(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科用レンズの自動検査デバイスにおいて、
検査される眼科用レンズを照明するための照明光を提供するハロゲンランプ光源と、
ハロゲンランプ光源の出力を増強するための凹面鏡と、
暗視野観察ビーム及び明視野観察ビームからなる観察ビームにおいて眼科用レンズが観察されるように、照明光の光路に配置される、眼科用レンズのための保持デバイスと、
観察ビームを暗視野観察ビーム及び明視野観察ビームに分割するために具備されるビームディバイダ（２１）と、
暗視野観察ビームのために具備される凸レンズ（１４）であって、眼科用レンズがこの凸レンズ（１４）の焦平面の１つの中に位置設定されている凸レンズ（１４）と、
暗視野観察ビームのために、凸レンズ（１４）の第２の焦平面内に具備されているビームストッパ（１６）と、
保持デバイスとハロゲンランプ光源との間に配置される両凸レンズ（９）と、
光源からくる照明光が、両凸レンズ（９）により、絞り（１０）の上に集束されるように、保持デバイスと両凸レンズ（９）との間に配置される絞り（１０）と、
暗視野での眼科用レンズの暗視野画像を撮像するために、暗視野観察ビームの光路に配置される第１の撮像デバイスと、
眼科用レンズの中の泡を含む欠陥を識別するために、明視野での眼科用レンズの明視野画像を撮像するために、明視野観察ビームの光路に配置される第２の撮像デバイスと、
画像分析機器と、
を含み、
ビームディバイダ（２１）が、保持デバイスと凸レンズ（１４）との間に具備され、
ビームの照明光の部分を完全に散乱するように、ビームストッパ（１６）が、絞り（１０）よりも大きい直径を有し、
暗視野画像及び明視野画像が、同時に撮像され、画像分析機器に転送されることができ、
画像分析機器が、眼科用レンズの欠陥評価のために、暗視野画像及び明視野画像を、処理し、分析する、検査デバイス。
【請求項２】
眼科用レンズが透過検査される、請求項１記載の検査デバイス。
【請求項３】
保持デバイスがコンテナ（５）である、請求項２記載の検査デバイス。
【請求項４】
コンテナ（５）に水が充填されている、請求項３記載の検査デバイス。
【請求項５】
眼科用レンズが平行光の照明光の照射を受けている、請求項１〜４のうちの１項記載の検査デバイス。
【請求項６】
眼科用レンズに照射し、眼科用レンズの画像を撮像デバイスにより撮りその後自動画像処理方法により画像分析機器によって分析する、眼科用レンズを検査するための方法であって、眼科用レンズが暗視野観察ビーム及び明視野観察ビーム上で同時に観察され、暗視野観察ビーム及び明視野観察ビーム上の眼科用レンズの画像が、撮像デバイスにより同時に撮られ画像処理ユニットに伝送されることを特徴とする、請求項１〜５記載の検査デバイスを用いる方法。
【請求項７】
眼科用レンズがコンタクトレンズである、請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動レンズ製造プロセスにおける、眼科用レンズ，特にコンタクトレンズの自動検査用のデバイス及び方法に関する。
【０００２】
ハードコンタクトレンズのための回転プロセス及びソフトコンタクトレンズのための使い捨てプラスチック型内流し込みプロセスといったような従来の方法を用いたコンタクトレンズの生産は、比較的費用がかかる。概してこれらのコンタクトレンズは１年間〜１ヵ月間の期間で使用される。しかしながら近年の技術的進歩により、１日だけ装用されてその後新しいコンタクトレンズに交換されるコンタクトレンズを生産することが可能となってきた。しかしながらこれは、生産設備の高度の自動化を通して初めて可能となったものである。これらのコンタクトレンズの生産は、有利には再利用可能な型半、すなわち、通常ガラス又は石英から成る母型と父型を用いて行なわれる。これらの型半の間には、その後のコンタクトレンズの形状に対応する中空キャビティが存在する。型半を閉じる前に、母型の中へと重合体溶液が計量される。ＵＶ光が上側の型半上に照射され、これがレンズ材料の架橋を導く。その後、レンズは吸引グリップにより型半から取り出され、パック内に入れられる。
