 600 gebrochenen Strahlen
von dem dritten Detektionsmittel 156 empfangen und weiterverarbeitet,
um einen Satz von optischen Informationen zu erhalten. Die Gleichungen
(2a) und (2b) werden dann in Verbindung mit dem Satz von optischen
Informationen zum Ermitteln der Linsendicke der Linse 600 verwendet: wobei t die Dicke einer Linse,
D der Durchmesser der Linse, p die Linsenstärke, n der
Brechungsindex, c die Lichtgeschwindigkeit in einem Referenzmedium
und vphase die Lichtgeschwindigkeit in einem
Subjektmedium sind.A second station for determining the lens thickness comprises the third detection means 156 and the third illumination source 158 , The third illumination source 158 emits rays that are at an angle to the lens 600 be directed. The beams are preferably either laser beams or light beams. After that, those from the lens 600 refracted rays from the third detection means 156 received and processed to obtain a set of optical information. Equations (2a) and (2b) are then used in conjunction with the set of optical information to determine the lens thickness of the lens 600 used: where t is the thickness of a lens, D is the diameter of the lens, p is the lens power, n is the refractive index, c is the speed of light in a reference medium and v phase is the speed of light in a subject medium.
7 zeigt
ein Fließschema, das einen Linsenprüfvorgang 700 illustriert,
der von dem Hochauflösungsobjektprüfsystem 100 durchgeführt
wird. Zunächst erfasst in Schritt 702 die Full-FOV-Station 104 ein
Bild einer zu prüfenden Linse. Das Bild wird dann digital
verarbeitet und beurteilt, um Fehler an der Linse zu erkennen. Wenn
Fehler erkannt werden, dann wird die Linse zur Magnified-FOV-Station 106 übertragen.
Bei Bedarf wird die Linse zur Magnified-FOV-Station 106 zur
weiteren Prüfung übertragen, auch wenn keine Fehler
von der Full-FOV-Station 104 erkannt werden, um Fehler
zu erkennen, die von der Full-FOV-Station 104 nicht erkannt
werden können. 7 shows a flow chart that a lens inspection 700 illustrated by the high resolution object inspection system 100 is carried out. First recorded in step 702 the full FOV station 104 an image of a lens to be tested. The image is then digitally processed and evaluated to detect defects on the lens. If errors are detected, the lens becomes the Magnified FOV station 106 transfer. If necessary, the lens becomes the Magnified FOV station 106 transmitted for further examination, even if no faults from the full FOV station 104 be detected to detect errors by the full FOV station 104 can not be detected.
In
der Magnified-FOV-Station 106 werden vergrößerte
Bilder von Fehler aufweisenden Teilen der Linse in Schritt 704 erfasst.
Die vergrößertem Bilder werden dann weiter geprüft,
um zu ermitteln, ob die Linse akzeptiert werden kann. Wenn die Linse
akzeptabel ist, dann wird die Linse nachfolgend zum Linsenkennwert-Messsubsystem 150 zum
Messen der Stärke und Dicke der Linse im letzten Schritt 706 übertragen.
Umgekehrt, wenn keine Fehler auf der Linse erkannt werden, dann
fällt Schritt 704 weg und die Linse wird zum Messen
der Stärke und Dicke der Linse in Schritt 706 direkt
zum Linsenkennwert-Messsubsystem 150 übertragen.In the Magnified FOV station 106 become enlarged images of faulty parts of the lens in step 704 detected. The enlarged images are then further examined to determine if the lens can be accepted. If the lens is acceptable then the lens will subsequently become the lens characteristic measurement subsystem 150 for measuring the thickness and thickness of the lens in the last step 706 transfer. Conversely, if no errors are detected on the lens, then step falls 704 away and the lens is used to measure the thickness and thickness of the lens in step 706 directly to the lens characteristic measurement subsystem 150 transfer.
In
der obigen Weise wurde ein Hochauflösungsprüfsystem
zum Ausführen von Objektprüfungen gemäß verschiedenen
Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, um die obigen Nachteile
von herkömmlichen Linsenprüfsystemen anzugehen.
Es wurden zwar einige Beispiele der Erfindung offenbart, aber es
wird für die Fachperson im Hinblick auf die vorliegende
Offenbarung ersichtlich sein, dass zahlreiche Änderungen und/oder
Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von Umfang
und Wesen der Erfindung abzuweichen.In
The above manner became a high resolution test system
for performing object checks according to various
Embodiments of the invention described to the above disadvantages
from conventional lens inspection systems.
While some examples of the invention have been disclosed, it is
will be for the expert in view of the present
Be apparent that numerous changes and / or
Modifications can be made without going out of scope
and deviating essence of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 5500732 [0003] US 5500732 [0003]
-
- US 6134342 [0003] US 6134342 [0003]
-
- US 6301005 [0004] US 6301005 [0004]
