CN102822655A - 用于检验镜片的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于对隐形眼镜进行检验的一种系统和方法。照明系统对所述隐形眼镜的中心区域和外围区域进行照射，照射时所述隐形眼镜位于阳模与阴模之间的腔中。成像光学系统具有两个通道，所述两个通道捕获两个图像或合成的单一图像，以便对整个隐形眼镜进行检验。第一通道的成像光学系统的入射光瞳定位在远离模制工具处。所述第一通道的相机用于捕获所述隐形眼镜的中心区域的图像。第二通道的成像光学系统定位在所述模制工具的外面，但其入射光瞳定位在所述模制工具之内，或定位在所述模制工具的外面但实质上接近所述模制工具。这样使得所述第二通道的相机能够捕获所述隐形眼镜的外围区域的图像。

Description

用于检验镜片的方法和装置

技术领域

本文中的实施例涉及镜片(ophthalmic lenses)特别是(但不排除其它方面)对镜片的检验，尤其涉及在自动化镜片制造线中对镜片的检验。

背景技术

一般来说，在自动化生产线上制造镜片，自动化生产线包括各种生产步骤和检验步骤。在制造通常称作隐形眼镜的镜片的过程中，要在各个制造阶段检验镜片。如果存在缺陷，则检验镜片能够识别出缺陷。在不同制造阶段进行检验，不仅能够在发货给客户之前除去有缺陷的货物，还能够通过分析有缺陷的货物纠正工艺问题，这样又会改善质量，而且还显著节省了时间并减少了劳动强度。一个对隐形眼镜进行检验的阶段是在隐形眼镜于模具中完成铸造成型之后。在此阶段，对隐形眼镜进行检验以识别缺陷的存在，例如，识别在透明和印刷隐形眼镜的聚合物中的气泡、在印刷隐形眼镜的情况下的印刷污迹以及在隐形眼镜中遇到的任何其他缺陷。

有色或印刷隐形眼镜能增强用户的眼睛的美感。由于这种镜片的市场保有量很大，因此需要使用自动化系统大量生产这些镜片。虽然产量很高，但是，由于这些隐形眼镜直接接触眼睛，因此维持质量至关重要。现今有许多种系统能在铸造成型工艺之后对镜片进行检验。传统系统必须要分离或除去一个模具，为检验系统提供开放区域，使检验系统定位在镜片上以捕获完整镜片的图像。此过程增加了对已完成产品进行检验的时间，而且难以区分缺陷是在分离一个模具之前存在还是在这之后存在。

还有其他现有技术系统，是在隐形眼镜位于模具总成之内时对隐形眼镜进行检验。这种系统包括照明系统、成像光学系统和相机。在这种现有技术系统中，直射光线照射隐形眼镜，从隐形眼镜透出的光线由成像光学系统捕获，从而形成隐形眼镜的图像。在现有技术系统中，成像光学系统的入射光瞳靠近成像光学系统的透镜或位于成像光学系统的透镜之后且远离模具壳。用所得到的图像只能对隐形眼镜的一部分(中心区域)进行检验。从隐形眼镜的外围区域透出的光不能到达成像光学系统，因为阳模的壳的某个部分阻挡了从外围区域透出的光线。

因此，在业界中需要清楚地辨别在镜片制造过程中出现的缺陷以及在模具分离过程之后出现的缺陷。此外，在业界中需要一种系统，当隐形眼镜安置在位于两个模具之间的腔中时，所述系统能够对完整隐形眼镜(中心区域和外围区域)执行检验。

