KR20130108971A - 콘택트 렌즈 결함 검사 - Google Patents

콘택트 렌즈 결함 검사 Download PDF

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Abstract

투명한 콘택트 렌즈 및 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 콘택트 렌즈가 수형 몰드와 암형 몰드 사이의 공동에 놓여 있을 때, 콘택트 렌즈는 명시야 조명과 암시야 조명을 동시에 사용하여 콘택트 렌즈를 조명함으로써 검사된다. 또한, 콘택트 렌즈에서 나오는 빛은 광학 영상 시스템에 의해 수용되고, 카메라는 콘택트 렌즈의 영상을 포착하기 위하여 광학 영상 시스템에 의해 수용된 빛을 사용한다. 또한, 데이터 처리 시스템은 밝기 동적 범위의 제1 부분에 있는 영상에서 어두운 결함을 확인하고 밝기 동적 범위의 제2 부분에 있는 영상에서 밝은 결함을 확인하도록 구성된다.

Description

콘택트 렌즈 결함 검사{INSPECTION OF DEFECTS IN A CONTACT LENS}
본 발명은 투명한 콘택트 렌즈 및 프린트된 콘택트 렌즈(printed contact lens)에 관한 것이며 특히, 그러나 제한하는 것은 아니지만 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하는 기술에 관한 것이다.
다양한 종류의 콘택트 렌즈가 제조되고 있으며 특히 시력 교정, 미용 목적 및 치료 목적을 위해 사용되고 있다. 콘택트 렌즈는 프린트된 콘택트 렌즈 또는 투명한 콘택트 렌즈로 대별할 수 있다.
콘택트 렌즈는 민감한 감각 기관인 눈에 착용하는 물체이며, 엄중한 기술 사양에 맞게 제조되어야 한다. 콘택트 렌즈는 고객의 엄격한 품질 요구를 충족시킬 수 있도록 제조 과정의 여러 단계에서 검사된다.
일반적으로, 몰드 성형된 후에 콘택트 렌즈는 명시야 조명(bright field illumination)을 사용하여 결함을 검사하게 된다. 도 1은 명시야 조명을 사용하여 얻은 투명한 콘택트 렌즈의 영상(100)을 나타낸다. 이 도면에서, 밝은 영역은 콘택트 렌즈이고, 검은 점(102)들은 투명한 콘택트 렌즈에 존재하는 기포 또는 다른 종류의 결함이다. 명시야 조명은 투명한 콘택트 렌즈를 검사하기 위해 매우 적합하지만, 이 기법이 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위해 가장 적합한 것은 아니다. 프린트된 콘택트 렌즈는 홍채 프린트되어 있고, 프린트된 콘택트 렌즈는 명시야 조명을 사용하여 조명될 때 프린트된 콘택트 렌즈의 영상(image)은 홍채 프린트에 상응하는 어두운 영역 및 기포나 다른 종류의 결함에 상응하는 검은 점들을 포함할 수 있다. 기포 결함에 상응하는 검은 점들이 홍채 프린트에 상응하는 어두운 영역에서 가려질 수 있기 때문에, 이러한 영상은 결함을 확인하기 위해 적합하지 않을 수 있다. 대안으로, 만약 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위해 암시야 조명(dark field illumination)만이 사용되면, 프린트된 콘택트 렌즈의 영상은 홍채 프린트에 상응하는 밝은 영역 및 기포나 다른 종류의 결함에 상응하는 밝은 점들을 포함할 것이다. 기포 또는 다른 유사한 종류의 결함들에 상응하는 밝은 점들이 홍채 프린트에 상응하는 밝은 영역에서 가려질 수 있기 때문에, 이러한 영상은 결함을 확인하기 위해 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 프린트된 콘택트 렌즈의 결함을 확실하게 확인할 수 있는 시스템이 관련 산업 분야에서 요구된다.
