CN107850511B - 检查经磨边眼科镜片的几何和光学特征的方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检查经磨边的眼科镜片(10)的至少一个几何特征以及一个光学特征的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述经磨边的眼科镜片安排在支架(110)上，b)捕捉所述经磨边的眼科镜片的至少一个图像，c)根据所述图像，确定所述经磨边的眼科镜片的测得几何特征，d)在步骤b)中捕捉到的所述图像的参考系中确定所述经磨边的眼科镜片的至少一个测得光学特征，e)将与所述测得光学特征相关联的所述测得几何特征与预先限定的希望的眼科镜片模型进行比较，所述眼科镜片模型包括至少一个希望的几何特征以及一个相关联的希望的光学特征。本发明还涉及一种相关联的检查设备。

Description

检查经磨边眼科镜片的几何和光学特征的方法及相关设备
技术领域
总体上，本发明涉及用于检查经磨边的眼科镜片的方法的领域。
本发明更具体地涉及一种用于检查经磨边的眼科镜片的几何特征和光学特征的方法。
本发明还涉及一种用于检查经磨边的眼科镜片的至少一个几何特征和/或光学特征的设备。
背景技术
旨在安装在特定眼镜架中的眼科镜片是由初始圆形镜片制造而成，所述圆形镜片具有配戴者的处方所要求的光学特征。
为此，对这个初始镜片进行磨边以具有适合于配戴者所选择的眼镜架的轮廓，根据配戴者的几何-形态特征(如瞳孔间距)、和/或根据与镜架在配戴者脸上的位置相关的特征(例如，瞳孔相对于在配戴者头部上就位的镜架或镜片的下边缘的高度)、和/或根据在给定配戴者处方的情况下经磨边的眼科镜片所希望的光学特征来使这个轮廓在初始镜片中居中。
因此，在已经对初始镜片磨边之后，已知的是控制所获得的经磨边的眼科镜片的品质以便一方面检查经磨边的眼科镜片的最终轮廓确实对应于所希望轮廓(取决于所选眼镜架)、并且另一方面检查经磨边的眼科镜片的光学特征确实对应于所希望光学特征(取决于配戴者和所选镜架)。
这种品质控制是根据非标准化方案分多个不同的步骤手动且目视地进行的。因此这种品质控制执行起来是耗时且繁琐的。此外，这是不精确的。
发明内容
为了弥补现有技术的前述缺点，本发明提供了一种用于检查经磨边的眼科镜片的几何特征和光学特征、准许以更高精确度且更快速地控制经磨边镜片的品质的新方法。
更具体地，根据本发明，提出了这样一种方法，该方法包括以下步骤：
a)将所述经磨边的眼科镜片放在支架上，
b)捕捉这个经磨边的眼科镜片的至少一个图像，
c)基于这个图像，确定所述经磨边的眼科镜片的测得几何特征，
d)在步骤b)中捕捉到的所述图像的坐标系中确定这个经磨边的眼科镜片的至少一个测得光学特征，
e)将与所述测得光学特征相关联的所述测得几何特征与预先确定的希望的眼科镜片模型进行比较，所述希望的眼科镜片模型包括至少一个对应的希望的几何特征以及一个对应的希望的光学特征。
因此，借助于根据本发明的检查方法，能够自动且系统地实现对经磨边的眼科镜片的品质的控制。快速进行这种品质控制。减少了制造眼科镜片所花的时间。
此外，提高了对镜片的几何特征和光学特征的品质控制的精确度。
借助于根据本发明的方法，可以在将眼科镜片安装在所选镜架中之前检查所述镜片的轮廓和光学特征。确保发送给配镜师以便随后安装在镜架中的经磨边的眼科镜片的品质。
此外，借助于根据本发明的方法，可以量化并且记录测得几何特征或测得光学特征的缺陷，以便建立关于所述经磨边的眼科镜片的统计学数据库。提高了眼科镜片的可追溯性。
以下内容是根据本发明方法的其他非限制性且有利的特征，所述特征可以单独地或以任何技术上可能的组合来实施：
-在步骤c)中，所述测得几何特征是所述经磨边的眼科镜片的测得轮廓，并且在步骤e)中，所述希望的眼科镜片模型包括希望的轮廓；
-在步骤d)中，所述光学特征包括所述经磨边的眼科镜片的光学中心的位置和/或光轴的方向，进行以下子步骤：
在步骤c)之前的d1)：将所述经磨边的眼科镜片放在焦度计中并且在所述经磨边的眼科镜片上制作标记，所述标记指示所述经磨边的眼科镜片上的所述光学中心和/或所述光轴的方向，
d2)在步骤b)中捕捉到的所述图像中标识这个标记的图像；
-所述经磨边的眼科镜片的所述支架位于适合于在步骤b)中捕捉这个眼科镜片的图像的图像捕捉设备与用于显示静止图案的设备之间，在步骤d)中，借助于所述图像捕捉设备来捕捉这个静止图案透过所述经磨边的眼科镜片的图像，并且根据这个图像来确定所述光学特征；
-所述经磨边的眼科镜片的所述支架位于适合于在步骤b)中捕捉这个眼科镜片的图像的图像捕捉设备与用于显示滚动图案的设备之间，在步骤d)中，借助于所述图像捕捉设备来捕捉这个滚动图案透过所述经磨边的眼科镜片的多个图像，并且根据这多个图像来确定所述光学特征；
-在步骤d)中，所述显示装置显示的所述滚动图案具有预定空间周期，并且所述多个图像包括m个图像，所述图像捕捉设备每次捕捉所述多个图像中的一个图像对应于所述滚动图案相对于前一次捕捉移位了一定距离后的显示，所述距离等于这个滚动图案的空间周期的1/m倍；
-在步骤d)中，通过向所述滚动图案透过所述经磨边的眼科镜片的所述多个图像应用统计学处理来确定所述经磨边的眼科镜片的改善后的图像；
-在步骤d)中，在所述经磨边的眼科镜片的所述改善后的图像中，标识了以下要素中的至少一个要素的图像：
-在所述经磨边的眼科镜片的表面上或者在所述经磨边的眼科镜片的体积中产生的雕刻物，
-所述经磨边的眼科镜片的测得轮廓，
