CN105283301B - 用于制造眼镜片的方法和机器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造具有至少一种光学功能的眼镜片(10)的方法，其特征在于，该方法包括：为了形成目标几何包络线而通过沉积具有预设折射率的至少一种材料的多个预设体积元素以增材方式制造所述眼镜片(10)的步骤(100)；在所述增材制造步骤(100)的实施过程中至少一次确定一条实际几何包络线的步骤；以及如果在区中所述目标几何包络线与所述实际几何包络线之间的差异大于预设阈值则触发校正动作的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及具有至少一种光学功能的眼镜片(例如，渐进式眼镜片)的制造领域。
本发明更具体地涉及一种用于制造此类眼镜片的方法。
本发明还涉及一种用于制造此类眼镜片的机器。
背景技术
众所周知，眼镜片经历各种制造步骤，以便赋予它们处方眼科特性。
已知制造眼镜片的方法包括一个提供未加工的或半成品的镜片毛坯的步骤，即，没有一个面或其中只有一个面被称为精加工面(或换言之，限定简单或复杂光学表面的面)的镜片毛坯。
这些方法则包括对未加工的镜片毛坯的至少一个面进行车削的一个或多个步骤，以便获得被称为成品面的面，从而限定了所寻求的提供眼镜片的佩戴者的处方(可能复杂的)眼科特性的光学表面。
眼镜片的光学功能主要是由与眼镜片的正面和背面对应的两个屈光度提供的。要生产的表面的形貌取决于镜片的正面与背面之间所应用的函数的重新分配。
表述“一个或多个机加工步骤”在此应理解为是指被称为粗加工、精加工和抛光(通过表面加工的机加工)的加工。
粗加工步骤从未加工的或半成品的镜片毛坯开始使得能够产生镜片毛坯的被限定为其未精加工表面曲率的那些面，而精加工(又称为平滑化)步骤在于细化颗粒或甚至前述所获得的这些面的曲率半径的精度，并且允许制备(平滑化)所产生弯曲表面用于抛光步骤。这个抛光步骤是一个对经粗加工或平滑化的弯曲表面进行表面加工的步骤，并且使得能够使眼镜片透明。粗加工步骤和精加工步骤是设置最终镜片的厚度以及经处理过的表面的曲率半径的步骤，与最初物体的厚度及其最初曲率半径无关。
通常，对眼镜片的面进行机加工所花费的时间取决于所使用的机器、材料以及所寻求的光学表面的复杂性。
机加工速度也不是对生产的光学表面与所需表面的一致性没有影响。因而，非常低的速度可能使得能够确保表面的一致性，但其会影响其生产率。相比之下，高速使得能够提高生产率，但是会影响一致性。
通常，需要针对复杂表面进行试验，以便确定最佳机加工速度，这降低了生产率。
从专利申请WO 2011/083234和WO 2013/030495中已知用于独立于这种镜片的材料、从有待生产的表面的几何特点来确定对该镜片进行机加工的最佳转速的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制造具有至少一种光学功能的眼镜片的方法，本方法不同于车削方法，并且实施起来特别简单、方便和经济。
因而，根据第一方面，本发明的主题是一种用于制造具有至少一种光学功能的眼镜片的方法，该方法包括：
-根据目标几何包络线，通过沉积具有预定折射率的至少一种材料的多个预定体积元素以增材方式制造所述眼镜片的步骤；
-在所述增材制造步骤的实施过程中至少一次确定实际几何包络线的步骤；以及
-如果在一个区中所述目标几何包络线与所述实际几何包络线之间的差值大于预定阈值则触发校正动作的步骤。
增材制造技术是满足本发明的目的的一种特别适当的方法。
表述“增材制造”应理解为是指，根据国际标准ASTM 2792-12，包括一种涉及通常将材料逐层放在一起或组合以便根据3-D建模数据(通常是计算机辅助设计(下文中是CAD)文件)制造物体的方法的制造技术，与减材制造方法截然相反，如传统机加工。
增材制造技术在于通过根据CAD文件中包含的数字形式的预定安排对固体材料元素进行并置而制造物体。
可以使用各种不同的技术原理、例如通过借助于打印头提供光聚合性单体滴状物、通过用一批单体表面附近的UV光源进行选择性光聚合(立体光固化成型技术)、或通过熔化聚合物粉末(选择性激光熔化(SLM)或选择性激光烧结(SLS))来创造并并置这些基本体积元素，表示为“体元”。
增材制造技术允许以很大的灵活性来限定物体的几何结构，但是如果希望制造不散射光并且通过在镜片的每个面上的非常精确的屈光镜几何结构而提供光学处方的透明眼镜片，就产生了一些问题；这些屈光镜可以是球面的、或伪球面的、或复球面的或伪复球面的。
特别会遇到以下问题：
-逐体元结构本身不适合很好地获得光学应用所需的光滑表面；
-增材施工技术使得难以用光学应用所要求的精度来控制产品元件的尺寸特点；特别是难以以极高的精度实现对镜片的曲率半径的局部控制。
可见，本发明考虑了增材制造固有的这些问题，以便其与眼镜片的制造兼容。
根据本发明的制造方法首先在需要快速且灵活的制造方法的广泛多样的光学功能的生产背景下(因为这些光学功能的个性化)是特别简单、方便且经济的。
