CN103245676B - 光学镜片脏污检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法，包含以下步骤：定义光学镜片，其分为周围区与光学区；使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的周围区以产生第一原始影像；将影像撷取单元对焦于该光学镜片的光学区以产生第二原始影像；分别对该第一原始影像及该第二原始影像进行影像均化以得到第一均化影像及第二均化影像，再经由影像处理得到第一影像数据与第二影像数据；及分别将该第一影像数据与该第二影像数据的每一像素灰阶值与第一门槛值相比对，以判断对应该光学镜片的边缘检测区及中央检测区是否有脏污存在。

Description

光学镜片脏污检测方法

技术领域

本发明是有关于一种自动光学检测方法，特别是指一种用于检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法。

背景技术

在生产光学镜片的过程中，通常都会包含对光学镜片进行脏污检测的程序。而现有用来检测光学镜片是否附着脏污的其中一种手段，是采用人工肉眼判断的方式。举例来说，生产过程中的光学镜片，例如隐形眼镜之镜片，通常会先被盛放于一装有溶液(例，生理食盐水)的透明容器内，亦即，光学镜片被浸泡于溶液中。接着由检测人员以肉眼判断光学镜片是否附着任何的脏污。

然而人工方式判断的缺点在于，检测人员透过肉眼仅能俯视(或侧视)盛装于透明容器内的光学镜片。参阅图2与图3，换句话说，肉眼仅能获得有限的信息，因此以肉眼检测的方式，并无法有效率地判断脏污3究竟是沉淀在盛装光学镜片1的透明容器4的底部上(脏污32)，还是漂浮于液体中(脏污33)，亦或确实地附着于光学镜片的表面上(脏污31)。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种利用自动光学检测系统(AutomatedOptical Inspection，AOI)，以检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法。

于是本发明检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法，包含以下步骤：（A）定义光学镜片，其分为周围区与光学区，且盛放该光学镜片及溶液的容器具有对应该光学镜片的周围区的边缘检测区以及对应该光学镜片的光学区的中央检测区；（B）使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的周围区以产生第一原始影像；（C）使用该影像撷取单元对焦于该光学镜片的光学区以产生第二原始影像；（D）分别对该第一原始影像及该第二原始影像进行影像均化以得到第一均化影像及第二均化影像，并将该第一原始影像与该第一均化影像相减以得到第一影像数据，且将该第二原始影像与该第二均化影像相减以得到第二影像数据，其中该第一影像数据与该第二影像数据均由多个像素所组成，每一像素具有像素灰阶值；及（E）将该第一影像数据的每一像素灰阶值及该第二影像数据的每一像素灰阶值与第一门槛值相比对，以判断对应该光学镜片的周围区的边缘检测区以及对应该光学镜片的光学区的中央检测区是否有脏污存在。

作为可选的技术方案，当该第一影像数据的多个像素灰阶值其中至少一者大于该第一门槛值，即表示对应该光学镜片的该周围区的该边缘检测区有脏污存在，当该第二影像数据的多个像素灰阶值其中至少一者大于该第一门槛值，即表示对应该光学镜片的该光学区的该中央检测区有脏污存在。

作为可选的技术方案，还包含在步骤（E）后的步骤（F）:

（F）分别计算该第一原始影像及该第二原始影像的平均灰阶值，以判断脏污是否附着于该光学镜片的表面上，其中该第一原始影像的平均灰阶值为该第一原始影像的所有像素灰阶值的平均值，该第二原始影像的平均灰阶值为该第二原始影像的所有像素灰阶值的平均值。

作为可选的技术方案，当该边缘检测区有脏污存在，且该第一原始影像的平均灰阶值小于该第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污确实附着于该光学镜片的表面上。

作为可选的技术方案，当该中央检测区有脏污存在，且该第一原始影像的平均灰阶值大于该第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污确实附着于该光学镜片的表面上。

本发明之另一目的，即在提供另一种利用自动光学检测系统，以检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法。

于是本发明检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法，包含以下步骤：（A）定义光学镜片，其分为周围区与光学区，且盛放该光学镜片及溶液的容器具有对应该光学镜片的周围区的边缘检测区以及对应该光学镜片的光学区的中央检测区；（B）使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的周围区以产生第一原始影像；（C）使用该影像撷取单元对焦于该光学镜片的光学区以产生第二原始影像；（D）将该第一原始影像与该第二原始影像进行影像相减程序以产生第三原始影像，其中该第三原始影像由多个像素组成；（E）根据该第三原始影像的每一像素灰阶值计算该第三原始影像的平均灰阶值，并利用该第三原始影像的平均灰阶值设定临界值范围，其中该第三原始影像的平均灰阶值为该第三原始影像的所有像素灰阶值的平均值；及（F）将该第三原始影像的每一像素灰阶值与该临界值范围相比对，以判断位于脏污是否附着于该光学镜片的表面上。

