专利名称：计算机视觉检验台的制作方法
技术领域：
本发明总的说是关于检验系统，特别是关于用于透镜的计算机检验系统。
透镜磨边机在本技术领域是公知的，在美国专利No4870784和5148637中说明了不同的类型。透镜按照所希望的光聚焦能力由具有一定的曲率的坯料形成。眼科透镜的曲率提供矫正聚焦能力。墨镜或太阳镜用的透镜曲率通常不具有矫正聚焦能力。在以所希望的曲率形成透镜坯料后，以镶嵌进眼镜框的形状来从坯料上切割透镜。这通过磨坯料的边缘来完成，即利用磨边工具例如一砂轮来研磨透镜的边缘，直至达到最希望的透镜形状。如果透镜是眼科用的，磨边过程可利用美国专利No4870784中所描述型式的透镜磨边机进行，它利用砂轮中的切槽对透镜边缘进行斜切。另一种通常用来制造非眼科透镜的透镜磨边机类型是利用其砂轮中的一顶尖来对透镜边缘进行斜切。透镜边缘的坡口使得透镜能紧密地嵌合进眼镜或太阳镜框中。二种型式的透镜磨边机使透镜坯料相对于砂轮旋转。在透镜坯料转动时，磨边机同时改变透镜坯料的中心与砂轮间的位移来达到透镜所希望的形状。
在完成磨边处理之后，透镜经受最后的检验步骤。在进行检验期间，透镜与用来制造透镜的设计参数进行比较。这些参数包含有长轴和短轴的长度，透镜的圆周长，沿圆周的点的透镜的曲率半径，透镜周围边缘的坡口角度等。检验过程通常由手动进行，经过训练的检验员将多个透镜制造样品与设计标准加以比较。
较具体说，此大小利用眼测板和眼测线来测量。一开始将测量装置利用淬硬眼测钢板调准为零，每一检验台对每一类型用一个眼测板。然后将眼测线贴合在欲测透镜上，在此过程中引入透镜误用的可能性并取得读数。由不同的检验员对同一透镜的重复测量可能导致测量在50％或更大的容许大小范围内变化。然后检查坡口角度，为此需要采用5倍比测器。比测器为一放大镜，通过它来观测透镜边缘的被放大的图象，而测量坡口度则是利用一差不多不过是一增强型的比度仪。此检验过程完全是主观性的，在被磨园的尖顶透镜的情况中特别是这样。顶尖位置也在5倍比测器上进行检查，将图象与一参考线对齐，使读数归零和沿着坡口的边缘绕线。这一测量方法的精度在已知规范的大小的情况下勉强足够；为进行有效的分析，实际上必须采用带有分度镜的7倍回路。这提供允许范围的±25％的精度。
最后，将透镜置于5×射线摄影机上加以确认其形状，它将透镜的放大图象投射到蓝图上。首先由其文件中提取相关的蓝图置于试验台上。经过培训的操作人员再次利用他们的主观能力确定透镜是否足够正确地对应于蓝图的真实线。操作员利用两脚规测量影象边缘与真实线之间的距离。由于真实线为至少一英寸的10/1000宽，检验员经常无法正确地测量形状曲线。
因此，当前的检验的手动过程费时间、不可靠和不正确，因而常被忽视。由于差错不能及时检测而常常延误矫正操作，所以这种处理对加工过程普遍存在负面影响。当透镜不能适配它们的框架而必须报废时因不能及时矫正将造成很大损失。
采用本发明，检验过程自动地由计算机控制，有效、正确和可靠。操作员将透镜置于检验台上，很短时间之后，透镜所有方面的全部读数就将以精确的格式出现。读数利用一红/绿、合格/失败系统作彩色编码，它使得即使不熟悉的操作员也能看清透镜是否与设计规范一致。一零误用自动处理系统可能使得每一单个的透镜基础的迅速检验。
本发明可对制造透镜的计算机数控透镜磨边机提供大小和形状特性的自动计算机化的反馈。这样，透镜检验台就能提供一闭环制造过程，它实际上能消除在偏离设计规范导致透镜超出设计范围的范围之前的这种偏离。因此，利用本发明就有可能提供生产一致的透镜而无需操作员的干预的全自动过程。