또한, 종래 기술에서 결함 검출을 위한 영상을 포착(capture)하는 과정 동안에, 결함 검사를 실행하기 위하여 콘택트 렌즈를 조명하는 조명 시스템에 대한 접근을 제공하도록 시스템은 몰드 조립체에서 하나의 몰드(수형 몰드 또는 암형 몰드)를 분리하는 것을 필요로 한다. 몰드가 분리될 때, 분리 과정 중에 결함이 도입될 가능성이 있다. 결함이 콘택트 렌즈에서 발견되었을 때, 결함이 몰드 성형 공정에서 생성되었는지 또는 분리 공정에서 생성되었는지 결정하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 문제를 해결하기 위하여 적절한 조치가 취해질 수 있도록, 결함 생성 시점에서의 결함과 관련한 공정을 알아내는 것이 관련 산업 분야에서 요구된다.
앞서 설명한 것을 고려하여, 본 발명은 투명한 콘택트 렌즈 및 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 콘택트 렌즈가 수형 몰드(male mold)와 암형 몰드(female mold) 사이의 공동(cavity)에 놓여 있을 때, 명시야 조명과 암시야 조명을 동시에 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하는 것을 포함한다. 또한, 콘택트 렌즈의 영상은, 콘택트 렌즈에서 나와 광학 영상 시스템으로 입사되는 빛을 이용하여 포착된다. 결함은 밝기 동적 범위(dynamic range of brightness)의 제1 부분에 존재하는 어두운 결함 및 밝기 동적 범위의 제2 부분에 존재하는 밝은 결함에 상응하는 영상을 처리함으로써 확인된다. 어두운 결함은 투명한 콘택트 렌즈인 경우에는 오염물이며, 프린트된 콘택트 렌즈인 경우에 어두운 결함은 오염물 및 프린트 자국(print smear)이다. 투명한 콘택트 렌즈뿐만 아니라 프린트된 콘택트 렌즈에서 밝은 결함은 기포 및 유사한 결함이다.
또한 본 발명은 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 시스템을 개시한다. 본 발명의 시스템은 조명 시스템, 광학 영상 시스템, 적어도 하나의 카메라 및 데이터 처리 시스템을 포함한다. 조명 시스템은, 콘택트 렌즈가 수형 몰드와 암형 몰드 사이의 공동 안에 있을 때, 명시야 조명과 암시야 조명을 동시에 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하도록 구성된다. 또한, 광학 영상 시스템은 콘택트 렌즈에서 나오는 빛을 수용하도록 구성된다. 또한, 카메라는 광학 영상 시스템에 입사되는 빛을 사용하여 콘택트 렌즈의 영상을 포착하도록 구성된다. 또한, 데이터 처리 시스템은 콘택트 렌즈에 하나 이상의 결함의 존재를 확인하기 위해 카메라에 의해 포착된 영상을 처리하도록 구성된다. 어두운 결함은 밝기 동적 범위의 제1 부분에서 영상을 처리함으로써 확인되고 밝은 결함은 밝기 동적 범위의 제2 부분에서 영상을 처리함으로써 확인된다.
본 발명의 전술한 양태 및 다른 양태는 첨부 도면과 이하의 상세한 설명을 함께 고려할 때 더욱 명확하게 알 수 있고 이해될 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참고하여 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 명시야 조명을 사용하여 포착된 투명한 콘택트 렌즈의 영상(100)을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따라 몰드 조립체(200)를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따라 몰드 안의 투명한 콘택트 렌즈 또는 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 시스템(300)을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따라 조명 시스템으로부터 투명한 콘택트 렌즈 또는 프린트된 콘택트 렌즈까지 빛의 경로를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따라, 프린트된 콘택트 렌즈(210)의 영상(500)을 도시한 도면이다.
이하의 설명에서는 첨부 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명의 실시예 및 실시예의 다양한 특징과 장점들을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여, 공지된 구성 요소 및 처리 기술의 설명은 생략한다. 여기에서 사용되는 예들은 단지 본 발명이 실행 가능하며 또한 당업자가 본 발명을 실시할 수 있는 방식에 대한 이해를 돕기 위하여 의도된 것이다. 따라서, 이러한 예들이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다.
