PT99855B - Processo e aparelho para examinar componentes opticos especialmente componentes opticos para os olhos e um dispositivo para iluminar objectos de ensaio transparentes - Google Patents

Description

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1 Processo e aparelho para examinar componentes ópticos/ especialmente componentes ópticos para os olhos e aparelhos para iluminar objectos de ensaio transparentes 10 15

Mod. 71 - 20.000 βκ. - 90/06 20 25 30 A invenção diz respeito a um processo e a um aparelho para examinar componentes ópticos, em que a imagem do componente particular a ser examinado é produzido e são detectadas falhas no artigo visualizado pela análise da ima gem, e ainda a um aparelho de iluminação para iluminar objectos de ensaio transparentes. No controle de fabrico e qualidade dos compo nentes ópticos, especialmente componentes ópticos para os olhos, como por exemplo lentes de contacto, a examinação é ainda feita através da visualização. A atenção pode ser levada nesta direcção, por exemplo, para'a especificação DIN 58223. 0 controle de qualidade visual é apenas uma examinação subjectiva, que depende da pessoa em questão e é provável que varie dependendo da hora do dia. Consequentemente existem desvios inevitáveis nos padrões de qualidade do con trole de qualidade e nao é possível atingir reprodutibili-dade adequada da qualidade dos produtos. Além disso, as pos sibilidades de automatização, especialmente onde tais componentes são produzidos em massa, estão consideravelmente em desvantagem. A detecção da presença ou ausência de riscos e similares na superfície curva das lentes em lentes de contacto produzidas através de ura aparelho óptico de projeç tar e de um aparelho de processamento de imagem é conhecidc através de EP 0 359 084 A2. A dita especificação não expõe, contudo, como o aparelho de projectar e o aparelho de processamento de imagem são desenhados para que possam ser usados para um controle de qualidade reprodutível, especial mente na produção automática dos componentes ópticos. Era referência à iluminação dos objectos de ensaio, é conhecida a iluminação de objectos num microscópio por meio de iluminação de "campo escuro". Uma tal ilu- -3- 35 64.174 i ϊ Case V-18471/A/TIT 28

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/03 20 ) 25 minaçao de campo escuro compreende a iluminação de um ob-jecto por meio de uma fonte de luz e uma lente de iluminação (condensador) de uma tal forma que o feixe de luz de iluminação não penetra, ele próprio, na trajectória do raio do microscópio. Consequentemente, apenas a luz que é espalhada na trajectória do raio pelo objecto é observada. Conhecem-se as lentes de iluminação para a iluminação de campo escuro nas quais está disposta na trajectória do raio uma placa diafragma central que cobre a porção central do feixe de luz iluminante. É assim um feixe de luz de iluminação anelar que atinge uma lente de condensador e que é recebido pelas partes de extremidade das lentes de condensador no plano do objecto e então dirigido para o lado passando a trajectória do raio da lente do micros, cópio. Também conhecido é o assim chamado "condensador cardióide" em que um feixe de luz de iluminação anelar é completamente reflectido numa superfície côncava no lado do objecto de uma primeira lente. 0 feixe de luz de-flectido para fora desta forma atinge uma superfície produzida essencialmente cilíndrica de uma segunda lente. 0 feixe de luz é então outra vez completamente reflectido por esta superfície produzida. A segunda lente recebe outra vez no plano do objecto o feixe de luz reflectido para dentro a partir da extremidade. A partir daí o feixe de luz, na forma de um cone, passa outra vez através da trajectória do raio do microscópio (Grimsehls Lehrbuch der Physik, llâ. e-dição (1943), volume 2, publicado porB.G. Teubner, páginas 707-708). Estes sistemas conhecidos estão relacionados com a iluminação de objectos num microscópio tendo uma lente de iluminação invariável. Começando a partir desta fase da técnica é um objectivo desta invenção criar um processo e um aparelho para examinar componentes ópticos que promovem a automati-zaçao dos passos de examinação e de produção dos componen- -4- 30 1 5 10 16

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tes ópticos. Além disso, é um outro objectivo da invenção fornecer um aparelho de iluminação para iluminar objectos de ensaio transparentes-claros afim de examinar os objectos de ensaio na procura de falhas, aparelho esse que permite tornar as falhas claramente detectáveis. Os objectos de ensaio para um tal aparelho podem ser elementos ópticos, tais como lentes, ou ainda lentes de óculos, lentes de contacto etc.· Outro problema subjacente à invenção é especialmente como desenhar um tal aparelho de iluminação que permita uma avaliação de falha automática observando os objectos de ensaio usando um aparelho de registo de imagem electrónico e processador de imagem. 0 problema é solucionado na invenção desde que o processo diga respeito a um proce.sso em que uma imagem de contraste elevado bi-dimensional de um componente particular a ser examinado seja produzida e a área de imagem das falhas que se tornaram visíveis seja determinada, com o fim de controle de qualidade, comparado com um ou mais valores limiares. No que diz respeito ao aparelho, este problema é solucionado na invenção fornecendo um aparelho produtor de imagem óptico que tenha um aparelho produtor de imagem de contraste elevado, e também um aparelho processador de imagem que compreende meios de registar imagem com um sensor de imagem que pode efectuar uma determinação de área das falhas na imagem de contraste elevado. Na invenção são utilizados meios de iluminação que tornam possível a representação de contraste elevado simultânea, em forma bi-dimensional, de todas as estruturas que são de interesse no componente a ser examinado. Usam-se, em combinação com estes meios de iluminação, meios de registar imagem com um sensor de imagem óptico. Os meios de registar imagem podem também opcionalmente ser fornecidos com uma lente de focagem com a qual a imagem de contras, te elevado pode ser registada, A imagem de contraste eleva- -5- 30 1 5 10 ) 15