当操作员将透镜放置在被加工进一可旋转的栓柱的顶部的检验座上时，一智能视觉系统即检测到检验区中操作员的手并打开通过栓柱中心的气流。此气流有两个作用。第一，它清除检验座和透镜表面上的任何可能使透镜被误用的砂粒。第二它被用作为一空气支承，使透镜能以透镜的重力中心停置在检验座上。然后对透镜施加抽吸作用使其在栓检过程中牢固地安在检验座上。再旋转透镜二次，在此时间内进行整个的检验过程；然后数据输出到显示器，如计算机屏幕。这样使操作员的干涉减至最小并无需作操作培训。
本发明将工艺技术与复杂的数学分析相结合。将高分辨率CCD摄象机与高速象素定时帧取集板配合使用。二摄象机摄取在检验台上旋转的透镜的平面和立视图。所摄取得的图象被模-数变换器变换成数字象素信号流。这些象素信号或者被存放进存贮器，或者被作在线处理以提供表示透镜的形状和大小、坡口轮廓和顶尖及坡口角度的大小和位置的数据信号。对象素轮廓作S型曲线拟合，使得能部分地依靠曲线拟合对普通的线性插补的优越性来达到高精确度的副象素插补。
本发明系统的校准是自动的，仅需操作员将二金属校验盘置于检验台上，从而使准备时间和培训降到最低限度。
这样，本发明提供能适应透镜生产者的处理要求的有力的和灵活的测量系统。新式样的透镜在它们被加以编程和经透镜磨边机切削后即可进行检查，为实现新型式提供了空前的灵活性和高速度的可能。
对所列附图的简要说明
图1为一典型透镜的平面视图；图2为图1透镜的边缘视图；图3为表明一倾斜位置的曲率半径长度的图1透镜的示意图；图4为透镜检验系统的原理图；图5为摄象机50的视图；图6为摄象机53的视图；图7为图4的部分放大图象；图8为图5的部分放大图象；图9A、9B和9C为检验盘的视图10为边缘18的高度放大的部分；图11为检验座上一透镜的部分视图；和图12为检验座上一透镜的部分平面视图。
参看图1，透镜20具有边缘18。如图2中所示，透镜20具有与其主平面22基本上呈垂直的光轴24。透镜20的表面22和23的曲率可以不相同。边缘18具有坡口面18a、18b。尖顶角26为由自表面延伸的假想线18a1、18b1之间所形成的角度。参看图3，透镜20具有周边16，周边上任一点P均可由它距光中心24的径向距离来定义其位于角度θ。
对照图4来说明透镜检验系统10。透镜检验系统10具有一安置透镜20的检验座30。在此优选实施例中，透镜20被凹面向上地安置在检验座30的顶部。检验座30可在传动带35和电动机34的作用下围绕轴25旋转。如图11、12和13中所示，检验座30具有垂直竖立以承接透镜20检验座30上的栓柱9，使得透镜20能以相对于检验座30的轴25作偏心旋转。流体导管39在检验座30的表面中的一小孔(未作图示)中终止。导管39在压力下流通流体或者在小孔端形成真空。导管39通过管接头32和第二导管33连接到真空/压力源12。电动机34具有传载控制信号到它的控制线40。同样，压力/真空源12也有传载控制信号到它的控制线41。编码器301在信号线302上提供代表检验座30的斜角位置的信号。
在透镜20上方稍许偏离检验座30的轴25处有一第一CCD摄象机50。如图5中所示，摄象机50具有图象视野82而摄取透镜20的平面视图的图象80。如图6中所示，第二CCD摄象机51被通常配置得垂直于轴25而摄取透镜20的边缘18的图象。二摄象机50、51产生分别代表透镜的平面和边缘的第一和第二视频信号的输出信号序列。这些图象由信号输出线52、53载运。
