KR102226634B1 - 안과 렌즈 검사 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

안과 렌즈 검사 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INSPECTING OPTHALMIC LENSES}
광학 접속을 포함하는 안과 렌즈의 검사 시스템으로서: 광원이 홀더 내에 홀딩된 안과 렌즈를 향해 광을 투영하도록 구성되는, 조명 소스(60); 상기 안과 렌즈를 조명하도록 광 빔을 조절하고 투영하도록 구성되는 광학 렌즈(83); 광축(110)의 안으로 그리고 광축(110)을 벗어나 이동되는 스위블 유리판(40); 상기 조명 소스(60)에 의하여 투영된 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 명시야 이미징 유닛; 상기 조명 소스(60)에 의하여 투영된 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 암시야 이미징 유닛; 및 상기 스위블 유리판과 동작가능하게 커플링되는 적어도 하나의 카메라 센서로서, 상기 적어도 하나의 카메라 센서는 컨테이너(50) 하단에 포함된 상기 광학 렌즈(83)와 상기 광축(110)과 나란하게 위치되는 광학 모듈(20)을 통과하는 광의 이미지를 캡쳐하도록 구성되는, 카메라 센서를 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.

Description

안과 렌즈 검사 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INSPECTING OPTHALMIC LENSES}

본 발명은, 바람직하게는 자동화된 안과 렌즈 생산 라인에서 안과 렌즈를 자동으로 검사하는 검사 시스템에 관한 것이다. 검사 시스템은, 다수의 이미지를 캡쳐하고, 매우 높은 수준의 정확도와 신뢰도로 결함있는 렌즈를 효과적이고 효율적으로 후속 인식하도록 설계되는 스위블 플레이트 메커니즘을 사용하는 이미징 유닛과 검사 방법을 제공한다.

본 발명은 일반적으로 자동화된 검사 시스템에 관한 것이고, 특히 안과 렌즈를 검사하는 프로세스와 방법에 관한 것이다.

안과 렌즈는 수요가 높으며 광범위하게 사용된다. 따라서 표준 렌즈 및 미용 렌즈 모두의 매우 높은 품질의 렌즈를 대량으로 생산할 필요가 있다. 일반적으로, 자동화된 생산 라인에서 생산된 렌즈가 예측불가능한 문제점들이 발생하는 수동 생산 시스템에 의해 생산된 렌즈보다 더 신뢰성이 높다는 것은 공지된 사실이다. 또한, 프리미엄 품질의 제품을 고객에게 전달하기 위하여, 렌즈를 검사하고 일관된 고품질 검사 프로세스를 유지하는 검사 시스템이 자동화된 생산 라인의 핵심적인 부분이라는 것은 널리 받아들여지는 사실이다. 검사 파라미터를 규칙적으로 변경(tweaking)하고 다양한 안과 렌즈 모델의 검사 특성을 포함하는 구성 파일을 생성하면, 검사 시스템을 유연하게 적응시킬 수 있다. 안과 렌즈는 시력을 교정하기 위해서 뿐만아니라 안과 렌즈에 문양을 인쇄함으로써 눈의 미용적인 모습을 향상시키기 위해서도 사용된다. 그러므로, 안과 렌즈에 결함이 없으며 검사 프로세서 중에 핸들링이 최소화된다는 것을 보장하기 위해서 많은 주의를 기울여야 한다. 이러한 안과 렌즈는 자동화된 생산 라인에서 매우 대량으로 생산된다. 렌즈들 각각이 엄격한 품질 제어 표준에 따라서 생산되도록 보장하기 위해서, 자동화된 검사 방법을 사용하여 렌즈를 패키징 직전에 검사하는 것이 중요하다. 공통적으로, 패키징 이전에 인라인 검사를 수행하여, 안과 렌즈를 제조 라인에서 벗어나게 할 필요가 없게 한다. 본 발명은 현존하는 렌즈 제조 라인에 또는 독립형 검사 시스템에 통합될 수 있도록 설계된다.

안과 렌즈는 보통 투명한 렌즈 홀더 내에 놓인다. 각각의 홀더는 하나의 렌즈를 홀딩하는데, 이것은 액체 용액 내에 담가진다. 홀더 내의 습식 렌즈는 렌즈 캐리어가 자동화된 생산 라인에서 수송 시스템을 따라 이동할 때에 검사된다. 생산 라인의 수율을 증가시키기 위해서, 렌즈들이 가능한 한 빨리 검사돼야 한다.