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do é transmitida para um aparelho processador de imagem. Para esse fim é vantajoso dividir a imagem de contraste ele vado em elementos de imagem “pixels". Quando é utilizado um CCD como sensor de imagem, esta divisão em elementos de ima gem já é fornecida pelo desenho ou construção do CCD. Os e-lementos de imagem são convertidos por meio de um converte-dor para sinais de imagem digital que podem ser armazenados e processados. Deste modo uma análise dos aspectos estruturais do componente óptico a ser examinado (uma determinação de área), e consequentemente das falhas detectadas na imagem de contraste elevados, é possível. Para a conversão, vantajosamente é produzida antes de mais nada uma imagem binária. Afim de produzir a imagem de contraste elevado, de preferência efectua-se uma de iluminação de campo escuro do componente a ser examinado. Com a ajuda de luz espalhada apropriadamente, o componente a ser examinado é iluminado contra um fundo escuro, usando a camera que opcio nalmente contém o sensor de imagem. 0 sensor de imagem é de preferência na forma de um CCD. Desta forma uma iluminação de imagem de campo escuro é tirada do espécimen de ensaio iluminado. Uma tal imagem dá uma representação de contraste elevado de falhas, estas falhas surgem como áreas na representação de imagem de contraste elevado. Por exemplo, as falhas numa iluminação de campo escuro estão representadas como pontinhos de luz com áreas bem definidas contra um fundo escuro (escuro ou cinzento) que não tem falhas. As falhas podem ser riscos, furos, bolhas de ar, fissuras, fragmentos aderentes e acumulações de sujidade ou áreas enrugadas e similares. As falhas apresentam-se elas próprias como áreas na área de imagem. Também é possível, contudo, detectar erros no perímetro do espécimen de ensaio que podem ser representados como formas bi-dimensionais. Estes podem ser fendas no perímetro, brilho, fissuras, fragmentos que aderem ao perímetro, acumulações de sujidade e áreas -6- 35 1 5 10 15

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enrugadas no perímetro, e heterogeneidades perimétricas- As áreas de imagem das falhas detectadas podem ser divididas em "pixels" (elementos de área de imagem), Por meio do número de elementos de área de imagem "pixels" é possível determinar a extensão de uma determinada falha ou de todas as falhas. Para este fim meios de varrimento/ /contagem podem ser fornecidos por meios através dos quais os elementos de imagem podem ser contados. 0 número de elementos de imagem determinados para as áreas de imagem individual as falhas detectadas é comparado com um número pré--determinado de elementos de imagem. Este número pré-determi. nado de elementos de imagem é um padrao de qualidade que o espécimen de ensaio tem que encontrar. Para a examinação o espécimen de ensaio pode também ser dividido em zonas diferentes para as quais valores limiares diferentes são pré-estabelecidos como padrões de qualidade. Para a examinação de uma lente de contacto, por exemplo, padrões de qualidade diferentes na forma de áreas de imagem pré-estabelecidas podem ser estipulados para a zona óptica e a zona lenticular. A qualidade do perime tro da lente pode também ser determinada na base da forma da imagem bi-dimensional do perímetro da lente de contacto. De preferência, a invenção pode ser usada durante as várias fases de produção individual do fabrico do componente óptico. Para esse fim a detecção de falha e controle de qualidade de acordo com a invenção pode ser integrada em uma ou mais das fases de produção para que haja um controle de qualidade automática contínuo durante a produção do componente óptico. Para isto é possível pré-esta-belecer padrões de qualidade apropriados para a respectiva fase de produção de modo a alcançarem-se controles de qualidade reprodutíveis para cada uma das fases de produção na produção automática. A invenção pode ser vantajosamente usada no controle de qualidade de componentes ópticos, por exemplo lentes de contacto, especialmente componentes ópti- -7- 35 í 1 5 10 15