还应注意的是，当应用于镜片时，表述“光学功能”应理解为是指该镜片的光学响应，即对通过所讨论的镜片的光束的传播和透射的任何修改进行限定的功能，无论进入光束的入射如何并且无论由入射光束所照亮的入光屈光镜的几何范围如何。
更确切地，在眼科领域中，光学功能被定义为针对本镜片的佩戴者的所有注视方向佩戴者屈光力和散光特点的分布以及与该镜片相关联的更高阶像差的分布。当然，这假定了已知镜片相对于佩戴者的眼睛的几何位置。
根据本发明的方法使得能够特别简单且容易基于使用光学领域中的标准数学工具能够获得的值以增材方式精确地制造眼镜片，这些数学工具使得能够从通过有限数量的点(各点被赋予自己的坐标，例如在笛卡儿坐标系中)对表面进行定义的文件中确定镜片的目标几何包络线并且然后在其增材制造过程中确定镜片的实际几何包络线，并且在必要时取决于目标包络线与实际包络线之间的几何差值而触发校正动作。
因而，在根据本发明的方法中，在制造过程中不对材料沉积工具(如喷嘴)的位置进行监测，而是在镜片制造过程中监测镜片的实际几何包络线；并且，如果需要的话，在制造过程中对眼镜片触发校正动作。
根据有利特征，所述校正动作包括在所述区上沉积至少一种附加的预定体积元素和/或确定经修改的目标几何包络线，从而替换所述目标几何包络线。
应注意的是，目标几何包络线与镜片的起始制造设置(或框架)相对应，而经修改的目标几何包络线与镜片的经修改的制造设置相对应，这种修改是在检测到物镜(目标镜片)与实际情况(制造的镜片)之间的差值大于预定阈值之后做出的。
沉积至少一个附加的预定体积元素和/或确定经修改的目标几何包络线而替换产生的目标几何包络线是对制造过程中填充的材料和/或被改变的眼镜片的几何结构的任何初生缺陷、任何不足进行校正的一种出色的方式，从而使得当镜片完成时获得所寻求的光学功能。
因而，在眼镜片制造过程中考虑的主要因素不是是否符合最初设置的几何结构，而是是否符合其光学功能，制作的眼镜片在某些情况下具有与最初设置的几何结构不同的几何结构。
当然，适当时进行多次修正。
当决定是否进行校正动作时所考虑的主要因素之一是到眼镜片制造方法结束点的时间。
根据有利特征，所述触发校正动作的步骤包括：
-如果在所述区中所述目标几何包络线与所述实际几何包络线之间的差值大于第一预定阈值且低于第二预定阈值，则实施第一校正动作；并且
-如果在所述区中所述目标几何包络线与所述实际几何包络线之间的差值大于所述第二预定阈值，则实施与该第一校正动作不同的第二校正动作。
使用这些特征，在需要时实施的校正动作是特别好的，由此允许获得高精度眼镜片。
根据有利特征，所述第一校正动作包括在所述区上沉积至少一个附加的预定体积元素而无需替换目标几何包络线，这种沉积被称为高度增加，而该第二校正动作包括确定经修改的目标几何包络线，从而替换所述目标几何包络线。
根据本发明的方法使得能够基于起始制造设置而启动镜片的增材制造，并且在目标包络线与实际包络线之间观察到差值的情况下，取决于这个差值的几何值，在高度方向上将设定数量的预定体积元素添加到镜片上，该制造方法继续使用这些起始制造设置，或者确定经修改的目标几何包络线，然后，该制造方法使用这些经修改的制造设置。
根据有利特征，该第二校正动作此外包括在所述区上沉积至少一个附加的预定体积元素，这种沉积被称为曲率增加。
因而，取决于这些阈值，该校正动作可以是高度增加、曲率增加或对目标几何包络线的简单修改，而不增加材料。根据有利特征：
-所述确定实际几何包络线的步骤包括确定表示所述区中的平均曲率的至少一个几何值的步骤；并且
-为了确定在所述区中的所述差值，所述方法包括将表示该平均曲率的所述至少一个几何值与表示所述区的并且从所述目标几何包络线确定的该目标平均曲率的几何值进行比较的步骤。
在根据本发明的方法中，这种差值是从允许在增材制造过程中获得表示在镜片上的不同点上的平均曲率的几何值的计算中确定的。将与平均表面曲率相关的这类值考虑在内允许对镜片的几何包络线进行限定，并且使得根据本发明的方法特别精确，因为是完全表示生产表面(即，获得所需的光学功能)有多困难的值的问题。确切地，这些几何值可以尤其允许对眼镜片表面上一个点出的平均几何球面进行计算，平均几何球面以屈光度表示，并且至少部分地表示这一光学功能。
因而，根据本发明的方法使得能够通过相对简单的计算、基于计算光学表面的传统工具来确定表面的任何制造误差(差异)，并且确定增材制造对其进行校正的方式。
当然，用于确定校正误差(换言之，阈值)的方式的规则基于在合理数量的试验内易于实现的校准，是从表示目标平均曲率和经修改的目标平均曲率的几何值的比较结果进行设定的。
按照根据本发明的方法的有利特征：
-所述确定表示平均曲率的至少一个几何值的步骤包括测量与所述区中的一个给定点相关联的至少一对曲率半径的步骤；
-所述确定表示平均曲率的至少一个几何值的步骤此外包括从所述至少一对曲率半径的所测得的几何值来确定在所述区中的所述给定点的平均曲率的几何值和/或表示所述区中的平均曲率几何值的最大差值的一个值的步骤；
-所述确定表示平均曲率的至少一个几何值的步骤此外包括从所述至少一对曲率半径的所测得的几何值和/或从所述区中确定的所述平均曲率几何值和/或从表示所述区中的平均曲率几何值的最大差值的所述值来确定所述眼镜片的实际几何特点从而限定所述实际几何包络线的步骤；和/或
