DE102023209323A1 - System und verfahren zur prüfung von formungsfehlern in feuchten ophthalmischen linsen - Google Patents

System und verfahren zur prüfung von formungsfehlern in feuchten ophthalmischen linsen Download PDF

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Jia Yaw Tan
Hoang Bao Nguyen
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Abstract

System zur Identifizierung von Fehlern und zum Messen von geometrischen Dimensionen in einer in Kochsalzlösung getauchten kosmetischen ophthalmischen Linse, wobei das System umfasst: a) mindestens eine Kamera zum Erhalten von Bildern der kosmetischen ophthalmischen Linse, wobei die Kamera eine optische Achse aufweist; b) mindestens ein elektronisch gesteuertes Belichtungsmodul, das mit sichtbares und infrarotes Licht abgebenden LEDs gestaltet ist, so segmentiert und geeigneterweise integriert, dass es entlang der vertikalen optischen Achse positioniert werden kann, um Licht mit unterschiedlichen Winkeln zu der kosmetischen ophthalmischen Linse zu lenken; c) eine maßgefertigte Glasküvette, die mit konkaven, konzentrischen und sphärischen Oberflächen gestaltet ist, um zu vermeiden, dass der geprüften kosmetischen ophthalmischen Linse mehr Brechkraft hinzugefügt wird, und wobei der Radius der inneren Oberfläche der Küvette so gestaltet ist, dass er größer ist als die Linse, um während der Prüfung eine Anordnung der kosmetischen ophthalmischen Linse im Zentrum der Küvette zu ermöglichen; d) einen Lichtimpuls-Controller, der mit dem Belichtungsmodul und der Kamera integriert ist und der in der Lage ist, unter Verwendung von Segmenten aus sichtbares Licht ausgebenden LEDs und Infrarot-LEDs in schneller Abfolge mehrere Bilder unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen aufzunehmen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Prüfung von ophthalmischen Linsen, die in einer Küvette oder einem Linsenhalter in Kochsalzlösung suspendiert sind. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Erkennen von Formungsfehlern von Kontaktlinsen, die sich in einer mit Glasmaterial gefertigten konkaven Küvette befinden und in einer Kochsalzlösung suspendiert sind.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • „Kontaktlinse oder ophthalmische Linse“ bezieht sich auf eine flexible Linse, die auf oder in einem Auge eines Trägers/einer Trägerin platziert werden kann. Eine Kontaktlinse kann das Sehvermögen eines Anwenders/einer Anwenderin korrigieren, verbessern oder verändern, aber dies muss nicht der Fall sein. Eine Kontaktlinse kann auch, basierend auf dem Typ von Farbe und Design, mit denen die anteriore oder, anders ausgedrückt, die konvexe Seite der Linse bedruckt wird, ein kosmetisches Merkmal beitragen. Kosmetische Merkmale können auf viele Arten aufgebracht werden. Ein üblicherweise verwendetes Verfahren ist das Drucken solcher Designs unter Verwendung eines zugelassenen und geeigneten Materials auf eine weiche Linse, eine harte Linse oder eine hybride Linse. Eine Kontaktlinse kann in einem trockenen Zustand oder einem feuchten Zustand vorliegen. ,Trockener Zustand` bezeichnet eine weiche Linse in einem Zustand vor einer Hydratation oder den Zustand einer harten Linse unter Aufbewahrungs- oder Verwendungsbedingungen. „Feuchter Zustand“ bezeichnet eine weiche Linse in einem hydratisierten Zustand. Die vordere oder anteriore Oberfläche einer Kontaktlinse bezeichnet die Oberfläche der Linse, die nach dem Einsetzen vom Auge weg gerichtet ist, und die anteriore Oberfläche, die typischerweise konvex ist, kann auch als die vordere Krümmung der Linse bezeichnet werden. Die hintere oder posteriore Oberfläche einer Kontaktlinse bezeichnet die Oberfläche der Linse, die die Augenoberfläche berührt. Die hintere Oberfläche, die typischerweise im Wesentlichen konkav ist, kann auch als die Basiskrümmung der Linse bezeichnet werden. Eine gefärbte Kontaktlinse bezeichnet eine Kontaktlinse (hart oder weich), auf deren anteriore Oberfläche ein Farbbild gedruckt wurde, oder eine, die farbig getönt ist. Eine Linse mit aufgedruckter Farbe kann ein kosmetisches Muster umfassen, zum Beispiel irisähnliche Muster, auftragsgemäß gefertigte (MTO) Muster und dergleichen. Eine kosmetische Kontaktlinse kann durch direktes Drucken eines qualitativ hochwertigen Farbbilds auf die anteriore Oberfläche der Kontaktlinse, schichtweise oder auf einmal, produziert werden. Zunächst einmal kann eine Kontaktlinse klar sein, bevor sie bedruckt wird, oder, alternativ dazu kann eine Kontaktlinse vor dem Bedrucken getönt werden. Wichtig zu beachten ist jedoch, dass jedes kosmetische Merkmal in einer Kontaktlinse um die IRIS aufgebracht. Der zentrale Bereich, der als IRIS bezeichnet wird, ist üblicherweise klar und transparent. Die Methodik des Druckens wird hier nicht erörtert, da sie jenseits des Bereichs der Erfindung liegt.
