一種隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法，屬于產(chǎn)品分選領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在隱形眼鏡生產(chǎn)領(lǐng)域，從注塑車(chē)間生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，有些帶有各種各樣的疵病，比如脫模時(shí)的表面微小撕裂、凹坑、突起、破邊和生產(chǎn)過(guò)程中帶進(jìn)的灰塵等，因此必須要把這些帶有疵病的不合格的隱形眼鏡剔除出去，以免流入市場(chǎng)，給隱形眼鏡的消費(fèi)者帶來(lái)身體上的傷害。
[0003]目前的生產(chǎn)實(shí)踐是，公司雇傭大量的女工，坐在放大鏡前，一片一片地進(jìn)行人工裸眼檢測(cè)。由于隱形眼鏡并非一個(gè)平面，而是一個(gè)凹面，放大后無(wú)法一屏就能把整個(gè)隱形眼鏡上可能存在的缺陷都清晰成像出來(lái)，所以，操作工必須要調(diào)節(jié)操縱桿讓隱形眼鏡上下移動(dòng)，目的是為了一點(diǎn)一點(diǎn)看清楚整個(gè)隱形眼鏡上是否有疵病，因此每檢驗(yàn)一片，耗時(shí)較長(zhǎng)。
[0004]由上可知，人工檢測(cè)的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，雇傭大量的品質(zhì)檢驗(yàn)工，不僅效率低、需要借助放大鏡、成本高，而且由于不可避免的人為操作錯(cuò)誤的存在，不時(shí)會(huì)有不合格的產(chǎn)品流入市場(chǎng)，導(dǎo)致隱形眼鏡配戴者產(chǎn)生眼部磨損、發(fā)炎直至視力衰退等身體傷害；長(zhǎng)時(shí)間的用眼，讓品質(zhì)檢驗(yàn)工的眼睛十分疲勞，不僅會(huì)導(dǎo)致誤判的概率大大提高，而且會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)檢驗(yàn)工視力的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中隱形眼鏡人工質(zhì)檢存在的缺陷，本發(fā)明提供一種隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法，能對(duì)隱形眼鏡生產(chǎn)過(guò)程中的每一個(gè)隱形眼鏡進(jìn)行自動(dòng)化的質(zhì)量檢查。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，包括圖像采集裝置、托盤(pán)、XY移動(dòng)平臺(tái)、照明光源、機(jī)架和中央處理計(jì)算機(jī)；
[0008]照明光源和XY移動(dòng)平臺(tái)從下到上依次安裝在機(jī)架上；托盤(pán)置于XY移動(dòng)平臺(tái)上；圖像采集裝置安裝在托盤(pán)上方的機(jī)架上；圖像采集裝置和XY移動(dòng)平臺(tái)均與中央處理計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。
[0009]上述圖像采集裝置可以為照相機(jī)或攝像機(jī)，圖像采集裝置安裝于整個(gè)檢測(cè)設(shè)備的上方，鏡頭向下對(duì)放置于托盤(pán)中的隱形眼鏡進(jìn)行成像拍攝，圖像采集裝置可以同時(shí)拍攝多個(gè)隱形眼鏡，優(yōu)選地，一次只對(duì)一個(gè)隱形眼鏡進(jìn)行成像拍攝；托盤(pán)是用來(lái)放置被檢的隱形眼鏡的，托盤(pán)放置在XY移動(dòng)平臺(tái)上，通過(guò)XY平臺(tái)的移動(dòng)，可以逐一對(duì)托盤(pán)中的每一個(gè)隱形眼鏡進(jìn)行成像拍攝；至少托盤(pán)的底部應(yīng)由透明材料制備，XY移動(dòng)平臺(tái)為中空框架結(jié)構(gòu)或底部為透明材質(zhì)制備，以保障照明光源能對(duì)隱形眼鏡實(shí)施照明；照明光源優(yōu)選為L(zhǎng)ED照明光源；中央處理計(jì)算機(jī)控制整個(gè)設(shè)備的操作流程和缺陷識(shí)別，具體過(guò)程可參照現(xiàn)有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本申請(qǐng)優(yōu)選所有部件都安裝在一個(gè)機(jī)架上。本申請(qǐng)未做介紹部分，均參照現(xiàn)有技術(shù)。
