TWI595224B - 隱形眼鏡之顏色瑕疵的檢測方法及系統 - Google Patents

Description

隱形眼鏡之顏色瑕疵的檢測方法及系統

本發明係有關於一種應用於隱形眼鏡上的瑕疵檢測方法及系統，尤其是一種可以有效檢測隱形眼鏡上是否具有顏色瑕疵的檢測方法及系統。

一般在隱形眼鏡製作完成後，會經由自動光學檢測系統(Automatic optical inspection system，AOI)來進行隱形眼鏡的顏色瑕疵檢測。顏色瑕疵是指因製程上變異所造成的，此種瑕疵為直接形成於隱形眼鏡上而無法以外力消除。因此，當隱形眼鏡一但檢測出有顏色瑕疵時，即被判定為不良品。

但根據目前的檢測方式，顏色瑕疵與異物瑕疵很難區分，因為兩者在進行自動光學檢測時，所截取的影像皆顯現出黑點，故無法有效辨別此兩種瑕疵。且根據異物的尺寸大小，有些異物瑕疵是可被判定為良品，因此當這些可當良品的異物瑕疵被誤判為顏色瑕疵時，誤判率提高，生產成本就會增加。

對於顏色瑕疵及異物瑕疵的檢測，已知檢測方法是採用彩色數位相機或單色相機對隱形眼鏡進行攝像，接著對影像進行特徵值運算及瑕疵判別，然而此兩種方法卻各有其缺 點。

一般的彩色數位相機是將拜爾濾鏡(Bayer filter)加裝在電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)上，即透過濾光片的方式來得到彩色影像，由於拜爾濾鏡為每四個像素形成一單元，一個像素過濾紅色、一個像素過濾藍色，兩個像素過濾綠色，利用顏色值內插法以得到各像素的實際值，故擷取到的影像顏色會失真且解析度較差，因此在判別顏色瑕疵及異物瑕疵時，會有誤判的情況發生。

而單色相機只能感應光的強弱而無法分辨色彩，其靈敏度、銳利度及對比度雖較彩色相機高，但其缺點為無法有效地分辨隱形眼鏡上的異物瑕疵以及顏色瑕疵。

因此，目前仍需要一種可以有效分辨隱形眼鏡的顏色瑕疵及顏異物瑕疵，避免鏡片在檢測過程中因為誤判而造成不良品產生，進而提高生產成本。

有鑑於此，本發明的目的係提供一種用於檢測隱形眼鏡上的顏色瑕疵檢測方法，不僅可保留影像的銳利度及對比度，又可保留影像的色彩資訊以有效地辨別隱形眼鏡上的顏色瑕疵及異物瑕疵，避免良品被誤判為不良品，以降低報廢不良品的成本。

本發明提供一種隱形眼鏡之顏色瑕疵的檢測方法，其包含以下步驟：(A)提供三個分別具有第一波長範圍之檢測光源、具有第二波長範圍之檢測光源以及具有第三波長範 圍之檢測光源於一隱形眼鏡之同一側；(B)提供一攝像元件於該隱形眼鏡之相對於檢測光源之另一側；(C)利用該具有第一波長範圍之檢測光源照射並照射該隱形眼鏡，並以該攝像元件對該隱形眼鏡進行攝像，以取得一相對應之第一影像；利用該具有第二波長範圍之檢測光源照射並照射該待隱形眼鏡，以該攝像元件對該隱形眼鏡進行攝像，以取得一相對應之第二影像；利用該具有第三波長範圍之檢測光源照射並照射該隱形眼鏡，並以該攝像元件對該隱形眼鏡進行攝像，以取得以及一相對應之第三影像；(D)分別計算該第一影像、該第二影像以及該第三影像的平均灰階值，(E)將三個影像的平均灰階值轉換為一色相評估值；以及(F)將該色相評估值與一門檻值範圍進行比對，以判斷該待檢測隱形眼鏡是否具顏色瑕疵。

依據本發明之一實施方式，於隱形眼鏡檢測方法中的步驟(A)，該第一波長範圍係介於620nm至750nm，該第二波長範圍係介於495nm至570nm，該第三波長範圍係介於為450nm至475nm。