【０００３】
コンタクトレンズが一定の品質を確保するため、工業的画像処理方法を用いたコンタクトレンズの自動検査のための手段が設置されている。画像処理においては、レンズは型半内及び真空グリップの両方においてテストされる。この種の画像処理方法は、例えばＥＰ特許第４９１６６３号の中で記述されている。当然のことながら、このタイプの検査では不良なコンタクトレンズ全てを検出することはできず、または、アーチファクトを示すものであるにもかかわらず水のこぼれにより形成された泡といったような非実質の（名目の）公称の欠陥は定着してしまう。完全なレンズを選別しなくてはならないことから、歩留まりは減り、これはコストとのバランスにマイナスの効果を及ぼす。
【０００４】
本発明は、高度の信頼性で不良なレンズを識別し、完全なレンズを誤って選別することのない検査デバイス及び検査方法を提供するという課題に基づくものである。特に、画像処理システムは、寸法精度、表面欠陥、裂け目、周囲破断及び泡や異物といった混在物についてのコンタクトレンズの完全な検査を実施しなければならない。
【０００５】
本発明は、請求項１及び請求項２１の特徴によりこの課題を解決している。本発明による機器及びプロセスのさらなる基本的開発に関しては、従属クレームを参照されたい。
【０００６】
シュリーレン方法と透過光プロセスを組合わせることにより、両方のシステムの利点を結びつけることができ、かくしてより客観的に欠陥を評価することができる。シュリーレン方法はＣＣＤカメラ向けのハイコントラストでエッジ及びその破断を明示することができる。同様にして、裂け目及び表面欠陥も目視可能にすることができる。透過光プロセスでは、泡をカメラ向けに適切に前処理でき、そのため、必要とされるテスト基準について欠陥を全て識別することができる。
【０００７】
本発明のさらなる詳細及び利点は、以下の説明及び図面から理解できる。
【０００８】
自動品質管理では、コンタクトレンズの寸法精度、形状及び表面をチェックしなければならない。コンタクトレンズのエッジを破断及び裂け目についてテストしなければならず、またコンタクトレンズ全体にわたる表面を泡、混在物及び表面欠陥についてテストすべきである。本発明に従うと、品質試験の主要ポイントは、特にエッジのコントロールと泡の発見にある。
【０００９】
コンタクトレンズのさらなる品質基準は丸味及びサイズの精度といったようなその幾何学特性にある。コンタクトレンズの形状は、ボールカップの一部としておよそ説明することができる。規定の測定法が遵守されない場合、実際の製造プロセスにおいて誤差が発生する可能性があり、これは、コンタクトレンズの品質にマイナスの効果をもつ。レンズ直径は、コンタクトレンズの外部エッジから決定され得る。最大及び最小のレンズ直径を決定することによりコンタクトレンズの偏心率の尺度を導き出すことができる。レンズの丸みは、エッジの輪郭から結果としてもたらされる。
【００１０】
さらに、全てのコンタクトレンズは外部エッジの損傷について検査されることになる。この損傷は、破断又は裂け目の形で起こることが多い。周囲破断というのはコンタクトレンズの周囲上の材料欠損として説明される。コンタクトレンズ内の小さな裂け目は直ちに裂け目の連続及びコンタクトレンズの完全な破壊を導く可能性がある。このとき、コンタクトレンズの一部分は目とまぶたの間に捕捉された状態になりやすく、とり外しを極めて困難にする。裂け目は往々にしてコンタクトレンズの外周から内部まで進行する。これらは通常、互いに離れるように分割された裂け目の半分として容易に見える。しかしながら、裂け目の半分が互いに隣接して存在するとき、裂け目は、そのエッジの散乱特性が失なわれることから、水と重合体の屈折率の差が無視できる程度のものであるために光学的にほとんど見えない。