线路40、41上的控制信号和线路52、53上的第一和第二图象信号被耦合到计算机70。计算机70包含通常被安装在母板(图中未示出)上的中央处理单元71。计算机70还具有包括只读存贮器(ROM)72、随机存取存贮器(RAM)73和磁盘驱动器等的数据库存贮器710在内的一或多个存贮器。ROM72和RAM73通过各自的总线66、67连接到CPU71。第一和第二输入图象信号52、53被分别耦合到安装在帧集取板63上的A/D变换器60、61。A/D变换器60、61将摄象机50、51的模拟视频输出变换成数字信号并输出到CPU71。另外也可以采用发送数字信号而不是模拟信号的摄象机。CPU71可以是微处理器或能处理数字信号并对这些信号进行算述逻辑运算的任何适当的装置。在系统10中，CPU71具有存放在存贮器72和/或73中的软件，按由A/D变换器60、61输入的信号操作并处理这些信号。
CPU71具有耦合到视频显示器74的输出线65。视频显示器74可以是视频显示终端或液晶显示器或任何其他适用的视频显示器。在显示器74中显示一透镜的平面图75。加阴影的部分76指示非对应于所希望透镜形状的预定的透镜轮廓的透镜20的区域。
同时参照图5-8，摄象机50摄取包含透镜20的至少一部分平面轮廓图象81的图象视野82。以类似方式，CCD摄象机51摄取表示轮廓的图象视野92中的图象，即边缘图象91。图象视野82包括多个象素。许多象素84构成背景象素。其他象素83较暗，对应于透镜的平面图象81。同样，图象视野92包含多个背景象素94以及提供边缘18的图象数据的象素93。
CCD摄象机50、51在给定时间摄取多个象素包含背景象素84、94和图象或前景图象83、93。各摄象机50、51具有机械的或电子光圈，在一预定时间之后关闭。一旦光圈(未图示)关闭后，电荷耦合信号通过线路51、53输出到各自的A/D变换器60、61。A/D变换器60、61将模拟CCD信号变换成多个数据信号。数据信号被存放在位映象存贮器中。
CPU71在适当的软件的控制下，将第一和第二输入数据图象信号与被存贮的第一和第二数据图象信号相比较。这样，平面图象的数据图象信号被与第一存贮的平面图象数据信号相比较而透镜20的边缘的第二数据图象被与磁盘驱动器701中的第二存贮的边缘图象数据信号相比较。作为比较结果，输出图象信号被置于输出线65上送往视频显示单元74。在此，图象75的区域76指明实际的透镜20偏离所需透镜的程度。
操作中，真空和流体源22在其空闲状态维持小的稳定流体流由喷孔38射出。操作员接触检验座30置入透镜20使其表面22盖住导孔38。摄象机50检测其视野内的运动。响应所检测到的运动，CPU71驱使压力/真空源12启动以增加压力，将透镜20提升高于检验座30并旋转透镜20直到其自己中心定位于导孔38上方。到此时，压力/真空源12将降低压力，降低透镜20并建立真空将透镜20保持在检验座30的表面上。在透镜20固定到检验座30的表面上后，CPU71通过控制线40发送信号启动电动机34以驱动传送带35旋转检验座30。在检验座30旋转时，透镜20转动经过CCD摄象机50、51的视野82、92。CCD摄象机50、51在给定时刻产生它们视野内所摄取到的图象的模拟信号。这些模拟信号被A/D变换器60、61变换成数据信号并将数字数据信号馈送到CPU71。CPU71将输入图象信号与表示透镜20的平面和边缘预定形状的预定信号相比较。这些预定的形状信号被存放在RAM73中。在输入数据信号与所存贮的数据信号比较之后，CPU71通过输出线65将比较信号输出到视频显示单元74。一旦完成处理，系统10维持空闲状态直到取走透镜20和在检验座30上置入下一透镜。