  • Ophthalmische Linsen oder Kontaktlinsen werden durch Gießformung produziert, einen Prozess, in dem eine Kontaktlinse in einem konkav geformten Hohlraum zwischen einer anterioren (äußeren) Gießform und einem posterioren (inneren) Gießformteil einer Kontaktlinsenbaugruppe ausgebildet wird. Das Monomer wird in die posteriore Gießform gegeben und wird dann mit einer anterioren Gießform abgedeckt, wodurch die Linse in einer gekrümmten Form ausgebildet wird, die dem Profil des konkav geformten Hohlraums folgt. Dann wird durch ultraviolettes Licht eine Polymerisation initiiert, wonach die Linse hydratisiert wird. Eine Linsengießform wird mit einem hohen Grad an Präzision gefertigt, da jeder noch so kleine Mangel sich auf die Qualität des Endprodukts auswirkt. Es gibt viele prozessbezogene Parameter, die sich ebenfalls auf die Qualität der Kontaktlinse auswirken können. Zusätzlich zu einem Riss, zu Kratzern und Brechungsfehlern gibt es weitere kritische Fehler, wo Luftbläschen innerhalb der Linse eingeschlossen werden. All diese Fehler können insbesondere bei kosmetischen Kontaktlinsen, nachdem diese mit Mustern bedruckt wurden, äußerst schwer zu erkennen sein. Solche Produkte ergeben aufgrund einer Infektionsgefahr und anderer damit zusammenhängender Probleme Linsen, die aus medizinischer Sicht nicht zur Verwendung an den Augen geeignet sind.
  • Bezüglich des Prozesses der Herstellung von ophthalmischen Linsen ist es allgemein bekannt, dass eine Massenproduktion von Linsen einen Gießformungsprozess einschließt, der nicht nur die Produktivität steigert, sondern eine Effizienz und Qualität des Prozesses gewährleistet. Aufgrund der Natur des Herstellungsprozesses können jedoch während Prozessen, in denen die Linsen geformt, geschnitten und getrennt werden, Fehler auftreten. Ophthalmische Linsen, insbesondere weiche Tageskontaktlinsen, sind für die Verwendung am menschlichen Auge gedacht, nicht nur, um das Sehvermögen zu korrigieren, sondern auch aus kosmetischen Gründen, wofür sie mit attraktiven Mustern bedruckt werden. Die gedruckten Muster können auch in die Linse eingebettete kritische Fehler unkenntlich machen und somit eine automatisierte Qualitätsprüfung viel schwerer machen und die Implementierung einer speziellen Belichtung, eines optischen Aufbaus und intelligenter Algorithmen erfordern. Da ophthalmische Linsen in großen Stückzahlen hergestellt werden, ist eine manuelle oder selbst eine stichprobenweise Prüfung für die Hersteller keine Option.
  • Der Stand der Technik reagiert auf manche dieser Bedenken mit der Implementierung von Prüfungssystemen im Endverpackungsstadium, was zu spät sein kann, um eine Produktion von noch mehr Fehlern zu verhindern. Die erheblichen Verluste, die aus einer späten Erkennung von Fehlern resultieren, haben dazu geführt, dass bei Herstellern ein Bedarf an Prüfungssystemen besteht, die unmittelbar nach dem Formungsprozess, wo Formungsfehler erzeugt werden, eingegliedert werden, so dass geeignete Maßnahmen ergriffen werden können, um das Problem zu lösen und die Produktion fehlerhafter Linsen zu minimieren.
  • An anderer Stelle werden im Stand der Technik aus verschiedenen Drehwinkeln der Kontaktlinse aufgenommene Bilder verglichen, um Probleme innerhalb der in einer mit Kochsalzlösung gefüllten Küvette suspendierten Linse zu erkennen. Ein Element oder Merkmal, das sich mit dem Drehwinkel der Linse mitbewegt, wird als Ausschuss identifiziert und dementsprechend sortiert. Dieses Verfahren ist zwar effektiv, aber zeitaufwändig und komplex, da es ein Umherbewegen der Linse auf mechanische oder andere Weise beinhaltet, was sie für Inline-Prüfungssysteme ungeeignet macht.