作为可选的技术方案，当该第三原始影像的多个像素灰阶值其中至少一者落于该临界值范围之内，即表示脏污确实附着于该光学镜片的表面上。

作为可选的技术方案，当该第三原始影像的多个像素灰阶值未落于该临界值范围之内，即表示脏污并无附着于该光学镜片的表面上。

与现有技术相比，本发明应用景深原理使影像撷取单元分别对焦于光学镜片的周围区与光学区，接着将所产生的第一原始影像及第二原始影像进行影像处理并与第一门槛槛值比对，即可判断脏污是否附着于光学镜片的表面上；或将第一原始影像与第二原始影像进行相减程序以得到第三原始影像，再利用该第三原始影像即可判断脏污是否附着于该光学镜片的表面上，故亦能达成本发明之目的。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1是根据本发明的检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法的流程图；

图2是光学镜片的周围区与光学区的俯视图；

图3是脏污于容器中的状态的侧视图；

图4是脏污附着于光学镜片的周围区的状态的侧视图；

图5是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图；

图6是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图；

图7是脏污沉淀于容器中的状态的侧视图；

图8是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图；

图9是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图；

图10是脏污飘浮于容器内的液体的状态的侧视图；

图11是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图；

图12是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图；

图13是脏污附着于光学镜片的光学区的状态的侧视图；

图14是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图；

图15是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图；

图16是本发明检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法的较佳实施例的流程图；

图17是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图；

图18是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图。

具体实施方式

参阅图1与图2与图3，图1是根据本发明的检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法的流程图，图2是光学镜片的周围区与光学区的俯视图，图3是脏污于容器中的状态的侧视图，本发明检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法之一【注：若仅有「一」个实施例，「第一」两字删除】较佳实施例，适用于检测光学镜片1是否附着脏污3的脏污检测装置(图未示)包含影像撷取单元、检测平台、X轴线性平台、Y轴线性平台、Z轴线性平台。在本较佳实施例中，该影像撷取单元为包括互补式金氧半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)与电荷耦合组件(Charge Coupled Device，CCD)其中一者的影像撷取器。该检测平台能供多个用以盛装光学镜片1的容器4置放。该X轴线性平台、该Y轴线性平台、该Z轴线性平台分别控制该影像撷取单元朝三度空间的三个不同方向移动，使得该影像撷取单元得以依序针对每一盛装于容器4的光学镜片1产生影像。以下将针对溶液中的光学镜片是否具脏污附着的检测方法进一步地说明。

参阅图1，其为一流程图，说明本发明的光学镜片脏污检测方法的一较佳实施例。

如步骤S01所示，首先定义光学镜片1，其分为周围区21与光学区22，且盛放光学镜片1及溶液的容器4，其具有对应光学镜片1的周围区21的边缘检测区以及对应光学镜片1的光学区22的中央检测区。请一并参阅图4，图4是一侧视图，说明脏污43附着于光学镜片2的周围区41的状态。容器4盛装有光学镜片2及溶液，容器具有对应光学镜片2的周围区41的边缘检测区以及对应光学镜片2的光学区42的中央检测区。

如步骤S02所示，使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的周围区以产生第一原始影像。请一并参阅图5，影像撷取单元对焦于光学镜片2的周围区41，以产生第一原始影像5。

如步骤S03所示，使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的光学区以产生第二原始影像。请一并参阅图6，将影像撷取单元对焦于光学镜片2的光学区42，以产生第二原始影像6。

如步骤S04所示，分别对第一原始影像及第二原始影像进行影像均化，以得到第一均化影像及第二均化影像。接着将第一原始影像与第一均化影像相减，以得到第一影像数据，并将第二原始影像与第二均化影像相减，以得到第二影像数据。其中第一影像数据与第二影像数据均由多个像素所组成，且每一像素具有像素灰阶值。又，上述影像均化与影像相减的细节为熟悉该领域者所能轻易理解，因此不在此赘述。

如步骤S05所示，将第一影像数据的各像素灰阶值及第二影像数据的各像素灰阶值，与第一门槛值相比对，以判断对应光学镜片之周围区的边缘检测区以及对应光学镜片的光学区的中央检测区是否有脏污存在。其中该第一门槛值为业界惯用的参考值。

