TW202417834A - 用於檢查軟性接觸鏡片是否存在橘皮缺陷之方法 - Google Patents

Abstract

一種用於檢查軟性接觸鏡片是否有橘皮缺陷之方法包括以下步驟：用非相干白色照明光通過透明的底部照射整個鏡片；在沿與透射方向不同的圖像捕獲方向佈置的圖像捕獲位置處捕獲鏡片的圖像；在圖像中檢測由鏡片在圖像捕獲方向上散射的白光的強度；將檢測到的散射的白光的強度與閾值強度進行比較；確定圖像是否包括至少一個相干區域，在該至少一個相干區域中，檢測到的散射的白光的強度高於閾值強度，並且大於預定的閾值大小；以及在至少一個相干區域大於預定的閾值大小的情況下，拒絕鏡片，因為該鏡片包括不可接受的橘皮缺陷。

Description

用於檢查軟性接觸鏡片是否存在橘皮缺陷之方法

本發明關於一種用於檢查軟性接觸鏡片是否存在不可接受的橘皮缺陷之方法。

軟性接觸鏡片、特別是在配戴之後被拋棄的一次性使用的軟性接觸鏡片，在其製造期間和交付給顧客之前，會自動檢查是否存在不可接受的外觀缺陷等。對軟性接觸鏡片的檢查通常由佈置在生產線中的自動化鏡片檢查設備執行。這個自動化鏡片檢查設備捕獲軟性接觸鏡片的圖像，並隨後執行圖像分析以自動地確定軟性接觸鏡片是否可接受。

軟性接觸鏡片的外觀缺陷包括比如夾雜物、氣泡、小顆粒等外觀缺陷，該等外觀缺陷係清晰可見的，並且在由傳統自動化鏡片檢查設備執行的鏡片檢查期間可以被可靠地檢測到。然而，不幸的是，軟性接觸鏡片可能包括其他額外的外觀缺陷。一個這種其他額外的外觀缺陷係所謂的「橘皮」缺陷。橘皮缺陷，如其名稱所說，其本身表現為在軟性接觸鏡片的表面處存在的非常小的凹痕（類似橘皮外表面的凹痕）。然而，該等凹痕非常小，以至於它們通常不會被自動化檢查設備檢測到。此外，橘皮缺陷典型地不會存在於軟性接觸鏡片的整個表面上，而是可能僅出現在表面的一些專用區域中。

橘皮缺陷僅出現在非常罕見的情況下。因此，製造好的軟性接觸鏡片的樣品會定期從生產線中抽出，並由有經驗的操作者離線目視檢查是否存在橘皮，因為橘皮可能會（但不一定）影響用戶的視力，因此無論如何皆為不期望的。典型地，由有經驗的操作者對軟性接觸鏡片進行的這種離線目視檢查係用顯微鏡（比如美國明尼蘇達州羅切斯特市Domaille Engineering公司的Optispec ME 5900）來執行的，使得在執行離線目視檢查時，分析軟性接觸鏡片本身的放大圖像是否存在橘皮缺陷，即使在放大的圖像中，該等橘皮缺陷也可能幾乎看不到或甚至不可見。因此，對由顯微鏡生成的軟性接觸鏡片的放大圖像逐個區域地進行目視分析，這特別是由於橘皮缺陷可能僅出現在軟性接觸鏡片的表面的一些專用區域中。這對操作者來說係一個繁瑣的過程，要經過個人評估，並且橘皮缺陷可能無法以目視方式被可靠地檢測到。