-有的光焦度与所述经磨边的眼科镜片的其余部分的光焦度不同的区的轮廓，
-所述经磨边的眼科镜片的一个或多个涂层的缺陷；
-所述图像捕捉设备聚焦在所述支架上或被置于这个支架上有待磨边的眼科镜片上、在距所述显示设备一定距离处；
-在步骤c)中，所述测得几何特征是所述经磨边的眼科镜片的所述测得轮廓，并且在步骤e)中，所述希望的眼科镜片模型包括希望的轮廓，进行以下子步骤：
e1)：通过将所述测得轮廓与所述希望的轮廓之间的差异最小化来将所述测得轮廓叠加在所述希望的轮廓上，
e2)：根据在步骤e1)中获得的叠加来确定所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异；
-在步骤d)中，这个经磨边的眼科镜片的所述测得光学特征包括以下特征中的至少一个特征：
-所测得的光学中心位置，
-所测得的光轴方向，
-所述经磨边的眼科镜片的测得色调梯度方向，
-所述经磨边的眼科镜片的测得偏振轴位方向；
-在步骤f)中，根据步骤e)中进行的比较，确定同所述测得几何特征与所述希望的几何特征之间的差异相关的参数以及同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的参数；
-在步骤f)中，将同所述测得几何特征与所述希望的几何特征之间的差异相关的所述参数、以及同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的所述参数与容差阈值进行比较，并且根据这个比较来确定所述经磨边的眼科镜片的符合度指标；
-在步骤g)，根据在步骤e)中进行的比较，针对旨在用于所述镜架的右镜片和左镜片确定同所述测得光学特征之间的差异相关的参数；并且，
-在步骤g)中，针对旨在用于所述镜架的右镜片和左镜片将同所述测得光学特征之间的差异相关的所述参数与容差阈值进行比较，并且根据这个比较来确定所述经磨边的右眼科镜片和左眼科镜片的符合度指标。
本发明还提供了一种用于检查经磨边的眼科镜片的至少一个几何特征和/或光学特征的设备，所述设备包括：
-用于所述经磨边的镜片的支架，
-位于这个支架的一侧的图像捕捉设备，
-位于这个支架的另一侧的显示设备，所述显示设备适合于显示至少一个滚动图案并且适合于使这个滚动图案相对于所述支架沿至少一个预定滚动方向滚动，
-用于使所述图像捕捉设备进行的多次图像捕捉与由所述显示设备执行的所述滚动图案的滚动同步的装置，
-用于根据所述多个捕捉的图像来确定所述经磨边的眼科镜片的所述几何特征和/或光学特征、并且用于将这个几何特征和/或光学特征与对应的希望的特征进行比较的装置。
有利的是，所述滚动图案包括交替的黑色条和白色条，并且其中，所述图像捕捉设备聚焦在所述支架附近、在距所述滚动图案一定距离处。
此外，所述显示装置显示的所述滚动图案具有预定空间周期，所述同步装置被编程用于触发m次图像捕捉，所述图像捕捉设备每次捕捉所述多个图像中的一个图像对应于所述滚动图案相对于前一次捕捉移位了一定距离后的显示，所述距离等于这个图案的空间周期的1/m倍。
附图说明
参照这些附图、通过非限制性示例给出的描述将使得容易理解本发明包括的内容以及如何实现本发明。
在附图中：
-图1是根据本发明的检查设备的示意图，
-图2是经磨边的眼科镜片的测得轮廓和测得光学特征叠加在经磨边的眼科镜片的所希望轮廓和所希望光学特征上的示意图，
-图3至图7是透过经磨边的眼科镜片看到的一个滚动图案的五个示意图，这个滚动图案在各个相继图之间、沿着这个图案的空间周期的方向移位了等于这个空间周期的1/5倍的距离，所述图案在此是竖直线，
-图8至12是透过经磨边的眼科镜片看到的另一个滚动图案的五个示意图，这个滚动图案在各个相继图之间、沿着这个图案的空间周期的方向移位了等于这个空间周期的1/5倍的距离，所述图案在此是水平线，
-图13是通过向图像3至7和/或8至12应用统计学处理而获得的图像的示意图。
具体实施方式
设备
图1示出了用于检查根据本发明的经磨边的眼科镜片10的至少一个几何特征和/或光学特征的设备100。这个检查设备100适合于实施根据本发明的检查方法。
如图1所示，这个检查设备100包括：
-用于所述经磨边的镜片10的支架110，
-位于这个支架110的一侧的图像捕捉设备120，
-位于这个支架110的另一侧的显示设备130，所述显示设备适合于显示至少一个滚动图案150、250并且适合于使这个图案相对于所述支架110沿至少一个预定滚动方向滚动，
-用于使所述图像捕捉设备120进行的多次图像捕捉与由所述显示设备130执行的所述滚动图案150、250的滚动同步的装置140，
-用于根据所述多个捕捉图像来确定所述经磨边的镜片10的所述测得几何特征和/或光学特征、并且用于将这个测得几何特征和/或光学特征与对应的希望几何特征和/或光学特征进行比较的装置。
更确切地，支架110在此包括由透明材料制成、例如由玻璃或透明塑料制成的板。
支架110在此旨在仅接纳经磨边的眼科镜片。
例如，将经磨边的镜片10直接放在这个板上，使其背面11朝向支架110定向并且其正面12朝向图像捕捉设备120定向。
作为变型，所述支架旨在接纳紧固上了封阻垫的经磨边的眼科镜片。
具体而言，所述支架可以设置为还包括紧固至所述经磨边的镜片的正面上的封阻垫、并且所述板可以设置为包括用于接纳这个封阻垫的装置。这个封阻垫优选地是在镜片的磨边过程中用于封阻镜片的垫。接着将经磨边的眼科镜片定向成其正面朝向支架并且其背面朝向图像捕捉设备。
因此，有利的是，在用于磨边的坐标系中更换经磨边的镜片。此外，以此方式，随后捕捉的经磨边的镜片的图像不会由于镜片的磨边中平面相对于图像捕捉平面发生不希望的倾斜而发生变形。