  • Es gibt im Stand der Technik noch mehrere andere Verfahren zum Prüfen von Linsen auf Fehler. Jedoch verwenden sie zum Aufnehmen von Hellfeld- und Dunkelfeldbildern mehrere LED-Belichtungsmodule, die für Formungsfehler nicht optimiert sind. Solche Prüfungssysteme sind bei der Erkennung von Formungsfehlern (Verformungen) innerhalb des Körpers der in Kochsalzlösung suspendierten ophthalmischen Linse beschränkt. Außerdem bringen sie bei Produktwechseln komplexe Aufbauprozeduren und Konfigurationsprozesse mit sich, was sie unflexibel und unskalierbar macht.
  • Ein weiteres üblicherweise verwendetes Prüfverfahren ist die Verwendung von Mikroskopen, um Linsen manuell zu überprüfen. Diese Art von Apparatur ist jedoch für eine Massenproduktion nur schlecht geeignet. Eine Stichprobennahme ist eine weitere, von mehreren Herstellern verwendete Option, aber das Risiko, dass Fehler beim Kunden ankommen, ist hoch, was diese Option unzuverlässig macht.
  • Bei einem typischen Kontaktlinsenprüfprozess wird der Prozess üblicherweise später, in einem Endstadium der Herstellung ausgeführt, wenn die Linsen mit einem Muster bedruckt und mit Kochsalzlösung hydratisiert worden sind. Eine Prüfung in diesem Prozessstadium beinhaltet auch eine Berücksichtigung des Brechungsindex und der optischen Absorption bei der Analyse der Bilder, was zu einer erhöhten Komplexität führt. Noch stärker fällt ins Gewicht, dass bei einer Erkennung eines Formungsfehlers im Endstadium des Prozesses die verzögerte Fehlermeldung auch zu einem erheblichen Materialverlust für den Hersteller führen kann.
  • Das Hauptproblem bei der Prüfung von ophthalmischen Linsen ist die Durchführung ihrer Prüfung nach ihrer Hydratisierung am Ende des Formungsprozesses. Würde die Prüfung unmittelbar nach dem Formungsprozess ausgeführt, könnten etwaige erkannte Probleme oder Fehler schnell analysiert und beseitigt werden, um die produzierte Menge an fehlerhaften ophthalmischen Linsen zu verringern. Es besteht daher ein Bedarf an einer Apparatur, die bei der Erkennung von beim Formen entstandenen Verformungen in kosmetischen ophthalmischen Linsen exakt, wiederholbar und konsistent ist und die leicht in eine bereits vorhandene automatisierte Herstellungsstraße integrierbar ist. Dies ist das Ziel der vorliegenden Erfindung.
  • Abriss der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren für die automatische Prüfung von kosmetischen Kontaktlinsen nach dem Formungsprozess in einem Linsenherstellungssystem bereit. Das System umfasst die Verwendung einer Dunkelfeld-Bilderzeugung, die ein auf Infrarot-LED basierendes Belichtungsmodul nutzt, um Verformungen in einer ophthalmischen Linse, die in einer mit Kochsalzlösung gefüllten Küvette suspendiert ist, aufzuzeigen.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems, das umfasst: eine hochauflösende monochrome Kamera, ein maßgefertigtes optisches Modul, eine auf Glas basierende Küvette, die dafür ausgelegt ist, die Kontaktlinse präzise anzuordnen, wenn diese in Kochsalzlösung suspendiert ist, ein auf Infrarot-LED basierendes Belichtungsmodul zum Belichten der Kontaktlinse und einen Bildverarbeitungscomputer, der in der Lage ist, hochaufgelöste Bilder aufzunehmen und diese im Hinblick auf Verformungen innerhalb einer kosmetischen Kontaktlinse zu verarbeiten. Grundsätzlich gilt, dass sich zwar ein anderer Brechungsindex auf den Brechungswinkel bei gleicher Wellenlänge auswirkt, aber dass sich auch unterschiedliche Wellenlängen auf den Brechungswinkel bei gleichem Index auswirken. Wenn die Kontaktlinse mit einer Beleuchtung belichtet wird, die auf einer sichtbares Licht ausgebenden LED bzw. Visible LED basiert, ist es aufgrund des schmalen Bildwinkels der abbildenden Linse daher möglich, dass gebrochenes Licht nicht vollständig durch die Linse gelangt, was dazu führt, dass manche von den Fehlern nicht aufgezeigt werden. Die auf Infrarot-LED basierende Belichtung mit größeren Wellenlängen weisen im Vergleich zu einer Belichtung, für die eine Visible-LED-Beleuchtung verwendet wird, einen niedrigeren Brechungsindex in Kochsalzlösung und eine geringere optische Absorption des Kontaktlinsenmaterials auf. Daher kann eine auf Infrarot-LED basierende Beleuchtung eine mit einem Muster bedruckte Kontaktlinse durchdringen und Licht an Verformungen innerhalb der Linse mit einem kleineren Winkel brechen, was zu einer verstärkten Fehlererkennung und einer konsistenten Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Prüfung führt.