DE102018202051B4

DE102018202051B4 - Vorrichtung zum automatischen Prüfen von Linsen und Verfahren zum automatischen Prüfen einer Vielzahl von Linsen

Info

Publication number: DE102018202051B4
Application number: DE102018202051.5A
Authority: DE
Inventors: Bee Chuan Tan; Chern Fei Chua
Original assignee: EMAGE VISION Pte Ltd
Current assignee: EMAGE VISION Pte Ltd
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2023-11-23
Anticipated expiration: 2038-02-10
Also published as: JP2018169605A; KR102340173B1; CN108490001A; TWI698629B; SG10201701099XA; TW201835539A; MY191442A; DE102018202051A1; US10885621B2; CN108490001B; KR20180092901A; US20180232876A1

Abstract

Vorrichtung zum automatischen Prüfen von Linsen, die aufweist:
einen durchsichtigen oder lichtdurchlässigen Halter aus Plastik zum Aufnehmen einer in Kochsalzlösung eingetauchten Kontaktlinse;
ein Mittel zum Beleuchten der Linse und des Halters unter Verwendung eines auf LED mit sichtbarem Licht basierenden ersten Beleuchtungsmoduls, das über dem Halter montiert ist, und eines auf UV-LED basierenden zweiten Beleuchtungsmoduls, das unter dem Halter montiert ist;
ein Mittel zum dynamischen Ausschalten und Einschalten ausgewählter Segmente des LED-Beleuchtungsmoduls mit sichtbarem Licht;
ein Mittel zum Erfassen eines Bilds der Linse und des Halters;
ein Mittel zum Analysieren des Bilds zum Identifizieren von Schäden;
ein Mittel zum Zählen der Anzahl von Linsen im Halter;
ein Mittel zum Identifizieren einer umgedrehten Linse;
ein Mittel zum Identifizieren einer falsch positionierten Linse und
ein Mittel zum Erkennen einer gefalteten Linse.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen und Prüfen ophthalmischer Linsen, die in Kochsalzlösung suspendiert sind, die in einer Plastikschale enthalten ist, unter Verwendung mehrerer Beleuchtungsmodule. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Fehlen von, Vorhandensein von, umgedrehten, gefalteten und mehrfach vorhandenen ophthalmischen Linsen und der Linsenzahl in einer lichtdurchlässigen oder durchsichtigen Plastikschale unmittelbar vor dem Einschweißprozess.
Allgemeiner Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfsystem in einer automatischen Produktionsstraße. Spezieller betrifft die Erfindung ein System und ein Verfahren zum Prüfen von in Kochsalzlösung in einer Plastikschale eingetauchten ophthalmischen Linsen. Die Plastikschale wird an die Prüfstation gebracht, die mit mehreren Beleuchtungsmodulen konfiguriert ist. Einige Typen von Plastikschalen sind lichtdurchlässig und andere sind durchsichtig. Die Steuungseigenschaften von Plastikschalen aus lichtdurchlässigem Material sind von Plastikschalen aus durchsichtigem Material verschieden. Aufgrund dieses Unterschieds kann das erfasste Bild ophthalmischer Linsen beträchtlich variieren und bei der zuverlässigen Erkennung von Fehlen von, Vorhandensein von, umgedrehten, gefalteten und mehrfach vorhandenen ophthalmischen Linsen in der Plastikschale Probleme aufwerfen.
Derartigen Systemen haften gewisse Beschränkungen an, besonders beim Versuch, den Linsenrand zu verstärken. Prüfsysteme, die LED-Beleuchtung verwenden, bieten allgemein dadurch eine gute Leistung, dass sie den Rand der in der Kochsalzlösung suspendierten Linse verstärken, wenn die Plastikschale durchsichtig ist. Mehrere Versuche haben gezeigt, dass trotz Prüfen der in Kochsalzlösung suspendierten Linsen unter Verwendung derartiger Beleuchtungsmethoden nach dem Prüfprozess leere Plastikschalen, mehrere Linsen und umgekehrte oder gefaltete Linsen festgestellt werden, besonders wenn die Plastikschalen lichtdurchlässig sind.
Ein einfaches aber effektives Prüfsystem, das die Erkennung des Vorhandenseins oder Fehlens von Linsen, von umgekehrten, gefalteten und mehreren Linsen kombiniert, ist für den Hersteller nicht nur zur Senkung der Kosten erwünscht, sondern auch zum Optimieren der Qualitätssicherung und nachfolgenden Aussortierung nicht schadhafter ophthalmischer Linsen. Dieser Prozess ermöglicht es Herstellern, ihren Kunden Produkte guter Qualität zu liefern.