在又一个变型中，所述支架旨在接纳安装在眼镜架中的经磨边的眼科镜片。
然后能够设想的是，将经磨边的镜片安装在配戴者选择的镜架中，并且支架将包括用于紧固包括这个镜架以及安装在这个镜架中的经磨边的镜片的这副眼镜的装置。
接着可以有利地在所述眼镜架中的在位的镜片上进行检查。
所述支架还能够同时容纳针对给定镜架而磨边的两个镜片。接着图像捕捉设备的视场必须大到足以同时捕捉被放在支架上的这两个经磨边的镜片的图像。
支架110优选地装配有比例标记，以允许根据在由图像捕捉设备所捕捉的图像中标识的这个比例标记的图像来推导出图像的比例系数。
图像捕捉设备120例如是数字相机或数字摄像机。
这个图像捕捉设备120被放在支架110的容纳经磨边的镜片10的那侧。
可以在图像捕捉设备与支架110所支撑的经磨边的镜片10之间设置镜头或光学系统，以使设备100是远心的(telecentric)。图像捕捉设备所捕捉的图像于是极少依赖于经磨边的镜片10相对于支架110的高度。
例如，显示设备130包括适合于显示所述滚动图案150、250的屏幕。它优选地是数字屏幕。
因此，显示设备130例如是背光式LCD屏幕，其还起到设备100的光源的作用。这个LCD屏幕于是适合于使这个滚动图案150、250相对于所述支架110沿所述预定滚动方向滚动。
滚动图案150、250例如包括至少一个暗条RS或一个亮条RC，所述暗条的两侧是两条较亮的条RC并且所述亮条的两侧是两条较暗的条RS。它优选地包括多个交替的暗条RS和亮条RC(参见图3至图12)。每个条沿着纵向轴线延伸。
在数字屏幕上显示的亮条和暗条优选地是白色条和黑色条。换言之，亮条具有RGB值接近255的均匀显示亮度，并且暗条具有接近0的均匀显示亮度。它们优选地具有相同的宽度。它们优选地还具有基本上笔直且平行的边缘。
由于图像捕捉设备120聚焦于支架110上或聚焦于被置于显示屏130上方一定距离处的经磨边的镜片10上，因此图案的黑色条和白色条是模糊的，并且因此透过经磨边的镜片10看到的滚动图案150、250的亮度变化显得是连续的。
更确切地，设备100优选地被安排成使得滚动图案的亮度变化以基本上正弦变化的方式从白到黑连续变化。
换言之，在图像捕捉设备120所捕捉的图像中，滚动图案150、250具有的亮度以基本上正弦的方式在两个极值之间连续变化，这两个极值之一为RGB值接近0并且另一个接近255。
图3至图7示出了第一类型滚动图案150，所述滚动图案包括在图像捕捉平面中沿竖直轴线延伸的交替的黑色条和白色条。
图8至图12示出了第二类型滚动图案250，所述滚动图案包括在图像捕捉平面中沿水平轴线(即，沿与所述第一种滚动图案150的条的方向垂直的方向)延伸的交替的黑色条和白色条。
无论所讨论的滚动图案如何，显示设备130适合于使交替的黑色条和白色条滚动的滚动方向都垂直于这些条沿之延伸的纵向轴线。
换言之，竖直条水平地滚动而水平条竖直地滚动，这一方面在图3至图7中示出并且另一个方面在图8至图12中示出。
显示设备130还优选地适合于显示一个或多个静止图案，例如哈特曼矩阵。
可选地，设备100还可以包括用于显示静止图案、例如哈特曼矩阵的附加元件。它可以例如是非背光的透明LCD屏幕。
接着将这个附加显示元件放在支架110与显示设备130之间。
当然，这个设备100的不同光学元件(即，图像捕捉设备120、支架110、以及显示设备130)以及(在适当情况下)可选的光学元件(如远心光学系统或镜头以及用于显示静止图案的附加元件)以设备100的共用光轴A1(图1)为中心。
设备100最后包括电子与计算装置，所述装置在此采取计算机160的形式、被编程用于：
-根据图案150、250的滚动运动来触发经磨边的镜片的每个图像的捕捉并且
-根据所述多个捕捉的图像来确定经磨边的镜片10的几何特征和/或光学特征、并且将这个几何特征和/或光学特征与对应的希望特征进行比较。
为此，计算机160具体包括所述用于使所述图像捕捉设备120进行的多次图像捕捉与由所述显示设备130和所述确定装置执行的所述图案150、250的滚动同步的装置140。
所述电子与计算装置在此还包括数据库170(图1)，计算机160可以访问所述数据库以读取某些信息或者保存某些结果。
方法
这个设备100允许实施根据本发明的用于检查经磨边的眼科镜片的轮廓和光学特征的方法。
此方法包括以下步骤：
a)将所述经磨边的眼科镜片放在支架110，
b)使用图像捕捉设备120来捕捉这个经磨边的眼科镜片的至少一个图像，
c)基于这个图像，确定所述经磨边的眼科镜片10的测得几何特征，
d)在步骤b)中捕捉到的所述图像的坐标系中确定这个经磨边的眼科镜片10的至少一个测得光学特征，
e)将所述测得几何特征和所述测得光学特征与预先确定的希望眼科镜片模型进行比较，所述希望眼科镜片模型包括至少一个希望几何特征以及一个对应的希望光学特征。
实际上，在检查经磨边的镜片10之前，操作者获得关于所希望的镜片的信息。
更确切地，例如，每个经磨边的镜片10与允许查阅经磨边的镜片所希望的几何特征和光学特征的标识符相关联。
这种标识符被称为“工作授权证明书(job ticket)”。操作者使用数字键盘或者使用阅读器通过扫描工作授权证明书的二维码来向计算机160指示所述工作授权证明书的编号。这个编号允许计算机访问与经磨边的镜片10相关联的文件，所述文件被存储在数据库170(图1)中。
这个文件包含经磨边的镜片10所希望的几何特征和光学特征，具体而言为：
-所希望轮廓，
