TWI294031B - Method and system for inspecting optical devices - Google Patents

Description

1294031 A7 B7 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 五、發明說明（ί ) 【相關申請案】 本發明主張美國臨時申請案之優先權，其申請序號為 60/359,074,申請曰為2003年2月21曰，名稱為·，用於 檢測光學裝置之方法及系統（Meth〇d and System Fot·

Inspecting Optical Devices)，，° 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於檢測例如眼科鏡片之光學裝置或媒 體。具體而言，本發明關於用於自動檢測光學裝置之這種 系統，以及關於相當適合這種系統使用之技術與程序。 【先前技術】 在最後幾年的時間内，已成功發展用以檢測眼科鏡片 (尤其是隱形眼鏡）之自動化技術。這種技術係揭露於譬如 美國專利第5,500,732號以及美國專利申請序號 〇9/751，875(申請日為2001年12月29日）中。 一般而言，在這些技術中，係將可以是紫外光、可見 光、或雷射之輻射導引通過鏡片，以在像素陣列上形成鏡 片之影像。然後產生表示陣列之像素上之輻射強度之數位 資料值，並使用電腦來處理那些資料值，以決定鏡片是否 具有任何不可接受的瑕疵或缺陷。然後，可識別出並剔除 掉任何具有這樣的瑕疵或缺陷之鏡片。 多數之這些技術在保證可剔除任何具有不可接受的瑕 疲或缺陷之鏡片是很有效的。同時，這些技術有時會剔除 可接受的鏡片’其結果被稱為誤判。有關這個之一個理由 係為多數程序不能辨別某些型式之鏡片缺陷以及可能出現

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五、發明說明（2) 在像素陣列上但並非鏡片缺陷之其他特徵。 當檢測系統偵測出像素陣列上之特徵但無法判定那個 特徵是否為鏡片缺陷或另一種不能辨別但可接受的特徵 時，鏡片會被剔除。例如，對幾種檢測技術而言，鏡片係 5在被次在液體溶液中而受到檢測，且很難辨別鏡片之破洞 (為不可接受的）與那個液體溶液之氣泡（非鏡片缺陷）。因 此，可接受的鏡片可能因為液體溶液之氣泡而被剔除。 關於另一個例子，對習知技術之自動化鏡片檢測系統 而έ，很難辨別具有撕裂或破洞之模塑隱形眼鏡與只略被 1〇拉開遠離模型部之模塑隱形眼鏡。為了精心製作，隱形眼 鏡可能藉由在兩個塑膠模型部之間模製適當聚合物而製 作，譬如揭露於美國專利第5,54〇,41〇號中。在聚合物局 部硬化之後，將其中一個模型部拉開遠離另一個模型部以 提供取用鏡片。 15 於此過程中，當製作鏡片時，在鏡片中可能顯現出破 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 洞或撕裂。又，當模型部被拉開時，鏡片可能變成分層， 亦即，鏡片之邊緣可能從留下鏡片之模型部略被拉離。對 自動化檢測系統而言，通常很難辨別僅略被拉開遠離模型 部之鏡片（非鏡片缺陷）與具有破洞或係撕裂狀的鏡片（為 2〇鏡片缺陷）。因此，可接受的鏡片可能被剔除。 【發明内容】 本發明之一個目的係用以改善用於檢測光學裝置之系 統。本發明之另一個目的係用以降低自動化鏡片檢測系統 中之誤判率。 4 1294031 A7 B7 五、發明說明（3) 本發明之又一目的係用以提供一種能更正確確認某些 特徵之用於檢測光學裝置之自動化系統。本發明之又一目 的係用以提供具有區別鏡片之破洞與浸有鏡片之液體溶液 之氣泡之增進能力的自動化鏡片檢測系統。 5 本發明之另一個目的係用以利用一種幫助區別鏡片之 破洞與液體之氣泡之方法來照明浸在液體中之鏡片。本發 明之又一目的係用以提供一種可以區別眼科鏡片之破洞之 影像與浸有鏡片之液體之氣泡之影像的影像分析技術。本 發明之另一個目的係用以照明鏡片，以這樣的方式不會顯 10示鏡片之剝離，而會顯示鏡片之破洞與撕裂。 本發明之又一目的係用以提供一種被稱為光譜屏蔽之 照明技術’其以不同、分離波長帶之光照明物體。或者， 此物體可能被包含分離波長帶與額外頻帶之光所照明；然 而’取像系統只對分離波長帶或不希望在取像系統之前被 15濾除之光之波長呈現敏感。本發明之另一個目的係用以提 供可用以使鏡片檢測系統能更正確確認某些特徵之光譜屏 蔽技術。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之又一目的係用以照明具有不同波長帶之光學 裝置之不同部分。本發明之又另一個目的係用以利用一種 2〇顯示破洞或撕裂是否出現在鏡片之那個部分之方法來照明 模塑fe形眼鏡之中央部分，而不用以相同方法照明鏡片之 周緣部。 這些與其他目的可能利用於此所揭露之檢測與分析程 序而達成。一般而言，這些程序採用被稱為光譜屏蔽之獨 一 5 ^張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公釐） -------- 1294031 A7 B7 五、發明說明（4) 特照明技術或者與此照明技術一起使用，其中光學裝置係 以複數的波長帶來照明。關於一種光譜屏蔽技術，整個光 學裝置係以兩個分離頻帶（其可以是連續光譜之一部份）來 照明，而在另一種光譜屏蔽技術中，光學裝置之不同區域 5係以不同頻帶來照明。前項技術可能用以辨別溶液之氣泡 與光學裝置之破洞，其尤其相當適合分析包裝中之溶液之 鏡片，然而，此技術亦可用以發現模片（m〇ld piece)之鏡 片之破洞。本發明在檢測报厚的鏡片方面是有用的，例如 太厚以致於無法單獨使用UV檢測方法來分析之鏡片或 10較N的鏡片。於裝置之不同區域以不同頻帶照明光學裝置 之光譜屏蔽技術’尤其相當適合分析模片之隱形眼鏡，並 可能用以避免剔除只因為它們是分層的可接受鏡片。 具體而言，依據本發明之第一樣態，提供用以取像例 如眼科鏡片之光學裝置之方法與系統。在以此種程序形成 U之衫像中，氣泡與破洞之影像具有可辨別的差異。這個方 法係為物體之多光譜影像/檢測方法，而此物體具有改變 之光譜吸收位準，且其具有至少一照明光源，此照明光源 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 o a至乂局部被吸收，最好是多半被吸收之波長：以及至 少局部透射，最好是大部分被物體透射之波長，以產生局 2〇部半透明影像。 關於較佳實施例，此技術憑靠鏡片中之紫外線抑制劑 之紫外線吸收品質，以建立期望的半透明/遮蔽效果。此 2果係藉由以適當比率與強度使濾過紫外線與可見光之特 定頻帶通過鏡片而達成。吾人選擇光譜帶之方式為：使鏡 _____ 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G x 297公楚 1 ------— 1294031 A7 B7 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（s) 片吸收-部份的紫外光，而允許―部份的可見光通過光 裝置。 依據本發明之第二樣態，係提供一種程序，以區別光 2裝置之破洞與液體溶液中之氣泡。於此程序中，裝置之 影像會形成’而所形成之影像可包含破洞或氣泡之特徵。 吾^可分辨區別破洞之影像與氣泡之影像之特徵。表示形 成影像之一組資料值會依據預定程式而受到處理，用以搜 尋區別特性，而如果發現的話，此特性會把此特徵分成光 學裝置之破洞或液體溶液中之氣泡。較佳實施例之程序（以 下將詳細說明）採用三傭基本要素以識別氣泡與破洞：對 稱、壁厚、以及強度與強度比率。 依據本發明之又一樣態，係提供一種光譜屏蔽技術， 可月b用以避免剔除只因是分層之可接受的模塑隱形眼鏡。 尤其，此種技術能有效消除，或實質上降低由不能區別分 層鏡片與具有破洞或撕裂之鏡片所導致的偽陰性（false negative)。在一個較佳應用（以下亦將詳細說明）中，鏡片 之外緣區域係以不會顯示出任何鏡片剝離之這種方式受到 照明’而鏡片之中央區域係以顯示出鏡片之那個部分的破 洞或撕裂之波長而受到照明。 本發明之更進一步的益處與優點，將參考詳細顯示本 發明之較佳實施例之附圖以及下述詳細說明而得以更顯清 【實施方式】 本發明包含一種光學裝置之檢測方法，其包含： 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝 訂 1294031