종래 기술은 렌즈 홀더에 식염수가 채워지고 콘택트 렌즈가 그 안에 떠 있는 콘택트 렌즈의 그 외의 검사 기술을 개시한다. 결함을 효과적이고 정확하게 결정하기 위해서 검사의 일관성이 아주 중요한 요건이다. 개시된 검사 시스템은 일반적으로 고정된 초점 심도로 설계된 광학계이다. 초점 심도는 일차 유도 파라미터로서 렌즈 두께에 대하여 결정된다. 이러한 광학계의 목적은 렌즈의 에지로부터 렌즈의 하단까지의 전체 렌즈가 초점이 맞도록 보장하는 것이다. 대부분의 경우에, 적당한 초점 심도를 가지는 검사 시스템에 의하여 캡쳐된 이미지는 최적으로 강화된(enhanced) 이미지를 제공하는데, 이 경우 렌즈 재료 내에 오염이나 기포가 있으면 쉽게 검출되고 측정되어 불합격처리할지 여부가 결정된다. 이러한 검사 시스템의 문제점은, 결함 기준의 크기가 분명한 결정이 이루어질 수 없는 영역에 속하는 경우이다. 클린룸에서 주로 널리 사용되는 제조 라인이 있는 현재의 시스템에서, 렌즈와 식염수에서 발견되는 결함의 크기는 점점 더 작아지고 있다. 결정을 잘못하면 불합격품이 고객 또는 제조사로 배송되게 하며, 결과적으로 많은 반품이 생긴다. 이러한 과도한 반품은 제조 라인의 생산성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 측정될 결함이 수십 마이크론보다 작은 범위일 경우 이러한 문제점은 더 커진다. 과도한 반품이 생기지 않게 하려고, 많은 종래 기술은 이미지를 조작하는 광범위한 알고리즘 처리에 의존하는데, 이것은 시간이 많이 걸리기 때문에 생산 속도를 늦추고 생산량을 감소시킨다.

안과 렌즈의 품질을 점검하기 위해서 사용되는 종래 기술의 검사 시스템에서, 사용되는 광학 모듈은 이물질 입자, 직경 또는 렌즈 내의 다른 결함을 검출하는 것과 같이 특정한 목적을 위하여 조명을 조절한다. 광학적 특성을 동적으로 변경하는 옵션이 존재하지 않는다. 발생할 수 있는 변경은, 이러한 피쳐가 이용가능하다고 해도 조명에 한정된다. 광학 모듈이 오브젝트들의 설정된 묶음에 대하여 재구성될 수 있지만, 이들은 각각의 오브젝트에 대해서, 또는 결함의 속성이 추가적 분석을 돕기 위해 그 외의 세트의 이미지를 캡쳐하지 않으면 결함의 타입을 정확하게 결정하기가 힘들 수 있어서, 강화된 검사 기술이 필요할 수 있는 오브젝트에 대해서 동적으로 재구성될 수 없다. 특히 생산성을 개선하기 위하여 과도한 불합격률이 감소되어야 할 경우에, 검사의 이러한 강화 피쳐(enhancement feature)가 필요하다.

조명 특성만을 변경하여 단일 이미지 또는 다수의 이미지를 획득하는 종래 기술 의 시스템에서는 불합격 판정을 잘못 할 가능성이 높으며, 이것은 렌즈 에 있는 잠재적인 결함이 실제로 해당 렌즈의 결함인지 여부 또는 이것이 잔해(debris)인지 여부를 결정할 수 없기 때문일 수 있다. 이에 상응하여, 이러한 시스템은 잘못된 불합격 판정을 할 가능성이 높을 수 있거나(예를 들어, 오염된 식염수가 있는 홀더 내에 위치된 렌즈들을 불합격 판정함), 그 안에 작지만 중요한 결함을 가지는 렌즈를 양품으로 판정할 수 있다. 이 경우에도, 렌즈 홀더 내에 충진된 세척 식염수를 세척하기 위한 옵션이 존재하지 않는다. 이물질이 식염수에 존재할 경우 소프트웨어가 이미지에 더 많은 분석을 수행해야 하기 때문에, 세정되지 않거나 오염된 식염수는 검사 품질에 영향을 주고 검사 시간을 크게 증가시킨다.

더 나아가, 종래 기술 시스템에는, 다른 초점으로 동일한 오브젝트의 다수의 이미지를 캡쳐하는 옵션이 없다는 것이 발견되었고, 이것이 특정 타입의 결함을 분석하는 것을 어렵게 한다. 상이한 초점에서 캡쳐된 이미지들은, 특정 결함을 단일 초점에서 캡쳐되었을 경우보다 더 잘 강조할 수 있다는 장점을 가진다. 이러한 강화된 이미지가 없으면, 결과적으로 과도한 불합격 판정 또는 과소한 불합격 판정을 최소화하기 위해서 복잡한 알고리즘이 채용되어야 하고, 이것이 생산성에 영향을 준다. 그러므로, 실제 결함과 잘못된 알람을 정확하고 효과적으로 구별할 수 있으려면, 상이한 초점에서 동일한 오브젝트의 다수의 이미지를 획득하는 것이 필수적이다.