-所述区具有最终目标曲率轮廓。
根据第二方面，本发明的另一个主题是一种增材制造机器，该增材制造机器被配置成用于制造眼镜片，并且包括一个命令控制单元，该命令控制单元配备有被配置成用于运行计算机程序的多个系统元件，该计算机程序包括被配置成用于实施上述方法的步骤中的每个步骤的多个指令。
根据优选、简单、容易且经济的特征，根据本发明的机器此外包括一个测量装置，该测量装置被配置成用于测量表示至少在所述眼镜片的至少一个区中的给定点处的平均曲率的几何值。
附图说明
现在将通过以非限制性说明的方式并在下文中参考附图给出的、对一个实施例的说明来解释本发明的主题，在附图中：
-图1示意性地示出了被配置成用于制造眼镜片的增材制造机器；
-图2和图3分别以截面图和俯视图示意性地示出了制造过程中的眼镜片；
-图4示意性地示出了使用图1中展示的机器制造眼镜片的各个步骤；
-图5是流程图，展示了制造眼镜片的方法的操作步骤，包括图4中展示的步骤；并且
-图6至图8是流程图，分别详细示出了图5中展示的操作步骤中的某些步骤。
具体实施方式
图1展示了用于以增材方式制造眼镜片10机器1，本文中是一种数控三维打印机。
数控表示增材制造机器1包括一套被配置成用于将运动指令发给这个机器包括的所有单元的硬件。
增材制造机器1在此被配置成用于将形成至少一种材料的叠加层(换言之，逐层沉积)的多个并置的预定体积元素沉积在制造支架12上，以便形成眼镜片10。
这种眼镜片10是例如渐进式的，并且此外具有环形的和棱形的部件。
每个预定体积元素都是由预定组合物以及预定大小来限定。
由于在此是增材制造的问题，特别是三维打印的问题，所谈到的是体积单元或体积元素，又称为体元(三维像素)。
这种眼镜片10因此由制造支架12来承载。
应注意的是，这个制造支架12是增材制造机器1的预定支座，并且因此其几何特点是已知的并包含在一个储存在或加载到增材制造机器1的第一命令控制单元2中的文件中。
增材制造机器1的硬件此外被配置成用于生成针对材料和针对增材制造机器1包括的聚合装置的运动、操控和控制指令。
增材制造机器1的制造支座12包括一个本体，该本体配备有在本文中呈现为总体平面形状的制造表面(未示出)。
除了命令控制单元2以外，增材制造机器1还包括一个喷嘴或一组喷嘴13，并且该命令控制单元配备有一个数据处理系统，该数据处理系统包括一个微控制器3，该微控制器装备有一个存储器4，特别是非易失性存储器，从而允许微控制器3加载或存储软件包(换言之，计算机程序)，当微控制器3运行该软件包时，允许实施增材制造方法。这个非易性失存储器4例如是只读存储器(ROM)。
单元2此外包括一个存储器5，特别是易失性存储器，从而使得能够在执行软件包和实施该增材制造方法过程中存储数据。
这种易失存储器5例如是随机存取存储器(RAM)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
增材制造机器1此外包括一个孔6，在此填充了一个窗口，该窗口被配置成用于允许触及由这个机器1在该机器的制造支座12上以增材方式制造的眼镜片10。
增材制造机器1此外包括一个测量装置(未示出)，该测量装置被配置成用于在所述眼镜片增材制造过程中测量表示至少在该眼镜片10的至少一个区P(图3)中的给定点处的平均曲率Cm的几何值。
这个测量装置配备有一个具有预定直径的测量瞳孔30(图4)。应注意的是，这个测量装置可以例如根据已知的偏折原理运行。
应注意的是，为了以增材方式制造眼镜片10，需要精确了解增材制造的某些参数，如这个或这些喷嘴13的前行速度、实施的能量和能源，本文中针对三维打印机发出紫外线的源，但是在立体光固化成型机器的情况下可以是激光器，或者在被称为热塑性螺纹挤压的张紧螺纹沉积情况下的热能。
也需要精确了解所使用的这个或这些材料及其状态，在此是感光聚合物液态。
还需要精确地了解眼镜片10的简单或复杂的处方光学功能，这些光学功能的特征在于在表示眼镜片10的简单或复杂光学特性的制造文件中限定的几何结构。根据一种变化形式，还需要了解佩戴者的个性化参数和/或用于接纳眼镜片10的镜架的几何结构的参数，以便将使这种眼镜片的光学功能适应其最终使用条件。应注意的是，表述“眼镜片的光学功能”应理解为是指镜片的光学响应，即对通过所讨论的镜片的光束的传播和透射的任何变化进行限定的功能，无论进入光束的入射如何并且无论由入射光束所照亮的入光屈光镜的几何范围如何。
更精确地，在眼科领域中，光学功能被定义为针对本镜片的佩戴者的所有注视方向佩戴者屈光力和散光特点的分布以及与镜片相关联的更高阶像差的分布。当然，这假定了已知镜片相对于佩戴者的眼睛的几何位置。
还将注意的是，佩戴者屈光力是一种计算和调整眼镜片的屈光力的方式，其不同于焦度计屈光力。佩戴者屈光力的计算确保了一旦镜片已经被装配在镜架中并且被佩戴者佩戴，佩戴者所感知的屈光力(即进入眼睛的光束的功率)符合处方屈光力。通常，对于渐进式眼镜，在该眼镜的任何点处，尤其是在其远视觉及近视觉参考点处，用焦度计测得的屈光力与佩戴者屈光力是不同的。然而，单焦点镜片的光学中心处的佩戴者屈光力通常接近于使用位于这个点处的焦度计所观察到的屈光力。