[0010]檢測(cè)時(shí)，開(kāi)啟照明光源，光透過(guò)XY移動(dòng)平臺(tái)、托盤(pán)后照在待檢測(cè)隱形眼鏡上，再利用圖像采集裝置對(duì)被照待檢測(cè)隱形眼鏡實(shí)施圖像采集，如果沒(méi)有缺陷，由于隱形眼鏡各處都很均一，所得圖像也是均勻的，看不到什么特別的信號(hào)；如果有缺陷，比如劃痕，由于劃痕破壞了隱形眼鏡的光學(xué)均勻性，在缺陷處會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)烈的光散射，在圖像中呈現(xiàn)亮斑或暗斑，從而被捕捉到；采集到的圖像被送到中央處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行識(shí)別辨認(rèn)。
[0011]利用本申請(qǐng)上述設(shè)備無(wú)需對(duì)隱形眼鏡進(jìn)行放大，相反，對(duì)隱形眼鏡進(jìn)行了縮小成像，這樣就可以一次性把隱形眼鏡清晰地成像到相機(jī)或攝像機(jī)等圖像采集裝置的焦平面陣列上，因而就無(wú)需再調(diào)節(jié)操縱桿上下移動(dòng)隱形眼鏡了，大大加快了工作效率；所有的疵病辨認(rèn)全部由軟件自動(dòng)完成，并且可以將合格產(chǎn)品、不合格產(chǎn)品進(jìn)行分選，避免了人為錯(cuò)誤造成的誤判，也提高了生產(chǎn)效率。合格的隱形眼鏡產(chǎn)品將進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)流程。
[0012]本發(fā)明的檢測(cè)目標(biāo)是如圖1所示的隱形眼鏡，由透明而柔軟的材料制成，前表面和后表面都是具有一定曲率半徑的曲面，邊緣處具有一定的厚度。在前表面靠近邊緣處的地方刻有隱形眼鏡的編號(hào)，為陰文，筆劃處為粗糙表面。為了跟眼睛吻合佩戴，隱形眼鏡總體上不是一個(gè)平面，而是具有一定彎曲度的曲面，總矢高約3毫米。
[0013]上述圖像采集裝置內(nèi)設(shè)有成像傳感器。一般情況下，彎曲的物體在光學(xué)系統(tǒng)的像面處也形成彎曲的像。但是現(xiàn)有成像傳感器，無(wú)論是C⑶還是CMOS，或者是其他光伏(PV)和光導(dǎo)(PC)型的圖像傳感器面陣，都是平面型傳感器，這就決定了彎曲的物體不可能一次性地清晰地成像在圖像傳感器面陣上，如要觀察彎曲物體各處的清晰成像，就必須要么調(diào)節(jié)物距或者調(diào)節(jié)像距，依次觀看彎曲物體的不同部位。但是申請(qǐng)人仔細(xì)研究成像光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系曲線后發(fā)現(xiàn)，如果在設(shè)計(jì)時(shí)考慮讓成像光學(xué)系統(tǒng)工作在如圖2中所示的III區(qū)，那么由于在該區(qū)的像距相對(duì)于物距的變化很不敏感，或者說(shuō)相距相對(duì)于物距是慢變化的關(guān)系，即使物距有3毫米的變化，像距基本仍然是一樣的，也就是說(shuō)，在III區(qū)工作的光學(xué)系統(tǒng)是能夠?qū)㈦[形眼鏡一次性地清晰成像到圖像傳感器面陣上的，因此，本申請(qǐng)圖像采集裝置優(yōu)選使其成像光學(xué)系統(tǒng)在像距相對(duì)于物距為慢變化的區(qū)域(如圖2中III區(qū))工作，從而實(shí)現(xiàn)了利用現(xiàn)有成像傳感器將隱形眼鏡一次性地清晰地成像在圖像傳感器面陣上。
[0014]由于隱形眼鏡是由透明材料制成的，而且隱形眼鏡上的缺陷也是由相同的材料構(gòu)成的，例如劃痕等，要把缺陷和隱形眼鏡本體清楚地區(qū)分開(kāi)來(lái)，并非輕而易舉。而采用本申請(qǐng)上述裝置，當(dāng)光穿過(guò)隱形眼鏡時(shí)，如果沒(méi)有缺陷，由于隱形眼鏡各處都很均一，圖像傳感器上得到的圖像也是均勻的，看不到什么特別的信號(hào)；如果有缺陷，比如劃痕，由于劃痕破壞了隱形眼鏡的光學(xué)均勻性，在缺陷處會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)烈的光散射，從而可以被圖像傳感器捕捉到。
[0015]為了便于照明方式的調(diào)整，同時(shí)獲得更加均勻的二次光源，優(yōu)選，上述隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，還包括光彌散板，光彌散板位于照明光源和XY移動(dòng)平臺(tái)之間的機(jī)架上。光彌散板與照明光源之間的間距可根據(jù)LED照明光源的特性設(shè)定，使能在彌散板上形成均勻的照度，優(yōu)選為4-6cm。
[0016]為了進(jìn)一步便于光線調(diào)整，優(yōu)選，上述光彌散板為可左右移動(dòng)的光彌散板，具體可結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，既可為手動(dòng)也可為自動(dòng)，若為自動(dòng)可通過(guò)中央處理計(jì)算機(jī)來(lái)控制。