依據本發明之一實施方式，於隱形眼鏡檢測方法中的步驟(B)，攝像元件係為一單色相機。

依據本發明之一實施方式，於隱形眼鏡檢測方法中的步驟(E)，將平均灰階值轉換為色相評估值的方法可透過HSV色彩系統或HSL色彩系統。

本發明亦提供一種隱形眼鏡之顏色瑕疵的檢測系統，其包括：一載具用以放置一隱形眼鏡；三檢測光源用以分別對隱形眼鏡發射出一具有第一波長範圍之檢測光源、一具 有第二波長範圍之檢測光源以及一具有第三波長範圍之檢測光源；一攝像元件分別對應該第一波長範圍之檢測光源，以對該待檢測隱形眼鏡攝取一相對應之第一影像；對應該第二波長範圍之檢測光源，以對該隱形眼鏡攝取一相對應之第二影像；以及對應該第三波長範圍之檢測光源，以對隱形眼鏡攝取一相對應之第三影像；一計算元件，其耦接於該攝像元件，用以分別計算該第一影像、該第二影像及該第三影像的平均灰階值；一轉換元件，其耦接於該計算元件，用以將該些平均灰階值轉換為一色相評估值；以及一比對元件，其耦接於該轉換元件，用以將該色相評估值和一門檻值範圍進行比對，以判別該待檢測隱形眼鏡上是否具有顏色瑕疵。

依據本發明之一實施方式，於隱形眼鏡檢測系統中的第一波長範圍係介於620nm至750nm，該第二波長範圍係介於495nm至570nm，該第三波長範圍係介於為450nm至475nm。

依據本發明之一實施方式，於隱形眼鏡檢測系統中的攝像元件係為一單色相機。

依據本發明之一實施方式，於隱形眼鏡檢測系統中的轉換元件係可透過HSV色彩系統或HSL色彩系統進行轉換。

為進一步說明本發明之技術特徵及所達到之功效，以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。

10‧‧‧具有第一波長範圍之檢測光源

20‧‧‧具有第二波長範圍之檢測光源

30‧‧‧具有第三波長範圍之檢測光源

40‧‧‧載具

50‧‧‧攝像元件

60‧‧‧計算元件

70‧‧‧轉換元件

80‧‧‧比對元件

90‧‧‧隱形眼鏡

100‧‧‧隱形眼鏡檢測系統

200‧‧‧隱形眼鏡檢測方法流程圖

300‧‧‧轉盤

S21~S26‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實 施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明之一實施方式之隱形眼鏡檢測系統的示意圖。

第2圖係繪示依照本發明之另一實施方式之隱形眼鏡檢測方法的流程圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式知較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1圖，其繪示依照本發明之一實施方式之隱形眼鏡檢測系統的示意圖。

如第1圖所示，本發明之隱形眼鏡檢測系統100包括三個檢測光源分別具有不同波長範圍、一載具40、一攝像元件50、一計算元件60、一轉換元件70以及一比對元件80。

三個檢測光源分別具有不同波長範圍，分別為一具有第一波長範圍之檢測光源10、一具有第二波長範圍之檢測光源20以及一具有第三波長範圍之檢測光源30，以分別對隱形眼鏡發射出相對應的光線。其中，第一波長範圍係介於620nm至750nm，該第二波長範圍係介於495nm至570nm，該第三波長範圍係介於為450nm至475nm。

如第1圖所示，此三個檢測光源可同時固定於一轉盤300上，透過轉盤300的旋轉分別對隱形眼鏡90發射光線，但並不限於此。於本發明之一或多個實施例中，此三檢測 光源分別為紅色檢測光源、綠色檢測光源以及藍色檢測光源。

載具40，其用以放置一隱形眼鏡90，載具40形狀可為圓弧形或為矩形，並不限於此。載具40中通常有設置水溶液，避免隱形眼鏡90因缺水而產生變形。

攝像元件50，其用以對應前述具有第一波長範圍之檢測光源10、具有第二波長範圍之檢測光源20以及具有第三波長範圍之檢測光源30範圍，對該隱形眼鏡90擷取相對應之影像。例如，對應具有第一波長範圍之檢測光源10，對隱形眼鏡90攝取一相對應之第一影像；對應具有第二波長範圍之檢測光源20，對該隱形眼鏡90攝取一相對應之第二影像；對應具有第三波長範圍之檢測光源30，對該隱形眼鏡90攝取一相對應之第三影像。