当第一影像数据的像素灰阶值与该第二影像数据的像素灰阶值，皆小于所预设的该第一门槛值，则表示容器中并无脏污存在。

当该第一影像数据的该等像素灰阶值其中至少一者大于预设的第一门槛值，即表示对应该光学镜片的周围区的边缘检测区确实有脏污存在(见图4及图7)。

当第二影像数据的像素灰阶值其中至少一者大于预设的该第一门槛值，即表示对应光学镜片的光学区的中央检测区确实有脏污存在(见图10及图13)。

但如先前内容所提，脏污可能沉淀在容器底部、漂浮于液体中，亦或附着于光学镜片的表面上。故接下来要应用景深(Depth of Field)的原理做进一步检测，以确认脏污是否附着在光学镜片的表面上。

如步骤S06所示，分别计算第一原始影像及第二原始影像的平均灰阶值，以判断脏污是否附着于光学镜片的表面上。其中该第一原始影像的平均灰阶值为该第一原始影像的所有像素灰阶值的平均值，该第二原始影像的平均灰阶值为该第二原始影像的所有像素灰阶值的平均值。

当容器中对应光学镜片的周围区的边缘检测区有脏污存在，且第一原始影像的平均灰阶值小于第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污确实附着于光学镜片的表面上。反之，若第一原始影像的平均灰阶值小于第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污并无附着于光学镜片的表面上。

参考图4、图5及图6，图4是脏污附着于光学镜片的周围区的状态的侧视图，图5是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图，图6是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图。第一原始影像5的平均灰阶值小于第二原始影像6的平均灰阶值，故表示脏污确实附着于光学镜片2的表面。

参考图7、图8及图9，图7是脏污沉淀于容器中的状态的侧视图，图8是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图，图9是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图。对应光学镜片7的第一原始影像8的平均灰阶值大于第二原始影像9的平均灰阶值，故表示脏污并无附着于光学镜片7的表面上。

当容器中对应光学镜片的光学区的中央检测区有脏污存在，且对应光学镜片的第一原始影像的平均灰阶值大于第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污确实附着于光学镜片的表面上。反之，若第一原始影像的平均灰阶值小于第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污并无附着于光学镜片的表面上。

参考图10、图11及图12，图10是脏污飘浮于容器内的液体的状态的侧视图，图11是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图，图12是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图。第一原始影像11的平均灰阶值小于第二原始影像12的平均灰阶值，故表示脏污未附着于光学镜片10的表面上。

参考图13、图14及图15，图13是脏污附着于光学镜片的光学区的状态的侧视图，图14是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图，图15是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图。对应光学镜片13的第一原始影像14的平均灰阶值大于第二原始影像15的平均灰阶值，故表示脏污确实附着于光学镜片13的表面上。

此外，由于检测平台上能供多个用以盛装光学镜片的容器4置放，当容器4依序被移至影像撷取单元撷取影像的特定区域时，在移动的瞬间，位于容器4的液体中的脏污会因此产生移动。故影像撷取单元所撷取的第一原始影像与第二原始影像中的脏污位置会产生改变。

故，本发明提供另一种检测溶液中的光学镜片是否具脏污附着的方法。以下将针对检测光学镜片脏污的方法进一步地说明。

参阅图16，其为一流程图，说明本发明光学镜片脏污检测方法的另一较佳实施例。由于图16中的步骤S11至步骤S13对应于上述实施方式中的图1中的步骤S01至步骤S03，而步骤S01至步骤S03于上述内容已详细说明，故不再赘述。

接着，如步骤S14所示，将第一原始影像与第二原始影像进行影像相减程序，以产生第三原始影像，其中第三原始影像由多个像素组成。当然，每一像素亦具有像素灰阶值。

如步骤S15所示，根据第三原始影像的各像素灰阶值以计算第三原始影像的平均灰阶值，并利用第三原始影像的平均灰阶值设定临界值范围。其中第三原始影像的平均灰阶值为第三原始影像的所有像素灰阶值的平均值。

如步骤S16所示，将第三原始影像的每一像素灰阶值与临界值范围相比对，以判断脏污是否附着于光学镜片的表面上。

当这些像素灰阶值其中至少一者落于临界值范围之内，即表示脏污确实附着于光学镜片的表面上。反之，当这些像素灰阶值未落于临界值范围之内，即表示脏污并无附着于光学镜片的表面上。其中临界值范围可设定为第三原始影像的平均灰阶值的正3%至第三原始影像的平均灰阶值的负3%。