图2和图3示意性地示出了增材制造过程中的眼镜片10，而图4也示意性地示出了此镜片10的各个制造步骤。
眼镜片10具有一个本体，该本体配备有被称为正面的、在此是凸面的第一面15、以及被称为背面的、在此是基本上平面的第二面16。
应注意的是，该第一面和第二面15和16限定了两个将会表征眼镜片10的光学功能的屈光度。
这个第二面16是平面的，因为它是面向眼镜片10被以增材方式制造所在的制造表面的面。
眼镜片10具有一个使第一面15与第二面16连接的外周边缘。
眼镜片10在此是由多个预定体积元素形成的，这些体积元素被并置并且被叠加以形成材料12的多个叠加层。
这多个叠加层连同这个眼镜片10的第一面15和第二面16一起形成了该本体。
应注意的是，第一材料12的叠加层在此具有不同的长度，从而形成了这个眼镜片10的第一面和第二面15和16。
应注意的是，“层”的概念只是名义上适用于某些增材制造技术，则层仅仅是在这些喷嘴的给定途径中或采用指定掩模人工沉积的一组体元。然而，本发明的教导容易被转化成这些技术。
在此这些层中的每一层在其长度上具有基本上恒定的厚度，并且它们全都具有基本上相同的厚度。应注意的是，某些增材制造技术可以生产在整个层中厚度不同的层。然而，本发明的教导容易被转化成这些技术。
应注意的是，在此借助于通过增材制造机器1的这个或这组喷嘴13在材料12的每个叠加层中以受控方式喷涂设定数量的预定体积元素来获得这种相等厚度。
应注意的是，在此材料12是丙烯酸类聚合物，并且更确切地是感光聚合物，例如由OBJET有限公司以商品名VeroClearTM营销的产品等感光聚合物。
应注意的是，除了沉积这多个连续的叠加层之外，眼镜片10的增材制造可能还需要一个或多个光聚合步骤。光聚合步骤可以在每个体积元素的沉积时进行，可以在该喷嘴和/或该组喷嘴的一遍之后或在每层材料沉积之后进行地毯式光聚合。而且，应注意的是，如以下更详细所见的，眼镜片10在这个眼镜片10的增材制造步骤结束时可能没有完全聚合。
图2示出了仅部分制造的眼镜片10，并且更具体地，其第一面15没有完成，而其第二面16已完成。
将观察到，在眼镜片10的本体中示出了一条虚线，该线限定了眼镜片10的第一面和第二面15和16的截面形状。
这条虚线对应于待制造的眼镜片10的几何包络线18，这条包络线被称为目标几何包络线(又标记为Ec)。
这条目标几何包络线18表示眼镜片10的目标制造设置。
该虚线的弯曲部分是特别明显的，因为该虚线限定了眼镜片10的第一面15，该第一面15在此没有完成。
该虚线的这个弯曲部分包括第一面15必须限定的屈光度的最高点，这个点在图2和图3中被标记为PHD。
图3从上方示出了图2中所展示的眼镜片10的多个区，其中某些区被标记为P。
这些区P表示眼镜片10的已经完成了“目标”增材制造的区。换言之，这些区P各自具有一个被称为完成的目标曲率轮廓的目标曲率轮廓，而其他区各自具有一个被称为未完成的目标曲率轮廓的目标曲率轮廓。
因而，眼镜片10的表面的特征在于按区采样(与“完成的”或“未完成的”区对应的样本)。
将观察到的是，在眼镜片10的表面上还示出了中心位于点PHD上(在此是眼镜片10的中心)的两个同心圆20和21。
这两个圆20和21位于眼镜片10的周边与中心之间，并且各自具有一个预定直径。
图4示意性地示出了用于制造眼镜片10的方法的各个步骤，所述步骤仅仅是部分展示的。
在图4的左侧示出了图2中展示的眼镜片10的细节，该镜片处于使用图1中的增材制造机器进行增材制造的过程中，根据对眼镜片10的目标几何包络线18进行限定的目标制造设置(又称为起始设置)制造该镜片。
应注意的是，眼镜片10的目标几何包络线18是根据目标几何特点限定的，并且表征表示在眼镜片10的表面上的设定点处的目标平均曲率的目标几何值。
可见，在图4的左侧，在目标几何包络线18的虚线的弯曲部分与实际增材制造的眼镜片10之间存在几何差，该几何差表示制造误差。
具体而言，在这个细节中，部分地示出了五个叠加的材料层12，可以看到其第一面侧端。在两个直接叠加层之间，其厚度(或高度)是预定的，形成了具有长度的台阶。可见，最靠近第二面16的两个台阶延伸直至表示目标几何包络线18的虚线的弯曲部分，而顶部的三个台阶(其距离第二面较远而更接近该第一面)远离这个弯曲部分。
借助于在眼镜片10的区P中进行的测量、并通过将这些测量结果与目标特点相比较来确定该几何差(将在下面更详细地描述)。
取决于所确定的几何差，然后基于经修改的目标几何特点来限定眼镜片10的经修改的目标几何包络线19(在图4的右侧)(在下面进行了更详细的描述)，并且从其中推断经修改的目标制造设置。
在图4的右侧，示出了图3中展示的眼镜片10的细节，该镜片同样处于使用图1的增材制造机器进行增材制造的过程中，现在根据经修改的目标制造设置制造镜片。
换言之，根据从在区P中进行的测量确定的经校正的制造设置以增材方式制造眼镜片10，以便获得所需的光学功能。