在本發明之一或多個實施例中，此攝像元件50例如可為電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)或具互補式金屬半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的相機。在本發明之一或多個實施例中，攝像元件為一電荷耦合器單色相機。在本發明之一或多個實施例中，對應照射隱形眼鏡的紅色檢測光源，攝像元件對隱形眼鏡截取一第一影像；接著對應照射隱形眼鏡的綠色檢測光源，攝像元件對隱形眼鏡截取一第二影像；最後對應照射隱形眼鏡的藍色檢測光源，攝像元件對隱形眼鏡截取一第三影像。

計算元件60，其耦接於該攝像元件50，用以分別計算該第一影像、該第二影像、該第三影像的平均灰階值。 也就是將各影像中的各個畫素的灰階值加總，進行平均值的計算。在本發明之一或多個實施例中，檢測光源為一紅色檢測光源、一綠色檢測光源以及一藍色檢測光源，經攝像元件50對隱形眼鏡90攝取一第一影像、一第二影像以及一三影像後，經計算元件60，例如為一電腦，以計算各影像灰階值計算，隨後可得到一對應第一影像的紅色灰階平均值、一對應第二影像的綠色的灰階平均值以及一對應第三影像的藍色的灰階平均值。

轉換元件70，其耦接於該計算元件60，用以將前述第一影像、該第二影像、該第三影像的平均灰階值轉換為一色相評估值。轉換的方式例如可透過HSV色彩系統或HSL色彩系統，其中H表示色相(Hue)、S表示飽和度(Saturation)、V表示明度(Value)、L表示亮度L(Lightness)。例如透過HSV色彩系統進行轉換時，其轉換公式如下：

於上式中，h為色相評估值，r表示紅色的灰階值，g表示綠色的灰階值，b表示藍色的灰階值，max表示r、g、b中的最大者，min表示r、g、b中的最小者。此h值的範圍為0至360。

前述轉換元件70可內儲於一電腦程式產品中，當電腦載入該程式並執行後，可完成此步驟。

比對元件80，其耦接於轉換元件70，用以將該色相評估值和一門檻值進行比對，以判別該隱形眼鏡90上是否具有顏色瑕疵。比對元件80中的門檻值產生方法可依檢測人員實驗所得而預先設定，並不以任一特定方法為限，且此門檻值可預先儲存於比對元件80內的內建記憶體(圖未繪示)，或內儲於一電腦程式產品中，當電腦載入該程式並執行後，可完成此步驟。

接著，請一併參閱第1圖及第2圖，第2圖係繪示依照本發明之一實施方式之隱形眼鏡檢測方法的流程圖。

步驟S21中，提供三個分別具有第一波長範圍之檢測光源10、具有第二波長範圍之檢測光源20及具有第三波長範圍之檢測光源30於一隱形眼鏡90之同一側。其中第一波長範圍係介於620nm至750nm，該第二波長範圍係介於495nm至570nm，該第三波長範圍係介於為450nm至475nm。

步驟S22中，提供一攝像元件50於該隱形眼鏡90之相對檢測光源之另一側。此攝像元件例如可為電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)或具互補式金屬半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的相機。在本發明之一或多個實施例中，攝像元件為一電荷耦合器單色相機。

步驟S23中，利用該具有第一波長範圍之檢測光源10照射位於載具40中的該隱形眼鏡90，並藉由攝像元件50 對該隱形眼鏡90進行攝像，以取得一相對應之第一影像；接著再利用該具有第二波長範圍之檢測光源20照射位於載具40中的該隱形眼鏡90，並對該隱形眼鏡90進行攝像，以取得一相對應之第二影像；最後利用該具有第三波長範圍之檢測光源30照射位於載具40中的該隱形眼鏡90，並對該隱形眼鏡進行攝像，以取得一相對應之第三影像。

步驟S24中，藉由計算元件60分別對該第一影像、第二影像及第三影像進行平均灰階值的運算，也就是將各影像中的各個畫素的灰階值加總，進行平均值的計算。在本發明之一或多個實施例中，計算元件60可包含一電腦。

步驟S25中，藉由轉換元件70將三個影像的平均灰階值轉換為一色相評估值。轉換的方式例如可透過HSV色彩系統或HSL色彩系統。

步驟S26中，藉由比對元件80將色相評估值與一門檻值進行比對，以判斷該待檢測隱形眼鏡是否具有顏色瑕疵。門檻值的設定可依據檢測人員的實驗所得進行設定，並不限於特定方法。當色相評估值落於門檻值的範圍內，則表示待檢測隱形眼鏡具有異物瑕疵。反之，當色相評估值未落於此門檻值範圍內，即大於門檻值範圍的上限或小於門檻值下限，則表示待檢測隱形眼鏡具有顏色瑕疵。