下面的讨论说明CPU71怎样分析CCD摄象机50、51输出的数据。摄象机50、51每秒摄取30个图象(帧)，此30帧被传送到A/D变换器60、61。其输出，数字帧数据信号被存入RAM73中。各A/D变换器60、61各自具有机载存贮器600、610，它们作为由各自的摄象机50、51摄取的数据的帧集取器。存贮器600、610各自具有4个Mbyte的RAM以能每个保存一图象而CPU71可逐象素地访问所保存的图象。各被摄取的图象如下面所解释的那样加以分析。
构成系统10的操作依据的前提是认识到，人们无法精确测量透镜20的特征，摄象机50、51，光轴24及旋转轴25不能精确地对准。因此系统10假定这样的不精确性并在存贮于ROM72中的计算机程序中考虑它们，由计算机70运行此程序。系统10摄取透镜的图象，搜索存贮在保存对应于透镜的主特征的透镜数据的硬盘710上的数据库，将图象特性与选择的透镜数据进行比较，并显示图象与透镜数据间的差异的视频表示。
在将测量数据与透镜数据集比较之前，为未准直性进行定标校正。已发现透镜数据的光中心经常与检验座30的轴不一致。换句话说，透镜20在检验台30作稍许倾斜。由于存贮器710中的档案透镜数据为与检验座30的旋转轴对准的透镜的数据，一适当的软件例行程序在三个方位上旋转透镜数据以便将透镜特征数据的光轴与检验座30的旋转轴对准。这样的对准校正将使透镜数据围绕其光轴旋转并在XY平面内移动透镜数据以便尽可能在透镜数据与档案数据之间取得一致。这种对准校正由系统10的初始定标而得到简化。
系统10以图9中所示的薄定标盘191、192进行定标。盘191、192为圆型，具有不同的直径，191盘的直径为D1，192盘的直径为D2，且D1＜D2。D1放在检验座30上并精确地被置于偏离中心以使其随后的旋转定义一通过摄象机50的图象视野的偏心路径。由于盘191的半径C1是已知的，由编码器310角度位置θ是已知的，而摄象机50的视野82中任一象素的x、y座标也是已知的，由简单计算就可得到检验座30的旋转中心25的座标。各个盘191、192旋转二或更多转，而在每一转中进行多次检验座旋转中心的计算。然后将一已知厚度，例如1/4英寸的隔离板置于检验座上，各个盘191、192再次作偏心旋转二或更多转并在每一转的多个角度位置上进行测量。隔离板194提供关于Z轴效应的信息。收集不同隔离厚度的数据，将系统10作计及实际透镜的鱼眼效应的定标。利用由四旋转得到的数据进行回归计算以产生检验座30相对于摄象机50的图象视野82的旋转中心25的座标位置。由于图象视野82的大小极大地小于整个透镜20的图象，对图象视野82进行测量的准确性大大提高。
此定标操作还给计算机70提供许多几何参数，它们被用于校正系统10组成部件上固有的物理缺陷和确定例如检验座30的中心的临界位置。这些几何参数通常被存储在硬盘710中可由计算机70存取。这些参数包含(1)CCD摄象机50的透镜的中心与检验座间的距离，(2)摄象机50的偏离角，它是摄象机透镜和透镜调整值的函数，(3)为在成为动态阀值时区别明暗设定光圈，(4)因摄象机总不会完全向下的摄象机倾斜角。特别是，ROM72中的计算机程序需要了解因图象80在二平面中的变形的二个方向中的倾斜角。