본 발명은 투명한 콘택트 렌즈 및 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 방법 및 시스템을 개시한다. 이제 도면, 특히 상응하는 특징부에 같은 도면 부호를 부여한 도 2 내지 도 5를 참조하면, 실시예들이 도시되어 있다. 본 발명의 실시예는 일 예로서 콘택트 렌즈에 대하여 설명한다. 그러나, 본 명세서를 고려하여 당업자는 다른 투명한 물체를 검사할 수 있도록 청구범위의 범주에 포함되는 변경을 할 수 있다.
시스템 설명
도 3은 실시예에 따른 투명한 콘택트 렌즈 또는 프린트된 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 시스템(300)을 도시한다. 이 시스템(300)은 조명 시스템(302), 광학 영상 시스템(304), 카메라(306) 및 데이터 처리 시스템(DPS : Data Processing System)(308)을 포함한다. 이 시스템은 몰드 조립체(200) 안에 놓인 콘택트 렌즈(210)를 검사할 수 있다.
몰드 조립체
도 2는 실시예에 따른 몰드 조립체(200)를 도시한다. 몰드 조립체(200)는 수형 몰드(202) 및 암형 몰드(204)를 포함한다. 수형 몰드(202)와 암형 몰드(204) 사이의 공동에 상응하는 각각의 몰드의 부분은 투명하다. 수형 몰드(202)는 케이스(212)와 결합하고, 암형 몰드(204)는 케이스(214)와 결합한다. 또한, 수형 몰드(202)는 곡면(206)을 구비하고 암형 몰드(204)는 곡면(208)을 구비하고 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이 몰드 조립체(200)가 결합 위치에 있을 때 곡면(206, 208)은 몰드 성형할 콘택트 렌즈(210)의 형상에 상응하는 공동을 형성한다. 콘택트 렌즈(210)는 공동에서 콘택트 렌즈 재료를 몰드 성형함으로써 제조된다. 또한, 몰드 조립체(200)는 몰드 성형한 콘택트 렌즈(210)를 회수할 수 있는 분리 위치(도시 생략)에 있을 수 있다.
조명 시스템
조명 시스템(302)(도 3)은 몰드 조립체(200)의 수형 몰드(202)와 암형 몰드(204) 사이에 놓인 콘택트 렌즈(210)를 조명하도록 구성된다. 조명 시스템(302)은 명시야 조명과 암시야 조명을 동시에 제공함으로써 콘택트 렌즈(210)를 조명한다. 실시예에서, 조명 시스템(302)은 두 개의 부분을 포함한다. 조명 시스템의 제1 부분은 명시야 조명을 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하기 위하여 직사 광선(402)(도 4 참조)을 제공하도록 구성된다. 조명 시스템(302)의 제2 부분은 케이스(214)의 내부 표면에 비스듬히 광선, 경사 광선(angular light ray)(404)(도 4 참조)이라 지칭하는 광선을 보내는 링 타입 라이트 헤드(ring-type light head)이다. 케이스(214)의 내부 표면에 입사되는 경사 광선(404)은 케이스(214)의 내부 표면에 의해서 반사되고 산란되며 암시야 조명을 제공하도록 작은 각도(low angle)로 콘택트 렌즈(210)에 들어간다.
광학 영상 시스템
광학 영상 시스템(304)은 명시야 조명 및 암시야 조명의 결과로서 콘택트 렌즈(210)에서 나오는 빛을 수용하도록 구성된다.
카메라
카메라(306)는 콘택트 렌즈(210)의 영상을 포착하기 위하여 광학 영상 시스템에 입사하는 빛을 사용하도록 구성된다. 카메라(306)는 디지털 카메라일 수 있다.
데이터 처리 시스템( DPS )
데이터 처리 시스템(308)은 카메라(306)에 의해 포착된 콘택트 렌즈(210)의 영상에 상응하는 데이터를 수신하도록 구성된다. 또한, 데이터 처리 시스템(308)은 콘택트 렌즈(210)의 결함을 확인하기 위하여 콘택트 렌즈(210)의 영상을 처리한다.