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cos para os olhos, como por exemplo lentes para óculos, len tes de contacto, lentes intraoculares e similares. Um controle final automático e, tal como já foi explicado, também uma monitorização automática contínua da qualidade durante o fabrico dos componentes, pode ser alcançado deste modo. No caso do fabrico de lentes de contacto, por exemplo, tanto a examinação a seco (examinação em ar) como a examinação húmida (examinação em solução de armazenagem) de lentes de contacto hidratadas podem ser efectuadas. Se os componentes são armazenados em recipientes transparentes é possível efectuar um controle final dos componentes dentro dos recipientes. No aparelho de iluminação já mencionado sao fornecidos uma fonte de luz e uma lente de iluminação para iluminar os objectos de ensaio em iluminação de campo escuro. A geometria de iluminação da lente de iluminação é ajus tável para permitir adaptação ao objecto de ensaio. Desta forma, através de um ajustamento apropriado da lente de iluminação pode alcançar-se uma iluminação adaptada às dimensões e forma dos objectos de ensaio, que permite que falhas tais como bolhas, fissuras ou similares apareçam como contrastes distintos. Os contrastes pro^ duzidos desta forma podem ser registados através de um aparelho de registar imagem electrónico e avaliados por meios de processamento de imagem afim de detectar falhas. Verificou-se que uma tal representação de falhas em objectos de ensaio transparentes na forma de contrastes é possível por meios da iluminação de campo escuro, mas que é necessário para isso tornar a lente de iluminação ajustável. Ainda outros desenvolvimentos da invenção formam o assunto das reivindicações apensas. Referindo os desenhos, a invenção é explicada em maior pormenor através de exemplos de concretizações. A Figura 1 é uma representação diagramática de um aparelho de análise de imagem representando um exemplo -8- 30 5 1 5 10 15

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de concretização da invenção; A Figura 2 mostra uma imagem do espécimen de ensaio produzido pelo aparelho de análise de imagem da Figura 1, com falhas reproduzidas diagramaticalmente em forma bi-dimensional; A Figura 3 é um diagrama de posicionamento para a anállise de imagem de um espécimen de ensaio na forma de lentes de contacto; A Figura 4 mostra uma divisão de zona de um teste espécimen de ensaio na forma de lente de contacto; A Figura 5 mostra um diagrama de detecçio pa ra falhas de perímetro num espécimen de ensaio na forma de uma lente de contacto; A Figura 6 é uma representação gráfica das falhas de perímetro detectadas de acordo com a Figura 5; A Figura 7 é uma representação diagramática de várias fases de produção no fabrico de uma lente de contacto com passos de examinação automática integrada; A Figura 8 é uma representação diagramática de várias fases de produção de outro processo de fabrico para lentes de contacto com passos de examinação automática integrada; A Figura 9 mostra em planta um empacotamento especialmente para lentes de contacto, adequado para uma examinação final usando o processo de acordo com a invenção. A Figura 10 é uma representação seccional do empacotamento mostrado na Figura 9; A Figura 11 é um diagrama de blocos para um aparelho de análise de imagem mostrado na Figura 1; e A Figura 12 mostra um corte longitudinal de um aparelho de iluminação para iluminar objectos de ensaio transparentes-claros em iluminação de campo escuro. A Figura 1 mostra um aparelho para examinar componentes ópticos. Um componente 6 a ser examinado e disposto num meio de sustentação e transporte 8. Um meio de -9- 30

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20' > 25 iluminação 1 compreende um aparelho que produz imagem de contraste elevado 5, que pode tomar a forma de um aparelho de iluminação de campo escuro- Utilizando uma fonte de luz 18 a partir da qual a luz e repetidamente reflectida e espalhada, o componente 5 a ser examinado é iluminado contra um fundo escuro 19. Um processador de imagem 2 é fornecido para processar a imagem de contraste elevado ou imagem de campo--escuro produzida dessa forma. 0 aparelho de processamento de imagem 2 compreende um meio de registar imagem 3 com um sensor de imagem 4. Isto pode ser, por exemplo, uma câmara de video com o sensor de imagem 4 desenhado como um CCD. A câmara de video pode estar ligada a um monitor, não ilustrado, no qual a imagem de contraste elevado bi-dimensional pode ser tornada visível. Caso o sensor de imagem esteja na forma de um CCD, então por conta da construção CCD, a divisão de imagem em elementos de imagem "pi-xels", por exemplo 500 x 700, é automática, isto quer dizer que há divisão de imagem automática- Utilizando um aparelho de leitura e de conversão 7, os elementos de imagem individuais da imagem de contraste elevado podem ser decompostos e convertidos em sinais binários, que sao então armazenados e mais tarde processados tal como é explicado a seguir. Um exemplo de concretização de uma imagem de contraste elevado 12 de espécimen de ensaio é mostrada na Figura 2 na forma de uma imagem binária. Isto pode ser, por exemplo, a imagem de contraste elevado 12 de uma lente de contacto que está para ser examinada. Falhas na superfície do espécimen de ensaio 6 ou falhas inclusas são mostradas como representações bi-dimensionais na imagem de contraste elevado 12. Estas são, por exemplo, as falhas 13, 14, 15, 15 e 17 mostradas como representações bi-dimensionais, e podem ser furos, bolhas de ar, inclusões, fragmentos aderen tes etc... Tal como é mostrado na Figura 2, estas falhas ou áreas de falhas mostradas como representações bi-dimen- -10- 30 1 5