摄象机51摄取其视野90中透镜20的边缘轮廓的一部分。作为定标步骤的结果，检验座30的旋转中心30是已知的。视野92中的图象被用来推导出尖顶27距旋转中心25的位置和坡口角度26。坡口角度26可由视野92中图象的边缘象素的座标位置加以计算。磁盘驱动器710上存贮的透镜数据具有尖顶相对于透镜的光中心的位置。从而，将所存贮的透镜数据变换成对应于视野92中的图象的轮廓数据。所存贮的透镜数据由计算阴影图象数据的适当的子例行程序来加以变换。这种阴影图象数据是这样的阴影图象，即一按照档案数据作成的透镜如果由来自摄象机51的透镜中心的投射到摄象机51的图象平面上的光照射成型的图象。换句话说，此子例行程序利用档案透镜数据来建立一组对应于视野92中显现的图象的数据信号。实际图象的数据象素信号与阴影数据图象信号被加以比较以求取下面说明的差异。
当透镜20被置于检验座30上时，透镜通过摄象机50的视野82。然后计算机70对由视野82中图象得到的象素数据信号进行操作并提取一组相对于检验座30的旋转中心25的透镜20的边缘18的半径。为计算圆周，边缘上的点被测量到子象素的精度并将之变换成r、θ、z座标。通过此带有适当修正的三维数据进行仿样拟合以控制仿样稳定性。仿样稳定性被控制来近似目测线围绕透镜时的偏离性能。为此，ROM72中的计算机程序访问被存放在RAM73中或硬盘710上的这类参数的定标数据。摄象机50所摄取的图象80被加以分析来由图象中提取图象上各不同点的真实半径。参看图4，机械编码器310提供表示检验座30的旋转位置的输出信号。将检验座的角度位置信号送至计算机70并存贮在RAM73中。根据一假定的恒定转速将编码器位置间的读数进行内插。这样，在多个角度位置进行透镜半径的计算。将任一位置的半径的测量值随同透镜的角度位置存入存贮器。利用摄取的透镜图象和关于其角度位置及旋转速度的信息计算各种半径并作为一组数据副本加以存贮，其中，各数据副本含有一定角度位置处的透镜的半径。将透镜的初始位置选作基本位置而将随后的角度位置与此基本位置进行比较。由于透镜的光中心24与检验座30的旋转中心25之间存在有差异，另一子例行程序将测得的半径和角度位置数据变换为对应于光中心的半径和角度位置。
摄象机透镜本身会使由摄象机网膜摄取的图象发生畸变是公知的。这种畸变，被称之为鱼眼效应，由计算机程序中的软件校正。计及鱼眼效应，尽管在视野中透镜边缘的垂直高度变化，仍然可取得每一点透镜的真正半径。关于这一点，本技术领域的熟悉人员将会理解，在透镜20旋转时摄象机50与透镜20的边缘18之间的距离会改变，亦即时而边缘18接近摄象机50时而边缘18远离摄象机50。因为透镜具有形状曲线和基本曲线，有时透镜20的边缘18接近摄象机视野的中心84时而接近摄象机视野的周边85。这样，为了取得实际旋转位置处的真实半径就需要精确地模拟整个的三维摄象机视野。系统10以每秒摄取透镜20的30个图象，使透镜20旋转6秒钟以生成180或200个透镜图象实现了上述的模拟。由每一图象，系统10获取约10个半径以便在检验结束时，累积针对测量半径时的已知旋转角度的1800到2000个之间的半径。这完整地表征该透镜。
此分析中的下一步是透镜识别。在透镜识别中，分析透镜数据来取得透镜长轴的大小，透镜短轴的大小，和边缘18周围的局部曲率变化。将此识别数据与存放在磁盘驱动器710中的档案数据目录中的对应数据进行比较以便识别透镜，识别透镜的型号，和识别透镜的手征，亦即，透镜为左透镜或右透镜。