五、發明說明（6) (a)以光照明光學裝置與周圍背景，其中該光包含第 -波長帶與第二波長帶，其中該第一波長帶與該第二波長 帶係為不⑽長，4中該第一波長帶具有第—強度而該 第二波長帶具有第二強度； 5 A)將該光透射通過該光學裝置，其中該第一波長帶 大部分係被該光學裝置所吸收，而第二波長帶大部分透射 通過該光學裝置，並將該鏡片透射光擷取在光敏像素陣列 上； (<0將該光透射通過該周圍背景，其中該第一波長帶 10與該第二波長帶大部分透射，並將該背景透射光擷取在光 敏像素陣列上； (d)讀取由步驟（b)與步驟（c)所產生之像素，並比較該 讀取之灰階值，其中由該背景透射光與由該鏡片透射光所 產生之像素之灰階值之間的差異，係為足以區別該光學裝 15置之破洞與該周圍背景之氣泡之數值。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如於此所使用的，用語，，光學裝置"包含但並未受限於 硬式隱形眼鏡、軟性隱形眼鏡、高透氧式隱形眼鏡、眼内 鏡片、顯微鏡之鏡片、照相機之鏡片以及眼鏡之鏡片。在 本發明被檢測之光學裝置可包含或不包含視力矯正。較佳 的光學裝置係為具有或不具有視力矯正之軟性隱形眼鏡。 軟性鏡片可能由習知之水凝膠所構成，且一般係由包含但 並未受限於甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA)、乙烯基咯烷酮' 甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸與酸酯；或水合矽膠之單 體所製備。軟性隱形眼鏡之例子包含但並未受限於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） [294031 A7 B7 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7) etafilcon A、genfilcon A、lenefilcon A、polymacon ' acquafilcon A、balafilcon A、lotrafilcon A 以及水合石夕膠， 如在下述美國專利中所製備的：美國專利第5,998,498號、 美國專利申請案號09/532,943(美國專利申請案號 09/532,943之部分續案，申請日為2000年8月30曰）、 美國專利申請序號09/957,299(申請曰為2001年9月20 曰）、美國專利第6,087,415號、美國專利第5,760，100號、 美國專利第5,776,999號、美國專利第5,789,461號、美 國專利第5,849,811號、美國專利第5,965,631號、美國 專利申請案號60/318,536(名稱為"包含内部潤濕劑之生物 醫學裝置（Biomedical Devices Containing internal wetting Agents)’’，申請曰為2001年9月10曰）以及其相同標題之 非臨時申請副案（申請曰為2002年9月6曰）。這些專利 與所有其他揭露於本發明之專利全部係藉此列入作參考。 除了軟性隱形眼鏡之單體混合物以外，鏡片可包含其 他材料。在沒有限制的情況下，關於這一點的其他材料最 好是包含一種或更多種紫外線（UV)吸收添加物。這些可 包括在單體混合物中，藉以提供具有特定吸收性特性之合 成光學裝置。僅舉例而言，這類的UV吸收體包含 NORBLOCK(在商業上可從JANSSEN取得）。雖然這種吸 收體之數量亦可依據所尋找之最後吸收行為之型式而改 變，但這種吸收體一般係以大約每一百個單體有一個吸收 體之數量存在。其他吸收性材料包含著色劑（tint)，其顏 色可由熟習本項技藝者進行相關聯的調配，以獲得其他特 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝 訂 1294031 A7 B7 發明說明（s) 定波長之吸收’例如黃光將被具有藍色著色劑之鏡片所吸 收。 經 濟 部 智 慧 財 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 如於此所使用的，用語”周圍背景”表示檢測期間可透 射光且實體上支持光學裝置之任何物體。如果光學裝置係 5為軟性隱形眼鏡，則周圍背景之一例包含但並未受限於鏡 片之包裝或用以製備鏡片之模型。用以製備光學裝置（尤 其軟性隱形眼鏡）之大部分處理係為濕式處理，其中整體 處理步驟使用始、封溶液、去離子水以及其他溶液。一般在 檢測軟性隱形眼鏡時，會使鏡片浸入或漂浮在液體中。因 1〇此，為了本發明之目的，如果光學裝置係在浸入或漂浮在 液體中而受到檢測，則用語周圍背景包含此液體。至於鏡 片之模型，它們係由可當材料用之塑膠所構成，這些材料 包含但不限於：聚鏈烯烴（例如低密度聚乙烯、中密度聚 乙烯、咼密度聚乙烯、聚丙烯、以及上述聚丙烯與聚乙烯 15之共聚物），聚笨乙烯；聚甲基戊烯；聚縮酸樹脂；聚 丙烯醚（polyacylether);聚芳基醚；磺胺；尼龍6;尼龍66 ; 尼龍11 ;熱塑性聚酯；以及各種氟化材料（例如氟化乙烯 丙烯共聚物與乙烯氟乙烯共聚物）。供鏡片用之模型常屬 於包含對應的母與公部分（分別為前曲線與後曲線）之兩部 20分構造。如果鏡片係在模型中受到檢測，則此模型較好是 被分割成這兩部分’且鏡片較好是以前曲線來進行檢測。 如於此所使用的，用語"第一波長帶”表示在被光學裝 置所吸收之光譜之紫外線區域中的波長之光。此光不需完 全被光學裝置所吸收，僅大部分該第一波長帶必須被吸 10

1294031 A7 B7 五、發明說明c?) 收。較好是，大約51%至大約100%之該第一波長帶被吸 收，更好是大約50%至大約100%，更佳好是大約90%至 大約99%，而最好是大約99%。 關於該第一波長帶之波長，這係由光學裝置之成分及 5其光吸收特性所決定。舉例而言，如果光學裝置吸收大約 98至大約99%之具有大約340 nm至3 60 nm之波長的光， 則該第一波長帶將是從340 nm至大約360 nm。 如於此所使用的，用語π第二波長帶，，表示在由光學裝 置透射之光譜之可見區域中的波長之光。此光不需完全由 ίο光學裝置透射，僅大部分之該第二波長帶必須透射。較好 是大約51%至大約100%之該第二波長帶透射，更好是大 約80%至大約100%，更佳好是大約90%至大約99%，而 最好是大約98至大約99%。 此種第二波長帶之波長係由光學裝置之透射比特性所 15決定，於此係使用對應於適當百分比之光的透射比之波 長。舉例而言，如果光學裝置於大約385-405之波長下透 射大於98%之入'射光，則第二波長帶之波長較佳是大約 為385 nm至大約405 nm。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光學裝置可能藉由兩個分離光源，以該第一波長帶與 20該第一波長帶來照明’其中一個光具有該第一波長而另一 個光具有該第二波長。然而，相同的結果可藉由下述方式 達成：使用包含一塊範圍波長之一個光源，並使用一個或 更多個適當濾光鏡以放射所期望第一與第二波長之光。 如於此所使用的，”第一強度"係屬於該第一波長帶， 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） 一 一 1294031