Aktuelle Verfahren verwenden allgemein statistisch ausgewählte Proben ophthalmischer Linsen, die unter Einsatz von sichtbarem LED-Licht zur Beleuchtung und von Mikroskopen zur Erkennung umgedrehter, mehrerer und schwimmender Linsen manuell geprüft werden.
Derartige Verfahren nehmen ziemlich viel Zeit in Anspruch. Es wurde auch festgestellt, dass die Prüfung von Proben schadhafte Produkte durchlässt, da sie keine 100-prozentige Qualität garantieren kann und für menschliches Versagen hoch anfällig ist und nicht effektiv ist, besonders für die Massenproduktion. Allgemein versteht es sich, dass ein gut konzipiertes automatisches Prüfsystem einheitlicher ist als ein menschliches Prüfsystem, da das automatische System weder Ermüdung noch Ablenkungen oder Änderungen subjektiver Prüfkriterien erleidet.
Aus der KR 10 2017 0 009 918 A ist ein Verfahren zum automatischen Prüfen einer Vielzahl von Linsen bekannt, das die folgenden Schritte aufweist:

Deaktivieren gewisser Segmente eines ersten Beleuchtungsmoduls, Auslösen eines Kameraverschlusses und des ersten Beleuchtungsmoduls zum Erfassen von wenigstens zwei Bildern,
Analysieren der erfassten Bilder zum Erkennen von Linsenschäden,
Erkennen von Schadensmerkmalen des genannten analysierten Bildes als Linsenschäden durch Vergleichen von Schadensparametern der verarbeiteten Bilder mit in einer Software einprogrammierten Parametern und Ablehnen jedweder der genannten Linsen, bei denen Schäden identifiziert werden, als schadhaft.

Aus der US 2012/0 327 396 A1 ist ein Verfahren zum Prüfen von Linsen bekannt, wobei zwei Beleuchtungsmodule mit unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden.
Aus der CN 102 023 164 A sowie der US 5,500,732 A sind weitere Verfahren zum Prüfen von Linsen bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine einzelne Vorrichtung und ein Verfahren, die mehrere Module zur Beleuchtung mit mehreren Wellenlängen nutzen, die genaue und zuverlässige Bilder von in Kochsalzlösung suspendierten Kontaktlinsen produzieren können, die in einer matten oder lichtdurchlässigen Schale enthalten sind, um die Prüfung mehrerer Merkmale, wie etwa Vorhandensein und Fehlen von Linsen, umgedrehte Linsen, mehrere Linsen, und das Zählen der Linsenzahl zu ermöglichen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung gehen wenigstens einige der im Stand der Technik gesehenen Schwierigkeiten an.
Ein automatisches System zum Prüfen ophthalmischer Linsen gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Bildgebungssystem für ophthalmische Linsen, das eine Vielzahl von Bildern jeder geprüften Linse erfasst, und ein Linsenbildanalyse-Untersystem auf, das jedes Bild der Linse analysiert, um zu bestimmen, ob die geprüfte Linse eine oder mehr Abnormalitäten aufweist. Das automatische Linsenprüfsystem erfasst ein oder mehr Bilder des Objekts bei einer oder mehr aktivierten Beleuchtungskonfigurationen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung prüft das Linsenprüfsystem auf Vorhandensein von Linsen in der Plastikschale, umgedrehte oder falsch ausgerichtete Linsen, mehrfach vorhandene Linsen und Zählen der Anzahl von Linsen, gefaltete Linsen oder eine Kombination aus einem der vorhergehenden angegebenen Probleme.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von in Kochsalzlösung suspendierten Kontaktlinsen auf Vorhandensein von Kontaktlinsen, Zählen der Linsenzahl, falsch ausgerichtete Linsen, umgedrehte oder gefaltete Linsen bereitzustellen. Die vorgesehene Erfindung weist eine hochauflösende Kamera und ein Objektiv zum Erfassen hochaufgelöster Bilder der Kontaktlinsen auf, die mit einem auf UV-LED basierenden Beleuchtungsmodul, das unter dem Linsenhalter geeignet montiert ist, einem zweiten Beleuchtungsmodul, das mit LED mit sichtbarem Licht konstruiert ist und über dem Linsenhalter geeignet montiert ist, und einer Beleuchtungssteuereinheit zum Ermöglichen der Beleuchtung ausgewählter Segmente der LED in beiden Beleuchtungsmodulen, wie in der Softwareanwendung programmiert, beleuchtet wird.
Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Nutzen von entweder Hintergrundbeleuchtung auf Basis von Ultraviolett-(UV) -Wellenlängen- (200 - 400 nm) -LED, Auflichtbeleuchtung auf Basis von LED mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich (400 - 700 nm) oder einer Kombination von beiden zur Erkennung des Vorhandenseins von Kontaktlinsen bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die mit einer Stroboskopsteuereinheit integriert ist, die mehrere Beleuchtungsmodule elektronisch auslösen kann, so dass sie zu jedem gegebenen Zeitpunkt, synchron bis asynchron, Licht in kurzen Pulsen emittieren.
Es ist noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verwendung als ein prozessgekoppeltes Prüfmodul bereitzustellen, das sich leicht in eine automatische Prüfanlage integrieren lässt.
Andere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) sowie den hierin unten eingefügten Zeichnungsfiguren hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es ist praktisch, die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Begleitzeichnungen weiter zu beschreiben, die mögliche Anordnungen der Erfindung veranschaulichen. Fachkundige Personen erkennen, dass andere Anordnungen der Erfindung möglich sind, und folglich darf die Besonderheit der Begleitzeichnungen nicht als die Allgemeingültigkeit der vorangehenden Beschreibung der Erfindung aufhebend verstanden werden.

1 ist eine Darstellung des optischen und Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Darstellung des optischen und Beleuchtungssystems vom Stand der Technik.
3 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in 1, wobei der Prüfbereich B 1 ist.
3a stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse dar, erfasst mit dem System vom Stand der Technik in 2, wobei der Prüfbereich B1a ist.
4 stellt ein Bild des eine Linse enthaltenden Halters für ophthalmische Linsen dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in 1, wobei der Prüfbereich B2 ist.
4a stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse dar, erfasst mit dem System vom Stand der Technik in 2, wobei der Prüfbereich B2a ist.
5 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer richtig ausgerichteten Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in 1.
6 ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B3 in 5.
6a ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B3a in 5.
7 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer umgedrehten Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in 1.
8 ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B4 in 7.
8a ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B4a in 7.
9 stellt ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer schwimmenden Linse dar, erfasst mit dem System der vorliegenden Erfindung in 1.
10 ist eine teilweise Querschnittansicht des Halters für ophthalmische Linsen mit einer schwimmenden Linse.
11 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit zwei Linsen.
12 ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B5 in 11.
12a ist ein vergrößertes Bild des Bereichs B6 in 11.
13 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen ohne Linse, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B7 ist.
14 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit einer einzelnen Linse, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B8 ist.
15 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit zwei Linsen, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B9 ist.
16 veranschaulicht ein Bild des Halters für ophthalmische Linsen mit drei Linsen, erfasst nur unter Verwendung von UV-Hintergrundbeleuchtung, wobei der Prüfbereich B10 ist.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
Mit Bezug auf 1 und gemäß einer aufgebauten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dargestellt, ein System 100 und Verfahren zum Erkennen des Vorhandenseins oder Fehlens ophthalmischer Linsen, von mehrfach vorhandenen Linsen, einer gefalteten Linse und einer umgedrehten Linse, das eine mit einem Objektiv 120 gekoppelte Kamera 110 enthält, die zur Analyse des von der Kamera 110 erfassten Bilds, durch das Objektiv 120 gesehen, geeignet in einen Computer integriert ist.
Das System ist mit zwei Beleuchtungsmodulen 190 und 170 integriert. Das Beleuchtungsmodul 190 ist mit LED mit sichtbarem Licht konzipiert, deren Wellenlänge zwischen 400 nm und 700 nm fallen kann, während das Modul 170 mit LED auf Ultraviolett-Basis konzipiert ist, deren Wellenlänge zwischen 200 nm und 400 nm fallen kann. Das Beleuchtungsmodul 190 ist über dem zu prüfenden Objekt 150 positioniert und das Beleuchtungsmodul 170 ist unter dem Objekt 150 positioniert. Das Beleuchtungsmodul 170 emittiert Ultraviolettlicht synchron mit dem Betrieb des elektronischen Verschlusses der Kamera 170 und eines Stroboskopsteuerungselektronikmoduls 180 und das Beleuchtungsmodul 190 emittiert sichtbares Licht synchron mit dem Betrieb des elektronischen Verschlusses der Kamera 170 und des Stoboskopsteuerungselektronikmoduls 180. Der Computer erzeugt den Auslöseimpuls für die Beleuchtungsmodule und den Kameraverschluss zur Bilderfassung auf Basis des Softwareprogramms. Das Softwareprogramm bestimmt die Auslösungsimpulse für beide Beleuchtungsmodule, die je nach den Prüfanforderungen gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten sein können.