发明内容

鉴于前述内容，本文中的一项实施例提供一种当隐形眼镜在模具总成的腔中进行模制时，用于检测镜片(下文中称作隐形眼镜)的方法。隐形眼镜在安置在位于模具总成的阳模与阴模之间的腔中时得到检验。通过使用照明系统照射隐形眼镜来对隐形眼镜进行检验。用从阴模的壳反射的直射光线以及有角度光线照射隐形眼镜。每个模具的对应于位于所述阳模与所述阴模之间的腔的部分是半透明或透明的，因此允许光通过所述部分。从隐形眼镜透出的光线使用成像光学系统来收集。透镜系统设计成：成像光学系统的入射光瞳定位在阳模的壳之内或定位在阳模的壳的外面但实质上接近阳模的壳，从而能够捕获从隐形眼镜的外围区域透出的光线。

此外，相机使用由成像光学系统收集的光来捕获隐形眼镜的图像。应注意的是，在一些情况下，阴模具有阻挡来自照明系统的光的轮廓。在这种情况下，由相机捕获的图像将具有位于中心区域中的暗环，所述暗环使得所述中心区域不能用于检验。在这种图像中，被捕获的图像仅用于检验位于隐形眼镜的外围区域中的缺陷。

在另一项实施例中，为了避免在第一项实施例中产生的暗环区域，用直射光线和有角度光线来照射隐形眼镜。使用分光镜使得从隐形眼镜透出的光线分成两个通道。被分开的在第一通道中传播的光由第一成像光学系统进行收集，而被分开的在第二通道中传播的光由第二成像光学系统进行收集。所述第一通道成像光学系统以如下方式进行配置成：入射光瞳定位在邻近透镜处。从隐形眼镜的中心区域透出的光线进入所述第一通道的成像光学系统，且第一通道成像光学系统的相机捕获一图像，所述图像用于对隐形眼镜的中心区域进行检验。所述第二通道成像光学系统设计成：成像光学系统的透镜的入射光瞳定位在阳模的壳之内或定位在阳模的壳的外面但实质上接近阳模的壳，从而能够捕获从隐形眼镜的外围区域透出的光线。第二通道成像光学系统的相机捕获一图像，所述图像用于对隐形眼镜的外围区域进行检验。

在另一项实施例中，用直射光线和有角度光线来照射隐形眼镜。从隐形眼镜透出的光线使用成像光学系统来收集。此实施例的成像光学系统在概念上类似于之前的实施例，然而，在此实施例中，使用单一相机和单一图像对整个隐形眼镜进行检验。由成像光学系统收集的光线被用于产生隐形眼镜的中心区域和外围区域的中间图像。此外，成像光学系统将所述两个中间图像合并成单一图像，所述单一图像由单一相机捕获，从而能够识别位于隐形眼镜的中心区域和外围区域中的缺陷。

实施例进一步揭示了一种当所述隐形眼镜被置于位于阳模和阴模之间的腔中时，用于对隐形眼镜进行检验的系统。所述系统包括照明系统、成像光学系统以及至少一个相机。所述照明系统配置成用从阴模的壳反射的直射光线和有角度光线来照射隐形眼镜。此外，所述成像光学系统配置成捕获从隐形眼的所有区域透出的光线。此外，所述至少一个相机配置成使用由成像光学系统接收的光来捕获隐形眼镜的图像。

