JPH06229878A - 眼レンズを自動的に検査する方法およびシステム - Google Patents
眼レンズを自動的に検査する方法およびシステムInfo
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Abstract
よびシステムを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の方法は光線をレンズを通して画素ア
レー上に直射する工程および各画素にその画素上の光線
の強度を表わすデータ値を割り当てる工程を含む。その
データ値は所定のプログラムに従って処理され、そのレ
ンズが所定の状態の何れかを含むかどうか判定される。
Description
ズのような眼レンズを検査する方法およびシステム、さ
らに詳しくは照明ビームがレンズを通して直射されてそ
の像を形成するタイプのレンズ検査法およびシステムに
関する。
タクトレンズは典型的に高度の精密度および正確度を伴
って製造される。にも関わらず、まれに特定のレンズが
欠陥を含むことがあり、このためコンタクトレンズは消
費者に販売される前に確実にそのレンズが消費者の使用
に適格であるかどうか検査される。
おいては、多数のレンズは照明ビームが各レンズに透過
されるレンズ検査位置を通って各レンズを一度に動かし
て運ぶレンズキャリヤーに配置される。この照明ビーム
は次にスクリーン上に焦点を合せられ、その上にレンズ
の像を形成し、そしてオペレーターがその像を観察して
レンズが欠陥を含んでいるかどうか判定する。消費者の
使用に不適当なレンズをもたらす欠陥または傷がある場
合、レンズは検査システムから取り除かれるか、または
それがその後使用者に販売されないように識別される。
頼性がある。それでも、このシステムは改良できるもの
と考えられる。例えば、このシステムは比較的速度が遅
く、また高価である。これは、人間のオペレーターがス
クリーン上に形成されるレンズ像の焦点を合せ、欠陥が
ないかどうか像の全体をチェックしなければならないた
めである。したがって、レンズが欠陥を含むかどうか判
定するためレンズの形成像を分析する画像処理装置を使
用することにより、レンズ検査のコストを下げ、検査の
スピードを増加することができると考えられる。
ンズを合格または不合格とするオペレーターの決定には
幾らか主観的な考察が含まれ、それはオペレーターごと
に異なり、また同一のオペレーターでも時々異なること
がある。典型的には、オペレーターが誤って不合格とす
ると、それにより良好なレンズが時々消費者の使用に不
適当であると識別される。したがって、検査システムは
レンズが合格かどうかを均一に決定するよう適合するこ
とのできる、より一定した手順を付与することにより改
良できる。
を検査する方法およびシステムを改良することである。
どうかを判定するため、レンズの像を形成し、次いで画
像処理装置を使用してその像を分析することである。
使用に適格であるかどうかを判定するために、画像処理
装置を使用し、そしてはっきりした標準的で均一な手順
に従って処理することである。
を通して画素アレー上に直射し、そして画素上の光線の
強度に従ったデータ値を各画素に割当てる工程を含む、
自動的に眼レンズを検査する方法を用いて達成される。
本法はさらに、所定のプログラムに従ってこれらのデー
タ値を処理してレンズが複数の所定の状態を含むかどう
かを判定する工程を含む。
ップ(gap)またはその上に余分な部分(extra
pieces)があるかどうかレンズを検査するのに
使用できる。これを行なうために、外縁の像を画素アレ
ー上に形成し、次いでギャップまたは余分な部分につい
て外縁を調べることができる。このようなギャップまた
は余分な部分がある場合、ギャップおよび余分な部分の
画素は高いデータ値が割当てられ、またギャップおよび
余分な部分を強調するためギャップおよび余分な部分に
隣接する追加の画素にも高いデータ値が割当てられる。
次に、レンズの縁上の画素そのものは低いデータ値が割
当てられ、それによりギャップおよび余分な部分の中
の、またはこれらに隣接する画素のみが高いデータ値を
有する。高いデータ値を有する連続した画素の各グルー
プの面積を計算し、所定の標準規格と比較して、画素グ
ループが消費者の使用に不適当なレンズをもたらす欠陥
を示すかどうかを判定できる。
明の好ましい態様を特定し、示す添付図面を参照して、
次の詳細な説明を考察することにより明らかである。
ック図であり、一般にシステム10は輸送サブシステム
12、照明システム14、画像化サブシステム16およ
び画像処理サブシステム20からなる。システム10の
好ましい態様において、輸送サブシステム12はレンズ
キャリヤー22およびサポートアセンブリー24(図4
に示す)を含み、そして照明サブシステム14はハウジ
ング26、光源30並びにミラー32および34を含
む。また、この好ましいシステム10において、画像化
サブシステム16はカメラ36、ストップ40およびレ
ンズアセンブリー42を含む。さらに詳しくは、図8を
参照すると、カメラはハウジング44、画素アレー46
およびシャッター50を含み、そしてレンズアセンブリ
ーはハウジング52、一対のレンズ54および56、並
びに複数のバッフル60を含む。図1に示されるよう
に、画像処理サブシステム20はプレプロセッサ62、
メインプロセッサ64、およびキーボード66のような
入力手段を含み、そしてさらに好ましくはサブシステム
20はメモリユニット70、ビデオモニタ72、キーボ
ード端末74およびプリンタ76を含む。
を一度にレンズ検査位置に動かすため所定の経路に沿っ
て多数の眼レンズを動かすべく備えられており、また図
1はこのようなレンズ80がこのレンズ検査位置にある
ことを示している。照明サブシステム14は連続光パル
スを発生し、そしてそれぞれの光パルスを光路82上
に、またレンズ検査位置を通過して移動する各眼レンズ
に直射するため備えられている。サブシステム16は眼
レンズを透過した光パルスの所定の部分を示す一連の信
号を発生し、次いでこれらの信号を処理サブシステム2
0に送信する。画像処理サブシステムはこれらの信号を
サブシステム16から受信し、これらの信号を所定のプ
ログラムに従って処理して検査対象の各レンズの少なく
とも1つの状態を判定する。下記で詳しく説明されるサ
ブシステム20の好ましい態様において、そのサブシス
テムは検査されたレンズがそれぞれ消費者の使用に適格
であるかどうかを決定する。
の眼レンズを検査するために使用できる。本システムは
特にコンタクトレンズを検査するのに適しており、図2
および3は例えばシステム10で検査されうるコンタク
トレンズ84を示している。レンズ84は一般に前面8
6および後面90を含む半球形であり、そしてレンズは
中央の光学的領域84aおよび外側の領域84bを形成
する。レンズは実質的に均一な厚みを持つが、図3aに
示されるように、レンズの厚みはレンズの外縁に直に接
する環84c上を徐々に減少する。
説明するものである。上記したように、このサブシステ
ムは好ましくはレンズキャリヤー22およびサポートア
センブリー24を含む。さらに詳しくは、このサポート
アセンブリーは並進テーブル92、第1のステッピング
モーター94および第2のステッピングモーター96を
含み、また並進テーブルはベース部材100およびフレ
ーム102,104を含む。
レンズを保持するために備えられており、図5および6
はレンズキャリヤーを詳細に示している。そこに図示さ
れているように、レンズキャリヤーは長方形のベース部
材106およびベース部材に連結された多数のレンズ検
査用カップ110を含む。好ましくは、各カップは円錐
台の側面110a、およびカップの側面に一体となって
連結しており、またその下方から伸びている半球形状の
底部からなる。さらに、各カップの底部は好ましくはカ
ップ中に置かれた眼レンズ84の曲率半径よりも約10
%大きい一定の曲率半径を有し、そして底部110bの
直径は眼レンズの直径よりも大きい。また、各カップの
側面はカップの軸に関して約20°の傾きで伸びてお
り、そして各側面の厚さは好ましくは約0.010イン
チ以下である。
リヤー22において、各カップ110の上部の直径は約
22mmであり、そして各カップの深さは好ましくは検査
対象のレンズの直径よりも大きく、例えばコンタクトレ
ンズの場合、典型的には20mmである。図5および6に
示されるように、レンズキャリヤーは3×4列の検査用
カップを含む。検査用カップは他の配置で配列すること
ができる;例えばカップは3×3列、3×8列、4×8
列、3×10列または4×10列に配列することができ
ることは当業者ならば容易に理解できよう。
材106はポリ塩化ビニルプラスチックのような実質的
に透明な材料で作られたものである。さらに、好ましく
はカップ110およびベース部材106は互いに一体と
なって成形されており、また比較的薄く、それによりコ
ストが減少され、そして実際問題としてキャリヤーは1
回の使用で捨てることが可能になる。
とは、レンズ検査用カップを再使用する時にしばしば起
こるカップの掻き傷の形成を実質的に減少または除去す
る。
はカップの中のレンズの傷または欠陥として判断される
ため、容易に使い捨てのできるレンズキャリヤーを使用
することはレンズ検査プロセスの正確度を改善する。
ような流動液112で部分的に満たされ、そして各々の
眼レンズは各カップの底に置かれ、完全に溶液の中に浸
される。レンズがカップの中に置かれると、カップはカ
ップの上記の形状およびパラメーターによりレンズを自
動的にカップの底部の中心に置くようにする。
ブリー24はレンズキャリヤーを支え、そしてその中の
各レンズを一度にレンズ検査位置に動かすためレンズキ
ャリヤーを動かすべく備えられている。好ましくは、サ
ポートアセンブリー24はレンズキャリヤー22を連続
的に所定の経路に沿って動かしてレンズ84を平滑にそ
のレンズ検査位置に進ませ、通過させる。例えば、サポ
ートアセンブリーはレンズキャリヤーを、そのキャリヤ
ーのカップ110が一度にカップ1列ずつレンズ検査位
置を通過し、そして各列のカップがレンズ検査位置を通
過した後、サポートアセンブリー24がキャリヤー22
を動かして他の列のカップをレンズ検査位置と一直線に
合わせるように設計することができる。
リー24において、並進テーブル92のフレーム102
は図4に見られるようにその上で左右へと横方向に動く
ためベース100により支えられ;フレーム104は図
4に見られるようにその上で上下に動くためフレーム1
02により支えられ;そしてレンズキャリヤー22はそ
れらと一緒に動くためフレーム104上で支えられる。
ステッピングモーター94はベース100上に取り付け
られ、フレームがベース部材を横切るようにフレーム1
02に連結され、そしてステッピングモーター96はフ
レーム102上に取り付けられ、フレーム104を動か
すようにこのフレームに連結される。
ッピングモーター94,96をサポートアセンブリー2
4に使用することができる。さらに、他の適当なサポー
トアセンブリーが知られており、これらを所望の様式で
レンズキャリヤー24を動かすのに使用できることは当
業者ならば容易に理解できよう。
4および16は一緒になって、暗視野照明と呼ばれる効
果を発生かつ利用してレンズ検査位置を通過する眼レン
ズを検査する。この方法において、像はレンズを透過し
た光を散乱または反射する眼レンズの特徴として画素ア
レー46上に形成される。本当に非常に有効な方法であ
る暗視野照明法は、眼レンズの幾つかの通常の特徴と同
様にすべての欠陥は本質的に光を散乱するため眼レンズ
の傷または欠陥を検出するのに使用でき、そしてたまり
(Puddle)と呼ばれるもののような非常に薄く浅
い欠陥でさえ、暗視野照明法を使用して容易に検出でき
る。
することができ、それには眼レンズ114、平行光線1
16、一対のレンズ120および122、不透明ストッ
プ124、並びに画素アレー126が示されている。光
線116は眼レンズ114を透過し、次いで結像レンズ
120に入射する。照明ビーム116がレンズ114に
入射した時に完全に平行化されると、そのビームはレン
ズ120の後側焦点に収束される。たとえ照明ビーム1
16が眼レンズ114により全く影響を受けなくても、
そのビームはレンズ120に入射した時に完全に平行化
されず、またビーム116はレンズ120の後側焦点あ
たりに最小混同の円と呼ばれる小さな円を形成する。ス
トップ124は結像レンズ120のもう一方の側、すな
わちその後側焦点に位置し、そのストップのサイズはレ
ンズ120の後側焦点で照明ビーム116により形成さ
れる円状の像よりも僅かに大きいものであるように選択
される。
ム116の散乱または屈折が何れも存在しないと、光線
はストップ124を透過せず、画素アレー126は完全
に暗くなる。しかし、ストップ124を捕え損うのに十