시스템 구성
실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 조명 시스템(302)이 수형 몰드(202)에 비해 암형 몰드(204)에 가까이 위치하도록 조명 시스템(302)은 몰드 조립체(200)의 제1 측면에 배치된다. 조명 시스템(302)으로부터의 빛이 콘택트 렌즈(210)를 향하여 나아가게 하는 방식으로 조명 시스템(302)이 위치된다. 조명 시스템(302)은 몰드 조립체(200)의 제1 측면에 배치되는 반면에, 광학 영상 시스템(304)과 카메라(306)는 몰드 조립체(200)의 제2 측면에 배치된다. 광학 영상 시스템(304)은 카메라(306)와 몰드 조립체(200) 사이에 배치된다.
콘택트 렌즈 검사
실시예에서, 투명한 콘택트 렌즈 또는 프린트된 콘택트 렌즈(210)가 수형 몰드(202)와 암형 몰드(204) 사이의 공동에 놓여 있는 것을 의미하는, 몰드 조립체(200)가 결합 위치에 있을 때 콘택트 렌즈(210)가 검사된다. 콘택트 렌즈(210)가 몰드 사이에 놓여 있는 동안, 조명 시스템(302)은 콘택트 렌즈(210)에 입사하는 직사 광선(402) 및 경사 광선(404)을 방사한다. 도 4는 실시예에 따른 조명 시스템(302)에서 나온 광선이 진행하는 경로를 도시하고 있다. 명시야 조명을 제공하는 직사 광선(402)은 조명 시스템(302)의 제1 부분에 의해 방사된다. 암시야 조명이 되는 경사 광선(404)은 조명 시스템(302)의 제2 부분(링 타입 라이트 헤드)에 의해 방사되고, 비스듬히 진행하며 암형 몰드(204)의 케이스(214)의 내부 표면에 입사한다. 경사 광선(404)은 케이스(214)의 내부 표면에 의해 반사되고 작은 각도로 콘택트 렌즈(210)에 입사하며, 이에 의해 암시야 조명을 제공한다. 또한, 콘택트 렌즈(210)를 검사하기 위해 바람직한 영상이 얻어지도록 직사 광선(402) 및 경사 광선(404)의 강도는 조절될 수 있다. 또한, 콘택트 렌즈(210)로부터 나오는 빛은 광학 영상 시스템(304)에 의해 포착된다. 광학 영상 시스템(304)에 의해 수용되는 빛은 콘택트 렌즈(210)의 적어도 하나의 영상을 포착하기 위하여 카메라(306)에 의해 사용된다.
도 5는 실시예에 따른, 프린트된 콘택트 렌즈(210)의 영상(500)을 도시한다. 영상(500)에서 콘택트 렌즈의 투명한 부분, 콘택트 렌즈 상의 홍채 프린트, 기포 및 다른 유사한 결함에 상응하는 영상의 부분들은 현저히 다른 밝기 수준을 갖는다는 것을 알 수 있다. 실시예에서, 만약 카메라(306)에 의해 포착될 수 있는 영상(500)의 밝기 동적 범위가 255 그레이 스케일(grayscale) 수준이면, 홍채 프린트에 상응하는 영상의 부분은 밝기 동적 범위의 제1 부분에서의 밝기를 갖는데, 여기에서 제1 부분은 예를 들어 0 내지 140 그레이 스케일 수준이 될 수 있다. 영상(500)에서, 원으로 표시하여 나타낸 프린트 자국(504)이 분명하게 구별될 수 있다. 프린트 자국은 어두운 결함으로 분류될 수 있다. 투명한 콘택트 렌즈 및 프린트된 콘택트 렌즈의 경우에 오염물은 또한 어두운 결함으로 분류될 수 있다. 또한, 프린트된 콘택트 렌즈의 투명한 부분 및 기포 결함(502)에 상응하는 영상의 부분은 밝기 동적 범위의 제2 부분에서의 밝기를 갖는데, 여기에서 제2 부분은 예를 들어 141 내지 255 그레이 스케일 수준이 될 수 있다. 영상(500)에서, 원으로 표시하여 나타낸 기포 결함(502)은 분명하게 구별될 수 있다. 기포 및 유사한 결함들은 투명한 콘택트 렌즈뿐만 아니라 프린트된 콘택트 렌즈에서 나타나는 밝은 결함으로 분류될 수 있다. 도면에 알 수 있는 바와 같이, 프린트된 영역에 존재하는 기포 및 유사한 결함들과 같은 밝은 결함들도 또한 분명하게 구별할 수 있다. 콘택트 렌즈의 투명한 부분, 콘택트 렌즈 상의 홍채 프린트, 기포 및 다른 유사한 결함들에 상응하는 영상의 부분들의 밝기 차이는 데이터 처리 시스템(308)이 영상(500)을 처리하고 결함들을 확인할 수 있게 한다.
