一种隐形眼镜缺陷的自动检测设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种隐形眼镜缺陷的自动检测设备，属于产品分选领域。
【背景技术】
[0002]在隐形眼镜生产领域，从注塑车间生产出来的产品，有些带有各种各样的疵病，比如脱模时的表面微小撕裂、凹坑、突起、破边和生产过程中带进的灰尘等，因此必须要把这些带有疵病的不合格的隐形眼镜剔除出去，以免流入市场，给隐形眼镜的消费者带来身体上的伤害。
[0003]目前的生产实践是，公司雇佣大量的女工，坐在放大镜前，一片一片地进行人工裸眼检测。由于隐形眼镜并非一个平面，而是一个凹面，放大后无法一屏就能把整个隐形眼镜上可能存在的缺陷都清晰成像出来，所以，操作工必须要调节操纵杆让隐形眼镜上下移动，目的是为了一点一点看清楚整个隐形眼镜上是否有疵病，因此每检验一片，耗时较长。
[0004]由上可知，人工检测的缺点是显而易见的，雇佣大量的品质检验工，不仅效率低、需要借助放大镜、成本高，而且由于不可避免的人为操作错误的存在，不时会有不合格的产品流入市场，导致隐形眼镜配戴者产生眼部磨损、发炎直至视力衰退等身体伤害;长时间的用眼，让品质检验工的眼睛十分疲劳，不仅会导致误判的概率大大提高，而且会导致品质检验工视力的下降。
【实用新型内容】
[0005]为了解决现有技术中隐形眼镜人工质检存在的缺陷，本实用新型提供一种隐形眼镜缺陷的自动检测设备及检测方法，能对隐形眼镜生产过程中的每一个隐形眼镜进行自动化的质量检查。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]—种隐形眼镜缺陷的自动检测设备，包括图像采集装置、托盘、、XY移动平台、照明光源、机架和中央处理计算机；
[0008]照明光源和XY移动平台从下到上依次安装在机架上;托盘置于XY移动平台上；图像采集装置安装在托盘上方的机架上；图像采集装置和XY移动平台均与中央处理计算机电联接。
[0009]上述图像采集装置可以为照相机或摄像机，图像采集装置安装于整个检测设备的上方，镜头向下对放置于托盘中的隐形眼镜进行成像拍摄，图像采集装置可以同时拍摄多个隐形眼镜，优选地，一次只对一个隐形眼镜进行成像拍摄;托盘是用来放置被检的隐形眼镜的，托盘放置在XY移动平台上，通过XY平台的移动，可以逐一对托盘中的每一个隐形眼镜进行成像拍摄;至少托盘的底部应由透明材料制备，XY移动平台为中空框架结构或底部为透明材质制备，以保障照明光源能对隐形眼镜实施照明；照明光源优选为LED照明光源；中央处理计算机控制整个设备的操作流程和缺陷识别，具体过程可参照现有技术来实现。本申请优选所有部件都安装在一个机架上。本申请未做介绍部分，均参照现有技术。
[0010]检测时，开启照明光源，光透过XY移动平台、托盘后照在待检测隐形眼镜上，再利用图像采集装置对被照待检测隐形眼镜实施图像采集，如果没有缺陷，由于隐形眼镜各处都很均一，所得图像也是均匀的，看不到什么特别的信号;如果有缺陷，比如划痕，由于划痕破坏了隐形眼镜的光学均匀性，在缺陷处会产生较强烈的光散射，在图像中呈现亮斑或暗斑，从而被捕捉到;采集到的图像被送到中央处理计算机进行识别辨认。
[0011]利用本申请上述设备无需对隐形眼镜进行放大，相反，对隐形眼镜进行了缩小成像，这样就可以一次性把隐形眼镜清晰地成像到相机或摄像机等图像采集装置的焦平面阵列上，因而就无需再调节操纵杆上下移动隐形眼镜了，大大加快了工作效率;所有的疵病辨认全部由软件自动完成，并且可以将合格产品、不合格产品进行分选，避免了人为错误造成的误判，也提高了生产效率。合格的隐形眼镜产品将进入下一个生产流程。