而"第二強度’’係屬於該第二波長帶。平均第一強度頻帶與 平均第二強度頻帶之比例會受到調整俾能使平均第一強 度與平均第二強度之比例係在大約1:1至大約2:1之間， 而更最好是大約1.5 : 1。 5 如於此所使用的，用語，，感光像素陣列”具有其共同工 業定義。如於此所使用的，用語，，灰階值，•表示影像之亮度 比例或它們對應的像素讀數，於此數字越高代表影像越亮 (或越白）’而數字越低代表影像越暗（或越黑）。如於本發 明所使用的，白⑼圍背景之灰階值大約# 255，而黑色 10〜像之灰階值大約為0。光學裝置之無缺陷區域（沒有破 洞、撕裂、或碎屑）之灰階值與周圍背景之灰階值之間的 差異大約為120至大約180，較好是大約13〇-16〇，最好 是大約140。具有前述周圍背景之灰階值與光學裝置之無 缺陷區域之間的差異之影像（或對應的像素讀數），係具有 I5識別光學裝置之破洞之外觀與周圍溶液中之氣泡之半透明 /遮蔽外觀。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如於此所使用的，”破洞”表示光學裝置之區域，其中 漏失包含此裝置之材料。於此所使用的”氣泡”係為具有包 圍或者是潤濕光學裝置之液體介質之氣體之小本體。 Ό 又，本發明包含一種光學裝置之檢測方法，其包含： 0)以光照明光學裝置與周圍背景，其中該光包含第 一波長帶與第二波長帶，其中該第一波長帶與該第二波長 帶係為不同波長，且其中該第一波長帶具有第一強度而該 第二波長帶具有第二強度； 本紙張尺度適用申國國家標準(CNS)A4規袼（2ΐ〇χ297公釐） 1294031 A7 B7 五、發明說明（"） (b)將該光透射通過該光學裝置，其中該第一波長帶 大部分係被該光學裝置所吸收，而第二波長帶大部分透射 通過該光學裝置，並將該鏡片透射光擷取在光敏像素陣列 上； 5 (c)將該光透射通過該周圍背景，其中該第一波長帶 與該第二波長帶大部分透射，並將該背景透射光擷取在光 敏像素陣列上； (d)產生該光學裝置與該周圍背景之一個影像，其中 由步驟（C)與步驟（b)所產生之影像之灰階值之間的差異， 1〇係為足以區別該光學裝置之破洞與該周圍背景之氣泡之數 值。如於此所使用的，該用語光學裝置、周圍背景、第一 波長帶、第二波長帶、第一強度、第二強度、光敏像素陣 列、灰階值、破洞以及氣泡，所有都具有它們的前述意思 與較佳範圍。 15 如於此所使用的，用語"影像"表示人類可讀取的或 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 機器可讀取的該光學裝置與該周圍背景之光學相對物。該 影像可被投射在影像平面'電腦螢幕或其他取景裝置上。 又，該影像可被放大，或者被聚焦以改善讀者觀看該影像 之能力。以下將參見附圖來更詳細說明本發明。 20 圖1顯示用於檢測隱形眼鏡之檢測系統10。系統10 -般包含運送次系統12、照明次“ 14、取像次系統16 以及處理次系統2G。_ 1亦顯示剔除機構22、剔除控制 器24、以及複數個鏡片載體或平臺3〇，每一個鏡片載體 或平臺30支樓一個或更多個鏡片包裝。最好的情況是， 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱)------- 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1294031 B7 五、發明說明（/2) 取像次系統16包含照相機32 ;處理次系統20包含影像 處理器裝置34、操作員界面裝置36、以及監督電腦4〇 ; 而更具體地說，處理器裝置34包含複數個處理器與記憶 體基板42，界面裝置36包含監視器44與主電腦46。 一般而言，提供運送次系統12以沿著預定路徑移動 大批眼科鏡片進入鏡片檢測位置，請參見圖1之5〇。提 供照明次系統14以產生包含光之光束，並將那個光束導 引通過移經鏡片檢測位置之鏡片，其中的光包含至少局部 被吸收之一個或更多個頻帶，以及至少局部透射之一個或 更多個不同頻帶。取像次系統16產生一組透射通過每個 受檢測鏡片之表示光束或其部分之信號，然後將那些信號 透射至處理次系統20。 處理次系統20接收來自取像次系統16之那些信號， 並依據預定程式處理那些信號。藉由使用此種程式，處理 次系統20產生一個指示每個受檢測鏡片是否適合消費者 使用之信號。如果發現鏡片是不可接受的，則將信號傳送 至控制器24，接著操作機構22以從可接受鏡片之生產流 中移除不可接受的鏡片。可能用於系統1〇之特別裝置或 元件，係揭露並詳細說明於上述美國專利第5,5〇〇,732號 與美國專利申請序號〇9/751，875中，兩者全部係於此列 入作參考。 圖2更詳細顯示較佳照明與取像次系統之部分。在使 用上，觸發感測器（未顯示）偵測沿著包裝輸送機52移動 之載體包裝（carrier pack)30，並傳送一個電性信號至照明 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公爱） 裝 訂 1294031 A7 B7 五、發明說明（/3) 次系統，依序放射氙閃光燈54(光源）。由閃光燈所產生之 光通過散光玻璃56，並遷移經由光延伸管60,於此其遇 到濾光鏡支撐部66中之濾光鏡62與64之組合。新的被 過濾的光繼續前進經由主要包裝70,於此光遇到祛離子 5 水中之隱形眼鏡72。從隱形眼鏡露出之光係被多元素石 英鏡片74所接收，並在其碰到照相機CCD陣列76之前 受到光學處理。然後，由處理次系統處理此合成影像資料。 圖2亦顯示照相機鏡片光圈（f-stop)調整環80、鏡片延伸 管82、以及鏡片聚焦環84。 ίο 濾光鏡62與64移除未在第一波長帶或第二波長帶内 之波長之光。其中一個濾光鏡最好是具有540 nm 300 FWHM(半高寬（Full width at half max.)，或於 50%之峰部 透射下測量之光學濾光鏡之傳送頻帶之寬度）之峰部透射 之IR濾光鏡。第二濾光鏡最好是UV濾光鏡，不是過濾 15 350 nm 53 FWHM之光之UV傳送黑色玻璃濾光鏡（UG1 濾光鏡）就是過濾324 nm 112 FWHM之光之黑色玻璃濾光 鏡（UG11)。這些濾光鏡係說明並顯示於如位在光源與待 檢測裝置之間的較佳實施例中；然而，遽光鏡或者可位在 待檢測裝置與照相機之間。 20 參考圖1，於系統10之此運作中，包含鍵盤與影像 終端機之主電腦46最好是連接至處理器裝置34，用以視 覺顯示被輸進處理器之資料或訊息。監視器44亦連接至 處理器裝置34，並被設置以從儲存於處理器裝置中之資 料值產生影像，且監視器44亦可用以顯示檢測結果與總 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1294031 A7