더 나아가, 많은 종래 기술 시스템은 다수의 카메라 및 다수의 조명 시스템을 이용하는데, 이들은 유지보수가 어렵다는 문제점이 있다. 모든 카메라, 광학 및 조명 시스템이 누적되어 비일관성을 야기하는 내재적 제품 변이를 가지기 때문에, 이들 모두에 걸쳐 일관성을 얻는 것은 어렵다. 추가적으로, 어떤 광학계에 장해 또는 고장이 발생하면, 결과적으로 전체 서브 어셈블리가 셧 다운되게 된다. 다중-검사 모듈 시스템과 비교할 때, 단일 카메라 및 광학계를 사용하면 느리긴 하지만 양호한 일관된 성능과 다른 제품 타입으로의 신속한 변경이 보장된다.

그러므로, 다수의 조명 파장과 조합하여 다른 광학적 특성에서 다수의 이미지를 캡쳐하고 검사함으로써, 매우 작은 결함을 검출하고 과도한 불합격 판정을 최소화하는 향상된 성능을 제공할 필요가 있다. 이것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 목적은 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 자동화된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 식염수 내에 부유하는 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 자동화된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 일관된 양의 식염수가 렌즈 홀더 내에 분산되게 하여 일관성이 없는 식염수 부피에 기인한 캡쳐된 이미지의 변동을 제거하는, 콘택트 렌즈를 검사하는 자동화된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 광축(110)(도 1)과 나란하게 위치될 수 있으며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 가동 스위블 유리판을 포함하는, 안과 렌즈를 검사하는 자동화된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 각각 상이한 광학적 특성을 가지는 다수의 렌즈로 이루어지는 스위블 유리판을 포함하는, 안과 렌즈를 검사하는 자동화된 장치를 제공하는 것이다. 스위블 플레이트의 각각의 렌즈는 주로 초점을 상이한 위치로 시프트한다. 특히, 스위블 유리를 가지고 그리고 스위블 유리가 없이 얻어진 이미지는, 그렇지 않았으면 표준 이미지 내에서 페이드되거나 마스킹되었을 렌즈 내의 작은 결함들을 검사하는 것을 돕는다. 스위블 유리판은 그 중심 주위에서 회전되어, 스위블 플레이트 내에 임베딩된 상이한 렌즈를 광축(110)(도 1)과 나란하게 포지셔닝해서 다수의 이미지를 캡쳐한다.

본 발명의 목적은, 조명 모듈 내에 통합될 상이한 파장의 광 방출기로 이루어지는 자동화된 조명 장치를 제공하는 것이다. 이러한 조명 모듈은 단일 스트로브 신호 이후에 특정 파장을 동적으로 선택하여 검사 대상 오브젝트의 이미지를 캡쳐할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 다른 목적은 스위블 유리판을 사용하는 단계를 포함하는, 안과 렌즈의 검사 방법을 제공하는 것이다. 이러한 방법은 적어도 하나의 암시야 이미지와 적어도 하나의 명시야 이미지를 캡쳐하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 이러한 방법은 스위블 유리판을 선택적으로 채용하여 적어도 하나의 암시야 이미지 또는 적어도 하나의 명시야 이미지를 캡쳐하게 한다.

본 발명의 다른 목적은 이물질 또는 기포 그리고 렌즈의 실제 결함을 구별하도록 콘택트 렌즈를 검사하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 렌즈 홀더에 식염수가 정확하게 분산되도록 보장함으로써 콘택트 렌즈를 검사하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 본 발명은 인쇄되거나, 유색이거나, 또는 단지 투명한 안과 렌즈인 대상의 다수의 암시야 및 명시야 이미지를 캡쳐하고 검사하기 위한 디바이스 및 방법을 제공한다.

본 발명이 콘택트 렌즈에 대해서 설명되지만, 본 발명의 장치가 비함수(non-hydrated) 렌즈 검사에도 마찬가지로 적합하다는 것이 이해된다.

콘택트 렌즈 검사용 자동화된 장치 및 방법에 대한 본 발명의 전술된 목적과 장점은, 유사한 전체 도면에서 유사한 부재에 유사한 참조 번호가 부여된 첨부 도면들과 함께, 바람직한 실시예에 대한 후속하는 상세한 설명을 참조하면 당업자에게 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 배치구성이 가능하며, 결과적으로 첨부 도면의 세부사항은 본 발명의 앞선 설명의 일반성을 대체하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 광학계와 조명 시스템의 예시도이다.
도 2 는 도 1에 표시된 것과 같은 스위블 유리(30)의 평면도이다.
도 3 은 도 1 에 표시된 것과 같은 안과 렌즈 홀더 어셈블리(50)의 확대 단면도이다.
도 4 는 스위블 유리의 디포커싱(de-focussing) 효과를 나타내는, 안과 렌즈의 암시야 및 명시야 이미지를 나타낸다.
도 5 는 검사 프로세스의 통상적 흐름도를 도시한다.
본 발명의 다른 세부 사항과 장점은 후속하는 상세한 설명 및 도면으로부터 알 수 있게 될 것이다.