【００１１】
コンタクトレンズの内部領域には円形の欠陥が発生しうる。これらの欠陥は、重合体溶液内の小さな気泡又は異物の封入に起因して、生産中に発生する。
【００１２】
表面欠陥は、線又は面欠陥により区別される。これらはその粗い表面構造によって認識される。欠陥の面積及び広がりは、評価の目的のために使用される。
【００１３】
図１に例示されている本発明による検査デバイス１は、暗視野観察２と明視野観察３から成る。好ましくはソフトコンタクトレンズであるコンタクトレンズ４は、コンテナ５の中に保持される。コンテナ５には水又は類似のテスト用液体が充填される。しかしながら、コンタクトレンズ４自体が約６９％の含水量をもつため、かくして検査システムには特別な要求が課せられることになる。つまりコンタクトレンズの屈折率ｎ（ｋ）＝１.３８２は水の屈折率ｎ（ｗ）＝１.３３３に非常に近く、このことは、水中でコンタクトレンズ４を目視するのがきわめて困難でありうるということを意味している。当然のことながら、水中で検査することによりいわゆるアーチファクトである人工的欠陥、特に生産中の水のこぼれによってひき起こされる泡を回避することができ、誤って欠陥ありとして検出されたレンズのスクラップ処分も避けることができる。さらに水中で検査することにより、テスト環境を確実に粉塵や毛羽の無い状態にすることが可能である。検査デバイスの撮像特性を計算するときには、構成されたコンテナ５の高さを考慮に入れなくてはならない。ビーム中の空気を、ガラス又は液体といったようなより高い屈折率をもつ媒質で置換することにより、撮像特性は修正され、最小限にすべき収差もそれに対応して修正される。
【００１４】
コンタクトレンズ４を照明するための光源としては、好ましくはハロゲンランプ６が用いられる。光の出力を増強させるため、凹面鏡７が使用される。ハロゲンランプ６及び凹面鏡７により反射された光は、熱フィルタ８及び両凸レンズ９により入力絞り１０上に集束される。この絞り１０はさらなるレンズ１１の焦点内にあり、そのためハロゲンランプ６から発せられた光は平行にされ、検査ゾーン内には平行光が存在する。ハロゲンランプ６から発せられた光のコヒーレンス長を実質的に増大させるために、レンズ１１の後ろで付加的に干渉フィルタ１２を使用することも可能である。コンタクトレンズ４は、照明光路内に導入されたキュベット５の中に位置づけられ、このキュベットは好ましくは平らなガラスシート１３により閉鎖されている。キュベット５は、個々の光学媒体の交叉点を明確に画定できるようにするため、閉じられているべきである。液体がカバーされていない場合、振動又は揺れが例えば波面の再現不可能で部分的に無秩序な変形を生成する可能性がある。結果として得られた画像は、スイミングプールの底の「光の屈折」と比較することができる。
【００１５】
コンタクトレンズ４は、その後暗視野又は明視野において観察される。照明ビーム及び観察ビームについては、収差を避けるため、好適にも色消しレンズが使用された。
【００１６】
暗視野観察のためには、テストすべきコンタクトレンズの画像を、４ｆのセットアップを介して中間画像上に形成し、その後１/２″Ｓ/Ｗカメラからのレンズでこれを撮影する。ソフトコンタクトレンズについては、放射された光の方向からの散乱角度のわずかな偏向しか存在しない場合に、最大の散乱振幅が起こる。従って、暗視野内での観察は、好ましくは小さな角度下で実施される。コンタクトレンズ４は凸レンズ１４の焦平面内に位置づけられる。キュベット５の底面内のあらゆる位置におけるコンタクトレンズ４全体をフィルムに撮るため、４８mmの自由直径をもつハイグレードの光学機器を使用するのが有利である。これを行なうためには、適切には５０mmの直径をもつ色消しレンズが利用される。