如上所述，處理次系統20處理由像素陣列76所接收 之資料，以決定每個鏡片70是否是可接受的。一般而言， 這係藉由搜尋每個鏡片之影像找任何缺陷之存在而完成， 5或者更精4的說，找任何缺陷之影像而完成。如果發現缺 陷，則剔除鏡片。 一種型式之缺陷係為鏡片之破洞，而習知技術之檢測 程序-般搜尋這種破洞。然而，習知技術之主要缺點係其 不能正確分辨溶液72中之氣泡與隱形眼鏡 70之破洞。此 種無能特性係由於這些氣泡42與破洞43在被取像時具有 通似特徵之事實所導致。這個缺陷係為錯誤剔除產品之主 要原因。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 照明次系統14係被設計並操作成用以在像素陣列76 上形成影像’其中氣泡與破洞具有可分辨差異，而處理次 15系統設有可確認那些差異並藉以區別鏡片之破洞與溶 液中之氣泡之常式。具體而言，包含至少一照明光源之照 明次系統為鏡片提供多波長取像方法，而鏡片具有改變的 吸收位準’此照明光源包含至少局部被吸收之波長與至少 局部被鏡片透射之波長，以產生局部半透明影像。 2〇 除了隱形眼鏡之光譜品質以外，此種技術可將許多紫 外線抑制劑添加至剩下的隱形眼鏡成分來調整波長帶之吸 收率程度’用以達成期望之半透明效果。參考圖3,果效 係藉由以適當比率與強度使濾過紫外線的與可見光之頻帶 通過鏡片而達成，而淨結果係為頻帶86與88。光譜帶係 . —__ 16 規格⑵- 1294031 A7 B7 五、發明說明（/¾ ' -- 以由鏡片吸收紫外光之一部份並允許可見光之一部份通過 鏡片之這種方式被選出。光之UV部分（到達照相機，且 為在CCD陣列上形成影像之光之一部份）最好是包含34〇_ 365nm。（此種光之UV部分係在通過濾光鏡與隱形眼鏡之 5後夂到測量）。光之可見部分（到達照相機，且為形成影像 CCD陣列之光之一部份）最好是包含385—4〇5 。（此種 光之可見部分係在通過濾光鏡與鏡片之後受到測量）。有 吸收力的（紫外光成分）與無吸收力的（可見光成分）之比例 最好是在大約1 : 1至1.5 ·· 1之間，而更好是1 5 : 1。 10 又，此系統係被調整，俾能使包含投射於光敏像素陣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 列的該第一波長帶與該第二波長帶之光之平均強度位在陣 列之敏感度之中間範圍。舉例而言，如果光敏像素陣列之 相對應的灰階讀數範圍譬如為〇至255，則投射於光敏像 素陣列的光之平均強度係被調整至這個範圍的中間，最好 15是大約I40。在圖3中，線92(”一"）表示照相機/濾光鏡透 射比，線90(”-·_·_”）表示沒有濾光鏡存在的情況下鏡片之 吸收資料，而包含頻帶86與88之線94(”…表示在通 過鏡片與渡光鏡之後於照相機之淨透射比光譜。圖4顯示 使用此種多光譜取像技術而形成於像素陣列上之隱形眼鏡 20影像96。隱形眼鏡影像係為局部半透明影像，亦即灰色 影像97。此種影像可清楚區別氣泡42與破洞43。對照之 下，明視場檢測系統建立隱形眼鏡之亮影像（其中邊緣與 缺陷為暗像素），而暗視場檢測系統建立隱形眼鏡之暗影 像（其中邊緣與缺陷為亮像素）。 17 [294031 Α7 Β7 15 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 五、發明說明（α) 圖5顯示藉由使用電腦程式之處理系統以分析像素資 訊而執行之常式或程序100之流程圖。此程序在與以上述 方式形成之鏡片影像一起使用時，係能有效區別鏡片之破 洞與浸有鏡片之液體中之氣泡。一般而言，此種程序採用 二個基本要素以識別氣泡與破洞：對稱、壁厚、以及強度 與強度比率。所有區別特徵可用於任何檢測系統中，例如 明視場與暗視場檢測系統，如揭露於美國專利第 6，154,274 ; 5,995,213 ; 5,943,436 ; 5,828,446 ; 5,814，134 ; 5,812,254 ; 5,805,276 ; 5,748,300 ; 5,745,230 ; 5,717,7 81 ; 5’675,962 , 5,649,410 ; 5,640,464 ; 5,568,715 ;以及 5,500,732 说中’其全部係藉此列入作參考。然而，使用強度與強度 比率之第二區別特徵尤其適合於這裡所說明之系統。 氣泡具有接近1.0之縱橫比（為對稱之測量），於此縱 橫比係被定義成氣泡之寬度除以高度。氣泡亦具有對稱構 造。氣泡之慣性矩心（類似於質心之強度中心）幾乎總是在 其幾何矩心之一個或兩個像素之内。慣性矩心係由下述方 程式所定義： 行：Xi =(像素強度行位置）/(總強度數） 列：Yi = (像素強度）*(列位置）/(總強度數） 幾何矩心係為其中心，且係由下述方程式所定義： 行：Xg =(行開始）+(氣泡之寬度）/20 列：Yg(列開始）+(氣泡之高度）/2.〇 又’氣泡具有供它們尺寸用之最小壁厚。這種壁厚係 為包含氣泡之邊緣之暗環部。破洞常具有很薄的邊緣，但 18 本紙張尺度_巾闕家標準(CNS)A4l^7I^x297公楚） 裝 訂 1294031 A7 B7 五、發明說明（/7) =料之厚度可隨著鏡片處方、鏡片之破洞位置、以及 :，冰度而變化。在以下將詳細討論之較佳常式_ 二包或破洞之壁厚係由八個搜尋向量來決定，此八個 和ϊ係以45㈣分，從外部處理到_心，並比較像 素與由局部背景所發展之閾值。對每個向量而言，基於它 U值之比較，計算出暗像素與亮像素。暗像素表示氣 泡，破/同之壁面厚度，而亮像素數係用以決定材料損失之 數量，如果有的話。 上述多光譜取像技術提供一個額外區別特徵：氣泡與 破洞相對於匕們各個局部背景之強度。在較佳實施例中， 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此種取像技術之重要特徵在於鏡片吸收超過99%之uv光 但幾乎通過所有的可見光。因此，隱形眼鏡顯現為灰色物 體（較低的灰階值），而鏡片中任何材料之顯著損失將出現 在擷取影像中成為白色（較高的灰階值）。藉此，破洞可藉 由比較它們的灰階值與鄰近像素之灰階值而容易在影像中 受到债測。這個區別之一項限制係為作為微小鏡片並使可 見光折射之氣泡之發現，藉以使氣泡顯現為破洞。它們好 像是鏡片之破洞，其乃因為它們具有比其鄰近像素更亮之 中心。有蓉於此，亮像素閾值最好是可被線性調整，俾能 放寬暗與亮之比例閾值以允許亮氣泡較接近鏡片之邊緣， 但使亮氣泡不能較接近鏡片之中心。 明確地參考圖5，最好的情況是在開始程序1〇〇之前， 處理影像資料以確認一般被稱為斑點（blob)之潛在破洞與 氣泡。任何適當的程序可能用以完成這個動作，舉例而言， 19 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 B7 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（/¾ 參見美國專利第 6，154,274 ; 5,995,213 ; 5,943,436 ; 5,828,446 ; 5,814，134 ; 5,812,254 ; 5,805,276 ; 5,748,300 ; 5,745,230 ; 5,717,781 ; 5,675,962 ; 5,649,410 ; 5,640,464 ; 5,568,715 ;以及5,5〇0,732號。所有這些專利全部係於此 併入作參考。一般逐一像素之分析係用以比較鄰近像素之 強度而完成，用以首先找出鏡片邊緣之位置，然後決定鏡 片是否具有任何在鏡片内之缺陷。鏡片内之像素係與閾值 作比較，而如果像素強度小於閾值，則那個像素可能是破 洞或缺陷。具有低於閾值之強度之鄰近像素係被聚集在一 起，並將被稱為斑點。長方形區域係被界定在結合所有具 有小於閾值之強度值之斑點的像素之每個斑點周圍。於程 序100之步驟102，斑點之總數係與閾值作比較；而如果 那個數目超過這個閾值，則剔除鏡片並結束常式。這會在 下述前提下完成，如果存在有如此多的斑點，則很可能至 少一斑點為破洞，或者即使所有斑點為氣泡，這些氣泡可 月€已遮蔽或屏蔽鏡片之破洞。在這些情況之下，剔除鏡片 比分析所有斑點的確是更經濟。舉例而言，閾值可以是如 圖5所示之5 0。 如果斑點之總數小於閾值，則常式以一次一個的方式 繼續分析斑點。具體言之，於步驟104，其中一個斑點之 尺寸係與表示破洞將可能具有之最小尺寸之最小值作比 較。如果斑點並未大於這個最小破洞尺寸，則斑點不會被 視為破洞，而常式繼續至分析下一個斑點。對較佳系統而 言，小於3個像素、47微米之斑點不會被視為是破洞。 20 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裴 tf 1294031