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sionais estão divididas em elementos de imagem individuais, ou assim chamados "pixels". Uma tal divisão pode ser efec-tuada, por exemplo, usando o sensor de imagem 4 (CCD) em cooperação com o aparelho de leitura e conversão 7. Ligado ao aparelho 7 está um aparelho de anjá lise de .imagem 9 (divisão de imagem, contagem de elementos de imagem, comparação de elementos de imagem) que verifica o número de elementos de imagem, por exemplo pela contagem. Para esse fim o aparelho de análise de imagem 9 pode ter um meio de contagem apropriadamente desenhado (contador de elementos de imagem 23 na Figura 11). 0 modo de operação do aparelho de análise de imagem 9 é explicado com referência à Figura 11, que é um diagrama de blocos das unidades de função contidas no aparelho de análise de imagem 9. Um armazenamento de captura de imagem 20 recebe do aparelho de leitura 7 (Figura 1) a imagem do componente 6 a ser examinado que foi registado pela câmara de video ou pelo sensor de imagem 4 dos meios de registo de ima. gem 3. Essa imagem pode tomar a forma mostrada na Figura 2. Afim de conseguir que o componente 6 seja centralmente e correctamente examinado, para controle de qualidade, no apa. relho de produção de imagem 1 e no aparelho de processamento de imagem 2. Um meio de controle de alinhamento e de cen tralização 22 está ligado ao meio de captura de imagem 20. Consequentemente o meio de controle 22 controla o meio de sustentação e transporte 8 (Figura 1) caso o espécimen de ensaio 6 não seja colocado centralmente. Afim de posicionar as lentes no campo quadrado mostrado na Figura 3, em primei, ro lugar o perímetro da lente é detectado, o que representa os limites externos do campo de procura. Após o posicionamento, a procura é efectuada "do exterior para o interior". Uma vez que as lentes de contacto são geralmente gravadas, é necessário para a examinação eliminar a gravação, uma vez que doutra forma causaria a indicação de -11- 35 1 5 10 ) 15

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uma falha. Para esse fim o campo quadrado mostrado na Figura 3 é dividido em oito sectores. No exemplo de concretização ilustrado, o posicionamento é de tal forma efectuado que a gravação é disposta metade no sector II e metade no sector III. Uma metade da gravação é para a esquerda da posição das doze horas e a outra metade é para a direita, estando as duas metades gravadas equidistantes a partir da po sição das doze horas. Para que o espécimen de ensaio 6 seja posicionado correctamente, os meios de sustentação e transporte 8 têm de ter meios de deslocação x-y. Caso o componente 6 a ser examinado seja for mado a partir de várias zonas ou partes para as quais padrões de qualidade diferentes bastam ou sao até necessários é vantajoso dividir a imagem gravada (F.igura 2) do componen te 6 a ser examinado em zonas correspondentes. A Figura 4 é uma representação diagramática de uma tal divisão em zonas, por exemplo para uma lente de contacto. Uma área, que é definida por um raio rl, forma uma zona óptica 0Z da lente de contacto. Os raios r2 e r3 definem uma zona de escrita, que é para ser apagada, no sec tor com a gravação. Uma zona lenticular LZ é definida pela área entre os raios rl e r4 e o perímetro R da lente é definido pelo raio r4. Diferentes limiares de falhas podem ser esta. belecidos para a zona óptica 0Z e para a zona lenticular LZ o limiar de falha para a zona óptica 0Z tendo de ser estabe lecido inferior ao limiar de falha para a zona lenticular LZ. Um limiar de erro de perímetro pode também ser estabelecido para o perímetro R; por exemplo, as dimensões longitudinais e/ou transversais podem não ser maiores do que 50 pm. 0 limiar de falha no caso da invenção, contudo, pode ser estabelecido ainda mais baixa, por exemplo a 20 jim. Isto aplica-se também aos limiares de falha na área óptica 0Z e na área lenticular LZ. 0 limiar de falha é estabeleci- -12- 30 y ( 1 5

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25 30 do de acordo com o nível de qualidade que se pretende que a lente de contacto ou o componente 6 a ser examinado tenham. Considerando que, para as zonas bi-dimensio-nais da imagem, sao estabelecidos limiares de falha associa, dos apropriados, a detecção de falha para o perímetro R da lente de contacto pode efectuar-se de acordo com o princípio ilustrado nas Figuras 5 e 6. Para isto, critérios varia, dos podem ser tomados em consideração individualmente ou todos em conjunto. Um critério pode ser se o raio numa posição de perímetro particular se desvia de uma raio médio Rm para além deum pré-estabelecido desvio de raio A.Rg/2 ot não. Ainda outro critério para consideração pode ser se esses desvios de raio excessivos excedem, como ura todo, um certo limiar ou nao. Finalmente, ainda outro critério que pode ser examinado é se a forma da curva do perímetro se desvia marcadamente de uma forma circular ou não, tal como é ilustrado, por exemplo, entre as duas porções de curva Cl e C2 respectivamente entre as porçoes de curva C3 e C4 como se pode ver na Figura 4 e Figura 5. A Figura 6 mostra por exemplo, que aproximadamente a 150° existe um desvio de raio pronunciado. Isto é mostrado por R1-R2 na Figura 5t Também é possível ver na Figura 6 o desvio pronunciado do perímetro a partir da forma circular entre as porções de curva C3 e C4. Também na Figura 6, é reconhecível um desvio de raio pronunciado na área desde cerca de aproximadamente 260° até 300°. As já mencionadas falhas podem ser detecta-das no aparelho de análise de imagem 9 (Figura 1) com a a-juda de um meio de armazenamento 21 (Figura 11), no qual a divisão de zona mostrada na Figura 4 é estabelecida, em conjunção com os valores limiar armazenados. Por exemplo, um armazenamento de valor limiar 27 é fornecido para a zona óptica 0Z, um armazenamento de valor limiar 28 é fornecido para a zona lenticular LZ e um terceiro armazenamento -13- 35 1 10,) 15