コンパクトな構造ユニットを使用できるようにするため、有利には、ｆ＝１００mmという焦点距離をもつ色消しレンズが用いられる。以下フィルタ平面と呼ぶレンズ１４のもう１方の側にある焦平面１５内には、コンタクトレンズ４を含む焦平面に対する光学的フーリエ変換が存在する。フーリエ変換のゼロ次が、使用される照明である。これは、照明の入力絞り１０に対する共役平面である。フィルタ平面１５内に存在する絞り１６の直径を通して、実際の画像に点焦点的な影響を及ぼすことなく、低及び高空間周波数を除去することができる。重要なのは、コンタクトレンズ４の撮像特性を無視できるという点にある。その後の逆変換を介して、最終的に、前に除去されたコンタクトレンズ４の実像が再び得られる。フィルタ平面１５内の絞り１６は、照明光を散乱させることから、以下ではビームストッパという語が用いられる。レンズを検査するためA.Toeplar により紹介されたこの方法は、シュリーレン法という名前で文献中に見い出すことができる。シェリーレンシステムは、屈折率のわずかな変化が視認できるようになる検査のために特に有用である。光線の方向は、屈折率に対するわずかな変化により、容易に変えることができる。コンタクトレンズを検査するときに使用されるのは正にこの挙動である。フィルタ平面１５内のビームストッパ１６は、有利には、入力絞り１０よりも大きい直径を有し、照明ビームの偏向にもかかわらずコンタクトレンズ４の撮像特性によりビームの照射部分が完全に散乱させられるようになっているべきである。当然のことながら、ビームストッパ１６は大きすぎてはならない、そうでなけばこの所で過度に多くの低周波数部分が除去されてしまう。最後に、散乱したビームの偏向は、ビームの方向に対し小さいものにすぎない。１mmの入力絞り１０で、ビームの光路のコンピュータによるシミュレーション及び実験による裏付けを用いると、ビームストッパ１６のサイズは、有利には２〜３mmである。
【００１７】
光学では、いわゆるスポット関数は、対象物上に局在化している極限的に小さい点の画像の異なるサイズを記述する。ＣＣＤセンサーの解像度に対応する画像を得るために、これらのサイズは、１画素のサイズ（約１０μm×１０μm）と比較される。１画素の内で、（無限の確率で）出現する全ての光子が取り込まれる。従ってスポット関数はつねに、１画素の寸法により与えられるサイズ内に存在すべきである。特に、図１のビーム内に示されているように、レンズ１８を通した中間画像１７では、スポット関数は、画素サイズよりも小さい。中間画像１７はこのとき、カメラ２０のレンズ１９によって撮られている。
【００１８】
暗視野上での観察結果は、エッジひいては破断といったようなエッジ内の欠陥も又、非常に明確に示され得るということを表している。原則として、表面の欠陥は、粗表面の散乱挙動に応じて識別されうる。しかしながら、線形の表面欠陥はさほど容易に認識されない。
【００１９】
泡は容易に識別可能であるが、そのサイズに応じて正確に特定することはできない。すなわち小さな泡は全体を通して大きい泡より明るくかつ大きく見える。原因は泡の非線形的な散乱挙動にある。例えば、コンタクトレンズが、各々５０μmよりも小さい２つの小さな泡を含有している場合、これはなおも許容可能なものとみなされる。従って、泡をそれらのサイズに比例して描写することが必要である。
【００２０】
従って、本発明によると、キュベット５の後のビームの光路は分割され、コンタクトレンズ４はさらに、透過光にて検査される。それを行なうために、キュベット５後のビームの光路内にビームスプリッタキューブ２１が挿入され、かくして、コンタクトレンズ４全体にわたる視野が分割されるようになっている。１本のビームは従前のシュリーレン光学部品のビーム２であり、もう１本は、透過光３で与えられたビームである。撮像特性を計算する場合には付加的なガラスユニット２１を考慮に入れなくてはならない。回折されたビームは、サイズを最適化するためと同様画像の方向性を等化するためにも、再び鏡２２により反射される。小さな残留発散を通して、充分な深さの鮮明度に達することができる。コンタクトレンズ４の画像は、このときカメラ２３によって撮影される。