因此，本發明之目的係提出一種方法，該方法克服了上述缺點並允許對在軟性接觸鏡片的表面處存在的不可接受的橘皮缺陷進行不太繁瑣的檢查和檢測。

這個目的是藉由根據本發明之方法實現的，因為它係由獨立請求項的特徵規定的。根據本發明之方法的附加有利方面係從屬請求項之主題。

根據本發明，提出了一種用於檢查軟性接觸鏡片是否在軟性接觸鏡片的表面處存在不可接受的橘皮缺陷之方法，該方法包括以下步驟： - 提供具有透明底部並包含液體的檢查容器； - 將要檢查的軟性接觸鏡片浸在液體中； - 用非相干白色照明光通過檢查容器的透明底部照射浸在液體中的整個軟性接觸鏡片； - 在沿與透射方向不同的圖像捕獲方向佈置的圖像捕獲位置處捕獲軟性接觸鏡片的圖像，第一部分照明光在該透射方向上透射通過軟性接觸鏡片而不被軟性接觸鏡片散射； - 在軟性接觸鏡片的圖像中檢測在第二部分照明光中所包含的白光的強度，該第二部分照明光在圖像捕獲方向上被軟性接觸鏡片散射； - 將檢測到的在散射的第二部分中所包含的白光的強度與預定的閾值強度進行比較； - 確定軟性接觸鏡片的圖像是否包括在軟性接觸鏡片的表面處的至少一個相干區域，在該至少一個相干區域中，檢測到的在散射的第二部分中所包含的白光的強度高於預定的閾值強度，在軟性接觸鏡片的表面處的至少一個相干區域的大小大於預定的閾值大小；以及 - 在至少一個相干區域的大小大於預定的閾值大小的情況下，拒絕軟性接觸鏡片，因為該軟性接觸鏡片包括在其表面處的不可接受的橘皮缺陷。

根據本發明之方法的一個方面，確定軟性接觸鏡片的圖像是否包括大小大於預定的閾值大小的至少一個相干區域的步驟可以包括以下步驟： - 顯示軟性接觸鏡片的圖像，以及 - 在所顯示的軟性接觸鏡片的圖像中確定在軟性接觸鏡片的表面處的相干區域的大小。

根據本發明之方法的另一個方面，軟性接觸鏡片包括賦予軟性接觸鏡片淡色的顏料顆粒，並且散射的第二部分照明光使軟性接觸鏡片的圖像具有與軟性接觸鏡片的淡色互補的背景色。軟性接觸鏡片的表面處的至少一個相干區域係與背景色混合的白色區域。

根據本發明之方法的又一個方面，該方法進一步包括在軟性接觸鏡片與圖像捕獲位置之間佈置濾色器的步驟，該濾色器被配置為阻擋引起軟性接觸鏡片的圖像的背景色的散射的第二部分照明光的波長範圍。

根據本發明之方法具有許多優點。首先，操作者在軟性接觸鏡片的圖像中必須目視檢測的不再為在軟性接觸鏡片的表面處的橘皮缺陷本身（即凹陷的表面）（即使對有經驗的操作者來說，這也是極難檢測的）。相反，被檢測的是在由軟性接觸鏡片在圖像捕獲方向上散射的那部分照明光中所包含的白光的強度。並且正是這個白光的強度指示了橘皮缺陷的存在或不存在。

在這個方面，「在沿與透射方向不同的圖像捕獲方向佈置的圖像捕獲位置處捕獲軟性接觸鏡片的圖像」意味著在暗場觀察配置中執行圖像捕獲。

預定的閾值強度係基於其來確定是否在某一位置處檢測到橘皮的強度：如果白光在接觸鏡片的表面處的特定位置處的強度高於在軟性接觸鏡片的捕獲圖像中的閾值強度，則確定在這個特定位置處存在橘皮。否則，在這個特定位置處沒有檢測到橘皮。

在至少一個相干區域（即一個或多個相干區域）的大小大於預定的閾值大小（其中確定存在橘皮）的情況下，確定在被檢查的軟性接觸鏡片的表面處存在橘皮缺陷。更坦率地說，這意味著在軟性接觸鏡片的表面處的特定位置有相干區域，在該相干區域處確定存在橘皮。

這個確定可以完全自動地進行，但也可以由操作者目視檢查上述捕獲的軟性接觸鏡片的圖像來進行。但是，即使該確定不是自動進行的，而是由操作者進行的，該方法仍然比在先已知之方法（目視檢查軟性接觸鏡片的顯微鏡圖像）顯著有利，因為由於橘皮缺陷為可見的白光相干區域，其可以在軟性接觸鏡片的捕獲圖像中被可靠地識別出來，所以該檢測要可靠得多。