当结合下文的描述以及附图进行考虑时，将会更好地了解和理解本文中的实施例的这些以及其他方面。

附图说明

通过下文结合图式的详细描述，将会更好地理解本文中的实施例，在图式中：

图1根据一项实施例图示了用于模制隐形眼镜114的模具总成100；

图2根据一项实施例图示了用于在隐形眼镜114仍位于模具总成100之内时对隐形眼镜114进行检验的系统200；

图3根据一项实施例图示了需要得到检验的隐形眼镜114的完整区域；

图4根据一项实施例图示了隐形眼镜114的中心区域402和外围区域404；

图5根据一项实施例图示了系统200，在图5中，描绘了从隐形眼镜114的外围区域透出的光线504；

图6根据一项实施例图示了使用系统200捕获的隐形眼镜114的图像，在图6中，位于隐形眼镜114的外围区域中的气泡缺陷是可见的；

图7根据一项实施例图示了用于对隐形眼镜114进行检验的双通道、双相机系统700；

图8根据一项实施例图示了由双通道成像光学系统的第一通道的相机捕获的图像，所述图像用于对隐形眼镜114的中心区域进行检验；

图9根据一项实施例图示了用于对整个隐形眼镜114进行检验的双通道、单相机系统900；

图10根据一项实施例图示了使用系统900捕获的整个隐形眼镜114的图像。

具体实施方式

参考在附图中图示以及在下文描述中详述的非限制实施例，本文中的实施例以及其各种特征和优势得到更全面的说明。对众所周知的组件和处理技术不再赘述，以免不必要地混淆本文中的实施例。本文中使用的实例仅用于帮助理解本文中的实施例的实践方式，进而使所属领域的技术人员能够实践本文中的实施例。因此，这些实例不应解释成限制本文中的实施例的范围。

本文中的实施例揭示用于在镜片(下文中称作隐形眼镜)被安置在位于模具总成的阳模与阴模之间的腔中时对隐形眼镜进行检验的方法和系统。现参阅图式，特别是参阅图1至图10，在所有图式中，类似的参考符号始终指示一致的特征，图中绘示了实施例。

用于在隐形眼镜仍位于模具总成之内时对隐形眼镜进行检验的系统包括照明系统、成像光学系统和至少一个相机。在一项实施例中，所述照明系统配置成使用直射光线和有角度光线来照射隐形眼镜。此外，所述光学成像系统配置成接收从隐形眼镜透出的光线。此外，所述相机配置成使用由成像光学系统接收的光来捕获隐形眼镜的图像。

图1图示了用于制造隐形眼镜114的模具总成100。所述总成100包括阳模102和阴模104，当阳模102和阴模104位于啮合位置时，两者形成模腔。每个模具的对应于所述腔的部分是半透明或透明的，这样光便能通过所述部分。阳模102与壳106耦接，阴模104与壳108耦接。此外，阳模102具有弯曲表面110，阴模104具有弯曲表面112，这样，如图1中所示，当模具总成100位于啮合位置时，弯曲表面110和112界定模腔，所述模腔对应于待模制的隐形眼镜114的形状。通过在腔中模制隐形眼镜材料来制造隐形眼镜114。此外，模具总成100可采用分离位置(未在图中绘示)，以便能够从模具总成100中除去隐形眼镜114。

图2根据一项实施例图示了用于对隐形眼镜114进行检验的系统200，检验时隐形眼镜114安置在位于阳模102与阴模104之间的腔中。

所述系统200包含照明系统202、成像光学系统204和相机206。在一项实施例中，所述照明系统202配置成照射隐形眼镜114。照明系统202用从阴模的壳108反射的直射光线以及有角度光线照射隐形眼镜114。在本说明书中，在考虑光线发射进入阴模104的壳108中的情况下描述实施例。此外，照明系统202配置成发射直射光线和有角度光线。此外，成像光学系统204配置成接收从隐形眼镜114透出的光线。此外，相机206配置成使用由成像光学系统204接收的光并捕获隐形眼镜114的图像。在一项实施例中，相机206是数字相机，其配置成捕获隐形眼镜114的图像。

在图2中，照明系统202位于模具总成100的第一侧，从而使照明系统202最接近阴模104(与阳模102相比)。照明系统202定位成，使来自照明系统202的光指向隐形眼镜114。在一项实施例中，照明系统202沿模具总成100的纵轴进行定位。当照明系统202位于模具总成100的第一侧时，成像光学系统204和相机206位于模具总成100的第二侧。成像光学系统204位于相机206与模具总成100之间。