-所希望焦度，
-所希望轴线取向，
-所希望光学中心的位置，
-所希望单眼瞳孔间距值，
-所希望的瞳孔相对于经磨边的镜片的下边缘的高度值，即经磨边的镜片的光学中心相对于经磨边的镜片的下边缘的高度值。
下文中，经磨边的镜片分为三种不同类型：
-单焦点镜片(跨其所有区域具有相同的焦度)，
-双焦点或三焦点镜片(包括具有第一光焦度的本体、以及具有与所述第一光焦度不同的第二和/或第三光焦度的一个或多个区)，
-渐变镜片(具有在视远区与视近区之间连续变化的光焦度)。
无论经磨边的镜片的类型怎样，都可以用相同的方式来进行步骤a)、b)、以及c)。
操作者将待检查的经磨边的镜片10放在支架110上。
他确保经磨边的镜片在支架110上基本上居中，使得经磨边的镜片位于图像捕捉设备120的图像捕捉视场内。
操作者触发对这个经磨边的眼科镜片10的至少一个第一图像的捕捉。
对于这个第一图像的捕捉，形成显示设备130的LCD屏幕被打开但不显示图案。于是所述显示屏具有均匀的亮度。例如它是全白色的。
所捕捉的图像被传输至计算机160，所述计算机处理所述图像以基于这个图像来确定经磨边的镜片10的一个或多个测得几何特征、例如所述经磨边的眼科镜片10的测得轮廓20。这个测得轮廓20是在图像捕捉屏幕中确定的。
作为变型，在步骤c)中确定的经磨边的镜片的测得几何特征可以是所述经磨边的镜片的两个或三个预先确定的特定点的相对位置。其还可以是这个经磨边的镜片的特征距离的一个或多个测量值。
在步骤d)中，这个经磨边的眼科镜片10的所述测得光学特征包括以下特征中的至少一个特征：
-所测光学中心的测得位置，
-所测光轴的测得方向，
-所述经磨边的眼科镜片10的测得色调梯度方向，
-所述经磨边的眼科镜片10的测得偏振轴位方向。
根据所讨论的经磨边的镜片10的类型，以不同方式来进行步骤d)。
当经磨边的镜片10是单焦点镜片时，在步骤d)的第一实施例中，操作者或计算机160自动触发对经磨边的镜片10的至少一次第二图像捕捉、同时相对于所述图像捕捉设备在这个经磨边的镜片10后方显示静止图案，所述静止图案例如是哈特曼矩阵。
因此在步骤d)中，借助于所述图像捕捉设备所捕捉的第二图像是由哈特曼矩阵组成的静止图案透过经磨边的眼科镜片10的图像，并且所述光学特征是根据这个第二图像确定的。
这个哈特曼矩阵是点矩阵，所述点的相对位置在所述矩阵的显示平面中是已知的。
这个哈特曼矩阵在此可以由显示设备130显示。其接着构成了这个设备适合于显示的图案之一。
实际上，在此哈特曼矩阵被显示在显示设备130的LCD屏幕上。
作为变型，哈特曼矩阵还可以被显示在上述附加显示元件上。
计算机160处理这个第二图像，所述计算机在所捕捉的第二图像中标识矩阵中的点并且将其在这个第二图像中的相对位置与其在所述矩阵的显示平面中的相对位置进行比较。
在哈特曼矩阵被显示在显示设备130的LCD屏幕上的情况下，对图像处理进行修改以考虑这个屏幕焦点没有对准的实际情况。
计算机160还被编程用于接着根据在透过经磨边的镜片捕捉到的矩阵图像中的哈特曼矩阵的点相对于这个已知矩阵中的点的位置的偏差来确定经磨边的镜片10的光学中心以及镜片的光轴，所述光轴在此实际上是柱镜轴位(如果存在的话)。
这个矩阵中的点的位置例如是在无载设备100中在支架110上没有放置镜片的情况下通过捕捉的图像确定的。
因此，经磨边的眼科镜片的测得光学特征(光学中心的位置、柱镜轴位的取向)是在所捕捉的第二图像的坐标系中确定的，所述坐标系与步骤b)中所捕捉的第一图像的坐标系相同。
根据步骤d)的第二实施例中，在经磨边的单焦点镜片的情况下，在步骤a)之前的步骤d1)中，将经磨边的眼科镜片放在焦度计中并且在所述经磨边的眼科镜片上制作标记，所述标记指示所述眼科镜片上的所述光学中心和/或所述光轴，并且在步骤d2)中，在步骤b)中捕捉到的所述第一图像中标识这个标记的图像。
实际上，所述焦度计允许在经磨边的镜片的正面上标记表示光学中心和柱镜轴位方向的3个点，这些点是通过图像处理而可容易标识的。
所述经磨边的眼科镜片的测得光学特征在此直接在步骤b)中所捕捉的第一图像的坐标系中获得。
当经磨边的镜片10是渐变镜片时，在步骤d)中借助于所述图像捕捉设备120来捕捉显示在所述显示设备130上的滚动图案150、250透过经磨边的眼科镜片10的多个图像，并且所述光学特征是根据这多个图像确定的。
图3至图7以及图8至图12中分别示出了多个所捕捉图像的两个实例。在下文中，图3至图7所示的多个图像被称为第一系列图像，并且图8至图12所示的多个图像被称为第二系列图像。这两个系列图像各自包括m个图像，在此为5个图像。
总体上，显示装置130显示的滚动图案150、250具有预定空间周期。
在图3至图7以及图8至图12所示的滚动图案150、250的实例中，滚动图案150、250包括宽度相同的交替的黑色条和白色条，如上所述。
每个滚动图案150、250的空间周期等于黑色条和白色条的宽度之和，即在此为一个条的宽度的两倍。
图像捕捉设备130对所述多个图像(计数为m个图像)的每次图像捕捉于是优选地对应于滚动图案150、250相对于前一次捕捉移位了一定距离后的显示，所述距离等于这个滚动图案150、250的空间周期的1/m倍。
在图3至图7以及图8至图12所示的实例中，第一和第二图像系列中的每个系列计数为5个图像，因此每个图像对应于滚动图案150、250移位了这个滚动图案150、250的空间周期的1/5倍后的显示。