위에서 언급된 도면들을 참조하여 본 발명에 따르는 바람직한 실시예가 설명될 것이다.

본 발명의 시스템은 오브젝트의 고-해상도 이미지를 상이한 초점에서 캡쳐하기 위하여, 원형으로 배치된 다수의 렌즈를 포함하는 스위블 유리판과 적합하게 통합되는 단일 카메라, 광학 모듈, 렌즈 홀더 및 조명 모듈, 정확한 식염수량 디스펜서(미도시)를 사용한다. 오브젝트는 변동 파장을 사용하여 설계되고 상이한 편광일 수도 있는 단일 조명 모듈에 의하여 조명된다.

종래 기술에서의 문헌들은, 오염 등으로 잘못 인식될 수 있는 결함들을 구별하는 데에 매우 유용한 것으로 밝혀진 디포커싱된 이미지(defocussed image)를 참조하지 않는다. 스위블 유리판과 함께 광학 메커니즘은 매우 미세한 결함을 해석한다(translate).

본 발명의 바람직한 양태에서, 단일 카메라, 광학 모듈, 렌즈 홀더, 암시야 및 명시야 이미지를 캡쳐하도록 조명 모듈과 조합된 스위블 유리판 메커니즘을 포함하는 이미징 유닛은 정확한 검사 시스템을 제공한다.

본 발명이, 광축(110)(도 1)에 스위블 유리를 도입함으로써 디포커싱된 이미지를 캡쳐하는 메커니즘과 적합하게 통합되고, 결함(안과 렌즈)의 고정밀의 선명하게 포커싱된(focused) 이미지가 이루어지게 하는, 단일 이미징 디바이스 및 동적으로 구성가능한 조명 시스템을 사용하는 이미징 시스템에 관한 것이라는 점에 주의하는 것이 필요할 수 있다. 이와 같은 경우에만, 찢김, 잘림, 기포, 포함, 파손, 변형, 치수 결함 및 이물질 오염을 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아닌 안과 렌즈 내의 미세한 피쳐 또는 결함을 검출하기 위하여 상기 이미지가 효율적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예 조명 모듈(60) 캡쳐된 본 발명의 대안적인 실시예에서, 조명 모듈은 시간 도메인에서 상이한 순간에 스트로브되고, 대응하는 카메라가 광 설정에 따라서 이미지를 캡쳐한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 조명 모듈(60)은 상이한 세기에서 조명과 각 조명 설정마다 캡쳐되는 대응하는 암시야 또는 명시야 이미지를 선택적으로 스트로브(strobe)하도록 프로그래밍될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 특정 조명 파장이 인쇄 품질, 이물질 및 에지 결함과 같은 상이한 피쳐들을 검사하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상이한 파장의 LED를 포함하는 조명 모듈은 검사할 결함의 타입에 따라서 선택적으로 턴오프/턴온될 수 있다.

조명 제어기(미도시)는 스트로브의 강도 및 펄스 지속기간을 변경하도록 제어되는 CPU일 수 있다. 또한, CPU는 카메라 셔터에 대한 트리거 펄스 동기화의 타이밍을 제어하여 일관적인 이미지 품질을 얻을 수 있다. 명확한 설명을 위하여, 스트로빙(strobing) 메커니즘과 이미지 캡쳐의 기술은 주지의 기술이기 때문에 언급되지 않는다. 그러면 이미지는 추가적 이미지 처리를 위하여 다른 메모리 위치로 이동되거나 복제된다.

본 발명은 시료(안과 렌즈)가 선결정된 경로를 따라 이송되고 검사를 위하여 검사 스테이션 아래 위치되게 하는 자동화된 생산 라인에서 사용되는 것이 바람직하다. 안과 렌즈는 검사 시스템을 통과하여 이동되는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 검사 프로세스가 요구한다면 안과 렌즈는 정지된 위치에서 검사될 수도 있다.

앞선 설명에서 본 발명은 특정한 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 당업자에 의하여 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 명백하다. 예를 들어, 이러한 하나의 예는 동일한 대상의 다수의 암시야 및 명시야 이미지를 상이한 시간 도메인에서 캡쳐하도록 구성되는 다수의 조명 모듈과 함께 하나의 컬러 또는 흑백 카메라를 사용하는 형태일 수도 있으며, 이것은 스위블 플레이트를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 상세한 설명과 도면은 명세서 및 도면은 한정적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

본 발명은 자동화된 생산 라인의 콘택트 렌즈가 몰딩된 섹션에 대하여 설계되었고, 특히 이에 대해서 적응된다.