這種相干區域的大小可以用本領域中已知的適當工具在圖像分析中確定。例如，操作者可以在捕獲圖像中標記這種（清晰可見的）相干區域的邊界，然後可以由電腦計算該標記區域的大小。然後將這個大小與預定的閾值大小進行比較，然後基於這個比較確定是否存在橘皮缺陷。

替代地，這種相干區域的大小可以藉由檢測特定位置處的白光的強度（例如借助於合適的感測器，比如CCD感測器）來完全自動地確定。然後，對檢測到的白光的強度係高於還是低於閾值強度的比較在特定位置處完全自動地進行。以這種方式，有可能進一步檢測出相干區域，在該相干區域中檢測到的白光的強度高於閾值強度。在檢測到這種相干區域的情況下，可以完全自動地確定是否存在橘皮缺陷。

如前所述，該方法為用於檢查軟性接觸鏡片之方法。軟性接觸鏡片（例如，包括矽水凝膠鏡片）具有高含水量，使得它們配戴在眼睛上時很舒適，然而，由於它們的高含水量，它們也具有某些缺點。例如，當它們被保持在非液體環境中時，軟性接觸鏡片可能會變乾燥（並可能起皺或以其他方式變形），在這種乾燥狀態下，對軟性接觸鏡片的檢查沒有任何意義。另外，在液滴可能接觸到軟性接觸鏡片的（凹）表面的情況下，軟性接觸鏡片可能會折疊，檢查這種折疊的軟性接觸鏡片也沒有任何意義。

這就是為什麼根據本發明之方法提供了包含液體的檢查容器，以及為什麼將要檢查的軟性接觸鏡片浸在液體中（例如，磷酸鹽緩衝鹽水PBS，或水）。由於浸在液體中，軟性接觸鏡片在檢查期間處於濕潤和展開的狀態。檢查容器的底部為透明的，以允許照明光通過檢查容器的透明底部照射到被檢查的軟性接觸鏡片上。而且，整個軟性接觸鏡片在浸在液體中時同時被非相干白色照明光照射，而不是僅軟性接觸鏡片的一部分被照射。而且，根據是否存在橘皮，強度高於閾值強度的白光被包含在由被照射的軟性接觸鏡片在圖像捕獲方向上散射的光中，在該圖像捕獲方向上，軟性接觸鏡片的圖像在圖像捕獲位置處被捕獲（例如由CCD相機或由任何其他合適的圖像捕獲裝置），如上所述。

前面解釋的確定軟性接觸鏡片的圖像是否包括大小大於預定的閾值大小的相干區域可以包括顯示軟性接觸鏡片的圖像（例如在彩色或非彩色螢幕上）。然後，軟性接觸鏡片的表面處的相干區域可以在顯示的軟性接觸鏡片的圖像中確定。而且，雖然相干區域的大小同樣可以由操作者或完全自動地確定，但顯示的圖像使這種相干區域可見（即使在對相干區域大小的確定不是由操作者進行而是自動進行的情況下，它也在螢幕上可見）。

在一些情況下，軟性接觸鏡片包括賦予軟性接觸鏡片淡色的顏料顆粒。例如，一旦用戶從主包裝殼上剝離覆蓋箔並想要從包裝殼中取出鏡片，這種顏料顆粒就可以賦予軟性接觸鏡片淡藍色，這有助於用戶在主包裝殼中所包含的儲存溶液中識別鏡片。例如，在顏料顆粒賦予軟性接觸鏡片淡藍色的情況下，該等顏料在圖像捕獲方向上散射一部分非相干白色照明光。由該等顏料顆粒在圖像捕獲方向上散射的光的顏色與由顏料顆粒賦予鏡片的顏色係互補的。在顏料顆粒賦予軟性接觸鏡片淡藍色的前述示例中，互補色為橙色，使得軟性接觸鏡片的捕獲圖像的背景色為橙色。在被檢查的軟性接觸鏡片不具有橘皮缺陷的情況下，軟性接觸鏡片的捕獲圖像完全為橙色。然而，在軟性接觸鏡片的表面處存在橘皮的情況下，在軟性接觸鏡片的圖像中在軟性接觸鏡片的表面處存在橘皮的區域係與橙色背景色混合的白色區域，使得軟性接觸鏡片的捕獲圖像的橙色背景色具有與這個背景色混合的一個或多個白色區域。這在軟性接觸鏡片的捕獲圖像中係清晰可見的，並指示存在橘皮。