计算机160的所述同步装置被编程用于使图像捕捉设备120进行的对所述多个图像中的每个图像的捕捉与由显示设备130执行的所述图案150、250的滚动同步，以触发m次图像捕捉，所述滚动图案150、250在两个相继图像捕捉之间沿滚动方向移位的距离等于这个滚动图案150、250的空间周期的1/m倍。
一旦已经捕捉到一系列图像中的m个图像，则这些图像被传输至计算机160，所述计算机被编程用于向这些图像应用统计学处理。
更确切地，在步骤d)中，计算机160在此被编程用于通过向滚动图案150、250的所述捕捉的多个图像应用统计学处理来确定所述经磨边的眼科镜片10的改善后的图像IA。
在此实际上，基于对来自滚动图案150、250的所述多个图像的标准偏差的计算来确定所述改善后的图像IA。
作为变型，可以经由其他统计学计算、例如像多个捕捉的图像的方差的计算或多个捕捉的图像中的每个像素的最大值或最小值的计算来确定所述改善后的图像。
在这个改善后的图像IA中，滚动图案150、250是看不见的。因此统计学处理具有使滚动图案150、250消失的作用。
此外，在改善后的图像IA中，相位物体的轮廓、如经磨边的镜片的表面上或其大部分中的微雕刻物清晰可见。
因此，在所述改善后的图像中，能够精确地标识经磨边的镜片的微雕刻物的图像，所述微雕刻物通常指示光学中心或棱镜参考点(通常表示为PRP)以及整个经磨边的眼科镜片的轴线方向。
图13例如示出了一个这样的圆形形状微雕刻物50，允许在改善后的图像IA中确定经磨边的镜片10的光学中心或棱镜参考点PRP的位置。
应注意的是，这个微雕刻物50在所述改善后的图像中比在图像捕捉设备120所捕捉的在图3至图12中所示的图像中更加清晰可见。
计算机160因此被编程用于在所述经磨边的眼科镜片10的所述改善后的图像IA中标识所述微雕刻物中的至少一个微雕刻物、并且由此推导出一个或多个寻求的光学特征，具体而言是测得光学中心的位置和/或测得经磨边的镜片10的柱镜轴位的方向。
当经磨边的镜片10是双焦点或三焦点时，其具有与镜片的其余部分的光焦度不同的区。
所使用的最多到步骤d)的过程与渐变镜片相同，如上所述，使至少捕捉滚动图案透过经磨边的镜片10的多个图像与滚动同步进行。上述统计学处理应用于这多个图像，以确定经磨边的镜片10的改善后的图像。
接着计算机160被编程用于在所获得的改善后的图像中标识具有的光焦度与所述双焦点或三焦点镜片的眼科镜片的其余部分的光焦度不同的一个或多个区的轮廓。于是这个或这些区的位置是在步骤d)中确定的光学特征。
此外总体上，能够在改善后的图像IA中标识经磨边的镜片10的测得轮廓20或这个经磨边的镜片10的(一个或多个)涂层的缺陷。
所述改善后的图像中经磨边的镜片10的测得轮廓20允许补偿在步骤b)中确定的几何特征。
在已经在步骤c)中确定测得轮廓20的情况下，改善后的图像IA中的这种标识允许确认在步骤b)确定的测得轮廓并且可选地使其更精确。具体而言，对于某些经磨边的镜片，基于在步骤b)中捕捉到的图像或者所确定的轮廓不精确，则难以确定镜片的轮廓。例如具有经抛光的镜状光洁度的眼科镜片正是这种情况。
在步骤c)中确定的几何特征不包括测得轮廓20的情况下，基于所述改善后的图像来确定测得轮廓。
作为上文所描述的步骤b)和c)的变型，还能够设想的是，它们在步骤d)中进行。在这种情况下，没有捕捉到没有显示图案的图像。在步骤b)中，图像捕捉设备捕捉滚动图案的图像。在实施步骤c)和d)的过程中，基于所捕捉的图像来确定改善后的图像，并且基于这个图像来确定经磨边的镜片的几何特征和光学特征。具体而言，在这个改善后的图像中标识经磨边的镜片的测得轮廓的图像，并且由此推导出测得轮廓。基于在改善后的图像中对经磨边的镜片的微雕刻物的图像的标识来确定所述经磨边的镜片的测得光学特征。
无论所讨论的镜片类型如何，对涂层缺陷的标识允许控制经磨边的镜片的品质。根据缺陷的中心位置或周边位置，计算机可以被编程用于发出指示镜片必须被重新制造的警告信号。
无论所讨论的镜片类型如何，对于梯度着色式经磨边的眼科镜片，除了镜片的处方轴位之外，还可以确定眼科镜片的色调梯度轴位。为此，在步骤b)或步骤d)中记录的镜片图像中确定亮度变化方向的轴线。
类似地，对于经磨边的偏振眼科镜片，还检查偏振轴位。
这可以例如通过使用显示设备130的LCD屏幕的偏振来完成。经磨边的镜片10在支架110上旋转或与支架一起旋转直到透过眼科镜片的光强度接近0，这意味着经磨边的镜片的偏振轴位与LCD屏幕的已知偏振轴位正交。
镜片的支架可以是机动化的以使所述镜片转动，或者实际上镜片可以由操作者手动转动。通过在经磨边的镜片的这些不同位置上进行的内插法测量来确定偏振轴位。
在步骤e)中，讨论的是在实践中对照配戴者的处方来检查经磨边的镜片的镜片处方——单眼瞳孔距离、高度、和轴位(柱镜轴位、色调梯度轴位、和/或偏振轴位)。为此，确定经磨边的镜片10的中心和/或轴位的任何误差。
在图像捕捉设备所捕捉的图像的坐标系中，在步骤c)中确定经磨边的镜片10的几何特征(在此为其轮廓)，并且在步骤d)中确定这个经磨边的镜片光学特征。
无论经磨边的镜片10的类型如何，所述计算机被编程用于：将所述经磨边的镜片的测得几何特征和测得光学特征与预先确定的希望的眼科镜片模型进行比较，所述希望的眼科镜片模型包括与所述测得几何特征和测得光学特征相对应的至少一个希望的几何特征以及一个希望的光学特征。
这个模型表示所希望的镜片。
根据对于计算机160基于“工作授权证明书”而访问的文件中所包含的经磨边的镜片10而言希望的几何特征和光学特征来确定所述希望的眼科镜片模型。