在此将观察到的是，设定数量的预定体积元素14已经根据经修改的目标制造设置被添加到三个顶部台阶上，从而使得在图4的右侧示出的每个台阶延伸直至表示经修改的目标几何包络线19的虚线的弯曲部分。
在机器1中在眼镜片10制造过程中对该眼镜片实施这些制造步骤允许获得具有本文中复杂的、眼镜片的处方光学功能的眼镜片10。
现在将参照图5至图8来更详细地描述用于制造眼镜片10的方法。
该制造方法包括根据目标几何包络线18表示的设定目标几何结构、用增材制造机器1以增材方式制造眼镜片10的步骤100。
增材制造机器1的命令控制单元2因此被配置成用于以增材方式制造眼镜片10，从而使得该眼镜片具有所确定的目标几何特点。
单元2此外被配置成用于在步骤200中确定至少一个几何值，该至少一个几何值表示在具有完成的目标曲率轮廓的增材制造区P中的至少一个给定点处的平均曲率Cm。
单元2此外被配置成用于在步骤300中将所确定的表示平均曲率Cm的几何值与表示在所述区P的所述给定点处的目标平均曲率Cmc的几何值进行比较，后者几何值是根据眼镜片10的目标几何包络线确定的，根据该包络线制造该眼镜片。
在步骤300中进行的比较提供了表示物镜(目标镜片)与实际情况(所制造的镜片)之间的平均曲率之差Ecdif的结果(限定了几何包络线的差)。
如果比较结果是平均曲率之差Ecdif小于第一预定阈值S1，则以目标制造设置继续进行眼镜片10的增材制造。
如果比较结果是平均曲率之差Ecdif大于第一预定阈值S1，则单元2被被配置成用于在步骤400中确定要被添加到区P上的预定体积元素14的数量、以及在这个区P中是否需要增加高度或曲率。
在同一步骤400中，当确定了设定数量的预定体积元素的曲率增加是必需的时，单元2此外被配置成用于确定眼镜片10的经修改的目标几何包络线19(见下文)。
因此，取决于比较结果，眼镜片10的增材制造或者以目标制造设置、或者以经校正的制造设置继续进行。
上述方法步骤还在眼镜片10的其他区P中实施并且至少在某些已经校正的区P中实施，以便检查所做的添加表示所确定的校正，并且因此表示眼镜片10的实际几何包络线与经修改的目标几何包络线相对应。
应注意的是，在眼镜片10的增材制造过程中，或当该眼镜片完成时，该方法可选地包括一个对所得的眼镜片10进行照射的步骤(未示出)。这个步骤完成眼镜片10的聚合。
该方法可选地包括一个对通过增材制造获得的眼镜片10的正面和/或背面进行处理的步骤(未示出)，以便向其添加一个或多个预定涂层，例如防雾和/或减反射涂层和/或有色涂层和/或光致变色涂层和/或防划伤涂层等。
图6展示了该制造方法中的步骤，更确切地，用于确定眼镜片10的目标几何包络线以及该眼镜片的目标制造设置的步骤。
单元2被被配置成用于在步骤101中接收包含待制造的眼镜片10的佩戴者的处方值的文件。
佩戴者的这些处方值通常是以屈光度(D)来表达。
单元2此外被配置成用于在步骤102中接收与佩戴者、与用于接纳眼镜片10的镜架以及与处方相关的互补拟合数据和个性化数据。
应注意的是，这些互补拟合数据和个性化数据例如符合尤其表征镜架和佩戴者的视觉行为的几何值。它可以例如是眼睛-镜片距离和/或眼睛转动中心的位置的问题，和/或眼睛-头系数的问题，和/或全景角度的问题和/或镜架的面形角度的问题。
单元2被配置成用于在步骤103中根据佩戴者的处方值以及在相应步骤101和102中接收的互补拟合数据和个性化数据、并且取决于镜片10相对于佩戴者的眼睛的几何位置来确定为佩戴者量身定制的矫正性光学功能。
为佩戴者量身定制的这个矫正性光学功能符合有待制造的镜片10的目标光学功能。
应注意的是，为佩戴者量身定制的矫正性光学功能可以例如使用光线追踪软件包来确定，该光线追踪软件包允许针对镜片的佩戴位置确定佩戴者屈光力以及产生的镜片的散光。可以使用众所周知的光学优化方法来进行优化。
还应注意的是，步骤102是可选的，并且因此可以在步骤103中由单元2仅从步骤101接收的处方值、并根据眼镜片10相对于佩戴者眼睛的几何位置来确定为佩戴者量身定制的矫正性光学功能。
单元2被配置成用于在步骤104中生成一个名为“光学功能”的文件，该文件表征如步骤103所确定的为佩戴者量身定制的矫正性光学功能。
应注意的是，此“光学功能”文件是所谓的表面文件，其例如包含以有限数量的点的x、y、z、θ座标的形式表示、或以限定每个面的表面函数z＝f(x,y)的形式表示的几何特点，这些特点与折射率相关联、并且与如上所述那些各个距离及角度相关联。
将注意的是，为佩戴者量身定制的矫正性光学功能可以直接由本单元2以这种文件的形式接收，而不是由单元2在步骤103确定。
单元2被配置成用于在步骤105中从在步骤104中生成的“光学功能”文件以及在步骤102中接收的互补拟合数据和个性化数据、并且特别是与被提供用于接纳眼镜片10的镜架相关的数据，来确定待制造的眼镜片10的目标几何特点。
单元2被配置成用于在步骤106中生成一个名为“目标几何结构”的文件，该文件表征如在步骤105中确定的待制造的眼镜片10的几何特点。