相較之下，如果斑點之尺寸係以使其可能是破洞，則 =式進行到步驟106,並計算出斑點之縱橫比。如上所述， 這個縱橫比係僅為斑點之寬度除以其高度。於步驟11〇, 化個縱k比係與一範圍作比較，而如果縱橫比係在特定範 5圍外，則斑點係被視為破洞，且常式繼續分析下一個斑點。 然而，如果縱橫比係在此範圍内，則常式繼續行進至步驟 H2 °縱橫比通常被設定在〇 8至1 2之範圍内。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 σ人可此注意到於步驟11 〇與縱橫比作比較之範圍並 不需要是一個永久固定範圍，但是可依據斑點之尺寸從斑 10點到斑點的改變。舉例而言，如果斑點大於既定尺寸，則 於此種比較中可能使用一個數值，而如果斑點小於既定尺 寸’則可能使用第二數值。又，如果斑點小於既定尺寸， 則可能決定比較值以作為斑點尺寸之函數。大氣泡通常具 有較厚的邊緣，所以程式可藉由更加依靠它們的邊緣厚度 15之分析，來提梃更窄的縱橫比範圍（集中靠近1)以將大氣 泡之差別予以最佳化。 於步驟112與114，計算出幾個數值。尤其，於步驟 112’計算出兩個閾值。這些閾值之第一數值（以破洞閾值 表示）表示供比較斑點内部之像素用的背景相對強度；而 20第二數值（以環部閾值表示），表示供比較斑點之邊緣或環 部上之像素用的背景相對強度。 針對每個被處理之斑點，執行局部背景之判斷以支持 用於評估斑點尺寸、形狀、以及特徵之閾值之更好判定。 由局部背景所決定之閾值包含破洞閾值、環部閾值、以及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G X 297公爱） 1294031 A7 B7 五、發明說明（2G) 碎屑閾值。破洞閾值係用以確認部分破洞，於此斑點内部 並未處於飽和位準，但係比局部背景灰度來得亮。斑點壁 面閾值係用以評估潛在氣泡壁厚度，其乃因為氣泡影像顯 現為非常像甜甜圈狀的暗圓形環之形狀。氣泡内部在強度 5 方面通常類似於其局部背景位準，但是氣泡斑點通常顯示 暗環部，其係比局部背景位準暗很多。閾值亦單獨為碎屑 而決定，這些碎屑一般係比氣泡壁面強度來得暗。使用局 部背景以設定這些閾值意味著處理將是更有適應性的，且 每個被處理之斑點將是更有特色的。 10 任何適當的程序可能用以決定每個斑點之適當的局部 背景值。最好的情況是，這個數值可能取決於在鄰接斑點 之界定面積_，與在界定斑點之分析面積之矩形内部之像 素之強度值。藉由使用這個剛決定的背景數值(BgMean)， 破洞、環部、以及碎屑閾值可能由下述方程式計算出： 15 holeThrs=BgMean+(CsmHTFactor*BgSigma) ringThrs=BgMean +(C_smDTFactor*BgSigma) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，BgMean係為既定區域中之像素之平均強度值， BgSigma係為這些像素強度值與平均值之標準差，而 C—smHTFactor與C_smDTFactor為參數。這些參數係藉 2〇 由使用熟知具有影像之破洞與氣泡之隱形眼鏡之影像而由 系統之疊代處理經驗導出。 於步驟114，決定斑點之每個像素之斑點梯度值（以 下看成二維之第一導函數）。初始斑點分析之重要部份（前 述步驟102，亦即，顯示於圖5之流程圖中之前述氣泡處 22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2丨） 理軟體)係為藉由計算其二維或梯度之第一導函數 邊緣之判定。這些梯度係用以 *' m赴徂銘搞士 丨”鬥#邊緣以形成 斑點供後、，處理用。然而，在初始斑點分析中，這些梯产 值係由像素色彩編碼所置換，此像辛 又 析偾去綠人+ 琢系巴杉編碼係用以將鄰 近像素縫β在-起成為一個連續斑點。關於氣泡識別過程 =:!，斑點邊緣梯度係於步驟114被再估算。斑點梯 又异係包含：以提高弱邊緣之嘗試，來為每個斑點之 增加面積尺寸(初始斑點長方形區域之每一側上的2個額 外像素）計算二維之第-導函數，其中當斑點被定位時， 這些弱邊緣可能已經受到步驟102之前完成之初始斑點分 析的忽略。當斑點梯度被重新計算時，可計算出梯度平均 值與，準差。梯度閾值係被蚊成為梯度平均值減去—個 梯度標準差。梯度閾值係利用於後續處理中，以決定用以 將斑點分為氣泡或缺陷之斑點尺寸、縱橫比、龍、以及 斑點壁面(環部)厚度。在初始斑點分析中，靜態梯度閾值 係在=驟102之前，利用氣泡識別軟體來完成，其係用於 斑點分析。藉由在氣泡處理軟體中計算出每個斑點之局部 梯度閾值，可完成斑點特徵之更好的評價。 在步驟112與114之後，常式於步驟116判定斑點是 J或大這係藉由比較斑點之尺寸與預定參數而完成。如 果尺寸小於這個常數，則斑點被認為是小的，且常式繼續 至步驟120，·而如果斑點尺寸大於這個常數，則斑點被認 為是大的，且常式行進至步驟122。 小斑點（小於藉由參數C—bubMinBl〇b而指定之數值，