分な程光を屈折するレンズ114の特徴は何れも、光を
幾らか画素アレー上に入射させる。眼レンズ114は画
素アレー126の位置に対して光学的に共役している位
置にあり、したがって光線がストップ124を透過する
と、その光線はその光を散乱した眼レンズ114の存在
物として画素アレー上に像を形成する。
明効果を発生かつ利用するための好ましい装置を示す。
特に、この図は好ましい照明サブシステムおよび画像化
サブシステムをより詳しく説明する。この国に示される
ように、サブシステム14はハウジングまたはケーシン
グ26、光源30、ミラー32および34、絞り13
0、電源132、制御回路134、第1および第2の調
整可能なサポート手段136および140、並びに出射
窓142を含む。また、サブシステム16はカメラ3
6、ストップ40およびレンズアセンブリー42を含
む。さらに詳しくは、カメラ36はハウジング44、画
素アレー46およびシャッター50を含み、そしてレン
ズアセンブリー42はハウジング52、レンズ54およ
び56、並びにバッフル60を含む。
サブシステムの他の構成要素のための保護用囲いであ
り、そして光源30、ミラー32および34、並びに絞
り130はすべてそのハウジングの中で固定される。さ
らに詳しくは、ハウジング26は垂直な主脚26a、上
部および下部の水平な脚26bおよび26cを含み、ま
た光源30はハウジングの主脚の内部に位置する。ミラ
ー32は脚26aおよび脚26cの交点に固定されてお
り、ミラー34は脚26cの遠端部に隣接しており、そ
して絞り130はミラー32とミラー34の間の脚26
cの内部に位置する。ハウジング26はまたミラー34
のすぐ上にある開口部26dを形成し、窓142はその
開口部に固定される。使用時に、光源30は多数の光フ
ラッシュまたはパルスを発生し、これらの各パルスを光
路82上に直射する。ミラー32はこの光路上に位置
し、光パルスを絞り130を通ってミラー34上に直射
し、次いでこれは図8の144を参照して光パルスを窓
142、レンズ検査位置を通って上方に、また画像化サ
ブシステム16に向けてまたはその上に直射する。
る光の特定の方向を調整することのできる調整可能なサ
ポート手段136上に取り付けられ、そしてミラー34
はそのミラーから反射する光の特定の方向および特定の
位置を調整することのできる他の調整可能なサポート手
段140上に取り付けられる。さらに詳しくは、図8に
示されるサブシステム14の好ましい態様において、サ
ポート手段136はハウジング26に固定され、2つの
相互に垂直な水平軸の廻りを旋回する可傾式台を含む。
また、サブシステム14のこの態様において、ミラーサ
ポート手段140は可傾式台140aおよび並進台14
0bを含み、そしてミラー34は前者の台に取り付けら
れ、次いでこれは後者の台に取り付けられる。台140
bは図8に見られるように左右へと横方向に移動可能で
あり、それによりミラー34の横方向の位置を調整する
ことができ、また台140aは2つの相互に垂直な水平
軸の廻りを旋回し、それによりミラー34の特定の角度
を調整することができる。
144に位置する眼レンズを透過した光パルスを受け取
り、そしてこれらの眼レンズを透過した光の所定の部分
を示す一連の信号を発生する。さらに詳しくは、画素ア
レー46はシャッター50のすぐ後ろのカメラハウジン
グ44の内部に配置され、そして画素アレーは好ましく
はそれぞれがそのセンサーに入射する光の強度に比例す
る大きさを有する、またはその強度を示す電流を発生す
ることのできる多数の光センサーからなる。
あり、特に画素アレーの多数の個々の光センサーを示
す。この図によれば、好ましくはこれらの光センサーま
たは画素は所定の数の行および列の均一な格子に配列さ
れ、例えばその格子は1000列、1000行に配列さ
れた100万画素からなる。好ましくは、その格子にお
いて、画素は多数の均一に間隔の置かれた行および多数
の均一に間隔の置かれた列を形成し、そしてアレーの最
端部にある画素を除けば、各画素は隣接した8画素を有
する。例えば、画素146aは隣接した8画素、すなわ
ちすぐ上にある画素146b、すぐ下にある画素146
c、それぞれすぐ左および右にある画素146dおよび
146e、並びにそれぞれ右上、左上、右下および左下
にある画素146f,146g,146hおよび146
iを有する。
よびレンズ54,56はシャッター50の前方にあり、
互いに画素アレーおよびカメラシャッターと同軸に揃え
られる。ストップ40はレンズ54および56の間、実
質的にレンズ54の後側焦点面に位置し、そしてレンズ
56は画素アレーがこのレンズ56の後側焦点面にある
ように位置する。好ましくは、レンズ54,56および
ストップ40はハウジング52の内部に取り付けられ、
またこれはカメラ36の前端に取り付けられる。さら
に、一連の環状部材で構成されうるバックル60は好ま
しくはそれを通って走行する光を平行化するのに役立つ
ようにハウジング52の長さに沿って間隔を置いて取り
付けられる。
の特定の位置において、検査対象の特定の眼レンズを透
過した光線の殆んどまたは全てはレンズ54によりスト
ップ40上に焦点を合せられ、それにより画素アレー4
6上に入射しない。しかしながら、眼レンズの正常な特
徴を通過する光と同様に、眼レンズの異常な特徴を通過
する光の幾らかはこの光がレンズ54によってはストッ
プ40上に焦点を合せられずに、その代りストップを透
過し、画素アレー46上に入射するように十分屈折され
うる。さらに、レンズ検査位置は画素アレー46の位置
と光学的に共役する位置に配置され、それによりストッ
プ40を透過する光はその光を散乱した眼レンズの存在
物として画素アレー上に像を形成する。
明するための非常に有効な方法であり、そして図10は
眼レンズ、特に図2および3に示されるコンタクトレン
ズ84を透過した光線により画素アレー46上に形成さ
れた像を示す。レンズを透過した光の殆んどはストップ
40により画素アレーからブロックされる。しかしなが
ら、レンズの環84cの不均一な厚さにより、レンズの
この部分を透過した光はストップ40を屈折し、画素ア
レー46上に入射し、そのアレー上に環の画像を形成す
る。レンズ84の他の欠陥もまた画素アレー上に照明領
域を生成する。例えば、たまりのような薄く浅い欠陥で
さえ画素アレー上に見い出すことができる。特に、たま
りがレンズの内部に存在する場合、そのたまりは画素ア
レー上に暗視野における明るい輪郭として容易に現わ
れ、そしてたまりがレンズの周囲の領域に存在する場
合、そのたまりは画素アレー上に明視野における暗い線
として容易に現われる。また、コンタクトレンズの周囲
の領域はくさび形の断面を有するため、その周囲領域は
ストップ40を通過した光を十分に屈折し、それにより
全体の領域が画素アレー46上に暗視野における明白色
の環150として現われる。
サブシステム14および16に使用できることは当業者
ならば容易に理解できよう。例えば、光源30はハママ
ツ(Hamamatsu)社製の短アークキセノンフラ
ッシュランプであってよい。この特定のフラッシュラン
プはアーク安定性および寿命の独特な組合せを有し、そ
してこのフラッシュランプの出力は±2%定格であり、
その寿命は109 フラッシュである。
態様のサブシステム16において、第1結像レンズ54
は物体に対してレンズの光軸の2.5°以内に回折の制
限された、焦点距離が100mmの無彩レンズであり、そ
してレンズ54は黒色アルマイト管に取り付けられ、内
部のバッフル60は管の内壁からの光の反射によるコン
トラストの低下を防止する。第2レンズ56は焦点距離
が50mmの標準的なF−1.8ニコン(Nikon)レ
ンズである。第1レンズ54のためのバレルの端部は5
0mmレンズのハウジング中に入れられた紫外線くもりフ
ィルター上に接合される。
インチの小さなプラスチック製の円であり、ストップを
所定の場所に固定するため接着剤を含む。適当なストッ
プは商業的に入手することができ、プリント回路板用の
手仕事の配置作業においてはんだパッドマスクとして使
用され、そしてこれらのストップは種々のサイズで入手
できる。ストップ40の好ましいサイズはシステム10
の他のパラメーターに応じて変化し、そしてストップの
所定のサイズは好ましくはコントラスト、整合の容易さ
および振動に対する感度が最良に歩み寄るように選択さ
れる。
されたカメラはビデック(Videk)社により販売さ
れている高解像度のカメラであり、これは標準ニコンマ
ウントレンズを取り付けできる。F−1.8 50mmニ
コンレンズ56が初めにカメラ36上に取り付けられ、
次いでレンズ54のハウジングがレンズ56上に組み込
まれる。このビデックカメラの有効視野は13.8×1
3.8mmであり、これは例えばコンタクトレンズの最大
サイズよりも約10〜15%大きい。検査の正確度を最
適なものにするため、検査対象の眼レンズができるだけ
多くカメラ36の視野を占めることが望ましい。したが
って、自動的に検査対象のレンズの中心が出るように調
節することにより、レンズキャリヤー22の検査用カッ
プ110はそのカメラで得られる解像度を最大に利用で
きる。
置は幾つかの利点を有する。第1に、光路82は折り曲
げられるため、フラッシュランプ30はレンズ検査位置
144にある眼レンズからかなり遠い所に配置すること
ができ、これにより眼レンズにおいて非常に平行化され
た光線が得られる。第2に、ストップ40上の弧形像の
サイズは実質的に、弧の物理的サイズに(i)ランプ3
0からレンズ54までの距離と(ii)レンズ54からス
トップ40までの距離との比を掛けたものに等しい。図
8に示される好ましい配置はまた、弧形像のサイズを最
小限にし、そのためより小さなストップの使用が可能に
なり、結果としてより大きな感度が得られる。第3に、
虹彩絞り130は光線82の断面積、すなわちその光線
により照明される領域を制限する。好ましくは、絞り1
30はその光線が検査対象の眼レンズの直径よりも約1
0〜15%大きい円形部を照明するように光線82の断
面積またはサイズを調整するため使用される。照明ビー
ム82のサイズを制限することにより、画素アレー上に
形成される像とそのアレーの残りとの間のコントラスト
が改善され、特に、レンズ検査用カップの加工物から散
乱する光の量を排除または実質的に減少する。この散乱
した光は画素アレー46上にバックグラウンド光として
現われ、画素アレー上の問題の画像とそのアレーの残り
との間のコントラストを減少する。
ましい配置において、システムの倍率、すなわち画素ア
レー46上の眼レンズの画像サイズとその眼レンズの実
際のサイズとの比は、第2レンズ56の焦点距離と第1
レンズ54の焦点距離との比にほぼ等しい。実際の倍率
はまた、レンズ54および56間の距離、並びに検査対
象の眼レンズの第1結像レンズ54からの距離に依存す
る。さらに、可傾式台140aおよび並進台140bに
よりミラー34の反射した光線の中心を調整して画像化
光学的サブシステム16の軸と整合することができる。
は大体第1レンズ54の焦点距離だけ離れた2つのレン
ズ54および56を含む。2つのレンズを使用する必要
はないが、2つのレンズを使用することはサブシステム
14および16の種々のパラメーターをよりコントロー
ルするため好ましく、例えばそれはサブシステムの倍率
からの後側焦点面および画像面間の分離を切り離す。
一般に152,154および156と番号付けた別の光
学配置を示す。これらはシステム10において光線82
をレンズ検査位置およびその位置に保持された眼レンズ
を通って、ストップ40および画素アレー46上に直射
するため使用することができる。
0上に結像し、検査対象のレンズを画素アレー46上に
結像する唯一のレンズ160を含む。さらに詳しくは、
図11aに示される光学配置はミラー162、結像レン
ズ160およびストップ40を含み、そしてこの図はま
た164に図示されているレンズホルダー、検査対象の
眼レンズ166および画素アレー46を示す。この配置
において、光線82または光源30からのパルスはミラ
ー162に直射され、次いでこれはその光をレンズ16
6を通って結像レンズ160に直射する。それにより、
レンズ160に直射された光の殆んどは焦点がストップ
40上に合わせられるが、レンズ166のある種の特徴
は光を十分に屈折し、その結果この屈折した光はストッ
プ40を透過し、画素アレー46上に焦点が合わせら
れ、その上にストップ40を透過する光の原因となった
レンズ166の特徴の像を形成する。図11aの配置は
カメラ36のCCDスクリーンが上記の高解像度のVi
dekカメラのCCDスクリーンよりも大きい場合好ま
しい配置となりうる。
トップ40上に結像する機能と検査対象の眼レンズを画
素アレー46上に結像する機能とは分離されている。詳
しくは、この配置はミラー170、レンズ172,17