Des Weiteren kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein erstes optisches Filter 130 vor dem Objektiv 120 der Kamera 110 angeordnet sein, so dass jedes in das Objektiv 120 einfallende Licht zuerst durch das erste optische Filter 130 gehen muss. Die Kamera 110 nimmt daher ein Bild mit dem reflektierten oder durch die Kontaktlinse gehenden gedämpften Licht ohne Details aus dem Lichtspektrum, das vom ersten optischen Filter 130 nicht durchgelassen wurde, auf. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass die Positionierung des ersten optischen Filters 130, sei es vor oder hinter dem Objektiv 120 der Kamera 110, die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht beeinflusst.
Die Hintergrundbeleuchtungs-UV-Lichtquelle 170 kann mehrere UV-Leuchtdioden (LED) aufweisen, die Licht mit einer Wellenlänge emittieren, die ausreicht zum Beleuchten der Kontaktlinse 150, die geprüft wird und in einer Kochsalzlösung 160 suspendiert ist, die alle in einem Behälter 140 aufgenommen sind.
Die LED-Lichtquelle 190 mit sichtbarem Licht zur Auflichtbeleuchtung kann mehrere sichtbares Licht emittierende Dioden (LED) aufweisen, die Licht zum Beleuchten der Kontaktlinse 150 emittieren, die geprüft wird und in einer Kochsalzlösung 160 suspendiert ist, die alle in einem Behälter 140 aufgenommen sind. Das Beleuchtungsmodul 190 ist mit zum Bilden von Segmenten kombinierten Leuchtdioden konzipiert und aufgebaut, so dass ausgewählte Segmente zum Beleuchten des Prüfobjekts eingesetzt werden können. Die Segmentierung von LED kann vom Modul 180 gesteuert werden und kann für verschiedene Produkttypen verschieden sein, auf Basis des Produkttyps, der während der Einstellung des Prüfsystems konfiguriert wird, vorbestimmt und in Rezepten gespeichert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierende Beleuchtungsmodul 190 in Verbindung mit dem Modul 180 mit verschiedenen Intensitäten ausgelöst werden, das auch die Intensitätsniveaus steuern kann, um einen jeweiligen Typ von Linsenmaterial zu beleuchten, um ein spezifisches Merkmal des Objekts 150, das geprüft wird, zu verstärken. Dementsprechend kann ein anderes optisches Filter 130 passend zum Lichtspektrum auf Basis der LED-Lichtquelle mit sichtbarem Licht 190 genutzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das auf UV-LED basierende Beleuchtungsmodul 170 mit der gleichen Intensität des Moduls 190 oder mit einer anderen Intensität auf Basis des Merkmals, das im Prüfobjekt zu verstärken ist, ausgelöst werden. Dementsprechend ist es möglich, jeweils ein anderes optisches Filter passend zum Lichtspektrum auf Basis der UV-LED-Quelle 170 auszuwählen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann entweder das auf UV-LED basierende Beleuchtungsmodul 170 oder das auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierende Modul 190 ausgeschaltet werden, damit ein spezielles Merkmal im zu prüfenden Objekt verstärkt werden kann. Unter diesen Umständen kann möglicherweise nur ein einzelnes Beleuchtungsmodul zur Beleuchtung des geprüften Produkts genutzt werden. Dementsprechend ist es möglich, ein anderes optisches Filter 130 passend zum Lichtspektrum auf Basis des während Bilderfassung und -prüfung genutzten Moduls auszuwählen.
Die Vorrichtung in 2 betrifft ein konventionelles System vom Stand der Technik, das allgemein zum Prüfen von Kontaktlinsen auf Schäden konzipiert ist. Die Vorrichtung 200 in 2 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Vorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung, in der das auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierende Beleuchtungsmodul 270 von 2 unter dem Prüfobjekt 250 positioniert ist.
Ein System 200 vom Stand der Technik, mit Bezug auf 2, enthält eine mit einem Objektiv 220 gekoppelte Kamera 210, die zur Analyse des von der Kamera 210 erfassten Bilds, durch das Objektiv 120 gesehen, geeignet in einen Computer integriert ist.
Das System ist mit einem einzelnen Beleuchtungsmodul 270 integriert, das mit sichtbares Licht emittierenden Dioden ausgestaltet ist, deren Wellenlänge zwischen 400 nm bis 700 nm fallen kann. Das Modul 270 ist unter dem Objekt 250 positioniert. Das Beleuchtungsmodul 270 emittiert sichtbares Licht synchron mit dem Betrieb der Kamera und des Stroboskopsteuerungselektronikmoduls 280.