图3图示了在对镜片114执行100％检验时应捕获的完整隐形眼镜114。此外，图4与图3基本相同，区别在于，图4的待检验区域被划分成中心区域(非阴影区域)402和外围区域(阴影区域)404。在用于对安置在模具总成的腔中的隐形眼镜进行检验的现有技术系统的情况下，所捕获的图像不适于对外围区域404进行检验。在下文中，隐形眼镜114的第一部分对应于图4中图示的非阴影区域402，称作中心区域，隐形眼镜114的第二部分对应于图4中图示的阴影区域404，称作外围区域。因为阳模102的壳106(参看图2)的内部大小S小于隐形眼镜的大小D，所以阴影区域404未被捕获。因此，阳模102的壳106阻挡了来自隐形眼镜的一部分的光。此外，现有技术系统的成像光学系统的透镜的入射光瞳靠近成像光学系统或位于成像光学系统之后，所述成像光学系统远离模具。因此，隐形眼镜中对应于阴影区域404(图4)的部分无法由现有技术系统进行检验。

在一项实施例中，隐形眼镜114在模具总成100位于啮合位置——即隐形眼镜114安置在位于阳模102与阴模104之间的腔中(参看图2)——时得到检验。照明系统202用从阴模的壳反射的直射光线和有角度光线来照射隐形眼镜114。

图5根据一项实施例图示了系统200，在其中，描绘了从隐形眼镜114的外围区域透出的光线504。从隐形眼镜的外围区域透出的光线504通过成像光学系统204的入射光瞳502。成像光学系统204的入射光瞳502位于阳模的壳106之内，或者位于阳模的壳106的外面但实质上接近阳模的壳106。在远离阳模的壳106处放置成像光学系统。将入射光瞳502定位在阳模的壳106之内或定位在阳模的壳106的外面但实质上接近阳模的壳106，这样就能够捕获从隐形眼镜114的外围区域透出的光线。

相机206使用进入成像光学系统204的光来捕获图像，随后所述图像得到处理，从而在隐形眼镜114仍位于模具之内时识别隐形眼镜114的外围区域404中的缺陷的存在。

图6根据一项实施例图示了使用系统200捕获的隐形眼镜114的图像600。在此图像中，外围区域中存在气泡缺陷602。照明系统202(参看图5)用从阴模的壳反射的直射光线和有角度光线来照射隐形眼镜114。成像光学系统204使用从隐形眼镜114透出的有角度光线来产生图6中的图像，所述图像由相机206捕获。应注意的是，阴模的壳106的轮廓508阻挡了来自照明系统202的一部分光，因此不存在从阴模104的壳的此区域反射的光。被捕获图像600中的暗环604(图6)对应此轮廓508。在图5中，线506图示了与导致产生图像中的暗环604的轮廓508对应的虚拟光线。此暗环位于隐形眼镜114的中心区域中。因此，所得到的图像仅可用于对隐形眼镜114的外围区域进行检验。

在一项实施例中，照明系统202配置成使用直射光线和有角度光线来照射中心区域，且成像光学系统配置成捕获另一图像，所述图像用于对隐形眼镜的中心区域进行检验。捕获2个图像能够实现对隐形眼镜的100％检验。

图7根据一项实施例图示了用于对位于模具总成100之内的隐形眼镜114进行检验的双通道、双相机系统700。可以注意到，在图7中图示的系统700具有一些元件，所述元件与系统200的元件相同，这样的共有元件用相同的参考编号来表示。在系统700中，成像光学系统包括分光镜708、第一通道成像光学系统702以及第二通道成像光学系统204。此外，系统700还包括与第一通道成像光学系统702关联的第一相机704，以及与第二通道成像光学系统204连接的第二相机206。分光镜708配置成使从隐形眼镜114透出的光线706分开射入第一通道和第二通道中。此外，第二成像光学系统204的入射光瞳502定位在阳模的壳106之内，或者定位在阳模的壳106的外面但实质上接近阳模的壳106。第二通道成像光学系统204本身定位在远离壳106处。将入射光瞳502定位在阳模的壳106之内或将其定位在阳模的壳106的外面但实质上接近阳模的壳106，这样就能够捕获从隐形眼镜114的外围区域透出的光线。进入第二通道成像光学系统204以及第二相机206的第二通道中的光线能够实现对图6中图示的图像的捕获。此图像用于对隐形眼镜114的外围区域进行检验。