可以將濾色器佈置在軟性接觸鏡片與圖像捕獲位置之間，以阻擋引起軟性接觸鏡片的背景色的散射的第二部分照明光的波長範圍。因此，背景色（在本示例中：橙色）在軟性接觸鏡片的圖像中不再可見，而是對比度增加的黑白圖像。

圖 1示出了用於執行根據本發明之方法的設備1的實施方式之立體圖，並且 圖 2示出了圖1的設備之剖面圖。設備1包括檢查容器2，在所示的實施方式中，該檢查容器包括形成檢查容器2的底部的凹形殼20。凹形殼20對可見光係透明的、由支架21固定、並由蓋子22覆蓋。例如，凹形殼20及蓋子22可以由玻璃製成。凹形殼20包含液體23，例如水或（磷酸鹽緩衝）鹽水，將軟性接觸鏡片3浸入其中，以檢查是否存在橘皮。該設備進一步包括發射非相干白色照明光的光源4，例如發光二極體（LED）或鹵素光源。為簡單起見，所示的光源4被實施為發射白色照明光的准直光束40。進一步，設備1包括光導和指向裝置5，該光導和指向裝置包括反射器50和光導管51，在所示的實施方式中，該光導管包括不透明的管狀元件510和511，該等管狀元件不能反射白色照明光的光束40。更進一步，該設備還包括佈置在圖像捕獲位置處的相機6，該圖像捕獲位置被佈置在與透射方向60（由虛線指示）不同的方向61（也由虛線指示）上，第一部分白色照明光的光束40在該透射方向上被透射通過軟性接觸鏡片3而不被軟性接觸鏡片3散射。相機6可以被連接到電腦（如點劃線62所示），而電腦又可以被連接到彩色顯示器（未示出），或者可以直接被連接到顯示器（未示出）。

對設備1的實施方式的操作將在下文中描述。一旦凹形殼20裝滿液體23並且要檢查的軟性接觸鏡片3已浸在液體23中並沉降到凹形殼20的最下方的點處，就可以對軟性接觸鏡片3執行檢查。由於軟性接觸鏡片3可能會變乾燥並起皺，或者由於其柔軟性，一旦液滴可能無意地沈積在軟性接觸鏡片3的背表面上就可能會折疊，因此在乾燥狀態下檢查軟性接觸鏡片3係不利的，甚至不可能實現。為了避免這種情況，要在軟性接觸鏡片3完全浸在液體23中的情況下執行檢查。

軟性接觸鏡片3可能包含或可能不包含顏料顆粒，該等顏料顆粒賦予接觸鏡片用戶無法感知到的淡色。然而，由於軟性接觸鏡片通常被提供在泡罩型包裝中，該泡罩型包裝包括主包裝殼，該主包裝殼具有碗（在該碗中，軟性接觸鏡片3被儲存在儲存溶液中）以及密封到主包裝殼的覆蓋箔，因此一旦覆蓋箔從主包裝殼上剝離，就允許用戶在碗中所包含的（透明的）儲存溶液中容易且快速地找到原本也是透明的軟性接觸鏡片3。

然後，借助於由光源4發射的白色非相干光的照明光束40，通過凹形殼20對浸在液體23中的整個軟性接觸鏡片3進行同時照射（即，沒有任何軟性接觸鏡片3區域隨後被照射）。然後，在反射器50處反射的光束40通過凹形殼20照射到軟性接觸鏡片3上。在軟性接觸鏡片3中包含顏料顆粒的情況下，一部分白色非相干光被軟性接觸鏡片3中所包含的顏料顆粒在朝向相機6的方向上散射（該相機被佈置在暗場觀察配置中）。由軟性接觸鏡片3中所包含的顏料顆粒散射的這個光的顏色與由顏料顆粒賦予軟性接觸鏡片3的淡色係互補的。例如，軟性接觸鏡片3中所包含的顏料顆粒可以賦予軟性接觸鏡片3淡藍色。在這種情況下，互補色為橙色，並且由相機6捕獲到的軟性接觸鏡片3的圖像具有橙色背景色。