Die vorangehende ausführliche Beschreibung der in 1 gezeigten Ausführungsform(en) der vorliegenden Erfindung wird in erster Linie der Deutlichkeit halber abgegeben und ihr dürfen keine unnötigen Beschränkungen entnommen oder zugeschrieben werden. Unten werden mehrere Beispiele einer in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
3 zeigt ein Bild eines leeren Linsenhalters, erfasst mit der in 1 veranschaulichten Vorrichtung 100. In 3 kann der von Kasten B 1 umschlossene Bereich B1 unter Verwendung eines Algorithmus analysiert werden, um zu einem Intensitätswert zu kommen. In Abhängigkeit von den einprogrammierten Prüfparametern, die Teil der Rezeptdatei bilden, die für einen jeweiligen Produkttyp konfiguriert ist, wird der berechnete Intensitätswert mit dem einprogrammierten Intensitätswert verglichen, um zu bestimmen, ob der Wert dem Vorhandensein einer Linse oder dem Fehler einer Linse entspricht. Des Weiteren nimmt das System 100 von 1 das Bild des Linsenhalters auf, wobei einige ausgewählte Segmente beleuchtende Leuchtdioden im Auflichtbeleuchtungsmodul 190 ausgeschaltet sind. Die ausgeschalteten Segmente sind in der Rezeptdatei einprogrammiert, die während der Einstellung der Prüfung für jeden Produkttyp erstellt wird. Der Prozess der Bilderfassung mit der modifizierten Beleuchtungskonfiguration, wobei die ausgewählten Segmente ausgeschaltet sind, führt zu Bildern mit einer Unterbrechung im reflektierten Muster an Position 30 in 3. Die Position der Unterbrechung im reflektierten Muster, das aus gestrichelten Linien besteht, die ungefähr konzentrisch zueinander sind, kann je nachdem, welche LED-Segmente ausgeschaltet sind, verschieden sein. Die Bedeutung dieses Phänomens wird in der vorangehenden Beschreibung bei der Erklärung der Schadensprüfungsmethodik erläutert.
Die weitere Analyse an dem Bild kann die Erkennung des Rands der in der Kochsalzlösung suspendierten Linse enthalten. In der vorangehenden Beschreibung ist es aber offensichtlich, dass die Randerkennung sehr schwierig sein kann, da der Linsenrand je nach der Position der Linse sehr schwach werden kann. Das Randerkennungsverfahren ist daher zweideutig, was zu unzuverlässiger Genauigkeit und Wiederholbarkeit führt.
3a zeigt ein Bild eines leeren Linsenhalters, erfasst unter Verwendung der in 2 dargestellten Vorrichtung 200. Es gibt wenig oder keine Dämpfung der Lichtintensität und in dem von Kasten B1a umschlossenen Bereich befindet sich auch kein deutliches Muster. Es ist wichtig, dass beachtet wird, dass das auf sichtbares Licht emittierenden LED basierende Beleuchtungsmodul 270 zum Beleuchten der Linse, die geprüft wird, im System vom Stand der Technik 200, wie in 2 dargestellt, genutzt wird.
4 zeigt ein Bild eines Linsenhalters mit einer in Kochsalzlösung suspendierten einzelnen ophthalmischen Linse, erfasst unter Verwendung der Vorrichtung 100. In 4 zeigt der von Kasten B2 umschlossene Bereich zwei kreisförmige deutliche Muster. Die äußere gestrichelte Linie 40 ist die Reflexion von der Oberfläche der Kochsalzlösung 160 von 1 und die inneren zwei gestrichelten Linien 42 beruhen auf der Reflexion von der oberen und der unteren Oberfläche der Kontaktlinse 150 von 1 im Halter. Es ist zu beachten, dass es zwei deutliche Muster in der Form von zwei unterbrochenen Kreisen 40 und 42 mit einer Unterbrechung an 41 bzw. 43, die sich auf entgegengesetzten Seiten des Bilds befinden, gibt. Dieses Phänomen tritt aufgrund der Reflexion von der Kochsalzlösung 160, die relativ zur Kamera 110 konvex ist, und der Reflexion von der Linse 150, die relativ zur Kamera 110 von 1 konkav ist, auf. Dieses besondere Phänomen ist besonders nützlich, wenn schwimmende Linsen erkannt werden sollen, wie in der vorhergehenden Beschreibung beschrieben wird.
Die Uneinheitlichkeit bei der Erkennung des Rands der ophthalmischen Linse im konventionellen Verfahren wird durch die Verwendung des Systems 100 ausgeschlossen, bei dem die zwei Beleuchtungsmodule 170 und 190 eingesetzt werden, um das in 4 dargestellte Bild zu erzielen.