例如，计算机对图1的透镜所接收和计算的数据产生的测量值为长轴1.75英寸，短轴1.25英寸，和三个最高曲率的半径。这些半径通常为透镜的接近研磨机的边撑、鼻端和颊板的区域的半径。对于这一示例，假定对于边撑、鼻端和颊板曲线的三个半径为0.875、0.9375和0.75英寸。这些测量值构成透镜分类数据并且这些数据对不同透镜一般是不同的。计算机70将被测透镜的分类数据与被称为透镜组L1、L2、L3…LN的存贮在硬盘710上的不同透镜设计的分类数据进行比较。各组透镜数据还包含各透镜设计的外围周长。由一为本技术领域熟悉人员所公知的比较例行程序确定其分类数据最接近所测得分类数据的透镜数据组。作为替代，操作员可对计算机70进行编程来将所测得的分类数据与数据组之一进行比较。所以，如果操作员知道所测透镜被设计得对应于透镜数据组L7，则所测数据就将与透镜组L7相比较而计算机70不会为与关键测量特征最接近的一致而搜索其他数据组。
下一步是将透镜特征数据与所选择的档案透镜数据相比较以确定二组数据间之差。系统10测量档案透镜数据组和被测透镜间的半径的最大差值，正的(“挤出”)和负的(“侵入”)。此时对透镜的尖顶表面中的缺口作进一步校正。
尖顶中的缺口给透镜外周边的测量值带来误差。透镜的外周边由透镜的坡口表面91定义。如图10中所示，坡口表面91因表面91中的缺口901、902而为不规则的。当透镜被埋在透镜砂轮中的锐利金刚砂尖磨掉时就在表面91中导入缺口。因此透镜的坡口表面91事实上由一组细小的划痕确定。在这些划痕贯穿坡口91的尖顶92时，它们即表现为坡口表面91中的小缺口901、902。许多缺口901、902深为千分之0.1英寸，但有些可能深达千分之五或千分之十英寸。在制造透镜的正常过程中这样的缺口不会带来问题。当人们将此透镜置于眼测线中时，或者为测量或者为将其镶嵌进它们的眼镜框，此眼测线趋于凌驾在缺口上面而此眼测线被支撑在缺口间的隆起之上。但是本发明的系统10能正确地测量缺口901、902对透镜外周长度所增加的各段的长度，和指明实际上因缺口而带来的小误差可被忽略时的误差。在这方面，测量系统10可测量到约千分之一英寸或超过6英寸左右的周长。这样，透镜外周长的测量将包含多段挤出和侵入长度。这些挤出和侵入的长度通常是不相干的。但是，由本发明所可能的非凡的精确程度，进入缺口和退出缺口的长度的测量值将迅速地耗尽全部可接受的误差的范围。这样，因缺口所带来的误差即为测量分析系统中的仿样子例行程序所计及。
仿样子例行程序将一定稳定性的数据仿样920拟合到透镜数据。系统10给数据仿样920提供稳定性，它接近一在一定程度上但不是全部地落入孔穴的眼测线的稳定性。例如，如果一缺口为0.020英寸长和0.005深英寸，周长的数据仿样920校正将以适当方式向上弯曲，即接于一眼视线向上弯曲地越过缺口而不是作直线经过它的方式。同样，数据仿样校正将桥接一侵入。因此，仿样校正子程序的功能就在于模仿眼测线的实际行为。
测量了透镜的形状和外周长后，下一步骤就是确定坡口的情况。为此，系统10利用来自第二摄象机51的数据。第二摄象机51在透镜的第一次转动时不摄取坡口。其理由是人们只能以一定的取向获得透镜边缘的一清楚视图。由于透镜阻挡住所要看到的而使得在许多旋转位置上无法看到不模糊的轮廓。当透镜旋转使得没有其他部分从侧面遮挡观察时，就能看到坡口的轮廓。因此，进行分析来确定希望进行测量的那些旋转位置。一般这些均对应于透镜的最大曲率的位置。这种位置包含上面讨论的鼻端、边撑和颊板区。