在軟性接觸鏡片3不包括任何存在橘皮的區域的情況下，軟性接觸鏡片3的圖像7看起來為均勻的橙色，在圖像7中不包含不同顏色的區域（見 圖 3）。與此相反，如果軟性接觸鏡片3具有存在橘皮的相干區域，則該等區域看起來為與軟性接觸鏡片3的圖像7的橙色背景色混合的白色（圖像7中相鄰佈置圖元的）相干區域。在這種區域70、71和72中，在圖像7或軟性接觸鏡片3中檢測到的白光的強度必須高於預定的閾值強度，以便使該區域顯示（或確定）為白色區域。

在 圖 4所示的圖像7中指示了三個這種區域70、71和72。這種區域70、71和72被認為是由軟性接觸鏡片3的橘皮散射的白色照明光的光束40的部分（而不是由軟性接觸鏡片3中所包含的顏料顆粒）引起的，並且由橘皮散射的該等部分本身在圖像7中表現為白色散射光的區域70、71和72，其與由軟性接觸鏡片3中所包含的（藍色）顏料顆粒引起的圖像7的橙色背景色混合。

從圖4中可以看出，三個相干區域70、71和72具有不同的大小。相干區域70的大小最大，其次是相干區域71的大小第二大，再其次是相干區域72的大小最小。該等區域可以由操作者確定，例如借助於合適的影像處理和評估工具標記相應區域70、71和72的邊界，隨後由電腦計算出標記區域的大小。替代地，相應區域70、71和72的大小可以由本領域已知的合適的影像處理軟體自動地確定。無論用於確定區域70、71和72的大小之方法如何，一旦確定了相應區域70、71和72的大小，就將其與預定的閾值大小進行比較，並且如果確定的區域70、71和72之一的大小大於預定的閾值大小，則確定存在橘皮缺陷。而且，當區域70和71大於預定的閾值大小時（並且因此無論如何都將確定有橘皮缺陷），區域72有可能被確定為低於預定的閾值大小。然而，為了避免鏡片甚至有可能具有小橘皮缺陷，閾值大小可以被選擇為非常小，使得甚至區域72的大小也將引起橘皮缺陷存在的確定。

在期望進一步增強軟性接觸鏡片3的圖像7的背景色之對比度的情況下，一個選項可以是將濾色器63佈置在軟性接觸鏡片與圖像捕獲位置之間，相機6被佈置在圖像捕獲位置處以用於捕獲軟性接觸鏡片的圖像7。然後，這個濾色器63可以被配置為阻擋引起軟性接觸鏡片3的背景色的散射光的波長範圍，使得捕獲圖像7為（或多或少）黑白圖像。

在任何情況下，在檢查期間確定被檢查的軟性接觸鏡片3具有橘皮缺陷的情況下，則最簡化的後果是這個軟性接觸鏡片3被拋棄，以避免將這種鏡片分發給顧客。在前述檢查可以在生產期間線上地（即在軟性接觸鏡片生產期間的生產線中）完全自動化地執行的情況下，將被確定為包括橘皮缺陷的相應軟性接觸鏡片3拋棄就足夠了。

由於橘皮係極其罕見的缺陷，因此有理由僅從生產線中抽出已經在生產線中通過檢查的軟性接觸鏡片樣品，並進行離線檢查。如果在這種情況下，在對樣品進行離線檢查期間檢測到橘皮的存在，則可能需要將實際生產的整批生產的軟性接觸鏡片拋棄，以避免分發具有橘皮缺陷的軟性接觸鏡片。

總之，與目前先前技術的有經驗的操作者對軟性接觸鏡片3的（或多或少主觀的）顯微鏡檢查相比，對軟性接觸鏡片的檢查得到了顯著的改善。

雖然已經借助於附圖描述了本發明的實施方式，但本發明並不限於該等實施方式，而是使用相同技術教導對其的修改也被認為包括在本發明中。因此，保護範圍由所附申請專利範圍來限定。