【００２１】
検査結果は、透過光プロセスの助けをかりて、変倍させて泡を描くことができるということを示している。かくして、この組合せ装置を用いて、検出すべきコンタクトレンズ内の全ての欠陥がきわめて良好に明示されることになる。
【００２２】
該構造の全ての光学素子及びコンタクトレンズは、理想的には１つの光学軸内に存在しているべきである。キュベットベース２４上のコンタクトレンズの高い位置決め精度が求められる理由はここにある。さらに、コンタクトレンズ４のすぐれた観察は、キュベット５のエッジとコンタクトレンズ４の接触が避けられる場合にのみ与えられる。コンタクトレンズ４がキュベット５の中心で独立して浮動できるように、ベース２４を有利には時計ガラスのように形成することもできる。しかしながら、時計ガラスは、該構造の光学素子であり、構造全体の撮像特性に影響を及ぼす。その結果に留意すべきである。周囲の液体とは異なるその屈折率及びその曲率のため、時計ガラス皿は同様に撮像特性を有する。これらは、照射光の平行度を変える。このことはビームストッパ１６を拡大する方法できわめて顕著となる。しかしながら、ビームストッパ１６が過度に大きい場合には、コンタクトレンズ４からビームストッパ１６を通る散乱光は少な過ぎる。換言するとあまりにも多くの低空間周波数が抑制される。時計ガラス皿の凸状化が大きければ大きいほど、その屈折は大きくなる。Ｒ＝５０mmという屈折半径が有利であることが立証されてきた。
【００２３】
テスト機器は、評価のために、欠陥特徴の光散乱特性及び欠陥特徴の透過特性の両方を使用する。しかしながら、これらの特性には、コンタクトレンズの欠陥及び構造のみならず、テスト液体中の異物も含まれている。従って、汚れ及び毛羽に関しキュベット５の清浄さには、きわめて高い要求が課せられる。コンタクトレンズの品質にマイナスの効果をもつ欠陥を検出するためには、最も小さい欠陥を識別するのに最低５０μmの解像度が必要である。しかしながら、光学部品の高い解像度の結果として、欠陥だけではなく、コンタクトレンズ上及びテスト用液体内の全ての異物も同様に視認できることとなる。これには、特に、粉塵粒子及び毛羽が含まれる。正方形をしたキュベット５の場合、最小の粒子は、コーナー及びエッジ内に付着する。しかしながらこれらは同様に、高解像度の検査デバイスの場合に非常に視認できる。液体中に存在する粉塵粒子、キュベット５の底部又はカバー上のかき傷及び汚れなどは、同様にシュリーレン法によって表示される。粉塵粒子は、ほぼ等方の散乱中心を形成し、そのため、非常に非等方的に散乱する散乱中心よりも著しく明るく見える可能性がある。従って、コンタクトレンズ上の欠陥と異物とを識別することは、部分的にしか可能でない。毛羽は、その線形構造により検出されうる。しかしながら、裂け目又は線形表面欠陥も同じくこの特徴を有する。コンタクトレンズ内の粉塵粒子及び泡は、画像内の小さく丸い領域によって表わされている。泡及び粉塵粒子をはっきりと検査することは不可能である。当然のことながら、コンタクトレンズ４のまわりに見られる散乱中心のみが、画像に対して有害な影響を与える。このような理由から、テスト用液体を清浄することが重要である。連続的作業の間に異物が現われることはほぼ確実であるため、テスト用液体の清浄が常時行なわれることが有利である。このことは、テスト用液体をフィルタを通して常時清浄するプロセスを設けること又はテスト用液体を連続的に交換することによって確保できる。
【００２４】