这个模型(其一个实例在图2中用实线示出)例如包括镜片的所希望的轮廓30(其中所希望的光学中心COS相对于所希望的轮廓30处于其所希望的位置上)以及所希望的镜片的光轴32、33相对于所希望的轮廓30的取向。
这个模型还可选地包括镜片的色调梯度所希望的方向和/或这个经磨边的镜片的偏振所希望的方向。
总体上，在步骤e)中，计算机160被编程用于使所述一个或多个测得几何特征与其对应的希望的几何特征相对应。以此方式，所希望的和经磨边的镜片可以相对于彼此定位成尽可能最佳地叠加。
在此更确切地，在步骤e)中，计算机160被编程用于进行以下子步骤：
e1)：通过将测得轮廓与所述希望的轮廓之间的差异最小化来将所述测得轮廓叠加在所述希望的轮廓上的子步骤，
e2)：根据在步骤e1)中获得的叠加来确定所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异的子步骤。
步骤e1)允许将测得光学特征和所述希望的光学特征放回到同一经磨边的镜片相关的几何坐标系中，这在图2中示出。
下文描述了用于叠加所希望的轮廓20和测得轮廓30的算法。
所希望的轮廓20和测得轮廓30是由与各个所希望的轮廓20和测得轮廓30相关联的坐标系中的n个坐标点(x，y)组成的两个2维闭合轮廓，并且所述坐标系的原点(0，0)位于这个轮廓的内部。
目的在于找到平移值Tx和Ty以及旋转值Rz以应用于测得轮廓30，从而使所希望的轮廓20和测得轮廓30之间的误差尽可能小地进行这些平移和旋转。
所述计算机被编程用于计算这两个轮廓中的每一者的重心，下文中表示为Cdg1和Cdg2。
所希望的轮廓20和测得轮廓30中的每一者的重心可以通过找到由n个点形成的三角形的形心来计算，所述三角形的公共顶点是与所述轮廓相关联的坐标系原点的坐标(0，0)。
接着使用以下公式来确定每个重心：
Figure BDA0001561016420000181
其中：
Figure BDA0001561016420000182
至n。
接着计算机被编程以在以它们相应的重心Cdg1、Cdg2为中心的坐标系中重新计算镜片的测得轮廓和希望的轮廓。
因此，所讨论的是从所希望的轮廓30和测得轮廓20的每个点的坐标中减去对应重心Cdg1、Cdg2的坐标。
接着能够叠加这两个希望的轮廓和测得轮廓的重心Cdg1、Cdg2，以叠加这两个希望的轮廓和测得轮廓。可以根据这两个确定的重心坐标之间的差异来推导平移值Tx和Ty。
接下来，利用一种算法(其实例在下文中给出)，迭代地确定有待应用于测得轮廓20以将其叠加在所希望的轮廓30上的旋转。
根据这种算法的一个实例，通过针对围绕测得轮廓20和所希望的轮廓30的共同重心所分布的预定数量的角来将这两个轮廓之间的距离求和，从而量化这两个轮廓之间的差异。
所述角的数量与所希望的分辨率相关、并且例如低于或者等于对应轮廓中包括的点的数量。还能够在评估这些轮廓之间的差异的两个角度之间设置角度步长、例如等于角度的十分之一，并且针对对应的设定角通过在轮廓的最近点之间进行内插来评估这种差异。
因此，针对使测得轮廓20转变的旋转角的多个值来确定所希望的轮廓30与测得轮廓20之间的差异、并将其与差异阈值进行比较。
当所计算的差异小于所述差异阈值时，使用对应的旋转角来使测得轮廓20转变。
更确切地，例如，旋转被认为使得这两个轮廓的共同重心Cdg1、Cdg2作为中心，旋转角度Rz被认为包括在最小值与最大值之间，例如包括在-Pi与Pi之间，并且旋转角度的增量值依次减小。
所述增量值例如初始地等于Pi/8。下一次迭代的增量减小、例如除以二或更大的整数。
假如增量值始终高于希望旋转角度精度，则计算机针对等于旋转角度的最小值加上整数k乘以所述角度增量的每个旋转角Rz来计算所希望的轮廓与通过这个旋转而转变的测得轮廓之间的差异。
当这个差异下降到低于差异阈值时，旋转角值Rz被确定为是在这个迭代中测试的旋转角度值。
还能够进行连续迭代以寻求这两个轮廓之间的差异的最小值、接着在下面的迭代中将所测试旋转角度的最大值和最小值重新集中在发现差异最小的旋转角度值。下一次迭代的增量减小、例如除以二或更大的整数。
然后将所希望的轮廓20和测得轮廓30尽可能最佳地叠加，能够确定所希望的光学中心COS与测得光学中心COM之间的差异。
这些差异例如是在与所希望的轮廓30的方框系统坐标系相对应的方框系统坐标系(S，U，V)中确定的。这个坐标系的中心S是内接所希望的轮廓30的方框系统矩形的几何中心并且称为方框中心。这个方框系统参考系的轴线平行于这个矩形的边。
所希望的光学中心COS与测得光学中心COM之间的差异因此允许确定单眼瞳孔距离的误差E1以及光学中心相对于经磨边的镜片的下边缘的高度的误差E2(图2)。
单眼瞳孔间距的误差E1是沿着平行于方框系统矩形的最小边的轴线U的坐标，并且光学中心相对于经磨边的镜片的下边缘的高度的误差E2是沿平行于方框系统矩形的最大边的轴线V的坐标(图2)。
所希望的镜片的轴位32、33与测得镜片的轴位34、35之间的角度差异引起了经磨边的镜片的轴位误差E3(图2)。
类似地，计算机160将测得亮度变化的方向轴位与对所述亮度变化而言希望的轴位进行比较。色调梯度的轴位误差可以被定义为测得亮度变化的方向轴位与所希望的轴位之间的差值。
对于经磨边的偏振眼科镜片，计算机160将测得偏振轴位方向与经磨边的镜片10的偏振所希望的轴位方向进行比较。偏振的轴位误差可以被限定了测得偏振轴位方向与所希望的偏振轴位方向之间的角度。
因此在步骤f)中，计算机160根据步骤e)中进行的比较来确定同所述测得轮廓与所述希望的轮廓之间的差异相关的参数以及同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的参数。