1:設備 2:檢查容器 20:凹形殼 21:支架 22:蓋子 23:液體 3:軟性接觸鏡片 4:光源 5:光導和指向裝置 50:反射器 51:光導管 510, 511:管狀元件 40:光束 6:相機 61:圖像捕獲方向 60:透射方向 7:圖像 70, 71:區域 72:區域 63:濾色器

另外的有利方面藉由下面借助於附圖對根據本發明之方法的實施方式的描述而變得顯而易見，其中：

[圖1]示出了用於執行根據本發明之方法的設備的實施方式之立體圖；

[圖2]示出了圖1所示設備之剖面圖（沒有相機）；

[圖3]示出了沒有任何橘皮缺陷的軟性接觸鏡片之圖像；以及

[圖4]示出了具有橘皮缺陷的軟性接觸鏡片之圖像。

無

2:檢查容器

3:軟性接觸鏡片

4:光源

20:凹形殼

21:支架

22:蓋子

23:液體

40:光束

50:反射器

51:光導管

510,511:管狀元件

Claims (4)

1. 一種用於檢查軟性接觸鏡片（3）是否在該軟性接觸鏡片（3）的表面處存在不可接受的橘皮缺陷之方法，該方法包括以下步驟： - 提供具有透明底部（20）並包含液體（23）的檢查容器（2）； - 將要檢查的該軟性接觸鏡片（3）浸在該液體（23）中； - 用非相干白色照明光（40）通過該檢查容器（2）的透明底部（20）照射浸在該液體中的整個軟性接觸鏡片（3）； - 在沿與透射方向（60）不同的圖像捕獲方向（61）佈置的圖像捕獲位置處捕獲該軟性接觸鏡片（3）的圖像（7），第一部分照明光在該透射方向上被透射通過該軟性接觸鏡片而不被該軟性接觸鏡片（3）散射； - 在該軟性接觸鏡片（3）的圖像（7）中檢測在第二部分照明光中所包含的白光的強度，該第二部分照明光在該圖像捕獲方向（61）上被該軟性接觸鏡片（3）散射； - 將檢測到的在散射的第二部分中所包含的白光的強度與預定的閾值強度進行比較； - 確定該軟性接觸鏡片（3）的圖像（7）是否包括在該軟性接觸鏡片的表面處的至少一個相干區域（70，71，72），在該至少一個相干區域中，該檢測到的在散射的第二部分中所包含的白光的強度高於該預定的閾值強度，在該軟性接觸鏡片的表面處的該至少一個相干區域（70，71，72）的大小大於預定的閾值大小；以及 - 在該至少一個相干區域（70，71，72）的大小大於該預定的閾值大小的情況下，拒絕該軟性接觸鏡片（3），因為該軟性接觸鏡片包括在其表面處的不可接受的橘皮缺陷。
2. 如請求項1所述之方法，其中，確定該軟性接觸鏡片的圖像是否包括大小大於預定的閾值大小的至少一個相干區域（70，71，72）的步驟包括以下步驟： - 顯示該軟性接觸鏡片的圖像（7），以及 - 在所顯示的該軟性接觸鏡片的圖像（7）中確定在該軟性接觸鏡片的表面處的該相干區域（70，71，72）的大小。
3. 如請求項1所述之方法，其中，該軟性接觸鏡片（3）包括賦予該軟性接觸鏡片（3）淡色的顏料顆粒，並且其中，該散射的第二部分照明光使該軟性接觸鏡片的圖像（7）具有與該軟性接觸鏡片（3）的淡色互補的背景色，並且其中，該軟性接觸鏡片的表面處的該至少一個相干區域（70，71，72）係與該背景色混合的白色區域。
4. 如請求項3所述之方法，該方法進一步包括在該軟性接觸鏡片（3）與該圖像捕獲位置之間佈置濾色器（63）的步驟，該濾色器被配置為阻擋引起該軟性接觸鏡片的圖像（7）的背景色的該散射的第二部分照明光的波長範圍。

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