テスト用液体に対するものと同等に高い要求が、キュベット底面２４にも課せられるがこれは、この底面が焦点深度に関して光学テスト部域の一構成要素であるからである。キュベット底面２４は、ガラス内のいかなる条痕も、表面上のかき傷又は汚れ粒子も有していてはならない。これらの要求は、キュベット５を入念に取扱うこと及び常時清浄することによって満たすことができる。テスト手順の各々の後に、キュベット５内のコンタクトレンズの残留物又は汚れの粒子はことごとく清浄されなくてはならない。
【００２５】
コンタクトレンズ４の最適な照明及び撮像のためには、画像が撮られている間のキュベット５内のその位置がきわめて重要である。偏移は、好ましくはｘ及びｙ座標において０.５mmを超えるべきではない。これらの値を上回った時点で、解像力は減少する。これにより、エッジの画像に誤差が現われ、周囲の制御が不適切なものとなる。ｚ座標は、シュリーレン光学部品の焦点深度及びテレセントリック光学部品の範囲により制限される。これは、好ましくは０.５mmを超えるべきではない。
【００２６】
傾斜させると、コンタクトレンズの楕円形画像が形成され投射される。しかしながら平面表示では、これと真円でないコンタクトレンズとを識別することができない。真円度は重要なテスト基準であることから、傾斜は排除されなくてはならない。
【００２７】
キュベット内に配置した後、コンタクトレンズは中心位置で浮動しなければならない。レンズは２つの理由でそこにとどまる必要がある。まず第１に最適な条件で映像を撮影するための最適な場所について精確なトリガーポイントが画定され、第２に、コンタクトレンズをとり出すための明確なアクセス点が作り出される。いかなる自己移動も全て浮動プロセスに制限されなくてはならない。この後、コンタクトレンズは、キュベット内でそれ以上いかなる移動も行なってはならない。コンタクトレンズは、キュベットの側壁と接触しないようにされなくてはならない。エッジはそのようにして検出され得るものの、キュベットの側壁が画像中の破断又は裂け目といった欠陥を遮蔽する可能性があるため、これらの欠陥の評価は高い信頼性で行なうことができない。
【００２８】
１つの画像がコンピュータによって自動的に処理されうる前に、この画像は、コンピュータのメモリー内に存在しなければならない。このためには、対象シーンの部域が電子カメラによって観察され、カメラ画像は、適切なインタフェースカードによってメモリーに転送される。対象シーンは、２つの定常なローカル変数ｘ及びｙの関数の連続的画像信号として定義され得る。光学系を用いて、このシーンの区分が、カメラの２次元ＣＣＤセンサー上にその画像平面で示される。さらなる作業のための対象であるこの部域は、画像と呼ばれる。光学系は、例えばその伝達関数によって記述されうるその撮像特性により、画像を変更する。画像はここで、それが局所的に走査されるべく通るＣＣＤセンサーの恒常な連続信号として記憶される。この処理行程の結果は、２つの別個のローカル変数の連続的映像信号である。その後ＡＤ変換器による映像信号の量子化が続く。ここで、メモリー内に入れられる２つの別個のローカル変数の関数として、デジタル映像信号が存在する。行インデックスｉ及び列インデックスｊを有するこのような別個の要素の行列は、デジタル画像と呼ばれる。この行列の要素は画像素子又は画素と呼ばれる。１つの画素は、その位置（ｉ，ｊ）とその明るさの値、すなわち灰色値（Ｇ＝｛０，１，…，２５５｝）とにより記述される。
【００２９】
【数１】
0004246438.tif 000002
【００３０】
デジタル画像は、前景と背景という２つの主たる主要部域に分割され得る。背景は、関連情報を全く含んでおらず、そのため多少の差こそあれ気づかれないままにとどまっている。前景は、さらなる処理を経る全ての映像部域として記述される。これには構造、対象及び領域が含まれ、これらの特徴がテスト中に下される決定のための基礎となる。
【００３１】
対象は、閉塞された湾曲経路により記述され得、対象エッジによりその周囲から区切られて、前景内の映像部域として記述される。対象エッジの画素は、その灰色値の差により背景から区別される。とり囲まれた映像領域は、背景と同じ又は異なる灰色値をとり得る。