위에서 언급된 도면들을 참조하여 본 발명에 따르는 바람직한 실시예가 설명될 것이다.

도 1 에 도시된 본 발명의 시스템은, 단일 조명 모듈(60) 내에 통합된 다수의 파장의 조명을 사용하여 조명되는 오브젝트(81)의 고해상도 이미지를 캡쳐하기 위하여 단일 카메라(10) 및 광학 모듈(20)을 사용한다. 추가하여, 광학계(20)는 검사 영역 내로 간섭을 일으키는 기생 조명을 제거하기 위해 컬러 필터를 통합하는 옵션을 가질 수 있다. 또한 이러한 시스템은, 스위블 유리(40)를 광축(110)(도 1) 안에 도입함으로써 상이한 광학적 특성에서 동일한 오브젝트의 다수의 고해상도 이미지를 캡쳐할 수 있다.스위블 유리(40)는 상이한 포인트에서 조명을 포커싱하기 위한 상이한 광학적 특성의 "N" 개의 영역으로 이루어져서, 다수의 타입의 결함이 강조되게 할 수 있다. 도 2 에 예시된 스위블 유리(40)는 상이한 광학적 초점(71, 72, 73, 74)의 4 개의 영역 등으로 분할되고, 이들은 광축(110)(도 1)의 경로에 위치되어 상이한 이미지의 캡쳐가 가능해지게 할 수 있다. 조명 파라미터에 따라서, 암시야 또는 명시야 이미지가 사용자에 의하여 선택된 패키지 구성을 사용하여 캡쳐될 수 있다.

도 3 에 도시되는 렌즈 홀더 셋업은 과잉 식염수의 유출을 위한 출구(84)가 있는 홀더(80)로 이루어진다. 홀더(80)는 검사 대상 오브젝트(81)를 포지셔닝하는 렌즈 수용 캐비티의 하단면을 형성하는 렌즈(83)를 포함한다. 식염수(82)를 캐비티(80)로 주입하는 정밀한 식염수 디스펜스 디바이스는 도시되지 않는다.

렌즈 수용 캐비티는 홀더(80) 및 바람직하게는 그 하단면에 아무런 코팅도 되지 않는 맑은 유리로 제조되는 렌즈(83)로 이루어진다. 렌즈(83)는 조명 모듈(60)(도 1 에서)의 하단으로부터 렌즈(81)가 조명되게 한다. 도 3 에 도시되는 렌즈(83)의 오목한 곡률은 렌즈(81)의 볼록 표면과 거의 매칭되어, 렌즈(81)가 언제나 렌즈 수용 캐비티의 중앙으로 이동하게 한다. 이러한 특징은, 검사 알고리즘이 렌즈의 에지의 위치를 신속하게 결정하도록 도와서 검사 시스템의 쓰루풋이 더 양호해지게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 하나의 예가 설명된다. 도 4 는 위치 31 에 위치된 스위블 유리(40)로 캡쳐된 안과 렌즈의 암시야 이미지(90)를 나타낸다. 이미지(90) 내의 영역 A를 더 분석하면, 위치 96 및 97 에서 표시되는 것과 같은 결함일 수 있는 것이 확대된 이미지(91)에 표시된다. 오염과 렌즈 내의 실제 결함을 구별하기가 어려운 이러한 경우에, 스위블 유리는 광축(110)(도 1)과 나란하게 위치 30 으로 이동된다. 그러면, 소프트웨어 결함을 강화시키기 위해 필요한 디포커싱과, 스위블 플레이트(40)를 회전시킴으로써 소프트웨어 프로그램에 의해 결정된 것처럼 위치될 적합한 렌즈 위치(71, 72, 73, 74)를 결정한다. 그러면, 조명 모듈을 스트로빙하여 새로운 이미지가 캡쳐되어 결과적으로 이미지(92)가 얻어진다. 수고해서 얻어진 동일한 영역 A가 확대된 이미지(93)에서 도시된다. 스위블 유리는 특정 타입의 결함을 강화시키는 효과를 가져온다. 이미지(91)에서 흐리게 나타나는 암점(96 및 97)들이 이제 이미지(93)에 보이는 것처럼 강화된다. 이미지(91)에서 표시된 결함(96 및 97)은 98, 99 및 100 으로 표시되는 것처럼 더 커지고 강조된다. 이미지(91)에 적용했던 동일한 분석을 이미지(93)에 적용함으로써, 소프트웨어는 결함의 성질과 검사 대상 오브젝트가 합격인지 불합격인지를 정확하고 일관적으로 결정할 수 있다.