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de valor limiar é fornecido para o perímetro R. Existem con tadores de elementos de imagem associados para as zonas cor respondentes. Os contadores de elementos de imagem, que indicam valores para os tamanhos de falha nas respectivas zonas, transferem esses valores para comparadores 24, 25 e 26, que estão ligados aos armazenamentos de valores limiares associados descritos, 27, 28 e 29. 0 resultado da comparação pode ser arquivado num armazenamento intermédio 30 para as respectivas zonas e opcionalmente reproduzido, juntamente com a imagem registada no armazenamento de captura de imagem 20, num monitor 10. Mais ainda, dependendo dos respectivos resultados de comparaçao dos comparadores 24, 25 e 26, um selecionador 11 (Fig. 1) é accionado quer directamente quer por meio do armazenamento intermediário 30. 0 seleccionador está ligado a, ou está em ligação operativa com, os meios de sustentação e transporte 8. Isto está diagramaticamente ilustrado por uma linha tracejada na Figura 1. 0 componente 6 a ser examinado é mantido nos meios de sustentação e transporte 8 quando, de acordo com o resultado de comparação satisfaz as necessárias qualidades. 0 componente 6 a ser examinado é então transferido para a próxima fase de processamento. Caso o componente 6 não satisfaça as necessárias qualidades, é retirado dos meios de sustentação e transporte 8 através da acção do selecionador 11. Uma concretização do aparelho para iluminar o objecto de ensaio, por exemplo para iluminar a lente de contacto, é mostrado na Figura 12. Nesta figura, a referência designada 110 indica um primeiro corpo reflector central. O primeiro corpo reflector 110 tem uma face de extremidade superior plana 112. A face de extremidade superior 112 estende-se em ângulos rectos em relação a um eixo do sistema 114. Adjacente à face de extremidade 112 o corpo reflector 110 tem uma superfície produzida cilíndrica 116 que é co-axial com o eixo do sistema 114. Na parte de bai- -14 35 1 64.174

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xo, o corpo reflector 110 forma um primeiro reflector cónico convexo 118. 0 eixo do cone do reflector 118 coincide com o eixo do sistema 114. Uma fonte de luz 120 é disposta abaixo do corpo reflector 110 no eixo do sistema 114. A partir da fon te de luz 120 um feixe central de luz 122 bate no primeiro reflector cónico convexo 118. 0 feixe de luz 122 é radialmente desdobrado em leque pelo primeiro reflector 118. No desenho os raios laterais 124 e o raio central 126, que se estendem ao longo do eixo de sistema 114, do feixe de luz 122 são mostrados antes e depois da reflecção no primeiro reflector 118. 0 feixe de luz 122 radialmente desdobrado em leque bate num segundo reflector 128. Ό segundo reflector 128 é cilíndrico côncavo e co-axial com o eixo do sistema 114- 0 segundo reflector 128 está disposto num segundo corpo reflector 130. 0 segundo corpo reflector tem uma face de extremidade plana anelar 132. 0 reflector cilíndrico 128 é adjacente na parte de dentro à face de extremidade 132. Na parte de fora o corpo reflector 130 tem, adjacente à face de extremidade 132, uma superfície produzida cilíndrica 134 que é co-axial com o reflector 128. Adjacente à superfí cie produzida cilíndrica 134, o corpo reflector 130 tem uma porção cónica 136. Adjacente à porção cónica 136 está uma porção cilíndrica 138 que é munida com uma linha externa en ziguezague. Na parte de dentro existe, adjacente ao reflector 128, uma porção cónica 140. Na parte de baixo, o corpo reflector 130 tem uma face de extremidade inferior 142 tendo uma abertura central 144. A fonte de luz 120 projecta através dessa abertura 144 para o interior do corpo reflector 130.

Na face de extremidade superior 132 do corpo reflector 130 existe uma placa transparente-clara 146 que, com o respectivo lado superior plano, forma um suporte 148 para os objectos de ensaio. 0 plano suportador defi- -15- 30 1 5 10 ) 15

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nido pelo suporte 148 é perpendicular ao eixo do sistema 114 e simultaneamente paralelo à face de extremidade 112 do primeiro corpo reflector 110. A placa 148 é munida na superfície superior e inferior com camadas de redução de reflec-ção 150, 152. 0 segundo reflector cilíndrico-côncavo 128 re-flecte o feixe de luz 122 desdobrado em leque radialmente de tal modo que é recebido quase em forma de relance no meio do suporte 148 num ponto luz. 0 segundo corpo reflector 130 é aparafusado, pela porção 138 munida com uma linha externa em ziguezague, num membro invólucro em forma de pote 156 munido com uma linha interna em ziguezague 154. 0 membro invólucro 156 carrega no interior, no eixo do sistema 114, a base 158 para a fonte de luz 120. Além disso, as hastes, de suporte 160 são montadas na base do membro invólucro em forma de pote 156, cujas hastes suportam o primeiro corpo reflector 110. As hastes de suporte 160 são orientadas através de aberturas alinhadas na base do membro invólucro 156, e através de um furo transversal 162 de parafusos de apertar 164. Os parafusos de apertar 164 estão assentes em furos alinhados radialmente 166 na base do membro invólucro 156 entre as ditas aberturas alinhadas. Os parafusos de apertar 164 podem ser desapertados. As hastes de suporte 160 e consequentemen te o primeiro corpo reflector 110 são então verticalmente deslocáveis relativamente ao membro invólucro em forma de pote 156. É assim possível ajustar o corpo reflector 110 em relação à fonte de luz 120. 0 membro invólucro 156, a fonte de luz 120 e o primeiro corpo reflector 110 formam uma sub--arranjo coerente 170 que, que através da linha interna em ziguezague 154 e da porção externa em ziguezague 138 do segundo corpo reflector 130, é deslocável como um todo, na direcção do eixo do sistema 114. Relativamente ao segundo corpo reflector 130 e assim ao segundo reflector 128 e ao suporte 148 (ou vice versa). Por meio deste deslocamento, primeiramente, -16- 35 1 5 10 ) 16