4およびストップ40を含み、そして図11bはまたレ
ンズホルダー164、眼レンズ166および画素アレー
46を示す。この配置において、光源30からの光線8
2はミラー170上に直射され、そしてこのミラーはそ
の光線をレンズ172に直射する。レンズ172はその
光を眼レンズ166全体に直射し、そしてレンズ166
を透過した光の殆んどはストップ40上に焦点が合わせ
られる。レンズ166のある種の特徴はストップ40か
ら光を屈折するが、この屈折した光はレンズ174に入
射し、これはその光の焦点を画素アレー46上に合わ
せ、その上にストップ40を通過した光を屈折する原因
となったレンズ174の特徴の像を形成する。図11b
のレンズ配置の利点は2つのレンズ172および174
の作用が完全に独立していることである。
に示される光学配置と非常に似ているが、配置156は
ミラー32または絞り130を含まない。さらに詳しく
は、配置156はミラー176、レンズ180,182
およびストップ40を含み、そして図11cはまたレン
ズホルダー164、眼レンズ166および画素アレー4
6を示す。図11cの配置において、光源30からの光
線82はミラー176上に直射され、これはその光をレ
ンズ166を通って第1レンズ180上に直射する。レ
ンズ180に直射された光の殆んどは焦点がストップ4
0上に合わせられるが、レンズ166のある種の特徴は
十分に光を屈折し、その結果この光はストップ40を通
って第2レンズ182上に透過され、そしてこのレンズ
182はこの光の焦点を画素アレー46上に合わせる。
この配置において、レンズ180はレンズ182とは別
に光源をストップ上に結像する。しかしながら、レンズ
180および182は共にレンズ166の欠陥を画素ア
レー46上に結像するのに含まれる。
は照明サブシステム14および画像化サブシステム16
の操作を輸送サブシステム12の操作と同期させるた
め、特に光源30を作動して光パルスを発生させたり、
レンズがレンズ検査位置144にある時カメラシャッタ
ー50を開いたりするための、制御サブシステムを含
む。好ましい制御サブシステムは図12aに詳しく示さ
れている。この好ましい制御サブシステムにおいて、輸
送サブシステム12はそれぞれレンズ検査用カップが1
個づつレンズ検査位置に配置される度毎に電気信号を発
生する。この信号は例えばステッピングモーター94、
または並進テーブル92のための他の駆動装置により、
あるいはそれぞれレンズ検査用カップが1個づつレンズ
検査位置に到達する度毎に動作するリミットスイッチに
より発生しうる。好ましくは、この信号はカメラシャッ
ター50に伝達されてそのシャッターを開き、また短い
間電気信号を送らせる遅延回路184に伝達されてカメ
ラシャッターを完全に開き、そしてこの短い遅れの後、
この電気信号はランプ駆動装置134に伝達されて光源
30を作動させる。
おいて、図12bを参照すると、眼レンズがレンズ検査
位置にある時に輸送サブシステムはカメラ36および遅
延回路184の両方に24ボルトのパルスを発生し、伝
達する。カメラのシャッターはこのパルスの前縁に応答
して開き、そして完全に開くまで約9ミリ秒かかる。遅
延回路は信号のランプ駆動装置134への伝達を約15
ミリ秒送らせ、そしてこの遅れの後、このトリガーパル
スはランプ駆動装置に伝達される。このトリガーパルス
の前縁はSCRを作動してフラッシュランプ30を点火
する。この点火時に、ランプは導電性になり、そして予
め充電されたコンデンサーがランプを通して放電され
る。容量およびそれに充電された電圧はランプにより放
出された光エネルギーの総量および光パルスの持続時間
を決定する。一方、インターフェース回路はカメラシャ
ッターを約30ミリ秒間、開放してからシャッターを閉
じる。
ことにより、レンズ検査中における画素アレー46の周
囲の光の積分が回避または実質的に減少される。また、
好ましくは高電圧の電源、ランプ駆動回路および充電用
コンデンサーが照明光学系を含むハウジング構造26に
取り付けられる。
を停止する必要がないような短い時間で画素アレー46
上の像を捕らえることができる程十分である。したがっ
て、輸送サブシステム12は好ましくは画像化サブシス
テム16の下で連続的に眼レンズの配列を動かすように
設計される。この眼レンズ配列の連続的で平滑な動きは
画像化プロセスに干渉しうるカップ110中の溶液11
2の上面の波しわまたは他の障害の発生を減少または排
除するため有利である。
14および画像化サブシステム16の所望の同期または
配置を他のやり方で行なうことができることは当業者な
らば容易に理解できよう。例えば、光源30を作動さ
せ、シャッター50をレンズ検査位置144へのレンズ
の配置と一致するように選択される所定の時間間隔で開
くことができる。
作用を最小限にするため、照明,画像化および輸送サブ
システムをハウジング(図示せず)中に密閉してもよ
い。そのハウジングは透明な表戸、または近づいてハウ
ジングの内部を観察できる透明な窓を有する表戸を備え
ていてもよく、そしてそれらの表戸の透明な部分は照明
および画像化プロセスにおける周囲の部屋の明かりの作
用を最小限にするために着色してもよい。
ブロック図である。このサブシステムにおいて、画素ア
レーからの電気信号は直列および並列形式を組合わせて
プレプロセッサ62に伝達される。プレプロセッサ62
に伝達されるこれらの電気信号はその信号を発生した特
定の画素を用いて適当なやり方で識別することができ
る。例えば、カメラ36の画素からの信号は所定の定期
シーケンスでプレプロセッサ62に伝達することがで
き、そしてクロック信号もまたカメラからプレプロセッ
サに伝達してそのシーケンスの開始または所定の区間を
識別することができる。あるいは、プロセッサ62に伝
達された各信号はその信号を発生した特定の画素を識別
するヘッダまたは他のデータタブを備えていてもよい。
の各電流信号をそれぞれディジタルデータ値I0 に変換
し、そしてそのデータ値をその電気信号を発生した画素
のアドレスと関連したアドレスを有するメモリロケーシ
ョンに記憶させる。これらのデータ値はプロセッサ64
に利用でき、バスライン186を介してそれに伝達する
ことができる。好ましくは、下記で詳しく説明されるよ
うに、各データセットはそれぞれアレー46の各画素と
関連したデータ値を有する多数の追加のセットのデータ
値I1 ……In が発生し、そしてプレプロセッサ62は
多数のメモリセクションまたはボードを含み、これらは
それぞれこれらのデータ値の各セットを記憶させるため
に使用される。
てプレプロセッサ62に連結され、そのプレプロセッサ
からデータ値を入手し、またデータ値をそれに伝達す
る。下記でより詳しく説明されるように、プロセッサ6
4はプレプロセッサに記憶されたデータ値を処理、解析
してシステム10により検査された各レンズの少なくと
も1つの状態またはパラメーターを識別するように、例
えば各レンズが消費者の使用に適格であるかどうかを判
定するようにプログラミングされる。
結され、データ値を受け取り、永久にまたは半永久に保
持する。例えば、メモリディスク70はプロセッサ64
により使用される種々のルックアップテーブルを備えて
いてもよく、またメモリディスクは、レンズ検査プロセ
スに関係する、またはそれにより得られたデータを記憶
させるために使用してもよい。例えば、メモリディスク
70は所定の日数または期間中に検査されたレンズの総
数、あるいは所定のサンプルまたはグループのレンズで
見い出された欠陥の総数、タイプおよびサイズの記録を
取るため使用してもよい。
れ、オペレーターがそれに入力し、そしてキーボード端
末74はそのプロセッサ中に入力されるデータまたはメ
ッセージを視覚的に表示するために使用される。モニタ
72はプレプロセッサ62に連結され、プレプロセッサ
に記憶されたデータ値からビデオ画像を形成するために
備えられている。例えば、I0 データ値はモニタ72に
伝達され、画素アレー46上に形成された実像の画像を
それに形成することができる。他のセットのデータ値I
1 ……In はモニタ72に伝達され、その実像の厳密な
または処理された画像を形成することができる。プリン
タ76は直列/並列コンバータ190を介してプロセッ
サ64に連結され、プロセッサ64からプリンタに伝達
された所定のデータ値の目に見える永久的な記録を与え
る。サブシステム20が他のまたは追加的な入力および
出力装置を備えていてもよく、それによりオペレーター
またはアナリストがプロセッサ64、プレプロセッサ6
2およびメモリユニット70を相互作用させることがで
きることは当業者ならば容易に理解できよう。
のであり、当業者に良く知られている。好ましくは、プ
ロセッサ64は高速ディジタルコンピューターであり、
そしてモニタ72は高解像度のカラーモニタである。ま
た、例えばプレプロセッサ62はデータキューブ(Da
tacube)信号処理ボードの組立品であってよく、
そしてプロセッサ64はサン 3/140 ワーク ス
テーション(Sun3/140 work stati
on)であってよい。
すぐ下を通過する度毎に、光は眼レンズを通って伝達さ
れ、焦点が画素アレー46上に合わせられ、そしてアレ
ー46の各画素はそれぞれその画素に入射した光の強度
を示す大きさを有する出力電流を発生する。各画素のこ
の電流はディジタルデータ値に変換され、その画素と関
連したプレプロセッサメモリのアドレスに記憶される。
これらのディジタルデータ値(I0 値と呼ばれる)は下
記のように処理され、カメラ36の下を通過するレンズ
が所定の特徴群の1つ以上を含むかどうかを、特にその
レンズが消費者の使用に不適格なものにする傷または欠
陥とみなされる特徴の何れかを含むかどうかを判定す
る。
4のタイプの欠陥を識別するための好ましい画像処理プ
ロセスの主要な構成を示す。画素アレー上でレンズ画像
を得た後、その画像を偏心(decentratio
n)と呼ばれる操作で試験して、そのレンズの環84c
の内側および外側の円周方向の縁が正確に互いに中心が
一致しているかどうかを判定し、そしてこの偏心試験は
第1および第2の円を画素アレー上に形成された環の内
側および外側の縁に適合することを含む。この後、環の
実際の縁が見つけられるか、または抜き出される。次
に、レンズ検査用カップの周囲により屈折した光に関連
するデータを減少または排除するために第1マスキング
手続が使用され、そして縁の欠陥はラバーバンドアルゴ
リズムと呼ばれる手続により際立たされる。次に、欠陥
はさらにフィルイン(fill−in)およびクリーン
アップ(clean−up)と呼ばれる手続により、ま
た環の画像の中心近くにある特定の画素に関連したデー
タを排除する第2マスキング手続により強調される。
後、実際に欠陥が存在するかどうかを判定するため調査
される。特に、アレー46の画素、またはより正確には
これらの画素と関連するデータ値が調査され、欠陥の一
部となりうる画素の線分(line segment)
またはランレングス(runlengths)が識別さ
れ、次いでこれらのランレングスは集められ、欠陥にな
りそうなものが識別される。次に、これらの欠陥になり
そうなものの大きさおよび場所が分析され、これらがそ
のレンズを消費者の使用に不適格なものにする本当の欠
陥であるかどうかが判定される。
通過するレンズの環84cの内側および外側の円周方向
の縁が同心性であるかどうかを判定するために使用され
る。図15を参照して、一般にこれは画素アレー46を
横切って多数のスキャン202を行なうことにより、ま
たはさらに正確にはアレー46上の所定の線分における
画素のアドレスに相当するプレプロセッサメモリのアド
レスのデータ値を調査することにより実施され、環15
0の外側の縁150aおよび内側の縁150bが同心性
であるかどうかが判定される。
ンR1 を示す。このルーチンの最初のステップ204は
閾サブルーチンと呼ばれ、そしてこのルーチンの目的は
各画素を画素の元の照度I0 が所定の閾値Tt より上か
下かに応じてそれぞれ最大照度Tmax または最小照度T
min に相当する新しい強度I1 と関係づけることであ
る。したがって、例えば元の照度I0 が127より大き
い各画素は255の新しい照度I1 を有してもよく、ま
た元の照度が127以下である各画素は0の新しい照度
I1 を有してもよい。
で使用されるスキャン202の数、場所およびサイズを
設定することであり、そしてこれはプロセッサ64に初
期の画素のアドレス、および各スキャンの長さと方向を
与えることにより行なわれる。これらのパラメーターは
レンズが大きく中心からはずれていなければ、多数のス
キャンがそれぞれ環150の両方の縁と横切るように選
択される。好ましくは、プロセッサ64またはメモリデ
ィスク70はこれらの初期アドレス、方向およびスキャ
ンの長さの半永久的な記録が与えられる。この記録は所
定の表示タイプまたはサイズの各レンズの検査中に使用