이제 도 5 를 참조한다. 도 5 는 검사의 프로세스에 대한 흐름도를 도시한다. 프로그램은 공정 단계 180 에서 시작한다. 프로그램은 패키지 타입이 검사되도록 구성되었는지를 단계 182 에서 검사한다. 패키지가 이미 해당 프로그램에 대해서 구성되었으면, 단계 204 로 이동한다. 그러나, 선택된 패키지 타입이 없으면, 프로그램은 단계 184 로 이동하여 패키지 셋업의 공정을 시작한다. 패키지 셋업은 이전에 구성된 패키지 타입을 선택하는 것으로 이루어질 수 있고, 또는 직경, 패턴 템플릿, 로고 위치, 로고 타입, 렌즈 상의 임계 면적 및 사용자가 선택한 영역의 그레이 스케일 값을 포함하는, 안과 렌즈에 관련된 모든 파라미터를 포함할 수 있는 새로운 패키지 타입을 구성하는 단계를 수반할 수 있다. 명확화를 위하여, 셋업 프로세스는 상세하게 논의되지 않는다. 패키지 셋업이 완료되면, 프로그램은 단계 204 로 이동한다. 프로그램은 스위블 모드가 디스에이블되었는지를 단계 204 에서 점검한다. 스위블 모드는, 스위블 유리(40)(도 1)가 이미지가 캡쳐되기 이전에 광축(110)(도 1)과 나란하게 위치 31 로부터 위치 30 으로 이동되는 모드이다. 스위블 유리판 내에서 사용되는 렌즈가 단일 특성을 갖는 것이라면 스위블 플레이트(40)는 영역(30)(도 2) 내에서 축의 중심 주위에서 포지셔닝된다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 플레이트(40)가 그 안에 임베딩된 다수의 렌즈를 가진다면, 스위블 유리는 스위블 플레이트(40)의 중심으로부터 오프셋된 원(32)(도 2)의 둘레 주위에 포지셔닝된다. 스위블 유리판 모드에서 캡쳐된 이미지는 초점의 시프트를 유발하여 하여 오브젝트(81)의 강화된 이미지가 캡쳐되게 한다. 도 2 에 도시되는 스위블 유리는 도 2 에 도시되는 회전식 디스크(40) 내에 조립된 상이한 렌즈들을 가지는 다수의 영역을 이룬다. 예를 들어, 렌즈(71, 72, 73 및 74)는 디스크의 4 개의 상이한 사분면에 조립된다. 도 2 의 디스크는 4 개의 사분면을 나타내지만, 당업자는 패키지 타입의 검사 요구 사항에 따라서 더 많은 렌즈가 디스크(40)에 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 당업자는 스위블 유리판이 하나의 단일 렌즈로도 이루어질 수 있다는 사실을 인식할 것이다. 단계 204 에서 스위블 모드 점검이 이네이블된 것으로 밝혀지면, 프로그램은 단계 205 로 진행하고, 여기에서 스위블 유리 메커니즘은 플레이트(40)를 선택된 패키지 타입에 대하여 구성된 파라미터에 따라서 미리-선택된 영역으로 회전시켜서 포지셔닝하도록 명령을 받는다. 회전이 완료된 이후에, 스위블 유리는 단계 206 에서 위치 31 로부터 위치 30 으로 이동되고 계속하여 단계 209 로 진행한다. 단계 204 에서 스위블 모드 점검이 디스에이블된 것으로 밝혀지면, 프로그램은 단계 209 로 진행한다.

단계 209 에서, 프로그램은 이미지의 프로그래밍된 개수가 캡쳐되었는지를 점검한다. 상기 개수의 이미지가 캡쳐되지 않았다면, 프로그램은 단계 207 로 이동한다. 여기에서, 캡쳐될 이미지의 개수는 사전에 설정되거나 프로그램 실행 및 검사 도중에 동적으로 결정될 수 있다는 것에 주의할 필요가 있다. 단계 207 에서, 프로그램은 세기와, 구성된 파라미터에 기초하여 조명될 필요가 있는 세그먼트와 같은 파라미터에 대하여 조명 제어기(60)를 셋업한다. 조명 제어기(60) 셋업 동작은 명령의 스트링을, 시리얼 링크(RS232)를 통해 또는 이더넷을 통해, PC(미도시)로부터 조명 제어기(60)로 전송하는 것을 수반하고, 이것은 이제 명령을 해석하고 하드웨어를 구성하기 위해 필요한 단계들을 수행한다. 하드웨어를 구성하는 세부사항은 본 발명의 범위를 벗어나기 때문에 설명되지 않는다.

단계 207 에서 셋업이 완료되면, 프로그램은 이미지를 캡쳐하라는 트리거가 조명 제어기 및 카메라(10)로 전송되는 단계(208)로 진행한다. 이미지를 캡쳐한 이후에, 프로그램은 230 에서 캡쳐된 이미지를 저장하고, 스위블 유리가 위치 30 로부터 위치 31 로 이동되는 단계 240 로 진행한다. 그러면 프로그램은 단계 204 로 이동하고 프로세스를 반복한다.