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o ponto de luz produzido no plano suporte é adaptado às dimensões dos objectos de ensaio, e em segundo lugar o aparelho pode ser ajustado de tal forma que é fornecido contraste óptimo para a detecção de falhas. Os reflectores 118 e 128 podem ser como espelhos. As superfícies do primeiro e do segundo reflector 118 e 128 podem, contudo, alternadamente ser desenhadas para serem parcialmente de reflexão difusa. Uma solução alternativa pode consistir na fonte de luz ser uma luz de anel ajustável. 0 ajustamento da geometria'de iluminação nesse caso pode consistir nas características de irradiação da luz de anel ajustável sendo adaptavel à geometria do objecto de ensaio. Referindo as figuras 7 e 8, sao usadas dois processos de fabrico diferentes para lentes de contacto para mostrar como a análise de imagem de acordo com a invenção combinada com outras operações de processamento de imagem pode ser integrada em processos de fabrico em passos ou fases de produção diferentes, para que a automatização de todo o fabrico de lentes de contacto seja alcançada. Na Figura 7 assim chamado processo de molde completo, que compreende a moldagem das lentes de contacto, é mostrado nas respectivas fases individuais, com a exami-nação automática integrada usando a análise de imagem de acordo com a invenção. Sao conhecidos processos de molde completo (por exemplo EP 0367513 e W0 87/04390). Numa fase de produção 31, as inserções de molde (instrumentos ópticos), que consistem de metais/li-gas de alto-grau, são produzidas, por exemplo, por maquinaria. Mesmo nesta fase o primeiro passo de examinação 32 pode ser efectuado usando análise de imagem. Este passo de examinação pode examinar a qualidade de superfície das inserções de molde e da geometria das inserções de molde. Então, num passo 33, as inserções de molde sao introduzidos num instrumento de moldagem por injecção. Nesta fase, tam- -17- 35 1 5 10 15

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90)08 20 J 25 30 64.174 Case V-l8471/A/TIT/28 béiti/ se pode efectuar uma examinação óptica usando análise de imagem num passo de examinaçao 35 para examinar a qualidade de superfície e as dimensões de conjunto. A seguir a isto há o fabrico dos moldes de plástico, isto quer dizer as duas metades do molde (moldes) nas quais as lentes de contacto são para ser produzidas por moldagem (fase de produção 34). Aqui, também se pode incorporar um passo de examinação 36 por análise de imagem de modo a que a qualidade de seperfície,a geometria (distorsão e similares) e libertação de pó das metades do molde de fabrico possam ser confirmadas. A seguir a isto, a mistura de polimerização para o material das lentes de contacto é repartido e as duas metades do molde são fechadas numa fase de produção 37. Um passo de examinação- 38 pode também ser aqui incorporado, sendo possível determinar se o fechamento está correcto e se estão presentes bolhas de ar usando a análise de imagem ilustrada. Segue-se então, na fase de produção 39, a po limerização do material das lentes de contacto envolvido pelas duas metades do molde. Durante isto é possível, num passo de examinação 40, monitorar num molde fechado que é transparente não só o progresso da polimerização mas também o encolhimento da polimerização do material polimerizado e um ajustamento adequado das duas metades do molde em relação a isso. Quando apropriado, o ajustamento das duas metades do molde para compensar o encolhimento de polimerização pode ser controlado como uma função do resultado da análise de imagem e da verificação do encolhimento da polimerização. Ainda numa fase de produção 41, as duas metades do molde são abertas. Isto é possível dentro do alcance de um passo de examinação integrado 42 para efectuar aqui uma inspecção intermédia no que diz respeito a falhas grosseiras, tais como fissuras, cavidades etc. no corpo da lente. -18- 35 1 5 ) 10 15