在摄取了坡口图象和计算出欲测量坡口的位置后，启动透镜20的第二次转动。当透镜20到达适当的旋转位置时，在所希望进行测量的位置区域摄取约15个图象，透镜转到下一位置摄取另外15个图象，然后到最后位置再摄取15个图象。就这样，本发明获取一系列覆盖峰值旋转位置的图象。这些都是为测量坡口轮廓的最重要的位置。然后应用软件来由此数据提取真正的坡口轮廓，对坡口轮廓数据进行平滑处理并以本技术领域人员公知的方式加以插补来推演出最佳图象。由此最佳图象推得尖顶位置92。
参看图1、3和8，尖顶位置96由透镜的凸边22直到尖顶96的距离确定，但不与其相等。尖顶96就是坡口表面18a、18b相交形成坡口角26的点。实际的透镜中，由于产生呈坡口状表面18a、18b的磨轮(未图示)的原因，表面18a、18b的接合处可能是不规则的。一旦得到此角度26，由简单的三角学将得出按透镜设计所定义的尖顶位置96。
接着，在监视器74上视频显示由透镜20分析所推得的信息。此视频显示75的形式是包含作为校正长度的差别的透镜外周长度指示的图象。例如，显示可指明为“-20”，这表示相对所希望尺寸少百分之20毫米。此显示还表明尖顶角度并通报尖顶位置。尖顶位置以透镜上三个重要点处的小方框表示，在这些点上测量尖顶角度，亦即鼻端、边撑和颊板。显示还包含二个区域76、77。第一区域76位于透镜图象75的外周上，在此透镜20的半径具有透镜20的较小边上最大的误差量；而区域77则指明较大边上的最大误差量的地点。此显示和指示均按加工允许范围作彩色编码，任何超出范围的测量值均以红色表示。在范围之内的测量值均表示为绿色。
虽然这样说明了本发明的优选实施例，但熟悉本技术领域的人员将会理解，对此优选实施例组成部件可进行各种的增添、改变、修正、和替代及等值的替换而不背离所附列权利要求的精神和范畴。
权利要求
1.一种检验透镜的过程，包括转动透镜；摄取旋转透镜的第一和第二视频图象，所述第一图象取自透镜的主平面，而所述第二图象取自所述透镜的边缘；将所述第一和第二图象变换成第一和第二图象信号，所述第一和第二图象信号包括多个表示第一和第二视频图象的数据信号；和将所述第一和第二数字图象与表示预定的主表面和预定边缘的第一和第二存贮数据信号进行比较。
2.如权利要求1中的过程，还包括产生表示所述第一和第二存贮数据信号与所述第一和第二图象信号的比较结果的输出视频图象的步骤。
3.如权利要求1中的过程，还包括提供透镜检验座以支撑和旋转透镜的步骤。
4.如权利要求3中的过程，还包括提供流体压力源以升高透镜到检验座上和转移流体压力使透镜中心位于检验座上面的步骤。
5.如权利要求4的过程，还包括提供流体真空源以保持位于检验座中心的透镜的步骤。
6.如权利要求1的过程，还包括摄取透镜的模拟第一和第二视频图象和将第一和第二模拟图象变换成数字图象的步骤。
7.如权利要求1的过程，还包括显示表示第一和第二图象信号与第一和第二存贮的数据信号的比较结果的图象的步骤。
8.一种检验透镜的设备，包括用于转动透镜的装置；用于摄取旋转透镜的第一和第二视频图象的第一和第二摄象机，所述第一摄象机被配置来摄取透镜主平面的第一图象和，所述第二摄象机被配置来摄取所述透镜的边缘的第二图象；所述摄象机具有第一和第二输出图象信号，所述第一和第二图象信号包括多个表示第一和第二视频图象的信号；和用于将所述第一和第二数字图象与表示预定的主表面和预定的边缘的第一和第二存贮数据信号相比较的装置。