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Apparatur und eines Verfahrens zur Nutzung der Infrarotbelichtung mit größerer Wellenlänge (980 mm), die zu einer verbesserten Bilderfassung von ophthalmischen Linsen führt, insbesondere im Hinblick auf Formungsfehler und viele andere Arten von Verformungen, die sich auf die homogene Eigenschaft sowohl in einer optischen Zone als auch in einer Musterzone auswirken.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Apparatur, die in ein Design eines auf Infrarot-LED basierenden Belichtungsmoduls integriert ist, das elektronisch gesteuert wird, um Licht mit einer programmierten Impulsbreite mit einer ausgewählten Stärke und mit vorab ausgewählten Segmenten von LEDs zu emittieren.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Apparatur, die in ein auf IR-LED basierendes Belichtungsmodul integriert ist, mit der Fähigkeit, während eines Aufbaus und einer Konfiguration Rezeptdateien für verschiedene Vorrichtungen zu erzeugen, die unter anderem Parameter für eine LED-Lichtstärke, eine Triggerimpulsbreite, eine Triggerverzögerung, eine Auswahl von Belichtungsmodulsegmenten, eine Position eines Belichtungsmoduls in Bezug auf ein Objekt enthalten können.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Apparatur, die mit einem auf IR-LED basierendes Belichtungsmodul integriert ist, zum Messen der Stärke einer Belichtung, um durch eine Stromsteuerung des Lichtstärke-Controllers eine konsistente und stabile Leuchtdichte von Licht an dem geprüften Objekt aufrechtzuerhalten.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Apparatur, bei der jedes Linsenmodell mit einem maßgefertigten Glasküvettenprofil gepaart wird, das dem anterioren Profil der Linse folgt, wenn diese in der Kochsalzlösung suspendiert ist, um eine optimale und verstärkte Belichtung zu erreichen, um Formungsfehler aufzuzeigen.
  • Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Apparatur zur Verwendung als Inline-Prüfmodul, das auf einfache Weise in ein automatisiertes Kontaktlinsenherstellungssystem integriert werden kann.
  • Andere Merkmale und Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en), ebenso wie aus den Figuren der Zeichnung, die hierin nachstehend aufgenommen sind, deutlich werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • Die vorliegende Erfindung mag durch die nähere Beschreibung mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen klar werden. Infolgedessen sind die Details der begleitenden Zeichnungen nicht so zu verstehen, als würden sie die Allgemeingültigkeit der vorangehenden Beschreibung der Erfindung außer Kraft setzen.
    • 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die Apparatur 100 umfasst einen Bildverarbeitungscomputer 90, der elektronisch mit einer hochauflösenden Kamera 10 und einem mit dem Belichtungsmodul 30 verbundenen Belichtungsimpuls-Controller 65 integriert ist. An der Kamera 10 ist eine optische Linse 20 montiert, um die in einer Glasküvette mit Kochsalzlösung 30 suspendierte ophthalmische Linse 40 zu betrachten. Das auf LED basierende Belichtungsmodul 30 richtet die Belichtung auf die Kontaktlinse 40. Die Kamera, die Küvette und die Belichtung sind geeigneterweise an der optischen Achse 25 ausgerichtet. Das Belichtungsmodul 30 ist mit einem programmierbaren Controller 65 für Abtastlichtimpulse aussendende LEDs verbunden, um die Triggerimpulsbreite der Belichtung, die Lichtstärke der LED-Segmente und verschiedene andere Parameter zu steuern. 70 zeigt die Herstellungsstruktur des IR-LED-Belichtungsmoduls.
    • 2 zeigt ein aufgenommenes Bild von einer fehlerhaften ophthalmischen Linse, das einen Verformung B1 zeigt, die sich von der optischen Zone zur Musterzone hin erstreckt, wofür ein Belichtungsmodul mit sichtbares Licht abgebenden LEDs verwendet wurde.
    • 3 zeigt ein vergrößertes Bild des Bereichs B1 in 2.
    • 4 zeigt ein Bild, das bei Verwendung eines Belichtungsmoduls mit Infrarot-LEDs von derselben fehlerhaften ophthalmischen Linse wie in 2 aufgenommen wurde und das eine Verformung B2 zeigt, die sich von der optischen Zone zur Musterzone hin erstreckt.
    • 5 zeigt ein vergrößertes Bild des Bereichs B2 in 4.
    • 6 zeigt ein Bild, das bei Verwendung eines Belichtungsmoduls mit sichtbares Licht abgebenden LEDs von einer fehlerhaften ophthalmischen Linse aufgenommen wurde und das in B3 eine andere Verformung zeigt, die sich von der optischen Zone zur Musterzone hin erstreckt.