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Na fase de produção subsequente 43, a lente de contacto é removida do molde, e a examinação a seco pode ser efectuada na lente de contacto num passo de examinação 44 usando a análise de imagem ilustrada. Isto pode ser segui do, numa fase de produção 45, pela hidratação do corpo da lente. Ainda numa fase de produção 46 a lente (seca ou hidra, tada) é introduzida em pequenos vasos de vidro ou as assim chamadas embalagens de folha 68, que estão ilustradas nas Fi. guras 9 e 10. Então, num passo de examinação 47, pode ser verificada se a lente foi introduzida no recipiente de armazenagem 69. Isto é efectuado no decurso da assim chamada verificação de presença. Também pode ser controlado se o nível do líquido no recipiente de armazenagem está correcto. Além disso, a limpeza do líquido de armazenamento e da lente em si pode ser inspeccionada. Também a qualidade e o poder re-fractivo podem ser sujeitos a uma examinação final. As exa-minações. explicadas no passo de examinação 47 podem ser efec tuadas usando a já acima mencionada análise de imagem. Os recipientes (Figuras 9, 10) são então selados com folhas de revestimento 71 por soldagem. A Figura 8 mostra um processo de tornearia, que também pode ser usado para produzir uma lente de contacto. Neste processo de tornearia numa fase de produção 48 é cortado um botão de uma tira de material de lente de contacto e introduzido num dispositivo de aperto de um torno mecânico. são conhecidos tornos mecânicos automáticos. É feita referência neste sentido, por exemplo, à especificação da Patente Alemã 31 10 624. No passo de examinação 49, por exem pio o botão pode ser examinado no que diz respeito a inclusões de material e às respectivas dimensões (tamanho aparado) usando a acima descrita análise de imagem. Numa fase de produção 50, uma curva interna é produzida no botão torneando-o por meio de um instrumento de tornear no torno mecânico. Num passo de examinaçao subsequente 51, por meio de análise de -19- 35 t 5 15

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19. ΜΛΙΤ1992 imagem a forma torneada e a qualidade de superfície, e opcio nalmente também a geometria, para as quais também um conhecido processo Moirépode ser usado, podem ser examinadas. Ainda numa fase de produção 52 a curva interna é polida. Caso se deseje, a forma polida, a qualidade de superfície e mais uma vez a geometria da curva interna podem ser verificadas num passo de examinaçao 53. 0 botão é então cementado para um eixo do tor no mecânico automático numa fase de produção 54. 0 botão é cementado para um eixo através da sua própria curva interna. Aqui, também, a qualidade e as dimensões da camada de cera usadas para cementar o botão para o eixo podem ser verificadas num passo de examinação 55 usando análise de imagem óp-tica, assim como o pode também ser a centralização, e o topo da curva pode ser verificado. Subsequentemente, a curva externa é torneada numa fase de produção posterior 56. A forma torneada, a geometria e a espessura do centro da lente acabada podem ser examinadas num passo de examinação 57. A curva externa é então polida numa fase de produção 58. Num passo de examinação 59, a forma polida, a geometria e a espessura do centro da lente de contacto pode, então, ser verificada. 0 passo de examinação 57 pode nesse caso ser omitido. Numa fase de produção 60, a lente de contacto é separada da tampa do torno mecânico automático. Numa fase de produção 61, o perímetro da lente de contacto é mecanizado. Numa fase de produção 62 seguinte a lente de contacto é limpa. A seguir à limpeza da lente de contacto poderá haver um passo de examinação 63 em que uma examinação a seco da lente de contacto é efectuada por análise de imagem (por exemplo Figura 1). AÍ então segue-se a fase de produção 64, a gravação da lente de contacto. Nesta fase, por exemplo a gravação visivel na Figura 3 e 4 é feita no corpo da lente -20 35 1 5

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Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 20 J 25 30 64.174 Case V-18471/1/TIT/28 de contacto. Um tratamento de superfície da lente de contac to segue-se então como fase de produção 65.Isto tem/ em particular, a vantagem da superfície da lente ser feita mo-lhável para o fluído lacrimal. A capacidade de se poder molhar pode, então, ser examinada num passo de examinaçio 66 também por análise de imagem (por exemplo Figura 1). Por meio de anállise de imagem é possível verificar se se formam pingos na superfície da lente ou se o total da superfície da lente é mplhado com líquido. Ainda numa fase de produção 67, a lente é in troduzida num recipiente, por exemplo em embalagens de folha (Figuras 9, 10). Um passo de examinaçio correspondente ao passo de examinaçio 47, como no processo de molde comple to mostrado na Figura 7, pode então seguir-se, após o qual as folhas de cobertura são soldadas nos recipientes. A partir da explicação dada acima, especialmente no que diz respeito às Figuras 7 e 8,pode-se verificar que uma monitorização completa e ao mesmo tempo 100¾ de automatização pode ser alcançada na produção de componentes ópticos usando análise de imagem óptica. Isto aplica-se especialmente ao fabrico de lentes de contacto. Por este meio a desejada qualidade do produto é garantida através de uma monitorização contínua (controle em processo) no decorrer da produção completa, para que possa ser possível prescindir do controle final. Uma tal monitorização é vantajosa especialmente para lentes de contacto (lentes descartáveis) que são para ser produzidas em grandes quantidades. 0 controle de qualidade garantido pela invenção é orientado por um padrão de qualidade pré-estabelecido e é consequentemente um controle de qualidade reproduzível e objectivo- Lisboa, 19, Mâl?. 1992

Por CIBA-GEIGY AG e BODENSEEWERK GERA1ETECHNIK

»60 um·* 35

Claims (1)

1. 5 > 10 15 Mod. 71 · 20.000 e*. - 90/08 20 J 25 30 64.174 Case V-18471/A/TIT/28