接着，请一并参阅图17和图18，图17是本发明的较佳实施例中的第一原始影像的俯视图，图18是本发明的较佳实施例中的第二原始影像的俯视图。图17为使用影像撷取单元对焦于光学镜片的周围区所产生的第一原始影像17。第一原始影像17有脏污173及脏污174。接着，影像撷取单元对焦于光学镜片的光学区以产生第二原始影像18。由第一原始影像17及第二原始影像18的相比对下，可判断脏污174的位置产生改变。故利用上述检测方法，将第一原始影像17与第二原始影像18二者进行相减程序以产生第三原始影像。再经由影像处理，第三原始影像即可用以判断脏污是否附着在光学镜片的表面上。

综上所述，本发明应用景深原理使影像撷取单元分别对焦于光学镜片的周围区与光学区，接着将所产生的第一原始影像及第二原始影像进行影像处理并与第一门槛值比对，即可判断脏污是否附着于光学镜片的表面上；或将第一原始影像与第二原始影像进行相减程序以得到第三原始影像，再利用第三原始影像即可判断脏污是否附着于光学镜片的表面上，故亦能达成本发明之目的。

但以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种检测溶液中的光学镜片是否具有脏污附着的方法，其特征在于包含以下步骤：

(A)定义光学镜片，其分为周围区与光学区，且盛放该光学镜片及溶液的容器具有对应该光学镜片的该周围区的边缘检测区以及对应该光学镜片的该光学区的中央检测区；

(B)使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的该周围区以产生第一原始影像；

(C)使用该影像撷取单元对焦于该光学镜片的该光学区以产生第二原始影像；

(D)分别对该第一原始影像及该第二原始影像进行影像均化以得到第一均化影像及第二均化影像，并将该第一原始影像与该第一均化影像相减以得到第一影像数据，且将该第二原始影像与该第二均化影像相减以得到第二影像数据，其中该第一影像数据与该第二影像数据均由多个像素所组成，每一像素具有像素灰阶值；

(E)将该第一影像数据的每一像素灰阶值及该第二影像数据的每一像素灰阶值与第一门槛值相比对，以判断对应该光学镜片的该周围区的该边缘检测区以及对应该光学镜片的该光学区的该中央检测区是否有脏污存在；以及

(F)分别计算该第一原始影像及该第二原始影像的平均灰阶值，以判断脏污是否附着于该光学镜片的表面上，其中该第一原始影像的平均灰阶值为该第一原始影像的所有像素灰阶值的平均值，该第二原始影像的平均灰阶值为该第二原始影像的所有像素灰阶值的平均值；

其中，当该边缘检测区有脏污存在，且该第一原始影像的平均灰阶值小于该第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污确实附着于该光学镜片的表面上；或者，当该中央检测区有脏污存在，且该第一原始影像的平均灰阶值大于该第二原始影像的平均灰阶值，即表示脏污确实附着于该光学镜片的表面上。

2.如权利要求1所述的检测溶液中的光学镜片是否具有脏污附着的方法，其特征在于当该第一影像数据的多个像素灰阶值其中至少一者大于该第一门槛值，即表示对应该光学镜片的该周围区的该边缘检测区有脏污存在，当该第二影像数据的多个像素灰阶值其中至少一者大于该第一门槛值，即表示对应该光学镜片的该光学区的该中央检测区有脏污存在。

3.一种检测溶液中的光学镜片是否具有脏污附着的方法，其特征在于包含以下步骤：

(A)定义光学镜片，其分为周围区与光学区，且盛放该光学镜片及溶液的容器具有对应该光学镜片的该周围区的边缘检测区以及对应该光学镜片的该光学区的中央检测区；

(B)使用影像撷取单元对焦于该光学镜片的该周围区以产生第一原始影像；

(C)使用该影像撷取单元对焦于该光学镜片的该光学区以产生第二原始影像；

(D)将该第一原始影像与该第二原始影像进行影像相减程序以产生第三原始影像，其中该第三原始影像由多个像素组成，每一像素具有像素灰阶值；

(E)根据该第三原始影像的每一像素灰阶值计算该第三原始影像的平均灰阶值，并利用该第三原始影像的平均灰阶值设定临界值范围，其中该第三原始影像的平均灰阶值为该第三原始影像的所有像素灰阶值的平均值；及

(F)将该第三原始影像的每一像素灰阶值与该临界值范围相比对，以判断位于脏污是否附着于该光学镜片的表面上。

4.如权利要求3所述的检测溶液中的光学镜片是否具有脏污附着的方法，其特征在于，当该第三原始影像的所述多个像素灰阶值其中至少一者落于该临界值范围之内，即表示脏污确实附着于该光学镜片的表面上。

5.如权利要求3所述的检测溶液中的光学镜片是否具有脏污附着的方法，其特征在于，当该第三原始影像的所述多个像素灰阶值未落于该临界值范围之内，即表示脏污并无附着于该光学镜片的表面上。