例如，同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的这个参数在此是每个测得光学特征与对应的希望的光学特征之间的所确定的误差值。
例如，所述同所述测得轮廓20与所述希望的轮廓30之间的差异相关的参数是测得轮廓20和所希望的轮廓30叠加时这两个轮廓的点之间的距离之和。
在步骤f)中，计算机160接着被编程用于将所述同所述测得轮廓20与所述希望的轮廓30之间的差异相关的参数、以及同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的每个参数与容差阈值进行比较，并且根据这个比较来确定经磨边的眼科镜片10的符合度指标。
在此在实践中，所述计算机接着被编程用于将误差与容许的最大误差值进行比较。将所述同希望的轮廓与测得轮廓之间的差异相关的参数与这个参数所容许的最大阈值进行比较。
由此推导经磨边的镜片10相对于所希望的光学特征的符合度指标。
当所确定的误差和同所希望的轮廓20与测得轮廓30之间的差异相关的参数小于上述最大误差和所容许的最大阈值时，声明对应的经磨边的镜片符合所希望的镜片。所述指标指示了经磨边的镜片是符合的。
所容许的最大误差值可以有利地根据镜片的所希望的光学特征和这副眼镜将被使用的国家的标准来调制。
优选地，单独针对旨在用于给定镜架的右镜片和左镜片来确定每个镜片的符合度。
接着在步骤g)中，计算机160根据在步骤e)中进行的比较，针对旨在用于镜架的右镜片和左镜片确定同所述测得光学特征之间的差异相关的参数。
计算机160接着针对旨在用于所述镜架的右镜片和左镜片将所述同所述测得光学特征之间的差异相关的参数与容差阈值进行比较，并且根据这个比较来确定经磨边的右眼科镜片和左眼科镜片的符合度指标。
因此在此上述误差是针对旨在安装在给定镜架中的两个(左和右)镜片中的每一个镜片而确定的，并且接着将这些误差彼此进行比较。
将针对右镜片和左镜片确定的误差之间的差值与对应的容差阈值进行比较。符合度指标指示了，如果这些误差之间的差值保持低于对应的容差阈值，则左镜片和右镜片彼此符合。
有利的是，还能够从以上推导出当这两个(左和右)经磨边的镜片用于相关联镜架中时对应的总误差。例如，确定总瞳孔间距的误差、经磨边的右镜片与经磨边的左镜片之间的高度差值、以及经磨边的右镜片与经磨边的左镜片之间的轴向差异。
当所确定的误差和所述同所希望的轮廓20与测得轮廓30之间的差异相关的参数大于上述最大误差和所容许的最大阈值时，声明对应的经磨边的镜片10不符合所希望的镜片。所述指标指示了经磨边的镜片是不符合的。
这些结果(即，镜片的误差和符合度)可以被记录在数据库170中以进行归档和/或分析。
在声明经磨边的镜片10不符合的情况下，设备100例如可以重新发送有待制造的这个经磨边的镜片的订单。
在声明经磨边的镜片10符合的情况下，例如连同品质控制证书一起发送给顾客。
在经磨边的镜片被不满意顾客退回的情况下，用设备100检查所述镜片并且将这个品质控制的结果与在所述经磨边的镜片发送给顾客之前获得的结果进行比较。
此外通过设备100和在此描述的方法来以在生产线上定期检查相同的预先确定的制造的经磨边的镜片10能够检查，在检查设备上游的磨边工具不存在故障或没有被磨损。
如果装配有适合支架的设备100用于紧固装配有两个眼科镜片的镜架，则还能够直接检查瞳孔间距、光学中心相对于对应镜片的下边缘的高度、以及安装在镜架中的经磨边的眼科镜片的轴位。
在此，已经描述了以下情况：通过将所希望的轮廓与测得轮廓之间的差异最小化来将这两个轮廓相对于彼此定位，于是基于所希望的轮廓和测得轮廓的这个相对位置来量化这些光学特征之间的差异。作为变型，能够设想的是，通过将所希望光学特征与测得光学特征之间的差异最小化、例如通过将所希望的光学中心与测得光学中心之间的距离最小化、并且通过将所希望的柱镜轴位与测得柱镜轴位之间的角度差异最小化，来将经磨边的镜片的所希望的轮廓和测得轮廓相对于彼此定位。接着基于这个相对位置来量化所希望的轮廓与测得轮廓之间的差异。

Claims (15)

1.一种用于检查至少经磨边的眼科镜片(10)的测得轮廓(20)以及经磨边的眼科镜片(10)的一个光学特征的方法，所述方法包括以下步骤：
a)将所述经磨边的眼科镜片(10)放在支架(110)上，
b)捕捉这个经磨边的眼科镜片(10)的至少一个图像，
c)基于这个图像，确定所述经磨边的眼科镜片(10)的测得轮廓(20)，
d)在步骤b)中捕捉到的所述图像的坐标系中确定这个经磨边的眼科镜片(10)的至少一个测得光学特征，
e)将与所述测得光学特征相关联的所述测得轮廓(20)与预先确定的希望的眼科镜片模型进行比较，所述希望的眼科镜片模型包括至少一个对应的希望的轮廓(30)以及一个对应的希望的光学特征。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中，所述光学特征包括所述经磨边的眼科镜片(10)的光学中心(COM)的位置和/或光轴(34，35)的方向，进行以下子步骤：
在步骤c)之前的d1)：将所述经磨边的眼科镜片(10)放在焦度计中并且在所述经磨边的眼科镜片(10)上制作标记，所述标记指示所述经磨边的眼科镜片(10)上的所述光学中心和/或所述光轴的方向，