され、またこの半永久的な記録は異なる表示タイプまた
はサイズのレンズを検査する場合に変えることができ
る。
キャンが画素アレーまたはディスプレイ46を横切って
行なわれる。レンズが大きく中心からはずれていなけれ
ば、これらのスキャンの殆んどはそのディスプレイの照
らされた部分を横切る。スキャンがディスプレイの照ら
された部分を横切る場合、その照らされた部分を横切る
線分の最初と最後の画素のアドレス、およびランレング
スと呼ばれるその線分の長さがファイルf1 に記録され
る。ランレングスの最初と最後の画素を検出するため
の、それらの画素のアドレスを得るための、およびそれ
ぞれのランレングスの長さを測定するためのサブルーチ
ンは当業者に良く知られており、そしてこのような適当
なルーチンは偏心試験に使用することができる。
ランレングスのそれぞれの長さは所定の値と比較され、
そして所定の値よりも小さいランレングスと関係のある
データー、すなわちランレングスの最初と最後の画素の
アドレスおよびランレングスの長さは捨てられる。この
放棄は画素アレー46上のノイズ、すなわち画素アレー
に入射した望ましくない光により生じたデータを排除す
るため、または少なくともその量を減少させるため行な
われる。詳しくは、バックグラウンド光による、または
ほこりや他の粒子により所望の光路を屈折した光による
ノイズは画素アレー上に照らされた領域を形成しうる。
大抵の場合、これらの照らされた領域はそれぞれ1個の
または小グループの隣接した画素からなる。ステップ2
10の間に行なわれた上記のスキャンの1つがこのよう
な照らされた領域を横切ると、プロセッサはその照らさ
れた領域を横切るランレングスの最初と最後の画素のア
ドレスおよび長さを記録する。しかしながら、この照ら
された領域およびその関連した領域は環162またはそ
の縁に関係がないため、ステップ212はこのデータを
捨てる。
素アドレスをそれぞれ環の外側または内側の縁上のもの
であると識別することであり、これを行なうために適当
なサブルーチンを使用できる。例えば、各ランレングス
の最初および最後の画素のアドレスを互いに比較するこ
とができ、そして全体の画素アレー46の中心により近
い画素は環162の内側の縁上のものであるとみなすこ
とができ、他方、画素アレーの中心からかなり離れた画
素は環の外側の縁上のものであるとみなすことができ
る。別法として、スキャンを2つのグループに分けて、
第1グループの各スキャンについては照らされたランレ
ングスがスキャン中に見い出された場合、ランレングス
の最初および最後の画素はそれぞれ環の外側および内側
の縁上のものとし、そして第2グループの各スキャンに
ついては照らされたランレングスがスキャン中に見い出
された場合、ランレングスの最初および最後の画素はそ
れぞれ環の内側および外側の縁上のものとする。
のものと識別された後、ステップ216においてそれぞ
れの縁上で見い出された画素の数がカウントされる。こ
れらの数の何れかが3より小さい場合、ステップ220
においてレンズが大きく中心からはずれているという理
由でそのレンズは不合格にされる。もし、少なくとも3
個の画素がそれぞれの縁上で見い出されると、ステップ
222において第1に環の外側の縁上で見い出された画
素上に第1の円を適合し、第2に環の内側の縁上で見い
出された画素上に第2の円を適合し、そして第3にこれ
らの2つの円の中心および半径を算出するサブルーチン
が行なわれる。円を3個以上の点に適合し、その円の中
心および半径を計算するためのサブルーチンは多数知ら
れており、そしてこのようなサブルーチンは何れもステ
ップ222における偏心試験に使用することができる。
された後、これらの2つの中心の間の距離dがステップ
224において決定される。この距離はステップ226
において最初の値d1 と比較され、そしてその距離がd
1 より大きい場合、そのレンズはステップ230におい
て大きく中心からはずれているものとして不合格にされ
る。距離dがd1 より小さい場合、ステップ232にお
いてその距離dは環150の内側および外側の縁の最大
許容中心間距離であるd2 と比較される。適合された円
の中心間距離dがd2 より大きい場合、そのレンズはス
テップ234において中心からはずれているものとして
不合格にされるが、他方、距離dがd2に等しいか、ま
たはそれより小さい場合、そのレンズはステップ236
で指示されるように偏心試験に合格する。
サ64は縁検出と呼ばれるプロセスまたはルーチンR2
を開始して、環150の縁上の画素を識別するために使
用される一連の照度を生成する。典型的には、これらの
縁は完全な円ではないため、偏心試験の間の適合された
円とは異なる。この新しい一連の照度はアレー46の各
画素に割り当てられたまたは関連した元の強度における
一連の形態学的操作または変化により得られる。これら
の形態学的変化は図17a〜17iに図示されており、
また図19にフローチャートの形で示されている。さら
に詳しくは、図18aは画素アレー46上の環150の
像を示しており、そして図18bはその環の一部の拡大
図であり、画素アレーの環部分およびその隣接した領域
を横切る短い線分240、すなわちスキャンを示してい
る。図18cはスキャン240における画素の強度I1
を示しており、また図から明らかなように図18bの暗
い領域の画素のI1 値はより低いか、または0であり、
そして図18bの明るい領域の画素はより高いI1 値、
例えばTmax を有する。
て、縁検出プロセスの最初のステップ242において、
新しいI2 値が各画素について計算され、また詳しくは
各画素についてのI2 値はその画素およびそれと直に隣
接する8個の画素のI1 値の平均と等しくなるように設
定される。アレー46の画素についてのI1 値とI2 値
との違いは、I2 値が最低のI2 値を有する画素(一般
に画素アレーの暗い領域にある画素)と最高のI2 値を
有する画素(一般にアレー46の明るい領域にある画
素)との間をより徐々に変動するという点である。この
違いは図18cと図18dを比較することにより良く理
解されよう。
3 値が各画素について決定され、詳しくは各画素につい
てのI3 値はその画素およびそれと直に隣接する8個の
画素のI2 値のうち最小のものと等しくなるように設定
される。図18dおよび18eを参照して、I3 値はI
2 値がその画素のスキャンに沿って変動するのと非常に
似た形でスキャン240に沿って変動する。画素のI2
値およびI3 値が画素アレーに沿って変動する際のその
変動のしかたの根本的な違いは最高のI3 値を有する画
素の幅が最高のI2 値を有する画素の幅よりも僅かに狭
いという点である。
6は、式I4 =I2 −I3 に従って各画素についてのI
4 値を決定することである。図18fを参照して、スキ
ャン240の画素の殆んどは0のI4 値を有するが、環
162の2つの縁上とその内側の半径方向にある画素は
正のI4 値を有する。次に、ステップ250において、
I5 値が各画素について決定され、詳しくは各画素のI
5 値はその画素およびそれと直に隣接する8個の画素の
I2 値のうち最大のものと等しくなるように設定され
る。画素アレー46上の画素の殆んどについて、画素の
I5 値は画素のI2 値と同じである。しかしながら、環
150の縁の所定の距離内の画素については、画素のI
5 値は画素のI2 値より大きく、また最高のI5 値を有
する画素の幅は最高のI2 値を有する画素の幅よりも僅
かに幅広い。
2は、式I6 =I5 −I2 に従って各画素についてのI
6 値をさらに決定することである。図18hを参照し
て、画素アレー上の画素の殆んどは0のI6 値を有する
が、環150の2つの縁上とその外側の半径方向にある
画素は正のI6 値を有する。次に、ステップ254にお
いて、I7 値が各画素に割り当てられ、詳しくは各画素
のI7 値はその画素のI4 値およびI6 値のうちより小
さいものと等しくなるように設定される。図17iを参
照して、画素アレー上の画素の殆んどは0のI7 値を有
するが、環150の2つの縁上のおよびそれに直に隣接
する画素は正のI7 値を有する。このようにして、画素
のI7 値は環の縁上にある画素を識別する。
チンを行なって、ディスプレイ46における環150の
縁上の画素と他の画素との区別をはっきりさせる。特
に、各画素はその画素のI7 値がTt のような所定の閾
値より大きいまたは小さいかに応じてそれぞれ最大照度
Tmax または最小照度Tmin に等しいI8 値が割り当て
られる。したがって、例えば32より大きいI7 値を有
する各画素は255のI8 値が与えられ、そして32以
下のI7 値を有する各画素は0のI8 値が与えられる。
されたアレー46の各画素を示すものである。
しくは画素の各セットの値はそれぞれプレプロセッサ6
2のメモリレジスタに記憶される。すなわち例えばI0
値はすべて第1レジスタに記憶され、I1 値はすべて第
2レジスタに記憶され、そしてI2 値はすべて第3レジ
スタに記憶される。しかしながら、各レンズについて全
処理期間中、すべてのI1 〜I8 値を記憶する必要はな
く、例えば各処理期間中、I4 値を計算した後にI3 値
を捨ててもよく、またI6 値が決定された後にI5 値を
捨ててもよい。
てI2 〜I8 値を計算する必要はない。所定のタイプの
眼レンズにおいて、レンズの環は画素アレー46の比較
的はっきりした領域に現われるため、その領域の画素に
ついてI2 〜I8 値を決定する必要があるだけである。
しかしながら、実際のところ、その特定の領域の画素を
識別するための処理段階をさらに加えるよりもむしろ、
アレー46のすべての画素についてI2 〜I8 値を計算
した方がより簡単であることがよくある。
テムはレンズを保持するために使用されるレンズ検査用
カップの縁により生じる効果のない一連の画素の照度を
得るためのマスキングルーチンを行なう。詳しくは、環
レンズがフラッシュランプ30からのせん光により照ら
されると、そのレンズを保持しているカップにもまた光
が伝達される。カップの縁はその光がストップ40を通
って画素アレー46上に透過し、その上に図20aの2
60に示されるようなカップの縁の像またはその一部の
像を形成するのに十分な程この光を回折する。この縁の
像はレンズそのものには関係がないため、そのカップの
縁の像に関連したデータは何れも、レンズ像そのものに
関連したデータの処理において不必要であり、望ましく
ない。マスキングルーチンはカップの縁の像を画素アレ
ー46から排除するために、またはより正確には上記の
カップの縁の像260に関連した画素データを含まない
一連の画素の照度を得るために行なわれる。
を示すフローチャートである。このルーチンの最初のス
テップ262は偏心試験のステップ216または226
において少なくとも3個の画素が環162の外縁上で見
い出されたかどうかを、または眼レンズが大きく中心か
らはずれていたかどうかを調べることである。レンズが
偏心試験のこれらの2つのステップの何れかにおいて大
きく中心からはずれていることがわかった場合、マスキ
ングルーチンR3 はステップ262で終了する。
い場合、そのルーチンはステップ264まで進み、そこ
で偏心試験中に環150の外縁150aに適合された円
の中心の座標を得る。これらの座標は偏心試験中に決定
された後、プロセッサ64のメモリまたはメモリディス
ク70に記憶されるため、これらの座標をそのメモリか
ら検索することにより容易に得ることができる。これら
の中心座標が得られると、マスキングサブルーチンがス
テップ266で行なわれる。図20bを参照して、この
サブルーチンは実際のところ、上記の中心座標に中心が
あり、環150の外縁に適合された円の直径よりも僅か
に大きい直径を有する円形のマスク270を画素アレー
46上にスーパーインポーズする。次に、マスキングサ
ブルーチンはその画素がこのマスクの内側にあるかまた
は外側にあるかでI9 値を各画素に割り当てる。特に、
そのマスクの外側にある各画素について、マスキングサ
ブルーチンは0のI9 値を割り当て、そしてそのマスク
の内側にある各画素について、マスキングサブルーチン
はその画素のI8 値に等しいI9 値を割り当てる。
上記の中心点の座標(x0 ,y0 )、および環150の
外縁に適合された円の半径よりも僅かに大きくなるよう
に選択される半径値r1 がマスキングサブルーチンに伝
達される。次に、このサブルーチンはその中心点
(x0 ,y0 )から距離r1 内にあるアレー46のすべ
ての画素のアドレスのファイルf2 を作成する。次に、
ステップ272において、アレー46の各画素のアドレ
スはそのファイルの中に入っているかどうかについてチ
ェックされる。画素のアドレスがそのファイルに入って
いる場合、ステップ274においてその画素のI9 値は
その画素のI8 値と等しくなるように設定され、他方、