4a zeigt ein Bild des eine einzelne Linse enthaltenden Halters, erfasst mit der Vorrichtung 200 von 2. In 4a, die ein Bild des Halters mit einer einzelnen Linse darstellt, zeigt der von dem Kasten B2a umschlossene Bereich verglichen mit 3a, die ein Bild des Halters ohne Linse in dem vom Kasten B1a umschlossenen Bereich darstellt, keine deutliche Änderung. Das Fehlen eines deutlichen Musters in den vom System 200 erfassten Bildern, wie in 3a und 4a gezeigt, macht das System 200 unzuverlässig, da der Linsenrand aufgrund der der Systemausgestaltung eigenen Beschränkungen in den Schattenbereich fällt.
5 zeigt ein Bild einer ophthalmischen Linse, das unter Verwendung der Vorrichtung 100, wie in 1 dargestellt, durch synchrones Auslösen der Beleuchtungsmodule 170 and 190 durch die Stroboskopsteuereinheit 180, die für Intensität, die aktiven LED-Segmente und die genaue Zeitsteuerung des Auslösers durch die Softwareanwendung vorkonfiguriert ist, erfasst wurde. Die auf die Stroboskopsteuereinheit 180 bezogenen Parameter, wie etwa die Zeitsteuerung des Auslösers für die Beleuchtungsmodule, die Intensität der Beleuchtung und die Auswahl von Segmenten zur Beleuchtung, können als Rezepte je nach dem Produkttyp und dem Haltertyp konfiguriert und gespeichert werden. Die Rezepte können dann zum Einstellungszeitpunkt heruntergeladen werden, um die schnelle Konfiguration des Prüfsystems für einen speziellen Produkttyp zu ermöglichen. Der in 5 von dem Kasten B3 angezeigte Bereich wird in 6 vergrößert gezeigt. Wie bereits erläutert, führt das Reflexionsphänomen aufgrund der Beleuchtung der Linse durch Auflicht 190 zu einem in 6 zu sehenden deutlichen Muster, das anzeigt, dass im Halter eine Linse vorhanden ist. Um zu erkennen, ob die Linse umgedreht oder umgekehrt ist, findet am Rand der von dem Bereich B3a umschlossenen Linse eine weitere Analyse statt. In 6a wird ein vergrößertes Bild des Bereichs B3a von 5 gezeigt. In 6a sind zwei klare Ränder 60 und 61 ersichtlich. Die Linie 60 stellt den Linsenrand dar und die Linie 61 stellt den Rand der Kochsalzlösung dar. Das Vorhandensein einer deutlichen Linie 60 zusammen mit der Linie 61 wird analysiert und als ein Vorhandensein einer richtig ausgerichteten Linse bestimmt.
7 stellt ein Bild des Linsenhalters mit einer umgedrehten oder falsch ausgerichteten Linse dar. Der in 7 von dem Kasten B4 angezeigte Bereich wird in 8 vergrößert gezeigt. Wie bereits erläutert, zeigt das in 8 zu sehende deutliche Muster, dass im Halter eine Linse vorhanden ist. Um zu erkennen, ob die Linse umgedreht oder umgekehrt ist, findet am Rand der von dem Bereich B4a umschlossenen Linse eine weitere Analyse statt. In 8 wird ein vergrößertes Bild des Bereichs B4a von 7 gezeigt. In 8a ist nur ein klarer Rand 63 ersichtlich. Die Linie 63 stellt den Rand der Kochsalzlösung dar. Da das deutliche Muster in 8 bereits das Vorhandensein einer Linse erkennen lässt, wird das Fehlen einer weiteren deutlichen Linie als eine Linse bestimmt, die eine falsch ausgerichtete oder umgedrehte Linse ist.
In der eine Querschnittansicht eines Linsenhalters zeigenden 10 wird ein typisches Problem einer schwimmenden Linse veranschaulicht, das aus einer in der Kochsalzlösung 160 schwimmenden Linse 150 besteht, wobei der Rand der Kochsalzlösung von der Position 404 dargestellt wird. Das Problem einer schwimmenden Linse verursacht, dass die Kochsalzlösung ihr konvex geformtes Oberflächenprofil verliert, wie in 160 und 260 von 1 bzw. 2 zu sehen ist. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Linse 150 in 10 nicht am Boden des Linsenhalters ruht. In 10 sind das Oberflächenprofil der Linse 150 und der Kochsalzlösung 160 ähnlich, was bewirkt, dass das Reflexionsmuster von beiden Oberflächen ähnlich ist, wie an der Position der Unterbrechungen 402x and 403x in den Linien 402 bzw. 403 ersichtlich ist. Diese Änderung des Musters wird als das Problem einer schwimmenden Linse klassifiziert.