단계 209 에서, 프로그래밍된 개수의 이미지가 캡쳐되었다고 프로그램이 점검하고 결정하면, 프로그램은 단계 210 으로 이동한다.

단계 210 에서, 프로그램은 에지 검출 알고리즘을 사용하여 렌즈 프로파일을 식별한다. 에지가 식별되면 위치가 로깅된다(logged). 도 4 를 참조하면, 렌즈 에지(94)는 이미지(90)에서 외부 파선 원으로 표시된다.

첫 번째 방법은 렌즈 구조 및 이것의 특징에 의존한다. 이러한 방법에서, 렌즈 에지로부터의 도 4 에 도시된 바와 같은 렌즈의 동심의 영역은 선택되고 블로브 위치판단 알고리즘(blob locating algorithm)이 도 4 에 도시된 바와 같이 영역 A 주위의 스폿들을 검출한다. 이미지(90) 내의 박스 A에 의하여 둘러싸여지는 영역이 이미지(91) 내에 확대되어 도시된다. 기포 또는 이물질 오염물을 표시할 수 있는 블로브는 이미지(91) 내의 원(96 및 97)에 의하여 표시된다. 블로브의 크기가 초점이 맞지 않거나 매우 작기 때문에 이것은 쉽게 검출되지 않고, 매우 작은 결함으로서 측정될 수 있다. 소프트웨어 셋업에서의 합격 또는 불합격 파라미터와 비교할 때, 측정된 결함은 불합격되기에는 너무 작을 수도 있다. 이제 프로그램은 캡쳐되는 모든 이미지를 검사하도록 진행하고, 타입과 크기를 표에 로깅한다. 모든 이미지의 검사를 완료한 뒤에, 결함이 임계 한정보다 큰지 작은지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 전술된 바와 같이, 모든 파라미터는 특정한 패키지 타입을 구성하는 동안에 셋업된다. 위의 임계보다 큰 결함 크기와 타입은 불합격으로 결정되고, 나머지는 합격으로 수락된다.

검사 대상 오브젝트에 결함이 있다고 결정되면, 단계 215 에서 고장 타입을 표시하는 모니터에 표시된 디스플레이와 함께 단계 214 가 시작되고, 이제 단계 220 으로 진행하여 프로그램을 끝낸다. 그러나, 결함이 프로그램에서 사용자에 의하여 설정된 파라미터 안에 속한다고 결정되면, 프로그램은 단계 213 에서 모니터 상에 디스플레이되면서 단계 212 로 진행한다. 이제, 프로그램은 단계 220 으로 진행하여 프로그램을 끝낸다.

전술된 문단에서 설명된 프로세스 방법이 이물질 또는 오염의 다른 타입을 쉽게 검출되게 하지만, 소프트웨어 알고리즘은 렌즈의 영역 영역에 있는 다른 타입의 포함물을 측정하도록 구성될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

위에서 설명된 방법은, 바람직하게는 폴리-HEMA 호모 또는 공중합체, PYA 호모 또는 공중합체, 또는 가교폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리실록산 히드로겔(polysiloxane hydrogel)을 포함하는 종래의 히드로겔 소프트 콘택트 렌즈인 모든 종류의 안과 렌즈를 검사하기에 적합하다.

비록 본 발명의 바람직하고 예시적인 실시예에 대해서 설명되었지만, 본 발명의 목적에서 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 추가, 삭제가 가능하다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (24)