画素のアドレスがそのファイルに入っていない場合、ス
テップ276においてその画素のI9 値は0に設定され
る。
分野において良く知られており、ルーチンR3 のステッ
プ266で使用することができる。
で照らされたアレー46の画素を示す。
た後、プロセッサ64はラバーバントアルゴリズムと呼
ばれる次の操作を開始する。このアルゴリズムは一般
に、環の縁150aにある画素およびそれと直に隣接し
ている画素のデータ値またはこれらの画素に関連したデ
ータ値を解析し、処理することを包含しており、そして
図22aおよび22bは一般にラバーバンドアルゴリズ
ムを説明するフローチャートである。これらの図を参照
して、このアルゴリズムの最初のステップ280は偏心
試験においてレンズの外縁150aに適合された円の中
心座標および半径を得ることである。上記したように、
これらの値は偏心試験中に決定され、メモリに記憶され
たものであって、そしてそのメモリから探索することに
よりこれらの値を得ることができる。
282は照らされた画素が見つかるまで画素アレー46
の左端から内側へ探索することにより環150の外縁1
50a上の画素を突き止めることである。所定の探索の
間に見つけられる最初の照らされた画素はレンズ画像の
縁上のものではなく、バックグラウンドのノイズにより
照らされた他の場所のものかもしれない。したがって、
好ましくは、ステップ282において多数の照らされた
画素を見つけるために多数のスキャンまたは探索が行な
われ、次いでこれらの画素の位置は解析され、または互
いに比較されて、画素がレンズ画像の縁上にあることを
確認する手助けになる。
と、ラバーバンドアルゴリズムはステップ284まで進
み、そして、このステップにおいてこのアルゴリズムは
実際上、この最初の画素から開始してレンズ画像の縁の
周りのすべてを探索して、結局その最初の画素に戻る。
この最初の探索の間、アルゴリズムはレンズ画像の外縁
上の殆んどまたはすべての画素のアドレスをファイルf
3 に記録し、またアルゴリズムはレンズの縁にあるより
大きなギャップ、これらのギャップの長さおよびレンズ
の縁上のより大きな余分な部分を識別する。ステップ2
86において、アルゴリズムは実際のところレンズの縁
にあるより大きなギャップを横切り、そしてその縁上の
より大きな余分な部分の何れかの側を横切って引かれ
る、下記で詳しく説明する所定の線の終点である画素の
アドレスをファイルf4 に記録する。
の探索が終了すると、ラバーバンドアルゴリズムはステ
ップ290において、見つかったギャップがそのレンズ
を取り除く必要がある程大きいかどうかを判定する。そ
のようなギャップが見つかった場合、そのレンズは不合
格にされ、そしてステップ292においてプリンタ76
がそのレンズの縁は不良であるというメッセージをプリ
ントする。
ップ試験に合格すると、ラバーバンドアルゴリズムは進
行して、第2パスすなわちレンズ画像の縁のあたりの探
索が行なわれる。
第2パスにおいてアルゴリズムはレンズの外縁に沿って
内側または外側へ半径方向に伸びるより小さなギャップ
およびより小さな余分な部分のような浅い特徴を識別
し、そしてこのような検出された特徴についてそれぞれ
そのレンズを不合格にする必要があるかどうかを判定す
る。一般に、これはレンズの外縁上の少なくとも所定の
画素のそれぞれについて、その画素を通る半径方向ベク
トルおよび縁ベクトルである2つのベクトルのドット積
を計算することにより行なわれる。画素を通る半径方向
ベクトルは環150の外縁150aに適合された円の中
心点を通って伸びるベクトルである。画素を通る縁ベク
トルはその画素と環150の外縁上の第2画素、環15
0の外縁150aに沿って前面の画素から所定数の後
方、すなわち反時計回りにある画素を通って伸びるベク
トルである。
全く含まないレンズの縁の一定の円形部分上の画素につ
いて、その画素を通る半径方向ベクトルおよび縁ベクト
ルは実質的に垂直なため、これらの2つのベクトルのド
ット積は実質的に0である。しかしながら、レンズの縁
上のギャップまたは余分な部分にある殆んどのまたはす
べての画素については、その画素を通る縁ベクトルおよ
び半径方向ベクトルが垂直でないため、これらの2つの
ベクトルのドット積は0ではない。計算されたドット積
が所定の値よりも大きい場合、そのレンズは消費者の使
用に不適格であるとみなされ、不合格にされる。
えられた試験に合格すると、ラバーバンドアルゴリズム
は図23のステップ296に示されるように、レンズ画
像の縁について第3パスを行なう。この第3パスはその
レンズを不合格にするかどうかを判定するための試験を
含まないが、代わりに次の試験のためのデータを処理ま
たは作成することを含む。特に、この第3パスは環15
0の外縁150aの内側にあるレンズの欠陥に関連した
データを含まない一連のデータ値を作成するため行なわ
れる。この一連のデータ値は実質的にそれらの欠陥に関
連したデータを含む一連のデータ値から引かれ、それに
よりそれらの傷に関連したデータだけを有する一連のデ
ータ値が得られる。
スにおいて、ラバーバンドアルゴリズムは環150の外
縁150aの半径方向の平均厚さを決定し、そして環の
外縁の内側にあるすべての画素のI9 値を0に設定す
る。例えば、環の外縁が6個の画素の平均厚さを有する
場合、ラバーバンドアルゴリズムは環の外縁の内側の半
径方向の7〜27個の画素にあるすべての画素のI9 値
を0に設定することができる。
を詳細に説明するものである。より詳しくは、図22は
環150の外縁150a上に最初の画素P(x,y)を
置くのに適したサブルーチンS1 を示す。ステップ30
0において、(x0 ,y0 )は偏心試験中に環の外縁に
適合された円の中心座標に等しくなるように設定され、
そしてステップ302において、r0 はその適合された
外円の半径に等しくなるように設定される。次に、ステ
ップ304に示されるように、アレーの左端の中心また
はその周囲から開始して、画素アレー46を横切って水
平方向のスキャンが行なわれる。より正確には、プロセ
ッサ64は画素アレー上の所定の水平方向の線分にある
画素のアドレスに相当するプレプロセッサメモリ中のア
ドレスにおけるデータ値I9 を解析する。これらのスキ
ャンの間、プロセッサ64は画素の所定の水平方向の列
にある各画素のI9 値をチェックして所定の値より大き
いI9 値を有するその列の最初の画素を識別し、そして
好ましくは多数の識別された画素を得るため多数のこの
ようなスキャンが行なわれる。
べて環150の外縁150a上にある。しかし、アレー
上およびその縁の左側のどこかにある画素はバックグラ
ウンドのノイズまたはそのレンズ検査プロセス中に画素
上に入射した迷走光により高いI9 値を有することがあ
り、またこのような画素は上記のスキャンにおいて照ら
された画素として識別されうる。このような画素が縁の
画素として識別されないように、ステップ306におい
て、サブルーチンS1 はこのような画素のアドレスを識
別し、捨てる。より詳しくは、サブルーチンは最初にそ
のスキャンにおいて識別された各画素と偏心試験中にレ
ンズ画像の外縁に適合された外縁の中心(x0 ,y0 )
との間の距離を決定し、次に得られたそれぞれの距離を
その適合された外円の半径と等しくなるように設定され
たr0 と比較する。特定の画素とその適合された円の中
心との間の距離がr0 を所定の距離d3 以上越える場
合、その画素は環150の縁上にあるものまたはそれと
直に隣接したものとはみなされず、そしてその画素のア
ドレスは捨てられる。スキャン中に見つけられたすべて
の画素のアドレスがチェックされて、これらがレンズの
縁上にあるかまたはそれと直に隣接しているかどうか決
定され、そしてそこにないものが捨てられた後、ステッ
プ310に示されるように残りの画素のアドレスは画素
P(x,y)として選択され、次にレンズ画像の縁につ
いての第1パスが開始される。
れるかを詳細に説明するものであり、このパスを行なう
ためのルーチンR4 を示す。ステップ312において、
アルゴリズムはステップ314および320に示されて
いるように、画素P(x,y)から開始して環150の
外縁に沿って前方、すなわち時計回りに、その縁にある
大きなギャップまたは大きな余分な部分の何れかを探索
する。縁に沿って探索するために適当なサブルーチンま
たは手続を使用することができる。例えば、その縁上の
所定の画素から画素P(x,y)を用いて開始して、プ
ロセッサはレンズの縁上の次の画素を識別するために、
所定の画素が位置するディスプレイ46の四分円または
扇形に応じて、所定の画素の上下の行または左右の列に
ある最も接近した3個または5個の画素をチェックす
る。この次の画素から、プロセッサはこれと同じ手続を
使用してレンズの縁上のさらに次の画素を識別すること
ができる。
について、プロセッサはその画素とレンズの外縁に適合
された円の中心点(x0 ,y0 )との間の距離rを決定
することができる。プロセッサはレンズの縁上の所定数
の連続画素のそれぞれについて、rがr0 より所定量の
dg よりも多く小さい(すなわち、r0 −r>dg )場
合、大きなギャップが見つかったと結論できる。
の連続画素のそれぞれについて、rがr0 より所定量の
depよりも多く大きい(すなわち、r−r0 >dep)場
合、大きな余分な部分が見つかったと結論できる。
合、その両方が下記で詳細に説明されているサブルーチ
ンS2 またはS3 がそれぞれステップ316および32
2において行なわれる。ギャップまたは余分な部分が何
れも見つからない場合、ルーチンR4 はステップ324
まで進む。
環150の縁についての第1パスが終了したかどうかを
決定するための試験をし、これを行なうために適当な手
続またはサブルーチンを使用することができる。例え
ば、上記したように、レンズの縁の画像について探索し
て、その縁上で見つけられた画素のアドレスのファイル
f3 が作られる。ステップ324において、そのファイ
ルはチェックされ、調査対象の縁の画素のアドレスがす
でにそのファイルにあるかどうか決定される。その画素
のアドレスがすでにファイルにある場合、レンズの縁の
画像についての第1パスは終了しているとみなされ、他
方、この画素のアドレスがまだファイルf3 にない場
合、第1パスは終了していないとみなされる。第1パス
が終了している場合、ラバーバンドアルゴリズムはルー
チンR5 に進み、他方、そのレンズについての第1パス
が終了していない場合、アルゴリズムはステップ326
に進み、そしてこの調査対象の縁の画素のアドレスはフ
ァイルf3 に加えられる。次に、ステップ330におい
て、レンズの縁上の次の画素が見つけられ、そしてP
(x,y)はその画素のアドレスと等しくなるように設
定され、次にルーチンR4はステップ312に戻る。
つかる度毎に行なわれるサブルーチンS2 を説明するフ
ローチャートである。このサブルーチンの最初のステッ
プ332はギャップの初めと終わりにある画素のアドレ
スおよびこれらの2つの画素の間の距離を識別し、ファ
イルf4 に記録することである。これらの2つの画素は
それぞれ図27aのP1 およびP2 に示されている。ギ
ャップが見つかると、すなわちレンズの縁上の所定数の
連続画素のそれぞれについてrがr0 よりdgよりも多
く小さい場合、その所定数の連続画素の前にあるレンズ
の縁上の最後の画素はギャップの初めの画素とみなすこ
とができる。
プの終わりは偏心試験においてレンズの外縁に適合され
た円上の画素に沿ってギャップを探索し、そしてそのレ
ンズの縁が見つかるまで、すなわち照らされた画素、ま
たはより正確には高いI9 値を有する画素が見つかるま
で、適合された円のその部分から所定数の画素について
内側および外側へ半径方向に探索することにより見つけ
られる。レンズの縁が見つかると、そのギャップは一連
の連続画素が適合された円の所定の距離の中にすべてあ
るようになると、特にその一連の各画素についてr0 −
rがdg より小さい場合、終わったものとみなされる。
その一連の連続画素の前にあるレンズの縁上の最後の画
素はギャップの終わりの画素とみなすことができる。
て、画素P1 とP2 との間の線上(図25bの線分
L1 )にある画素のI9 値は最大照度と等しくなるよう
に設定され、次にサブルーチンはルーチンR4 に戻る。
0が見つかった場合にルーチンR4のステップ322に
おいて行なわれるサブルーチンS3 を説明するフローチ
ャートである。ルーチンS3 の初めの幾つかのステップ
は実際上、その余分な部分に関する種々のブリッジ線を
引くために行なわれる。特に、ステップ352におい
て、サブルーチンは図27bに示されるような余分な部
分350の初めと終わりにある環150の縁上の画素P
3 およびP4 を識別し、次にステップ354において、
図27cに示されるような画素P3 およびP4 の線分L