11 stellt ein Bild eines durch Auflicht- 190 und Hintergrundbeleuchtung 170 beleuchteten Linsenhalters mit zwei Kontaktlinsen des Systems 100 in 1 dar. 12 ist ein vergrößertes Bild von Kasten B5 in 11. In 12 sind zwei schwarze Linien an 405 und 406 erkennbar, die die Ränder der beiden Linsen darstellen, und 404 stellt den Rand der Kochsalzlösung dar. Die Anzahl der schwarzen Linien ist direkt proportional zur Anzahl der Linsen im Halter. Des Weiteren zeigt die Reflexion von der oberen und unteren Oberfläche der zwei Linsen, wie in der 12a gezeigt, die ein vergrößertes Bild des vom Kasten B6 in 11 umschlossenen Bereichs ist, mehr als zwei kreisförmige unterbrochene weiße Linien 407. Dieses Muster zeigt das Vorhandensein von mehr als einer Linse an. Des Weiteren ist die Intensität des Bereichs um die Mitte der Linse verglichen mit einem Bild mit einzelner Linse geringer. Die Intensität der Beleuchtung ist bei jeder Zunahme der Linsenzahl proportional geringer.
Das Bild in 11 stellt einen klaren Fall mehrerer und daher in Abhängigkeit von den durch das Softwareprogramm eingestellten Parametern als schadhaftes Teil abgewiesener Linsen dar.
Jedes andere Muster als ein nicht ununterbrochener Kreis in dem Bild um die Mitte der Linse wird unter vielen Kategorien, wie etwa geneigte, verschobene, gefaltete und mehrere Linsen, analysiert und klassifiziert. Die vom System 100 in 1 erfassten Bilder können sowohl auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierende Auflichtbeleuchtung 190 als auch auf UV-LED-basierende Hintergrundbeleuchtung 170 nutzen. Daher wird durch das System 100 in 1 eine bedeutende Verbesserung zum Identifizieren und Aussortieren von Problemen während des Prozesses der Prüfung ophthalmischer Linsen erzielt.
Unter Verwendung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der nur die UV-basierte Hintergrundbeleuchtung zum Beleuchten der Linse 150 im System 100 in 1 verwendet wird, werden vier Bilder veranschaulicht. Die in den 13, 14, 15 und 16 gezeigten Bilder stellen ein Kontaktlinsenbild ohne Linse, mit einer Linse, mit zwei Linsen bzw. mit drei Linsen dar, um die Wirkung von Dämpfung und Absorption zu demonstrieren. Die Graustufenwerte, die zum Bestimmen des Fehlens und des Vorhandenseins der Linse verwendet werden, sind vorbestimmt und werden als Parameter in den Rezeptdateien für verschiedene Produkttypen und Haltertypen gespeichert. Während der Einstellung der Prüfung werden auch auf einzelne und mehrere Linsen bezogene Graustufenwerte bestimmt und unter ihren jeweiligen Rezeptdateien abgespeichert. Wie zu sehen ist, ist der Bereich B7 des Bilds in 13 hell. Bei der Analyse ist das Intensitätsniveau oder das Graustufenniveau von Bereich B7 in 13 hoch, was erkennen lässt, dass sich keine Linse im Halter befindet. Die durchschnittlichen Graustufenwerte in den Bereichen B8, B9 und B 10 der Bilder in den 14, 15 und 16 stellen das Vorhandensein einer einzelnen, von zwei bzw. von drei Linse(n) dar. Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass die Intensität des optischen Bereichs um die Mitte der Linse mit jeder Erhöhung der Linsenzahl weiter abnimmt, was das Phänomen einer höheren Lichtdämpfung und -absorption deutlich erkennen lässt. Die vorkonfigurierten Intensitätswerte, die zur Anzahl der im Halter vorhandenen Linsen proportional sind, werden von der Software beim Prüfen der Bilder genutzt, um einheitlich und genau jeden Linsenhalter abzulehnen, der keine Linse oder mehr als eine Linse enthält.
Modifikationen der vorliegenden Erfindung in ihren diversen Ausführungsformen werden für den Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung offensichtlich und können ohne Abweichen vom Umfang der Erfindung gemacht werden, der von den hieran angehängten Ansprüchen umfasst wird. Angesichts Obigem ist zu sehen, dass die mehreren Aufgaben der Erfindung gelöst werden und andere Vorteile erhalten werden. Da an den obigen Anordnungen und Verfahren viele Änderungen vorgenommen werden könnten, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, ist vorgesehen, dass sämtlicher in der obigen Beschreibung enthaltener Stoff als veranschaulichend und nicht in einem beschränkenden Sinn ausgelegt wird.