1294031 五、發明說明（22) 其譬如斑點具有大於15之傻去品 r 像素面積’且具有在參數 C—smBubRat之特定範圍内之縱橫 —加窃 彳比）會受到評估，以決定 它們是否具有小破洞之亮像素特徵。又， 、疋 1=(:_素強度與從局部背景“算二二 與w間值（母個斑點）所決定）係與參數c作比 較。如果斑點内之暗像素與總像素之比例大於 C—驅DPPer，則斑點為氣泡或小部分破洞。供既定系統 錢片用之C_minDPPer係由經驗所決定。對本系統而 吕，其具有52之數值。 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於步驟120,計算出暗像素與所有像素之比例，然後， 於步驟124,這個㈣偏以決定斑點是否為破洞或氣 包體而。於步驟124，為了將斑點視為氣泡則必須 滿足兩個準則。第一準則係為暗像素與總像素之比例必須 滿足既定條件。舉例而言，此種條件可以是暗像素與總像 素之比例係大於疋義值。吾人應注意到這個定義值可以是 其他因子（例如斑點之尺寸）之函數。應用於步驟124之第 二準則係為亮像素之總數是否小於例如2之既定數目。如 果滿足了應用於步驟124之兩個準則，則可將斑點視為氣 泡’否則可將斑點決定成為破洞。 、於步驟120，任何適當的測試可能用以鑑定像素為暗 或梵。例如，可將強度值小於第一既定值之那些像素視為 暗’而將強度值大於第二數值之像素可視為亮。對本系統 而言’暗像素較好是具有小於環部閾值（ringThr)之強度值 之像素，而亮像素較好是具有大於破洞閾值（holeThr)之強 24 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格⑽χ 297公楚） 1294031 A7 B7 五、發明說明（23) 度值之像素。 於V驟116 ’如果確定斑點是大斑點，則常式從步驟 116進灯至步驟122’於此斑點之尺寸係與代表氣泡之最 大尺寸之既定值（其係為具有11000個像素平方之預設值 5之參數）作比較。如果斑點並未小於此數值，則斑點被視 為破洞。然而，如果斑點小於這個尺寸，則常式進行至步 驟126，於此決定斑點之環部或外部邊緣之厚度。 較大的斑點之壁厚會受到評估，用以決定它們是否顯 現出類似甜甜圈狀之氣泡之特有特徵。於步驟126，循著 10八個搜尋向量之每一個來決定斑點之壁厚（此八個搜尋向 量係以45度劃分，從斑點外部處理到中心），並比較向量 上之像素之強度值與由每個破洞之局部背景所計算出的破 洞與環部閾值。循著每個向量，暗像素與亮像素會基於它 們與環部或破洞閾值之比較而被計數。暗像素表示斑點之 15壁面（邊緣或環部）之厚度，而亮像素總數可能用以決定材 料之損失量，如果有的話。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於步驟130，向量之數目（延伸通過超過最小厚度之 大於像素之既定數目之壁厚，例如大於兩個像素）係與既 定值C—bubNEdge作比較。如果斑點未通過這項剛試，則 丨〇 斑點被分類為破洞（缺陷）。如果斑點具有可接受的测試向 量之數目，則對其進行更進一步的處理以判定它是否為氣 泡。 如果斑點通過步驟130中之環部向量測試，則其像f 係與由局部背景與所決定之額外閾值作比較並被計算出。 25 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 B7 五、發明說明（24) 又，可決定幾何平均數與像素加權平均數。附加閾值係為： darkThr=BgMean-(darkfac*BgSigma) brightThr=BgMean+(holefac*BgSigma) verybrightThr^holeThr 5 如上所述，參數darkfac與holefac係如先前所說明 地由經驗所決定。 於步驟132，總數係由暗、亮、以及很亮之斑點内部 的像素之數目所構成。具體言之，為完成這個，像素之灰 度值係與剛剛定義之表示暗、亮以及很亮數值之三個閾值 ίο 作比較。如果像素之灰度值小於暗閾值（darkThr)，則此像 素被視為暗。如果像素之灰度值大於亮閾值（brightThr)， 則此像素被視為亮；而如果像素之灰度大於拫亮閾值 (verybrightThr)，則此像素被視為很亮。關於此種程序， 吾人可能注意到很亮之像素亦被視為亮像素。 15 於步驟134，常式檢查以便確定斑點是否具有任何亮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 像素。如果不是，則斑點被視為氣泡；而如果斑點具有任 何亮像素，常式繼續至步驟136以測試斑點是否為具有亮 中心之氣泡，其乃因為氣泡可充當透鏡。於這個步驟，基 於暗與亮像素之數目以及先前所說明的且可能被稱為像素 2〇 加權平均數之幾何中心與慣性矩心之比較而完成評估，用 以決定斑點是否為氣泡、破洞、碎屑、或某些其他型式之 缺陷。當氣泡在它們的中心區域中顯現亮像素時，它們的 慣性矩心一般很接近它們的幾何中心，而在與它們的幾何 中心作比較時，破洞常將似乎具有斜慣性矩心。碎屑通常 26 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 B7 五、發明說明（芯） · 一1" 一- ----- 亦疋非對稱的，且亦將不通過這個測試。 ^於步驟140，慣性矩心與幾何中心之間的距離，係與 定義值（可能是常數，或可能依據定義函數而決定）作比 車乂。如果延個距離並未小於定義值，則斑點被視為非對稱， 5從而被視為破洞。然而，如果慣性與幾何矩心之間的距離 J於疋義值，則斑點被視為對稱。此斑點可能是氣泡，而 蓽式繼續進行至步驟。 於這個步驟142,常式檢查以便判斷暗像素與亮像素 之比例是否表示斑點是否為氣泡。為執行這個，常式比較 那個比例與疋義值（可能是參數或可能依據定義函數計算 ，）。如果暗與亮像素之比例小於定義值，則斑點被視為 氣/包，但如果這個比率並未小於定義值，則斑點被視為破 洞。定義值最好是大約5。 有關圖5所示之常式100之較佳實施例，即使一個破 I5洞之存在可能足以剔除鏡片，也可能分析所有斑點。所有 像這樣被分析之斑點較好是可提供關於用以製作鏡片之程 序之有用資訊。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖6與7顯示具體化本發明之交替系統與方法之檢測 系統200。如將明白的，圖6與7係分別類似於圖1與2， 2〇且圖中同樣的參考數字確認相同或對照之次系統或元件。 因此，圖6與7之系統200包含運送次系統12、照明次 系統14、取像次系統16以及處理次系統2〇。特別參考圖 7，在系統200中，照明次系統包含氙閃光燈科，而取像 次系統包含照相機32(其包含CCD陣列76)。圖1與圖6 27 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ~ ---- 1294031

五、發明說明（α) 所π之糸、·先之間的差異在於，所顯示的隱形眼鏡係在模型 半體或前曲線模型206中被檢測，以取代如圖所示 -------—-ϋΡ -裝·— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之系、洗所說明之最後包裝。這種使用部分透射^部分被吸 收之光的系統特別有用，其乃因為與其他系統（尤其是單獨 5使用UV光之檢測系統，其可用以檢測薄鏡片，但無法產 生經由厚鏡片之影像）比較而言，其可用以檢測厚與薄的隱 形眼鏡。 如熟習本項技藝者所將理解的，系統200係被設計成 用以在移除其中一個模型部之後，很快地檢測在兩個模型 ⑺部之間被塑造之模塑隱形眼鏡。鏡片留在剩下的模型部 206中，然後將鏡片運送經由檢測系統。在非常大部分的 時間中，可在不影響鏡片的情況下拉開兩個模型部。然而， 在某些時候，當拉開模型部時，鏡片可能略被拉下而遠離 剩下的模型部。這並非是鏡片之缺陷。然而，一般習知技 15術之自動化鏡片檢測系統無法有效區別已被拉下遠離模型 部之鏡片與是缺陷之破洞或撕裂之鏡片。 因此，本發明包含一種光學裝置之檢測方法，其包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (a) 以具有第一頻寬之光照明該光學裝置之中心區間； (b) 以具有第二頻寬之光照明該光學裝置之邊緣； 20 (c)將步驟（a)與步驟（b)之光透射通過該光學裝置，並 將該光擷取在光敏像素陣列上； (d)讀取由步驟（c)所產生之像素來檢測該光學裝置。 如於此所使用的，專門用語"光學裝置"與"光敏像素 28 91. 1. 2,000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 厂 _____ B7 五、發明說明（27) 陣列’’具有它們的前述意思與較佳範圍。專門用語”中心區 間π表示共中心地從該光學裝置之光學裝置之幾何中心延 伸至離5亥光學裝置之邊緣不大於大約1公厘之半徑的該光 學裝置之區域。如於此所使用的，專門用語，，邊緣"表示共 5中心地從該光學裝置之周邊延伸並終止於該中心區間的該 光學裝置之區域。舉例而言，如果該光學裝置係為具有12 6 公厘之直徑之隱形眼鏡，則中心區間係為在沿著半徑受到 測量時從該幾何中心延伸5.3公厘之區域。這個隱形眼鏡 之邊緣係為沿著运個半徑所測量之6.3公厘。 10 如於此所使用的，片語，，具有第一頻寬之光"表示具有 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 照明光學裝置裝之例如破洞、氣泡、撕裂、以及碎屬之缺 陷的波長之光。具有第一頻寬之該光最好是在可見範圍（大 約370 nm至大約410 nm)中，然而，具有第一頻寬之該 光可包含在可見範圍與紫外線範圍中之光ό舉例而言，當 15該等用語係於此定義時，具有第一頻寬之光可具有第一波 長帶與第二波長帶。片語，，具有第二頻寬之光"表示具有並 未產生任何由從模型載體之鏡片邊緣之輕微裂縫所產生的 影像特徵之波長的光。具有第二頻寬之該光較好是在光譜 之紫外線區域（大約33Onm至大約367 nm)中。 20 又，本發明包含一種光學裝置之檢測方法，其包含·· (a) 以具有第一頻寬之光照明該光學裝置之中心區 間； (b) 以具有第二頻寬之光照明該光學裝置之邊緣； (c) 將步驟（a)與步驟（b)之光透射通過該光學裝置，並 29 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 B7 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明馎） 將該光操取在光敏像素陣列上·， (d)產生該光學裝置之影像。 如於此所使用的，專門用語光學裝置、光敏像素陣列、 影像、中心區間、邊緣、具有第一頻寬之光、以及具有第 二頻寬之光，都具有它們的前述意思與較佳範圍。 又本發明包含一種光學裝置之檢測設備，其包含： (a) 以具有第一頻寬之光照明該光學裝置之中心區間 之裝置； (b) 以具有第二頻寬之光照明該光學裝置之邊緣之裝 置； (C)將步驟（a)與步驟（b)之光透射通過該光學裝置並將 該光擷取在光敏像素陣列上之裝置： (d)讀取由步驟（c)所產生之像素來檢測該光學裝置之 裝置。 如於此所使用的，專門用語光學裝置、光敏像素陣列、 影像、中心區間、邊緣、具有第一頻寬之光、以及具有第 二頻寬之光都具有它們的前述意思與較佳範圍。 如於此所使用的，用以照明該中心區間之該裝置包含 但並未受限於將光從一光源透射通過第一濾光鏡元件，其 中該濾光鏡透射顯示該光學裝置中之破洞與撕裂之光。該 第一濾光鏡元件最好是透射在光譜之可見範圍中之光，更 好是大約370 nm至大約410 nm。如於此所使用的，用以 照明該邊緣之裝置包含但並未受限於將光從一光源透射通 過第二濾光鏡元件，其中該濾光鏡並未產生由從模型載體 30 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公楚） 裝 訂 1294031 A7 B7 五、發明說明巧） - 之鏡片邊緣之輕微料所產㈣影像特徵。該第二渡光鏡 凡件最好是透射在具有大約· nm至大約撕_之波 長之紫外線區域中的光。藉由參考下述附圖與說明可以 更詳瞭解本發明。 5 S圖6與7所示之系統之替代較佳實施例中，可調整 系統膨用以將設置在光源54與鏡片2〇4之間的滤光 鏡裝置202與8所示為220之另-個渡光鏡裝置交換。或 者，可將濾光鏡裝置220設置在鏡片2〇4與照相機之間。 、關於濾光鏡裝置220，系統200係被設計以避免只因 ίο為鏡片被分層而剔除鏡片。.一般而言，這係利用鏡片中之 大部分破洞與撕裂會發生於鏡片之中央區域的事實而完 成，而已被拉離模型載體206之鏡片之結果顯然主要在鏡 片之周邊區域中。尤其，系統2〇〇之照明次系統之設計與 操作係用以在像素陣列76上形成影像，其有效顯示鏡片 15之破洞或撕裂，又不會顯示任何由從模型載體之鏡片之輕 微裂縫所產生的結果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 最好的情況是，這係藉由以在至少一頻寬中的光（顯 不鏡片之破洞或撕裂）照射隱形眼鏡2〇6之中央區域，並 以在第二頻寬中的光（並未產生任何由從模型載體之鏡片 2〇邊緣之輕微裂縫所產生的影像特徵）照射鏡片之外區域而 完成。從而使這能藉由將濾光鏡裝置220配置在照明光束 之路徑（在光源54與鏡片204之間）而達成。 濾、光鏡裝置220包含支撐部或本體構件，以及安全固 定於本體構件中之第一與第二濾光鏡元件。特別參考圖 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公楚） 1294031 A7 B7