应注意的是，此“目标几何结构”文件也是所谓的表面文件，其例如包含以有限数量的点的x、y、z、θ座标的形式表示、或以限定每个面的表面函数z＝f(x,y)的形式表示的几何特点，这些特点与折射率相关联、并且与如上所述那些各个距离及角度相关联。该“目标几何结构”文件实际上表示要赋予眼镜片10的光学功能和几何结构两者。
应注意的是，单元2此外被配置成用于接收(步骤未示出)一个包含与用于以增材方式制造眼镜片10的材料12的折射率相关的特点的文件。
还应注意的是，单元2被配置成用于可选地确定(步骤未示出)眼镜片10的尺寸收缩和折射率变化。在此是可能的后续变化的问题，一方面，是所制造的眼镜片10的材料12的折射率的变化，另一方面，是眼镜片10的几何结构(尺寸收缩)的变化。
应注意的是，眼镜片10的几何结构被限定，从而与被配置成用于装配镜片10的镜架的轮廓直接匹配。作为一种变化形式，如在此文件中限定的镜片10的轮廓不与镜架的轮廓相符，并且需要磨边操作。
单元2此外被配置成用于从“目标几何结构”文件的特点以及可选的与所用材料相关的特点来确定(步骤未示出)眼镜片10的制造设置。
单元2被配置成用于生成(步骤未示出)与增材制造机器1的制造支座12上的眼镜片10的制造设置(在这个机器的已知坐标系中)相对应的制造文件。
这个“设置”文件与在步骤106中生成的眼镜片的目标几何结构文件类似，其差别在于它反映了有待用实际中一种或多种材料的预定体积元素的安排制造的眼镜片10所需的几何结构的转录描述，该安排包括眼镜片10在用于其制造的制造支座12上的设定角度取向以及与眼镜片10的可能的尺寸收缩和指数变化相关的修改。
图7展示了该制造方法的其他步骤，更确切地，用于确定在区P中的给定点处的平均曲率的步骤。
单元2被配置成用于在步骤201中对具有完成的目标曲率轮廓的增材制造区P进行检测。
单元2此外被配置成用于在步骤202中对与区P中的一个或多个给定点相关联的至少一对曲率半径Rc1、Rc2进行测量。
使用增材制造机器1的配备有测量瞳孔30的测量装置、例如通过偏折法进行这个测量步骤202。
测量瞳孔30例如从眼镜片10的边缘面上的区P开始移动至点PHD。
作为一种变化形式，测量瞳孔30例如可以从眼镜片10的边缘面上的区P的边缘开始移动，直至两个圆20和21之一，或实际上仅仅在这两个圆20和21之间移动，或甚至从圆20和21之一移动直至点PHD。
应注意的是，区P具有限定了一个空间的轮廓，在该空间的最窄点处，该空间至少与测量瞳孔30一样大。
还应注意的是，作为一种变化形式，区P表示一个单元(与样本相对应)，该单元被限定在眼镜片10的表面上并且具有至少与该测量瞳孔的直径一样大的预定直径。
单元2被配置成用于在步骤203中从所测得的曲率半径Rc1、Rc2的几何值来确定表示在每个给定点处的平均曲率Cm的几何值和/或表示区P中的平均曲率几何值的最大差值ΔCm的值。
步骤202和203是例如在多个区P中的多个给定点处实施的。
单元2此外被配置成用于在步骤204中从检测区中的给定点处的平均曲率Cm的几何值和/或表示检测区P中的平均曲率几何值的最大差值ΔCm的值来确定有待增材制造的眼镜片10的区P的实际几何特点，并且因此确定这个眼镜片10的(至少部分)实际几何包络线。
图8展示了该制造方法的其他步骤，更确切地，用于确定预定体积元素14的数量的步骤以及用于需要时确定有待增材制造的眼镜片10的经修改的目标几何包络线19(又被标记为Ecm)的步骤。
单元2被配置成用于在步骤300中接收一个文件，该文件包含在步骤401和403中进行的比较的结果，取决于这个比较结果。
如果该比较结果是平均曲率之差Ecdif大于第一预定阈值S1且小于第二预定阈值S2(步骤401)，则该单元此外被配置成用于在步骤402中确定有待在高度方面添加到正被制造的眼镜片10的区P上的预定体积元素14的数量。
阈值S1和S2取决于所讨论的区P，并且取决于用眼镜片获得的光学功能、技术人员已知的允许添加这些阈值的计算方法。
例如，阈值S1包括在0.06屈光度与0.12屈光度之间；并且阈值S2高于0.1屈光度；应理解的是，阈值S2高于阈值S1。
单元2被配置成用于启动设定数量的预定体积元素在区P中的增材制造的高度增加，然后采用目标制造设置(起始设置)继续进行眼镜片10的增材制造。
如果该比较结果是平均曲率之差Ecdif大于第一预定阈值S1并且还大于第二预定阈值S2(步骤403)，该单元此外被配置成用于在步骤404中确定有待在曲率方面添加到正被制造的眼镜片10的区P上的预定体积元素14的数量。
单元2此外被配置成用于在步骤405中从在步骤105、202、203、204和404中确定的目标几何特点、实际几何特点以及有待添加的预定体积元素的数量确定正在制造的眼镜片10的经修改的目标几何特点。
在同一步骤405中，眼镜片10的经修改的目标几何包络线是从眼镜片10的经修改的目标几何特点来确定的。
应注意的是，确定步骤405可以可选地考虑与用于以增材方式制造眼镜片10的材料12的折射率相关的特点以及眼镜片10的可能的尺寸收缩和指数变化(如上关于确定目标几何包络线的步骤所指示的)。