Claims

Vorrichtung zum automatischen Prüfen von Linsen, die aufweist: einen durchsichtigen oder lichtdurchlässigen Halter aus Plastik zum Aufnehmen einer in Kochsalzlösung eingetauchten Kontaktlinse; ein Mittel zum Beleuchten der Linse und des Halters unter Verwendung eines auf LED mit sichtbarem Licht basierenden ersten Beleuchtungsmoduls, das über dem Halter montiert ist, und eines auf UV-LED basierenden zweiten Beleuchtungsmoduls, das unter dem Halter montiert ist; ein Mittel zum dynamischen Ausschalten und Einschalten ausgewählter Segmente des LED-Beleuchtungsmoduls mit sichtbarem Licht; ein Mittel zum Erfassen eines Bilds der Linse und des Halters; ein Mittel zum Analysieren des Bilds zum Identifizieren von Schäden; ein Mittel zum Zählen der Anzahl von Linsen im Halter; ein Mittel zum Identifizieren einer umgedrehten Linse; ein Mittel zum Identifizieren einer falsch positionierten Linse und ein Mittel zum Erkennen einer gefalteten Linse.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Beleuchtungsmodul oberhalb der Linse montiert ist, wobei das erste Beleuchtungsmodul ein Array von Licht im sichtbaren Lichtspektrum emittierenden Dioden aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Beleuchtungsmodul unterhalb der Linse montiert ist, wobei das zweite Beleuchtungsmodul ein Array von im Ultraviolettlichtspektrum emittierenden Dioden aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Mittel zum momentanen Auslösen des ersten und des zweiten Beleuchtungsmoduls eine Stroboskopsteuereinheit umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Mittel zum synchronen oder asynchronen momentanen Auslösen des ersten und des zweiten Beleuchtungsmoduls in Bezug auf einen Verschlussauslöser einer Kamera synchronisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Mittel zum Deaktivieren ausgewählter LED-Segmente im ersten Beleuchtungsmodul von einer Stroboskopsteuereinheit gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das genannte Mittel zum Erfassen von Bildern eine hochauflösende Kamera enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die genannten Mittel zum Erfassen von Bildern, momentanen Auslösen des ersten und des zweiten Beleuchtungsmoduls und Analysieren der Bilder zum Identifizieren von Schäden von einem in einem Computer befindlichen Softwareprogramm verwaltet wird.
Verfahren zum automatischen Prüfen einer Vielzahl von Linsen mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1, das die folgenden Schritte aufweist: Deaktivieren gewisser Segmente des ersten Beleuchtungsmoduls; synchrones Auslösen des Kameraverschlusses und des ersten und des zweiten Beleuchtungsmoduls zum Erfassen eines Bilds des Halters mit der in der Kochsalzlösung eingetauchten Linse; Analysieren des erfassten Bilds zum Erkennen von Linsenschäden; Erkennen der Schadensmerkmale des genannten analysierten Bilds als Linsenschäden durch Vergleichen von Schadensparametern des verarbeiteten Bilds mit in einer Software einprogrammierten Parametern und Ablehnen jedweder der genannten Linsen, bei denen Schäden identifiziert werden, als schadhaft.
Verfahren zum automatischen Prüfen einer Vielzahl von Linsen mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1, das die folgenden Schritte aufweist: Deaktivieren gewisser Segmente des ersten Beleuchtungsmoduls; Auslösen eines Kameraverschlusses und des ersten und des zweiten Beleuchtungsmoduls zu verschiedenen Zeitpunkten zum Erfassen von wenigstens zwei Bildern des Halters mit der in der Kochsalzlösung eingetauchten Linse; Analysieren der erfassten Bilder zum Erkennen von Linsenschäden; Erkennen der Schadensmerkmale des genannten analysierten Bilds als Linsenschäden durch Vergleichen der Schadensparameter der verarbeiteten Bilder mit in einer Software einprogrammierten Parametern und Ablehnen jedweder der genannten Linsen, bei denen Schäden identifiziert werden, als schadhaft.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner einen Schritt des selektiven Deaktivierens einprogrammierter Segmente von LED im auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierende Beleuchtungsmodul enthält.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner einen Schritt des selektiven Deaktivierens einprogrammierter Segmente von LED im auf sichtbares Licht emittierenden Dioden basierenden Beleuchtungsmodul enthält.