2 上の各画素のI9 の値はTmax に設定される。次に、
ステップ356において、サブルーチンは余分な部分3
50の初めの画素の所定の画素数だけ後方、すなわち反
時計回りにある環150の縁上の画素P5 のアドレスを
識別し、そしてステップ360において、画素P5 から
所定の距離d4 にある余分な部分の縁上の画素P6 が見
つけられる。次に、ステップ362において、図27d
に示されるような画素P5 およびP6 間の線分L3 上の
各画素のI9 値はTmax に設定される。
チンは余分な部分の終わりの画素の所定の画素数だけ前
方、すなわち時計回りにある環150の縁上の他の画素
P7のアドレスを識別し、そしてステップ366におい
て、サブルーチンは画素P7から所定の距離d5 にある
余分な部分の縁上の画素P8 を識別する。ステップ37
0において、図27eに示されるような画素P7 および
P8 間の線分L4 上の各画素のI9 値もまたTmax に設
定される。適当なブリッジ線が引かれた後、サブルーチ
ンはR4 に戻る。
了した後、サブルーチンR5 が行なわれる。図29に示
されるこのルーチンは、レンズの縁の画像についての第
1パスの間に見つかったギャップが消費者の使用に不適
当なレンズをもたらすに十分な程幅広いかどうかを判定
するため使用される。ルーチンR5 の最初のステップ3
76はレンズの縁についての第1パスの間に実際にギャ
ップが見つかったかどうかを決定することである。ギャ
ップが見つからなかった場合、ルーチンR5 はそこで終
了し、そしてラバーバンドアルゴリズムはルーチンR6
まで進む。しかしながら、レンズの縁についての第1パ
スの間にギャップが見つかった場合、ルーチンR5 はス
テップ380に進む。このステップにおいて、各ギャッ
プの幅は一度に所定の値d5 と比較され、そしてギャッ
プの幅がそのd5 値より大きい場合、そのレンズは消費
者の使用に不適格であるとみなされ、ステップ382に
おいて不合格にされる。しかしながら、すべてのギャッ
プの幅がd5 より小さい場合、ルーチンR5 は終了し、
そしてラバーバンドアルゴリズムはルーチンR6 まで進
み、レンズの縁の画像についての第2パスまたは検索が
行なわれる。
記したように、このルーチンは主に、レンズの縁につい
ての第1パスであるルーチンR4 においてギャップまた
は余分な部分として識別されなかったレンズの縁の浅い
ギャップおよび小さな余分な部分を探索する。特に、ス
テップ384において、画素P(x,y)のアドレスは
ファイルf3 の最初の画素のアドレスと等しくなるよう
に設定される。次に、ステップ386,390および3
92において、それぞれ縁ベクトルおよび半径方向ベク
トルと呼ばれる2つのベクトルV1 およびV2 が識別さ
れ、そしてこれらの2つのベクトルのドット積が計算さ
れる。さらに詳しくは、第1ベクトルV1 は画素P
(x,y)とレンズの縁に沿って画素P(x,y)の所
定の画素数だけ後方、すなわち反時計回りにあるレンズ
の縁上の第2画素を通るベクトルであり、そして第2ベ
クトルV2 は画素P(x,y)を通って伸びる環150
の半径方向ベクトルである。これらの2つのベクトルの
勾配およびこれらのドット積はそれを通ってベクトルが
伸びる画素のアドレスから容易に決定することができ
る。
ンズの縁の正規の円形部分に沿っている場合、図31の
394に示されているようにその画素を通る縁ベクトル
V1は実質的にレンズの縁と接している。また、このベ
クトルV1 は実質的に、その画素を通る半径方向ベクト
ルV2 と垂直であり、そしてこれらの2つのベクトルV
1 およびV2 のドット積は実質的に0である。しかしな
がら、画素P(x,y)が図31の396および400
に示されているレンズのギャップまたは余分な部分の縁
上のようなレンズの縁の欠陥部分上にある場合、画素P
(x,y)を通る縁ベクトルV1 および半径方向ベクト
ルV2 は通常垂直ではなく、またこれらの2つのベクト
ルのドット積は通常0ではない。
ドット積はステップ402において、所定の値d7 と比
較される。そのドット積が所定の値と等しい、またはそ
れより大きい(このことは明らかにギャップまたは余分
な部分が画素P(x,y)の領域に存在することを示唆
している)場合、そのレンズは消費者の使用に不適格で
あるとみなされ、ステップ404において不合格にさ
れ、そしてルーチンR6はすべて終了する。ステップ4
02において、計算されたドット積がd7 より小さい
(このことは画素P(x,y)の領域におけるレンズの
縁の真円からの逸脱は許容範囲内にあることを示唆して
いる)場合、ルーチンR6 はステップ406に進む。こ
のステップにおいて、ルーチンはレンズの縁の画像につ
いての第2パスまたは探索が終了しているかどうか決定
するため試験する。さらに詳しくは、これは画素P
(x,y)がファイルf3 の最後の画素であるかどうか
チェックすることにより行なわれる。もしそうならば、
第2パスは終了し、そしてラバーバンドアルゴリズムは
ルーチンR7 に進む。しかし、ステップ406におい
て、レンズの縁の画像についての第2パスが終了してい
ないと決定された場合、画素P(x,y)のアドレスは
ステップ408においてファイルf3 の次の画素のアド
レスと等しくなるように設定され、次にルーチンはステ
ップ386に戻る。ステップ386〜408はそのレン
ズが不合格にされるか、またはファイルf3 の各画素に
ついてその画素を通る2つのベクトルV1 およびV2 の
ドット積が計算され、d7 より小さいことがわかるまで
繰り返され、その度ラバーバンドアルゴリズムはルーチ
ンR7 に進み、レンズの縁についての第3パスまたは探
索が行なわれる。
上のすべての画素について計算されず、特にその積はレ
ンズの縁についての最初の探索の間に見つかったギャッ
プまたは余分な部分の縁上にある画素について計算され
ない。これらの画素はギャップまたは余分な部分の何れ
かにあることがすでにわかっているため、これらのギャ
ップおよび余分な部分の画素についてドット積を計算す
る必要はなく、そしてこれらの画素を通るV1 およびV
2 ベクトル、並びにこれらの2つのベクトルのドット積
を決定しないことにより、かなりの量の処理時間を節約
することができる。
アルゴリズムはルーチンR7 に進み、レンズの縁につい
ての第3パスまたは探索が行なわれる。上記したよう
に、この第3パスの目的は実際に、レンズの外縁の内側
にあるレンズの傷に関連したデータを含まない新しい一
連のデータ値I10を生成することである。図32はルー
チンR7 を詳細に説明しており、そしてこのルーチンは
一般に3部分からなる。第1部分において、各画素のI
10値はその画素のI9 値と等しくなるように設定され;
第2部分において、環162の外縁164の平均厚さN
が計算され;そして第3部分において、その平均的な厚
さの縁のさらに内側の所定の範囲内にある画素のI10値
は0に設定される。
410において、各画素のI10値はその画素のI9 値と
等しくなるように設定される。次に、図32および31
を参照して、ステップ412において、図33の414
a〜eに示されるように環150の最も外側の縁150
a上にある所定数の画素が選択される。次に、ステップ
416において、ルーチンR7 は画素414a〜eを通
過するレンズ画像の、図33の420a〜eに示される
各半径上の照らされた画素の数をカウントする。例え
ば、ルーチンは環の最も外側の縁上の画素を最初の画素
としてカウントし、次にその画素から内側へ半径方向に
探索し、そしてその半径上の照らされた画素のそれぞれ
について1だけカウント値を増やす。ステップ422に
おいて、半径あたりの照らされた画素の平均数が計算さ
れ、そしてこれは例えば照らされた画素の総カウント数
を行なった半径方向スキャンの回数で割ることにより容
易に行なわれる。典型的には、この平均値は整数ではな
く、したがって好ましくはその平均値は次に最大の整数
まで増加される。
0の外縁150aについての第3パスが行なわれる。こ
のパスを開始するために、図34のステップ424に示
されるようにその縁上の何れかの画素が開始画素P
(x,y)として選択される。次に、ステップ426お
よび430に示されるように、平均的な縁の厚さの内側
の半径方向にある選択された画素のI10値は0に設定さ
れる。より詳しくは、環162の外縁上の各画素におい
て、ルーチンはそのレンズの半径に沿って内側の半径方
向にある画素のN数をカウントする。次に、その半径に
沿って内側のさらに半径方向にある所定数の画素につい
て、その画素のI10値は0に設定される。図32を参照
して、ルーチンのこれらのステップは実際のところ、斜
線領域432の画素のI10値を0に設定する。
レンズの縁の画像についてのこの第3パスが終了したか
どうかを決定するためチェックが行なわれ、そして適当
なサブルーチンを使用してこれを行なうことができる。
例えば、このパスを開始するための画素として選択され
た画素がファイルf3 の最初の画素である場合、そのパ
スはそのファイルの最後の画素についてルーチンのステ
ップ426および430が行なわれた後に終了したもの
とみなすことができる。あるいは、ルーチンR7 のステ
ップ426および430において使用される画素のアド
レスの別のリストを作成することができ、そして画素の
アドレスがそのリストに加えられる度毎に、加えられる
新しいアドレスがすでにそのリストにあるかどうかをチ
ェックすることができる。リストに加えられるアドレス
値がすでにそのリストにある場合、レンズの縁の画像に
ついての第3パスは終了したものとみなされる。
いてのこの第3パスが終了していない場合、ステップ4
36において、画素P(x,y)のアドレスは環150
の外縁150aに沿ってその画素P(x,y)の右隣り
にある画素のアドレスと等しくなるように設定される。
例えば、このアドレスはファイルf3 から選ぶことがで
き、そしてステップ436において、画素P(x,y)
のアドレスをその画素のアドレスの隣りにあるそのファ
イルのアドレスと等しくなるように設定できる。次に、
ルーチンR7 はステップ426に戻り、そしてステップ
426,430および434が次の画素のアドレスP
(x,y)について繰り返される。
了した後、プロセッサ64はルーチンR7 を終了し、そ
してラバーバンドアルゴリズムもまた終了する。
幾つかの次の操作が行なわれるが、その一般的な目的は
検査対象のレンズの欠陥を強調し、それによりこれらの
欠陥をより識別しやすくするためである。
うち最初の手続は、アレー46の画素についてさらに一
連のデータ値I11を確立することであり、これは環15
0の外縁の中、その上またはその隣りにある欠陥の画素
を識別するために使用できる。さらに詳しくは、図33
を参照して、これらのデータ値は(i)436に示され
るようなレンズの縁中のギャップ、(ii)440に示さ
れるようなレンズの縁の内側の欠陥、(iii)442に示
されるようなレンズの縁上の余分な部分、並びに(iv)
余分な部分とサブルーチンS3 のステップ362および
370で形成されたその隣りの線分L3 およびL4 との
間にある画素を識別するために使用される。
MINおよびPMINと呼ばれる幾つかのより特異的な
操作からなり、画素に関する一連の基本データ値を処理
することを含む。MAX操作では、所定の画素について
その画素に直に隣接する8個の画素の基本データ値のう
ち最大のものに等しい新しいデータ値が確立され、そし
てPMAX操作では、所定の画素についてその画素の左
右および上下にある4個の画素の基本データ値のうち最
大のものに等しい新しいデータ値が確立される。MIN
操作では、所定の画素についてその画素に直に隣接する
8個の画素の基本データ値のうち最小のものに等しい新
しいデータ値が確立され、そしてPMIN操作では、所
定の画素についてその画素の左右および上下にある4個
の画素の基本データ値のうち最小のものに等しい新しい
データ値が確立される。
INおよびPMIN操作を説明するものである。さらに
詳しくは、図36aは7×7列の数を示し、そしてそれ
ぞれの数字は配列中の画素のアドレスに対応する数の位
置と関連する画素についてのデータ値を表わす。したが
って、例えばアドレス(1,1)における画素のデータ
値は7であり、アドレス(4,1)における画素のデー
タ値は0であり、そしてアドレス(4,2),(4,
7)および(5,2)における画素のデータ値はそれぞ
れ7,0および0である。
についてMAX操作を行なった後に生成した値を示す。
したがって、例えば図36bのアドレス(2,6)にお
けるデータ値は、図36aにおいてその画素アドレスに
隣接する8個の画素の1つが7の値を有するため7であ
る。同様に、図36bのアドレス(6,2)におけるデ
ータ値は、図36aのデータセットにおいてその画素ア
ドレスに隣接する8個の画素の1つが7の値を有するた