[0017]為了提高檢測(cè)的效率，優(yōu)選，托盤(pán)上設(shè)有兩個(gè)以上的球冠型凹坑陣列，但不排除托盤(pán)上只有一個(gè)球冠型凹坑的情況。檢測(cè)時(shí)，每個(gè)球冠型凹坑內(nèi)放置一個(gè)待檢測(cè)隱形眼鏡；為了便于操作，球冠型凹坑優(yōu)選整齊排列。
[0018]為了能實(shí)施對(duì)同一隱形眼鏡不同位置的圖像采集，從而進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，優(yōu)選，球冠型凹坑內(nèi)設(shè)有生理鹽水；進(jìn)一步優(yōu)選，隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，還包括生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與中央處理計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。
[0019]上述生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)目的是為了使球冠型凹坑中的生理鹽水能夠轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，從而帶動(dòng)其中的隱形眼鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變隱形眼鏡的位置；生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是吹氣裝置、注液裝置、攪拌裝置或能使生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的其它裝置；吹氣裝置為向球冠型凹坑里吹入凈化的空氣等氣體使生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)隱形眼鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；注液裝置可向球冠型凹坑里注入生理鹽水等液體從而帶動(dòng)隱形眼鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；攪拌裝置為通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)的攪棒在球冠型凹坑中的生理鹽水里旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)，使凹坑中的生理鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)隱形眼鏡轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]照明光源優(yōu)選為L(zhǎng)ED照明光源，LED照明光源可以由一個(gè)LED燈珠構(gòu)成(圖3)，優(yōu)選，由兩個(gè)以上的LED燈珠組成，可以設(shè)計(jì)成圓環(huán)狀的LED燈，同心圓的LED燈珠陣列，或垂直和水平排列的LED燈珠陣列。
[0021]為了能實(shí)現(xiàn)明場(chǎng)照明和暗場(chǎng)照明的混合使用，優(yōu)選，照明光源為L(zhǎng)ED照明光源，LED照明光源包括兩個(gè)以上的LED燈珠，LED燈珠的排列為以一個(gè)LED燈珠為圓心，依次排成兩個(gè)以上同心圓的結(jié)構(gòu)。
[0022]優(yōu)選每個(gè)LED燈珠可以進(jìn)行獨(dú)立地開(kāi)關(guān)，這樣可以根據(jù)需要控制需要打開(kāi)的LED燈珠的數(shù)量。
[0023]各圈LED燈珠的安裝角度可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)調(diào)整，優(yōu)選，其中一圈LED燈珠向圓心方向成30-60°的角度安裝。這樣進(jìn)一步方便了明場(chǎng)和暗場(chǎng)照明的調(diào)整。
[0024]利用上述隱形眼鏡缺陷的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)隱形眼鏡上缺陷的方法，檢測(cè)時(shí)，開(kāi)啟照明光源，光透過(guò)XY移動(dòng)平臺(tái)和托盤(pán)后照在待檢測(cè)隱形眼鏡上；再利用圖像采集裝置對(duì)被照待檢測(cè)隱形眼鏡實(shí)施圖像采集，如果沒(méi)有缺陷，由于隱形眼鏡各處都很均