    • 7 zeigt ein vergrößertes Bild des Bereichs B3 in 6.
    • 8 zeigt ein Bild, das bei Verwendung eines Belichtungsmoduls mit Infrarot-LEDs von derselben fehlerhaften ophthalmischen Linse wie in 6 aufgenommen wurde und das die Verformung in B4 zeigt, die sich von der optischen Zone zur Musterzone hin erstreckt.
    • 9 zeigt ein vergrößertes Bild des Bereichs B4 in 8.
    • 10 zeigt ein Bild, das bei Verwendung eines Belichtungsmoduls mit sichtbares Licht abgebenden LEDs von einer fehlerhaften ophthalmischen Linse aufgenommen wurde und das in B5 eine andere Verformung zeigt, die sich von der optischen Zone zur Musterzone hin erstreckt.
    • 11 zeigt ein vergrößertes Bild des Bereichs B5 in 10.
    • 12 zeigt ein Bild, das bei Verwendung eines Belichtungsmoduls mit Infrarot-LEDs von derselben fehlerhaften ophthalmischen Linse wie in 10 aufgenommen wurde und das die Verformung in B6 zeigt, die sich von der optischen Zone zur Musterzone hin erstreckt.
    • 13 zeigt ein vergrößertes Bild des Bereichs B6 in 12.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Solange nichts anderes definiert ist, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, in der sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die hierin offenbarte Erfindung gehört, verstanden werden. Generell ist die hierin verwendete Nomenklatur in der Technik bekannt und üblicherweise in Gebrauch. Für diese Abläufe werden herkömmliche Verfahren verwendet, wie solche, die in der Technik und verschiedenen allgemeinen Bezugsstellen angegeben werden. Wenn ein Begriff im Singular steht, können die Erfinder damit auch den Plural des Begriffs meinen.
  • Die bevorzugte Ausführungsform in 1 umfasst eine hochauflösende Kamera 10, die mit einer maßgefertigten optischen Linse 20 gekoppelt ist, ein Belichtungsmodul 30, das von einer Beleuchtungsstruktur 70 auf Basis von Infrarot-LEDs gebildet wird und das durch ein Beleuchtungssteuerungs- und Abtastlichtimpulssystem 65, das eine Steuerung einer Impulsbreite, einer Lichtimpulsverzögerung, einer Belichtungsstärke und einer LED-Segmentauswahl ermöglicht, synchron oder asynchron mit der Kamerablende ausgelöst wird. Die geprüfte ophthalmische Linse 40 wird in einer Kochsalzlösung enthaltenden, maßgefertigten Glasküvette 30 suspendiert.
  • Die maßgefertigte Glasküvette 30 ist mit konkaven, konzentrischen und sphärischen inneren und äußeren Oberflächen gestaltet, um eine zusätzliche Brechkraft aufgrund von Oberflächen der Küvette zu vermeiden. Ein Radius der inneren Oberfläche der Küvette ist so gestaltet, dass er größer ist als der Radius der Kontaktlinse, um die Kontaktlinse im Zentrum der Küvette, auf einer Linie mit der optischen Hauptachse 25, positionieren zu können.
  • In einer anderen Ausführungsform kann das IR-Beleuchtungsmodul 30 eine Mehrzahl von Segmenten aus sichtbares und infrarotes Licht aussenden LEDs umfassen. Abhängig von den ausgewählten LED-Segmenten in dem Belichtungsmodul kann der Anwender eine Mehrzahl von Auftreffwinkeln an der zu prüfenden Kontaktlinse erreichen. Jedoch eignet sich die Wellenlänge einer Infrarot-LED dafür, große Brechungswinkel zu umgehen, die üblicherweise bei Wellenlängen einer Visible-LED-Belichtung evident sind. Für eine Prüfung an Kontaktlinsen mit einem Radius von weniger als 15 mm wird der Strahlwinkel der Infrarotbelichtung unter Verwendung einer nicht-reflektiven Oberflächenstruktur 70 begrenzt, um den Auftrefflichtwinkel in Bezug auf die Küvettenoberfläche innerhalb von 10 Grad zu halten. Dieser Winkel kann jedoch durch Anpassen des Abstands von dem Beleuchtungsmodul 30 zum Boden der Küvette 30 gesteuert werden. Wenn eine auf Infrarot-LED basierende Belichtung ausgewählt wird, ist der Brechungsindex von Kochsalzlösung kleiner im Vergleich zu einer Belichtung auf Basis einer Visible-LED-Beleuchtung, was im Endeffekt bedeutet, dass das Profil der Kochsalzlösungsoberfläche sich nicht auf die Bildqualität auswirkt. Daher eignet sich die Infrarotbelichtung für eine Prüfung auf Formungsfehler von klaren, getönten und bedruckten kosmetischen Kontaktlinsen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Belichtungsmodul 30 gesteuert werden, um Licht synchron oder asynchron mit der Kamerablende zu emittieren, um den Leistungsverbrauch zu verringern, der nötig ist, um LEDs zu betreiben, sowie eine gleichmäßige Leuchtdichte aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Lebensdauer der LEDs zu verlängern. Dies kann durch Nutzung eines elektronischen Belichtungsimpuls-Controllers 65 bewerkstelligt werden. Der elektronische Belichtungsimpuls-Controller ermöglicht während des Kamerabilderfassungsprozesses eine Software-Steuerung einer Impulsbreite, einer Lichtstärke der ausgewählten LED-Segmente, einer zeitlichen Verzögerung zwischen Kamerablenden- und Belichtungstrigger abhängig von der Anwendung. Die zeitliche Verzögerung ermöglicht dem ausgewählten LED-Segment, die programmierte Lichtstärke zu erreichen, bevor die Kamerablende für eine Bildaufnahme ausgelöst wird. Dieses Merkmal ermöglicht eine konsistente Gleichmäßigkeit des Bildes zwischen mehreren Bildaufnahmen, die sich in einer optimalen Wiederholbarkeit und Genauigkeit während der Bildanalyse niederschlägt.