8 ’第一濾光鏡元件212具有圓形形狀，亦具有延伸超過 濾光鏡元件212之圓周之環狀形狀，而第二濾光鏡元件214 具有較大的圓形形狀並被安置成能使第二濾光鏡元件214 與邊第一濾光鏡元件212同中心，俾能使該第二濾光鏡元 件214會與該第一濾光鏡元件212重疊。或者，可使用圓 形第一濾光鏡元件與環狀第二濾光鏡元件以達成相同效 果0 濾光鏡裝置220係被配置在系統200申，俾能使通過 鏡片204之中央部分之光通過該第一濾光鏡元件212，而 通過鏡片204之外周緣部之光已經通過該第二濾光鏡元件 214。此外，最好的情況是，通過該第一濾光鏡元件212 的光完全沒有通過外鏡片區域，同樣地，通過該第二濾光 鏡元件214的光完全沒有通過中央鏡片區域。 濾光鏡元件212與214可透射任何適當的頻寬。例如， 15該第二濾光鏡元件214透射在光譜之超紫外線區域中的光 (最好於大約340 nm或357 nm (+/-10FWHM))，以提供紫 外線型式照明給鏡片周邊。該第一濾光鏡元件212透射多 半在可見區域中之光，但可透射在如圖3所示之第一波長 T 86與第二波長帶88中的光。藉由使光之頻寬（能透射 2〇至鏡片之周緣部，最後到CCD陣列）變窄，鏡片之周緣部 之影像係為屏蔽人為剝離之較暗影像。 圖9顯示形成於系統200之像素陣列76上之鏡片影 像。任何適當的影像分析演算法可能用以分析像素資料， 以決定鏡片是否是可接受的。本發明之此種樣態之顯著優 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G X 297公爱) 裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1294031 * A7 —--------------B7 五、發明說明⑻ ~ ' 一- 點係為既存的影像分析演算法可用以 洞或撕裂。此乃由於只在鏡片之邊緣上使用二會= 顯現為剝離之人為脫膜過程之事實所導致。系統2〇〇中所 採用之光譜屏蔽技術消除（或至少實質上降低）了由於鏡片 5與模型載體分離而使特徵出現在像素陣列70上之可能 性。因此，即使此演算法並不能有效區別這種鏡片以及其 邊緣已與模型載體分離之鏡片，此演算法也可以正確確認 具有破洞或撕裂之鏡片。 如那些熟習本項技藝者將明白的，系統1〇、常式1〇〇 ίο以及系統200可能用以檢測各種型式與尺寸之光學鏡片與 其他光學裝置，而系統10與200尤其相當適合檢測隱形 眼鏡。又，於此所揭露之多光譜取像程序，亦可依據系統 中待檢測及/或封裝之物體之吸收/透射特徵，藉由使用光 譜之各種組合，而應用至其他物體。藉由使用本發明而可 15檢測之其他物體包含眼鏡用透鏡、照相機鏡片、光學濾光 鏡、薄膜、以及玻璃。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於此所揭露之本發明之額外樣態係包含但並未受限於 下述内容。讀取由光敏陣列所產生之像素之方法，其可藉 由使用該光學裝置之對稱度、壁厚、以及灰階值來評估光 20學裝置是否包含破洞。確實具體化機器可執行的程式指令 之機器可讀取的程式儲存裝置，其可用以執行處理表示光 學裝置（區別該光學裝置之定義特徵）之影像資料之方法步 驟。 雖然很明顯地，於此所揭露的本發明係意圖滿足上述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 A7 B7五、發明說明（32) 目的，但吾人將明白到熟習本項技藝者可能創造出許多修 改與實施例，且以下申請專利範圍意圖涵蓋落在本發明之 真實精神與範疇内之所有這種修改與實施例。 馨 裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1294031 五 發明說明（33) 【圖式簡單說明】 檢測系統之方塊^貝不了月^用於本發明之實施令之鏡片 部分圖2顯示圖i所示之檢測系統之照明與取像次系統之 譜帶圖3顯示可能用以照明圖1與2之系統中之鏡片之光 “圖4顯示在圖之系統中完成並使用第一光譜屏 蔽技術之鏡片影像。 圖5係為用以分析使用第一光譜屏蔽技 片影像之較佳程序之流程圖。成之兄 圖6與7 ’分別類似於圖1與2，顯示亦可能使用於 本發明之實施中之第二鏡片檢測系統。 、 15 S 8 ,、、、員示可此用以提供第二光譜屏蔽技術（其可能用 以照明圖6與7之檢測系統中之鏡片）之濾光鏡元件。 圖9顯示使用第二光譜屏蔽技術而完成之鏡片影像。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製