1. 광학 접속(optical connection)을 포함하는 안과 렌즈의 검사 시스템으로서:
   검사하고자 하는 결함에 따라 상이한 파장을 선택하도록 배치되고, 홀더 내에 홀딩된 안과 렌즈를 향해 광을 투영하도록 구성되는 조명 모듈(60);
   상이한 광학적 특성을 가지고, 상기 안과 렌즈를 조명하도록 광 빔을 조절하고 투영하도록 구성되는 광학 렌즈(83);
   광축(110)의 안으로 그리고 광축(110)을 벗어나 이동하도록 구성되고, 상기 안과 렌즈를 통해 투영된 조명의 초점을 시프트하도록 더 구성된, 스위블 유리판(40);
   상기 조명 모듈(60)에 의하여 투영된 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 명시야 이미징 유닛;
   상기 조명 모듈(60)에 의하여 투영된 이미지를 캡쳐하도록 구성되는 암시야 이미징 유닛; 및
   상기 스위블 유리판과 동작가능하게 커플링되는 적어도 하나의 카메라로서, 상기 적어도 하나의 카메라는 안과 렌즈 홀더 어셈블리(50) 하단에 포함된 상기 광학 렌즈(83)와 상기 광축(110)과 나란하게 위치되는 광학 모듈(20)을 통과하는 광의 이미지를 캡쳐하여, 투영된 광이 상기 안과 렌즈의 결함을 검출하기 위해 상기 안과 렌즈로 들어가도록 구성되는, 적어도 하나의 카메라를 포함하고,
   캡쳐된 이미지는 상이한 파장과 조합하여 상이한 초점 특성 하에서 캡쳐되는, 안과 렌즈 검사 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 홀더는 소정 부피의 식염수를 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명 모듈은 상이한 파장의 광 방출기를 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명 모듈은 세그먼트를 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 시스템은 인라인 자동화된 수송 시스템과 통합되는, 안과 렌즈 검사 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 시스템은,
   상기 조명 모듈에 의하여 투영된 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 암시야 이미징 구성을 더 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 시스템은,
   상기 조명 모듈에 의하여 투영된 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 명시야 이미징 구성을 더 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위블 유리판은 상기 안과 렌즈를 통해 투영되는 조명의 초점을 시프트하도록 구성되는, 안과 렌즈 검사 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위블 유리판은 상기 유리판 주위에 위치된 다수의 초점 영역을 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 스위블 유리판의 상이한 영역들은 광의 초점을 상이한 위치로 시프트하도록 설계되는, 안과 렌즈 검사 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위블 유리판은 두 개의 선결정된 위치 사이에서 이동하도록 제어가능한, 안과 렌즈 검사 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 명시야 이미징 유닛 및 상기 암시야 이미징 유닛은 고해상도 카메라를 더 포함하는, 안과 렌즈 검사 시스템.
13. 광학 접속을 포함하는 안과 렌즈의 검사 방법으로서:
    복수의 파장을 가지는 조명 모듈(60)이 홀더 내에 홀딩된 안과 렌즈를 향해 광을 투영하는 단계;
    상이한 광학적 특성을 가지는 광학 렌즈(83)가, 상기 안과 렌즈를 조명하도록 광 빔을 조절하고 투영하는 단계;
    스위블 유리판(40)이, 광축(110)의 안으로 그리고 광축(110)을 벗어나 이동되는 단계 - 상기 스위블 유리판(40)은 상기 안과 렌즈를 통해 투영된 조명의 초점을 시프트하도록 구성됨 -;
    명시야 이미징 유닛이, 상기 조명 모듈(60)에 의하여 투영된 이미지를 캡쳐하는 단계;
    암시야 이미징 유닛이, 상기 조명 모듈(60)에 의하여 투영된 이미지를 캡쳐하는 단계; 및
    상기 스위블 유리판과 동작가능하게 커플링되고 상기 조명 모듈(60)과 협력하는 적어도 하나의 카메라가, 안과 렌즈 홀더 어셈블리(50) 하단에 포함된 상기 광학 렌즈(83)와 상기 광축(110)과 나란하게 위치되는 광학 모듈(20)을 통과하는 상기 투영된 광의 이미지를 캡쳐하여, 상기 광이 상기 안과 렌즈의 결함을 검출하기 위해 상기 안과 렌즈로 들어가도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 캡쳐된 이미지는 상이한 파장과 조합하여 상이한 초점 특성 하에서 캡쳐되는,
    안과 렌즈 검사 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 홀더는 소정 부피의 식염수를 포함하는, 안과 렌즈 검사 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 조명 모듈은 상이한 파장의 광 방출기를 포함하도록 설계되는, 안과 렌즈 검사 방법.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 조명 모듈은 폼 세그먼트(form segment)로 설계되는, 안과 렌즈 검사 방법.
17. 제 14 항에 있어서,
    안과 렌즈 검사 시스템이 인라인 자동화된 수송 시스템과 통합되는, 안과 렌즈 검사 방법.
18. 제 14 항에 있어서,
    암시야 이미징 구성이, 상기 조명 모듈에 의하여 투영된 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 안과 렌즈 검사 방법.
19. 제 14 항에 있어서,
    명시야 이미징 구성이, 상기 조명 모듈에 의하여 투영된 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 안과 렌즈 검사 방법.
20. 제 14 항에 있어서,
    상기 스위블 유리판이, 상기 안과 렌즈를 통해 투영되는 조명의 초점을 시프트하는, 안과 렌즈 검사 방법.
21. 제 14 항에 있어서,
    상기 스위블 유리판은 상기 유리판 주위에 위치된 다수의 초점 영역을 포함하는, 안과 렌즈 검사 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 스위블 유리판의 상이한 영역들은 광의 초점을 상이한 위치로 시프트하도록 설계되는, 안과 렌즈 검사 방법.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 스위블 유리판은 두 개의 선결정된 위치 사이에서 이동하도록 제어가능한, 안과 렌즈 검사 방법.
24. 제 14 항에 있어서,
    상기 명시야 이미징 유닛 및 상기 암시야 이미징 유닛은 고해상도 카메라를 더 포함하는, 안과 렌즈 검사 방법.

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