9.如权利要求8的设备，还包括产生表示所述第一和第二存数据信号与所述第一和第二图象信号的比较结果的输出视频图象。
10.如权利要求8的设备，还包括为支撑和旋转透镜的透镜检验座。
11.如权利要求10的设备，其中检验座还包括为将透镜提升到检验座之上和降低透镜到检验座上对准透镜中心的流体压力源。
12.如权利要求8的设备，其中摄象机提供第一和第二输出模拟信号，还提供将所述第一和第二模拟信号变换成第一和第二数字信号的装置。
13.如权利要求8的设备，还包括为显示表示第一和第二图象信号与第一和第二存贮数据信号的比较结果的图象的视频显示器。
14.一种用于检验具有主表面的透镜的透镜检验系统，所述主表面具有由相对较薄的边缘定义的轮廓的边界，所述系统包括检验座，具有为沿着所述透镜的主表面支撑所述透镜和为使透镜围绕垂直于所述透镜的主表面的轴旋转的表面，所述检验座具有在其中心的导孔，用于提供流体流来将透镜提高到检验座之上和/或用于提供真空到透镜以便将其保持在检验座上；第一和第二视频摄象机，所述第一视频摄象机被相对于检验座放置来摄取检验座上的透镜主表面形状的视频图象，所述第二视频摄象机被相对于检验座放置来摄象透镜的边缘形状的图象，所述第一和第二摄象机分别生成表示透镜的主表面的形状和边缘的形状的图象的强度的第一和第二模拟输出象素信号；第一和第二模拟-数字变换器，将第一和第二模拟信号变换成表示图象象素强度的数字信号；计算机，包含用于接收第一和第二数字象素数据信号的装置、提供输出信号的装置、存贮器和中央处理单元，所述存贮器用于保存分别对应于主表面的预定形状和边缘的预定形状的第一和第二存贮的数字象素数据，而所述中央处理单元将所述第一和第二数字象素数据信号与所述各自被存贮的第一和第二数字象素数据信号相比较以产生表示所述比较值的输出信号；视频显示器，接收并显示所述输出信号。
15.如权利要求14的透镜检验系统，其中所述第一摄象机生成表示透镜周长的信号。
16.如权利要求14的透镜检验系统，其中还包括用于计算多个由透镜图象中心至透镜图象的周长上对应的多个位置的透镜图象的多个半径的长度的装置，和为将各个所述计算得的半径长度与表示所述周长上的所述位置的所希望的半径长度的存贮数据相比较的装置。
17.如权利要求14的透镜检验系统，其中所述第二摄象机产生表示透镜的坡口角度的信号。
18.一种定标透镜检验系统的过程，包括步骤使一具有已知半径的圆形定标盘围绕离开盘的中心的旋转中心作偏心转动；摄取作偏心旋转的盘的部分的多个图象；记录所摄取图象的角度位置；摄取包含有表示盘的外周的象素数据信号的所摄取的偏心旋转盘的图象的多个象素数据信号，各外周象素数据信号具有相应的已知座标位置和已知的角度位置；和利用定标盘的已知半径外周象素数据信号的座标位置，和外周象素数据信号的地点的角度位置定位定标盘的偏心旋转的中心。
全文摘要
透镜检验系统(10)具有两个摄象机(50,51),用于拍摄透镜(20)的平面和边缘图象和提供代表这些图象的象素数据信号。对应于平面和边缘图象的象素数据信号由计算机(70)进行分析。计算机利用象素数据信号计算图象的圆周、至周围象素的半径的长度和透镜(20)的坡口角度。这些数据与存放在存贮器(710)中的数据进行比较,可视显示(74)表明图象与所存贮数据间的差别。
文档编号B24B9/14GK1181032SQ96193179
公开日1998年5月6日 申请日期1996年3月20日 优先权日1995年3月20日
发明者戴维·L·拜伦, 罗里·L·C·弗莱默 申请人:博士伦公司