d2)：在步骤b)中捕捉到的所述图像中标识这个标记的图像。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述经磨边的眼科镜片(10)的所述支架(110)位于适合于在步骤b)中捕捉这个眼科镜片的图像的图像捕捉设备(120)与用于显示静止图案的显示装置(130)之间，在步骤d)中，借助于所述图像捕捉设备(120)来捕捉这个静止图案透过所述经磨边的眼科镜片(10)的图像，并且根据这个图像来确定所述光学特征。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述经磨边的眼科镜片(10)的所述支架(110)位于适合于在步骤b)中捕捉这个眼科镜片的图像的图像捕捉设备(120)与用于显示滚动图案(150，250)的显示装置(130)之间，在步骤d)中，借助于所述图像捕捉设备(120)来捕捉这个滚动图案(150，250)透过所述经磨边的眼科镜片(10)的多个图像，并且根据这多个图像来确定所述光学特征。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤d)中，所述显示装置(130)显示的所述滚动图案(150，250)具有预定空间周期，并且所述多个图像包括m个图像，所述图像捕捉设备(120)每次捕捉所述多个图像中的一个图像对应于所述滚动图案(150，250)相对于前一次捕捉移位了一定距离后的显示，所述距离等于这个滚动图案(150，250)的空间周期的1/m倍。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在步骤d)中，通过向所述滚动图案(150，250)透过所述经磨边的眼科镜片(10)的所述多个图像应用统计学处理来确定所述经磨边的眼科镜片(10)的改善后的图像(IA)。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在步骤d)中，在所述经磨边的眼科镜片(10)的所述改善后的图像(IA)中，标识了以下要素中的至少一个要素的图像：
-在所述经磨边的眼科镜片(10)的表面上或者在所述经磨边的眼科镜片(10)的体积中产生的雕刻物(50)，
-所述经磨边的眼科镜片(10)的测得轮廓(20)，
-具有的光焦度与所述经磨边的眼科镜片(10)的其余部分的光焦度不同的区的轮廓，
-所述经磨边的眼科镜片(10)的一个或多个涂层的缺陷。
8.如权利要求1所述的方法，其中，进行以下子步骤：
e1)：通过将所述测得轮廓(20)与所述希望的轮廓(30)之间的差异最小化来将所述测得轮廓叠加在所述希望的轮廓上，
e2)：根据在步骤e1)中获得的叠加来确定所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异。
9.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中，这个经磨边的眼科镜片(10)的所述测得光学特征包括以下特征中的至少一个特征：
-测得光学中心(COM)的位置，
-测得光轴(34，35)的方向，
-所述经磨边的眼科镜片(10)的测得色调梯度方向，
-所述经磨边的眼科镜片(10)的测得偏振轴位方向。
10.如权利要求1所述的方法，还包括步骤f)，其中，在步骤f)中，根据步骤e)中进行的比较，确定同所述测得轮廓(20)与所述希望的轮廓(30)之间的差异相关的参数以及同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的参数。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在步骤f)中，将同所述测得轮廓(20)与所述希望的轮廓(30)之间的差异相关的所述参数、以及同所述测得光学特征与所述希望的光学特征之间的差异相关的所述参数与容差阈值进行比较，并且根据这个比较来确定所述经磨边的眼科镜片(10)的符合度指标。
12.如权利要求1所述的方法，还包括步骤g)，其中，在步骤g)中，根据在步骤e)中进行的比较，针对旨在用于镜架的右镜片和左镜片确定同所述测得光学特征之间的差异相关的参数。
13.如权利要求12所述的方法，其中，在步骤g)中，针对旨在用于所述镜架的右镜片和左镜片将同所述测得光学特征之间的差异相关的所述参数与容差阈值进行比较，并且根据这个比较来确定所述经磨边的右眼科镜片和左眼科镜片的符合度指标。
14.一种用于检查经磨边的眼科镜片(10)的至少轮廓和/或光学特征的设备，包括：
-用于所述经磨边的镜片(10)的支架(110)，
-位于这个支架(110)的一侧的图像捕捉设备(120)，
-位于这个支架(110)的另一侧的显示装置(130)，所述显示装置 适合于显示至少一个滚动图案(150，250)并且适合于使这个滚动图案(150，250)相对于所述支架(110)沿至少一个预定滚动方向滚动，
-用于使所述图像捕捉设备(120)进行的多次图像捕捉与由所述显示装置(130)执行的所述滚动图案(150，250)的滚动同步的装置(140)，
-用于根据所进行的多次图像捕捉来确定所述经磨边的眼科镜片(10)的所述轮廓和/或所述光学特征、并且用于将这个轮廓和/或这个光学特征与对应的希望的轮廓和/或希望的光学特征进行比较的装置。
15.如权利要求14所述的设备，其中，所述滚动图案(150，250)包括交替的黑色条和白色条，并且其中，所述图像捕捉设备(120)聚焦在所述支架(110)附近、在距所述滚动图案(150，250)一定距离处。
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