め7である。図36cは図36aの全データセットにつ
いてPMAX操作を行なった後に生成した値を示し、そ
して例えば図36cのアドレス(6,3)および(6,
4)における値は、図36aにおいてこれらの2つの画
素アドレスがそれぞれ7の値を有する画素の右隣りにあ
るため7である。
aに示されるデータ値の列についてMINおよびPMI
N操作を行なった後に生成した値を示す。例えば、図3
6dのアドレス(4,3)における値は、図36aにお
いてアドレス(4,3)に隣接する8個の画素の1つが
0の値を有するため0であり、そして図36eのアドレ
ス(4,2)における値は、図36aにおいてその画素
アドレスの右隣りにある画素が0の値を有するため0で
ある。
す。これを参照して、手続は画素アレー46のデータ値
について行なわれる14個の別々の操作を含み、そして
これらの操作はそれぞれ、全部の画素アレーについて一
度に行なわれる。これらの操作はMAX,PMAX,P
MAX,MAX,MAX,PMAX,PMAX,MI
N,PMIN,PMIN,MIN,MIN,PMINお
よびPMINの順で行なわれる。これらの操作は画素の
I9 値を用いて開始され、そして14個の操作がすべて
終了した後に得られるデータ値はI11値と呼ばれる。
外縁の中、その上またはその隣りにあるギャップ43
6、余分な部分442および欠陥440をフィルインす
ることである。さらに詳しくは、図35および38は環
150の一部を示すものであり、図35はそれらのI9
値で照らされた画素を示し、そして図38はそれらのI
11値で照らされた画素を示す。これらの2つの図の違い
は図37のフィルイン操作の効果である。詳しくは、こ
の違いはギャップ436、余分な部分442,欠陥44
0、並びに余分な部分と線分L3 およびL4 との間の領
域にある画素について、これらの画素のI11値はTmax
であるが、これらの画素のI9 値は0であるという点で
ある。
上記の画素について所望のI11値を生成するために使用
できることは当業者ならば容易に理解できよう。
ッサ64は偏心試験中に環150の内縁150bに適合
された円の中心点の所定の半径内にある画素アレー46
に入射した光の効果のない一連の画素照度I12を生成す
るため、第2のマスキング手続R9 を行なう。下記で詳
細に説明されるように、この一連の画素照度I12は引き
続いてレンズの内部、すなわち環150の内縁の内側の
半径方向の領域にある欠陥を識別するために使用され
る。
て使用されるマスキング手続R9 は図20a〜20cお
よび20に示されるマスキングルーチンR3 と非常に似
ている。これらの2つのマスキング手続の根本的な違い
は、手続R9 で使用されるマスクの半径は環150の内
縁に適合された円の半径より僅かに小さいが、手続R3
で使用されるマスクの半径は環150の外縁に適合され
た円の半径よりも僅かに大きいという点である。
を示すフローチャートである。このルーチンの最初のス
テップ446は、偏心試験のステップ216または22
6において環150の内縁上に少なくとも3個の画素が
見つかったかどうか、あるいはその眼レンズは大きく中
心からはずれていることがわかったかどうかを決定する
ことである。偏心試験のこれらの2つのステップの何れ
かにおいてレンズが大きく中心からはずれていることが
わかった場合、マスキングルーチンR9 はステップ45
0で終了する。
い場合、そのルーチンはステップ452まで進み、偏心
試験中に環150の内縁150bに適合された円の中心
座標を得る。これらの座標は偏心試験の間に決定され、
プロセッサメモリに記憶されたものであり、そしてこれ
らの座標はそのプロセッサメモリから検索することによ
り容易に得ることができる。これらの中心座標が得られ
ると、マスクサブルーチンがステップ454で行なわれ
る。図40a〜40cを参照して、このサブルーチンは
実際のところ、上記の中心座標に中心があり、環150
の内縁150bに適合された円の直径よりも僅かに小さ
い直径を有する円形のマスク456を画素アレー46上
にスーパーインポーズする。次に、そのマスキングサブ
ルーチンはI12値を各画素に割り当てる。特に、そのマ
スクの外側にある各画素について、マスキングサブルー
チンはその画素のI8 値に等しいI12を割り当て、そし
てそのマスクの内側にある各画素について、マスキング
サブルーチンは0のI12値を割り当てる。
上記の中心点の座標(xi ,yi )、および環150の
内縁に適合された円の半径よりも僅かに小さくなるよう
に選択される半径値r2 がマスキングサブルーチンに伝
達される。次に、ステップ454において、このサブル
ーチンはその中心点(xi ,yi )から距離r2 内にあ
るアレー46のすべての画素のアドレスのファイルf5
を作成する。次に、ステップ460において、アレー4
6の各画素のアドレスはそのファイルの中に入っている
かどうかについてチェックされる。画素のアドレスがそ
のファイルに入っている場合、ステップ462において
その画素のI12値は0に設定され、他方、画素のアドレ
スがそのリストに入っていない場合、ステップ464に
おいてその画素のI12値はその画素のI8 値と等しくな
るように設定される。
ングサブルーチンが当該技術分野において良く知られて
おり、ルーチンR9 のステップ454で使用することが
できる。
で照らされたアレー46の画素を示す。
一連の操作からなるルーチンR10が行なわれ、検査対象
のレンズの欠陥部分の画素をはっきりと識別する一連の
画素の照度を得る。さらに詳しくは、これらの操作の目
的はバックグラウンドのノイズまたは光によりアレー4
6に生じた効果、並びに環150の通常または正規の縁
150aおよび150bによりアレー46に生じた効果
のない一連の画素の照度を与えることである。これらの
操作は図41のフローチャートに示される。
値、I13が得られる。詳しくは、各画素のI13値はその
画素のI10値からその画素のI12値を引くことにより得
られる。図42a,42bおよび42cはそれぞれ、そ
れらのI10,I12およびI13値に等しい強度で照らされ
た環162部分の画素を示し、そして見てわかるよう
に、ステップ466は実際のところ、図42aの画像か
ら図42bの画像を引いて図42cの画像を生成するこ
とである。
らされた画素を除去するためクリーンアップ操作と呼ば
れる操作が行なわれる。さらに詳しくは、画素のI13値
を用いて開始して、すべての画素アレー46についてM
AX,MIN,PMINおよびPMAXの操作がその順
で行なわれ、I14値と呼ばれる一連の画素の値が得られ
る。図42dはそれぞれのI14値に等しい強度で照らさ
れた環46の画素を示し、そして図42cおよび42d
を比較してわかるように、クリーンアップ操作は図42
cにおける何らかの理由で照らされた種々の独立した画
素を簡単に除去する。
るデータを処理した後、傷または欠陥の分析が行なわ
れ、そして図43および44は好ましい欠陥探知または
分析ルーチンR11を説明するフローチャートである。こ
の分析は、それぞれI14値に等しい強度で照らされた環
150部分の画素を示す図45を参照することにより、
最も良く理解できる。
欠陥分析の最初の部分における図43のステップ472
および474で、ランレングスと呼ばれる連続的な照ら
された画素の各行の最初と最後の画素のアドレスのリス
トが作成される。さらに詳しくはプロセッサ64はアレ
ー46の各行の画素をスキャンし、そして各スキャンに
おいて、一連の照らされた画素に出会う度毎に、その一
連の画素の最初と最後の画素のアドレスがファイルf6
に記録される。照らされた画素が単独である。すなわち
この照らされた画素の左右にある画素そのものは照らさ
れていない場合、この照らされた画素のアドレスはその
照らされた画素により形成されるランレングスの最初と
最後の画素の両方のアドレスとして記録される。
レーの画像とスキャンしないが、代わりにアレー46の
画素についてそのプロセッサメモリに記憶されたI14値
をチェックすることにより上記のアドレスのリストを編
集する。
11はステップ476でクラスタ化(clusterin
g)サブルーチンを行ない、各領域またはグループの連
続的な照らされた画素より正確には各領域またはグルー
プの高いI14値を有する連続画素について、各個のファ
イルf6a〜f6nを作成する。このクラスタ化を行なうた
めに、適当なクラスタ化サブルーチンを使用することが
できる。これらの各個のファイルf6a〜f6nが作成され
た後、ステップ480において、図45の482および
484に示されるような互いに近くにある照らされた領
域についてのファイルがマージされる。これは、例えば
ある照らされた領域の画素が別の照らされた領域の画素
の2個または3個のような所定の画素数以内かをチェッ
クすることにより行なうことができる。これらの接近す
る照らされた領域は実際に1つの照らされた領域を形成
すると考えられる。
86において照らされた画素の各領域の面積および重
心、並びにこれらのためのバウンディングボックス(b
ounding box)を計算するためのサブルーチ
ンが行なわれる。これらの計算を達成するための多数の
サブルーチンが当該技術分野においてよく知られてい
る。このような適当なサブルーチンをルーチンR11で使
用することができ、またこれらのサブルーチンをここで
詳しく説明する必要はない。
れぞれについて一般的な位置を決定する。さらに詳しく
は、ステップ490において、環150の外縁150a
および内縁150bに適合された2つの円の中心および
半径のアドレスが得られる。これらのデータは偏心試験
の間に決定され、次にプロセッサメモリに記憶されたも
のであり、そしてこれらのデータはそのプロセッサメモ
リからそのデータを検索することにより容易に得ること
ができる。次に、ステップ492において、プロセッサ
64は照らされた画素の各領域の重心が(i)レンズの
中央部分の内側(環の内縁に適合された円の内側の半径
方向の領域)または(ii)レンズの周辺部分(環の内縁
および外縁に適合された2つの円の間のレンズの領域)
に位置するかどうかを決定する。
の大体同心性の円の間にあるかどうかを決定するための
多数のサブルーチンがよく知られており、またこれらの
サブルーチンをここで詳しく説明する必要はない。
492はシステム10の操作に必要ではない。しかし、
好ましくはこれらのステップは行なわれ、特に考えられ
る不規則性または欠陥がレンズのどこにあるか識別する
という分析目的のために関連データが集められる。これ
らのデータはレンズは製造するため使用される手順また
は材料を調整または改善するのに役立つ。
後、プロセッサは照らされた画素の各領域のサイズが検
査対象のレンズの傷または欠陥としてみなされるのに十
分な程大きいかどうかを決定する。さらに詳しくは、ス
テップ494において、照らされた画素の各領域のサイ
ズは所定のサイズと比較される。その照らされた領域が
所定のサイズよりも小さい場合、その照らされた領域は
そのレンズを不合格にある程大きくない。他方、照らさ
れた画素の領域が所定のサイズよりも大きい場合、その
照らされた領域はそのレンズを消費者の使用に不適当な
ものにする傷または欠陥としてみなされる。この所定の
サイズは例えばメモリユニット70に記憶させることが
できる。
て、各レンズで見つけられた欠陥の数のカウントが継続
される。このカウントはレンズを製造するために使用さ
れるプロセスおよび材料を検討するのにも有用である。
らされた画素の領域を示すディスプレイが行なわれ、そ
して上記の閾サイズよりも大きな領域はバウンディング
ボックスの中に示される。次に、ステップ502におい
て、プロセッサ64はレンズに何れかの欠陥が実際に見
つかったかどうかをチェックする。欠陥が見つかった場
合、ステップ504において、不合格レンズの信号が発
生し、モニタ72およびプリンタ76に伝達され、そし
てそのレンズはシステム10から取り除かれる。しかし
ながら、もしレンズに欠陥が見つからなかった場合、ル
ーチンR11は単に終了する。その後、システム10は他
のレンズを照明されたサブシステム14を通して移動さ
せ、そして別のパルスの光がそのレンズに透過される。
この透過した光は画素アレー46上に焦点を合わせら
れ、そしてこのレンズが消費者の使用に適当かどうかを
判定するため上記の処理手続が繰り返される。
達成することを意図するものであることは明らかである
が、当業者ならば容易に数多くの変形および態様を考案
することができよう。また、特許請求の範囲に記載の発
明は、本発明の精神および範囲の中に入るようなすべて
の変形および態様を包含する。
する。
周の外縁を有する第1および第2の円板を含み、直射工
程は画素アレー上に第1および第2の円板の外縁の像を
形成する工程を含み、そして処理工程は i)第1の円板の外縁の像に大体比例した円周を有する