특정 실시예의 전술한 설명은 본 발명의 일반적인 특성을 전체적으로 나타내고 있으므로, 당업자는 현재의 기술을 적용함으로써 본 발명의 일반적인 개념에서 벗어나지 않고 이러한 특정 실시예를 쉽게 변경 및/또는 다양한 응용을 위해 개량할 수 있고, 따라서 이러한 변경 및 개량은 개시된 본 발명의 실시예의 등가물을 의미하며 등가물의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 명세서에 사용된 용어 또는 전문 용어는 제한하기 위한 것이 아니라 설명을 위한 목적으로 사용되었다는 것을 이해하여야 한다. 그러므로, 명세서에는 바람직한 실시예가 설명되었지만 당업자는 명세서에 설명된 바와 같은 기술 사상 및 청구범위 내에서 변경 실시예가 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 방법으로서,
    명시야 조명과 암시야 조명을 동시에 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하고,
    콘택트 렌즈로부터 수용된 빛을 사용하여 콘택트 렌즈의 영상을 포착하고,
    콘택트 렌즈에 하나 이상의 결함의 존재를 확인하기 위해 영상을 처리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    콘택트 렌즈를 조명하는 것은, 콘택트 렌즈에 명시야 조명을 제공하기 위해 직사 광선을 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    콘택트 렌즈를 조명하는 것은, 콘택트 렌즈에 작은 각도의 암시야 조명을 제공하기 위해 경사 광선을 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    경사 광선을 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하는 것은, 몰드의 케이스의 내부 표면에 비스듬히 빛을 투사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    검사되는 콘택트 렌즈가 수형 몰드와 암형 몰드 사이의 공동 안에 놓인 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    영상을 처리하는 것은, 밝기 동적 범위의 제1 부분에 있는 어두운 결함을 확인하는 것과 밝기 동적 범위의 제2 부분에 있는 밝은 결함을 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 방법.
  7. 콘택트 렌즈를 검사하기 위한 시스템으로서,
    명시야 조명 및 암시야 조명을 동시에 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하도록 구성된 조명 시스템,
    명시야 조명과 암시야 조명의 동시 조명의 결과로서 콘택트 렌즈에서 나오는 빛을 수용하기 위한 광학 영상 시스템,
    광학 영상 시스템에 의해 수용된 빛을 사용하여 콘택트 렌즈의 영상을 포착하도록 구성된 카메라, 및
    콘택트 렌즈의 결함의 존재를 확인하기 위해 영상을 처리하도록 구성된 데이터 처리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    조명 시스템은 콘택트 렌즈에 명시야 조명을 제공하기 위해 직사 광선을 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    조명 시스템은 콘택트 렌즈에 작은 각도의 암시야 조명을 제공하기 위해 경사 광선을 사용하여 콘택트 렌즈를 조명하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    조명 시스템은 콘택트 렌즈를 조명하기 위해 몰드의 케이스의 내부 표면에 비스듬히 빛을 투사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    검사되는 콘택트 렌즈가 수형 몰드와 암형 몰드 사이의 공동 안에 놓인 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    테이터 처리 시스템은, 밝기 동적 범위의 제1 부분에 있는 어두운 결함을 확인하고 밝기 동적 범위의 제2 부분에 있는 밝은 결함을 확인하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    콘택트 렌즈는 투명한 콘택트 렌즈 또는 프린트된 콘택트 렌즈인 것을 특징으로 하는 콘택트 렌즈 검사 시스템.
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