  • Es könnten verschiedene unterschiedliche Wellenlängen von LEDs verwendet werden, um dabei zu helfen, unklare und unerwünschte Elemente zu identifizieren. Zum Beispiel könnten Filter verwendet werden, um dabei zu helfen, unerwünschte Wellenlängen von Licht zurückzuweisen und nur die ausgewählten Wellenlängen zuzulassen. Dies verbessert den Kontrast zwischen verschiedenen Arten von Fehlern. Polarisierte, gleichmäßige und ungleichmäßige Beleuchtungsbedingungen könnten angewendet werden, um bei der Identifizierung der Fehler von Interesse zu helfen.
  • 2 zeigt ein Bild der ophthalmischen Linse, das von dem System 100 in 1 unter Verwendung von Visible-LED-Belichtung aufgenommen wurde. Ein wahrscheinlicher Verformung ist im Rahmen B1 gezeigt. Ein vergrößertes Bild des Fehlers ist in 3 gezeigt, wobei die Verformung als weiße Schliere vor einem dunklen Hintergrund gezeigt ist. Ein erheblicher Teil davon ist gegenüber dem aufgedruckten Muster im Vordergrund sehr undeutlich und bleibt verborgen. Abhängig von der Prüfungstoleranzschwelle kann die Verformung als Fehler erkannt werden oder auch nicht. Diese Zweideutigkeit führt zu einem unzuverlässigen Prüfungsergebnis, das die Linse als MANGELHAFT oder OHNE MANGEL interpretieren kann.
  • 4 zeigt ein Bild derselben ophthalmischen Linse wie in 2, aufgenommen durch das System 100 in 1 unter Verwendung von Infrarot-LED-Belichtung. Eine wahrscheinliche Verformung ist im Rahmen B2 gezeigt. Ein vergrößertes Bild des Fehlers ist in 5 gezeigt, wobei die Verformung als helle weiße Schliere sichtbar ist, die sich entlang der klaren IRIS-Zone und des im Vordergrund aufgedruckten Musters erstreckt. Es wird deutlich, dass die Infrarot-LED-Belichtung im Hinblick auf das Aufzeigen von Fehlern unter zwei unterschiedlichen Bedingungen, das heißt, in einer klaren und transparenten Zone und einer gemusterten Zone der ophthalmischen Linse, die Visible-LED-Belichtung klar übertrifft.
  • 6 zeigt ein Bild der ophthalmischen Linse, das von dem System 100 in 1 unter Verwendung von Visible-LED-Belichtung aufgenommen wurde. Eine wahrscheinliche Verformung ist im Rahmen B3 gezeigt. Ein vergrößertes Bild des Fehlers ist in 7 gezeigt, wobei sich die Verformung in undeutlichen, parallelen weißen Linien zeigt, die nur entlang der klaren IRIS-Zone zu sehen sind, aber gegenüber dem gedruckten Muster im Vordergrund kaum sichtbar sind. Abhängig von der Prüfungstoleranzschwelle kann die Verformung als Fehler erkannt werden oder auch nicht, und falls sie erkannt wird, kann es sein, dass die Dimensionen des Fehlers nicht ausreichend genau sind, um sich in einem genauen und konsistenten Ergebnis niederzuschlagen. Diese Zweideutigkeit führt zu einem unzuverlässigen Prüfungsergebnis, das die Linse als MANGELHAFT oder OHNE MANGEL interpretieren kann.