此外，进入第一通道成像光学系统702以及第一相机704的第一通道的光线能够实现对如图8中图示的另一图像的捕获。第一通道成像光学系统702是类似于现有技术系统的标准成像光学系统，且其入射光瞳定位在远离阳模的壳106处。

通过分析所述两个图像，中心区域以及外围区域中的缺陷均可检测出来，从而实现了在镜片114仍位于模具总成100中时对完整镜片114进行的100％检验。这样也能够针对每个通道使用两种不同光学放大率。另外，所述系统还能够针对每个通道使用两个不同分辨率的相机。此灵活性可增强此项实施例的性能。

此外，图9根据一项实施例图示了用于对位于模具总成100之内的隐形眼镜114进行检验的双通道、单相机系统900。可以注意到，在图9中图示的系统900具有一些元件，所述元件与系统200以及系统700的元件相同，这样的共有元件用相同的参考编号表示。系统900的成像光学系统901包括成组的透镜元件902、906、910、914、918和922，分光镜904和916，第一视场光阑908、第二视场光阑920，以及反光镜912和924。

所述成像光学系统901具有两个通道。第一通道包括元件906、908、910和912，第二通道包括元件918、920、922和924。有几个元件为两个光学通道所共有，即902、904、914和916。两个光学通道的入射光瞳的位置可以不同。第一通道的入射光瞳可定位在远离模具处。相反，第二通道的入射光瞳502可定位在阳模102的壳106之内，或者定位在阳模102的壳106的外面但实质上接近阳模102的壳106。成像光学系统901本身定位在远离模具处。

将入射光瞳502放置在阳模102的壳106之内，或放置在阳模102的壳106的外面但实质上接近阳模102的壳106，使得成像光学系统901的第二通道能够捕获从隐形眼镜114的外围区域透出的光线。

来自隐形眼镜114的光穿过透镜元件902的群组到达分光镜904。分光镜将光线分为两个通道。

两个通道产生两个中间图像并将这些图像合并成一个图像，这一个图像由附接至光学系统901的相机206捕获。第一中间图像是隐形眼镜114的中心区域的图像，第二中间图像是隐形眼镜114的外围区域的图像。第一视场光阑908等于第一中间图像的中心区域的直径。此外，第二视场光阑920是环形光阑，其中环的外径等于图像的外围区域的外径，而环的内径等于第二中间图像的外围区域的内径。此外，可以注意到，第二视场光阑920的中心圆盘(center disk)是不透明的。由视场光阑908和920过滤的两个中间图像得到进一步成像，合并成图10中所显示的一个图像。中间图像的光学放大率可以不同。在图10中图示的图像中，存在与第二视场光阑的中心不透明圆形物的边缘对应的黑环3。黑环3的宽度可以变化，也可以是零(不存在黑环)，这取决于光学设计。此外，在一项实施例中，调整中间图像的光学放大率和进一步图像的光学放大率以实现中心和外围区域的图像的重叠是可行的。中间图像重叠可使得隐形眼镜中与隐形眼镜114的中心区域同外围区域的边界靠近的小区域重叠。最终的组合图像用于对隐形眼镜114的中心区域和外围区域进行检验。这样实现了在镜片仍位于模具之内时对完整镜片进行的100％检验。

通过在网络上的至少一个硬件设备上运行的至少一个软件程序可实施本文中揭示的实施例。

之前对特定实施例的描述将全面地展现本文中的实施例的一般性质，使其他技术人员通过运用当前知识便可容易地针对各种应用修改和/或改编所述特定实施例，而不脱离一般概念，因此，这种改编和修改应该且需要包含在所揭示实施例的等同物的含意和范围之内。应理解，本文中使用的措词或术语是为了便于描述而非为了进行限制。因此，虽然已根据优选实施例描述了本文中的实施例，但是所属领域的技术人员将会认识到，在本文中所述的权利要求书的精神和范围之内加以适当修改，可实践本文中的实施例。