1294031 A7 B7 五、發明說明（沐) 【圖式之代號說明 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10〜檢測系統 12〜運送次系統 14〜照明次系統 16〜取像次系統 20〜處理次系統 22〜剔除機構 24〜控制器 30〜鏡片載體 32〜照相機 34〜處理器裝置 36〜界面裝置 36〜操作員界面裝置 40〜監督電腦 4 2〜氣泡 4 3〜破洞 44〜監視器 46〜主電腦 52〜包裝輸送機 5 4〜光源 56〜散光玻璃 6 0〜光延伸管 62〜濾光鏡 64〜濾光鏡 66〜濾光鏡支撐部 70〜隱形眼鏡 72〜溶液 74〜多元素石英鏡片 76〜CCD陣列 80〜調整環 82〜鏡片延伸管 84〜鏡片聚焦環 86〜第一波長帶 88〜第二波長帶 90〜線 92〜線 94〜線 96〜隱形眼鏡影像 97〜灰色影像 100〜常式 102〜步驟 104〜步驟 106〜步驟 110〜步驟 112〜步驟 114〜步驟 116〜步驟 36 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1294031 B7 五、發明說明（¾一） 120〜步驟 122〜步驟 124〜步驟 12 6〜步驟 130〜步驟 132〜步驟 134〜步驟 136〜步驟 140〜步驟 142〜步驟 200〜檢測系統 202〜濾光鏡裝置 204〜鏡片 206〜模型載體 212〜濾光鏡元件 220〜濾光鏡裝置 214〜濾光鏡元件 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 8 8 8 8 A B c D 1294031 --------- 六、申請專利範圍 1.一種光學裝置之檢測方法，包含以下步驟： (a) 以光照明光學裝置與周圍背景，其中該光包含第 一波長帶與苐一波長帶， 其中該第一波長帶與該第二波長帶係為不同波長，且 5其中該第一波長帶具有第一強度而該第二波長帶具有第二 強度； 八一 (b) 將該光透射通過該光學裝置，其中該第一波長帶 大部分係被該光學裝置所吸收，而第二波長帶大部分透射 通過該光學裝置’並將該鏡片透射光擷取在光敏像素陣列 10 上； (C)將該光透射通過該周圍背景，其中該第一波長帶 與該第二波長帶大部分透射，並將該背景透射光擷取在光 敏陣列上； (d)讀取由步驟（b)與步驟（C)所產生之像素，並比較該 b讀取之灰階值，其中由該背景透射光與由該鏡片透射光^ 產生之像素之灰階值之間的差異，係為足以區別該光學裝 置之破洞與該周圍背景之氣泡之數值。 又 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2·如申請專利範圍第丨項所述之檢測方法，其中該第 一波長帶大約80%至大約1〇〇%係被光學袭置所吸收。乂 3·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該第 一波長帶大約98%至大約100%係被吸收。 4·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其令該第 一波長帶大約為340 nm至大約360 nm。 5·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該 38 129403Γ

   A8B8C8D8 二波長帶大約透射80%至大約100%。 6.如申請專利範圍第〗項所述之檢測方法，其中該第 二波長帶大約透射98%至大約100%。 7·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該第 5 ~波長帶大約為385 nm至大約405 nm。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該第 強度與該弟二強度之強度比例大約為2 : 1。 9.如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該第 一強度與該第二強度之比例大約為1.5 : i。 10 1 〇.如申凊專利範圍第1項所述之檢測方法，其中周 圍背景之灰階與該光學裝置之無缺陷區域之間的差異大約 為120至大約180。 11·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中周 圍背景之灰階與該光學裝置之無缺陷區域之間的差異大約 15 為 140。 12·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中在 步驟（b)與步驟（a)中透射並投射於該光敏像素陣列上的光 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之強度，係更進一步受到調整，俾能使光學裝置之無缺陷 區域之擷取影像係在光敏像素陣列之敏感度之中間範圍 20 中。 13·如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該 第一波長帶與該第二波長帶係藉由一個光源與一個或更多 個適當的濾光鏡而產生。 14·一種光學裝置之檢測方法，包含以下步驟： 39 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） 一^ 丄 A8 B8 C8

   Ι294Ό3Γ (a) 以光照明光學裝置與周圍背景，其中該光包含第 一波長帶與第二波長帶， 5 其中該第一波長帶與該第二波長帶係為不同波長，且 其中邊第一波長帶具有第一強度而該第二波長帶具有第一 5強度； (b) 將該光透射通過該光學裝置，其中該第一波長帶 大部分係被該光學裝置所吸收，而第二波長帶大部分透射 通過該光學裝置，並將該鏡片透射光擷取在光敏像素陣列 上； 10 (c)將該光透射通過該周圍.背景，其中該第一波長帶 亥第一波長f大部分透射，並將該背景透射光顧取在光 敏像素陣列上； (d)產生該光學裝置與該周圍背景之一個影像，其中 由步驟（c)與步驟（b)所產生之影像之灰階值之間的差異， 15係為足以區別該光學裝置之破洞與該周圍背景之氣泡之數 值。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15·如申請專利範圍第14項所述之檢測方法，其中該 第一波長帶大約98%至大約100%係被吸收。 16·如申請專利範圍第14項所述之檢測方法，其中該 20第二波長帶透射大約80%至大約100%。 17·如申請專利範圍第14項所述之檢測方法，其中該 第二波長帶大約為385 nm至大約405 nm。 18·如申請專利範圍第14項所述之檢測方法，其中該 第一強度與該第二強度之比例大約為1.5 : 1。 40 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21θ χ 297公釐） 1294031 A8 B8 C8 D8

   申明專利範圍 19.如申請專利範圍第14項所述之檢測方法，其中哼 第-波長帶與該第二波長帶係藉由一個光源與―個：δ: 個適當的渡光鏡而產生。 20·—種光學裝置之檢測方法包含以下步騍： 0)以具有第一頻寬之光照明該光學裝置之中心 間； …" (b) 以具有第二頻寬之光照明該光學裝置之邊緣； (c) 將步驟（a)與步驟（b)之光透射通過該光學裝置，並 將該光擷取在光敏像素陣列上； 、 (d) 讀取由步驟（c)所產生之像素來檢測該光學裝置。 21·如申請專利範圍第20項所述之檢測方法，其中該 中心區間從該光學裝置之邊緣延伸達到2公厘。 22.如申請專利範圍第2〇項所述之檢測方法，其中該 中心區間從該光學裝置之邊緣延伸達到4公厘。 15 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 20 23·如申請專利範圍第2〇項所述之檢測方法，其中具 有第一頻寬之該光包含具有大約370 nm至大約4〇5 nm 之波長之可見光。 24·如申請專利範圍第2〇項所述之檢測方法，其中具 有第二頻寬之該光包含具有大約330 nm至大約367 nm 之波長之紫外光。 V 25·—種光學裝置之檢測設備，包含： (a)以光照明光學裝置與周圍背景之裝置，其中該光 包含第一波長帶與第二波長帶， 其中該第一波長帶與該第二波長帶係為不同波長，且

   Ι294Ό31 A8 B8 C8

   第二波長帶具有第二 其中該第一波長帶具有第一強度而 強度； (b)將該光透射通過該光學裝置之裝置，其中該第一 波長帶大部分係被該光學裝置所吸收，而第二波長帶大部 分透射通過該光學裝置，並將該鏡片透射光操取在光敏像 素陣列上； (C)將該光透射通過該周圍背景之裝置，其中該第一 波長T與邊第二波長帶大部分透射，並將該背景透射光擷 取在光敏像素陣列上； (d)讀取由步驟（b)與步驟（c)所產生之像素，並比較該 讀取之灰階值之裝置，其中由該背景透射光與由該鏡片透 射光所產生之像素之灰階值之間的差異，係為足以區別該 光學裝置之破洞與該周圍背景之氣泡之數值。 V26·—種光學裝置之檢測設備，包含 15 (a) 以具有第一頻寬之光照明該光學裝置之中心區間 之裝置； (b) 以具有第二頻寬之光照明該光學裝置之邊緣之裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 置； (c) 將步驟（a)與步驟（b)之光透射通過該光學裝置並將 20 該光擷取在光敏像素陣列上之裝置； (d) 讀取由步驟（c)所產生之像素來檢測該光學裝置之 裝置。 27·如申請專利範圍第26項所述之檢測設備，其中用 以照明該中〜區間之該裝置包含一個光源與一個第一遽光 42 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 129403i ^-_ 〃'申請專利範圍 鏡元件，其中該元件透射在可見區域中的光。 28·如申請專利範圍第％項所述之檢測設備，其中用 以照明該邊緣之該裝置包含一個光源與一個箆_ A! ^ 一應先鐘分 件，其中該元件透射在紫外線區域中的光。 兄7^ 43 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）