  • 8 zeigt ein Bild derselben ophthalmischen Linse wie in 6, aufgenommen durch das System 100 in 1 unter Verwendung von Infrarot-LED-Belichtung. Eine wahrscheinliche Verformung ist im Rahmen B4 gezeigt. Ein vergrößertes Bild des Fehlers ist in 9 gezeigt, wobei die Verformung sowohl in der klaren Zone als auch in der gedruckten Musterzone deutlicher ist. Es zeigt sich erneut, dass die Infrarot-LED-Belichtung die Visible-LED-Belichtung im Hinblick auf das Aufzeigen von Fehlern unter zwei unterschiedlichen Bedingungen, das heißt, in einer klaren und transparenten Zone und einer gemusterten Zone der ophthalmischen Linse, klar übertrifft.
  • 10 zeigt ein Bild der ophthalmischen Linse, das von dem System 100 in 1 unter Verwendung von Visible-LED-Belichtung aufgenommen wurde. Ein Verformung ist im Rahmen B5 gezeigt. Ein vergrößertes Bild des Fehlers ist in 11 gezeigt, wobei die Verformung in der klaren IRIS-Zone der ophthalmischen Linse nicht sichtbar ist und in der gedruckten Musterzone kaum sichtbar ist. Der Fehler wird in der IRIS-Zone nicht erkannt, kann aber abhängig von der Prüfungstoleranzschwelle in der Musterzone erkannt werden. Die Fehlerdimensionen könnten nicht genau genug sein, um ein exaktes Ergebnis wiedergeben zu können. Diese Zweideutigkeit kann wiederum zu einem unzuverlässigen Prüfungsergebnis führen.
  • 12 zeigt ein Bild derselben ophthalmischen Linse wie in 10, aufgenommen durch das System 100 in 1 unter Verwendung von Infrarot-LED-Belichtung. Der Rahmen B6 ist als möglicher Fehler gezeigt. Ein vergrößertes Bild des Fehlers ist in 13 gezeigt, wobei die Verformung sowohl in der klaren Zone als auch in der gedruckten Musterzone deutlicher ist. Tatsächlich ist der Fehler in der klaren Zone sehr gut verdeutlicht, was zu einem zuverlässigen Prüfprozess führt. Auch hier zeigt sich deutlich, dass die Infrarot-LED-Belichtung die Visible-LED-Belichtung im Hinblick auf das Aufzeigen kaum sichtbarer Fehler der ophthalmischen Linse, unabhängig davon, ob diese in der transparenten Zone oder in der bedruckten Musterzone der ophthalmischen Linse auftreten, klar übertrifft.
  • Die obige ausführliche Beschreibung der Ausführungsform(en) der vorliegenden Erfindung wird nur vorgelegt, um sie leichter verstehbar zu machen, und es sind keine unnötigen Beschränkungen daraus abzuleiten oder hineinzuinterpretieren. Modifikationen der vorliegenden Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen werden dem Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung einfallen und können vorgenommen werden, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, der von den hier beigefügten Ansprüchen umfasst wird. Angesichts der obigen Ausführungen wird deutlich, dass mehrere Ziele der Erfindung erreicht werden und dass auch andere Vorteile erhalten werden. Da zahlreiche Änderungen an den obigen Konstruktionen und Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, sollen alle Gegenstände, die in der obigen Beschreibung enthalten sind, als erläuternd, aber nicht in einem beschränkenden Sinn aufgefasst werden.

Claims (10)

  1. System zur Identifizierung von Fehlern und zur Messung geometrischer Dimensionen in kosmetischen ophthalmischen Linsen, die in eine Kochsalzlösung getaucht sind, wobei das System umfasst: a) mindestens eine Kamera, um Bilder der kosmetischen ophthalmischen Linse zu erhalten, wobei die Kamera eine optische Achse aufweist; b) mindestens ein elektronisch gesteuertes Belichtungsmodul, das mit sichtbares und infrarotes Licht abgebenden LEDs gestaltet ist, das entsprechend segmentiert und geeigneterweise integriert ist, um entlang der vertikalen optischen Achse positioniert zu werden, um Licht in unterschiedlichen Winkeln zu der kosmetischen ophthalmischen Linse zu lenken; c) eine maßgefertigte Glasküvette, die mit konkaven, konzentrischen und sphärischen Oberflächen gestaltet ist, um zu vermeiden, dass der zu prüfenden ophthalmischen Linse mehr Brechkraft hinzugefügt wird, und wobei der Radius der inneren Oberfläche der Küvette so gestaltet ist, dass er größer ist als die Linse, um während der Prüfung eine Anordnung der kosmetischen ophthalmischen Linse im Zentrum der Küvette zu ermöglichen; d) einen Lichtimpuls-Controller, der in das Belichtungsmodul integriert ist, und eine Kamera, die in der Lage ist, unter Verwendung von Visible-LED- und Infrarot-LED-Segmenten mehrere Bilder schnell hintereinander unter unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen aufzunehmen; e) eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Aufnehmen, Verarbeiten und Analysieren mehrerer Bilder, um zu bestimmen, ob die kosmetische ophthalmische Linse passabel oder Ausschuss ist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei: der Belichtungs-Controller eingerichtet ist, die Segmente, die Lichtstärke der Segmente, die Art der Belichtung, die Dauer der Belichtung, eine Zeitverzögerung für einen Kamerablendentrigger in Bezug auf einen Belichtungstriggerimpuls für eine Bildaufnahme zur Minimierung eines Leistungsverbrauchs zu steuern.