[0012]本实用新型的检测目标是如图1所示的隐形眼镜，其中，(a)图为侧视图，(b)图为顶视图。隐形眼镜由透明而柔软的材料制成，前表面和后表面都是具有一定曲率半径的曲面，边缘处具有一定的厚度(见图1中(a)图)。在前表面靠近边缘处的地方刻有隐形眼镜的编号，为阴文，笔划处为粗糙表面(见图1中(b)图)。为了跟眼睛吻合佩戴，隐形眼镜总体上不是一个平面，而是具有一定弯曲度的曲面，总矢高约3毫米。
[0013]上述图像采集装置内设有成像传感器。一般情况下，弯曲的物体在光学系统的像面处也形成弯曲的像。但是现有成像传感器，无论是CCD还是CMOS，或者是其他光伏(PV)和光导(PC)型的图像传感器面阵，都是平面型传感器，这就决定了弯曲的物体不可能一次性地清晰地成像在图像传感器面阵上，如要观察弯曲物体各处的清晰成像，就必须要么调节物距或者调节像距，依次观看弯曲物体的不同部位。但是申请人仔细研究成像光学系统的物像关系曲线后发现，如果在设计时考虑让成像光学系统工作在如图2中所示的III区，那么由于在该区的像距相对于物距的变化很不敏感，或者说相距相对于物距是慢变化的关系，即使物距有3毫米的变化，像距基本仍然是一样的，也就是说，在III区工作的光学系统是能够将隐形眼镜一次性地清晰成像到图像传感器面阵上的，因此，本申请图像采集装置优选使其成像光学系统在像距相对于物距为慢变化的区域(如图2中III区)工作，从而实现了利用现有成像传感器将隐形眼镜一次性地清晰地成像在图像传感器面阵上。
[0014]由于隐形眼镜是由透明材料制成的，而且隐形眼镜上的缺陷也是由相同的材料构成的，例如划痕等，要把缺陷和隐形眼镜本体清楚地区分开来，并非轻而易举。而采用本申请上述装置，当光穿过隐形眼镜时，如果没有缺陷，由于隐形眼镜各处都很均一，图像传感器上得到的图像也是均匀的，看不到什么特别的信号；如果有缺陷，比如划痕，由于划痕破坏了隐形眼镜的光学均匀性，在缺陷处会产生较强烈的光散射，从而可以被图像传感器捕捉到。
[0015]为了便于照明方式的调整，同时获得更加均匀的二次光源，优选，上述隐形眼镜缺陷的自动检测设备，还包括光弥散板，光弥散板位于照明光源和XY移动平台之间的机架上。光弥散板与照明光源之间的间距可根据LED照明光源的特性设定，使能在弥散板上形成均匀的照度，优选为4-6cm。
[0016]为了进一步便于光线调整，优选，上述光弥散板为可左右移动的光弥散板，具体可结合现有技术实现，既可为手动也可为自动，若为自动可通过中央处理计算机来控制。
[0017]为了提高检测的效率，优选，托盘上设有两个以上的球冠型凹坑阵列，但不排除托盘上只有一个球冠型凹坑的情况。检测时，每个球冠型凹坑内放置一个待检测隐形眼镜;为了便于操作，球冠型凹坑优选整齐排列。
[0018]为了能实施对同一隐形眼镜不同位置的图像采集，从而进一步提高检测的准确性，优选，球冠型凹坑内设有生理盐水;进一步优选，隐形眼镜缺陷的自动检测设备，还包括生理盐水转动机构，生理盐水转动机构与中央处理计算机电联接。
[0019]上述生理盐水转动机构目的是为了使球冠型凹坑中的生理盐水能够转动起来，从而带动其中的隐形眼镜一起转动，从而改变隐形眼镜的位置;生理盐水转动机构可以是吹气装置、注液装置、搅拌装置或能使生理盐水转动起来的其它装置;吹气装置为向球冠型凹坑里吹入净化的空气等气体使生理盐水转动从而带动隐形眼镜转动;注液装置可向球冠型凹坑里注入生理盐水等液体从而带动隐形眼镜转动;搅拌装置为通过电机带动可转动的搅棒在球冠型凹坑中的生理盐水里旋转搅动，使凹坑中的生理盐水转动，从而带动隐形眼镜转动。
[0020]照明光源优选为LED照明光源，LED照明光源可以由一个LED灯珠构成(图3)，优选，由两个以上的LED灯珠组成，可以设计成圆环状的LED灯，同心圆的LED灯珠阵列，或垂直和水平排列的LED灯珠矩阵阵列。
[0021]为了能实现明场照明和暗场照明的混合使用，优选，照明光源为LED照