【００３２】
対象は、背景から及び互いから区切る境界について通じることから、前景において、これは分離した映像領域を明示する。しかしながらこれらの対象は、それでもなお多量のデータを有する２次元画像である。従って、対象及びその特性を記述するのに用いられるデータ量をわずかな特性づけ数量つまり特性値にまで低減することが、さらなる作業の目的である。
【００３３】
一次的特性値とも呼ばれるこのような特性値は、例えば、ｘ及びｙ軸の最大範囲又は平均灰色値、円周、面積でありうる。これらは対象の特性を計測するためにメートル法のものに処理する。かくして、特性値は分類のための基礎すなわち重要性の相関を形成する。
【００３４】
この定義に基づくと、コンタクトレンズは、そのエッジが背景から際立つ１つの対象である。コンタクトレンズエッジはそれ自体、裂け目及び破断といったような欠陥についてチェックされなくてはならない。テストは、エッジを追跡しそれを規定された形状と比較することによって可能である。エッジがこれから偏移している場合には、部分の領域の各々について、欠陥ある部域として偏移しているものの画像要素の全ての合計から欠陥ある部域が形成される。コンタクトレンズエッジの詳細な分析のためには、形状を分析し周囲の特性を評価するためのプロセスが使用される。
【００３５】
コンタクトレンズのエッジが識別された後、このエッジによってその部域がとり囲まれている内部領域が定められる。ここで、灰色値の点状及び面積状の偏移について分析が行なわれ、全体的灰色値と比較される。灰色値曲線の変化率を利用するこの方法ではかくして、背景の強度における局所的変動が考慮に入れられる。
【００３６】
この種の手順を用いると、混在物のような対象、表面欠陥及びその他の偏移を識別することができる。なぜならそれがそのエッジにより背景から区切られるからである。部分的には、表面欠陥は、顕著なエッジ特徴をもつ。しかしながら、これは、そのテクスチュアによって、欠陥のない背景と識別される。発見された欠陥のある対象を記述するのに用いられる特性値は、灰色値、輪郭、寸法外れ及び面積である。
【００３７】
レンズエッジ上及び内部部域内の偏移を検出した後、テストについて決定を下す目的で、欠陥ある対象を分類しなければならない。欠陥のタイプを記述するためそして不合格基準として、欠陥部域、欠陥の数、寸法外れ、形状及び位置が用いられる。
【００３８】
第１の分類段階では、重要度が関係づけされなくてはならず、その後で初めて不合格の基準との比較を行なうことができるため、多段階分類プロセスを利用するのが得策である。例えば、泡は、表面欠陥よりも小さい欠陥面積を有する。第２の分類段階では、欠陥ある対象がさらに処理されるべきか又は製品の中で許容されうるものであるかに関する決定が、個々の不合格基準に基づいて下される。さらなる処理においては、欠陥が個別の欠陥及びグループの欠陥として区別される。個別の欠陥は、最大許容誤差から個々のパラメータが大きく偏移していることから、直ちにその不合格の決定を導くはずである。グループの欠陥は、より小さい欠陥の最大数を通して規定される。ここでは、単一の又は多くの欠陥が許容される。不合格の決定が下されるのは、最大数を上回った場合のみである。
【００３９】
図２及び図３は、完璧なコンタクトレンズの画像を示す。このコンタクトレンズは、高いコントラストによってその周囲から識別されるそのエッジにより画定されている。内部部域は均質で、さらなる対象を全く含んでいない。図２は、シュリーレン光学部品を用いて撮影され、図３は透過光方法により撮影されたものである。シュリーレン技術を用いると、コンタクトレンズのエッジは、背景上で非常に高いコントラストをもつ画像で示される。図３から識別できるように、エッジは同様に、透過光方法によってもチェックされ得る。
【００４０】