   REIVINDICAÇÕES lâ. - Processo para examinar componentes ópticos em que uma imagem do componente particular a ser exa minado é produzida e falhas no artigo visualizado são detec-tadas pela análise da imagem caracterizado por uma imagem dimensional de contraste elevado do componente particular a ser examinado ser produzida e a área da imagem das falhas que foram tornadas visíveis ser determinada e comparada com um ou mais valores limiares. 2â. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por para produzir uma imagem de contraste elevado ser feita uma iluminação de campo escuro do componente óptico a ser examinado. 3ã. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a área de imagem das falhas detec-tadas ser dividida em elementos de imagem (pixels) e .os elementos serem contados, e o número de elementos confirmado ser comparado com um número pré-determinado de elementos de imagem. 4-. - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a detecção das falhas ser levada a cabo num ou mais passos da produção de fabrico do componente. 5â. - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a detecção das falhas ser levada a cabo no fabrico de componentes ópticos para os olhos. 65· - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por os diferentes valores limiares serem estabelecidos como padrões de qualidade para zonas diferentes do componente a ser examinado. 73. - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por no exame de uma lente de contacto, valores de limiar diferentes serem estabele- -22- 35 1 5 ) 10 15 Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 J 25 30 64.174 Case V-18471/A/TIT/28 eidos como padrões de qualidade para a zona óptica, a zona lenticular e o perímetro da lente. 83. - Aparelho para exame de componentes óp-ticos tendo um dispositivo óptico de produção de imagem e um dispositivo de processamento da imagem para levar a cabo o processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, ca racterizado por compreender meios de iluminação (1) que têm um dispositivo produtor de uma imagem de contraste elevado (5) e meios de processamento da imagem (2) que compreendem meios de registo da imagem (3) com um sensor de imagem (4) para determinação por áreas das falhas detectadas na imagem de contraste elevado. 93. - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o dispositivo de produção da imagem de contraste elevado (5) consistir num meio de iluminação de campo escuro para o componente (6) a ser examinado. 10§. - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o sensor de imagem (4) existir na forma de um CCD. 11â. - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por os meios de leitura (7) para leitura das áreas das falhas visionadas pelos elementos de imagem serem ligados ao sensor de imagens (4). 123. _ Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado por o dispositivo de processamento de imagem (2) ter um comparador (24, 25, 26) que está ligado a meios de determinação de área (20, 21, 23) e a meios de armazenamento dos valores limiares (27, 28, 29). 13s. - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado por os valores limiares (padrões de qualidade) serem dimensões de áreas pré--estabelecidas. 143. _ Dispositivo de iluminação para ilumi- -23- 35 1 5

   15 Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 20 J 25 64.174 Case V-18471/A/TIT/28

   nar objectos de ensaio transparentes a fim de examinar os objectos de ensaio quanto a falhas, caracterizado por uma fonte luminosa (120) e lentes de iluminação (118,128) serem fornecidas para iluminar os objectos de ensaio em campo de iluminação escuro, e a geometria de iluminação da lente de iluminação (118, 128) ser ajustável para tornar possível a adaptação ao objecto de ensaio. 15â. - Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por: (a) um primeiro corpo reflector (110) ser disposto por debaixo de um suporte (148) tendo um plano de suporte para objectos de ensaio, (b) o primeiro corpo reflector (110) ter uma face extrema (112) essencialmente paralela ao plano de suporte (148) cuja face extrema forma um fundo para os objectos de ensaio, (c) o primeiro corpo reflector (110) ter além disso, longe da dita face extrema (112) um primei ro reflector cónico-convexo(118) cujo eixo do cone coincide com um eixo do sistema (114) que se prolonga em ângulos rectos para a face extrema (112), (d) a fonte da luz (120) ser disposta sobre o eixo do sistema (114), e (e) um segundo corpo reflector (130) tendo um reflector anular côncavo (28) ser disposto coaxialmente com o eixo do sistema (114). 16ã. - Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o reflector anular côncavo (128) ser cilíndrico. 17ã. - Dispositivo de iluminação de acordo ic com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado por a fonte luminosa ser combinada como primeiro reflector (118) num sub--arranjo (170) o qual é deslocável ao longo do eixo do sistema (114) relativo ao segundo corpo reflector (130) e ao -24- 30 1 5

   10 15 Mod. 71 -20.000 ex. - 90/08 20

   25 64.174 Case V-l8471/A/TIT/28 suporte (148). 183. _ Dispositivo de iluminação de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado por a fonte luminosa ser uma luz em anel ajustável. 193. _ Dispositivo de iluminação de acordo com a reivindicação 18 caracterizado por a radiação carac-terística da luz em anel ajustável ser adaptável à geometric do objecto de ensaio. 20â. - Dispositivo de iluminação de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado por ser disposto um prato (146) em ambos os lados com uma camada anti-reflectora, como um suporte (148) para o objecto de ensaio. 213. - Dispositivo de iluminação de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado por o primeiro e segundo reflectores (118 e 120) serem polidos . 22â. - Dispositivo de iluminação de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado por as superfícies do primeiro e segundo reflectores (118 e 120) serem parcialmente de reflecção difusa. Lisboa, |9.MAR. 1992 Por CIBA-GEIGY AG. e BODENSEEWERK GERATEEECHNIK

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