第1の円の画素アレー上の中心点および半径を識別し、 ii)第2の円板の外縁の像に大体比例した円周を有する
第2の円の画素アレー上の中心点および半径を識別し、 iii)第1および第2の円の中心点間距離を決定し、 iv) 前記距離を所定の値と比較し、そして v)前記距離が前記所定の値より大きい場合、レンズの
円板は中心からはずれていると識別する工程を含む請求
項1記載の方法。
する工程は i)第1の円板の外縁の像上の少なくとも3個の第1の
画素を識別し、そして ii)前記3個の第1の画素を通過する円周を有する円の
中心点および半径を識別する工程を含み、また第2の円
の中心点および半径を識別する工程は i)第2の円板の外縁の像上の少なくとも3個の第2の
画素を識別し、そして ii) 前記3個の第2の画素を通過する円周を有する円の
中心点および半径を識別する工程を含む上記実施態様
(1)記載の方法。
素を識別する工程は、各画素が線分を形成する多数の連
続した画素を識別し、そして所定の強度レベル以上およ
び以下で照らされた画素間の変化に対して前記連続した
画素のそれぞれをチェックする工程を含む上記実施態様
(2)記載の方法。
は、前記連続した画素のそれぞれについて、連続した画
素の開始点を識別し、連続した画素の方向を識別し、そ
して連続した画素の長さを識別する工程を含む上記実施
態様(3)記載の方法。
アレー上にレンズの外縁の像を形成する工程を含み、そ
して処理工程は i)レンズの外縁の像上にある画素の少なくとも選択さ
れたものを識別し、 ii)レンズの外縁の像上にギャップおよび余分な部分を
識別し、 iii)識別されたそれぞれのギャップについて、ギャップ
の幅を決定し、前記幅を所定の値と比較し、そして前記
幅が所定の値より大きい場合、レンズに傷があるとして
識別し、 iv) レンズの外縁の像上の識別されたそれぞれの余分な
部分について、余分な部分の面積を決定し、前記面積を
所定の値と比較し、そして前記面積が所定の値より大き
い場合、レンズに傷があるとして識別する工程を含む請
求項1記載の方法。
び余分な部分を識別する工程は、レンズの外縁の像に大
体比例した円周を有する第1の円の画素アレー上の中心
点および半径を識別し、選択された画素のそれぞれにつ
いて、前記画素と前記円周の間の距離を決定し、レンズ
像の外縁上の所定数の連続画素のそれぞれについて、画
素が前記円周の半径方向内部にあり、そして画素と前記
円周の間の距離が所定の距離より大きい場合、レンズは
ギャップを有すると識別し、またレンズ像の外縁上の所
定数の連続画素のそれぞれについて、画素が前記円周の
半径方向外部にあり、そして画素と前記円周の間の距離
が所定の距離より大きい場合、レンズは余分な部分を有
すると識別する工程を含む上記実施態様(5)記載の方
法。
ャップが識別されると第1の円の前記円周に沿ってギャ
ップを探索し、そして前記円周から内側および外側へ半
径方向に、レンズ像の外縁上の画素の1個を捜すことに
よりギャップの端を捜す工程を含む上記実施態様(6)
記載の方法。
素アレー上にレンズの外縁の像を形成する工程を含み、
そして処理工程は i)レンズの外縁の像上にある画素の少なくとも選択さ
れたものを識別し、 ii)レンズの外縁の像上のギャップを識別し、 iii)ギャップの中またはそれに隣接する選択された画素
に高いデータ値を割り当てることにより、識別されたそ
れぞれのギャップを強調する工程を含む請求項1記載の
方法。
のギャップについて、第1の画素をギャップの始めとし
て識別し、第2の画素をギャップの終わりとして識別
し、そして第1および第2の画素間の線分上の画素に高
いデータ値を割り当てる工程を含む上記実施態様(8)
記載の方法。
縁の像のギャップの中にある画素に高いデータ値を割り
当てる工程を含む上記実施態様(8)記載の方法。
射工程は画素アレー上にレンズの外縁の像を形成する工
程を含み、そして処理工程は i)レンズの外縁の像に大体比例した円周を有する円の
画素アレー上の中心点を識別し、 ii)レンズの外縁の像上にある画素の少なくとも選択さ
れたものを識別し、 iii)選択された画素のそれぞれについて、選択された画
素から所定の距離にあるレンズの像の外縁上の別の画素
を識別し、選択された画素および別の画素を通って伸び
る第1ベクトルを識別し、選択された画素および中心点
を通って伸びる第2ベクトルを識別し、前記第1および
第2ベクトルのドット積を計算し、そのドット積を所定
の値と比較し、そしてそのドット積が前記所定の値より
大きい場合、そのレンズに傷があるとして識別する工程
を含む請求項1記載の方法。
素アレー上にレンズの外縁の像を形成する工程を含み、
そして処理工程は i)レンズの外縁の像上にある画素の少なくとも選択さ
れたものを識別し、 ii)レンズの像の外縁上の余分な部分を識別し、 iii)余分な部分に隣接する選択された画素に高いデータ
値を割り当てることにより、識別されたそれぞれの余分
な部分を強調する工程を含む請求項1記載の方法。
の余分な部分について、第1の画素を余分な部分の始め
として識別し、第2の画素を余分な部分の終わりとして
識別し、そして第1および第2の画素間の線分上の画素
に高いデータ値を割り当てる工程を含む請求項13記載
の方法。
上の画素に高いデータ値を割り当てる工程を含む上記実
施態様(13)記載の方法。
の余分な部分について、余分な部分の前部上の第1の画
素を識別し、余分な部分の前方にあり、かつ前記第1の
画素から所定の距離にあるレンズ像の縁上の第2の画素
を識別し、余分な部分の後部上の第3の画素を識別し、
余分な部分の後方にあり、かつ第3の画素から所定の距
離にあるレンズ像の縁上の第4の画素を識別し、前記第
1および第2の画素間の第1の線分上の画素に高いデー
タ値を割り当て、そして第3および第4画素間の第2の
線分上の画素に高いデータ値を割り当てる工程を含む上
記実施態様(12)記載の方法。
にある余分な部分は第1の画素グループを含有する第1
の領域をバウンドさせ、レンズの像の外縁および第2の
線分にある余分な部分は第2の画素グループを含有する
第2の領域をバウンドさせ、そして強調する工程はさら
に第1および第2の画素グループに高いデータ値を割り
当てる工程を含む上記実施態様(15)記載の方法。
画素を含有する画素アレーの選択された領域を識別し、
そして前記選択された領域に隣接する画素に高いデータ
値を割り当てることにより、前記選択された領域を強調
する工程を含む請求項1記載の方法。
素アレー上にその外縁を示すレンズの像を形成する工程
を含み、そして処理工程はさらに i)レンズの像の外縁上の画素を識別し、そして ii)レンズの像の外縁上の画素に低いデータ値を割り当
てる工程を含む上記実施態様(17)記載の方法。
する連続した画素のグループを探索する工程を含む上記
実施態様(18)記載の方法。
周の外縁を有する第1および第2の円板を含み、光線を
直射するための手段は画素アレー上に第1および第2の
円板の外縁の像を形成するための手段を含み、そして処
理手段は i)第1の円板の外縁の像に大体比例した円周を有する
第1の円の画素アレー上の中心点を識別するための手
段、 ii)第2の円板の外縁の像に大体比例した円周を有する
第2の円の画素アレー上の中心点を識別するための手
段、 iii)第1および第2の円の中心点間距離を決定するため
の手段、 iv)前記距離が所定の値より大きい場合、そのレンズの
円板は中心からはずれていると識別するための手段を含
む請求項2記載のシステム。
るための手段は画素アレー上にレンズの外縁の像を形成
するための手段を含み、そして処理手段は i)レンズの外縁の像上のギャップおよび余分な部分を
識別するための手段、 ii)識別されたそれぞれのギャップの幅を決定し、前記
幅が所定の値より大きい場合、レンズに傷があるとして
識別するための手段、そして iii)識別されたそれぞれの余分な部分のサイズを決定
し、前記サイズが所定の値より大きい場合、レンズに傷
があるとして識別するための手段を含む請求項2記載の
システム。
分に隣接する画素に高いデータ値を割り当てることによ
りそれぞれのギャップおよびそれぞれの余分な部分を強
調するための手段を含む上記実施態様(21)記載のシス
テム。
線を直射するための手段は画素アレー上にレンズの外縁
の像を形成するための手段を含み、そして処理手段は i)レンズの外縁の像に大体比例した円周を有する円の
画素アレー上の中心点を識別するための手段、 ii)レンズの外縁の像上にある画素の少なくとも選択さ
れたものを識別するための手段、 iii)選択された画素のそれぞれについて、選択された画
素から所定の距離にあるレンズの像の外縁上の別の画素
を識別し、選択された画素および別の画素を通って伸び
る第1ベクトルを識別し、選択された画素および中心点
を通って伸びる第2ベクトルを識別するための手段、 iv)前記第1および第2ベクトルのドット積が所定の値
より大きい場合、そのレンズに傷があるとして識別する
ための手段を含む請求項2記載のシステム。
素を含有する画素アレーの選択された領域を識別するた
めの手段、および前記選択された領域に隣接する画素に
高いデータ値を割り当てることにより前記選択された領
域を強調するための手段を含む請求項2記載のシステ
ム。
るための手段は画素アレー上にレンズの外縁の像を形成
するための手段を含み、そして処理手段はさらに i)レンズの像の外縁上の画素を識別するための手段、
および ii)レンズの像の外縁上の画素に低いデータ値を割り当
てるための手段を含む上記実施態様(24)記載のシステ
ム。
有する連続した画素のグループを探索するための手段を
含む上記実施態様(25)記載のシステム。
ンタクトレンズのような眼レンズを自動的に検査する方
法およびシステムが提供される。本発明の検査法および
システムは、レンズが欠陥を含むかどうか判定するため
レンズの形成像を分析する画像処理装置を使用してお
り、それによりレンズ検査のコストを下げ、検査のスピ
ードを増加する。
ズの平面図。
および図3(a)のレンズの周辺部分の拡大図。
輸送サブシステムのより詳細な図。
リヤーの平面図。
図。
サブシステムのより詳細な図。
図。
ンズが図1のレンズ検査システムで検査される時に画素
アレー上に形成される像を示す図。
おいて使用されうる光学配置を示す図。
テムの操作を示す図。(b)は輸送、照明および画像化
サブシステムの操作における種々の動作の順序を示す時
間的流れ図。
ムの略図。
しいデータ処理手続の主要な構成を示す図。
れた眼レンズの像を示す図。
ローチャート。
ローチャート。
成された眼レンズの像を示す図。(b)は図18(a)
に示される環の一部の拡大図。(c)は図18(b)の
線分上の特定の画素における照度を示すグラフ図。
(d)〜(i)は図18(a)の環の縁を識別する画素
について処理された値を誘導するための特定の画素の照
度において行なわれた種々のプロセスの結果を示すグラ
フ図。(j)はそれらの処理された照度において照らさ
れた画素アレーの画素を示す図。
照度を処理するための好ましい手続を示すフローチャー
ト。
るマスキング手続の効果を示す図。
ト。
処理手続を示す図。
処理手続を示す図。
使用されるサブルーチンを示す図。
クションをより詳細に示すフローチャート。
時に行なわれるサブルーチンを示すフローチャート。
の問題の種々の画素を識別する図。
った時に行なわれるサブルーチンを示すフローチャー
ト。
チンが終了したことを示す図。
クションをより詳細に示すフローチャート。
ンドアルゴリズムの第2セクションで使用される幾つか
のベクトルを示す図。
クションをより詳細に示すフローチャート。
果を示す図。
果を示す図。
部を示す図。
呼ばれる種々の操作の結果を一般的に示す図。
または際立たせるため画素のデータ値に応用される好ま
しい手続を示す図。
マスキング手続を示すフローチャート。
図。
のデータに応用される別の手続を示すフローチャート。
す図。
ため使用される手続を示すフローチャート。
ため使用される手続を示すフローチャート。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 レンズを通して画素アレー上に光線を直
射し、各画素に画素上の光線強度を示すデータ値を割り
当て、そして、レンズが複数の所定の状態の何れかを含
むかどうかを決定するため所定のプログラムに従って前
記データ値を処理することを包含する眼レンズを自動的
に検査する方法。 - 【請求項2】 画素アレー、レンズを通して画素アレー
上に光線を直射するための手段、各画素に画素上の光線
強度を示すデータ値を割り当てるための手段、およびレ
ンズが複数の所定の状態の何れかを含むかどうかを決定
するため所定のプログラムに従って前記データ値を処理
するための処理手段を包含する眼レンズを自動的に検査
するためのシステム。
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