裂け目の画像も、図４及び５から類推できるように、透過光方法によって作ることができる。欠陥を識別するため、両方の画像、すなわち暗視野上の画像及び透過光内の画像が組合わされて最適な結果をもたらしている。コンタクトレンズのエッジをチェックするため、レンズの全周にわたりエッジを追跡する。図６及び図７は、エッジが破断したレンズを例示している。破断又は裂け目は、円弧途中の欠陥を表わし、その寸法外れ及び欠陥面積によって評価され得る。両方法共に、偏移を識別する目的で基準標本に対する比較を用いる。周辺の欠陥は、その位置及び外観のために重大なものとして明確に分類され、こうして第１の分類段階が簡略化される。その後、欠陥パラメータを評価することが可能である。
【００４１】
図８から明らかであるように、混在物又は泡は、明るい背景上に示された暗いエッジを伴う小さな円又は暗い点として描かれている。直径、形状及び数は、これらの特徴の基礎を決定するのに用いられる。
【００４２】
表面欠陥は、その光散乱特性によって識別され得る。欠陥ある領域を識別するためには、その広がりにより評価できる拡散した線状又は面状の領域が用いられる。欠陥のある線状表面の場合、両方の方法がおよそ同じ結果を達成する。このタイプの欠陥は、レンズ内のその位置、その線形長さ及びそれを画定する矩形によって分類される。しかしながら、面状の表面欠陥は、シュリーレン光学部品によってのみ識別され得る。図９は、暗視野上の表面欠陥を伴うコンタクトレンズを例示する。
【００４３】
全体として、本発明は、より客観的な欠陥評価を、透過光方法とシュリーレン法の組合せを通して行なうことを可能にし、結果としてこれら２つの異なるシステムの利点を組合わせている。シュリーレン法は、ＣＣＤカメラ向けのハイコントラストでエッジ及びその破断を明示することができる。同様にして、裂け目及び表面欠陥も目に見えるようにすることができる。透過光プロセスでは、カメラ向けに泡を適切に準備することができ、かくして必要とされるテスト基準に関し欠陥を全て認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った検査デバイスの概略的実例を示す。
【図２】暗視野上での完璧なコンタクトレンズの画像を示す。
【図３】透過光内での完璧なコンタクトレンズの画像を示す。
【図４】暗視野上の裂け目のあるコンタクトレンズの画像を示す。
【図５】透過光内での裂け目のあるコンタクトレンズの画像を示す。
【図６】暗視野上での周辺破断のあるコンタクトレンズの画像を示す。
【図７】透過光内で周辺破断のあるコンタクトレンズの画像を示す。
【図８】透過光内での泡及び混在物を伴うコンタクトレンズの画像を示す。
【図９】暗視野上の表面欠陥を伴うコンタクトレンズの画像を示す。
【符号の説明】
１  検査デバイス
２  暗視野観察
３  明視野観察
４  コンタクトレンズ
５  コンテナ（キュベット）
６  ハロゲンランプ
７  凹面鏡
８  熱フィルタ
９  凸レンズ
１０  入力絞り
１１  レンズ
１２  干渉フィルタ
１３  ガラス板
１４  凸レンズ
１５  焦平面
１６  ビームストッパ（絞り）
１７  中間画像
１８  レンズ
１９  カメラレンズ
２０  カメラ
２１  ビームディバイダ
２２  鏡
２３  カメラ
【図１】
0004246438.tif 000003
【図２】
0004246438.tif 000004
【図３】
0004246438.tif 000005
【図４】
0004246438.tif 000006
【図５】
0004246438.tif 000007
【図６】
0004246438.tif 000008
【図７】
0004246438.tif 000009
【図８】
0004246438.tif 000010
【図９】
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