单元2此外被配置成用于在步骤406中生成表征经修改的目标几何特点的文件，这个文件被命名为“经修改的目标几何包络线”。
应注意的是，这个“经修改的目标几何包络线”文件也是所谓的表面文件，其例如包含以有限数量的点的x、y、z、θ座标的形式表示、或以限定每个面的有限表面函数z＝f(x,y)的形式表示的几何特点，这些特点与折射率相关联、并且与如上所述那些各个距离及角度相关联。该文件“经修改的目标几何包络线”实际上表示待赋予眼镜片10的光学功能和几何结构两者。
单元2此外被配置成用于从“经修改的目标几何包络线”文件中包含的特点以及可选地与所用材料相关的特点来确定(步骤未示出)眼镜片10的经校正的制造设置。
单元2被配置成用于生成(步骤未示出)与增材制造机器1的制造支座12上的眼镜片10的经校正的制造设置(在这个机器的已知坐标系中)相对应的制造文件。
这个“经校正的设置”文件与步骤406中生成的眼镜片的经修改的目标几何结构文件类似，其差别在于它反映了有待用实际中一种或多种材料的预定体积元素的安排制造的眼镜片10所需的几何结构的转录描述，该安排包括眼镜片10在用于其制造的制造支座12上的设定角度取向以及与眼镜片10的可能的尺寸收缩和指数变化相关的修改。
单元2还被配置成用于启动设定数量的预定体积元素在区P中的增材制造的曲率增加，然后采用经修改的目标制造设置(经校正的设置)继续进行眼镜片10的增材制造。
命令控制单元2因此被配置成用于使用接收到的参数来运行用于实施上述眼镜片10的制造方法的各步骤的软件包，以便生产眼镜片10。
在一种变化形式(未展示)中，客户端-服务器通信接口具有被称为供应商侧的一侧以及被称为客户端侧的另一侧，这两侧通过网络(例如互联网)进行通信。
供应商侧包括一个连接到命令控制单元的、与图1中的类型相同的服务器，但是这次没有被集成到增材制造机器中，这个服务器被配置成用于和互联网接口进行通信。
客户端侧被配置成用于和互联网接口进行通信，并且连接到与供应商侧的类型相同的命令控制单元上。
此外，该客户端侧单元连接到与图1中的相同类型的增材制造机器上，用于制造眼镜片。
该客户端侧单元被配置成用于接收与步骤101和102相对应的数据文件以及表征所用材料的数据。
客户端侧单元经由互联网接口和服务器将这些数据传送到供应商侧单元，以便确定眼镜片的目标制造设置和经修改的目标制造设置。
该供应商侧单元经由其数据处理系统运行其包含的计算机程序，该计算机程序用于实施该制造方法，并且一方面确定眼镜片的目标制造设置，另一方面确定用于制造这个眼镜片的经修改的目标制造设置。
供应商侧单元经由服务器和网络将表示眼镜片的目标制造设置的文件、随后将表示眼镜片的所确定的经修改的目标制造设置的文件实时传送到客户端侧命令控制单元。
该客户端侧单元被配置成用于运行使用接收到的参数来实施眼镜片的制造方法以便生产眼镜片的程序。
作为变化形式(未展示)：
-这些叠加和并置的多个预定体积元素形成各自具有恒定或在其长度上变化的厚度、和/或全都具有或不全具有相同的厚度的叠加层；
-该材料是例如通过立体光固化成型沉积的透明材料，这种材料是例如由3DSYSTEMS公司以商品名ClearVue营销的环氧聚合物；
-该材料是一种感光聚合物，包括：具有一个或多个丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯功能团的一个或多个分子族；具有一个或多个环氧基、硫代环氧基或噻吩功能团的分子族；具有一个或多个乙烯基醚、乙烯基己内酰胺或乙烯基吡咯烷酮功能团的分子族；一族超支化或杂化有机/无机材料；或这些功能团的组合；所提到的化学功能团可能是由单体或低聚物携带的，或是眼镜片领域中的本领域技术人员众所周知的材料，或是单体和低聚物的组合；
-该材料可以包括至少一种光敏引发剂；
-该材料可包括胶体，特别是例如比可见光波长更小的尺寸的胶粒，例如像二氧化硅SiO2胶粒或氧化锆ZrO2胶粒；
-该材料在预定体积元素中的至少某些体积元素中可以包括颜料或染料，例如属于偶氮或若丹明或青色素或聚甲炔或部花青素或荧光素或吡喃盐或酞化青或二萘嵌苯或苯并蒽酮或蒽素嘧啶或蒽吡啶酮族的染料、或甚至是如稀土穴状化合物或螯合物的金属络合染料；
-该眼镜片是由其他材料生产的，如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺或由以下聚合物生产的：硫代氨基甲酸乙酯聚合物或环硫聚合物；这些材料是眼镜片领域中的本领域技术人员众所周知的材料；
-该方法进一步包括一个或多个其他制造步骤，例如磨边步骤和/或用于形成通常所指的临时标记的做标记步骤；
该增材制造支座具有一个制造表面，在该制造表面上以增材方式制造眼镜片，该制造表面至少部分是平面的和/或至少部分是球面的；
-该制造方法不包括附加的热照射步骤和/或附加的光化照射步骤，例如像在紫外光谱波长下，或甚至没有照射步骤；
-该制造方法包括一个步骤，其中根据已知的优化流程采取迭代优化循环的形式，将该眼镜片的材料的折射率的变化考虑在内；
-该眼镜片的材料可选地包含一种或多种染料、和/或被配置成用于改变其光透射和/或其外观的纳米颗粒、和/或被配置成用于改变其机械特性的纳米颗粒或添加剂；