  3. System nach Anspruch 1, wobei: Leuchtende Infrarot-LED-Segmente in dem Belichtungsmodul ausgewählt werden, um Verformungsfehler in der kosmetischen ophthalmischen Linse innerhalb eines bedruckten Musterbereichs und einer optischen Zone zu verdeutlichen.
  4. System nach Anspruch 1, wobei: eine Belichtung auf Basis von Infrarot-LED einen kleinen Brechungsindex aufweist, wenn sie durch Kochsalzlösung hindurchgeht, was Verzerrungen einer Bildaufnahme einer in Kochsalzlösung getauchten ophthalmischen Linse effektiv eliminiert.
  5. System nach Anspruch 2, wobei: alle Konfigurationen, die einen Aufbau eines Belichtungsmoduls betreffen, gemäß den in der Rezeptdatei für eine bestimmte Art von kosmetischer ophthalmischer Linse gespeicherten Parametern programmiert sind.
  6. System nach Anspruch 1, wobei: die Auswahl der Beleuchtungskonfiguration des Belichtungsmoduls für jeden Fehlertyp, wie einen Riss, Kratzer und innerhalb des bedruckten Bereichs und der optischen Zone der kosmetischen ophthalmischen Linse eingeschlossene Luftbläschen, variieren kann.
  7. System nach Anspruch 1, wobei: die Bildverarbeitungseinrichtung ferner dazu dient, die erhaltenen Bilder zu analysieren, um einen Hinweis auf vorgegebene Fehler in der kosmetischen ophthalmischen Linse bereitzustellen.
  8. Verfahren zum Prüfen von kosmetischen ophthalmischen Linsen, die folgenden Schritte umfassend: a) Platzieren der Linse innerhalb der maßgefertigten Glasküvette, wobei ein Belichtungsmodul unterhalb der Küvette und einer Kamera zum Aufnehmen von Bildern der Linse positioniert ist; b) Aufnehmen mindestens eines Bildes der in die Kochsalzlösung getauchten Linse, wobei die Segmente von sichtbares Licht abgebenden LEDs leuchten, und zumindest eines zweiten Bildes der Linse, wobei die Segmente von Infrarot-LEDs leuchten; c) nach der Verarbeitung der Bilder: Analysieren und Bestimmen, ob zusätzliche Bilder aufgenommen werden müssen, und geeignetes Modifizieren der Belichtungsmodulparameter, wie Triggerimpulsbreite, Lichtstärke und Segmentierung sowie Kamerablendenaufnahmeverzögerung in Bezug auf einen Belichtungstrigger, und schließlich Entscheiden, ob Infrarot-LEDs oder Visible-LEDs oder eine Kombination von beiden verwendet werden sollen, auf Basis des hervorzuhebenden Fehlers. d) Weiterverarbeiten der Bilder und Identifizieren des Fehlers, gefolgt von einer Klassifizierung und Sortierung der Linse gemäß den Fehlern; e) Nutzen der Brechungsindexeigenschaft der Kochsalzlösung bei der Belichtung mit Infrarot-LED-Belichtung, um die Position und die Dimension von Formungsfehlern innerhalb des bedruckten Bereichs und der optischen Zone der Linse exakt identifizieren zu können.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei: die Bildverarbeitungseinrichtung Rezeptdateien für jeden verschiedenen Typ von kosmetischer ophthalmischer Linse in Bezug auf Konfigurationen einschließt, die Lichtstärke, Segmentierung von LEDs, Belichtungstyp, das heißt Infrarot- oder Visible-LEDs, Position der Belichtung in Bezug auf die Linsenküvette, Triggerimpulszeitverzögerungen zwischen Kamera und Belichtung und die Anzahl von Bildern, die mit jeder Belichtungskonfiguration aufgenommen werden sollen, umfassen.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei: die Bildverarbeitungseinrichtung eine Belichtung mit größerer Wellenlänge nutzt, um Fehler, wie Formungsfehler, innerhalb des gedruckten Musters und der optischen Zone der Linse zu verdeutlichen, da der Brechungsindex bei solchen Wellenlängen geringer ist.
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