Claims (11)

1.一种用于对隐形眼镜进行检验的方法，检验时所述隐形眼镜安置在位于阳模与阴模之间的腔中，所述方法包含：

使用直射光线和有角度光线照射所述隐形眼镜；

用双通道成像光学系统捕获从所述隐形眼镜透出的光线；

配置所述双通道成像光学系统的第一通道以捕获从所述隐形眼镜的中心区域透出的所述光线；

配置所述双通道成像光学系统的第二通道，以使其入射光瞳定位在所述阳模的壳之内或定位在所述阳模的所述壳的外面但实质上接近所述阳模的所述壳，从而捕获从所述隐形眼镜的所述外围区域透出的所述光线；

使用进入所述双通道成像光学系统的所述两个通道中的每个通道的光线来捕获各自图像，或捕获来自所述双通道成像光学系统的单一合成图像；以及

检验所述两个图像或单一合成图像中的缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用有角度光线照射所述隐形眼镜包括：以一定角度将光线投射到所述阴模的壳的内表面并使用反射的光线来照射所述隐形眼镜。

3.根据权利要求1所述的方法，其中捕获从所述隐形眼镜透出的所述光包括：使从所述隐形眼镜透出的光线分为第一通道和第二通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其中从所述两个通道的每个通道捕获个别图像包括：使用进入所述第一通道的的光线来捕获图像，从而对所述隐形眼镜的所述中心区域进行检验，以及，使用进入所述第二通道的光线来捕获图像，从而对所述隐形眼镜的所述外围区域进行检验。

5.根据权利要求1所述的方法，其中捕获单一合成图像包括：形成来自所述两个通道的两个中间图像，且随后将所述两个中间图像合并成单一图像，用于对所述隐形眼镜的所述中心区域和外围区域进行检验。

6.一种用于对隐形眼镜进行检验的系统，检验时所述隐形眼镜安置在位于阳模与阴模之间的腔中，所述系统包含：

照明系统，其配置成向所述阴模或阳模的壳中发射直射和有角度光线，从而照射安置在阳模与阴模之间的所述隐形眼镜；

双通道成像光学系统，其配置成接收从所述隐形眼镜透出的光；

所述双通道成像光学系统的第一通道，其配置成捕获从所述隐形眼镜的中心区域透出的所述光线；

所述双通道成像光学系统的第二通道，其配置成：其入射光瞳定位在阳模的所述壳之内，或定位在所述阳模的所述壳的外面但实质上接近所述阳模的所述壳，从而捕获从所述隐形眼镜的外围区域透出的所述光线；

两个相机，其用于捕获来自所述双通道成像光学系统的所述两个通道的每个通道的各自图像，或单一相机，其用于捕获来自所述双通道成像光学系统的单一合成图像；以及图像处理系统，其用于分析所述隐形眼镜中的缺陷。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述照明系统配置成使用有角度光线来照射所述隐形眼镜，所述照射操作包括：以一定角度将光线投射到所述阴模的所述壳的内表面并使用反射的光线来照射所述隐形眼镜。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述双通道成像光学系统配置成将来自所述隐形眼镜的光分为第一通道和第二通道。

9.根据权利要求6所述的系统，其中两个相机的用途包含：第一相机，其使用进入所述第一通道的所述光线捕获图像，从而对所述隐形眼镜的所述中心区域进行检验；以及，第二相机，其使用进入所述第二通道的所述光线捕获图像，从而对所述隐形眼镜的所述外围区域进行检验。

10.根据权利要求6所述的系统，其中单一相机的用途包含：单一相机，其捕获通过对两个中间图像进行合并得到的合成图像，所述两个中间图像对应于所述两个通道。

11.根据权利要求6所述的系统，其中所述阳模和阴模中的每个模具的对应于所述腔的部分是半透明或透明的。

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