透過實驗佐證，本發明利用上述檢測方法及檢測系統對8片待檢測隱形眼鏡進行檢測，所使用的檢測光源分別為紅色檢測光源、綠色檢測光源以及藍色檢測光源。首先使用紅色檢測光源照射待檢測隱形眼鏡時，攝像元件截取到一相對 應第一影像；接著使用綠色光源時，攝取到一相對應之第二影像；最後使用藍色光源時，截取到一相對應之第三影像，各該影像的平均灰階值計算如表1所示。接著透過HSV色彩系統，將此三個平均灰階值轉換成一色相評估值，再與預設的門檻值範圍進行比對，預設門檻值範圍例如為40至300之間。

當色相評估值落於40至300的範圍內，則表示待檢測隱形眼鏡具有異物瑕疵。反之，當色相評估值小於等於40或大於等於300，則表示待檢測隱形眼鏡具有顏色瑕疵。

承上所述，依本發明所提出的隱形眼鏡之異物檢測方法及檢測系統，可有效地辨別隱形眼鏡上的及顏色瑕疵與異物瑕疵，避免將良品誤判為不良品，造成生產成本提高。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S21~S26‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種隱形眼鏡之顏色瑕疵的檢測方法，包括以下步驟：(A)提供一具有第一波長範圍之檢測光源、一具有第二波長範圍之檢測光源以及一具有第三波長範圍之檢測光源於一隱形眼鏡之同一側；(B)提供一攝像元件於隱形眼鏡之相對於該些檢測光源之另一側；(C)利用該具有第一波長範圍之檢測光源照射該隱形眼鏡，並以該攝像元件對該隱形眼鏡進行攝像，以取得一相對應之第一影像；(D)利用該具有第二波長範圍之檢測光源照射該隱形眼鏡，藉由該攝像元件對該隱形眼鏡進行攝像，以取得一相對應之第二影像；(E)利用該具有第三波長範圍之檢測光源照射該隱形眼鏡，接著該攝像元件對該隱形眼鏡進行攝像，以取得以及一相對應之第三影像；(F)分別計算該第一影像、該第二影像以及該第三影像的平均灰階值；(G)將三個影像的平均灰階值轉換為一色相評估值；以及(H)將該色相評估值與一門檻值範圍進行比對，以判斷該待檢測隱形眼鏡是否具有顏色瑕疵。
2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中於步驟(A)的該第一波長範圍係介於620nm至750nm，該第二波長範圍係介於495nm至570nm，該第三波長範圍係介於為450nm至475nm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中於步驟(B)的該攝像元件係為一單色相機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中於步驟(E)中，平均灰階值轉換為色相評估值的步驟可透過HSV色彩系統或HSL色彩系統。
5. 一種隱形眼鏡之顏色瑕疵的檢測系統，包括：一載具，用以放置一隱形眼鏡；三檢測光源，其用以分別對隱形眼鏡發射出一具有第一波長範圍之檢測光源、一具有第二波長範圍之檢測光源以及一具有第三波長範圍之檢測光源；一攝像元件，分別對應該具有第一波長範圍之檢測光源，以對該隱形眼鏡攝取一相對應之第一影像；對應該具有第二波長範圍之檢測光源，以對該隱形眼鏡攝取一相對應之第二影像；以及對應該第三波長範圍之檢測光源，以對該隱形眼鏡攝取一相對應之第三影像；一計算元件，其耦接於該攝像元件，用以分別計算該第一影像、該第二影像及該第三影像的平均灰階值；一轉換元件，其耦接於該計算元件，用以將該些平均灰階值轉換為一色相評估值；以及 一比對元件，其耦接於該轉換元件，用以將該色相評估值和一門檻值範圍進行比對，以判別該待檢測隱形眼鏡上是否具有顏色瑕疵。
6. 如申請專利範圍第5項所述之檢測系統，其中該第一波長範圍係介於620nm至750nm，該第二波長範圍係介於495nm至570nm，該第三波長範圍係介於為450nm至475nm。
7. 如申請專利範圍第5項所述之檢測系統，其中該攝像元件為一單色相機。
8. 如申請專利範圍第5項所述之檢測系統，其中該轉換元件係可透過HSV色彩系統或HSL色彩系統進行轉換。