-该增材制造机器不是三维打印机，而是立体光固化成型机器(或代表立体光固化成型法设备的SLA)或热塑性长丝挤出机器，又被称为张紧长丝沉积机(或FDM机，FDM代表“熔融沉积成型”)；
-命令控制单元包括微控制器来代替微处理器；
-客户端-服务器通信接口包括被配置成用于对该眼镜片的目标制造设置和经修改的目标制造设置进行传输的装置，这些设置是由计算机程序来确定的，该计算机程序包含被配置成用于在这个计算机程序在命令控制单元中运行时实施上述制造方法中的各个步骤的指令，该命令控制单元包括被配置成用于运行所述计算机程序的多个系统元件；
-该通信接口能够经由除了互联网之外的手段进行通信，例如，经由内网或安全专用网络；和/或
-该通信接口使得能够将整个计算机程序传送到一个远程数据处理系统，从而在另一个增材制造机器上(并且可选地在一个或多个其他加工/处理机器上)实施该制造方法。
更普遍地应想到的是，本发明不局限于所描述和所示出的这些实例。
Claims (9)
1.一种用于制造具有至少一种光学功能的眼镜片(10)的方法，其特征在于，该方法包括：
-根据目标几何包络线(18)，通过沉积具有预定折射率的至少一种材料的多个预定体积元素以增材方式制造所述眼镜片(10)的步骤(100)；
-在增材制造步骤(100)的实施过程中至少一次确定实际几何包络线的步骤；以及
-如果在区(P)中所述目标几何包络线(18)与所述实际几何包络线之间的差值(Ecdif)大于预定阈值(S1，S2)则触发校正动作的步骤；
其中，所述触发校正动作的步骤包括：
-如果在所述区(P)中所述目标几何包络线(18)与所述实际几何包络线之间的差值(Ecdif)大于第一预定阈值(S1)且低于第二预定阈值(S2)，则实施第一校正动作；并且
-如果在所述区(P)中所述目标几何包络线(18)与所述实际几何包络线之间的差值(Ecdif)大于所述第二预定阈值(S2)，则实施与该第一校正动作不同的第二校正动作，
其中，所述第一校正动作包括在所述区(P)上沉积至少一个附加的预定体积元素(14)而无需替换该目标几何包络线(18)，这种沉积被称为高度增加，而该第二校正动作包括确定经修改的目标几何包络线(19)，从而替换所述目标几何包络线(18)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二校正动作此外包括在所述区(P)上沉积至少一个附加的预定体积元素(14)，这种沉积被称为曲率增加。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
-所述确定实际几何包络线的步骤包括确定表示所述区(P)中的平均曲率(Cm)的至少一个几何值的步骤(200)；并且
-为了确定在所述区(P)中的所述差值(Ecdif)，所述方法包括将表示该平均曲率(Cm)的所述至少一个几何值与表示所述区(P)中要求的并且从所述目标几何包络线(18)确定的该目标平均曲率(Cmc)的几何值进行比较的步骤(300)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定表示该平均曲率(Cm)的至少一个几何值的步骤(200)包括测量与所述区(P)中的给定点相关联的至少一对曲率半径(Rc1，Rc2)的步骤(202)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定表示该平均曲率(Cm)的至少一个几何值的步骤(200)此外包括从所述至少一对曲率半径(Rc1，Rc2)的所测得的几何值来确定在所述区(P)中的所述给定点的平均曲率(Cm)的几何值和/或表示所述区(P)中的平均曲率几何值的最大差值的值的步骤(203)。
6.如权利要求4和5之一所述的方法，其特征在于，所述确定表示该平均曲率(Cm)的至少一个几何值的步骤(200)此外包括从所述至少一对曲率半径(Rc1，Rc2)的所测得的几何值和/或从所述区(P)中确定的所述平均曲率几何值和/或从表示所述区(P)中的平均曲率几何值的最大差值的所述值来确定所述眼镜片(10)的实际几何特点从而限定所述实际几何包络线的步骤(204)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区(P)具有最终目标曲率轮廓。
8.一种增材制造机器，该增材制造机器被配置成用于制造眼镜片(10)并且包括命令控制单元(2)，该命令控制单元配备有被配置成用于运行计算机程序的多个系统元件(3，4，5)，该计算机程序包括被配置成用于实施如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤中的每个步骤的指令。
9.如权利要求8所述的增材制造机器，其特征在于，该增材制造机器此外包括测量装置(30)，该测量装置被配置成用于测量表示至少在所述眼镜片(10)的至少一个区(P)中的给定点上的平均曲率(Cm)的几何值。
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